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中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)27-0018-03
1 建设工程施工进度管理系统设计概述
建设工程施工进度管理系统不仅仅是对工期要求和完工节点时间限制进行关注,而且对实施项目的进度管理过程中的各方面的因素进行重点考虑。同时,系统中建立有基础数据知识库,还有效地植入智能Agent技术,使得系统对于各个影响因素能够灵活地纳入,并且能够进行有效、通畅、统一的信息交流。建设工程施工进度管理系统能够及时地反映出工程建设中所出现的进度管理问题,具有一定的自主优化功能。建设工程施工进度管理内容主要包括:对于整个工程信息所进行的收集;分解整个项目的整体结构和各个环节所必须承担的工作任务;估算项目所必要的活动时间;确认整个项目活动之间所存在的逻辑关系;编辑整个项目以及各个节点目标的进度计划;对实际进度和计划进度这两者之间的偏差进行人为的跟踪;根据客观实际情况进行相应的优化;对项目的进度计划根据客观实际进行适当的调整等。
2 建设工程施工进度管理系统的设计原则
可靠性原则:确保数据采集的准确性,加强数据的校正和审核,规范数据的采集流程,对数据实施动态管理,通过数据的更新,确保数据规划管理的可靠和及时;安全性原则:建筑工程施工进度管理系统对数据信息保密和安全要求比较高,需要采取多层防范和保密措施,不但要确保企业局域网内工作人员的分级按照权限操作,还要防止企业局域网外的非法用户侵入;先进性原则:建筑工程施工进度管理系统的设计要采用先进、成熟的技术,要选择主流的软件产品,系统的网络通信、硬件设备、系统架构等资源配置要有较长的使用周期和一定的超前性;可扩展性原则:建筑工程施工进度管理系统应用平台的建立要具有一定的可扩展性,不但要确保系统体系结构具有较强的开放性,还要确保系统接口的灵活可变和可扩充性;可移植性原则:建筑工程施工进度管理系统的参与使用用户较多,并且每个用户的软硬件设备和环境也各不相同,因而建筑工程施工进度管理系统就需要综合考虑用户使用的各种情况,要具备较强的可移植性;实用性原则:建筑工程施工进度管理系统要符合国家相关规范要求和建筑工程施工进度管理的实际操作需要,要为企业领导和系统操作人员提供数据信息的分析、统计和管理。
3 建设工程施工进度管理系统智能化设计要点
在建设工程中,实施进度管理系统智能化设计最开始是要对进度管理系统的既定工程的工作任务、所分配的任务属性和对进度产生影响的各类因素以及在各个任务之间所存在的依赖关系等明显性的内容进行输入,通过智能化进度管理系统的运行和在实际工程中的运作,使得进度计划在执行过程中所存在的一些问题得以解决以及根据这些问题所制定出可行的解决方案进行输出。人们根据这些系统中所输出的结果进行分析判断,做到人为地对系统进行干预,再将人为实施干预之后的信息再一次在系统中输入和运行。这样,通过多次的循环往复的操作,使得系统不断地得到信息反馈和人为的管理干预,而且将每一次的信息所存在的循环过程中的情况记录下来,就会得到优化的建设工程施工进度管理系统,使得系统能够做到持续有效地运行,以达到提高办事效率、降低生产成本、提高生产经营管理水平和企业市场竞争力的目的。
3.1 确定建设工程实施进度管理系统设计智能化岗位设置
3.1.1 建设工程项目进度管理系统中岗位概念的引入。将建设工程项目分解成任务之后,为了完成具体性质的任务所设置的最小工作单位即是岗位。在建设工程项目进度管理系统中对岗位概念的引入,这主要的原因是由于众多的参与方组成了建设工程的主体,这些众多的参与方根据自己的客观实际情况来对自己的进度计划进行编制,这就使得在实际的工程建设中容易有信息交流沟通的障碍出现。这些参与方在进行进度计划的编制过程中,虽然有不同的角度和原理,但可以把这些细分到岗位中去,所以在进行建设工程项目研究时所选取的单位为岗位,这样就使得大家的语言得到有效地统一,这就会使得整个系统的信息之间存在交互使用的方便之处。在工程建设中,施工人员和各项任务之间所存在的桥梁是岗位,可将参与到各个岗位的人员视同为具有某种标准技能的人,岗位不受到人员素质的变动而产生影响。
3.1.2 建设工程项目进度管理系统中岗位工资成本区间的设置。在进行建设工程项目建设中,对岗位工资成本区间的有效设置,可把实际工程中所必须要考虑到的各个因素都纳入到岗位中来,这些因素主要包括物资、时间、资金、人员以及其他的相关消耗性资源等,再分别对各个因素设置合理的数据,且转化为相应的工作成本区间,从以上分析则可以将工作成本区间作为这个岗位所存在的合理成本区间。
3.1.3 建设工程项目进度管理系统中岗位知识库的建立。在进行建设工程进度管理设置岗位中,必须把握的方向是做好面向软件化和度量化的发展,为了实现这一目标,所采取的措施是在建设工程中建立岗位知识库。这使得所建立起来的岗位综合信息,不仅仅能够对于一般数据库具备机械存储功能,还能够具备拓展的面向工作任务的智能推理功能,即工作包,同时还具备对信息进行记忆、分类以及筛选等机械存储功能。岗位知识库通过推理机制的作用发挥,使工作包得以生成并输出。在该岗位工作包中可以实施进度管理智能化系统对于Agent指定接收的实现,这样就能够使智能处理功能和机械处理功能两者有机结合起来。
3.2 确定建设工程实施进度管理系统设计智能化知识库
对建设工程实施进度管理系统设计智能化知识库的思路进行确定。由于岗位知识库只是一个类型的数据库,但岗位知识库与一般的数据库相比则多了一项推理功能。知识库是由相关的数据构成,其中所存在的信息知识由相应的数据知识构成,程序知识则由相应的信息知识构成,通过对知识库所具备的数据库性质,可以对知识库的基本数据结构进行有效讨论。在此基础上通过实际需求情况,对知识库的任务链所具备的推理机制进行讨论,通过对图形的列出,则可以将岗位成本区间所具备的各个主要性的因素之间所存在的数据结构关系简单地表达出来。在内容和联系中,成本空间所需要纳入的信息为内容,联系则是一个岗位可相对应于多个人工、机械和材料。同样的道理,一个人工、一个材料或者一个机械也可对应着多个岗位。通过这样的结构设置可以有效地使数据冗余情况减少,这样就可以很好地存储和使用数据。
3.3 建设工程实施进度管理系统设计中智能Agent的应用
Agent是一个具有自适应性和智能性的软件实体,能代表用户或其他程序,以主动服务的方式完成一项工作。Agent具备以下几方面的关键属性:自主性:Agent具有属于其自身的计算资源和局部于自身行为控制的机制,能在无外界直接操纵的情况下,根据其内部状态和感知到的(外部)环境信息,决定和控制自身的行为;交互性:能与其他Agent进行多种形式的交互,能有效地与其他Agent协同工作;反应性:能感知所处的环境,并对相关事件做出适时反应;主动性:能遵循承诺采取主动行动,表现出面向目标的行为;推理和规划能力:Agent具有学习知识和经验及进行相关的推理和智能计算的功能。
在建设工程实施进度管理系统设计智能化知识库模式中,智能Agent是作为人工智能处于不断发展之中的一个产物而存在的,因此其所具有的作用是通过对周围环境进行有效地洞察,通过自己所掌握的知识结构体系发挥作用于周边环境的智能体。当然岗位知识库可以通过作为任务Agent的知识结构体系存在,那么就必须要明白在整个知识体系中提取的信息情况、对信息做到怎样提取、对信息提取的时间控制,这是任务Agent所必须面临解决的第一个问题,通常来说这也是要对任务Agent进行所谓的信念设置。在此基础上,任务Agent能够根据自身所掌握的知识、信念和外部环境的作用,从而做出具体行为发出,任务Agent所必须要解决的第二个问题则是如何做到对行为的发出。当然,在行动的时候绝对不能做到盲目行动,对于行动要做到有目的的进行,并且要把这项活动控制在可控范围之内进行。
4 结语
综上所述,在对前人的相关理论和实践进行总结的基础上,提出了一些有针对性的关于建设工程进度管理智能化的方向和设计,可是由于笔者水平有限,再加上所设计出来的系统初成,其所具有的效果还有待实践的考验。所以在今后的时间中,笔者必须做到针对该系统中的某一些具体的分部或者是分项工程进行有目的性的研究,通过对Agent软件平台的充分利用,使得上面的各种想法变成现实付诸于实践中,在对实际的工程建设中进行相关的操作作出应有的贡献,使得所做出的这些方法和设计能够持续和逐步地获得改进和优化,从而发挥更大的作用。
参考文献
[1] 黄金.GIS技术在工程项目管理中的应用[J].项目管理技术,2008,(S1).
[2] 马国丰,屠梅曾,史占中,吴伟.基于关键链技术的项目进度管理系统设计与实现[J].上海交通大学学报,2004,
(3).
前言
所谓的智能住宅就是指在这个住宅小区里面包含了信息通信、计算机以及自动控制等现代化技术,通过各种资源将各种信息和服务传递给住户,以给住户提供一个安全、舒适、便捷的环境。在进行智能住宅弱电工程设计的时候,弱电系统要考虑每一个子系统之间的界面,根据智能住宅的实际性质,考虑到使用者和业主的各方面要求和需求,在设计的时候,就能在经济合理的基础上把现代化技术使用到结构上去,从而为业主提供一个投资合理、高效、舒适的环境。
1.弱电系统的作用
智能建筑弱电系统是一个非常的复杂的工程,涉及到很多的技术和学科。经常见的弱电系统有很多种,主要有防盗报警系统、闭路电视监控系统、家庭智能化系统、三表抄送系统、机房系统等等。系统有很多,但是弱电的种类却只有两种,一种是有数据或者图像信息的信息源,比如计算机或者电话。另一种就是控制电压等低电压电能和国家所规定的电压等级。所以,智能建筑弱电技术的关键就是以前所说的弱电技术,只是说弱电技术在智能建筑中得到了使用,并且使用的范围比以前更加大了。
弱电系统在小区、机场、大厦、码头、高速公路等经常被使用。优化365JT设计的弱电系统是目前比较先进的一种弱电系统,可以有效地保证弱电系统设备进行安装和调试质量,而且各个子系统都得到了很好的互联。比如和通讯系统之间的界面的互联,与建筑内的机电设备的界面,以及与土建工程施工界面的互联的基本保证。
2、弱电系统工程设计普遍的问题
在工程施工之前都要进行工程的设计,主要原因是设计是工程的成败的决定条件,只有正确的设计才能去指导有序的施工,才能建造出一个质量高的建筑。所以,对于智能建筑的施工来说,弱电设计是非常重要的,但是目前在弱电设计工作还存在很多问题,具体的如下:
第一,弱电专业设计人员素质的缺少。有些设计者要么就是只是在高校接触了一些表面的书本知识,但是没有现实的实际经验,严重脱离实际和用户需要。还有的设计者,在走入社会之后,不会去主动接触新鲜的知识,闭门造车,多年过去自己的设计水平没有一点提高,只是自己去追求所谓的高档次,但是一点特色与新意也没有。所以,一个弱电的设计者除了具备计算机、电气、通信、水、暖的方面的知识外,还要去不断创新,在实践中不断进行实践。
第二,前面也提到了弱电系统的子系统会很多,而且子系统要很好地进行互联。但是目前由于规范不完善,很多高科技都会被涉及到,而且有些焦点问题仍然没有定论,现有的经验去参考的又比较少,所以对于弱电设计这来说,在进行设计的时候难度还是很大的。而且在工程实施中进行招投标的时候,系统产品经常会被随意变更,这就会造成相当数量的设计工作被浪费了。
第三,弱电设计由于是在工程的后期才开始陆续展开的,所以都是在其他工程设计结束的时候,在他们设计的基础上进行设计的,所以会受到很多专业的限制和影响。而且在设计时间紧张的前提下造成了难以考虑的很全面。而且用户的要求经常会发生变化,设计人员就要不断去进行修改,所以做了很多的无用功。
3、弱电系统工程的具体设计
3.1弱电设计基本原则
在经济上首先要合理,这包括购买设备的时候要进行合理预算,再次就是系统建设的投入产出合理。也就是在维修这些系统本身的时候所产生的维修费一定要比所取得的经济效益要小。无论是系统间接或者直接创造的经济都属于这里的经济效益。其次,技术上要先进,要求设计方案在满足业主的使用需求的时候,还能满足国家规定的技术指标,产品必须是具有先进性的,在追求先进性的同时还要考虑自己的实际情况和用户单位的技术水平,以及日后的维护费用和维修能力。当然了也不说,所有的情况都要使用弱电子系统,要结合自己的实际需求去进行选择。在通过调查和研究之后,发现安装此弱电系统会有很多优势才去进行。
3.2技术管理
工程技术管理是在整个施工过程都会被用到的技术标准和规范。在安装要求、对线记录、验收标准、调试工艺等一系列方面都可以进行监督,所以,在整个施工过程中严格按照弱电系统工程设计的要求。进行工程技术管理的重要内容就是对弱电工程技术标准和规范进行一定程度上的管理。在弱电系统工程中将会和很多的规范和准则有关联。弱电系统工程的设计人员,必须在进行系统设计、设备提供的时候进行认真的检查,严格按照对应的标准和规范进行。
3.3施工图的深化设计
(1)对于图纸的图别图号的编号不可以出现缺少的现象,新增图纸的图号也要和前面的编号进行连续。对于设计说明一定要按照各子系统分别进行叙述。对子系统的各个环节都要说清楚。要明确指出需要遵循的标准、设备材料安装高度、施工需注意的主要事项、与各专业的配合条件、接地保护内容等内容。详细列出的选型规格、数量、品牌。
(2)系统图一定要充分说明这个系统主要设备配置和构成、设备间管路和线缆的规格、系统逻辑及连动关系、系统设备分布楼层或区域、系统设备的供电方式等方面。另外所监控的机电设备的工艺流程、控制器的划分等方面也需要进行妥善交代。
(3)平面管线图则一定要详细介绍弱电相关设备的位置、线槽和管路的规格、走向、标高、安装方式等细节。而弱电井、控制室布置图则需要详细交代一下弱电井内的电源要求、弱电井内的设备、管路的布置,以及显示屏等的布置等情况。室外管线图则是要标明室外弱电管线和其他管线平行和交叉的坐标,室外管线图要说清弱电管线敷设方式、线路坐标以及深度。
3.4技术文件管理
各弱电子系统的施工图纸以及详细的设计说明都属于弱电系统工程的技术文件,当然了还包括许多其他的方面, 弱电系统工程的技术文件都要进行系统的科学管理。要想做到弱电系统工程的技术文件很好的保管,必须要建立技术文件收发、保管等一系列相关的规章制度。当然在各个施工阶段安装设备的技术条件也要管理好,在遇到和设计或者规范不一样的识货要及时记录,并建立技术管理档案和数据。
结论
随着高新技术的不断发展,电气工程在建筑工程中地位越来越高,弱电工程的要求也是日益提高,技术只会更新更快而且更加复杂,所以,我们弱电工程设计者要不断掌握新技术,不断完善新设计,不断地在实际工作中积累经验和学习,与时俱进。
参考文献:
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)09-0293-02
一、培养创业能力的必要性
1995年,联合国教科文组织在《关于高等教育的变革与发展的政策性文件》中指出:“在‘学位=工作’这个公式不再成立的时代,人们希望高等教育的毕业生不仅是求职者,而且也是成功的企业家和岗位的创造者”。如何有效培养大学生创业能力成为现代高等教育的崭新课题。有效提高大学生创业能力,对社会、高校、大学生三方都具有重要意义。对社会来说,培养大学生的创业能力并鼓励其自主创业,不仅能解决严峻的就业问题,还可以为他人创造机会。对学校来说,可以改革人才培养模式、提高人才培养质量。对学生来说,可以培养自身的创业能力,为以后的就业或者创业打下扎实的基础。
关于创业能力,不同领域的学者对此有不同的认识。本文认同清华大学经济管理学院唐靖、姜彦福博士提出二阶六维度的创业能力模型,二阶指的是创业能力的两大要素,包括机会能力和运营管理能力。其中机会能力包含机会识别能力和机会开发能力两大维度,运营管理能力也包括组织管理能力、战略能力、关系能力和承诺能力四大维度。
创业能力主要是通过课程体系、教学内容、教学方法的改革,以及第二课堂活动的开展,不断提高学生的综合素质,培养学生应具备的创业能力。其中课程体系是高校对大学生实施创业能力培养的最直接平台,也是对学生传授创业知识、培养创业意识和兴趣、提高创业能力最基础的平台。为此,工商企业管理专业应以课程为载体,将创业能力培养渗透整个教学活动和实践中,不断推动课程体系建设。
二、以创业能力为核心的工商管理专业课程体系现状分析
目前大多数普通本科院校认为工商管理专业应该培养具有创新精神和创新能力的应用型、复合型高级管理人才,课程也是围绕这个培养目标设置的。有些依托学校原有的学科背景,比如语言类的院校突出外语优势的国际化复合型人才,工科类院校突出高素质技能型人才,鲜有提出创业型复合型人才。据统计,在开设工商管理专业的 ① 296所普通本科院校中,仅有26所学校在人才培养目标提出培养创业能力或者创业型人才。通过查阅工商管理专业的人才培养方案、教学计划或者专业简介等资料,与创业能力培养相关的课程体系具有三大特点:
(一)课程结构不完善,内容与经济发展相脱节
中国高等院校根据教育部对工商工商管理专业的课程设置要求,开设管理学、经济学和企业管理等11门核心课。为了突出培养创业能力,有些学校加开一门创业管理课程。还有的以创业管理为基础基础,开设中小企业创业实务、企业创业案例分析等选修课。从此看出,以培养创业能力相关的理论和实践知识大多以零散的形式融入教学计划,没有形成一套完整的课程体系。有些学校将课程进行整合,分别从基础课、学科课程和模块课程三个维度设置课程。在教学过程中,由于目前大部分经典创业教材都是舶来品,国内的教材内容陈旧,不能适应日新月异的创业环境变化,实用性差。
(二)注重创业理论知识,忽视培养创业实践能力
学校提出培养学生“创业能力”的口号,有些学校并没有具体落实,不能围绕这一目标建立相配套的课程体系。有的学校没有任何有关创业的课程与培训。课程设置侧重于营销、会计、人力、生产等职能管理课程,这些课程偏向于理论性,缺乏足够的培养创业能力的实践环节。在教育模式上只注重知识的传授而忽略了对素质培养,培养学生实际创业能力的实践环节薄弱,有些课程开设了实践环节或第二课堂,也流于形式,其结果是学生的创业能力较差。
(三)创业能力培养与课程体系结合不紧密
工商管理专业人才不仅要具备专业基本素养和专业能力素养,其专业基本能力素养包括职业道德素质、人文素质、政治素质和协作能力,其专业能力素养还有具有组织领导能力、企业运营能力、协调执行能力、创新创业能力。
创业能力作为专业目标能力体系的重要组成部分,专业目标能力是创业能力实现的基础,两者有联系也有区别。但是课程设置没有合理安排,创业能力课程与专业课程不能交叉融合。存在课程内容重复,从某种程度上加大了学生的学习负担,使得学生自主学习和实践时间不足。同时由于院校大部分专业教师缺少创业经验,对创业能力培养缺乏充分理解,加上创业能力培养资料匮乏,他们所设计出来的课程体系也就没能和学生的创业能力紧密结合;即使能够参照个别兄弟院校的课程设置,也还存在实施的可行性问题。
三、以创业能力核心重新打造工商企业专业课程体系
(一)构建“平台+模块”课程体系
在课程建设中,根据工商管理专业培养目标的知识、能力和素质要求,按照创业能力结构与知识结构的对应逻辑关系,将相关学科和课程内容进行重组,有针对性地设置相应课程,构建“平台+模块”课程体系模式,有利于学生创业能力的培养。笔者认为应该建立“平台课+创业模块”相结合的课程体系(见表1)。
1.公共平台课。工商管理专业的本科生,主要学习三个层次的课程内容:公共基础课、学科平台课和专业平台课。其中公共基础课主要面向所有普通本科学生,培养学生人文素养、政治素养、职业素养等综合素质。学科平台课主要面对的是管理类的学生,需要学生掌握管理学的基本知识和理论。而专业平台课也称专业核心课主要针对的是工商管理专业的学生,需要学生掌握管理的计划、组织、领导、协调和控制四大职能。
2.创业模块课程。创业模块课程是根据创业能力培养目标而选择和设置的。工企课程体系在公共平台课和专业课的基础上必须增加创业模块。创业模块课程体系应由创业理论课程和创业实践课程两大部分组成。创业理论课时根据高等学校创业教育目标,为学生掌握创业理论知识而设置的课程性课程,主要由创业管理学、创业教育概论、大学生创业指导等组成。创业实践课程是为了完善学生创业知识结构,提高学生创业能力和技能,培养学生创业个性的课程。主要分为模拟创业实验、创业教育专题活动、创业教育项目活动课程等方面。
只有通过学习创业理论、掌握创业技能、加强实践,再结合本身专业特点,才能培养创业能力。
(二)开发相对独立的实践课程体系
工商管理专业人才培养目标具有应用性特征,而创业能力的形成也离不开实践。所以要根据工商管理专业特点,设置多种类型的实习实践活动,突出实践性教学,培养学生创业实践能力。根据工商管理专业的培养目标和分层训练的原则,为培养学生的基本实践能力、专业技能、综合实践能力和综合技能,要建立与本专业培养目标相适应的、循序渐进的实践课程教学体系。要对创业所涉及到的一系列程序和解决问题的方法进行固化、分析、分类、总结,并总结出一套操作性强的实训课程体系。同时按照创业历程排列实践课程,由低到高,由创业申报、创业经营管理体验到创业营销、网络营销、财税等,在大学生创业者中形成持久的积聚效应。实践教学环节开设ERP沙盘专业实验、资本运作实战实验、沟通与谈判实战实验、资本运作实战实验、创新创业模拟与实战等课程。同时要开拓第二课堂,设置创业成功学讲座、工商登记注册讲座等等课程。
(三)以学生竞赛和活动为中心,发展有学分无学时的新型课程教学模式
以学生竞赛和活动为载体,大力推进课程建设与大学生创业能力培养,将竞赛机制纳入教学计划之中,竞赛与常规教学环节相结合,创新人才培养模式。在实施过程中,重在围绕赛事和活动,以赛帮练,以促评建。比如温州大学的创业计划大赛和宁波大学的大学生创新创业训练计划。但是不能仅仅停留在创业竞赛、报告、活动的层次,应该建立相应的激励机制。只要学生参加竞赛和活动,可以给予一定的学分,这样不仅能够提高学生创业综合素质,还能激发学生参与活动的积极性,在大学生中形成持久的积聚效应。
参考文献:
[1] 彭樟林,姚卫华.基于创业能力核心的课程体系的构建[J].前沿,2012,(15).
[2] 陈嘉川.怎样提升创业能力[N].中国教育报,2012-09-24.
关键词:双层幕墙;节能设计;设计方案
一、 概述
当今,玻璃幕墙在现代建筑,特别是在高层和超高层建筑中的风靡程度有增无减,它几乎是世界各大城市建筑立面的一致选择。主要原因之一是人们的审美倾向仍然受现代主义风格的影响,而玻璃幕墙不仅外观简洁、通透、富有现代感,甚至可以在一定程度上彰显企业实力、突出企业形象。因而受到众多业主和建筑师的追捧。然而,人们为了这种独特的外观也付出了沉重的代价,由于传统玻璃幕墙的保温、隔热性能均远不及传统墙体,同时传统玻璃幕墙缺乏合理控制太阳辐射的措施,这就大大增加了该类建筑的制冷和采暖能耗。在2005年,我国推出公共建筑设计节能标准,对玻璃幕墙提出了严格的热工要求。
与传统玻璃幕墙相比,双层玻璃幕墙(Double Skin Falade,以后简称DsF)独特的通道夹层设计,不仅为提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能,更重要的是,为遮阳构件提供了一个栖身之地,使之既能有效遮阳,又不破坏建筑外观。此外,它还可以通过强化通风降温来降低建筑能耗,因而倍受建筑师的推崇。然而,采用DSF不仅会增加成本,牺牲可观的建筑面积,同时其维修费用也高出一般幕墙。而且,不能简单地认为DSF一定具有更好的保温、隔热、通风等热工性能,目前大多数类型的DSF都不能同时减少采暖和制冷负荷,只有根据具体情况把不同类型结合起来或改变系统设置,以其科学的结构、完善的功能、先进的设计理念充分利用太阳能、自然通风换气,降低空调能耗减少风及恶劣气候的影响才可能比传统的隔热玻璃加外遮阳方案有实质性进步。
二、双层幕墙的通风分析
双层通风玻璃幕墙又称为呼吸式幕墙,热通道玻璃幕墙,它通常包括外层玻璃幕墙、通风空气层(也称热通道)和内层玻璃幕墙。双层通风玻璃幕墙热通道宽度一般为100~2000mm,热通道上下一般设有进出风口,遮阳装置设置在热通道内,如图1所示。通常认为的通风双层玻璃幕墙的节能原理是这样的:冬天,关闭进出风口,由于阳光的照射,使热通道内温度升高,像一个温室,等于提高了内层玻璃幕墙的外表面温度,减少了建筑物采暖时间和能量损耗,如图1;双层玻璃幕墙在夏季具有隔热作用,在夏季,开启热通道上下风口可以实现外循环通风,利用空气流动的热压原理(自然通风),或是利用机械通风装置(机械通风),玻璃幕墙从进风口吸入空气进入缓冲区,在缓冲区内气体受热,产生由下而上的热运动,由出气口将热空气排到外面,从而降低了内层幕墙的温度,起到了隔热作用,如图2。
图1通风双层玻璃幕墙冬季无通风示意图 图2 通风双层玻璃幕墙夏季外循环示意图
对内层幕墙可开启的通风双层玻璃幕墙,可实现内循环的通风方式,如图3,夏季白天由于太阳辐射和围护结构的传热,室内温度升高并且室内家具墙体将蓄存一部分的热量,而夏季夜间通风正是利用室内的温度较低的空气带走室内热量,进一步减少第二天的空调耗能,如图4:
图3通风双层玻璃幕墙夏季内循环示意图 图4 通风双层玻璃幕墙夏季夜间通风示意图
三、通风双层幕墙的工作分析
1 透射体系研究
从遮阳装置或者设备的布置的角度来看,DSF分以下几种形式:第一种,DSF的内外侧都是玻璃,中间加设遮阳构造,其形式主要有:装置、格挡等,如百叶、格栅等,这是目前较为常用的一种,尤其结合感光智能控制的遮阳百叶等设备;第二种,遮阳设备设在双层玻璃幕的内侧或者外侧。对于,热通道内加设遮阳百叶通风幕墙组成的透射体系:两侧是玻璃,中间是空气层和遮阳百叶。忽略遮阳装置的影响,该体系可以视为阳光照射到两侧均为空气的双层半透明薄层,射线要通过两个玻璃界面透射到另一侧,阳光首先进入第一个玻璃层,此时由于反射的作用(设此层玻璃的总反射率分别为r),则只有(1-r)的辐射能进入玻璃层;经玻璃的吸收后(玻璃吸收率设为α),有(1-r)(1-α)的辐射能可达玻璃另一侧层界面;由于反射作用,只有(1-r)2 (1-α)经玻璃吸收后可以透过该玻璃层,而反射(1-r)r(1-α)要反射回玻璃第一层界面部分辐射能经过反射、吸收、透射等反复进行下去(见图5)。
图5双层玻璃幕墙透射体系模型
于是可以得到单层玻璃的吸收率:αz=α(1-r)[(1+r(1-α)+r2(1-α)2+…]=
α(1-r)/[1-r(1-α)]
反射率: R=r{1+(1-α) 2 (1-r)2/[1-r2(1-α)2]}
透过率: T=(1-r)2(1-α)/[1-r2(1-α)2]
同样,双层玻璃的总透过率为:Ts =t1t2/[1-ρ1ρ2]
总的反射率为:ρ=ρ1+t12ρ2 /[1-ρ1ρ2]
第一层玻璃的总吸收率为:αZ1=α1+{1+t1ρ2/[1-ρ1ρ2]}
第二层玻璃的总吸收率为:αZ2= t1α2/[1-ρ1ρ2]
上述式子中,t1、t2分别为两层玻璃透过率;α1、α2分别为两层玻璃的反射率;ρ1、ρ2 分别为两层玻璃的吸收率;这些都和玻璃本身的物理性质、介质温度、太阳辐射入射角度等有关。
2 关于热阻的模型
(1)热通道内空气的不定向流动
在冬天,关闭幕墙上下的风口,DSF完全是一个两层玻璃中间是空气夹层的结构体系(见图6),DSF共三层,4个界面,则热阻组成为:外侧玻璃外表面的换热热阻(玻璃与室外环境的对流换热系数设he),外侧玻璃本身的热阻Reg,热通道内综合热阻R,内侧玻璃本身的热阻Rig,内侧玻璃与室内环境的表面换热阻(对流换热系数为hi)。热通道内假设为理想状态:即热交换只有辐射热交换,那么,外侧玻璃与室外环境的传热热阻以下式计算:Re=1/Ue=1/her+1/he+Reg。
式中,Ue为外侧幕墙的传热系数,her、he分别为外侧玻璃内表面的辐射换热系数和外表面的对流换热系数。内侧玻璃幕墙的总热阻计算方法与外侧幕墙相
同,内侧幕墙热阻设为Ri。中间热通道的热阻比较复杂,只考虑辐射换热,那么辐射换热系数可以由下式求出:Her =σ(T2eg +T2ig )(Teg +Tig)/(1/εeg +1/εig -1)
式中:σ为斯蒂芬-波尔斯曼常数,σ=5.67×l0-8W/(m2•K4) ;Teg 、Tig为外侧和内侧玻璃的热力学温度;εeg、εig为外侧玻璃幕内表面和内侧玻璃幕的外表
面发射率。
图6DSF传热模型
由于通道内的空气在自然状态下是均匀的,因此内外侧幕墙在通道里的辐射换热阻是相等的,于是热通道内的总热阻:R=1/2her
而事实上,即使是密封性很好的双层玻璃幕墙热通道内的空气也不可避免地分布不均匀或者出现涡流的情况,因此,理想条件下的情况是很难实现的
(2) 热通道内形成空气流
当热通道内形成空气流,那么我们只考察热通道内的热阻,而把内外侧玻璃幕墙表面的换热热阻中的对流换热部分纳入热通道的热阻中来,内外侧玻璃的热阻不变(按照(1)中的式子不变化),此时热通道的热阻组成为:热通道内的总热阻R和玻璃界面的对流换热热阻h以及辐射换热热阻h。即:R=1/2her+hc
对流换热系数可依据有关公式计算:
hC =6.12uf0.78 uf >5m/s
hC =4.8+3.4ufuf≤5m/s
式中:uf热通道中空气流速,单位是m/s。
四、提高节能效果的热工对策
1 基于气候的热工设计对策
1.1 严寒地区和寒冷地区的热工设计对策
对于严寒和寒冷地区,由于要充分考虑冬季建筑的保温和太阳能利用,所以要特别重视幕墙的保温性能。提高幕墙保温性能的措施如下:
(1)提高幕墙的密封性能,减少冷风渗透。
(2)内侧幕墙采用双层甚至多层中空玻璃,增加内层幕墙的气密性。
(3)在幕墙不可视位置加设保温棉,提高幕墙的保温性能。
(4)提高幕墙玻璃本身的热工性能:采用断热铝型材龙骨;外层玻璃采用LOW-E镀膜玻璃,即低辐射玻璃,可提高对太阳能的利用率,又减少了玻璃的反射对周围环境的影响。
(5)内遮阳装置遮阳片可以对太阳高度角的变化进行旋转,减小其对太阳辐射的影响,以使室内获得更多的太阳辐射。
实际上,由于我国太阳辐射资源丰富,双层通风玻璃幕墙在冬天可使建筑上形成一个大的温室,由于温室效应,冬天可以很好地利用太阳能,从而减少冬天的采暖能耗。但是到了夏天,幕墙的温室效应则会大大增加建筑的制冷负荷。因此,无论在我国的寒冷地区还是南方的炎热地区,这种幕墙在夏天最大的问题都是遮阳和隔热问题。
1.2 炎热地区的热工设计对策
炎热地区,对于DSF而言,最重要的是夏季的遮阳和隔热。撒世忠等的研究论文中给出了遮阳百叶设在热通道后可以增加幕墙的遮阳和隔热性能,如内层幕墙采用中空玻璃时,太阳辐射的透射率为0.17,大大减小了室内太阳辐射量。同时,在通风幕墙中使用传热系数为2.05W/(m2•K) 中空玻璃时,无遮阳百叶的通风幕墙透明部分的传热系数为1.29W/(m2•K), 而有遮阳百叶的通风幕墙的透明部分的传热系数为1.17 W/(m2•K),节能效果显著。清华大学超低能耗楼采用的双层通风玻璃幕墙,内外玻璃幕墙之间设置了遮阳百叶和反光板。各层的内遮阳百叶,下部固定,向上开启,反光板可调角度,能在一定程度上把自然光反射到室内,双层幕墙上都设有开启扇,可合理控制过渡季节的自然通风。一般认为,外遮阳的效果最好,可遮挡高达90%的太阳总辐射。
夏季,由于太阳辐射的影响,热通道内空气温度升高,由于向上的浮力作用,热通道内形成自下而上的气流,由于空气的流动自上面的排气口带走了部分热量,从而使幕墙自然降温(NaturalCooling),降温幅度很大程度上取决于通道内的热流速度。由上文分析得知热流速度大,则热通道内的辐射和对流换热系
数就会显著增大。因此,在热通道内设导流设备以及鼓风或者是抽风设备增大通道的气流速度是十分有效的措施。有研究发现:选择适当的玻璃幕墙性能组成可降低热负荷,同时适当的利用热通道内气流能改善总的热平衡:有人认为当通道内气流速度达到 6m/s时,夏季进入建筑的热负荷可大大降低;而当气流速度是 1.5m/s时,此时进入建筑的热负荷只相当于自由对流的情况。但是,如何使热通道内的热流顺利从开口排出,带走热量,不仅与双层幕墙的间距有关,而且也与幕墙的高度,当地的气候等因素有关。研究通道内的热流是很复杂的,目前采用的计算机软件模拟取得了一些公认的成果,比如采用CFD(ComputationalFluidDynamics计算流体力学)软件模拟传热过程等。
2 实例运用
某大厦所采用的通风双层玻璃幕墙,体现了诺曼福斯特高技派设计风格,该幕墙内层采用可开启的洁净透明钢化玻璃,外层为透明钢化中空 LOW-E玻璃,内外层中形成的热通道宽度为320mm;中间设有宽 35mm的电动百叶,百叶可以转换角度以及升降开启以遮阳和调节光线。夏天,空腔内由于烟囱效应使气流从上边开口排出,形成一道空气缓冲层,从而减少室内外温度交换,降低了制冷负荷,节能可达30%~40%左右。