建筑能效可视化范文

导语：如何才能写好一篇建筑能效可视化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：高职教育 建筑智能化工程技术 校园跟岗

一、学院对建筑智能化工程技术人才培养的思路与举措

高职院校的人才培养以岗位实践能力培养为主线。在人才培养方案中，必须注重课程技能性、实践性和职业性的内容。笔者学院于2012年在电子工程系开设建筑智能化工程技术专业，每年招生80人。专业发展紧跟东莞智慧城市建设步伐，对接智能楼宇管理师职业标准，重点培养符合智能楼宇、智能工厂和大型社区智能设备维护和管理需要的建筑智能化行业高素质技术技能人才。建筑智能化工程技术专业涉及学科多、应用技术广和产品繁杂，对实践教学环节要求很高。学院为此专业建设了电子技能实训室、电工实训室、单片机实训室、组态技术实训室、PLC实训室等电子工程系各专业共享的基础实验实训室。专业实训室的规划建设获得学院全面支持，建筑智能化综合实训室获2014年中央财政第四批现代职业教育质量提升计划专项资金资助160万，建筑智能化工程实训室获2013年东莞市财政资助263万。专业实训室实现建筑智能化各子系统的独立性、联动性、开放性和综合性系统应用，满足实践教学、职业训导、应用开发、培训与职业技能鉴定一体化需求。在教学团队建设方面，教师结构合理，“双师型”或“双师素质”教师比例适中，专任教师有6人，副高职称1人、中级职称5人，兼职教师有3人，具有智能楼宇管理师二级职业资格7人、智能楼宇管理师三级职业资格2人，皆获智能楼宇管理师（三级）考评资格。

虽然专业的各项教学条件能满足培养学生专业领域实际工作基本能力和基本技能的需求，但是要全面提高学生的职业素质，仅完成课堂上的教学内容并不够，达不到学生满意就业、企业满意用人的目的。校外跟岗实习是促进学生职业技能和职业素质提高的一种行之有效的途径。然而，随着社会经济的快速发展，企业迫切需要大批掌握本专业技术应用的技能型人才，不再欢迎没有掌握专业关键技能的实习生或技术不熟练的毕业生。为了更好地满足校外跟岗实习企业的要求，让学生的知识和能力更好地与岗位相适应，让学生顺利地开展校外跟岗实习以及学生在毕业后能更快地适应工作岗位，笔者学院在建筑智能化工程技术专业人才培养方案中设置在校园跟岗工作的新课程，在与专业相适应的职业环境中进行实训教学，让学生学习解决实际问题。

二、课程建设与实践

1.校园资源整合

建筑智能化工程技术专业涉及的学科领域较多，也受地域和资源等的限制，与专业对口并能全面让学生体现建筑智能化工程技术工作岗位的企业并不多，能够接收非毕业班的学生以低门槛的要求进行有偿报酬跟岗实习的企业更加少之又少。幸运的是建筑智能化工程技g与校园内日常工作和生活联系紧密，而笔者学院是一所新建的现代化、信息化院校，具有面积大、类型多、智能化水平高的特点，涉及建筑、电气自动控制、通信网络、安防、消防等方面，建筑智能化工程技术专业相关知识和技能在校园内的应用比比皆是。结合学院自身发展的优势，通过优化整合学校资源，拓宽实践条件的建设渠道，最大限度地实现资源共享，多方联合组建成利益共同体，为建筑智能化工程技术专业学生在校园内搭建工学结合的学习平台，营造真实的职业环境。

2.课程设置

校园跟岗课程侧重共性职业技能，理论以够用为度，要求学生在校内相关部门跟岗，跟岗的部门包括后勤管理处、产业中心、教育技术中心、保卫处、实训中心、电子工程系等。学生在第二个学期进行分组分岗位，在第三个学期开展课程（见表1），工作任务包括建筑、电气、通信网络、安防、消防等系统的检测、维护和管理（见表2）。根据各部门的实际需要按时间上岗工作，共需完成52学时，实现上岗即上课、上课即上岗。任课老师由专业老师和跟岗部门的指导老师组成，跟岗部门的指导老师为所在部门的职员，主要负责工作任务的规划和分配，以及按工作时间对学生进行考勤。专业老师主要负责按学生的工作时间表进行检查监督，与学生交流、总结。课程考核由专业老师和跟岗部门的指导老师共同对学生进行评价，通过考核者即修满此门课程的学分。

3.课程实践

校园跟岗课程融合了技能性、实践性和职业性，在校内相关部门分时间分任务进行跟岗。在后勤管理处、产业中心，由于学生不具备电工上岗证，不能安排现场作业，主要负责全校建筑的水电运行监测与控制以及建筑失修情况记录、协助工程项目管理，如工程图绘制、招投标文件管理、现场施工检查等。在教育技术中心，学生主要负责全校多媒体教学设备、网络、固定电话等的维护和管理，对基本的设备或线路突发问题进行检修等。在保卫处，学生主要负责全校的门禁、视频监控、防盗报警、校园广播系统的维护和管理，协助校园安保人员调取录像资料，对基本的设备或线路突发问题进行检修等。在实训中心和电子工程系，学生主要负责实训室和实训耗材管理，对基本的实训设备故障进行检修等。

在课程开展的过程中，学生、专业老师、跟岗部门指导老师三方共同完成校园跟岗课程检查登记表，如表3所示，重点记录工作过程中相应专业问题、学生及部门反馈的问题等，对一些典型的现场问题附上照片和相关过程记录资料。要求学生针对实习情况填写相应专业问题的认识和收获，老师及时批阅。专业老师在这些过程资料的基础上整理出《建筑智能化校园跟岗指导书》，指导书分三个部分：熟悉环境、融入岗位，熟悉业务、提升技能，熟悉岗位、探索经管，为课程提供指导、规范、借鉴参考，让学生互动沟通。

校园跟岗课程以培养学生的职业素养为目的，改变传统课程过于注重知识传授的倾向，强调学生形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程。课程中所分配的工作任务难度适中，学生能较快地掌握基本工作技能。专业老师全程指导学生的校园跟岗过程，帮助学生使用专业理论联系实际，加强专业技能和理论知识学习，使知识系统获编排更新，提高工作的积极性。专业老师全面深入指导，学生在不同岗位会遇到不同困难，师生共同总结问题，共同讨论解决方案，处理问题的能力、突发事件应变能力获得提升。学生不仅在专业技能上获得提高，而且在专业综合素质和职业可持续发展上奠定基础。

三、存在的问题及思考

校园跟岗课程的人才培养质量和学习能力目标明确，注重理论联系实际，取得了一定的教学效果。但课程的建设时间较短，在过程管理和质量监测方面还不完善。能力较强的学生对重复性劳动容易感到厌倦，需建立科学的管理和指导方法，如拟以技术方向分为若干模块，让学生主动去发现和解决问题。保障体系还有待完善，需要解决岗位定选、岗位轮换机制和各跟岗部门的反馈不及时等问题。

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BIM模型对于三维建筑设计上的应用，能提供各类合适的信息，协助决策者做出准确的判断，可以更加直观地在建筑施工之前修正设计图纸上的问题，通过计算机模拟降低成本与风险，提高项目规划设计的质量，加快项目实施进度，加强各相关部门对于项目的认知、了解和管理。对工程的各个参与方来说，减少错误对降低成本有很重要的影响，还因此减少建造所需要的时间，同时也有助于降低工程的成本。应用BIM有许多知名案例，均为使用该项技术来完成整个设计项目。下面以多个建筑实例说明BIM技术在空间造型、流程控制、沟通效率等方面对传统设计方法的影响和冲击。

1．1拓展空间造型能力

现阶段的建筑设计是将3D的建筑转变为2D的三视图，制图多且效率低，且对于造型复杂的建筑缺乏表达能力，有时为了表达一个曲线扭转的形体，往往要画几十个甚至上百个平面，但仍然不能直观的表现建筑的真实面貌。造型复杂，尤其是结构、内部空间复杂的建筑，如果采用传统的设计流程很容易发生错漏碰缺的情况。同时结构的构件还存在空间定位不准确的情况，如果采用传统的二维设计方式将非常难以描述，在施工过程中也很难精确定位，无法保障后续施工。BIM技术在建筑“空间设计”上较之传统的二维图形拥有无可比拟的优势，它具有不同以往的造型能力和空间的先验性。从“空间设计”角度，BIM是一个很好的可视化载体，能回归建筑的“三维”本质，让设计师真正做到空间设计。通过BIM三维模型，设计师可以进行全方位的3D漫游展示，做到“所见即所得”，能够分析和确立各类复杂曲面的空间搭接位置及空间定位问题等。BIM使建筑师们抛弃了传统的二维图纸，不再苦于如何用传统的二维施工图来表达一个空间的三维复杂形态，从而极大地拓展了建筑师对建筑形态探索的可实施性，空间定位、结构布局等都很难在二维图纸中反映，复杂自由的造型不再成为设计师的羁绊。如今造型各异的建筑不断拔地而起，它们在造型上已经突破了人们的想象，那些过去只存在于建筑师大脑中的影像在BIM的帮助下同样可以成为现实。例如大家熟悉的2008年奥运会主体育场“鸟巢”，其外壳的型钢不是直的，而是曲线的(图2)，如果用二维图表达就非常困难。而使用BIM技术就可以直观地看到“鸟巢”的三维模型，甚至可以使用这个模型通过计算机直接加工那些异型钢构件，从而实现无纸化建造。基于BIM的三维模型不同于通常效果图所示的三维模型，而是包含了材料信息、工艺设备信息、进度及成本信息等，它是一个完整的建筑信息。建筑师基于BIM实现三维空间曲面造型的定位，以便在任意位置可以切出平面、立面、剖面，引出详图，并转化为二维图纸指导施工。

1．2增强流程控制能力

过去，建筑内部情况、建设环境缺乏设计和掌控，最多是对规范条文等文件的落实，缺乏可以量化的软件，传统的物理模型和工程图根据CAD中的图形来评估建筑性能，这需要大量的人员干预和解释说明，显著增加了分析时间和成本。现在BIM的应用在技术和分析质量上都为我们提供了有力的保障。有了BIM平台中的各种软件，比如对建筑的通风、采光等进行分析和优化，还可以做出即时的分析评判，拓展设计的思考范围和深度，使得建筑更加节能环保。此外，BIM还与众多商用分析工具相集成，可极大地简化日常繁重、复杂的分析工作。通过将建筑模型直接与分析软件相关联，使建筑师可以轻松利用工具，从而在设计流程初期获得有关设计备选方案的即时反馈信息。比如世博文化中心项目设计，按照3R原则对新能源利用、节能、节水、资源回收和再利用进行了统筹安排，同时采用了多种有效的节能技术手段。通过对能源、水消耗、室内空气品质和可再生材料的使用等多方面进行控制，使世博文化中心被评为中国“三星级绿色建筑”。建筑80%的能效是在设计早期决定的，因此要在设计早期对建筑能效做出评估，以利后续设计、施工、运营中更好的决策。世博文化中心项目就使用了BIM平台下的Ecotect软件进行日照分析、采光分析、热环境模拟等分析，使得上述各种绿色技术手段得以在项目中更加高效、顺畅的实施(图3)。

1．3提升沟通效率

建筑设计是一个多工种的平台，能及时参与信息的反馈是决定设计有效性的关键因素。

1．3．1业主和设计方的交流

对于业主来说，对建筑的理解，与设计、施工方的沟通，特别是空间体验都是相当重要的，这直接决定了建筑的发展方向。建立建筑信息模型后，可以很方便地引入虚拟现实技术，实现在虚拟建筑中的漫游。以前业主主要是通过平面户型图、建筑模型、效果图及各种媒体广告的形式来了解建筑，而借助基于建筑信息模型的虚拟漫游技术，可进入虚拟建筑中的任何一个位置，亲身感受建筑空间，实时查询信息，可以在几年后才建成的虚拟建筑中漫游，身临其境地观看、感受建成后的环境和氛围，从而方便地实现与设计师的协调。

1．3．2各专业间协调沟通

对参与建筑设计的各专业工种来说，突破2D限制，进行可视化的建筑设计，实现设计师之间的理解和即时沟通，对保证设计意图和施工质量都有重要的意义。BIM是一个信息的数据库，它的信息完善、功能植入、数据的联动与实时更新，都关系着各专业的合作。BIM使建筑、结构、给排水、空调、电气等各个专业基于同一个模型进行工作，从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。在二维图纸时代，各个专业的协调是一个繁琐费时的工作，做得不好会经常引起施工中的反复变更。而BIM将整个设计整合到一个共享的建筑信息模型中，结构与设备、建筑与设备间的冲突会直观地显现出来，工程师可在三维模型中随意查看，并且能准确查看到可能存在问题的地方，并及时调整自己的设计，从而极大地避免了施工中的浪费，使得设计修改更容易。即从三维模型转化为二维图纸，包括从整体的平面引出局部的平面、局部的详图。这一关联非常具有优势，在传统画图纸的过程中，一张图修改，其他的图都要跟着改，工作量很大。运用BIM，只要对项目做出更改，由此产生的所有结果都会在整个项目中自动协调，各个视图中的平、立、剖面图及相关数据也会随之自动调整，包括尺寸标注等都能自动修改，这一功能大大节省了工作时间，提高了工作效率。降低了工作成本，剖面图和立面图将不需要分配人力，详图索引之间的错误也不会再出现，而这在二维制图时代，各类统计数据是一个非常庞杂、枯燥、单调且极易出错的工作，也是一个相当耗费人力成本的工作。在中国建筑设计研究院设计的徐州建筑职业技术学院图书馆(图4)这个项目中，图纸目录、门窗表、防火分区面积表和材料做法表等，全部应用BIM信息进行自动统计，且同步更新，几乎省掉了一个人力成本。BIM的出现和应用，将设计工作从二维模式转变为三维模式，将设计师大脑空间内的感知转变为设计系统中的理性元素，将各专业枯燥的工程图纸转化为真实、生动的视觉体验，可以在设计的过程中提前体验建筑空间感受，各类设计问题、制图问题和低级错误可以完全依靠规范化的设计模式进行避免。例如，在方案设计中，关于适合在哪里放楼梯的问题，建筑和结构专业也许会有不同意见。若在这里增设一个相机，生成实际的视觉效果，大家就能立刻达成共识。同时可以让设计师之间更加快速和清晰地了解对方所做的工作，提前暴露工程中可能遇到的各类问题。有了BIM这个平台，专业人员的素养和个人能力的培养也得到了极大的提高和改善。

1．3．3施工阶段的交流

在建筑生命周期的施工阶段，BIM可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息。它可以方便地提供工程量清单、概预算、各阶段材料准备等施工过程中需要的信息，甚至可以帮助人们实现建筑构件的直接无纸化加工建造，比如前面提到的鸟巢就是一个典型的例子。利用BIM可以实现整个施工周期的可视化模拟与可视化管理，帮助施工人员促进建筑的量化，以进行评估和工程估价，对方案的施工图纸也可根据数据模型增设全方位的透视图，为施工方了解图纸提供方便。建筑中无论任何位置，如果施工方对此部分设计没有理解，都可以立刻进行虚拟观察。过去在施工中才能发现的冲突，现在在虚拟的BIM模型中就可以发现，从而大大提升设计速度和质量。施工人员可以迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划，从而和业主进行沟通，将施工过程对业主的运营和人员的影响降到最低。

2结论

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乔说：“过去我们通过人眼观看二维草图，再通过耗时的传统方式将其直接转化为手工打造的铝合金车身，这些一次性的车身随后被扫描到计算机上，修改曲面用于加工，这种方式不能对汽车曲面快速生成实时渲染的图形，因而需要团队拥有高超的手工技能，很耗费时间，在制造过程中进行完善的空间也很有限。”

这其实是整个汽车业共同的难题。迈克（Mike Russell）是全球二维和三维设计、工程及娱乐软件开发商欧特克（Autodesk）的解决方案工程师，他提到，汽车业早期的设计流程是，先用手绘制一幅汽车草图，然后制作一个四分之一或二分之一大小的油泥模型，这时可以初步判断汽车的外观，再制作一比一的油泥模型，基本合适后，再测量整体数据进行结构设计。这本身就是一个大量占据时间和资金的过程。

随着技术的发展，软件开始介入到汽车设计师的工作中，比如利用二维设计软件进行绘图，但在三维可视化软件被广泛应用前，汽车业始终无法摆脱物理样车设计的“顽疾”：由于物理样车成本高昂，而且模型修改复杂度和难度很高，设计师很难获得多个样本并实时调整。同时，并非每款设计都会上市量产，这也会造成巨大的浪费。迈克说：“在传统的业务流程里，一开始可能提出100款设计，然后压缩到10款，最终压缩到4款实体样品。”

传统汽车设计流程还牵涉到工厂和工厂之间的协作难题。一款汽车并非所有的部件都由汽车厂家设计，比如灯具通常会委托灯具厂设计生产，汽车厂商会给车上留出“洞”，限定好尺寸，同时灯的造型还要符合整个车的造型，灯具厂即便设计出五到六款车灯也可能达不到汽车厂家的要求，拖长了整个项目周期和成本。

三维可视化软件为汽车厂家改造设计流程提供了可能。以工业造型设计软件Autodesk Alias Studiotools为例，它提供从早期的草图绘制、造型，一直到制作可供加工采用的最终模型各个阶段的设计。关键在于，软件能够为工程师提供一个可操控的三维空间以及照片级的渲染效果，而且随着技术的发展，操控和渲染的自由度不断提升。由此，一款汽车产品对外形、成本、结构的设计和修改就可以完全放在数字化环境中进行，草图-模型-修改的设计流程被颠覆：理论上，草图阶段完全可以设计出1000款产品，然后不断在数字化环境中预览、调整和优化，压缩数量，最终只生产出一款样机，同时，包括灯具这样的零部件设计也可以实现早期协同，使之更匹配整车的设计感。

设计流程的重塑对那些庞大的汽车企业至关重要。但对每年生产1000辆汽车，以手工定制为核心价值的摩根汽车意义到底有多大？乔说:“在我来到摩根后，我极力推广三维可视化软件在公司的应用。这使我们缩短了开发时间，可以快速生成多个概念，并且在昂贵的物理模型生成之前可视化——部门总监能直接根据实时渲染效果图签字批准设计，我们也可以在软件中生成栩栩如生的新车图像。”

事实上，利用三维软件实现汽车内部和外部的可视化并不是一个特别新鲜的话题，但随着软件本身的发展，以及其他技术的涌现，比如云计算，软件与汽车设计结合得愈来愈紧密。

欧特克公司提供了一组数据：在“云”中做单一的设计渲染比在实体设备上快3到5倍，建筑师甚至可以借助云技术把制作设计渲染的时间从90分钟缩短为12分钟；美国工业机械制造商Balzer Pacific利用云技术，把4项设计的分析时间从4天缩短到90分钟。简单地说，云计算让软件计算效率成倍提高。

效率成倍提高让软件和汽车设计中的一项应用具有了普及的可能性，这就是软件仿真。厂商可以通过软件仿真实现一些测试环境，比如数字化风洞，对车型的加热、空气流通、散热等方面进行仿真测试，甚至对引擎能效本身的情况也可以进行测试，从而优化和调整。

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关键词:绿色建筑发展建筑节能形势任务

1绿色建筑发展和建筑节能的重要意义

1．1发展绿色建筑和建筑节能是改善民生质量的重大需求

当前我国城镇化发展步伐加快，建筑物和人口密集程度加大，居民对建筑物的装修，更加产生了二次污染，对资源的浪费也十分严重。人口的大量增加，给城市带来巨大的生态压力，发展绿色建筑和建筑节能正是改善民生质量的重大需求，有效地减少了广大人民群众日益关切的噪声污染、光污染、水污染、废弃物污染等问题，为人们生活质量的提高以及生活环境更健康提供了有力保障。

1．2发展绿色建筑和建筑节能是实现节能减排的重要举措

随着建筑行业的快速发展，建筑工程每年产生大量的污染，建筑能耗占社会所有能耗的比率快速上升，因此发展绿色建筑和建筑节能是实现节能减排的重要举措。例如建筑中采用保温、隔热墙体，选用节能灯具，节水洁具，尽可能使用可再生能源等，这些措施所带来的经济效益和社会综合效益是巨大的。发展绿色建筑的同时，要提高公众的节能意识，通过行为节能的方式，如随手关灯，关紧水龙头，绿色出行，空调调到适宜温度等，这些自觉节能可以形成良好的社会互动，也使建筑节能效果发挥到最大程度。

1．3发展绿色建筑和建筑节能是实现跨越发展的重大战略

发展绿色建筑是一个系统工程，也是一个渐进的过程。传统的建筑行业，生产效率较低，建筑用材消耗过高，技术和管理手段粗犷，建筑垃圾回收利用率很低，使得建筑产业的高能耗、高投入与低效益的矛盾日益加剧。发展绿色建筑和建筑节能，是推进我国资源节约型社会和环境友好型社会的重大战略选择，也是转变我国城镇发展模式，实现传统建筑产业跨越式发展的战略部署。因此，立足我国国情的长远考虑，统筹规划城镇和区域的总体布局，从规划标准、建设运营、科技产业化等方面综合研究，引导绿色建筑和建筑节能稳步健康发展。

2绿色建筑发展和建筑节能的形势与任务

2．1采用创新的方法，使绿色建筑和建筑节能更加大众化和普及化

当前我国一直在推行绿色建筑和建筑节能，但是人们对于绿色建筑的认知还只停留在表面，大部分人只知道绿色建筑有利于环境保护和身体健康，并没有能够更多地去深入了解。那么如何才能让人们对绿色建筑的认知更加大众化和普及化呢?首先要做好宣传工作。这个宣传的重点，要放在实实在在的利益方面，要给大众算一笔经济帐。例如，绿色建筑会增加一些投入成本，但是建筑节能减排的经济性，在三到七年就可以收回先期投入。按照平均五年计算，五十年寿命周期的建筑，拥有者可以有四十五年的净利润时期。事实上我国建筑的设计寿命一般都超过七十年，因此在建筑全寿命周期内节约能源以及产生的效益是非常可观的。并且，绿色建筑和建筑节能给人们带来的健康舒适的环境，是用金钱买不到的。其次，有了认知，还要使绿色建筑节能性能让大众感知到，这样才更容易引起共鸣，普及程度也会更高。未来的任务，可以开发更多的软件，让大众很直观地看到绿色建筑的节能效果。例如将建筑节能效果可视化，可以通过手机APP，或其他设备，看到自己的居所节能、节水、节电的情况，这样的益处是可以将节约程度更加提升，同时也可以借此来激发大众对绿色建筑的信任程度。

2．2运用互联网技术，使绿色建筑和建筑节能更加网络化和数据化

绿色建筑的发展离不开先进的互联网技术，将互联网与绿色建筑相融合，将建筑节能使用的绿色建材，各种部件，新型材料以及管理运行等通过互联网技术实现数据化集成和共享。这样的益处是通过互联网，使绿色建筑设计以及施工的时候，可以很容易找到新材料和新工艺，可以将新技术更好地应用到实际施工中。同时，可以经过数据快速比较各种新型材料的性能，如隔热性、抗腐蚀性、安全性等，这样可以在施工中买到性价比最高的产品，大大地提高了经济效益。通过大数据的支持，未来的绿色建筑发展可以实现产业化，施工现场与生产商、物流系统、监管系统无缝对接，实现施工过程低污染、零库存、高质量、低能耗、低成本，这也是未来绿色建筑和建筑节能发展的任务目标。

2．3延伸新理念，使绿色建筑和建筑节能更加人性化和生态友好化

未来人类所面临的最大挑战之一就是能源危机，绿色建筑所延伸出的新理念，已经不单单是节约能源的问题，而是将节能建筑中的余能、余水和生活垃圾等，通过科技手段，形成一种新的模仿大自然的微循环，这样可以使绿色建筑和建筑节能更加适应人类生存，也更加体现出生态友好化。例如，室内的绿植，可以用再生水进行浇灌，植物通过吸收二氧化碳同时改善室内空气环境，调节空气湿度，水中生长的植物可以给鱼类提供食物和氧气，厨房垃圾可以制作鱼饲料等。这只是一个最最简单的例子，由此延伸出能源的再生利用和自发自用，如将太阳能、风能、地热能等，通过绿色建筑和智能电网、物联网等，充分利用各种清洁能源和再生能源，可以大大降低二氧化碳的排放量，也可以设计建造出更好的生态建筑。

3总结

我国大规模推行绿色建筑的时机已经成熟，对于绿色建筑项目的调查数据显示，绿色建筑的平均节能率达到百分之五十八，节水率达到百分之十五以上，同时通过节水节材从而降低了工业能耗，因此发展绿色建筑已经形成了社会普遍共识。未来大幅度提高新建建筑的绿色建筑比率，加快对公共建筑节能改造的提速，加快北方地区的供热计量改造，实施绿色小城镇和绿色示范村庄，加大对绿色建筑新技术的推广和新产品开发的研发力度，开创绿色建筑发展和建筑节能形势大发展的新局面。

参考文献

［1］吴明温．推进绿色建筑工程管理的关键问题研究［J］．住宅与房地产，2016(3):151－153．

［2］仇保兴．我国绿色建筑发展和建筑节能的形势与任务［J］．绿色建筑，2012，5(3):8－9．

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不容否认的是，施耐德电气未来很长一段时间将着力深耕医疗系统，很大程度在于虽然目前整体经济环境并不景气，但医疗行业却是与其业务高度关联且能跑赢GDP（国内生产总值）增长的重要领域。因而，不久前在上海举行的“2015施耐德电气医疗行业创新峰会”上，施耐德电气中国区高级副总裁、全国销售部负责人曹玮表示，随着“新医改”施行以及经济与政策导向构建，各级政府对医疗基础设施的重视升级。提高医院效率、保证医护质量、实现医疗资源共享及良性发展将成为绿色智能医院可持续发展的关键，“施耐德电气已经做好准备，随时随地为中国医疗建设的新格局服务。”

曹玮作出这番表态，大体基于对自身硬软件系统的自信。活动中，施耐德电气围绕安全可靠、医护质量、运行效率三方面，通过对绿色智能医院神经中枢的解读，展示其为满足绿色智能医院不同核心区域设计的产品、解决方案和案例。他们重点提及与“互联网+”时代的创新融合。施耐德电气中国区高级副总裁、合作业务中国事业部负责人尹正认为，它定义了医疗物联网（IOT）的概念，高度结合智慧医疗（IT）与智慧后勤（OT）。中国构建现代智能化医院时，应以此解决日益增加的项目管理复杂性和信息孤岛的问题。他说：“施耐德电气有能力以精细化后勤、可视化管理为手段，借助现代信息技术，实现绿色智能医疗。”

今天，施耐德电气正逐步将前述思路落地――全面铺开医疗行业市场。施耐德电气能效及楼宇事业部建筑能效支持中心总监孙靖表示，作为外资品牌，施耐德电气拥有跨度很宽的产品线。“无论是最顶尖的三甲还是最基层医院，我们都有相应的产品和方案进行配套。”他说，“当然，在一线城市会更多与三甲医院配合树立标杆项目。”

不过，要想让施耐德电气的理念得到充分发挥、让产品和方案物尽其用，未来孙靖还会面临不少挑战。例如，怎样使医院能从设计源头就让作为提供者的施耐德电气介入并贯穿整个过程，目前能认同并响应的屈指可数。他强调，打造绿色智能医院，技术无难事，而是取决于被改造对象的心态和认知程度。

“对方能否认同这些动作很关键。事实上，很多服务都是无形的。从硬件来说，我国很多大医院并不比发达国家差，但理念和服务精细度方面仍有距离。这将直接影响智能绿色医院建设的最终效果。”孙靖说。

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关键词：CFD技术；暖通空调制冷工程 ； 应用

中图分类号：TU96+2文献标识码：A文章编号：

引言：

为制定出最佳的通风空调方案，暖通设计师从建筑方案设计阶段就开始探寻建筑物室内外的气流的速度场、温度场、浓度场的分布，尽可能设计出最为高效、舒适、节能的空调系统。为达到空调系统运行高效且节能，暖通设备运行管理人员也一直致力于探寻设备能效的最大化。近年来，随着CFD技术的发展与完善，这些需求也日益能得到满足。CFD技术与暖通设计运行管理的结合发挥出越来越大的经济与社会效益。

1.CFD技术在暖通空调中的应用概况

随着计算机技术和离散数学等的发展，CFD作为一种模拟仿真技术，在暖通空调工程中得到了越来越广泛的应用。它主要在于模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动传热、燃烧等情况。就暖通空调专业来讲，CFD主要可用于解决以下问题[1][2]：

1.1建筑外环境分析设计

建筑外环境对建筑内部居者的生活有着重要的影响，所谓的建筑小区一次风、小区热环境等问题日益受到人们的关注[7]。采用CFD可以方便地对建筑外环境进行模拟分析，从而设计出合理的建筑风环境。而且通过模拟建筑外环境的风流动情况，还可进一步指导建筑内的自然通风设计等。

1.2通风空调空间气流组织设计

通风空调空间的气流组织直接影响到其通风空调效果，借助CFD可以预测仿真其中的空气分布详细情况，从而指导设计。通风空调空间通常又可分为：普通建筑空间，如住宅、办公室、高大空间等；特殊空间，如洁净室、客车、列车及其它需要空调的特殊空间。

1.3建筑设备性能的研究改进

暖通空调工的许多设备，如风机、蓄冰槽、空调器等，都是通过流体工质的流动而工作的，流动情况对设备性能有着重要的影响。通过CFD模拟计算设备内部的流体流动情况，可以研究设备性能，从而改进其更好地工作，降低建筑能耗，节省运行费用。

2.用CFD方法解决工程设计及产品开发等问题的

一般步骤在暖通空调制冷工程设计与产品开发及其它行业中, 一般只能依靠经验和试验及简单的理论分析来完成工程设计及产品开发工作, 其一般过程可表示如图1。

在这种设计过程中, 设计可行与否往往取决于试验, 为保证性能稳定, 就不得不进行大量试验, 而且, 产品方案的筛选和优化是在设计、制造、测试部门之间进行大循环, 由于牵涉的环节多, 产品的开发周期长, 费用高; 对工程设计而言, 往往需要进行方案选择、优化, 这一工作一般是靠经验完成, 难免导致方案可靠性降低, 从而引起设计失败。计算流体力学即CFD 的应用则改变了传统的设计过程, 由于CFD 软件可以相对准确地给出流体流动的细节, 如速度场、压力场、温度场或浓度场分布的时变特性( 不定常特性) , 因而不仅可以准确预测流体产品的整体性能, 而且很容易从对流场的分析中发现产品或工程设计中的问题, 据此提出的改进方案只需重新计算一次就可以判断、评估改进是否有效, 并更容易得到某些规律性的知识。这样, 产品或工程的设计与优化很少依赖经验或试验, 试验( 或经验) 的目的最多是进一步验证产品性能或设计过程的合理性。现代设计过程应呈图2 所示的结构。

在这一过程中, 用虚框表示的环节/ 试验验证或专家评估0与传统设计过程的相应环节/ 测试评估或专家论证0的工作量相比大为减少, 因为传统设计过程中/ 测试评估0所包含的试验往往是探究性试验,需要有大量的/ 试验样本0, 才能从这些/ 试验样本0中找到规律。而现代设计过程中, / 试验样本0这一环节中的大量工作已通过CFD 工作完成, 即通过CFD 工作形成大量的/ 虚拟试验样本0, 无需或只需极少实际的/ 试验样本0即可检验CFD 方法的可靠性、正确性, 故现代设计过程之工作量大为减少。在这种现代设计过程中, 方案设计在整个设计循环中占有很大的比重, 特别是方案设计阶段的CFD 分析占有相当重要的地位, 方案的筛选是以科学性的分析为基础, 因而比较容易保证设计成功和产品质量的稳定, 而且它将传统设计的大循环过程转变为方案设计带有预测性质的校验循环( 验证循环) , 当设计已经基本达到设计要求时再转入通常的详细设计, 大大减少了设计过程的中间环节。另外现代CFD 分析技术的发展不仅大大减少试验次数, 甚至完全取消试验, 即所谓的/ 虚拟产品开发0( VirtualProduct Development , 简称VPD) 。因此, CFD 技术的大量应用能显著缩短设计周期, 降低费用。

3.建筑设备性能的研究改进

在建筑物运行管理阶段，CFD技术也能发挥其独特的优势。如果采用先进的监测及管理方法，使各种设备能够安全、高效、稳定地运行，能快速排除出现的故障甚至准确预测可能的故障，则可以节约能量；如果管理方法比较过时，出现故障不能及时排除，则会大大耗费原本不必消耗的能量。在传统的设备管理模式中，往往是在有明显迹象表明设备性能变化差别很大时，才去确定这台设备是否应该检修，或根据规程已经到了大修期限，才着手组织大修。这样就存在以下问题：一是其运转情况无法准确统计；二是本可不必大修解决的问题因故障累积而达到了必须大修的程度，导致设备维修费用升高。传统的维修思路是：当设备不能正常工作甚至无法工作后才去寻找故障，找到故障后才去修理。这样做的结果，首先是设备停止运行，影响了正常服务，其次是故障往往不仅是部件问题，甚至到了必须更换主要部件的地步，使得维修成本剧增；三是故障只在设备运行时才表现出来，当设备停止运行后，有些故障特征就不再表现，各种故障数据也再无法采集，这就给故障排除带来很大困难[4]。

CFD技术可以在设备故障尚未出现时就对整个系统进行模拟、监控、诊断，为预先消除设备故障、避免过大经济损失提供了可能。虽然HVAC系统非常复杂，但也是由不同层次的子系统组成。譬如：冷却水循环系统、冷冻水循环系统、制冷剂循环系统、自动控制系统等等。所以，故障发生时，它总是隶属于某一层次，在这一层次中，总有一个或几个特征参数的变化与之相对应。利用故障的这一特性，我们可以提出诊断模型，并对原因参数和结果参数进行分类，从而实现对故障的正确诊断。针对不同的研究对象，应该选择不同的特征参数。

4.我国暖通空调制冷行业开展CFD研究的发展方向

自70 年代末80 年代初起, 即已有一些高校、研究机构开始CFD 技术的应用研究, 20 年来已取得许多重要的成就, 研究的范围从以室内空气分布以及建筑物内烟气流动规律的模拟为主, 逐渐扩展到室外及建筑小区绕流乃至大气扩散问题, 并已形成一些可以解决实际问题的软件。但从总体上看, 我们与国外先进水平是有较大差距的。前面已经谈到, CFD 的软件一般应包括3 部分, 即前处理、求解( 核心) 部分及后处理( 科学计算可视化) 部分。从软件工程的角度来看, 求解( 核心计算) 的部分与国外先进水平差距不大, 主要差距表现在前处理即几何造型与网格生成技术、后处理即科学计算可视化部分。所以, 从总体上看, 我国暖通空调制冷行业中开展CFD 方面研究尚有大量工作要做, 主要表现在以下几个方面:

4.1继续加强算法理论方面的基础研究;

4.2研究网格自动生成技术;

4.3研究科学计算可视化技术;

4.4用CFD 技术开展本行业中的应用研究。CFD 技术在CAE 工程中已表现出巨大的优势, 将与CAD 及CAM 乃至AI 技术有效地结合在一起并将显示其强大的生命力。

5.结语

CFD技术以其高效、节能、省时、便捷等多种优点，在暖通空调中发挥了越来越重要的作用。这一技术的应用设计了空调、制冷、流体力学、计算机、自控等多个学科的专业知识，因而还存在一些问题有待进一步的研究和探讨。

参考文献：

[1]龚光彩。CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J]。暖通空调，1999，29（6）：25－27.

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信息化能源管理及现实意义

信息化能源管理［3］是以帮助工业生产企业在扩大生产的同时，合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益为目的，为企业建立一条虚拟的能源管道，为企业节能减排和清洁生产提供了信息化的管理手段，推进企业工业化和信息化融合。另外，信息化能源管理符合国家节能减排、“两化”融合相关政策，可积极向国家相关部门申请政策资金支持，信息化能源管理必将是未来管理节能方式的发展趋势。

“十二五”期间，国家增加了二氧化碳、氨氮和氮氧化物等节能减排考核指标，这要求企业夯实统计、计量基础，数据准确及时则是最基本的。信息化能源管理把企业化石能源及二次能源通过仪表和能源管理模块，把各项能耗数据实时采集到统一的信息化能源管理平台上，使能源变得可视化和共享化，对于企业能源平衡起到至关重要的协调和管理作用。

准确的数据信息流能指导企业科学的调节传统能源调度的数量、方向、目标等，提高能源的配置效率。对能源监测历史数据通过全面的分析，帮助企业查找隐含的漏洞，提高能源利用的安全可靠性，寻求改进工艺和管理的机会。通过车间、班组、设备之间能源信息共享，及早发现能源浪费及事故预警，规范操作层面带来的能源浪费和设备损坏，结合有效的能效考核机制，使每一名操作人员从被动节能向主动节能的转变。

信息化能源管理能提高设备运作效率和安全系数，加快生产系统的故障和异常处理周期，提升事故的快速处理反应能力，有效防范各种生产安全事故。资源的节约能有效减少排放，据统计每节约1度(1kWh)电，就相应节约了0．4kg标准煤，同时减少污染排放0．272kg碳粉尘、0．997kg二氧化碳、0．03kg二氧化硫、0．015kg氮氧化物，从而在节能的同时减轻企业环保压力，推动企业清洁生产。

信息化能源管理在工业企业中的应用分析和存在的主要问题

信息化能源管理基于计算机技术、网络通讯和自动化仪表技术的应用，统计全厂各机组能源消耗情况，对各机组的能耗信息进行加工、分析、管理及保存，从而实现对机组用能情况全面，规范、有效的管理和控制。信息化能源管理主要包括信息采集系统、数据库和信息处理平台等三部分，通过分布在企业内部各处的能源数据采集装置将企业能源使用情况动态的实时转化为更直观的图形、表格方式展现出来，建立虚拟能源管道，使得企业管理者能及时掌握能源从购入到转化、分配、传输、使用、回收等环节。通过对用能情况进行分析，得出设备的能耗效率高低，操作人员能源使用中是否存在浪费，工艺流程是否可以更优化，单位产品能耗是否还有的下降空间的有关结果，根据这些分析结果，可以在相应的环节采取有针对性的措施，从而实现系统性节能，降低企业的运营成本。以某企业每年能源消耗总量折合成本为1000万元计，建设信息化能源管理系统后全企业总体能耗保守估计能降低约15%，每年能为企业节约资金达近150万人民币。系统一般使用周期为不低于10年，按企业现有产业规模不变的情况下，10年最少能为企业节省1500万，具有较高的投入产出比。目前，国内一些企业已经实施了信息化能源管理，取得了较好的效果。松下电器的信息化能源管理已可视化数据为基础，提出了节能33项目管理［4］，对33项目进行细化为各个能源管理事项和用能设备的小项目，制作成为推进表形式，由各用能企业每年制定各项目的推进对策，并将实施情况实时报送系统，松下电器总部可随时对33项目的实施状况进行总检查并推进。松下电器对各项目采取改善前后对比的方式进行总结，如其某工厂射出成型机安装隔热盖后，用电量消减20%，每年减少二氧化碳排放51．2t，成功实现了节能减排的目的。另外，笔者就信息化能源管理实施效果走访了某大型企业，直接提升企业能源利用效率，大大降低了企业用能成本，节省了能源管理的人力成本。该企业按照整体规划，分步实施的总原则先后建设了能源管理系统，建设能源监管系统后总能耗降低了26%，通过流程优化、绩效考核、意识提升等手段，其中一期工程当年收回成本。

在实施信息化能源管理过程中，可能会遇到如下问题:一是实施单位对于企业的生产流程和现状不了解、人员流动等情况，有可能造成能源管理系统不能对企业的用能情况进行预判、预报及能源平衡分析。二是企业一方面要进行生产，另一方面要进行现场的能耗计量节点和重点能耗设备进行改造，有可能使部分生产工序临时停止运行，小范围影响企业的正常生产。三是由于系统一部分为数据采集装置，针对不同的建筑结构，数据能源的采集装置架设难度不一，存在数据采集装置覆盖不到的可能，构造数学模型存在一定难度和差异，为“真正”优化能源配置带来一定难度。克服上述问题，企业必须从长远考虑，要采取以下有效措施确保能效监管系统建设工作的开展:加强信息化能源管理建设的领导。深入贯彻落实国家和地方能源管理工作的相关政策和规定，及时审议信息化能源管理建设规划和决策，在规划实施、资源配备、检查指导、队伍组织等方面给予支持;规范信息化能源管理建设程序。规范信息化能源管理建设行为，严格从规划、立项、可行性研究、实施到项目验收的建设程序，统一建设标准和规范，保证信息化建设有序推进;落实信息化能源管理建设资金。把信息化能源管理建设提到企业基础设施建设的高度，保证资金渠道的稳定畅通，合理安排建设期资金以及运行维护期资金，确保信息化能源管理正常有效运行;培养信息化能源管理建设人才。根据企业实际，在信息化能源管理建设及实施过程中，采取有效措施，营造有利于信息化能源管理人才发展的环境，在用人和激励制度中给予支持，培育出一批能源管理的高素质人才队伍;加强信息和经验的交流。企业要按照预定的目标、任务和措施，结合各自实际抓紧制定具体落实方案，与信息化能源管理实施单位充分沟通，及时解决各类问题。通过行业对标和企业调研等形式，借鉴先进经验，使能源管理的整体水平得到有效提升;加大宣传和教育力度。普及环境保护和能源管理知识，引导全体员工深入领会能效监管的重要价值和意义，为系统的推行创造良好的环境。充分调动企业员工的积极性，形成大家出谋划策，共同推动信息化能源管理建设工作。

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关键词：能耗监管平台；三网合一；管理

Construction of energy consuming inspection platform system research

Qiu Zhen, Zhao Xiaofeng

Beihang university, Beijing, 100191, China

Abstract: Energy management has become one the most important topics among a series of university management policies. Researchers of Beihang university have achieved a breakthrough in the development of effective university energy management. By utilizing the Internet, supply chain and sensor network along with the new method of data analysis, Beihang university can adopting the method of analyzing historical data, Beihang university can efficiently isolate energy usage problems.

Key words: energy consuming inspection platform; integration of three networks; management

我校能耗监测平台系统利用现代化通讯技术、数字通讯及存储技术、传感器及控制技术以及最先进的计算机及网络技术，并通过科学合理的整合和开发，对校园内的水、电、气、热、空调等能耗数据进行详细的分类、分项采集和统计分析，形成各个监测单元的年度、月度、每日、每小时乃至每分钟的能耗曲线，生成费用报表，并提供详细的数据报表。同时提供有效的分析手段，指导能源的合理配置和利用，实现量化管理，建立起我校能源能量平衡管理和节能管理体系。总设计体现了“集中管理、分布监测、灵活构建”的思想。系统构架以校园网为主要媒介，对校园用能建筑、用能系统、主要用能设备进行监测，构建可靠性强、效率高、共享度高的校园能耗数据库，建立能耗监测、统计、公示平台。

能源管理已经成为高校各项管理过程中最重要的话题之一，如何有效地对提供的能源进行监控，进而对采集的能源数据进行分析，然后制定出管理部门所需的各级报表，从而在能源消耗以及管理上提出改进计划已成为现阶段各高校能源管理所面临的主要问题。部分高校能耗数据统计粗放、管理疏漏、没有科学的用能预测与监管，导致能耗数据要么不准确，要么人为捏造，增加学校进行节能监管的难度，实际上高校能源浪费现象普遍存在，节能任务严峻。究其原因，正是由于对高校缺乏有效地能耗数据监管，理论上缺少能耗数据模型的研究所造成。因此，建立以数据为基础的能耗监管系统，动态掌握学校的用能状况，建立科学的能耗模型，为推进节约型校园建设、实现高校节能减耗目标已势在必行。

1 能耗监测平台设计思路

能耗监测平台系统结构复杂，涉及面广，需要将仪表技术、现场总线技术、计算机监测技术、图形图像技术、软件技术等多学科技术融为一体、高度集成。能耗监测平台系统总体设计立足于技术先进性、稳定性和可靠性；系统功能的科学性和实用性、软硬件的成熟性，满足“节能型”校园能源分析、管理的需要，并保证长远发展的兼容性。

2 能耗监测平台系统总体架构及功能

能耗监测平台系统以学校校园网为主体，无线传输网为辅建立起了学校三级能耗监测平台系统。整个节能监测平台系统是以计算机和通讯网络为基础的三级网络模式，由节能监管中心、分类监控中心、现场采集监控系统和通讯网络四部分组成(如图1和图2所示)。

图1 网络结构图

图2 北航节能监测平台系统图

能耗监测平台系统主要完成五大功能：能耗监测、能耗分析、能耗报表、能耗管理、系统管理。系统大量采用图形化分析工具，实时监测的各种参数可通过图形化显示，简单、直观而且美观，可视性强。软件界面运用多种形式(包括文字、图形、图像、多媒体等手段)使运行管理人员清晰、直观、实时地掌握用能单元的所有信息，使运行管理人员非常方便、精准地管理用能系统。同时，可以利用曲线、图表、饼状图、柱状图以及折线图表示用能信息(如图3和图4所示)。

图3 系统流程图

图4 系统报表

3 节能监管中心建设

为了实现能耗监测可视化管理，以100m2左右经过装修、装饰的房间作为节能监管中心机房，配备必要的硬件设备和系统软件。

北航节能监管中心机房示意图如图5所示：

图5 北航节能监管中心机房效果图

3.1 硬件系统

硬件系统主要包括：服务器、交换机、管理计算机、大屏幕显示设备、打印机及UPS等设备组成。

为保证能耗监测平台系统的高可靠性要求，系统对运行中间件和数据库服务器的主机采取主从模式。

主从模式是最标准、最简单的双机热备，即是通常所说的Active/Standby方式。它使用两台服务器，一台作为主服务器(Active)，运行应用系统来提供服务。另一台作为备机，安装完全一样的应用系统，但处于待机状态(Standby)。当Active服务器出现故障的时候，通过软件诊测(一般是通过心跳诊断)将Standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。

3.2 软件系统

能耗监测平台系统主要针对校园中电量消耗、燃气消耗、热量消耗、冷量消耗及水资源消耗数据的采集、传输、分析管理。系统的软件主要由两大部分组成。

第一部分是数据监控，该部分的核心功能是通过一系列的可视化手段，保障相关管理人员能方便快捷地对北航的实时能耗情况进行掌控，同时对异常情况进行实时报警。

第二部分是数据分析系统，该部分的核心功能是通过一系列的业务计算(如对标体系，标准折算等)与数据仓库与数据挖掘技术及相关统计分析算法，进一步从原始数据中发掘出节能的“知识”与措施(如图6所示)。

图6 数据仓库系统结构图

整个软件系统抽象为以下核心粗粒度组件来完成大部分实际功能：数据采集引擎；数据变换与管理引擎；实时数据库；数据仓库；知识管理；面向对象的可视化组件UI；数据挖掘与分析工具集(如图7所示)。

图7 软件系统结构图

4 分类监控系统及数据采集

4.1 电力监测系统

电力监测系统主要是对校园内一级和二级变、配电室计量系统和部分典型建筑的三级计量进行采集监测。包括：引入的2路市电110kV电源，1座110kV主变电站和17座10kV配电室及部分分项电量计量。

共采集电量监测点923点，其中：一级参数44点、二级参数100点、三级参数779点。

电力检测系统对主变电站和17个配电室的电参数进行集中监测。配置监测中心计算机，将主变电站和各配电室的用电情况进行集中监测，实现一级、二级和部分三级电量的在线监测(如图8所示)。

图8 北航电力监测系统数据采集界面图

监测中心主机采用高可靠性的工业计算机，电力监测软件采用专业的电力监测软件。监测中心接收现场采集设备上传的电参数数据，对这些数据进行分析、转换、存储，并以数字、曲线、报表等形式显示在屏幕上，并将电能耗数据上传至节能监管中心服务器进行综合分析管理。便于电力监管人员能够在办公室通过计算机远方浏览监测能耗系统运行状态和调看各种运行报表。

4.2 供水系统采集监测

供水系统的集中采集监测是针对一级水量计量的采集监测，包括：市政给水、自备井及中水利用。由于供水系统一级监测点较少，而二级供水主要作为生产运行和建筑能耗系统管理，因此供水系统不单独设子系统监测，而由节能监管中心集中监测管理。

4.3 供热监控系统

集中供暖系统的热源为燃气锅炉房内的3台燃气热水锅炉房，下设有9个间接供热换热站。在锅炉房安装温度、压力、电量、水量、热量采集设备，构建学校集中供热监控系统，配置供热监控中心主机，集中采集锅炉房及各换热站的运行参数和能耗数据，再通过校园网将采集的数据传送节能监管中心服务器，实现供热系统能耗在线监测。

通过以后对供热生产现场运行设备的改造，配合能耗检测平台，就可以实现对生产过程进行自动监控，实现气候补偿、变频节能和分区供热的自动控制，实现运行数据采集、设备控制、测量、参数调节以及信号报警等多项功能，从而可使供热生产现场设备在“无人值守”的自动控制下安全平稳运行。节能控制的运用、各种运行参数的实时监测与调整能够使能源利用和系统运行始终处于科学、合理、经济状态，为现场安全管理和高效节能提供了保障。供热监控系统不仅以本锅炉房(换热站)为单位自成体系，也将相对分散的各供热现场的能耗数据、运行数据和实时状态集中传输到节能监管中心，为相关部门提供基础数据支持。本地锅炉房、换热站现场监控设备作为底层基础数据源通过网络通讯方式，与供热监控中心主机实时进行数据交换，实现了对整个供热网络的集中监控(如图9和图10所示)。

图9 热网系统图

图10 换热站系统图

监控中心接收现场采集设备上传的供热运行数据和能耗数据，通过对这些数据进行分析、转换、存储，以数字、曲线、报表等形式显示在屏幕上，并将能耗数据上传至节能监管中心服务器进行综合分析管理。

4.4 通讯网络

能耗监测平台系统通讯网络组网方案利用了现有的校园网络作为数据远传网络，数据传输速度快，维护及使用成本低。

现场能耗采集设备通讯主要为有线方式，采用校园网或485总线通讯。所有数据通过校园网或485通讯总线传输到分类监控中心或节能监管中心主机。采用RS485现场总线将多台水表、电能表、热量表分别连接至网络服务器或现场采集监控设备，再通过校园网将采集的能耗数据上传至分类监控中心和节能监管中心。

对于特殊场合不具备有线传输条件的采集点，系统采用无线物联网通讯技术，使用了无线网络与主干网结合的组网方式，很好地利用了已有的基础网络。

部分水表数据传输使用了无线网络，现场安装方便，不需要破土布线，后期维护方便，成本低，电表数据传输中，使用了现有的RS485总线，在有数块电表集中的场所可以只用一个信号采集装置，节省成本；信号采集装置与信号传输装置以无线方式连接，现场施工及后期维护方便，成本低，整个系统无运行费用。

5 结束语

本系统采用了高校校园网、无线物联网相结合的方法实现对高校的水、电、气消耗的实时在线监控，可以迅速、准确地了解高校各建筑物以及用能点的能耗状况，以便采取相应措施改善学校的用能环境，制定节能方案，提高能效。建设高校能耗监测平台，对于促进高校能源节约和合理应用，缓解能源供应与社会经济发展的矛盾，加快发展低碳经济，推进节约型校园建设有着举足轻重的作用，也是保障能源供给和节能育人的重要保障。

参考文献

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【关键词】参数化BIM；建筑设计；特点；应用

1 BIM技术的概述

BIM即建筑信息模型，BIM技术核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含建筑工程信息的三维模型，建筑工程的信息集成化程度大大提高，不仅可以用于建筑设计，还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等，可以在整个建筑业中发挥作用，管理建筑生命周期的全部信息。

利用BIM技术可以在一个电子模型中存储完整的建筑信息，这种方法被称赞为一种最新的变革。在BIM应用系统中，建筑构件被对象化，数字化的对象通过编码去描述和代表真实的建筑构件。一个对象需要有一系列参数来描述其属性。这个对象的代码必须包含这些参数。参数通常是预先定义好的，或者遵守某些制定好的规则。这些参数信息就构成了建筑的属性。例如，一个墙对象是一个具有墙的所有属性的对象，不仅包括几何尺寸信息如长、宽、高，还包含了墙体材料、保温隔热性能、表面处理、墙体规格、造价等等。而在一般的CAD绘图软件中，墙体是通过两条平行线的二维方式来表达，线条之间没有任何关联。

2 基于参数化BIM建筑设计的特点

笔者认为其特点主要体现在以下几方面：（1）联动性。用BIM软件，可以从建立模型开始，即时获得建筑模型的各个方面的信息，比如设计出一个建筑平面，切换视角，即可看到建筑的剖面和里面以及三维立体模型，同时可以生成施工图，材料表，造价表等。（2）5D管理。通过BIM5D施工系统快速建立3D施工模型，将大大减少设计文档错误，从而节约成本。5D即传统的3D加上时间、成本。此外还有以下特点：

2.1 BIM通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息：三维几何形状信息和非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格、进度和施工等等集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据。为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”模型三维的立体实物图形可视，项目设计、建造、运营等整个建设过程可视方便进行更好的沟通、讨论与决策。

2.2 BIM具有良好的协调性：各行业项目信息出现“不兼容”现象。如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。使用有效BIM协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或问题变更方案3D画面的模拟能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟。

2.3 对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况处理方式的模拟。BIM及与其配套的各种优化工具能对项目进行可能的优化处理利用模型提供的各种信息来优化，如几何、物理、规则、建筑物变化以后的各种情况信息给复杂程度高的建筑优化。建筑设计图+经过碰撞检查和设计修改=综合设计施工图如综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等实用的施工图纸。BIM提供工程全部信息，将项目各阶段主要参与方都集中，做出项目空间三维复杂形态的表达。虚拟建筑样机，提供建筑物精确的空间关系和数据，与其他3D建模不同。根据3D模型自动生成和更新各种图形和文档，自动协调更改关联变更相应的信息来进行信息共享。当建筑工程中设计对象参数修改时，另外设计该对象会自动进行更新来实现数字化设计和高效化设计。

2.4 BIM能够实现工程设计的检测、分析能源耗费、成本控制等。其能够实现建筑工程项目的交付IPD管理。把工程中不同部门、不同阶段在设计过程中进行有机的集合，使之服务于项目设计和使用的全部过程之中，通过BIM技术实现建筑工程的数字化设计并进行智能化管理，实现建筑工程项目的动态化、集成化和可视化的多维项目管理。通过对建筑物和施工现场立体建模和施工过程中不同阶段的有机链接，不断与施工中的耗材和布置施工场地信息进行有机的集成来组建4D施工的信息模型样本，达到建设工程施工过程中工程的进度、人力配备和材料使用等各种信息的集成管理以及施工阶段的智能化、数字化模拟。

2.5 能够实现虚拟化的施工。BIM在计算机上通过数据的分析进行建造过程的模型建立，建立的模型能够实现实际施工之前对建筑工程功能和建筑施工难题等可能存在的问题来进行预测，其中包括建筑工程施工的方法验证、施工技术方案的模拟以及施工方案探讨和优化等。其实BIM能够引导建筑信息科技达到更高水平的的新技术和新理念，如果得到全面的应用，其能够为建筑行业的信息化发展带来不可估量的影响和进步，有效提高建筑项目的科学性和有效性。

3 基于参数化BIM建筑设计的应用分析

3.1 复杂形体设计及建造应用。BIM技术的出现，对于复杂形体设计及建造应用存在着极为重要的作用。通过BIM技术，可以针对复杂形体建筑进行数据上的验证及整合，实现多维曲线设计，以立体形式将设计成果展示出来。建筑信息模型的出现，让现代建筑师可以更加充分发挥自己的创意，展示构思，可以直接的查看设计建筑的效果，进一步优化设计效果，达到建筑设计的新境界。同时，通过BIM技术，可以将复杂的建筑项目进行每一个单元每一个结构的三维模型分析，并进行模块设计或修改，极大的减少了建筑设计中存在的信息误差。

3.2 综合管线设计与管网综合排查。随着现代建筑的功能日趋复杂，建筑体量不断扩大，建筑中存在的机电管网更是错综复杂，在进行建筑设计时，为保证建筑质量及品质，需要做好综合管线设计，避免出现管线相撞、管线交错、管线施工不当等现象，在传统的建筑设计方式中，建筑管网设计只能通过人力目测的方式进行检测，方式单一，且容易出现管线相撞或交错现象。通过BIM技术中管网检测功能，可以直观的将建筑管网生成三维模型，并分布在建筑模型之中，通过检测功能，系统自动检测出管网设计不当、管线相撞与交错部位并进行标注，极大提高了管网检查效率，保障管网设计的质量。

3.3 消防性能优化设计。随着超大型、超高型建筑的不断涌现，采用传统的规范设计很难满足建筑的消防要求。通过BIM技术，采用消防性能优化设计，实现消防设计的最优化、科学化、合理化。在消防性能优化设计中包括有毒气体扩散时间、建筑材料耐烧极限、疏散距离及数字化模拟人员疏散时间等各项设计，并为实际应用提供最佳的疏散方案，维护人们的生命安全及建筑安全。

4 结束语

基于参数化BIM的建筑设计，可以有效提高设计的质量与效率，使建筑行业的资源得到优化。随着城市化进程的加快，促进了建筑业的发展，当前BIM技术已广泛应用于建筑行业，在实际应用中获得了良好的经济效益及社会效益。

参考文献：

[1]陈彦等，建筑信息模型（BIM）在工程管理信息系统中的框架研究.施工技术.2008

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械的开发与应用、节能型产品是今后建筑机械的发展趋势。

【关键词】节能；环保；建筑机械；污染；发展

中图分类号： TE08 文献标识码： A

一 我国建筑机械的环保节能的定义以及发展现状

建筑机械的环保是指建筑机械在作业时对环境污染小的建筑工程机械，其环保性好;反之，其环保性差。作业人员的工程机械在作业时的机械的因素有噪声、振动、废气排放的有害气体、微粒(粉尘)等。而我们要对这些高能耗重污染的机械进行技术改进，使其减少污染和能耗。

我国建筑机械经过50多年的发展，己经发展为一个拥有20多类产品、1000多亿元年产值的行业，在世界建筑机械市场也具有一定影响。随着建筑机械品种和数量的不断增加，大量建筑机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘对环境产生了难以估计的负荷，而企业却还没有彻底摆脱高能耗、低效益、重污染、粗放式的传统模式。自上个世纪90年代，发达国家建筑机械己经进入信息化发展时期，能与环保、安全技术、自动化控制技术、可视化技术、人机工程、故障诊断与监控系统、机群作业信息和控制等方面被普遍重视，并出台了相应技术标准。我国的环保和节能建筑机械起步较晚，尚缺乏相应的技术法规和标准，有关环境、安全、人机等方面指标过低，阻碍了我国绿色建筑机械的发展。

二 环保节能建筑机械的设计思路

(一)选择节能环保型材料。

材料是构成机械产品的基础，对机械设备的性能、价格、特点及环境属性有直接的重要影响。建筑机械由多种材料构成，选择节能环保材料需要考虑到材料的节能环保特性和功能特性。应考虑材料本身性能的先进性，尽量采用不加涂镀的材料及易回收、可再生、可分解或降解的材料。混凝士机械用的合金铸铁可用高强尼龙替代，不仅延长了使用寿命，还可减少噪声。

（二）降低能耗。世界己公认节能是继煤炭、石油、水能、核能之后的第五种能源，而且降低油耗有利于环保。因此在保证主机各项性能参数前提下，尽量提高发动机的燃油经济性，提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能，提高各系列产品同类零部件的通用性和互换性，加强作业机械和管理，减少内部摩擦和机械磨损，延长产品寿命，降低报废量。

(三)开发节能技术。应选择洁净的能源，并最大限度地节约能源，使之能耗最少。如可采用飞轮、蓄能器及蓄电池等来减少机械在行驶或作业中因变速或制动等而耗费的能量。开发清新能源和节能技术，清新能源具有低能耗、低污染并可再生使用的特点，开发电动机械、电动执行元件、太阳能电池和新型蓄电池;采用节能技术措施，如开发新型驱动机构，合理确定传动与动力匹配，建立能源回收存储系统，减少泄漏和管路损失，电梯的同步永磁无齿轮曳引机、变频驱动系统或间歇式操作系统都具有明显的节能效果。

（四）改进机械结构、增加后处理装置

在工程机械中，除了发动机会产生噪声和振动外，各工作装置、行走机构在运行时也会产生噪声和振动。因此，改进上述部件的结构，使其实现低噪声、低振动运行，也是改善工程机械不保性的措施之一。如日本小松制作所开发的先锋R系列微型挖掘机，在装铲斗的销轴部位增设了防止晃动环(为铁环上涂覆聚氨醋橡胶层的零件)，减少了作业时铲斗的晃动和撞击，作业噪声降低了4dB ( A );美国B-E公司开发的395-B I型挖掘机，采用长齿双链轮驱动履带节，降低了传动噪声。研究表明，降低结构噪声的可行方法之一是使传递振动能量的机械系统各结构部分的阻抗不匹配，该机采用聚氨脂减振器，用来组成八T-lOII型机驾驶室的弹性悬挂系统，不仅减少了履带销轴和销套的磨损，也大大，降低了行走时的振动和噪声。

增加后处理装置系指在工程机械排污源的后部增加消除污染的装置。主要用于清除机械排气或作业过程中产生的有害气体和微粒、尘埃。如衡阳有色冶金机械总厂与美国瓦格纳采矿建筑设备公司合作组装的ST-3 1 / 2型地下装载机，采用催化净化器进行排气净化，效果很好;口本研制的陶瓷过滤器，对工程机械发动机的排气进行净化，与常规的过滤器相比，烟度降低2/3，排气净化效率达90%一97。在钢筋调直机上方，如果安装有密闭吸尘罩+旋风除尘器(带集尘箱)和集尘风机(带集尘水箱)，则作业时产生的锈尘绝大部分可进入集尘箱和集尘水箱，不再污染工作环境和周围环境。

三 环保节能发展的机制发展

（一）加强宣传，健全制度，提高全员环保意识

首先要加强宣传，经常教育设备管理、使用和维修人员爱护环境，提高环保意识。企业的员工应结合本职工作，掌握一定的环保知识，自觉地遵守规章制度。其次要本粉"预防为主，保护优先"的原则，完善环境保护、设备管理的有关规定，明确贵任，建立健全环保责任制，针对工程机械施工对环境的影响，制订切实可行的措施，严格奖罚规定，从而使工程机械在为我们服务的同时，更好地保护环境。

（二）经济激励和限制相结合

由于传统的建筑机械产品适合于落后的施工方法，单从市场价格上看仍具有一定的优势，而使用单位在购买设备时通常更注意价格，忽视产品的节能性和环保性。政府部门应加大执法力度，限期淘汰不符合环保和节能要求的产品，从产业政策加以引导，经济激励和限制相结合。有效的税收制度是推动环保与节能的基本措施，用经济的杠杆促使环保与节能技术产品的发展。

四 结语

建筑机械的节能与环保符合国际绿色建筑机械的发展潮流，符合和谐社会可持续发展的要求，是社会进步的标志，也是社会发展的必然趋势。建筑机械的发展面临极大的机遇与挑战，所以应顺应时代潮流，推广节能环保技术，生产绿色产品，提高市场竞争力，使建筑机械获得更大的发展。

【参考文献】

［1］张轶.中外建筑节能情况对比。节能与环保.2005年， (04).

［2］狄惠众，王栩.建筑节能技术在上海春城的应用.墙材革新与建筑节能.2005年，(04)