时间:2024-02-04 14:36:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能建造存在的问题,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
放在20多年前,对中国钢铁人来说,这是一个尴尬的问题。
那时,欧洲、日本等钢铁强国陆续用特大型高炉炼铁时,国内只有上海宝钢有一座特大型高炉。
一个特大型高炉能够代替数个小高炉,可降低能耗和排放15%左右,是国际炼铁行业绿色、可持续发展的方向。
由于国内当时没有任何特大型高炉的技术积累,只能忍受国外掌握了特大型高炉技术公司的高额要价。
钢铁是一个国家工业的脊梁,可中国钢铁人却直不起腰来。
2017年年初,国家科技进步奖公布,中冶赛迪牵头完成的“高效低耗特大型高炉关键技术及应用”获得二等奖。
这个奖可谓实至名归――近五年来,海外新建同类特大型高炉中,超过60%的高炉都采用了中冶赛迪的这项技术成果。
在特大型高炉技术上从忍受高额要价到反向输出技术,中冶赛迪人用20多年如一日的行动告诉世人:中国钢铁绿色崛起的科技先锋是这样炼成的。
从无到有
1995年,上海宝钢集团的钢铁生产基地。
只要1号高炉的炉腹刚冷却下来,不等煤炭的焦灼味散去,中冶赛迪返聘的教授级高级工程师项钟庸就会迫不及待地钻进去。
一落脚,就会腾起一阵呛人的煤灰。从炉膛出来后,项钟庸就成了一个“黑人”。
旁人对此早已见怪不怪。
已过花甲的项钟庸原已退休,本可颐养天年,如此不辞辛苦,其实只为争一口气:搞清楚特大型高炉高效低耗的工作原理。
特大型高炉和普通高炉并不仅仅是体积的差别,其间的工作原理也有天壤之别。
其炉内煤气是怎么被利用的?除了燃料比外,还有哪些指标能够控制能耗?
所有这些技术指标,几乎都要从零开始摸索。
“虽然引进了设备,但里面的工作原理和设计方法,花多少钱对方都不会告诉你。”中冶赛迪炼铁事业部部长赵瑞海说。
犹如行走在无人区内,成败未知,这样的投入是否值得?
可在中冶赛迪看来,这并不是值得不值得的问题,而是必须做、而且必须成功的问题。
钢铁是高耗能产业,跟生态环境之间的矛盾由来已久,节能降耗的特大型高炉的发展,代表着一个国家钢铁行业发展的未来。
从1991年开始,项钟庸就带着团队跟踪研究特大型高炉的技术,一干就是十几年。
2003年,综合控制高炉节能的指标“炉腹煤气量指数”终于被找到,并编入国家标准“高炉炼铁工程设计规范”中。
令人振奋的是,基于自主研究的理论体系,国内特大型高炉的高效低耗指标实现了全球领先。
打破制约
以“炉腹煤气指数”为核心的设计理念及体系在全行业公布后,中冶赛迪决定参与国际项目的竞标。
把“中国造”的特大型高炉输向海外市场,并不是一件容易的事,常常会“受制于人”。
2005年,巴西盖尔道集团的钢铁生产基地,中冶赛迪的国际项目正在持续推进。
看见眼前正在搭建的特大型高炉,技术负责人、教授级高级工程师邹忠平却眉头紧锁。
高炉的建造成本已被人为地增高,再这样下去,以后撬动海外市场会更加吃亏。
虽掌握了特大型高炉的工作原理,但一些核心装备技术的自主化却未实现,还必须忍受国外公司的高额要价。
“某些装备价格甚至被抬高近五倍。”赵瑞海说。
引进价格被抬高,建造成本增加,中冶赛迪的特大型高炉竞争力自然下降。
“中国制造想要走出去,必须实现核心装备技术自主化。”赵瑞海说。
2006年,中冶赛迪开始着手无料钟炉顶布料器的研发。
“若把特大型高炉比喻成钢铁巨人,炉腹煤气量指数的工艺就是它的魂,核心装备技术则是躯干和四肢,两者缺一不可。”赵瑞海说。
2012年,历时6年,中冶赛迪成功打破了欧洲钢铁巨头对高炉无料钟炉顶技术长达30多年的垄断,实现了特大型高炉核心装备的国产化。
渐渐地,中冶赛迪的特大型高炉核心技术在海外市场“吃香”起来。
逆向创新
2007年,华北地区。一家钢铁厂的特大型高炉正在作业。
看着智能系统,有着30多年丰富操作经验的的生产专家皱着眉头,有些抱怨地说:“这套系统的效果不尽如人意。”
智能系统是钢铁厂从国际钢铁工程巨头那里引进来的,希望通过它再次降低特大型高炉的能源消耗。殊不知,依靠智能系统进行降耗并不现实。
炼铁需要的天然原料,每次的微量成分不一样,炉化反应就会不一样,炉腹指数控制状态也会不同。
“目前,几乎没有任何钢铁厂能够实现全智能化的炼铁。”赵瑞海说,“但智能技术的优势不能被‘拍死’,充分利用依旧能够带来技术上的革新。”
2007年底,中冶赛迪决定,朝着国际钢铁工程巨头研制的反方向,研发特大型高炉的智能控制系统。
“我们开发的智能系统,强调智能软件的判断,而非操作控制。”赵瑞海说,“通过收集运行数据来帮助人工进行判断,再进行降耗的调试。”
人工+智能的方式,能够克服特大型高t智能控制中存在的实时性、复杂性、动态性和多变性等难题。
2012年,这项智能系统研制宣告完成,大幅提高了对高炉的诊断、预判和控制,中冶赛迪的市场地位再次得到巩固。
截至2016年底,全国21座特大型高炉,有14座由中冶赛迪建造,约占国内市场的70%。
叫响品牌
2017年1月初,国家科技进步奖揭晓后,采访邹忠平的邀约纷至沓来。
但邹忠平都无法赴约――他必须马不停蹄赶往越南,跟进台塑集团特大型高炉的建造进度。
几年前,台塑集团决定在越南建造特大型高炉,面向全球公开招标高炉建设方案。
最终,中冶赛迪击败国际巨头们,有惊无险地拿下这个项目。
再次与国际钢铁工程巨头同台竞技,中冶赛迪已经掌握主动权。
从炼铁工艺创新到核心装备研发,再到智能系统开发,经过20余年的技术革新,在中冶赛迪的引领下,中国特大型高炉工业体系渐渐形成。
截至目前,中冶赛迪有力地推动了全国特大型高炉比例从不足5%提高至近30%,直接建成的特大型高炉已累计节约燃料约6450万吨,减少二氧化碳排放1.9亿吨,带动全国炼铁产业累计节能约7.4亿吨标准煤。
这样的技术创新和行业领先,让中冶赛迪叫响了钢铁工业的“中国造”。
除了台塑集团的项目外,沿着“一带一路”,中冶赛迪的特大型高炉技术还运用在韩国、马来西亚、土耳其等国。
但梦想从未止步。钢铁工业“中国造”的故事,还在书写。
关键词:智能控制;机电一体化;应用
社会的飞速发展,经济的不断进步,人民对于生活质量的要求越来越高,社会的进步对于生产力也提出了更高的要求,为了满足现阶段社会对于智能控制技术的需求,我们应当更加注意高科技在生产力方面的运用问题。机电一体化领域是现代生产力发展的主要贡献者,更加需要通过科技进行改善。本文针智能控制及其在机电一体化系统中的应用现状,结合我国的国情进行了探讨。
一、智能控制现状以及出现的问题
(一)智能控制的现状
近些年随着科学技术的迅猛发展,高科技已经渗入到社会生活的各个方面,高科技为人们的生活带来极大的快捷,其中智能控制及其在机电一体化系统中的运用最为广泛,智能控制作为高科技的产物之一,智能控制在无人干预的情况下能够自主的驱动智能机器实现自动控制技术,从20世纪80年代以来,计算机技术和信息技术的快速发展,推动了控制科学和工程研究的相互渗透,只能控制系统的发展将引领潮流,成为人们生活中不可或缺的技术。在实际的操作过程中,我们可以发现机电一体化系统的有效运作是一个非常复杂的运作过程,在机电领域中,机电一体化系统涉及众多领域与众多专业学科知识,这就需要一个高素质的人才能控制,而且不仅是要有高素质、高技能,还要对设备有极高的责任感,对设备有保护意思,能够确保设备能够正常的工作。智能控制技术可以通过计算机网络的编程对机电一体化设备进行自动化运作控制,智能控制技术可以很好的控制机电一体化工作,能够代替人进行工作,这种复杂烦琐的工作,人类工作极易产生错误,智能控制技术还能降低失误率,在企业工作室实现电气设备自动化的运作,能够提高工作效率,还能减少人力资源成本。
(二)智能控制在机电一体化系统中的应用
智能控制技术在机电一体化控制中的应用中,在故障诊断和电气事故过程有很重要的作用,我们知道,模糊理论、神经网络、专家系统技术是智能控制技术重要的组成部分,在实际的工作过程中,机电一体化容易出现故障,而且一出现故障将会对企业造成巨大的经济损失,所以在工作之前都要对机电一体化设备进行检查,智能控制技术在机电一体化设备中应用后,能准确的检查出机电一体化设备的故障,能够提前检查出机电一体化设备存在的故障,避免在生产的过程中出现不可挽救的事故,智能控制技术通过迷糊理论和神经网络的有效配合,能够巧妙地解决机电一体化设备存在的问题,并且大大的提高工作效率。
二、智能控制在机电一体化系统中的应用效果
(一)智能控制在建造行业的应用
在建造行业中,智能化控制主要表现在两个方面:第一、合理利用照明灯方面。智能控制技术主要通过互联网辅助控制,对制造行业每一个时段的照明系统进行控制,主要控制照明的时间和照明系统。第二、在冬季对空调进行智能控制。冬季的智能控制和夏季的不同,在冬季需要将空调的风阀进行智能的调节,来保证室内空气的温度,同时减少对电的消耗。智能控制技术在现代科技领域中是一门新的技术科学,对于计算机技术来讲是最重要的组成部分之一,智能控制系统主要是以计算机理论作为重要基础,同时它还与许多专业学科有关联。智能控制系统功能已经从愿望变成了现实,智能控制技术已经在现实生活中运用,具体有以下几个方面:第一、数控的采集和处理功能。数控的采集和处理这个功能可以实现智能控制技术对于机电一体化设备的开关量和模拟量的数控进行采集和处理,还可以对处理过的数控进行储存。第二、系统运行监视以及时间报警功能。这个功能不仅可以监控机电一体化系统的主要设备的模拟数量,还可以监控设备的开关量状态,这个功能具有事故事故报警的功能,对于发生的事情进行报警,以便于发生故障时工人能够及时的补救,防止错过最佳补救时间。第三、操作控制功能。智能控制技术在机电一体化控制中可以借助键盘或者鼠标控制断路器,还可以对开关进行电动隔离,对电流进行调整。
(二)智能控制在数控领域中的应用
数控领域的操作步骤比较烦琐,操作过程相对于其他操作系统也比较严格,因此在操作的过程中很容易出现问题,操作的过程一旦出现了问题就会引起很大的故障,造成不可估计的损失。智能控制技术的引入能够将数控领域的日常复杂的操作变得简单,并且能提高操作的效率和准确性,保证系统运行安全。现阶段,随着经济技术的飞速发展,智能控制技术也逐步成熟,国家电网和广州电网等等的电网公司都相继运用了智能控制技术,智能控制技术建设的智能电网在实际的运作中取得了非常好的效果,这样的技术应当大力推进,国家应当积极的重视,社会各界也应当加大对这类技g的支持,为社会的进步贡献一份薄利。在数控领域,还可以利用遗传进化算法,找到最佳的数控系统加工路径,运用只能控制中的预算和预测功能,在数控在高速加工的时候能够控制数控的综合运动,现阶段数控系统对其性能有很高的要求,不仅要求可靠性、精准度,还要求有高速的运算能力。所以,为了实现这些功能,在数控领域必须应用只能控制,运用智能控制降低数控领域工作的复杂性。
三、总结
智能控制技术对于现代人来讲,是人类智力技术的代替、延伸和发展,在当前的生产和控制力下,智能控制技术发挥了极大的作用,为人们的生产和生活提供了高质量的服务。总而言之,智能控制控制技术在机电一体化中能够广泛应用,无论是数控领域还是机器人领域,智能控制都能实现传统的机械自动化技术无法实现的功能。
Bentley公司负责全球电力业务的副总裁Arthur Sawall(亚瑟・斯瓦尔)认为,要采用数字化设计手段从设计源头开始构建智能电网。
根据国家电网中国电力科学研究院对智能电网的定义,智能电网是以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
其中提到的各种技术“与物理电网高度集成”不容忽视。要集成,就要有数据作为基础。中南电力设计院信息档案部主任吴刚曾指出,作为智能电网的基础,70%的数据都产生于设计。因此,我国很多业内人士都已经充分认识到,智能电网的建设要从设计做起。
亚瑟对智能电网的理解,是能够根据需求智能地进行调控的电网。他认为,现在智能电网的推进不尽如人意,是因为现在的设备和变电站不够智能,因此Bentley希望通过为电网基础设施相关的设计工程师提供Bentley Substation这样的软件平台以进行数字化设计,帮助用户建造智能的电网基础设施,使得智能设计成为智能电网的一部分,并将设计数据流转到这些基础设施的整个生命周期以进行智能化运维。
他介绍,Bentley提供的设计工具涵盖从发电厂设计到把电输送入户的整个过程。Bentley Substation能够提供很好的三维设计工具,结合Bentley ProjectWise协同设计平台,设计工程师就可以更加高效、合理、精确地进行变电站的设计,还能在三维仿真模拟环境中审查变电站建造过程是否合理。更为重要的是,由Bentley Substation产生的电网基础设施数据,可以为基础设施的全生命周期管理提供依据。这些数据可以提交给业主和相关的运维机构。业主可以据此实现基础设施与智能电网的对接,而运维机构则可以据此进行更加有的放矢的运维工作。而在以往,设计院给业主交付的往往只是变电站的图纸,很难变成有用的机器语言。如果要找到相关的设计数据,业主就要请设计院翻看很多资料后才能找到。
亚瑟介绍,在北美、欧洲和亚洲都有很多用户使用Substation解决方案来创建智能设施,从而推进智能电网的建设。据了解,在中国,Bentley通过为电力设计院提供智能设计平台,使得设计院的设计工程师能够从基础设施的设计源头去建造数字化的智能变电站或其他相关基础设施。
借助三维设计工具从设计源头开始构建智能电网基础设施,显然是智能电网建设的一个行之有效的办法。但是,已建的基础设施就很难用这种方法来处理了。那么,这些基础设施该怎么办呢?
对于这一个问题,亚瑟回答说,可以参考欧美国家,特别是几乎不再新建任何变电站的欧洲国家的经验。那就是用点云解决方案对旧的变电站进行扫描,将其转换成智能模型放到Bentley Substation中,然后再跟智能电网对接。
尽管点云解决方案被认为投资太大,但是亚瑟指出,如果不接受这样的新技术,旧的变电站就永远无法成为智能电网的一部分,这样带来的损失更大。“我们的工具能够帮助业主节省很多费用,在三年左右就能收回投资。”亚瑟补充说。
虚拟存储 服务万家
――杭州市西湖区卫生局打造高效区域医疗信息平台
随着医疗卫生体制改革的逐步深入,基于互联网的医疗信息系统建设在全国各医疗单位普遍开展,用以提高医疗机构的整体服务水平与核心竞争力。然而,在各医疗机构各自开发、各自建设的状态下,先进的信息化系统也只能供各医院内部使用,存在很大的局限性,使医疗系统信息处于一座座“孤岛”的状态,无法实现区域内数据共享、统一服务及互联互通等。
杭州市西湖区卫生局下属的11家社区卫生服务中心,地理位置分散,技术力量分布不均匀,在对传统的IT系统进行维护管理、数据备份及故障修复等,给各医院和西湖区卫生局都带来了种种不便。
为加快推进西湖区基本医疗保障体系建设,实现区域卫生信息化的互联互通和数据共享,西湖区卫生局计划建立区域医疗信息平台,连接区域内所有的医疗卫生机构和相关单位,搭建方便各信息化系统之间进行数据交换和共享的综合业务平台。为此,西湖区卫生局采购了大量戴尔服务器,分配给下属社区卫生服务中心,并初步实施了服务器虚拟化。
为了进一步完善区域医疗信息平台,西湖区卫生局计划重点引进一批安全稳定、扩展性好、高度支持虚拟化的存储设备,建设完全虚拟化的信息系统环境,并部署高效的存储和灾备系统,为各社区卫生服务中心提供高效、安全的存储平台。
西湖区卫生局采用戴尔存储虚拟化整体解决方案,部署了包括戴尔EqualLogic PS6100XV虚拟化存储、戴尔Networking 6224交换机和VMware虚拟化管理软件等在内的诸多设备,构建了高效的存储和灾备系统,并与已有的服务器虚拟化平美结合,为西湖区11家社区卫生服务中心建立了完全虚拟化的IT环境,搭建了高效灵活、高度共享的区域医疗信息平台,实现了对各医院IT系统的远程集中维护和管理。西湖区采取虚拟化模式来建设区域医疗信息平台,可以方便灵活地对区域卫生应用系统的扩展性、灵活性和安全性进行改进。
戴尔EqualLogic PS6100XV存储阵列采用虚拟化的横向扩展体系结构,可以支持自动精简配置、自动分层和在线扩展等丰富的功能,同一个虚拟存储池中的硬盘和多个存储阵列之间还可以自动实现负载均衡,使得存储系统的性能可以随容量进行线性扩展。
戴尔EqualLogic存储系统采用双控制器等多种冗余配置,因此基于它打造的存储平台本身就具有很高的稳定性。此外,单台戴尔EqualLogic存储设备还拥有快照等强大功能,每两个社区卫生服务中心的EqualLogic存储实现了相互备份,并可随时快速验证备份数据的有效性,充分确保医疗数据的高度安全。
依托戴尔EqualLogic搭建的存储平台的故障修复时间和数据恢复时间都不到10分钟。此外,EqualLogic还自带了一系列的免费管理软件,无需人工操作即可完成数据安全备份及故障迁移等,大大增加了管理和维护的便捷性。“从IT管理和维护角度来看,基于戴尔EqualLogic PS6100XV打造的统一存储平台,技术人员只需了解网络便可轻松管理全套系统。戴尔还为我们提供了原厂培训,让我们可以更好地管理和维护存储平台。”杭州市西湖区卫生局信息中心程伟介绍说。
西湖区医疗信息平台的建设,为西湖区卫生局建立全民健康档案、实现区域卫生信息化的互联互通和数据共享提供了可靠的基础平台。
关键词:建筑;电气弱电智能化系统;工程施工
引言:建筑智能化系统是工程建设的新兴领域。随着我国电子信息产业的加速发展,智能弱电技术已经广泛运用于楼房建设中,成为建筑环境智能化的重要手段。建筑智能化已成为现代化建设的发展方向。在建筑电气施工管理中,弱电系统的有效应用能够使建筑的整体服务能力得以提高,此外还可以符合建筑物电气化的标准。
1 建筑电气弱电智能化系统工程施工存在的问题
1.1 施工单位电气弱电智能化系统工程缺乏重视
建筑建造的过程中,由于空间和资源的限制导致资源的分配成了施工过程中极为重要的部分。建造过程中土建一直以来占据着极为重要的地位,在资源等的利用上有着绝对优先权,反观电气弱电智能化系统工程则相对弱势许多,在施工过程中受到碜钥占浜妥试吹雀鞲龇矫娴拇蜓埂
1.2 电气弱电智能化系统施工的管理不够
在现如今的建筑智能化的建设过程中,由于资源分配的限制,不受重视的电气弱电智能化系统工程通常是由相关工作人员来兼任,而由于对电气弱电智能化系统的新技术等缺乏了解,加上电气弱电智能化系统施工的弱势地位,导致电气弱电智能化系统工程的施工监管极其不到位。
1.3 施工人员缺乏专业素养
由于现在大部分有关施工单位都普遍缺乏专业的工作人员和队伍,常常是由一人兼职多项工作,导致相关施工人员的专业素养得不到保证,不具有专业的施工技术,加之对于电气弱电智能化系统工程的疏于管理,给电气弱电智能化系统工程的安全埋下了极大的隐患。
2 建筑电气弱电智能化系y工程施工要点
2.1 做好施工前的准备
在进行电气弱电智能化系统的施工前,施工单位需要对施工地点及其周围进行充分的勘测和检查,对任何有关施工的因素都要做足充分的了解和准备,同时,在进行工程预算的时候,工作人员需要大量收集历史资料,来最大化的利用有限的资源和保证资金利益的最大化。在施工前需要有着许多方面的准备,以此来确保电气弱电智能化系统的安全施工,减少后续施工过程中引起不必要的麻烦。
2.2 制定合理有效的施工方案
一份合理并且有效的施工方案往往能为后续的实际施工省去不少的麻烦,在遇到问题时也能及时对其做出解决调整。因此,在电气弱电智能化系统施工开展之前,施工单位需要制定严谨合格的施工方案,组织更为专业的施工团队,在施工过程中对施工队伍进行各项任务的安排和交接,致力于以最为完备的施工方案来为电气弱电智能化系统施工保驾护航。
2.3 对电气弱电智能化系统网络进行综合布设
在现代智能化建筑的建造施工过程中,想要合理应用电气弱电智能化系统技术,对电气弱电智能化系统技术有着更为有效的管理,就必须要对施工的电气弱电智能化系统网络进行综合布设,从而使其能够更好的契合现代智能化建筑对电气弱电智能化系统的高要求,更好的保护电气弱电智能化系统技术的安全应用。
2.4 电气弱电智能化系统母线的安装
所谓电气弱电智能化系统母线的安装,即在建筑的电气弱电智能化系统设置中根据系统运行的实际情况,对系统的母线安装过程进行严格的管理和保证,不仅要提前做好母线的绝对绝缘工作,更要保证在母线安装前各项细节的完整。避免由于零件的缺陷或者母线的连接问题影响整个电气弱电智能化系统的安全运作。
2.5 防雷击技术的合理应用
由于有限的土地资源的限制,现代化的建筑越发趋向于高层化和超高层发展,而超高层建筑所带来的问题也是显而易见的,即雷电对于智能高层建筑的影响。因此,在电气弱电智能化系统的施工中合理安插防雷击技术显得尤为重要,要着重注意电气弱电智能化系统的防雷安全,注重电流拦截、电流保护等措施的实施,从而使得电气弱电智能化系统的防雷性得到保障和提升。
2.6 电气弱电智能化系统综合布线系统管理
在数字建筑中,综合布线结构主要由6个子结构组成,分别是水平区子结构、工作区子结构、垂直干线子结构、管理间子结构、建筑群子结构以及设备间子结构。综合布线结构在规划时采用的时星型拓扑结构,因此每个子结构都可以独立地连接到综合布线结构当中,各个子结构之间不会相互干扰,不但方便子结构的扩充,同时还能够方便更改组合和检测维修。工作区子结构是一个独立设置终端的区域,由连接信息插座、水平配线结构的信息插座、终端设备的跳线和适配器组成。工作区需要的面积不是很大,而工作区内信息点的数量应该根据建筑的实际情况进行规划;水平区子结构由信息插座、楼层配线设备、楼层分配县以及跳线等线路组成;管理间子结构由输入输出设备以及交换间的配线设备组成;垂直干线子结构的组成部分主要有跳线、配线设备、设备间连接各楼层分配间的电缆;设备间子结构的组成部分主要有建筑物进线设备、数据、电话、计算机等主机设备以及保安配线设备组成,设备间子结构应该设置在值班室中;建筑群子结构指的是建筑物之间相互连接的电缆及配线设备。
2.7 电气弱电智能化系统安全施工管理
第一,报警结构。总线控制法是报警结构常采用的结构规划模式,对于报警结构的规划,一般会设置在消防中心或者是防控中心。一旦建筑物内有危险源发生,通过本结构可以精确的发现危险所处的具置。并通过计算机的显示屏准确的显示,同时发出报警的灯光。安保人员可根据提供险情的具置采取相应的布防措施。同时可以根据电子地图进行操作,利用管理软件发出警报。当出现重大异常情况时,监控室的显示屏会自动切换到报警位置,可以准确的为监控人员提供实时情况,并能够在第一时间进行处理,可以有效预防灾害事故的扩散,减少经济损失;第二,视频安防结构。该结构通过数字化、模块化的有机结合可实现安防监控结构的功能,对于监控的自动录像可以根据使用者不同需求设置保存的时间,方便后期需要时可以随时调阅,监控结构的传输一般采用二级架构的模式进行信号传输,所需监控网点的设备可以通过视频网线或光纤进行连接,通过现代通信技术完成数据的传输以及数据的备份功能。
2.8 对工程材料以及设备加强管理
在进行电气弱电智能化系统施工前,施工单位需要对即将进行施工的材料有着极为严格的控制标准,保证工程材料的合格和完整,而电气弱电智能化系统中的设备问题也同样不可小觑。对电气弱电智能化系统设备的严格管理,定期检查和记录设备运行情况,保证电气弱电智能化系统设备的安全调试和维护,确保设备和零部件的安全运作,从而加强电气弱电智能化系统的安全性,保证工程施工的高质量完成。
关键词:绿色建筑;采暖;空调
一.绿色建筑的基本概念
(一)概念
所谓“绿色建筑”的“绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶绿色建筑花园,而是代表一种概念或象征,指建筑对环境无害,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。绿色建筑的室内布局十分合理,尽量减少使用合成材料,充分利用阳光,节省能源,为居住者创造一种接近自然的感觉。以人、建筑和自然环境的协调发展为目标,在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时,尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。
(二)内涵
绿色建筑的基本内涵可归纳为:减轻建筑对环境的负荷,即节约能源及资源;提供安全、健康、舒适性良好的生活空间;与自然环境亲和,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。
(三)设计理念
绿色建筑设计理念包括以下几个方面:
1、节能能源
充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调,减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。
2、节约资源
在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用,力求使资源可再生利用。节约水资源,包括绿化的节约用水。
3、回归自然
绿色建筑外部要强调与周边环境相融合,和谐一致、动静互补,做到保护自然生态环境。舒适和健康的生活环境:建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康。
(1)绿色建筑的建造特点包括:对建筑的地理条件有明确的要求,土壤中不存在绿色建筑有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。
(2)绿色建筑应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。
(3)绿色建筑还要根据地理条件,设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置,以充分利用环境提供的天然可再生能源。
随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的主要来源。节能建筑成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑也应运而生。
二、绿色建筑存在的三大误区
随着可持续发展思想在建筑业的深入,绿色建筑日益受到人们的关注。在当前市场经济的背景下,经济因素是影响绿色建筑推广的关键所在,一般建筑开发商只看到绿色建筑所带来成本增加的一面,而绿色建筑巨大的生态环境效益被忽略了。因此,对绿色建筑进行技术经济和费用效益的研究是必不可少的。目前,人们对绿色建筑的认识还存在着三个方面的误区:
1、绿色并不等于高价和高成本
在楼盘销售以广告轰炸和概念炒作盛行的年代,“绿色建筑”也毫无例外地成为房地产商们朗朗上口的新词儿,以至于让人们误以为绿色建筑就是高档建筑。
绿色建筑是一个广泛的概念,绿色并不意味着高价和高成本。比如延安窑洞冬暖夏凉,把它改造成中国式的绿色建筑,造价并不高;新疆有一种具有当地特色的建筑,它的墙壁由当地的石膏和透气性好的秸秆组合而成,保温性很高,再加上非常当地化的屋顶,就是一种典型的乡村绿色建筑,其造价只有800元/平方米,可谓价廉物美。
并不是现代化的、高科技的就是绿色的,要突破这样的认识误区。把绿色建筑和建筑节能的发展道路定位在高端、贵族化,不会取得成功;事实证明把发展道路确定为中国式、普通老百姓式、适用技术式,绿色建筑才能健康发展。以前的智能化就走过弯路,许多智能建筑,停留在保安、音响控制等方面,线路搞得非常复杂,造价也非常高,甚至耗电量居高不下,这不是智能建筑应有的发展道路。信息时代,智能化应该是多用信息,少用能源。现在有些地方推行智能开关,用手机就可以控制家里的能源开关,冬天走的时候,就把供热开关关掉,下班之前半个小时,手机一按,就能把供热开关启动,这样回到家里时,屋里已经暖洋洋的。主人在外边工作的时候,家中不供热,能省1/3的能源。把绿色建筑从一个简单的概念变成定量化的检测标准,对达到标准的给予绿色建筑的标识,这样伪绿色就会现原形,最终会退出房地产市场。
2、绿色建筑不仅局限于新建筑
“我国新建建筑节能工作做得较好,基本遵循了绿色建筑的标准;但把大量既有建筑改造成绿色建筑的工作推进得不是很顺利,许多既有建筑仍是耗能大户。”业内专家提出了这样一个问题。既有建筑现在从楼上到楼下都是一条管道供热,是串联式的,每一户装一只计热表,不可行。现在技术上已经有所突破,引进欧洲的先进技术,在每个散热片上装一个计量表,成本低,非常适合中国的计量改造。这使得供热也像供水、供电一样,是严格计量的,是可以调控的。据估算,在北方地区,如果房间里供热是可以调节的,不用开窗,就可以节约15%的能耗;如果是可计量的,主人出差或者上班时把暖气关掉,回来以后再开,就可以节约30%的能耗。
关键词:职工公寓 智能化管理 管理模式 安全管理
职工公寓属于员工福利的范畴,为员工提供了安全与保障,受到广大职工的欢迎,但是,由于居住人员存在较大的流动性,这给职工公寓的管理带来了很大的挑战。伴随科学技术和信息技术的发展,职工管理系统在众多领域被广泛应用,许多职工公寓都采用了智能化管理系统,这在很大程度上提高了职工公寓管理的科学性与安全性,改善了职工公寓的治安管理环境与居住环境。
一、职工公寓管理中存在的问题
1.人员配备不到位,责任划分不明确
职工公寓的管理中缺乏足够的人员配备,为了降低成本,物业公司在管理中通常减少工作人员数量,从而造成许多岗位无人管理,而且,这些工作人员中很少有过专业素养训练,工作能力偏低,导致整体的工作水平不高。此外,在职工公寓管理的工作中,虽然建立了基本的公寓管理制度,但是这些管理制度的执行性与可操作性不强,对于管理的权利与责任划分不明确,致使在管理过程中存在很多无人管理的情况。
2.安全隐患多
由于部分职工公寓楼建造时间较早,楼内存在众多安全设备老化等现象,有些设备常年不用,或者经久不修,增加了公寓楼的安全隐患。在新的公寓楼中存在设备配置不到位的情况,这也影响了职工公寓的安全。加之部分职工的安全意识比较淡薄,违规使用电器或者使用大功率电器,以及没有良好的用电习惯等,都加大了公寓楼的危险因素。
3.能源浪费现象严重
在职工公寓管理中存在较为严重的问题之一就是对于能源的浪费,许多职工的责任意识差,缺少环境保护意识,不懂得合理利用资源和能源,存在很严重的浪费现象。
4.车辆管理混乱
由于汽车、电瓶车拥有量的不断提升,现在职工公寓的汽车数量也越来越多,但是,由于公寓管理中对于车辆没有专门的管理规定,而且管理人员也没有尽到应尽职责,公寓车辆的管理非常混乱。车辆出入无人管理、车辆被偷窃现象也时有发生。
二、职工公寓的智能化管理措施
1.坚持以人为本,积极宣传智能化管理理念
为了充分调动各方资源力量共同参与到职工公寓的智能化管理,使智能化管理模式得到真正的贯彻与落实,赢得更多职工住户的支持,物业管理等部门应当坚持“以人为本”的原则,主动出击,深入职工基层,积极宣传智能化的管理理念,与街道、治安等部门加强协调,统一思想认识,通过挂横幅、发通知、张贴告知单等形式对智能化管理进行积极的宣传。
2.完善智能管理体系
2.1 水电的智能化管理
针对职工公寓用电量过大、存在能源浪费的情况,职工公寓采用多用户智能电子表,统一安放在职工公寓的配电室内,该电子表具有预购电、最大用电负荷控制、恶性负载识别、通断电控制、数据收发等功能,可以实现对职工用户用电量的动态管理,在加强用电管理、防止用电意外等方面发挥了十分积极的作用。在用水管理方面,通过屏蔽阻水电缆把所有多用户智能电子表、水表连接起来,从管理控制中心PC机布线连接每一采集查询终端,将职工用水量的数据进行自动采集、传输、处理和控制,借助抄表软件对各职工用户的水表数据进行定期的抄收、保存和费用结算,有效克服了人工抄表易出错、效率低等问题,实现了用水计量的智能化管理。
2.2车辆的智能化管理
为了提高职工公寓车辆智能化管理水平,对职工电动车乱停乱放、车辆被偷窃、车辆堵塞消防通道等问题进行有效的规避,筹建智能停车管理系统,通过智能射频芯片对职工的电动车停放进行规范化的管理,有效减少了各类安全隐患。
2.3 智能门禁管理系统
针对职工公寓人员出入混乱的情况,公寓筹建智能门禁管理系统,在企业人力资源部和物业公司的帮助下,及时采集公寓住户的身份信息,确认无误的发放门禁卡,这是职工出入公寓的唯一工具。同时,在门禁管理系统中配备终端管理机等智能设备,对进出公寓的人员实现了有效的管理,能够有效减少公寓失窃等安全问题的出现。
2.4 安全的智能化管理
安全管理始终是职工公寓管理中的重中之重,因此职工公寓的出入口和每个楼层都加装了电子监控探头等智能信息设备,对各类违法犯罪活动能够起到有效的预防和控制作用。同时,在消防安全、用电安全等方面,在加强信息化水平的同时,制定了严格的安全管理制度,在平时有计划的对公寓住户开展了安全教育方面的培育,提高了公寓住户的安全意识。
3.完善智能管理的职责
针对公寓内卫生境普遍较差,垃圾死角多、花草树木虽然有人修剪但标准低、管理缺失的情况等问题,在完善公寓智能管理体系的基础上,对智能管理中各部门的管理责任进行了明确,物业公司的管理水平实现了有针对性的提升。同时,对传统的公寓管理措施进行创新,创新举措,配套了一系列与之相关的便民利民机制,合理安排物业保安人员值班执勤,实行24小时全天候值班执勤制度,加大了社区的日常巡查力度,对各类犯罪行为起到了有效的预防作用。
三、结束语
综上所述,职工公寓智能化管理模式的构建,在很大程度上有效减少了职工管理中环境差、能源浪费、管理责任缺失等问题,对各类安全隐患实现了动态、智能化的管理,有效减少了各类安全事故和犯罪活动的发生,大大提高了职工公寓的管理效率和智能化水平,实现了很高的经济效益和管理效益。
参考文献
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[2]李新雨. 全自动公寓智能监控系统的设计[J]. 黑龙江科技信息, 2011, (21): 45-46.
关键字:绿色建筑节能智能调光控制系统
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
绿色建筑,即在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。目前,我国的能源危机,环境污染形势仍然严峻,的人均建筑能耗虽低于世界平均水平,但这一定程度上是建立在放弃室内空气与热环境舒适度的基础上的,同时由于人口基数庞大带来的巨大总能耗,也日益成为制约国家发展的瓶颈。绿色建筑正是源于建筑对资源、环境问题的响应。绿色建筑既能切实节约有限的资源,减少二氧化碳的排放,又能提高建筑品质,降低建筑日常运营费用,对实现可持续发展,促进建筑节能减排具有重要意义。
一、我国建筑内照明系统存在的问题及未来趋势
我国现有的建筑的形成大多是根据建筑的功能、性能和造价进行设计,很少或没有考虑资源利用的效率问题,这种人凌驾于自然之上的建筑形式显然与可持续发展的理念渐行渐远。而绿色建筑在设计阶段就要考虑减少资源的使用量和资源利用的效率问题,同时考虑对生态环境、经济、社会效益的影响,减少废弃物,对废弃物降解和回收,尽量实现“天人合一”。我国各地区的气候条件,地理环境、自然资源、城乡发展和经济发展、生活水平与社会习俗等存在差异,对建筑综合要求因此而不同,万不能盲目的使用高新技术或生硬的照搬国外技术。例如,南方地区的建筑盲目学习欧陆风,大面积采用玻璃幕墙,结果又没有采用有效措施减少太阳辐射,结果空调能耗比一般建筑高出1-2倍。
实现照明系统的节能亦是实现绿建必不可少的一部分。公共建筑内都需要长时间开启的公共照明,实现绿色照明早已成为一种趋势,这不仅需要节能型灯具,还需要一系列可行的调光控制解决方案。采用调光方式控制照明比用其他控制方式有更多优势,尤其是调光系统能够在不关灯的条件下实现“节电、省灯”,不仅在一定时间内用节省下来的电费和维护费用收回调光系统的全部投资,而且符合绿色建筑倡导的理念。
二、智能调光系统概念
所谓智能调光系统,就是根据某一区域的功能、每天不同时间、室外光亮度或该区域的用途来控制照明。其中最重要的一点就是可以进行预设,即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。这些设置也称为场景,可由调光器系统或中央建筑控制系统自动调用。智能调光系统集强电、弱电为一体,巧妙地融入计算机技术、通信技术、控制技术,使灯光艺术为创造环境气氛服务,使对灯光进行智能化控制、使灯光和各种设备集成联动成为可能。
三、可调光荧光灯电子镇流器的应用
国家在推广节能灯的同时,白炽灯逐渐被淘汰,留下的市场空间为节能灯带来了巨大的发展潜力。目前被广泛应用的荧光灯光源,为实现节能环保的绿色照明做出了突破贡献。但依靠目前荧光灯光源的制造技术,如需要创造高效节能、明亮舒适的照明环境,必须选用自身消耗极低、能效等级为A1级、具有可控的调光控制接口、能在1-100%的范围调光、大于50000小时寿命设计、能自动识别灯管的类型及功率、且有效延长荧光灯光源寿命的调光镇流器产品,才能发挥荧光灯最大的效用,这也是荧光灯未来使用方向的主流选择。荧光灯的调光控制,在现代照明中具有极为重要的地位。目前先进的荧光灯节能调光控制技术,已可实现节能30%,可以延长光源寿命2-4倍,系统配置科学优化的,甚至可以达到节能75%。荧光灯只有实现了只能的自动可调光照明以后,才能真正做到优化节能的目的。
近几年,可调光荧光灯电子镇流器得到长足发展,成为倍受用户青睬的典型“绿色照明”产品。由于荧光灯是一种非线性负载,并且灯管有额定导通电压,如果灯管上的电压低于额定值,则会熄灭或不能发光,所以荧光灯的调光并非像白炽灯调光那样简单。荧光灯调光电子镇流器分为模拟调光和数字调光,而具体的调光方法主要有频率调制(即调频)和相位控制。从本质上讲,荧光灯调光是通过调节灯管电流实现的。灯管额定功率上有最大输出电平,亮度调节不能超过最大输出电平(即100%)。性能优良的调光电子镇流器的调光范围为100%~10%。可调光荧光灯电子镇流器具有明显的节电效果,故在近几年中得到了迅速发展和应用。对于紧凑型节能灯的调光,通常采用模拟技术。而对于用于家庭、办公室、商场、车间等场所照明的调光荧光灯,则采用数字调光方案。数字调光电子镇流器,代表了该照明电器未来发展的方向。
运用可调光荧光灯电子镇流器的智能调光系统可延长灯具的寿命。灯具损坏的致命原因是电网过电压,只要能控制过电压就可以延长灯具的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式,能控制电网冲击电压和浪涌电压,使灯丝免受热冲击,灯具寿命得到延长。智能照明系统通常能使灯具寿命延长2~4倍,不仅节省大量灯具,而且大大减少更换灯具的工作量,有效地降低了照明系统的运行费用,对于大量使用灯具和安装困难的区域具有特殊的意义。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制、灯光效果等要求,而且由于可观的节能效果(节电可达到20%~50%)及灯具寿命的延长(灯具寿命延长2~4倍),又能在降低运行费用中得到经济回报,还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备,大大简化和节省穿管布线工作量。
四、工程实例
坐落于北京三环的某国际学校幼儿园设计标准之一为要通过LEED认证(金奖),为能实现高效的能源利用,照明系统的节能效果也是需重要考虑的一部分。此工程根据各房间功能进行灯位布置,各教室、办公室等选用电子整流直管(单管或双管)荧光灯,公共场所、卫生间等均选用带玻璃罩环形荧光灯,幼儿寝室设置夜间巡视照明灯具,医务保健室设置紫外线灯具,其余场所均选用高效电子节能灯。办公室、厨房主要采用高光效的三基色荧光灯和低损耗的高频电子镇流器或节能型电感镇流器配高效照明灯具。所选灯具均为节能型。灯具cosΦ≥0.9。主要通道、楼梯间、门厅等人员较多的公共场所的照明均由双电源供电的照明配电箱电源供电。事故照明、疏散照明灯具由应急照明柜集中供电,要求EPS的蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90min。
为了节约能源及提高管理效率,教室、公共场所照明、室外照明等设置智能照明控制系统,拟通过KNX/EIB控制总线连接至中央控制室。附图为教室照明系统平面图和调光镇流器手动调光配线图。
二层照明平面图
调光镇流器手动调光配线图
该工程通过楼宇管理控制系统可对教室内的灯光环境进行智能控制。通过中控电脑图形化界面可以对学校内的灯光监视和控制。教室门口的存在感应器做到人来打开亮度感应器对灯光的控制,人走关闭亮度感应器同时关闭灯光。通过光感开关控制器可对照明进行自动控制,当自然光不足时,可自动将灯光调亮,当自然光充足时,可自动关闭或调暗灯光。也可通过教室内的智能面板对相应区域的灯光进行手动控制,可做备用,更安全。光线感应开关通过测定工作面的照度,与设定值比较,来控制照明开关,这样可以最大限度地利用自然光,达到节能的目的,也可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。总之,此工程照明系统的设计体现了绿色照明的一部分理念和调光控制系统的未来趋势。
【关键词】绿色建筑;设计;存在的问题 ;措施
一.绿色建筑设计存在的问题
1. 对绿色建筑设计认识不准确
目前,绿色建筑设计风靡建筑设计行业,但是很多人把绿色设计的概念和绿化设计的概念两者混为一谈,由此导致有很多问题出现。许多房地产商标榜自己的建筑是绿色建筑,但其实只是花心思设计绿化的构景要素,并没有考虑到建造过程中及使用过程中的节能减排、保护环境等要求,因此达不到绿色建筑的设计所期望得到的可持续发展的效果。
2.缺乏实践经验
现在我国绿色建筑领域在理论方面发展得很好,但是在把理论应用到实际工程项目中时却产生了一些问题,最为尖锐的是绿色建筑领域一线人才的匮乏。纵使设计得再好再完美,没人将其实现也是空谈。许多从事绿色建筑的工作人员缺少实践经验,只是凭着自己的感觉去做,在检测、标准体系方面的专业人才也不多。
3技术支撑能力有待提高
我国的建筑工业化处于起步状态,资源和能源的综合开发利用水平明显偏低,绿色建筑许多核心的技术国内仍不掌握,如一些关键性的部件还得依赖进口,没有自主开发的能力,这不但限制了绿色建筑的发展推广,还增加了绿色建筑的建造成本;新能源建筑的应用仍停留在简单的直接运用层面,比如太阳能房、风能发电等深度利用非常有限。
二、绿色建筑的设计理念
绿色建筑的基本内涵可归纳为:减轻建筑对环境的负荷,即节约能源及资源并提供安全、健康、舒适性良好的生活空间;建筑师借助于各种技术手段,利用绿色植物的光合作用和蒸腾作用来帮助减少建筑废弃物的排放量,改善建筑局部的微气候条件,从而降低建筑物的能源消耗,减轻建筑物的环境负荷,以达到建筑生态化的目的。与自然环境亲和,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。
1. 舒适和健康的生活环境
建筑的土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康。
2. 设计建造过程中材料的节约
在建造的设计过程中,在满足结构要求的基础上节约材料,充分发挥材料的性能,例如结构工程师可以根据经验和计算使钢筋满足最小配筋率的要求下尽量减少钢筋的用量,在水泥中添加一些添加剂减少水泥的用量,另外还可通过建筑体形设计达到节能效果,如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积、长宽比和朝向,合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高护结构的保温隔热性能,也对建筑材料的节约有着重大意义。
3.节约能源资源
在建筑设计过程中,一方面要注重使用过程中的节能,另一方面还要考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下,应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料,回收利用率较高的建筑材料。在材料的选择上也应该尽量就地选材减少运输过程中的能耗和污染。
三 绿色建筑设计方法
1.整体环境的设计。所谓整体环境设计,不是针对某一个建筑,而是建立在一定区域范围内,从城市总体规划要求出发,从场地的基本条件、地形地貌、地质水文、气候条件、动植物生长状况等方面分析设计的可行性和经济性,进行综合分析、整体设计。
首先,引入绿色建筑理论。城市开发建设应与当地自然环境、资源、社会、人文等背景相结合,在加快建设的同时,创造性地保护和利用已有条件。一方面,改变不合理的布局模式、区域划分、空间结构和资源配置;另一方面,让城市的历史文脉、自然地理特征得以沿袭。
其次,加强环境绿化。用绿化覆盖地面,由于大量水分蒸发,往往可以造成比较凉爽、舒适的环境;高大的乔木在地面上形成了较大树荫,减少路面吸热,同时可以净化空气,提高空间的氧含量。因此,在人居环境住宅区的设计中,一定要注意绿化环境设计,创造出良好的微气候,应该将绿化量化标准引入设计规范。当前,环境绿化主要包括小区周围环境绿化和建筑立体绿化。
小区周围环境的绿化即尽量减少硬质铺地,扩大草坪面积,并尽可能多种植高大乔木。目前,多数住宅小区常采用水泥砖铺地,这对小区环境很不利,应尽量采用具有渗透性的生态铺地。
立体绿化引入“土地空间化”的概念,包括墙面绿化、屋顶绿化和阳台绿化。墙面绿化主要是在强烈阳光直射面爬满绿色藤状植物,避免阳光直射墙面,降低外墙表面温度,保证室内温度的稳定性。
2 建筑单体的设计方法。1)建筑的体型系数即建筑物表面积与建筑的体积比,它与建筑的热工性能密不可分。曲面建筑的热耗小于直面建筑,在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高,减少体形凹凸变化,尽量采用规则平面形式。2)外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。3)建筑节能设计。要节约利用不可再生能源,如煤、石油、天燃气等,积极开发可再生的新能源,如太阳能、风能、水能等无污染能源。4)建筑智能设计。目前,大量电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用,出现了智能化建筑,可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量,保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率,智能化的发展可以促进绿色建筑在“高标准低能耗、高效能、低污染”状态下持续发展。
3绿色建筑的推广
绿色建筑是在经济方面需要更多的前期费用,而利益回报速度又相对缓慢的项目。坦白来讲,绿色建筑体系方面的投资所带来的回报,最终并不一定能让开发商受益,而多由使用者和社会所分享。即使这样,一般也是在若干年之后才会见到节约资源的价值大于用于生态方面投资的价值。介于这类经济因素,很可能就使决策者和开发商望而却步,或者力不从心。要使人们接受绿色建筑,就要实行限制性和鼓励性政策并举的方针,对于达不到节能设计标准的建筑,采取禁止投入等强制性措施加以限制;对于按标准节能设计或采用可再生资源的建筑,给予减免税收、贴息贷款、财政补贴等优惠政策,从而增强绿色建筑项目开发的经济可行性。特别是在开始阶段,如果没有好的经济、社会和道德方面的激励机制用于补偿开发商额外投资的损失,绿色建筑的推广就面临着极大的困难。因此,应结合我国当前的经济实力和社会发展总体水平,尽快确定目标并建立一套可行的制度体系,将局部利益和整体利益结合起来,公正合理地分享社会资源。
结束语
随着社会经济的发展,绿色建材的大量出现,科技的发展,人们生活水平的提高,资源的短缺,从可持续发展的方针出发,绿色建筑愈来愈受到世人的青睐,它的发展前景十分广阔,未来的建筑将会更加理想。
参考文献:
1、普适计算
随着智能手机技术的不断发展,Gartner认为,跟以往仅仅专注于设备不同,满足不同环境下移动用户的多元化需要将成为重点。Gartner指出,智能手机和可穿戴设备将成为更广阔计算产品的一部分,可以连接到办公地点和公共区域的显示屏上。用户体验式设计将变得非常重要。
2、物联网
物联网将继续发展,受到用户导向的普适计算推动。Gartner设想,物联网在各行业和操作环境中都将得到复制,并将专注于数字业务产品和流程。更深层次的嵌入式技术将为无处不在的用户创造接触点。它将成为数字业务创立的基础。
3、3D打印
未来三年3D打印的成本将下降,促使行业内相关的低价机器快速增长。3D打印的工业使用发展也将持续。Gartner强调,这种发展将集中在工业、生物医学和消费应用领域,并且真实存在。3D打印已经是一种可行的、划算的方法,可以为设计、改进样机和短期生产降低成本。
4、先进、无处不在、看不见的分析
由于物联网和嵌入式设备的发展,分析也将继续发展。各公司内外有组织和无组织的数据将继续整合。Gartner指出,每个应用将需要一个分析应用。分析也将使大问题和大答案的重要程度超过大数据。
5、丰富环境系统
嵌入式智能系统,加上无处不在和分析将促成相关系统的发展,它们对于周围环境可以做出敏捷的反应。Gartner强调,环境警觉安保产品是这一趋势的早期应用,后续还会有其他相关产品。
6、智能机器
整合了环境理解技术的分析将促使智能机器的诞生。更先进的算法将使系统可以自我学习,并做出反应。Gartner指出,这些机器包括自动驾驶汽车、更先进的机器人、虚拟个人助理和智能咨询师。智能机器时代将成为IT历史上极具颠覆性的一段时期。
7、云端/客户端架构
移动计算和云计算会持续聚集,引导中央协同应用的发展,这种应用可以传输到任何一台设备上。Gartner指出,云计算是规模可伸缩的自服务计算的基础。利用客户设备的智能和存储的应用将受益于云基础上更低的带宽、协同和管理成本。未来,游戏和商用应用将变得越来越像,使用多块屏幕,利用可穿戴产品和其他设备提供更好的体验。
8、软件定义架构和应用
从基础架构到应用,无处不在的程序设计敏捷开发方法让公司根据不同情况进行灵活处置成为可能。软件定义的网络、存储、数据中心和安全已经成熟。应用程序界面可以对云服务软件进行配置,应用有丰富的API可以用编程方式访问功能和内容。Gartner指出,为了处理数字行业快速变化的需要,计算需要从静态转换到动态模式。
9、网络规模IT
越来越多的公司会建造类似亚马逊、Google和Facebook的应用和架构。这将使网络规模IT成为商用的硬件平台,使得新模式、云优化和软件定义方法成为主流。开发和操纵的协同是朝网络规模IT发展的第一步。
关键词:电力系统;自动化;智能枝术;控制系统
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着我国电力系统市场化的逐步深入,对电力行业的投资也越来越大,各种智能化设备和高科技技术的运用也越来越多。各个电力设备的连接复杂紧密,各个电力系统的自动化运行也互相联系和互相制约。由于电力系统地域分布较为广阔,大多数元件显示出磁滞、延迟、饱和等复杂的物理特征,因此要对这样的系统进行有效控制必将面临较大的困难。实际生活中,随着新建高压线路的日益增加、电力网的不断扩大以及线路造价尤其是走廊使用权的费用逐渐趋于昂贵等,人们开始对电力系统的控制提出了新的要求。同时也正是由于电力系统中存在以上的问题,先进的控制手段才能源源不断地引入到电力系统当中。智能技术的开发以及在电力系统自动化中的应用,必然会推动电力系统自动化的发展。整个电力系统自动化未来的发展趋势也会越来越依赖智能技术系统。
1、模糊控制
模糊理论(FT)是将语言变量和近似推理的模糊逻辑引入进来,具有完整推理体系的智能技术。模糊控制在现代工业中采用的方法具有复杂性、不确定性,系统结构和参数的高维、时变、高度非线性以及系统内部的位置和不确定因素导致了模糊控制系统产生的必然性。这种智能技术在电力系统自动化控制中非常实用,它能够对人的模糊推理和决策过程进行有效的模拟。通过已经存在的控制规则和数据,模糊理论可以对模糊输入量进行推导,得到模糊控制输出,输出结果的组成部分是:模糊化、模糊推理与模糊判决。模糊理论在电力系统自动化控制中的应用越来越广泛,这种智能技术的优势在于对于那些具有不确定性、不精确性的问题能够进行有效的处理,也能够处理由于噪声而造成的问题;专家的经验通过模糊知识的语言变量进行表达,与人的表达方式更接近,知识的抽取和表达更加容易完成;鲁棒性强,提高了自学习能力和容错能力,如果电力系统出现问题或者改变了网络拓扑图和环境变量的设置等,那么通过模糊理论的应用,能够进行及时应对并且给出完全正确的解决方法。
2、专家系统控制
专家控制系统(ES)在电力系统中的应用发展比较早,应用较为广泛,技术相对比较成熟。该系统控制对电力系统是处于警告状态下还是紧急状态下进行辨识,并提出紧急处理方法,以全面恢复系统控制。它由状态转换分析、系统规划、切负荷、故障点的隔离、调度员培训、电压无功控制、电力系统的短期负荷预报、配电系统自动化、静态与动态安全分析以及先进的人机接口等多个方面组成。同时,专家控制系统中还存在以下几点问题:
(1)当系统规模较大、规则较多时,完成推理的速度受到限制,然而目前已有的专家系统大多是用于离线,或者在线解决属于系统分析方面的问题,而在实时控制方面的应用还处于起步阶段。
(2)现有的专家系统缺乏有效的学习机制,对付新情况的能力有限,而且容错能力较差,当系统发生故障或网络结构、系统参数、设备控制器配置等发生变化的情况下,将有可能得不到结果或给出错误的结果。
(3)大型专家系统的建造周期长,知识的获取和校核比较困难,要建立完备的知识库,维护难度比较大,在建造专家系统之前必须充分考虑这些问题。
因此,对于以上几点问题,还是有必要对其进行研究和探索,同时必须将专家控制系统与模糊控制系统或者其他智能系统相互融合,在保证较长周期的运行的同时,才能准确完成校核。
3、神经网络控制
人工神经网络(ANN)是模拟人类传递和处理信息的基本特性,由人工仿制大量简单的神经元以一定的方式连接而成。作为人工神经网络理论与控制理论相结合的产物,神经网络控制是智能控制的一个全新的分支,它在电力系统自动化中的应用也具有十分重要的意义。神经网络控制和最优线性控制不同,它具有非线性的特征,很强的处理能力。神经网络控制中的人工智能系统、数学系统、计算机科学理论以及自动控制系统,都能很好运用到电力系统中,比如,自动化设备管理中数据库的统计,分析和计算电力系统的总能耗和各个设备的能量消耗,以及根据数据自行分析设备的耗损情况。在电力系统自动化中,神经网络系统目前主要集中研究神经网络结构和模型、神经网络的硬件相关问题等。
4、线性最优控制
最优控制是现代控制理论的一个主要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多、最成熟的一个分支。在提高远距离输电的效率时,最优励磁控制的应用取得了一系列成效。励磁控制器通过测量发电机电压与给定电压比较,把偏差按PID方法计算出控制电压,将其控制电压转换为相应的移相角就能改可控硅整流桥的输出电压(转子电压),从而达到控制发电机电压的目的。励磁控制器中使用了线性最优控制技术,此项技术也在控制器发挥着重要的作用。最优控制作为组成现代控制理论的重要部分,在很多领域都得到了广泛应用。然而,需要指出的是这种线性最优控制技术只适用于局部的线性化模型,并非适用于电力系统中所有自动化程序。
5、综合智能系统
综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合,如模糊变结构控制,自适应或自组织模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等。另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉结合,对电力系统这样一个复杂的大系统来讲,综合智能控制更有巨大的应用潜力。现在,在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合,专家系统与模糊控制的结合,神经网络与模糊控制的结合,神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结构化的知识更有效。因此,模糊逻辑和人工神经网络的结合有良好的技术基础。这两种技术从不同角度服务于智能系统,人工神经网络主要应用在低层的计算方法上,模糊逻辑则用以处理非统计性的不确定性问题,是高层次(语义层或语言层)的推理,这两种技术正好起互补作用。神经网络把感知器送来的大量数据进行安排和解释,而模糊逻辑则提供应用和挖掘潜力的框架。
结语
综上所述,智能技术的广泛应用必将推动整个电力系统的自动化的进程,在未来电力系统的发展进程中,随着计算机的广泛应用,控制技术的深入研究,自动化控制智能技术将朝着全面智能化的方向发展。从而实现智能性工作环境,减少人员的值守,甚至于无人值班。同时,也有效的促进与提高电力系统平稳、安全和经济的运行。
参考文献:
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[3]杨正瓴.21世纪的电力系统控制[J].宁夏电力,1999.
关键词:幕墙装饰;绿色节能;生态幕墙
Abstract: The building curtain wall as a modern large and common high-rise building with decorative effect of the light wall, the utility model has the advantages of beautiful appearance, energy saving, easy to maintain, but there are a lot of quality problems in construction. With the development of society, the progress of science and technology, technical content of modern architecture is constantly improving, the green building more and more attention, intelligent type, environmental protection type curtain wall decoration will become the mainstream of the times. This paper mainly discusses the present situation and existing problems of the curtain wall decoration, and anticipate the new wall materials and technology in the exterior wall decoration trend in the future to bring people more wonderful.
Keywords: curtain wall decoration; green energy; ecological wall
中国分类号:TU53 文献标识码:A 文章标号:2095-2104(2012)03-0001-02
一、当前幕墙施工存在的主要质量问题
时光荏苒,许多在“玻璃大厦”里办公和居住的人们发现,尽管玻璃使建筑物看上去轻盈亮丽、简洁明快,但是玻璃幕墙的许多缺点也日益凸现。
(一)耗能问题 自上世纪70年代能源危机后,世界各国越来越重视节能工作。同样,能源问题目前也正困扰着中国的经济建设和发展,建设节约型社会已经成为全社会关注的焦点。据统计,目前北京、上海等大城市的建筑能耗已占全市总能耗的1/4,居于能耗的首位,其中公共建筑能耗又占建筑总能耗的大部分,玻璃幕墙夏季的吸热和冬季的散热,在给建筑物带来美观亮丽的同时也大量的消耗着能源。 (二)光污染 光污染危害来源的主要对象仍是城市高层建筑的玻璃幕墙,一幢幢矗立在马路两侧的玻璃幕墙,就像一面面巨大的镜子,其产生的光反射,极易诱发意外交通事故。而如果人们长期受到玻璃幕墙的“白光污染”,人会深感精神压抑,心情烦躁,除视力因长时间遭反射光刺激而下降外,还会诱发某些疾病。在国内和国外,随着玻璃幕墙在各大城市建设中大行其道,各地近年来接到市民对光污染的投诉也直线上升。 (三)安全隐患 据有关专家介绍,目前市面上很多用于黏结玻璃幕墙结构胶水会随着时间推移老化,甚至失效。一般而言,厂家对硅胶、结构胶承诺的保质期为10年。即便按照现行技术规范,玻璃幕墙的设计年限也不超过25年。玻璃幕墙如果年久失修,会产生许多安全隐患,成为“空中定时炸弹”。 随着2005年7月1日《公共建筑节能设计标准》的实施,玻璃幕墙的耗能、安全隐患等问题使其处于一种尴尬的境界,玻璃幕墙将被叫停甚至遭封杀的消息不绝于耳二、新型幕墙的探索与发展
如何能让玻璃幕墙既能美化城市又能保障安全环保呢?经过科技研发和多项建筑实验,一些新型的玻璃幕墙正在兴起,已解决现有的建筑幕墙问题。
(一)光电暮墙 光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的新型建筑幕墙.它是用光电池、光电板技术,把太阳光转化为电能,它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量。使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动,从而产生电压.这称为光电效应。
光电幕墙体现了智能化特点,太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体,也无噪音污染,并可用来发电,由此可见,光电幕墙是一种净能源,与环境有很好的相容性。同时太阳能光电技术集成到幕墙中不仅不占有建筑面积,而且太阳能光电板晶莹优美的外观,具有特殊的装饰效果,更赋予建筑物鲜明的现代科技色彩,代表着幕墙技术发展的新方向。
(二)双层动态节能暮墙
双层动态节能幕墙.它是由双层结构组合而成的幕墙,由外层幕墙、内层幕墙、遮阳幕墙、进风幕墙、出风装置组成。内层一般都有能够开启的门窗。在外层幕墙的遮挡下,室外环境再恶劣也能保证内层门窗的正常开启.外层幕墙的进出风口和内层门窗的开启均能控制。内外层之间的热通道。可利用太阳能产生烟囱效应或温室效应,从而做到既保证必要的通风、换气,又能够节约能源。因此。双层动态节能幕墙又被称为热通道幕墙,按通风原理分为自然通风和强制通风两种系统。
双层动态节能幕墙,在动态节能上具有极大的优势。它具有的技术性能包括: 1)运用动气热压原理和烟囱效应。让新鲜的空气进入室内,把室内污浊的空气排到室外,并且能够有效防止灰尘进入室内,具有绿色的环保功效。 2)它对冬天的“冷处理”和夏天的“热处理”非常合理,具有卓越的冬季保温和夏季隔热功能。因此具有典型的动态节能性。 3)合理的采光功能,可根据使用者的需要,调整光线的变化,改善室内环境。 4)卓越的隔声降噪功能,为使用者创造宁静地工作生活环境。 5)技术含量高,构造特殊,具有良好的视觉美感。从上述的几个特点可以看出,双层动态节能幕墙具有良好的绿色环保节能性。
(三)生态幕墙
生态幕墙,可以在建筑与周围生态环境之间,建立的一个缓冲区域,既可以在一定程度防止各种极端气候对室内影响,又可以强化各种微观气候调节的效果,进而满足人们种种舒适的要求,并且能够达到适当节能的目标。生态幕墙建造,超出常规建筑学和建筑工程学的范畴。是一个系统工程,需要建筑师、结构工程师和幕墙工程师熟悉机械传动原理,了解机械加工、装配以及物理、化学和自动控制等相关科学专业的知识,需要多学科的协调,各专业的通力合作。
这种幕墙在德国研发和使用较早,技术成熟得到广泛的发展,典型工程如德国柏林得比斯大厦、法兰克福银行大厦以及美国纽约42大街的新摄影棚、英国建筑研究所办公楼、荷兰戴尔夫特大学图书馆等都属这类幕墙。
Abstract: With the rapid development of information technology and the rapid growth of data resources, big data technologies has been applied to all aspects of our lives and it improves the quality of our life. In recent years, big data technologies are also becoming an important role in construction and urban engineering. It is important to improve its information level and to promote the development of construction industry. This paper firstly introduces the concept, characteristics and key steps of big data technologies, then analyzes the application status of big data in construction and urban engineering based on academic journals, finally summarizes the value of big data and puts forward proposals for the development of big data: ①solve the problem of insufficient data; ②realize intelligent construction; ③create smart cities.
关键词: 大数据;建筑和城市工程;应用;建议
Key words: big data;construction and urban engineering;application;proposal
中D分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)04-0205-03
0 引言
近年来,随着互联网、云计算、物联网等新兴技术的快速发展,全球数据量正以前所未有的态势高速增长,给各行各业带来了严峻的挑战和宝贵的机遇,由此,我们正式步入了大数据时代。大数据已经应用到了我们生活的方方面面,改变了我们的工作、生活方式,改变了企业的管理运营理念和组织业务流程,从根本上提高了我们的生活质量。在大数据时代,建筑和城市工程也是大数据技术的主要应用领域。在整个建造和运营过程中,建筑业会产生大量的数据,比如工程的结构数据、成本数据、能源数据、进度数据,以及建筑工人的行为数据等。据估算,一个建筑项目从设计开始到竣工结束,可以产生27T的数据。建筑领域如此巨大的数据资源为大数据的应用提供了良好的基础。然而,由于建筑业本身的固有特性,比如数据的难收集性、各类数据的孤立性,导致大量的数据并没有真正地流动起来。因此,本文有必要探讨现如今大数据技术在建筑和城市工程的应用现状,总结大数据的应用价值,提出发展建议。
1 大数据
1.1 大数据的概念
对于大数据的概念,目前企业和学术界尚未形成公认的定义。根据维基百科的定义,大数据(big data)指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。研究机构Gartner认为,大数据是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
大数据技术需要大量的数据资源,通过获取、存储、管理和分析大量数据,挖掘数据的内在联系,从数据中提炼有价值的信息。如果把大数据技术类比为一个产业,初始的数据资源就是产品的原材料,而大数据技术就是“加工”的过程,即把原材料“加工”成最终有价值的产品,实现价值增值。
1.2 大数据的特征
大数据与“海量数据”不同,不仅要求数据量大,而且具有数据形式复杂、处理速度快等特点。目前,对大数据特征较为统一的认识是4V特征:①数据规模大(Volume)。伴随着信息技术的高速发展,我们可以获取和处理的信息数据越来越多,正因如此,我们可以通过大数据技术去挖掘数据间更真实、更精确的内在联系,发现有价值的信息。②数据种类繁多(Variety)。数据的形式不仅包括传统的表格文本,也包括了地理位置信息、图片、音频、视频等,由此对数据处理技术也提出了更高的要求。③数据处理速度快(Velocity)。数据规模快速激增,数据又具有很强的时效性,如果不能快速处理,数据会失去有效性,处理的结果也会是过时和无效的,因此,大数据技术要求快速、持续地处理数据。④数据价值密度低(Value)。虽然数据规模庞大,但是数据中有很多没有意义或者是错误的信息,相比于总体数据量,有价值和有意义的数据占比相对较低,因此,如何从大量数据中提取有价值的信息是大数据时代亟待解决的难题。
1.3 大数据分析的关键步骤
大数据技术就是通过数据采集、存储、处理、分析等技术,将大量的原始数据转化成有效和有价值的信息,从而实现信息价值增值的过程。大数据分析包括数据准备、数据分析和呈现两个部分,具体有以下几个步骤(如图1所示):①数据清理(清除不相关或有错误的信息);②数据集成(可以组合多个不同的数据源),信息产业中一个流行的趋势是将数据清理和数据集成作为预处理步骤,并将所得到的数据存储在数据仓库中;③数据选择(从数据库中检索与分析相关的数据);④数据转换(通过执行汇总或聚合操作,将数据转换、合并为适合挖掘的形式),有时,在数据选择步骤之前执行数据转换步骤;⑤数据挖掘(这是一个重要的过程,通过运用智能算法,挖掘和提取数据间的关系模式);⑥模式评估(验证所提炼出的数据模式的有效性和准确性);⑦信息呈现(通过可视化的方法将挖掘到的信息呈现给用户)。
2 大数据在建筑和城市工程领域的应用现状分析:基于学术期刊的视角分析
随着大数据技术在建筑和城市工程领域的推广和普及,建筑业和学术界都对大数有了深入地研究和应用。然而,全面收集大数据的实践应用案例存在一定难度,并且获得信息不完善。因此,本文从学术期刊的视角分析大数据技术在建筑和城市工程领域的应用状况,从而推断大数据技术的实际应用现状。本文从学术期刊中选取16个研究案例,概括和总结了16个大数据技术的主要应用,如表1所示。
从表1中可以看出,大数据技术可以应用于建筑的规划、设计、建造、运营阶段,以及应用于打造智慧城市。具体如下:
2.1 建筑规划阶段
在规划阶段,大数据技术可以用于建筑成本估算。例如,Jafarzadeh[1]从158个地震多发的公立学校建筑中收集收据,利用人工神经网络方法预测抗震改造建筑成本,帮助建筑从业人员更好地进行成本估算。
2.2 建筑设计阶段
在设计阶段,大数据技术可以用于建筑碰撞检测。例如,Wang[2]利用数据挖掘技术分析BIM模型中碰撞问题相关的历史数据,确定机械、电气和管道设计碰撞冲突的解决办法的可行性,帮助提高项目绩效。
2.3 建筑建造阶段
在建筑物的建造过程中可以产生大量数据,例如建筑人员行为数据、施工进度数据、资源配置数据等。因此,建造阶段是大数据技术的主要应用领域。应用方面如下:①安全。例如,Cheng[3]利用数据挖掘分析建筑职业事故数据库,探索台湾建筑业中职业事故的原因和分布,发现跌倒和倒塌是产生职业伤害的主要因素。②劳动生产率。Desai[4]从一家印度建筑公司的27个项目中收集数据,利用大数据决策树方法分析和评估建筑业的劳动生产率,可以帮助用户更好地预测劳动力需求。③施工周期。例如,Siu[5]利用大数据的回归技术对高架桥项目数据进行分析,预测建筑项目的施工周期时间,促进项目绩效的提高。④资源配置。例如,Chen[6]利用BIM模型和遗传算法优化施工顺序,开发成本-时间综合计划系统。由于所得的时间表与项目成本相结合,项目规划人员可以很容易地检查指定时间段的相关资源和成本,从而优化项目的资源和成本配置。⑤施工废弃物。例如,Lu[7]通过对香港2011年和2012年连续两年5764个建筑项目产生的200多万个废弃物处置记录进行数据挖掘,重新审视和完善了衡量施工废弃物管理性能的关键指标,同时为决策者、承包商、研究人员和其他利益相关者提出了加强施工废弃物管理的建议。⑥延期交付。例如,Sambasivan[8]利用大数据技术分析马来西亚建筑业延期交付的具体原因和影响,研究了延期交付的原因和影响之间的关系,帮助从业人员更好地了解项目管理动态,并减少延误的发生。⑦法律。例如,Mahfouz[9]以纽约联邦法院的案例为基础,利用支持向量机(SVM)自动提取案例中法官作出裁决所依据的潜在法律因素,由此减轻法律冲突对建筑行业的负面影响。
2.4 建筑运营阶段
在建筑生命周期中,营运阶段也是大数据技术应用比较集中的一个领域。应用方面如下:①能源。例如,Chiang[10]利用大数据技术开发数据融合平台,将BIM模型与能源消耗数据集合起来,可以让居民以更具互动性的方式看到电力消耗的时间、地点以及潜在的节能建议。②质量管理。例如,Huang[11]研究地震或长期环境退化对建筑结构的影响,利用贝叶斯数据分析方法来计算建筑结构刚度的下降,提出了建筑结构损伤检测和评估方法,提高项目质量管理。③设备管理。例如,Taneja[12]通过大数据技术,评估射频技术(RFID)、WiFi(WLAN)和惯性测量组合(IMU)三种定位技术在建筑设备管理中是否适用以及适用程度,从而为更好地进行建筑设备管理提供建议。
2.5 智慧城市
智慧城市就是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,进而为人们创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长。大数据技术可以在智慧城市的构建中发挥重要作用。应用方面如下:①交通规划。例如,Zheng [13]通过收集3万多辆出租车的移动轨迹数据,利用数据挖掘技术评估和分析现有城市道路交通有效性和不足之处,例如城市中的新建道路和地铁线路,从而为政府和建造商更好地规划和建设城市交通提供参考。②城市功能区。例如,Yuan[14]通过出租车的轨迹数据,即乘客的上车、下车的地点信息来提取不同时间段人的移动性数据,利用数据挖掘技术,分析和识别城市的不同功能区域(例如,文教区域、商业区域、旅游景点区域),从而为政府和建造商更好地进行城市规划和城市建设提供参考。③商业选址。例如,Karamshuk[15]从纽约Foursquare中收集大量用户的流动性数据,通过数据挖掘技术分析零售店的流行程度,从而为商业选址提供位置建议。④城市能源消耗。例如,Zhang[16]通过收集装有GPS的出租车的运动轨迹数据,利用数据挖掘技术分析加油站的排队时间和总体油量需求,可以优化加油站位置布置的效率。
据表1的文献,我们也可以总结现阶段大数据技术应用的三个主要特征:
①现阶段大数据技术主要应用于建筑物的建造和运营阶段,智慧城市的应用还相对较少。主要原因是现阶段绝大多数的城市规划和发展还不够完善,同时大范围采集大量有效数据难度较大,从而不能为数据挖掘提供很好的数据基础。但是智慧城市可以改善人们的生活质量,是未来的发展方向,因此,大数据技术在智慧城市领域拥有很大的发展空间。
②分类器方法是大数据技术应用最多的方法之一,包括人工神经网络方法、决策树方法、支持向量机、贝叶斯方法等。分类器方法适用于很多应用的分类模式,可以高效处理大量数据,准确挖掘数据间的内在联系和关系模型。同时,随着深度学习和人工智能技术的快速发展,分类器方法在建筑领域有更广阔的发展前景。
③数据不足仍然是大数据应用的主要限制因素。原因是物联网和传感器技术的发展还并不完善,我们很难实时获得大量有效数据。因此,如何收集大量数据是大数据技术发展亟待解决的重要问题。
3 总结及发展建议
虽然大数据技术在建筑和城市工程领域应用时间不长,但是已经获得建筑业和学术界的高度认可和广泛应用。主要原因是大数据技术具有以下几个应用价值:①大数据技术可以挖掘数据间的内在联系和P系模型,从而为用户决策提供有价值的信息;②大数据技术可以优化建筑资源配置,降低建筑成本,提高建筑绩效,从而创造大量的价值和财富。
由于大数据技术在建筑和城市工程领域还处于初期发展阶段,因此,大数据技术还有以下几种发展趋势和方向:①解决数据不足的难题。现如今,数据不足是大数据应用的主要限制因素。通过大力发展物联网和传感器技术,高效获得大量高质量的数据,从而为大数据技术提供充分、有效的数据资源。②实现智能化。充分利用人工智能、深度学习等高新技术,实现建筑领域的智能化管理和运营,如自动监控建筑进度等。③打造智慧城市。智慧城市是未来发展的重要方向,但现阶段大数据技术在该领域的应用相对较少。因此,大数据应当与智慧城市高度结合,优化城市规划,例如探索房价的变动趋势及原因、优化土地资源分配、完善基础设施建设等。
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