時間:2023-03-15 14:50:56
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇冬季建筑論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
2.1土方工程施工技術(shù)在冬季,土由于遭受凍結(jié),挖掘起來非常困難,施工費用增加,回填質(zhì)量難以保證,因此事先必須進行技術(shù)經(jīng)濟評價,選擇合理方案可進行。土的防凍盡量利用自然條件,以就近取材為原則。其防凍方法有三種:地面耕松耙防凍、覆雪防凍、隔熱材料防凍。凍土的破碎與挖掘一般有爆破法、機械法和人工法三種。在查有關(guān)的規(guī)范看具體情況適用采取哪種方法。回填土:由于土凍結(jié)后成為硬土塊,在回填過程若不能壓實或夯實,土解凍后就會造成土體下沉,所以對于凍土回填應(yīng)該認(rèn)真對待。在冬季回填土?xí)r應(yīng)該采取以下措施:(1)把回填用土預(yù)先保溫;(2)在冬季挖土?xí)r,應(yīng)先挖出未凍結(jié)的土堆積起來加以覆蓋,以備回填用土。(3)回填土方前應(yīng)將基底清理干凈;(4)采用人工回填時,每層虛鋪度不得超過2m,夯實厚度為10-15cm。
2.2鋼筋施工技術(shù)由于氣溫過低使鋼筋塑性及韌性降低、脆性增加,鋼筋的力學(xué)性能發(fā)生變化,屈服點和抗拉強度增加,伸長率和抗沖擊韌性降低,加工性能下降。影響鋼筋冷脆傾向的因素有:化學(xué)成分的影響;焊接的影響;直徑的影響;冷拉的影響;工藝缺陷的影響。其中負(fù)溫冷拉、負(fù)溫焊接是鋼筋最主要的施工技術(shù),且冷拉鋼筋的閃光焊或電弧焊,應(yīng)在冷拉前進行。鋼筋負(fù)溫冷拉其溫度不低于-20℃。可采用控制應(yīng)力的方法,其控制應(yīng)力及最大冷拉率應(yīng)符合國家規(guī)定;鋼筋負(fù)溫焊接主要有兩種焊接方法:閃光焊、電弧焊,當(dāng)溫度低于-5℃的條件下進行這兩種焊接,當(dāng)溫度低于-20℃時,不得進行焊接。風(fēng)力超過4級時,應(yīng)采取擋風(fēng)措施。除以上這些鋼筋施工工藝外,還應(yīng)注意鋼筋的腐蝕防護。鋼筋的存放也很重要。鋼筋存放場地有良好的排水措施,對沾泥的鋼筋清理干凈后,才能吊到作業(yè)面綁扎。鋼筋堆放用木方墊起,離地面距離大于100mm,以防雪、水、泥土浸泡引起鋼筋銹蝕。鋼筋接頭盡量采用直螺紋連接和搭接連接,使鋼筋工程受冬季施工的影響較小。施工現(xiàn)場降雨雪前,施工單位對鋼筋材料進行覆蓋,防止下雪鋼筋結(jié)冰。焊接時將鋼筋提前運入加工棚內(nèi),焊接完畢后的鋼筋待完全冷卻后才能搬運往室外。在運輸、加工、倒運過程中,應(yīng)防止鋼筋碰撞、刻痕等現(xiàn)象出現(xiàn)。
2.3混凝土施工技術(shù)混凝土常溫施工各地差異不大,影響因素亦較少,但對于新疆冬季施工來說,由于氣溫較低,要降到0℃以下,無論在材料、設(shè)備選擇、施工方法等方面都需要一些特殊的措施,這些都是由于冬季施工的特殊性而定的。混凝土在負(fù)溫作用下,內(nèi)部水分凍結(jié)成冰,體積膨脹,產(chǎn)生的凍脹應(yīng)力破壞了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu),使混凝土的物理、力學(xué)性能遭受到損害,引起混凝土的凍害。混凝土工程冬季施工主要是研究混凝土在養(yǎng)護硬化期間遭受凍害,其抗壓強度、抗拉強度、混凝土與鋼筋的粘結(jié)強度以及混凝土的密實性和耐久性等性能的損失,降低強度與防止措施。新澆注的混凝土必須防止遭受凍害。混凝土早期遭受凍害后,其抗壓強度和抗拉強度均有不同程度的損失,鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度將有較大的損失,混凝土的抗?jié)B性和耐久性都要有降低。采用的方法就是調(diào)整配合比方法:(1)選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。如使用早強硅酸鹽水泥;(2)摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應(yīng)增加了水泥漿的體積,提高拌和物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力,提高混凝土的抗凍性;(3)盡量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達(dá)到齡期強度的時間;(4)選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料,使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近;(5)摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結(jié)時間,提高早期強度。
2.4外加劑的選擇在冬季澆筑的混凝土,應(yīng)該使用無氯鹽外加劑,外加劑的使用應(yīng)該符合應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。外加劑使用前必須有完整的質(zhì)量保證,運輸和貯存過程中應(yīng)防止破損和受潮,使用前營仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書,嚴(yán)格按照混凝土的配合比報告控制摻入量。
2.5裝飾工程施工技術(shù)裝飾工程的冬季施工有兩種施工方法,即熱作法和冷作法。熱作法的施工在進行室內(nèi)抹灰前,應(yīng)將們窗口封好,門窗口的邊縫及腳手眼、孔洞等亦應(yīng)堵好。施工洞口、運料口及樓梯間等處搞好封閉保溫。應(yīng)盡量利用外架子搭設(shè)暖棚。施工環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃。需要抹灰的砌體應(yīng)提前加熱,使墻面保持在5℃以上,裝飾工程完成后在7d內(nèi)室內(nèi)溫度仍不低于5℃;冷作法的施工,所選用的砂漿必須在暖棚中制作,砂漿使用的溫度應(yīng)在5℃以上。砂漿中摻入亞硝酸鈉作防凍劑或氯化鈉作防凍劑都應(yīng)滿足一定要求。抹灰基表面如有冰霜雪時,用抹灰砂漿同濃度的防凍劑熱水溶液沖刷,將其表面雜物清除干凈再抹灰。
二、在生態(tài)經(jīng)濟的背景下,分析建筑經(jīng)濟的特征
1.在生態(tài)經(jīng)濟的背景下更加重視優(yōu)化和智能。
智能化能夠有效的實現(xiàn)建筑物的節(jié)能目標(biāo)。在生態(tài)經(jīng)濟的背景下,建筑經(jīng)濟更多的表現(xiàn)就是在現(xiàn)代化技術(shù)手段的幫助下實現(xiàn)優(yōu)化功能以及控制成本。這個時候,現(xiàn)代化的建筑最主要的一個特征就是智能化的系統(tǒng)。
2.在生態(tài)經(jīng)濟的背景下更加的重視環(huán)保以及生態(tài)。
在設(shè)計現(xiàn)代建筑的時候,需要遵循的原則就是環(huán)境生態(tài)保護,對于可再生材料以及自然應(yīng)該要最大程度的去利用,對美化自然環(huán)境以及綠化人居環(huán)境比較的重視。不管是建筑的外墻或者內(nèi)墻,都應(yīng)該要盡量的使用木材,在選擇墻體的保溫材料時,也應(yīng)該要盡可能的選擇那些可再生的木材,在室內(nèi)和客廳內(nèi),基本上都是使用的木地板,有的甚至是使用的舊建筑當(dāng)中拆除的舊木地板,這樣做的主要目的就是為了能夠有效的減少對自然環(huán)境的破壞,讓水泥的使用量能夠得到有效的降低。除此之外,在很多建筑物的外墻上,基本上都不使用油漆,這樣做的主要目的就是為了能夠有效的減少對人體的傷害以及對環(huán)境的污染等。
3.在生態(tài)經(jīng)濟的背景下更加的重視自然和節(jié)能。
在生態(tài)經(jīng)濟的背景下,現(xiàn)代建筑應(yīng)該要對能源的有效使用更加重視。而為了能夠達(dá)到這樣目的,首先就應(yīng)該要對自然資源進行充分的利用,對于能源的使用量應(yīng)該要盡量的節(jié)約。比如在節(jié)約水資源方面,要對整體的預(yù)制衛(wèi)生間進行合理的規(guī)劃,而衛(wèi)生間內(nèi)部的設(shè)施應(yīng)該要選用那些節(jié)水型的產(chǎn)品。在條件允許或者是必要的情況下,可以考慮回收雨水等,然后在將回收的水經(jīng)過處理之后進行合理的利用。
三、可持續(xù)發(fā)展使建筑經(jīng)濟和生態(tài)經(jīng)濟能夠?qū)崿F(xiàn)良性互動
在生態(tài)經(jīng)濟與建筑經(jīng)濟理念互動性機制的一大重要體現(xiàn)就是綠色生態(tài)住宅區(qū)。綠色生態(tài)住宅區(qū)關(guān)注并研究了生物方面的關(guān)系,比如各條食物鏈上面實現(xiàn)的能量流動以及物質(zhì)循環(huán)等,還有非生物方面的比如土壤、水體以及空氣流動等方面的狀態(tài)。這些多元化的因素綜合在一起對生態(tài)環(huán)境起著重大的影響。在可持續(xù)建筑的設(shè)計中,所參考和收集的信息是多方面、全方位的,無論是住宅區(qū)的環(huán)境治理保護還是到具體戶型的設(shè)計規(guī)劃,無論是政府的各個部門還是一套房的業(yè)務(wù),都是在經(jīng)濟條件和生態(tài)環(huán)境因素的影響下對于可再生資源的利用,制定出適合該區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃和目標(biāo)。
1.構(gòu)建起生態(tài)經(jīng)濟和綠色建筑的指標(biāo)體系。
建筑經(jīng)濟和生態(tài)經(jīng)濟之間的良性互動其實就是看現(xiàn)代建筑和生態(tài)經(jīng)濟之間的最終結(jié)合程度。所以就需要制定出一套比較科學(xué)和合理的體系,主要的目的就是對現(xiàn)代建筑的現(xiàn)狀進行反映,同時還能夠?qū)ΜF(xiàn)代建筑的生態(tài)發(fā)展規(guī)劃意圖進行相關(guān)的指導(dǎo)。另外,在對現(xiàn)代建筑物規(guī)劃進行制定的時候,目標(biāo)應(yīng)該要確定可定量化以及明確,比如交通網(wǎng)絡(luò)以及綜合土地的使用,對于汽車的使用頻率以及使用量要采取有效的措施來進行限制,對于多樣化的本土能源供應(yīng)以及可再生資源的建設(shè)應(yīng)該要盡量的去落實。
2.對于可持續(xù)性建筑的要求和內(nèi)涵應(yīng)該要比較明確。
為了讓建筑經(jīng)濟和生態(tài)經(jīng)濟能夠有效的實現(xiàn)良性互動,那么就需要把建筑經(jīng)濟和生態(tài)經(jīng)濟放在目標(biāo)相同的系統(tǒng)當(dāng)中,而對可持續(xù)性建筑的要求和內(nèi)涵進行明確就是其中比較直接的行動。
3.建筑經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
建筑經(jīng)濟和生態(tài)經(jīng)濟的整合,給現(xiàn)代建筑行業(yè)的設(shè)計帶來了深遠(yuǎn)的改革意義。在建筑設(shè)計過程中,需要在工程項目的最初階段保證可持續(xù)性的規(guī)劃,制定出最高效的計劃和角色,可持續(xù)性建筑研究并不是對于建筑風(fēng)格或者造型的追求,而是將建筑當(dāng)成是能夠?qū)崿F(xiàn)多種價值的有機系統(tǒng)。生態(tài)建筑經(jīng)濟并不代表需要更高的經(jīng)濟成本投入,也不是比一般的建筑更為復(fù)雜和繁瑣,自是對于建筑的各個部分進行整合性設(shè)計來實現(xiàn)建筑的成本和效益之間的最佳關(guān)系,目的在于降低建筑的能源消耗,有效的提升人們的生活質(zhì)量和生活狀況。生態(tài)經(jīng)濟要實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟的互動,首先要將經(jīng)濟、生物和人類的各個系統(tǒng)統(tǒng)一為一個整體,要創(chuàng)設(shè)一種“做好事輕而易舉,工作和生活中自然的日常行為理所當(dāng)然而不是有意識地利他”的新體制,據(jù)此需要為可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟設(shè)立一系列目標(biāo),根據(jù)這一系列的經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo),首先應(yīng)把可持續(xù)性建筑設(shè)計的目標(biāo)明確為:
1)仍然以有利于減少能量與資源消耗的技術(shù)策略為基礎(chǔ),盡量減少建筑的資源消耗量與廢棄物的排放量;
2)通過各種途徑想方設(shè)法降低可持續(xù)性建筑在全生命周期內(nèi)的各階段成本;
3)提高可持續(xù)性建筑設(shè)計中的經(jīng)濟分析與環(huán)境影響分析的整合程度,從提高經(jīng)濟-環(huán)境復(fù)合價值出發(fā),科學(xué)計算可持續(xù)性建筑節(jié)省的生態(tài)成本與其長遠(yuǎn)社會經(jīng)濟效益間的關(guān)系,使由建筑活動所帶來的“入”與“出”一目了然;
4)通過建筑的建造行為策略性地向自然資本投資,促進自然資本價值的實現(xiàn),使可持續(xù)性建筑在環(huán)境與經(jīng)濟評價中都表現(xiàn)出比普通建筑更多的優(yōu)越性。
1建筑節(jié)能與住宅被動式節(jié)能的概念
1.1建筑節(jié)能
建筑節(jié)能可以從狹義和廣義兩方面來定義:廣義的建筑節(jié)能為在建筑的建造、使用到拆除的過程中通過一定的技術(shù)手段達(dá)到降低能源的消耗;而狹義的能源消耗是指在建筑使用過程中通過建筑本身來降低電能,煤炭等能源的消耗。由于建筑的能源消耗主要發(fā)生在建筑建造完成后的使用過程,因此,本研究主要是從狹義的角度進行建筑節(jié)能的研究。建筑節(jié)能按其方式可分為主動式節(jié)能和被動式節(jié)能。主動式節(jié)能主要是指在建筑使用的過程中通過對設(shè)備的節(jié)能來實現(xiàn)建筑節(jié)能,被動式節(jié)能主要是通過對建筑本身進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而最大限度地利用諸如陽光、氣溫等自然條件來降低能源的消耗,強調(diào)優(yōu)化建筑設(shè)計、降低建筑使用時所需的負(fù)荷。
1.2住宅被動式節(jié)能
住宅的被動式節(jié)能始于1920年美國通過設(shè)計住宅利用太陽能,被動式設(shè)計的核心是根據(jù)建筑當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候,利用環(huán)境控制技術(shù)結(jié)合住宅功能和滿足的需求,對住宅進行設(shè)計使其本身具有適應(yīng)環(huán)境和調(diào)節(jié)氣候的能力。這種設(shè)計不需要借助外部設(shè)備,依靠當(dāng)?shù)氐年柟狻囟取⒌匦魏惋L(fēng)力等自然因素就能完成自動調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部環(huán)境。被動式節(jié)能設(shè)計簡單,不需要像主動式節(jié)能那樣對設(shè)備進行依賴,技術(shù)要求相對較低。這種節(jié)能方式是從根本上降低維持建筑內(nèi)部環(huán)境所需的負(fù)荷,不需要額外的能源消耗,因此,節(jié)能效果比主動式節(jié)能明顯。由于被動式節(jié)能只需要自然因素,所以成本低廉。
2住宅建筑的被動式節(jié)能設(shè)計
2.1住宅建筑場地的選址與節(jié)能
住宅與人們的生活息息相關(guān),住宅場所的選取至關(guān)重要,對于住宅場所的選址應(yīng)先對當(dāng)?shù)氐牡匦芜M行考察,結(jié)合住宅所需滿足的要求,充分利用有利的地形因素和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鬟M行選擇。建筑選址的基本原則為不破壞當(dāng)?shù)氐谋Wo區(qū)(自然景觀、文物、濕地、農(nóng)田),遠(yuǎn)離自然災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生的地帶,避免周圍有大的噪聲和其他危險源。與主要自然因素的關(guān)系如下所示:選址與光照:光照是影響當(dāng)?shù)貧夂虻闹匾蛩兀庹罩械募t外線具有大量輻射熱,是住宅建筑的外部熱源,光照時間的長短直接影響溫度,同時,光照中的紫外線具有殺菌的作用,如何獲得充足的光照與選址有關(guān)。選址與風(fēng):風(fēng)是另外一個重要的自然環(huán)境,夏季充足的風(fēng)可以起到降溫的作用,但也不能選擇太大、灰塵太多的風(fēng)環(huán)境場所,在山區(qū)容易形成“風(fēng)口”這種災(zāi)害,選址時應(yīng)避免,同時也不宜選擇低洼場地,這樣會造成通風(fēng)不足。對于風(fēng)這個因素應(yīng)該考慮冬季風(fēng)較小,夏季風(fēng)較大的地方。
2.2建筑群體的布局與節(jié)能
在建筑群體布局上,根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素進行合理的規(guī)劃,通過改善建筑群體的布局可以改善建筑與建筑之間的微氣候,從而達(dá)到節(jié)能的效果。將建筑群體按統(tǒng)一的朝向進行布置的方式成為行列式,這樣的布局有序,顯得比較整齊,可以獲得充足的光照,利于建筑與建筑之間的通風(fēng),這種布局方式應(yīng)用比價廣泛。將住宅沿著街道進行布局稱為周邊式布局,這種布局容易造成住宅得不到足夠的光照,建筑之間通風(fēng)也不暢快,適合寒冷的地區(qū)。將住宅前后進行交錯式排列稱為自由式布局,這種方式在節(jié)約土地的同時,還可以得到足夠的光照,增加了住宅室外活動的空間。
2.3建筑單體的設(shè)計與節(jié)能
設(shè)計光照分區(qū):對于用戶來說,不同的房間對光照的需求不同,一般的按用戶活動時間長短將房間劃分,其中主臥活動時間最長,次臥次之,然后是書房等房間。在對住宅建筑設(shè)計時,首先要根據(jù)光照因素設(shè)計用戶主要活動的房間,將光照弱的區(qū)域設(shè)置為次要房間。設(shè)計采光分區(qū):在設(shè)計住宅時,將對采光需求大致一樣的房間布局到一塊兒,比如主臥和起居室對采光要求較高可設(shè)置為南向,而對光照需求較低的廚房和衛(wèi)生間可設(shè)置為北向。通風(fēng)設(shè)計:在小戶型的住宅中,常會出現(xiàn)臥室和客廳缺風(fēng)、廚房的油煙無法全部排除等問題,這與設(shè)計之初對通風(fēng)的設(shè)計有關(guān),為了達(dá)到較好的通風(fēng),需要對住宅進風(fēng)和出風(fēng)口進行合理設(shè)計。根據(jù)對進風(fēng)口和出風(fēng)口的大小和位置的設(shè)計區(qū)別,獲得的通風(fēng)效果也不一樣,為了獲得充足的通風(fēng),在布局時要盡量減少氣流迂回,盡量保持進風(fēng)口與出風(fēng)口對位。設(shè)計動靜分區(qū):在滿足用戶建筑使用功能的前提下,將對噪音要求類似的房間布局在一起,比如廚房、衛(wèi)生間對噪音要求較小可設(shè)計在一起,而臥室和書房對噪聲要求較高,可設(shè)計布局在一起。墻層保溫設(shè)計:建筑墻層保溫主要包括外立面和外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫,外立面主要是通過顏色來實現(xiàn)保溫,當(dāng)采用淺色墻面的時候,建筑對光照反射的作用會加強,而采用深色則會降低墻面的反射作用。
2.4建筑窗戶的設(shè)計與節(jié)能
建筑中的窗戶連接著建筑的外部和內(nèi)部,光照、通風(fēng)等都是通過窗戶來進行的,窗戶的設(shè)計在整個建筑設(shè)計中起到關(guān)鍵的作用。根據(jù)建筑所在地的不同,對窗戶的面積、朝向等的設(shè)計也會不同。建筑的窗墻比為建筑窗戶的總面積比上建筑的總面積,由于窗戶具有高的耗熱特性,當(dāng)窗占比較大時,室內(nèi)散熱量也會增大,但室內(nèi)的采光和通風(fēng)比較好,當(dāng)窗占比較小時,散熱量減小,同時室內(nèi)的采光和通風(fēng)也會隨之下降,如何設(shè)置窗占比,應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和住戶對采光和通風(fēng)的要求來綜合考慮。
二、實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式促進交互式教學(xué)
實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式是一種教與學(xué)的模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式中,教師講、學(xué)生聽,是一種被動式的“以教定學(xué)”的模式,缺乏交互性。實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式促進交互式教學(xué),創(chuàng)造了以學(xué)生為主體,是一種“以學(xué)定教”的主動教學(xué)模式,拉近了教師與學(xué)生的距離。以實際工程案例為平臺,教師與學(xué)生積極參與教學(xué)過程,共同解決實際案例中遇到的問題,幫助學(xué)生消化教師講授的理論知識。居住空間設(shè)計是一門綜合性、實踐性很強的課程,適合引入實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式。以實際工程案例為課題,需要教師對選題、選址做好課前準(zhǔn)備工作,以本土項目為宜。除了引入實際項目為設(shè)計課題以外,真正做到教師與學(xué)生交互,師生與項目交互,學(xué)校企業(yè)的交互環(huán)環(huán)相扣、緊密相連。只有真正協(xié)調(diào)好各個方面的問題,才能使得實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式有利于學(xué)生的能力培養(yǎng)以及就業(yè)。
三、實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式引入新的教學(xué)手法
筆者對課程進行了思考和設(shè)計,利用廣州地理環(huán)境的優(yōu)勢,在新的一輪教學(xué)中提出以“實例驅(qū)動教學(xué)”作為教學(xué)理念。引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計進行中不單單考慮理論教學(xué)的問題,而是要把實際項目案例引進課堂,讓學(xué)生與市場需求直接接觸,以客戶與市場需求為出發(fā)點設(shè)計出符合需要的作品。課程摒棄傳統(tǒng)模式中一味在課堂上完成教學(xué)任務(wù)的做法,而是把學(xué)生帶到企業(yè)項目實地。“實例驅(qū)動教學(xué)”這一教學(xué)模式,使學(xué)生從“課堂——工地——課題”每一次循環(huán)的學(xué)習(xí)過程中,認(rèn)識和能力都逐漸提高,從“基礎(chǔ)理論知識——初級實踐能力——更深入的專業(yè)知識——更強的實踐能力——完善的設(shè)計作品方案”的遞進式課程安排中,將課堂到現(xiàn)場、理論與實踐緊密相扣,從淺至深、循序漸進強化學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)與應(yīng)用、創(chuàng)新能力,完成校企合作的無縫對接。培養(yǎng)學(xué)生實際項目的設(shè)計思維,經(jīng)過“實例驅(qū)動教學(xué)”模式的實踐性訓(xùn)練后,有能力獨立完成居住空間設(shè)計項目,脫離了傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式,上升為對口設(shè)計師培養(yǎng)。
四、實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式有利于校企合作完善
實際工程案例驅(qū)動教學(xué)模式有效地結(jié)合與開展校企之間的發(fā)展合作,通過課堂專業(yè)教師的教授與企業(yè)中優(yōu)秀設(shè)計人才的進一步現(xiàn)場指導(dǎo),加強學(xué)生的參與性和學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生思考問題和解決問題的能力。以新的設(shè)計理念和教學(xué)手段,適應(yīng)市場的發(fā)展和企業(yè)的需求。把學(xué)與工完美結(jié)合,通過課堂與工地學(xué)習(xí)、教師與設(shè)計師共同教授,使學(xué)生對居住空間設(shè)計的一系列過程了解熟悉,對材料工藝、設(shè)計步驟等實踐能力逐漸增強,脫離不實際的空洞理論教育。想為學(xué)生爭取更多的就業(yè)機會,就必須提高其專業(yè)素質(zhì),其中實踐能力的培養(yǎng)尤為重要。居住空間的設(shè)計是一門應(yīng)用性、實操性極強的課程,走出學(xué)校與企業(yè)共同研究培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,是雙贏的策略。
中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第26章《建筑物自動化系統(tǒng)(BAS)》所規(guī)定的模擬和數(shù)字混合的集散型系統(tǒng)(TDS),已面臨更新為全數(shù)字系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。就像工業(yè)自動化一樣,建筑物自動化市場在技術(shù)接受期曲線上,通常落后于商業(yè)領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用會有幾年之久,因此,在商業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)成功運用多年的個人計算機和以太網(wǎng)通信,現(xiàn)在卻成為BAS更新途徑的熱門話題。PC-BasedControl和以太網(wǎng)技術(shù),已經(jīng)開始全面進入BAS領(lǐng)域。2000年3月,Honewell公司推出的全數(shù)字化閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)DVM,就用PC-BasedVideoServer,類似于商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的個人計算機式視頻服務(wù)器,取代了傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字混合的CCTV閉路電視矩陣切換器和磁帶錄象設(shè)備;DVM系統(tǒng)中,經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換接口把所有攝像機的視頻信號直接連入以太網(wǎng)通信,每20臺攝像機使用1臺VideoServer。這種第三代保安監(jiān)控電視的全數(shù)字化CCTV以太網(wǎng)系統(tǒng),已經(jīng)在澳大利亞悉尼機場使用。
PC機技術(shù)日新月異的進步,使BAS的中央站功能不斷增強;PC機的商業(yè)軟件,如ODBC、API等等,已成為BAS的標(biāo)準(zhǔn)軟件;基于PC機技術(shù)的分站不斷發(fā)展。信息領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)自動化和建筑物自動化各個層面的影響,從上到下。BAS管理層的以太網(wǎng)正在下植到自動化層和更低的現(xiàn)場層。BAS三層結(jié)構(gòu)將會成為以太網(wǎng)"一網(wǎng)到底"的三層網(wǎng)絡(luò)。完成這項"通體透明網(wǎng)絡(luò)"革新的主要技術(shù),就是以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。以太網(wǎng)現(xiàn)場總線,也可稱為以太網(wǎng)I/O(Input/Output),是控制技術(shù)和信息技術(shù)的完美結(jié)合,性能發(fā)揮到極致,它或許能夠解決工業(yè)自動化長期爭論不休的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化問題,是商業(yè)技術(shù)影響工控技術(shù)的一個范例。
以總線為脈絡(luò),分析計算機總線、測控總線和網(wǎng)絡(luò)總線在BAS技術(shù)發(fā)展中分別擔(dān)綱的角色,可以加深對BAS未來發(fā)展的了解。
1、總線BUS
總線一詞,源于計算機技術(shù)。總線是各種信號線的集合(包括地址、數(shù)據(jù)、控制、電源等),是各種信息傳輸?shù)耐罚袇R總的涵義。微軟百科詞典定義總線為:計算機系統(tǒng)中各部件之間用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M硬件連線(導(dǎo)線)。IBM公司將其簡稱為用于傳輸信號或功率的一根或多根導(dǎo)體。在建筑物自動化中,BAS總線可解釋為用來連接中央站分站、現(xiàn)場設(shè)備或者各種系統(tǒng)的那些具有導(dǎo)電性的通路,以完成數(shù)據(jù)或信號的傳輸。
以應(yīng)用范圍來分,BAS總線可劃分為計算機總線、測控總線和網(wǎng)絡(luò)總線、。計算機總線用于上位管理計算機和中央站內(nèi)部部件的連接。測控總線用于中央站與分站的連接,分站與現(xiàn)場設(shè)備的連接,現(xiàn)場設(shè)備之間的連接。網(wǎng)絡(luò)總線則是將上位管理計算機和中央站、瀏覽器等視為節(jié)點而共同連接在一起的一條多分支線路,將數(shù)據(jù)置于網(wǎng)絡(luò)總線中,數(shù)據(jù)將會經(jīng)所有的節(jié)點檢測后,由其指定地址的節(jié)點接收。BAS管理層的以太網(wǎng)就是網(wǎng)絡(luò)總線。當(dāng)以太網(wǎng)下植到自動化層和現(xiàn)場層以后,以太網(wǎng)又扮演著測控總線的角色,在這種背景下,我們借用"網(wǎng)絡(luò)就是計算機"的概念,不免也可以說"網(wǎng)絡(luò)就是控制器",因為所有傳感器、執(zhí)行器、分站、中央站已經(jīng)遍布以太網(wǎng)中,以太網(wǎng)被賦予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力,人們可以隨心所欲使用以太網(wǎng),無論是進行實時控制還是傳遞管理信息。
2、標(biāo)準(zhǔn)化Standardization
作為信息傳輸通路的總線,追求標(biāo)準(zhǔn)化,是各種總線的共同目標(biāo);只有標(biāo)準(zhǔn)總線,才能夠支持更多的性能不同的產(chǎn)品的連接,完成更多更好的系統(tǒng)的集成,實現(xiàn)更完善的控制和管理,因此,總經(jīng)以其有匯集性能的特點,尤其需要標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)總線的形成,主要有兩種方法,一種是由非商業(yè)的或政府組織所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn),目的在于使某一種類型總線開發(fā)和使用規(guī)范化,例如RS232C;這種正規(guī)的合法的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是在對已有方法、途徑及技術(shù)開發(fā)進行仔細(xì)研究的基礎(chǔ)上起草,并經(jīng)正式批準(zhǔn)后產(chǎn)生,這種標(biāo)準(zhǔn)通常包括著一些國際標(biāo)準(zhǔn)。另外一種方法,是有某一家公司先行開發(fā)出一種總線技術(shù),由于成功,得到其它公司模仿和廣泛使用,以至一偏離該總線就會產(chǎn)生不兼容問題,導(dǎo)致產(chǎn)品在市場中受到限制,例如現(xiàn)場總線LonTalkBus;這類事實上的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是基于市場需求產(chǎn)生而形成的,無需正式批準(zhǔn),這種標(biāo)準(zhǔn)通常包括大量流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3、計算機總線ComputerBus
中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92第26章BAS,對中央站硬件、組態(tài)、系統(tǒng)軟件的規(guī)定(26.4.26.5)非常簡單,僅是基于采用計算機作為監(jiān)控中心的一般原則,如應(yīng)設(shè)置CPU、CIU、CRT、打印機等規(guī)定,對上位管理計算機則僅限于優(yōu)化控制與管理某些功能要求。但是,近年來計算機技術(shù)發(fā)展很快,系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、存儲系統(tǒng)、處理器技術(shù)、輸入輸出系統(tǒng)和計算機結(jié)構(gòu),都是如此,其中,計算機總線技術(shù)與工業(yè)自動化、建筑物自動化關(guān)系密切,計算機總線是計算機系統(tǒng)信息總通道,性能優(yōu)劣,對BAS上位管理計算機和工作站的影響是至關(guān)重要的。因為采用先進的計算機總線,可以提高工作站的帶寬,改變工作站的兼容性和開放性,并能提高工作站的可靠性,這對控制系統(tǒng)無疑是最重要的性能。例如,使用PCI總線技術(shù)的PC機,每年停機時間可以小于315秒中,可靠性高達(dá)99.99%,因此,BAS用戶已經(jīng)開始關(guān)心工作站的計算機總線,2000年9月山西省太原市某國際貿(mào)易中心大廈BAS招標(biāo)文件中,明確提出中央站應(yīng)該使用計算機33MHz三總線結(jié)構(gòu)PCI(外部設(shè)備互聯(lián)總線),說明用戶不僅關(guān)心各種功能模塊設(shè)置,還要求提供工控級別的總線來保證工作站性能。隨著基于PC機控制的技術(shù)進展,計算機總線對BAS的影響會更加重要。因為BAS將逐漸最終成為由一臺PC機控制幾條現(xiàn)場總線的系統(tǒng)。
3.1計算機總線的發(fā)展歷史
1970年,DEC公司首先推出了稱為Unibus的總線,把PDP11小型計算機上所有的部件、設(shè)備都連接在一起。它是一種單總線結(jié)構(gòu)。
1981年,IBM公司在第1臺個人計算機IBMPC/XT上推出了XT總線,也是單總線,1984年,采用16位CPU的IBMPC/AT出臺,AT總線在XT總線結(jié)構(gòu)上,增加了一組輸入/輸出總線,形成雙總線結(jié)構(gòu)。AT總線就是著名的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線ISA,全稱是IndustrialArchitecture工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),它是通過將板卡出入IBMPC及其兼容機的標(biāo)準(zhǔn)擴展槽來添加計算機部件的總線設(shè)計規(guī)范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基礎(chǔ)上,推出EISA,擴展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),這是一種把附加卡(例如視頻卡、內(nèi)置卡MODEM卡及支持其它設(shè)備的卡)聯(lián)接到PC機主板的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。EISA總線操作頻率比ISA高很多,能提供很多的數(shù)據(jù)吞吐率。
為了提高PC機性能,使某些擴展板可以直接與微處理器通信,而不必經(jīng)過通常使用的系統(tǒng)總線,Intel公司提供了PCI總線規(guī)范。這種局部總線允許在計算機上安裝多至10個PCI兼容的擴展卡,PCI局部總線系統(tǒng)需要在某個PCI兼容插槽中安裝一塊PCI控制卡,每次可以以32位或64位的速度與CPU進行數(shù)據(jù)交換。PCI規(guī)范還考慮了多路復(fù)用Multiplexing。因此,PCI總線已成為今天計算機事實上的局部總線標(biāo)準(zhǔn)。由于PCI獨立于處理器,不僅Intel系列可用,DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用,它的向前向后兼容性,能使現(xiàn)有的多種計算機都能平滑過度到新標(biāo)準(zhǔn),所以尤其受工業(yè)控制機行業(yè)的歡迎,建立了PCI工業(yè)計算機協(xié)會PCIIndustrialComputerManufacturersGroup(PCIMG),致力于在工控機行業(yè)推廣PCI總線。1995年,出版了CompactPCI規(guī)范。
PCI總線在計算機中配置了3組總線,時鐘33MHz,與CPU時鐘頻率無關(guān),寬度32位,可擴展至64位,帶寬達(dá)132Mbps至246Mbps,可以和ISA、EISA、VL-BUS等總線兼容,支持5V和3.3V兩種電壓,可以在芯片、軟件和開發(fā)工具方面廣泛利用PC機豐富資源,它具有良好的網(wǎng)絡(luò)性能、圖形視窗介面和數(shù)據(jù)存貯性能,是工業(yè)自動化和建筑物自動化中央站理想的計算機總線。
3.2標(biāo)準(zhǔn)計算機總線
國際標(biāo)準(zhǔn)
IEEE969(S-100)微機通用
IEEE488(HP-IB)測試儀器
IEEE1394(FireWire)測試儀器
EIARS232C設(shè)備總線
EIARS422/423/449/485設(shè)備總線
ANSISCSI小型計算機,設(shè)備總線
VESAVL-BUS局部總線
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(流行微機總線)
ISA系統(tǒng)總線
EISA系統(tǒng)總線
PCI局部總線
3.3新一代計算機總線(正在開發(fā)中)
1998.9PCI-XCompaqIBMHP
1998.12NGIO(NextGenerationI/O)IntelDellSunNEC日立NEC西門子
1999.2FutuieI/OCompaqIBMHP
4、網(wǎng)絡(luò)總線NetworkBus
中國標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92第26章BAS,規(guī)定"優(yōu)先采用共享總線型"局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為BAS管理層、自動化層、現(xiàn)場層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌从靡粭l總線,把上位管理計算機、中央站、分站、現(xiàn)場設(shè)備各自連接在一起,形成三層局域網(wǎng)。因為所有節(jié)點共享一條傳輸通路,一次只能允許一個節(jié)點發(fā)送信息,所以需要建立信息發(fā)送的控制方式,JGJ/T96-在26.6.6條文說明中,沒有明確規(guī)定是用IEEE802.3以太網(wǎng)的CSMA/CD波及監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測爭搶發(fā)送,還是用IEEE802.4令牌總線排隊訪問控制,只有指出這兩種方法都是"目前流行的",但是"并無一致的看法"。在26.6《信號傳輸與數(shù)據(jù)通信》中,則把現(xiàn)場層至自動化層之間的信息傳遞成為"信號傳輸",把自動化層和管理層之間的信息傳遞,稱為"數(shù)據(jù)通信",以示區(qū)別,前者為現(xiàn)場設(shè)備與計算機通信,包括模擬信號,后者為計算機之間通信,全部為數(shù)字信號。
20多年來,發(fā)展極為成功的以太網(wǎng)技術(shù),已經(jīng)得到公認(rèn)。人類進入英特網(wǎng)時代,以太網(wǎng)也迅速進入工業(yè)自動化的各層網(wǎng)絡(luò)。電氣電子工程師協(xié)會IEEE基于802.3以太網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn),正在積極制定現(xiàn)場與以太網(wǎng)通信的新標(biāo)準(zhǔn),使以太網(wǎng)能夠直接為現(xiàn)場層所使用,可以預(yù)見,正象個人計算機PC迅速進入工業(yè)自動化領(lǐng)域一樣,以太網(wǎng)以及TCP/IP、UDP/IP協(xié)議將十分迅速進入工業(yè)自動化各個領(lǐng)域,包括BAS。
網(wǎng)絡(luò)總線是網(wǎng)絡(luò)通信總線的簡稱,在BAS中,網(wǎng)絡(luò)總線是上位管理計算機、中央站、分站、現(xiàn)場設(shè)備之間的連接總線,從計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度上看,它是計算機的外部總線,計算機總線則可視為內(nèi)部總線。網(wǎng)絡(luò)總線屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù),計算機總線屬于計算機技術(shù),網(wǎng)絡(luò)是多個計算機的集合系統(tǒng),數(shù)據(jù)通信和資源共享是其特點。今天,已經(jīng)進?quot;網(wǎng)絡(luò)就是計算機"的時代,通信和計算機技術(shù)緊密結(jié)合、同步發(fā)展,計算機總線和網(wǎng)絡(luò)總線是計算機一種技術(shù)的兩個方面。新一代的計算機已經(jīng)把網(wǎng)絡(luò)接口集成到計算機母板上,網(wǎng)絡(luò)功能已經(jīng)嵌入到操作系統(tǒng)中,使得網(wǎng)絡(luò)總線可以視為計算機總線的外部延伸,密不可分。不進入網(wǎng)絡(luò)的工作站,是不完整的工作站。在建筑物領(lǐng)域,BAS是建筑物整體計算機網(wǎng)絡(luò)的重要子網(wǎng),形成建筑物管理和建筑物設(shè)備控制一體化是從網(wǎng)絡(luò)開始的。計算機總站維系著BAS的通信子網(wǎng),資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的組合,就是建筑物自動化網(wǎng)絡(luò),就是建筑物自動化系統(tǒng)。
4.1以太網(wǎng)的發(fā)展歷史
1968-1972Aloha無線電系統(tǒng)夏威夷大學(xué)開創(chuàng)爭用型通信
1972-1977首臺以太網(wǎng)2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD
1979-1983粗同軸以太網(wǎng)10MCom(DEC、Intel、Xerox)10BASE5
1980-1982細(xì)同軸以太網(wǎng)商品化10M3ComISA總線與10BASE2相連
1984-1987雙絞線以太網(wǎng)1MUTPHP、AT&T1BASE5
1986-1990綜合布線+雙線絞線以太網(wǎng)10MSynOptics、HP10BASET
1990-1994交換式和全雙工以太網(wǎng)10MKalpanaEtherSwitch
1992-1995快速以太網(wǎng)100MUTPGrandJunction100BASET
1996-?千兆位以太網(wǎng)1000MIEEE802.3z1000BASEF
4.2以太網(wǎng)與局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3
以太網(wǎng)是商業(yè)市場上發(fā)展的,而802.3標(biāo)準(zhǔn)是獨立的標(biāo)準(zhǔn)組織《電氣與電子工程師學(xué)會》開發(fā)的802.3是基于以太網(wǎng)第1個版本制定,但在一定程度上改進了設(shè)計,1983年公布以后,以太網(wǎng)以此又作了修改,原來互不兼容的局域網(wǎng),變?yōu)榛ハ嗉嫒荩ǖ煌耆嫒荩6咧饕獏^(qū)別是結(jié)構(gòu)不同,例如,最大數(shù)據(jù)單元,802.3是1460字節(jié),以太網(wǎng)是1500字節(jié)。但是,通常可以把802.3視同以太網(wǎng)。
以太網(wǎng)速率有10M和100M兩種,最大1518字節(jié),最大段長度500米(粗同軸)、185米(細(xì)同軸)、100米(UTP),中斷段綜合長度2500米(粗同軸)、925米(細(xì)同軸)、2500米(UTP)。
在BAS中用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)總線時,現(xiàn)在BAS供應(yīng)商所提供的以太網(wǎng)接口卡NIC(安裝在中央站中),應(yīng)該是10M/100M自適應(yīng)型,以滿足用戶部署100M快速以太網(wǎng)的要求,例如Intel公司的PRO/100+管理適配器,適用于有PCI總線的臺式機,能自動監(jiān)聽集線器速度,從而自動選擇10M或100M,能支持最新的連接管理規(guī)范wfw2.0,支持所有的主要操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),WinNT、95、98、2000,Nerware、UNIX,支持10BAS-TX,5類UTP,RJ-45連接器,數(shù)據(jù)路徑寬度32位,可在0-55℃環(huán)境中工作。
4.3以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制(MAC)CSMA/CD
載波監(jiān)聽多址訪問/沖突檢測是以太網(wǎng)搶先式信息發(fā)送的主要技術(shù),它包括有先聽再講、無聲則講、有空就講、邊講邊聽、一人獨講、退避三舍等信息發(fā)送規(guī)則,保證所有站點都能以公平方式通過競爭來訪問大家共享的以太網(wǎng),雖然難免有"后到先服務(wù)"的現(xiàn)象,但是,由于CSMA/CD有一套完整的處理沖突的方法,大體上實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)總線的公平訪問。它是退避三舍的自調(diào)整功能,保證所有信息的發(fā)送都是成功的,例如常用的一種沖突退避延遲算法,稱為"截斷的二進制指數(shù)回退(EBE)",它使發(fā)送信息的站點,每沖突一次,自動延遲一個以2的冪函數(shù)計算的退避時間,用這種不斷擴大回退時間來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的變化,這是一種很巧妙的方法。它規(guī)定了退避也是有限度的,即最大退避時間以210倍為限,忍讓次數(shù)也是有限的,以216次為限,否則就會丟掉這個屢發(fā)屢敗以太岡幀,這種情況是絕少發(fā)生的,除非以太網(wǎng)已經(jīng)癱瘓。
以太網(wǎng)每幀發(fā)送之間有一個固定的間隙64字節(jié)、512位,稱為時間片,用來識別由于沖突而失敗的發(fā)送信息幀碎片(最小幀規(guī)定為64字節(jié),包括48字節(jié)數(shù)據(jù)),在512位時間內(nèi),網(wǎng)絡(luò)岡所有站點檢測到載波(有信息發(fā)送)和合法的沖突、信息幀碎片,從而保證以太網(wǎng)能正常工作,不受非有效幀(碎片)的影響。
一般談到以太網(wǎng),主要是指802.3的CSMA/CD協(xié)議,它是以太網(wǎng)的主經(jīng)軟件(其它還幀結(jié)構(gòu)軟件等)此外,以太網(wǎng)還包括以太網(wǎng)接口卡NIC、收發(fā)器、中繼器硬件。總之,以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng),是共享總線型局域網(wǎng)(包括集線器Hub網(wǎng)絡(luò)),是國際標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)之一,應(yīng)用最廣泛。
4.4以太網(wǎng)與TCP/IP
傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)是實踐中產(chǎn)生的解決網(wǎng)絡(luò)互連和異構(gòu)計算機之間提供可行的透明通信服務(wù)的一組協(xié)議,它是世界上最大網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)的基礎(chǔ)。以其公用性和有效性,成為公認(rèn)的開放系統(tǒng)。TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸事實上的標(biāo)準(zhǔn),或者簡稱其為因特網(wǎng)通信協(xié)議。
BAS結(jié)構(gòu)圖中,標(biāo)明以太網(wǎng),是說網(wǎng)絡(luò)采用共享總線拓?fù)洌瑯?biāo)明TCP/IP,是說數(shù)據(jù)傳輸采用因特網(wǎng)通信協(xié)議。
TCP/IP獨立于特定的計算機軟硬件、獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),即使你不接入Internet,用它也是最好的組網(wǎng)方案,所以,我們在本文開始,對JGJ/T16-92BAS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就標(biāo)明采用TCP/IP,更何況,BAS進入Internet也是勢在必行的事情。
TCP/IP協(xié)議有三個特點,首先它的開放性,可以把現(xiàn)行的各種局域網(wǎng)互聯(lián)起來,其次,它統(tǒng)一了地址規(guī)則,這種IP地址與域名系統(tǒng)的唯一性,保證了因特網(wǎng)走向全球,最后,高層協(xié)議基本標(biāo)準(zhǔn)化,使各種用戶可靠而且便利,這一特點,在工業(yè)自動化中,有很好的應(yīng)用,可以把標(biāo)準(zhǔn)化的控制總線協(xié)議,包裝在高層協(xié)議中,使TCP/IP成為工業(yè)控制通信協(xié)議。
TCP/IP分成4個層次:
應(yīng)用層--常用的應(yīng)用程序有SMTP(郵件傳送)、NFS(網(wǎng)絡(luò)文件)、NIS(網(wǎng)絡(luò)信息)、SNMNP(網(wǎng)絡(luò)管理)、FTP(文件傳輸)、DNS(域名系統(tǒng))等,以及工業(yè)自動化通信協(xié)議,也可在本層打包,如Moddbus、HoneywellC-Bus等。
傳輸層--提供端到端(即應(yīng)用程序之間)的通信,主要功能是信息格式化、數(shù)據(jù)確認(rèn)和丟失重傳等,主要有(TCP傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UserDataprogramProtocol,它在工業(yè)自動化應(yīng)用中看好,它把數(shù)據(jù)先打包,后經(jīng)IP發(fā)送,效率高于TCP)
網(wǎng)絡(luò)接口層--不同網(wǎng)或同網(wǎng)中計算機之間的通信,處理數(shù)據(jù)報和路由,主要是IP(網(wǎng)際互連協(xié)議)
網(wǎng)絡(luò)接口層--提供與物理網(wǎng)絡(luò)的連接,它包括所有現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)訪問標(biāo)準(zhǔn),最重要的是以太網(wǎng)(802.3系列)。
5、測控總線MeasureandControlBus
BAS現(xiàn)場層和自動層的總線,可視為測控總線。JGJ/T16-92第26章BAS26.6.l節(jié)規(guī)定"從現(xiàn)場到計算機系統(tǒng)的信號傳輸,需綜合考慮""(1)簡化傳輸控制的硬件結(jié)構(gòu);(2)減少傳輸導(dǎo)線的根數(shù);(3)弱化維修的技術(shù)難度",還進一步指出了采用的方法"可選用一對一的傳輸方式、矩陣選碼一公用線傳輸方式或多路復(fù)用技術(shù)的一路通道多方使用的傳輸方式(陣列式傳輸方式)""首先考慮時分制"等等。反映中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對測控信號傳輸?shù)闹匾曇约耙蟛捎米钚录夹g(shù)的愿望。在當(dāng)時的歷史條件下,已經(jīng)把測控總線闡述得淋漓盡致。
自從HGH/TI6頒布近十年來,測控信號傳輸領(lǐng)域發(fā)生了重大的變化,這就是現(xiàn)場總線技術(shù)所帶來的深刻變革,對BAS的影響當(dāng)然也是非常深遠(yuǎn)的。只有現(xiàn)場總線技術(shù)才能符合JGJ/T1-92第26.6.1節(jié)規(guī)定的三項要求:最簡單的傳輸控制,最少的導(dǎo)線根數(shù),最方便的維修技術(shù);而且,最重要的是,現(xiàn)場總線帶來了工業(yè)自動化開放系統(tǒng)的新局面,減少了自控系統(tǒng)壽命周期成本LifeCycleCost。
因此,測控總線的討論,可以歸納為現(xiàn)場總線的討論。
國際電工委員會IEC定義現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。
安裝在控制室內(nèi)的BAS中央站與現(xiàn)場的分站,分站與現(xiàn)場的傳感器,它們之間的信號傳輸均適用現(xiàn)場總線技術(shù)。換言之,自動化層和現(xiàn)場層,采用現(xiàn)場總線技術(shù)是歷史發(fā)展的必然。當(dāng)有人提?quot;現(xiàn)場總線是管理控制一體化方案的催化劑"時(美國Fisher公司Martin先生),我們深刻體會這一雋語的豐富內(nèi)涵。
5.1現(xiàn)場總線發(fā)展歷史
1983年,Honeywell公司推出的差分信號驅(qū)動器,成功地在4-20mA直流信號上疊加了數(shù)字信號,隨即投入市場的智能化儀表Smart變送器,是現(xiàn)場總線產(chǎn)品的前驅(qū),這些帶有微處理器芯片的儀表,除了在原由模擬信號儀表的基礎(chǔ)上增加了復(fù)雜的計算功能外,還在4-20mA直流信號上迭加了數(shù)字信號,使現(xiàn)場與控制室之間的連接,從模擬信號過渡到了數(shù)字信號。這種工作機制,成為美國fisher-Rosemount公司著名的現(xiàn)場總線HART通信協(xié)議的基礎(chǔ)。
1984年,美國儀表協(xié)會ISA/SO50工作組,開始制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。IEC也成立現(xiàn)場總線工作組IEC/TC65/SC65C/WG6,開始研究現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。
1985年,國際電工委員會決定由ProwayWorkingGroup負(fù)責(zé)研究現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)和制定標(biāo)準(zhǔn)。
1986年,德國推出Profibus過程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。
1990年,美國Echelon公司推出LonWorks現(xiàn)場總線產(chǎn)品。
1992年,Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司聯(lián)合,成立ISP協(xié)會,著手在Profibus基礎(chǔ)上制定標(biāo)準(zhǔn)。
1993年,Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP協(xié)會,有120家公司參加,準(zhǔn)備以法國標(biāo)準(zhǔn)FIP(FactorInsrtumentationProtocol)為基礎(chǔ)制定標(biāo)準(zhǔn)。
1994年,ISP和WorldFIP北美部份合并,成立FF現(xiàn)場總線基金會(FieldbusFoundation)。推動現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)。
1996年,F(xiàn)F公布了低速總線H1標(biāo)準(zhǔn)。
2000年1月4日,IEC宣布現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)以86%贊成、12%反對通過,IEC-61158面世。
5.2現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)IEC-61158
8種現(xiàn)有的現(xiàn)場總線納入國際標(biāo)準(zhǔn),如果考慮到世界上已有30多種現(xiàn)場總線,這也還是在統(tǒng)一的路程上,前進了一大步。
從上表可以看出,8種現(xiàn)場,有8種通信協(xié)議,互不兼容,距離統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線,還有很大距離,雖然這些現(xiàn)場總線在功能上可以互補。
為了解決現(xiàn)場總線統(tǒng)一問題,借鑒IT行業(yè)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn),就是第5種類型,即以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。1998年,在美國休斯敦召開的ISA展覽會期間,成正了工業(yè)自動化開放式網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟IAONA,建議把FF的H2高速現(xiàn)場總線,改成高速以太網(wǎng)HSE,有Honeywell參加的18個公司31位工程師正在Foxboro公司積極進行開發(fā),希望HSE能成為眾望所歸的現(xiàn)場總線。
HSE的特點是速度高(100Mbps),數(shù)據(jù)通過量大,與計算機聯(lián)接容易,價格低。有兩類用途,一類是完成由于計算量過大而不適合在現(xiàn)場儀表中進行的運算,另一類是作為多條低速H1總線或其他網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
HSE是否適用干BAS,是有待研究的事情。
在IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)中,有歐洲標(biāo)準(zhǔn)建筑物自動化系統(tǒng)MBS-TC247推薦的ProfibusFMS總線和WorldFIP總線,但是沒有歐洲推薦的LonWorks總線和歐洲設(shè)備總線EIB。
5.3現(xiàn)場總線的三層結(jié)構(gòu)
從IEC61158標(biāo)準(zhǔn)中的8類總線,可以看出現(xiàn)場總線并不需要保持與ISO/OS17層結(jié)構(gòu)一致,只需物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層等三層就可以了。因為面向控制的信息比較簡單,但需要快速而可靠地到達(dá)目的地,七層模式使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換變慢,會滯后實時控制的時間要求,七層有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接口成本也較高,同時,現(xiàn)場設(shè)備也不需要OSI地址。
IEC61158還規(guī)定,所有2至8類現(xiàn)場總線,均需對類型1的FF總線提供接口,但2至8類總線之間,不要求提供接口。
5.4以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線的主要問題及其解決方法
由于以太網(wǎng)802.3采用隨機式的CSMA/CD信息發(fā)送方式,對事實控制來說,就帶來一?quot;不確定性"問題,不能事先預(yù)言測控信息傳送的時間,存在著"后到先服務(wù)"現(xiàn)象。而令牌式"排隊發(fā)言"信息傳送是可以預(yù)言的。要克服這個缺點,就要提高以太網(wǎng)的傳輸能力。由于10/100BASE-T全雙工交換式以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,基本上解決了CSMA/CD隨即發(fā)送帶來的"不確定性"問題。1990年,智能交換機的出現(xiàn),基本上淘汰了信息發(fā)送時的沖突,而且,智能交換機的成本不斷下降,為工業(yè)控制實際應(yīng)用提供了可能。智能交換機(網(wǎng)絡(luò)開關(guān)EtherSwitch),能同時提供多條數(shù)據(jù)傳輸途徑,功能和電話交換機相似,使整體吞吐量顯著提高,同時智能交換機還使用一種名為"切入法"(CutThrough)的新橋接技術(shù)(常規(guī)橋接是使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)),是延遲時間又降低了一個數(shù)量級。1993全雙工技術(shù)是以太網(wǎng)可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù),理論上又可以使傳輸速度翻上一番,再加上快速以太網(wǎng)的出現(xiàn),以太網(wǎng)在處理事實控制方面,已經(jīng)可以做到測控信息的傳輸不再是"不確定"的,而是有著"良好概率GoodProbability"的表現(xiàn),能夠適應(yīng)事實控制的需要。
以太網(wǎng)傳送測控信息的另一個問題是線路"利用率",線路效率。利用率是指線路用來成功地傳輸幀的時間部分。每個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中那些不代表實際數(shù)據(jù)部分(同步、地址、字段長度、錯誤檢驗)較大,共26個字節(jié),這種"開銷"使線路利用率下降。在測控領(lǐng)域,實際數(shù)據(jù)很短,例如,DI20個字節(jié)、DO16個字凇IAO200個字節(jié)、通信接口500字節(jié)、PID運算500字節(jié)、計數(shù)器4個字節(jié)等,這樣,當(dāng)使用以太網(wǎng)信息包包裝時,大量信號還需要加上填充符才能滿足最小48個字節(jié)數(shù)據(jù)段的長度要求,如DI、DO、計數(shù)器,因此,效率較低。
但是,實際上,由于爭先式發(fā)送,會改變效率,計算指出,如果連續(xù)發(fā)送兩個64字節(jié)的以太網(wǎng)信息包,效率可以提高到54%。盡管如此,在工業(yè)自動化領(lǐng)域,仍然重視如何減少"開銷",提高通信效率,例如,在通信協(xié)議中,想已用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP來取代最常用的傳輸控制協(xié)議TCP,因為UDP信息包的包裝比TCP簡單,只有4個字節(jié),而TCP,則是26個字節(jié)。IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線HSE高速以太網(wǎng)就考慮采用UDP/IP來代替TCP/IP。
不過,以太網(wǎng)的高速度,已經(jīng)把這些問題全部覆蓋了,就算是以最低速3Mbps有效速率運行,一個100個字節(jié)的實時控制信息,在以太網(wǎng)的傳輸時間,只有0.336毫秒([100+26]×8/3M),對BAS,已是很理想的數(shù)據(jù)了。
5.5TCP/IP作為現(xiàn)場總線的通信協(xié)議的討論
TCP/IP協(xié)議是一組協(xié)議,采用四層結(jié)構(gòu),與現(xiàn)場總路線三層結(jié)構(gòu)很相似,因此,適用于現(xiàn)場總線。
采用TCP/IP的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線,由于數(shù)據(jù)鏈路層的CSMA/CD,使得數(shù)據(jù)傳輸時間是建立?quot;概率"基礎(chǔ)上,但由于以太網(wǎng)線路的改進,情況大為改善。
TCP/IP是非常流行的技術(shù),移植到現(xiàn)場總線是順理成章的事,問題之一是TCP/IP是為因特網(wǎng)設(shè)計的,TCP是要處理面對成千上萬的網(wǎng)站,它要處理好這么多路由的連接,只能采取在TCP層,設(shè)置發(fā)送機和接收機,提供端到端的可靠的進程間的通信,使數(shù)據(jù)報在傳輸過程中始終保持連接狀態(tài),只有雙向通信。TCP才去發(fā)送數(shù)據(jù)報(雙向通信不是指兩機器獨占式通過網(wǎng)絡(luò)對話,而是說兩臺機器間有一交互信息流),TCP發(fā)出信號后,必須等待對方應(yīng)答信號,否則會重發(fā),這種定向連接協(xié)議,使兩個端機經(jīng)常以適當(dāng)?shù)乃俣认嗷ネㄔ挘琓CP傳輸控制在兩個機器問來回發(fā)送狀態(tài)信息。而UDP用戶數(shù)據(jù)表協(xié)議卻比TCP簡單得多。對于自動控制的應(yīng)用程序來說,并不需要時時保持個連接,以節(jié)約開銷和網(wǎng)絡(luò)通信量,而UDP是一個無連接系統(tǒng),從TCP到UDP放棄了許多功能,簡單了許多,只是作為一個數(shù)據(jù)報的發(fā)端機和收端機操作,而不理會二者之間的連接。幀的結(jié)構(gòu)簡化為源端口2字節(jié),目的端口2字節(jié),長度2字節(jié),校驗2字節(jié)。UDP傳遞服務(wù)不建立通信雙方的連接,發(fā)完數(shù)據(jù)就完事大吉,所以,比較靈活,效率高,非常適合測控數(shù)據(jù)的發(fā)送,因為這類數(shù)據(jù)非常短,還有,在控制網(wǎng)絡(luò)中,通行的站點比起因特網(wǎng)來,少之又少,非常強調(diào)二者之間的連接管理,就顯得多余,比起TCP的大文件來,測控程度只是"發(fā)出一個請求"或者"等待一個響應(yīng)",三言兩語,傳遞本身就會很可靠。此外,在實時控制中,有時強調(diào)一種完全控制,即使在信號傳輸過程中發(fā)生錯誤,控制器業(yè)能夠自行處理作出決策,而不需要讓TCP一遍又一遍重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù),因為自控系統(tǒng)控制器的自制能力都極強。
無論TCP還是UDP,應(yīng)用程序都是駐留在通信協(xié)議頂層的應(yīng)用中,包括控制和人機接口等一系列應(yīng)用程序以及用于系統(tǒng)集成的OPC,都藉信息傳輸,獲取其中的數(shù)據(jù)。
5.6以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用
美國Foxboro公司在1995年就推出了采用以太網(wǎng)10BASE-5粗同軸電纜I/AnodeBus用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),近年來,新I/A現(xiàn)場總線系統(tǒng)已經(jīng)改為雙絞線BASE-T,室內(nèi)及機柜內(nèi),都使用RJ-45接插件,對室外及振動嚴(yán)重的場所,則按防護等級IP-67生產(chǎn)了密封式RJ-45的連接器,Hirschman公司也能提供現(xiàn)場總線中作為以太網(wǎng)連接的接插件,抗震密封,適用于工業(yè)環(huán)境。
1997年,Schneider公司為其著名現(xiàn)場總線ModbusTCP通信協(xié)議產(chǎn)品,它的PLC產(chǎn)品中的I/O模塊,Momentum系列,均可以設(shè)置以太網(wǎng)端口。這些I/O模塊通過這些端口直接連入以太網(wǎng)中。Schneider公司把Modbus通信協(xié)議變址為TCP/IP通信協(xié)議,這是世界上較早的以太網(wǎng)I/O產(chǎn)品。TCP/IP和UDP/IP的一個重要的優(yōu)點是在同一個以太網(wǎng)中,可以運行許多不同的通信協(xié)議,它們都變址在TCP/IP或UDP/IP中。
Honeywell公司幾年前就已經(jīng)開始著手把以太網(wǎng)用于建筑物自動化系統(tǒng)自動化層總線通信的應(yīng)用工作,目前,第一步已經(jīng)實現(xiàn),即,把所有測控總線通過TCP/IP接口連入以太網(wǎng)中,通過以太網(wǎng)得數(shù)據(jù)通信,進行實時控制。以太網(wǎng)成為BA、FA、SA集成的通信平臺,進而與管理系統(tǒng)在此平臺上完成管理控制一體化集成。
隨著以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的進一步發(fā)展,把以太網(wǎng)芯片內(nèi)嵌與現(xiàn)場設(shè)備的一天,也許會很快來臨,意味著因特網(wǎng)內(nèi)置與現(xiàn)場設(shè)備的時代終會來到,其意義在于因特網(wǎng)與控制網(wǎng)融為一體,因特網(wǎng)無處不在,會進一步改變工業(yè)自動化和建筑物自動化的面貌。
5.7建筑物自動化的現(xiàn)場總線
現(xiàn)場總線這個技術(shù)熱點,長期爭論不休,雖然出臺了IEC61158所推薦的8種國際標(biāo)準(zhǔn)總線,但是仍然沒有一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線能夠滿足各種行業(yè)有要求。在這紛爭的局面中,以太網(wǎng)的確受到了許多廠商的重視,在管理層(工廠級)采用以太網(wǎng)已經(jīng)成了共識,而在低層次上的應(yīng)用,還要假以時日,許多廠商正在積極研究和開發(fā)。
1.1智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖(圖1)
1.2智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)
簡要介紹上圖為智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖,在智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對六個子系統(tǒng)(照明、供配電、冷熱源、空調(diào)、給排水、電梯)的監(jiān)控,并可控制其運行。由中央控制器統(tǒng)一全分布式控制運行,但由于每個子系統(tǒng)都由路由器分開,所以也可獨立運行,控制系統(tǒng)涉及智能建筑各個系統(tǒng)設(shè)備自動化控制,可實現(xiàn)高檢測功能。
1.3各設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)的功能
1.3.1供配電系統(tǒng)
主要功能為智能建筑提供電力。樓層配電設(shè)備分布在各樓層,電設(shè)備一般放置在建筑底層。監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對配電設(shè)備運行參數(shù)、配電電源、每個電源蓄電池的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化進行監(jiān)控,同時對各樓層電設(shè)備電源運行狀態(tài)進行監(jiān)控,若發(fā)生故障會產(chǎn)生警報并記錄故障數(shù)據(jù)。
1.3.2照明系統(tǒng)
主要功能是為智能建筑照明。其設(shè)備建設(shè)于建筑物的各個平面上,方便實現(xiàn)各角度全方位照明。照明監(jiān)控分為室內(nèi)和室外兩部分,室外照明分為公共照明部分,通過監(jiān)控可根據(jù)室外照度值設(shè)定開關(guān)時間,也可通過更改程序?qū)崿F(xiàn)不同照明燈具的啟動時間。室內(nèi)照明監(jiān)控可通過監(jiān)控數(shù)據(jù),采用總線控制方式,設(shè)定程序?qū)Σ煌瑘鼍伴_啟不同的照度。
1.3.3冷熱源系統(tǒng)
為智能建筑供給冷源和熱源,其噪音較大,設(shè)備一般置于建筑底層地下室內(nèi)。通過對冷熱源系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和冷熱源供給量的監(jiān)控和分析,可通過程序控制實現(xiàn)不同季節(jié)冷熱源供給量和供給時間。
1.3.4空調(diào)系統(tǒng)
保障智能建筑的環(huán)境溫度處于適宜狀態(tài),空調(diào)設(shè)備一般置于各樓層高處位置,地下室也可以配置。控制子系統(tǒng)主要對空調(diào)機組、風(fēng)機盤管的工作參數(shù)和運行狀態(tài)進行監(jiān)測,并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析,控制和設(shè)定主機房的溫度、濕度和運行時間。同時監(jiān)測子系統(tǒng)還具備空調(diào)漏水監(jiān)視功能,可有效實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的漏水監(jiān)測和控制。
1.3.5給排水系統(tǒng)
既能為智能建筑提供水源,又能排除建筑產(chǎn)生的污水,排水設(shè)備一般置于建筑物的地下室或建筑頂層,也可設(shè)置在樓宇夾層位置。監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控水泵的工作狀態(tài),并對水池的液位隨時檢測,當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者水池液位異常時,子監(jiān)控系統(tǒng)就會向中央控制器發(fā)出報警信號,并將故障數(shù)據(jù)記錄反饋,自動顯示故障發(fā)生區(qū)域和故障詳細(xì)情況。1.3.6電梯系統(tǒng)是為高層建筑提供上下交通的便利系統(tǒng),設(shè)備一般置于建筑的垂直豎井內(nèi)。電梯監(jiān)控子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對電梯設(shè)備運行狀態(tài),監(jiān)視電梯啟動、停止、方向等,動態(tài)顯示出電梯實時狀況,一旦發(fā)生故障,監(jiān)控系統(tǒng)會對電梯設(shè)備電動機、電磁制動器等進行檢測,自動報警并顯示故障地點、狀態(tài)、時間等信息,并將故障記錄記憶并反饋給中央控制器。
2建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)設(shè)計要素
2.1各監(jiān)控子系統(tǒng)控制功能參數(shù)明細(xì)
將上文中所述設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能要求進行統(tǒng)計和匯總,確認(rèn)各子系統(tǒng)監(jiān)控點的分布位置和分布數(shù)量,將子系統(tǒng)的監(jiān)控點設(shè)置類型、數(shù)量、相關(guān)設(shè)備、安裝需求、使用地點等詳細(xì)列出,并備份保留。依據(jù)各子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)備實際特點,以系統(tǒng)高效性、可靠性、實用性為前提,以滿足子系統(tǒng)功能需求為標(biāo)準(zhǔn),以建筑設(shè)備自動控制系統(tǒng)設(shè)計的節(jié)能環(huán)保為核心,以建筑設(shè)備維護保養(yǎng)便捷性和低成本性為主要指標(biāo),詳細(xì)將設(shè)備子系統(tǒng)的各種功能參數(shù)、控制參數(shù)、技術(shù)參數(shù)列出并進行歸檔,為日后整體系統(tǒng)搭建安裝提供依據(jù)。
2.2監(jiān)控系統(tǒng)控制器、傳感器和執(zhí)行器的確定
按照監(jiān)控系統(tǒng)被控設(shè)備的控制標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控點數(shù)量,結(jié)合安裝現(xiàn)場實際情況,對現(xiàn)場控制點進行設(shè)置和篩選,設(shè)計出被控設(shè)備安裝現(xiàn)場控制器控制區(qū)域內(nèi)部的監(jiān)控點分布圖,并根據(jù)實際要求確定選擇現(xiàn)場控制器。除了現(xiàn)場控制器,還要確定現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器使用標(biāo)準(zhǔn),傳感器和執(zhí)行器是對被監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的基本組成部分,傳感器可監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化,執(zhí)行器對此進行分析和反饋,可以說兩者在自動監(jiān)控系統(tǒng)中屬于核心構(gòu)件。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備特性,對關(guān)鍵設(shè)備要采用高精度和高可靠性的智能型傳感器和執(zhí)行器,以提高整個自動化系統(tǒng)的控制質(zhì)量。非關(guān)鍵設(shè)備上可以采用傳統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器,如此可減少成本,降低整個系統(tǒng)造價。
2.3建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建智能建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建如上圖2所示,建筑設(shè)備LON現(xiàn)場總線設(shè)備自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)實意義上實現(xiàn)了分布式監(jiān)控。此系統(tǒng)不同類型的控制器節(jié)點都具備高智能化特性和網(wǎng)絡(luò)通訊能力。由于控制器各節(jié)點具備通訊能力,能夠使節(jié)點與節(jié)點之間實現(xiàn)相互通訊功能,構(gòu)成完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)中的控制機構(gòu)和管理機構(gòu)可以通過總線現(xiàn)場連接為一個整體,彼此之間可以相互協(xié)作,共同完成自動化監(jiān)控任務(wù),兩者可實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)和信息的共享。
2.4建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)硬件支持
智能建筑自動化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建必須有硬件支持,在硬件方面,主要選用以下器件:中央監(jiān)控器(計算機,監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分,處理子系統(tǒng)反饋的綜合數(shù)據(jù)下達(dá)控制指令);監(jiān)控顯示屏(將監(jiān)控圖像實時顯示,便于觀察和分析故障狀況);鍵盤(更改程序或設(shè)定程序,典型的輸入設(shè)備);鼠標(biāo)(輸入設(shè)備);不間斷電源(為監(jiān)控中央系統(tǒng)和子系統(tǒng)供電,保障監(jiān)控系統(tǒng)不間斷運行,保證整體系統(tǒng)的可靠性);網(wǎng)絡(luò)路由器(中繼器、橋接器、配置型路由器等聯(lián)合使用,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布);控制總線(無屏蔽雙絞線、控制總線LON);控制節(jié)點(視具體情況而定)。
2.5建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持
建筑設(shè)備自動化中央監(jiān)控器軟件功能具備操作級別和身份識別管理功能。軟件系統(tǒng)采用8位通行字進行鑒別和管理,對操作人員實現(xiàn)權(quán)限設(shè)置,只允許有權(quán)限操作人員在一定范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)瀏覽,并對訪問者身份信息、訪問時間、訪問內(nèi)容進行識別和記錄,且具備交互式菜單,為操作人員提供清晰的數(shù)據(jù)目錄,節(jié)省操作時間,便于高效作業(yè);中央控制系統(tǒng)設(shè)計還具備邏輯格式數(shù)據(jù)顯示功能,可描述短語、數(shù)值、單位等數(shù)據(jù),對不正常數(shù)據(jù)報警顯示;具有高效數(shù)據(jù)分離終端,控制特定數(shù)據(jù)在特定端口運行,只允許一個操作人員或打印機進行處理;具備特殊指令操作功能,響應(yīng)命令,邏輯顯示并進行標(biāo)識。
當(dāng)下,隨著我國建筑文化事業(yè)的快速發(fā)展,一些國外的建筑師不斷積極參與到我國的建筑業(yè)的競爭中來,而且其建筑設(shè)計作品每每得以在中國中標(biāo)。不能否認(rèn),“狼來了”固然是一種威壓,給人一種焦慮,但是也有它好的一面,這一方面使得國人面對具有國際水準(zhǔn)的設(shè)計方案張開了視野、尋到了靈感,另一方面由于受到西方霸權(quán)文化的撞擊和擠壓,使得大量的中國本土設(shè)計師深感被邊緣化了,喪失了應(yīng)有的話語權(quán),大有一種落寞之感,以此反思自我。當(dāng)然也有其雄強者不以為然,力挺“西風(fēng)”,以民族尊嚴(yán)為基準(zhǔn)、以理性明判為本位、以本土適應(yīng)為導(dǎo)向,敢于站出來以表達(dá)自己的高見,相當(dāng)一部分的設(shè)計師、學(xué)者以及關(guān)心中國現(xiàn)代建筑發(fā)展的民眾“對這些方案頗為不滿,認(rèn)為它們不能反映中國特色,與中國實際不符”,故須理性對之。
一個時期以來,當(dāng)遭遇多年的西風(fēng)東漸之侵蝕后的大師與學(xué)人們,在經(jīng)歷了一段效仿外人風(fēng)氣之后,開始有了反思的需求和能力。因此,對之意氣風(fēng)發(fā),激揚文字,極力倡導(dǎo)著“結(jié)合文脈,反映地域特色”或“歷史內(nèi)涵”。然而,再聯(lián)系眼下的投標(biāo)與中標(biāo)的情況,在中標(biāo)方案中,除了“氣派現(xiàn)代”作為一個邊際走時外,其他則顯其跳蕩脫羈狀,成為最新一代域外圈落里的本土尤物或異變?yōu)槁愕漠悋兎N。沒了中國意識還不關(guān)緊,而失卻民族身份則應(yīng)醒思。因脫胎換骨過于急切地忘記了自己的基因所在,行嗎?在這些建筑設(shè)計作品里,很少看不到些民族氣,在這些建筑所處的區(qū)域中沒法與中國的歷史發(fā)生聯(lián)系,更不要說其地方特色了。在近二十年來,因國門的大加開放,西方的現(xiàn)代主義、后現(xiàn)代主義的以及國際主義的建筑風(fēng)格無情而多情地侵襲著祖國的大地廣廈,再造了一片中國都市現(xiàn)代化的“西洋面貌”。應(yīng)該明白,中國是個有著五千年歷史的文明大國,豈具有的歷史傳統(tǒng),有弊也有利,明暗互現(xiàn),我們現(xiàn)應(yīng)以一種揚棄的態(tài)度來對待自己的民族歷史,弊端理應(yīng)避之,而優(yōu)良的一面則須發(fā)揚光大、遷延后世。因而說,中國的現(xiàn)代化發(fā)展應(yīng)與西方有所不同,這絕非是對被同化恐懼心態(tài)的作祟,也非獨標(biāo)自我、妄自尊大的多情化做秀,而是因明乎其理:“建立在對傳統(tǒng)文化的揚棄的基礎(chǔ)之上,既丟棄又保留,那些優(yōu)秀的美好的傳統(tǒng)理應(yīng)留守下來,此是對民族文化的尊崇、也對美學(xué)文化的熱愛。而決不能為了所謂的現(xiàn)代化,把孩子和水一概拋棄,最終使得我們的建筑之廈、亦即現(xiàn)代化建筑地建立在對傳統(tǒng)建筑徹底背叛基礎(chǔ)上的一片廢墟之上。回觀歷史,80年代以來,在那些發(fā)展中全新推出的城市里,除了深圳等個別城市以外,而大量的中國的新城市則是通過拆舊建新所建起來的,也正因為如此,一大批的具有相當(dāng)歷史價值的有地域特色的建筑被摧毀。”中國的現(xiàn)代化建筑是以毀滅文脈、毀滅地域特色為最后的代價。我們可以在西方的現(xiàn)代建筑中發(fā)現(xiàn),像西方的羅馬、巴黎等城市,整個城貌在基本“保守”著那傳統(tǒng)建筑特色和骨架,民族的根脈成為他們顯示自尊和美德的重要依據(jù)和法則。中國則與西方對待歷史遺留的態(tài)度截然不同:即便像日本也十分注重對歷史的保護,使之傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代建筑互不干擾,并且善于將現(xiàn)代建筑深深融入傳統(tǒng)血脈中,這是國人比之令人羞愧不已的。
一、園林建筑小品的分類與作用
園林建筑小品是在園林綠地中為市民提供服務(wù)功能,方便綠化管理的,用作裝飾、展示、照明、休息等的小型建筑設(shè)施。它的特征是體量較小、造型豐富、功能多樣、富有特色。按照功能來分,園林建筑小品可分為四種類型:
(1)服務(wù)小品:供游人休息、遮陽用的亭、廊架、座椅,為游人服務(wù)的電話亭、洗手池等,為保持環(huán)境衛(wèi)生的廢物箱等。
(2)裝飾小品:各類綠地中的雕塑、鋪裝、景墻、窗、門、欄桿等,有的也兼具其他功能。
(3)展示小品:各種布告欄、導(dǎo)游圖、指路標(biāo)牌、說明牌等,起到一定的宣傳、指示、教育的功能。
(4)照明小品:以草坪燈、廣場燈、景觀燈、庭院燈、射燈等為主的燈飾小品。科技論文,建筑小品。
二、園林植物與建筑小品的配置的方法
建筑小品與植物一起配置,處理得當(dāng),不僅可以獲得和諧優(yōu)美的景觀,而且還可突出單體達(dá)不到的功能效果。園林植物與建筑小品配置的方法有以下幾種。科技論文,建筑小品。科技論文,建筑小品。
2.1植物配置突出建筑小品的主題
在園林綠地中,許多建筑小品都是具備特定文化和精神內(nèi)涵的功能實體,如裝飾性小品中的雕塑物、景墻、鋪地,在不同的環(huán)境背景下表達(dá)了特殊的作用和意義。科技論文,建筑小品。在古典園林中,漏窗、月洞門和植物相得益彰地配置,其包涵的意境就更加豐富了。科技論文,建筑小品。這里的植物配置,應(yīng)該要通過選擇合適的物種和配置方式來突出、襯托或者烘托小品本身的主旨和精神內(nèi)涵。例如,冰裂紋鋪地象征冬天的到來,在鋪裝周圍的綠地區(qū)域中選擇冬季季相特征的植物種植能夠呼應(yīng)小品的象征意義,如冬季開花的蠟梅、掛紅果的南天竹、常青的松柏類、竹類植物,與冰裂紋鋪地一起可以起到彼此呼應(yīng)、相互融合體現(xiàn)景觀所要表現(xiàn)的主題。又如紀(jì)念革命烈士為主題的雕塑物以色葉樹叢作為背景,一到秋天,色葉樹的金色和紅色把莊嚴(yán)凝重的紀(jì)念氛圍渲染得淋漓盡致。
2.2植物配置協(xié)調(diào)建筑小品與周邊環(huán)境的關(guān)系
建筑小品因造型、尺度、色彩等原因與周圍綠地環(huán)境不相稱時,可以用植物來緩和或者消除這種矛盾。如以照明功能為主的燈飾,在園林中是一項不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施,但是由于它分布較廣、數(shù)量較多,在選擇位置上如果不考慮與其他園林要素結(jié)合,那將會影響綠地的整體景觀效果,所以利用植物配置和燈飾的結(jié)合設(shè)計可以解決這個矛盾。將草坪燈、景觀燈、庭院燈、射燈等設(shè)計在低矮的灌木植物叢中、高大的喬木下或者植物群落的邊緣位置,既起到了隱蔽作用又不影響燈光的夜間照明。另外,園林中還有些功能性的設(shè)施小品如垃圾桶、廁所等,假如設(shè)置的位置不合適也會影響到景觀,也可以借助植物配置來處理和改變這些問題。
此外,植物配置不僅可以解決客觀存在的問題,而且也可以配合建筑小品使園林中的景觀和環(huán)境顯得更為和諧、優(yōu)美。如休息亭以濃郁、成片的樹林為背景或以常綠樹叢隱亭其中,比單獨放在一片草坪或者硬地上,在景觀上要顯得更加自然、不突兀,對于游人來說這樣的休息亭也更易靠近、更具有安全感。
2.3植物配置豐富建筑小品的藝術(shù)構(gòu)圖
一般來說,建筑小品特別是體量較大的休息亭、長方形的坐凳、景墻等的輪廓線都比較生硬、平直,而植物以其優(yōu)美的姿態(tài)、柔和的枝葉、豐富的自然顏色、多變的季相景觀可以軟化建筑小品的邊界,豐富藝術(shù)構(gòu)圖,增添建筑小品的自然美,從而使整體環(huán)境顯得和諧有序、動靜皆宜。特別是建筑小品的角隅,通過植物配置進行緩和柔化最為有效,宜選擇觀花、觀葉、觀果類的灌木和地被、草本植物成叢種植,也可略作地形,高處增添一至幾株濃蔭喬木組成相對穩(wěn)定持久的景觀。
景墻、欄桿、道牙主要起到分隔和裝飾的作用,在進行植物配置時常種植爬藤類、低矮地被植物使其自然攀援,這樣不僅柔化、覆蓋、遮擋了建筑小品硬質(zhì)的棱角線條,而且也美化了環(huán)境,為游人增添了親近自然之趣。在道路臺階邊緣可用蔓長春花、扶芳藤等地被植物;在欄桿、景墻、圍墻邊上可以種植像金銀花、常春藤、紫藤等垂掛類的爬藤植物。
另外,建筑小品一般為淡色、灰色系列居多,而綠色的、色葉類的、帶有各種花色和季相變化的植物和建筑小品的結(jié)合,可以彌補它們單調(diào)的色彩,為建筑小品的功能和內(nèi)涵表現(xiàn)增添另一種語言的表達(dá)。
2.4植物配置完善建筑小品的功能
好的植物配置不僅起到美化建筑小品的作用,而且還可以通過配置更加完善建筑小品本身的功能。如指示小品(導(dǎo)游圖、指路標(biāo)牌)旁的幾棵特別的樹可以起到指示導(dǎo)游的作用;在廊架上以攀援類植物栽植,更加完善了廊架蔽蔭的效果和功能。
座椅是園林中分布最廣、數(shù)量最多的小品,其主要功能是為游人休息、賞景提供停歇處。從功能完善的角度來設(shè)計,座椅邊的植物配置應(yīng)該要做到夏可蔽蔭、冬不蔽日。所以座椅設(shè)在落葉大喬木下不僅可以帶來蔭涼,植物高大的樹冠也可以作為賞景的“遮光罩”,使透視遠(yuǎn)景更加明快清晰,使休息者感到空間更加開闊。科技論文,建筑小品。
三、結(jié)論
0.引言建筑體型設(shè)計應(yīng)綜合考慮建筑功能、造型以及節(jié)能的要求。針對北方寒冷地區(qū)氣候特點,設(shè)計的基本原則為盡可能的減小建筑外表面積,使熱工性能較差的的外表面積降至最少,考慮到建筑在冬季采用被動式采暖,則需盡量擴大南立面,在滿足通風(fēng)采光的要求的基礎(chǔ)上,減少北向、西向等不利朝向墻面面積及窗墻比。
1.控制體型系數(shù)體型系數(shù)S指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F(不計算地面)與其所包圍的建筑體積V之比(S=F/V)。論文格式。體型系數(shù)越大,說明單位建筑空間所分擔(dān)的熱散失面積越大,能耗就越多。有研究資料表明:體型系數(shù)每增大0.01,耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。
建筑的體型系數(shù)與建筑物的體型是否規(guī)整及建筑的體量大小有關(guān),建筑的規(guī)模越大,其體型系數(shù)越小。因此單層的小建筑的體型系數(shù)一般比較大,而規(guī)模較大的建筑,體型系數(shù)一般比較小。對于高層建筑來說,體型系數(shù)一般在0.10-0.15之間,遠(yuǎn)小于規(guī)范規(guī)定的0.3界限,且高層建筑屋面面積相對外墻面積要小得多。
2.增加南向表面積與體型設(shè)計從利用太陽能采暖的角度考慮,應(yīng)盡量增加南向的面積,以南向表面足夠大,其它外表面總面積盡可能小為判斷節(jié)能與否的標(biāo)準(zhǔn)更合理。這意味著要增加建筑面寬,減小進深。
作者以濟南某小區(qū)套型面積為116m2,層高為2.8m的六層住宅為例,計算分析一個單元時和三個單元時的體型系數(shù)變化,如表5-1,由分析結(jié)果可以看出:在增加南向表面面積的同時,勢必會造成在標(biāo)準(zhǔn)層面積一定的情況下,體形系數(shù)增大的情況。因此,在滿足必要的平面功能布局的要求之后,盡量控制體形系數(shù)在一定范圍內(nèi),盡量的增加面寬,減小進深。
表 5-1相同面積不同套型的體型系數(shù)比較
進深m 面寬m 套型面積m2 一個單元體型系數(shù) 三個單元體型系數(shù)
戶型一 12.6 18.3 116 0.34 0.26
戶型二 10 23.1 116 0.33 0.29
(圖表來源:自繪)
同樣我們需注意到,當(dāng)建筑物南向表面面積增大,滿足了冬季被動式采暖需求時,必然引起夏季室內(nèi)外受熱量增加的問題。所以,在夏季應(yīng)采取適當(dāng)?shù)耐獗砻娴恼陉柎胧?將增大南向表面面積作為優(yōu)點來利用。論文格式。
3.底層架空與體型設(shè)計黑川紀(jì)章認(rèn)為:“城市已失去了它曾有過的最完美的過渡空間”,為恢復(fù)城市中這種性質(zhì)的空間,他借鑒日本傳統(tǒng)文化中的“緣側(cè)空間”理念,在福岡銀行總部設(shè)計了一個巨大的開敞架空空間———介于室內(nèi)與室外、公共與私有之間的城市公共開放空間。論文格式。
底層架空空間是室內(nèi)外的過渡空間,具有加強通透性,提供灰空間,對外開放等特點,雖然增加了建筑的體形系表面面積,而總體積不變,體形系數(shù)一定增加,但是它卻從而降低了住宅內(nèi)部的氣溫,改善了微環(huán)境。
目前的多層住宅的普遍做法是:底層另加小庭院,庭院的欄桿圍護都采用通透性強的鑄鐵、不銹鋼欄桿等,庭院內(nèi)綠化由用戶栽種,這方面的嘗試較成功。但帶來的問題是庭院綠化不統(tǒng)一、防盜的要求也更高,加上底層潮濕問題,導(dǎo)致購房者瞻前顧后。
底層住戶由于接近地面,室內(nèi)濕度比較大,防潮問題未解決,而且日照間距普遍不夠。而設(shè)置架空層之后就避免了這一問題。并且一層的住房冬季接收陽光時間比較短,這個也是主要原因之一。可見從太陽能的利用角度看,底層架空也有好處。而且在底層架空層種植綠化,設(shè)置自行車停車場以及布置休閑娛樂設(shè)施等,對增加綠化面積,促進人與人交流等方面均有積極意義。
然而,底層架空帶來夏季自然通風(fēng)暢通的同時,也會帶來冬季防風(fēng)問題的嚴(yán)重性。為同時解決夏熱與冬冷的問題,可以采取一些輔助設(shè)計手段。例如:結(jié)合底層架空空間的綠化景觀以及兒童游樂場地設(shè)計移動隔墻,移動墻通過人工調(diào)節(jié)可以隨著冬、夏季的主導(dǎo)風(fēng)向移動或旋轉(zhuǎn),起到夏季導(dǎo)風(fēng)、冬季防風(fēng)之作用。也可以安裝玻璃,不但可以防風(fēng),而且可以成為利用太陽能直接受益式的附加陽光的暖房。總之,并非體形系數(shù)越小越好,應(yīng)該綜合考慮多方面的因素。
4.控制體型的設(shè)計策略(1)盡量減少體型的不必要的、小尺度的凸凹不齊,以利于降低體形系數(shù),減少熱量損失。
中圖分類號: TU74文獻標(biāo)識碼: A
一、前言
由于我國的地域遼闊,我國氣候條件的差異,特別是區(qū)域間溫度差異較大,很多地方,尤其是北方地區(qū),冬季氣溫較低,使得房屋建筑施工過程中面臨著很多的問題,同時也讓建筑施工過程中的質(zhì)量管理變得更為復(fù)雜。所以,在冬季,如何采取更加先進的技術(shù)和施工管理水平,去進行房屋建筑施工,對房屋建筑的安全和質(zhì)量影響較大,而本文就是針對這個問題進行分析闡述的。
二、冬季房屋建筑施工技術(shù)特點分析
1、氣溫
我國處于北半球,冬季氣溫整體比較寒冷,尤其是我國大部的北方地區(qū),整個冬季都會在零下度過。在如此嚴(yán)寒的溫度下施工的難度可想而知,很多建筑用材的保管難度、商用混凝土的制造及運輸難度、材料的運送難度、鋼筋焊接的難度、砌筑難度都很大,這在某種程度上也制約了施工的進度。
2、時間
北半球冬季黑夜時間長,而且夜間溫度特別低,幾乎無法進行施工,這就造成了冬季有效施工時間較短的特點,施工單位不能像其他季節(jié)一樣高效進行施工操作。再加上由于冬季施工條件惡劣,建筑工人的工價也會隨之上漲,這一因素也制約了冬季房屋施工的開展。
3、技術(shù)文件
房屋建筑施工工程進行冬季施工時,工程施工相關(guān)人員要提前做好冬季施工的文件處理工作和文件編制工作,將所有的技術(shù)要點以及施工注意事項記錄下來,指導(dǎo)施工隊伍進行冬季建筑施工工作,這些文件主要包括施工組織、施工方案以及施工技術(shù)措施三個方面工作,具體說來,要完成如下幾個方面工作:建筑施工原材料的采購和倉儲工作計劃,冬季建筑施工的建筑工程任務(wù)安排和時間安排工作,相關(guān)人員配備計劃,原材料部署計劃,建筑工程質(zhì)量控制要點方面計劃,施工人員上崗培訓(xùn)計劃,建筑施工安全方面的注意事項以及冬季施工工地工序以及工程進度方面的安排計劃。
三、冬季房屋建筑施工中存在的問題闡述
1、建筑材料質(zhì)量難以達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)
在進行施工準(zhǔn)備時候的材料物資質(zhì)量管理問題。工程建設(shè)項目的材料物資將直接關(guān)系到整個項目質(zhì)量管理的成敗,目前,我國很多單位在采集物料時候,難以達(dá)到質(zhì)量要求,或是不符合設(shè)計施工的標(biāo)準(zhǔn),或者是材料的保管不當(dāng),發(fā)生揮發(fā)磨損等等一系列問題,都使我國的工程項目質(zhì)量管理存在著巨大的隱患。
2、缺乏對施工過程的監(jiān)督
在我國,加強對施工過程的施工質(zhì)量監(jiān)督管理是整個施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。但是,我國的監(jiān)理部門或者是監(jiān)理人員,在多數(shù)情況下,剛剛受到施工建設(shè)單位的監(jiān)理委托,便會立刻安排監(jiān)理工作人員去進行監(jiān)理,對整個工程的實際情況缺乏實際的了解,僅僅限于對施工一般工藝標(biāo)準(zhǔn)和施工工序流程進行監(jiān)理,忽視了對整個工程全過程的開展監(jiān)理工作,對施工過程中存在的問題因為各種利益關(guān)系和或限于監(jiān)理水平,面對施工過程中的違規(guī)操作,忽視施工階段個部分的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),面對問題,難以及時迅速的采用有效措施進行管理,很大程度上喪失了監(jiān)理的真正職能。因此,使得施工過程中存在很多忽視施工規(guī)范,忽視工序的科學(xué)性,忽視施工工序的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等多種現(xiàn)象,這些都對整個施工過程的質(zhì)量管理產(chǎn)生了及其消極的影響。
四、冬季房屋建筑工程施工技術(shù)措施分析
1、做好施工前的準(zhǔn)備
《建筑工程冬季施工規(guī)程》中,對施工的溫度有著明確的規(guī)定,一般認(rèn)為,室外的平均氣溫連續(xù)5天低于5攝氏度,就意味著冬季施工的時間來臨了。所以,我們在施工前,首先要收集施工地冬天的氣溫變化資料。把對施工有可能產(chǎn)生不利影響的因素各個擊破、一一化解,做好充分的準(zhǔn)備和防范。認(rèn)真聽取天氣預(yù)報,對于未來一周甚至更長一段時間的天氣變化有個預(yù)判,了解氣溫變化趨勢和持續(xù)的時間等細(xì)節(jié),防患于未然。
2、加強施工圖紙的會審
圖紙是建筑工程的靈魂,而如果圖紙出現(xiàn)錯誤且沒有被發(fā)現(xiàn),就會給整個建筑工程帶來不可言喻的后果。所以在工程中標(biāo)之后,在做好一切準(zhǔn)備工作之后,就要組織人力對圖紙進行細(xì)致的審查,在不影響其設(shè)計理念以及確保工程質(zhì)量和功能為前提,檢查設(shè)計中存在的漏洞和弊端,是否違反國家規(guī)定,是否在某些地方不符合合同要求,并且進行積極的修改。并且在審查之后,工程施工的管理人員必須認(rèn)真的熟悉整個圖紙,了解設(shè)計者的理念和整個工程的施工過程,對特殊的項目要加以注意。
3、加強施工過程的質(zhì)量控制
(一)控制好原材料的加熱溫度。混凝土原材料的加熱是保證混凝土早期強度增長的重要因素,在施工過程中要確定原材料的加熱溫度,作好加熱措施,定時進行溫度測量,保證加熱溫度達(dá)到要求。
(二)控制好混凝土的人模溫度。混凝土澆筑入模溫度一般不應(yīng)低于2 qc。溫度過低,則容易造成新澆灌的混凝土冷卻過快,使混凝土在很短時間內(nèi)降至冰點溫度而影響混凝土早期強度增長。
(三)作好試塊的留置工作。根據(jù)規(guī)范冬季施工試塊留置不少于2組(6塊),與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護,分別用于檢驗受凍前混凝土和轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護28 d的混凝土強度。
(四)加強成品的養(yǎng)護。冬期混凝土的養(yǎng)護管理是保證混凝土質(zhì)量的重要措施。新澆筑的混凝土,一是作好覆蓋保溫工作,并經(jīng)常檢查;二是作好混凝土的測溫工作,隨時掌握混凝土的內(nèi)部溫度,保證混凝土在初凝期不受凍。
五、冬季房屋建筑施工具體分析
1、鋼筋工程
(一)鋼筋冷拉
(1)在拉鋼筋的時候,可以采用控制應(yīng)力方法,溫度降低,伸長率隨之而減少,而控制應(yīng)力不變,伸長率不足。所以,在負(fù)溫下要使用大于常溫的控制應(yīng)力,才能達(dá)到實際設(shè)計要求。(2)鋼筋負(fù)溫冷拉可以采用控制應(yīng)力的方式,也能夠使用控制冷拉率的方式。然而,不可以采用控制冷拉率的辦法對那些不能分清爐批的冷軋鋼筋冷拉。
(二)鋼筋負(fù)溫焊接
(1)在負(fù)溫的狀態(tài)下進行焊接施工,常用的焊接方法有閃光對焊和電弧焊,有時也采用電渣壓力焊,電弧焊又分為幫條,搭接,坡口焊三種。(2)為了確保施工安全,對施工隊伍的施工資質(zhì)一般都有比較嚴(yán)格的規(guī)定,要求工人必須具備焊工上崗證明。(3)鋼筋的焊接作業(yè)一般是在室內(nèi),如果條件不允許,只能在室外施工,這時應(yīng)確保室外環(huán)境不能太低,否則會影響焊接質(zhì)量,遇到雨雪天氣,一定要采取必要的遮蔽措施。
2、混凝土工程
(一)混凝土運輸
冬季運輸混凝土要使用恰當(dāng)?shù)倪\輸容器,遴選正規(guī)的商用混凝土公司。在運輸?shù)倪^程中,高度關(guān)注混凝土混合材料的保溫,具體地從控制運輸?shù)木嚯x、為車輛裝設(shè)保溫裝置或者是現(xiàn)場直接攪拌的方式實施操作。
(二)混凝土澆筑
在進行澆筑操作前,施工人員要充分了解所購混凝土抗凍方面的性能,并根據(jù)這一信息制定相應(yīng)的保暖措施。
在混凝土澆筑時,應(yīng)該清除模板和預(yù)埋件上面的水、冰、霜以及雜物,在必要的時候還要設(shè)置保溫以及防風(fēng)裝置。此外值得我們注意的是,混凝土入模時的溫度應(yīng)該控制在10℃~20℃之間。
(三)混凝土的養(yǎng)護
(1)要采用干燥的草袋或者麻袋,作為保溫材料,不能水分過高。(2)一般來說,澆筑的混凝土抗壓強度不宜過低,不然會影響使用壽命,一般說,這個比例大約是40%,即抗壓強度應(yīng)高于40%的標(biāo)準(zhǔn)量。(3)混凝土拆模后,要及時的將保溫材料蓋上,讓混凝土表面溫度不產(chǎn)生驟降,降低裂縫的發(fā)生率。
3、模板工程
冬施澆筑混凝土前,認(rèn)真檢查模板,清理模板內(nèi)的冰雪。模板在混凝土達(dá)到抗凍臨界強度(混凝土設(shè)計等級的30%并不低于5MPa) 并冷卻到5℃后方可拆除。拆模時混凝土溫度與環(huán)境溫度差大于20℃時,拆模后的混凝土表面應(yīng)及時覆蓋,使其緩慢冷卻,以防出現(xiàn)溫差裂縫。
墻柱模板外側(cè)掛滿草簾或模板后嵌入聚苯板。冬施過程中,要注意及時清理模板上粘結(jié)的混凝土,澆完混凝土和拆模后的模板要保持干凈,一定要隨用隨清理,以保證混凝土質(zhì)量和增加模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。
六、結(jié)束語
綜上所述,在冬季房屋建筑工程的施工中,由于季節(jié)、溫度的變化,其施工具有一定的特點,因此需要采取相應(yīng)的施工技術(shù)措施確保房屋施工的質(zhì)量和安全,這對于居民的居住水平和安全具有重要的意義。
參考文獻: