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【關(guān)鍵詞】智慧城市 智慧建造 工業(yè)化 精細(xì)化

1 緒論

國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃與《“十三五”規(guī)劃建議》明確要求大力開展智慧城市建設(shè)，而智慧建造是推進(jìn)智慧城市建設(shè)最基礎(chǔ)的一環(huán)。當(dāng)前，中國整體的環(huán)境污染狀況嚴(yán)峻，在生產(chǎn)率水平低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重的大環(huán)境下，建筑行業(yè)首當(dāng)其沖，面臨著越來越大的環(huán)境壓力[1-2]。在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得傳統(tǒng)的建筑模式已經(jīng)不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的市場(chǎng)需要和新型城鎮(zhèn)化的要求。與此同時(shí)，智能技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，因此，建筑行業(yè)作為能源消耗和環(huán)境污染的大戶，應(yīng)在轉(zhuǎn)方式促發(fā)展的同時(shí)，積極提升本行業(yè)的信息智能技術(shù)水平，探索建筑行業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展模式已成大勢(shì)所趨，智慧建造必將迎來自己的時(shí)代。

2 智慧建造的概念及內(nèi)涵

智慧城市是國家建設(shè)的重要組成部分，與此同時(shí)智慧化的建造過程也是未來建筑業(yè)成長(zhǎng)的必然趨勢(shì)，由此，智慧建造便應(yīng)運(yùn)而生。

智慧建造指運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)對(duì)建造的整個(gè)過程中的管理及各個(gè)階段進(jìn)行綜合變革及改進(jìn)，以此保證建造過程的自動(dòng)化和智慧化，使項(xiàng)目施工過程更加形象化、透明化，并達(dá)到了了建設(shè)全過程的安全可靠性和高效。

現(xiàn)在，對(duì)“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(jìn)行解釋：一是產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展，與大自然和諧可持續(xù)發(fā)展。我國建筑業(yè)能源材料的浪費(fèi)和環(huán)境的污染都已成為當(dāng)今社會(huì)不得忽視的問題。另一方面是給行業(yè)嵌入先進(jìn)的數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)。無論是行業(yè)還是企業(yè)，項(xiàng)目管理都應(yīng)該由先進(jìn)的信息技術(shù)系統(tǒng)作為支撐，在公平和透明的經(jīng)營環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)高效化和精細(xì)化。另一種為在中國發(fā)達(dá)地區(qū)使用的建設(shè)項(xiàng)目信息管理技術(shù)，其中最突出的是被稱為“智能眼”的監(jiān)控管理，它采用了視頻系統(tǒng)與門禁控制系統(tǒng)。兩者的理解和實(shí)踐都是利用信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)管理水平和管理效率的提高。

智慧建造是以項(xiàng)目管理（PM）、建筑信息模型（BIM）、大數(shù)據(jù)管理（DM）、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等為代表的先進(jìn)技術(shù)為支撐的建筑全生命周期的智慧化，充分體現(xiàn)了感知化、物聯(lián)化、智能化的特點(diǎn)并最終完成整個(gè)過程的建設(shè)和達(dá)到完成后的智慧、連接、合作的目標(biāo)[3-4]。

3 智慧建造與智慧城市的關(guān)系

智慧城市是運(yùn)用現(xiàn)有高新科技成果在城市規(guī)劃、建造、管理及運(yùn)營內(nèi)的綜合應(yīng)用，其形成與發(fā)展提高了城市管理和服務(wù)水平、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)而提高了人民的生活水平及質(zhì)量。智慧城市的建設(shè)離不開建造領(lǐng)域的發(fā)展，作為城市基礎(chǔ)設(shè)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(guān)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(xù)和智慧運(yùn)營的要求[5]。

在智慧城市的建設(shè)背景下，開始研究智慧建造在施工過程中的應(yīng)用。智慧建造的理論來源主要是對(duì)智慧城市中“智慧”二字的解讀，與此同時(shí)，智慧建造也是智慧城市中最基礎(chǔ)的一環(huán)。隨著建筑規(guī)模不斷壯大，建設(shè)工程自身所附帶的越來越多的信息資源會(huì)在施工全過程和建筑全生命周期中產(chǎn)生重要的影響。實(shí)施智慧建造，有利于提升建設(shè)過程的信息化水平，促進(jìn)建筑行業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，推進(jìn)了智慧城市的建設(shè)。

4 大力發(fā)展智慧建造的意義

建筑業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)便是智慧建造，在建設(shè)過程中，積極采用BIM、協(xié)同設(shè)計(jì)、移動(dòng)通訊、無線射頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、4D項(xiàng)目管理、PIP、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的生產(chǎn)和管理方式，拔高行業(yè)管理水準(zhǔn)和施工的生產(chǎn)效率，使整個(gè)建造過程實(shí)現(xiàn)智慧化。這些技術(shù)的充分應(yīng)用將在很大程度上提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率，加強(qiáng)了對(duì)建筑工程的整合程度，不但降低了整個(gè)建設(shè)過程的成本，提高了建造質(zhì)量和效率，并對(duì)整個(gè)生命周期的設(shè)計(jì)和施工有著明顯的改善。利用智慧建造技術(shù)，構(gòu)建全方位的生命周期管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的精細(xì)化和對(duì)企業(yè)進(jìn)行集約化管理，是實(shí)現(xiàn)建筑跨越式發(fā)展的必然趨勢(shì)[6]。

智慧建造的推進(jìn)有效的優(yōu)化了管理和服務(wù)的流程，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和智能化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)過程全生命周期的智慧化，并有助于推動(dòng)企業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)的創(chuàng)新，進(jìn)一步改善我國建筑業(yè)資源浪費(fèi)嚴(yán)重問題，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的綠色生態(tài)化。同時(shí)，智慧建造還帶有一定社會(huì)效益，可以改善民生。通過構(gòu)建智慧家庭、智慧住宅等實(shí)踐來為市民提供一個(gè)全新的智能化宜居環(huán)境，改善全社會(huì)的生活面貌。

智慧建造將實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)模式的根本性變化，使傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)模式逐漸轉(zhuǎn)換為以信息為主體現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)模式，生產(chǎn)效率也將大大提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。

5 結(jié)語

相比于其他產(chǎn)業(yè)，建筑行業(yè)的工業(yè)智能化技術(shù)還很落后，將先進(jìn)的信息技術(shù)嵌入到施工過程中形成完整的智能系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了建設(shè)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(fā)展不同學(xué)科之間的合作與融合，從而實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)的整合與提升，是推動(dòng)建筑技術(shù)發(fā)展的根本途徑。智慧建造是PM、BIM、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的綜合運(yùn)用，也是當(dāng)今先進(jìn)的信息技術(shù)被充分融合的綜合運(yùn)用。智慧建造的發(fā)展必將帶來建筑產(chǎn)業(yè)的一次“信息革命”。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：變電站；智能化建設(shè)；關(guān)鍵技術(shù)

Abstract: In this paper, starting from the features and functions of intelligent substation were analyzed, discussed the various technical problems in the intelligent building, in order to guarantee intelligent construction work smoothly.

Key words: intelligent substation; construction; key technology

中圖分類號(hào)：TM411+.4

前言

智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺(tái)之一，是智能電網(wǎng)的重要組成部分，它是銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等新能源接入電網(wǎng)的重要支撐。是智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”三流匯集的焦點(diǎn)，對(duì)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有極為重要的作用。

智能化變電站的特點(diǎn)分析

智能化變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)施自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。作為電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，同常規(guī)變電站一樣連接線路、輸送電能，擔(dān)負(fù)著變化電壓等級(jí)、匯集電流、分配電能、控制電能流向、調(diào)整電壓等功能。智能變電站能夠完成比常規(guī)變電站范圍更寬、層次更深、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的信息采集和信息處理，變電站內(nèi)、站與調(diào)度、站與站之間、站與大用戶和分布式能源的互動(dòng)能力更強(qiáng)，信息交換和融合更方便快捷，控制手段更靈活可靠。具有全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化等主要技術(shù)特征。

2、智能化變電站的功能概述

2.1 緊密聯(lián)結(jié)全網(wǎng)。從智能化變電站在智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的位置和作用看，智能化變電站的建設(shè)，要有利于加強(qiáng)全網(wǎng)范圍各個(gè)環(huán)節(jié)間聯(lián)系的緊密性，有利于體現(xiàn)智能電網(wǎng)的統(tǒng)一性，有利于互聯(lián)電網(wǎng)對(duì)運(yùn)行事故進(jìn)行預(yù)防和緊急控制，實(shí)現(xiàn)在不同層次上的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，成為形成統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)節(jié)和紐帶。智能化變電站的“全網(wǎng)”意識(shí)更強(qiáng)，作為電網(wǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和部分，其在電網(wǎng)整體中的功能和作用更加明

2.2 支撐智能電網(wǎng)。從智能化變電站的自動(dòng)化、智能化技術(shù)上看，智能化變電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行水平，應(yīng)與智能電網(wǎng)保持一致，滿足智能電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效、清潔、環(huán)保、透明、開放等運(yùn)行性能的要求。在硬件裝置上實(shí)現(xiàn)更高程度的集成和優(yōu)化，軟件功能實(shí)現(xiàn)更合理的區(qū)別和配合。應(yīng)用FACTS技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)電壓和無功功率，電流和潮流分布進(jìn)行有效控制。

2.3智能化變電站允許分布式電源的接入。在海西電網(wǎng)中，風(fēng)能、太陽能等間歇性分布式電源的接入。智能化變電站是分布式電源并網(wǎng)的入口，從技術(shù)到管理，從硬件到軟件都必須充分考慮并滿足分布式電源并網(wǎng)的需求。大量分布式電源接入，形成微網(wǎng)與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行模式。這使得配電網(wǎng)從單一的由大型注入點(diǎn)單向供電的模式，向大量使用受端分布式發(fā)電設(shè)備的多源多向模塊化模式轉(zhuǎn)變。與常規(guī)變電站相比，智能化變電站從繼電保護(hù)到運(yùn)行管理都應(yīng)做出調(diào)整和改變，以滿足更高水平的安全穩(wěn)定運(yùn)行需要。

2.4 遠(yuǎn)程可視化。智能化變電站的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與操作運(yùn)行均可利用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化與自動(dòng)化，以實(shí)現(xiàn)變電站真正的無人值班，并提高變電站的安全運(yùn)行水平。

2.5 裝備與設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，模塊化安裝。智能化變電站的一二次設(shè)備進(jìn)行高度的整合與集成，所有的裝備具有統(tǒng)一的接口。智能化變電站時(shí)建設(shè)時(shí)，所有集成化裝備的一、二次功能，在出廠前完成模塊化調(diào)試，運(yùn)抵安裝現(xiàn)場(chǎng)后只需進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)、接線，無需大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。一二次設(shè)備集成后標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，模塊化安裝，對(duì)變電站的建造和設(shè)備的安裝環(huán)節(jié)而言是根本性的變革。可以保證設(shè)備的質(zhì)量和可靠性，大量節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試工作量，使得任何一個(gè)同樣電壓等級(jí)的變電站的建造變成簡(jiǎn)單的模塊化的設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、連接，因而可以實(shí)現(xiàn)變電站的“可復(fù)制性”，大大簡(jiǎn)化變電站建造的過程，而提高了變電站的標(biāo)準(zhǔn)化程度和可靠性。出于以上需求的考慮，智能化變電站必須從硬件到軟件，從結(jié)構(gòu)到功能上完成一個(gè)飛越。

3、智能化變電站建設(shè)的技術(shù)關(guān)鍵

與常規(guī)變電站設(shè)備相比，智能化變電站的核心問題是信息的采樣傳輸與控制，包括 “新技術(shù)、新材料及新工藝”的應(yīng)用，其中，由的技術(shù)相對(duì)成熟、由的技術(shù)還處于試運(yùn)行和研發(fā)階段，需在現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合其他變電設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。智能化變電站通過全景廣域?qū)崟r(shí)信息統(tǒng)一同步采集，實(shí)現(xiàn)變電站自協(xié)調(diào)區(qū)域控制保護(hù)；與調(diào)度實(shí)現(xiàn)全面互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)備全壽命周期綜合優(yōu)化管理。

3.1 測(cè)量數(shù)字化技術(shù)。一次設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)（如變壓器油溫、分接開關(guān)位置、開關(guān)設(shè)備的分、合位置等）都需要痛過模擬信號(hào)電纜傳送至控制室進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量數(shù)字化就是對(duì)運(yùn)行控制直接相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行就地?cái)?shù)字化測(cè)量。測(cè)量結(jié)果可根據(jù)需要發(fā)送至站控曾網(wǎng)絡(luò)或過程層網(wǎng)絡(luò)，用于一次設(shè)備或其部件的運(yùn)行與控制。數(shù)字化測(cè)量參量包括變壓器油溫、有載分接開關(guān)位置、開關(guān)設(shè)備分、合閘位置。

3.2 控制網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。在運(yùn)行中，變壓器的冷卻系統(tǒng)、有載分接開關(guān)和開關(guān)設(shè)備的分、合閘操作都需要控制，而控制網(wǎng)絡(luò)化就是對(duì)控制需求的一次設(shè)備或其部件實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的控制，。控制方式包括：一次設(shè)備或其部件自有控制器就地控制；智能組件通過就地控制器或執(zhí)行器控制；站控層設(shè)備通過智能組件控制。

3.3狀態(tài)可視化技術(shù)。狀態(tài)可視化由智能組件中的監(jiān)測(cè)功能模塊完成，但其依據(jù)的信息不局限于監(jiān)測(cè)模塊，還可以包括測(cè)量及系統(tǒng)測(cè)控裝置等模塊的信息。可視化是智能一次設(shè)備與電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)的一種信息互動(dòng)方式，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地掌握一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

3.4功能一體化技術(shù)。傳感器作為二次設(shè)備的狀態(tài)感知原件，參與測(cè)量、控制、監(jiān)測(cè)、計(jì)量、保護(hù)等二次與一次設(shè)備的融合，傳感器將一次設(shè)備的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)化智能組件的可測(cè)量信息。

3.5 信息互動(dòng)化技術(shù)。作為智能一次設(shè)備的一部分，智能組件是一次設(shè)備與電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)之間信息互動(dòng)的橋梁，作為電網(wǎng)的原件，智能一次設(shè)備主要提供智能化信息，而真正的智能化應(yīng)用，需要有調(diào)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，智能組件將一次設(shè)備的智能化信息通過站控層發(fā)送至調(diào)度系統(tǒng)，支持調(diào)控系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)優(yōu)化控制。

篇3

在建筑中利用最新的材料科研發(fā)展成果，不僅能夠啟發(fā)建筑師的創(chuàng)意，而且也體現(xiàn)了建筑業(yè)工作者的環(huán)境意識(shí)。

眾所周知，創(chuàng)新總是來源于不同領(lǐng)域知識(shí)的融合及其在新的環(huán)境背景下的應(yīng)用。新的可持續(xù)性材料的應(yīng)用與建造方法的發(fā)展不可剝離，而且互相影響。我們不僅要關(guān)注最少量的建筑能耗，更重要的是，把關(guān)注的焦點(diǎn)放在未來對(duì)能源和材料如何智能化利用上。

未來材料已成為現(xiàn)實(shí)，它們存在于日常生活諸多用品中。當(dāng)我們面臨發(fā)展可持續(xù)建筑的挑戰(zhàn)時(shí)，它們可以幫助我們找到很多答案。問題不在于你選擇哪種材料，而在于哪些可取的特性可以用來應(yīng)對(duì)哪些具體的情況。最終元素的周期表將定義我們的建筑體塊。

以下兩部分描述了兩組神奇的前沿建筑材料。

智能材料

傳統(tǒng)的材料是靜態(tài)的，它們通常的功能是抵御外來的影響，例如壓力、拉力和溫度的影響；智能材料則是動(dòng)態(tài)的，因?yàn)樗鼈儾粩嗟貞?yīng)對(duì)外部影響。這啟發(fā)了材料應(yīng)用新思路：與其被動(dòng)地建構(gòu)，使建筑成為氣候的屏障，不如使用智能材料建設(shè)樓宇，動(dòng)態(tài)的功能和信息原則上可以在任何地方安裝，量化智能系統(tǒng)可以適應(yīng)用戶的要求。建筑物可以應(yīng)對(duì)溫度和光線的變化，加強(qiáng)對(duì)高峰負(fù)荷乃至風(fēng)暴和地震的承受能力。

智能材料已很大程度存在于我們?nèi)粘Ｉ钪?，許多產(chǎn)品都含有監(jiān)測(cè)或反應(yīng)功能，例如：在強(qiáng)烈日光下可降低透光率的玻璃，在不同溫度下可改變顏色的表面，還有可感知溫度自動(dòng)開啟或關(guān)閉的窗子。

總體來講有兩類智能材料：特性改變材料和能量轉(zhuǎn)換材料。

1. 特性改變材料

智能材料中通過改變自身性狀以響應(yīng)外界變化的材料稱為特性改變材料。包括：

變色材料。它們有能力改變自身的光學(xué)特性從而改變顏色，深受設(shè)計(jì)師青睞。它們可因光、熱、壓力、酸度和電力的變化而變化。例如，電致變色玻璃窗可以因電流通過而變暗。

相變材料。它能夠存儲(chǔ)并釋放大量能量，可根據(jù)壓力或溫度改變?yōu)楣腆w或液體形態(tài)，其過程是可逆的，這意味著相變材料可以經(jīng)過無限多次的狀態(tài)轉(zhuǎn)換而不會(huì)退變。例如微囊內(nèi)裝有的石蠟，在環(huán)境溫度作用下產(chǎn)生相變，通過儲(chǔ)存和釋放熱量來調(diào)節(jié)室溫。

電活化材料。它將聚合物或金屬材料編織為紡織品并可導(dǎo)電。隨著我們這個(gè)時(shí)代越來越多地使用電子設(shè)備，人們對(duì)這種便攜材料特別感興趣。

2. 能量轉(zhuǎn)換材料

將能源從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，從而開始一個(gè)進(jìn)程或改變形式的智能材料被稱為能量轉(zhuǎn)換材料。它們的功能發(fā)揮需要得到外部控制的援助。

發(fā)光材料吸收能源后產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，例如已知的自然界磷發(fā)光現(xiàn)象，光色可以根據(jù)需求調(diào)整。我們從被稱為未來能源的用于水下燈的LED光源了解到：光致發(fā)光和電致發(fā)光材料的使用，都能使原本不發(fā)光的物質(zhì)產(chǎn)生光效應(yīng)。

壓電晶體受到機(jī)械力量影響時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股電流，這種影響是可逆的。如果電流作用于它們，也會(huì)改變其內(nèi)部晶體形態(tài)。因此，壓電材料可作為傳感器和驅(qū)動(dòng)器。從建筑設(shè)計(jì)的角度來看，風(fēng)動(dòng)力能源和人類活動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能將可以滿足用電、機(jī)械冷卻或其他耗能需求。

形狀記憶材料往往是金屬或聚合物。它們的特性是在發(fā)生幾何形變或受到破壞后能回恢復(fù)原來的形狀。例如用手術(shù)線縫合一根血管，血管在人體體溫作用下會(huì)回到它的原始形態(tài)，從而“線”也就消失了。

納米技術(shù)材料

總的來說納米材料很難分類，其特點(diǎn)是通過向已有天然或人工材料中添加直徑非常小的顆粒物，創(chuàng)造出具有新特性的材料。實(shí)際上，這是一種最缺乏傳統(tǒng)“材料性”意義的材料。

首先它是如此不可思議小，1nm 是1m的十億分之一，人類一根頭發(fā)平均厚度的十萬分之一。材料在納米尺度下的性質(zhì)與宏觀尺度大有不同。物質(zhì)在宏觀條件下產(chǎn)生的機(jī)理與影響的范圍，幾乎都可以用普遍存在的物理與化學(xué)定理解釋，而在納米世界里，情況則截然不同。在這里，重力影響被中和，而靜電和量子力學(xué)的主導(dǎo)作用取而代之。如果能熟練地控制納米級(jí)結(jié)構(gòu)，就可以在宏觀尺度上影響性能，從而產(chǎn)生全新的材料和工藝。

納米技術(shù)將影響幾乎所有行業(yè)，包括建造業(yè)。未來幾年之內(nèi)就能看到納米技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)建材如混凝土、玻璃、復(fù)合材料、絕緣材料甚至木材的特性有明顯改善。材料變得更強(qiáng)、更輕、更耐用、更便宜。換句話說，新材料的發(fā)展具有非常光明的未來，這不是投機(jī)主義，如今，許多充分利用了納米技術(shù)優(yōu)勢(shì)的材料已經(jīng)出現(xiàn)。

1. 功能表面“薄膜”

它也可以稱為功能膜，因?yàn)樗且粋€(gè)具有特殊性能的透明涂料。薄膜使用無處不在，例如，建筑物的外立面可濾掉紫外線從而保護(hù)建筑表皮免受日曬而老化的特富隆（聚四氟乙烯）涂層。

荷葉的自潔功能是運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)模仿大自然性能的完美實(shí)例。利用納米技術(shù)，可以再現(xiàn)荷葉的防水性能。在這之前你可能會(huì)認(rèn)為防水表面應(yīng)盡可能地平整光潔，但細(xì)看之下你會(huì)發(fā)現(xiàn)荷葉的表面結(jié)構(gòu)是不平滑的。今天，模仿這種結(jié)構(gòu)生產(chǎn)出了自潔玻璃。同時(shí)，也正在做改良傳統(tǒng)玻璃性能的實(shí)驗(yàn)，例如完全透明并可降解的纖維素結(jié)構(gòu)薄膜的研發(fā)，都將為玻璃薄膜材料提供新的選擇。

2. 生化活性材料

在納米世界里銀也是受歡迎的新材料之一。常態(tài)下，銀不易變形，在各種氣候狀況下具有相同的顏色，總體上是一個(gè)非常穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)。但在非常小的粒子狀態(tài)下，納米銀的性質(zhì)完全不同，它非常容易起反應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)活潑，而且一直用于清潔和消毒表面。

同樣，二氧化鈦?zhàn)鳛楣庥|媒材料在歐洲是新興的材料，其實(shí)在日本已被廣泛使用。所謂光觸媒就是在紫外線作用下，形成自潔凈和空氣凈化表面。光觸媒材料可用于立面、屋頂板、橋梁和道路。由于它們的自我清洗性能也被用來維持醫(yī)院的無菌，并可為辦公室和餐館凈化空氣。這種表面的使用提高了20%～70%的空氣質(zhì)量?？梢哉f，如果把它用在城市中建筑的外墻，可以解決煙霧和其他污染引起的問題。

3. 納米固體

納米技術(shù)也可以用來制造固體材料，其中一個(gè)例子是電子梭，你可以利用電磁場(chǎng)制造紡織品。靜電紡織品的纖維只幾個(gè)原子厚度，換句話說，直徑比可見光波長(zhǎng)還小，肉眼根本看不見。它們被用于許多情況，從生化活性物質(zhì)到隔音和空氣過濾。

篇4

【關(guān)鍵詞】成套電器一次方案設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)；專家系統(tǒng)

成套電器生產(chǎn)企業(yè)通過對(duì)用戶提供的一次原理圖的分析，確定成套電器一次方案的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。此文以一種知識(shí)推理和實(shí)例推理相結(jié)合，進(jìn)行成套電器一次方案的設(shè)計(jì)，運(yùn)用實(shí)例推理改進(jìn)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)，建立了比較完善的專家系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠在專家協(xié)助下更新知識(shí)庫和實(shí)例庫，實(shí)現(xiàn)了成套電器一次方案的分布式智能設(shè)計(jì)。同時(shí)，將用戶需要的配電方案整理歸檔，成為與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方案相類似的方案組，用排列圖傳遞給企業(yè)的其他部門，進(jìn)行元件采購、庫存調(diào)度、框架結(jié)構(gòu)加工以及財(cái)務(wù)資金調(diào)撥等工作。由于成套電器一次方案的排列圖設(shè)計(jì)的速度和準(zhǔn)確性直接關(guān)系到企業(yè)供貨時(shí)間和產(chǎn)品合格率的高低，并最終影響企業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益，因此，企業(yè)非常重視排列圖設(shè)計(jì)工作。

1 專家系統(tǒng)在成套電器一次方案設(shè)計(jì)中應(yīng)用的概述

專家系統(tǒng)應(yīng)用到成套電器一次方案設(shè)計(jì)中是現(xiàn)代電器行業(yè)的一種智能程序系統(tǒng)，是一個(gè)具有大量的專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，應(yīng)用于人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)某領(lǐng)域的專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的思維來解決問題，代替了人類專家來處理復(fù)雜問題。

研究專家系統(tǒng)在成套電器一次方案設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用。闡述該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想 ，并利用優(yōu)化目標(biāo)的設(shè)計(jì)模型。應(yīng)用本專家系統(tǒng)可大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠滿足技術(shù)要求。

2 專家系統(tǒng)和設(shè)計(jì)模板技術(shù)

2.1 成套電器一次方案智能化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

專家系統(tǒng)在成套電器一次方案系統(tǒng)中的應(yīng)用主要結(jié)合高、低壓的原理、結(jié)構(gòu)、性能和運(yùn)行等方面的問題，對(duì)近年來出現(xiàn)的智能化電器進(jìn)行了闡述；同時(shí)，對(duì)成套配電裝置的各種電器元器件，合理的應(yīng)用所使用的元器件性能及主要技術(shù)參數(shù)，準(zhǔn)確得出電力系統(tǒng)的計(jì)算。

成套電器一次方案要實(shí)現(xiàn)排列圖的智能化設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)：設(shè)計(jì)功能模板技術(shù)和基于專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)向?qū)А＜蚁到y(tǒng)是人工智能的一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，主要由推理機(jī)、知識(shí)庫、知識(shí)獲取和結(jié)果解釋幾部分組成。它有幾個(gè)突出的特點(diǎn)：

不精確推理。它能在不確定、不完備的領(lǐng)域知識(shí)條件下演繹。

知識(shí)獲取?？蓮耐獠渴澜绔@取知識(shí)，也可以從內(nèi)部的演繹過程中機(jī)械地學(xué)習(xí)知識(shí)。

結(jié)果解釋，它能對(duì)問題求解過程給出解釋，使結(jié)構(gòu)令人信服。比如：用戶對(duì)電能的需要不是一個(gè)定值，功率隨時(shí)間有高低起伏的變化，專家系統(tǒng)在成套電器一次方案技術(shù)系統(tǒng)中的應(yīng)用通過加大系統(tǒng)的備用容量，通過措施控制，使得用戶不會(huì)在一個(gè)時(shí)間內(nèi)都向電源側(cè)取得負(fù)荷，使得負(fù)荷曲線變得平滑。當(dāng)電源發(fā)出的功率低于負(fù)荷要求的功率時(shí)，系統(tǒng)頻率下降，不能滿足50+-0.5Hz的要求，此時(shí)需要切除一部分負(fù)荷，增加發(fā)電機(jī)出力。

組成設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)是一種分類型專家系統(tǒng)，它最重要的兩個(gè)部分是專家知識(shí)庫和推理機(jī)。

2.2 專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

運(yùn)用專家系統(tǒng)在網(wǎng)上資源及其教學(xué)方式，在成套電器一次方案設(shè)計(jì)的專家知識(shí)庫技術(shù)的基礎(chǔ)上，將復(fù)雜的的大量數(shù)據(jù)與專家知識(shí)有機(jī)地結(jié)合。使用專家系統(tǒng)的知識(shí)庫，有強(qiáng)大的工程數(shù)據(jù)庫為支撐，在工程數(shù)據(jù)的建立過程中就考慮到專家系統(tǒng)知識(shí)要求的事實(shí)描述，將構(gòu)成專家知識(shí)的合集，在工程數(shù)據(jù)庫中，避開操作大量圖形數(shù)據(jù)，將對(duì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的查詢，將整個(gè)專家系統(tǒng)的知識(shí)系統(tǒng)理解為一個(gè)有向圖，用結(jié)論等知識(shí)事實(shí)作為網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)，專家知識(shí)中，弧的起點(diǎn)是推理知識(shí)的條件，由弧和結(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成專家知識(shí)。采用這種方式，將一個(gè)復(fù)雜的專家知識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)圖。圖1是本文使用的語義網(wǎng)絡(luò)圖其中的一個(gè)部分，主要描述的是幾個(gè)專家系統(tǒng)的規(guī)則：

（1）存在兩段母線時(shí)，需要有聯(lián)絡(luò)柜。

（2）存在兩段母線時(shí)，需要有母聯(lián)柜。

（）兩段母線時(shí)，需要在兩段母線上分別加裝一臺(tái)PT柜。

圖1 成套電器方案設(shè)計(jì)的語義網(wǎng)絡(luò)示意圖

專家系統(tǒng)擁有某一特定領(lǐng)域的大量知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)技術(shù)的問題上，電器專家系統(tǒng)通常有一套獨(dú)特的思維方式，成功的解決困難問題，或向用戶提出一些建設(shè)性的建議。專家系統(tǒng)程序有一個(gè)具有智能特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)程序，它的智能化主要表現(xiàn)為能夠在特定的領(lǐng)域內(nèi)模仿人類專家思維來求解復(fù)雜問題。

3 專家系統(tǒng)在成套電器一次方案的資源與應(yīng)用

以往，大部分的專家系統(tǒng)都是做為咨詢工具來應(yīng)用，回答疑難問題，提建議，并展現(xiàn)出一個(gè)合理的分析思路。但是現(xiàn)在隨著專家系統(tǒng)技術(shù)的成熟，作為電器行業(yè)的重要指引來運(yùn)用，對(duì)于這方面的研究也逐漸開始被人們所重視，例如，如何利用專家系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，關(guān)于專家系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究等。目前被大多數(shù)人認(rèn)可的專家系統(tǒng)主要有兩種：一種是通過專家系統(tǒng)應(yīng)用，使人們充分體驗(yàn)到人類專家問題求解的思路和推理，這有助于提高人們的分析、判斷和反思能力；另一種是讓人們利用專家系統(tǒng)工具自行建造專家系統(tǒng)，包括知識(shí)庫的構(gòu)建。專家系統(tǒng)用自己的思維方式將原本零碎的知識(shí)條理化，并對(duì)其進(jìn)行深層思考，在電器行業(yè)也得到深入的理解和一個(gè)學(xué)習(xí)建造自己的現(xiàn)實(shí)，至少是基于以往的經(jīng)驗(yàn)來解釋現(xiàn)實(shí)的。因此，一個(gè)人的知識(shí)是在個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、思維結(jié)構(gòu)以及對(duì)事物的不斷摸索的基礎(chǔ)上形成的，建造自己的專家系統(tǒng)和有效的探究方式。電器成套系統(tǒng)的排列圖設(shè)計(jì)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)存儲(chǔ)的方式，模板的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，順序給出標(biāo)準(zhǔn)方案的參數(shù)，形成數(shù)據(jù)庫查詢語句，在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)方案的自動(dòng)選擇上，將查詢過程結(jié)果記錄下來，可形成本軟件的模板。

4 結(jié)論

一次方案排列圖設(shè)計(jì)軟件將智能化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于成套電器一次方案排列圖設(shè)計(jì)中，在模板等技術(shù)上提高了設(shè)計(jì)的速度，保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，這為企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)和敏捷制造技術(shù)提供必要的技術(shù)支持，也為企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的數(shù)據(jù)和信息提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

篇5

【關(guān)鍵詞】3d打印建造；3d打印材料；建筑發(fā)展一體化

1 引言

自上世紀(jì)50-60年代的現(xiàn)代建筑誕生至今，建筑界在設(shè)計(jì)及建造上，思路方法依然在當(dāng)時(shí)建筑理論設(shè)定的大框架內(nèi)延續(xù)發(fā)展。設(shè)計(jì)上，數(shù)字化技術(shù)可隨機(jī)生成蘊(yùn)含變化規(guī)律的圖案、形體，豐富了空間造型，開拓了設(shè)計(jì)者的思維，推進(jìn)了快速標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化制圖和建模推敲造型、空間的發(fā)展。建造上，可借助電腦實(shí)現(xiàn)建筑建造進(jìn)程的模擬和控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)化操作。但是即使如此，領(lǐng)先的數(shù)字化生成技術(shù)與傳統(tǒng)建造技術(shù)之間所產(chǎn)生的脫節(jié)矛盾，使得由計(jì)算機(jī)輔助生成的建筑空間形體，依然需要由傳統(tǒng)的材料組構(gòu)和傳統(tǒng)的建造工藝來建造。此矛盾不僅使創(chuàng)意空間實(shí)現(xiàn)的可能性受限，而且即使實(shí)現(xiàn)，往往工程操作繁瑣復(fù)雜，建造代價(jià)不菲。而在信息時(shí)代的當(dāng)下，個(gè)性化的空間設(shè)計(jì)追求成為追捧，這使得該矛盾尤為突顯，成為建筑進(jìn)步發(fā)展的重要阻力和瓶頸之一。何種建造方式才能填補(bǔ)與數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)之間的不平衡發(fā)展，新的建筑時(shí)代何時(shí)才會(huì)來臨？ 成為建筑界的關(guān)注焦點(diǎn)。

2 技術(shù)變革下的建筑發(fā)展應(yīng)對(duì)回顧

縱觀西方建筑發(fā)展史，各時(shí)期建筑均在材料工藝和建造技術(shù)的發(fā)展支持下，建造出滿足當(dāng)時(shí)社會(huì)需求的空間，形成有別于前時(shí)代的建筑風(fēng)格。古羅馬建筑運(yùn)用以天然火山灰為活性材料的天然混凝土，創(chuàng)造了有別于古希臘梁柱結(jié)構(gòu)的拱券結(jié)構(gòu)，滿足了當(dāng)時(shí)對(duì)大空間的需求，形成新的建筑藝術(shù)形式。拜占庭建筑，磚的運(yùn)用及磚砌技術(shù)的發(fā)展，孕育了帆拱技術(shù)，使建筑有了向高處發(fā)展的可能性。哥特建筑能有高聳入云的建筑造型，得益于當(dāng)時(shí)的結(jié)構(gòu)體系發(fā)展。文藝復(fù)興重視“人”和現(xiàn)實(shí)世界觀念的藝術(shù)思潮，催生了世俗建筑類型的發(fā)展，帶來建筑體系的根本革命。

現(xiàn)代建筑因社會(huì)需求、新材料、新技術(shù)和藝術(shù)理論等各因素集聚引發(fā)建筑變革，最終擺脫了傳統(tǒng)建筑形式的束縛，創(chuàng)造出有別于之前的全新的建筑結(jié)構(gòu)、形式、施工工藝和新的建筑理論，并延續(xù)發(fā)展至今。此后，建筑形體、風(fēng)格等因建筑材料、施工工藝中的一項(xiàng)或多項(xiàng)因素的改進(jìn)，形成在某方面的特色創(chuàng)新。那么，在當(dāng)下的信息時(shí)代，追求個(gè)性體現(xiàn)的社會(huì)新需求，隨著3D技術(shù)的興起和發(fā)展，將帶來何種建筑應(yīng)對(duì)變革。

3 社會(huì)新需求和新技術(shù)

3.1 新的生活方式衍生新的建筑需求

在網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的支持下，信息時(shí)代在傳統(tǒng)的信息傳遞物質(zhì)載體外，創(chuàng)建了可實(shí)現(xiàn)信息交互的電子網(wǎng)絡(luò)渠道。它從根本上改變了人們的生產(chǎn)、生活方式和文化審美趨向，催生出新的建筑空間需求。

（1） 追求多功能的復(fù)雜建筑空間?！盁o紙化”辦公、電子商務(wù)等生產(chǎn)、生活方式上的調(diào)整，帶來足不出戶就能與外界保持緊密聯(lián)系的時(shí)空分離式工作和生活方式。但強(qiáng)化體現(xiàn)個(gè)人愛好的空間追求時(shí)，個(gè)體依然需要和社會(huì)保持密切聯(lián)系的心理需求，催生了私人、公共空間之間的互融需求，表現(xiàn)在對(duì)多重功能組合的復(fù)雜建筑空間的追求。如已經(jīng)流行的包含辦公、居住、購物、娛樂等集中式多功能綜合體，使個(gè)體在盡情享受私密空間時(shí)，能近距離地接觸社會(huì)。

（2） 偏愛個(gè)性、可變的建筑空間。先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)，可將其它地方的空間感知轉(zhuǎn)化為媒體的感知，制造出實(shí)體環(huán)境不存在的虛擬現(xiàn)實(shí)，由此產(chǎn)生互動(dòng)、可變的空間體驗(yàn)價(jià)值取向[1]。在建筑上，除表現(xiàn)為電子空間介入形成虛化的空間表現(xiàn)，更多地表現(xiàn)為對(duì)能體現(xiàn)個(gè)體特征的多元可變空間的喜好。

3.2 3D打印技術(shù)（3D printing） 的興起

3D打印技術(shù)（3D printing）通過燒結(jié)或粘接“構(gòu)造的微小單元（粉末或顆粒），一層一層地累積“增加”成整塊原材料[2]”，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”開始的主要標(biāo)志。它打破了遏制傳統(tǒng)制造業(yè)的核心問題――建模，無需建模即可精確打印出計(jì)算機(jī)上生成的形體。自投入工業(yè)化生產(chǎn)至今，已經(jīng)相對(duì)成熟地運(yùn)用于眾多領(lǐng)域，在建筑行業(yè)，亦已經(jīng)逐漸以樹脂、生物材料為主要材料，推廣應(yīng)用于打印建筑模型，而且隨著合適的建筑打印材料（如無機(jī)膠凝材料 ）出現(xiàn)，相應(yīng)推動(dòng)了3D打印建筑的社會(huì)應(yīng)用進(jìn)程。

傳統(tǒng)的建筑構(gòu)筑方式和3D打印建造技術(shù)，在原理上基本都屬于增材制造（窯洞類傳統(tǒng)建筑其中有減材和增材兩種建造方式），都是將各建筑元素組合構(gòu)成整體。它們之間最大的差別在于：①3D打印建筑能在計(jì)算機(jī)控制下，由機(jī)械裝置自動(dòng)完成，提高了建造的自動(dòng)化程度，減少了人力、物力成本；②無需模具，就能精確打印出計(jì)算機(jī)上生成的復(fù)雜形體，這是目前傳統(tǒng)建造方式上存在的短板，則是3D打印建造的亮點(diǎn)，形體越復(fù)雜，它的優(yōu)勢(shì)越大。

（1） 3D打印的建造工藝[2]

建筑領(lǐng)域中的3D打印，目前典型的應(yīng)用工藝有兩種：①輪廓構(gòu)筑（CC=Contour Crafter ） ：這是針對(duì)建筑物墻體建造設(shè)計(jì)而改良的3D打印方式，使用一體式的“紙和墨”。打印過程中，用通常使用的混漿泵將混凝土或干混砂漿等打印材料送至打印頭的噴嘴，打印頭在龍門架的支撐下進(jìn)行三維空間的運(yùn)作。此外，為增加墻體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以進(jìn)行異性或異質(zhì)部件的插入，如在成型輪廓內(nèi)部，放置鋼筋再打印填充常規(guī)混凝土。②粘接沉淀成型（SDM =Sticky deposition modeling） ：這種工藝是將3D打印的基本工作原理直接應(yīng)用于建筑。原理是砂粉層是打印“紙”， 粘結(jié)劑是打印“墨水”。按照設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)，在每層砂石粉上的設(shè)計(jì)區(qū)域打印膠水，反應(yīng)硬化后清除散砂石粉，得到打印的物體。因每一層打印都需要滿鋪粉床，就需要有非常龐大的打印機(jī)和巨大的砂石粉床，它相對(duì)適合打印小型的復(fù)雜形體。此外，在以上兩種方式上進(jìn)行的改良工藝，將粉料，骨料或液體的原材料，通過一種多通道的混漿噴嘴，在需要時(shí)計(jì)量混合擠出，優(yōu)點(diǎn)是不需要料床，如MIP工藝 （Mixing In Position）。

（2） 3D打印建造方式

因3D打印機(jī)和普通打印機(jī)一樣，打印尺寸和精度、分辨率成反比，考慮建筑體量的差異性，選擇合適的打印方式非常重要，目前共計(jì)有四種方式：

1） 整體式打印。即整棟房屋用打印機(jī)一次性打印建造完成。這種方式需要有適合房屋大小的的大型龍門架或砂石粉床，其中，材料、控制和精度等問題是需要解決的技術(shù)關(guān)鍵，相對(duì)比較適合于小型房屋的建造。如美國南加州大學(xué)的Behrokh Khoshnevis教授設(shè)計(jì)的巨型3D打印機(jī)，采用輪廓構(gòu)筑工藝，可以在24個(gè)小時(shí)內(nèi)“打印”出一幢面積為2500英尺的完整房子，如圖1。

分段組裝式打印。即建筑模塊化建造，預(yù)先將電腦建筑模型分拆成幾部分，在工廠打印好，然后在現(xiàn)場(chǎng)一起組裝。這種方法相對(duì)解決了房子尺寸的限制，但是現(xiàn)場(chǎng)的組裝工作增加了現(xiàn)場(chǎng)操作成本，并且對(duì)部件的大小和重量有所影響。

2） 群組機(jī)器人集合打印裝配。原理相當(dāng)于由諾干個(gè)路徑可控的打印機(jī)，按電腦模型要求，協(xié)同建造整棟建筑。這樣，建筑裝置（機(jī)器人）的尺寸跟房屋尺寸無關(guān)，可以非常??；同時(shí)機(jī)器人的智能要求也相對(duì)大大降低，增加了實(shí)際應(yīng)用的可能性。如歐洲空間局公布擬采用群組機(jī)器人3D打印技術(shù)在月球上的宇航員基地，如圖2。

3） 局部打印建造。即3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)建造方式結(jié)合，發(fā)揮3D打印易于打造復(fù)雜形體的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。方法有二：用3D打印機(jī)打造形體框架，在其中植入其他材料以達(dá)到結(jié)構(gòu)所需的性能要求；或者帶有一定異形體的建筑，規(guī)整部分采用傳統(tǒng)建造方式，異形體部分采用3D打印建造技術(shù)。

（3） 應(yīng)用趨向及發(fā)展瓶頸

3D打印技術(shù)能低成本、快速、自由地打印復(fù)雜形體，以及無建筑垃圾產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，吻合當(dāng)下對(duì)個(gè)性化和環(huán)保節(jié)能的追求?；谀壳?D打印建筑的技術(shù)水平，它可能將首先大量應(yīng)用于與傳統(tǒng)建造技術(shù)結(jié)合的局部復(fù)雜造型的打印制造、個(gè)性化需求的小型建筑、裝置等建造。如造型模擬莫比烏斯環(huán)的“景觀房”（Landscape House），由荷蘭建筑師Janjaap Ruijssenaars與Enrico Dini（D-Shape 3D打印機(jī)發(fā)明人）合作采用D-Shape 3D打印機(jī)建造。方法是由打印成6x9m的部件拼接成建筑的主體外觀框架，然后用纖維強(qiáng)化混凝土進(jìn)行填充，并在建筑中置入鋼筋和混凝土，使其更加牢固，計(jì)劃歷時(shí)一年半，于2014年完工，如圖3。

3D打印技術(shù)在建筑界推廣應(yīng)用的技術(shù)瓶頸：①打印尺寸。盡管3D打印機(jī)正不斷向大尺寸打印發(fā)展，但是建筑體量和一般物件的尺度差異太大，機(jī)器越大，其精度、速度越低，成本越大，其優(yōu)勢(shì)就越小。如“景觀房”的打印建造就因?yàn)榻ㄖw量超出打印范圍，只能采用打印部件后拼裝裝配的方式。這可通過技術(shù)升級(jí)或者選擇合適的打印方式來解決，如集群機(jī)器人打印等。②打印建造時(shí)間。為讓3D打印適用于建筑界，建造適合建筑尺寸的特大型打印機(jī)是其中的應(yīng)用嘗試之一。但是機(jī)器尺寸的大小與打印精度、速度成反比，大大削弱了3D打印快速、精確的優(yōu)勢(shì)。如耗時(shí)一年半的建造上例的“景觀房”，并沒有體現(xiàn)出3D打印快速建造的優(yōu)點(diǎn)。③軟件開發(fā)/集成技術(shù)：在軟件開發(fā)上，除提高打印精度等性能外，亦關(guān)注探索如何以小尺寸打印機(jī)打印出大尺寸的建筑可能性 。而跨領(lǐng)域的軟件集成操作，是3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-建造一體化的關(guān)鍵點(diǎn)。④打印材料：3D打印具有在打印過程中可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以生成新材料和新結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并需要使其能在足夠短的時(shí)間內(nèi)，初凝固化到能夠承載自重和打印動(dòng)荷載[2]。因此合適的建筑打印材料是促成其能在建筑行業(yè)大力發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵。

4 建筑未來發(fā)展趨勢(shì)構(gòu)想

4.1 材料重要性突顯，由材料師新工種配合

目前，隨著3D打印建筑技術(shù)的發(fā)展，除主要應(yīng)用混凝土和干混砂漿等無機(jī)膠凝材基的材料外，建筑垃圾、生物纖維材料和復(fù)合材料等新型建筑打印材料也得到相應(yīng)研發(fā)和關(guān)注。

（1） 建筑垃圾：拆遷建筑的基礎(chǔ)、梁柱、墻體和樓板等廢料，其主要成分還是石灰、水泥和砂等建筑用材，可以在加工處理后成為很好的骨料、填料。

（2） 生物纖維材料技術(shù)――菌絲體。

屬于綠色新能源材料的菌絲體，能以農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)廢料為生長(zhǎng)介質(zhì)，采取生物生長(zhǎng)技術(shù)進(jìn)行快速生長(zhǎng)。成型后的菌絲體僅需加熱脫水既能停止菌絲體繼續(xù)生長(zhǎng)，脫水定型后的菌絲體不僅重量輕、結(jié)實(shí)耐用，而且具有很強(qiáng)的生物降解作用?？纱蛟斐杀然炷吝€堅(jiān)硬的防水、防腐、放火的環(huán)保型建筑材料 。

因與3D打印技術(shù)一樣具有不需要生產(chǎn)再加工環(huán)節(jié)的相同特點(diǎn)，可以讓菌絲在3D打印的框架路徑內(nèi)生長(zhǎng)填充，長(zhǎng)成后進(jìn)行加熱脫水定型。這將免去或減少鋼筋、水泥和石沙等消耗型建材的使用，減少施工場(chǎng)地面積，節(jié)約建造成本；而且廢棄后能直接降解，形成循環(huán)用材，達(dá)到環(huán)保建造的真正目的。

（3） 其它復(fù)合新材料。

智能材料、納米材料、及復(fù)合材料等均有可能成為3D打印建造材料。如新近研究人員基于在自然材料中發(fā)現(xiàn)的樣式，利用3D打印過程發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，成功復(fù)制出骨骼復(fù)雜的分層結(jié)構(gòu)，這種3D打印骨骼材料比任何組成部分的抗斷裂性要強(qiáng)許多倍 。

由于3D打印過程是諾干種原材料發(fā)生電化學(xué)等反應(yīng)，重新生成為一種新結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)支撐整體重量的過程。因此材料的特性及合成反應(yīng)過程將決定打印生成物結(jié)構(gòu)上構(gòu)造特點(diǎn)以及所呈現(xiàn)的物理和力學(xué)特性。在未來的打印建筑過程中，為確保打印生成所需的材料結(jié)構(gòu)，保障建造的質(zhì)量?jī)?yōu)化，將由材料師這一工種予以配合，來選擇不同的打印工藝方法和確定打印的速度、效率和精度。

4.2 建筑設(shè)計(jì)-建造一體化

3D打印快速成型技術(shù)如果能集成CAD/CAM、激光技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料工程等多項(xiàng)技術(shù)， “建筑設(shè)計(jì)-建造一體化”的理想概念將完美實(shí)現(xiàn)[3]，它將作為信息時(shí)代新興的數(shù)字化建造方式，與當(dāng)下已經(jīng)普及的數(shù)字化設(shè)計(jì)銜接成整體，徹底解決目前與傳統(tǒng)建造方式之間技術(shù)脫節(jié)的矛盾。

整個(gè) “設(shè)計(jì)-建造一體化”操作建造過程中，建筑設(shè)計(jì)師在規(guī)劃要求內(nèi)，按業(yè)主的需求運(yùn)用數(shù)字化建模生成模擬空間。在結(jié)構(gòu)師和材料師的配合下，選擇受力結(jié)構(gòu)類型，確定各部分用材，因3D打印過程中將生成新的材料結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)受力上需利用軟件進(jìn)行整體測(cè)算分析，梁、板、柱的結(jié)構(gòu)劃分可能需要重新定義。最后，在建造師的配合下依建筑體量的大小，選擇建造打印工藝和方式?？梢哉f在3D時(shí)代，建筑的建造，無疑與工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)相類似，施工場(chǎng)地將如同生產(chǎn)工廠，打印建造過程中，需設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)師、材料師和建造師“多位一體”協(xié)調(diào)配合建造。

4.3 功能空間量身定制的社會(huì)制造

“設(shè)計(jì)即建造”的大融合，業(yè)主等可按個(gè)人需求進(jìn)行虛擬空間體驗(yàn)，參與建筑設(shè)計(jì)-建造的全制造過程，實(shí)現(xiàn)全民參與的社會(huì)制造 ，達(dá)到真正的人性化設(shè)計(jì)和建造。因“設(shè)計(jì)-建造一體化”緊密、高效的運(yùn)作過程，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建造成本不再是主要問題，因此能以業(yè)主人體的3D模型為基準(zhǔn)，選擇適宜的空間高度和大小，按需求推敲各不同功能空間的組合，如同私人定制般進(jìn)行功能和空間的設(shè)計(jì)、建造。

5 結(jié)語

當(dāng)下，隨著材料、技術(shù)的進(jìn)一步完善發(fā)展，又呈現(xiàn)出建造技術(shù)領(lǐng)先的局面。如果社會(huì)需求和藝術(shù)理論的呼吁能起到助推作用，3D打印建筑技術(shù)在設(shè)計(jì)、建造的相關(guān)規(guī)范、技術(shù)要求的配合下，不僅能真正實(shí)現(xiàn)建筑計(jì)算機(jī)數(shù)字化生成和現(xiàn)實(shí)制造同步的空間生產(chǎn)，而且將會(huì)隨之催生新的建造方式和空間形體，為建筑界發(fā)展注入活力，引發(fā)新一輪建筑發(fā)展思潮，朝個(gè)性，低成本、快速和環(huán)保的空間形體建造時(shí)代邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：立體停車庫；停車難；政府

中圖分類號(hào)：U468.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言：

對(duì)于開車的人來說，他們可以享受到更多的是來自開車的便利，但是在這個(gè)可以獲得便利的同時(shí)，他們也會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的麻煩，特別是關(guān)于停車的麻煩。

立體停車庫在大城市中的出現(xiàn)方便了廣大的車主停車問題，而新研究出的停車設(shè)備也能夠很好的實(shí)現(xiàn)車輛的次序停放，體現(xiàn)規(guī)律性。立體停車庫，可以說是電梯的“近親”，兼有提升物體和存放物體的雙重作用。隨著城市汽車容量的迅猛增長(zhǎng)，立體車庫在我國方興未艾。我國目前能夠生產(chǎn)立體汽車庫的廠家僅3家，主要集中在江浙地區(qū)，安裝主要在北京和上海。其中的塔式立體車庫可以在大約10平方米的地面上停放20輛轎車。

一、立體車庫主要形式和特點(diǎn)

升降橫移式，垂直循環(huán)，簡(jiǎn)易升降機(jī)，垂直升降，平面移動(dòng)式，巷道堆垛等。

1、升降橫移升降橫移車庫機(jī)器特點(diǎn)：高效的使用空間，提高空間利用率幾次。 PLC控制，自動(dòng)化程度高。 綠色能源，低噪音。 良好的人機(jī)界面，多種可選的操作模式，操作方便。

2、垂直循環(huán)車庫機(jī)特點(diǎn)： 58平方米垂直循環(huán)機(jī)械車庫，可容納34個(gè)或24個(gè)面包車。操作簡(jiǎn)單：使用PLC自動(dòng)分流，一個(gè)按鈕即可完成存取車。 迅速：調(diào)車時(shí)間短，拿起車快。 靈活：可設(shè)置在地面或半地上半地下的，獨(dú)立或附著在建筑物，而且還不止一個(gè)組合。

3、PSH升降橫移立體停車庫

PSH六層升降橫移立體停車庫工作原理：

設(shè)備分為六層升降橫移多列布置，每層設(shè)一空位。除底層外的所有車位均能自行升降，除頂層外的所有車位均能自行橫移。當(dāng)某一車位需要存取車輛時(shí)，該車位下方到空車位之間的所有車位向空位方向橫移一個(gè)車位的距離，在該車位下方形成一升降通道，此時(shí)，該車位便可自由升降，當(dāng)其降至地面時(shí)，車輛便可開進(jìn)或開出。

PSH六層升降橫移立體停車庫設(shè)備特點(diǎn)：占地面積少，空間利用率高，可根據(jù)用戶要求合理布置層數(shù)和列數(shù)，以滿足用戶需求?？筛鶕?jù)用戶要求設(shè)計(jì)為全包裝式，半包裝式，簡(jiǎn)易包裝式及無包裝式等包裝形式。設(shè)備造價(jià)低、維保費(fèi)用低。

4、巷道堆垛式立體車庫

這種車庫自動(dòng)化水平很高，且全封閉式建造，存車安全性高。

巷道堆垛類汽車庫，根據(jù)場(chǎng)地的不同可設(shè)置在室外（一般采取全封閉式）、室內(nèi)、地上或地下。存車容積率高，安全可靠。一部巷道堆垛機(jī)和搬運(yùn)器所負(fù)責(zé)的車輛在50-100輛之間較為合適，每一層的停車數(shù)量一般在20輛以上，層數(shù)一般為二至六層，選擇四層左右較為合適。巷道堆垛機(jī)械式停車設(shè)備包括堆垛機(jī)和起重小車式，車位結(jié)構(gòu)可為獨(dú)立全鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

5、塔式立體停車庫車輛進(jìn)出車庫采用智能運(yùn)送的方式。停車庫采用全封閉方式運(yùn)作，人員無法進(jìn)入車庫，車輛停在車庫進(jìn)口后司機(jī)即可離去，車輛由車庫智能控制系統(tǒng)控制，自動(dòng)選擇停車位將車入庫停好，存車完成。取車時(shí)程序相反。存取最遠(yuǎn)處的車輛時(shí)間≤100秒，存取車輛均向前開，無需倒車、掉頭，車輛安全度極高。是中國首創(chuàng)塔式每層多車位、多車輛同時(shí)存取的產(chǎn)品。同時(shí)，車庫采用模塊化結(jié)構(gòu)，外形可以根據(jù)具體環(huán)境，變換不同的外形，與環(huán)境完美結(jié)合，美化都市。

這種塔最高可達(dá)50米，最多可停放50部車。相當(dāng)于十幾層樓的高度。這種塔的占地面積約50平方米，機(jī)坑深度為2.5米，50平方米的地方如果傳統(tǒng)停車的話只能停放3輛，但這個(gè)塔共可停放50輛汽車，并且是面包車和小汽車混放型，停車數(shù)量相當(dāng)于平面停車的10多倍。這座智能停車庫的平均存取時(shí)間均為59秒，最頂層車輛的即最長(zhǎng)取車時(shí)間為120秒。汽車入庫時(shí)只需要開到車板上，出庫時(shí)的車頭方向?qū)⒆詣?dòng)調(diào)整向外，方便快捷。每座立體車庫的總投資約200萬元，即平均每個(gè)車位約5萬元。這種立體車庫特別適宜在高度繁華、寸土寸金的商業(yè)區(qū)、老城區(qū)改建和車輛需高密度集中存放的狹小面積。它可以獨(dú)立建造，也可以依附于建筑物，可以在室內(nèi)，也可在室外。

塔式立體停車庫的適用情況：擁有獨(dú)立場(chǎng)地，可根據(jù)場(chǎng)地面積、停車需求和當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況，建設(shè)1到多座放射狀塔式立體車庫，形成一個(gè)大型的停車場(chǎng)，為車輛提供優(yōu)質(zhì)的停車服務(wù)。

二、立體停車庫的作用

1、節(jié)省空間

一般來說，機(jī)械式立體停車庫的占地面積為平面停車場(chǎng)的1/2-1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了75%?；局灰?-1.25平方米的用地面積就可停放一輛汽車，1000平方米的用地面積可停放1000輛以上汽車的立體停車庫。這種立體停車庫在商業(yè)中心區(qū)、寫字樓、醫(yī)院、銀行、交通換乘中心等人流量、車流量大的公共場(chǎng)所，充分用垂直空間的立體停車設(shè)備顯然是緩解停車難的較好辦法。同時(shí)，立體車庫不僅充分利用了地上空間，即使在地下，也能發(fā)揮很大的作用。

2、司機(jī)更方便

立體停車庫完全采用電腦控制。司機(jī)不用進(jìn)出車庫，汽車熄火后進(jìn)庫，全自動(dòng)停車、取車。車主在進(jìn)入車庫時(shí)只需停車刷卡或交費(fèi)后，即可存取車，十分方便。一般一次存（?。┸嚂r(shí)間不超過90秒，不用倒車，避免了傳統(tǒng)立體停車庫停取車不便和自走式停車庫存取車需遠(yuǎn)距離走路，找車和尾氣污染、安全問題。全自動(dòng)機(jī)械式車庫在國外被看作是提供"代客泊車"服務(wù)的停車庫。

3、車輛更安全

車輛停放在機(jī)械式車庫內(nèi)，可以防刮防盜防雨防曬，減少了被損毀、盜竊及破壞的危險(xiǎn)，能適應(yīng)全天候環(huán)境，如低溫、下雪、下雨、暴曬等惡劣環(huán)境。

4、綜合投資少

立體停車庫占地面積小，采用拉索式結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了土地和建造鋼材用量的投資費(fèi)用，而且空間利用率極高，運(yùn)營過程中用電少、能耗低、管理人員少、費(fèi)用低。立體停車庫土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程量小，消防要求低，通風(fēng)保暖只需少量投資，因而也極大地降低了費(fèi)用。

5、配置靈活

可單獨(dú)設(shè)置也可并排設(shè)置，或依附在其他建筑物內(nèi)，可設(shè)在地上、地下或半地下，型式多樣，適應(yīng)性廣。目前，機(jī)械式車庫的應(yīng)用對(duì)象還是以住宅區(qū)配套為主，但公共停車庫和單位自用車庫有較快增長(zhǎng)。

6、改善環(huán)境

機(jī)械式立體停車庫不僅有效地改善了停車的環(huán)境，也可減少廢氣排放、噪音及土地覆蓋，改善了行車環(huán)境，增加了行車流量；改善了人的生活環(huán)境，特別是把那些本來是休閑、交友、小孩玩耍的窄街、胡同還給了百姓。住宅社區(qū)安裝機(jī)械式立體停車庫，實(shí)現(xiàn)了人、車分流，改善了居住生活環(huán)境；停車不占地面，還增加了綠化面積。

三、相關(guān)實(shí)際應(yīng)用問題

機(jī)械式立體停車設(shè)施行業(yè)在我國仍然最近興起行業(yè)，在選用機(jī)械式停車設(shè)施時(shí)，眾多廠商在技術(shù)的運(yùn)用上存在一點(diǎn)問題，導(dǎo)致有點(diǎn)車庫建成后卻并非常不好用。建車庫的目標(biāo)是要在滿意停車需要的同時(shí)，能順利通暢地運(yùn)行和安全地保存交通工具。

車庫的上場(chǎng)門位置要思索問題對(duì)四周圍各種城市設(shè)備和交通的影響，還要思索問題存車者的便捷，上場(chǎng)門數(shù)目要依據(jù)倉容量的體積施行設(shè)置，盡力避免或縮減順次排列等待出入庫的時(shí)間。同時(shí)倉容量和設(shè)施存容積要般配，保證在一定時(shí)間內(nèi)交通工具的出庫和入庫，因?yàn)檫@個(gè)，并不是立體車庫建得越大越好。對(duì)上升下降橫移類車庫來說，更要注意存車道的寬度務(wù)必在6m以上，車流方向和分區(qū)要易于存車者盡量加快到了目標(biāo)地，減損車輛在庫區(qū)內(nèi)暫時(shí)停留的時(shí)間。

建機(jī)械式立體車庫首先應(yīng)在預(yù)設(shè)和挑選庫型時(shí)思索問題以下因素：停車庫的倉容量、停放車輛的規(guī)格、停車庫的（?。┸嚂r(shí)間、停車庫所服務(wù)的地區(qū)范圍半徑、停車場(chǎng)地與停車形式、停車時(shí)間與空間剖析、服務(wù)對(duì)象鐘頭系數(shù)、服務(wù)對(duì)象的特點(diǎn)標(biāo)志、車位周轉(zhuǎn)率、管理與收費(fèi)形式。

只有在剖析以上因素的基礎(chǔ)上，能力準(zhǔn)確挑選認(rèn)為合適而使用何品類型的設(shè)施，并做出接合實(shí)際事情狀況的選型預(yù)設(shè)。普通事情狀況下，不一樣類型的機(jī)械式停車設(shè)施都有其獨(dú)有特別的長(zhǎng)處，只有準(zhǔn)確選用，能力充分施展停車設(shè)施的效用。雖說立體停車庫是現(xiàn)今停車的一種好方法，它可以有效地利用停車場(chǎng)的空間，使得原本有限的空間可以停放更多的車輛，但對(duì)于這樣一個(gè)使用效果比較明顯的設(shè)備來說，人們似乎還并不知道它的使用方法是怎么樣的。

要盡可能更充分的發(fā)揮立體停車庫的作用，就需要我們知道如何去使用設(shè)備，所以我們就需要來了解一下如何去使用設(shè)備，而這樣才是我們希望達(dá)到的最終目的，使得我們的車輛停放不再是問題。

使用的第一步還是需要為設(shè)備選擇一個(gè)比較合適的擺放位置，合適的擺放位置也許沒有足夠的空間，但最起碼的是能夠讓設(shè)備放置安穩(wěn)，這樣才是比較理想的狀態(tài)了，在擺放好之后，我們才可以停車了。

停車是我們重點(diǎn)需要解決的一個(gè)使用步驟，由于整個(gè)設(shè)備使用的是遙控裝置，所以我們就可可以完全的憑借遙控裝置對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控了，而這對(duì)于我們來說還是比較簡(jiǎn)單的。

當(dāng)然在我們購買設(shè)備的時(shí)候，可能也會(huì)接觸到相關(guān)的使用說明，但這些說明還是需要我們?cè)趯?shí)踐中去做了解的，這樣才可以實(shí)現(xiàn)我們車輛的安全輕松停放。

結(jié)束語：

當(dāng)我們有了立體停車庫之后，似乎所有的麻煩都可以得到很好地解決了，因?yàn)閷儆诹Ⅲw停車庫的好處會(huì)是很多的，而這些好處也會(huì)是我們所需要的。

第一就是立體停車庫的使用是可以有效地節(jié)省空間的，在當(dāng)前的城市角落里，我們最為缺少的就是空間了，所以當(dāng)我們使用立體停車庫的時(shí)候，更多的空間就可以被節(jié)省出來，而我們也就可以不用感到那么的擁堵了。其次我們還可以想到的是立體停車庫的存在是極大的解決了停車的問題了，這樣便利的不只是個(gè)人的生活，而且也會(huì)是他人的生活，因此這也可以說是它的應(yīng)用好處。而現(xiàn)在要說到立體停車庫會(huì)受到越來越多人的追捧原因，我想應(yīng)該是很清楚了，畢竟屬于它的使用是可以帶來很多好處的，所以我們就需要將這樣的功能與作用盡可能的發(fā)揮到最大。

總而言之，建造一批大型智能化機(jī)械式立體停車庫能在一定程度上能有效解決停車難的問題。建造商會(huì)根據(jù)不同地方的特點(diǎn)建造適合的停車設(shè)備，這樣才能更方便用戶的使用。

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作者的個(gè)人信息

作者姓名: 林學(xué)華

性別：男

出生年月：1965年2月2日

籍貫：福建福州閩侯

民族：漢

職稱：工程師

學(xué)位：

篇7

Abstract: The paper describes the university should use the advanced design concept and manage the location，style，floor height and the mode of the building according to the real situation of the college in order to build a modern library that can satisfy the future development with college characteristics.

關(guān)鍵詞：高校；圖書館；建筑

Key words: university; library; construction

中圖分類號(hào)：G25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2010）36-0134-02

0引言

作為高校文獻(xiàn)信息中心、培養(yǎng)高素質(zhì)人才主要陣地的圖書館，當(dāng)前面臨著窘迫的處境。

一方面，隨著高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，圖書館館舍不足、功能不全等矛盾日益突出；另一方面，快速發(fā)展的技術(shù)使得圖書館館舍的使用方式和風(fēng)格不斷發(fā)生改變。“高等學(xué)校圖書館的建設(shè)應(yīng)與學(xué)校的建設(shè)和發(fā)展相適應(yīng)，其水平是學(xué)?？傮w水平的重要標(biāo)志。”因此，高校在設(shè)計(jì)和建造圖書館的過程中，要根據(jù)自身的校情館情，合理使用有限的經(jīng)費(fèi)，本著科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則，建造適合高校發(fā)展的現(xiàn)代化圖書館。本文就高校新館設(shè)計(jì)和建設(shè)的一些問題進(jìn)行探討。

1新館設(shè)計(jì)的理念

1.1 人性化設(shè)計(jì)理念

人性化管理是圖書館服務(wù)的新理念，也是圖書館發(fā)展的客觀需求和必然趨勢(shì)?，F(xiàn)代圖書館強(qiáng)調(diào)以人為中心，新館建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮讀者的意愿和習(xí)慣，以方便讀者使用文獻(xiàn)信息和進(jìn)行交流活動(dòng)為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，向讀者提供功能齊全、服務(wù)便捷、舒適、優(yōu)美的學(xué)習(xí)環(huán)境。

一是功能多樣。隨著數(shù)字時(shí)代的到來，社會(huì)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化成為現(xiàn)代圖書館的主要特點(diǎn)。以印刷文獻(xiàn)為中心，只提供簡(jiǎn)單借閱服務(wù)的傳統(tǒng)圖書館已開始向數(shù)字型、復(fù)合型的圖書館過渡，圖書館的功能也在不斷地變化和擴(kuò)展，呈現(xiàn)出多層次、靈活可變與綜合性的特征。

因此高校在建設(shè)圖書館時(shí)，既要有書刊典藏的空間，又要設(shè)置討論室、研究室、多媒體電子閱覽室等功能區(qū)。

二是布局合理?，F(xiàn)代高校圖書館高效率的實(shí)現(xiàn)與管理方式和服務(wù)效率有關(guān)外，同建筑布局更有著密切的關(guān)系。合理化、人性化的功能布局要求書籍、讀者和服務(wù)之間路線暢通，加速書籍流通，縮短編、借、閱、藏之間的運(yùn)行距離，節(jié)省借書等候時(shí)間，使讀者盡量接近書籍，提高效率。

新館在設(shè)計(jì)中既要進(jìn)行必要而合理的劃分，也應(yīng)具備適時(shí)調(diào)整，重新組織的靈活性，在同一空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)藏、借、閱、咨、管一體化的開放模式。

三是環(huán)境幽雅。高校在新館設(shè)計(jì)中不僅要滿足建筑物實(shí)際功能需求，而且更應(yīng)考慮讀者的感受，為他們創(chuàng)造一個(gè)功能性與審美性兼具的學(xué)習(xí)空間。圖書館外部環(huán)境的營造既要注重圖書館建筑同周圍環(huán)境的空間及其他建筑群、自然景觀的和諧交融，又要強(qiáng)調(diào)其特有的文化內(nèi)涵。圖書館內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)做到裝飾色彩柔和、采光良好、空氣清新、溫度適宜、環(huán)境安靜、家具統(tǒng)一多樣并排列有序。

四是無障礙設(shè)計(jì)。為體現(xiàn)社會(huì)文明和人文關(guān)懷，現(xiàn)代高校圖書館應(yīng)采用無障礙設(shè)計(jì)來滿足特殊讀者的需要。

1.2 智能化設(shè)計(jì)理念

在進(jìn)行高校圖書館建筑設(shè)計(jì)時(shí)，既要體現(xiàn)人文理念，滿足功能需要，又要體現(xiàn)建筑藝術(shù)與高新技術(shù)應(yīng)用的完美結(jié)合，逐步實(shí)現(xiàn)高度的智能化。

圖書館建筑的智能化是指建筑物（或建筑群）內(nèi)的電力、照明、空調(diào)等設(shè)備集中成為一個(gè)綜合系統(tǒng)即樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，用以集中監(jiān)視、控制和管理整個(gè)圖書館建筑，保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和管理的智能化，為圖書館營造一個(gè)安全、健康、舒適、便利的環(huán)境，為讀者提供高效率的服務(wù)。

一是館舍自動(dòng)化系統(tǒng)。這是整個(gè)圖書館建筑中設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。它由智能樓宇設(shè)備、消防聯(lián)動(dòng)和安全防范三部分自動(dòng)化系統(tǒng)組成。智能樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，是為讀者創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、溫馨的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境。消防聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)，主要用于火災(zāi)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)。安全防范自動(dòng)化系統(tǒng)能對(duì)到館讀者盜書等不軌行為進(jìn)行檢查、報(bào)警。

二是通訊自動(dòng)化系統(tǒng)。這是指整個(gè)館舍本身應(yīng)具備的通訊能力。它包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息進(jìn)行收集、處理、傳遞的系統(tǒng)，由有線電視、電話交換機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和局域網(wǎng)等部分組成，借助于通訊自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就可為圖書館創(chuàng)造一個(gè)高速、雙向、立體、全方位的多媒體通訊環(huán)境。

三是圖書館綜合信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是根據(jù)圖書管理的特性和具體事務(wù)處理需要而建立的圖書館業(yè)務(wù)綜合處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要針對(duì)圖書館業(yè)務(wù)情況設(shè)計(jì)，具有靈活性和可控性，為圖書館工作提供可靠高效的自動(dòng)化全信息處理服務(wù)。這種專業(yè)系統(tǒng)雖然不能由建筑提供，但是建筑卻可以為它提供發(fā)揮作用的場(chǎng)所，并為系統(tǒng)的安裝鋪設(shè)準(zhǔn)備最好的條件。

四是綜合布線技術(shù)。圖書館建筑智能化的發(fā)展方向是各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)都融合到綜合布線系統(tǒng)這一高速、穩(wěn)定的載體上，使各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫的有機(jī)結(jié)合。所謂綜合布線是指“建筑物內(nèi)或建筑群之間的一個(gè)模塊化、靈活性極高的信息傳輸通道，是智能建筑的‘信息高速公路’。它既能使語音、數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備和交換設(shè)備與其他信息管理系統(tǒng)彼此相連，也能使這些設(shè)備與外部通信網(wǎng)相連接。它包括建筑物外部網(wǎng)絡(luò)和電信線路的連線點(diǎn)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備之間的所有線纜以及相關(guān)的連接部件”。綜合布線具有兼容性、開放性、靈活性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。高校新館在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)自身的條件和特點(diǎn)，選擇最適合自己的高帶寬、高速度的布線系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)信息無障礙、暢通地傳輸，提高樓宇控制的效率和準(zhǔn)確性。

1.3 生態(tài)化設(shè)計(jì)理念

工業(yè)革命以來，當(dāng)人類社會(huì)物質(zhì)、技術(shù)得到迅猛發(fā)展的同時(shí)，生存也逐步瀕臨危難的困境。為了達(dá)到人―建筑―環(huán)境的統(tǒng)一，1993年國際建協(xié)第18次大會(huì)發(fā)表的《芝加哥宣言》，提出“以探求自然生態(tài)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)”的理念?？梢姡瑘D書館建筑不僅要滿足讀者的使用要求，符合審美情趣，還要達(dá)到與自然共生、協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。

一是節(jié)省水能。設(shè)計(jì)時(shí)考慮對(duì)雨水和地下水的再利用，為國家節(jié)約日益緊缺的水資源。

二是節(jié)省電能。圖書館是一個(gè)耗電較大的場(chǎng)所，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須堅(jiān)持采用以自然采光和自然通風(fēng)為主，輔之以人工照明和機(jī)械通風(fēng)的原則。為了解決自然采光與通風(fēng)問題，圖書館一方面需要控制合理的建筑層高；另一方面，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用不同的布局方式。如加拿大多倫多圖書館平面較為方整，中央部分為五層高的四周敞開的中庭――作為公共大廳，上有頂光。各部分用房分層圍繞中庭布置，并且逐層向內(nèi)縮小，使得大部分房間都有自然采光，同時(shí)空氣也很流暢。

三是利用太陽能。太陽能作為可再生資源，利用太陽能的綠色建筑已逐步進(jìn)入人們的視覺。如赫頓（Herten）的圖書館與文化中心（Library and Culure Center），建筑師迪特爾?欣泊（Dieter Schempp）在建筑的頂部設(shè)計(jì)了一套空氣收集裝置，突出于各個(gè)立面的頂部，太陽能將進(jìn)入收集器的空氣加熱，在為建筑提供熱水的同時(shí)，具有熱交換作用的收集器，又能為建筑提供供暖。

四是使用環(huán)保的建筑材料。盡量使用低污染的和能重復(fù)利用的建筑材料，減少新資源的使用。

1.4 圖書館全程參與理念

臺(tái)灣建筑學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、臺(tái)灣大學(xué)教授黃世孟認(rèn)為“有好業(yè)主才可能有建筑，不是好業(yè)主時(shí)難有好建筑”。圖書館工作人員、讀者作為新館館舍的使用者即業(yè)主，有權(quán)要求全程參與圖書館的設(shè)計(jì)建造。科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展要求圖書館建筑既能滿足現(xiàn)在功能的需求，又能有預(yù)見性地滿足若干年后圖書館發(fā)展變化的需要，這項(xiàng)艱巨的任務(wù)必須由建筑師與優(yōu)秀的圖書館員相互協(xié)調(diào)，精誠合作才能共同完成。

2建造中需要探討的問題

2.1 建筑選址

圖書館選址是籌建一座新館首先要解決的重要問題?，F(xiàn)代圖書館是為人們傳播知識(shí)和信息的文化設(shè)施，因此必須體現(xiàn)以讀者為中心的思想。高校圖書館的主要服務(wù)對(duì)象是學(xué)校師生。特點(diǎn)是讀者流量大，來館頻率高，應(yīng)充分考慮讀者來館所需要的時(shí)間。因此在選址時(shí)，不僅要考慮館址與教學(xué)區(qū)、生活區(qū)的距離問題，而且要具體分析各類讀者流向與流量，綜合這些情況來選址。如果各類讀者流向基本一致，合適的選址是位于教學(xué)區(qū)與宿舍區(qū)之間。如北京大學(xué)圖書館布置在校園中心位置，四周為教學(xué)區(qū)和生活區(qū)，并位于學(xué)校規(guī)劃的主軸線上，成為學(xué)校建筑的主體。如果學(xué)生宿舍與教工居住區(qū)不在同一方向，根據(jù)學(xué)生讀者流量大的特點(diǎn)，宜以學(xué)生流向?yàn)橹鳎m當(dāng)考慮教工讀者的流向。

由于學(xué)校教學(xué)區(qū)常處于學(xué)校的中心，圖書館又是教學(xué)區(qū)的重要建筑，因此將館址選擇在學(xué)?？傮w規(guī)劃的中軸線上，或教學(xué)區(qū)建筑群中的重要位置，成為教學(xué)區(qū)的主體建筑之一，也是常見的布置方式。如：西安交通大學(xué)圖書館、同濟(jì)大學(xué)圖書館等。

為滿足教育部對(duì)各高校辦學(xué)水平提出的要求，一般大專院校圖書館的圖書年增長(zhǎng)率為4%~5%，這意味著16~17年圖書就要增加一倍。因此圖書館在選址時(shí)，一定要充分注意發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。

2.2 建筑造型

一個(gè)感人的圖書館建筑形象，能對(duì)人們產(chǎn)生巨大的精神力量，激勵(lì)人們發(fā)奮學(xué)習(xí)，努力工作。如浙江省圖書館新館主樓正門兩側(cè)用花崗巖制作成的“竹簡(jiǎn)”，作為建筑的外表形式完全融入了建筑主體，鮮明的個(gè)性和深刻的文化內(nèi)涵給人們留下了難忘的印象。現(xiàn)代圖書館的造型往往被看作是科學(xué)技術(shù)和文化藝術(shù)綜合發(fā)展的一個(gè)象征。它有著嚴(yán)密的科學(xué)性，又有豐富的藝術(shù)性。其藝術(shù)與一般的藝術(shù)有著共同的審美特征，并以其靜態(tài)的空間形象藝術(shù)來感染人。但是建筑并非是一種純粹的藝術(shù)品，其真正的社會(huì)價(jià)值體現(xiàn)在圖書館的實(shí)用程度上。只有既適用于圖書館的功能需要，又表現(xiàn)出審美價(jià)值的建筑形象，才能構(gòu)成真正的、適合于時(shí)代特征的圖書館建筑藝術(shù)。所以，高校圖書館建筑造型的構(gòu)思和設(shè)計(jì)應(yīng)以功能需求為基本出發(fā)點(diǎn)，通過空間的合理組織，并使與基地環(huán)境有機(jī)融合，通過一定的物質(zhì)手段，創(chuàng)造出既能適應(yīng)現(xiàn)代功能需要，又具有時(shí)代感和文化氛圍的有著自己個(gè)性的建筑形象。

2.3 建筑層高

高校的文化特性和圖書館的地位、作用決定了圖書館必然成為高校的標(biāo)志性建筑。但標(biāo)志性建筑并不代表如閱覽大廳擁有50m層高的美國國會(huì)圖書館那樣高大氣派、富麗堂皇，關(guān)鍵是要強(qiáng)調(diào)人文精神，融入時(shí)代氣息，以和諧的建筑特色，展現(xiàn)學(xué)院風(fēng)格。

圖書館的高度是圖書館建筑布局設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，它關(guān)系到圖書館的使用和經(jīng)濟(jì)效果。如果樓層過高，對(duì)垂直交通工具和消防安全都會(huì)相應(yīng)提出較高的要求，同時(shí)平面利用的系數(shù)也會(huì)降低。因此，高層建筑既增加了建設(shè)的投入，又增加了使用維護(hù)費(fèi)用。對(duì)于各方面經(jīng)費(fèi)有限的高校來說，既不經(jīng)濟(jì)又不科學(xué)。但是如果樓層過低，占用有限的土地資源過多，不利于高校發(fā)展。綜合高校圖書館的任務(wù)、性質(zhì)、規(guī)模等因素，根據(jù)建筑師和圖書館專家的建議，圖書館層數(shù)應(yīng)控制在4~5層，每層樓的凈高不超過3m。

2.4 建筑模式

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，要求現(xiàn)代圖書館建筑必須打破傳統(tǒng)圖書館封閉固定的格局，注重建筑使用的靈活性和對(duì)未來發(fā)展的適應(yīng)性。20世紀(jì)20年代初，美國出現(xiàn)了模數(shù)式圖書館設(shè)計(jì)思想。模數(shù)式圖書館正是針對(duì)傳統(tǒng)式圖書館缺乏靈活性這一弊端而產(chǎn)生的一種現(xiàn)代圖書館的布局模式。第一座模數(shù)式圖書館是于1943年開始設(shè)計(jì)、1952年建成并開放的美國依阿華州立大學(xué)圖書館。美國著名圖書館建筑專家梅特卡夫（Matcalf. K. D）為模數(shù)式設(shè)計(jì)（Modular Planning）所下的定義是：模數(shù)式建筑物是以按固定間距設(shè)計(jì)的柱子做支撐，除掉柱子，在建筑物內(nèi)就沒有任何支撐重量的東西。雖然模數(shù)式平面柱網(wǎng)整齊，層高、柱網(wǎng)、樓面荷載三統(tǒng)一，使用靈活、可變性大，室內(nèi)空間流動(dòng)暢通，并結(jié)合人流路線和使用要求，靈活安排，保證了大空間的彈性使用。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)單規(guī)整，施工方便，適應(yīng)圖書館建設(shè)工業(yè)化的要求。但是模數(shù)式圖書館存在建設(shè)和使用費(fèi)用高昂、空間組織無序、缺乏空間的多樣性和與環(huán)境的有機(jī)聯(lián)系。因此，模數(shù)式不能成為目前我國高校圖書館最佳的選擇方案。

在傳統(tǒng)圖書館與模數(shù)式圖書館的基礎(chǔ)上，揚(yáng)利去弊，提出了模塊式圖書館的設(shè)計(jì)思想。所謂模塊式就是按功能分區(qū)進(jìn)行模數(shù)式設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：

一是降低了圖書館建設(shè)投入；

二是既保證圖書館空間的多樣性和適用性，又有利于空間的有機(jī)組織，具有更大的空間使用靈活性；

三是有利于自然采光和通風(fēng)；

四是有利于擴(kuò)建和增長(zhǎng)。

綜上所述，高校圖書館建設(shè)應(yīng)將模塊式作為最實(shí)用的選擇。

總之，高校圖書館的建造應(yīng)遵循適用、靈活、高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則，采用新世紀(jì)的設(shè)計(jì)理念，統(tǒng)籌安排，精心設(shè)計(jì)，才能建造出體現(xiàn)人文關(guān)懷的具有高校特色的現(xiàn)代化圖書館。

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篇8

【關(guān)鍵詞】建筑智能化；設(shè)計(jì)分析；通信系統(tǒng)

當(dāng)前智能建筑的顯著特征是向以太網(wǎng)傳輸技術(shù)和IP應(yīng)用技術(shù)靠攏，這給設(shè)計(jì)者提供了更寬廣的設(shè)計(jì)思路和更多樣的技術(shù)手段，選擇更為合適的技術(shù)路線來實(shí)現(xiàn)建筑物的實(shí)際功能需求。

1 建筑通信系統(tǒng)

作為超高層建筑的通信系統(tǒng)，因其規(guī)模龐大，一般由當(dāng)?shù)仉娦胚\(yùn)營商承擔(dān)建造，提供語音、數(shù)據(jù)、視頻、傳真、因特網(wǎng)互聯(lián)等多媒體綜合傳輸業(yè)務(wù)。在建筑物內(nèi)設(shè)置的用戶電話局是城市級(jí)別的通訊網(wǎng)絡(luò)的一部分，設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮預(yù)留物理上分開的雙通信接入系統(tǒng)路由，以滿足如城市SDH（同步數(shù)字體系）光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。

在超高層建筑物內(nèi)應(yīng)根據(jù)不同的使用功能和豎向分區(qū)的特點(diǎn)，分別采用分級(jí)和分區(qū)的設(shè)計(jì)措施：

1）按照使用功能的不同，宜建立兩級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一級(jí)通信系統(tǒng)由提供建筑物整體業(yè)務(wù)的中心程控交換機(jī)等局端設(shè)備組成。在不同使用區(qū)域構(gòu)建二級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如辦公、酒店、商業(yè)等區(qū)域，采用網(wǎng)絡(luò)型程控交換機(jī)，分別提供各類業(yè)務(wù)需求。

2）可考慮如圖1所示以無源光網(wǎng)絡(luò)等通信接入技術(shù)在建筑物內(nèi)的應(yīng)用。可將光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）部署在避難層的電信小室內(nèi)，管理避難層之間功能區(qū)的數(shù)據(jù)、語音業(yè)務(wù)。

通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成方式需要結(jié)合當(dāng)?shù)仉娦胚\(yùn)營商的本地資源情況進(jìn)行部署，因其組成方式直接影響建筑物內(nèi)的綜合布線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此設(shè)計(jì)者應(yīng)立足于超高層建筑的特點(diǎn)，與當(dāng)?shù)剡\(yùn)營商盡可能早地共同制定出網(wǎng)絡(luò)方案，才能更好地把握設(shè)計(jì)品質(zhì)。

2 構(gòu)建控制網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一通信平臺(tái)

超高層建筑宜根據(jù)建筑物的規(guī)模和功能需求構(gòu)建控制網(wǎng)絡(luò)，并以此作為智能化系統(tǒng)的統(tǒng)一通信平臺(tái)。

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量可在萬點(diǎn)以上，采用RS485總線式傳輸系統(tǒng)，從中心向外輻射的總線數(shù)量將會(huì)超過10條以上，總線之間不能統(tǒng)一利用和備份。

安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)可在千臺(tái)左右，采用數(shù)字IP網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)能有效削減線路敷設(shè)成本。

廣播系統(tǒng)的分區(qū)可在百個(gè)左右，尤其是背景音樂兼作消防廣播系統(tǒng)時(shí)，如不采用數(shù)字式系統(tǒng)，其系統(tǒng)的構(gòu)成將相當(dāng)復(fù)雜。

如上子系統(tǒng)中采用數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅更有利于建筑物建造，其占用機(jī)房面積更小、線路敷設(shè)成本更低、功能調(diào)整靈活，降低后期維護(hù)，而且數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以更好地提高系統(tǒng)品質(zhì)，提供備份傳輸機(jī)制，軟件控制替代部分硬線控制，后期維護(hù)和功能調(diào)整相對(duì)簡(jiǎn)單等。為了進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，需要將如上子系統(tǒng)的傳輸部分統(tǒng)一整合成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖2所示。

控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具備：

1）采用兩層網(wǎng)絡(luò)體系，網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備部署在總控機(jī)房?jī)?nèi)。核心層設(shè)備采用穩(wěn)定的雙機(jī)熱備系統(tǒng)，與接入層交換機(jī)采用千兆連接?？紤]到技術(shù)的發(fā)展以及需求的變化，主干網(wǎng)采用可升級(jí)至萬兆傳輸?shù)奈锢韨鬏斀橘|(zhì)。

2）每臺(tái)核心交換機(jī)內(nèi)還應(yīng)提供多層次的冗余，包括引擎冗余、電源冗余以及支持模塊和端口的冗余分布，保障業(yè)務(wù)的無縫切換。

3）接入層設(shè)備選用百兆端口的交換機(jī)，分布部署在各樓層弱電機(jī)房?jī)?nèi)。多臺(tái)樓層交換機(jī)級(jí)聯(lián)后，通過雙上聯(lián)端口與核心交換機(jī)互聯(lián)。

4）按照服務(wù)區(qū)域及系統(tǒng)服務(wù)類型進(jìn)行VLAN劃分和Trunk連接。

5）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)包級(jí)別區(qū)分、標(biāo)識(shí)、帶寬控制、隊(duì)列管理等功能，支持各類服務(wù)質(zhì)量措施。

6）與其他網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用設(shè)置防火墻、AAA認(rèn)證方式等措施以確保網(wǎng)絡(luò)的安全。

7）配置網(wǎng)絡(luò)管理軟件，便于網(wǎng)絡(luò)管理員的系統(tǒng)維護(hù)。

統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)不僅可將應(yīng)用于建筑物內(nèi)的各類基于IP技術(shù)的智能化子系統(tǒng)從形式上集成起來，而且可將控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步擴(kuò)展到智能化集成系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、智能一卡通應(yīng)用系統(tǒng)等信息應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建中。

3 系統(tǒng)互聯(lián)

超高層建筑宜根據(jù)建筑物的規(guī)模和功能需求選擇適宜的智能化子系統(tǒng)并建立互聯(lián)機(jī)制。

超高層一般都有兩個(gè)及以上的功能分區(qū)，如辦公、酒店、商業(yè)等功能分區(qū)。首先，對(duì)于不同的功能分區(qū)即有不同的運(yùn)營、管理及維護(hù)部門，必須為其設(shè)置相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，確保不同管理部門的各子系統(tǒng)獨(dú)立管理和操作；其次，對(duì)于不同管理部門的同一子系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)各功能分區(qū)的子系統(tǒng)之間信息互聯(lián)互通。但其互聯(lián)的機(jī)制應(yīng)結(jié)合功能的需要和子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別建立主從式、對(duì)等式和分立式互聯(lián)方式。

一般來說，通信系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等宜統(tǒng)一設(shè)置設(shè)備總機(jī)房，在各功能分區(qū)設(shè)置設(shè)備分中心設(shè)備，屬主從式互聯(lián)方式。

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BA）、安全技術(shù)防范系統(tǒng)（SA）、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FA）宜采用對(duì)等式互聯(lián)方式，各功能區(qū)共享功能通過系統(tǒng)軟件的權(quán)限劃分來確定。

在不同功能區(qū)子系統(tǒng)存在異構(gòu)形式或不需要共享功能的，如會(huì)議系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)等宜采取物理上分開的分立方式。

4 系統(tǒng)集成

超高層建筑智能化系統(tǒng)集成宜根據(jù)建筑物的規(guī)模和功能需求建立縱橫式集成方式。

目前較為常見的系統(tǒng)集成方式為建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（BMS），對(duì)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BA）、安全技術(shù)防范系統(tǒng)（SA）、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FA）實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、控制指令、歷史數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)圖形顯示；根據(jù)決策預(yù)案實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

超高層建筑智能化系統(tǒng)集成宜從子系統(tǒng)和功能分區(qū)兩個(gè)層面考慮：一方面，不同功能分區(qū)的同一子系統(tǒng)(如BA、SA、FA)宜采用對(duì)等式互聯(lián)方式，通過用戶權(quán)限設(shè)置等手段實(shí)現(xiàn)信息共享；另一方面，同一功能分區(qū)內(nèi)的BA、SA、FA子系統(tǒng)進(jìn)行集成（BMS）。其系統(tǒng)構(gòu)架如圖3所示。

5 結(jié)語

智能化建筑是將信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，以其信息管理科學(xué)、設(shè)備高度自控以及使用靈活方便等特點(diǎn)，成為建筑設(shè)計(jì)的新亮點(diǎn)，智能建筑將成為能夠使用信息化社會(huì)發(fā)展需要的現(xiàn)代化新型建筑。文章中對(duì)建筑智能化系統(tǒng)的分析說明，希望可以為相關(guān)專業(yè)人士提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]吉星；趙飛.智能化的建筑設(shè)計(jì)理念分析.大慶市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院【期刊】黑龍江科技信息2010-05-15.

篇9

關(guān)鍵詞：模塊化造船技術(shù) 發(fā)展研究 概念與原因 現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：U6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2013）06-0334-01

一、對(duì)模塊化造船技術(shù)的闡述

所謂模塊化造船技術(shù)，主要指的是在造船的過程當(dāng)中通過采用一些獨(dú)立的單元件或者標(biāo)準(zhǔn)件來組裝建造，繼而形成具有一定功能的集成模塊且將之組合成整體來取代其相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)。從另一程度上來看，模塊化造船一般需要遵循在設(shè)備制造廠把設(shè)備組裝成標(biāo)準(zhǔn)化模塊并試驗(yàn)合格，需要在造船廠完成各個(gè)模塊上船安裝工作且對(duì)各個(gè)模塊的標(biāo)準(zhǔn)化連接口進(jìn)行結(jié)合的基本流程，這在很大程度上能夠有效提高船舶建造速率。

從另一層面上來講，相對(duì)于傳統(tǒng)的分段造船方式而言，模塊化造船一般包涵諸如模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)件和可選部件以及可組裝性的預(yù)制件等特點(diǎn)。而從近些年以來模塊化造船技術(shù)快速發(fā)展的原因來看，往往由于模塊化造船能夠有效縮短建造周期與有效降低建造成本，往往由于模塊化造船可以有效提高設(shè)備的維修和改裝，往往由于模塊化造船有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，繼而能夠有效提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，因而當(dāng)前模塊化造船技術(shù)在世界各國船舶建造中普遍采用。同時(shí)，模塊化造船常常會(huì)存在著諸如總體性能較差、運(yùn)營費(fèi)用較高以及更換或維修所造成的損失更大等缺陷，這些問題都是此后模塊化造船技術(shù)發(fā)展過程中所要切實(shí)解決的問題。

二、模塊化造船技術(shù)的現(xiàn)狀

從當(dāng)前國內(nèi)外模塊化造船技術(shù)的現(xiàn)狀來看，世界各國正處于模塊化造船的第四個(gè)階段，并且正形成更高水平的造船技術(shù)。現(xiàn)階段，我國正朝敏捷制造技術(shù)結(jié)合船舶生產(chǎn)的模式分階段進(jìn)行研發(fā)，因而目前我國正處于以殼舾涂一體化的中間產(chǎn)品導(dǎo)向型階段向以設(shè)計(jì)制造一體化的產(chǎn)品導(dǎo)向型階段的過渡期。自2009年開始，我國所承接的新船訂單早已趕超韓國位列世界第一，并且在中國所承接的新船訂單中主要是以三大主流船型散貨船、油船和集裝箱船為主，這對(duì)我國模塊化造船的發(fā)展帶來了機(jī)遇。

而另一方面，近兩年來國內(nèi)絕大多數(shù)船廠面臨著新接訂單減少、用工成本升高、資金困難以及技術(shù)壁壘等一系列問題，因而對(duì)于模塊化船舶的思想主要是體現(xiàn)在總體布置中貫徹模塊化技術(shù)以及設(shè)備系統(tǒng)采用集裝箱功能模塊兩個(gè)方面。同時(shí)，由于受到傳統(tǒng)船舶建造思想的禁錮，當(dāng)前普遍存在著設(shè)計(jì)思想僵化以及存在一定滯后性，這使得諸如不能正確處理總裝造船與單元、模塊化設(shè)計(jì)造船的關(guān)系，理論研究薄弱而迫切需要尋找恰當(dāng)?shù)脑齑椒?，以及傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織形式受外界因素與相互之間的影響很大等各種各樣問題的出現(xiàn)，因而施工單位需要切實(shí)將模塊化造船理念貫穿與船舶設(shè)計(jì)、開發(fā)、建造以及管理等整個(gè)過程之中，亦需要在形成船舶設(shè)計(jì)與建造一體化的基礎(chǔ)上及時(shí)更新設(shè)計(jì)理念，從而才能實(shí)現(xiàn)模塊化造船的目的。

三、探析模塊化造船技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

從一定程度上來看，當(dāng)前模塊化造船技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)代造船技術(shù)的發(fā)展是相輔相成的，并且伴隨著科技信息水平的快速提高與廣泛應(yīng)用，伴隨著造船精度控制技術(shù)以及船舶工程管理技術(shù)的不斷完善，當(dāng)前模塊化造船不斷朝著集成化方向發(fā)展的。并且從另一角度上來看，由于現(xiàn)代化信息技術(shù)成果的廣泛應(yīng)用，模塊化造船技術(shù)的發(fā)展必然離不開新技術(shù)。因而伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)研究工作的不斷深入，未來的模塊化造船方式必然隨之發(fā)生重大改變。

同時(shí)，先進(jìn)制造模式在模塊化造船中的廣泛應(yīng)用必定是未來的另一發(fā)展趨勢(shì)。通過將當(dāng)前信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成果應(yīng)用到模塊化造船工作當(dāng)中來，能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)與制造管理，從而大大方便了模塊化造船設(shè)計(jì)與管理工作的開展，進(jìn)而持續(xù)創(chuàng)造出企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。而從企業(yè)的角度上來分析，未來造船模式主要指的是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。這與上文所介紹是大致相同的。企業(yè)通過依靠集成一體化機(jī)制的深入發(fā)展，通過依靠信息高速公路或者信息數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化將各地的模塊工廠、材料以及設(shè)備制造廠與企業(yè)自身有機(jī)鏈接，能夠隨時(shí)、可視地進(jìn)行異地聯(lián)合生產(chǎn)，進(jìn)而形成以產(chǎn)品為導(dǎo)向的動(dòng)態(tài)無縫整合建造系統(tǒng)。這種系統(tǒng)亦是當(dāng)前徹底模塊化造船的主要依托。

而作為當(dāng)前逐漸興起的生產(chǎn)中心造船模式，這種新型的模式能夠建造專門的分段并展開相應(yīng)的預(yù)舾裝工作形成模塊產(chǎn)品，或制造專門的功能單元模塊，或進(jìn)行總裝工程形成終端產(chǎn)品。因而根據(jù)中心的設(shè)置位置和體系結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)單分為實(shí)體中心和虛擬中心。并且對(duì)于虛擬中心而言，虛擬中心實(shí)際是一個(gè)能夠充分發(fā)揮承接造船訂單、船臺(tái)以及試航交船等眾多功能的虛擬企業(yè)，在信息技術(shù)與智能技術(shù)運(yùn)用的前提下采用新型的控制方式來達(dá)到聯(lián)動(dòng)控制，繼而能夠提高生產(chǎn)效率以及降低船舶制造成本。所以造船企業(yè)未來采用的模式必然是生產(chǎn)中心造船模式。

結(jié)束語

綜上所述，我們不難得出現(xiàn)代船舶企業(yè)在模塊化造船技術(shù)的發(fā)展過程中必然會(huì)遇到各種各樣的問題，這就需要船舶企業(yè)在發(fā)展過程中切實(shí)利用當(dāng)前信息化高新技術(shù)成果來武裝自己，并且在采用生產(chǎn)中心造船模式的基礎(chǔ)上形成企業(yè)獨(dú)特的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，從而才能夠有效降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而才能夠在真正意義上達(dá)到發(fā)展模塊化造船技術(shù)的本質(zhì)目的。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

遠(yuǎn)大可持續(xù)建筑(簡(jiǎn)稱可建)為遠(yuǎn)大低碳建筑公司開發(fā)并建造的高節(jié)能建筑，其特點(diǎn)是閃電式安裝、抗九級(jí)地震、零建筑垃圾、高舒適、低能耗、可循環(huán)多功能使用、可拆遷、安全、省材、使用壽命長(zhǎng)等。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1、可建采用模塊化設(shè)計(jì)、比常規(guī)設(shè)計(jì)節(jié)省建材6倍，房間布局調(diào)整方便，全部工廠化制造，通過了國家建科院地震研究所9級(jí)地震實(shí)驗(yàn)，并經(jīng)受了酷暑和冰災(zāi)的考驗(yàn)，壽命長(zhǎng)久，安全可靠。

2、整個(gè)建筑的每一個(gè)部件都采用工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)模塊化安裝的模式，材料使用率達(dá)到98％以上，安裝完后無任何基建垃圾，而傳統(tǒng)建筑每平方米會(huì)產(chǎn)生約200kg的建筑垃圾。

3、整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行充分體現(xiàn)了可建節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，安裝工期極短，只需要1～2天，不需腳手架，施工安全系數(shù)高，且不產(chǎn)生揚(yáng)塵。非常適合于大范圍推廣。

4、此項(xiàng)技術(shù)綜合了國內(nèi)外最先進(jìn)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)和空調(diào)節(jié)能技術(shù)，并充分使用可再生能源(太陽能)。建造的建筑改變傳統(tǒng)外墻形式，直接采用100～400mm(不同氣候區(qū)厚度不同)保溫板作為外墻，其傳熱系數(shù)低于0.3W／m2，另外三層玻璃塑框窗及窗戶外遮陽、窗內(nèi)保溫推拉板的使用有效地減少了太陽輻射和空氣的滲透和對(duì)流。熱回收新風(fēng)機(jī)的使用降低了新風(fēng)的能耗，保持室內(nèi)空氣潔凈。利用屋頂太陽能集熱板制取衛(wèi)生熱水，并利用產(chǎn)生的熱水為建筑供暖，對(duì)于不足部分使用以天然氣為燃料的非電空調(diào)補(bǔ)充。在保證舒適的前提下，年空調(diào)能耗(折合一次能源)平均約50kWh／m2，比傳統(tǒng)建筑節(jié)能80％以上。

遠(yuǎn)大可建的價(jià)值

對(duì)用戶的價(jià)值

――安全可靠。通過國家建科院地震研究所9度抗震測(cè)試，高于全球任何城市抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)樓宇智能化控制。建筑具有三級(jí)消防保護(hù)功能：一是煙感報(bào)警、二氧化碳保護(hù)、溫度傳感報(bào)警；防盜功能：入戶處或室內(nèi)走道設(shè)有紅外線攝像頭有人識(shí)別系統(tǒng)，如果可建在外出或入睡狀態(tài)，智能系統(tǒng)會(huì)通過短信方式或自動(dòng)電話報(bào)警；

――空氣潔凈。新風(fēng)經(jīng)靜電除塵后引入室內(nèi)，比室外空氣潔凈20～100倍。每小時(shí)徹底換氣1次以上，消除室內(nèi)有害氣體殘留，室內(nèi)甲醛含量為零；

――冬暖夏涼。確保室內(nèi)恒溫，冬20～23℃、夏24～27℃。墻窗徹底隔熱，無冷、熱輻射；

――運(yùn)行成本低。通過采用墻體厚保溫(100～400mm)、三層玻璃塑框窗及窗外遮陽、熱回收新風(fēng)機(jī)、非電空調(diào)、屋頂太陽能等系統(tǒng)集成創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，在保證舒適的前提下，年空調(diào)新風(fēng)能耗(折合一次能源)平均約50kwh／m2。比傳統(tǒng)建筑節(jié)能80％以上；

――空間寬闊。室內(nèi)凈高2.85m，最小柱間距3.9m。

對(duì)業(yè)主的價(jià)值

――質(zhì)量可靠、服務(wù)放心。由專業(yè)技術(shù)人員細(xì)致入微的研發(fā)，采用工廠化流水作業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)制造，原材料入廠嚴(yán)檢，制作過程嚴(yán)檢，徹底杜絕現(xiàn)場(chǎng)施工偷工減料現(xiàn)象；

――完善的售后服務(wù)體系，使用戶無任何后顧之憂；

――變身任意、壽命長(zhǎng)久?？煞奖愕母膭?dòng)墻體和門窗位置，容易變更房間的功能；

――可揭開墻板，檢查鋼結(jié)構(gòu)有無銹蝕；任意補(bǔ)刷每一處鋼結(jié)構(gòu)部位的油漆，只要做好防腐，可用數(shù)百年。

對(duì)開發(fā)商的價(jià)值

――工期極短。全球唯一模塊化建筑，一天可安裝數(shù)層；資金回籠快，土地閑置短；建筑配套齊全，價(jià)格透明，免去甄選勞頓；建筑結(jié)構(gòu)與裝修同步完成；

――麻煩極少。開發(fā)前預(yù)知最終方案，開發(fā)商不冒質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)減少與設(shè)計(jì)院、施工方、設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商溝通時(shí)間的占用；減少或全無客戶投訴；

――政策極好。國家給與節(jié)能環(huán)保建筑獎(jiǎng)勵(lì)、減稅、貸款政策；國家優(yōu)先給與土地支持；城市支持無垃圾建筑、市民支持無腳手架建造；

――名利雙收。工廠化制造，杜絕浪費(fèi)，所以成本不高；建筑品質(zhì)頂尖，所以售價(jià)大大高于同類建筑；媒體主動(dòng)宣傳環(huán)保建筑，廣告支出減少；節(jié)能減排，品牌升值。

對(duì)城市的價(jià)值

――100％工廠制造，現(xiàn)場(chǎng)無安裝垃圾，不會(huì)對(duì)城市垃圾場(chǎng)加重負(fù)擔(dān)；