时间:2022-03-14 02:18:25
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篇建筑设备论文,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。
1信息化系统构架
建筑设备管理信息化系统充分利用了网络技术以及数据处理技术等,最大化地实现了建筑设备实时监控与信息系统的集成,有效实现了对建筑设备的综合管理。信息化的建筑设备管理体系以自动化实时监控系统以及人工录入内容为其主要信息来源,通过对两者的集成交互,减少了多余的转换和接口,最大化地实现了数据信息的规范化和标准化,也全面位地实现了建筑设备的自动化维修及管理。
2信息化系统功能
信息化建筑设备管理系统是建立在建筑设备的信息基础之上的。其对建筑设备的管理主要包括四个模块,即设备信息管理模块、设备运营管理模块、系统管理模块以及文档报表管理模块。每个管理模块又分别针对不同的内容详细进行管理控制。
(1)设备信息管理模块。设备信息管理模块可以分为设备基础信息和故障报警信息两项内容。设备基础信息主要是采取编码的方式,对建筑设备的各项特征数据,如设备的型号、设备出厂的批次、设备类别以及设备的安装技术、使用部门、相关图纸及建筑设备的各种配件的相关数据资料进行分类管理,更加方便在多种条件下对设备的有效查询和管理。故障报警信息是系统通过自动的方式或者通过手动操作生成建筑设备运营过程中的各类事故的发生原因、事故类别、设备故障的原因及其类别、故障的等级等数据,从而更好地对建筑设备进行检测和维修。
(2)设备运营管理模块。设备运营管理模块可以分为实时数据与统计和设备诊断维护两项内容。建筑设备的实时数据与统计主要是通过自动化的监控系统实现的。通过信息化建筑设备管理体系的自动化实时监控系统,可以提供建筑设备在运营过程中的各项实时数据,如建筑设备运行过程中的转速、温度、电流、压力、电压、设备累计运行时间、设备的累计动作次数等,还能对建筑设备运行过程中出现的故障次数等进行统计,这样就能全方位地、及时有效地对建筑设备采取一定的预防和管理措施等,防止设备故障造成损失。
(3)文档报表管理模块。文档报表管理模块可以分为文档管理、统计报表和计划任务三项内容。文档管理主要是建筑设备信息化管理系统采取统一分类管理的方式,将建筑设备相关的操作手册和相关的管理规定等资料进行统一的分门别类,使设备管理人员能够随时对相关设备进行查询和管理,提升了管理工作的效率。同时,建筑设备信息化管理系统还能够通过对设备的各项性能(如设备的维修情况、设备的运行时间、设备的运行状况等)进行统计,通过多种方法的统计分析,生成相关的统计报表,更能使设备管理人员一目了然地了解设备的运行状况,从而更好地对设备进行维护管理。建筑设备信息化系统还能生成相关的维护计划任务。
(4)系统管理模块。系统管理模块可以分为用户管理、权限管理和日志管理三项内容。信息化建筑设备管理体系能够对设备的管理部门、人员、岗位职责和类别、管理权限等分别进行设定和管理,系统还能够将用户的各种操作生成记录,通过操作的相关日志能够随时了解以往设备的维护和管理情况。
3结语
随着各种高速化、集成化、精密化的建筑设备的不断研究和开发,信息化的建筑设备管理模式已经日益彰显其重要性,建筑设备管理信息化的实现能够在很大程度上减低企业对建筑设备的管理费用,增加企业的经济效益,也能更好地促进我国现代化建设和发展。
作者:徐家良单位:中国铁建港航局集团有限公司
关键词:仿真平台;建筑;前景
中图分类号:K826文献标识码: A
前言:
近十年来中国经济突飞猛进,智能建筑产业发展速度已名列世界之最。建筑设备自动化系统(BAS)采用集散型控制技术对建筑设备进行全面、实时的监控,提高了建筑设备的运行质量,为建筑物的管理者提供集中的显示操作控制和强大的运行数据处理功能、减少管理的工作量,降低建筑设备的能源消耗,在建筑物中起着重要作用。楼宇设备自动化的产生就是顺应于这种形势而产生的,一个好的楼宇自动化管理控制方案可以帮助我们最大可能地利用外界自然条件,同时使运行中设备的实际出力能及时追踪负荷的变化,使空调系统随着室外各种条件的变化而调整工况,这样既达到了我们所要求的舒适度,又可以最大程度地节约能源,经济性较好。但是在实际工程中,BA系统是否达到了如设计所说的要求还没有一个准确的检测装置,工程完成之后,并没有切实可行的手段和标准来进行评估,这就使得我们的工程质量得不到保证。
根据此种形势,我们需要建立起一套完整而系统的方法来完成BA系统的功能性测试,基于以上形势,针对现代楼宇自控系统,就需要我们制定出一套用于检测BA系统是否达到设计要求和节能功能的平台和方法。此平台的实现就是要建立空调系统各部件的数学模型,然后采用一定平台实现整个系统的组态模拟。
1、背景
近年来,建筑与空调系统的仿真模拟越来越受到重视,为了研究,分析和实现一个空调系统,我们需要进行试验,试验的方法基本上可以分为两大类:一类是直接在真实系统上进行,一种是先构造模型,通过对模型的试验来代替或部分代替对真实系统的试验。随着科学技术的发展,尽管第一种方法在某些情况下是必不可少的,但第二种方法日益成为人们更常用的方法,主要原因在于:
(1)系统还处于设计阶段,真实的系统尚未建立,人们需要更准确地了解未来系统的性能,这只有通过对模型的试验来了解;
(2)在真实系统上进行试验可能会引起系统破坏或引起故障,对一个处于运行状态的系统进行没有把握的试验将会冒巨大的风险或者经济代价大,有时甚至做不到或者没有意义;
(3)需要进行多次试验时,难以保证每次试验的条件相同,因而无法判断试验结果的优劣;
(4)试验时间太长或费用昂贵。
在仿真中,即可以进行物理仿真,也可以通过建立数学模型进行计算机仿真。随着计算机软硬件的发展,我们目前所说的仿真一般都是指计算机仿真。
BA系统功能质量检测平台的研究就是基于计算机仿真的一个课题,有了计算机软硬件的支持,此质量检测平台才有可能实现。为了解决本科研成果的独立产权问题,本论文拟采用VC++来代替原先的Labview来实现其功能。
2、现状
(1)国外研究现状
国外对于空调系统动态模拟的研究有较长的历史。空调动态模拟的研究可以分为两种,一种是基于建筑能耗模拟仿真,一种是基于系统控制模拟仿真,所以根据模拟的目的不同,模拟的时间尺度及描述模型特性的侧重点不同。本文着重研究基于系统控制的模拟仿真。
美国国家标准局在1985年发表的HVACSIM+就是用于控制模拟的仿真系统,可以由用户自己定义系统的部件类型及搭配形式。在其数学模型中,只有空间和时间作为独立变量,任一过程都不能独立求解,只能联立求解HVACSIM+的模拟程序对空调系统有详尽的描述,但对建筑物的描述却十分粗糙,采用了集总参数来求解墙体温度。这样就掩盖了热惯性对室温的重要影响,而且,此仿真程序在部件间的时空联系上也没有反映出质(水或空气)的流动瞬态过程。基于以上原因,HVACSIM+系统可能掩盖了空调系统在变化过程中可能出现的现象,不能准确反映系统的动态变化过程,不能够准确测试用户所制定的控制策略。所以此系统在解决利用仿真系统来测试控制策略的目的上,没有达到理想的效果。1986年,英国的STRATHCLYD大学ABACUS研究室与比利时列日(LIEGE)大学LBL研究室联合开发出空调系统动态热模拟程序ESP,这为建筑空调系统的模拟仿真打下了基础。1988年,建筑空调系统的模拟仿真逐渐被世界各国所重视,国际能源局也随之成立了专门的子项研究空调系统的仿真。
(2)国内研究现状
国内对于空调系统仿真平台的研究明显落后于西方发达国家。大部分都是在西方国家所开发模型的基础上所进行的研究。
1989年,清华大学空调实验室的朱颖心博士开发出的空调系统动态仿真装置ESAC具有通用性好,使用灵活等优点,适用于对建筑空调系统进行短期能耗分析,可代替现场对实际的空调系统控制装置进行开发调试。ESAC与以前的动态模拟系统比较,加入了质的流动动态过程,并提出了一套适于求解水力网络不稳定流动过程的数值解法,避免了稳态流动假定带来的误差,而且此系统对建筑物有详尽的描述,并且是将空调造成的室温变化与自然条件变化造成的室温变化分别处理再迭加,这样为进一步深化建筑物的热响应计算留下了余地。ESAC比较适合于建筑物短期能耗分析,如果将其应用于检测空调系统控制策略的仿真模拟,由于对系统一些过程模拟的忽略,如阀门的动作过程,表冷器冷冻水在盘管中的流动过程,回风和送风过程中空气流动的湿度延迟等,这些过程的忽略都使系统的真实过程受到了影响。
1993年清华大学的李吉生博士,就建筑空调数字仿真系统的主要功能、系统组成及实现、应用研究方面进行了论述,但没有提及具体建模过程,也没有提及与能耗模拟软件的不同与比较。李博士在其论文里提出了一种全新的空调系统过程分析方法:最小能耗分区方法,并系统地考虑了建筑空调控制系统各个环节实现所用的技术,从根本上解决了空调系统多工况分区选择问题,同时结合最小能耗分区法给出了多种空调系统的多工况分区,对空调系统的系统配置、设备选型都有指导意义。
上述都是对空调系统本身对进行的仿真,但是针对空调系统的控制过程所进行的仿真,尤其是组态仿真,目前进行的研究极少,根据搜索的资料,主要有下述研究内容:
清华大学硕士学位论文《空调系统组态控制仿真软件》中,对空调及其控制系统进行了数字仿真,用户可以根据工程中涉及的实物、被控对象和设备等的具体要求,进行系统组态仿真,此软件的使用有三个状态:设计状态,调试状态以及运行状态。但此系统也没有给出具体的建模过程和仿真系统建立方法,只是对系统的组成和所能实现的功能进行了介绍和描述。
另外,在清华大学硕士论文《建筑与空调系统的仿真模拟》中,对建筑及空调系统的热湿特性进行了描述,并给出了空气处理相关设备的模型,将空气处理过程作为一个系统来分析。该文中对系统组成部分各部件的模型给出了较详尽的描述,但是该系统各个部件组成了一个完整的系统,不能随机对各部件进行组合,系统一旦建立,也不能对系统随意更改,即不能实现“组态”。
【关键词】现代建筑,电气设计,方案措施
中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:
一.前言
伴随着我国现代化的进步,人们生活水平得到很大的提高,同时,对建筑整体功能的要求也越来越高,现代建筑的电气设计是整个建筑功能中的重要组成部分,将会直接关系到居民的切身利益。近些年来,由于建筑电气设计所引发的电气火灾越来越多,造成了很严重的经济损失,同时,电气设计的不合理,也使得建筑电气能耗日渐增长,一定程度上增加了建筑的整体运行成本,在建筑电气设计中实施现代智能化技术,具有一定的社会现实意义。
二.现代建筑电气设计存在的问题和解决措施
1、建筑电气防火设计不合理问题和解决措施
(一)电气消防设计中可能存在的问题
根据对建筑火灾原因的统计,由电气问题引发的火灾成为主要因素,这些电气问题主要有:电气设计有缺陷、不完善,施工不严格按照国家相关规范的规定来进行。具体来说:首先是电气设备长时间使用,年久失修,超负荷运行,很容易导致事故。比如说电弧接地短路故障或电气设备线路短路、断路等。其次是不按照国家的相关规范的规定进行电气的设计和安装。比如说,在进行电气安装的过程中,采用易燃塑料或者在进行穿管的时候保护不到位遗留下先天性的火灾隐患;电气线路在进行铺设的时候直接敷设在可燃、易燃的材料内同时不进行适当的穿管保护;在建筑物内部的电气安装过程中,不严格的执行国家的相关规定和技术规范,铺设不符合消防要求的配电装置或者是电气线路,给建筑电气的安全使用留下安全隐患。
(二)解决措施
为了有效防止建筑的电气火灾,要采取以下措施:
首先,在电气设计的时候遵守规范和规定的要求,重视细节的设计 。所有的建筑在进行电气设计的时候都应该严格的按照国家的相关规范规定的要求,不允许有偷工减料的行为发生,同时要格外重视电气设计中的细节问题。具体来说,在民用建筑电气设计过程中,为了防止因为接地电弧的短路而引起的电气火灾事故的发生,可以采用具有漏电保护功能的断路器,因为这种断路器对于电弧短路电流有着很高的动作灵敏性,可以在电弧发生短路后及时的做出反应,迅速切断电源,从而防止电气火灾事故的发生。同时,对于架空进线进户时必须要使用合适的、符合国家安全规范的电涌保护器,这种保护器的作用在于它能够有效的防治高电位的侵入,从而避免因为高电位侵入导致的电器毁坏和火灾事故的发生。
其次,在进行电气设计的时候要充分的考虑到电气负荷的问题。我们前面已经知道,电气线路如果长时间的负荷运行,很容易出现电气问题,从而导致火灾事故的发生,所以在进行建筑电气设计的时候,就要充分的考虑到电气负荷的问题。具体来说,在进行电缆的选择时,要充分的考虑所要使用的电器设备,在使用范围内进行适当放大,留下一些空间。当然这个范围应该适度,不能过大,过大是资源的浪费,当然也不能过小,过小就没有起到该有的作用。
开关的选择可以根据近期负荷的需要设定整定电流,以满足当下和以后发展的需要。同时在电气设计过程中也要注意具体的回路分配,具体内容可以参照国家相关规定的要求。从而有效的避免电气线路的过负荷运行,降低电气火灾事故的发生。
再次,使用耐火耐热的电气配线。耐火耐热的电气配线可以减少因为线路问题而导致的火灾事故,同时一旦火灾事故发生,耐火耐热的电气配线也可以有效的阻止火势的蔓延,并且耐火耐热的配线可以在离开火源之后自行熄灭,从而防止电气线路因烧断而发生短路、接地故障等事故,这样就可以保证消防设备的正常和安全的运行,使火灾事故救援能够及时的、安全的、顺利的进行。
最后,注意建筑消防设备配电线路的防火性。建筑内部的消防设备按照其功能的不同主要可以分为火灾自动报警系统、人员疏导及物资疏散装置系统、固定灭火装置系统、控制及通讯设施系统、防排烟设施系统等等几类。因此我们在进行消防设备的配电线路的防火性设计时,要充分的考虑到各种消防设备的不同功能以及设备的不同特点,采用不同的方法进行设计,确保各种消防设备的配电线路能够达到防火要求,在火灾救援中发挥应有的作用。
2、建筑电气中的能耗问题
(一)存在的问题
随着人们生活水平的提高,对建筑物的使用要求也越来越高,城市集中建设供热系统,改善冬季室内热环境,以及夏季空调的大量使用等等,同时建筑物及其相应配套设备的大量兴建,使得建筑物的能耗问题变得越来越重,这将带来极为沉重的能源负担,加剧我国能源供应紧缺的状况。及时的对这一问题进行研究并找到相应的解决措施已经成为重中之重。
(二)解决措施
为了有效降低建筑的能耗,要采取以下节能措施:
第一,设计时要合理的计算用电的负荷,从而合理选材,达到节能目的。建筑内用电负荷的计算方法是很多的,具体来说可以按照下面的原则进行选取:在电气设计进入到方案设计阶段时我们可以使用单位指标法;在电气设计进入到施工图设计的阶段或者是初步设计的阶段时可以采用需要系数法等等。
第二,电气设计过程中对计量装置也要设计合理。如住宅中,单元总配电箱设置在首层,内设总计量表。各层配电箱内设置分户电表。由总配电箱到各层的配电箱采用树干式配电,各层的配电箱到的分户配电箱采用放射式配电。
三、现代建筑电气设计中的智能技术
1.建筑设备监控技术
二十世纪8O年代主要采用计算机集中监控的方式,由于可靠性较差,运行速度较慢,90年代以后已经很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,随着计算机技术、控制技术、网络与通信技术的发展和结合,建筑设备监控技术得到了迅速发展。
2.安全防范技术
安全防范包括闭路电视监控、入侵报警、通道控制(门禁)、巡更、对讲、周界防越等子系统。安防系统从最初的各子系统相互独立,发展到如今的各子系统之间的联动,极大地提高了安全防范的严密性、可靠性和实时性,为人们的工作、学习和生活提供了安全保障。
3.综合布线技术
综合布线是智能建筑中数据、语音以及多媒体通信的基础平台, 自该项技术进入我国市场以来,由于其优异的性能,给国内的智能建筑市场带来了一种新理念、新技术,并立即在建筑行业引起了巨大的反响,被各类智能建筑所广泛采用。为了适应网络传输带宽和速率的发展,综合布线新产品相继问世,从最初的3类线、5类线到6类线,甚至出现了超前于标准的7类布线系统产品,以满足千兆网的需求。随着网络传输速率的提升,为适应其发展的万兆光纤网也已投入市场,新型的多模和单模光纤将作为良好的传输介质得到广泛的应用。铜缆从三类到五类、超五类、六类甚至更高类别,从铜缆发展到光缆,技术和产品不断更新,充分体现了通讯技术发展的迅速以及智能建筑应用新技术的广阔前景。
四.结束语
电气设计成功合理与否,在很大程度上决定着现代建筑的安全性与可靠性。因此现代建筑的电气设计问题不可小视。我们在建筑电气设计的过程中要注意它所存在的主要问题,参考已有的这些问题的解决对策,积极创新,构建安全可靠的供电使用环境。
参考文献:
[1]陈元丽,刘兴顺,倪冰,杜群,试论建筑电气设计中的节能方式[会议论文] 2009全国建筑电气设计情报网年会
[2]林士玉,郭英伟,综合布线系统的电气保护[会议论文] 2010 - 第五届全国石油和化学工业电气管理(技术)交流研讨会
[3]王薇,现代建筑工程电磁干扰(EMI)与防护设计[会议论文] 2009 - 2009年全国建筑电气设计技术协作及情报交流网年会
摘要传统建筑学专业以设计为主导的教学模式,往往重艺术、轻技术,重形态分析、轻客观量化,这与当今社会倡导建筑节能和可持续发展背道而驰。笔者尝试挑战传统的建筑教学模式,从技术理论教学中引入绿色建筑设计,并在绿色设计中强调计算机能耗模拟技术等一系列量化分析手段。然而,笔者发现以建筑技术理论为主导的绿色建筑设计,学生往往重技术而轻艺术,特别是过分注重计算机能耗模拟分析,反而忽略建筑设计这一根本。论文分析造成这种问题的主观和客观原因,以期实现技术与艺术更好地结合。
关键词建筑技术;教学改革;绿色设计;理论教学
引言
绿色建筑无疑是未来建筑发展的一个重要趋势。然而,我国传统的以建筑设计为主导的建筑教学中,都会偏重建筑的艺术性,忽视技术性,重主观分析,轻客观量化[1、2]。这就造成建筑师对技术的漠视和生疏,设计实践中建筑设计构思与绿色技术策略脱节;即使那些做了些绿色设计的方案,也很少能够进行量化分析。众所周知,缺乏数据支持的绿色设计很难做到真正的节能。此外,一些建筑师虽然采用了计算机能耗模拟分析,但对数值分析结果知之甚少,无法将分析与设计相关联[3]。如果不正视这些问题,这些绿色建筑设计就会陷入对形式的操弄和概念把玩中,走向“伪绿色”和“反生态”[4]。作为培养未来建筑师摇篮,大学建筑教育在灌输技术理论知识和绿色建筑设计理念方面责无旁贷。尽管我国高校建筑学系近些年来一直倡导绿色和可持续建筑教育,但我国大部分建筑学专业采用传统的线性教学模式[5],即将建筑技术理论和建筑设计分成泾渭分明的两条线,建筑技术课程在内容上偏重技术理论知识,枯燥深奥,与建筑实践联系较少,而在师资配备上往往选择纯技术背景的教师,由于不具备建筑设计背景,这些教师很少能将技术理论与建筑设计结合讲解,就更别提让学生将所学的技术理论应用到建筑设计之中[6、7]。笔者自2010年起在南京大学建筑与城市规划学院教授建筑学三年级本科的建筑技术课程。为改变当前现状,笔者尝试从建筑技术理论教学中引入绿色建筑设计,并在设计中强调计算机能耗模拟技术等一系列量化分析手段。笔者的教改无疑让建筑学学生更为重视技术理论和绿色建筑理念,然而却出现了一些值得探讨的问题,即学生往往过分重视理论和量化分析,忘记了建筑设计这一根本。论文分析造成这些问题的主、客观原因,并希望抛砖引玉,来引导和促进我国建筑技术课程的全面改革和创新。
1教学调整
笔者所教授的建筑技术课程有两门—‘建筑技术II-建筑声、光、热’和‘建筑技术III-建筑设备’,这两门都为技术核心课。前者为建筑学传统的‘建筑物理’,主要学习建筑热工、光学、声学中的概念和原理,以及一些基本的节能知识。后者为‘建筑设备’课程,主要介绍建筑给排水系统、采暖通风与空气调节系统、电气工程的基本理论、知识和技能。这两门课的主要特点是技术理论性强,学科跨度大,知识点多,涉及面广。为了使这两门课程能够更能适合当代绿色和可持续建筑发展,笔者在教学内容上做了以下调整和修改:(1)大量介绍绿色建筑优秀设计案例。除基础技术理论教学外,笔者介绍了大量的优秀绿色建筑设计。比如以伦佐•皮亚诺所设计的Tjibaou文化中心,来讲解如何利用当地气候特点来进行被动节能设计。在讲解建筑如何适应干热和湿热这两种不同气候特点时,以不同地域的当地民居为着眼点,从整体规划到单体建筑的设计案例来分析如何通过设计来应对不同的环境。(2)强调主动和被动节能设计的有机结合。被动节能设计强调的是建筑对气候和自然环境的适应,特别是在减少甚至是不依赖主动节能设备的情况下,通过建筑设计手段来创造较为舒适的建筑物理环境,这对于建筑学学生尤为重要。但同时随着建筑技术的发展,也不可能忽视建筑设备在建筑设计中所占的地位。笔者以ReynerBanham的《ArchitectureoftheWell-temperedEnvironment》一书为基点[8],讲解现代建筑技术如何影响和改变现代建筑设计和理念,帮助学生重视被动节能设计的同时,也要兼顾主动建筑节能设计。(3)注重大建筑环境的整体可持续发展。美国绿色建筑委员会(U.SGreenBuildingCouncil)建立并推行的LEED评估体系(LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign),对城市生态和基地的自然保护非常重视,特别是建筑节水和水循环利用方面,但相关知识在我国建筑学教育中却相对薄弱,仅在建筑设备教材中介绍了一些设备节水和中水处理的基础理论知识。对于如何通过利用规划和设计来综合考虑雨水收集、废水利用等则是完全没有涉及。为了增强这方面的知识,笔者引入了与建筑与景观设计最为密切的LID技术。LowImpactDevelopment(英文简称:LID)技术是20世纪90年代末发展起的暴雨管理和面源污染处理技术,和传统的技术如湿地、滞留塘、草沟等不同的是LID技术是通过分散的,小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制,使开发地区尽量接近于自然的水文循环[9]。LID技术所涵盖的内容包括:城市自然排水体系、雨水花园、生态滞留草沟、绿色街道、可渗透路面、生态屋顶、雨水再生系统等都一一被介绍到,与LID技术相关的各种网站也都提供给学生[10]。(4)强化量化分析的意识和手段。我国绿色建筑节能设计面临另一个重大问题是缺乏量化分析,而真正的绿色设计往往需要客观数据的支持,只有通过对其绿色设计的定量评价,才具有可信性与科学性。为加强量化分析手段,笔者将Autodesk公司的Ecotect这一能耗模拟软件引入到建筑技术课程中。Ecotect具有较全面的整体环境分析手段,可以对建筑物的朝向、立面、空间划分等进行能耗比较分析。根据以往经验,笔者在教授过程中会一再强调计算机模拟软件的优劣性,以及如何解读模拟结果。此外,笔者还组织学生进行实地参观和测量、邀请校外专家进行专题讲座、参与各种绿色设计竞赛等一系列方式来加深和拓宽学生对绿色建筑理念的认识。
2绿色设计
为了让建筑技术理论更好地与建筑设计相结合,笔者取消了与设计课脱节的作业和理论知识考试,而是布置了一个既有建筑的绿色节能改造设计。选择既有建筑可以让学生掌握建筑技术的实践知识,而专项设计不仅可以节省设计时间,还能使设计课题更具有针对性。既有建筑的绿色节能改造设计分成两部分。首先是实地考察该建筑的现状,以小组为单位选择一个中型公共建筑,实地测量和评估该建筑的声、光、热物理环境现状,此外还要求学生去调查建筑的用水量、照明和设备用电量等能耗信息。在此基础上,就是针对改建筑进行绿色节能改造设计。设计要求是可以不考虑改造室内平面布局和建筑物整体结构的情况下,根据当地地理、气候特点,进行可持续再利用改造,如增加遮阳、绿色屋面(屋顶花园)、垂直绿化、被动和主动太阳能利用、雨水回收及再利用、固体垃圾分类处理等。为配合课程需要,设计还要求学生研究一些基础的节能设计手段,如改变既有建筑的窗墙比、增加遮阳、利用自然通风等,或改善建筑围护结构的保温隔热性能等手法,进行节能优化设计。尽管要求学生利用计算机能耗模拟分析等手段,定量研究不同的绿化节能设计,并进行方案优化比较,但也说明如果某些绿色节能设计较难进行定量分析,可采用概念设计,但需要有设计详图和一定的文字进行补充说明。笔者希望以建筑技术理论为主导的绿色建筑设计,可以改变建筑系学生重艺术而轻技术,重形态分析而轻客观量化的问题。然而两年的教改实验结果却令人失望,学生的绿色设计走向令一个极端。尽管也有一些优秀的绿色设计出现(图1),但大部分学生在绿色节能改造设计中过分看重技术和客观量化分析,反而忽略建筑设计这一根本,图2为一个典型的学生作业。笔者发现很多学生将主要时间和精力集中在计算机能耗模拟分析上,在节能设计上大部分学生倾向于利用技术手段而不是设计手法,如采用先进的建筑保温隔热材料来减少建筑的能耗。尽管笔者在今年增加了强制性被动节能设计要求,但很多学生往往采用一些如增加遮阳设计,减少窗墙比等简单的设计措施,真正好的绿色设计却很少见。此外,就是深入设计问题,如在课程中介绍了LID技术后,很多学生都想到收集雨水,但大部分只是简单地设计了一个雨水收集池,但却没有人能做进一步的考虑,包括如何处理收集来的雨水以及与周围环境相配合等。
3分析与讨论
表1是笔者对2014、2015年度65名南大建筑学系三年级学生的绿色节能改造设计的分析总结。从表1可以看出大部分学生虽然掌握了建筑节能相关的理论知识,却没有很好的运用于建筑设计中。从分析中可以发现有70%学生虽然提出了一些绿色节能概念,但有半数停步在简单的绿色节能概念运用上,有些对绿色节能改造设计做了尝试,但却不知道如何深化自己的设计。一般而言,设计能力较强的学生在作业中表现地较好,无论是在设计创意、深化设、图面表达上等都略胜一筹。造成课程设计的结果不尽人意存在着很多主观和客观原因,与普通的建筑设计课程相比,主要包括:(1)教学内容和方式的差异性。我国建筑学专业采用的传统地线性教学模式,不仅使建筑技术理论课程与建筑设计课相脱节,也导致二者无论在教学内容还是教学方式上也有着本质的不同。我国技术理论课程的教学方式以老师授课为主,课堂时间即无法留给学生做设计,老师也无法指导设计。而建筑设计课程则是以学生自己动手做设计,老师的课堂时间主要是进行讲解和修改。此外,教学内容的侧重点也是不同,例如以绿色设计为主题的建筑设计课通常也是以建筑设计为主,绿色为辅,更多的强调建筑设计的合理性和艺术性。尽管笔者在技术理论课中大量引入和强调了绿色设计实践,但课程内容的侧重点还是基础理论和专业技术知识,因而从建筑技术理论课中引入的建筑设计,课程内容侧重点本身会给学生造成以技术为主的指向作用,因而在设计中自然而然会更强调技术。(2)设计命题的差异性。传统的建筑设计课程,特别本科教学中的建筑设计课的命题往往针对某种类别的建筑进行设计,如学校、宾馆或商业综合体等。而本次课程设计则是问题化命题,即通过一个或几个设计解决一个专业问题,这要求学生通过设计问题来学习相应的专业技术知识,再将知识融入到自己的设计之中。但显然学生还不是很适应这种工作模式和思维方式。特别是选择既有建筑进行节能设计改造,学生更觉得具有一定的局限性,因而限制了一些的学生设计构思。(3)数字技术教学需要进一步探讨。无论是建筑设计课程还是技术课程都面对着同样的问题,就是日新月异的数字化技术是一把双刃剑,一方面它是一个功能强大的设计辅助手段,但另一方面它也仅仅是一个工具而已,因而有必要让学生认识到数字技术本身的局限性以及其仅仅作为工具的特性[11]。尤其是当前的能耗模拟软件,往往都是对先进设备和新材料进行更有效能的模拟,如将窗体从普通玻璃更换成LOW-E玻璃的节能效果要远远高于一些复杂而需要深入考虑的被动节能设计,学生就更倾向于简单而效果相对较好的节能设计。此外,就是学生在学了计算机能耗模拟软件后,往往会将多种能耗模拟分析结果作为设计主体。尽管笔者一直在做这方面的教学探索,但收效甚微。由此可见,将数字化技术较好的应用到建筑设计创作或量化分析上,需要一套从理论、方法到技术的完整教育体系,而这一新体系的建立可能需要花费很长时间的艰苦探索。结语如何将建筑技术与艺术完美的融合,一直是当前业界探讨的问题。绿色节能建筑不是技术的自然生成,也不是形式和概念的把玩。建筑设计是基本要素,技术是不可缺少的手段,二者需要有机融合。笔者的教学探索表明建筑技术类课程需要一个全面的改革,传统的课堂教学完全无法满足培养绿色建筑设计人才的需要,笔者建议教学改革可以从以下三方面做起:(1)打破我国传统专业教师和设计教师之间的壁垒。在这里可以借鉴香港大学的教学体制,即设计教师在教授设计课时,同时必须开设1-2门专业课(建筑技术、历史、理论均可),从教师结构上创造专业课与设计课的结合环境,这样学生在学习设计知识的同时,也会学到专业教师所侧重的专业技术知识[12]。(2)打破建筑技术课和设计课程在教学上的壁垒。改革我国传统建筑学线性教学结构,采用技术课程与建筑设计课程的交叉式教学,通过合理的设计课程安排,引导学生加强技术理论学习。(3)打破建筑技术课和设计课程在作业和评分上的壁垒。取消建筑技术课程的作业,而是结合设计课程的某个设计题目,通过给出的不同技术问题进行分项、分段设计和计分,而学生最终设计成果中包括相关课题的分项成果。笔者认为只有让学生在设计中掌握技术理论知识的需求,在掌握理论知识后有用到设计中的动力,才是做好绿色设计的关键。失败是成功之母,希望业内同行以此为鉴,共同探索建筑技术课程的全面教学改革,为我国培养出一代可持续发展型的设计人才。
作者:吴蔚
论文关键词:智能建筑 系统论信息论 可持续发展 人本论 产业链
20世纪60年代中期,世界建筑业启动了新一轮的发展,建筑物单体的高度与体量急骤增加,二、三百米的超高层建筑,单体超过10万平方米的大型建筑已十分普通。建筑物规模的增大与工程建设的技术难度不仅体现在高度与面积上,建筑物的多功能使用(同一幢建筑物内分层区具有办公、酒店、商场、公寓、娱乐等使用功能)。各类使用者对建筑物的服务要求多样化与服务性能日趋提高,越来越重视生活条件与环境的舒适性、与社会和人际沟通的便捷性、生存空间的安全性、设施服务的完善性、管理组织的严密性等。在解决这些复杂难题的过程中逐步形成了智能建筑的概念。
1智能建筑的理论体系
长期以来,对智能建筑是否存在理论与学科特征,一直未能形成比较一致的认识。有些人士认为智能建筑就是把计算机、控制及电子设备运用于建筑物,只是高新技术的综合应用而已,并无理论可言。
然而,笔者认为经过二十年的实践,智能建筑已不如早期那么神秘朦胧,在长期的建设、应用与管理中,已经凸现其深层的特征,有必要对此进行探讨。图1所示为智能建筑理论的结构,下面将分别进行阐述。
a.应用对象层。智能建筑为人类活动提供信息化、自动化的工作和生活场所,它的应用对象就是建筑物的使用者、管理者与服务提供者。
b.特定功能层。只要是按现代化、信息化运作的机构所在地都有智能建筑的需求,因此智能建筑早已不是办公建筑的专利,公共建筑、住宅建筑、工业建筑、军事建筑都可以按智能建筑建设。近十年来,中国与全球一样建成了大量智能型的办公楼、酒店、体育场馆、会展中心、医院、学校、法院、图书馆、剧院、博物馆、机场、车站、住宅、电子厂、食品厂、化工厂、发电厂、军营、应急指挥中心等建筑物,这些建筑物在世界的经济与社会中起着极为重要的作用。在这一层面上,智能化系统功能需求与设备配置往往受建筑物个性、建设目标,管理模式和投资力度的影响而有较大的差别。
c.应用技术层面。这是智能建筑的技术基础,由通信网络技术、智能控制技术、信息处理技术和综合管理技术等组成。在这些技术领域中,最新的技术成果及其形成的装备会以最快的速度应用于建筑业。如在5年前,当软件工程界刚开始讨论中间件技术时,市场上立即推出了采用中间件技术的智能建筑系统集成软件iz bms集成化智能建筑管理系统)。又如当工业以太网技术出现突破,随即出现了基于工业以太网的楼宇自动化系统。
d.基础理论层。虽然从表面上看,智能建筑嵌人了许多令人目眩的五光十色的技术,但实质上智能建筑并不仅是新技术的综合与新装备的组合,而在其深层次中是有基础理论的支撑。
1945年奥地利人贝塔朗菲创建系统论形成了“系统哲学”,这是把世界看作一个巨大组织的机体主义世界观,它包括了系统本体论、系统认识论、系统价值论和系统方法论。系统理论的概念(等级秩序、渐进分化、反馈、开放等)与方法(图论、集论、控制论、对策论、排队论等)是智能建筑总体设计与工作流程规划中的重要工具。
美国人香农在1948年奠定了信息论的理论基础,使人类传统的科学从以材料与能量为中心的体系,转变为以材料、能量与信息为中心。当建筑物的智能水平日益提高后,人们已不满足仅在通信信道容量、噪声抑制、数据加密上应用信息论,而需要进一步通过统计及随机过程的分析来讨论语义分析、信息的嫡的应用。
“以人为本”在如今似乎已成为一句时尚的语句,但在智能建筑的功能设计与运行管理中,如果缺乏针对使用者与管理者的工作和生活便利考虑,缺乏以人机工效学对人机界面、机器与人的共享空间的设计,缺乏在智能化、数字化环境下对不同职能与层次人的行为处理分析和对策,那么任何再先进的智能化系统也是失败的。
智能建筑不仅仅是当前高新技术的尽情应用,而且必须从可持续发展的角度对建筑物的一切进行考量:设备与材料的环保、系统运行方式的综合能效设计、建筑物节能模式的选择、建筑物管理的组织结构设计,都需要从有利于协调“自然·社会·经济”关系,提高“人口·资源·环境”可持续发展的水平来考虑。这些工作要有助于建立7项工作:选择资源节约型的经济体系、推进社会公平化的社会体系、重视提高国家综合实力的科技体系、保持自然生产能力的生态体系、促进环境质量提高的环境体系、提高国民整体素质的人口体系和规范合理行为的政策法规体系。“可持续发展”是我国的基本国策之一,已深人到整个社会。智能建筑自然也在“可持续发展”政策的覆盖之下。
显然,在智能建筑所有的相关领域,以上的理论都在工作过程中起着宏观导向与微观指导的作用。
2智能建筑理论的特征
通过上述分析可见,智能建筑不仅存在理论,而且其理论结构相当复杂,还具有以下三个特征。
a.多目标的优化智能建筑不是机械的技术与设备集合,而是一个大系统,需要多视角地考虑技术、管理、经济、人文、环境等因素的大系统运行目标,并且调动各种手段使系统达到最优的综合目标。即系统的优化目标函数为:s=f<技术、效率、价格、智能建筑理论与工程实践—程大章发展、环境、人气等)。
b.多学科的综合这一点是显然的,智能建筑的规划、设计、运行和管理,所涉及的技术,经济、管理以及法律问题,都必须有效地应用各学科的知识成果来解决。
c.多因素的相关性智能建筑与社会信息化、社会经济发展、管理模式、装备技术发展、政府导向等具有十分密切的关系,尽管就表面来看智能建筑仅是一种建设行为与经营管理方法。但是从建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(见图2)来看,当某种设备与技术采用后,可改变其生命周期中许多相关的分项状态。
比如采用完善的ba(建筑设备自动化)系统进行照明系统的节能控制(按照度、时间、夜间最低照度、分区等),可以有效降低电耗与照明设备的运行时间,而照明设备因此而延长寿命减少了照明设备的维护更新费用。这可使建筑物生命周期成本中的能耗费与设备更新费用减少。但是要实现这一目标需要设置完善的ba系统,要增加建设的一次投资.同时,降低能耗的效益并不仅仅体现在lcc的图中,它对于广义的环境保护价值更是巨大的。
3智能建筑工程实践的分析
近年来,随着中国综合国力的增强,全国各地的智能建筑热潮有涨无退。由于我们已经历了较长期的探索,在工程建筑中有许多成功的经验,也有不少失败的教训,无论是建设方/业主,工程技术人员,还是物业管理人员,都逐步趋于成熟。因而最近起步建设智能建筑的地区(暂称为后行地区),往往可以比北京、上海、广州等先行开发建设的大城市(暂称为先行地区)有更好的建设效果。我们将之称为后发优势,见图3
智能化系统工程先行地区由于一开始处于探索前进的过程,不可避免地在早期建设中存在着各种过份的行为(控制论中称之为超调),随后又出现因失误而放弃的行为(称之为振荡过程),最后趋向于合理的装备与功能水平。而后行地区由于可以借鉴先行地区的经验与教训,可以比较合理稳妥地确定自己的智能化系统工程建设目标与行为,虽然起步稍迟,但最终可以与先行地区趋向于同样的建设效果,而他所化的代价则比先行地区要小得多(如早期智能住宅小区建设成本高达230元/mz,而近年来则在60元/mz左右,而且装备的性能与质量更好)。
4智能建筑已经形成产业链
建筑业是中国经济发展的重要抓手。中国经济发展的历史与现实清楚地告诉我们,国民经济状态上升建筑业必然兴旺,建筑业发达了,国民经济必然形势大好。中国近年来持续的经济增长其中就有1---2个百分点来自建筑业贡献。
随着中国城市化进程的加快,全国的基本建设规模不断增大,北京市2008年的奥运会与上海市2010年的世博会,大大刺激了建筑业发展,智能建筑与智能住宅小区则成为建筑业的精品。在工业建筑物、民用建筑物、军事建筑物与市政建筑物中的电气设备投资已从上世纪80年代总投资的6%一7%,增长到总投资的10%----18%,并且还在不断上升。与此同时,市场中的各类智能建筑电气设备不仅引进了大量国外先进技术与产品,也推出了一定数量具有自主知识产权的产品。据不完全统计,与智能建筑电气设备相关的国内企业约有6---8千家,智能建筑电气设备的民族企业在稳定成长。目前智能建筑行业,已基本形成了一条稳定的产业链,产业链的各方关系可以用图4来描述。
图中箭头表示各方的相互关系:①提供建筑化系统设备工程与技术服务;②提供智能化系统设备功能信息、设备使用改进意见;③提品与设备技术信息;④提供系统设备需求信息与系统设备功能信息;⑤人才与技术的需求与供应。
图4智能建筑的产业链示意图
图4所示的关系中,工作的基础是国际标准、国家标准与行业标准(注:gb/t50314为《智能建筑设计标准》,gb50339为《智能建筑施工及验收规范》)。
5智能建筑应用的发展趋势
随着文明的进步,人们对工作与生活的环境要求不断地提高,建筑物的功能与相应的标准也逐步提升.智能建筑作为现代建设技术的核心,面临着新的挑战。
城市的规模越来越大,建筑群的功能特征日趋明显,出现了中央商务区cbd ( center businessdistrict)、休闲商务区rbd ( recreation businessdistrict)、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等特定功能的区域。现代城市管理必须采用信息化手段对这些区域的建筑群与建筑设备进行综合管理,这对智能建筑提出了新课题。在美国“911”事件之后,建筑物的防灾、减灾及反恐等安全问题凸现,建筑物中的消防、安防、防灾及应急供电等已不可缺少,唯有借助智能化的应用系统,才能使之精准、有效、稳定与可靠地工作。
关键词:建筑环境学 核心基础课 教学改革
中图分类号:TU-4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(b)-0126-02
Course Teaching of Built Environment
Li Shuzhan,Li Hongxin
(College of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou Henan,China 450001)
Abstract:In the paper,we analyzed the problems in the teaching of the course of built environment and carried out a comprehensive teaching reform form many aspects such as course orientation,course continuity,teaching methods and assessment methods combined with several years of experience in teaching.
Key Words:Built Environment;The Core Basic Course;Teaching Eeform
建筑环境学是1998年专业调整以后,建筑环境与设备工程专业新设置的专业基础课,该课程与传热学、工程热力学及流体力学共同组成了建筑环境与设备工程学科的专业基础平台,但是,唯有建筑环境学反映了本学科本质特点,是本学科区别于其他学科的核心基础。
1 课程特点及教学难点
建筑环境学课程涉及内容广泛,从与采暖空调密切相关的建筑外环境、建筑热湿环境以及由此产生的人体对建筑热湿环境的反应,到建筑空气环境,再到建筑光环境和声环境,包含了建筑、传热、声、光、材料、生理、心理等多门学科内容[1],其中很多内容都是学术界的前沿,而且很多问题仍在讨论中,这就给教学带来了很大的难度。在实际教学过程中,学生普遍感觉本课程信息量大而且不连贯,术语与理论公式较多,理解困难。
建筑环境学部分内容与后续专业课的教学内容重复。例如,建筑环境学在建筑热湿环境章节中针对建筑热湿环境的内、外扰量及透光围护结构和不透光围护结构的传热性能从机理分析到实际运算进行了详尽的介绍,但这部分内容在后续的“空气调节”专业课中仍将重复介绍,从而导致了课时不必要的浪费。
建筑环境学课程教学的实用性不突出。目前环保与节能减排已成为社会关注的热点,各种建筑环境测试、建筑及建筑设备的节能评估、节能诊断已成为社会急需的技术,但是作为其学科基础的建筑环境学课程则侧重于理论分析而缺乏实际技能和方法介绍。这往往使学生觉得课程脱离实际,没有实践操作性,因此缺少学习热情。
2 教学探讨
根据建筑环境与设备工程专业的培养要求,结合我院的具体情况,笔者在教学中对本专业数届本科生进行了教学改革探讨,总结几年的实际教学经验,得到以下几点体会,希望对建筑环境学课程建设的良好发展起到抛砖引玉的作用。
2.1 充分认识,明确定位
建筑环境学是学生真正接触本专业实质性内容的第一课[2],因此,该课程的学习是激励学生热爱本专业并由此建立社会责任感的契机。在课程教学中,特别是绪论介绍中,应采用浅显生动的讲述,使学生了解建筑-设备-环境之间的关系,使学生明确建筑环境学是建筑环境与设备专业特色与核心基础,它反映了本专业与热能动力专业的根本区别,明确本专业的根本任务就是贯彻“以人为本”的主线,营造舒适、健康、绿色的室内居住环境和工作环境,后续所有课程的学习都是围绕该目标而进行的。学生通过该课程学习,能够树立节能环保、可持续发展的观念。
2.2 结合后续课程,注意前后衔接
根据教学计划安排,建筑环境学课程总学时数为48学时,课时少而内容多,因此不能面面俱到。由于后续课程中有部分内容重复,所以在本课程讲解过程中应互相结合,侧重点不同。例如,冷热负荷计算在建筑环境学中热湿环境章节占有较大部分,但是该内容在后续空气调节课程中将更加详细介绍,因此,在本课程讲解中将侧重于定义、成因分析,详细讲解负荷形成机理,而具体公式计算过程、计算机程序应用则由后续课程重点讲解。这样,“少讲”优于“多讲”,可使学生将知识点“吃透”,而不至于“囫囵吞枣”。
在教学体系设置上,应当使建筑环境学的教学内容与“空气调节、供热工程”等专业课的教学内容建立起有效的衔接。我院在课程设置上,将“建筑环境学”安排在大二第二学期,将“空气调节、供热工程、建筑环境测试技术”安排在大三第一学期。学生经过建筑环境学课程的“垫底”后,立刻接触到专业技能的训练,这样前后连贯,学生将更加清楚前期良好地建筑环境目标是如何通过后期一系列的设备技术实现,更加明确各门专业课程目的与任务,学习系统性更强。
2.3 多种教学手段应用,增强实践性
目前,建筑环境学的讲解主要依靠课堂讲述和多媒体课件的演示,虽然相比传统理论教学模式直观性增强,但仍存在不足,学生在学习过程中需要进一步增强参与性和实践性。建筑环境学是一门与生活息息相关的科学,要想让学生将课程的理论知识理解透彻,需要教师充分发挥主观能动性,将课本知识与实际生活现象联系起来,借助一些简单仪器、设计一些小实验或小调查,让学生通过切身体会加深对教学内容的理解和掌握。例如,笔者在课堂授课的同时,组织学生分别体会室外阳光下和背阴处体感温度差别,加深对室外空气综合温度的认识和理解;通过测试不同朝向、不同围护结构的教室的温度变化,向学生说明建筑布局、围护结构的热湿传递与建筑节能的关系;通过实地参观建材市场,使学生掌握甲醛等有害物质的来源、危害及释放特性,加深对室内空气品质重要性的感受。这一系列的观察实践活动使得枯燥的课本内容变得生动起来,使教学内容与实际生活密切联系,激发学生主动学习的热情,可以得到事半功倍的教学效果。
2.4 课程考核方式改革,注重能力培养
目前,多数高校的考核机制是理论成绩所占比例高,因此,学生只注重学习理论知识,而忽视了工程实践能力的培养。这样的考核方式必须进行改革,应把专业知识应用的程度作为考核的重点内容。我院采取的考核方式是:课后思考题作为小作业,占50%;科研论文作为大作业,占50%。通过课后思考题的论述,学生对于课本理论知识有了更加深刻的理解,而通过科研论文的撰写,则培养了学生的创新能力和实践工程能力。针对学生初次接触专业知识、没有撰写论文经验的特点,笔者将学生分为数组,每组建议1~2个与建筑环境学相关的科研题目,鼓励学生通过查找资料、问卷调查、简单实验操作等步骤独立完成课题,并指导学生参考固定的论文格式形成较为规范的科研论文,并进行课堂汇报。学生普遍对这样的考核方式很感兴趣,在论文选题、实践操作中不断主动提出问题并形成热烈讨论。通过这样的考核过程,学生的动手能力和灵活解决问题的能力明显增强,具有了一定自我培养工程能力的素质,对后期专业课程的学习建立了充分的自信心。
建筑环境学是后续专业课程的基础,是学生初步宏观认识建筑环境与设备工程学科的一个窗口,是正确合理运用暖通空调等专业技术手段的基础。因此,在教学过程中应格外重视,应通过不断的教学探讨,加强该课程与各门专业课的衔接,改进教学手段与考核方法,增强课程的实践性,培养学生的创新能力与工程能力,从而真正发挥建筑环境与设备工程专业核心基础课程的作用。
参考文献
[1] 朱颖心.建筑环境学课程建设与教学方法[J].高等建筑教育,2003,2(3):26-29.
[2] 孙春华.充分发挥建筑环境学核心基础课程的作用[J].高等建筑教育,2008,17(1):72-74.
关键词:智能化;电气自动化;电气设计;质量监控
Abstract: along with the development of high and new technology, the advent of the information age, intelligent building in architectural design in the industry has become a kind of fashion and symbol. More and more new intelligent residential area has become the hot spot of the residential construction. In intelligent residential project design, electric is one of the very important part of it, the paper mainly discusses the intelligent building electrical equipment automation content, intelligent building equipment the composition of the system, and proposes the remote processor installation technology requirements. And the intelligent building electrical installation, the quality monitoring and the total construction design plan some requirements analysis.
Keywords: intelligence; Electrical automation; Electrical design; Quality monitoring
中图分类号: TU976+.1文献标识码:A文章编号:
1智能建筑电气设备自动化的内容
目前智能建筑又称为“3A建筑”,主要包括办公自动系统(OAS)、建筑电气设备自动化(BAS)、通信自动化系统(CAS)。因此智能建筑电气设备自动化为智能建筑系统中的一个重要系统之一,是采用具有高信息处理能力的微处理机(即中央处理机)通过通信网络对整个建筑物的空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、广播音响、闭路电视、通信、防盗、巡更等众多设备进行实时测量、监视和全面监控,实现最优化的管理,从而提高系统运行的安全可靠性,节省人力、物力和能源,降低设备运行费用,随时掌握设备状态及运行时间、能量的消耗及变化等。因此其主要内容有:各种设备按规定时间进行启停控制,以达到节约能源的目的;供电系统、空调系统、供排水系统、冷热源等的参数调节控制监视和设备运行状态的监测;对各种设备运行时间积累和维修期限达到报警,以便及时更换或维修服役期满的设备,延长设备的使用寿命,提高服务质量;根据建筑实际需要的冷负荷,自动控制冷水机组投入运行的设备台数,达到最佳的运行方式;据设备运行时间自动更换工作和备用设备,延长设备的使用寿命;对各种能源消耗进行计量和计费;各种文本的自动生成和打印。
2智能建筑设备系统的构成
智能建筑设备监控系统是以分布在建筑各处的远程处理机和中央处理系统设备,通过总线桥进行信息交换的,主要包括系统设备(包括主机、网关、通讯设备、DDC、控制屏等)、系统输入设备(包括各类温、湿、压力、流量、电量传感器、水流开关等现场设备)和输出设备(包括各类风门、执行器、阀门及其执行机构等)等。按结构方式分成四大类:中央处理机系统设备:由操作键盘、彩色显示器、打印机、中央电脑、数字化仪等组成;远程处理机:智能建筑可以采用TA6711和TA6585两种型号的RPU设备,这两种型号的RPU功能基本一致,区别在于其输入输出接口的配置不同。RPU也可单独使用或通过各种设备组合经过总线桥接到M7中央系统,构成2级控制系统。总线桥:是一个用于2级控制系统的通信网微处理器。它有8条通信线路,每条通信线路可连接30个区域控制器及10个RPU。测量元件和控制件:通常采用的测量元件有各种型号的温度传感器、湿度传感器、液位传感器、压差传感器、流量传感器、功率变换器等。控制器件包括各种型号的带执行机构的二通阀、三通阀和直流24V的继电器。
3远程处理机的安装技术要求
要求远程处理机的安装要求楼宇自动控制系统与各RPU之间的通信是透明的,可利用同一线路不同的RPU完成同一个控制系统。一般而言,BAS系统大量监控的是空调机组,所以将RPU布置在机房之中或附近,把空调机组控制系统使用后剩余的输入输出接口用于连接附近的水流量计、水位信号、照明控制等。为了日后的发展,RPU的接口要留出20%~30%为宜。BAS线路安装要求。在BAS进行布线时,要注意某些线路需要专门的导线,如BAS的通信线路、温度湿度传感器线路、水位浮子开关线路、流量计线路等,它们一般需要屏蔽线,或者由制造商提供专门的导线。电源线与信号、控制电缆应分槽、分管敷设;DDC、计算机、网络控制器、网关等电子设备的工作接地应连在其他弱电工程共用的单独的接地干线上。
4智能建筑电气安装中质量监控
电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能做好质量的监控。
4.1认真阅图是做好质量监控的前提图纸是施工阶段的前提和依据,只有详细消化图纸,对工程每一系统做到心中有数,才能在现场发现问题和纠正错误,做到对工程质量的预控。电气工程系统设备先进、管线繁锁。在电气施工前的每一阶段,都要仔细地审图和校图,特别是对每一份设计修改通知单,都要认真地进行管理,逐一描绘到蓝图上。只有利用这样的修改蓝图,进行工程质量的监控,才能纠正一个又一个错误,保证系统的安全性、正确性和质量的安全可靠性。
4.2熟悉规范,把好质量关电气施工质量规范条框较多,监控人员要结合工程实际,边干边学,不断积累,牢记规范条例。在监控工作中,一定要有强烈的事业心和责任感,仔细认真,勤动笔头,不怕麻烦;深入现场,拉下面子,严格质量管理。材料的质量和性能是施工质量好坏的关键,要始终把材料设备质量的监控贯穿于工程建设的全过程。只有严禁伪劣产品用于工程,才能保证电气施工工程的安全在可事。矢能建筑论文集专刊。
4.3实现质量目标的预控既然质量目标是优质工程,那么如何具体来实现呢?我们认为:甲方、监理、施工管理人员首先必须分清工程中的重点环节,凡事有预则明,有明则清。反之,不预则废,在电气质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备管、补管、交接等重点协调环节,明确关键,制订措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。其次,必须在监控好重点环节后以点带面,促动整个系统工程的质量监控。电气工程除了设备材料的施工质量外,系统的功能也是重要一环。在知识经济、信息技术高度发展的时代,先进的设备不断出现,功能不断增强,而同一产品,功能的差异往往造成价格的明显不同。所以,在监控中,一定要根据合同仔细推敲,严格管理,实现系统应具备的功能,成为分项的优质工程的要求。
5总平面图施工设计若干要求
5.1供电系统(含特殊电源)、电力系统、室内外照明、防雷、防静电、接地及其他安全用电措施,其变电所及配电所的位置、设备选择、设备及线路布置原则符合初步设计及其批复文件要求,材料选择合理,有关措施,能满足生产及使用要求。在总平面图上,应绘制电力电源的进线及敷设方式(从建筑轴线外起至建筑内受电处止),说明电源引入配电所或变电所的方式及楼层或标高,必要时须做出局部剖面图予以交待。
5.2绘出建筑物内部配电或变电所的位置,并说明配电所及变电所需求电力电容器容量及变压器装机容量。通信系统、自控系统、信号系统的站房及设备选择及线路布置原则符合初步设计及其批复文件要求,具体布线及有关措施合理,能满足生产及使用要求。
5.3在总平面图上绘制通信交接间(箱)的位置,并标出通信干线引入的人孔位置及规格型号。选用人孔须标出其引用的标准图号,非标的必须出大样图说明。对建筑通信规模、容量及组成情况亦需加以说明。对有线电视系统,应绘制信号同轴电缆的进线方向、位置,并标示出规格型号。涉及有“建筑智能化”系统中相关系统工程的管线走向及埋要求,须在总平面中绘制。(智能化系统工程设计下面有详细说明)。
5.4室外电气管线与其他专业管线出现平行排列或交错排列等复杂方式时,应绘制局部剖面图交待高度、埋深、间距和特殊的防护处理措施。对有防腐蚀、防爆、恒温、恒湿及其他特殊要求的生产环境(如空气洁净度、防微振、防静电及电磁兼容等)有关强弱电系统,要按初步设计及其批复文件的要求,采取合理、可*的总体布局,以满足生产及使用要求。
6 结语
论文关键词:建筑合同;能源管理;建筑节能;技术措施
近年来,建筑节能已经成为我国建设“资源节约型”社会这项工作的重要组成部分。自从1986年起实行第一部建筑节能设计标准以来,已经走过了20多年的发展历程,特别是近十年来较快速的发展。已取得了一定的效果,但紧迫的节能形势迫使我们需要找到另外能够促进建筑节能发展的途径。
1建筑合同能源管理提出背景
当前,我国民用建筑中,居住建筑节能设计标准较多,公共建筑节能设计标准较少,建筑节能标准体系中还出台了相关技术规程、标准或技术导则,建筑节能现行法规标准基本上偏重于建筑节能设计、施工。由于建筑能源的消费是建筑最大的运营支出项目之一,同时也是最难以估算的。日益上涨难以估算的建筑能源成本将使企业在运营发展、管理预算和资本增值计划上遭遇极大的挑战,节能能源对于客户正常的商业运作至关重要。根据合理用能的思想,需改变过去单纯以增加资源供给来满足日益增长的需求,将提高需求方面能源利用率,从而节约的资源统一作为一种替代资源,以引起建筑节能的方向。建筑合同能源管理方案及其管理机构应市场需求也应运而生。
2建筑合同能源管理的内容
建筑合同能源管理,是基于建筑市场运作的、全新的建筑节能新机制。建筑合同能源管理不单是单一推销建筑设备产品或建筑技术,而是推销一种减少传统建筑能源成本的能源管理方法。最大特点是:客户不需要承担建筑节能改造的资金、技术、风险,并且可以获得实施建筑节能改造后带来的收益和能源服务公司提供的免费建筑设备。作为建筑能源服务公司,不仅要有为各种用户提供解决建筑节能方案的能力,还要有相应的融资手段和资本运营能力。
3建筑节能的主要技术措施
从我国建筑节能的实践来看,建筑节能主要分为二部分:一是建筑本体的节能,主要有建筑物围护结构的保温隔热,二是建筑物内主要用能设备的节能,根据文献所述在各类建筑中,用能设备是节能的重点,依次是暖通空调、照明及热水供应。通过有针对性的应用能源管理计划中的各项方案,能够创造能源用户、建筑节能服务公司、政府多赢的机会,做到经济效益、社会效益的双赢。
3.1用能设备系统能耗测试评估
通过对用能设备系统能耗的测试评估,了解用能设备系统中的水量和平衡程度,了解冷却塔、制冷机、热泵、水泵、风机、锅炉及照明设备等主要用能设备的使用效率及工况。评估系统具有可靠性、可操作性,对供热通风及空调系统能耗进行统计,定期对耗能数据进行分析比较,并与其它楼宇进行对比,对楼宇能源消耗进行评估。在保证室内环境品质作为第一底线的前提下,找出各种能耗的节能潜力并提出改进建议。
3.2蓄能系统的利用
蓄能技术是一种通过峰谷电价差来降低空调、电采暖费用支出的技术。蓄冷空调系统蓄冷时,应在夜间低谷时段用电;融冰释冷时,应在用电高峰时段,以达到对电网移峰填谷的作用。蓄热锅炉夜间利用低谷时段进行蓄热,不在日问用电高峰和平时启用。这对于提高供冷(热)效率,降低费用开支,引导用户合理用电,鼓励用户多用低谷电、少用高峰电有很好的帮助。
3.3空调风系统节能运行
对于间歇运行的空调系统宜在使用前30min启动处理机组进行预热或预冷,空气处理机组宜在使用结束前15min关闭。空调通风系统运行时,在不影响风量平衡和室内气流组织的前提下,宜尽量增大送回风温差。为保持空调运行期间建筑物的内部风平衡,应合理控制新风机组和排风机的运行,防止外窗开启以减少无组织新风。在室外温度适宜时(春秋季节、夏季夜间),应充分利用新风降温,减少机械制冷运行时间。
3.4空调水系统节能运行
在空调水系统一次泵定流量和二次泵变流量中,冷冻水和冷却水泵开启台数应与开肩制冷机的台数相等并应实行“一对应”的连锁控制启停。当冷冻泵、闪动泵可变频调节时,应对其转速进行控制,使冷冻水、冷却水的供回水温差控制在一定范围内。为使循环水量与负荷变化相适应,应对水泵进行调整,使系统达到工况点避免通过调节制冷机房内的阀门控制流量大小而消耗大量的能量。
3.5多台冷源设备节能运行
在设计空调冷热源时,冷热源设备负荷量的选择一般偏大,这样导致设备选型所造成的能量浪费。在满足空调负荷需求的情况下,当有二台或二台以上冷热源设备可以选择时,应优先选择效率高,经济性好的冷热源设备运行。多台冷热源设备并联运行时,应根据负荷变化实行合理的群控措施,使每台设备均在合理负载率下运行,并且输出的总容量与要求提供的参数相一致。
3.6变风量节能与热舒适
变风量系统是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷,由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行,所以风量的减少带来了风机能耗的降低,变风量系统是追求以较少的能耗满足室内空调环境的要求。在室内温度适宜时,应避免变风量控制系统的风门完全关闭。当冷负荷较小时,应提高送风温度。采用控制送风量,维持最小送风量和送风温度等措施,可避免造成送风气流下沉和热舒适问题。对于负荷变化较大和多区域控制的建筑物而言,变风量系统节能量是比较可观的。
3.7直燃机、锅炉烟气余热回收
在楼宇中采用较多的为直燃机、锅炉。为保护燃烧设备通常排烟温度较高,大量的热能被排放到大气中既浪费能源又污染环境,应用烟气余热回收系统,不仅可以提高燃烧设备热效率,同时能降低污染物的排放量。烟气余热回收系统回收的热量,可以用来预热锅炉系统的补水或生活热水补水。
3.8冷却塔运行节能
综合考虑冷却塔水温度设定值对制冷机耗电和冷却风耗能的影响,宜使冷却塔出水温度接近于室外湿球温度。冷却塔风机采用变频调速风机,以便根据设定的出水温度控制风机的转速,以达到降低电耗的目的,对于一塔多风机配置的巨型冷却塔,根据冷却塔的出水温度及时调整投入运转的风机数,以降低运行成本。
3.9给水泵运行节能
生活给水系统采用调速泵组供水时,调速泵在额定转速时的工作点,应位于水泵高效区的末端。采用变频调速给水泵时,水泵调速范围宜在0.75~1.0范围内,当用水不均匀,流量变化大时,宜采用多台水泵组合供水(可按1台调速其余为恒速的方式运行),也可配小流量水泵和小型气压罐。
3.10洗衣房节能
根据饭店、宾馆日常的衣物洗涤量多少来调整洗衣房的作息时间,让设备在平价电和低谷电时间段运行。洗衣设备的养护时间安排在峰价电时间段,洗衣房有大量用汽设备,每天会产生大量蒸汽凝结水,对凝结水可进行回收利用。
3.11照明系统节能
根据使用房间或场所及周围环境对照明的要求,选择合理的照明方式,在保证照明质量的前提下,优先采用光效高、显色性好的光源及配光合理、效率高的灯具。合理利用天然光,采取人工照明与天然光相结合的自动调节照明方式。将智能照明管理系统纳入楼宇整个节能系统中,以实现大楼控制中心对该系统的信号收集和监控。
4结束倍
在建筑节能工程设计与实践中,如何加快推广步伐的建议:
(1)建立健全建筑节能服务体系。实施供热计量收费、建筑能效综合评价、既有建筑节能改造等还需要建立建筑节能服务体系。若缺乏建筑节能服务机制,就会影响到节能工作的顺利开展。
(2)政府要起表率作用。大面积推广节能服务,不仅需要政府的支持,同时也需要作为最大用户之一的政府,在建筑节能服务方面为全国起到表率作用,以推动建筑节能产业的大发展。
论文摘要:文章阐述了建筑节能的范畴,提出了“太阳能建筑”这一概念,并简要概括了大阳能建筑的结构类型及其应用模式。同时,太阳能建筑作为一项生态环保的绿色技术,符合我国可持续发展的能源方向,值得大力推广
前言
随着能源结构的逐步调整,世界各国都把能源问题放到了关系国际民生的战略位置。我国从可持续发展、人与自然相和谐的战略高度,提出了新能源建筑的理念,提出要积极开发和推广利用可再生能源,如风能、太阳能、地热能等。据专家估计,到21世纪中叶,可再生能源将占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5。而太阳能,在21世纪即将进人一个快速发展的阶段,“太阳能经济”将成为未来全球能源结构的主流方向之一。
1建筑节能的范畴
建筑节能,是指民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中,通过采用新型的节能电力电气设备和新型墙体材料,执行建筑节能标准,加强建筑物用能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源的活动。
建筑节能体系(图1)可以从两个大方面来考虑:建筑本体节能和建筑设备节能。建筑本体节能主要体现在建筑规划、设计、施工过程中,判断节能与否主要看建筑是否采用新型节能建材、是否因地制宜利用自然能源,尤其是可再生能源,以及节能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的设备节能则贯穿建筑的使用过程,涉及管理、优化和改造等细节方面,从空调、给排水、卫生、照明、电气等末端设备入手,挖掘节能潜力,创造节能效果。
太阳能是典型的可再生能源,太阳能与建筑的结合体现在建筑的本体节能方面,但同时太阳能设备作为建筑设备的一种,在管理节能方面也具一定潜力。
2太阳能建筑的概念
太阳能建筑(solar building),即用太阳能(solar ener-gy)代替部分常规能源,为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能,以满足或部分满足人们
的生活和生产的需要。所谓的太阳能建筑,其利用太阳能的最高境界是“零能耗”,即建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能,常规能源消耗为零;从而真正做到环保清洁、绿色生态。
基于以上对太阳能建筑的定性分析,太阳能建筑的特点可以概括为3条:1)既舒适义健康;2)节约一次能源;3)减少对环境的破坏和污染。
3太阳能建筑的典型建筑结构类型
在倡导绿色能源、可持续发展的今天,太阳能作为最经济、环保的能源之一,愈来愈受人们重视。目前太阳能建筑的典卫建筑结构类型有阳台壁挂型(图2),屋面贴合型(图3)、集中供热型(图4)、集中分户型(图5,等等。
太阳能建筑的宗旨是在不破坏建筑立面的前提条件下,注重太阳能系统的安全性、实用性和智能性。然而,在太阳能与建筑的结合问题上,综合各方面考虑,目前仍存在诸多问题。
i)太阳能产品制造商,往往只强调产品的功能,而忽视了建筑的特点与要求,使太阳能产品与建筑物成为两个独立的部分;太阳能产品由于没有与建筑设计相结合,因此会破坏原有建筑的整体外观形象,进而破坏环境;而且目前的太阳能产品结构单一,建筑设计师即使在设计中考虑使用太阳能产品,也很难将太阳能产品有机地融人到设计中,使太阳能产品成为建筑设计中的“鸡肋”。
2)建筑设计院,仍有不少建筑设计师缺乏绿色生态的理念,根本不考虑太阳能及其他绿色能源的使用,造成太阳能产品大都在建筑施工过程中临时安装,即“事后状态”下安装,结果影响到建筑群体,甚至整个城市的建筑风貌。
3)政府规划机构,往往不能够将绿色环保的理念和相关政策很好结合。虽然江苏地区已出台12层以下民用建筑必须安装太阳能热水器的强制性政策,但由于其它相关配套设施、标准的不完善,尤其是太阳能施工验收标准一块,仍存在争议点。在一定程度上影响了太阳能产品的生产,导致推广效果不好、范围不广。
针对以上问题,解决方案如下:(i)太阳能产品的生产商应更多地了解建筑设计的需求,开发推出多款适合建筑结构利用的系列和型号;(2)建筑师在设计初期,即将太阳能系统包含的所有内容都当作建筑不可或缺的元素加以考虑,使之成为建筑组成的一部分;(3)加强太阳能产品生产商、建筑师、政府机构的交流与沟通,从设计阶段即将太阳能产品与建筑真正的融为一体,并配以后期的政府激励政策、规范的市场引导机制,太阳能产品一定可以在建筑节能中发挥更大作用。在各领域的合作之下,太阳能建筑必将达到完美与和谐的统一。太阳能系统与建筑设计一体化的设计思路,也将得以持续和发展。
4太阳能建筑的典型应用模式
太阳能的应用,从技术途径看,主要分为光一热转换技术和光一电转换技术;从具体应用范围看,主要有太阳能热水供应、太阳能地板采暖、太阳能温水游泳池(图6)、太阳能空调、太阳能路灯(图7)等5大系列。到目前为止,太阳能光一热转换技术发展已较为成熟,不仅可以提供人们生活所需热水,还可解决取暖等问题;太阳能光一电转换(图8)具有较高的技术成分,发展与应用量较小,但是随着光电转化技术的进一步成熟,以及太阳能光一电板成本的进一步降低,太阳能应用必将具有更广泛的空间和发展市场。
江苏等地的一些示范小区率先采用太阳能热水集中供热系统(图9),其承压运行、分户供水、智能化系统已成了住宅小区的新卖点。还有一些示范小区,利用太阳能的初期光电转换,使小区的门楼牌、指示牌、警示牌等白天吸光,夜晚发亮,既方便住户晚间出人,又节约物管费用。另外,据有关方面统计:用电热水器洗澡的费用约为0.62元/次,而利用太阳能热水器的费用则仅为0.31元/次
5太阳能建筑的应用前景
1)应用空间大
我国具有丰富的太阳能资源,在正常发展和生态驱动发展两种模式下,预测2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别占4.7%和10%。目前我国太阳能热水器的保有量已超过6 001)万mz,而此数据的太阳能建筑仅占所有建筑1%
2)环保节能
根据美国环境总署epa的统计数据、目前世界各国建筑能耗中排放的:约占全球排放总量的30%-40%。而人们对未来:在大气中含量的预计是,如果不采取任何措施,50年后大气中:的含量将会达到现在的3.5倍。众所周知,国家推广太阳能的目的是为了环保节能,而环保节能在另外一层意义上说就是尽量减少:的排放。换个概念,使用太阳能减少:排量与绿地吸收的效果相一致。据科学计算,可以总结出如下等式:1 m=的太阳能集热器“95.39 kg标煤产生的热量之70.11 kg =19.475 m2的草坪吸收力=0.779 m2的落叶乔木吸收力==1.5 m2的绿地吸收力。从以上数据,我们可以明显地看出建筑应用太阳能的环保节能效应。
6结论
【关键词】常用建筑电气工程安全保护措施
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
一、影响建筑电气工程安全的因素
1、电气火灾而引起的爆炸
电气火灾爆炸一般指的是由于在操作过程中出现的不规范行为或者基础设计不当而引起了电路系统中供电不稳,出现电路短路、发热、过载等状况,电路局部逐渐过热带来的火灾隐患。而每年因为电气原因出现的火灾隐患更是不可计数。出现这种情况有以下几个原因:
(1)很多人都没有电气工程的常识,安全意识淡薄。在生活中为了一些蝇头小利,私拉电线,乱接线头,这很可能会导致线路长期处于电流过载的情况,发生局部过热,使其加速绝缘层的老化,引起火灾的发生。
(2)很多人常常使用违规的电器,例如,使用电器设备的插头与插座的接触不良的插排、开关等。这样的行为也会导致在电器的使用过程中,线路瞬间电压过高,发生线路打火,产生电火花而引发火灾。
(3)在阴雨天气中,常常会伴随雷击现象的发生,一些建筑在建设过程中偷工减料,没有做好避雷设施,或建筑物的接地不良,致使建筑物在雷击时瞬间电流极度升高,而产生的大量电流又无法及时排除,导致火灾,出现人员伤亡。
2、静电原因造成的危险
静电虽然没有漏电那样有如此严重的后果,但其危险性也是不可小事的,是人们在生产生活中最易忽视的。静电产生的原因一般是由于连接的设备装置与接地之间的关系处理不当,使得静电对电气设备的内部的原件进行损害,使得放出大量静电,对人身造成一定的危害。
3、电磁造成的危害
建筑电气的使用和设置一定程度上都是受电磁场的影响,电磁对人体有一定的好处,但是不适当的使用,造成大量电磁释放,电磁辐射超出人体所能接受的范围也对工作人员的身体安全造成影响。
4、触电、漏电的危险
触电、漏电相比较于电磁危险、静电危险是比较直观的危险现象,也是我们在对建筑电气进行操作时必须避免的。引起触电、漏电的原因一般为工作人员在前期设计的过程中疏忽漏电点的出现,或是因为在系统的使用中违规操作电气,使得电气的正常运行造成破坏,不注意日常的电气维护和保养,造成电气设备老化而导致的漏电、触电等伤人事故的发生。
二、建筑工程中常用的安全保护措施
1、接地保护
(1)保护接地
为了保证人身安全,防止触电事故,把在故障情况下可能呈现危险的对地电压的金属部分同大地紧密地连接起来,叫做保护接地。对电力系统来说。保护接地的方法一般只适用于中性点不接地的电网中,只有在这种电网中。凡有金属外壳及构件的用电设备才可以采用保护接地来保证人身安全。
(2)重复接地
在中性点直接接地的低压系统中,为确保零线安全可靠,除在电源(如变压器)中性点进行工作接地外,还必须在零线的其他地方进行必要的重复接地。比如电缆和架空线在引入到建筑物处,零线应重复接地,如果不进行重复接地,则在零线发生断线并有一相碰壳时,接在断线后面的所有设备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压,这是很危险的。
(3)防雷接地
所谓的防雷接地指的就是为了防止受到雷电的危害从而实行的接地。这种防雷接地的作用很明显,如果不进行接地就不能将雷电流释放。相关的规定已经对如何利用建筑物的基础主体钢筋来做接地以及如何引下线和人员怎么进行接地装置等等都作了全面而具体的要求。在设计为了防雷而实施接地时所产生的阻值也给出了一定的参数,规定也要求在接地体以及引下线的工作完成之后进行必要的测试,但是要在接闪器安装完成之后系统才算完成可以测试。在这里要注意的是人工在接地引下线的时候要顺直.不能存在死角,需要将引下线的金属保护管与相应的引下线之间电气连通。这样避雷带的形成可以一定范围的防止静电的危害。人工在接地装置时接地体之间的距离不能小于5m也是为了可以降低接地体的屏蔽功能。
2、漏电保护
电流通过人体时,其能量的大小、持续的时间、以何种方式通过人体、电流运行的频率,同时还有人体本身的身体状况等等。这些因素都会影响到电流对人体造成的伤害程度,而影响最为明显的就是电流的大小和在人体身上持续的时间长短。因此,采用漏电保护器就变得极为重要,漏电保护器其实就是在人体触电可能有致命危险或者是建筑设备出现了漏电事故时对其进行保护。漏电保护器也叫漏电保护开关,在选择漏电保护器时,要正确合理地选择其中的额定漏电动作电流。漏电保护器动作与否要有一定的额定动作电流控制,只有在发生触电或者是泄露的电流超出了额定漏电电流的允许值时,漏电保护器才可能有选择的动作。否则在一般的正常泄漏电流作用下,漏电保护器不应该动作,这是为了防止正常运作下的各种生产和生活用电因为突然间的供电中断而造成各种不必要的损失。目前在我国的大多数民用建筑工程中,对漏电保护器的采用和日本与西欧是一样的,都是采用30mA/s作为漏电保护器的设计依据。这种规格的漏电保护器可以满足触电保护的要求,安全系数很高,并且都经过了实验的铡试。
3、绝缘保护
所谓的绝缘就是指带电体要用绝缘材料进行包装或者是封闭。目的是隔离带电体的导体,或者是带电体中不同部位的导体。将电流的流通路径限制在一定的范围之内,要保证线路和设备的正常运行,就需要有良好的绝缘条件。这在很大程度上可以防止触电事故的发生。除此之外。绝缘材料还有散热冷却、机械支撑和固定、防潮、防霉以及保护导体等作用。在施工中如果绝缘层因为工艺的需要而受到了损害.应该采用色相带或者绝缘胶布恢复材料的绝缘等级。《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB 50303—2002)中.已经对电气施工中的主要设备、材料、成品和半成品等的进场验收作了详细的规定,要求材料和设备进场时必须做绝缘检查。
4、等电位保护措施
等电位一般包括局部等电位连结和总等电位连结两部分。其要求是接零支线和接地支线要分别与接零总线和接地总线相接,不可以串联。同类插座同一回路的接地干线要在连接后连到分户箱内接地汇流排,使得汇流排可以与总等电位箱进行连接。总等电位一般重复接地点,使用黄绿相间的接地线。
局部等电位在新图集苏D101—2003 中进行了新的修改,其中包含两点:(1)对于卫生间等场所的用电设备需要严格进行接地保护,遵照等电位接地原则,以免发生因水连电的现象发生。(2)必须做好等电位系统和现浇板内部的受力筋之间的焊接,保证用电的安全性、可靠性。
5、短路过载保护措施
在电气建设中一般用熔断器对短路现象进行保护。这要求熔断器一定要符合国家规定的标准,要标好额定电流、额定电压。针对不同建筑系统中的最大故障电流的大小,选择相应配置的熔断器。
过载现象一般指的是线路中的电流超出了正常电流的负荷,使得线路本身不能负荷,发生漏电或火灾等现象。过载保护由自动开关进行设置。而根据实际状况,自动开关包括失压脱扣器、分励脱扣器、电流脱扣器。同时负载电流一定要和额定电流进行匹配,以免发生过载现象,引起伤亡。
【参考文献】
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[2]林育龙 浅析电气工程的质量控制和安全管理[期刊论文]-价值工程2010,29(16)
关键词:绿色节能建筑;发展和应用;节能环保
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言:
20世纪90年代以来,随着我国经济建设的快速发展、城镇化进程的加快以及房地产体制改革的不断深化,建筑耗能和人们对建筑环境舒适度的要求不断提高。我国的建筑节能和绿化究竟应该走向何方,在未来建筑设计和建造中如何提高能源利用率,如何用有限的资源和最小的环境消费代价换取最大的社会和经济效益将是未来建筑行业发展的重要方向。
一、开发并使用新能源技术
在节能和环保方面,新能源的使用一直都起着关键性作用。新能源一般是指非常规的可再生能源,这涵盖了太阳能、风动能、地热能以及生物质能等等。太阳能作为新能源技术进行开发和利用在世界上由来已久,并且也逐步明确了发展的方向。在欧美西方国家,太阳热能发电技术已经趋于成熟,随着一批试验性太阳热能发电站的建成,太阳热能发电的商业化时代也逐渐走向我们;而在我国,近几年光伏产业迅猛发展,国内已有不少光伏电站和“太阳屋顶”工程已经商业化并网发电;同时,全球各地数万台光伏水泵也已悄然运行;纵观身边的住宅小区,各种品牌的太阳能热水器也早就走进千家万户;设计技术已经较为成熟的被动式太阳能建筑因其造价低廉、结构简单,也已经得到了广泛的应用;目前已应用于大型空调领域的太阳能吸收式制冷技术也日益走向成熟;而太阳能吸附式制冷技术目前还处在实验研究和实验样机研制阶段;太阳能炉灶和太阳能干燥技术已在一些有充足日照条件的地区得到推广和应用。但从目前全球太阳能利用规模上来看,还存在着技术不完善,商业化程度低,推广限制条件较多等诸多问题,仍需要不断的深入的研究和探索。风动能利用方面,在英国和香港等地已经有工程实例成功建成并投入使用,但这种利用风动能的建筑仅适用于多风海岸线的山区和易引起强风的高层建筑,而在建筑领域风能却主要被用于自然通风和排烟。在利用地热能方面,现在比较成熟的是地源热泵或水源热泵系统,当然也可利用高温地热能发电或低温地热能用于地道风系统。
二、开发使用新型节能建材
建筑节能材料的运用对于控制建筑耗能起着非常重要的作用。根据建设项目的实际情况选择相应的建筑节能材料,这样不但能提高建筑工程项目建设的建设效率,更能有效减少建筑中的能源消耗,从而达到节能减排的目的。在建筑外墙砌筑中,选择轻质外墙砌块,严禁使用粘土砖;在建筑外墙外保温材料的选择上,使用防火性能强、热固性好、环保效益高的保温材料,例如:阻燃型聚氨酯挤塑聚苯板、高密度酚醛板、无机聚氨酯发泡喷涂、膨胀珍珠岩保温板、玻化微珠保温板等等。这些新型的节能环保建材和技术应该早日得到国家的广泛推广与应用。在建筑外墙装饰涂料的选择上,应多使用有机无机复合、低污染、多功能、耐候性好、防水性能优良的涂料。在建筑门窗的选择上应使用低辐射镀膜玻璃、UPVC塑料等复合型框材。节能型建筑材料在建设过程中的使用,能够很大程度上减少建筑能源的消耗,我们应当充分重视对建筑节能材料在建设工程中的应用。
三、减少建筑的能源消耗量
在西方发达国家,空调采暖的能耗量占整个建筑能耗的64%。而现在,我国的空调采暖和室内照明所用能量的增长速度已经明显大于能量生产的增长速度。所以,降低建筑的采暖制冷和照明能耗是减少建筑能源消耗量的重要方法和途径,那么一般可以通过优化建筑规划和设计,调整围护结构构件的使用材料来解决。
为了解决全球能源短缺和环境污染问题,低耗能建筑甚至零能耗建筑等全新的设计理念应运而生。这些建筑都要求建筑师在兼顾整体综合设计概念的同时,还要与能源技术、环境分析、建筑设备、建筑结构等专业工程师相互配合,根据项目所在地区的气候条件和具体环境气候特征,最大程度的利用自然环境来创造良好的建筑室内微气候,从而达到减少对外部建筑设备的依赖。这其中具体措施可以总结为以下四个方法:1、在合理选择建筑地址的同时,利用在建筑周围布置的树木、水体、假山、植被、围墙等营造优良的建筑外部环境。2、通过合理的建筑形体设计来改善室内外的微气候。3、通过优化建筑结构设计和建筑内部空间的分隔来改善室内的微环境。4、利用相关建筑设计软件来模拟建筑周围场景,进而优化设计建筑外小区道路、绿化、室外休闲空间。
建筑围护结构主要由屋面、外墙、基础、外墙保温、门窗及相关构件的密封材料组成。这些围护结构构件的主要性能,对建筑的舒适性和节能性有着关键性影响。经考证提高围护结构性能的费用仅占总投资的3%-6%,而产生的节能效果却能提高20%-40%。改善建筑围护结构构件的热工性能,不但可以有效减少建筑的总体能量散失,还可以改善建筑冷、热环境。在外墙保温系统的设计中,我们可采用内保温复合外墙、夹心复合外墙或外保温复合外墙等形式,而对于墙面可利用挑檐,阳台等遮阳设施或浅色墙面、反射幕墙或植物覆盖的可呼吸外墙等,这些具有良好生态性能的外墙,对于改善建筑室内环境,减少建筑耗能有着重要作用。在门窗的设计中,一些塑料面及其复合窗等的应用也大大提高了门窗等围护结构的热工性能。同时,我们也可以采用中空玻璃和控制窗墙面积比的方法来有效的减少门窗在护结构中的热能损耗。在保证日照采光的前提下,北面观景露台或阳台用密封阳台封闭起来,外门设门斗,屋面检修孔进行封闭措施等均能取得很好的节能效果。
四、提高建筑整体的能源使用效率
提高建筑供暖和制冷系统的效率,提高管网传送效率、提高用户端的计量和室内环境控制装置的效率、建筑设备行业在设计、安装、运行、调节甚至经营管理模式采用高新技术等都可以有效的提高建筑整体的能源使用效率,进而减少建筑能耗的损失,达到节能减排,绿色环保的目的。
结束语:
环境保护和节能减排不是一个人的事,也不是一代人的事,而是需要我们几代人为了共同的目标不断的努力奋斗。同时,这也需要政府提高环保节能意识,设立相关的经济奖励制度和对新技术产业的扶持政策,从而鼓励和唤起人民的节能环保意识,使人民有信心,并乐于加入到建设节能型社会的大潮中来。只有不停的在实际工作中发掘问题,解决困难,绿色节能建筑的发展与应用才能快速有效的进行下去。
参考文献:
【关键词】 弱电工程 智能建筑 系统设置 质量控制
设计形态和智能化程度,是衡量现代都市建筑的基本标准。而智能建筑弱电整体系统由以下几个分系统组成:一、办公自动化系统;二、通讯网络系统;三、公共安全防范系统;四、建筑设备监控系统;五、结构化布线系统;六、弱电电源及接地系统。智能建筑弱电工程的实施中,建筑体本身只是充当一个媒介,凸显出弱电工程建设的合理、舒适和便利的特征。细节设计方面,要依据建筑体的本质特点,并融入业主需求和环境条件的多方面考虑。保证技术方面的先进实用,和建筑主体的外观现代,而且在建筑体统彼此间的兼容性和拓展性方面,也要下点功夫。
1 智能建筑公共广播系统
智能建筑中的公共广播系统按区域类型划分可分为两类,一是私密性较强或可能出现嘈杂噪音的地方(如独立办公区和公共停车区);二是公开公用性质的区域(如公司服务大厅、展场),这种性质的建筑主体则需要独立的或较为专业的广播设备。这类建筑涉及到的公共广播系统,需要有两项备用广播,首先是平常需要使用的播放效果广播,然后是紧急状况发生时的紧急提示广播。
在公共广播系统设计中,广播分区划分、扬声器特性确定功放器和扬声器的功率性能、紧急提示广播切换、系统模式以及路线设置都是要纳入设计考虑的重要因素。上一段中提到的两种区域分类里,就有要求扬声器特性确定功放器和扬声器的功率性能的设计要十分严密的建筑群体。简单来说,就是依据建筑主体对广播的要求,在确定扬声器规格以后,确定分区布置扬声器的功放效果和功率瓦数。在此特意提出,公共广播系统中,着重强调“多功能”的布置,其中,紧急状况发生时必要的警告广播,要再有最高的逻辑优先权利。例如火灾发生时,紧急提示广播的消防感应信号发送到达后,要保证线路立马切换至相对应的紧急提示回路上。
2 智能建筑视频安防监控系统设计
以普及的建筑群体的视频安防监控系统的设计为例,主要涉及到三个方面,车辆进出口管理系统、闭路电视监视系统以及警报防盗系统的设计。下面,笔者对一下三个监控系统设计做简单的原理分析和线路介绍。
2.1 车位引导及反向寻车系统设计
随着经济时代的普及,现代的建筑群体不论是小区还是商业大楼,都必须匹配相应的停车场所,其所属范围毫无疑问的归属于安防监控系统之中。智能化的停车场地,基本都是依赖于电子设备的监控和人工的辅助管理。其基本设计理念如下:
首先,需要设置探测停车位上是否有车辆的超声波探测器,依据发射和反射的反应时间和反馈波形来判断位置的空缺与否。通过控监控室的控制设备,确定空缺车位数目,从而引导下一车辆进入以后能够停放在较为适宜的位置上。LED车位显示屏,与方向引导管理器相连接,在车辆进入停车区域以后,线路开启,控制车道引导灯,指明车辆停放路线。车辆开出时,又回归探测阶段,数据传输至控制器,显示车辆空位。
2.2 闭路电视监视系统设计
公共区域的管理,不管是小区安全的保证还是办公区域的隐秘保证,都需要相关监视系统的设置,从而保障业主或使用者的利益。闭路电视监控系统所涉及的设备就要比车辆管理系统的少得多。总共可分为四大部分:一是基础的影像存储设备;二是信息传输分配系统;三是整体控制系统;四是影像处理显示系统。其中,影像存储设备将影像送至信息传输分配系统中,分配系统再将接受到的信息传至控制系统,控制系统最后传送至处理显示系统。作为信息反馈的完整性,影像存储系统和传输系统同时受到控制系统的调配。以上,为闭路电视监视系统的主体介绍。
2.3 警报防盗系统设计
警报防盗系统,由应用光纤、光缆组合而成的影像传输系统,再由相关的显示和记录系统构成整体的监视系统。相应的建筑布置设计上,应该在布置走线时将监视器械与警报鸣笛装置做好连接,保证监视器械的摄、录功能的正常运行。现在普遍的智能建筑中,都用该系统代替传统的人工监视,不同于人工监视的地方在于,影像的实景存储、回放,并在监控范围上有了绝对掌控。而其最大的优势不仅在于人工代替上,而且该系统在连接了警报系统之后,就能够触发报警系统,记录实时录像并向相关安保部门发起警报。
3 无线共用电视系统CATV设计
无线电视系统是现代智能建筑中,满足业主使用的基本功效之一,而基于CATV的无线共用电视系统不仅能够接受广播电视信号,还能对储存的调频广播和节目进行放送。CATV系统中,在画面图像的高品质保障和弱场信号地区的收视问题上都给予了充分考虑。所以,在CATV的前端在电平分配上,有充分的系统输出空间。
4 智能建筑布线系统结构化
布线结构化,是近年来对布线系统进行整体更新以后提出的。其主要针对对象正是智能建筑,主要是满足建筑使用方的通讯和计算机设备的功能。设计方面,出于对智能建筑的使用功能,应该将通信系统另外布线,区分开来。智能建筑的布线结构化,主要针对计算机管理系统,基本需求就是16MHZ传输数据大致为10MBPS或更为低速的数据要求。
5 结语
伴随时代科技的飞速发展,建筑设计对相关弱电工程系统设计的要求也倾向于高智能化的方向发展。以上是笔者结合了自身对智能建筑弱电工程系统设计布置的实践后作出的综合总结。然而现代科技技术的飞速发展,智能建筑的弱电工程方面还有许多需要思考和探索的更新技术,只有保持终身学习积极向上的态度,保障弱电工程设计上能保持与时俱进的技术发展。
参考文献:
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