時間：2023-08-24 17:02:09
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關鍵詞：高職教育 建筑智能化工程技術 校園跟崗
一、學院對建筑智能化工程技術人才培養(yǎng)的思路與舉措
高職院校的人才培養(yǎng)以崗位實踐能力培養(yǎng)為主線。在人才培養(yǎng)方案中，必須注重課程技能性、實踐性和職業(yè)性的內(nèi)容。筆者學院于2012年在電子工程系開設建筑智能化工程技術專業(yè)，每年招生80人。專業(yè)發(fā)展緊跟東莞智慧城市建設步伐，對接智能樓宇管理師職業(yè)標準，重點培養(yǎng)符合智能樓宇、智能工廠和大型社區(qū)智能設備維護和管理需要的建筑智能化行業(yè)高素質(zhì)技術技能人才。建筑智能化工程技術專業(yè)涉及學科多、應用技術廣和產(chǎn)品繁雜，對實踐教學環(huán)節(jié)要求很高。學院為此專業(yè)建設了電子技能實訓室、電工實訓室、單片機實訓室、組態(tài)技術實訓室、PLC實訓室等電子工程系各專業(yè)共享的基礎實驗實訓室。專業(yè)實訓室的規(guī)劃建設獲得學院全面支持，建筑智能化綜合實訓室獲2014年中央財政第四批現(xiàn)代職業(yè)教育質(zhì)量提升計劃專項資金資助160萬，建筑智能化工程實訓室獲2013年東莞市財政資助263萬。專業(yè)實訓室實現(xiàn)建筑智能化各子系統(tǒng)的獨立性、聯(lián)動性、開放性和綜合性系統(tǒng)應用，滿足實踐教學、職業(yè)訓導、應用開發(fā)、培訓與職業(yè)技能鑒定一體化需求。在教學團隊建設方面，教師結構合理，“雙師型”或“雙師素質(zhì)”教師比例適中，專任教師有6人，副高職稱1人、中級職稱5人，兼職教師有3人，具有智能樓宇管理師二級職業(yè)資格7人、智能樓宇管理師三級職業(yè)資格2人，皆獲智能樓宇管理師（三級）考評資格。
雖然專業(yè)的各項教學條件能滿足培養(yǎng)學生專業(yè)領域實際工作基本能力和基本技能的需求，但是要全面提高學生的職業(yè)素質(zhì)，僅完成課堂上的教學內(nèi)容并不夠，達不到學生滿意就業(yè)、企業(yè)滿意用人的目的。校外跟崗實習是促進學生職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)提高的一種行之有效的途徑。然而，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，企業(yè)迫切需要大批掌握本專業(yè)技術應用的技能型人才，不再歡迎沒有掌握專業(yè)關鍵技能的實習生或技術不熟練的畢業(yè)生。為了更好地滿足校外跟崗實習企業(yè)的要求，讓學生的知識和能力更好地與崗位相適應，讓學生順利地開展校外跟崗實習以及學生在畢業(yè)后能更快地適應工作崗位，筆者學院在建筑智能化工程技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案中設置在校園跟崗工作的新課程，在與專業(yè)相適應的職業(yè)環(huán)境中進行實訓教學，讓學生學習解決實際問題。
二、課程建設與實踐
1.校園資源整合
建筑智能化工程技術專業(yè)涉及的學科領域較多，也受地域和資源等的限制，與專業(yè)對口并能全面讓學生體現(xiàn)建筑智能化工程技術工作崗位的企業(yè)并不多，能夠接收非畢業(yè)班的學生以低門檻的要求進行有償報酬跟崗實習的企業(yè)更加少之又少。幸運的是建筑智能化工程技g與校園內(nèi)日常工作和生活聯(lián)系緊密，而筆者學院是一所新建的現(xiàn)代化、信息化院校，具有面積大、類型多、智能化水平高的特點，涉及建筑、電氣自動控制、通信網(wǎng)絡、安防、消防等方面，建筑智能化工程技術專業(yè)相關知識和技能在校園內(nèi)的應用比比皆是。結合學院自身發(fā)展的優(yōu)勢，通過優(yōu)化整合學校資源，拓寬實踐條件的建設渠道，最大限度地實現(xiàn)資源共享，多方聯(lián)合組建成利益共同體，為建筑智能化工程技術專業(yè)學生在校園內(nèi)搭建工學結合的學習平臺，營造真實的職業(yè)環(huán)境。
2.課程設置
校園跟崗課程側重共性職業(yè)技能，理論以夠用為度，要求學生在校內(nèi)相關部門跟崗，跟崗的部門包括后勤管理處、產(chǎn)業(yè)中心、教育技術中心、保衛(wèi)處、實訓中心、電子工程系等。學生在第二個學期進行分組分崗位，在第三個學期開展課程（見表1），工作任務包括建筑、電氣、通信網(wǎng)絡、安防、消防等系統(tǒng)的檢測、維護和管理（見表2）。根據(jù)各部門的實際需要按時間上崗工作，共需完成52學時，實現(xiàn)上崗即上課、上課即上崗。任課老師由專業(yè)老師和跟崗部門的指導老師組成，跟崗部門的指導老師為所在部門的職員，主要負責工作任務的規(guī)劃和分配，以及按工作時間對學生進行考勤。專業(yè)老師主要負責按學生的工作時間表進行檢查監(jiān)督，與學生交流、總結。課程考核由專業(yè)老師和跟崗部門的指導老師共同對學生進行評價，通過考核者即修滿此門課程的學分。
3.課程實踐
校園跟崗課程融合了技能性、實踐性和職業(yè)性，在校內(nèi)相關部門分時間分任務進行跟崗。在后勤管理處、產(chǎn)業(yè)中心，由于學生不具備電工上崗證，不能安排現(xiàn)場作業(yè)，主要負責全校建筑的水電運行監(jiān)測與控制以及建筑失修情況記錄、協(xié)助工程項目管理，如工程圖繪制、招投標文件管理、現(xiàn)場施工檢查等。在教育技術中心，學生主要負責全校多媒體教學設備、網(wǎng)絡、固定電話等的維護和管理，對基本的設備或線路突發(fā)問題進行檢修等。在保衛(wèi)處，學生主要負責全校的門禁、視頻監(jiān)控、防盜報警、校園廣播系統(tǒng)的維護和管理，協(xié)助校園安保人員調(diào)取錄像資料，對基本的設備或線路突發(fā)問題進行檢修等。在實訓中心和電子工程系，學生主要負責實訓室和實訓耗材管理，對基本的實訓設備故障進行檢修等。
在課程開展的過程中，學生、專業(yè)老師、跟崗部門指導老師三方共同完成校園跟崗課程檢查登記表，如表3所示，重點記錄工作過程中相應專業(yè)問題、學生及部門反饋的問題等，對一些典型的現(xiàn)場問題附上照片和相關過程記錄資料。要求學生針對實習情況填寫相應專業(yè)問題的認識和收獲，老師及時批閱。專業(yè)老師在這些過程資料的基礎上整理出《建筑智能化校園跟崗指導書》，指導書分三個部分：熟悉環(huán)境、融入崗位，熟悉業(yè)務、提升技能，熟悉崗位、探索經(jīng)管，為課程提供指導、規(guī)范、借鑒參考，讓學生互動溝通。
校園跟崗課程以培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)為目的，改變傳統(tǒng)課程過于注重知識傳授的傾向，強調(diào)學生形成積極主動的學習態(tài)度，使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成價值觀的過程。課程中所分配的工作任務難度適中，學生能較快地掌握基本工作技能。專業(yè)老師全程指導學生的校園跟崗過程，幫助學生使用專業(yè)理論聯(lián)系實際，加強專業(yè)技能和理論知識學習，使知識系統(tǒng)獲編排更新，提高工作的積極性。專業(yè)老師全面深入指導，學生在不同崗位會遇到不同困難，師生共同總結問題，共同討論解決方案，處理問題的能力、突發(fā)事件應變能力獲得提升。學生不僅在專業(yè)技能上獲得提高，而且在專業(yè)綜合素質(zhì)和職業(yè)可持續(xù)發(fā)展上奠定基礎。
三、存在的問題及思考
校園跟崗課程的人才培養(yǎng)質(zhì)量和學習能力目標明確，注重理論聯(lián)系實際，取得了一定的教學效果。但課程的建設時間較短，在過程管理和質(zhì)量監(jiān)測方面還不完善。能力較強的學生對重復性勞動容易感到厭倦，需建立科學的管理和指導方法，如擬以技術方向分為若干模塊，讓學生主動去發(fā)現(xiàn)和解決問題。保障體系還有待完善，需要解決崗位定選、崗位輪換機制和各跟崗部門的反饋不及時等問題。
問：我身邊有不少朋友認為，只吃牛奶、米粥、蔬菜汁之類的流食就怎么也長不胖。請問是否天天吃流食，不吃其他食物就能達到減肥的效果？
答：在相同重量的情況下，把食物加工成流質(zhì)的形態(tài)要比固體形態(tài)熱量更低，比如一碗粥的熱量肯定要低于一碗米飯。這是因為粥里加了很多水，而水只會在胃里暫時起到填充作用，不會給身體增加能量，無法讓人長胖。所以，那些“喝涼水都長胖”的人，很可能在喝涼水的同時吃了太多食物或是運動過少。
既然流食熱量相對較低，會不會有助于減肥呢？這要看吃的是什么樣的流食。把水果、蔬菜榨汁來喝，永遠給人喝水的感覺，飽腹感大為下降，反而會攝入過多的糖分。對粗糧豆類而言，做成流食體積會變大，消化吸收率也會提高，有利于減肥。此外，牛奶和豆?jié){雖是液體，但飽腹感要比米粥強很多，所以想減肥的人在饑餓難忍時，不妨喝上一杯牛奶或豆?jié){，填飽肚子的同時也不會給身體增加太多能量。
雖然米粥、牛奶、豆?jié){等流食對減肥有利，但天天只吃流食，營養(yǎng)很難達標。因此，一周內(nèi)有一兩天單吃流食未必不可，但不宜更頻繁。吃流食之外，一定要配合蔬菜、豆制品、肉類等食物，才能保持營養(yǎng)均衡全面。比如，晚上以粗糧粥來代替米飯之類的主食，配上少量蔬菜和豆制品，不但能改善口感，幫助人們攝入更多的纖維和礦物質(zhì)，還能減少能量攝入，從而達到控制體重的目的。
手抖就是帕金森病嗎？
問：手抖就是帕金森病嗎？
答：帕金森病是一種中老年常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。主要表現(xiàn)為患者動作緩慢，手腳或身體其他部位的震顫，身體失去柔軟性，變得僵硬。我國的帕金森病患者目前已達200多萬人，占老年人口的2%左右，也就是說100個老年人中就有兩個是帕金森患者。
手抖的確是帕金森病的癥狀之一，但并非手抖一定是得了帕金森病。許多人把手抖和帕金森病畫上等號，這是不科學的。引起手抖的原因很多，如特發(fā)性震顫、甲亢、焦慮、心腦血管的疾病等。事實上，人們常說的手抖在醫(yī)學上被稱為震顫，它是帕金森病最常見，也是最容易被發(fā)現(xiàn)的癥狀。除了震顫外，帕金森病患者還會有隨意動作減少、主動運動緩慢、面部表情呆板等癥狀。
震顫、運動遲緩、肌強直和姿勢平衡障礙，如果出現(xiàn)以上四種癥狀中的兩種，就需要考慮帕金森病了。
知道得了帕金森病一定要及時就醫(yī)，在醫(yī)生指導下進行治療的患者，絕大多數(shù)能夠延緩病情的發(fā)展。此外，帕金森病患者要加強肢體功能鍛煉?；剂伺两鹕〔⒉灰馕吨c運動說再見，積極恰當?shù)倪\動既可預防便秘，又能改善心情、有助睡眠。出現(xiàn)運動障礙的患者也可在醫(yī)生指導下進行。
綠豆會降低藥效嗎？
問：夏天到了，綠豆湯是常見的飲品。有人說服中藥期間不要吃綠豆、喝綠豆湯，因為綠豆有“解藥”的作用，也就是會降低藥效。這種說法有根據(jù)嗎？
答：長期以來，民間流傳有綠豆能解中藥的說法。這種說法的來源，是明代李時珍的《本草綱目》記載，綠豆能解藥中金、石、砒霜、草木諸毒。《中醫(yī)大辭典》中藥分冊認為，綠豆解烏頭、附子、砒石等藥毒、酒毒及鉛中毒、1059農(nóng)藥中毒。由此可知，綠豆可以解的是藥物與食物中的毒性，而不解藥性。
不過，這也不是說服用中藥時可以隨意食用綠豆。中醫(yī)認為，綠豆性味甘、涼，入心、胃經(jīng)，有清熱解暑、解毒消腫之功，為夏日解暑除煩，清熱生津之佳品。在服用黃連、黃芩、黃柏、大青葉、板藍根、牛黃、金銀花、石膏等清熱類中藥時，與綠豆同服，可起到相輔相成的作用。在服用人參、黃芪、肉桂、附子、丁香、高良姜等溫補類藥物及桂枝、干姜、細辛等溫經(jīng)散寒類中藥時，未經(jīng)醫(yī)生許可，不要擅自服用綠豆，以免降低藥效，影響治療效果。
甘草可以泡茶喝嗎？
問：甘草泡水可以長期喝嗎？
答：夏季氣候炎熱，人體代謝旺盛，易產(chǎn)生火熱證，很多人都喜歡用甘草泡水代替茶水喝，認為可清熱解毒，就不注意用量，這種做法不利于健康。甘草的確有補中氣、潤肺止咳、緩急止痛等用處，而且和藥物配伍還可以調(diào)和藥性、解毒。甘草雖好，但卻有藥物的偏性，這種偏性用得合適可以治病，不合適的時候就是“毒”，例如甘草服用太多會引起水腫；長期服用，可能引起血壓升高、肝功異常等副作用。專家建議，不要把甘草當茶飲，最好要在服用前咨詢一下醫(yī)生。
何時曬太陽才能有效補維生素D？
問：大家都知道曬太陽可以補充維生素D，但是夏天陽光太強烈，很容易曬傷。應該選擇在什么時間曬太陽最有效又不會曬傷呢？
答：因為紫外線波長的原因，早上9時前以及17時后，是曬太陽的“黃金時間”，這時的紫外線波長能夠很好地幫助維生素D的生成。其他時間的太陽，曬久了很容易導致皮膚曬傷。嬰兒曬太陽，應在在早上9時前抱回家，不能直射，要在樹蔭下，夏天穿個肚兜就足夠了。
如何自制松花蛋？
問：我一家都很愛吃松花蛋，但是最近電視上曝光有些不法廠商用有毒原料制作松花蛋，讓我對市場上出售的松花蛋很不放心。請問如何自制松花蛋？
答：在家中制作松花蛋，方法其實并不難，有興趣的不妨一試。
加工松花蛋的主要原料是鮮鴨蛋，有些地區(qū)也用鮮雞蛋。為保證松花蛋的質(zhì)量，加工前必須通過照光和敲驗，對鮮蛋進行逐個檢驗和挑選，選擇新鮮、干凈、無水濕、無糞污的質(zhì)量合格蛋。制作松花蛋的輔料有純堿（無水碳酸鈉）、生石灰（氧化鈣）、食鹽、紅茶、草木灰等，此外還有包料黃泥和谷殼等。
原料：生蛋100個，食鹽150克，生石灰150克，純堿50克，紅茶適量，草木灰70克，稻殼適量（或用高粱殼、草灰代替），清水適量。
1.將生石灰碾成粉后過篩備用。
2.將清水、紅茶、食鹽放進鍋內(nèi)煮沸，再倒進放有生石灰粉、純堿、草木灰的缸內(nèi)，攪拌均勻，使成糊狀，然后用其包蛋。須注意的是，操作時必須戴上手套，防止烈性堿損傷皮膚。
3.包好的蛋放在稻殼上來回滾動，粘滿稻殼后放入另外的缸中。
關鍵詞：智能照明系統(tǒng)；EIB系統(tǒng)；控制；節(jié)能
英文摘要：EIB system makes lighting, dimming, blinds, scene control, electricity load control, security, intelligent heating system and become a complete bus system, which can automatically adjust based on the state of the bus equipment changes in the external environment, to safety, energy conservation, human effects, and can increase or modify the system functions according to user's requirements in future use.
中圖分類號: TU113.6
長期以來，智能照明在國內(nèi)一直被忽視，大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式，部分智能大廈采用樓宇自控（BAS）系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但也只能實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關功能。相比之下，智能照明系統(tǒng)體現(xiàn)出強大的優(yōu)越性，它在智能建筑中的應用越來越廣泛。
智能照明控制系統(tǒng)，就是根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時間、室外光亮度或該區(qū)域的用途來自控制照明。其中最便捷的一點就是可進行預設，即具有將照明亮度轉變?yōu)橐幌盗性O置的功能。相對商業(yè)樓宇而言，大學校園里的大功率動力和制冷設備比重較少，照明燈具則相對比重更多。使用照明控制系統(tǒng)，更能體現(xiàn)其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢，提高學校的科學管理水平。校園的建設也要適應網(wǎng)絡時代的發(fā)展，引入智能化的概念。
智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)越性
1.1 達到良好的節(jié)能效果，延長燈具壽命
節(jié)能是照明控制系統(tǒng)的最大優(yōu)勢。傳統(tǒng)的樓宇公共區(qū)域照明工作模式，只能是白天關燈，晚上開燈。而采用了智能照明控制系統(tǒng)后，我們可以根據(jù)不同場合、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，把不必要的照明關掉，在需要時自動開啟。同時，系統(tǒng)還能充分利用自然光，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)照度。
1.2 改善工作環(huán)境，提高工作效率
智能照明控制系統(tǒng)具有開關和調(diào)光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時間段，人們的不同需要，自動調(diào)節(jié)照度。
1.3 實現(xiàn)多種的照明效果
多種照明控制方式，可以使同一建筑物具備多種藝術效果，為建筑增色不少?，F(xiàn)代建筑物中，照明不單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應具備多種的控制方案，使建筑物更加生動，藝術性更強，給人豐富的視覺效果和美感。
1.4 提高管理水平
智能照明控制系統(tǒng)是以自動控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統(tǒng)自動實現(xiàn)開關和調(diào)光功能。既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素而出現(xiàn)的不定時開關，影響學校的正常教學、生活秩序的情況出現(xiàn)。
1.5 較好的投資收益效果
智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時，有效節(jié)省了電費與管理費用的支出。根據(jù)一般的辦公大樓運營的經(jīng)驗來看，節(jié)能效果能達到40％以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節(jié)能效果也能達到25％-30％；學校在這方面還沒有得到具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但根據(jù)分析，效果還是令人滿意的。
2、I-bus系統(tǒng)介紹
傳統(tǒng)的控制和布線方式，往往需要敷設大量的導線，形成越來越復雜的電氣安裝系統(tǒng)，一方面造成了設計與施工的難度，另一方面大大降低了系統(tǒng)的可靠性、易用性，為促使傳統(tǒng)的電氣安裝系統(tǒng)轉向智能、靈活的方式。EIB智能安裝系統(tǒng)作為歐洲安裝總線標準利用一條雙絞線作為控制總線，使照明、調(diào)光、百葉窗、場景控制、用電負荷控制、安保、供熱系統(tǒng)實現(xiàn)智能化，并成為一個完整的總線系統(tǒng)，可依據(jù)外部環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)總線中設備的狀態(tài)，達到安全、節(jié)能、人性化的效果，并能在今后的使用中根據(jù)用戶的要求增加或修改系統(tǒng)的功能，方法是連接計算機重新編程，而無須重新敷設電纜，真正成為靈活的電氣安裝系統(tǒng)，這是傳統(tǒng)的電纜敷設方式所無法做到的。
3、系統(tǒng)硬件組成
智能開關控制，所采用的總線元件均為模塊式元件。開關模塊為雙值輸出AT／S4．16．1，有4個無電源的16A觸點，可對4個獨立的負載回路進行合斷控制，分別安裝在大學校園的幾十個照明箱里。開關模塊可對圖書館的各種燈具進行開關控制。
中央控制站通過EIB總線與照明控制器之間可直接通訊，通訊速率為9600bps。中央控制中心裝有電話開關TS／AP，如需要可加裝電話控制盒實現(xiàn)電話網(wǎng)絡遠程控制。通過中央計算機的編程設置，可對任何回路進行開關控制,各回路狀態(tài)通過LCD顯示。并在必要時通過電話開關送出設備故障報警、狀態(tài)信號。
4、 系統(tǒng)軟件
在中央控制室，設一臺智能照明中央監(jiān)控計算機，安裝監(jiān)控軟件、編程軟件，操作人員可以在中文圖形化顯示的界面進行監(jiān)控和操作，監(jiān)視整個智能照明系統(tǒng)的運行狀態(tài)，在照明設備平面布置圖上以形象直觀的方式實時動態(tài)地顯示各區(qū)域的照明設備使用狀況。
5、I-bus智能系統(tǒng)的安裝方式
I-bus智能安裝系統(tǒng)使得燈光控制方式有如下三種方式：
(1)自動方式。結合時間繼電器和感光模塊，把感光模塊設定一個值(200lux)，當光線的亮度低于這個值后，需要控制的燈會依次全部打開。當外界光線的亮度高于這個設定值后，這套系統(tǒng)會自動把剩余的燈全部關掉。
(2)手動方式。按區(qū)域來控制，在控制室EIB系統(tǒng)有三個五聯(lián)控制器，在相應的面板上都有標志，當按下面板的左鍵，就給一個關信號，相應區(qū)域的燈就會關掉，當按下面板的右鍵，就給一個開信號，相應區(qū)域的燈就會打開。
(3)可視化軟件控制。在中央控制室里把PC機和這套系統(tǒng)相連，在PC機上安裝這套系統(tǒng)的可視化軟件，可以實時顯示區(qū)域燈的狀態(tài)，也可以在PC機上控制這些燈的狀態(tài)，比如開啟燈、關閉燈。在校園里可視化軟件也是按區(qū)域控制。
這些功能根據(jù)實際需要可以調(diào)整，而且設置非常簡單，工作人員可以自己設置，設置好以后，系統(tǒng)以后會自動完成這些功能。通過RS232接口完成計算機和EIB總線的連接，完成對總線元件的參數(shù)進行設置或更改，也可對系統(tǒng)進行程序修改或編程。
4、結束語
BIM模型對于三維建筑設計上的應用，能提供各類合適的信息，協(xié)助決策者做出準確的判斷，可以更加直觀地在建筑施工之前修正設計圖紙上的問題，通過計算機模擬降低成本與風險，提高項目規(guī)劃設計的質(zhì)量，加快項目實施進度，加強各相關部門對于項目的認知、了解和管理。對工程的各個參與方來說，減少錯誤對降低成本有很重要的影響，還因此減少建造所需要的時間，同時也有助于降低工程的成本。應用BIM有許多知名案例，均為使用該項技術來完成整個設計項目。下面以多個建筑實例說明BIM技術在空間造型、流程控制、溝通效率等方面對傳統(tǒng)設計方法的影響和沖擊。
1．1拓展空間造型能力
現(xiàn)階段的建筑設計是將3D的建筑轉變?yōu)?D的三視圖，制圖多且效率低，且對于造型復雜的建筑缺乏表達能力，有時為了表達一個曲線扭轉的形體，往往要畫幾十個甚至上百個平面，但仍然不能直觀的表現(xiàn)建筑的真實面貌。造型復雜，尤其是結構、內(nèi)部空間復雜的建筑，如果采用傳統(tǒng)的設計流程很容易發(fā)生錯漏碰缺的情況。同時結構的構件還存在空間定位不準確的情況，如果采用傳統(tǒng)的二維設計方式將非常難以描述，在施工過程中也很難精確定位，無法保障后續(xù)施工。BIM技術在建筑“空間設計”上較之傳統(tǒng)的二維圖形擁有無可比擬的優(yōu)勢，它具有不同以往的造型能力和空間的先驗性。從“空間設計”角度，BIM是一個很好的可視化載體，能回歸建筑的“三維”本質(zhì)，讓設計師真正做到空間設計。通過BIM三維模型，設計師可以進行全方位的3D漫游展示，做到“所見即所得”，能夠分析和確立各類復雜曲面的空間搭接位置及空間定位問題等。BIM使建筑師們拋棄了傳統(tǒng)的二維圖紙，不再苦于如何用傳統(tǒng)的二維施工圖來表達一個空間的三維復雜形態(tài)，從而極大地拓展了建筑師對建筑形態(tài)探索的可實施性，空間定位、結構布局等都很難在二維圖紙中反映，復雜自由的造型不再成為設計師的羈絆。如今造型各異的建筑不斷拔地而起，它們在造型上已經(jīng)突破了人們的想象，那些過去只存在于建筑師大腦中的影像在BIM的幫助下同樣可以成為現(xiàn)實。例如大家熟悉的2008年奧運會主體育場“鳥巢”，其外殼的型鋼不是直的，而是曲線的(圖2)，如果用二維圖表達就非常困難。而使用BIM技術就可以直觀地看到“鳥巢”的三維模型，甚至可以使用這個模型通過計算機直接加工那些異型鋼構件，從而實現(xiàn)無紙化建造。基于BIM的三維模型不同于通常效果圖所示的三維模型，而是包含了材料信息、工藝設備信息、進度及成本信息等，它是一個完整的建筑信息。建筑師基于BIM實現(xiàn)三維空間曲面造型的定位，以便在任意位置可以切出平面、立面、剖面，引出詳圖，并轉化為二維圖紙指導施工。
1．2增強流程控制能力
過去，建筑內(nèi)部情況、建設環(huán)境缺乏設計和掌控，最多是對規(guī)范條文等文件的落實，缺乏可以量化的軟件，傳統(tǒng)的物理模型和工程圖根據(jù)CAD中的圖形來評估建筑性能，這需要大量的人員干預和解釋說明，顯著增加了分析時間和成本?，F(xiàn)在BIM的應用在技術和分析質(zhì)量上都為我們提供了有力的保障。有了BIM平臺中的各種軟件，比如對建筑的通風、采光等進行分析和優(yōu)化，還可以做出即時的分析評判，拓展設計的思考范圍和深度，使得建筑更加節(jié)能環(huán)保。此外，BIM還與眾多商用分析工具相集成，可極大地簡化日常繁重、復雜的分析工作。通過將建筑模型直接與分析軟件相關聯(lián)，使建筑師可以輕松利用工具，從而在設計流程初期獲得有關設計備選方案的即時反饋信息。比如世博文化中心項目設計，按照3R原則對新能源利用、節(jié)能、節(jié)水、資源回收和再利用進行了統(tǒng)籌安排，同時采用了多種有效的節(jié)能技術手段。通過對能源、水消耗、室內(nèi)空氣品質(zhì)和可再生材料的使用等多方面進行控制，使世博文化中心被評為中國“三星級綠色建筑”。建筑80%的能效是在設計早期決定的，因此要在設計早期對建筑能效做出評估，以利后續(xù)設計、施工、運營中更好的決策。世博文化中心項目就使用了BIM平臺下的Ecotect軟件進行日照分析、采光分析、熱環(huán)境模擬等分析，使得上述各種綠色技術手段得以在項目中更加高效、順暢的實施(圖3)。
1．3提升溝通效率
建筑設計是一個多工種的平臺，能及時參與信息的反饋是決定設計有效性的關鍵因素。
1．3．1業(yè)主和設計方的交流
對于業(yè)主來說，對建筑的理解，與設計、施工方的溝通，特別是空間體驗都是相當重要的，這直接決定了建筑的發(fā)展方向。建立建筑信息模型后，可以很方便地引入虛擬現(xiàn)實技術，實現(xiàn)在虛擬建筑中的漫游。以前業(yè)主主要是通過平面戶型圖、建筑模型、效果圖及各種媒體廣告的形式來了解建筑，而借助基于建筑信息模型的虛擬漫游技術，可進入虛擬建筑中的任何一個位置，親身感受建筑空間，實時查詢信息，可以在幾年后才建成的虛擬建筑中漫游，身臨其境地觀看、感受建成后的環(huán)境和氛圍，從而方便地實現(xiàn)與設計師的協(xié)調(diào)。
1．3．2各專業(yè)間協(xié)調(diào)溝通
對參與建筑設計的各專業(yè)工種來說，突破2D限制，進行可視化的建筑設計，實現(xiàn)設計師之間的理解和即時溝通，對保證設計意圖和施工質(zhì)量都有重要的意義。BIM是一個信息的數(shù)據(jù)庫，它的信息完善、功能植入、數(shù)據(jù)的聯(lián)動與實時更新，都關系著各專業(yè)的合作。BIM使建筑、結構、給排水、空調(diào)、電氣等各個專業(yè)基于同一個模型進行工作，從而使真正意義上的三維集成協(xié)同設計成為可能。在二維圖紙時代，各個專業(yè)的協(xié)調(diào)是一個繁瑣費時的工作，做得不好會經(jīng)常引起施工中的反復變更。而BIM將整個設計整合到一個共享的建筑信息模型中，結構與設備、建筑與設備間的沖突會直觀地顯現(xiàn)出來，工程師可在三維模型中隨意查看，并且能準確查看到可能存在問題的地方，并及時調(diào)整自己的設計，從而極大地避免了施工中的浪費，使得設計修改更容易。即從三維模型轉化為二維圖紙，包括從整體的平面引出局部的平面、局部的詳圖。這一關聯(lián)非常具有優(yōu)勢，在傳統(tǒng)畫圖紙的過程中，一張圖修改，其他的圖都要跟著改，工作量很大。運用BIM，只要對項目做出更改，由此產(chǎn)生的所有結果都會在整個項目中自動協(xié)調(diào)，各個視圖中的平、立、剖面圖及相關數(shù)據(jù)也會隨之自動調(diào)整，包括尺寸標注等都能自動修改，這一功能大大節(jié)省了工作時間，提高了工作效率。降低了工作成本，剖面圖和立面圖將不需要分配人力，詳圖索引之間的錯誤也不會再出現(xiàn)，而這在二維制圖時代，各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)是一個非常龐雜、枯燥、單調(diào)且極易出錯的工作，也是一個相當耗費人力成本的工作。在中國建筑設計研究院設計的徐州建筑職業(yè)技術學院圖書館(圖4)這個項目中，圖紙目錄、門窗表、防火分區(qū)面積表和材料做法表等，全部應用BIM信息進行自動統(tǒng)計，且同步更新，幾乎省掉了一個人力成本。BIM的出現(xiàn)和應用，將設計工作從二維模式轉變?yōu)槿S模式，將設計師大腦空間內(nèi)的感知轉變?yōu)樵O計系統(tǒng)中的理性元素，將各專業(yè)枯燥的工程圖紙轉化為真實、生動的視覺體驗，可以在設計的過程中提前體驗建筑空間感受，各類設計問題、制圖問題和低級錯誤可以完全依靠規(guī)范化的設計模式進行避免。例如，在方案設計中，關于適合在哪里放樓梯的問題，建筑和結構專業(yè)也許會有不同意見。若在這里增設一個相機，生成實際的視覺效果，大家就能立刻達成共識。同時可以讓設計師之間更加快速和清晰地了解對方所做的工作，提前暴露工程中可能遇到的各類問題。有了BIM這個平臺，專業(yè)人員的素養(yǎng)和個人能力的培養(yǎng)也得到了極大的提高和改善。
1．3．3施工階段的交流
在建筑生命周期的施工階段，BIM可以同步提供有關建筑質(zhì)量、進度以及成本的信息。它可以方便地提供工程量清單、概預算、各階段材料準備等施工過程中需要的信息，甚至可以幫助人們實現(xiàn)建筑構件的直接無紙化加工建造，比如前面提到的鳥巢就是一個典型的例子。利用BIM可以實現(xiàn)整個施工周期的可視化模擬與可視化管理，幫助施工人員促進建筑的量化，以進行評估和工程估價，對方案的施工圖紙也可根據(jù)數(shù)據(jù)模型增設全方位的透視圖，為施工方了解圖紙?zhí)峁┓奖?。建筑中無論任何位置，如果施工方對此部分設計沒有理解，都可以立刻進行虛擬觀察。過去在施工中才能發(fā)現(xiàn)的沖突，現(xiàn)在在虛擬的BIM模型中就可以發(fā)現(xiàn)，從而大大提升設計速度和質(zhì)量。施工人員可以迅速為業(yè)主制定展示場地使用情況或更新調(diào)整情況的規(guī)劃，從而和業(yè)主進行溝通，將施工過程對業(yè)主的運營和人員的影響降到最低。
2結論
【論文摘要】室內(nèi)設計發(fā)展至今，早已突破了原有學科本位思想的束縛，把生態(tài)設計引入室內(nèi)設計，擴展室內(nèi)設計的內(nèi)涵，將把室內(nèi)設計推向更高的層次和境界。隨著計算機圖形學的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實成為當前國內(nèi)外的一個研究熱點。本文圍繞面向對象的新型三維實體造型設計系統(tǒng)中的問題進行研究和探討，旨在為建立環(huán)保、廉價的經(jīng)濟實用住房。
一、引言
當今社會隨著人民生活水平的提高，購房后一次裝修和舊房子再次裝修非常頻繁。現(xiàn)在裝修房屋，尤其是在二手房重新裝修中裝修師傅往往面臨著因為沒有水電裝修布線圖紙，對原來的水管布置，電路走線不清楚的問題，導致裝修時經(jīng)常出現(xiàn)水管或電線損傷，給裝修帶來不必要的麻煩。所以為施工單位提供準確可靠的水電裝修布線信息，已成為一個迫切需要解決的問題。
二、新型室內(nèi)設計系統(tǒng)研究的背景、目的和意義
國內(nèi)也有一些公司致力于水電布線管理或施工軟件的開發(fā)，但大多數(shù)系統(tǒng)是2D或者2.5D的[1]。墻壁的水電布線縱橫交錯，用平面來表示并不充分，無法體現(xiàn)房屋布線后的三維整體狀態(tài)，沒有直觀的效果。目前國內(nèi)市場施工常用的布線設計以平面布線圖處理為主，接近工程設計人員的實際，有很好的應用價值，但是開發(fā)者不是從房屋用戶角度出發(fā)的，房屋用戶對圖紙理解困難，安裝起來比較麻煩，而且不是三維的，無法給人一個房屋三維布線的立體感受，而且安裝工程中經(jīng)常出現(xiàn)二維設計不直觀、設計圖紙不協(xié)調(diào)、施工圖設計階段圖紙綜合會審困難等問題。采用虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Reality），Delphi面向對象編程技術，將隱藏的水電布線清晰、直觀地從三維角度呈現(xiàn)在用戶面前，并將裝修時的水電布線圖紙保留下來，每次裝修的時候可以打開、編輯、存儲。具備這樣功能的軟件，不僅適合裝修公司使用，還適合施工人員和屋主來使用，為他們提供很大的方便， 有著極大的市場潛力。
施工人員在裝修初期，建立房屋三維模型，選取具體施工的各個墻面，把水電安裝圖紙輸入電腦，并保存在數(shù)據(jù)庫中。再次裝修時，相關人員可以從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出圖紙，以房屋三維的狀態(tài)顯示，做到水管的布置及電路的走線一目了然，然后根據(jù)本次裝修的具體情況，調(diào)出所需墻面，修改和編輯相對應的原施工圖紙，并再次保存到數(shù)據(jù)庫中。這樣不僅能幫助施工人員合理的安排好水管和電路的走向，還可以為再裝修留下可供參考的依據(jù)，再次裝修時房屋的水電分布心中有數(shù)。
三、房屋裝修水電布線的模型化與可視化
房屋是裝修時水電布線的幾何對象，同時也是建筑物的基礎。由房屋模型的數(shù)據(jù)結構可以知道，對于復雜的房屋，其實也是由許多簡單的部分組成的，每一部分都占據(jù)一定大小的空間范圍，而且房屋的每一個面都可能具有不同的顏色或紋理的屬性特征。其次，在大多數(shù)情況下，房屋模型是一個個的單體狀態(tài)存在的，例如一間房間是由幾個墻面和一個屋頂組成。因此，簡化房屋模型在三維繪制時可以減少幾何數(shù)據(jù)的容量提高三維顯示速度。房屋模型場景樹結構的建立根據(jù)三維目標模型的數(shù)據(jù)結構，可以分解為屋頂、墻面以及各個面的紋理數(shù)據(jù)。
房屋的可視化主要由房屋側面的可視化和復雜的房屋頂面的可視化構成。房屋側面主要是由一個個四邊形構成，可以用三角形組成的面片來表達。而對于房屋的頂面，一般是個復雜的多邊形結構，同時考慮到三角形是最基本的圖形，適合圖形的顯示，所以對房屋屋頂?shù)亩噙呅畏指顬槿切芜M行可視化，對于復雜房屋屋頂需要設計算法實現(xiàn)[2]。
對于建筑物和構筑物幾何對象的模型建立的方法，國內(nèi)外對此有廣泛的研究，主要的研究重點是建筑物模型的自動或半自動的三維重建[3]，研究的主要內(nèi)容是建筑物屋頂模型的自動提取與三維重建。這些研究主要重點都是集中在單個房屋模型的立體重建，對于三維模型的編輯與交互操作方面的研究存在一定的欠缺，如:模型的形狀改變、分析功能的開發(fā)等。
房屋表面幾何對象經(jīng)過模型化后，以數(shù)字的形式存儲在計算機中，只有將其模型進行可視化，才能看到虛擬的房屋。必須采用計算機圖形學的知識，通過一定的算法，將房屋各模型通過計算機顯示出來，同時，通過有效的數(shù)據(jù)處理、LOD算法、多分辨率的圖像處理和逼真的紋理貼圖，來優(yōu)化房屋三維模型系統(tǒng)[4]。
四、室內(nèi)水電裝修布線的綜合布線系統(tǒng)
水電改造屬于裝修的隱蔽工程，也是裝修的前奏工程。因此，在裝修過程一定要考慮周全。具體在施工過程中也需嚴格把好質(zhì)量關，以免留下遺憾。水電安裝的綜合布線系統(tǒng)是指將水線、電器等設備進行集中控制的電子系統(tǒng)。電路布線中，布線時線管盡量一根使用不要接頭，除特殊需要才截斷（比如長度小于2.8米），有底盒之間也是需要截斷的。另外從使用安全上講布線時線管內(nèi)是一條線到底的，中間不能有接頭，一般照明和一般插座2.5m㎡就夠了，廚房電器和空調(diào)插座必須4mm2 （以上均為強電）。水路布線改造完后必須打壓測試，通過打壓測試后方可封槽進行下一工序。具體到水電布線三維模型圖上，首先考慮水電布線圖映射模型：
將水電布線圖映射到房屋三維模型上，用的是貼圖的方法。在房屋幾何對象模型表面逐個面進行水電線路繪制時，在二維編輯器上先做好圖像，然后進行貼圖，不僅可以節(jié)省繪制時間，同時可以增加模型的逼真性和現(xiàn)實性。貼圖是一個平面區(qū)域與指定的顏色或圖像區(qū)域之間的映射ξ:CR。因此，平面區(qū)域上每一個點都有自己的顏色值。由于貼圖只是離散的圖像表示，它只是記錄了一個顏色矩陣。因而為了取得正確的結果，必須建立顏色空間與幾何對象模型空間的正確的映射關系。
一般情況下通過仿射變換的方法建立二維的紋理數(shù)據(jù)（像素空間）與三維的物體空間（三維物方坐標系）之間的映射關系。對于三角形或四邊形只需要指定三個點之間的（（u）v），即可根據(jù)上述公式進行求解，從而得出矩陣中的各個系數(shù)的數(shù)值大小。
對于屬性數(shù)據(jù)的管理，在數(shù)字表面房屋三維模型中，可以把屬性數(shù)據(jù)分為貼圖數(shù)據(jù)和幾何模型的語意描述數(shù)據(jù)兩大類型。對于前一類數(shù)據(jù)使用屬性數(shù)據(jù)庫進行管理，至于屬性數(shù)據(jù)的查詢與更新通過對象的標識碼進行關聯(lián)。因為幾何模型中面片的屬性中保存了貼圖的名稱，因此在三維顯示時，能夠保證正確的貼圖映射結果。在三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，貼圖是其最為成功的技術之一，其是通過將圖像粘貼于幾何表面來增強圖形的真實感，既能增加繪制真實感又不影響幾何圖形本身的幾何復雜度。
五、三維模型在實體設計中的理論意義和環(huán)保效應
房屋模型是三維的，而各個面上水電布線則在二維平面上進行，并將水電布線圖粘貼到房屋三維模型對應的面上，所以，系統(tǒng)必須解決人機交互和墻面拾取的問題。
但是房屋室內(nèi)水電布線三維可視化的理論和應用的研究目前還處于研究與探索階段，一些實際的問題還需要解決，將三維建模和圖形圖像處理較好地結合在一起，使水電布線在三維表現(xiàn)上得到較好的體現(xiàn)，而且對于單面墻的布線也能很好地調(diào)用、編輯、修改與存儲，解決了三維建模和二維圖片在三維物體上拾取、貼圖、存儲的問題。
另外，作為環(huán)境的創(chuàng)造者的室內(nèi)設計師，應在具體設計中充分體現(xiàn)環(huán)保，水電布線應充分考慮環(huán)保節(jié)能，其實是一個有機聯(lián)系的整體：光、色、水讓人們能綜合地感受室內(nèi)環(huán)境，光照下界面和家具等是色彩和造型的依托“載體”，燈具、水管陳設又必須和空間尺度、界面風格相協(xié)調(diào)。
總之，水電布線是房屋使用的物質(zhì)基礎之一，是“數(shù)字房屋”的重要組成部分，對其三維模型的可視化和空間分析的室內(nèi)裝修水電設計研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻
[1]嚴勇《地下管線的三維可視化研究》，武漢大學碩士學位論文，2003。
[2]李志林，朱慶著《數(shù)字高程模型》，武漢大學出版社，2001.7。
（中國農(nóng)業(yè)大學煙臺研究院，山東 煙臺 264670）
【摘要】智能用電是實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實時交互響應，實施用電節(jié)能技術措施，提升服務水平的重要手段。探索智能用電技術的理論基礎和發(fā)展方向，利于建設友好開放、雙向互動的智能用電模式。
關鍵詞 智能用電；交互響應；技術措施
智能用電是實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實時交互響應，滿足互動營銷需求，實施各項用電節(jié)能技術措施，提升服務水平的重要手段?？杉訌娔茉淳C合規(guī)劃和用電需求側管理，促進能源的合理使用與效率的提高，有利于減少大氣污染，保護地球環(huán)境。探索適合國情的智能用電技術，利于建設友好開放、雙向互動的智能用電模式、促進智慧城市的建設和發(fā)展。
1技術研究的理論認識
1．1需求側管理（DSM）和需求響應（DR）理論
美國電力科學研究院1986年，首先提出DSM的概念，它是在負荷管理的基礎上推行的調(diào)荷、節(jié)電工程，通過加強能源綜合規(guī)劃和用電需求側管理促進了能源的合理使用與效率的提高，并減少大氣污染，保護地球環(huán)境。逐步被世界各國采用。隨著電力市場的發(fā)展與完善，電力系統(tǒng)的利益主體逐步多元化，需求側資源在競爭市場中的作用正在被重新認識。把DSM分為長期機制和短期機制，這進一步豐富了DSM的內(nèi)容。長效機制一旦實施將長期起作用，而需求響應DR是在短時間內(nèi)起作用。為用于處理系統(tǒng)的急需調(diào)節(jié)運行狀態(tài)引入，通過價格信號和激勵機制來增加需求側在市場中的作用，并將供應側和需求側的資源進行綜合資源規(guī)劃，是適應電力市場發(fā)展的必然要求。
1.2數(shù)值分析和數(shù)理統(tǒng)計理論
數(shù)值分析和數(shù)理統(tǒng)計是對采集能效數(shù)據(jù)高級處理的理論基礎。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)值分析相關原理，對于現(xiàn)場短期實測電力參數(shù)和熱工參量分別采用多元線性回歸統(tǒng)計方法和非線性插值迭代方法進行數(shù)據(jù)辨識和擬合，最大程度上真實反映現(xiàn)場能效現(xiàn)狀，為后續(xù)的能效評估提供有效的基礎數(shù)據(jù)支撐。
1．3數(shù)據(jù)挖掘技術
數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining)就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。數(shù)據(jù)挖掘所能發(fā)現(xiàn)的知識有如下幾種：廣義型知識，反映同類事物共同性質(zhì)的知識；特征型知識，反映事物各方面的特征知識；差異型知識，反映不同事物之間屬性差別的知識；關聯(lián)型知識，反映事物之間依賴或關聯(lián)的知識；預測型知識，根據(jù)歷史的和當前的數(shù)據(jù)推測未來數(shù)據(jù);偏離型知識，揭示事物偏離常規(guī)的異?，F(xiàn)象。所有這些知識都可以在不同的概念層次上被發(fā)現(xiàn)，它的任務主要是分類、預測、時間序列模式、聚類分析、關聯(lián)分析預測和偏差分析等。整個過程由數(shù)據(jù)準備、數(shù)據(jù)挖掘、模式評估、鞏固知識和運用知識等步驟組成。數(shù)據(jù)挖掘的常用方法有決策樹方法、神經(jīng)網(wǎng)絡方法、粗糙集方法、遺傳算法。
1．4模糊控制理論
它是以模糊數(shù)學為基礎，用語言規(guī)則表示方法和先進的計算機技術，由模糊推理進行決策的一種高級控制策略。模糊控制實質(zhì)上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。所謂模糊控制，就是在控制方法上應用模糊集理論、模糊語言變量及模糊邏輯推理的知識來模擬人的模糊思維方法，用計算機實現(xiàn)與操作者相同的控制。該理論以模糊集合、模糊語言變量和模糊邏輯為基礎，用比較簡單的數(shù)學形式直接將人的判斷、思維過程表達出來，從而逐漸得到了廣泛應用。應用領域包括圖像識別、自動機理論、語言研究、控制論以及信號處理等方面。
1．5數(shù)據(jù)可視化技術
數(shù)據(jù)可視化技術是關于數(shù)據(jù)之視覺表現(xiàn)形式的研究，基本思想是將數(shù)據(jù)庫中每一個數(shù)據(jù)項作為單個圖元元素表示，大量的數(shù)據(jù)集構成數(shù)據(jù)圖像，同時將數(shù)據(jù)的各個屬性值以多維數(shù)據(jù)的形式表示，可以從不同的維度觀察數(shù)據(jù)，從而對數(shù)據(jù)進行更深入的觀察和分析。目前數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)提出了許多方法，這些方法根據(jù)其可視化的原理不同可以劃分為基于幾何的技術、面向像素技術、基于圖標的技術、基于層次的技術、基于圖像的技術和分布式技術等等。
另外，目前已經(jīng)開展的優(yōu)化技術、空調(diào)系統(tǒng)熱力學理論、現(xiàn)代通信和物聯(lián)網(wǎng)技術、集群數(shù)據(jù)庫管理技術、海量數(shù)據(jù)處理技術、信息安全技術等方面的理論研究，將為開展智能用電應用深化研究提供堅實的理論依據(jù)。
2智能用電的發(fā)展建設
2．1多種電價政策下家庭用電信息交互服務關鍵技術及應用
目前，國內(nèi)正積極進行智能用戶能量管理系統(tǒng)、智能家居和智能小區(qū)的研究與建設。在智能用戶能量管理系統(tǒng)的研究中建立雙向的通信聯(lián)系，包括為用戶提供實時電價和用電信息、監(jiān)視和控制用電設備等，實現(xiàn)與電力用戶信息相關的系統(tǒng)集成，與智能電網(wǎng)的實施相適應，最大限度地延長換代的生命周期。2010年6月，就選取過小區(qū)78 位住戶進行智能化生活試點建設，安裝智能家庭網(wǎng)關、智能交互終端、智能插座、智能家電等能效管理設備，家庭內(nèi)部通信采用電力線通信和微功率無線通信相結合的方式；在小區(qū)部署社區(qū)主站，實現(xiàn)對家庭用能設備用電信息的匯聚。已于2011年2月建成正式投運。此外，對具體電價模式下智能用電系統(tǒng)也進行了研究，有文獻提出了基于實時電價的智能用電系統(tǒng)框架，闡述了系統(tǒng)各部分的功能需求，給出了智能用電系統(tǒng)的信息流程，比較了實時電價階段的智能用電與傳統(tǒng)用電方式的不同。
2.2支撐工商業(yè)用戶能效提升的用電節(jié)能關鍵技術
目前我國采取的支撐工商業(yè)用戶能效提升的用電節(jié)能關鍵技術主要包括：使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)，包括采用合理的供電電壓、采用節(jié)能型變壓器和采用無功補償裝接；選擇節(jié)能設備，包括推廣使用變頻器、使用Y型高效電動機和節(jié)能型照明電器、使用低阻電纜，并合理選擇導線截面；加強工廠用電管理，合理使用峰谷電力資源；加強工廠電力計量管理，大力開展能效電廠項目等。2005年以來，江蘇、廣東、上海等省市開展了能效電廠試點工作，北京、河北等地也正積極探討能效電廠建設。廣東省作為試點省利用亞洲開發(fā)銀行（簡稱亞行）貸款開展能效電廠項目，項目計劃先嘗試在高耗能工商企業(yè)的電機工程改造、綠色照明、用高效變壓器替換低效變壓器和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造等方面實施。
2．3智能空調(diào)在電網(wǎng)負荷管理中的應用機理和關鍵技術
國內(nèi)的研究主要集中在對智能空調(diào)的協(xié)調(diào)控制模型和算法設計上，有文獻將模糊控制應用在智能空調(diào)上，設計了智能變頻空調(diào)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，這樣的空調(diào)不僅給人帶來更舒適的感覺，而且節(jié)約更多的電能；有文獻對中央空調(diào)輪停技術進行研究，由于建筑物的熱惰性和循環(huán)水的蓄能性，可以在短時間內(nèi)繼續(xù)保持對建筑物的供冷能力，節(jié)約空調(diào)用電的同時不影響空調(diào)使用效果；有文獻基于人體工程及非均勻溫度場智能空調(diào)系統(tǒng)研究，通過對出風口進行控制，實現(xiàn)每個單元獨立地溫度控制，這種智能空調(diào)系統(tǒng)能實現(xiàn)自動與用戶進行交互，從而降低空調(diào)功耗。總結國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，缺乏智能空調(diào)負荷控制管理平臺的研究，缺乏基于需求響應下智能空調(diào)協(xié)調(diào)控制的研究。
2．4面向需求響應的智能用電數(shù)據(jù)在線分析關鍵技術
我國的大客戶負荷管理和低壓集中抄表系統(tǒng)已安裝使用近千萬戶。國家電網(wǎng)公司在十多個個網(wǎng)省公司上線運行了營銷業(yè)務系統(tǒng)，建成了營銷分析與輔助決策系統(tǒng)。智能用電數(shù)據(jù)在線分析平臺主要分析的數(shù)據(jù)包括家庭用戶和工商業(yè)用戶，可以進行遠程能效評估和健康診斷。查閱相關資料，目前國內(nèi)外還沒有明確建設智能用電數(shù)據(jù)在線分析平臺的項目，大多數(shù)圍繞智能用電交互平臺展開。
綜上所述，國內(nèi)對智能用電也開展了一些研究，但尚未形成完整體系，不能與傳統(tǒng)的營銷業(yè)務很好地結合。而基于傳統(tǒng)營銷模式的用電服務體系和業(yè)務流程難以適應未來靈活互動用（下轉第258頁）（上接第199頁）電場景的需要，滿足電力用戶個性化、差異化服務需求的互動技術手段有待豐富，還需要在需求響應決策、仿真技術和用能評測管理技術等方面進行系統(tǒng)性研究，在用電互動支撐平臺及系統(tǒng)集成等方面的進一步縮小與國外先進水平的差距，以能滿足日益增長的靈活互動的智能用電需要。
參考文獻
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喬說：“過去我們通過人眼觀看二維草圖，再通過耗時的傳統(tǒng)方式將其直接轉化為手工打造的鋁合金車身，這些一次性的車身隨后被掃描到計算機上，修改曲面用于加工，這種方式不能對汽車曲面快速生成實時渲染的圖形，因而需要團隊擁有高超的手工技能，很耗費時間，在制造過程中進行完善的空間也很有限。”
這其實是整個汽車業(yè)共同的難題。邁克（Mike Russell）是全球二維和三維設計、工程及娛樂軟件開發(fā)商歐特克（Autodesk）的解決方案工程師，他提到，汽車業(yè)早期的設計流程是，先用手繪制一幅汽車草圖，然后制作一個四分之一或二分之一大小的油泥模型，這時可以初步判斷汽車的外觀，再制作一比一的油泥模型，基本合適后，再測量整體數(shù)據(jù)進行結構設計。這本身就是一個大量占據(jù)時間和資金的過程。
隨著技術的發(fā)展，軟件開始介入到汽車設計師的工作中，比如利用二維設計軟件進行繪圖，但在三維可視化軟件被廣泛應用前，汽車業(yè)始終無法擺脫物理樣車設計的“頑疾”：由于物理樣車成本高昂，而且模型修改復雜度和難度很高，設計師很難獲得多個樣本并實時調(diào)整。同時，并非每款設計都會上市量產(chǎn)，這也會造成巨大的浪費。邁克說：“在傳統(tǒng)的業(yè)務流程里，一開始可能提出100款設計，然后壓縮到10款，最終壓縮到4款實體樣品?！?/p>
傳統(tǒng)汽車設計流程還牽涉到工廠和工廠之間的協(xié)作難題。一款汽車并非所有的部件都由汽車廠家設計，比如燈具通常會委托燈具廠設計生產(chǎn)，汽車廠商會給車上留出“洞”，限定好尺寸，同時燈的造型還要符合整個車的造型，燈具廠即便設計出五到六款車燈也可能達不到汽車廠家的要求，拖長了整個項目周期和成本。
三維可視化軟件為汽車廠家改造設計流程提供了可能。以工業(yè)造型設計軟件Autodesk Alias Studiotools為例，它提供從早期的草圖繪制、造型，一直到制作可供加工采用的最終模型各個階段的設計。關鍵在于，軟件能夠為工程師提供一個可操控的三維空間以及照片級的渲染效果，而且隨著技術的發(fā)展，操控和渲染的自由度不斷提升。由此，一款汽車產(chǎn)品對外形、成本、結構的設計和修改就可以完全放在數(shù)字化環(huán)境中進行，草圖-模型-修改的設計流程被顛覆：理論上，草圖階段完全可以設計出1000款產(chǎn)品，然后不斷在數(shù)字化環(huán)境中預覽、調(diào)整和優(yōu)化，壓縮數(shù)量，最終只生產(chǎn)出一款樣機，同時，包括燈具這樣的零部件設計也可以實現(xiàn)早期協(xié)同，使之更匹配整車的設計感。
設計流程的重塑對那些龐大的汽車企業(yè)至關重要。但對每年生產(chǎn)1000輛汽車，以手工定制為核心價值的摩根汽車意義到底有多大？喬說:“在我來到摩根后，我極力推廣三維可視化軟件在公司的應用。這使我們縮短了開發(fā)時間，可以快速生成多個概念，并且在昂貴的物理模型生成之前可視化——部門總監(jiān)能直接根據(jù)實時渲染效果圖簽字批準設計，我們也可以在軟件中生成栩栩如生的新車圖像?！?/p>
事實上，利用三維軟件實現(xiàn)汽車內(nèi)部和外部的可視化并不是一個特別新鮮的話題，但隨著軟件本身的發(fā)展，以及其他技術的涌現(xiàn)，比如云計算，軟件與汽車設計結合得愈來愈緊密。
歐特克公司提供了一組數(shù)據(jù)：在“云”中做單一的設計渲染比在實體設備上快3到5倍，建筑師甚至可以借助云技術把制作設計渲染的時間從90分鐘縮短為12分鐘；美國工業(yè)機械制造商Balzer Pacific利用云技術，把4項設計的分析時間從4天縮短到90分鐘。簡單地說，云計算讓軟件計算效率成倍提高。
效率成倍提高讓軟件和汽車設計中的一項應用具有了普及的可能性，這就是軟件仿真。廠商可以通過軟件仿真實現(xiàn)一些測試環(huán)境，比如數(shù)字化風洞，對車型的加熱、空氣流通、散熱等方面進行仿真測試，甚至對引擎能效本身的情況也可以進行測試，從而優(yōu)化和調(diào)整。
1 技術節(jié)能
建筑物能耗包括兩個方面，一是與建筑物建造相關的能源消耗，包括建筑材料生產(chǎn)用能，建筑材料運輸用能，房屋建造和維修過程中的用能；另一方面是建筑運行的能耗，即建筑物照明、采暖、空調(diào)、給排水系統(tǒng)、辦公設備和電梯等設備的能耗，這些能耗將一直伴隨建筑物的使用過程而發(fā)生。在建筑的全生命周期中，建筑材料和建造過程所消耗的能源一般只占其總的能源消耗的20％左右，大部分能源消耗發(fā)生在建筑物運行過程中。由此而知，建筑運行能耗是建筑節(jié)能任務中最主要的關注點，也最具有節(jié)能潛力。實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑：盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時，
大力開發(fā)利用可再生的新能源，
從而減少使用在建筑領域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。
2 管理節(jié)能
很多企業(yè)及單位都完成了大量的節(jié)能改造。例如：更換低效的設備、照明改造、變頻器、熱回收、樓字自控系統(tǒng)等。對于管理節(jié)能，大部分都是零散的、賬單式能源管理方式。能源管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)監(jiān)測(電、水、燃氣、油、蒸汽、熱水等各種能源)的基礎上，著重干對各種能耗數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、統(tǒng)計、整理和分析，幫助管理層進行高效的能源管理，建立內(nèi)部能耗基準線，生成各種E-KPI(Energy KPI)，建立高效能源管理體系，持續(xù)降低能耗。
一套良好的能源管理系統(tǒng)，可以幫助用戶從以下幾點提高能源管理效率：(1)規(guī)范和加強能源管理，從粗放式的能源管理模式到科學的能源管理模式。(2)發(fā)現(xiàn)能源使用過程中浪費的情況。(3)生成各種用戶需要的能源經(jīng)濟性指標，例如：分項能耗、分類能耗、分類建筑能耗等等。(4)幫助客戶建立能耗基準線。(5)幫助客戶管理各個環(huán)節(jié)的能耗。(6)發(fā)現(xiàn)各個系統(tǒng)或設備低效的環(huán)節(jié)。(7)對節(jié)能措施產(chǎn)生的節(jié)能效果進行測量和驗證。(8)分析各種變量對能耗的影響，如天氣、運行時間等。(9)幫助客戶將能源價格的影響考慮至實際使用中，幫助用戶進行電量峰值管理。進行有效的需求側管理。(10)和用戶的ERP系統(tǒng)(如sAP，Oracle等系統(tǒng))對接，為用戶提供各種能耗指標。(11)和原有的樓控系統(tǒng)(BAS)系統(tǒng)對接，共享資源信息。
3 校園能源管理系統(tǒng)構成
節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管平臺主要由三個部分組成：前端采集、數(shù)據(jù)傳輸、終端數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析公示。需要注意的是與遠程集抄、樓宇自控系統(tǒng)在需求與定位上有所不同，不可簡單套用。
樓宇自控系統(tǒng)，特別是建筑能耗中的大戶一空調(diào)制冷設備系統(tǒng)，運行控制參數(shù)需要以分秒為單位的高頻率反饋和通訊傳輸，要求較高精度的傳感器具，要求復雜的控制邏輯，而建筑能源管理系統(tǒng)基本上僅要求以小時為單位的數(shù)據(jù)采集，傳輸，數(shù)據(jù)量和傳輸速度都與前者有很大差別，精度要求也不在同一個層次。因此，除了在部分參數(shù)計測上存在可共享之處外，兩者基本上是特性相異的系統(tǒng)，現(xiàn)實中的失敗就在于過于“貪婪”、硬性地將這兩個目的不同，特性相異的系統(tǒng)捆綁在一起，看似功能多，綜合性強，卻并不合理的也不實用。
事實證明，將建筑能源管理與建筑設備自控系統(tǒng)分開更趨于合理，當然，這并不妨礙兩個系統(tǒng)之間必要的數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動。目前我國的大型公共建筑能源管理也正在向這個方向發(fā)展，即建筑分項計量系統(tǒng)相對干BA系統(tǒng)獨立設置，但盡量共享數(shù)據(jù)、考慮聯(lián)動控制接口。而對于校園來說。除少數(shù)大型建筑外，中小規(guī)模建筑居多、量大、用能密度小，更是應該把握好校園節(jié)能管理的需求，為校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)進行科學合理的定位，分類與分項計量相結合(粗略計測與詳細分項計測相結合，綜合近期宏觀監(jiān)控與長遠細化管理的布局)，注重實用和高效。
在對系統(tǒng)的構架、硬件(計量表具，網(wǎng)關設備、網(wǎng)絡系統(tǒng))和軟件(管理平臺、通訊協(xié)議等)進行了廣泛深入研究后，制定了《高等學校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設技術導則》(已頒布)，各大學應該參照這些技術導則，科學的建立起校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)支持在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)比對，能耗統(tǒng)計審計分析、能耗預測、指標定額、專家診斷等功能。校園節(jié)能監(jiān)管平臺既能夠使管理者及時發(fā)現(xiàn)建筑高能耗環(huán)節(jié)以及照明，空調(diào)等系統(tǒng)的故障和不合理的運行方式。為節(jié)能診斷分析及管理提供依據(jù)；也可為校園能耗數(shù)據(jù)和指標公示，實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)可視化、節(jié)能效果定量化，節(jié)能管理指標化目標，同時，作為基于校園網(wǎng)的校園的互動平臺，可在樹立校園節(jié)能環(huán)保風尚，促進行為節(jié)能、形成綠色校園文化方面發(fā)揮巨大作用。
關鍵詞：BIM技術；土木工程；創(chuàng)新能力
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.079
1 BIM簡介
BIM是建筑信息化模型（Building Information Modeling）的簡稱， 是一個共享的知識資源，一種應用于工程設計、建造、和管理的數(shù)據(jù)化工具，并以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為基礎，建立模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息而得到的所有數(shù)字信息的總和。BIM技術被譽為建筑產(chǎn)業(yè)革命性技術，同時具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖形五大優(yōu)勢。
2 BIM在國內(nèi)外土建行業(yè)中的應用
2.1 BIM技術在國外應用
在國際上，BIM技術從提出想法到完善，進而在工程建設中的普遍應用接受，經(jīng)歷了幾十年的歷程。BIM技術起初由挪威、芬蘭、新加坡、美國等國家主導。BIM技術在一些國家的建筑行業(yè)中逐漸發(fā)展成為主流。美國曾經(jīng)實施了一項關于BIM的項目，主要是為了進一步實現(xiàn)技術轉變、提高建筑行業(yè)中的經(jīng)濟效益和社會效益。英國強制要求在建筑行業(yè)的建設中使用BIM技術，英國的企業(yè)與世界其它國家地方相比發(fā)展速度較快；北歐一些國家，由于當?shù)貧夂蛞蠹敖ㄖ畔⒓夹g軟件的推動，BIM技術的發(fā)展也逐漸發(fā)展起來。
2.2 BIM技術在國內(nèi)的應用
我國對BIM的應用雖剛剛起步，但發(fā)展速度很快。目前，已經(jīng)有很多地方采用BIM技術。利用BIM技術可以在建筑的設計階段，建立專業(yè)模型，通過優(yōu)化模型、三維檢驗以及對管線、設備的基本排布，使管線、設備整體的布局得到合理、有序、美觀的規(guī)劃，使建筑物的空間得到充分的利用；利用BIM技術在施工階段中，通過BIM技術的模擬性、可優(yōu)化性的特點，對建筑的危險薄弱部位進行合理的優(yōu)化。另外通過對模型的定位，進行施工現(xiàn)場的可視化、信息化、時效化，可減少了施工中復雜工程的檢驗。
3 利用BIM技術在高校中的應用
3.1 利用BIM技術參賽
近幾年，許多高校讓學生積極參加BIM技術相關的比賽，參賽學生在掌握好BIM技術的同時，不但提高自身的實踐能力，也在一定程度上鍛煉了學生的創(chuàng)新能力。BIM技術可以更好的、更直觀的將建筑模型的三維立體、實際空間、房間的日照通風、鋼筋、工程造價等信息詳細表達出來，讓我們及時發(fā)現(xiàn)工程中不合理的地方、及時進行修改和改正。
3.2 利用BIM參加比賽流程
3.2.1 BIM技術參賽的準備工作
在土木工程專業(yè)里，土木工程制圖是我們學習計算機繪圖的基礎。計算機繪圖課程能夠使我們更好地掌握使用CAD繪圖手段。為了更深入了解建筑物建筑構件和結構構件的組成關系，土木工程材料這門課提供了這方面的知識結構。
當我們熟練利用CAD繪制圖紙時，遇到復雜的圖紙，建立建筑的三維空間概念和立體感，需要利用BIM技術來解決這方面的問題。利用BIM技術的創(chuàng)新訓練，可以讓我們將土木工程制圖、計算機繪圖、土木工程材料、土木工程概論、房屋建筑學等土木類的相關課程有機的聯(lián)系起來，可提高學生的創(chuàng)造思維能力、動手能力以及更加熟練的掌握計算機繪圖技能。
3.2.2 BIM技術參賽的實際應用
首先詳細了解BIM技術的應用狀況，明確BIM技術都可以做哪些方面的內(nèi)容，同時對相應的BIM類軟件有一個總體的了解；通過官網(wǎng)中的視頻進行BIM軟件的自學，同時合理利用網(wǎng)絡資源和通過和官方的客服技術人員請教，加深對軟件的理解和掌握，也可以與同學或者老師進行積極地交流不理解和不太明白的地方，鍛煉自主學習的能力，又開拓我們的視野。
其次是圖紙閱讀與理解。作為建筑專業(yè)人員，應學會看圖、讀圖。我們可以按照建筑、結構、水、暖、電的圖紙表達順序，仔細的閱讀圖紙，讀懂圖中所有設備、符號、標注等信息。
最后是BIM軟件的實際應用。在BIM類軟件中，有很多不同種類的BIM類軟件。其中魯班BIM中有魯班土建、魯班安裝、魯班鋼構、魯班鋼筋、魯班施工、魯班造價、魯班總體等軟件。綠建斯維爾軟件中有建筑設計、建筑通風、節(jié)能設計、能效測評、暖通負荷、熱環(huán)境、日照分析等軟件。由上面可以看出，每個軟件都有自己的功能，并且他們之間相互協(xié)調(diào)、相互聯(lián)系。
魯班土建與建筑設計是繪制、轉化圖紙，能夠真實的模擬施工的實際情況，魯班BIM軟件在進行云檢查時，能夠及時找出圖紙中設計不合理的位置并提醒相關人員進行修改；魯班安裝可利用三維技術解決造價復雜問題，利用碰撞檢查及技術對虛擬現(xiàn)場精細化；魯班鋼筋可以對建筑快速配筋，對鋼筋下料可以快速計算出結果，并可真實的模擬現(xiàn)場鋼筋的分布，避免造價工程師不必要的往返；魯班鋼構可以快速的直接出量復雜的鋼結構三維模型；魯班總體內(nèi)部有許多三維圖形，可智能轉化植物、草坪、道路等，并可能輕松的計算出土方工程量。
團隊在參賽的過程中，兩次榮獲由中國教育協(xié)會頒發(fā)的BIM類高校比賽三等獎和由黑龍江省教育廳頒發(fā)的基于BIM的建筑物理模型類的優(yōu)秀獎。
4 利用BIM參賽的收獲與感想
利用BIM類軟件所做的參賽作品部分如下圖所示：
通過學習BIM技術及相關軟件，更好地加深了專業(yè)課程知識的掌握和了解，同時初步掌握了建筑的設計方法，建筑的施工建造過程以及建筑物后期維護工作等工程。參加全國大學生BIM類的比賽，既檢驗知識掌握的實際水平，也提高創(chuàng)造思維能力，通過分工協(xié)作，鍛煉了溝通能力、協(xié)作能力。BIM技術提供的虛擬協(xié)作、基于問題的學習方式、以及基于角色的實驗練習，能夠顯著提高我們的綜合素質(zhì)。
5 對BIM技術的一點看法
BIM技術對于了解建筑業(yè)來說是一個很好地切入軟件，可省時、省力，又可安全、高效、快速、實用地完成一個建筑。通過參加BIM類相應的比賽，能更好地掌握建筑工程中的繪圖、識圖能力、增強創(chuàng)新能力、提高實踐動手能力，能夠為早日進入建筑業(yè)的的工作中打下堅實的基礎。
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