智慧建筑行業前景范文

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智慧建筑行業前景

篇1

然而對于一個現代城市而言,更多的建筑正在趨于平庸,類似火柴盒一般的設計,迅速地在攤平著一個城市的面積,一環又一環,毫無新意。千城一面?當然,城市的發展在迅速“大餅化”的同時,寸土寸金的地價也在讓建筑向著地上和地下兩個維度發展,所以就有了摩天大樓、建筑綜合體、地下環廊這些建筑形態。區別于火柴盒,因為高、大、異形,它們往往被冠以城市的地標,成為一個現代城市最流行的IN語。

無論是歷史陳跡,還是流行IN語,有一點相同的是,建筑中貯存的人文精神從未消失。只不過對于陳跡,它的表現形式為手工的刀石斧鑿,雕梁畫棟;而對于現代建筑而言,機械化、智能化的便捷、暢達、互聯感知則是新的表現。這一點,在智能建筑概念興起后,得到了業內更多的認同。

就智能建筑的內涵而言,BIM/物聯網/新材料的應用,在繼綜合布線、安防、強弱電之后,成為新的關注點。BIM的應用,讓建筑業進入到全生命周期管理時代,而物聯網技術的引入則提高了建筑本身的智能化水平……

《2013-2017年中國智能建筑行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》顯示,我國建筑業產值的持續增長推動了建筑智能化行業的發展,智能建筑行業市場在2005年首次突破200億元之后,也以每年20%以上的增長態勢發展,2012年市場規模達到861億元。和世界其他國家相比,2012年我國新建建筑中智能建筑的比例僅為26%左右,遠低于美國的70%、日本的60%。這意味著我國智能建筑行業仍處于快速發展期,隨著技術的不斷進步和市場領域的延伸,未來幾年智能建筑市場前景仍然巨大。

對于智能建筑行業的快速發展原因,中國智能建筑行業協會會長黃久松表示,可以從內、外因兩個角度來總結。究其內因,智能建筑是隨著人類對建筑內外信息交換、安全性、舒適性、便利性和節能性的要求產生的。智能建筑及節能行業強調用戶體驗,具有內生發展動力。建筑智能化提高客戶工作效率,提升建筑適用性,降低使用成本,已經成為發展趨勢。

篇2

(商丘工學院 土木工程學院,河南 商丘 476000)

摘 要:文章簡介了建筑電氣與智能化專業的歷史沿革、招生現狀及就業前景,從建筑電氣與智能化專業的形成背景、基本概念、技術基礎、就業趨勢等方面剖析了該專業的相關內容,提出了招生現狀與就業需求之間的矛盾,并依據矛盾提出了解決方案,為該專業今后的發展奠基。

關鍵詞 :建筑電氣與智能化專業;起源;招生;就業

中圖分類號:G71文獻標志碼:A文章編號:1000-8772(2014)13-0198-02

1 引言

在信息高速發展的時代,科技對建筑的影響越發潛移默化,科技使建筑功能有了“質變”的飛躍。現代IT技術賦予建筑以“靈魂”是對建筑最為突出的特征賦予,使可持續性建筑(Sustainable Building)具有高產出、高效能和生態平衡能力的特征。建筑電氣與智能化專業是使得建筑能建立在現代信息技術基礎之上,逐步成為具有與人和社會和諧、與人和自然平衡共生的綠色建筑(Green Building),成為具有時代特征的“智能化”建筑或“智慧型”建筑。

2 建筑電氣與智能化專業的歷史沿革

從1984年美國的一座38層高的舊金融大廈取名為City Place(都市大廈)開始,“智能建筑”一詞便形成且得以廣泛的應用。從第一座大廈誕生后,智能建筑便以蓬勃發展的勢頭在世界范圍形成。

我國智能建筑起始于20世紀80年代末90年代初,1990年建成的北京發展大廈是智能建筑的雛形。1993年建成的廣東國際大廈為我國大陸首座智能化商務大廈。它具有較完善的“3A”系統【建筑設備自動化系統(Building Automation System,BAS),通信網絡系統(Communication Network System,CNS),辦公自動化(Office Automation System,OAS)】及高效的國際金融信息網絡。政府也加強了對建筑智能化系統的管理,先后出臺了相關的規范和規定,2001年建筑部87號令《建筑業企業資質管理規定》中設立了建筑智能化工程專業承包資質。

目前,智能化建筑已成為一個國家綜合經濟實力的具體表征。智能建筑可以利用樓宇自控系統作為快速數據處理的手段,預先計劃并周期性地作出報告,且當今世界,國民經濟對數字化城市、綠色與智能建筑的要求越來越高,這樣建筑電氣與智能化專業就應運而生了。

3 建筑電氣與智能化的現狀

建筑電氣與智能化專業是教育部2006年新批準開設的本科專業,此專業的設立順應了智能建筑行業發展的歷史需求。截止2009年底教育部正式批準設置“建筑電氣與智能化”專業的高等學校有近30所,設置相關專業方向的有近百所,申請該專業的學校越來越多。

3.1 基本概念

建筑電氣與智能化就是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創造、維持與改善限定空間和環境的一門學科,它是介于土建和電氣兩大類學科之間的一門綜合學科。

3.2 技術基礎

(1)計算機控制技術基礎

計算機控制技術是計算機技術與自動控制技術相結合的產物,是構成智能建筑設備自動化系統的核心技術之一。計算機控制系統主要由硬件和軟件兩部分組成。計算機控制系統的結構形式一般可分為集中式系統、集散式系統和現場總線控制系統。

(2)計算機網絡技術基礎

計算機網絡技術與通信技術相結合,是智能大廈的核心技術。涉及通信網絡技術,辦公自動化系統和建筑設備自動化系統,延伸到大廈的各個樓層及角落。

(3)現代通信技術基礎

現代通信技術基礎是實現大廈內部、大廈與大廈、大廈與國內、國外信息交流不可缺少的關鍵技術。現代通信的內容涵蓋了多媒體通信、計算機通信網絡、個人通信、數字圖像通信、移動衛星通信、程控交換、信息高速公路等。

(4)照明系統

當今建筑,燈光越來越重要,且照明系統的改善、節能和科學管理在現代建筑中也被更加重視,采用建筑電氣的智能化系統,合理的選擇光源、燈具、電線及性能優越的照明控制系統、提高照明質量及節能效果,改善現代建筑的環境。

(5)火災報警系統

火災報警系統在現代建筑中的作用越來越大,使用也越來越普遍,根據不同工程的不同要求與各種滅火設施及通訊裝置聯動,形成中心控制系統。即由自動報警、自動啟動滅火、安全疏散指令、系統過程顯示及消防檔案管理等組成一個完整的消防控制系統。

(6)BA系統的檢測技術基礎

在智能建筑中,應用大量檢測設備(傳感器)及執行機構設備,在智能樓宇內對各種物理量的檢測與控制的執行和這些設備運行狀態密切相關。

(7)樓宇智能化系統的集成技術基礎

樓宇控制系統包括以下內容:冷凍站設備的控制和監視,空調機組的控制和監視,新風機組的監控和監視,給排水系統的控制和監視,供配電設備的監視和安防系統等。

4 就業趨勢

建筑電氣與智能化專業本科畢業生的就業前景主要是面向建筑行業工程單位,從事建筑電氣的構圖、設計、施工、安裝、調試、運行、維護等。作為近來發展起來的一個新領域,建筑電氣智能化給人們營造了一個良好的生活和工作環境,大大的提高了效率及經濟效益,是現代建筑行業中發展較為迅猛的領域,有著不可估量的前景,社會對“建筑電氣與智能化”專業方面的人才需求量也將會越來越大,其就業前景相當廣闊。

5 招生現狀與就業需求之間的矛盾及解決方案

由于建筑電氣與智能化為新開專業,很多人對其并不了解且缺乏對專業知識方面的學習興趣,所以目前招生現狀并不樂觀,這與日益增長的社會對“建筑電氣與智能化”方面專業人才的需求量形成矛盾,除此之外,從事這方面工作的畢業生所掌握的知識和能力也不能滿足社會的切實需求,所以,提出解決方案,學校應加大對該專業的宣傳,讓報考學生充分了解該專業的基本信息及就業前景,鼓勵學生向社會最需要人才方面發展,更要使即將畢業的大學生一定要獲得以下幾方面的知識和能力;

1.掌握供配電設計及管理,各種電氣設備的安裝、運行、調試與維修等知識技能。

2.能夠從事信息科學與現代建筑相結合的建筑智能化技術方面有關的工程設計、實驗分析、科學研究、技術開發、經濟管理以及計算機技術應用等領域工作。

3.能夠從事自動控制工程及智能化領域的工作。

4.能夠從事物業管理方面的技術管理工作。

5.能夠從事建筑工程、房地產公司的現場施工管理或監理工作。

6.能夠從事現代工業自動化系統的設計、管理、調配與維修工作。

6 結束語

建筑電氣與智能化是一個綜合多種學科的新專業也是一種新事物,往往新產生的東西都會給人帶來疑問,而建筑電氣與智能化的普及對人們的生活質量有著質的改變,所以我們要盡可能的為建筑電氣與智能化專業的發展奠基,緩解人才緊缺問題。

參考文獻:

[1] 孫景芝,李志平.建筑智能化系統概論[M].2005.12.

[2] 杜明芳等.建筑電氣與智能化專業內涵及發展定位探析[J](ICCCT2010).

[3] 楊紹胤.建筑電氣與智能化工程入門[M].中國電力出版社.2012 .

篇3

不久前,Redwood Systems正式推出最新的照明和建筑性能管理第三代智能平臺,它能夠通過一個高效益的照明解決方案提供實時的動態建筑智能管理。高密度的傳感器網絡可實現極為流暢的單燈具調光或一鍵式日光采集,并針對用戶使用的照明測量實現高精確度傳感。上述場景正是基于這樣的技術背景而實現的。除此之外,這些傳感器還可自動交付數據和警報,報告工作區域的利用情況,包括亮度級、溫度、占用數據和實際功率消耗。有了這一數據,基建管理人員以及業主就可以在充分了解相關信息的情況下在建筑照明、暖通制冷,以及戰略性不動產建筑規劃方面做出具有成本效益的決策。

在康普看來,未來的世界是數字化的世界,所以提供傳遞這些數字化信息的物理通道,將不同的數字集中在一個平臺上已成為未來的核心。“我們要提供一個成本效益比較高的平臺,從而實現真正意義上的智能建筑。”康普企業解決方案高級副總裁Kevin St. Cyr說。

小心臟 大智慧

康普的智能化之路是“蓄謀已久”的。其核心業務是建設網絡基礎構架,然而在整個地球智能化的喧鬧下,康普也產生“智慧布線、智慧網絡”的思路,慢慢地衍生出智能化的基礎建設。今年7月,康普成功收購了為數據中心和建筑樓宇提供LED照明解決方案和集成傳感器網絡的企業Redwood Systems,使康普能夠提供全面且自動化程度較高的智能建筑基礎設施管理平臺。

據了解,Redwood Systems所開發的建筑平臺節能功耗比辦公樓所使用的傳統熒光燈照明系統高出75%,比數據中心的傳統熒光燈照明系統高出90%,并能分級監控空間利用率、溫度和功耗。

“這不是一個虛假的數字,而是Redwood Systems的革命性所在。”康普大中國區技術經理吳健介紹說,“市場上大多數燈的供電線路和控制線路是分開的,供電是高壓交流,控制變成了低壓直流。康普的照明系統是將供電和控制二合一,采用了專利網絡技術和低壓直流電架構,只需要一個系統一套線路和一套硬件設備為燈供電。”

原來的服務對象只是網絡服務,現在一箭雙雕,實現了燈光網絡二合一,這樣的做法確實很有獨特性,因為LED本身已具有節能效果,外加統一的控制無疑是更加節能環保和降低資源成本的好方法。與此同時,康普在每個LED燈的傳感器設計上也下了番功夫。

目前,很多廠商的LED燈是通過增加特定的傳感器、后臺系統和低壓直流系統才能控制,導致照明、溫度等都是不同的控制系統,線路有些復雜。而在康普的這一套系統里,每一個LED燈背后都有一個集成五種傳感器于一身的適配器,最終對傳感器的數字化信號進行了集中化的處理。這五種傳感器包含了燈光、移動物體的感知、溫度、濕度和粉塵度。

拿一個例子來說。在炎熱的夏天去參加某公司的大型會議,男士們都是西裝革履,而女士們一般是短裙裝,空調開太大女士們會覺得有些冷,空調開太小男士們會覺得熱,這種情況下這些傳感器就會根據會場的空間利用率、溫度、人數來智能控制空調的溫度,營造出一個適宜的和諧環境。吳健補充說:“盡管我們的集成化第一目標是燈光,但還可以擴大到其它智能控制領域,因為燈光還有指標、報警、引導的作用。”

不要著急,一套完整的智能建筑系統不是那么容易完成的。一個樓宇有四大基礎設施,水,電,風和通信網路,這里面包含安防、銅軸電纜、無線基站等等的多套系統網絡,而康普現在要做的將這多套系統網絡統一到一套傳輸線路里,這樣就會大大節省資源,而且易于管理。只有將中樞神經修理好以后,后續的傳感功能就是錦上添花了。“我們的未來是要統一,這也是整個智能建筑行業發展的必要趨勢。”吳健表示,“傳感器的部署加上網絡系統的數據收集,未來我們的產品會向綜合統一的平臺去進發,將來會管理綜合布線、數據中心、照明系統以及周圍的環境,形成一套完整的智能化系統。”

康普現在是以智能照明為引導正在逐步向智能建筑的各個方面延伸,而一旦這個統一的平臺搭建完成以后,將會產生很多有價值的數據。“真正數字化以后的核心是軟件定義網絡,未來所有的行業都會進入基于軟件的方式來管理所有的硬件。”吳健說。

小市場 大作為

目前的情況是,很多智能化的概念始終超前于市場化的進度,因此導致很多行業的智能化項目變成了一件“吃力不討好”的活。

康普Redwood Systems 不僅以智能照明為主打,還能成為智能建筑管理平臺。但從整個行業的角度來說,家居和商業樓宇目前的照明技術趨同化嚴重。而隨著智能化概念的追捧程度不斷升溫,智能照明的企業市場也趨于飽和。可從表象上來看,智能照明和智能建筑的理念并未得到大范圍的使用。

因為康普本身的行業特點,它可以從以往綜合布線的用戶群入手,其中包含了金融、制造業、學校、酒店和商業樓宇等。“我們更多是從智能管理的角度去進行推廣。”吳健介紹道,“從第三方數據來看,照明的電能消耗占樓宇總電能消耗的40%左右,所以我們首先考慮從商業樓宇開始去推廣Redwood系統,幫助樓宇實現節電節能、降低成本。相應后臺的數據中心會通過前端多個傳感器的信息收集來對機房進行深度的管理。”

然而從其目前Redwood系統的用戶來看,全是微軟、Google、Facebook、SAP這樣全球性的大企業。由于他們本身是軟件企業,所以對新技術的認可度自然會非常高。相比之下關鍵的區別還是在于國內外對于節能的理念有很大的不同。“國外比較流行按投資回報率計算,然后看到自己所得的利益,或者節能的效果。而國內的用戶,基本上都著眼于初期投資,一旦初期投資提高,就會攔住一大部分用戶的熱情。”吳健說道。

這是整個行業所面臨的一個共性問題。據了解,智能化照明系統初期投資一般會比傳統的照明高出一倍左右,這也直接影響到用戶使用的積極性。在吳健看來,康普Redwood系統現在面臨的挑戰主要有兩個,第一個是智能樓宇和數據中心的設計理念要改變。“我認為從前期設計開始就要給用戶一個漸進的接受和認知過程”;第二點要完成真正的節能,需要有突破性的技術和理念,因此也提高用戶對于技術節能的接納度。

篇4

關鍵詞:嵌入式技術;樓宇;智能化;

中圖分類號:TL503.6文獻標識碼:A文章編號:

一般來說,智能建筑往往是從樓宇的智能化開始的,嵌入式技術的應用使得智能建筑內的各種電氣設施如空調系統、通風系統、給排水系統、照明系統、變配電系統、電梯系統等等,通過網絡技術、信息技術的應用進行實時監控,取代了分散管理,既節省了能源、節省了人力的浪費,又提高了建筑的舒適性與安全性。

一、嵌入式技術概述

嵌入式是一種專用的計算機系統,一般情況下,嵌入式系統是將一個控制程序存儲在ROM中處理器控制板,是智能裝置或設備的一部分。近年來,嵌入式技術被廣泛應用于多個領域,如手表、微波爐、錄像機、工控、多媒體、網關、汽車等,有的還植入了操作系統。

嵌入式技術的應用距今已有30多年的歷史,主要以計算機技術為應用基礎,由嵌入式微處理器、硬設備、嵌入式操作系統及應用軟件等部分構成。在人們的工作、生活中,如工業控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統、POS網絡及電子商務、環境監測、機器人等領域應用廣泛。隨著我國房地產業的快速發展,嵌入式技術同樣被廣泛應用于智能建筑當中,為人們的生活帶來更多舒適性體驗。樓宇智能化的概念已經越來越深入人心,鳥巢、水立方,上海金茂大廈、世博會中國館、環球金融中心等應用樓宇智能化的建筑不斷出現。目前樓宇智能化在北京、上海、廣州、深圳等一線城市高檔住宅中應用普遍,成為高檔物業新潮流,樓宇中通訊、監控、管理自動化程度越來越高。

二、基于嵌入式技術的智能樓宇的組成

1、建筑設備自動化系統(BA)

樓宇智能系統實現建筑物內的各種機電設備的自動控制,對建筑物內部的供水、變配電系統進行監控、測量,以保證大樓水電的正常供應,并能通過對空調、外墻照明等系統的綜合控制達到節約能源、減輕管理人員勞動強度的效果。該系統通過信息網絡組成分散控制、集中監視與管理集中系統對筑物內部的設備進行實時監管,能夠隨時按需調整建筑物內部的溫度、濕度、照明強度和空氣清新度,提供一個安全、舒適、高效而且節能的工作環境。

2、通訊自動化系統(CA)

通訊系統是保證建筑物內圖像、數據、語音、傳輸的基礎。該系統以數字程控交換機為核心的、以話音為主,兼有數據與通信的電話網,連接各種報告數據處理設備的計算機局域網、計算機廣域網、公用數據網、衛星通信網、無線電話網和綜合業務數字網等向使用者提供快捷、有效、安全和可靠的信息服務,包括語言文本、圖形、圖像及計算機數據等多媒體的通信服務。保證建筑物內語音、數據、圖像傳輸的基礎,同時與外部通信網相連,與外界互通信息。

3、辦公自動化系統(OA)

辦公自動化系統是運用計算機技術、通信技術、多媒體技術等先進技術,使人們的部分辦公業務借助于各種辦公設備,并由這些辦公設備與辦公人員構成服務于某種辦公目標的人機信息系統。辦公自動化系統由多功能電話機、高性能傳真機、各類終端、個人電腦、文字處理機、服務器、存儲設備等各種辦公設備、信息傳輸與網絡設備和相應配套的系統軟件、工具軟件、應用軟件等組成。

4、火災報警與消防聯動自動化系統(FA)

火災報警系統在現代智能建筑中起著極其重要的安全保障作用。火災報警系統是智能建筑中的一個子系統但其又完全脫離其他系統或網絡的情況下獨立運行和操作,完成自身所具有的防災和滅火的功能,具有絕對的優先權。通過建筑物內不同位置的煙感和溫感探測裝置提供的信號進行確認后報警,同時啟動火災聯動系統,包括關閉空調、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統運作、緊急廣播疏散人群,從而使得盡可能的減少生命、財產損失。

5、安全保衛自動化系統(SA)

安全保衛自動化系統是通過安全防范、一卡通、公共應急廣播等系統對建筑物及周邊內日常出現的事件進行分析整理,通過文字、圖像、聲音等方式傳送到管理中心交管理人員處理,該系統能夠對建筑物及周邊各個方面不同種類的信息全方位監控,并能根據事件種類做出相應聯動將各個相關專業緊密的聯系在一起,能夠很大程度上節約人力、物力,真正做到系統自動。

三、基于嵌入式技術的樓宇智能化的發展趨勢

我國每年新增的建筑面積約20億平方米,加之政府對樓宇智能化建設規范化、科學化的引導,業內普遍看好樓宇智能化的發展。21世紀的住宅、居家新思潮――節能、環保、綠色、智能,在2010年上海世博會得到充分展示、各國場館展示了大量城市家居生活的新理念、新技術、新產品、新工藝,尤其是節能、低碳、綠色、智能等技術成為亮點、眾多場館集中應用國際先進的太陽能、LED照明、冰蓄冷、地源熱泵、屋面雨水收集利用、江水源循環冷卻降溫、氣動垃圾回收、綠地節水灌溉和可再生材料使用等多項節能技術和手段,展示了未來低碳、綠色智能城市建筑的前景和成功范例。在這樣的趨勢下,未來的智能樓宇發展方向要從深度和廣度方面來談。

1、通信技術

數據衛星通信技術在智能建筑中的應用與移動通信系統的結合,實現電視會議、遠程監控、遠程醫療和遠程教學。

2、網絡技術

網絡控制技術在智能建筑中的應用包括:改善智能建筑內樓宇自控系統、綜合保安系統、火災報警等異構網絡環境的控制與聯動結構;用控制網絡的分布式和嵌入式智能化技術為樓宇治理自動化提供新的治理模式;通過控制網絡通信實現實時數據治理與機電設備運行過程控制;利用信息網絡的應用集成,以實現對智能建筑內的機電設備與安全報警治理的遠程監控和數據采集。

3、節能控管系統

樓宇節能控管系統是將現代IT技術、智能樓宇控制技術及現代樓宇節能技術有機融合,采用開放的TCP/IP通訊協議,以BORRY專利技術――通用網絡控制器(NDDC)為核心,實現機電設備的網絡化.并創新性地將樓宇自控與節能管理融于一體的網絡節能控制系統。通過網絡對建筑物內的空調系統、供暖系統、給排水系統、變配電系統、照明系統及電梯系統等眾多分散設備的運行狀況、安全狀況、能源使用狀況實行集中監控、管理和分散控制,在滿足樓宇舒適環境的同時,實現樓宇各耗能子系統的網絡化、智能化及專家級的管理與服務,達到系統高效節能運行的目的。

4、物業治理技術

基于寬帶的物業治理是充分應用信息與網絡技術,將建筑智能化系統和計算機物業治理系統集成到綜合信息服務平臺上,實現具有集成性、交互性、動態性的物業治理模式。

5、無線網絡技術

該項技術利用微波、激光、紅外線作為傳輸介質,擺脫了線纜端聯接受地理位置制約的局限性。其在智能建筑中的應用表現為:在智能建筑內的餐飲、娛樂、購物等商業POS機的無線局域網的連接,實現移動電話瀏覽網頁,以及無線會議電視及視像信號的傳輸、交互和接入服務等功能。而廣度是指隨著時代的前進與發展,“智能建筑”的概念范圍也在不斷地發展與充實。早期智能大廈主要是指“樓宇自動化系統”。隨著科技的發展,建筑智能化技術在住宅建筑中的大量應用,供人們居住的具有智能化、信息化、數字化功能的住宅小區不斷涌現,智能小區改變了“智能建筑”原有的涵義,成為“智能建筑”的另一重要組成部分。“十二五”規劃中,提出了建設智慧城市的理念,這又拓展了智能樓宇所能涉及的范圍,通過技術革新和智能管理建設智能樓宇是智慧城市不可或缺的一部分。基于嵌入式技術的智能樓宇而構建起來的未來智慧城市將涉及多項智能服務領域,實現智能化電力、交通等公共服務,手機綁定一卡通,便能刷門禁、車禁、購物;無論身在何處,用手機都可開關電器、窗簾;企業用不著倉庫存儲,只需通過電腦控制物流……這些電影情節,將在智能城市中逐步上演。未來,城市服務將以創新的方式融入人們的生活;城市管理將變得更加快捷高效,將誕生更多新興的產業形態,出現更新的科技服務托管模式。“智能+互聯城市”的全新理念,意味著今后人們開始超乎想象的高新科技生活。

三、結語

基于嵌入式技術的智能樓宇是科技時代的必然產物,是信息技術與現代建筑的有機結合。在未來的建筑發展中,傳統的建筑模式必將被樓宇智能化所代替,這也是社會發展的必然性,面對信息化時代的到來,智能化、自動化技術將深入滲透到建筑行業中,未來,智能化樓宇將大放異彩,擁有無限廣闊的前景。

參考文獻

[1]呂景泉.樓宇智能化系統安裝與調試[M].中國鐵道出版社,2011(7):5-9.

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【關鍵詞】 建筑給排水 發展現狀 前景展望

1 建筑給排水所轄的工程范疇

隨著建筑業的蓬勃發展,建筑給排水專業亦在迅速發展,建筑給排水也已發展成一個相對完整的專業體系。就其所轄的工程范疇分類,“給水系統”主要包括生活給水系統、生產給水系統、中水系統、消防給水系統以及組合給水系統;“排水系統”主要包括生活排水系統、工業廢水排水系統以及屋面雨水排水系統。這些系統中包括了水質處理,水質、水溫、水壓保證及供水、配水、排水、通氣等眾多技術內涵。消防系統有消火栓系統、自動噴水滅火系統,其他非水滅火劑的固定滅火系統,如二氧化碳滅火系統,干粉滅火系統,鹵代烷滅火系統等[1][2][3][4]。

2 建筑給排水工程(系統)的發展現狀

建筑給排水工程(系統),在我國自建國以來先后經歷了房屋衛生技術設備階段、室內給排水階段(反思階段)以及建筑給排水發展階段。其中,建筑給排水是建筑行業重要的組成部分。隨著建筑業的發展,建筑給排水專業迅速發展,已成為給水排水中不可缺少而又獨具特色的組成部分。

2.1 給水工程(系統)

目前我國常用的增壓設施有氣壓給水設備、變頻調速給水設備和水泵等。氣壓給水設備已形成補氣式、隔膜式兩大系列,變頻調速給水設備和水泵的技術的運用已日趨成熟。多層建筑和高層建筑的給水一般都采用分區進行的。不同的建筑給予不同的給水方式。用于分區給水的減壓閥一般都采用比例式減壓閥。其結構簡單,減壓比例穩定,工作平穩,使用可靠。在建筑給排水中,節水重點在于推廣節水配件和建筑中水道。目前已有定型產品可供選用。

2.2 排水工程(系統)

衛生器具直接反映人們的生活水平和生活質量。伴隨著生活水平提高,其發展更注重舒適、可靠、安靜、節能。特制排水系統:特制排水系統可減少立管數量、改善排水系統通氣條件、增加排水橫管連接數量。排水管材:排水管道材料一般包括塑料管、復合塑料管、鋼鐵排水管等。塑料建材是化學建材的主力軍。復合型塑料管可以減少排水水流噪聲。鑄鐵排水管在不少場合還是首選的排水管材之一。

3 建筑給排水工程(系統)現存的主要問題

3.1 轉變全局觀及考慮資源環境的發展觀念

“以人為中心”這個觀念還未在我國建立。如果不能以人為中心,那么在技術發展過程中,就有可能盲目追求產值和利潤,就會生產不對路的產品,就會不顧資源的節約和環境的保護,就會不斷破壞生態平衡和生存空間。這樣,說嚴重些人類最后會毀滅自己,反之則情況就會有根本的變化。

3.2 提高產品的生產標準

產品標準的制定是指導產品生產的重要技術資料和基礎工作。建筑給排水和衛生設備方面的產品標準在建設部起步較晚,而且尚未制定體系表,也遠未形成產品標準的完整體系,缺項甚多,還有大量的工作要做。產品標準的另一個問題是標準水平的提高和與國際標準的接軌,以此可提高我國產品的整體水平。

3.3 加強科研機構建設

科研是技術發展的基礎,科學史第一生產力,因此科研機構的設置必不可少。科研機構應重視碩士研究生的培養,產品的更新換代、研討會對課題的深化、工程實踐等問題,這些科研工作如果取得一定的成績,將會給建筑給排水行業帶來革命性的發展。

3.4 強化專項人才培養

技術的發展,科研的發展,關鍵在于人才,人才在于培養。建筑給排水專業的人才培養,主要依托高等院校的專業教學,因此應加大大學高等教育的投資,培養出更多的優秀人才,從而推動建筑業的發展以及人類建筑史的革命性進展。一本合適的建筑給排水教材應有理論、應有特色、應有時代氣息,應有工程建設標準化的基本知識。而教師應肩負起歷史的使命為國家為社會培養出德智體美勞全面發展的十字形人才。

4 建筑給排水技術發展方向

建筑給排水的主要任務就是為人們提供符合國家水質標準的生活、生產用水,保證消防給水系統正常運行,保證排水通暢。以下從不同角度解析建筑給排水的發展方向。(1)給水設計發展方向。對于學校、酒店、辦公樓等公共建筑,均應設置帶有延時自閉閥的蹲式大便器。為便于檢修給水管道,每個單體建筑都需要設置戶外控制閥門。主要目的是為了防止底層住戶發現下水管發生堵塞冒水現象時,可及時關閉給水總閥,將排污量降至最低,將事態控制在有效范圍內。在安裝室外閥門時,要注意安裝型式。(2)排水設計。我國通用給排水標準圖集中對圓形鐘罩式地漏的存水高度做了具體規定,但是其存水量小,水分蒸發會破壞水封。我們可以在樓房承接糞便污水的排水系統地漏部分,設置與排水系統相配套的存水彎,可以有效解決串味現象;(3)建筑節能給排水。我們需要推廣國民使用節水型衛生器具與配水管件。雖然這樣的節水設備價格較為昂貴,但是一套質優的節水設備可對節約水資源產生巨大的作用。例如我們日常生活中常用的淋浴噴頭、節水水箱、自動控水系統等[5]。

5 結語

第十二個五年計劃期間, 建筑給排水將擔負新的歷史重任, 同時也面臨新的挑戰。作為建筑行業的新生力量,我們有責任肩負起歷史賦予我們的使命,充分發揮人類的智慧,將建筑科技與技術推向一個新的巔峰,要相信迪拜高塔不會永遠是最高的建筑,沒有最高只有更高。建筑給排水要更考慮節約和以人為本。從給水、排水、水資源的保護走全面、均衡、務實、安全以及創新的道路。建筑給排水工程是益民工程。隨著知識經濟社會的不斷發展,GDP 的不斷增長,國民生活環境質量與水平越來越高,對建筑給排水技術提出更高的要求。我們作為新生主力軍要認真分析當前國民對建筑給排水系統的需求,堅持建筑給排水的健康、穩定、創新可持續發展。

參考文獻:

[1]《全國民用建筑工程設計技術措施―給水排水》.2009年版.

[2]《建筑設計防火規范》GB50015-2006.

[3]《建筑給水排水工程》(第6版).

篇6

生 存 篇

少年的困難

世故多歧,人生困苦。

1973年8月,夏學云出生于重慶的一個小山村,家里很窮,缺吃少穿,生活非常艱辛。那時還是大集體,父母每天要早出晚歸,忙于農活,掙工分養家。窮家的孩子更懂事。夏學云5歲開始做飯、洗衣、喂豬、帶弟弟,幫助父母分擔一點辛勞,每天為一日三餐奔忙。“千金難買少年窮”,窮苦的童年質樸生活正是寶貴的財富,它能讓一個人自立、自勵、進取,克服人生中的艱難困苦。窮則思變,向往成功;成就事業是人生的亮點。就這樣他憑著小時候的磨難,養成了拼搏向上、堅強不屈的品格。

打工的艱辛

成功是從失敗的土壤中頑強地生長出來的。

1991年,18歲的他獨闖北京,剛到北京時做過飯店臨時工,只給吃飯無工資,做過建筑工地小工4元錢一天,做過建筑技術工人,做過建筑工地施工員,做過質量員,當過采購,做過生意。冬天,他頂風冒雪,夏日,他揮汗如雨,夙興夜寐,努力工作,但都以生活閱歷和工作經驗不足而以失敗而告終。離開北京時,他說:“我一定要成功,要獨立門戶”,這是他最早立下的誓言。直到后來他創業時,才有足夠的動力,才能吃苦耐勞,自己跑工地,管工地,管業務,獨自一肩挑。

1994年春天回到老家,他開辦了磚瓦廠以及酒廠。開始時生意還可以,但四川人多,很快很多人跟L打價格戰,造成質量問題,欠款收不回,1995年底他看情況不好立即關閉兩個廠,并欠下些外債。第二次創業又以失敗而告終。

1996年的春天,他又來到了上海,希望能得到發展。到上海時下火車是凌晨一點,坐公交車到楊家橋,那時沒有聯系方式,找人沒找到,口袋里只有18元錢,無法住賓館,就在橋洞下夫妻二人抱團取暖一夜,想想真可怕,那時候天氣凌晨氣溫在零下6度以下。更可怕的是找工作也很難找。幾經周折,后來終于在一家很小的建筑公司找到一份施工員的工作。

當他在上海拿到第一份工資時,卻只有600多元。功夫不負有心人,沒想到在如此艱難時刻,一個偶然的機會,他進入了一家建筑工程公司當項目負責人。他很珍惜這次的工作機會,工作中認真負責,兢兢業業,刻苦努力,他借此機會理論與實踐相結合,從中學到很多管理知識和經驗,為以后他個人創業奠定了堅實的基礎。

創業開始

想改變自己的命運,就必須靠自己去奮斗。

上個世紀九十年代,當時建筑業管理混亂,漏洞很多,激起了他不斷學習的決心。白天,他解析圖紙,深入現場;夜晚,他扎進書本,挑燈夜戰。并進入南昌大學業余自學,取得學歷。憑著自己的天賦和勤奮,不斷積累的建筑基礎知識和管理理念,一年后他已經可以一個人獨立管理2萬平方米的工程項目。得到公司領導重用后,有了豐厚的收入。然而他向往成功,癡心未改。他毅然離開了讓他羽翼豐滿的大公司。當集團公司領導意識到他是一個百年難遇的人才時,他已到了下一家公司做副總!他已堅定了自己創業的方向,因為他不是一個安于現狀的人。這時他還不能算自己創業,因為他還在為別人打工,雖然沒有剛出門時的艱難了,但他沒有忘記自己的誓言。

第一次創業的甘甜

2004年,他成立了上海軒頌建筑裝飾有限公司,憑著幾年的打工經驗,他想自己單干,也就是自己做老板。在自己公司沒有資金的情況下,善于變通的他選擇了借力。借財、借物、借人、借地、借機、借智。從2005年至2010年,他自己跑工地,跑業務、管工地,管業務,做到產值過千萬元!他說:“沒有資本照樣做仟萬生意事,關鍵在于你會不會借力”,雖然沒外露出自己的雄心,但所有的人都知道他是不走尋常路的人。

自己的公司經過新的商業模式定位后,精通于改革的他開始了他的第一份公司改革。上海軒頌建筑裝飾有限公司開始在上海進入建筑裝修行業,主要從事建筑工程、市政工程、裝修工程、別墅改造工程、環氧地坪等房地產配套工程。他把所有業務員、員工變成合作者,讓所有人身份轉化,人人都成為公司的主人。他不是自己一個人在做老板,每個員工都有了主人公意識,公司就憑這一點得以迅猛發展,獲得了較好的經濟效益,也讓他的第一次創業就成績滿滿。

第二次改革筑夢成功

擁有了資金和客戶的他,并沒有固步自封。他要把自己的公司做大做強。這成了他的第二個夢想,改革才能給自己動力,才能充實自己的生活,才能最大限度地讓錢再生錢。看到國際大都市上海的客流量與日俱增,他決定利用軒頌建筑裝飾有限公司的寬裕資金,2010年他組織團隊,投資進入旅館行業,創立“上海金學賓館”。是改革讓他利用行業差異,集團公司實現了收入互補。開始反對的員工也就是小股東再也沒有了異言。利用信息,抓住時機,他辦的公司真的成功了。

上世紀八九十年代,隨著各地城市化建設,大批樓房密集建成,面對如“雨后春筍”般拔地而起的樓房住宅,有專家表示擔憂,“趕鴨子上架的”城市建設會建成大量良莠不齊的建筑,這些建筑終有一天會出現“質量問題”。鋼結構的好處有以下幾點:鋼結構施工工期短、低污染、低能耗、節能環保,可二次利用。據了解,從國外經驗來看,大規模采用鋼結構建筑取代混凝土建筑,或是利用鋼結構技術對“舊房危房以及棚戶區”做升級改造,不僅可以在地震時減少傷亡,還能從根本上克服路面“微震動”導致傳統混凝土建筑坍塌傷人的致命缺陷。這是他在2000年前就有的意識,加上軒頌建筑裝飾有限公司在這方面有一定的基礎,他于2011年5月成立了“上海閔軒鋼結構工程有限公司”,創立“閔軒”品牌。目前公司有100多名研發和服務人員。公司成立以來,完成了很多成功案例,其中包括上海泰伯生物化工有限公司工程、上海良龍食品有限公司工程、上海華匯機電有限公司工程、上海久逸實業有限公司工程等等。公司越做越大,他從沒有止步的念想。相信不久的將來,他會向高科技綠色建筑方面更好地發展。

夏學云的經營理念是:質量是生命線。打質量牌不是口號,而應貫穿于整個發展的始終。質量,體現在實力上。對于企業來說,只有實力雄厚才能奉獻出完美的質量產品。這是實力的體現,更是企業的雄心壯志。

領軍物聯網行業

自主創新,助民族騰飛,祖國強盛。

在2014年第四屆中國數字商務與物流企業家年會上,夏學云認為“鋼結構及建筑行業,也應廣泛推廣電子商務平臺,互聯網+時代已到來,電子商務物流和使用鋼結構具有很重要的發展意義,這既是給我國鋼結構發展指明方向,也是我們創新觀點的體現”,贏得了與會人員的一致好評。

2015年,在中國中小企業家年會上,提到“互聯網+”,上海閔軒鋼結構董事長夏學云感受頗深,他表示,“互聯網+”的發展新業態現正以迅雷不及掩耳之勢席卷中國,甚至國際市場,對于這種不能阻擋和無法抑制的新生力量,作為時刻處于風口浪尖的中小型企業,只能順勢而發,切不可逆勢而為,或者忽略其存在的實際價值,我們要學著借力生長。

物聯網是利用局部網絡或互聯網等通信技術,把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起,形成人與物、物與物相聯,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。為此,2015年夏學云成立了軒脈家居科技(上海)有限公司。

軒脈家居科技(上海)有限公司是領先的物聯網設備和解決方案提供商。基于客戶需求持續創新,在物聯網傳感器、控制器、移動物聯網、云計算和大數據等幾大領域都進行了長期探索和不懈積累。憑借在物體感知、學習、控制等領域的綜合優勢,公司已經成為物聯網智能家居產業的主要推動者之一。

智能家居是利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術、醫療電子技術等,依照人體工程學原理,融合個性需求,將與家居生活有關的各個子系統如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場景聯動、地板采暖、健康保健、衛生防疫、安防保安等有機地結合在一起,通過網絡化綜合智能控制和管理,實現“以人為本”的全新家居生活w驗。

智能家居作為一個新生產業,處于一個導入期與成長期的臨界點,市場消費觀念還未形成,但隨著智能家居市場推廣普及的進一步落實,培育起消費者的使用習慣,智能家居市場的消費潛力必然是巨大的,產業前景光明。正因為如此,國內優秀的智能家居生產企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究,一大批國內優秀的智能家居品牌迅速崛起,“軒脈家居科技(上海)有限公司”也逐漸成為智能家居產業中的翹楚!智能家居至今在中國已經歷了近12年的發展,從人們最初的夢想,到今天真實的走進我們的生活,經歷了一個艱難的過程。

目前,夏學云開發的智能家居產品和解決方案已經應用于全國多個重點項目,成為全國各地多個智慧城市建設的重要技術支撐力量。其以讓人們感知真實的世界為愿景,運用各類傳感器,幫助不同地區不同行業的人們更加直接、自由、平等地獲取信息,消除各種信息偏差。為應對日益嚴重的氣候變化及各種地質災害,通過低碳無線物聯網解決方案,幫助客戶用綠色環保的方式創造更好的社會、經濟和環境效益,維護人類的長遠發展和安全。

軒脈家居科技(上海)有限公司擁有全球專業的多用戶智能系統,是業內公認運行最穩定的全屋智能家居系統之一。已成為國內領先的全屋無線智能家居系統研發企業,房地產全屋智能家居預裝市場領先品牌。

夏學云現已有發明專利數十件,上海閔軒鋼結構工程有限公司2016年榮獲全國高新技術企業。

切膚之痛,母親生我;雨露陽光,祖國育我;立志成才,謝母報國。

2015年,閔軒鋼結構人為殘疾運動健兒愛心助學,向特殊教育行業伸出援手獻愛心,向國家有關部門捐送出愛心資金,致力社會公益事業的蓬勃開展。

閔軒鋼結構董事長夏學云把慈善活動的觸角延伸到關注社會弱勢群體,支持殘疾青年的教育問題上。前不久,該公司向兩位殘疾同學完成他們的大學夢捐款學費,用以支持發展殘疾青年體育運動。為此,閔軒鋼結構董事長夏學云被鄭州大學西亞斯國際學院授予“愛心大使”稱號。夏學云認為,一個企業家理所應當遵守職業道德,生產安全,職業健康,保護勞動者合法權益,保護環境,支持慈善事業,捐助社會公益事業,保護弱勢群體。他說公益不僅僅是一種態度,更多的是一種行為,是一份責任,人人有責,從而促成“全民公益”的實現。

2016年1月21至22日,第五屆中國公益節在北京舉行,向公益踐行者致敬。本屆公益節評選出了諸多具有代表性的公益機構、公益項目和責任榜樣、責任品牌。上海閔軒鋼結構工程有限公司董事長夏學云在眾多候選人物的角逐中脫穎而出,榮獲“2015年度公益人物獎”。在夏董的影響下,上海閔軒鋼結構工程有限公司一直積極參與各項公益活動,主動承擔社會責任,在本屆公益節中榮獲“2015年度公益獎―集體獎”。

2016年1月26日,第八屆上海企業競爭力論壇在上海隆重舉行,通過企業競爭力研究中心對1200多家企業進行企業競爭力調查,以及各領導和各商會同仁的綜合評估,評選出了2015年度上海建筑行業企業競爭力“十大杰出人物”,并在會議中公布上海企業競爭力風云榜。其中,上海軒頌建筑裝飾有限公司董事長夏學云榜上有名。

2016年7月24日,中投全球成立三周年慶典暨全國企業創新與養老產業發展論壇在人民大會堂勝利開幕。十一屆全國政協副主席、中國西部研究與發展促進會會長白立忱在報告會上,為中投全球上半年高峰會獲獎的上海閔軒鋼結構工程有限公司董事長夏學云等頒發獲獎證書。

2016年10月14日,第九屆上海建設工程高峰論壇暨第九屆“金楹獎”頒獎大會在上海召開,經國務院國資委批準成立的上海軒頌建筑科技有限公司董事長夏學云榮獲上海第九屆“金楹獎”;值得一提的是,夏學云創辦的軒脈家居科技(上海)有限公司也同時幸運地被授予“金楹獎”這至高無上的獎項。“金楹獎”被譽為上海建筑行業奧斯卡。

篇7

[關鍵詞]RTK技術;建筑基坑;基坑監測;應用

當前城市用地資源日趨緊張,為在限定資源內擴大建筑規模,需要縱深式開發地下空間。然而建筑基坑施工風險較高,基坑施工期間,施工人員應借助相關技術動態監測基坑變化情況,做到風險早發現、早防控,避免產生不必要的經濟損失。RTK技術憑借環境適應性強、測量精度高等優勢廣泛用于建筑基坑監測,使得基坑施工任務又好又快完成。可見,本文分析RTK技術在建筑基坑監測中的應用,其現實性意義不言而喻。

1RTK技術概述

1.1 內涵

RTK技術全稱為載波相位差分技術,是衛星定位測量法的一種[1]。當衛星定位技術不斷升級、創新,技術使用者在精確度、時效性等方面提出較高要求,這為實時動態定位技術應用提供了廣闊空間。以往RTK技術存在定位失準、誤差大等缺點,說明RTK技術存在一定的進步空間,當網絡信息技術與RTK技術融合,再次提高了RTK技術定位的精確度,并滿足數據校正需求。

1.2 組成部分

RTK系統由多個子系統組成,子系統功能、特征存在差異性,當子系統協同應用,會大大彰顯RTK系統功能優勢,為系統應用單位高效作業提供可靠保障。基準站子系統用來提供數據源,具備無人值守、自動防護、數據保存等特點。管理控制中心子系統處于核心地位,它為星狀網絡構建奠基,使網絡子節點有序運行,其功能總結為數據處理、系統監管、用戶管理等。數據通信子系統在基準站、網絡的連接中起到載體作用。用戶數據中心子系統負責發送實時數據、下載基準站信息。

1.3 應用原理

RTK技術應用期間,在基準點上設置多個站點,間隔一段時間后收集載波相位差分改正信號,然后借助數據鏈傳遞信號、處理信號于流動站,經差分計算準確判斷站點間位置關系[2]。建筑基坑監測中,RTK技術動態測量、準確定位基準站點位置情況,將定位結果及時向施工負責人傳遞,進而施工人員能夠根據數據信息提示,針對性地改進基坑施工方案,并配備適合的施工設備和方法,確保建筑基坑施工任務順利完成。

2 建筑基坑變形的表現及成因

建筑基坑施工活動具有隱蔽性,一旦施工環節出現突發現象,那么基坑變形問題接連出現,如果基坑質量得不到保證,那么建筑返工頻次相應增多,并極易威脅施工人員生命安全。實際上,建筑基坑的施工條件存在差異,所以基坑變形現象多樣呈現,施工人員應了解基坑變形問題出現的原因,據此制定基坑變形問題防控措施,使建筑基坑施工質量大幅提高。

2.1 地面沉降及原因

建筑基坑地面沉降變形現象較普遍,主要是因為雨季施工的過程中,未做好防雨措施,當降水落入基坑,會因基坑水分蒸發速度慢,以及基坑水下沉作用,導致地面沉降;此外還有支擋結構水平方向發生位置移動,導致承載力不均出現地面沉降。

2.2 水平位移及原因

基坑外地面之所以會出現水平位移變形現象,這與樁基墻體鉆孔施工土大量堆積有一定關聯。坑邊堆土、堆載也是產生水平位移變形的主要原因。如果這類變形問題未及時處理,那么相鄰建筑物、市政管線會出現不同程度的裂紋現象。

2.3 坑底隆起及原因

一般來說,坑底地基承載性能,直接影響坑底施工質量,如果承載力較弱,或者外部載荷力過大,那么會因超出坑底承受范圍而發生形變[3]。再加上坑底下承壓水誘發揚壓力,則坑底土層突涌概率相應提高。此外,基坑與空氣接觸時間過長,這也是導致坑底隆起變形的重要因素。

2.4 支擋位移及原因

對于支擋結構位移這一變形問題,主要歸結為支擋墻變形、錨桿變形,分析原因可知,基坑降水是直接誘因,坑邊堆載引發的負摩阻力是主要原因。如果支擋位移變形問題延時處理,那么建筑基坑主體質量難以保證,并且會嚴重破壞周邊環境,不利于人與自然關系的和諧發展。

3 建筑基坑監測中RTK技術的具體應用

建筑基坑監測環節必不可少,通過基坑監測,了解建筑基坑施工中是否存在多樣化變形問題,避免基坑施工風險擴大化。然而基坑監測方法的選用十分關鍵,本文結合具體測區案例,探究RTK技術用于基坑監測的表現,為基坑優質化、安全化施工提供可靠指導,并逐漸提高基坑建筑作業效率。下文具體介紹RTK的方案設計和技術實踐要求。

3.1 測區案例

某城市住宅建筑項目占地550 畝,多個樓座基礎應用開挖式施工法,夏季降雨頻繁,并且可能導致雨量較多,一定程度上增加了基坑防雨難度,并且基坑建筑工程延期。為全面掌握基坑施工質量,勢必要做好基坑監測工作。在案例工程中使用RTK技術,能夠直觀、精準的監測基坑變形情況。

3.2 方案設計要點

案例工程所處區域的地形條件良好,且無高大建筑物遮擋,無輸電線、發射塔對信號的干擾,能夠實現GPS信號的穩定傳輸。RTK方案設計時,準備五臺雙頻接收機(型號為Trimble700 )、無線發射電臺(25W)、全站儀、水準儀等,滿足實時觀測需要[4]。

3.3 技術實踐要求

3.3.1 確定監測點方案實施階段,確定流動站、基準站位置,這要求RTK技術人員做好現場勘查工作,了解區域自然環境、人文環境,并做好記錄,為流動站、基準站布設提供資料,確保信號穩定傳輸,真實反映基坑變形情況。考慮到基坑監測環節存在影響因素,所以監測點位置與基坑位置的間距盡量縮小,保證信號質量,實現有效監測的目的。由于基坑較隱蔽,一旦監測盲區的基坑信息無從得知,那么監測工作價值將大打折扣,最終得到的監測結果難以真實反映建筑基坑變形情況,導致監測設備資源、人力資源大大浪費。對此,應大量設置監測點,并以流動方式完成基坑監測任務,同時,在陽角、周邊道路等位置確定監測點,保證監測信息完整性。基準點定位后,準備接收機設備,并準確無誤的安裝,使其與基準點信息傳輸工作緊密配合,為基坑動態監測提供可靠保障。需注意的是,參照相關要求及規范合理設置參數,使流動站保持正常的工作狀態。實際監測前,通過預測比較實際數值的誤差范圍,當差值不超過規定值,方可正式進入基坑監測環節。否則,要重新設置參數,調節基準站、流動站位置。對于GPS-RTK測量模式,單個監測點連續觀測60s,記錄所觀測到的數據。之后聯用常規測量法、機械化測量法,真實獲得測量數據,使其與RTK數據比較,從而得知實際數據是否真實可用。監測時間為2019 年10 月15 號am8 :00 ,連續監測三天,并對監測數據有效處理。3.3.2 數據處理獲取基坑基準站傳遞的信息,通過相關軟件分析載波相位信號,從而獲知基準站與觀測站間隔距離,真實掌握高程信息。處理流動站觀測數據的過程中,獲取間隔3s、20s、60s的數據,計算平面坐標,得知各點對應的高差。接下來對比差值,根據差值分析建筑基坑變形情況、位移情況。處理監測數據的過程中,優選適合的作業法,實現快速、準確采集監測數據的目標。為有效控制數據誤差,應遵循數據傳遞順序,數據由流動站傳至基準站,循環傳遞模式形成后,結算整置數據。當流動站初始化設置后,記錄參考站向量值,據此確定轉換參數。對比兩組測量數據,得知RTK數據與水準數據同步情況,第一組監測點1 的RTK數據為8.240 ,水準數據為7.955 ;第一組監測點15 的RTK數據為8.275 ,水準數據為7.989 ;第二組監測點1 的RTK數據為8.230 ,水準數據為7.942 ;第二組監測點15 的RTK數據為8.263 ,水準數據為7.909 。同組數據對比可知,RTK數據與水準數據高差變化一致,如第一組監測點1 的RTK數據與第一組監測點15 的RTK數據差值為0.035 ,第一組監測點1 的水準數據與第一組監測點15 的水準數據差值為0.034[5]。說明RTK技術用于觀察建筑基坑沉降變化,其實用性較強,所得到的監測數據真實、有效。

3.4 應用不足

RTK技術用于監測建筑基坑,雖然能夠彌補傳統基坑監測方法的不足,但RTK技術仍存在一定局限,從觀測條件來看,這項技術投用的必要條件,即建筑基坑項目周圍滿足最少接收五顆衛星信號這一條件。然而很多建筑基坑區域因建筑物過多、高壓輸電線架設而影響信號傳遞時效性和完整性,導致RTK技術功能片面發揮,難以滿足建筑基坑動態監測需求。此外,RTK技術使用階段易受干擾因素影響,如惡劣的氣象條件、設備運行誤差、陳舊基礎設施等,一旦RTK技術效能片面顯現,那么基坑監測質量和效率得不到可靠保障。

3.5 應用前景

建筑基坑監測要求多樣化提出,傳統基坑監測方法面臨一定挑戰。這種情況下,RTK技術備受關注,因為這項技術自身優勢顯著,如支持全天候監測、數據全面及時獲取、觀測精度較高、環境適應性較強、快速求解整周模糊度等。考慮到建筑基坑監測內容的動態變化,以及超高層建筑活動的增多,無疑對基坑監測技術提出新要求、高標準,要想進一步提高RTK技術在基坑監測環節利用率,勢必要深層次挖掘RTK技術優勢,探索該技術與建筑基坑監測內容的聯用路徑,從整體上提高建筑基坑監測有效性。立足科學技術創新這一現實情況,應大力培養技術創新型人才,并適當借鑒新技術研發思路,通過引用自動化監測技術、網絡技術、3S技術、數據庫技術,適當增強RTK技術生命力,使RTK技術在建筑基坑監測環節獲得良好前景。當多功能技術集成后,構建網絡化實時分析系統,以便動態獲取、有效分析數據信息,科學預測建筑基坑監測工作發展趨勢,為建筑基坑施工提供可靠的技術保障。放眼長遠,與時俱進革新RTK技術,這能為相關監測技術創新與升級提供充足動力,還能通過技術集成,大大提高建筑基坑監測效率,推動我國建筑行業穩健發展。

4 結論

綜上所述,建筑行業發展速度逐年加快,建筑基坑工程施工的過程中,應在工程質量優化的前提下,全面提高建筑基坑施工速度,否則,會因建筑基坑施工風險增加而產生安全事故。基坑工程質量提升的重要措施之一,即信息化監測基坑變形及位移情況,運用RTK技術實時掌握基坑施工質量,能夠有效規避施工風險,還能保障施工人員生命安全,確保施工企業在規定工期內完工。

參考文獻

[1]陳深德.深基坑工程自動化監測技術研究[J].科技風,2020 (35 ):111-112.

[2]盧清濱.建筑基坑監測中位移測量技術的應用研究[J].廣西城鎮建設,2020 (11 ):100-101.

[3]王智強,張旭,李帛軒.無水條件下深基坑臨近高層建筑物監測施工技術[J].科技經濟導刊,2020 ,28 (31 ):66+65.

篇8

【關鍵詞】工程建設;生態建筑;設計;生態化趨勢

在現代建筑工程的建設中,人們對建筑的節能要求不斷提高,然而由于建筑行業是一個高耗能行業,因此在建筑設計中對生態問題引起了高度重視,然而就目前建筑設計的實際情況而言,要實現建筑設計的生態化還任重道遠。本文從生態建筑的概念及特點出發,對生態建筑設計和建筑設計生態化的深入分析,然后對生態建筑設計與建筑設計生態化趨勢進行了闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果,使同行相互探討共同提高,同時為我國生態建筑的發展添磚加瓦。

一、生態建筑的概念及特點

1、生態建筑的概念

作為一種全新的建筑形式,生態建筑有著許多不同的解釋,總體上是將建筑視為一個生態系統,通過組織建筑內外空間中的各種物態因素,在建筑生態系統內部使物質、能源實現秩序地循環轉化,獲得一種無污染、高效及低能的生態平衡系統。

2、生態建筑的特點

從建筑設計的角度看,生態建筑主要表現為:采用多種綠化方式以改善周圍小氣候,采用大跨度輕型結構以增強空間的適應性。生態建筑的設計,應該具有以下幾個方面的特點:整體、全面地考慮設計區域內部與外部環境關系;強調人與環境的和諧共存,不可分割;建筑材料盡量使用天然材料,盡量使用天然能源與再生能源;采用節能技術和防治污染措施;宅址選擇遠離污染源;尊重設計地段內的土地、環境及植被的特點,因地制宜;建筑產品體現出生態文化與藝術的內涵;設計過程中的多學科綜合性。

二、生態建筑設計及其基本內容

1、生態建筑設計。

所謂生態建筑設計,即秉承生態學思想和以人為本理念為指導的建筑設計理論,著眼于以自然、建筑、人中心的整體環境,設計出能夠體現三要素之間統一、和諧關系的優秀建筑,使其能夠與周圍環境形成一個有機整體,同時還能最大限度地為居住者提供舒適的居住環境,有效保護周圍生態環境。就其本質來看,生態建筑設計實際上是一種回歸自然的、與生態和自然環境保持平衡的一種良性設計理念。建筑同樣也可視為一個完整的生態系統,而生態建筑設計的主要任務就是對建筑內外空間中涵蓋的各類物態因素加以合理組織,在建筑系統內部實現物質能源的循環有序利用,從而創造出生態平衡的、少污、少廢、高能低耗的優良建筑環境,居住者生活空間由此變得更為舒適和健康。

2、生態建筑設計的基本內容

2.1對再生能源加以充分利用,實現節能效果。

在生態建筑設計過程中,為使能源利用率得到有效提高,減少資源消耗,包括水能、風能、海洋能、太陽能以及生物能在內的各類可再生能源得到充分應用,人類既往依賴于非可再生能源的程度得到一定緩解,而蓄熱等節能措施的應用則有效控制了能源消耗,實現了減耗、節能的目的。現階段建筑設計中,風能以及太陽能的應用相對較為普遍。

2.2污染減排。

生態建筑設計對于居住者健康影響因素有充分的考慮,室內與周圍環境嚴禁存在對人體健康產生不良影響的建筑材料,以免將有害或有毒物質排放到鄰近環境中。對于已經存在的有害物質實施無害化處理,通過科學手段加以凈化,為建筑物周遭環境和室內環境的宜居、健康性能提供全面保障。

2.3盡可能的在建筑設計過程中應用環保、可循環利用以及可再生類建筑材料,以降低建筑活動產生的各類垃圾。以環保管材的應用為例,現階段建筑市場上有一種能夠取代金屬管材的塑料金屬復合管,這是一種金屬與塑料性能兼具的優秀高科技產品,自身不會生銹,更不會造成污染,較好地滿足了生態化設計理念需求。建筑設計師們應大規模運用生態技術和環保材料,設計出符合生態化設計標準的建筑物。同時滿足居住者環保低碳的使用要求。

2.4在建筑設計過程中建筑設計者應對建筑周圍環境與建筑本身之間的協調配置予以考慮。例如生活設施以及鄰近建筑群等,確保建筑與自然環境之間形成一種良性循環的生態平衡關系,使生態建筑設計理念中的要求得以實現。

2.5生態化建筑設計為居住者提供了舒適、宜人、健康的室內空間環境,其中包括清潔的空氣、良好的光照、適宜的溫濕度以及開敞靈活的空間。

三、我國建筑設計生態化的發展趨勢

工業化進程的不斷推進及我國人口增多帶來的土地占有面積的擴大及資源的過渡浪費,使得我們賴以生存的自然環境遭到了前所未有的破壞。同時工業廢水、廢氣等的排放也使生態環境受到了嚴峻的威脅。我們不能一味的以破壞生態環境為前提進行經濟建設,而應在保持其原有風貌的同時,科學合理地利用其現有資源的有效提供實現社會與自然的同步可持續發展。在這樣的時代背景下,生態建筑概念的提出得到了社會的強烈反響與廣泛關注。

1、探究新型的生態建筑設計風格

自然界的優勝劣汰導致了物種的滅絕、繁衍與轉變,從而出現了低等生物個體到高等生物的進化。人類既充當著改變大自然的角色,同時又不可否認的作為其承擔者出現。在社會不斷發展過程中,人類以智慧將其思維的運轉運用到大自然的生產中,不僅推動了社會工業化的發展,人們生活水平得到可靠提升,也使大自然產生了人類鮮活的思維,使大自然以生命個體的形象展現出來。因此,在未來的生態建筑發展進程中,我們要探究新型的生態建筑設計風格,賦予建筑以人的生命色彩,真正實現生態環境與建筑物設計的和諧化。同時在傳統的建筑設計風格中進行科學的創新與改進。

2、 注重能源技術的開發與利用

能源理念是生態學中的一個及其重要的概念。其主要包括兩個方面的內涵,即新能源的開發和能源的科學利用。一方面,能源的開發不僅要做到其對環境的長期有效發展的促進,同時也要關注自然界中資源的有限性,從長遠的角度出發選擇既對生態環境有利同時又可再生的取之不盡用之不竭的自然元素作為能源的最終源頭。

我們可以開發風能、太陽能為建筑所用的能源,從而實現大自然與建筑施工的平行發展。另一方面,將能源的開發轉向節能方面必將成為未來我國生態建筑中的另一重要研究課題。這里我們所說的節能不僅指的是在建筑施工過程中減少能源的使用,而更多的要求的是在能源的利用率方面做出最大的努力,實現資源投入與產出的最大自然優化比。

結束語

建筑是一個能耗高的行業,并且在建筑節能方面一直有所欠缺,而隨著可持續發展這一科學發展觀的提出和貫徹落實,在現代建筑工程的建設中,人們對建筑設計中生態問題引起了高度重視。通過本文對生態建筑設計與建筑設計生態化趨勢的探索分析,相信對其也有較深刻的認識。總而言之,生態建筑是一種非常先進的建筑形式,并且具有非常廣闊的發展前景和發展潛力,為了提高現代建筑的水平和促進人類社會的可持續發展,現代建筑向生態建筑方向發展是大勢所趨。

參考文獻:

[1] 段國志.試論生態建筑設計與建筑設計生態化趨勢[J].黑龍江科技信息,2013-03-25

[2] 黃磊.回應地域自然環境的生態建筑設計策略初探[J].重慶大學,2010-05-01

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關鍵詞:建筑設計;企業管理創新;信息化管理

1 建筑設計企業的管理創新

1.1 產品創新策略

1.1.1 設計理念創新:注重建筑設計與地域文化的有機融合;文化是根,在建筑設計領域同樣如此。這就要求建筑設計企業在進行建筑設計時重視將當地的人文、風俗、生活習慣、地域特色等軟文化元素融于創作之中,使建筑成為環境的一分子,找尋天人合一的愜意。只有融合入了地域文化特色的建筑設計作品,才是最具有生命力的作品,是最具有市場競爭性的產品。

1.1.2 技術創新:建筑設計企業的技術創新應當從設計的方法、服務方式、設備以及涉及項目建設的建材、建筑構造、建筑施工等方面進行全方位考量,利用新型建材和技術降低能耗,減少資源浪費,做到環保、節能、循環利用與可持續發展,即實現綠色建筑設計。

1.2 區域性擴張策略

建筑設計企業實現營銷創新,可以通過推行區域擴張的市場營銷策略來實現。如:依靠企業核心技能,以優質設計服務進行擴張。

1.3 加強企業的質量管理

隨著我國建筑設計行業的迅速發展,出現了一些重視速度忽略質量的建筑設計企業。然而在建筑設計市場競爭空前激烈的當今時代,相信這樣的企業最終會被“市場”的“法眼”識破,而被淘汰出局。質量,才是當今企業持續發展的命脈。建筑設計企業應在經營管理中建立過硬的質量管理體系,不斷提升企業的質量管理水平。要把高質量的設計、形成到實現的全過程,真正地融入公司的經營管理之中,確立并不斷地實現質量領先的管理目標。

1.4 強化企業的服務意識

建筑設計行業本質上屬于服務行業范疇。在當前知識經濟、信息化的時代,建筑設計企業的競爭已開始從產品競爭轉移到服務競爭。一個好的建筑作品的問世,設計服務功不可沒。從建筑方案確定、設計合同的簽訂,到深化方案、初設、施工圖設計、施工現場服務,再到修改設計直至項目竣工驗收,設計圖紙變為現實建筑物的整個過程,服務貫穿始終。由此可見,優質服務是企業與客戶之間的一座通暢橋梁,高質量、高水平的設計,加上優質的服務,才能贏得客戶的滿意。這就要求建筑設計企業必須在企業管理中強化以客戶為導向的設計服務體系的建設。

1.5 重視企業建筑設計專業化人才的培養

面對全球化的市場競爭,國外專業化設計公司的大量涌入:2008年奧運會國家體育場設計競賽,參賽的44家設計機構中,來自美國、意大利、法國、日本、韓國、瑞士等國家的境外設計公司超過半數。在與國外同行的競爭中,我國建筑設計企業在專業化方面的欠缺,導致大量的高端建筑,如:國家大劇院、國家體育場等都被國外建筑設計企業中標。要想打破這種局面,就必須在今后的經營管理中加強專業化管理以及建筑設計專業化人才的培養。

2 建筑設計企業的信息化管理

長期以來,建筑師的設計工作就是以圖紙的形式傳達給業主與建造商的。丁字尺、三角板幾乎成了建筑師的標志。上世紀90年代,隨著電腦技術的發展,計算機輔助設計(CAD)技術的普及,讓建筑師擺脫了圖板,從手工繪圖變成電腦繪圖。CAD技術的發展極大的促進了建筑設計效率的提高。然而,盡管CAD技術讓建筑師擺脫了圖板、丁字尺的束縛,卻并沒有從根本上改變建筑師的工作理念,即二維模式。傳統的三視圖是圖形學發展的一個里程碑,它實現了人類將三維物體二維表達的目的。建筑設計就是在大大小小的三視圖中進行。CAD的不同無非是電腦顯示屏代替了圖板,鼠標、鍵盤代替了尺、筆。時代在發展,建筑在發展,設計的發展與對設計技術提出了挑戰,并促使我們進入一個設計技術新時代――后理性時代。如果說,理性設計階段是以圖形學的發展作為基礎,那末后理性時代則是以數字化作為基石的。目前,數字化已成為從大到國家、城市,小到一個工業產品的全景發展態勢,建筑活動無疑已經與數字化緊緊地聯系到一起。

2.1 建筑信息模型(BIM)與虛擬建筑

在建筑領域,所謂建筑信息模型(BIM),就是數字模型中的所有構件包含了不同的建筑信息,使得設計就像是使用不同的構件建造一個建筑。自2002年來,國際建筑行業興起了圍繞BIM為核心的建筑信息化應用。而在設計行業,采用基于BIM的設計軟件,包含原二維CAD軟件的所有功能,但繪制圖紙的基本元素不是CAD中的點、線、面圖塊等基本幾何元素,而是墻、窗、梁、柱等建筑專業對象,使用建筑語言描述建筑信息。信息建筑實際構件用數字化的方法來搭建,與此同時(自動實時)鏈接到報告生成(數據庫)引擎,根本上產生人們所說的“智能幾何”。

新的以計算機為驅動的模擬方法在學術上和商業上都得到了應用,能夠(而且將要)名副其實地模擬一切事物,從基本的照明、能量、風以及人流量控制,到更復雜的建造、制造、規范、材料和保安系統。通常容易把數字設計誤解為用于設計完成后日常信息統計的補充工程數據,對此我們認為,數字建筑模擬將體現建筑實踐的未來發展趨勢;致力于在造型基礎上發掘更廣闊天地的業界人士,將極大地受益于這種能解析的信息,且無論設計前后,從項目的概念設計,到設計和建造階段,再進一步到居住和建筑生命周期管理階段,都能應用的數字化工具。占有了翔實準確而非盲目揣測的信息,決策的優勢是不言自明。但業界對這項技術的正確理解和運用,還取決于建筑師素質的大幅度提高。建筑信息模型的運用蘊含著對設計過程本身的理性的再思考。

2.2 BIM推廣與應用中的問題

上世紀90年代從手工繪圖到電腦CAD的全面實現差不多經歷了3~5年的時間;本次設計技術的發展必然要經歷一個轉換過程,但信息化技術的發展日薪月異又要求我們加快步伐,所以實現建筑業信息化發展刻不容緩。近期計算機云技術的出現,又為實現BIM的全方位應用提供了空間無限的平臺。

高層(決策層)要對BIM有全面與完整的認識,包括BIM運用給企業帶來的軟硬件投入與效益產出,BIM發展前景與價值。其次是企業基層(執行層或操作層),要充分理解BIM對未來設計發展的影響,學習和掌握軟件操作。最后是企業中層,要克服暫時的困難,哪怕是損失一定的產值,保證BIM價值在本部門、項目與專業上的實現。企業高層一般具備較高的視野,所謂高屋建瓴,為了企業的發展,是最容易接受技術更新與觀念轉換的。企業基層的設計人員,為了趕上設計發展的時代步伐,為了走在專業發展前列,也較容易接受新的BIM技術。而企業中層,作為部門的負責人,肩負著承接、完成設計任務的重任,既要保證質量,又要保證數量;BIM技術的應用伊始,既要對現有項目的運行產生一定的影響,同時在一定時間內,對承接項目數量產生制約。所以企業中層的支持是至關重要的。

一項新技術的推進,最重要的就是提高認識。這種認識一方面屬于技術本身,另一方面屬于利害權衡;技術本身容易取得共識,正確認識眼前利益與長久利益就卻需要更高的智慧。

3.2 分步推進――建筑師帶頭

BIM技術在設計企業的推進不能夠采取一刀切的方法,這是由該技術本身的特性所決定的。BIM軟件由于是三維空間設計工具,對技術人員空間概念要求比較高,同時因為要擺脫長久以來形成的二維平面思維模式,對于許多設計人員來說還是有一定障礙的;加之軟件本身涉及大量的建筑參數,對初學者有很大困難,所以,該軟件的廣范使用必須通過分步實施的辦法。建筑設計企業中,建筑師是最活躍與愿意掌握新技術的群體,他們的三維空間概念又比較強,建筑師帶頭實現BIM技術是最好選擇。

參考文獻:

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在我國很多學者做了相關BIM的研究并取得了成果。例如,清華大學的張建平教授完成了“基于IFC的建筑工程4D施工管理系統”的研究,并成功地將其應用到了國家體育場等大型的項目中;另外,清華大學和中國建筑科學研究院合作了國家“十一五”項目“建筑設計與施工一體化信息共享技術研究”和“基于BIM技術的下一代建筑工程應用軟件研究”,側重于BIM應用軟件的研究,正在推出基于BIM技術的建筑設計、建筑成本預測、建筑節能設計、建筑施工優化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性評估等一系列應用軟件[9]。在鳥巢、水立方這些近年來舉國矚目的項目上,已經運用了BIM。在水立方的設計中,設計人員用BentleyStructural和MicroStationTriForma有效實現了維倫第爾式空間梁架(Vierendeelspaceframe)的建模和計算,2005年贏得了美國建筑師學會(AIA)頒發的建筑信息模型獎。然而國人似乎更加津津樂道于這些建筑具有震撼力的表皮和外國建筑大師對中國文化的借鑒。其實,這些建筑留給中國建筑界的最大財富,可能正是信息時代以數字信息模型為基礎的全新工作方式。從歷史建筑的數字化保護研究領域來看,隨著數字技術的發展,歷史建筑保護也跨入了信息時代,數字技術開始應用于建筑遺產的保護研究。信息化技術在歷史建筑保護與管理中的運用越來越廣泛。特別是地理信息系統(GIS)、三維激光掃描、信息化建模、虛擬現實等技術的應用,給傳統的歷史建筑保護模式帶來了新的技術手段[10]。文化遺產保護工作進入了一個新的信息時代,數字化遺產成為世界各國的共識和共同推進的目標,遺產的數字化、可視化和信息化等技術正在文博部門廣泛開展。世界各國成立專門的機構將數字技術應用于歷史建筑保護研究。1992年,聯合國教科文組織開始推動“世界的記憶”項目,用現代信息技術使文化遺產數字化,這是信息技術與文化遺產結合的關鍵時期。虛擬現實系統成為人們承載歷史記憶的方式之一[11],1995年英國巴斯舉行了虛擬遺產會議(VirtualHeritage)展示歷史建筑的虛擬現實系統。1997年在芬蘭的倡議下,歐盟國家就開始為信息社會“第二發展階段”描繪藍圖,文化遺產數字化是其基本內容之一。美國對文化遺產數字化建設非常重視,國家投入巨額資金開展“美國記憶”項目,各方協調合作將其珍貴的歷史文獻資源發展為數字資源庫,并通過互聯網向全球傳播。同時一些碩博士論文和專著開展數字技術在歷史建筑保護領域的理論研究,探討信息技術對于建筑遺產的管理與運行機制[12];研究可視化等數字技術對文化遺產的沖擊和影響[18]。同時也有一些研究是針對BIM技術在遺產保護領域的實際應用,如PrabhuVenkatesh以多倫多市區歷史建筑改造為例探討BIM技術在文物建筑整體改造過程中的實際應用[13]。Kim,J和Jeon,BH提出用BIM和參數化建模等技術復原傳統的韓屋構造[14]。國內歷史建筑保護與信息技術結合最早是從故宮和敦煌開始數字化遺產保護。隨著GIS軟件功能及GIS數據處理方法信息技術的推廣,GIS在地理信息系統領域得到廣泛應用[21],這些信息技術對文化遺產保護起到重要的輔助作用。清華大學建筑學院人居環境研究中心進行了GIS技術在北京舊城保護研究。

南京大學城市與資源學系也開展了基于GIS技術的蘇州古城規劃。2000年聯合國教科文組織與東南大學建筑學院合作成立了GIS中心,并編制國內第一個專門用于歷史街區保護的信息管理系統(鎮江西津渡歷史街區)[15],胡明星和董衛老師翻譯聯合國教科文組織地理信息系統手冊[16],并開展GIS應用于歷史街區的現狀調查、保護規劃編制、保護和管理的全過程研究。武漢大學建筑系在歷史建筑保護方面也做了相關探索和研究,把GIS技術和歷史建筑價值評估等現狀研究工作緊密結合(圖1)。另外,有一些國內院校的碩士論文集中在數字化、GIS等技術手段與歷史建筑保護的結合,研究構建古村落文化遺產資源管理信息系統[17]、探討利用GIS技術分析舊城區土地性質、面積、空間分布等變化[18]、利用現代信息技術(3S)手段構建文化遺產保護工程管理綜合信息平臺,通過該系統為文物日常管理、搶救性保護以及修復實施和管理監測工作提供支撐[19]。另外也有一些研究集中在根據古建筑的模式化特征,分析研究應用參數化技術的方法,嘗試將參數化技術應用到古建筑的設計過程,建立古建筑的參數化模型,選用GDL(GeometricDescriptionLanguage)參數化技術研究中國古建筑大木的參數化設計[20]。以及建立參數化古建筑構件庫來實現古建筑三維模型的精確重建,實現古建筑的數字化存檔,為古建筑工程的復原、修復提供技術支持[21]。并探討參數化在建立單個古建筑模型時的技術實現。計算機領域也有研究通過對實體擴展數據的研究和對ESTL文件的定義,利用面向對象技術、ObjectARX和OpenGL等開發技術,研發古建筑的三維建模組件和虛擬仿真平臺[22]。在實際建造案例中,目前所能找到的將設計的具體信息公開的案例有雞足山佛塔寺項目,此設計中用BIM完整地做了一套重檐歇山頂仿古建筑模型,并運用于施工。清東陵景陵修繕設計方案中也探討了建筑信息模型在古建筑修繕過程中的實際應用[23]。研究歷史建筑的結構、表皮以及設備管線等模型信息分“層”復原,擴充建筑數據采集的任務量與最終成果的信息涵蓋量[24]。可見國內歷史建筑數字化技術與實踐已經邁出了可喜的一步。但由于我國起步較晚,歷史建筑的各類信息和基礎數據仍然不能及時準確地獲取、分析、共享,也無法解決面臨海量信息處理的難題。歷史建筑的知識庫不僅數據量大,而且根據時間的推移和技術的革新變化很快,需要建立追蹤監測機制。

2歷史建筑保護工作納入云服務平臺的可能性

歷史建筑保護一直以來是城市規劃、建筑學的研究重點之一,也是城市規劃和政府決策必不可少的一部分。然而目前歷史建筑保護工作和信息時代的差距仍然較大,歷史建筑信息大多數仍停留在紙質文檔,或者是單個計算機的電子文檔,這些文檔沒有形成統一規范的數據庫,不能很好地滿足用戶對相關數據和資料的查詢需求;傳統的測繪及保護手段不能滿足人們管理與保護古建筑的需求,二維的觀測也不能滿足人們對于古建筑的全方位認知。隨著計算機科學和激光技術的發展,地理信息系統(GIS)、三維激光掃描和虛擬現實技術的應用,我們可以清楚地看到在歷史建筑保護領域里全方位引入現代信息工具已經迫在眉睫。

2.1歷史建筑保護工作的數字化和信息化

目前的歷史建筑保護開始運用數字化技術,BIM則可以統籌這些數字化技術,加速文物建筑的數字化、信息化進程。其實BIM的內涵及外延早已超出了模型的范疇,也延伸出了建筑行業,甚至到整個工程行業。因此BIM的實用性十分適用于歷史建筑保護的工作。從時展的脈絡來說,BIM把以2D圖紙為基礎的保護手段轉變為3D模型為基礎的保護手段(圖2)。目前歷史建筑保護管理系統還只能局限于一個單位內部,無法做到所有參與方的協同合作,數據可視化和關聯性差,技術層級不夠,迫切需要形成統一規范的數據倉庫,在海量信息中自動搜集到相關的信息。BIM為歷史建筑保護的協同合作提供了很好的平臺。BIM的應用對于實現文物建筑保護及文物建筑管理,提高文物建筑保護的科學技術水平,促進文物建筑保護全面信息化和現代化,具有巨大的應用價值和廣闊的應用前景。如何利用BIM,往下統籌歷史建筑的各項數字化保護技術,往上整合到云服務平臺,很多技術細節迫切需要立項深入開展研究。

2.2歷史建筑保護工作的海量數據分析

歷史建筑的數字化保護已經將建筑學和計算機學科緊密結合。而近年來云計算的風起云涌給我們帶來了服務模式與技術上的創新思想和理念。云計算的設計思想就是把分散的計算任務分布在大量計算機系統構成資源上,使各種應用系統能根據需要獲取計算力、存儲空間和各種服務。云服務是基于云計算的各種服務,在基于云計算的云服務平臺中,計算壓力從客戶端轉移到服務終端,應用服務也由技術商提供遠程支持。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式,有利于合理配置計算資源并提高其利用率,實現綠色計算。云計算為城市信息化建設提供了有效手段,通過云計算平臺提供的“云服務”經由網絡可以提供給包括城市管理部門、行業部門以及大眾用戶各種資源信息[25]。云服務技術與云服務系統使智慧城市時空信息云平臺與城鄉規劃的協同研究符合城鄉規劃的發展趨勢[26]。數字地球和智慧城市為歷史建筑的數字化保護指明了方向,基于云服務平臺的建筑信息模型為歷史建筑保護工作實現實時、動態、高效的時空信息管理提供了技術支撐。引入云計算技術統一化的數據訪問和開發技術,實行各種不同系統信息之間的互聯互通,保障信息的有效溝通和整合,從而實現海量數據的快速獲取與更新功能,實現真三維動態建模與可視化功能,使得歷史建筑向智能化、智慧化、語音化、真實化方向發展。

3基于云服務系統的歷史建筑管理信息系統

歷史建筑保護地域性強,需要強大的數據庫支撐,而且根據時間的推移和技術的革新變化很快。歷史建筑保護的先進技術包括虛擬復原技術需要進行大量的數據處理;歷史建筑保護的材料選購、價格計算也需要數據分析;歷史建筑的分類、壽命分析預測也需要運用數學模型。這些工作需要強大的數據分析工具。同時,依托歷史建筑綜合數據庫,規劃設計、文物保護和相關管理部門需要及時掌握各種能反映現狀的動態資料,建立一定的監測機制。目前歷史建筑的數字化保護技術多限于GIS、數字化測量、虛擬現實系統等方面,GIS可以對歷史建筑模型的空間信息進行有效的組織和處理,參數化技術可以解決歷史建筑信息數據的數字提取,數字化測量技術解決了傳統歷史建筑測繪方式不可比擬的存儲和傳遞優勢,虛擬仿真平臺的交互性、沉浸感和構想性在建筑的多媒體展示方面更顯其優越性,這些技術信息都是針對歷史建筑保護過程的某個片段,不能實現歷史建筑保護過程的全生命周期管理,缺乏在歷史建筑保護全生命周期中對歷史建筑的現狀、變化規律及發展趨勢做出完整的分析和評估的研究。BIM模型中包含的建筑信息可以被用于模擬歷史建筑保護更新中的狀態和變化,其普及與完善將對歷史建筑保護工作產生變革式的飛速發展。歷史建筑管理信息系統是以歷史建筑數據庫為核心,將計算機技術、通信技術、網絡技術、地理信息系統技術、遙感技術、城市規劃及系統科學、歷史建筑資源管理和保護的理論和方法,綜合應用于歷史建筑保護與管理事務的圖文一體化技術集成系統。

3.1基于建筑信息模型的歷史建筑保護模式

從歷史文化角度對城市中的歷史建筑進行保護和再利用已成共識,但仍需要著眼于拓寬視野,從歷史建筑的生態觀、歷史文化觀、法制觀和經濟價值觀等方面,對當今城市建設的可持續發展性進行了較為全面的研究,從更廣闊長遠的視角挖掘當今的城市建設中歷史建筑的價值并提出相應的數字化保護對策。這種價值發現和挖掘是系統的過程,其模式與方法研究能夠最大限度地發揮歷史建筑所蘊含的各種價值,提高現代城市的核心競爭力。在歷史建筑實體的保護層面,將基于數字技術研究方式進一步發展成為能支持對于歷史建筑的協同研究過程、管理過程和保護實施過程的新型研究和保護模式。根據文物建筑保護方案建立和維護BIM模型,使用BIM平臺匯總各項目團隊所有的維護相關信息,將得到的信息結合三維模型進行整理和儲存,以備項目全過程中各相關方隨時共享。探索數字測圖和各種檢測技術在歷史建筑實體保護應用中的可能性,通過調研和測試,用相關技術對歷史建筑遺產保護的適用性進行評估和總結。將歷史建筑信息管理系統與歷史知識庫等進一步集成,借助計算機網絡化管理,使歷史建筑研究過程、管理決策過程、以及實施優化過程進一步制度化、規范化,從而有效地提高歷史建筑的研究和保護水平。

3.2基于云服務的歷史建筑空間數據庫和數據分析技術

歷史建筑的空間數據庫的構建對于數字化保護至關重要。這其中要運用掃描技術、CAD技術、3dsmax建模技術、VRML虛擬現實技術、PhotoShop后期處理等。按照前期信息建模研究所確立的建構標準和方法,分別建構建筑遺產單體數據庫、維修歷史檔案庫以及既往研究案例庫中。以“三庫”中蘊藏的大量建筑遺產知識為研究對象,運用人工智能原理分析知識間相互關系、知識的表達方式和檢索方式,從中總結出基本規律,從而建構數據庫框架模型。采用云計算技術,建立歷史建筑云數據中心,以在線信息服務的方式支撐歷史建筑保護相關專題信息系統建設。系統集成多源、多維、多尺度、多時態的信息,通過這個數據庫可以顯示歷史建筑的相關數據及屬性,特別是其現狀影響信息,包括平、立、剖面,通過虛擬建造、信息化建模實現建筑的可視化和信息數據的可查詢化,并對其進行統計和分析,滿足多領域、多部門的應用需求。歷史建筑轉化為數字信息后需要的是信息方面的技術,包括信息建模技術(XML)、數據庫技術(SQLServer)、虛擬現實技術(VRML)、信息集成技術(Internet)等。海量基礎數據全過程統計分析、方法選定、特征歸納、維護分類等需要功能強大的、能根據需要及時更新的、實現集群計算的動態數據分析軟件。在歷史建筑轉化為數字信息的研究基礎上,引入數學和計算機理論,研究多維矩陣分析理論對一些涉及時序和PanelData的經典模型以及我們自己提出或改進的一些模型,對演化計算及其收斂性證明過程,實現數學模型的多維矩陣表達。進一步研究并實現基于多維矩陣理論的算法的程序表達,同時盡可能多地實現多維數據可視化。使用戶直觀地理解、分析數據,最終能多角度、多側面地觀察數據,深入地了解包含在海量歷史建筑BIM數據中的信息和內涵。