時間:2023-03-21 17:12:26
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為解決模型的問題,構建統一的工程信息模型是一個有效的方法,建筑結構設計的信息包含了工程的物理模型、模型的邊界的條件、模型管理等很多方面的信息,物理模型包括了構件信息、截面信息、節點情況以及很多截面信息等,管理信息主要有不同構件的的關系以及模型與模型之間的關系等。建筑工程信息的管理性和一致性都比較好,相對而言可以更好的建立工程數據源,實現不同構件之間信息的共享,實現模型的全局共享,對建筑結構設計的模型自動轉化的實現具有十分重要的意義。圖1為建筑就該信息轉化的基本流程,建筑結構設計包括結構設計以及施工圖設計等,實現建筑結構模型的轉化基本流程是:首先要提前結構設計信息,構件建筑結構設計的一些基本模型;然后對已經分析好的模型通過接口導出,對結構模型提取、分析、計算;接著將分析好模型通過接口導入結構設計構件模型,實現施工圖設計;最后對設計好的結構模型進行工程量的計算,從經濟學角度控制工程造價。通過件PKPM和CAD之間的轉化解釋模型轉化的程序,當今結構設計中,軟件PKPM應用較為廣泛,其作為一個國產軟件,相對國際上的軟件易學而起比較好上手,但CAD和PKPM能夠實現轉換一直是工程師關系的問題,首先打開PKPM,選中AutoCAD平面圖向建筑模型轉化,導入的內容有軸網、梁、柱、剪力墻以及各種尺寸和標注,而要進行轉化的則有梁、柱、剪力墻以及軸網,進入建筑模型與荷載輸入,對各種模型進行修改。
2建筑設計模型轉化為結構設計模型
在建筑工程中二維圖形應用較多,設計人員主要進行結構圖和施工圖的設計,采用圖元識別方法獲取建筑軸網及定位墻、柱等,采用IFC文件導出,基于結構的設計模型和孔壁的實體的對結構墻體進行描述。材料相關和實體相關能夠建造墻體定義的多材料模型,基于識別材料實體實現本構模型的建立,除了實體墻如此建立之外,結構也可以用這種方法定義。
3結構設計模型轉化為結構分析模型
結構設計完成之后就要進行結構分析,國際上常用的結構析軟件結構一般采用的都是公開數據的模型格式,這樣方法將國產簡化了很多,但這種轉化的前提是基于不同分析軟件之間,而不是實現設計模型到分析模型的轉化。為此,需要遍歷結構設計模型,利用軟件導出結構構件信息寫入模型文件;然后定義模型的約束條件以及荷載的情況;然后把設計結果導出到數據庫;最后將構件配筋信息及其結構構件建立相對比較完整結構施工圖的設計模型。
4建筑結構施工圖的設計模型轉化
為工程算量模型由施工圖設計形成結構施工圖設計模式,包括工程模型中的所有計算的信息量算工程量直接的數據源的模式,國內計數的當前應用的三維圖形軟件的數量尚未實現,現在的國際金融公司(IFC)等國際標準進行數據交換的支持,實現模型數據轉換功能只能通過開發了一個專用接口。基于更廣泛的取樣的國內應用廣聯達鋼筋軟件,XML映射模型的結構模型的方式進入施工圖設計的工程計算該模型的量來實現的。元語言定義了XML語言提供的XML模式的機制,可以通過文檔類型定義有兩種方法來定義和模型模板用于XML模式定義。可以以替代方式的文檔類型定義文件的方式相比,由于元語言的具有XML文檔法律的一致性、可擴展性、靈活的出來數據等優點,所以利用現替代文檔類型方式定義XML文檔類型的模型模板。
5結論與展望
關鍵詞:建筑工程;電氣自動化;自動化;施工管理
電氣自動化作為自動化技術領域中的一大重點分支,包含著較為繁瑣的工作內容以及較為龐大的施工運行體制。實際電氣自動化施工工程的建設工作也包含著較為廣泛的實際內容,主要包含配電系統、照明系統、動力系統、弱電系統、保護系統、防雷接地六大系統的實際建設工作。就此而言,如此龐大的系統性工程施工如若想要保證其施工工程中工作運行的穩定性以及科學性,對其進行施工管理工作就存在著相應的價值。但現如今,我國在建筑工程電氣自動化的相關施工工作中施工管理工作的建設現狀并不十分完善,在實際施工過程中依舊存在著施工管理的缺失以及施工管理體系建設不完善的現狀,就此來看在建筑工程電氣自動化相關施工工作中進行工程管理有效性的相關研究就具有著一定的積極價值。
一、我國建筑施工中電氣自動化施工管理現狀分析
就我國當前多數建筑工程的實際施工現狀來看,實際工程管理工作中存在著普遍性的缺失。其中,管理體制建設以及管理工作內涵缺失作為我國建筑工程中的實際現狀,具有著較高的研究價值。就其缺失現狀來看,我國建筑工程中存在的相關缺失現狀主要體現在以下兩個方面。現就其實際缺失內容,淺析我國建筑工程電氣自動化施工管理建設工作的主要重點內容。1.缺乏完善健全的管理體制。由于電氣自動化相關施工工程在我國建筑施工單位中具有著工作強度大、工作內容豐富以及實際施工工作覆蓋面較廣的特點,在電氣自動化相關施工工程中進行施工管理就需要對電氣自動化相關工程施工領域的各個細節進行覆蓋。這一施工方式就與傳統的建筑工程施工方式存在著較大的區別,管理工作的實際職能也與傳統建筑工程施工管理的職能存在著較大的差異性。就此看來,傳統的工程施工管理工作在管理內容上以及管理機制的構建方面都需要得到相應的加強。然而就我國建筑工程電氣自動化工程施工管理的現狀來看,多數施工工程的管理者都沒有對管理體制的構建做到較為深化的認識,實際管理機制的構建依舊進行著與傳統管理體制的構建模式完全相同的方式進行。這就使得我國建筑工程在電氣自動化相關施工工作中表現出了較為不完善的實際管理體制,管理工作的實際內涵出現了目的與實際不符的現狀。管理體制的完善性對管理工作的實際進行具有著較為高度的促進作用,進行較為完善的實際管理體制建設也能直接提升我國電氣自動化相關建筑施工工程的質量提升,并直接提高電氣自動化相關建筑工程的品質以及效率。就此看來,缺乏健全的電氣工程自動化相關建筑工程管理體制作為我國建筑施工工程中較為嚴重的缺失,需要得到相關革新。2.缺乏正確的管理方法。由于電氣自動化相關建筑工程在管理機制以及管理模式上均與傳統的建筑施工工程存在著較為明顯的差異性,因而在實際管理方法上也存在著相應的差異性。因建筑工程電氣自動化工程的工程量較多,且涉及面廣等特點,這使得電氣自動化工程施工管理需要負責的內容較多。為了保證施工管理充分發揮作用,通常在具體執行施工管理之前根據建筑工程實際情況及電氣自動化施工特點及要求,合理規劃設計施工管理方案,選用適合的管理方法,以便在電氣自動化施工中有計劃的、有序的執行施工管理。但就我國建筑工程電氣自動化相關施工工程的管理現狀來看,管理的方法以及實際內容與傳統建筑工程依舊存在著較大的相似度。這在提升了實際管理機制的效率同時卻忽視了電氣自動化相關建筑工程與傳統建筑工程之間的體制差異,進而在實際管理工作上存在著重點管理方向缺失的問題。相關管理者在實際管理工作進行之前,往往忽視了對實際管理機制覆蓋面的實際考察,在實際管理方法上也一味采用著較為固定的管理內容與管理手段,這在電氣自動化相關施工工程的實際進行中往往只能降低施工工程的有效性,并降低管理機制發揮的實際效力,進而導致后續電氣自動化施工中按照方案所實施的施工管理方法不盡人意,使施工管理效果不佳,不利于保證電氣自動化工程質量。
二、優化建筑工程電氣自動化的施工管理相關有效措施分析
由于現階段我國在建筑工程相關電氣自動化施工工程中依舊存在著較多方面的缺失,既制約了我國建筑施工領域的實際發展,同時對我國電氣自動化相關領域的施工工程存在著管理工作相關的實際制約性,因而就我國建筑工程領域的實際發展前景而言,對建筑工程相關電氣自動化施工管理進行優化革新具有著較大的積極意義與研究價值。為保證我國建筑工程相關電氣自動化施工工作的高效性,筆者建議從以下方面開展相關優化工作。1.做好電氣自動化相關施工工作的準備工作。良好的準備工作在一定意義上來講能夠為后續施工工作提供有效的管理工作的相關幫助。因此為提升我國建筑工程相關電氣自動化施工管理,對電氣自動化相關施工工程進行施工工作準備階段的監督提升具有著良好的應用價值。首先,應當做好施工工程的前期準備。由于電氣自動化相關施工工程能夠有效在后續施工工作中對管理的實際內容進行優化與簡化。電氣自動化相關施工工作由于其存在著較為廣泛的涉及內容,因而在準備階段如果沒有對實際設計內容進行較為良好的優化,實際施工工作沒有了相應依據則會導致因設計施工不合理而返工或施工工作不達標而引發建筑施工的質量問題。而相應質量問題的變數一旦產生,就會對傳統的建筑施工電氣自動化相關工作的管理問題造成影響。其次,應保證設備選型的科學性。由于建筑工程中電氣自動化相關施工工程的實際內容較為豐富,在設備的使用方面也存在著相應的廣泛需求,因而就建筑施工的實際內涵來看,想要保證工程管理工作的科學性,在設備選型方面同樣應加強相應重視型號、規格不同的電氣設備的性能和標準,進而對采購的電氣設備進行質量檢查、功能測試、使用分析,進而根據不同設備的相應質量來滿足對于施工工作的具體要求。2.電氣工程自動化施工管理。在實際施工管理的直接提升方面,需要管理者對以下兩方面進行管理工作的革新加強。首先,需要監督工作人員加強做好日常的監督檢查工作。在工程施工過程中就需要結合建筑工程實際情況及電氣自動化施工要求,規范化、合理化地實施施工質量管理,可以有效控制電氣自動化施工工藝,避免質量隱患遺留。加強施工管理的實際規范性,不僅能夠促進工程施工相關工作人員提升自我防范意識,在實際施工管理工作中加強對管理工作的重視程度,且就其施工管理的工作內容來看需要使施工人員端正態度,并就實際管理職能來完善其管理的相關體系,做到建筑工程電氣自動化相關施工的科學性與完善性。
作者:黃炎 單位:中國二十二冶集團有限公司
參考文獻:
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數字動畫技術是基于數字技術生成的動畫藝術系統。數字動畫的互動性以及特有的虛擬現實性使得動畫成為一種典型的數字藝術形式。數字動畫的創作所具有的特點和優勢使得各個領域中展現了一片新的光彩。
1.現代化的設計方式
設計師的思維能夠利用動畫技術來加以呈現。例如,在大型的建筑項目設計中,首先就應該對建筑的功能進行平面設計,包括建筑的剖面以及立面等,再使用數字動畫技術對建筑的內部、外部、視覺效果等進行設計,以實現建筑的構思。在動畫制作的過程中,其實也就是設計者思維的一種實際體現,以直觀的動畫方式,方便于設計者創作和構思,這就建立了現代化的建筑方式。
2.良好的展示平臺
數字動畫技術直觀的反映了建筑空間的整體效果,體現了建筑內部空間和外部環境,對建筑中的各個功能設計聯系加以明確,為設計師的設計提供了基礎。通過數字動畫技術應用到建筑設計中建立了靈活、方便的建筑設計以及平臺。
3.現代化的營銷模式的建立
在銷售建筑的過程中,傳統的銷售是以制作大型建筑沙盤模型展示給客戶看的,但是這種銷售模式的成本較高,而且占據的空間也很大。相比之下,建筑動畫可以真實的模擬建筑環境,從動畫中體會到建筑的空間環境,推動客戶快速做出決定。建筑動畫其實也是一種廣告的形式,能夠以電視和網絡的形式進行宣傳。數字動畫技術盡管通過3Dstudio軟件完成以上功能,但是還應該掌握其關鍵技術:第一,在三維動畫建模時,有的物體的形狀較為特色,需要鉆孔、削邊等處理,這樣就要對這些物體進行粘貼和做交集運算。因為使用的CAD軟件中是由點組成線和線組成面的,在運算交集時,就會可能出現切割失敗等問題。因此,在建模時就要特別重視刀子和切割物體的位置。第二,材質的制作和選擇。3DS給予了豐富的材質庫,不過在具體的配色中還要對一些具體的顏色進行額外的制作。在選擇材質時,要從物體的透明性上來選擇,不然就會導致著色后會看得清楚里面物體的輪廓,影響效果。第三,動畫的編輯。對于已經生成的動畫片,應該把動畫分解成一張張的圖片,在圖像處理軟件中對這些圖片進行編輯和修改。反之,也可以把圖片合成動畫片段。第四,畫中畫的實現:為了實現動畫中的一些動作,就要從不同的角度進行觀察。可以在同一個屏幕上顯示多個畫面。例如,在設置場面時使用投影機再配合文字說明把動畫投影到模建筑模型表面,實現畫中畫的效果。
二、數字動畫對建筑設計的意義
實現建筑動畫是數字動畫技術的一個表現方向,即建筑三維動畫。通過使用動畫虛擬數碼技術結合電影的方式,根據房地產的建筑、園林等設計圖紙把建筑的外觀和室內的結構等今后建成的場景提前展示給人們看,拓寬了人們的事業,而且能提前享受美好的家園生活。通過數字動畫技術實現建筑設計的動畫化,以全方位的鏡頭觀察,逼真的展現了建筑整體的形象,能夠拍到相機所不能拍到的鏡頭,把設計者的思想和藝術形象展現出來。建筑設計中利用動畫技術時可視化的建筑設計是一種重要的表現手段。通過建筑物動畫,在其設計的最初階段就能夠通過可視和動態的方式來展示建筑物的地理環境、外貌、附屬設施等,讓人們提前感受這美妙的情境。因此,數字動畫技術也已經成為了建筑設計方案的效果展示、投標以及論證的有力工具,在建設設計業、房地產等利于有著良好的應用前景。而由數字動畫技術制作的建筑物三維動畫畫面,壓縮比高,能夠以真彩色和大幅面細膩的展現出建筑物的造型和內部效果、材料質感、光照環境等等。幾乎可以“以假亂真”。
市場類型是多種多樣的,隨著商品經濟的發展,市場上的各種局面越來越豐富多彩。建筑設計市場作為一個持續發展且與人民生活緊密聯系的地產市場,憑借著其高含量的技術不斷增值。傳統的建筑設計通常都是通過平面和靜態效果圖展現的。而數字動畫技術的應用則使得建筑設計以三維圖動畫的形態立體和動態的表現了建筑設計。同平面設計相比,建筑動畫有了更多的時間和空間概念。不僅僅是基于平面設計法則,更多的是依據藝術的規律拓展了更廣闊的表現天地。建筑動畫能夠從多個角度反映設計師的設計理念,讓人有身臨其境的感覺,在建筑動畫藝術氛圍中實現觀眾和設計者的心靈上的共鳴。對于那么還沒有實現甚至是沒有準備的項目,客戶能夠提前領略到精彩實施后的結果。當今,通過多媒體傳播的數字時代,數字動畫技術在建筑設計中的應用效果是平面建筑設計無法比擬的。作為一個新興的藝術技術,數字動畫技術對建筑設計市場發展具有重要的意義。
三、數字動畫技術建筑設計中的實際應用
1.制作模型建筑
一般使用AutoCAD來制作建筑模型,首先要把不同的圖層進行分離,然后繪制建筑的平面文件,再把結果導入到3DSMAX的軟件中去,在經過擠壓以及放樣等處理后建立建筑的三維模型,最后進行整合成為完整的場景。在模型的制作過程中還要對燈光加以布置,燈光的布置要能夠使得亮度均勻,而且要去除陰影,去掉動態的光線反射,減少環境因素對于建筑的影響,以提供清晰明亮的建筑整體效果。
2.動畫設置
在完成建筑的模型的制作后,就可以到動畫模型的制作中。在不同的關鍵幀中使用變形、位移等工具實現爬模模型的建立。單個建筑模型的動畫制作要規范,要和實際的施工情況相符合,而且多個模型動畫要保持位置準確,根據先后順序排列。在攝像機動畫制作之前,應該先了解攝像機體現的重點,提前設計好攝像機的路線、鏡頭的拉伸和移動等等,表現動畫的主題。在制作攝像機動畫時,切不可出現抖動和鏡頭中斷的現象,要進行自然地過渡。圖四是某建筑動畫的靜幀效果圖。
3.動畫輸出
在建筑動畫設計中的輸出動畫階段其實際就是攝像機拍攝的視圖進行渲染的過程。建筑的最終效果圖是展現建筑成果的方式,同虛擬現實技術相比,渲染技術的更為的精細,而且還能夠對建筑的最終結果進行再現,更具有真實感。在渲染前要對建設好的模型進行環境的溫完善和布置,調整相關的參數,實現渲染的最佳效果。對于建筑動畫的輸出,可從以下幾個方面進行。
光源:在建筑動畫設計的光源問題上要根據不同的場景以及建筑的角度選擇不同角度的光源,并且對光源的位置加以調整,以達到光源位置的最佳設置。
材質:在選擇建筑的材質時可通過設置坐標的方法,對建筑環境的光源、透明度、折射等的參數加以設置,給予建筑材質紋理。在這個過程中,設置的材質也可以利用修改工具進行后期的修改或者調整。
視點和相機:在數字動畫設計和渲染的過程中,為了提高展示的效果,利于設計師進行修改以及相關人員的觀察,在制作和渲染動畫的過程中,可設置動畫的觀察角度,進行綜合考慮,在最佳的地點設置視點,提出要渲染的建筑主體,通過關注環境場景和整體的效果來為最后的動畫效果典型構圖基礎。
配景:完成建筑的渲染圖后,要加入一些配景,諸如人、車輛以及標志牌等等,以更好的達到逼真的效果。數字動畫技術軟件中的配景圖片可以根據實際的比例進行縮放,插入到渲染圖中去,實現仿真效果。
四、結論
論文摘要:從辦學思路、教材設置、師資結構等方面討論了目前高校建筑環境與設備工程專業中出現的問題和應改革的內容;結合中南大學建筑環境與設備工程專業教學實踐,提出了明確辦學思路、強調專業特色、加強實踐環節等方面的專業教學體系改革的思路。
科學技術是第一生產力,是推動社會進步的巨大動力。人是從事科學技術的主體,因此當今社會的競爭就是人才的競爭。而人才核心競爭力的培養,主要來源于大學教育。為了適應社會的發展,教育部在上世紀末對大學很多專業都進行了調整,包括建筑環境與設備專業。建筑環境與設備工程專業是根據教育部1998年頒布的全國普通高等學校本科專業目錄,將“供熱通風與空調工程”和“燃氣工程”兩專業合并,調整、拓寬組建而成的新專業[1]。該專業以培養從事工業與民用建筑室內環境及建筑設備、公共設施、建筑熱能供應系統的設計和建筑自動化與能源管理工作的人才為目標。這次調整,不是簡單的合并,而是產生了一個面向21世紀新的專業學科。近年來,該專業如雨后春筍般在全國范圍91所各類眾多高校中涌現出來,問題也隨之凸現。筆者認為有必要進行深入的、切實可行的教學改革。
一、主要凸現的問題
(一)辦學思路不清晰
雖然很多學校秉承了“厚基礎、寬口徑”的辦學思想,在教學內容上增加了建筑環境、建筑熱能供應以及建筑自動化等方面的知識,并把建筑環境學列為了專業的平臺,搭建了新的本科專業的框架體系。但是“厚而寬”不是“大而全”。知識口徑的拓寬不是各種知識的堆積和羅列。專業的辦學首先要服從于所在大學的辦學思路,即學校的定位。一般院校和重點院校不同,創新型大學與研究型大學和綜合型大學也不同。如果全國九十一所建筑環境與設備專業的教學體系都參照某一兩個名牌大學的教學體系,那么這樣的后果是顯而易見的:一,專業建設沒有或者散失了原有專業的特色;二,專業培養出來的人才也沒有特色。
(二)教材建設的質量不容樂觀
目前圍繞建筑環境與設備專業的教材種類繁多,質量參差不一。教材是教學內容的具體體現,教學體系中的教材應該具有知識的系統性、延續性和完整性。而不是各個知識塊之間簡單的粘貼或移動的關系。以《暖通空調》為例,集結了原來供熱、供燃氣及通風空調工程專業的主要專業課:《空氣調節》、《工業通風》以及《供熱工程》的主要內容。剔出了三門課管網輸配的交叉部分,而另設了一門課:《流體輸配管網》。但就這兩門課程的教材來看,共同的缺點是把原來空調、通風和供熱三門課的三個系統簡單地歸類總結,系統總結有余,闡述不足。使得在具體教學過程中,出現老師覺得不好講,學生不易接受的情況。
(三)配套的師資隊伍結構有待改善
由于建筑環境與設備專業由原來的暖通空調專業或燃氣專業演變而來,因此師資基本上是暖通空調或燃氣專業的。但是專業的領域已經擴充到建筑室內環境、建筑設備、公用設備和智能建筑等方面。專業的內涵已經由原來的設備或系統擴充到既包括設備、系統,也包括智能建筑。其中的弱勢部分是智能建筑。因為智能建筑技術也是一門交叉學科,而大部分搞自動控制的人才是自動化專業、電氣工程及其自動化專業或計算機專業的人員。對智能建筑、智能化系統及設備缺乏全面的了解和掌握,缺乏建筑結構、建筑設備、供熱空調等方面的專業知識和理解。另一方面,搞設備的人才又缺少對建筑自動化、BAS功能科學要求的理解,缺少有效的上層控制管理邏輯與算法。兩方面人才又缺少“接口”,從而制約了智能建筑技術的發展[2]。因此合理搭配師資,在教學安排方面與其它專業知識交叉融合,才能培養出新時代的建筑環境與設備復合型人才。
二、改革的內容
(一)明確辦學思路,辦出專業特色[3]
明確辦學思路是確定專業人才培養目標和教學體系的前提和基礎。是以科研人才為主,還是以工程技術人員為主,不僅與專業本身的內涵有關,更重要的是與專業所在大學的性質有關。這樣才能形成專業建設和發展的良性競爭。辦學思路還與專業特色有著密切聯系。專業特色與專業在多年的建設發展過程中的教學和科研歷史有關,如有的學校在暖通空調的系統工程方面是強項,而有的學校在制冷空調設備的研究與開發方面是強項。那么在培養人才方面,這些特色就應該很好的繼承和發揮,在課程設置和訓練中要體現出來。
(二)穩固基礎知識,拓寬專業口徑
建筑環境與設備專業是一門跨學科的工科專業,學生基礎知識應包括數理方面、工程熱物理方面、流體機械方面、建筑熱物理方面和自動化控制的知識。只有牢固的基礎知識, 學生才能深刻地理解專業課程,拓寬本專業的服務領域。當然,正如前面強調的,專業辦學的前提是要繼承和發揚本專業的特色。這些基礎知識本身就是屬于很多領域,要與專業在建設和發展過程中的特色結合起來,構造和穩固所必需的專業基礎知識。
專業知識的拓寬,是構架新時代建筑環境與設備專業教學體系的重要部分。專業教學體系不僅僅局限于暖通空調,或是供熱供燃氣,或是把這兩方面的課程全部籠統地包括進去,或是把建筑環境、公用設備和智能建筑方面的知識硬塞進去。在專業學時有限的條件下,很有可能會造成各種知識的七拼八湊。因此,要有側重點地把某些方面作為原本專業特色的延伸和發展,切忌一口吃成一個胖子的思想,盲目地貪大。
(三)編制優秀的教材,配備合理的師資隊伍
正如前面所說,由于原有專業教學體系架構的割斷和組合,使得最近幾年采用的教材在編制上都有這樣或那樣的問題,因此在教材的建設方面還必需投入更多的精力。而選用合適的優秀教材的基礎正是現在的教學體系的完善,必需從根本上理解和制定本專業的教學體系和知識模塊。
師資的知識結構要分布合理,除了保留原來專業特色的知識結構以外,還要補充新的知識,如智能建筑和建筑環境方面的知識結構。師資的梯隊建設也很重要。教學梯隊的形成有利于知識傳授的傳承和不斷更新。每個專業知識模塊,也就是我們所說的課群下面,形成以教授為龍頭,教授副教授主講,青年教師為重要組成的教學梯隊。
三、我校建筑環境與設備專業教學體系改革的幾點思路
中南大學建筑環境與設備工程專業主要源于長沙鐵道學院的制冷空調學科。長沙鐵道學院從上世紀70年代起,就開展了制冷空調及冷藏運輸方面的研究工作, 1985年在機車車輛系成立制冷空調教研室,并開始招收制冷空調專業專科學生; 1989年開始招收供熱通風與空調專業本科學生; 1998年根據教育部文件調整為建筑環境與設備專業。因此,在二十多年的建設中,形成了制冷與暖調、系統與設備并重的特色。我專業在調整后修訂了教學計劃,增加了供燃氣、建筑環境和建筑自動化方面的知識模塊,保留了原來的制冷方面的知識模塊,包括有制冷原理、制冷壓縮機和鐵路車輛制冷、制冷裝置自動化等課程。 轉貼于
目前已擬定完2008級新的教學體系和教學計劃,主要的思路有如下幾點。
(一)明確辦學思路,與學校的定位一致。
我專業隸屬于以本科生、研究生教育為主的高層次綜合性大學——中南大學,學校的定位是立足湖南,面向全國,放眼世界,努力建設國內一流、國際上有重要影響的高水平、綜合性、研究型、創新型大學[4]。因此,我專業的辦學思路是以創新素質教育為核心,堅持全面發展的人才培養標準,面向社會主義市場經濟的人才需求,培養出具有實踐能力、創新能力,既懂技術又懂管理的復合型人才。
(二)繼承和發揚專業特色,整合知識架構。
充分利用能源知識的平臺。從2008年開始本專業與同屬能源科學與工程學院的熱能專業進行能源與動力大類招生,使學生在低年級的時候的基礎知識面廣,起到“厚基礎、寬口徑”的作用。
繼續保留專業的特色之一:制冷模塊。從畢業生就業的反饋來看,用人單位對既懂制冷,又懂暖通,既了解系統,又了解設備的人才非常歡迎。
加強暖通和建筑環境的優勢。把空調、供熱、通風和建筑環境的節能、環保、熱舒適與空氣品質結合起來,也是當前時展的需求。
減弱供燃氣和燃燒模塊。從本系教師多年從事的科研工作來看,燃氣和燃燒模塊并沒有形成特色,因此可以適當減少其份額,作為選修課程開設。
加強智能建筑模塊。智能建筑是樓宇發展的重要方向。本系在制冷和空調系統的自動化控制方面有著多年的研究和實 踐經驗。可以在此基礎上進一步擴充相關領域的知識內容。
(四)加強實踐環節,培養創新人才
實踐環節包括實習、課程設計和畢業設計。實踐環節應受到更多的重視。既保證實踐環節的“量”,又要保證實踐環節的“質”。即:實踐環節的課時量必需嚴格保證,同時要求學生在實踐環節動手、動腦,培養其綜合運用所學知識和創新能力。
畢業設計從選題開始抓起,選題來源于教師的科研課題或工程實際,具有很強的實際意義和理論研究價值,有利于培養學生的綜合能力。
嚴格把握好實踐環節的考核。本系在近兩年所有的專業實踐環節考核中都涵蓋有答辯部分的考核,既鍛煉了學生的膽量、自信和表達能力,又能很客觀地反映實際的情況。
參考文獻
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關鍵詞:智能化 建筑 計算機 科學 技術
中圖分類號:TS958文獻標識碼: A
目前,已經有越來越多計算機科學技術運用于現代建筑的通信連接方面,科學、合理的分布監控系統、安全防范系統等,已在智能化建筑中應用,使建筑各個系統之間進行有效協調。 在設備和功能方面形成整體智能化的特性,則就是智能化建筑的體現。1 建筑電氣工程的智能化設備
建筑智能化系統主要是經由建筑物里面分散裝置的遠程處理機和中央處理設備等來實現,以總線橋來實現信息的通信和交換,包括輸出設備、系統輸入設備和系統設備三種,根據智能化設備的構造方式可分為以下的幾種:中央處理設備,其主要包括的是顯示屏、中央電腦、數字化儀、操作鍵盤和打印機組成;遠程處理機,一般都采用 TA6711 以及 TA6585 兩種型號的遠程處理設備,這兩種設備和接收處理設備的功能差不多是相同的,能夠實現對建筑物的數據通信和實時監控,遠程處理機也能經過總線橋直接的連到 M7 的中央系統之中,變成二級控制的獨用系統;總線橋是主要用在二級操控系統通信的處理器之中,共有八條通信的線路,每一條通信的線路能夠連到起碼三十個地區的控制器;測量元件和控制鍵,不一樣型號的測量元件在濕度傳感器、流量傳感器、壓差傳感器和溫度傳感器等方面是不一樣的,控制鍵主要包括的是三通閥、二通閥和繼電器。
2 智能化建筑
2.1 智能建筑自動化系統的應用
一座智能化建筑,其設備數量、設備本身自動化程度以及這些設備智能化的管理系統,組成了設備自動化系統。 這些設備包括用于監控整個設備狀態的中央監控系統,給建筑內提供水、電、氣以及智能照明、智能空調、智能門禁系統、防火防盜系統、影像監控系統、電梯等,同時也包括這些設備正常運營管理系統,以實現根據不同的客戶進行差異化的調控和科學管理,為客戶提供一個舒適(溫度、濕度、空氣凈化等)、便捷、節能、安全的環境。 智能化建筑系統及其子系統是一個開放的系統,并備有符合標準的通信協議接口,為系統不斷升級兼容創造了條件。 這個龐大的系統包括幾個子系統,具有幾個基本的功能。
(1)科技應用安全監控功能。 計算機應用技術在建筑安全監控設備方面可以同其他的安全設備聯動使用,比如門禁系統,當發現有人非正常進入建筑物內部時,系統就會發出警示,提醒安保人員到現場處理等。當然對重要部位的監控警示, 可以直接與 110 報警系統聯動。
(2)消防滅火報警監控功能。 現在智能型建筑都有煙火探測傳感器以及自動噴水裝置,也就是當煙火探測傳感器探測到“煙火”指標超過一定程度時,就自動將信息傳給控制中心(包括位置、煙火指標等信息),并自動進行報警,必要時還會開啟自動噴淋閥門(消防栓),進行自動滅火。 當然這里還有一些系統會聯動,比如事故照明電源等監視系統、逃生系統(應急疏散指示路標和路燈開啟幫助被困人員離開現場)。
(3)實施集中監控功能。 公共設施是關系到整個建筑的安全問題,其中一些設備包括:A.配電中心的變壓器、配電箱、公共設施照明電源、電梯電源、鍋爐房電源、水泵電源等設施進行必要的監控;B.對給水系統、排水系統和衛生系統的設備也要進行有效的監控;C. 取暖、通風和空調等設備運行狀況的有效監控;D.對電梯的運行情況、鍋爐的運行狀況以及公用飲水設備的運行狀況進行有效的監控;E.對出入停車場或車庫的車輛人員自動管理系統運行情況的監控。
2.2 多系統集成化建筑的結構
集成化建筑結構由多個系統組成,結構平臺作為系統的總管理端, 負責整個建筑系統的信息收集和處理,對計算機技術應用中處理的結構之間應有控制和決策方式。 運用計算機科學技術將建筑物智能化進行系統設計展現出科技應有的特征,對總體的設計結構綜合信息管理,形成有效的建筑系統之間信息的協調工作。 對建筑的方案設計和分布計算技術應用系統做出軟件方面的支持,使其能夠靈活地在計算機技術應用方面作出合理的分布使用。 在智能化建筑中計算機系統中對技術的運用應協調配合,實現共同的功能分配需要。
2.3 計算機技術系統管理智能化建筑
智能化建筑中存在組織模式上的差異,早期的數據應用技術已經不符合現代化建設的需求,要求更新數據庫的組織信息形式,保障信息資源結構的完善性。 運用計算機科學技術設計出符合智能化建筑的特征,進行總體的信息系統管理和協調。 根據計算機應用技術系統管理對數據和程序之間起到相互調節作用,用對等關系將智能化建筑中各方面內容結合。
3 系統集成化模型管理的應用
3.1 系統集成技術原理
(1)協議轉換器解決了網絡匹配問題 ,可以任意把新系統集成到原有的系統中。(2)為解決軟件開發與硬件廠商的矛盾 ,也就是軟件操作系統和設備控制系統的矛盾,OPC 標準應運而生,可以完成系統的集成,而且可以進行軟、硬件數據讀取和錄入,并且使各個設備互聯互通,提高了系統的開放度和可互操作性。
3.2 智能化建筑的關鍵技術
說到智能化建筑的關鍵技術離不開數據通信技術、計算機技術、圖像處理顯示技術以及自動化控制技術。
3.3 多系統集成化模型管理應用
對于每個智能化建筑的多系統集成模型都存在一定的差異,也就是信息的組織模式都或多或少地存在著差異。 我們將集成平臺分為三層分平臺:首先就是數據通信,做到互通,也就是標準接口和子系統之間的任務交換;第二層就是分析控制;第三層就是協助決策層。 接下來就是各個子系統,各個子系統是實現集成平臺和整日模型的一個重要環節。按照智能化建筑 5A 組成要求,共有包括數據通信設備、保安監控、辦公、通訊聯絡以及火災隱患應急預警自動操系統接口在內的五大自動化系統接接口類型,并通過集成平臺實現各個子系統之間文件、程序、數據信息的調用以及對等交換。
4 計算機技術與通訊監控系統的應用
(1) 現場監控單元系統。 簡單地說就是起到上情下達,下情上傳的作用,以達到智能化調節現場環境的目的。(2)區域性監控中心系統。 “區域性的監控中心”就是一個中轉站,是一個進入智能化、遠程化的起始點。 它是通過接口接收到控制單元傳來的信息,依據標準條件設置數據,對當前信息進行甄別,并對數據進項保存、統計、分析,然后將結果反饋給集中化監控中心。(3)集中化監控中心系統。 集中監控中心通過相同的訪問來獲取相應的區域監控中心反饋數據信息,其形式以文本、圖像或聲音等進行人機交互,將監控實際對象狀態信息和緊急數據真實反映出來,并對分析各種參數進行保存。 由另一個訪問接口將分析結果反饋給區域監控中心,來發出控制指令,以實現控制目標的所有設備,并根據需求生成各種報告存檔。 集中監控中心系統的建設來促進整個監控系統的集中控制管理,并實現智能建筑控制中心實現自動化操作、管理和控制,以改善所有設備的可靠性和安全性,全面促進智能建筑自動化和集成的水平和程度。(4)計算機技術監控終端。 要完成計算機技術在智能建筑通信監視應用程序任務,自然離不開先進的監控終端設備,這些監控終端設備包括智能開關、顯示屏、電源以及包括溫度計、濕度計在內的環境監測設備、溫度、濕度控制設備―――空調、通風設備以及控制設備等監控終端。
5 結束語
綜上所述,在智能化建筑中能夠將各種智能的系統有機的整合,能夠在一個監控平臺對全局建筑進行掌控, 將建筑內的信息匯集在一起,展現建筑的智能化優點。隨著我國經濟的快速發展以及國力的增強, 為城市化的建設起著關鍵的推進作用, 為智能建筑的發展建設作出重要的保障。
參考文獻
程衛東,博士、副教授,畢業于清華大學精密儀器及機械專業。多年從事信息化系統集成等方面的研究開發及管理工作,擁有發明專利一項,在核心期刊發表專業論文多篇。現工作于北京交通大學機電學院。
曾參加編寫:北京市地方標準DB11/146-2002《建筑智能化工程檢測驗收規范》;國家標準GB/T 20299.1-2006《建筑及居住區數字化技術應用》第1部分:系統通用要求;國家標準GB/T 20299.2-2006《建筑及居住區數字化技術應用》第2部分:檢測驗收。
記者:多年來,您一直從事信息化系統集成方面的研究、開發及管理工作。作為這一領域內的專家,請您為我們談談目前國內信息化系統集成的發展現狀?目前在發展過程中還存在著哪些亟待解決問題?
程教授:信息化過程中的系統集成,就是將各個分離的設備、功能和信息等集成到相互關聯的、統一和協調的系統之中,使資源達到充分共享,實現集中、高效、便利的管理。系統集成應采用功能集成、網絡集成、軟件界面集成等多種集成技術。系統集成實現的關鍵在于解決系統之間的互連和互操作性問題,它是一個多廠商、多協議和面向各種應用的體系結構。這需要解決各類設備、子系統間的接口、協議、系統平臺、應用軟件等與子系統、建筑環境、施工配合、組織管理和人員配備相關的一切面向集成的問題。
建筑及居住區數字化應用系統正在向著開放性和規范化的方向發展。采用開放系統規范,構成一體化集成的系統,為工程設計、工程實施、系統配置、物業管理、運營及增值服務構筑一個通用的系統平臺,是建筑和居住區數字化建設的一項重要任務。
開放的建筑與社區數字化應用系統的基礎是公開的、通用的、標準的控制網絡通信協議。參照國際上廣泛采用的、有眾多制造商支持的控制網絡通信協議,制定建筑與居住區數字化應用系統的規范和標準,對指導城市和社區數字化建設具有十分重要的意義。
建筑與居住區數字化應用系統應采用標準的通信協議,使用各廠商符合標準的可互操作的產品,采用符合標準的網絡管理工具,進行網絡設計、安裝和啟動,采用功能分散化的設計,為建筑及居住區設備監控和物業管理構建一體化的應用平臺。
正是為了解決系統集成發展中的亟待解決的統一標準問題,《建筑及居住區數字化技術應用》國家標準的制定和,是建筑及居住區數字化應用領域的一件大事。該標準涵蓋了建筑及居住區數字技術應用領域的各個方面,包括控制網絡通信協議、產品設計、系統構建、檢測驗收和物業管理實施等方面。是目前國內該行業內覆蓋面最全的一個國家標準。
記者:社區數字化工程由數字化系統集成、計算機網絡和通訊網絡三個系統和所屬九個子系統以及四個相關技術設施等組成,體系龐大且結構復雜。《建筑及居住區數字化技術應用》國家標準在制定過程中,對于保證系統的穩定性和兼容性是如何考慮的?
程教授:《建筑及居住區數字化技術應用》國家標準首先給出了建筑及居住區數字化的明確定義,即以信息技術為核心,通過建筑及住宅社區信息的數字化和網絡化以及管理服務規范化,實現建筑物及住宅社區內部及外部之間的各類信息與資源的交換與共享,并是將來數字城市的基本構成單元。《建筑及居住區數字化技術應用》國家標準按照內容劃分,分為四個部分:系統通用要求、檢測與驗收、物業管理和控制網絡通信協議應用要求。標準涉及的內容多,體系龐大且結構復雜。
系統通用要求部分規定了建筑及居住區數字化技術應用平臺的構成及功能、技術要求,適用于建筑及居住區數字化技術應用系統平臺的設計和實施,也作為建筑及居住區選擇數字化技術系統配置的依據。
檢測驗收部分規定了建筑及居住區數字化技術應用的檢測內容、方法和驗收要求,適用于對建筑及居住區數字化技術應用系統的功能與質量的檢測。物業管理部分規定了管理服務規范化。
控制網絡通信協議應用要求部分規定了建筑及居住區控制網絡系統的管理、通信協議、控制網絡的安全性、控制網絡的開放性、控制網絡的可互操作性、控制網絡設備的要求及設備對象分類描述應用。
在標準的體系結構上,各個子系統分開編寫,各自規定功能及技術要求,在基礎系統集成章節、家用電子系統章節、控制網絡通信協議應用要求部分有關于互通互聯互操作的規定,可以保證系統的穩定性和兼容性,使整個平臺是一個協調的整體。
記者:在本次數字化國標的編制過程中,您參與了包括第二部分:“檢測驗收”在內的編寫工作。在您看來在數字化技術應用系統的檢測驗收過程中有哪些方面是值得注意的?
另據了解,在此之前您也參與編寫了北京市地方標準《建筑智能化工程檢測驗收規范》的工作。同為檢測驗收方面的標準,智能化與數字化標準在檢測驗收過程中的側重點有哪些差異?
程教授:檢測驗收過程中在下列方面是值得注意的:首先,本標準編制的目的是為了規范和指導建筑及居住區數字化建設,提高工程設計和施工的質量,維護消費者利益。
其次,本標準是面向建筑和居住區的數字化技術應用服務,規范建立包括通信系統、信息系統、監控系統的數字化技術應用平臺。
再次,信息安全是指為防止內部或外部、人為或非人為、意外事故或惡意攻擊對信息基礎設施、應用服務系統和信息內容的破壞而進行的安全保護。信息安全工作應貫穿于信息系統整個生命周期,因此本標準將信息安全作為內容列入是非常必要的。
此外,本標準中的消防、信息安全和安全保密要求符合國家相關法規及標準規定。
兩者的差異和側重點在于:數字化國標編制組緊緊按照“標準編制要具有一定的先進性、科學性,加強示范工程的結合,確保標準的實用性和可操作性”、“積極采用國際標準和國外先進標準”等六項編制原則及其他相關管理要求,在充分利用北京市地方標準DB11/146-2002《建筑及住宅小區智能化工程檢測驗收規范》已有成果基礎上,結合示范工程應用需求,在“信息網絡平臺與其他應用服務系統”、“家用電子系統”、“IC卡應用”、“信息安全”等方面作了重要研究與補充;同時,系統研究了相關國際標準,合理采用符合我國國情的技術要求。
記者:在目前的基礎系統集成領域BACnet與Lonworks作為兩個重要的開放標準,請您為我們介紹一下二者在功能與特點上有何差異?用戶在選擇技術時應該主要從哪些方面進行考慮?
程教授:在建筑自動化系統市場上,有很多種開放系統技術,每種都有自己的優點。在目前智能建筑領域,應用較多的開放系統技術有BACnet標準和LonWorks技術等。在建筑自動化開放系統中,它們各自發揮著各自的長處,既為競爭對手,又是合作伙伴;它們各自揚長避短,共同促進建筑自動化開放系統的集成技術發展;兩個不同的開放系統集成在一個計算機網絡中。
用戶在選擇技術時,應該考慮以下主要技術要求:
1. 系統的開放性。
2. 互可操作性與互用性,互可操作性,是指實現互連設備間、系統間的信息傳送與溝通,可實行點對點,一點對多點的數字通信。
3. 現場設備的智能化與功能自治性。它將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現場設備中完成,僅靠現場設備即可完成自動控制的基本功能,并可隨時診斷設備的運行狀態。
4. 系統結構的高度分散性。由于現場設備本身已可完成自動控制的基本功能,使得現場總線已構成一種新的全分布式控制系統的體系結構。
5. 對現場環境的適應性。
記者:如今網絡化已經取代以處理器或服務器為中心的集成方式,從而成為系統集成新的發展方向。請您給大家談談網絡化的系統集成在數字化國標中是如何體現的?
程教授:系統集成的技術發展變化很快,作為國家標準,沒有直接規定建成什么樣的具體集成系統,而是在技術合理性,技術的可擴展性,互聯互通互操作上,提出了具體的技術要求。
集成系統工程的實施以滿足用戶需求的設計方案進行,體現了系統集成“按需集成”的思想,集成系統的實施和驗收應依據建筑物的功能需求、用戶的使用需求和投資規模的實際情況進行。
記者:作為信息化系統集成領域的專家,您認為用戶在選擇信息化系統集成商時,如何從市場上眾多的系統集成商中挑選出符合自己要求的供應商,主要應該從哪些方面進行把握?
程教授:挑選符合要求集成商,我想有以下幾個方面需要考慮:
一是資質問題,必須取得國家主管部門頒發的相關資質;
二是價格問題,選擇適合自己項目的系統品質和合理的價格;
三是以往工程業績,承建單位應在業界具有相當的成功業績;
四是在同行中有良好的聲譽。
總之,資質高的大公司不一定適合你,小公司不是都沒有實力,根據項目情況綜合衡量。
記者:最后請您為我們展望一下《建筑及居住區數字化技術應用》國家標準的制定對于國內信息化系統集成領域的發展趨勢會產生怎樣的影響?
[關鍵詞] 建環專業;教學團隊;建設
一、教學團隊的含義與發展
團隊(Workteams)是由少數技能互補,愿意為了共同的目的、業績目標和方法而承擔責任的人們組成的的群體。它作為一個學術概念最初來源于企業管理,團隊管理被認為是企業成功的基本保障。把團隊引入教育領域以后出現了教學團隊的概念。教學團隊比較典型的定義是“由一個專業或某一課程的教師組成的,以提高教學質量為目標而相互協作、共同承擔責任的教師群體。”
美國在上世紀50年代中期開始在中小學推行團隊教學,70年代以后在高校應用團隊教學,目前美國的大中小學中存在80%左右實施某種形式的團隊教學。我國高校在上世紀90年代后期才開始進行教學團隊實驗。2007年國務院、教育部、財政部先后出臺了國發(2007)14號文件、教高(2007)1號文件和2文件,全面實施高等學校本科教學質量與教學改革工程(簡稱“質量工程”),明確提出“加強本科教學團隊建設,重點遴選和建設一批教學質量高、結構合理的教學團隊,建立有效的團隊合作機制,推動教學內容和方法改革和研究,促進教學研討和教學經驗交流,開發教學資源,推進教學工作的老中青相結合,發揚傳、幫、帶的作用,加強青年教師培養。”同年教育部在全國選出100個國家級教學團隊,并成為全國教學團隊建設的范例。
下文對本校省品牌專業-建環專業教學團隊的設置特色、專業特色、創新性改革措施、資源建設與網絡教學等特色內容分別進行總結,以供其他高校教學團隊建設借鑒。
二、建環專業教學團隊的建設內容與特色
建環專業是1998年教育部將原供熱通風與空調工程專業和燃氣工程專業(簡稱“暖通專業”)經調整拓寬組建而成的新專業,它主要培養從事燃氣工程、供熱工程、通風空調工程等方面的設計、施工、運行管理等方面的高級復合型人才。目前,全國已有140余所高校設置了建環專業,每年培養專業技術人才過萬人。本校建環專業是湖北省高校中最早開辦建環專業的學校。生源地涉及全國20多個省、自治區和直轄市。建環專業教學團隊從1985年組建以來,經過創始、穩定發展與快速發展三個階段20多年的建設和發展,擁有了一個特色鮮明的優秀教學隊伍。
(一)教學團隊的設置特色
1.團隊成員高學歷、高層次,知識與年齡結構合理。團隊由14人組成,其中教授4人、副教授5人、講師3人;具有博士學位的4人(博士后1人)、1位教師正在攻讀博士學位,碩士學位的7人;碩士生導師6人。團隊成員中,50歲以上4人、40歲以上5人、35~40歲4人、35歲以下1人,老中青配置合理,年齡結構優化,是可持續發展的教學團隊。
2.以品牌專業建設為契機,全面發展,打造精品教學團隊。經過團隊成員多年不懈的共同努力,目前團隊具有了良好的發展平臺。2008年“建筑環境與設備工程專業”被評為省級品牌專業,2009年“建筑設備實驗教學示范中心”被評為省級教學實驗示范中心,2009年建筑自動化課程被評為省級精品課程,2009年“建筑環境與設備工程專業課程體系改革的研究”與“土建類人才培養的立體化教學模式研究與實踐”均獲省教改立項。另外,還有關于專業發展定位與人才培養模式、專業課程教學、雙語教學等方面的研究獲校教研立項。這些教研項目既有對專業發展進行全面的宏觀研究,也有就某門專業課程的教學進行微觀的教改研究,還有對實驗等實踐教學環節進行的教研。它們既相對獨立,又相互促進,是全面建設“建筑環境與設備工程專業”省級品牌專業的重要內容。
3.分工協作、優勢互補、充分發揮團隊優勢。本專業開設專業基礎課、專業方向課與專業選修課共35門。團隊12名專業教師均承擔1門及以上專業主干課程與2至3門專業選修課程的理論課堂教學,每門專業主干課程都由2個及以上教師組成課程教學小組共同負責。
除實驗外本專業共完成42周實踐教學,其中36周是專業實習、設計由專業教師負責指導完成。團隊12名專業教師每年均要承擔畢業實習與畢業設計的工作,每人指導6至8名學生,畢業設計1生1題,選題由設計指導小組把關;認識實習和生產實習主要由中青年教師承擔,分小組指導,集中答辯與評定成績;課程設計由任課教師組織課程教學小組集中對學生進行設計指導、答疑與成績評定。
課程實驗由任課教師與專職實驗員共同指導,實驗分組進行。課外開放與創新實驗以學生為主體,申請相關教師課外指導。
以上教學工作安排充分發揮了分工協作、優勢互補的團隊優勢,取得了很好的教學效果。
4.教研結合,以研促教,教研并重。根據教學需要,目前本專業已經形成了三個教學科研團隊:團隊A主要研究本專業課程體系如何適應科學技術的發展、市場經濟的需求;團隊B主要研究學生工程能力與創新意識的培養:團隊c主要研究供熱空調系統與建筑智能化的有機結合,擴展專業范圍,適應智能建筑的發展。
在科研方面,各個團隊都有自己的研究方向與特色。團隊十分重視科研轉化教學工作,同時也積極鼓勵學生參與到科研課題中來,培養學生創新思維和實踐動手能力。
5.立足教書育人,開放辦系,服務社會。團隊緊緊抓住“以學生為本”的教育宗旨,以培養本專業工程應用型人才為目標,結合當前復合型人才培養模式和社會需求,開放辦系。鼓勵教師積極參加專業教研與科研等會議、專業教學與技能等培訓,并給予經費支持。每年畢業設計都定期邀請知名專家來我校為師生作專題講座。另外,本系是“湖北省土木建筑學會暖通空調專業委員會”和“武漢土木建筑學會暖通空調專業委員會”的掛靠單位,依托這個資源優勢,本系在社會上有一定的影響力,在學生落實實習單位與教師開展對外技術服務方面都有一定的優勢。
在服務社會方面,要抓住兩型社會對環境與節能的永恒需求這個契機,充分利用本專業節能環保的專業知識優勢,通過“產、學、研”結合,使本專業人才能更好地服務于社會,將知識轉化為生產力,創造價值,通過進一步的建設,使團隊形成自己的特色,為學生服務,為社會服務。
(二)教學團隊的專業特色
1.結合專業的技術發展和社會需要開展科學研究。本團隊成員在暖通空調系統節能、建筑節能、泵與風機的節能應用研究、平衡閥的應用研究、智能控制、暖通空調CFD、室內空氣品質、蓄能技術應用、地源熱泵、太陽能除濕空調、制冷系統的匹配等領域開展了深入的理論與應用研究,取得了一批有價值的科研成果,既服務了兩型社會的建設需要,同時也豐富了課堂教學內容。
2.實習方式的改革和教學體系改革是本專業教學改革的
兩個主要方面。暖通專業“頂崗實習”實施方式及效果研究曾獲原冶金部教改成果二等獎。幾年來仍在不斷探索和改進學生的專業實習方式。關于本專業的教學體系改革,不斷完善培養方案、編制實踐性教學環節體系,結合自身優勢開設了暖通空調新進展、冷熱源工程、熱泵及應用、智能建筑概論、暖通空調工程設計方法與系統分析、小型制冷設備的組裝與維修、蓄能空調技術等多門特色專業選修課。另外在大一、大二年級實行了專業導師制度,對學生進入大學后如何有效的學習和做好未來的職業規劃進行引導,培養學生對本專業濃厚的學習興趣,建立師生溝通的良好渠道。
(三)教學團隊的創新性改革措施
本校建環專業歷來重視教學改革研究,倡導用正確的理論指導教學實踐。教學改革是一個漸進的過程,經過團隊成員多年的實踐探索,及時總結有關經驗,參與相關教研課題工作,取得了些階段性教學成果,得到了幾點切實可行的創新性改革措施。
1.依據社會發展和市場需要,提出了地方高校建環專業發展定位與人才培養模式的新要求。社會的發展對建筑環境與設備專業的人才提出新了的要求。“以人為本,舒適、便捷、安全、健康、環保、節能”的思想已成為本專業的核心理念。而高校要發展,專業要適應社會需求,就必須及時掌握社會發展需求與專業設置和教育模式之間的差距。通過調查研究,并根據我校的辦學優勢和地方特點,探討本校建環專業學科的發展定位是主要培養從事燃氣工程、供熱工程、通風空調工程等方面的設計、施工、運行管理等方面的高級應用型人才,能適應其專業服務面廣、跨行業特色的需要。面對新的形勢,應對專業教學體系與人才培養目標進行及時的調整,配置適應市場要求的課程體系和教學內容,真正體現教育面向社會經濟發展、服務于市場經濟建設的精神。
2.改革教學體系,加強實踐環節的教學投入,突出應用型人才的培養特色。加強實踐環節的教學投入,實踐環節的教學主要是通過做設計、實驗或論文培養學生發現問題的能力,綜合運用所學知識分析問題、解決問題,培養實際動手能力。
團隊主要通過三方面的措施來加強實踐環節的教學投入。首先,優化實踐教學隊伍。選派認真負責、實踐經驗豐富的教師指導實習與設計實踐教學:專業任課教師與專任實驗教師共同指導課程實驗;科研能力強的教師指導學生的創新實踐等。其次,靈活安排實踐教學時間。根據本專業特點,把4周的生產實習調整到第七學期前4周,便于學生充分暑假進行實習,一方面夏季更容易找到實習工地,另一方面,可以滿足學生與實習單位要求實習時間延長的實際需求。由于畢業就業找工作與考研的沖擊,畢業設計可提前布置給學生,以便能保證設計時間與質量。通過幾年的實施,取得滿意的效果。最后,盡可能地加大實踐經費的投入,以保證實踐效果。比如向實習單位爭取報銷學生的交通費與適量的實習補足等。
3.設置特色課程,培養知識面寬的專業人才,滿足市場需求。經濟建設的發展和科學技術的進步使得節約能源已成為建筑設備管理十分緊迫的任務。建筑設備的能效管理必然成為今后的一大熱點領域和重要市場。所以計劃增設中央空調系統運行管理和物業設施管理等方砸相關選修課程。
另一方面,原暖通專業的教授內容主要是建筑物單純的供熱和空調,缺少建筑物內熱、濕、聲、光及空氣質量等方面的綜合考慮,尤其對創造人工建筑環境對生活和生產質量的影響的重要性認識不足,因此應對建筑環境學、建筑環境測試技術等課程的內容進行重新調整,并充分重視建筑設備動化與智能建筑等課程在專業教學中的作用。
另外,隨著經濟的全球化發展需要,應強化學生的英語與計算機應用能力,計劃多開些雙語課程。
(四)教學團隊的資源建設與網絡教學
1.網站與多媒體課件建設。為了充分發揮計算機和網絡通信技術在專業教學中的重要作用,本教學團隊十分注重專業信息平臺和網絡環境的建設,建立了網絡化的教學和管理信息平臺,實現網上輔助教學和網絡化、智能化管理。在資源建設與網絡教學方面主要做了許多工作。團隊購買了一批專業課動畫索材,自行開發了一批多媒體課件,目前本專業所有主干課程均采用了多媒體課件輔助教學,教學效果很好,深受學生的歡迎。先后建設了建筑自動化省級精品課程網,建筑智能化教學網http://hvac.省略/,建筑設備實驗教學示范中心網http://jzsblab.wust.省略/,專業基礎課教師博客http://zhou3.woku.eom/,QQ答疑與師生交流群等。
2.教材建設。教材是體現大學教學內容和教學方法的知識載體,是進行教學的基本工具,也是深化教育教學改革,全面推進素質教育,培養創新人才的重要保證。本團隊教師注重教材,近幾年主編、參編教材《建筑自動化》、《建筑安裝工程概預算與運行管理》、《室內污染控制與潔凈技術》、《制冷裝置管理技術》、《熱泵技術與應用》、《燃氣供應工程》、《自動控制原理與CAI教程》、《制冷技術與裝置》以及《建筑環境學》等9部,這些教材的編寫、出版和使用對教學效果的提高起到了很好的保障作用。
3.實踐教學資源建設。本專業的教學非常注重理論與實踐的結合,注重學生實踐能力與工程能力的培養。本專業設有開放實驗室,大學生科技創新基地,實驗教學示范中心等,為培養學生動手能力,科研能力,創新能力等提供了較好的平臺,學生積極參加各種科技競賽活動,取得了一些可喜的成果。
經過近20年的發展,已形成了比較穩定的實習基地,學生的金工實習、認識實習、生產實習以及畢業實習均有比較固定的地點,建有8個校外實習基地,4個簽訂實習協議單位,2個校內實習基地,實習基地為學生各類實習提供了很好的保障。另外,本專業同湖北省內多家設計院建立了長期穩定的合作關系,定期與不定期邀請一些工程設計專家到校舉辦學術和技術講座,開拓師生的視野,深受師生歡迎。
關鍵詞:智能建筑標準及設計規范
智能建筑最近幾年在我國發展很快。許多公共設施、高層建筑、住宅小區都已智能化。任何新事物從出現到認識都有個過程,一旦被人們認識了,很快就會引起一股熱潮,當熱過了頭的就要適當冷一下,要去重新認識一下,否則會熱過了頭就會生病,智能建筑也一樣。
1. 我國智能建筑概況
我國90年代就建成了不少智能建筑,但據資料介紹及實踐接觸的情況,已建成的智能建筑有70%以上運行不正常,至今真正達到并運行正常的智能建筑標準的確實為數不多。造成投資浪費現象驚人。國家已經發現了再這樣下去會造成更大的浪費,因此成立了智能建筑專家委員會,開始著手編制有關標準與設計規定。
智能建筑運行不正常,可分為以下幾種情況:一些系統處于停運狀態;一些仍在運行,但只能進行顯示與人為手動控制。。達到自動運行及實現經濟效益的工程簡直寥寥無幾。
造成大量智能建筑不能正常運行的原因是多方面的,有對智能建筑定義認識不正確,有設計不合理的原因,有驗收程序不規范及培訓工作不完善的原因,有供貨商的售后服務問題(產品質量與維修費用高問題,或者產品已更新換代無法匹配問題)及產品功能設計缺陷原因,有施工單位施工工藝粗糙的原因,有期物業企業服務技術含量偏低的原因,有使用人素質偏低不會使用等等原因。
只有在近幾年來人們注意了對供貨商或商資質的審查,并對設計、調試、驗收、培訓及后期服務在合同中都作了明確規定之后,情況才有好轉。需要進行認真分析,總結經驗,不斷改進。
由于人們對智能建筑的定義認識不足,加上一些開發商的不切實際的宣傳,以及智能系統后期運行的等等現況,就會對智能建筑產生誤解,這不僅有損于智能建筑,也對智能建筑運行發揮的經濟效益與社會效益形成負面的作用。
2. 智能建筑標準的制定
智能建筑中正常投運率低,造成投資與能源的大量浪費,己引起政府有關部門的重視,專門成立了智能化系統工程設計專家工作委員會,該委員會作為建設部勘籌設計司的顧問,參謀和助手,協助設計司開展工作,其中一項任務是協助政府制定有關標準、規范與行業法規。
市場經濟情況下能化建筑標準如何制訂,制訂出來以后又如何去執行,這是一個新問題。有些專家建議標準按建筑面積制定,有些專家建議按行業劃分來制定,有些專家建議按地區劃分來制定,這些都需要去論證,但作為一個政府部門制定出來的標準規范,就要能在全國建筑范圍內都適用。筆者人為其主要原因是大家對智能建筑及其標準的制定理解與認識上差異較大。所以智能化建筑標準的制定如何適應市場經濟的發展應該引起標準制定者的高度重視。
3. 智能化建筑設計規范的制定
設計規范在設計中起到法律的作用,國家制定的設計規范實際上就是建設單位與設計單位必須遵守的法規。安全性在智能化建筑中的位置是非常重要的,沒有安全性,舒適性和使用性都無法保證。安全性包括人身安全與設備安全。智能化建筑人員集中,設備昂貴,安全性就尤為重要,所以智能化建筑必須嚴格遵守設計規范,所以大家都希望智能化建筑的設計規范早日制定。但仔細分析一下智能化建筑的設計規范如何制定,制定出來又如何執行都存在不少問題。就這個問題曾經咨詢過國內制定電氣專業有關設計規范編制的專家學者,他們介紹,設計規范一般都按專業制定,它要求各種類型的建筑物都要遵守,國外還沒有類似的智能化建筑的設計規范供參考。
對建筑其他專業來講,國家已經頒布了許多規范,如電氣、消防、計算機、接地等專業的規范,智能建筑物的設計首先必須要遵守上述規范,否則就會給建設工作造成混亂。當然智能化建筑是一門技術先進的新的學科,在現有國家規范與法規不能滿足智能建筑的要求的情況下,然后再進行補充或修訂,認真論證,再制定一套科學可行的智能建筑設計規范。
4. 針對智能建筑目前現狀建議采取的措施
4.1客觀獨立的市場需求分析是智能建筑建設的首要前提
不同的客戶、不同的建筑物就有不同的需求。比如在普通工薪階層的安居房或拆遷安置房中,大量應用千兆網絡布線就是一處不必要的浪費,因為客戶暫時沒有這種需求。所以了解客戶需求,是有效進行智能建筑建設的首要前提。
目前在上海、深圳等城市工程建設的環節中,由專業顧問公司進行需求分析。顧問公司通過編制技術規格書規定系統技術性能,對產品選擇和實施方案具有否決權但對產品不具備推薦權。。
在合理的工程實施架構里,顧問、設計的角色與承建商、集成商的角色一定要分開。如果設計和施工由同一家公司完成,就有可能引起方案偏向乙方和在工程實施中產生偏向乙方和工程變更。從而很難產生有利于客戶的需求分析,容易引起“求高、求全”的浪費。
4.2 嚴謹、合理的方案設計是智能建筑建設的關鍵
方案設計必須以需求分析為首要依據,必須針對建筑的具體要求作出符合該建筑物要求的的方案。現實中,設計初期業主以至建筑師基本不考慮或很少考慮智能系統的要求。因此,建筑師和各專業工程師之間必須要緊密配合,才可能創造出完美的智能建筑作品。假設建筑師和不同專業的工程師分別來自不同的公司,實踐證明其配合是非常困難的。所以,建設部專門發文,要求主體設計單位對智能建筑系統的設計總體負責。所謂“總體負責”,其實就是設計總承包的概念。業主、設計、監理、施工等建設各方都應該認識到:總體設計是整個工程建設的龍頭,馬虎不得。
“以客戶需求為依據,按照實際需求進行集成”是一種務實的、正確的智能建筑設計技術思想。作為設計人員,應該認識到:技術最終是為用戶服務的,而不能讓用戶屈從于技術。
4.3弱電承包商的選擇是智能建筑建設的重點
目前智能建筑的工程管理并沒有形成一個公認的模式,但就效率最高、效果最好而言應是弱電總承包這種模式。如果業主將弱電系統劃分成若干個子系統分包,就要求業主具備很強的智能建筑方面的專業知識和施工管理的經驗。而目前的情況是,一般單位的業主對弱電工程缺乏較深的了解,即使是一些大單位,對新興的建筑智能化方面的知識仍有欠缺,這就難免造成對弱電系統的管理力不從心。負責的人員費了很大的心血但效果不好,巨大的投資不能收到相應的回報。因此,業主單個系統分包的這種辦法要求業主方面有很強的技術能力和工程管理能力,而這又是目前實際情況很難達到的。
由弱電總承包商對整個弱電系統進行統一管理,這符合國際上專業化的趨勢。弱電總承包商是專業從事建筑智能化工作的,他們會不斷跟蹤新技術,力求把事情做到盡善盡美。。
4.4完善的售后服務、培訓工作、物業管理是智能建筑正常運行的基本保障
在實踐工作中,經常發現弱電總承包商簡單應付的培訓后,拿了錢就找不到人,或者找到人以設備免保期結束為由不派人維修,再加上物業服務企業或管理人員頻繁更換造成使用維護無法連續,以致現在大多的智能建筑不智能。筆者建議我們政府的主管部門及開發商要在工程合同中的售后服務予以更多細節的捆綁,如免保無條件終身合理有償維修,要讓更多施工單位與供貨商負起更多的社會責任。
5.結束語
現在國內智能化建筑選用的設備大部分都從國外進口。但近幾年來我國計算機系統技術水平與產品質量提高的也非常快,造價比國外同類系統低很多。有些公司與大專院校也開發出國產的樓字自動化系統,但由于敏感元件、執行機構、閥門與變送器等沒有形成配套開發與生產,給國產建筑自動化系統的推廣與應用造成較大影響,希望能引起政府有關部門與專家工作委員會的足夠重視,并給予大膽而必要的扶持,為樓宇智能化系統早日實現國產化生產以及智能建筑“智能化”作出應有的貢獻。
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關鍵詞:中央空調,節能,變頻
0.引言
能源的利用情況標志著一個國家科技進步的水平。在我國大力推廣節能產品,禁止使用耗能過大的設備,提高能源的利用率,以縮短與世界先進國家的差距,為中國的現代建設提供能源的保證。在中央空調使用中,它的耗能量是很大的,約占整個供電部門供電量的40%左右。例如一家建筑面積為8萬多平方米綜合性的大型醫院,有門診大樓1棟,住院大樓2棟,中央空調系統有800 kW冷卻主機3臺,冷凍水泵機組有93 kW電機4臺,冷卻水泵機組有93 kW電機4臺,通過對冷凍水泵機組和冷卻水泵機組的變頻節能的改造使用11個月,節約電費41.5萬元,為中央空調的節能,創造了有益的經驗。現將其系統組成、設計、實現方法作一介紹。論文格式。
1.中央空調變頻節能的原理系統組成
中央空調進行變頻節能系統,需要硬件及軟件技術的組合,利用矢量控制手段將動態過程相應補償,恒轉矩調壓、瞬流干擾負向抑制技術綜合使用。變頻調速技術產生的新產品,通過同步跟蹤,調壓、調相、調節頻率、瞬流抑制于一體,具有:
(1)恒轉矩的條件下調節控制電壓,限制電流,使電機負載處于最適當、最小、最省電力的電壓和電流運行狀態;
(2)矢量控制和模糊邏輯控制的優化調頻技術,具有最先進通用變頻器的全部功能;
(3)由微機采樣跟蹤,實現功率因數動態補償;
(4)瞬流干擾抑制技術,過濾瞬流波動減小其所造成的損失和干擾。
正是由于這些優勢,使中央空調變頻節能有實施的理論依據和進行控制的可行性。其主要應考慮的因素有:
1)在中央空調設計時為保證在天氣溫度最高的情況下能滿足要求,所以按最大的負荷設計并有15%左右的富裕量,而平時使用時并不能達到滿負荷,所以存在較大的裕度,其中主機常常可以根據負載變化自動加載,卸載,而水泵的流量卻不能隨主機匹配調節,存在很大浪費;
2)系統的流量壓力必須靠截流閥和旁路閥調節來完成,因此不可避免存在較大截流損失和消耗大流量高壓力主機,以及低流量小溫差的現象。論文格式。不僅大量浪費電能,而且還可能造成空調冷暖不適的情形,同時對系統設備帶來不利的影響;
3)電機起動電流為額定值的5倍左右。電機在如此大的電流沖擊下,進行頻繁的起停,對電機、接觸器觸點、空氣形狀觸點帶來電弧沖擊,同時也會給電網帶來一定的有害沖擊。同時起動時帶來的機械沖擊和停止時的承重現象也會給機械傳動、軸承、閥門等帶來疲勞損傷。
4)變頻技術在現代空調中的使用已成為必然趨勢,因此這不僅能有效改良現代空調系統的工藝不足,還能大幅降低能耗節省運行成本。因此,在中央空調系統中安裝變頻控制系統并設置閉環自動調節,使節能效果更好。
2.中央空調變頻系統設計的依據
在我國的南方地區周圍,每年空調開的時間大約8個月左右。這樣一年之中,中央空調系統中的冷卻泵機組和冷凍水泵機組都在固定的大流量下工作。另外由于季節、晝夜和用戶負荷的變化,實際上空調負載在絕大部分時間內比設計負載低很多可由建筑物的實測得到熱負載變化率的情況。這樣,就可以決定水泵流量和壓力的最大(100%)設計負載,這樣相比,一年中負載率在50%以下的時間占全部運行時間的50%以上,一般冷凍水設計溫差為5 ~7℃,冷卻水的設計溫差為4~6℃,在系統流量固定的情況下,全年絕大部分運行時間溫差僅為1~3℃,即在溫差低、流量大的情況下工作,增加了管路系統的能量損失,浪費了水泵運行的輸送能量。一般空調水泵的耗電量占空調系統耗電的20~30%。因此,節約水泵在低負載時系統供水輸出能量具有很重要的意義,所以隨負荷而改變水流量的空調水泵系統就顯示出巨大的優越性,而得到越來越廣泛的重視及應用。采用變頻器調節泵的轉速可以很方便地調節水的流量,其節能率通常可達35% ~ 50%左右
3.中央空調變頻系統的設計
變頻系統只涉及冷凍水機組和冷卻水機組的變頻調節控制。
3.1 冷凍水系統
它的水溫取決于蒸發器的設定值,回水溫度取決于蒸發器接收的熱量,中央空調冷凍水出的溫度與冷凍水的回水溫度設計最大溫差為5℃(出水為8℃,回水為13℃)。論文格式。現采用在蒸發器的出水管和回水管上裝有檢測溫度的變送器。再與PID溫度調節器、PLC和變頻器組成閉環控制系統,通過冷凍水的溫差來控制,使冷凍水泵機組的轉速相應于熱負載的變化而變化,當第一臺電機已達到工頻時,還達不到要求時就可起動第二臺電機,工頻運行,然后調控第一臺電機。這樣不斷調整控制,使其達到
最佳的效果。
3.2 冷卻水系統
降低水的溫度取決于冷卻塔的工作狀態,我們只需控制高溫冷卻水的溫度(冷凝器出水口)即可控制溫差。現采用溫度變送器,PID調節器,PLC變頻器組成的閉環控制系統,冷凝器出水溫度控制在T2(例如38℃),使冷卻水泵的轉速相應于熱負載的變化而變化。同樣,當第一臺電機已達到工頻時,還達不到要求時,就可起動第二臺電機實行工頻運行,然后調控第一臺電機,使之達最佳的狀態。
4.系統的特點及效果
變頻節能系統由于采用閉環控制,電機按需要設定溫度,使設備容量隨時間季節變化,熱負荷通過轉速調節能在滿足要求的前提下最大限度的節能,并減少對電網的沖擊。由于本系統加入了各種保護措施,使安全可靠性大大提高。
本系統進行變頻節能改造后,一直穩定連續運行,累計運行了11個月以電機容量90 kW為例,計算其變頻節能效益。
(1)冷凍水泵變頻節能效益
實際耗電量5298×4 = 211920kW;變頻后平均功率211920/5839 = 363kW;
節電率(1-36.9/90)×100% = 59.7%節約費用(90×5839- 211920)×0.78 =244660元;
(2)冷卻水泵變頻節能效益
實際耗電量3452×40 = 138080 kWh;變頻后平均功率138080/3968 = 34.8kW;
節電率(1-34.8/90)×100% = 61.3%;節約費用(90×3968 - 138080)×0.78 =170 851元,兩項節約費用共計415.511元。由此可見,采用此系統為用戶節約了成本,提高了效益,取得較好的社會收益。
5.結論
本文分析了所設計的中央空調節能系統的原理,設計方法和經濟效益。由于此系統節能效果顯著,不少酒店大廈中央空調的物業管理部門都十分關注,并不斷的加入節能的改造行列,所以前景十分好。因此會產生較大的影響,為節能做出貢獻。
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