智能建造的内容精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇智能建造的内容，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】铁路隧道；协同管理；智能化设备

1BIM模型设计

1.1建立隧道模型

在传统的二维图纸设计中，发现有不合理不协调的状况很难进行修改，对工程整体施工进度产生影响。随着BIM技术的普及，在隧道工程设计中实现了设计的可视化，在对隧道工程进行整体施工建造前，建造一个模型，直观展示工程中的过轨管分布、接触网槽道预埋、钢筋安装等施工工作。采用CSD软件分段建立隧道BIM设计模型，再按施工要求对设计模型自动切分、自动生成和绑定编码，最终形成隧道施工BIM模型（见图1）。

1.2BIM可视化管理

三维模型精细呈现设计细节。通过三维建模首先使技术人员在建模过程中更加深刻理解工程内容，通过三维模型进行技术交流和探讨。基于BIM模型的成果和设计数据，通过基于GIS的管理平台，全面整合各项数据，如里程桩号、地形地貌、环水保线、穿既有线等各种场景的信息，以更加清晰逼真的形式体现工程实景。同时，通过三维展示方式可以任意角度查看，在主体模型与既有地形模型相结合后，方便施工方案的制定和审核[1]。

2协同管理

BIM管理体系以BIM模型为管理载体，将BIM技术与信息化管理紧密结合起来，通过对工程项目三维可视化、信息化、精细化的综合管理，打通各个业务、各个参与单位之间的数据联系，搭建“数字工地”。全员参与，建立起项目的高效协同。以BIM技术搭建的三维模型为基础，以协同管理为手段，在施工过程的管理中建立全员参与的协同管理体系，实现各项信息共享，按照不同的权限、角色建立起职责履行清单。以工序为纽带加强现场把控，实现建造过程痕迹保留，建立以工序过程为核心的过程控制体系。工序作为施工过程的重要环节，实现了基于工序的自动关联进度。工序开始，反映到模型上：显示结构物正在施工，进行到关键工序时自动关联检、验、批，必须验收合格以后才允许进入下道工序。同时，基于工序建造过程的时间节点、责任人、现场影像资料同步自动生成，形成了完整的建造过程的痕迹保留。基于BIM技术，推动标准化、规范化、精细化的管理体系。BIM技术的本质是以信息化为驱动。在建设BIM体系的过程中要求管理体系标准化，同时结合规范化的措施和精细化的管理要求，确保所有信息有序流动，最终关联到模型。在检、验、批现场填报，现场确认时，结合手机端GPS定位，实时现场确认，落实规范标准的管理体系。

3隧道智能化施工设备

3.1ZYS113全智能三臂凿岩台车

3.1.1超前地质预报的应用采用ZYS113全智能三臂凿岩台车进行超前地质预报，结合超前钻孔及加深炮孔法等方法，实现快速预报。钻孔时，钻孔深度30m～50m，实时监测推进速度、冲击压力、推进压力、回转压力、水压力和水流量等参数，并通过MWD软件分析复原地质情况，形成地质报告。对掌子面前方情况进行综合分析，科学判定前方地质情况；对掌子面稳定性做出分类，为现场施工提供准确的依据，并基于此在BIM模型上建立隧道大数据地质库，指导现场施工。

3.1.2钻爆开挖及初期支护智能化建造的应用导入作业面爆破设计图，与隧道坐标结合，在凿岩台车电脑上生成开挖循环的隧道轮廓与爆破图，不需要测量人员标注隧道轮廓和钻孔孔位，将断面图及炮孔图显示在凿岩台车电脑上，操作人员完全按照电脑显示，控制炮孔的角度和深度，根据电脑指示摆臂架的角度。系统锚杆施工前，台车预先输入锚杆设计参数以及断面数据，进而确定锚杆位置信息，台车依据系统预设实现自动移臂对孔定位、自动钻孔。

3.2SCDZ133智能型多功能作业台车

SCDZ133智能型多功能作业台车配套设施有底盘行走系统、发动机系统、臂架系统、定位系统、扫描系统、智能控制系统、电气控制系统等。①智能型多功能作业台车装有定位系统，通过系统换算将大地2000坐标系转换为系统内部可识别坐标，实现台车在隧道坐标系下的精准定位。②台车车前装有扫描系统，对断面进行扫描，同时采集数据，车内设有设备对采集数据进行处理，形成三维隧道断面点云模型，通过与BIM模型相连，在模型上与设计断面对比分析出隧道超欠挖情况。③改变传统拱架安装方式，在台车上安装有智能控制系统，在地面链接中间3节拱架，举升至拱顶，再抓取左右两侧拱架，举升至安装位置，安装连接螺栓，调整拱架姿态，焊接网片与连接筋，扫描拱架安装位置尺寸，并实时采集数据上传至BIM模型，将其与设计位置进行对比，实现按照设计数据进行拱架自动安装作业。

3.3HPSZ3016S湿喷台车

HPSZ3016S湿喷台车是在HPS3016S的基础上进行智能化升级改造的产品，其配套设施有底盘行走系统、发动机系统、臂架系统、泵送系统、定位系统、扫描系统、智能控制系统、电气控制系统等。①湿喷台车车前安装扫描系统，对断面进行扫描采集数据，车内设有设备对数据进行处理，形成三维隧道断面点云模型，自动精确计算各处超欠挖值。通过对隧道轮廓的三维建模与计算，施工中指导喷射方式并评估喷射质量。电脑图像实时指示各区域喷射厚度，对喷射厚度进行精准量化控制。通过三维扫描提前预估喷射方量，喷射完成后计算实喷方量、回弹率，评估喷射质量。②湿喷台车安装有智能控制系统，通过对隧道轮廓的三维建模与计算，进行设计喷射数据处理，控制臂架系统、泵送系统、扫描系统进行自动喷射。

3.4数字化衬砌台车

数字化衬砌台车配套装置有滑移轨道系统、发动机系统、双灌注系统、电气控制系统、高频气动振动系统、软搭接系统、定位系统、压力传感系统、参数观测系统、实时监控系统、全自动打磨涂脱模剂系统、信息化系统等。①衬砌台车装有定位系统，通过前端架设扫描仪，后端架设全站仪，分别对隧道内的三个激光靶标进行半自动和自动照准；获取的台车中轴定位坐标，可通过台车控制系统与油缸自动调节至与隧道中轴线重合，实现台车自动定位功能。②衬砌台车具备参数观测系统，可进行混凝土灌注方量测量、灌注压力监测、拱顶饱满度测量、入模温度记录等功能。对实时灌注流量及总量，通过混凝土流量计进行测量统计，混凝土的预浇筑方量可通过车载式3D自动扫描仪或激光断面仪测量。③改变传统振捣方式，在台车模板上加装高频气动振动系统引进欧洲台车的主流振动技术，减少拱顶局部堵塞，解决混凝土密实问题。④采用双灌注系统，下灌注系统采用机械手分窗分层自然流下浇筑，上灌注系统采用“拱顶部水平压入浇筑工法”实现带压浇筑。提高了混凝土质量，减少气泡产生。⑤混凝土浇筑过程中，通过实时采集数据，关联至BIM模型，展示出混凝土的状态，可及时检查衬砌混凝土是否饱满、混凝土入模温度能否达到要求、振捣是否到位等问题。

篇2

【关键词】精益建造理论；BIM技术；建筑工程；项目管理

1引言

广义上的精益建造是指将精益思想用于建筑工程设计施工与管理工作中，从而在保障施工质量的基础上实现成本最小化。本文探究的是狭义上的精益建造理论，结合建筑工程项目成本管理与质量管理体系，应用智慧化管理模式和先进的精益建造技术对施工项目展开精益建造，避免施工中不必要浪费，降低成本，提高质量。

2精益建造理论概述

2.1精益建造的基本原则

精益建造理论应用时应遵循以下基本原则：1）确定价值按照客户需求确定价值，联系客户与生产商切实利益，从客户角度出发发掘其需要的价值，进而确定产品组成与价值流程。2）识别价值流这是原材料转为产品并赋予产品价值的过程，其中包含了客户沟通、原材料采购、产品设计加工与后期服务等内容。3）工作流精益建造理论下要让创造价值的步骤流动起来，通过减少各施工环节的浪费，提高管理水平，应用JIT模式避免价值流阻断[1]。

2.2精益建造理论的体系结构

精益建造理论的落实包含三方面内容：①基础理论，即TFV理论。该理论内包含转化模型理论、流动模式理论、价值生成理论，将施工物流与信息流相融合达到节约成本的效果，综合资金、技术、材料等资源，将建筑施工转化为建筑产品，寻找可以让产品增值的部分，去掉无法增值的部分，减少浪费。②应用理论，其中包含客户需求管理、标准化管理、设计水平管理、过程绩效管理。③精益建造技术，包含末位计划系统、5S现场管理以及并行工程、质量管理等内容。

3精益建造理论用于建筑工程项目管理的必要性

分析建筑工程项目管理中，精益建造理论应用的必要性，具体如下：①满足消费者的个性化需求，在精益建造理论的指导下实现施工与项目设计的高效结合，应用先进的网络信息技术解决规模化施工与个性化问题，实现对项目的智慧化管理。②协调施工成本、工期与质量，应用精益管理方式与材料供应商加强合作，达到效益最优化，降低成本，保障质量。③避免不必要的浪费。按照精益建造理论中的流动模式理论，将增至活动予以管理，去除没有贡献的非增值活动，采用精细化管理技术与智慧化管理方式避免材料在采购与运输环节中的浪费。④保障建筑产品质量。将建筑产品质量作为建筑管理的出发点，依靠精益建造理论和自身优势，结合用户需求，逐层分解责任，将责任落实到个人，保障建筑质量，利用质量赢得行业市场[2]。

4精益建造理论的建筑工程项目管理研究

4.1精益建造技术应用

以往的项目管理方式已经无法满足现代化建筑行业施工需求，精益化技术的应用技术将精益建造理论用于建筑领域内，在减少浪费的同时提高客户满意度，实现对项目的智慧化管理。对此，精益建造技术的应用具体如下。1）5S现场管理企业需要将这一管理方法提高到战略发展地位，明确管理细则，编制管理手册，从经济成本和质量管理方面入手，推行5S管理方法的应用，选定样板区后应用精益建造技术。2）准时化施工和拉动式物料供应将产品用户需求作为准时化施工的起点，重视材料运输和各工序的间隔，保障材料库存为零，避免不必要的浪费。利用看板传递信息，将图纸与计划展示在实际施工中。某建筑工程施工项目在第三季度实施了JIT采购计划，以入库板材库存变化情况为例，如表1所示，得知该精益建造技术的应用有效减少了库存占地与采购资金，为工程节约了采购成本。看板管理是建筑工程准时化施工的核心，看板可传递上下工序信息，帮助人们做好准备，避免浪费，防止过量施工，管理者利用“目视化”工序了解施工作业的最新进展[3]。3）末位计划系统这是按照建筑工程项目末端执行人员根据实际进展，对设计方案的反馈，管理者按照现场情况总结计划，为项目管理形成环形控制系统，避免施工现场和计划之间出现矛盾，提高施工效率，保障工程质量。某建筑施工项目依靠精益建造理论，利用云平台和AI技术全方位打造了智慧工地。项目部内智慧工地管理系统井然有序的运行，实现了项目设备管理，依靠物联网平台集成传感器检测运行和超载技术，结合塔吊智慧巡检系统和可视化监测系统，对设备实际运行状况展开实时监控。预制构件三维模型可视化拼装、无人机全景成像可展示整个施工项目的全貌。二维码工艺卡对施工工序进行测量，避免传统人工测量产生的误差。4）精益建造理论下的拆解模式凭借着企业多年的施工建设经验，将建筑物各部件拆分，结合时间空间与资源利用情况，深化施工设计与信息化技术使用，有序的展开建筑组装生产。应用BIM和WBS工具将房屋部件拆解，依据精益建造理论和相关技术，优化墙面三维模型，墙体上不仅有开关插座面板，也有管线敷设。凭借精益建造拉动式管理实现，使建造过程呈现出结构化特点，对生产、质量、成本、安全等模块逐一管理。5）BIM技术应用，推动数字建筑发展应用BIM技术与大数据技术、云计算技术、人工智能技术结合，应用精益建造理论方法实现建筑项目全过程管理。可视化结构的建筑项目管理需要用到专业的BIM数字软件，软件中包含原材料的管控和节点质量验收标准，任何一个流程都在数字管控体系内有所体现。数字建筑中，管道长度、内径与外径等数据可直接读取，管线立体设计一目了然，施工时不会再出现管线交叉和管线碰撞的情况。管理方面，数字建筑立足于智能交互与逻辑关系，以虚控实，提高了资源配置与工作透明度，帮助建筑施工企业强化事前控制，提高风险控制水平。大数据体系为建筑项目管理提供了信息共享平台，建筑建设后通过智能化系统可自动清洁空气、控制PM2.5，使建筑成为绿色建筑。

4.2建筑工程项目成本管理

建筑工程项目成本具体指完成项目施工消耗的人力资源、设备与材料资源产生的费用总和。设备成本包含施工中工具的损耗与机械折损、租赁费用；材料成本包含材料消耗、采购、运输费用；人工费用包含施工人员、管理人员与设计人员的工资与奖金。建筑工程项目成本管理有着综合性和一次性特点，项目从设计到竣工经历时间漫长，项目返工成本巨大。为保证项目盈利，成本管理必须将所有问题预料到，将材料、技术、信息等影响因素综合，让项目成本管理不再是单一的财务问题，而是需要各部门配合，从精益建造理论角度展开项目成本管理。对于精益建造理论的实际应用，可体现在以下几方面。1）材料采购JIT模式建筑工程施工中材料成本占总成本70％以上，合理控制材料成本意义重大。项目施工需要应用多种材料，JIT模式的应用可将合适数量与质量的物品，在相应的时间供应到相应地点，这种采购模式更加灵活，供应商可在线得到采购计划，对客户需求加以了解，为项目施工提供适宜的材料。图1代表的是JIT模式的基本原理，要求施工单位选择合适的供应商，通过制定详细的进度计划，应用JIT模式进行材料采购，实现对项目智慧化管理。采购方与供应商签订合同，供应商可以及时的将采购方所需的材料送到施工现场，JIT采购模式提高了材料供应对需求的响应速度，也消除了浪费现象，降低了材料的库存。该采购模式的应用需要依靠企业资源规划，ERP以管理会计为核心，其系统可识别企业资源，实现资源的有效整合，对成本、库存、采购、财务等资源规划。ERP是精益建造在材料物流供应上的延伸，可保证材料及时供应。2）5S施工现场管理为避免施工现场的资源浪费现象，可将5S管理宗旨落实，实现建设成本的优化。改善现场施工环境，成立项目推进小组，明确负责人职责，做好活动整体规划，制定奖惩制度，对各部门展开监督考核，建立奖励激励制度，将5S考核结果与个人工作相联系。5S理论的落实应体现在以下几方面：①整理，结合实际情况判断物品去留，做好工具摆放，及时整理库房；②整顿，对如何方便存取物品加以考虑，实现物品摆放的规范化；③清扫，定期清扫，使库房内没有垃圾；④清洁，注重清洁的结果，根除脏乱源头，保障材料质量，为原材料的存放创造无污染的环境；⑤素养，提高人员素养，使其遵守规章制度，保持良好的工作习惯。应用5S管理系统后，可提高库存周转率15%～50％，材料实现定置管理，减少了不必要的库存浪费；设备故障率降低了10%～50％，缩短了5%～30％的作业周期，降低了10%～40％的生产成本，培养员工产生资源节约意识[4]。3）并行工程与价值工程应用精益建造方法就是运用并行工程，整合设计阶段与施工阶段，让设计与施工人员集合智慧，共同努力，缩短施工准备时间。根据精益建造价值工程需求，对价值流中的增值活动予以识别。应用数字工程系统，通过巡检系统、移动验房系统、统计分析系统展开日常检查与交付验房工作，以质量检查整改促进工程标准体系的完善。应用智建云工程管理APP（见图2），实现智慧化管理与精益建造理论的完美契合，打造施工现场智能化管理模式。如图所示，智建云可为建筑行业提供工程管理解决方案信息平台，从土方、基础与桩基础到业主交付、物业维保等工程质量管控场景，可形成完整的管控体系，实现对施工现场的成本管理，帮助企业控制潜在风险。

4.3建筑工程项目质量管理

分析精益建造理论在工程质量管理中的应用，具体体现如下。1）全面质量管理精益建造理论中的全面质量管理要求从建筑过程展开管理，保障建筑产品质量。项目从设计阶段开始，每一道工序都要经过质量检验，要求相关人员提高质量控制意识，及时发现问题，及时改进问题，确保项目各环节管理质量，确保不会有不合格建筑产品出现。要做到全面质量管理，应培养人员在质量检测上保持自觉性，对自己负责的内容自觉检测，根据质量评定要求主动记录检测结果，强化自我约束。在精益建造理论基础上确立“3N”实现，在建设初期消除质量问题。2）标准化作业采用标准化作业管理模式有利于提升建筑工程项目质量管理水平，以规范化作业方法建立标准定额，按照施工工序建设标准样板工艺，界定时间标准细化工作时间，去除不必要的损失时间，为工程建立标准化工作程序。比如在地板安装工程中，考虑到地板搬运与安装准备工序、安装速度，可确定铺装1㎡地板需要的标准时间，随后根据房间总面积计算铺装整个房间所需的时间。材料标准化作业可保障材料质量合格，某项目在管理期间严格限用质量、性能不稳定的材料。此外，破坏耕地、污染环境、带有放射性、甲醛污染的材料也被限制使用。项目施工管理时，要求对所有龙头、五金件、洁具全部开箱检查；对墙地砖每批次开箱5％抽查，施工时注意材料的选用，如果墙地砖本身有色差或其他缺陷，应由供应商负责处理；对可视对讲装置每批次开箱10％抽查，加强对装置外观质量的验收，出现质量问题由设备厂家负责。3）将精益建造与智慧工地理念相融合，可推动装配式技术的发展设计图纸拿到后，工程项目部立即整合行业需求，形成具体要求提交给PC厂家，厂家根据构建模具情况作出调整。从构件生产开始，选用高效施工机具和优质化辅助材料，通过制定合理的吊装方案，对构件生产验收、吊装、灌浆等环节进行管控，保障施工质量。将智慧设施用于项目质量管理，应用综合信息系统、施工现场管理系统与协同办公管理平台，施工现场内使用环境检测仪、人脸识别门禁、塔吊吊钩可视化、塔吊防碰撞系统、卸料平台超载报警装置等智慧化安全措施，应用智能工地云平台对各数据基层，落实精益建造理论，保障项目施工质量[5]。

5结语

总而言之，从精益建造理论入手，将该理论用于建筑工程项目管理中，从建筑设计施工到项目交付的全过程进行管控，使精益建造为企业带来可观的经济效益和社会效益，推动绿色建筑产业的发展。通过对精益建造技术的应用分析，探究精益建造理论在建筑工程项目成本管理与质量管理中的应用，从而有效解决成本，保障质量，实现对施工现场的精益化管理和智慧化管理。

参考文献

[1]涂文通.基于精益建造理论的建筑工程机械化施工管理模式研究[J].中国建筑装饰装修，2019(9):116.

[2]李悦.装配式建筑项目精益建造管理水平评价研究[D].西安：西安科技大学，2019.

[3]陈琪.精益建造理论在R综合管廊建筑工程项目的应用研究[D].上海：东华大学，2018.

[4]郑旭辉.基于BIM的精益建造管理模式研究[D].徐州：中国矿业大学，2017.

篇3

智能建筑兴建于20世纪80年代，是社会信息化与经济国际化的需要，对他的定义很多，概括起来为：智能建筑在建筑物内使用计算机集成系统，利用综合布线系统为通道来控制系统实现高度信息化、自动化及舒适化的现代建筑物。

智能建筑的建筑环境对于一栋公共建筑的大楼，给业主的定位及建筑的特点及功能要求，确定应做些什么。在规划和设计的过程中，当有几种方案，它有什么优点和特点，当一些智能系统的借口须和外界相连接时，必须要有明确的分界，哪部分由谁来做，什么时候做，在什么地方做。上述问题提出后，接着就是怎么来解决这些问题，例如一栋公共建筑楼，从建筑功能来定义是什么性质的大楼，是纯办公楼，还是有一些其它功能的综合楼，不同性质的有不同的功能。在规划和设计之初，将这些功能了解清楚，根据功能要求来设置相关的智能化系统，并考虑这些系统之间有什么样的内在联系或联动关系。在解决和协调这些系统之间的关系时，可统筹考虑系统的集成，这就达到了按需集成，避免贪大求全而不考虑实际需要的盲目性。

在一座综合楼的规划和设计过程中，根据其功能和当前建筑发展趋势，业主会提出一系列的要求，智能化系统设置如：办公自动化系统、楼宇自动化设置、火灾自动报警系统、公共广播系统、通信网络系统等。对于这栋究竟应该设置哪些系统，应根据时间需要定方案。

智能化建筑的设计，并不是由一个人或一个专业就可以完成，他是一个系统工程，因此，存在界面划分的问题，在建筑、设备和智能化系统的衔接下，应该明确分工，既不能各专业都管，也不要出现都不管的情况。要做好各专业间的配合，需提出在什么时候进行以及配合哪些内容。智能化系统从设计方案到施工图，从施工图到现场安装和调试，这期间有多次专业间的配合以及与承包商的配合。它既要保证建造师为满足智能化系统的功能而给出的建筑平台，如各机房、设备间等，又要保证各设备专业间的畅通，不互相打架，管道线槽的敷设还必须满足建造师设计的层高要求，保证有足够的空间净高。在施工过程中，各专业管线的施工安装顺序将直接影响到系统的质量。在工程实施的全过程中，无论是规划、设计、施工、承包商进场，甚至某些零部件的在外加工，均应在一条主线的引导下进行控制。实施过程中，有任何改动，应及时给相应的施工方输出信息，使之适应变化的步伐。在整个过程的每个环节，若将质量、进度、成本的一系列人流、物质流信息化，将其转换成计算机应用系统中的信息流，则能够非常方便、快捷地进行控制，真实的反应出建筑过程中的每一个环节。从而达到各环节紧密相衔接，以最经济的投入获得最好的效益。

1.计算机系统是智能化建筑的平台

计算机集成制造系统时基于计算机技术、信息技术的发展而产生的。我国在863计划中也提出了制造系统过程。此项技术在建筑领域的应用才刚刚起步，但从其理念和哲理上看，它比我们以往所做的工作更完善、更有条理性，并不是所有的做法都是全新的，智能建筑系统集成不是多种多样产品设备的简单集合，而是指一种能力。它能够把现有的高新技术，巧妙灵活的运用在现有的智能建筑系统中，充分发挥其作用和潜力。

2.技术发展存在的关键问题

（1）由于智能化建筑不是单一技术、单一设备产品，而是多学科多专业综合运用的整体建筑物产品。如何能够把这些产品和技术有机的融为一体植入建筑物，便成为解决的问题，智能化建筑系统集成技术是借助于楼宇设备自控系统、通信网络系统、办公自动化系统，把现有分离的设备、功能、信息等综合集成一个相互关联、统一、协调的系统之中，由于综合建筑物的各个环境，它的技术发展必须要多个专业、多个部门综合协调同步发展，需要统一计划、统一协调、统一对策，不能各部门、各行业、各环节“各个为政”“互不协调”，更不可分封割据打乱仗。

（2）智能化建筑技术不同于传统技术，智能化建筑属新兴的高新技术领域，技术发展还不成熟完善正处在变化之中。因此，技术发展政策急需要有远见卓识的前瞻性，更需要深思熟虑严谨准确性。智能化建筑技术发展要实现技术发展要实现产业化而不是仅看作一项应用技术，目前国内智能化建筑市场仍由国外技术系统产品设备占主导。要大力扶持鼓励发展国产化的技术产品与系统，技术发展才可能形成国产化产业。

3.智能化建筑的系统配置

3.1系统构成

现代化办公大楼，多功能大厦的智能化是通过综合线作为传输通道，采用3A系统;通信网络系统CSA并对各种设备以及各种子系统进行监控和管理来实现的。在这三大系统下，每个系统中需要配置许多不同的子系统，如楼宇设备自控系统中包括：火灾自动报警与消防联动控制系统，公共安全管理系统等。办公自动化从广义上讲即计算机协助进行办公业务处理，办公自动化的具体内容因工作性质的不同而不同。一般而言，即采用计算机网络技术，承担一般常规的办公业务活动，如一般文字处理、文档资料管理、电子邮件、统计数据处理等。经营管理系统则有建设单位根据自身需要自主开发应用软件。通信网络系统内容繁多，实际上包含各种语音、文字、图像、信息系统、传真服务系统、数据处理系统、可视图文定位、可视电话定位、会议电视系统、数字无绳电话系统、卫星电视接收系统，有线电视系统、公共广播系统、音响系统、同声传译系统、多媒体教学系统等。

建筑智能化系统工程设计涵盖了弱电系统的所有范围，涉及专业面广，是一项庞大的系统工程。具有智能化系统的建筑物对建造师的建筑设计要求也高了，智能建筑的设计需要智能化设计人员与建筑、暖通、电气（强电）、给排水、结构等各工种设计人员的密切配合。

3.2智能建筑的系统配置原则

建筑环境适应变化的原则，智能化建筑物向人们提供一个高效、舒适、便利、安全的工作、学习、生活环境。建设智能建筑在其界面划分时，需要考虑使用性质，要和人们正在改变的工作和生活模式变化相匹配。随着高新技术的运用，先进设备和系统的运用，建筑进入人性化时代。

子系统服从大系统的原则，各种不同的设备，在建筑物内发挥不同的作用，智能建筑与传统建筑最大的区别在于，建筑物的功能是统一体，不同的子系统建立在大系统之大，为大系统服务。经济适用、资源优化原则，各种不同的设备，在建筑物内发挥不同的作用，进场建筑设计时，要考虑到功能实用性和造价的关系，考虑需要和技术的可能性。各种设备、产品、工程技术的使用经济适用又要与整个系统有机地融为一体，借助楼宇设备自控系统、通信网络系统、办公自动化系统的集成，把分离的设备、功能、信息等综合集成为一个相互关联、统一、协调的系统之中，才能使所有的设备和系统发挥其优势，达到资源共享。

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弱电比较权威的证书如下：

1、智能建筑弱电工程师证书，由工业和信息化部教育与考试中心颁发，该证书全国通用并可在工业和信息化部教育与考试中心官方网站查询，弱电工程师的工作内容有组织弱电图纸会审，工程施工设计及施工方案的讨论和审定，编制强弱电招标技术规格文件，并负责汇总各部门的评审意见等。

2、一级或二级机电类建造师证书，每年由省级的建设厅组织两次考试，两年内考过有效，考试的具体报名和规则及内容，可以在当地省级建设厅网站上查询。

3、智能楼宇管理师证书，智能楼宇管理师是指从事建筑智能化系统管理及设备管理，运行与维护等工作的人员，主要工作内容都有管理与维护楼宇布线，监控、使用、维护建筑设备，管理通信和网络系统，使用与改进智能建筑管理系统和管理火灾报警与安全防范系统。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：住宅；建筑设计；BIM技术；实施应用

中图分类号：TU2文献标识码： A

近些年来，我国的社会经济飞速发展，极大的带动了建筑工程行业的迅速增长。尤其是在住宅建筑方面，随着城市人口的不断增加，其住宅建筑也越来越向舒适、高层、智能、环保、美观等现代化、科技化方向发展，这也使得建筑施工的工程内容、技术要求和资料信息越来越繁杂[1]。而BIM技术正是基于这一行业现状发展起来的，并越来越广泛的应用于各类建筑工程当中，不仅极大的减轻了设计人员的任务量，也有效提升了建筑设计的效率和质量。下面，文章就BIM技术以及其在住宅建筑设计的具体应用进行简单的分析和探讨。

一、BIM技术的概述

1、BIM技术的定义

BIM是Building Information Model的简称，中文译为建筑信息模型。它是二十世纪末美国建筑与计算机博士查克・伊斯曼所提出的[2]，其涵义主要指的是将各种建筑几何模型的功能、信息、性能等进行综合、统一的整合建模，且包括工程项目在设计、施工、使用等过程中的全部信息的一种建筑模型。如：建筑分析、方案设计、施工图预算、施工进度、运作建造、管理维护等等[3]。

2、BIM技术的实施原理

BIM 技术在建筑施工中的应用原理即是利用CAD 技术，将建筑工程的各阶段、各环节中的全部信息进行数字描述，并将其全部存储于同一个电子模型当中进行统一的计算、统筹和调阅[4]。

3、BIM技术的优势

在建筑工程的设计建造中，应用BIM技术能够有效的整合工程项目在研究决策阶段、图纸设计阶段、施工验收阶段、使用维护阶段以及销毁阶段的各类资料信息，并进行统一、科学、有效的运算、规划和设计，使工程的各个阶段情况均能在3D模型中得到准确、完整、切实的体现，加强了对繁杂信息的运作处理，明确了各环节的分工协作，提高了建筑工程统筹协调的效果和设计施工的质量，从而更好的提高了工程设计建造的效率和水平[5]。

二、BIM技术在住宅建筑设计中的应用

1、住宅建筑设计的现状

目前，我国住宅建筑在设计方面主要存在以下几个方面的不足，具体表现为：1）缺乏健全的法律法规和政策体系；2）缺乏系统、规范的设计标准体系；3）设计规划技术体系的高、新科技性严重缺乏；4）绿色节能住宅的设计意识严重不足；5）相关设计新技术、新科技的交流推广平台严重不足；6）城市中能源结构的分布缺乏合理性和科学性；7）缺乏严密、有效的行政监管机制。

2、BIM技术的应用实施

目前，在我国的住宅建筑设计中，对BIM技术的应用实施主要表现在三大方面，具体包括有：

1）建筑空间规划方面的应用实施

一般来讲，住宅建筑的空间特征主要包括三点，即交通流线、住宅造型以及周围景观。因而，在应用BIM技术进行空间设计规划时，要运用3D可视度分析法以及地形分析法对住宅建筑的交通流线、外观造型以及周围景观进行科学、综合、统一的设计。设计人员要实现勘察好施工现场的详细地形，并在此基础上借助相应的分析软件对土层结构、起伏变化、承重情况以及与住宅间的体量关系进行科学、准确的分析判断，规划和确定住宅外部的环境规划，从而为住宅建筑的整体3D信息模型的构建奠定科学、良好、正确的基础。简单来说，BIM技术对住宅建筑的空间规划步骤和内容为：地形分析和3D可视化分析（室内视野分析、规划可视度分析、道路可视度分析等）。

2）建筑节能环保方面的应用实施

随着社会环保意识的不断加强，人们对住宅建筑也增加了绿色、节能、低碳、环保方面的要求，因而，在利用BIM 技术进行住宅建筑设计时，必须要着重突出节能、低碳的设计理念，加强节能技术的设计应用。通常情况下，住宅建筑BIM模型的节能设计方法主要可以从三个方面来实现：①单体节能，即在整个建筑中大量的运用现代节能科技，将建筑物室内室外的各方面信息数据进行汇总整合，并按照特定程序进行模拟设置，使之形成一个系统、循环、综合的智能节能体系，包括充分利用太阳能、墙体储能、被动式致凉、喷淋屋面、绿化降温等等；②总平面节能，即利用相关分析软件对住宅建筑的实际外部环境进行智能分析和预测，并进行建筑平面设计的调整，以达到节能效果。如：规避风影区、开敞南空间、植土降温、规避恶性风流、充分利用树木屏障效应等；③基地规划设计节能，即在BIM模型中导入相应的环境分析软件（如GBS软件等），通过对住宅周围的阳光、风向、气温、树木等环境信息进行智能定位，模拟和设计出最佳的节能、低耗方案。

3）建筑模型构件制作方面的应用实施

在建筑信息模型中，模型构件是保证其构建成功的基础和前提条件，因此，设计人员在运用BIM技术进行设计时，要对各类建筑模型构件进行正确、精准、标准的数字化转变，实现从传统三维建模到信息建模的优化发展。目前，BIM技术对建筑模型构件制作的设计主要采用参数化模型技术，即将住宅建筑的体系结构按照不同的功能和性质划分为不同的模型图元（视图图元、模型图元、注释符号图元），而后分别对各类图元进行全面、详细、正确的参数设置（包括结构参数、材质参数、标高参数、施工参数等等），并结构住宅建筑项目的实际施工情况进行及时的参数修正，从而有效构建起建筑工程的给类整体图形信息（如住宅三维视图、楼顶平视图、楼层剖面图等），并明确各种非图形信息（如荷载标注、尺寸标注、符号、文字标注等），使住宅建筑的构造设计更加趋于立体化、直观化和真实化，进而更加保障和提高住宅建筑整体设计的切实性和质量性。

结语：

BIM技术是一种新型的高科技建筑建模方法，在住宅建筑的设计过程中，设计人员要积极的利用BIM技术进行建模，充分发挥BIM模型在整个建筑设计中的优势，简化和优化设计内容，不断提高工程设计施工的效率和质量，加强建筑节能设计，从而使住宅设计更加的直观、真实，有效推动和促进BIM技术在住宅建筑领域上的长效发展。

参考文献：

[1] 肖良丽,方婉蓉,吴子昊等.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].工程建设与设计,2013(01)

[2] 宋翔宇.论BIM技术在未来建筑设计应用中的技术难题与解决对策[J].中国证券期货,2013(08)

[3] 姬丽苗,管瑜,韩进宇等.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探[J].土木建筑工程信息技术,2013(01)

篇6

关键词：智能船舶；顶层规划；体系架构；标准化接口；集成展示

1背景分析

1.1依据与标准2015年5月19日，国务院印发了《中国制造2025》。这是我国部署实施和全面推进“制造强国”战略第一个十年的行动纲领，把“海洋工程装备和高科技船舶”作为需要聚集资源并实现突破发展的十大重点领域之一，并将集成化、智能化、模块化的重点配套设备及关键造船技术作为所需掌握的核心技术。2016年3月1日，中国船级社（CCS）编制的《智能船舶规范（2015）》［1］正式开始生效，该规范主要从智能船舶的定义描述以及主体功能（智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台等六个方面的功能），进行具体细化明确。

1.2基础与条件智能船舶的提出顺应了船舶装备发展与物联网技术应用的新潮流。首先，随着船舶装备数字化、智能化、信息化技术的持续发展与广泛应用，越来越多的设备具有可接入其领域局域网或船舶互联网的可能。其次，随着物联网概念的提出与相应技术的发展，基于现场总线、领域局域网、互联网等形式的数据采集、数据分析、应用开发、系统集成、集中监控、分析预警、辅助决策等信息技术得到充分发展并进而推广和应用。再者，随着减员增效及人性化需求的不断发展，无人机舱、中央集控系统、数字化桥楼系统等平台化的应用实现也获得逐步推广。

1.3现实的痛点物联网软硬件架构体系及实现技术现已基本成熟并得到充分验证和发展，但其相关标准及其应用还主要局限于分领域范围内，整个体系的标准化、平台化、融合化的向基础设施方向的发展进程较为缓慢。现阶段，船舶领域装备系统的智能化为有限智能（初级），其有效范围也仅限于各装备系统自身，船舶装备的物联网化发展进程较为缓慢，信息化水平较低，主要表现为以下几个方面：（1）信息孤岛效应明显。表现为主机、辅机、冷水机组等既有智能装备的信息接口开放度不够，信息的第三方应用集成与二次开发相对困难。（2）重复建设成本较高。表现为各类型装备硬件形式的应用终端在特定区域平台上的集中布置与应用实现、信号采集、通讯接口、资源部署、应用终端等的实现基本上都是相互独立的，系统建设的复杂度、重复性等其他成本较高，系统调整变更的实现成本较高。（3）数据接口的等级较低。表现为以硬点信号线为承载的报警点信号量偏多，以串口通讯、宽带通讯、光纤通讯等标准化接口及通讯协议为承载的应用开发还不够广泛。（4）智能化信息化应用的体系度还不够。比如：主推进系统中的主机、齿轮箱、可调螺距桨等的智能化监测与控制，与其辅助系统中的燃油驳运及分油系统、滑油驳运及分油系统、中央冷却水系统等的管理与控制，主、辅两类系统间的数字化智能化信息化的能力水平差距较大，基于相互间信息融合的应用不足。（5）信息化应用的层级水平还较低。应用范围仅限于现场总线级具有互操作能力的应用终端以及有限智能的软件交付，其故障预警与自诊断能力、故障处置的决策支持能力、维修保养的计划性管理与实时监测能力、备品件管理能力等智能化的应用实现还不足。（6）信息有效应用的形式较少。表现为用于支持复杂业务场景的信息融合与应用开发还非常欠缺，用于评价装备可靠性与体系能力贡献率的模型、框架及相互间逻辑关系的应用还没有。（7）平台化集成的实现等级还较低。集成方式仍主要体现为对各类型终端设备在统一物理平台上的布置位置的空间规划、优化与调整等，基于信息集成、应用集成、服务集成、网络集成的标准化客户端及网络服务的信息化数字平台还稀少。

1.4指导方法智能船舶的提出、研究与建设，就是要在既有数字化、智能化装备基础上，以及无人机舱、中央集控系统、数字化桥楼系统等平台化的应用实现上，借鉴物联网软硬件架构体系及其实现方式，借助成熟的计算机网络技术及其资源配置管理方法，适用性地提出船舶装备物联网及信息化应用的软硬件体系架构，定义相应的接口标准，并据此规划与部署相应的网络资源、进行相应的应用开发，突出对用户需求的调研、分析、挖掘、发现与实现，最终以网络平台环境下的基础资源及应用服务向广泛的用户提供权属范围内的业务支撑，促进装备信息的有效流动、科学管理、高效应用，使数字化智能化的船舶分装备向船舶装备物联网及信息化智能化协同化的应用体系转变。

2概念分析

2.1基本定义目前，英国劳氏船级社（LR）和中国船级社（CCS）都有针对智能船舶的描述。英国劳氏船级社智能船舶入级指导文件，定义了船舶自动化的程度，从AL1-AL6，分为六个等级，从设计到营运，针对每个等级的特征进行定义。相比之下，CCS的定义相对更具体。智能船舶系指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理、分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶，使船舶运行更加安全、环保、经济、可靠［2］。中国船级社（CCS）《智能船舶规范》，针对常规的轴系柴油机推进的运输商船提出有关智能的六大基本符号，概括为：i-ship（N）智能航行/Navigationi-ship（H）智能船体/Hulli-ship（M）智能机舱/Machineryi-ship（E）智能能效/Energyi-ship（C）智能货控/Cargoi-ship（I）智能集成平台/Integration智能船舶与常规船的技术差异主要是在常规船的基础上增设以下功能：（1）增加船端统一集成平台，实现船端各系统的互联互通，通过数据的综合分析和评估，提供辅助决策功能，同时通过船岸通讯实现远程监测。（2）船舶实现自主学习能力，并可完成部分的自主操作，通过加强岸端系统的建设实现对船舶的远程控制。（3）通过船岸港的一体智能化建设，船舶实现最终的无人驾驶，自主航行、自主靠港。基于以上定义以及相关功能组成，智能船舶是以用户需求及关键业务内容为牵引，将人性化、智能化的应用实现，贯穿于船舶平台设计、建造、运用、管理、维修等全寿命周期的所属产品、环境及体验的船舶系统的总称，包含物联网体系中的感知层、传输层、应用层等各层级领域内容［3］，并需要选用较为经济、高效、便捷、可靠的计算机网络及其资源为支撑，采用合理的接入、控制、承载、叠加、部署、认证和协同形式等，目的是以人性化智能化网络服务的形式实现对船舶系统及其装备的体系性信息描述及高效合理的信息使用。

2.2内涵分析智能船舶实现的物理平台是船舶，这是由其领域特性及服务对象所决定的，其人性化、智能化应用的首要目的是支持船舶系统所属功能性能的发挥。其实现形式及主要内容必然是围绕船舶系统领域范围内的相关业务内容而展开；其次才是对船舶系统辅助功能及相关应用的拓展。所交付的产品也是支持船舶系统相关业务需求的终端产品、应用环境、交互体验等。

2.3外延分析（1）智能船舶实现的基础条件是数字化智能化装备、物联网技术、计算机网络技术等，其相关技术与实现方式亦具有通用性、多样性等特点，在多领域、多系统的数据集成中需要做好“云与海”体系规划，在大系统的应用集成中需要做好分布式应用部署与虚拟化集中部署的体系规划，在多镜像系统中需做好数据的同步、缓存、更新等。（组成要素及硬件体系）（2）智能船舶实现的核心是以用户需求及关键业务内容为牵引，及以此为目的的对相关人性化智能化应用的技术实现及条件创造。简单便捷、智能高效、安全可靠的人性化交互界面、业务内容、应用环境的保障是用户体验的首要关注点，相关技术、设施、设备的应用是实现手段。（用户关注点及其输入条件）（3）智能船舶实现的关键是可用于指导智能船舶设计、建造的高可用性的开发框架及标准化的接口体系，包括硬件体系架构及其网络拓扑形式、软件体系架构及其业务逻辑关系、交互信息及通讯协议等。按照该框架、体系，总体负责单位就可以对分系统设备商和分系统开发团队形成有效的规定约束并开展相应的分工、协同，从而实现智能船舶设计建设过程的敏捷化和高效化。（系统框架及标准化接口）（4）智能船舶实现的工质是船舶系统及其装备的描述信息。通过对智能装备及其信息接口的开放和补充，对装备信息的数据采集、分析、管理、控制、消费等的应用开发，以及所需元数据库建设、数据中心建设、数据消费方式实现、软件开发平台建设、应用部署环境建设、人员身份信息及信息访问权限管理等，实现对船舶系统及其装备信息的科学、高效、合理使用。

（信息流是智能船舶的血液）（5）智能船舶实现的难点是基于业务逻辑的数据分析、数据挖掘、知识表示、知识完善、知识应用的底层领域应用开发。数据分析时，主要以基于既有知识及相关业务逻辑的特征提取，通过对数据的向上钻取，实现对系统状态空间数据在时间序列上的最大程度的降维与性能评价，并用以支持系统监控与运维管理等；当发生异常状态评价时，可基于特定的知识及业务逻辑，对数据进行向下钻取，实现对系统状态空间数据在时间序列上的最大程度的增维，通过对系统状态空间的可观性来支持辅助决策。数据挖掘时，主要以基于时间序列的统计分析、回归分析、关联分析、分类分析、聚类分析等方法为主，并且需要对所发现的知识特征以及奇异点等进行基于业务逻辑的分析解释，并采用计算机逻辑语言的形式为知识表示，进而将其补充到可供分析应用的知识策略库中。（中间产品及资源消耗）（6）智能船舶实现的亮点是基于用户需求及业务内容的人性化交互接口、信息聚合方式、消息推送服务等顶层应用开发，包括基于人员身份信息的单点登录、访问权限控制等。面向用户的顶层应用开发及其终端设备、平台环境等是支持用户完成特定业务内容的信息化交互接口，是智能船舶的外在表现形式，是用户体验获取与应用评价的直接对象，也是底层应用实现及数据产品消费并表现相应价值的承载主体。（终端产品及价值体现）（7）智能船舶实现的特点是基于接口的通用性、实现上的多样性、建设上的经济性，以及功能性能上的安全性、可靠性、稳定性，还有规模、内容、空间、时间上的扩展、延伸、变更、迁移、异构、演进等。其中，功能、性能的安全性是依靠相对独立的有限开放来实现，尤其是要求快速响应的领域系统或智能化装备，如船舶主机、发电机等的控制主要依靠于本地化的智能模块及控制器；建设上的经济性是通过接口上的通用性和实现上的多样性来保证，并构成为可扩展、变更的基础；空间上的延伸性包括感知层面有效节点的扩展、异构网络接入方式的扩展、传输层面信息隧道的应用与端到端信息镜像的管理等。（一般性特点、要求、关系等）

3顶层规划

3.1概念智能船舶实现的显著特征是智能，是在船舶设计、建造、运用、管理、维修等全寿命周期中将人性化智能化的应用需求实现；并将其集成到相应的终端产品、应用环境、系统平台中；具有友好的交互体验，对船舶系统相关业务的开展具有良好支撑作用。3.2顶层规划体系智能船舶实现的内在本质是对船舶系统及其所属装备相关信息体系的科学规划、正确描述、安全管理、高效使用的应用实现方式。在规划这套信息体系时，需要充分考虑现有的船舶系统，包括总体、船体、轮机、电气以及舾装等特征，能够对船舶系统及其所属装备的相关功能、性能、状态进行准确全面的描述和反映，并以网络服务的形式给出相应的评价分析、趋势分析、诊断分析、决策分析、管理分析或信息支持等。

4体系架构

4.1硬件体系架构与物联网体系的硬件实现相类似，在技术实现上，智能船舶的硬件体系也可切分为多个逻辑平面，可分为现场感知层、异构接入层、基础网络层、平台叠加层、用户接口层、平台环境层。其中，现场感知层主要由开放接口的智能装备及基于现场总线的感知网络、基于光纤的传感网络等组成，如用于船体健康监测的分布式光纤传感网络及其设备终端等；异构接入层主要是指实现对现场感知网络的协议转换并将其接入TCP/IP网络环境的设施设备，包括光纤、以太网、总线和无线接入的各种形式。基础网络层是船舶系统通讯实现的最基本方式，实现形式如以太网、光纤等；平台叠加层主要用于部署数据中心、基础应用服务器、Web应用服务器、加解密服务器、CDN服务器等；用户接口层主要为人性化智能化应用的终端设备，包括计算机工作站、桌面、移动终端等；平台环境层主要是指用以集成或支持终端设备的台体、电源、接入网及其他人性化的设计实现等。其网络拓扑形式可以概括为基于TCP/IP基础网络的泛在接入与无限扩展，包括处于网络前端的现场感知网络、处于网络中端的平台叠加层、处于网络后端的客户终端等。另外，对于岸船协同系统，其还包括数据中心相关内容的镜像迁移与管理等，以及所需的通讯隧道技术的应用。

4.2软件体系架构与计算机网络的应用实现相类似，智能船舶在技术实现上其软件体系可以分为数据采集层、数据分析层、数据管理层、应用层等。其中，数据采集层主要部署于异构网络接入节点并实现相关通讯协议的转换；数据分析层主要部署于专业化的数据分析、处理工作站，其配置有丰富的数据分析策略及相关应用，并可以向数据中心订阅相应的有待分析的数据源；数据管理层主要由数据中心或数据库及其管理工具来实现，实现对有效数据的存储管理、访问控制、消息推送等；应用层主要由分布式应用服务器、Web应用服务器等来提供应用服务，用户可以采用基于富客户端的网络服务或基于瘦客户端的Web服务来获取应用服务。其业务逻辑关系可以简述为：数据采集层主要用以支持底层业务数据的汇聚；数据分析层主要用以专业化的数据分析及领域范围内的数据逻辑解读，其产品输出是可供消费的有效数据、评价、决策等；数据管理层是数据存储、管理、访问、推送的中间层，可以隔离底层应用开发与上层应用开发之间的接口耦合关系，并且简化对海量数据的精准管理与有效控制；应用层是面向用户的网络服务实现，是对有效数据、评价、决策等信息的消费接口，也是网络服务与用户间的交互接口，并可以分为服务端和客户端，其表现层的实现方式还可以细分为MVC开发框架。

4.3标准化接口体系标准化接口体系的基础是模型语言与功能属性描述，表现形式是元数据及其资源库，模型对象库，以及模型对象间发生相互作用时所需的消息应用协议。其中，模型表述所需的元数据是有粒度的，具有自描述、自包含的特点，以及格式化、结构化的特点。模型对象之间的关系必须是面向对象（OO）的和具有实体关系（ER）的。采用元数据，通过可编配、可扩展的方式来结构化地定义各种信息模型的数据类型、组成结构、属性特点、数据格式、单位度量等，能使各种数据类型在其相应组成、属性、格式、度量等的描述与定义方式上高度一致，从而为跨系统集成与信息融合等提供有利条件，并降低数据分析、数据挖掘等的实现成本与运算复杂度，也为数据的存储、查询与使用等管理提供有效的技术手段。元数据信息模型的设计与生成，按照面向复用的原则，在中心数据库及其数据字典的统一环境下，采用自顶向下的细化设计，以及自底向上的编配组合。区别于传统的ER数据库信息模型的设计方法，元数据信息模型通常采用星形模型或雪花模型。这种基于细粒度的元数据信息模型的编配与组合方式，能够在特定的领域主题范围内实现数据库或数据仓库的范式要求，且体现了ER数据库信息模型设计的基本思想。由于领域范围内相应主题关注点的部分交叉，不同主题应用间的多个大粒度的元数据信息模型，会存在一定程度的信息冗余。由于采用在统一环境下的元数据信息模型的设计与生成方法，该部分冗余并不会导致信息在表述上的不一致。相反，其更有助于发现各分系统间的信息关联，有效促进信息融合与系统融合。且能使大粒度的元数据信息模型可以基于此逐渐生成并不断完善。面向对象的实体关系，即对象间接口关系，包括数据接口和功能接口两个部分，并可采用技术元数据与业务元数据分别描述。其在应用实现上可以采用SOAP、JOSN、XML等语言形式来表述。

5主要内容

5.1基于框架体系的设计、采购、建造依托于高可用性的指导智能船舶设计建造的开发框架及标准化的接口体系，总体责任单位就可以对分系统设备商和分系统开发团队形成有效的规约并开展相应的分工、协同，从而实现智能船舶在设计、建设、管理过程中的敏捷化和高效化，并且有效促进各类型装备、设备、设施向该框架体系的靠拢与发展。智能船舶的实施是一项综合性系统工程，在设计之初就应该根据船级社的入级要求从总体、船体、轮机、电气和舾装各专业综合考虑。以智能机舱为例，设计者除了要考虑常规船机舱的设备、系统、布置以及安装外，还应根据规范要求，综合利用状态监测系统所获得的各种信息和数据，对机舱内机械设备的运行状态、健康状况进行分析和评估，用于机械设备操作决策和维护保养计划的制定。对机舱内的主推进发动机、辅助发电用发动机、轴系的运行状态进行监测；根据状态监测系统收集的数据，对机械设备的运行状态和健康状况进行分析和评估；根据分析与评估结果，提出纠正建议，为船舶操作提供决策建议［2］。要实现这一目标，不但需要确定物联网系统的软、硬件框架，同时需要整理出数据采集和控制点的清单。为解决本文1.3节中列出现实的痛点，设计者需要和设备供应商进行充分的沟通和协商，整理出各个设备的数据接口格式、数据类型等。把有数据接口的设备数据利用采集终端转换成标准数据格式上传，设计者同时还应该对没有数据接口的设备增加传感器和采集终端。由于船用设备供应商多样性，这需要采购部门和供应商共同努力，对于相关设备尽量采用标准的数据接口。从短期来看，这些确实是阻碍智能船舶发展的痛点，但从长期来看则是大势所趋。另外，对于像主机遥控、监测报警、阀门遥控和液位遥测等本身就有控制台的设备和系统，应考虑从标准数据接口拿数据，减少或取消控制台，由应用层服务器统一显示和控制，将来甚至可以取消集控室或货控室，由数据监测和设备控制中心取代。

5.2能化感知系统的补充与完善随着船舶安全监测及人居环境评价等相关业务需求的发展，可以建设用以船体健康监测的分布式光纤传感网络及其智能化的设备终端，可以建设用以船体、设备、平台振动或噪声监测的感知网络。

5.3泛在接入的模块化标准化实现对于现场感知层异构网络，其数据定义格式、网络实现形式等的差异性较大，需要采用接口及协议转换模块来实现由底层异构网络向平台性基础网络的接入。采用模块化标准化的接口转换模块，并实现相应转换协议的自定义配置，这将是高效便捷的实现方法及应用模式。

5.4基于策略集的数据分析与补充策略集是对装备系统构成及其内部逻辑的计算机语言表述，这是由装备系统的构成原理、分系统间关系、人员认知水平等先验知识所决定的，对装备功能性能的描述与评价具有非常积极的作用。由于认知水平的发展，以及分系统间关系的变更等，策略集需进行相应补充、完善或调整。

5.5基于相关属性的数据挖掘与解释实现数据挖掘是需要成本的，这就需要采用较为经济高效的分析方法。而基于相关属性的数据挖掘则相对较为容易，对于其所产生的知识特征也较为容易判读和解释，对于有用的知识特征可将其补充到数据分析的策略集中。

5.6顶层应用开发及其终端设备以面向用户和需求拉动的方式来规划设计顶层应用，并且按照人员的领域特性及视角特点来规划信息实现，通过不同的信息聚合方式及上下钻取方式、导航方式等来提供人性化智能化的信息消费及应用服务。

5.7远程监控、诊断、托管等实现智能船舶实现所需的基础设施、网络资源、计算资源、存储资源、软件资源、应用资源等的订购、开发、建设、部署、应用等相对受设计建设时的资金预算、布置空间分配、使用范围及其体系性作用、可复用程度及其成本摊薄、智能化实现的软件能力及等级水平等条件所限制。因此，即使最先进的智能化船舶，其单船智能化程度在实现上也是受限制的，更为专业而复杂的业务功能，如领域性故障分析诊断、路径规划决策、方案优化设计等，需采用服务租用的形式，交付给相应的岸基服务中心来获取。通过相应的隧道通信技术、镜像管理技术等保证岸船间的准实时性和近似同步；相应的监控、诊断、托管等技术实现也是柔性化的，相应物理系统间的关系是自主化的；岸基服务中心的软硬件资源、知识库资源、专家库资源都是最优化的。

5.8特殊应用开发及其业务实现环境（1）船舶安全中心：火灾报警、疏散指示、防火门及防火风闸控制、风机控制、速关阀控制、水喷淋控制、CO2释放报警与控制、船体健康监测、舱室环境监测、船体振动监测等监控系统的开发与应用集成。（2）视情维修监测、决策、保障系统：基于装备系统构成与业务逻辑的故障分析、预警、告警、诊断、评价、决策的装备监控系统的开发与应用集成，以及基于设备维护保养规程的计划性维修提醒、基于设备实时监控与状态性能评价的视情性维修决策、备品件出入库管理及申报管理等智能化的管理软件。（3）完整性、安全性、可靠性能力评价系统：基于船舶系统间接口关系与业务逻辑的模型描述，以及对平台体系内相关能力的评估和体系贡献率的计算，并据此设计的评价推演软件或仿真平台。

5.9用户端无线接入与桌面集成的平台环境包括人性化的移动用户端的无线接入与单点登录方式，以及对工作站形式的桌面应用客户端主机及其显示器等的统一桌面集成，还有所需的网络管控、正常电源、应急电源、接地系统等平台条件、环境条件。这是智能船舶实现人机交互的宏观接口，是增强或改善人机交互体验的一个重要环节。

6集成展示环境

智能船舶集成展示环境的打造引领了未来船舶设计建造与装备使用管理的新方向。船舶系统的设计建造具有典型的集约性，从设计到交付的时间周期相对较短，而所需集成的设备设施却日益增多、日趋先进，以满足不断提高的功能性能要求。与此相比，智能船舶对于智能装备及其标准化接口、通讯协议的要求更严，系统实现的难度和复杂度更高。这就需要有较为成熟、经济、敏捷、高效的指导船舶系统进行装备集成的设计开发框架、标准化接口体系和总体责任单位，并可以采用推的方式来促进智能装备、智能船舶的应用实现。对于具体的船舶项目而言，其总体设计单位、总体施工单位基本具有唯一性，在此基础上引入智能船舶系统集成的总体责任单位可以形成更为专业化、系统化、标准化的业务分工与协同合作，并形成为船舶系统设计建造过程中高效运行推进的一种新形式。基于高安全性、可靠性、稳定性、经济性、可变更性、可扩展性、可演进性的软硬件体系架构，构建人性化智能化的数据分析、消息推送、应用开发、软件部署、配置管理、应用交互、辅助决策、监控管理的平台化应用集成环境，这是满足用户关于设备智能化集约化平台化管理、应对复杂业务场景、新功能新需求可以不断植入、变更实现较为敏捷经济高效的必然趋势与有效途径，并可以由该类型业务需求及其应用实现的不断丰富、完善与发展来拉动智能装备、智能船舶的不断发展。对于需要新造船舶的用户而言，智能船舶的集成展示环境实际上是用户各类型潜在需求及其应用实现的范例性成果展示平台。基于该平台，用户可以获取相关应用实现的感互体验，并对其作用、价值等作出合理评估，进而可用以指导自身的业务需求分析与选择规划，最终以菜单选项的方式完成对相关业务需求及其应用实现的快速配置。总体责任单位则可据此进行基于相关框架体系、标准接口、使用经验、应用范例的项目定制，对内外部产品及其配套厂商等进行合理计划、分配、跟进、管理等；可据此进行基于产品设计制造流程的资源配置、范例复制、软件移植等工作。

7结论

本文以实现智能船舶的应用为关注点，突出了用户需求及关键业务内容的牵引性作用，从顶层规划层面分析其在功能实现上的基本内涵和在技术实现上的主要外延；提出符合智能船舶平台化集成要求的软硬件体系架构及标准化接口体系，该框架可以敏捷经济高效地指导智能船舶相应规划设计、设备订购、船厂施工、分系统调试、大系统集成与信息融合等应用实现；指出用以支持智能船舶应用实现的关键技术及应用内容，确认智能船舶由概念走向实现的主要内容及基本方法；并论述了集成展示环境对于促进智能船舶推广应用的意义及作用。

参考文献：

［1］中国船级社.智能船舶规范［S］.北京：中国船级社，2015：1-39.

［2］龚瑞良，吉雨冠.智能船舶技术和无人驾驶技术研究［J］.船舶，2016（5）：82-87.

篇7

经过前期调研，公益性行业（农业）科研专项“西北非耕地农业利用技术及产业化”项目于2012年3月启动，由大宗蔬菜、葡萄、桃、食用菌等几个产业技术体系联手，从栽培基质、节水与生态、温室设计与建造、园艺品种选择、栽培技术、集成示范和市场研究等方面，设置了6个项目，从不同角度进行系统研究，并在主要区域设置示范点，希望摸索出园艺产业西移的配套技术模式和市场模式，给地方政府在生产上推广应用提供科学合理的技术模式。

由农业部规划设计研究院总工程师齐飞研究员主持的 “适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构和建造技术研究与产业化示范（201203002）”（简称 “西北非耕地温室结构与建造技术”项目，编者注）是“西北非耕地农业利用技术及产业化”项目设置的6 个项目之一。该项目于2012年启动的，旨在以工程技术研究为手段，以集成创新为特色，通过分析西北非耕地自然资源特点和影响温室设计建造等的相关因素，研究适合西北非耕地不同类型设施园艺生产的温室结构、材料、技术装备、配套基础设施和发展模式，提出适合在西北非耕地进行设施园艺安全、优质、高效、可持续生产的温室设计和配套建设标准化方法，显著提高非耕地上温室的技术经济性能、建造水平和抵御各种自然灾害的能力。在初步形成非耕地设施园艺装备技术体系的基础上实现产业发展模式的新突破，为西北地区转变农业用地方式、提高设施园艺产业竞争力与可持续发展水平提供装备技术支撑。同时，为我国非耕地资源的有效利用提供新的途径，有效增加全国耕地保有总量，提高食品质量安全水平，克服西北地区产业发展相关障碍，助推西北地区农业发展方式转变。

项目成果总体目标

项目采用先进的设计理念，以设施大型化、装备省力化、栽培无土化、管理智能化为设计原则，围绕温室结构、温室骨架、温室墙体、节能保温覆盖、主动蓄放热加温装备、应急加温设备、智能通风、抗风保温技术、室内省力物料运输、植株机械落蔓等设备开展联合攻关，研发出适宜日光温室的共性关键技术和适宜西北非耕地的先进实用技术，通过在西北非耕地示范点建造适宜西北非耕地设施园艺生产的装配式日光温室进行综合集成与示范。

项目实施内容与进展

项目实施以来，先后组成专家组赴宁夏、内蒙古、青海、新疆、甘肃、进行了西北非耕地区的专项调研，考察了当地的资源、环境，非耕地的利用现状和设施园艺发展现状，并召开专题交流会，全面了解西北非耕地设施园艺技术和装备现状；项目组成员赴世界设施园艺强国――荷兰、美国进行了温室技术发展现状和趋势调研。研制出了高强度、易装配、轻简化新型骨架；开发了以砂石、沙子、砂土等为建造材料的墙体结构；提出了优选的墙体复合砌筑方案；开发出适宜山坡地、沙地、砂石地的标准化日光温室结构。试制了复合墙体材料表观热导率测试系统；试制了墙体热流率测试系统；研究开发了保温被机械寿命试验设备；完成温室外保温覆盖保温性试验台改进工作；筛选出适宜西北非耕地日光温室的优良性能保温被；研制了日光温室内部水媒蓄放热系统和控制装备；试制了温室内物流设备；研制了保温覆盖材料安全卷铺装置；开发了基于遮阳和保温的低成本内拉幕装置；研制植株落蔓机械调整系统。分别在甘肃酒泉、青海德令哈、宁夏吴忠对上述研究成果进行了综合集成和示范，取得了较好的使用效果。

结语

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一、引言

随着改革开放程度的加深，英语教育已经普及，并逐渐尝试改变传统教育模式，发展更为国际化的英语教育，而多元智能理论的出现为英语教育带来了新的命题和尝试。高职英语教学为突出其自身特点及解决存在的问题，尝试在教学之中应用多元智能理论，以期改善教育效果，实现新的突破。

二、高职英语教学现状及问题

随着经济发展以及国际交流的加强，英语已成为普遍需要的技能。但我国高职英语教学并没有完全挣脱出传统应试教育的模式，仍存在许多问题和不足。学校方面英语教学环境建设不完善，没有提供一个供学生发挥交流的平台；此外对英语教学投入不足，无法营造一个英语学习的良好氛围，无法鼓动学生学习的积极性。教师团队方面，教师没有采取灵活新颖的教学手段，没有针对现状对课程结构做一个调整和把握，灌输式的教学方式以及照本宣科的教学内容无法调动起学生的学习积极性，教学效果不尽如人意；另外对于学生的个性及特点没有足够的关注，没有因材施教，容易挫伤学生的自信心，失去学习动力。学生方面，由于基础较为薄弱，英语水平也不尽相同，统一单调的教学模式下极易忽视英语的重要性，并丧失学习动力，甚至对自我水平产生怀疑。对英语应用程度不高，抱着应试的心态学习英语。

二、多元智能理论对高职英语教学的启示

多元智能理论的提出重新定义了智能这一概念，认为我们每个人主要拥有八种智能即空间智能、逻辑一数理智能、运动智能、人际交往智能、音乐智能、语言智能、内省智能、自然观察智能。多元智能理论给教育领域带来了新的启示，起初较多地应用于幼儿教育中，后来又推广至中学、大学乃至研究院，给教育带来了新的面貌，有着广阔的前景。

多元智能理论对于高职英语教学具有重要意义，并且在高职英语教学中具有具有较强的可行性。在多元智能理论的指导下，建立多样多元智能平台场所，改善教学环境，营造轻松愉悦的学习氛围。改变传统教材，选取更为实用、新颖的教材。以人为本，根据学生特点，找到发挥每个学生特长的教学方式，采取多样的教学手段，从听、说、读、写等多方面入手，激发学生多元智能的发展。

三、多元智能理论在高职英语教学中的应用与作用

1、改善教学环境与内容，营造多元智能下的学习氛围

每个学生有其自身的特质，根据多元智能理论，发掘出学生出众的智能方面，并根据学生所擅长的智能，建造不同的学习方式与环境。除了发展优势智能，多元智能的学习环境也有助于学生全方面的发展，有利于学生自身学习积极性的提高和个人能力的综合发展。环境对于语言学习来说本就是至关重要的，改变以往统一单调的学习环境，建造适合高职学生学习英语的环境，给予不同特性的学生不同的建议与引导，真正做到因材施教。

教学内容要求多样新颖，教师在制定教学内容时，需要站在多元智能的角度上去选择，选择的范围要广阔、选择的领域要多，不能只局限在某一个部分，素材的丰富会引起学生的更大的兴趣。另外，教师应多给学生自主学习的机会，如让学生选取自己感兴趣的方面进行讲解、展示等，会产生出不同的火花。语言学习中听、说、读、写方面，都可以根据多元智能的理论采取不同的训练方式，取得更为显著的效果。

2、丰富教学手段，建成多元智能活动平台

现如今出现了各种各样的教学手段，但实际去应用的教学手段很少。教师习惯性地运用传统式的教学手段，没有适应时展做出相应的改变。多元智能理论要求教师教学手段的多样化：例如空间智能要求利用多媒体、投影等设备，去给学生以空间上的学习体会，欣赏电影、观看图片等；根据音乐智能要求可以进行英文歌曲的演唱等；人际交往智能则可以通过举办各类英文比赛亦或者交流活动来实现，如英语角、英文短剧比赛等。像这样根据多元智能理论的内涵从不同方面去挖掘学生潜能，并给予学生英语学习的动力。

3、改变教学评价模式，实现多元评价

在以往的高职教育教学中，教育评价模式一直比较单一，即在评定成绩时只看重语言及数理逻辑部分。而多元智能理论应用在高职英语教学中就要求评价模式的多元化。也就是说，在对学生评定的时候，除了看到作业、考试所显示出来的部分外，更要关注到学生其他方面的动态，如学习态度、学习积极性、自我展现等。

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关键词：水厂建造 三维工厂设计系统 碰撞检查 模拟

Application of 3D Plant Design System in Water Plant Construction

Hejinjia、Zhengwei、Cuicunjie、Gaoguoxin、Chenyi

Nuclear Industry Research And Engineering CO.,LTD BEIJING SHUNYI 101300

Summary：3D Plant Design System, as an advanced design tool which is universally used in various industries around the world, can effectively improve design quality, reduce the site modification, integrate project management information and reduce the construction cost. 3D Plant Design System has been widely used in petroleum, chemical, nuclear power and ship building projects. However, most of the water plant construction projects that concerned with people’s livelihood are still remaining in 2D design level. This thesis analyzes the actual application effectiveness of the features of 3D technology for Water Plant Construction in China with reference to the successful application cases of 3D Plant Design System in large projects like nuclear power projects, and affirms that 3D technology has been playing an active role in the development of construction technology for water plants. Meanwhile, the thesis also makes a preliminary exploration for the development of digital water plant construction technology in China.

Keyword :Water Plant Construction,3D Plant Design System, Collision Detection, Simulation.

中图分类号：TU2 文献标识码：A

一、概述

三维工厂设计系统是目前世界上通用的先进工厂设计工具，对工程项目而言，它不仅可以缩短工程设计时间，提高设计质量、减少设计差错，而且能与工程采购，施工管理及水厂的运营维护形成一个整体。

国内石油、化工、核电、船舶等大型项目都选择了具有三维虚拟现实特性的三维数字化工厂设计系统，如PDMS、PDS、SP3D等世界主流应用软件，作为其工程设计的技术手段和设计管理手段进行项目的设计和项目开发。此项技术手段大大提高了设计及设计管理的效率，缩短了设计综合时间，减少了现场设计变更，使工程设计技术和工程设计管理水平跨上了一个新的台阶。三维工厂设计技术，在这样一个发展过程中起到非常重要的作用。在此基础上，各行业又将三维设计的知识成果延伸到工程建设管理和生产运行管理的各个阶段，特别是将三维工厂设计成果应用于业主工程管理阶段，如物料和设备采购管理、工程接口控制、工程形象进度控制、工程质量控制点管理以及现场施工组织设计、模块化设计、模块化施工等，这些技术的广泛应用大大地改善了业主和现场施工的工程管理水平，缩短了工程的建设周期，减少了现场工作的准备时间，协调现场各方的工作，获得了显著的经济效益和市场效益。而在工程运行管理领域，上述知识的成果则被广泛地应用于现场维修、现场隔离、维修空间的布置和规划、维修过程动作规划和路径规划、设备历史记录和管理、工程人员培训等多方面。

图1 某大型项目三维工程模型效果图及从模型抽取的各专业施工图

而我国的水厂建造大多还处于二维设计阶段，从建造到后期运行维护仍以二维化的施工图纸为依据，各类建造信息未能有效地集成，业主及施工方对项目建造进度控制能力较弱，项目建造过程中产生大量变更，导致水厂建造效率不高，成本增加。

水厂建造要提高安全性、经济性和质量性，一个关键的解决方案是从设计阶段就采用三维数字化技术进行设计，在三维设计数据基础上实现水厂设计、施工、调试、运行、检修整个生命周期的全过程管理，最大限度提高设计质量，降低设计、运行、管理、维修的各项成本，从而全面提高水厂的效益。

二、水厂三维设计系统的优势

协调性：

这个方面是水厂建造中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，例如泵房的结构设计与设备、管道布置设计，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，真正施工过程中，可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置，这种就是施工中常遇到的碰撞问题，三维工厂设计系统的协调就可以帮助处理这种问题，利用碰撞检查技术在水厂建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成碰撞检查报告，以便各专业间协调解决问题。

三维布置的模型能够直接进行碰撞检查，能够进行硬碰撞（实体碰撞）和软碰撞（考虑保温层、服务空间及安全距离）检查，能够进行自动碰撞检查和在线碰撞检查，碰撞提示方式要包括三维实体颜色变化等，并且要自动生成碰撞检查报告，报告内容包括碰撞类型、空间位置、碰撞对象的参数属性等。通过三维技术可以实现水厂建造过程中的零碰撞，减少了水厂建造中的现场变更率，有效地降低建造成本 。

可出图性：

目前市场上主流的三维工厂设计系统都具有用户自定义出图技术，能够从三维模型直接生成管道ISO图，管段下料图、材料报表，在出图时可以任意控制模型表达，如管道可以按管道系统或管径大小等任意属性直接表达为双线带中心线、或双线不带中心线、或单线等。能够对模型进行任意剖切。能够在高亮版本间差异。修改设计模型时图纸标注只需更新，不需重新切图、重新标准。能够与CAD进行良好的集成以满足所有出图要求。

开放性：

三维设计工厂系统开放程度高，易客户化，与其他软件的数据转换和接口也很方便，易于将各种格式元件库和等级库转为三维设计元件库及等表。

PID工艺及三维系统设计接口，PID能够进行水厂工艺系统、仪控系统设计，工艺系统包括泵、阀门、容器、管线等，并包含有压力、温度、流量、管径、壁厚及连接方式等诸多属性，容易生成满足要求的设备、阀门、管线等各种清单。

三维布置设计与PID工艺及仪控系统设计及电气系统设计高度集成，对多种不同的设计方案能够按需要生成多种不同的版本，并同时存在于数据库中。数据库要能够自动生成设计过程文件和设计文件所需要的各种清单和报表，并能进行动态可视化的二三维校验。

通过将三维工厂系统与计划软件的接口研究，可以将水厂施工建造计划作为时间参数加入模型数据中形成4D模型，用于施工进度管理控制，加强水厂建造的调控能力。

通过将三维工厂系统与应力分析的接口研究，将三维数据转化为应力分析计算命令流，避免人工编辑命令流的模式，形成先进的智能化应力分析模式，提高水厂应力分析工作效率。

易用性：

安装方便，便于管理，易用易学，编辑及修改容易。三维布置设计的模块为智能化特征，各工种能方便地根据本工种内不同的技术要求选取不同的部件。

软件智能化程度高，操作简单，使用方便，设计、修改功能强，包括具有图形编辑功能。

元件库和等级库是一切三维设计软件的基础，并且易于维护并可以通过交互式建模方式直接生成复杂元件。

模拟性：

在设计阶段，三维技术可以对设计中不确定的技术方案进行模拟实验，例如：不同专业间的安装顺序，安装方案，操作路径模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟等。

通过三维漫游技术对水厂整体进行动态浏览，在建造时期通过安装状态的不同设置异色显示，便于管理方掌握水厂建造进度状况。在水厂运行维护时期，可以利用三维技术提供虚拟现实空间，进行大型施工操作的模拟演示，为水厂的维修改造和人员培训服务，记录设备维修改造的信息，可以缩短水厂维修时间，延长水厂的运行时间，提高水厂的利用率。设备退役阶段利用三维模拟设备的拆卸，这些优势必将明显降低工程造价。

协同性：

三维设计系统中的异地协同设计技术，可以实现水厂三维设计网络并发多用户协作，也可以进行远距离数据共享和传输，远距离设计协调及施工配合。系统提供包括系统设计和布置设计的异地协同设计及管理功能，使本部、现场及设计、设备、施工分包商的项目工程数据实现中央管理、异地动态实时更新及协同一致。可以把按权限将项目数据分配到任务位置，如现场及设计、设备、施工分包商。可以设置同步时间间隔，自动传输异地间项目数据的变化，保持设计一致性。可以根据项目数据位置需要而配置网络地址，支持当地局域网连接和用户组的管理。支持离线设计，并可以项目需要时将离线设计数据同中央数据。提供安全检测，错误恢复，状态信息报告等功能。提供网络容错功能在网络中断时各地仍能继续工作，当网络恢复时，数据重新自动更新。

普及性：

国内化工、石油、造船、核电已经普遍使用了三维工厂设计系统，三维软件拥有广大的用户群和大量的实际项目应用经验，水厂的设计密度相比上述各行业都较为小，三维技术的优势可更好地发挥在水厂建造中。

长期性：

在水厂招投标时期，运用三维工厂设计系统便作为投标标准之一，在整个水厂建造过程中运用三维技术，并在建造完毕技术交底时将水厂的三维数据库及模型作为交底文件之一。包含水厂完整建造信息的三维模型，在后期水厂运行、维护时将到充分运用。

三、结论

三维工厂设计系统在市场上已有着成熟的技术运用及成功的应用案例，推行数字化水厂建造，将缩短现场变更的处理时间和周期，也可以减少施工单位的工作准备时间，加快水厂的施工进度；可以为业主和施工单位提供准确的设备材料管理手段，缩短采购准备和招投标的周期；与进度控制相结合，可以准确及时地反映施工安装进度，并可为投资控制提供准确的工程量计算；在质量控制上，可以提供准确的质量控制点清单和质量计划，保证质保工作准确及时到位；在设计审查和设计管理领域，可以提供准确的接口管理和系统移交管理；为施工单位提供施工组织设计的虚拟现实空间，从而大大提高工程管理效率和工作准确性，降低整个现场工程管理和施工单位的劳动成本。水厂建设是关系我国民生的关键项目，将先进的三维技术应用于水厂建设，有利于降低水厂建造成本，提高建造质量，实现水厂整体三维数字技术化，保障水厂的建造、运行、维护。

参考文献

王辉 郑雷 浅谈水厂工程建设质量管理城市建设理论研究 2012年第14期

陈享 浅谈城市某水厂建设工程的施工及管理 《中国城市经济》 2010年10期

戴一辉 刘强 核电站三维设计体系初探 《核工业自动化》2004年 第1期.

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“梦幻之屋”

坐落在沃特福德的这栋住宅，是由一家名为八TEGER的机构在英国政府的支持下建造的。建成之后，英国广播公司拍摄了一部名为”梦幻之屋”的影片作了详细的介绍，也为它带来了”梦幻之屋”的别名。

这是一个木结构的三层独栋建筑，底层有3间卧室，二层是起居室、餐厅等家庭活动空间，三层为书房和活动室。设备间设置在三层。由于采用了有效的能源技术，梦幻之屋可比传统建筑节能50％，节水约30％。

作为一个智能家居的示范住宅，7KTEGER梦幻之屋将大量”适用”的节能技术有机地结合在一起。在它的西南侧建有一个大型暖房，东北两侧安装了大面积的百叶窗系统，南向的斜坡屋顶采用玻璃幕墙，顶部安装有太阳能热水器。建筑物的基础采用再生物料的混凝土，外墙和地板均采用二次利用的旧材料，并尽量减少了混凝土等不可再生材料的使用。

在节能环保方面，梦幻之屋采取了许多已经得到验证的技术措施。大型暖房可以使住宅的热量不会轻易散发，还能够减低附近高速公路的噪音。这套住宅通过安装在地板下的热交换机提供所需的热量，而热交换机的热源主要由地热提供。地下热泵提供了整套住宅70％以上的采暖热量。太阳能热水器为住宅提供了主要的热水资源，小型风力发电机提供了通风系统需要的电力。这套住宅的生活用水和雨水都被收集起来，经过处理后再使用。

从居住科技的角度来看，梦幻之屋极为前卫。每个房间都提供了各种接口，用于上网、打电话和收看电视节目。这些通讯和娱乐系统，还有房屋智能控制系统等，通过一个loBT的内部局域网连接在一起，房屋的智能控制系统管理照明、供水、通风、保安、温度等几大模块，提供高度智能化的分级集中控制。

最值得注意的是，IXTEGER设计的梦幻之屋在充分节约了建造成本、日常使用的能耗和水资源的同时，较之传统住宅提供了更高的舒适程度，并且保持了低廉的、能够被市场接受的价格。这是该项目最大的成功之处。

何为INTEGER

IXTEGE'R源于1996年建筑师尼克‘汤普森和信息专家雅伦・凯尔在英国开展的一项运动。这个词的来源为Intelligent&Green和ItegratiOn两个部分，其含义也同样包括智能环保及整合资源两方面内容。

几十年来，随着地球资源消耗速度的增加，人类日益意识到环境保护的重要性。在住宅中，节约能源和资源已经成为共识。但是随着IT技术为代表的新技术的发展，人类已经逐渐掌握了有系统地有智慧地影响室内环境的能力， 而目前的状况是，大多数环保人士更多地关心环保问题，却较少重视环保与智慧化的结合。

IXTEGER是一个开放的概念，其目标是提升住宅的居住价值，是一场广泛而持续的为建设新的综合性生活平台而做出的努力。IXTEGER的努力方向包括住宅建设、配套设施、信息服务等有关个人生活的各个领域。其发展方向不仅仅局限在研究领域，而且更加注重实际内容。八TEGER的合作伙伴包括建筑、管理、环保、通讯、文化等一百多家商业企业。

IXTEGER的发展初期提倡变革住宅的设计和施工过程。由于智能化家居系统的引进，节能环保的概念得以更有效地服务于现实生活， 为居住者带来了更大的好处，使得八丁EGER的概念在英国获得了广泛认同，其设计建议获得了许多主流房地产开发项目的采用。第一个示范项目竣工两年后，在英国的6个地区已经兴建了60多栋”IXTEGER”小型住宅和公寓楼。其中7XTEFER切尔山项目获得了英国房屋素质测试最高分。

随着这些成功，1XTEGER开始作为一个独立的商业组织在全球范围内展开运作。在亚洲，香港市政府正在大力引进IXTEGER的建房理念，我国云南的INTEGER示范项目也已经落成使用。

住宅要节能更要智能

节能住宅的发展早已经超越了节水龙头、节能灯的概念。在现代的节能住宅里，水电暖通等子系统日益复杂，这些系统和传感器子系统等的发展已经开始令人工管理力不从心。

只有通过智能家居管理系统，居住者才能对所有住宅设备进行实时控制、远程控制和编程控制．只有管理系统具有相当的储存、分析能力，能够综合考虑气候、天气、房屋的入住情况、居住者的习惯等等因素， 自动地控制整套住宅设备系统的运作，节能住宅才能在保证舒适度的同时实现更加节能的目标，这也就意味着在满足节能标准的同时提供更舒适的居住体验。

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【关键词】成套电器一次方案设计；设计；专家系统

成套电器生产企业通过对用户提供的一次原理图的分析，确定成套电器一次方案的产品设计。此文以一种知识推理和实例推理相结合，进行成套电器一次方案的设计，运用实例推理改进系统原理图设计，建立了比较完善的专家系统的应用，能够在专家协助下更新知识库和实例库，实现了成套电器一次方案的分布式智能设计。同时，将用户需要的配电方案整理归档，成为与企业标准方案相类似的方案组，用排列图传递给企业的其他部门，进行元件采购、库存调度、框架结构加工以及财务资金调拨等工作。由于成套电器一次方案的排列图设计的速度和准确性直接关系到企业供货时间和产品合格率的高低，并最终影响企业整体的经济效益，因此，企业非常重视排列图设计工作。

1 专家系统在成套电器一次方案设计中应用的概述

专家系统应用到成套电器一次方案设计中是现代电器行业的一种智能程序系统，是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，应用于人工智能技术和计算机技术，根据某领域的专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的思维来解决问题，代替了人类专家来处理复杂问题。

研究专家系统在成套电器一次方案设计领域中的应用。阐述该系统的基本结构和设计思想 ，并利用优化目标的设计模型。应用本专家系统可大大缩短产品的设计周期，所设计的产品能够满足技术要求。

2 专家系统和设计模板技术

2.1 成套电器一次方案智能化设计的优点

专家系统在成套电器一次方案系统中的应用主要结合高、低压的原理、结构、性能和运行等方面的问题，对近年来出现的智能化电器进行了阐述；同时，对成套配电装置的各种电器元器件，合理的应用所使用的元器件性能及主要技术参数，准确得出电力系统的计算。

成套电器一次方案要实现排列图的智能化设计需要实现：设计功能模板技术和基于专家系统的设计向导。专家系统是人工智能的一个重要的研究领域，主要由推理机、知识库、知识获取和结果解释几部分组成。它有几个突出的特点：

不精确推理。它能在不确定、不完备的领域知识条件下演绎。

知识获取。可从外部世界获取知识，也可以从内部的演绎过程中机械地学习知识。

结果解释，它能对问题求解过程给出解释，使结构令人信服。比如：用户对电能的需要不是一个定值，功率随时间有高低起伏的变化，专家系统在成套电器一次方案技术系统中的应用通过加大系统的备用容量，通过措施控制，使得用户不会在一个时间内都向电源侧取得负荷，使得负荷曲线变得平滑。当电源发出的功率低于负荷要求的功率时，系统频率下降，不能满足50+-0.5Hz的要求，此时需要切除一部分负荷，增加发电机出力。

组成设计的专家系统是一种分类型专家系统，它最重要的两个部分是专家知识库和推理机。

2.2 专家系统设计技术

运用专家系统在网上资源及其教学方式，在成套电器一次方案设计的专家知识库技术的基础上，将复杂的的大量数据与专家知识有机地结合。使用专家系统的知识库，有强大的工程数据库为支撑，在工程数据的建立过程中就考虑到专家系统知识要求的事实描述，将构成专家知识的合集，在工程数据库中，避开操作大量图形数据，将对数据库数据的查询，将整个专家系统的知识系统理解为一个有向图，用结论等知识事实作为网络的结点，专家知识中，弧的起点是推理知识的条件，由弧和结点共同构成专家知识。采用这种方式，将一个复杂的专家知识数据对应一个语义网络图。图1是本文使用的语义网络图其中的一个部分，主要描述的是几个专家系统的规则：

（1）存在两段母线时，需要有联络柜。

（2）存在两段母线时，需要有母联柜。

（）两段母线时，需要在两段母线上分别加装一台PT柜。

图1 成套电器方案设计的语义网络示意图

专家系统拥有某一特定领域的大量知识和丰富的经验。在设计技术的问题上，电器专家系统通常有一套独特的思维方式，成功的解决困难问题，或向用户提出一些建设性的建议。专家系统程序有一个具有智能特点的计算机程序，它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。

3 专家系统在成套电器一次方案的资源与应用

以往，大部分的专家系统都是做为咨询工具来应用，回答疑难问题，提建议，并展现出一个合理的分析思路。但是现在随着专家系统技术的成熟，作为电器行业的重要指引来运用，对于这方面的研究也逐渐开始被人们所重视，例如，如何利用专家系统进行教学，关于专家系统的教学设计研究等。目前被大多数人认可的专家系统主要有两种：一种是通过专家系统应用，使人们充分体验到人类专家问题求解的思路和推理，这有助于提高人们的分析、判断和反思能力；另一种是让人们利用专家系统工具自行建造专家系统，包括知识库的构建。专家系统用自己的思维方式将原本零碎的知识条理化，并对其进行深层思考，在电器行业也得到深入的理解和一个学习建造自己的现实，至少是基于以往的经验来解释现实的。因此，一个人的知识是在个人经验、思维结构以及对事物的不断摸索的基础上形成的，建造自己的专家系统和有效的探究方式。电器成套系统的排列图设计采用数据库技术存储的方式，模板的设计非常简单，顺序给出标准方案的参数，形成数据库查询语句，在实现标准方案的自动选择上，将查询过程结果记录下来，可形成本软件的模板。

4 结论

一次方案排列图设计软件将智能化设计技术应用于成套电器一次方案排列图设计中，在模板等技术上提高了设计的速度，保证设计的准确性，这为企业实现快速设计和敏捷制造技术提供必要的技术支持，也为企业现代化生产的数据和信息提供依据。

参考文献：

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关键词：船舶企业现状；安全教育；分析与对策

与其他企业相比较，船舶企业85%以上的工程都采取外包的方式进行生产。船舶建造的从业人员除高级技工外，更多的是来自偏远地区的农民工。在行业划分方面，船舶建造属于“高危”行业。其作业环境复杂，作业强度大、周期长，易发生事故。农民工在进入船舶建造行业后，因接受、学习新事物的能力相对较差，使得船舶安全建造培训面临巨大挑战。为了保证船舶建造行业安全可持续发展，对农民工进行安全培训工作势在必行。

一、培训重要性研究

（一）培训是企业收益的保证安全培训从表面看都是资金的投入，短期内没有任何回报，但就长远而言，是企业发展的重要保证之一。企业在发展过程中，违规操作引起的事故会导致企业资金损失，影响工期。进行安全培训在有效地降低安全事故发生的同时，更能推动生产流程的智能化。

（二）思想层面的重视安全培训首先要在领导阶层引进重视，才能保证在企业内部有效开展。在进行安全培训教育时，领导层要身先士卒。领导层接受教育，从更深层认识到教育的重要性，员工接受教育的经费等便有所保证。其次是管理层。管理层是培训一般员工中的主力军，接受教育培训能够提升其对事故的分析、把控能力。管理层从思想上认识到培训的重要性，其培训员工的积极性、主动性就会被调动起来。最后是员工培训。员工培训最为重要的是思想认知。思想上对培训重视起来，他们学习就会主动、认真。

二、安全教育培训的基本情况

（一）行业对安全培训认识不足船舶建造中大部分企业的领导对安全教育培训工作不重视，导致在整个行业领域中安全教育培训无法达到应有的效果。员工培训时间不足，相关经费不到位使得大多数情况下安全教育都流于形式。

（二）培训走过场，缺乏实用性船舶建造行业安全培训面对的人群是企业新员工，培训内容为公司教育、车间教育和班组教育。培训内容笼统单一，结构划分不合理，人员覆盖面小。大多企业在对从业人员进行培训时采用的方式多为理论授课，没有实操性。建造从业人员中的特殊工种缺少针对性的安全培训导致整个安全培训存在的意义不大。

（三）外包从业人员缺乏安全操作培训船舶作业属于“高危”作业，愿意从事这一工作的人员大多为农民工。农民工文化水平整体偏低，想要通过简单的几节安全教育课程使其掌握安全操作技能不现实。大多数企业对农民工安全操作不重视，往往为了赶工期，对农民工进行简单的培训后就让他们单独工作，使得违规事故多发，不安全系数进一步加大。

（四）安全教育机制设置不全面通常情况下，企业都有系统的安全教育工程、安全教育培训计划，却往往忽略安全操作评价、考核机制的建立。实施培训计划可以使员工学到安全操作技能，考核机制不完善则导致员工的学习不扎实，对相关内容一知半解。建立完善的操作技能考核能够调动员工对安全生产的热情，使他们积极主动地去学习。

三、教育培训改革

船舶业的迅速发展对相关从业人员的操作技能等提出了更高的要求，企业在安全操作培训方面的投入也进一步加大。科技发展使得船舶制造相关设备更新换代，安全操作技术重要性进一步突显。加大对技术操作培训投入，在短时间内探索出一套行之有效的操作方法，是企业快速适应行业发展的必然要求。

（一）加大技能培训投资科技进步使得相关生产设备更加智能化，技术人员的操作要求则进一步提升。面对接受能力较差的农民工，企业在技能投资方面的力度要进一步加大，培训方式与内容要更具实用性。如：电焊工技能培训可以分为岗前培训与上岗后培训。岗前培训的要求是员工能够取得三类焊工的从业资格证。上岗后培训指他们步入工作岗位后继续强化技能，由三类焊工向中高级焊工方向靠拢。船舶建造整个流程的工种非常多，不同工种的安全培训方式各不相同，因此，安全培训要分门别类，即针对不同的工种制定不同的培训方法，不同教育层次的工人相关培训内容与方法也应有所区分。

（二）采取多元化培训方式船舶建造企业在安全培训方面除自我经验总结外，更要多学习国外的先进知识。企业可以聘请国外的专家对高级技师进行授课，或聘请他们在企业内部担任技术指导等，以促进内部发展。内部培训方面，可以多举办调动员工学习积极性的知识竞赛等活动，也可以与同类型企业进行技能比拼，以求共同前进。

（三）培训更具实用性安全教育培训最忌理论丰富，实操为零。安全培训课程可以在生产车间进行，以实际操作带动理论讲授，使整个授课清晰、直观。检验员工学习成果方面，建立操作考核机制，考核通过则给予奖励，考核不通过则扣除一定薪资。这样能充分调动员工的主观能动性，让其从思想深处重视安全培训，从而积极学习实践。

四、结束语

船舶企业要适应社会发展，要使质量与数量都得到进一步提升，安全教育不可或缺。船舶企业安全教育培训中存在着人员思想认识不足、培训方法缺乏实用性等问题，只有这些问题得到解决，企业才能更好地发展，整个船舶行业的发展才会得到更大的提升。

参考资料：

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安全控制性能高，是智能化楼层的另一大特征，其优势在于它突破了先前传统式的楼门和防盗系统，而是采用了更加先进的安全治理形式，这种监管形式是高智能、信息化的，比如自动化报警系统、电子操作的门禁设计等等。

建筑的警示性电气体系有关安全警示体系的设计，总共包括以下几个方面：1.防盗警报体系，现代化警报设施采用的是探测器，通过使用这种探测器，可以对楼房中每一个角落都进行检测，可以说检查得全面且准确无误。具体的操作程序是，如果在发现有不明身份的人员进入的话，此体系就会自动发出红外线，进而触及探测器加以警报，随之警报的命令就会传输到安全保卫处；2.火灾的预测体系，这种体系与上述的防盗系统原理一样，在检测到有火灾发生时，会因为感受到烟雾或是温度时，自动发出警报，随后再通知给物业检测人员；3.紧急情况的警报体系，它主要针对办公楼或是财务科，一旦这些地方出现紧急事件，就会有报警信息传达到管理部门。

智能建筑的房门报警系统分析构建智能建筑的高安全电气体系，至关重要的一点就是利用门禁技术，因此此项设计主要考虑的问题就是门禁的装置程序，要想具备完善的门禁体系，就需要了解门禁的具体构造和功能，以下内容就详细介绍。

房门报警系统组成结构房门警报体系的构成主要有五部分：门禁的监控体系，这一部分是决定此体系有效与否的核心环节，犹如人类的大脑，直接关系着警报信息的准确性和存储功能；指纹鉴别设施，顾名思义，这项设备是用来传输相关的信息，然后进行甄别的；卡片部分，其主要职能相当于传统钥匙的功能，在安全状态下解锁和解除警报；电子防控锁，其部分的工作原理是电磁理论，只有在断电的时候，门锁才可以自动打开，这样既节省了电能，还增强了安全性能；最后一个环节就是门禁的调控软件，这个软件的设计之处，一定要保证使其具备调控、管理以及检查的作用，在当今社会随着科技的发展，现已渐渐达到了远程监控、定位检测的水准。

设计报警体系的关注点关注点就是指建造此体系时要多加留意和重视的环节，这样的环节共有两个：电源和与体系相联系的部分。前者要注意设计的软件，能通过对信息的鉴别，来调控电源的开启或关闭，所以软件的认知性和识别能力要强，从而保证电源的持续供应；与系统相连的部分，具体指警报体系，一旦是触发了事故，务必保证门禁体系，能给出正确无误的指令，以此来保障建筑的高安全性。

门禁体系的作用门禁体系的作用主要有两个：1.日常的监管，简单来说就是工作人员和相关人员的进出权限，要保证管理有序，一卡一人进出有序，再者是进出的方式，一定要按照设计来执行，如果是卡片就要保证在使用卡片后才可以进入，或是其他的密码等形式要长时期的按章执行，如有修改必要时要给予提示，最后就是要对非此处的人员，要做好进出的记录，以便以后的查询留底；2.第二种功能是监视，通过门禁体系构造的监视软件，既能实现对出入人员的监视作用，还能在事故发生时，进行人为的监控。

结论

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关键词：低碳住区、规划布局、节能技术、环境配置、以人为本

当前，全球气候变暖已经成为人类生存和发展的严峻挑战，应对气候变化是当前乃至今后很长时间实现全球可持续发展的核心目标。中国作为《联合国气候变化框架公约》和《京东议定书》的缔约国，必须肩负保护全球气候的责任。

近年来，河北省发展低碳的脚步也越来越快。早在2006年河北省保定市就实施了“保定.中国电谷”战略，建造“国家新能源与能源设备产业基地”，并加大研究速度，于2007年启动“太阳能之城”建设，相继开展“蓝天”、“碧水”、“固碳”等城市生态建设，着重实施低碳社区、低碳交通等示范工程，在全市范围内开展新能源应用和节能环保工作。如今的河北省保定市已经有90%的主要路段、85%的游园绿地、包括全部的交通信号灯和部分居民小区已经完成了太阳能应用的改造。2008年，被世界自然基金会确定为中国低碳城市发展项目试点城市，同年，《关于建设低碳城市的意见》，使得河北省在全国率先拉开建设低碳城市的序幕。

当然，河北其他城市，例如：唐山市唐山湾新城、秦皇岛市北戴河新区、都被列为低碳示范城市。河北省将大力开展低碳城市发展模式理念的研究，积极开展低碳建设工作，推进节能减排、保护生态环境，全面发展河北省低碳城市建设。

1.河北省住区低碳建设的现状

河北省住区低碳建设还处于起步阶段，初具规模的低碳住区在严格意义上说还没有达到低碳住区的标准。目前河北省具有低碳住区特征的有保定市新世纪花园小区，该小区位于保定市高新技术产业开发区的中心地带，分两期建设，并于2005年9月全部竣工并通过验收。该小区在设计之初就确定了节能环保、健康绿色的设计理念，小区规划科学有序，小区整体感观恢弘大气。小区内各组团相对独立，建设风格独特，层次化、人性化园林景观设计自然流畅。小区公共设施齐备，共有地上地下停车场三处，自行车棚18个，幼儿园、会所、便利店、健身活动中心为业主的生活提供最大的方便，小区主要公共照明部分全部采用太阳能新能源技术，节能环保并建有小型太阳能光伏电站一座。

新世纪花园小区住宅布局合理，每户保证拥有良好的通风与采光，整体空间利用率高，墙壁保温隔音。该小区内庭院灯、景观灯和部分光热设施都已经改造完毕。每到夜晚，新世纪花园小区内的居民依旧能感受到“阳光”，小区中心花园中两个巨大的景观灯绽放着黄、红、蓝、粉色的灯花，脚下闪烁着各种动物造型的地砖灯，楼前楼后的绿化带里慢慢变换颜色的草坪灯，整个小区随处可见冷色调的路灯，而这些路灯都是太阳能灯。

除了保定新世纪花园小区，不久前廊坊为了应对气候变化，发展清洁能源，促进经济增长，初步建成了以“智能用电，引领低碳生活”为核心理念的样板示范智能小区。小区的智能用电采用高级测量、高效控制、高速通信、快速储能等技术，通过网络化综合智能控制和管理。

2.河北省住区低碳建设的问题

2.1.缺乏系统规划――住区与城市矛盾加剧

现有河北省住区在低碳建设上都有一个弱点就是不能从城市和区域的角度上宏观系统规划住区，只注重总体规划和城市地块用地分析，忽略详细规划，而管理部门只负责批地却不管住区所处城市的位置，城市环境与风向等对于住区的影响，以及住区对周围城市环境的影响。此外现有住区在规划设计中深度不够，规划布局单调或者规划布局不合理以及在规划布局中一味地套用标准住宅设计图纸，不加思索和分析，照搬城市住宅的设计方案，导致“千城一面，百镇同貌”，缺乏地方特色和以人为本思想。

2.2.环境配置滞后――环境与自然发展不平衡

河北省现有住区不少都占了大量的良田好地，把自然环境改变为人工环境，人为的影响和干预超出了生态系统的自我调节能力，打破了原有的生态平衡。此外，住区在规划设计过程中虽然容积率和绿地率能够满足规范要求，但是在绿地规划上往往犯一个“崇洋”的毛病。我们看上去的高档小区，都是种植一些高档林木，花费很多人力物力来养护，忽略了低碳住区环境的内在含义。

2.3.低碳技术落后――住区建筑耗能高

建筑低碳是个很重要内容，建筑业在二氧化碳排放总量上几乎占到了50%，光是这一比例就不得不引起我们的重视。现有河北省的住区有很大一部分是20世纪以前建造的，住宅单体在建筑设计中没有采用低碳设计理念，在建造过程中使用的建筑材料和建造手法相对落后不能达到低碳的要求，这就要求我们尽可能地改造该类建筑并且在新的住区建造过程中采用新型材料和技术手段，使之与低碳建筑接轨。

2.4.低碳思想不深入――公众参与积极性差

近年来河北省政府对于低碳住区建设制定了更为具体的措施和目标，把节能减排工作作为可持续发展和改善人民生活水平的重要内容。相形之下，公众的低碳意识和参与显得不够积极，虽然一些城镇的居民越来越对大气质量差、生活用水受到污染、噪音扰民等抱有怨言，但人们从未从自己身旁的小事做起。没有公众的积极参与，仅靠政府或某个组织强力推动，往往是事倍功半的。

3.河北省住区低碳建设的策略

3.1.合理规划布局――正确处理住区与城市的关系

住区用地规划选址对城市的功能布局、居住环境质量、城市建设经济以及景观组织等非常重要，必须慎重对待。我国优秀传统建筑文化的风水极为重视家居的室外环境，《阳宅十书》在《论宅外形》中国谈到宅与大地山河的重要关系：“人之居处，宜为大地山河为主，起来脉气势最大，关系人祸福最为切要。若大形不善，总内形得法，终不全吉。”即是说，人的居住所在首先要与大地山河相协调，即使住宅内部很得法，但如果外部环境选择不当的话，终究不能称得上好的住宅，因此，住区用地的选择是非常重要：

首先，具有良好的自然条件

住区在规划选址时应当注意选择适于各项建筑工程所需要的地形和地址条件的用地，避免不良条件的危害。

其次，正确处理住区用地与城市的关系

住区的选址在城市中的位置对于住区低碳建设有重要意义，这就关系到住区居民公共服务设施是否健全和外出交通是否便利，从而涉及到住区是否能够在居民服务和交通方面达到低碳标准。居住用地的位置应当合理地考虑城市主导风向，根据住区规模配备适宜大小的公共服务设施，合理组织城市交通与住区交通的联系，较少居民出行次数和距离，从而减少住区对城市环境的影响，从规划意义上达到低碳。

最后，合理的住区布局

住区布局对于住区碳排放影响很大，住区在规划设计阶段应对正确的组织住区内建筑与环境的合理配置，正确选择建筑朝向，使得住区建筑在冬季获得更多的日照而在夏天避免强烈的光照。

3.2.适宜配置环境――促进住区环境与自然和谐共处

根据住区的功能组织和居民对绿地的使用要求，采取集中与分散、重点与一般、点线面相结合的原则，以形成完整统一的住区绿地系统，并于城市总的绿地系统相协调。充分利用自然地形和现状条件，尽可能利用住区内劣地、坡地、洼地进行绿化，以节约用地，对住区内原有绿地、湖河水面等应加以保留和利用，节省建设投资。合理选择和配置绿化树种，力求投资少，收益大，且便于管理，既能满足使用功能的要求，又能美化住区环境，改善住区的自然环境和小气候。

3.3.引进先进技术――减少建筑单体碳排放

住区建筑设计应当注重能源的高效节约化和能源的循环使用，注重对未使用能源的收集利用，排热回收，节水以及对二次能源的利用等。在建造时使用耐久的建筑材料，使用环境友好型材料，尽量应用地域性的自然建筑材料以及当地的建筑产品，避免材料的二次运输。

对于低碳建筑节能的技术手段主要体现在：

首先，建筑墙体节能技术

在住区建筑低碳建设前提下，发展高效保温节能的外保温墙体是节能减排技术的重要措施之一。复合墙体一般用砖或者钢筋混凝土作为承重墙，并于绝热材料复合，或者用钢或钢筋混凝土框架结构，用薄壁结构夹以绝热材料作为墙体。外保温墙体主体墙可采用各种混凝土空心砌块、非黏土砖、多孔黏土砖墙体以及加气混凝土等。

其次，门窗低碳技术

在建筑护结构中，改善门窗的绝热性能是住宅建筑节能的一个重要措施，包括：严格控制窗墙比、改善窗户的保温性能减少传热量，以及提高门窗制作质量加设密封条，提高气密性减少渗透量。

再次，屋面低碳减排技术

屋面保温层不宜选用容量较大、导热系数较高的保温材料，以防屋面重量、厚度过大，也不宜采用吸水率较大的保温材料，以防止屋面湿作业时保温层大量吸水，降低保温效果。屋面保温技术可以采用聚苯板保温层面、再生聚苯板保温层面、架空型岩棉板保温层面、架空型玻璃棉保温层面等多种屋面。

此外，达到屋顶低碳还可以采用屋顶绿化设计，涵养水分，调节局部小气候，此做法具有明显的降温、隔热、防水作用，同时还减少了太阳对屋顶的直射，从而延长屋顶使用寿命，美化住区绿化环境，节约能源，减少住区碳排放。

3.4.树立低碳思想――引导公众积极参与低碳活动

有人说：低碳就是要节约，不能开空调，不能开汽车不能乘电梯，这是人们对于低碳生活存在的误解。我们提倡的低碳，并不是降低生活质量，而是在保证较高的生活水平的情况下，减少能源的消费和碳的排放。树立住区居民低碳减排的思想，对于低碳住区建设意义十分重要，低碳减排思想是一种环境保护意识，也是一种科学的生活态度，任何节能、防治污染、保护环境的行为，都是对低碳生活的贡献。

4.结语

河北省低碳住区发展还处于起步阶段，所以提到低碳不能单纯考虑到住区建筑或者是建造技术等单一方面，更应该从规划入手，全面考虑住区生命全周期内碳排放的问题，合理选择适当的开发策略和建筑技术，才能建造出真正的低碳住区，提高河北省城市可持续发展的能力。

参考文献：

1.刘立均、王婷低碳理念下的居住区规划初探《山西建筑》第36卷第28期

2.李建明、孙正、祝大勇保定市经济发展方式变迁及效应评估――对低碳城市发展动力的探寻《理论界》2011年04期

3.王凯江、闫洁五大系统改造成就阳光生活――保定新世纪花园太阳能应用示范《城市住宅》2008年05期