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序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇智能建造的背景范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
1 緒論
國家新型城鎮化規劃與《“十三五”規劃建議》明確要求大力開展智慧城市建設,而智慧建造是推進智慧城市建設最基礎的一環。當前,中國整體的環境污染狀況嚴峻,在生產率水平低、能源浪費嚴重的大環境下,建筑行業首當其沖,面臨著越來越大的環境壓力[1-2]。在科學技術迅速發展的今天,信息技術的突飛猛進使得傳統的建筑模式已經不能適應可持續發展的市場需要和新型城鎮化的要求。與此同時,智能技術在各個領域的應用也越來越廣泛,因此,建筑行業作為能源消耗和環境污染的大戶,應在轉方式促發展的同時,積極提升本行業的信息智能技術水平,探索建筑行業現代化的發展模式已成大勢所趨,智慧建造必將迎來自己的時代。
2 智慧建造的概念及內涵
智慧城市是國家建設的重要組成部分,與此同時智慧化的建造過程也是未來建筑業成長的必然趨勢,由此,智慧建造便應運而生。
智慧建造指運用先進科學技術對建造的整個過程中的管理及各個階段進行綜合變革及改進,以此保證建造過程的自動化和智慧化,使項目施工過程更加形象化、透明化,并達到了了建設全過程的安全可靠性和高效。
現在,對“智慧建造”的理解主要有兩種方式。楊寶明博士理解的“智慧建造”主要從兩方面來進行解釋:一是產業和諧發展,與大自然和諧可持續發展。我國建筑業能源材料的浪費和環境的污染都已成為當今社會不得忽視的問題。另一方面是給行業嵌入先進的數字神經系統。無論是行業還是企業,項目管理都應該由先進的信息技術系統作為支撐,在公平和透明的經營環境下,實現高效化和精細化。另一種為在中國發達地區使用的建設項目信息管理技術,其中最突出的是被稱為“智能眼”的監控管理,它采用了視頻系統與門禁控制系統。兩者的理解和實踐都是利用信息技術來實現管理水平和管理效率的提高。
智慧建造是以項目管理(PM)、建筑信息模型(BIM)、大數據管理(DM)、物聯網和云計算等為代表的先進技術為支撐的建筑全生命周期的智慧化,充分體現了感知化、物聯化、智能化的特點并最終完成整個過程的建設和達到完成后的智慧、連接、合作的目標[3-4]。
3 智慧建造與智慧城市的關系
智慧城市是運用現有高新科技成果在城市規劃、建造、管理及運營內的綜合應用,其形成與發展提高了城市管理和服務水平、促進產業結構調整進而提高了人民的生活水平及質量。智慧城市的建設離不開建造領域的發展,作為城市基礎設施和建筑的重要組成部分,如何做到智慧化是能否更好地為城市居民生活提供便利的關鍵。因此,智慧城市要求智慧建造以此滿足城市未來的可持續和智慧運營的要求[5]。
在智慧城市的建設背景下,開始研究智慧建造在施工過程中的應用。智慧建造的理論來源主要是對智慧城市中“智慧”二字的解讀,與此同時,智慧建造也是智慧城市中最基礎的一環。隨著建筑規模不斷壯大,建設工程自身所附帶的越來越多的信息資源會在施工全過程和建筑全生命周期中產生重要的影響。實施智慧建造,有利于提升建設過程的信息化水平,促進建筑行業生產方式轉變,推進了智慧城市的建設。
4 大力發展智慧建造的意義
建筑業未來的發展趨勢便是智慧建造,在建設過程中,積極采用BIM、協同設計、移動通訊、無線射頻、虛擬現實、4D項目管理、PIP、物聯網等技術改進傳統的生產和管理方式,拔高行業管理水準和施工的生產效率,使整個建造過程實現智慧化。這些技術的充分應用將在很大程度上提高建筑行業的生產效率,加強了對建筑工程的整合程度,不但降低了整個建設過程的成本,提高了建造質量和效率,并對整個生命周期的設計和施工有著明顯的改善。利用智慧建造技術,構建全方位的生命周期管理,實現項目管理的精細化和對企業進行集約化管理,是實現建筑跨越式發展的必然趨勢[6]。
智慧建造的推進有效的優化了管理和服務的流程,推動了產業技術創新和智能化產業的快速發展,實現了建設過程全生命周期的智慧化,并有助于推動企業自主創新能力的提升,增強核心競爭力和技術的創新,進一步改善我國建筑業資源浪費嚴重問題,實現建筑業的綠色生態化。同時,智慧建造還帶有一定社會效益,可以改善民生。通過構建智慧家庭、智慧住宅等實踐來為市民提供一個全新的智能化宜居環境,改善全社會的生活面貌。
智慧建造將實現建筑產業模式的根本性變化,使傳統的產業模式逐漸轉換為以信息為主體現代化產業模式,生產效率也將大大提高,產業結構得到優化。
5 結語
相比于其他產業,建筑行業的工業智能化技術還很落后,將先進的信息技術嵌入到施工過程中形成完整的智能系統,從而實現了建設全過程的智慧化,使建造過程完成跳躍性變革。因此,建立和發展不同學科之間的合作與融合,從而實現不同技術的整合與提升,是推動建筑技術發展的根本途徑。智慧建造是PM、BIM、物聯網等技術的綜合運用,也是當今先進的信息技術被充分融合的綜合運用。智慧建造的發展必將帶來建筑產業的一次“信息革命”。
參考文獻:
[1]李迅,曹廣忠,徐文珍,等.中國低碳生態城市發展戰略[J].城市發展研究,2010,(01):32-39,45.
[2]師旭穎.智慧環保“呼喚”頂層設計[J].信息化建設,2013,(11):43-44.
[3]伍晏,周以大.低碳經濟與建筑施工新技術的推廣應用[J].建筑施工,2008(11):983-984.
1、輕鋼結構技術的運用
與澳大利亞普利科技有限公司合作,引進澳大利亞冷彎薄壁輕鋼結構體系的建筑技術。鋼構件用BHP(澳大利亞鋼鐵公司)的高強耐腐蝕的鋅鋁合金鍍層卷板加工而成。主要圍護結構采用輕質加氣砼板材,二層外墻采用澳大利亞進口的纖維水泥板結合保溫綿作為圍護結構。由于全部采用了輕質新型建材,房屋整體重量只有同樣鋼筋砼磚樣結構重量的1/6-1/5。
2、先進的通風系統
采用住宅產業化中新的科研成果――中央式機械通風系統(法國生產),采用這種通風方式,每個進風口每小時可以帶來22立方米的新鮮空氣。由于風機24小時處于高速運轉狀態,可以保證戶與戶之間空氣不串流。采用了Beam中央吸塵系統,它的吸力是普通吸塵器的五倍,能對地毯、硬木地板、地磚、家具飾布和帷簾做深度清潔。
3、有機垃圾處理系統
引進了生活有機垃圾處理機。該機器采用組合極強的YB微生物“功能菌”,經過“功能菌”群將生活有機垃圾快速分解為二氧化碳與水。
現代技術與自然的完美結合
金都?富春山居是金都房產集團在杭州西南郊開發的大型生態山水別墅區,它是金都房產集團繼成功開發國家級城市試點小區――新金都城市花園、國家康居示范小區――金都景苑、市中心生態庭院――金都華庭后的又一力作,也是金都集團專業從事房地產開發十年來投資規模最大、開發周期最長的項目。它位于杭州與富陽交界處的銀湖開發區內,北靠午潮山國家森林公園,南臨杭富公路320國道,距杭州市中心26公里,總占地面積1000余畝,建筑規模約17萬平方米,容積率0.2左右,整個項目分成八個組團來分期開發,以獨立別墅為主、聯體別墅為輔,規劃建造獨立別墅、聯體別墅共560套左右。
金都?富春山居所獨創的“自然流山地輕別墅”源起于它出色的自然環境和金都房產提出的“把家輕輕放在大自然中”的開發理念。“把家輕輕放在大自然中”就是將建筑不再孤立,而是成為環境的一分子,建筑的起伏將依附于山勢的形態、建筑的色彩融匯在環境的背景之下。金都房產研究了各種不同類型的別墅之后,委托多家國內外知名設計機構,像同濟大學建筑設計研究院、浙江大學建筑設計研究院、清華大學建筑設計研究院、加拿大DFS設計公司等,結合富春山居的地形地貌、周邊自然景觀、歷史人文特色和中國傳統的居住習慣,共同來擔綱設計。將中國山水住宅、北美現代別墅、各類山地別墅的特點融合,在建筑的位置布局、外觀造型、材質色彩、細部結構等方面力求擺脫別墅一貫的厚重龐大,代之以輕靈柔和的感覺,體現出自然、簡約的江南地域建筑時尚。金都?富春山居獨創的山地輕別墅具有輕靈、明快的外立面――薄屋頂、輕墻體、清色澤、大玻璃,與自然環境渾然天成,使別墅猶如山林中自然生長出來的一般。在建造過程中,恪守保護至上的原則,實現工地的生態化、非污染化的目標。
富春山居在開發建設中不斷采用建筑新技術、新材料來提升住宅的科技含量,以科技來提升住宅價值。每戶人家裝有中央通風系統、中央吸塵系統,物業處引進生活有機垃圾處理裝置,采用組合極強的YB微生物“功能菌”,經過“功能菌”群將生活有機垃圾快速分解為二氧化碳與水。小區建立了設備管理系統、背景音樂系統、信息系統、網絡智能社區系統和智能家居系統。信息系統和網絡智能社區系統將本來孤立的別墅住戶通過網絡融合在了一起。智能家居系統對住戶內部的家電進行智能化控制,使住戶的生活更加舒適,更有情趣,更有安全感。
富春山居在推進住宅產業化的過程中率先引進了澳大利亞的冷彎薄壁輕鋼結構體系和輕鋼結構電腦輔助精確制造系統,在杭州首家推出輕鋼結構別墅,受到了市場的關注和認同。經業主反饋,使用輕鋼結構有以下幾個優點:
1、綠色環保
避免采礦對自然地貌的嚴重破壞及生產時產生大量二氧化硫和有害粉塵對大氣環境的污染。
2、抗震
輕鋼結構建筑的抗震性高于磚混結構的建筑,因其本身的輕質和柔韌性對震動的影響小。
3、保溫性好
外墻的建材采用保溫、絕緣的增壓加氣混凝土板,傳導低、輻射低、對流小。
4、基礎造價降低
由于輕鋼結構自重的大大降低,可使工程樁基造價至少降低1O%。
5、有效層高增加
大勢所趨,就是指20世紀中葉以來,科學技術飛速發展,特別是電子技術,尤其是在微電子技術基礎上發展起來的計算機技術、通信技術和控制技術的迅猛發展,已經對有數千年歷史的建筑行業形成重大的改革性影響。它使建筑不僅是一個遮風擋雨,保暖防寒的庇護所,進而使建筑物成為一個有感覺、能反應、能傳遞信息、能判斷決策,特別是能適應各種變化條件的一個安全,高效,舒適的生活、工作環境。先進的科學技術能夠保證這些設備系統的運行安全可靠。而且,由于科技的不斷發展,智能建筑的內涵在不斷地發展,賦與建筑的新功能也在不斷豐富完善的過程之中。所以,我們說:智能建筑的發展是大勢所趨。
人心所向,也是由于科學技術的發展,業已影響到人們生活的方方面面,逐漸這些科技為建筑提供的新功能,融合到人們的生活方式之中,許多設施和系統已經成為人們生活模式中不可或缺的內容。這些技術改變著人們的生活,人們的需求又進一步促進了科學技術的發展,人們生活中的科技含量在增加,對科技的要求愈來愈高,愈來愈迫切。而智能建筑正是滿足了信息時代人們對建筑的要求,所以說:智能建筑的發展是人心所向。
現在公認世界上第一幢智能大樓是1984年出現在美國康州首府哈特福德市的城市廣場,這是一棟38層的辦公建筑,原來就有比較好的建筑設備系統,例如,較早地應用了數字程控交換機;辦公自動化機器的集中使用;設置計算中心;消防、安保的自動監控等。
這些設備系統應當說都不是什么特別新的東西。但是,就當時來說,將通信系統集成后引進來。承擔工程總體設計和安裝的UTBS公司,不僅承擔了工程項目,而且在項目完成之后成為這些系統的二包,即從業主手中將系統總體包下來,再轉租給最終的使用者。在租出的過程中UTBS向最終用戶提供了一些增值服務。例如它在提供通訊服務中提供股票信息服務等。這樣,最終的使用者不必自己去投資建設自己的通訊系統,只要向UTBS租用所需的設備和服務就行了。這樣一來,形成了一種對設備系統使用的所謂“承租人分攤制度(STS)"。這種制度促進了智能大廈的建設和發展,而智能建筑(IntelligentBuilding)這個名詞,也就突破了傳統建筑的遮風擋l:14、保溫防寒功能,增加了傳遞和處理信息的智慧功能。這樣的一條發展道路,大體上也就規范了歐洲智能建筑后來發展的道路。
在美國以后,日本很快跟上來,但走的是另外一條路。日本在1986年建造的東京本田青山大廈和NTT品川大廈等大體上都是大公司建造的自用辦公大樓。因此,對其設備自動化,通訊網絡的建設等就更有針對性。由于目的明確,所以在大樓建設中同時將其內部的辦公網絡(0A)系統以及相應的應用系統一起建設起來。在這個基礎上形成了我們后來所說的智能建筑的“3A"體系,所謂“BA,0A,CA”就是這么來的。日本最早的一批智能大樓也就是這么起來的。多數是一些大公司,特別是大型電子公司,如NEC、N17、松下、三井、東芝等辦公大樓,它們具有很完善的設備系統,設備與建筑設計配合融洽。這些大公司建設這些系統主要是為了自己使用,提高工作效率,同時也是為了改善企業形象。
80年代后期,智能建筑風靡全球,這主要是由于電子技術,特別是微電子技術在計算機、通訊、控制三,項技術在樓宇自動化,通訊網絡以及它們的系統集成方面有了飛躍的發展。無論從硬件、軟件到集成技術都有顯著的進步。加以90年代初期,國際互聯網(因特網)在全世界迅速普及和應用,人們對建筑功能的要求愈來愈高,同時高新科技能為人們提供一個更安全,更高效,更舒適,更便捷方便的環境。隨著家用電器的普及,電腦的進入家庭以及互聯網的聯系千家萬戶。隨之,智能化的住宅和網絡化的小區也提到日程上來。一個蓬蓬勃勃地建筑智能化的普及業已在全球形成。
智能建筑這個概念進入中國的技術領域并不晚,大體上在80年代中以后,中國科學院計算技術研究所就曾進行了“智能化辦公大樓可行性研究”,對智能辦公樓的發展進行了探討。在此期間,一些報刊上亦曾出現了一些介紹智能建筑的論文。80年代后兒年出現了較早的一批智能設施和系統較為完備的建筑物。盡管那時在一些建筑中已有了一些功能先進的系統,但由于當時“智能建筑”這個名詞還未風行。很少有人叫它們為“智能建筑”。中國大陸上“智能建筑,,的真正的普及和推廣是在1992年改革開放大潮中。當時,風起云涌的形勢發展,以及,由此興起的房地產熱潮。隨著一大批高標準辦公樓項H的提出,伴隨著的是一系列先進的設施和系統以及它們的開發技術。首先打出“智能建筑,,旗號的是房地產開發商,他們并不真懂得智能建筑,而更多地看到的是在這個標簽下可以為他的房地產商品大大增值;另一個最早進入這個市場的是系統集成商,他們多半原來是搞通信或是承擔網絡工程的,從做網絡轉向專門做綜合布線,本是順理成章的事,無需贅言。但是,他們進入建筑市場,卻對建筑行業缺乏了解。
但是,在“智能建筑”突然起飛的時候,建筑事業的主力軍,即建筑工程的設計和施工安裝兩支隊伍卻顯得技術準備不足。盡管其中某些設備系統原本就是他們的專長,如空調,照明等,但在新的要求下也不免措手不及。此時,行業中的一些先知先覺者為了規范市場,統一認識,便在上海首先提出了制訂“智能建筑設計標準”的問題,此標準在1996年作為上海市的地方標準出臺。它根據各類工程的作用和功能、管理要求以及工程建筑的投資標準,對智能建筑劃為三級,各級智能建筑均制定了功能要求和不同的設施標準。這一標準盡管其本身尚有不盡完備之處,但它對全國智能建筑的推進起到了十分重要的作用。一方面,它對不同需求的智能型建筑按不同要求分成不同的檔次,以便于業主及設計人員針對不同需求采取不同的設備標準,由此,規范了智能建筑的技術市場;另一方面,這一標準的頒布,大體上指明了智能建筑應當具備的內涵和適當的深度,這樣,使得業界人士,特別是對于技術人員來說提供了一個急起直追的目標。
在這短短幾年中,國內建造了大量高標準的高樓大廈,僅以上海浦東新區為例,自1990年至1996年就建造了20層以上高樓89幢。上海全市自1990年至1996年間建造了20層以上的高樓有497座,總計約1062萬m2。自上海一地可以看到全國,尤其是智能建筑興起于沿海特區和北京。但迅速向內地推廣,不僅在武漢、西安等大城市出現了智能建筑,即在烏魯木齊這樣遠離沿海的西才七邊險也建造了智能大廈。如此巨大的建造工程量,形成了一個廣大和具有無窮潛力的市場,同時,在實踐中培養和鍛煉出一支宏大的中國技術群體。這支技術隊伍不僅存在于設計院和安裝公司以及系統集成企業之中,同時,也存在于紛紛進入市場的國外企業中的中國技術人員之中。這是一支訓練有素和技術素質很高的力量,足以勝任相當先進和復雜的智能建筑技術要求。
智能建筑在短短的幾年里突然起飛造成了無限商機。正象一切新生事物進入市場所出現的必然的現象一樣,技術準備不足、市場暫時混亂、其中尤以管理上的滯后更為突出。由政府出面轄頓市場、規范業界行為已成為當務之急。因為,盡管在這種新興市場上,某些早期的混亂帶有一定的必然性。但是,如果不加治理放任自流的話,它就將影響到這項新技術本身的健康發展。罄理的日的就是使無序的市場變成有序。
為此,建設部在1997年10月了《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》。在這一規定中:界定了有關建筑智能化工程的主管部門是國家建設部,具體的工程項目的設計部門應是本工程的設計總體負責機構,設計負責人應對工程總體(包括智能化系統工程)負全面責任。規定了任何智能建筑工程應在力:項時就應將智能化系統的設計要求提出,經批準立項之后,即作為設計要求下達到設計單位進行設計。承包分項的系統集成商應在工程總體設計的指導下進行本系統的細化設計。系統集成商除系統的細化設計之外還要承擔設備安裝、調試、用戶培訓!|以及交工后的維護服務等一系列工作。規定還指出智能建筑在竣工和正常運轉一段時間后要進行評估。評估為優秀者要進行獎勵。這個管理規定應當說是政府關于智能建筑管理的第一個總令。對于罄頓市場和規范業界行為起了很好的作用。此后。在1998年10月又頒布了《建筑智能化系統工程設計和系統集成專項資質管理暫行辦法》以及與之相應的《執業資質標準》兩個法令。這兩個法令規定了承擔智能建筑設計和系統集成的資格,實際上是個市場準入的標準,它將排斥一切不符標準、不具實力、沒有業績的不合格企業進入市場。確保市場的秩序和產品的質量。目前,資質的申報工作,業已開始運作。
這只是由政府頌布的兩個全行業的管理規定,這不過只是開始,目前已著手編制全國性的智能建筑設計標準,其他相關的標準和規范也將陸續訂入計劃,陸續進行編制。使得這一行業逐漸走向健康有序。1998年6月在建設部勘察設計司領導下成為了建筑智能化系統工程設計專家委員會,協助政府進行一些行業管理和推進智能建筑事業的工作。
智能建筑的另一特點是橫跨多個行業,例如涉及郵電、消防、安保、廣播電視、計算機、自動控制、公共衛生等部門,進行行業管理就必須與這些相關部門進行協調,除了必須遵守有關的專業規定外,還必須在若干跨行業的管理問題上加強聯絡和協商,制定跨部門的管理規定,共同探討發展的課題,促進行業的進步。
面對信息時代,智能建筑的發展必然性己廣泛地被業界人仕所矚目,對此方面知識和技術的渴望和追求已成為業界人士的共識,目前國內由各種機構舉辦的智能建筑培訓班為數甚多,少者數十人,多者上百人,涉及到各種行業和各種層次的技術人員、業主、管理人員等等,足見大家對此方面要求之迫切。由于對辦班條件并無嚴格規定,因此,在眾多的培訓班中難免良莽莠不齊,如何提高辦班質量是一重要課題。
智能建筑物的類型,早期以辦公樓(包括自用的辦公樓及出租的辦公樓)和旅館酒店為主,后來建造了一批綜合辦公樓(即指在一幢大樓兼有辦公及酒店兩種功能,有時底層還開辟為商場的多功能大樓)。在此期間,亦建造了一些設施完備,系統齊全的智能型醫院、機場航站樓、大型火車站、博物館、展覽館、體育館、以及專業性很強的如郵電樞紐,電力調度中心,天然氣調配中心,銀行等等在功能上有特殊要求的建筑物。其別令人注意的是近兒年智能住宅及智能小區的發展。
智能住宅及智能小區問題的提出還是近兩三年的事,其背景除了當前家庭中家用電器數量和品種的日益增多以外,最主要的原因是電視、電話的普及,計算機的進入家庭以及網絡的開通。另外,智能家庭及網絡社區的若干產品進入市場也促進了這一發展。但相對智能辦公樓而言,智能住宅和小區究屬開始起步階段,目前,從報導上看,號稱“智能小區,''''的建設項H不下30個,未見報導的試點可能還有。隨著近兒年和今后一個時期,住宅建設將是國家投資和建設的黃點這一前提下,智能住宅與小區的建設將會有一個長足的發展,這一趨勢業已形成。但住宅建設與辦公樓建設最大的區別在于,智能辦公樓一般是業主一次投資,只要財力殷實,盡可選擇最先進的產品、最高級的設備。但住宅和小區建設就不能這樣,它量大面廣,直接面向普通百姓,故此必須考慮到若通住戶的經濟承受能力。所以,在此方面設備的國產化問題就更為突出。而且,在網絡聯通之后,住戶更多著眼在網絡所提供的實用功能。也就是說智能住宅和小區的建設絕不僅是其硬件的設置,如社區布線、接入網、節點建設等等。還要注意到網絡接通后的信息源建設和提供的服務功能建設(網上購物、網上醫療與保健咨詢、網上教育、生活顧問等)。實際上,從發展遠景上看網絡建設的前途無限光明。它為不久的將來可能實現的家庭辦公打下基礎,那將是改變人們生活模式的章大舉措。如果,把信息高速公路網作為一項全民的工程來看,那么,我們的智能辦公樓和智能住宅都只是這個信息高速公路上的站點建設,這個意義是非常大的。當前,中國的智能住宅建設方興未艾,充滿著無限生機。
智能建筑的大規模建造和科學技術的迅速發展,促進了此方面的研究和開發工作。這方面的工作在研究機構、高等院校以及企業的研發機構中默默地進行著,企業與院校,企業與研究機構的聯合開發以及高等院校和研究機構自辦企業,這兩種方式都加速了將研發成果盡快地變成產品,這種工作包括了軟件和硬件的開發研制,若干成果業己應用于工程之中。例如,近兩年,在控制技術上,先進的L0NW0RK開放系統的開發得到了多方面的重視,它已試圖應用于多個應用領域,如空調、消防、防盜、門禁、電梯等方面。一些產品已進入市場。但是,就L0NW0RK系統來說,目前尚屬小規模的應用,開發者也多屬中小企業,大規模、大范圍的實踐尚有待時機。其他方面的技術研究和開發工作也在進行,不僅成果甚多而且研發范圍也在擴大。某些外國企業也在尋求和正在與中國的科技力量合作,利用中國的力量推動他們產品的發展和改進,由此,也進一步促進了中國研發力量的提高與成長。
由于中國智能建筑的市場發展的規模和速度均為世界之最。所以世界上此方面的著名品牌產品兒乎已全部進入中國市場之中,無論樓宇自動控制系統,綜合布線系統,消防系統,安保系統,通信系統,廣播系統,閉路電視系統,車管系統等,均已成為外國名牌產品角逐的天下,國產的設備和系統力量十分微弱。因此,如何培植國產品牌與國際名牌產品一爭高下,也是當前一個突出的問題。一方面要提高自己的實力,同時也要有一定政策的支持,形成自己的精品市場。總而言之,在這么大的智能建筑市場面前,國產品牌不能沒有一席之地。
數字化磚構指的是將傳統的材料磚應用到現代建筑中,數字化磚構的兩大前提是:數字化創新了磚的傳統型,并且促進了磚的美學性;數字化創新了磚模塊構造,使磚朝著復雜化及性能化的方向發展。由此可見數字化磚構在現社會中有著重要的作用,不僅創新了傳統,還連接了未來。
1 淺析工業4.0
工業4.0也可以被稱作“第四次工業革命”,它起源于2011年,由德國政府在漢諾威工業博覽會確定的《高技術戰略2020》中未來的十大項目之一,在其發展的過程中已經成為國家戰略,創新了傳統工業領域的研究與開發。
工業4.0實現了集中式控制轉變為分散式增強型控制的目的,它的最終目標是創建一個具有較強靈活性、數字化、個性化的產品服務生產模式。在此模式中,將會創新傳統的行業界限,出現不同的全新合作形式及領域,行業產業鏈將會重新組合。
工業4.0主要有兩個主題,分別是智能工廠和智能生產。智能工廠指的是智能化的生產系統及過程,還包括網絡化、分散化的生產設施;智能生產指的是行業企業中的生產管理、人與機器之間的互動和工業生產過程中3D技術的運用等。工業4.0吸引了眾多的中小企業,使其能夠在生產中使用智能化生產技術,從中獲得相關的利益。同樣這些中小企業在使用智能化生產技術的過程中也逐漸成為其的供應者和創造者。[1]
工業4.0四方面的優勢:其一,產業集成。工業4.0中的工件、裝備及其他部件都可以進行數據及信息互換,創新了集中式控制系統,成為分散式職能控制系統。在工作中依舊使用中央電腦進行,元件可以互相聯網,自由配置,且整個過程中簡單優化,并且能夠獨立完成訂單生產中的不同需求;其二,產業集成的基礎就是集成自動化,它具有狀態監測、診斷及電氣與氣功自動化的特點,其中包括中斷控制器、網絡服務器的IT服務及壓力傳感器等;其三,物聯網。工業4.0時代創新了混亂的現場總線現象,今后工業的發展將會是一個基于實施能力以太網的互聯網協議。互聯網協議具有簡單的優勢,在未來工業生產中不必再為設計機器的時間而費時費力;其四,簡單便捷。工業4.0時代中,機器人能夠輔助人類完成生產,智能傳感器使機器人與人類一樣,能夠了解環境的變化,選擇不同的路徑,在任何h境中都能夠有效的做出判斷。[2]
2 磚
2.1 傳統制造業的發展
在德國法蘭克福展示中心有一座高為21米的動態雕像,雕像為一個錘擊工人用錘子一下一下地敲擊著一塊金屬。象征著我們的世界是由工人創造的,這座雕像是藝術家喬納森.波洛夫斯基為了表示他對工人們的敬仰之情而創造的。隨著時間的流逝和世界的不斷改變,傳統的掄著錘子的工人已經在此過程中逐漸消失。歐洲模具展是一項法蘭克福舉辦的最大規模的貿易展覽會,其中并沒有一些要靠人們輔助且沾滿油漬的老舊機器,而是一些由美國、歐洲及亞洲制造的具有自動化、趕緊的機械工具,人們可以坐在電腦前操作這些機械工具,其中錘子已經消逝。
在2011年舉辦的歐洲模具展中,3D打印技術終亮相,創新了傳統由扭曲、敲擊等一系列工具生產的過程,3D打印技術可以直接生產產品,我們可以將它稱作“添加技術”。美國的一家三維公司就是用3D打印機只做了一把精美的錘子,由于錘子代表這工業革命的生產工具,在它被3D打印機創造出來的那一刻,就象征著傳統的勞動制造時代已經過去了,迎來的是數字化、工業化的時代。[3]
2.2 磚的傳統性
在建筑行業有這么一句話:“建筑學是由兩塊磚被認真排放在一起的那一刻開始的。”這句話出自德國著名的現代主義建筑大師密斯之口,磚是建筑行業中傳統的材料,和工業制造中的錘子一樣,都是行業的代表。
磚是社會及人類在發展過程中最為完善的建筑材料,在人類近萬年的發展過程中,磚也不斷地完善,包括重量、尺寸、材料、比例等等。在我國,磚也有著悠久的歷史。在傳統建筑設計與制造過程中,磚是最基礎的材料,其重量及尺寸都適合工人的操作,在砌磚的過程中,對重量、砂漿的控制及磚的對齊都取決于墻面的視覺效果。這種傳統的工業生產形勢為人類表現了建筑的成品視覺,這也是建筑設計師與人們喜愛砌磚建筑的原因,砌磚建筑整體規整、具有仔細的細節,在創建成功之后的建筑紋理還會隨著使用時間和墻面空間的變化而變化。那么錘子被3D打印技術創造的今天,磚又會發生著怎樣的變化呢?[4]
3 磚的現代化與數字化
3.1 磚在建筑中的維護作用
密斯將“鋼結構和玻璃”作為現代摩天樓建筑的構成,建筑設計的材料主要有兩種:填充圍護和框架結構。磚在傳統中被密斯認為是建筑學的基礎及要點,在建筑學發展迅速的過程中,磚由原本建筑的基礎變為了現代建筑的維護材料,也從結構變為了填充,從承重變為了貼面。磚的現代化轉變直接的反映了建筑工程由傳統的手工業轉變為了現代化的大型工業集約化。在機械化及工業化的背景下,建筑施工中磚的優點被逐漸取代,但是缺點也逐漸的顯露出來。在手工業被機器取代的時代中,磚在建筑工程中的地位以不如之前,但是砌磚房子作為地域化的建筑形象深固在人們心中,所以面磚也取代了磚在大規模的建筑中被人們廣泛應用。基層磚作為建筑物體維護內膽的作用,面層磚作為建筑物體美化的作用。
在傳統的建筑工程中,磚有多功能性及統一性,同時還具有圍合、保溫等功能,可以構建一座建筑物。在現代建筑工業中,磚由面磚替代。面磚具有整齊、美化、可復制的特點。在社會不斷演化的過程中,復制技術也在不斷地演化,其主要特點是復制產品精美、復制產品被大量生產。在此過程中,面磚的出現被廣泛應用在城市中的建筑物中,但是設計者與使用者及受眾的距離在無形中被越拉越遠,面磚也猶如3D打印技術創造出來的錘子,代表了傳統工業的生產。[5]
3.2 磚在建筑中的美學應用
在現社會的建筑中,磚已經被全新的建筑材料及方式所代替,這也是社會發展的需求。磚創新了傳統結構系統的束縛,從材料及性能方面發展了其他的特質,比如磚的美學化。在砌磚過程中,美學化主要表現為其具有多樣化的表面及紋理。傳統砌磚邏輯主要是以“順”和“丁”為基礎,在時展的過程中出現了多種的砌磚邏輯,比如五順一丁、三順一丁等等,但是他們的本質還是在于磚和磚之間的平行與垂直。[6]
比如上海AU SPACE廠房的改造。此項目前身與1940年創建,是上海第一個棉紡織廠。對此項目的改造首先進行改造計劃:使用混凝土空心磚,這種磚有一種柔順感,能夠表現出人們對其的歷史紀念,另外創新了傳統磚墻的表現,使原本棱角分明的效果成為了絲柔順滑的效果。在這個項目設計中,數字化有著重要的作用。以數字化為基礎,創新傳統材料的表現是一件復雜的事情,主要在于傳統磚的思維邏輯已經深深駐扎在人們的心中,但是數字化磚的特點是連續性和非線性,這種模式在設計中突破了傳統磚墻面的意境。另外,數字化磚面的實現是將設計元素為基礎,將其轉化為數據進行整理與聯系,這使原本沒有任何關聯的設計元素“磚墻”與“絲綢”有了相互轉換的可能性。在此項目中可以看出來,在砌磚中以絲綢中的灰度質感與磚的旋轉角度為基礎,在灰度與角度兩者之間創建數學練習,從而實現轉化的目的,使磚墻面具有絲綢般柔滑的效果。[7]
3.3 磚的曲面曲度
設計翻譯至數字媒介到建筑的過程,鑲嵌鋪裝是尤為重要的。曲面指的是數字媒介使用指定的數字當時進行描述,在抽象化的環境中邏輯性被翻譯出來時,就需要借助一定的建造技術,在此過程中,個體被指定為二維平面材料,整個建筑建造包括平面和曲面(詳情見圖1)。
一般曲面的施工及成本都比平面要難控制,鑲嵌拼接是最簡單的方式。在進行曲面拼接過程中,不同的材料會出現不同的效果,這就像較高分辨率打印出的圖像完整細膩,較低分辨率打印出的圖像不清晰。在進行數字化加工時,沒有抽象的絕對曲面,任何曲面都考慮擬合曲面的加工方式及材料。
在此過程中,磚還是最基礎且最具潛力的材料。由于磚具有較好的擬合曲面曲度,還能夠使曲面具有獨特的質感,并且具有尺寸小的特點。在數字化背景下,尺寸小就代表短促曲面擬合線,表示其與設計的曲線能夠更加接近,使建筑建造中的翻譯信息更加完整。此翻譯是通過磚進行的,使建筑物的抽象曲面與受眾群體有較好的共鳴及表現能力。[8]
3.4 數字化磚構的應用案例
比如編程砌筑墻體。磚砌墻體是勞動密集背景下的產物,在現社會中被人們逐漸遺忘,那么磚怎樣才能夠恢復自身的作用,被廣泛應用到大型建筑中?在現代建筑業中使用機器人無疑是最有效的方式,不僅可以提高施工的精度及生a率,還能夠完成較為復雜的砌筑設計。通過工業機器人的成熟性,能夠有效實現曲面磚墻的放線定位。磚在意義上還是傳統的磚,但是磚的擺放形式進行了創新。
在設計墻體模型中融入數學公式,使每一塊磚的角度和位置都能夠通過數學算法來實現和描述,那么磚面的建筑就可以通過計算機編程得到結果。機器人實現了設計程序的過程,最終呈現給眾人加工過程及結果。建筑設計師可以根據不同磚的不同屬性進行指定不同的程序,工業機器人在建筑過程中不會因為磚的不同而浪費時間,這點是通過人工實現不了的[9](詳細見圖2)。
在進行編程砌磚過程中,磚通過傳統建筑將其中的特性進一步的放大。就算機器人在砌磚過程中非常靈巧,墻面還是要保持穩定并且能夠承載足夠的負荷,所以算法的設計要以建筑的構造為基礎。研究人員全面掌握了磚的砌筑構造、高度、強度、穩定性及擺放形式,進而推算物理圓形,以算法為前提,使最終結果得到最優化。
為了使磚和磚之間能夠相互固定,可以實現磚的固定構造。由于磚在不同的空間位置及角度都有所不同,這就使磚重疊的各個部分都各不相同。那么可以根據算法進行推算,在磚重疊的部分分別布置四條平行固定條,以墻體為中心相互對稱,使建筑有較好的穩定性。固定條在磚與磚之間具有抗剪強度及抗壓強度,具有較好的性能。
在2011年,蘇黎世聯邦理工學院帶領學生在紐約結構使用機器人砌墻技術,創建了一面長約22米的異形曲面磚墻。這面墻由7000塊磚構成,實現了墻面的曲折環繞。三維方向磚的不同旋轉角度及進深為受眾帶來了一定的視覺效果,由工業機器人與傳統磚塊營造出了一種神奇的風景。[10]
4 結語
在現代建筑中,磚的構建文化有著重要的作用,數字化磚構方式創新了磚的傳統性,并且使磚能夠流傳至今,并且合理運用在現社會中的建筑建造中。磚具有較強的現代性,目前數字化思想對于磚的理解還可進一步的研究,數字化還具有更深層次的挖掘空間,其建造工具及設計方式的創新也能夠為數字化磚構帶來全新的可能。
參考文獻:
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Abstract: the world residential development trend to low carbon, intelligence for the trend. With lower carbon are basic requirements, intelligence is implementation of the basic requirements of the low carbon for implementing measures. Discusses the residential low carbon trend of the background, development trend, and in the concrete implementation in the link of the need to take advantage of. Finally the house of low carbon and the development trend of the practical significance.
Keywords: housing, low carbon, residential development trend
中圖分類號:TF761+.2文獻標識碼:A 文章編號:
住宅低碳提出背景:
目前世界住宅建筑的發展潮流以低碳和智能為主流,國內住宅的設計使用年限多為50年,因此在設計階段,就需要通盤考慮住宅在半個世紀的使用過程中可能產生的問題。住宅是人們對美好生活追求的載體,人們居住環境的好壞,直接關系到人們的幸福感。住宅是為人們提供憩息的港灣,設計與建造的質量如何,直接關系到國民幸福指數(National Happiness Index)。
親近自然、環保可持續的住宅設計才是未來住宅的發展趨勢。住宅設計理念應該遵循節約能源,提供健康、環保的生活環境,注重人文屬性、舒適度等方面。在住宅設計中充分考慮美學因素,注意建筑對人們心理的影響。美學因素在人們居住社區的隱是培養人們的生態自覺性。
住宅低碳發展趨勢:
在設計階段不是設計者單一、封閉的“閉門造車”,而是要加強和政府、市場、客戶的互相了解。目前是客戶更多地重視購買的一次性支出。在項目定位時,不把項目定位在適合所有群體,而是要突出針對性,定位于服務有針對性的少數群體,更利于住宅功能的運用,并考慮功能的多變性和技能的可行性。易于改造,延長使用壽命。尊重周邊環境地形地貌特點、植被覆蓋特點,因勢利導,和環境合理銜接,進行多學科視角的考慮。
住宅產業化成為發展的趨勢,應當加大對住宅設計的投入和研發,鼓勵地產企業申請建筑專利。戶型上,各功能空間合理排序、科學利用,各功能分區的使用空間的適度比例,體現出人們對美好生活的追求,要保證各功能的相對私密性。內部空間上采光充足、通風良好、面積使用率高,具有一定的藝術品味和住宅發展趨勢的前瞻性。外部空間上,做到公共空間利于社會交往,公共空間和私人空間的良好過渡。
合理進行住宅設計,可以在最大限度的利用自然條件帶來的諸多便利時,可以更好地保有住宅周邊環境帶來的生態價值,使居住者更好地融入自然,達到人與自然的和諧相處。進行對舊住宅的改造利用研究,在升級改造中分階段進行“獨立明道系統”運用。具體實施路徑上注重新型建筑、裝修材料的使用。倡導社區進行生活垃圾分類。
住宅標準的指定。住建部出臺的《建設工程質量管理條例》已將住宅環保質量評級納入考量范圍。未來可能的趨勢是,同時將住宅能量損耗的主體——家用電器,作為住宅一體化考量的范圍。
隨著多地住房公積金的上調,未來相當長的時間內,國內住宅市場將向中小城市傾斜,在大城市將以保證剛需為主。這就要求在住宅設計階段,加大對中小型住宅社區的研究力度,同時考慮中小城市在進行舊城改造或者新城區建設過程中的城市聯合體設計。國內地產公司,現階段正在各層次上組建地產聯盟,以求信息共享、降低成本、聯合開發、增強抵御風險能力,以期在市場整體低迷的情況下保存實力,在地產市場復蘇之時,搶得擴張機遇。
三、住宅低碳實施重點:
低碳貫穿住宅開發與使用全過程,涵蓋規劃、設計、建造、使用各階段。規劃、設計屬于前期的“紙上談兵”,是重要的務虛步驟,住宅的建設、使用效果如何,關鍵看這個階段。在這個部分的論述中,我們重點談的也是這個務虛步驟。在規劃階段:注重公交交通配置;在交通線路、停車場配置方面合理規劃。推進中小城市和有條件的農村加速城鎮化,在戶型配置上,以優先保證剛需,保障土地資源合理利用。
在住宅設計觀念形成階段,體系內主要從三個系統考慮:輸入系統、循環系統、輸出系統。強調平衡輸入、平穩輸出、動態和諧。真正在體系內做到“寬進、高效、嚴出”。在設計、建造階段,注重智能樓宇研發和新型建筑材料運用。
輸入系統考慮的是能源、水、光等的天然輸入值高、人工輸入值低。這個過程中,有三個環節:建造過程資源損耗環節、資源投入系統后利用率環節、資源使用過程中的管理環節。根據地域不同,采用不同配比的天然能源涉入,如在西北多風地區加重風能在系統內的權重,在華南等低緯度地區加重太陽能在系統內的權重,在東部沿海地區用海洋性季風氣候影響大的地區適當調高風能在系統內的權重,在西南地熱能豐富地區加重地熱能在系統內的權重等等。在輸入系統設計時,還要注重“可提取性”。要考慮在體系內將各系統內不適于人居住的環境因子,及時進行矯正的可能手段和實施途徑。
循環系統強調輸入系統的資源進入住宅區整體規劃的停留時間、循環路徑、利用率等問題。體現在節水、節電、通風、通光、降噪聲、散熱保溫。水循環系統:食與用分類;利用太陽能,同時防止光污染。增加清潔能源的使用,完善中水再利用系統的相關技術。在人工照明方面,使用低耗能的LED燈具,后期運行和維護費用極低,全國可以彌補初期投入較高,并能產生可觀的經濟與社會價值。植被方面既有造氧功能又具備降噪聲功能,多采用造養功能強的混合型植被,舍棄單一的低造氧能力植物;改變原有植被平面覆蓋,轉向多層次、多角度的植被立體布局。在設計階段充分利用資源的循環利用、新能源技術、環境污染處理技術等手段,將一定規模的住宅設計,設計成一個自有生態系統,盡可能減少資源輸入和廢物輸出。利用自有生態系統將各種資源和可降解可利用的物質留在系統內部循環、消化。
四、住宅低碳切實意義:
跟蹤建筑界國際上的標準和發展趨勢,這需要引起社會各界的廣泛關注,注重住宅和傳媒聯動,積極普及低碳住宅知識,讓從業者和公眾以利用、掌握低碳環保技術為榮。業界在加大對外交流學習力度的同時,加強對外國新進經驗的學習借鑒。在學習的過程中趕超,加強自主研發,形成我國自主的住宅設計與建造的核心競爭力。
加大國家對相關企業的扶植力度,培養一批具有一定區域布局能力的中型房地產企業。設立一批按地域、氣候特點布局的住宅實驗室,由國家政府扶植、高校智力扶植,企業實踐扶植,同時避免地產龍頭企業對住宅技術標準壟斷,使住宅產業化進程健康、平穩推進。具有先發優勢的中型房地產公司和設計單位,可以優先考慮在住宅設計過程中做到精品化、產業化,在推出產品化盡量考慮可以形成產品系可以進行后續改進。
另外,隨著政府對于房地產行業的宏觀調控,節約建筑成本,考慮低碳環保設計,將促成行業升級加速,不遵循這一原則的公司,必將被淘汰。更好地承擔社會責任,將成為住宅產品設計的趨勢。安居樂業,國人生存的最低限度的物質保證需求,作為住宅設計、建造公司,肩負著自己的時代使命。也是中國走向國際舞臺的過程中,需要充分完善和自我展示的過程。將民族文化中的精華與現代建筑設計理念、現代建筑科技更好地融會貫通,必將使中國住宅設計建造走向新的歷史高度。要讓“筑城、筑家、筑未來”的理想追求成為地產行業從業人員共同的道德訴求,為我國住宅發展貢獻自己的一份力量。
參考文獻:
[1] 吳碩賢.綠色建筑技術要點及推行綠色建筑的建議措施[J].建筑學報. 2011(9).
城市夜景照明就是為了建造城市的夜間景觀、為居民提供一個良好的生活環境而建造的照明工程。不過由于其面積較大,且照明時間長,所以耗電量也較大。因此,十分有必要對其進行節能設計。
1節能設計的基本原則
1.1統一規劃、以人為本
城市夜景照明是一項系統工程,包含建筑物夜景照明、街道夜景照明、橋梁夜景照明、公園夜景照明、廣場夜景照明、水面夜景照明等很多照明。因此在進行設計的時候,需要考慮到構成夜景的所有因素,需要對這些因素之間進行協調、結合后再進行綜合設計,統一規劃,才能建造出優美、適宜的城市夜景景觀。同時還要照顧到人在夜景照明設計中的地位,以為人們提供方便和提供良好的光照環境條件為基礎進行設計。
1.2突出特色、美觀適用
每個城市都有自己的獨特之處,而城市夜景照明也是一個城市特點的體現。將夜景照明和城市的特點進行結合,用夜景照明來突出城市的形象,美化城市的夜間景觀,為人們營造一個適宜、方便、愉悅的城市生活環境。因此,在對城市夜景照明進行設計的時候,需要將其和城市的特點進行結合,將城市的特性充分的展現出來。不過仍要注重城市夜景照明的實用性和適用性,尤其是在照明電氣功能的選擇上,電氣的性能以及光度和色彩都要在綜合各種因素后進行選擇,同時還要保證照明電氣在滿足其照明的功能下,可以方便后期的維修工作。因為城市照明算是城市景觀的一部分,所以照明電氣必須具備美觀性,無論是外形的設計還是色彩的選擇,都要和環境保持協調,最大化的隱藏電氣,只讓人們看到光,而看不到燈具,營造眩光的氛圍。
2城市建筑夜景照明電氣節能設計
2.1合理選擇夜景照明控制方式
當前我國城市用的最多的夜景照明控制方法有三種。第一種是智能控制方式,就是通過計算機以及軟件等方式,對城市中需要控制的夜景照明域進行遠程、實時控制;第二種是手動控制,手動控制分為兩種:一是通過交流接觸器實現對夜景照明電氣的控制,另一種是在配電箱內安裝關進行手動控制;第三是自動控制,自動控制就是通過在控制系統上裝載繼電器的方式,實現對照明電氣系統的控制,或者用YUS。毋庸置疑是,對照明電氣進行控制,首先的肯定是智能控制,因為智能控制除了更加方便之外,還有很好的經濟效益。使用智能控制可以在照明系統發生故障的第一時間知道故障出現的位置,同時還可以對故障發生的原因進行分析,方便接下來的故障搶修,大大的提高了維修的時間和效率;智能控制還可以根據照明效果的需要,對開啟的時間以及方式進行個性化的設置,滿足城市夜景照明的各種需求。
2.2優化電能計量方式
電能計量的作用是為收電費,和付電費的雙方帶來最大化的經濟收益,因此,在城市夜景照明中應秉著用電能計量管理信息系統優先的原則。電能計量管理信息系統具有以下幾個功能:能夠在電腦上實現對夜景照明區域內的電能表,以及該區域內人員信息的管理;還可以實現在電腦上對電能表周期檢定計劃的安排,可以根據不同的要求進行檢定計劃的制定;還可以通過電腦對夜景照明區域內的電能表進行遠程監控,并且還能對不同的人進行不同操作權限的設置,保證了系統操作的安全;可以實現對電量信息的實時查詢和統計,并能清晰的看到每一個計量器的使用狀態。
2.3合理規劃并設置配電箱位置
在夜景照明電氣的設計中,配電箱位置的選擇十分重要,如果配電箱的位置選擇不合理,就會造成巨大的電能浪費。所以在進行夜景照明電氣節能設計的時候,一定要對做好配電箱位置的選擇工作。對夜景照明電氣進行設計的優化,是要做完供配電的設計之后,以減少線路電阻的方式來降低電能的損耗。所以對配電網位置的選擇必須要合理,然后再想辦法減少線路阻抗。減少線路阻抗的方式有三種:減少導線的長度;選用電阻率小的銅芯導線;選擇截面面積較大的導線。
3城市建筑夜景照明設計優化案例分析
3.1項目背景
某建筑工程的夜景照明工程基本上完工后,業主對小區內夜景照明提出了更高的要求,要求在完工的基礎之上,結合小區的實際情況進行夜景照明的優化,打造出造出全時段、全方位的景觀效果。
3.2項目設計
在和之前負責本小區夜景照明的設計院合作后,對小區夜景照明的總體規劃做出了確認,要以“新穎、亮麗、高端”為主題進行設計,為住戶營造一種適宜、優美的照明環境,同時利用智能控制來進行夜景照明電氣的控制。
3.3節能措施分析
1)對夜景照明電氣配電店員進行設計的時候,需要對其進行統一的設計。將所有的配電箱以及燈具都設置在草坪上,或者比較隱秘的地方,確保供電的距離不會造成回電情況的發生;2)使用智能化控制系統進行控制。可以對夜景照明電氣進行實時、遠程管理。這個智能化系統可以實現時間的自動化計算來進行夜景照明的控制,也能根據節日以及天氣的變化情況、個性化的照明時間、方式進行控制,最大化的減少電能的損耗。同時,還對整個小區內的夜景照明電氣進行集中化管理,通過監控來實現對夜景照明電氣照明的時間、以及照明情況的實時管理;3)對夜景照明的電源進行統一的規劃,能夠在管委會領取到一定的電費補貼。并且通過計量表可以隨時的了解小區夜景電氣用電量。通過對這個小區夜景照明電氣的設計結果來看,由于對配電電源進行了統一設計,因此不會發生回供的情況,且還可以實現對樓外的框架,以及夜景照明進行同時供電。同時小區的供電平面十分的合理,配電箱的位置是在負荷中心上,減少了供電半徑,起到了節能的作用。
4結語
總而言之,就我國現在的情況而言,進行城市夜景照明電氣的設計優化,還需要進行進一步的創新和發展。并且,想要做好城市夜景照明,除了設計方面的優化,還需要建筑、景觀以及施工等多方面的協調,才能建造出和更加完美的城市夜景照明。就我國目前城市夜景照明的發展情況,以及存在的問題而言,城市夜景照明還需要進行進一步的完善。希望本文能起到參考作用,為我國城市照明電氣的發展起到一定的促進作用。
作者:林益珍 單位:深圳尚益環境工程有限公司
1生態建筑發展的歷程回顧
20世紀60年代,保羅把生態學和建筑學兩詞合并為Arolo-gy,提出了著名的生態建筑(綠色建筑)的理念。20世紀70年代,石油危機的爆發,使人們清醒地意識到,以犧牲生態環境為代價的高速文明發展史是難以為繼的。耗用自然資源最多的建筑產業必須改變發展模式,走可持續發展之路。太陽能、潛層地熱、風能、節能圍護結構等各種建筑節能技術應運而生,節能建筑成為建筑發展的先導。1992年巴西里約熱內盧聯合國環境與發展大會的召開,使可持續發展這一重要思想在世界范圍內達成共識。綠色建筑漸成體系,并在不少國家實踐推廣,成為世界建筑發展的方向。2001年設立了國際可持續能源解決方案獎金,對能效和可再生資源方面的項目進行資助,該獎金當年吸引了來自75個國家的1000多個項目的競爭,最終奧地利的林茨市獲得10萬歐元的資助。2001年7月,聯合國環境規劃署的國際環境技術中心和建筑研究與創新國際委員會簽署了合作框架書,兩者將針對提高環境信息的預測能力展開大范圍的合作,這與發展中國家可持續建筑的發展和實施有著緊密關聯。2005年3月在北京召開的首屆國際智能與綠色建筑技術研討會上,與會各國政府有關主管部門與組織、國際機構、專家學者和企業在廣泛交流的基礎上,對21世紀智能與綠色建筑發展的背景、指導綱領和主要任務取得共識。
2對于目前生態建筑發展的思考
2.1可持續發展的核心問題:節能與集約化發展現代人類所面臨的環境危機與人類貪欲的過度膨脹相關。如果不抑制消費欲望,提倡過簡樸生活,生態建筑技術再發展、城市道路再擴展,也趕不上過度消費所造成的對自然環境的破壞速度。所以,抑制貪欲,在生活方式上摒棄消費主義,提倡物質生活的適度,實現節能與集約化發展,是人類解決環境問題的治本之道。
引 文:近年來,隨著人們生活水平的日益提高,對于建筑和居住環境要求也日益提高,綠色建筑作為一種結合環保理念、促進生態和諧的新型建筑分支在正日益成為越人們關注的對象。綠色建筑與傳統建筑監理相比,其監理控制存在專業強、周期長、協調難的問題。為了實現建筑效益的最大化,綠色建筑項目必須探索與之相適應的管理模式。近些年來,伴隨著研究的深入,我國在綠色建筑監理工作中逐漸摸索出了較為完整的策略。文章主要選用了福建中煙技術中心科研用房(一期)工程綠色建筑監理的相關工作作為案例,主要從綠色建筑的設計-施工-運營管理三個方面對綠色建筑監理工作中需要重點把控的內容進行分析。
1 綠色建筑設計階段的監理控制策略
與傳統建筑相比,綠色建筑更加強調建筑與周邊環境的和諧相處,意在充分利用資源與能源,減少、消除、改善對周邊環境的不良影響,提高建筑物的使用舒適性與環保性。在大方向上,綠色建筑在設計階段的監理應特別注意設計是否在工程實體上使用清潔、可再生能源,設計是否存在錯誤、遺漏,設計是否未考慮施工的可行性等。
本工程在進行監理時,根據具體情況,與設計單位、綠色建筑集成單位協調溝通,確定了最后的技術集成方案:即基于周邊整體環境因素,通過科學合理的布局設計,最后選定采取的綠色技術有:雨水回收利用;市政再生水利用;屋頂綠化、墻體垂直綠化、檐口綠化;導光管系統;自然通風;太陽能路燈系統;智能照明系統;能源管理系統;太陽能光電系統。以下對上述部分綠色技術在設計階段的監理工作進行闡述。
在設計階段,公司與設計單位、綠色建筑集成單位溝通,著重加強如下綠色措施:
注重生態補償設計,進行了立體綠化、雨水收集、底層開放空間的設計,最終場地上累計綠化面積達到了占地面積的2. 3 倍,遠高于其他項目的綠地率。室外地面設計為綠化、水景。屋面采用雨水二次利用系統,大幅提升了生態水平。
此外,對噪聲區與禁噪區進行了合理的調整與安排:有噪音震動的功能區域設置在地下室,并輔以合理的降噪設計,避免對外界造成噪聲污染。
幕墻和外窗全部采用 Low - E 玻璃,避免可見光被阻擋,其余墻面面層材料全部采用漫反射材料,將立面反射降至最低,避免立面光污染。對夜景燈光照明進行亮度和方向控制,避免夜間燈光污染。
在室內設計上,采用開放式辦公室設計,強調空間的靈活隔斷與共享利用,如將會議室與電影院、會議室與架空花園、健身房與宴會餐廳分別合二為一,實現了空間的共享利用等等。
2 綠色建筑施工階段的監理控制策略
我國綠色建筑尚處于起步階段,綠色建筑施工技術尚不成熟,在這樣的大背景下,綠色建筑施工階段的監理則顯得尤為重要。綠色建筑施工階段應特別注意的要點有:原有的施工工藝相對落后;不合理的施工方案;施工安全措施不當;新技術施工方案的失敗等。因此本工程監理工作別加強對施工企業的嚴格監理,以減少風險的發生。
本工程施工階段的主要施工控制要點有如下幾點:
2.1屋頂綠化、垂直綠化、檐口綠化
2.1.1 屋頂綠化
所謂屋頂綠化,就是在建筑物頂板上種植植物,達到綠化美化效果。屋頂綠化對于改善城市熱島效應、改善城市空氣質量、增加生物多樣性、增加屋頂使用壽命等具有綜合效果。一般來講,根據建造方法來劃分,屋頂綠化包括傳統建造方法和模塊式預制建造方法兩種。鑒于本項目的建筑屋頂為非上人屋頂,綜合考慮其造價成本要求,本項目采用了傳統建造方法。本工程屋頂綠化主要采取單一品種和混種兩種形式。傳統建造法的施工工藝比較成熟,所以,監理的要點主要集中在對保護層和過濾層施工質量方面。
本工程選用植物以景天科為主。因為單一品種的屋頂綠化植物選擇主要以佛甲草、垂盆草等,這兩種植物景觀以綠顏色為主,花色為黃色,主要開放在夏季;而景天科混種屋頂綠化的植物選擇一般是選用多種景天科植物混種預植,實現景觀狀態四季變換的效果,另外,還會有花期長,花色多的優點。
2.1.2 墻體垂直、檐口綠化
垂直綠化又被稱作立體綠化,對于減少陽光直接照射、降低室內溫度效果明顯。經國內外研究表明:陽光反射最嚴重的為墻面和路面,但在進行科學垂直綠化后,建筑物外墻溫度可降低 5 - 9℃,空氣濕度可提高 10 -25%,從而大幅提高夏季建筑物里人們的舒適感。
本項目的墻體綠化和檐口綠化建造主要采用金屬網架式綠墻建造方式,所以,監理過程中主要控制鍍鋅圓鋼框架的強度、剛度、穩定性,最大限度的避免使用過程中因各類震動導致剝離與墜落的出現。
2.2導光管系統
本項目采用導光管系統引入自然光,更好地利用了太陽能這種取之不盡、用之不竭的天然能源,從而將建筑用電的節約率提高到 20% -30%。本工程中所采用的采光用導光管照明系統主要包括采光部分、導光部分、散光部分三方面。導光管內壁的反射率可達 91% -96%,主要通過旋轉、彎曲改變導光照的長度、烈度和角度。在施工過程中,主要在系統底部裝配散光部件,實現防強光眩目的效果,使得光線更加均勻柔和。用棱鏡薄膜制成導光管,可實現較高的傳輸效率,既可以保證天然光傳輸的有效性,又可以讓管體本身也成為景觀的一部分。
2.3太陽能路燈系統
考慮到本項目處于低緯度地帶,太陽資源較為豐富。所以道路照明主要以功率 40W 的路燈為主且依照15 米間隔進行路燈規劃,并將太陽能作為夜間道路照明的能源。太陽能路燈系統的監控要點為:組件的一體化安裝施工、太陽能路燈系統的燈桿電池以及桿件的抗風能力等。
2.4智能照明系統
智能照明系統是保證照明系統工作處于全自動狀態的前提。這樣照明系統就會按照預設的時間、狀態等指令自動切換狀態,比如通過光敏傳感器控制各個走廊的燈光幅度或開閉。
智能照明系統的監理要點為: 對可調光電子鎮流器的材料性能和安裝質量進行嚴格控制,最大限度避免帶給肉眼的不舒適;對自動調節的及時性和準確性進行準確把控,改善照明環境,提高效率,最大限度的減少大樓的運行費用,實現較高的項目管理水平和投資回報率。
3 綠色建筑運營階段的監理控制策略
對綠色建筑運營階段的監理應當著重在建筑本體、設備系統及使用人員需求方面進行運營維護,并要努力結合技術中心的用能特點和環境控制需求,注重對技術中心能耗分項計量以及環境監控系統的開發,努力開展綠色運行方面的研究,盡快建立與該技術中心相融合的物業管理制度和管理措施,以運營管理效率的最大化。
4 結束語
在新的社會形勢下,綠色建筑的監理相對來講經驗較為缺乏、意義也較為重大。這就要求監理人員要從設計、施工、運營的各個全過程、全階段進行監控和管理,力爭從節能技術、節材技術、建筑智能化和可再生能源規模化利用技術等方面都實現有效的控制。從而實現有效提高運營階段實際運行節能率、再生資源利用率和年節約運行費用,大幅降低綜合能耗率的效果。
參考文獻:
[1] GB/T50378- 2006,綠色建筑評價標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2006.
中圖分類號:[F287.8]文獻標識碼:A 文章編號:
低碳住宅提出背景:
目前世界住宅建筑的發展潮流以低碳和智能為主流,國內住宅的設計使用年限多為50年,因此在設計階段,就需要通盤考慮住宅在半個世紀的使用過程中可能產生的問題。住宅是人們對美好生活追求的載體,人們居住環境的好壞,直接關系到人們的幸福感。住宅是為人們提供憩息的港灣,設計與建造的質量如何,直接關系到國民幸福指數(National Happiness Index)。
低碳住宅設計理念應該遵循節約能源,提供健康、環保的生活環境,注重人文屬性、舒適度等方面。
二、低碳住宅發展趨勢:
低碳住宅在設計階段不是設計者單一、封閉的“閉門造車”,而是要加強和政府、市場、客戶的互相了解。在項目定位時,不把項目定位在適合所有群體,而是要突出針對性,定位于服務有針對性的少數群體,更利于住宅功能的運用,并考慮功能的多變性和技能的可行性。低碳住宅的設計建造,要尊重周邊環境地形地貌特點、植被覆蓋特點,因勢利導,和環境合理銜接,進行多學科視角的考慮。
低碳住宅的戶型設計要注意,現各功能空間合理排序、科學利用,與各功能分區的使用空間的適度比例,體現出人們對美好生活的追求,要保證各功能的相對私密性。內部空間上采光充足、通風良好、面積使用率高,具有一定的藝術品味和住宅發展趨勢的前瞻性。外部空間上,做到公共空間利于社會交往,公共空間和私人空間的良好過渡。
合理進行住宅設計,可以在最大限度的利用自然條件帶來的諸多便利時,可以更好地保有住宅周邊環境帶來的生態價值,使居住者更好地融入自然,達到人與自然的和諧相處。
三、低碳住宅與社區應用技術導則
2011年12月住建部出臺的《低碳住宅與社區應用技術導則》中指出建筑業的能耗,發生在建筑材料及構件的生產能耗、材料運輸能耗、建筑物建設過程中的能耗、建筑物運營階段的能耗、建筑物拆除和部分構件循環利用過程中的能耗。對于住宅和社區而言,不僅包含這5個階段的能耗,還包含公共園林維護、社區內交通、社區照明以及部分市政設施運營所需要的能耗。傳統上,建筑技術規范、標準、指南主要針對的是建筑本體,較少考慮建筑與人的關系以及建筑與社區的關系,《低碳住宅和社區應用技術導則》可直接作為我國低碳住宅和社區建造的技術依據,在吸收建筑本體節能減排的經驗之外,側重關注到社區公共設施、公共環境、公共服務的組織與安排,尤其關注到節能減排的主體——社區公民發揮的作用。《低碳住宅和社區應用技術導則》覆蓋了住宅與社區從規劃到社區運營、家庭使用的全部流程,包含了大量能效提升、可再生能源利用、節能技術、新型工藝、建材選擇、社區管理等切合實際的創新思路和技術要點。
四、低碳住宅切實意義:
跟蹤建筑界國際上的標準和發展趨勢,這需要引起社會各界的廣泛關注,注重住宅和傳媒聯動,積極普及低碳住宅知識,讓從業者和公眾以利用、掌握低碳環保技術為榮。業界在加大對外交流學習力度的同時,加強對外國新進經驗的學習借鑒。在學習的過程中趕超,加強自主研發,形成我國自主的住宅設計與建造的核心競爭力。
加大國家對相關企業的扶植力度,培養一批具有一定區域布局能力的中型房地產企業。設立一批按地域、氣候特點布局的住宅實驗室,由國家政府扶植、高校智力扶植,企業實踐扶植,同時避免地產龍頭企業對住宅技術標準壟斷,使住宅產業化進程健康、平穩推進。具有先發優勢的中型房地產公司和設計單位,可以優先考慮在住宅設計過程中做到精品化、產業化,在推出產品化盡量考慮可以形成產品系可以進行后續改進。
五、低碳住宅建設的幾點建議
4.1發展潔凈環保能源,優化能源結構。
首先,控制煤炭消費量,減少原煤直接燃燒的數量,推廣各種經濟有效的煤炭潔凈技術,加快潔凈煤技術的應用,減少能源消耗和污染排放。其次,提高優質能源使用比例,推廣使用石油氣、液化天然氣、水電等清潔能源,以促進能源產品換代升級;通過投資新能源,以及提高能源效率,以降低排放。積極大力發展清潔優質能源,如風能、太陽能、生物質能、地熱能、水能等可再生能源和替代能源。最后,充分開發和利用較豐富的風能、太陽能、沼氣等清潔能源,從而使能源消費結構有一個大的改變。
4.2采取節能的理性設計,加快推廣使用節能新技術。
在建筑設計上充分利用自然資源設計朝向、通風性能,要根據各自地區的實際情況,結合氣候條件、自然條件、資源條件、經濟條件和文化條件來確定各地的綠色建筑標準,不盲目復制和理想化采用,讓節能方案更為切合實際。建筑企業要適應低碳經濟的需求,積極推廣應用這些新技術。當然,節能建筑也不必要一味貪圖新技術,特別是一些不成熟的新技術,要多采用成熟的節能技術、工藝和本地材料,這些都是現實可行的節能措施。
4.3加強低碳觀念宣傳引導,建立相應法規制度。
努力營造打造低碳建筑的濃厚氛圍,整個社會要加強組織領導,做好宣傳動員,使低碳觀念深入人心。另外低碳住宅的推進尚需一系列制度支持,要強化新建建筑執行節能標準的監管力度,加快建立完善我國綠色建筑評價標識制度,全面推行建筑能效測評標識制度。同時要完善和嚴格執行現有的節能法律法規和標準規范,指導各地加強建筑節能的立法工作,完善配套措施,落實經濟激勵政策,提高政府監管能力。
4.4完善各種稅收制度,進行有效的經濟刺激。
就國內目前的低碳建筑的發展而言,建議鼓勵發展綠色低碳房地產信托投資基金,通過多種融資方式為低碳地產開發提供發展資金。另外不斷完善各種財政稅收政策也已刻不容緩。對符合低碳住宅標準的建筑投資者、消費者應該實行一定的稅收減免,比如對投資者實行一定的營業稅優惠,而對購買者實行一定的契稅優惠。對于增加能源使用的成本,如對大型公共建筑制定能耗限額的標準,配套實施超定額使用能源加價的有關政策;在舊有建筑的節能改造過程中,可實行企業、個人、政府三方分攤制度。
參考文獻:
[1] 吳碩賢.綠色建筑技術要點及推行綠色建筑的建議措施[J].建筑學報. 2011(9).
人類可持續發展理念下的社會責任感及對人性的尊重人類為了滿足生存需要和自己的欲望,創造生產、生活空間的時候不斷地向大自然攝取資源;生產力的發展提高了人類改造自然,進行物質轉化的能力,同時增強了人類破壞自然生態的能力。建筑的營造與建筑相關活動所消耗的資源在人類總資源消耗中一直占極高的比例,在中國現有建筑面積400多萬億m2,只有不到1%的建筑為節能型建筑,建筑能源消耗占總消耗的27%。由于能耗的不斷上升,出現了很多生態問題,如地球溫度不斷上升,城市出現熱島效應,部分地區全年大部分時間受沙塵暴的襲擊,酸雨范圍擴大[5]。由于過度開采礦產資源,導致地質災害頻繁發生,高層和超高層勘察設計和施工沒有嚴格按照國家規范,出現地基嚴重沉降,影響周邊建筑物和居民的安全。建筑材料中有毒物質的超標,致使建筑空間成為致命的殺手。建筑設計中沒有按相關規范設計,出現嚴重的地震災害和火災。這些問題都需要全社會共同關心、共同努力來解決,而建筑師承擔的責任也進一步增大。隨著人們生活節奏的不斷提高,社會經濟的高度發展,物質交換的便捷,互聯網溝通交流方式的普及,親人、鄰里之間的相互依賴程度逐步減弱,人與人之間的情感淡漠,為人類創造舒適人居生存空間的建筑師,除了解決建筑的物理環境問題外,還要積極投身到解決人居環境的心理問題,通過對空間心理學的研究與應用,解決人與人之間的交流和情感需要;關注老建筑和老社區保護的意義,開發溫馨舒適的公共交流空間。這一切都將成為建筑空間設計者不可推卸的責任,當代和未來的建筑師必須加大對生態環境的關注,在學習和設計實踐中始終將人的可持續發展放在第一位。對新知識新技術的學習與應用能力現代主義建筑大師密斯•凡德羅關于建筑是如何將不同的可用來建造使用空間的材料連接在一起的論述,說明了構筑的本質就是將不同的建筑材料通過技術手段連接起來。隨著科學技術的不斷進步,新材料、新技術的發明和突破都會引來造物活動的創新。工業時代建筑的主要材料以鋼材、混凝土、玻璃為主,由于這些材料的特性決定了建筑的樣式造型和施工工藝。后工業時代表現出信息技術的高速發展,以數字技術為主的個性化加工技術得到較大發展,新型的人造材料將不斷被創造出來,為建筑的創新提供了條件。作為新時代的建筑師,在了解建筑材料及施工工藝的基礎上如何學習和認識新材料,并將這些新型材料組合在一起,從而創造出堅固、適用、美觀的建筑將成為一大課題。后工業時代對建筑師的要求除了能使用新型材料,還要能將自動化控制技術、數字技術等新技術應用于建筑中,使其與建筑融為一體,實現對建筑的遮光、恒溫控制,防盜報警系統及建筑設備故障自動檢測和修復等功能。工程技術與審美多樣性并重在工業時代機器大生產的基礎上,隨著科學技術的不斷發展,生產力繼續得到不斷發展,物質財富的巨大豐富為人類提供多種多樣的選擇,為滿足精神需求提供了物質和技術保障。
隨著現代人對經濟效益和物質享受的理性追求,在此文化基礎上建立的生存空間使人產生陌生、無趣、冰冷的感覺。當這一種感覺阻礙了人類所追求幸福的目標,對建筑的審美與文脈追求將成為人類久違了的目標,建筑空間所表現出的文化藝術氛圍將成為物質發展到一定程度人們的共同需求。對建筑師的要求也就產生新的要求,不僅需要掌握新的工程技術,還要對審美和用戶、受眾的審美需求進行研究和學習,這也將是建筑設計在工業時代對工程技術要求較高之后,對人文藝術的一個理性回歸。后工業時代建筑師在設計和建造時不只是考慮技術、材料、設備等物質技術和物理性能,還要著重考慮社會文化及人們的審美需求。國際視野與地域觀念20世紀70年代,現代主義建筑成為了全球流行的“國際主義風格”,世界各地隨處可看到使用鋼材、混凝土、玻璃為主要建筑材料建造的方方正正的盒子式建筑,建筑藝術提前實現了全球化。建筑藝術的公共造型藝術特征使其具備了跨國界的通用視覺元素,使得造型簡潔、開放、挺拔的現代主義建筑充分展示了高效、節約、使用方便的優勢。其開放的建筑理念使得新材料、新技術不斷應用于建筑設計和營造中。在“國際主義風格”在全球推廣的同時,人們也對其不考慮區域環境特征、歷史文脈、人們的審美習慣等問題作出反思,提出了地域建筑觀在解決生存和生活空間給人們情感帶來冷漠和斷裂方面的作用;同時對建筑師提出了新的要求:要在關注人們物質享受的同時重視人的精神感受,主流和多元共存的需求將成為時展的趨勢。建筑師要在關注世界建筑文化和技術發展動態的同時關注不同地域、民族、文化背景的人們對建筑文化的多樣化需求。獨立思考與創新能力整個建筑歷史的發展可以看成是一部創造史,人類歷史上每一次建筑的變革都會受科學技術發展的影響。以信息技術和知識經濟為代表的后工業時代改變了人們的生活方式,對建筑發展帶來了深遠的影響。在這種情況下建筑師的角色必須轉型,不管建筑設計人員是被動還是主動選擇,都要在人類創造的豐富知識文化和科學技術中根據時代的要求進行獨立的思考,不能像前工業時代缺乏知識、主要依靠技術經驗。在浩如煙海的知識海洋和不斷出現的新知識、新材料、新技術、新工藝、新設備中,有選擇地學習和利用建筑理論知識、實踐操作技術、材料、設備等,尋找最優解決方案將成為建筑師的困惑。新的科學技術要求建筑師要能利用并進行創新,不然建筑將會落后于時展的要求,由此對建筑師的創新能力進一步提出高要求。創新能力的提高首先要解決創新意識,這是創新的原動力,有了創新意識后才能不斷開發和培養創新思維和創新能力。對于建筑師來說最重要的是創新思維和創新能力,也就是創新方法的掌握和應用。創新意識、思維、能力的具備要求設計人員具有思辨能力,能進行獨立思考,并提出解決問題的方案。