發布時間:2023-06-01 15:50:59
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的高效能建筑樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
(東北石油大學,黑龍江 大慶 163000)
摘要:從建筑的內涵及形象來看,不同風格的建筑反映特定的文化,校園建筑群在滿足校園育人環境需要的同時,也能夠通過校園建筑所體現的意蘊及精神來發揮其隱性建設功能.本文將從高校校園建筑的文化載體出發,就其所反映的學生居住、學習場所,以及隱性的建設功能展開論述,并從校園建筑文化品位、景觀設計及歷史文化上來表現建筑的親和力,以增強學生的審美意識,提升學生的道德境界.
關鍵詞 :大學校園;建筑文化;隱性建設;倫理意蘊
中圖分類號:TU244.3;G641文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)05-0053-02
高校建筑工程是實現校園建設的基本場所,也是校園精神文化建設的重要載體.特別是在建筑群體布局上、校園景觀設計上,其蘊藏的深刻的內涵及價值,都是一個大學整體文化的有機組成部分,也是影響師生情感和品格以及熏陶獨特文化氣質的一個相當微妙而現實的因素.因此,積極挖掘和探索校園建筑的隱性建設功能,并從校園建筑的基本結構,以及功能上來承載其使命,發揮其積極的角色就顯得尤為重要.
1 高校校園建筑的文化內涵
一座建筑是由其內部結構及功能所呈現的,而對于建筑藝術來說,則是通過建筑物及其構筑物的綜合表現來形成.一個時代的建筑與其特色是相互聯系的,人類文化世界里,對建筑所蘊藏的文化內涵一直是社會物質文明和精神文明的重要內容.建筑是有文化的,其所彰顯的精神特質及價值對于人的身心具有重要的塑造作用.建筑是以外部輪廓及內涵空間為統一體的,既有物質空間,又是文化載體.建筑文化是通過價值的本質特征來體現,如環境設計的文化、背景文化,以及建構的發展空間技術等,所有這些文化都是融合了社會意識形態及技術規范準則等,并通過人的思維方式及審美趣味來進行感知和反映.所以,對于建筑文化所存在的歷史積累與延續,都與設計者的思想眼光息息相關.如法國學者雨果說道“人類沒有任何一種重要思想不被建筑藝術寫在石頭上……人類全部思想,在這本大書和它的紀念碑上都有其光輝的一頁”.高校校園文化建設中,對于校園建筑的文化功能既有普遍性又有特殊性.不同的環境設計所營造的建筑風格是不同的,對建筑文化所反映的意蘊也是存在差異的.當前對于校園建筑來說,如一些雕塑、紀念性雕像、以及一些碑刻等建筑構件,通常是以校園文化精神為承載體,并從中來隱喻特定的設計理念和思路,如果在校園文化及校園建筑風格的配比及搭建中注重環境的多元結合,則難以發揮建筑結構的整體性特征.因此,從建筑工程所傳達的文化底蘊及建設功能上,積極地從建筑結構的布局及協調上,以象征、抽象等方式來融鑄文化,并從中來體現校園的意境及意蘊.具體來說,高校建筑工程在文化及建設功能傳達上,應該注重四點:一是注重整體性及歷史性,尤其是校園文脈的傳承;二是要注重設施的現代化及功能的合理化,能夠提升便捷性;三是材料使用樸實、高雅、大方;四是充分利用自然特色,注重天人合一的哲學構思.
2 高校校園建筑工程所蘊藏的建設功能
2.1 校園建筑工程的文化功能
文化是需要傳承的,對于校園建筑工程來說,既要從物質性上體現文化,又要從精神性上蘊涵文化,而對于建筑工程文化的建設功能,則是利用建筑物的使用功能,通過特定的設計手法和應用思路,在特定條件下來表現出建筑所特有的精神意象.對于建筑文化的精神性,則是建筑結構所承載的形式美,對人所產生的積極的精神情緒的改善功能,如利用建筑結構的形式美來增強校園的學習氛圍,調理人的環境情緒,增強對人的情感熏陶與愉悅等.建筑工程所記載的建筑史,以及對時代文化的記錄,則是通過其橫向而寬廣的歲月歷程來表現,并在縱橫交織中形成建筑工程的獨特個性及審美情趣.對于校園建筑工程所蘊藏的文化性,還需要從物質環境中來滲透,依托物質環境來滲透校園的精神文化,從而達到物質性與精神性的統一.如對于某校園建筑工程來說,其獨特的吸引力及表現力,能夠從形式美學上給人帶來精神、品格、涵養的升華,從而營造出神圣的藝術氛圍.如對藝術韻律的展現,對科技文化的表達,對大學價值的傳遞等.這些個性鮮明的建筑物或標志物,能夠從文化的感染力上發揮育人功能.如北大校院的博雅塔、未名湖、圖書館,清華大學的荷塘月色等,其精神內涵所展現的影響力已經超越了自身的物質意義.
2.2 校園建筑工程的激勵功能
對于高校校園任何一項建筑工程都賦予了深刻的科技含量,并通過精神品行來傳播其思想內涵.諸如大學校園里的雕塑、各主要功能建筑,鑲嵌校訓的建筑空間,以及文化亭廊等都是文化標識的重要載體,也是激勵學生奮發向上、求真創新的有效思想動力.如浙江大學的竺可楨雕像,其對學子的激勵功能增強了校園文化的積極價值.另外,對于大學校園內的體育館、寬大的平臺,超強的穩定性結構,以一種雄渾的力量來折射出建筑的剛勁與挺拔;學校內的教學了歐,蜿蜒的姿態,貫通的長廊,既要從便捷性上滿足師生的學習需要,更要從建筑物所彰顯的優越感、自豪感來強化師生的內心,激活師生的向上氣質.
2.3 校園建筑工程的引導功能
從高校校園建設來看,校園群體建筑文化具有顯著的規劃特征,尤其是在群體建筑布局上,既要滿足校園建筑自身的使用功能,還要能夠從文化環境的構建上彰顯精神氛圍.面對一排排整齊的建筑群,其顯著的秩序感能夠激發學生對科學文化的向往,也能夠從建筑群中體會到校園建筑的凝聚力和感染力,從而樹立遠大抱負,肩負其為祖國勇做棟梁的決心.另外,從校園建筑群的特色文化渲染上,還能夠從適當的色彩及幾何結構中發揮引導作用.
2.4 校園建筑工程的審美功能
建筑審美是通過建筑形式美來傳遞,其美感主要有建筑物的總體輪廓、建筑物內部各結構的比例、建筑物所體現的對稱性及均衡性,以及建筑物外在色彩、質感及裝飾性等方面.總的來看,建筑物的輪廓能夠彰顯建筑的總體風格,并從中來表達壯闊、華麗、宏偉及秀麗等等,并由此與周邊環境構成統一的建筑景觀.建筑物的美感具有正向性,積極的美感不僅可以創造美的環境,還能從建筑作品的美感上來賦予人的精神愉悅,從而打動人的內在心理,創造美的享受.這種美感對于拓寬學生的視野,增強學生的科學精神,尤其是在心智的啟迪,情操的陶冶上發揮重要作用.如當前高校各建筑群在建設上賦予了時代精神,將生態建筑與環境、人文進行全面結合,以體現建筑工程的科學與人、科學與環境的和諧.
2.5 校園建筑工程的人文建設功能
人文性是大學校園建筑環境設計的重要內容,也是提升大學生道德水平的重要硬件支撐.在高校建筑工程環境設計上,人是設計的主體,也是對環境認知、審美的主體,在體現環境對人的審美意義上,環境所賦予的持久的身心感受將有助于提升學生的審美情趣,調節學生的行為舉止.也就是說,校園建筑工程的人文性是滿足人與建筑、人與歷史、人與校園進行對話和交流的優勢載體,從而促進學生的全面健康成長.
3 在推進高校建筑工程建設功能的舉措和對策
3.1 注重科學規劃,強化設計中的可持續發展
對于高校建筑工程在設計及規劃上,應該堅持可持續發展策略,能夠從建筑空間及環境保護上做到統一,既要考慮建筑結構的使用功能,還要從建筑區域整體發展上保持和諧性.如對于大學城等項目建設及規劃時,要遵循科學發展觀理念,對建筑工程設計進行全面科學論證,充分考慮到建筑工程的使用使命及文化精神,能夠從決策上把握正確.作為區域重點建設規劃項目,對于建筑群的構思與實施都要從社會發展的漸進性上加以體現,避免太宏偉的藍圖超越自身的發展實際,以造成不必要的浪費和對環境的影響.
3.2 重視校園建筑工程的使用功能,適當發揮建設功能
對于建筑工程的使用功能是首要任務,也是校園建筑工程設計的基本出發點.建筑工程與人文文化之間的關系是特殊的,既要從建筑中體現人文,又要從人文中構設建筑.對于高校建筑工程建設與設計,其使用功能是基本的,也是正確解讀校園建筑工程文化意義的前提.因此,對于當前人文思想持續發展的今天,某些高校建筑規劃過分強調規模及投資,在人文性不強的條件下,簡單的、缺乏科學論證的建筑規劃不僅帶來了資源的浪費,還對其建設功能的意義帶來了抑制.教學科研建筑工程是由其作用和使用價值來決定的,對于高校建筑工程發展中的功利主義傾向,如對商業性建筑設計理念應用到高校建筑規劃中,使得高校建筑內在價值與外在形式缺乏一致性,不利于建筑工程所傳遞的思想引導意義.凸顯建筑工程的地位及作用,從大學價值整體功能的發揮上,積極體現其文化功能,傳承優秀歷史文化.
3.3 注重對建筑環境與人文文化的和諧
人文環境是高校建筑工程設計的重要體現,也是以人為本理念在設計中的應用.對于高校建筑工程設計及建設功能的展現上,要從高校校園文化定位及發展方向上,引領師生從校園建筑工程中增強審美理解和審美表現,以達到藝術美的水準.優秀的建筑工程所折射的人文價值,好像是一部立體的詩歌,無聲的繪畫作品,總能給人帶來持久的愉悅之美.因此,在高校建筑工程設計及文化功能賦予上,更應該從建筑學的審美思想出發,充分考慮高校自身的文化源流及特色,引入博大精神的文化內涵,采用獨特的審美品質,鍛造沉穩雄健的建筑藝術特色.
4 結語
現代建筑學及建筑功能學的發展,對于建筑的建設功能研究已經取得較大成就.高校校園建筑工程設計上,對于校園建設功能的體現已經越來越廣泛,如自然化風格、人情化風格、形式美、色彩美、幾何線條美等格局精彩紛呈,也為優化校園整體美感做出了有益嘗試.同時,對于環境心理學的研究,在校園建筑工程建設功能上應用日益增多,如利用建筑工程與環境所營造的心理效應,新技術、新觀念所蘊藏的健康設計理念,都將人與自然、社會實現了統一.當前高校發展正處于關鍵期,校園擴建工程已經成為校園經濟的重要增長點,在推進高校建筑工程文化環境塑造上,要從人的作用來構設積極健康的校園建筑布局,強化校園建筑的文化心理,促進高校建筑環境的科學設計,為渲染和培育建筑文化藝術功能創造條件.
參考文獻:
〔1〕潘翔.高?;椖抗芾砟J絻炦x的影響因素分析[J].建筑設計管理,2009(02).
高校校園節能作為一個課題,對于我們國家建設資源節約型社會有著重大意義。然而我國高?,F階段的校園能耗問題卻依然存在著各種現實問題。1)我國高校校園數量、在校生人數在增大。以天津地區為例,高校數量由1999年的21所發展到2013年的56所,增加了將近3倍。而在校生人數也有99年的9.05萬人發展到2013的49.43萬人,增長了近5倍多。2)我國高校人均能耗量大。我國高校人均能耗量遠遠高于我國其他類人群的能耗水平。據調查,我國高校人均能耗水平為0.816t標準煤,是人均生活用能的4倍多,是辦公機構的5倍。
2高校教學樓建筑照明能耗特點
1)教學樓照明系統照明燈具老舊,能耗巨大。2)教學樓照明系統缺少智能化的管理,照明分區不明確。3)照明能耗具有陣發性。高校教學樓建筑能耗高峰期,主要集中在上課期間,也就是8:00-12:00,14:00-18:00之間??梢詫⒐澞芨脑斓难芯恐攸c放在這一時間段的研究上。重點控制該時段的供暖,供電等的合理應用,減少不必要的浪費。高校教學樓建筑能耗低谷期,主要集中在寒假(1-3月)、暑假(7-8月)期間。3智能控制系統在教學樓建筑節能改造中的應用
3智能照明系統在教學樓建筑節能改造中的應用
3.1校教學樓建筑照明能耗現狀
教學樓在高校校園中是使用率較高的一類建筑,然而高校教學樓建筑的照明系統卻存在著各種浪費和效率低下的問題。主要表現在:廣泛使用高能耗舊式照明燈具,這類燈具能量消耗大、壽命短、光照舒適度不佳且難于控制;照明系統缺乏智能控制,照明的開關、數量、照度不能根據室內環境而自動控制,經常出現教室與走廊的照明采用同一個照度、無人教室正常開燈等現象。
3.2智能照明系統的應用策略
1)新型LED燈具燈具是智能照明控制系統的控制對象,因此燈具的選擇對于整個系統來說至關重要,也是教學樓建筑節能改造的重要環節。LED燈是當今較為節能環保的一種燈具。其中白光LED燈最為適合教學樓建筑照明系統,主要分為LED燈泡、LED燈管兩種形式。其主要由PN結芯片、電極、光學系統組成。LED燈具是一種冷光源、無燈影、無輻射、低熱量的燈具,其具有節能化、人性化、健康化、藝術化的顯著優點。采用這種燈具可以大大節約能源,同樣照度下,其耗電量是白熾燈的十分之一,熒光燈的1/2。2)照度采集智能照明系統的終極目標就是建筑的節能,而充分利用自然采光是實現這一目標的重要手段。自然光的照度每時每刻都在變化,因此要對自然光的照度進行采集并根據照度的變化來調節控制照明系統,從而達到降低能耗的目的。
3.3實現照度采集有兩個關鍵點:
(1)光照傳感器的選擇。光照傳感器是通過光敏元件將光信號轉化為模擬電信號,最后經過放大器轉化為數字信號的傳感器。其主要類型有光通量傳感器、光強度傳感器、光照度傳感器。光照度傳感器是最為常用的一種光照傳感器,其具有速率高、低功耗、量程寬的優點。(2)光照傳感器的布置。大多數高校教學樓室內都是外墻開窗的設計,因此室內自然光變化很大。光照傳感器應分區布置,靠近窗口的地方布置傳感器以檢測自然光的照度,教室中間區域和內墻區域分別設置傳感器以檢測不同部分的室內自然光照度。LED燈可根據不同光照傳感器的檢測數據來同意調節燈具的亮度。3)人體紅外線檢測關閉教學樓無人區域的照明同樣是實現建筑節能的有效手段。
3.4教學樓室內空間進行實時跟蹤的控制方式:
這種對教學樓室內空間進行實時跟蹤的控制方式需要人體紅外線檢測技術的支持。該技術的核心在于:(1)人體紅外線傳感器的選擇(2)人體紅外線傳感器的布置
3.5智能照明控制系統的節能潛力
合理的照明方案以及科學的控制系統,不僅僅是高校照明節能改造的重要手段,更是高校管理水平的重要體現。目前我國高校教學樓尤其是老舊教學樓的照明控制還屬于粗狂型模式,智能化程度不高,有很大的節能空間,潛力巨大。高校教學樓建筑智能照明系統的節能潛力從量的角度來講也是相當巨大的。以天津地區某高校教學樓為例。該教學樓有40間教室,每間教室平均有20盞燈(雙管熒光燈),每盞燈60瓦,每天開燈平均浪費一小時(所有能耗均化為時間計算),一年就浪費用電的度數:40*20*60*1*365*0.001=17520kW•h。每度電以0.5元計費,一年浪費的電費:17520*0.5=8760元。從數據來看,高校教學樓建筑照明能耗無論從能源還是從經濟的角度都是相當有節省潛力的。智能照明系統不僅可以減少照明時間,還可以提高照明質量,從而提高學習環境和學習效率。由于合理的控制,燈具效率的提高,智能照明系統的節能效果可以達到20%左右。
4結語
【關鍵詞】初中物理;創新能力;培養策略
受多種因素的影響,在長期以來的初中物理教學中,往往采取的是“以灌輸為核心、以考試為手段”的教學模式,這不僅導致學生的課業負擔較重,只是僵化、被動的接受物理知識,而且學生的自主創新能力與自主學習能力也無法得到良好的培養與發展。隨著新一輪課程改革的逐步深入,必須注重學生創新能力的培養與發展,以更好的啟迪學生智慧,挖掘學生的創新潛能,促進學生物理素養與課堂教學質量的全面提升。
一、創設學習情境
心理學研究證明,當課程教學內容與學生的興趣愛好、實際生活越接近時,學生對知識的接納程度將越高,也越容易主動、積極的去探索問題與思考問題。因此,在初中物理課堂教學中,教師應緊密結合學生的生活實際、興趣愛好,通過創設一系列有利于學生自主創新、自主探索的學習情境,以更好的激發學生對物理知識的學習興趣與求知欲望,并最終實現學生創新能力的提升。
例如,在“光的折射”教學中,我首先利用生活中的常見物品創設了兩個學習情境,以更好的激發學生對物理知識的學習興趣,使學生能勤于探究、樂于思考。首先我分別用光盤、小平面鏡、白紙等物體的正面在教室的各個不同方向對學生展示,然后向同學們提問道:“同學們有沒有發現這些物體產生了反光的現象呢?每個物體反光現象相同嗎,是否有區別呢?”同學們紛紛回答道:“都有反光現象,但有的明顯有的不明顯?!蔽揖o接著追問道:“這種差異的產生是什么原因導致的呢?”同學們都感到非常的迷惑,成功的激發了同學們的好奇心與求知欲。我并不立即告訴同學們答案,而是緊接著創設了第二個生活情境:在裝有清水的容器中豎放鉛筆,然后從學生從容器的上方與側方觀察水中鉛筆的變化。同學們們會發現鉛筆不僅看起來比原來粗,而且像從中間折斷了一般。我提問道:“那鉛筆有沒有真的折斷呢?為什么會產生這種現象呢?”同學們發現這些物理現象都不能用以前學過的光學知識解釋,非常想知道原因,由此我導入新課“光的折射”。
在上述教學活動中,我通過創設這一系列學習情境,不僅能更貼近于學生的生活實際,而且能夠很好的激發學生對物理學習的興趣,使他們樂于學、善于學。以興趣激發出了學生自主創新意識與自主探索意識,實現了學生創新能力的提升。
二、營造學習氛圍
營造民主、和諧的學習氛圍,有利于學生形成愉悅的學習情緒以及良好的學習心態,通過積極思維、大膽創新,使學生能更好的進入到思維創新的狀態當中。因此,在初中物理教學中,教師一方面應積極營造出民主、和諧的學習氛圍,使學生與教師之間能相互尊重、相互啟發、平等對話,在保證學生教學主體地位的同時,也能充分發揮學生在物理學習中的主動性與創新性;另一方面,教師還應多鼓勵學生進行分組探討、自主探究,以引導學生敢于提問,敢于發表意見,而非處處只是唯教師的觀點是從,以此更好的挖掘出學生的創新潛能。
例如,在“超聲與次聲”教學中,我首先結合教學內容提出了相關問題,如“我們能聽見蜜蜂振動翅膀的聲音,但能否聽見蝴蝶振動翅膀的聲音呢?”,“我們能否聽見蝙蝠的叫聲呢?”等等,說完這些生活中的現象后,同學們突然發現自己從未想過這些問題,紛紛開始思考與討論其中蘊含的物理知識。而我則留給學生充分的時間與空間進行自主探究,我讓學生自主思考并分小組探討。在討論過程中,我始終尊重學生的觀點與思路,在鼓勵學生積極進行思維發散與創新的同時,并適機引導正確的結論。例如我向同學們提示道:“為什么有的聲音我們能聽到,有的聲音則不能聽到,聲音具有什么特性呢?”同學們通過討論與探究,最終得出“人耳不能聽到低于20HZ和高于20000HZ的聲音”這一正確結論。
在上述教學活動中,我通過提出問題然后引導小組互動交流,創設了良好的學習氛圍,這一方式能夠有效減輕學生的心理壓力,使學生更愿意積極思考,敢于發表意見,實現了學生創新能力的良好發展。
三、革新教學方法
傳統初中物理教學,主要采用的是灌輸式的單一教學方法,不僅教學效果不佳,而且容易遏制學生在學習過程中的積極性與創造性。在新課程改革理念下,為更好的培養與發展學生的創新能力,必須革新原有的單一的教學方式,并積極利用探究式教學、啟發式教學、合作式教學等多種新型教學方式,以更好的啟迪學生智慧、發展學生智力,實現學生創新能力與創新思維的全面發展。
例如,在“認識浮力”的教學中,我首先利用啟發式教學,讓學生總結生活中常見的浮力現象,如游泳、船浮在水面等,讓學生主動的思考與回憶,感知浮力的現象,通過這種方式調動同學們的思維,使同學們快速進入到學習狀態;接下來我利用乒乓球上浮和石塊下沉實驗進行了探究式與合作式教學,讓學生分小組親自動手實驗與合作交流,探究得出浮力的特點與浮力的方向:浸在液體或氣體中的物體會受到來自液體或氣體施加的浮力,其方向豎直向上,作用點在受力物體的重心上。除以上教學方式以外,筆者還積極利用微視頻、多媒體課件等現代信息技術,利用圖像、視頻、聲音等多種形式以展示浮力F象與浮力知識,從而進一步增強了課堂教學的生動性與直觀性。
在上述教學活動中,我通過采用多元方法進行教學,充分調動了學生的思維,引導其自主探究,提高自身創新能力,取得了很好的教學效果。
四、優化實驗教學
要在實驗教學中更好的培養學生的創新能力,一方面應優化物理實驗內容,將原有的教師演示性實驗轉化為學生為主的探索性實驗,并通過多樣化的實驗方法,以活躍學生思維,培養學生的創新能力;另一方面,還應多鼓勵學生在課堂與課外多進行小實驗、小發明、小制作等實驗活動,鼓勵學生成立物理興趣小組,這些小型物理實驗不僅取材容易,便于實驗與觀察,而且能進一步拓展學生的物理學習空間,對于激發學生的物理興趣,以及培養學生的實踐動手能力與創新能力都能起到至關重要的作用。
例如,在“科學探究:牛頓第一定律”的教學中,我設計了拍打臟毛巾的塵土、潑出試管中的水等小實驗,讓學生親自動手操作,以深刻感受到生活中常見的慣性現象;在“光的折射”教學中,我讓學生親自利用鉛筆和盛水的容器進行實驗操作,讓學生能清楚的感受到光在水中的折射現象,然后利用課本上的折射原理去思考與探究這一現象,解釋其原因,最終同學們通過思考與討論發現,光線從玻璃的一面斜射進來的時候,發生了一次折射;從另一面射出的時候又發生了一次折射。因為玻璃的兩個表面是平行的,光線折射兩次以后,方向仍然不變,只是向側面平移了一段距x,所以看上去,鉛筆的上半部和下半部錯開了一個位置,好像斷開了一樣。通過實驗的探究,同學們進一步深化了對折射原理的應用。
在上述教學活動中,我通過優化實驗教學,進一步激發學生物理學習的興趣,使學生能主動、積極的參與到實驗過程的探索當中,而且能有力促進學生實踐動手能力與創新能力的強化。
五、傳授解題技巧
中學物理的解題方法多種多樣,比如整體法、圖像法、等效法、思維法、類比法、估算法、逆向法、微元法、假設法等等。教師應當善于培養學生采用多元的方法分析與解決問題,引導學生把知識有效的組織起來,提高學生應用物理知識解決問題的能力,發展自身的創新能力。
例如,對于這道習題:一個“12V 6W”的小燈泡,如果接在36V的電源上,為使其正常發光,怎樣調整電路。對于這道題,同學們可以首先逆向思考:如果把額定電壓為12V的燈泡接在36V的燈泡上,小燈泡會燒壞。若想要其正常發光,則需要使通過燈泡的電壓為12V,可以通過串聯一個電阻,使通過電阻的電壓為24V。如果同學們分析電路的電壓與電流具有一定的困難,可以通過圖像法來解題,畫圖來輔助電路分析。接下來可以通過等效法求串聯電阻的電阻值,由于電阻兩端的電流與燈泡兩端電流相等,因此6/12=24/R,R=48歐姆。
在上述教學活動中,我通過引導同學們靈活應用多種方法去快速的解決物理問題,使其廣開思路,變單向思維為雙向思維,完善和發展了學生的物理素養,提高其掌握和應用創新技巧的能力。
綜上所述,教師可以通過創設學習情境、營造學習氛圍、革新教學方法、優化物理實驗、傳授解題技巧等策略與途徑,提高物理課堂教學的質量,高效培養學生的創新能力與思維。
【參考文獻】
關鍵詞:建筑砂漿外加劑砌筑砂漿抹灰砂漿
l前言
當前,我國建筑工程中60%以上的建筑物仍沿用磚、砌塊等墻體材料。砌筑、抹灰施工中使用的建筑砂漿都為水泥砂漿或混合砂漿。所謂混合砂漿就是在水泥砂漿中摻加一定量的石灰膏或石灰粉,以改善其和易性,使之容易施工操作。但由于石灰質量不穩定,導致所配制的砂漿強度低、粘結性差,影響砌體工程質量,而且由于石灰粉摻加時粉塵大,施工現場勞動條件差,環境污染嚴重,不利于文明施工。因此,如何提高和穩定建筑砂漿的質量,改善施工操作條件等是建筑施工中亟待研究解決的現實問題。國外建材市場采用干拌料商品供應砌筑、抹灰用砂漿材料,使用較方便,性能較穩定,但成本很高。國內自70年代末開始,一些地方采用微沫劑來改善砂漿的和易性,即在水泥砂漿中摻入松香皂來代替部分或全部石灰。實踐證明,砂漿中摻入微沫劑后,能改善和易性,而對其強度有一定影響,加量過多將明顯降低砂漿的強度和粘結性,故目前已很少使用,有的地區已明文規定禁止使用。SG系列高效建筑砂漿外加劑(以下簡稱SG系列外加劑)是一種新型的水泥砂漿拌合物添加劑,它完全不同于微沫劑,它的摻入不僅能顯著改善建筑砂漿的和易性和保水性,而且能明顯提高水泥砂漿的各項性能指標。
2配制
SG系列外加劑是根據水泥拌合物的水化機理,選用多種無機材料、有機高聚物、表面活性劑、偶聯添加劑等專用材料配制而成的。為了滿足不同施工要求,SG系列外加劑分為SG—l型(砌筑用)及SG—2型(粉刷抹灰用)2種。
3性能
對摻SG系列外加劑配制的建筑砂漿性能作了較系統的實驗室研究,并與末摻外加劑的水泥砂漿及混合砂漿的性能作了對比。
試驗采用杭州雙流水泥廠生產的425#散裝普通硅酸鹽水泥;砂的細度模數為1.81的建筑用細砂或標準砂;SG—1型外加劑摻量為水泥用量的0.2%;SG—2型外加劑摻量為
水泥用量的0.4%~0.6%。試驗方法按JGJ70—90要求進行。
3.1SG系列外加劑對砂漿用水量、稠度及凝結時間的影晌
摻加SG系列外加劑后,砂漿的用水量明顯下降,在稠度相近時,其用水量可減少10%以上,有的可達20%~30%,甚至更多。
測定結果顯示,在水泥砂漿中摻入SG系列外加劑后,其初凝及終凝時間略有延緩,但總體影響不大,略有延緩對施工操作是有利的。
3.2砂槳分層度對比試驗
測試結果顯示,摻SG系列外加劑的砂漿分層度完全符合砂漿技術要求的規定不大于3cm,明顯低于基準砂漿的分層度,甚至比混合砂漿還低,其中SG—2型效果更好,這
說明摻SG系列外加劑后,砂漿的保水性能得到很大改善,砂漿的施工性能十分優良。
3.3摻SG系列外加劑砂漿的體積變化
摻SG系列外加劑后,砂漿的表觀密度減小,這是因為SG系列外加劑具有表面活性作用,通過攪拌產生引氣作用,使砂漿含氣量適量增加,和易性提高。與基準砂漿相比,在相同質量比時體積增加,在不影響砂漿強度的情況下,適當調整砂灰比例后,其砂漿體積比仍可達到或超過混合砂漿。
摻加SG系列外加劑后,砂漿的和易性明顯改善,用水量相應減少,攪拌后產生的適量微氣泡使拌和物骨料顆粒間的接觸點大大減少,降低了顆粒間的摩擦力,砂漿表觀松軟,粘性好,操作方便,在現場施工中獲得好評。
3.4SG系列外加劑對砂槳強度的影響
3.4.1對抗壓強度的影響砂漿的抗壓強度是性能檢驗的主要依據,我們對摻有SG—l系列外加劑砂漿及基準砂漿的試塊作了一系列抗壓強度對比試驗。
可見,砂漿中SG—l型外加劑的摻入,當控制砂漿稠度基本一致時,砂漿抗壓強度隨著外加劑摻量增加而呈增加趨勢,直至摻量為水泥用量的0.3%時達最高值,隨后略有下降,但在摻量為0.5%時仍比基準砂漿的強度高。其中摻量在0.2%~0.3%效果較顯著,因此摻量為0.2%較合適,這樣在施工中即使摻量略有波動,也不會造成砂漿強度的下降。
影響砂漿抗壓強度的因素比較多,其中砂的細度對砂漿抗壓強度影響較大,選用中砂砂漿的抗壓強度有明顯提高.
對不同砂灰比的砂漿抗壓強度也作了試驗。由表8可見,隨著用砂量的增加,摻SG—1型外加劑的砂漿抗壓強度逐漸下降。
我們對摻外加劑砂漿的抗壓強度與混合砂漿的抗壓強度也作了比較,可見,在相同砂灰比時,摻外加劑砂漿的抗壓強度比混合砂漿有較大提高。
3.4.2對抗剪強度的影響
砌筑砂漿的粘接性能好壞比其抗壓強度更為重要,因此砂漿的抗剪強度更能反映砌筑特性的要求。
水泥砂漿中摻加SG系列外加劑后,抗剪強度大大高于同配比的基準砂漿及混合砂漿,可提高l~2倍.
從試驗結果看,用摻SG系列外加劑砂漿粘結的紅缸磚試件的抗剪強度比基準砂漿的抗剪強度高3~4倍。在砂漿磚砌體抗剪強度試驗中發現:摻SG系列外加劑砂漿與磚表面的粘結很牢固,試件在試驗中均破壞在砂漿層內,而基準砂漿試件的破壞均發生在砂漿面與磚表面之間;混合砂漿試件破壞時,砂漿呈粉碎性破壞,而磚面上基本沒有粘上砂漿。
3.4,3對砂漿的后期抗壓強度的影響
在砂漿中摻加SG—l型外加劑后,其后期抗壓強度有進一步增加.從這點看,SG系列外加劑完全不同于砂漿微沫劑。SG系列外加劑的摻入不僅改善了砂漿的和易性,使施工易于操作,而且能激發水泥顆粒的水化,提高水泥砂漿的強度及磚砌體之間的粘結性。
4應用
SG系列外加劑呈均勻細粉狀,易溶于水,運輸及使用十分方便,并已在多項建筑工程上進行試用,效果較理想。例如浙江中天集團承建的杭州市公安局工地,建筑面積3萬多m2,原設計采用混合砂漿作砌筑砂漿,后因石灰質量不好,改用摻加SG—1型外加劑水泥砂漿,完全不用石灰,質量配比為水泥:砂:SG—l=1:7:(0,002~0.003),砂漿不泌水,粘結性好,強度高;抹灰采水泥:砂:SG—2=1:5:0.004,拌制的砂漿和易性好,放置2h也不泌水,易施工,不起殼,強度高,減輕了勞動強度,改善了施工條件,降低了施工成本,受到歡迎。又如由余杭二建公司承建的浙江省教委電化中心勾莊工地,建筑面積2050m2,剛開始時,采用混合砂漿,也因石灰質量差,砂漿強度很低,后改用摻加SG—1型外加劑砂漿作砌筑,配合比為水泥:砂:SG—1=1:9:0.002,砂漿強度超過設計M5.0的要求,內外墻粉刷抹灰采用配合比水泥:砂:SG—2=1:(4~6):0.006,墻面粉刷施工已完成,經檢查,粉刷層不起殼,不開裂,粘結性很好,頂棚粉刷后,下大雨也未發生滲水現象,該工程節約不少水泥和石灰,經濟效益不錯。
5結論
(1)SG系列外加劑能明顯改善建筑砂漿拌合物的和易性和保水性,使砂漿松軟,不分層,不泌水,便于施工操作;明顯提高砂漿的抗壓強度,R28可提高10%~30%,隨著齡期的增長,砂漿的抗壓強度繼續增高;同樣,它對砂漿的抗剪強度及砂漿磚砌體抗剪強度均有較大提高,可達l~2倍。
綠色建筑設計的特征主要包括以下幾個方面:一是節能,這也是綠色建筑設計最重要的特征之一,是促進人與自然和諧發展的重要措施。通過科學、合理、高效、節能的建筑設計,最大限度地利用生物能、地熱能、風能、太陽能等天然資源與可再生能源,減少對傳統火力發電電能的使用,避免對環境造成污染;二是環保,在綠色建筑設計過程中,在設計、施工、拆除等各階段,都要重視建筑工程的節能與環保效果,確保每一種建筑材料都不會對環境造成污染,并合理利用土地資源;三是舒適,這是在建筑中貫徹“以人為本”理念的要求,建筑工程應當充分考慮人的要求,達到建筑工程的設計目標。在設計環節中,只有堅持以上要求,制定科學、合理、高效的設計方案,才能夠充分發揮綠色建筑設計的作用。
2綠色建筑設計的設計要點
2.1因地制宜
綠色建筑設計要根據不同地區的特點來確定,不能照搬其他地區的設計方案。在設計的過程中應充分考慮到氣候的因素,根據不同的氣候條件設計不同的建筑工程施工方案,要充分利用自然條件進行通風、采光、制冷與集熱,從而降低這些環節對環境的污染。例如,在西北地區,我們可以充分利用其日照充足、太陽能資源豐富的特點,科學、合理、高效地利用太陽能資源,發揮太陽能資源豐富的地域優勢。而對于陰冷、潮濕、雨水較多的區域來說,這些設計內容都是不必要的。再比如,在北方寒冷地區,建筑設計要充分重視建筑材料的保溫效果,合理安裝保溫材料,而在非常炎熱的南方,應當充分考慮建筑物的遮陽、降暑效果,以免過多的太陽輻射對人體造成傷害。因此,要充分考慮到建筑工程的地域條件和氣候特點,做到因地制宜。
2.2重視整體設計
為了達到高效、節能的整體效果,在設計建筑方案時應從整體的角度分析建筑項目的成本,使建筑的性能符合環境發展的要求。在設計階段,要充分考慮溫度、濕度、經濟水平等因素,注重建筑設計的整體效益,不盲目跟從、不照搬其他地方的建筑設計方案,從整體而不是從局部的角度去考慮綠色建筑設計的問題。例如,在經費不足的前提下,要合理安排材料安裝的位置,最大限度地發揮保溫材料的作用;在熱量較多的建筑物內,可以充分利用其熱量較多的優勢,減少對保溫材料的使用,從而達到節約能源的目的。因此,綠色建筑設計應從整體著眼,對建筑工程進行綜合分析,在整體設計的基礎上提高綠色建筑的節能環保效果。
2.3創造健康舒適的室內環境
為了創造健康舒適的生活環境,在綠色建筑設計的過程中要使用不會危害環境的原材料,要避免有害電波、太陽輻射等對人體的影響,充分運用相關理論知識進行設計。此外,要確保建筑材料不會對人體健康造成不利影響,充分照顧到人的需求,為人們提供更健康、更舒適的室內環境。
2.4充分考慮環境因素
在因地制宜地進行建筑設計的前提下,應將環境概念引入到建筑設計、規劃等各環節中去,這是一個設計面非常廣的系統工程,需要運用多學科的知識。在建筑設計時,應盡量搜集各方面的環境特征,收集有關土地資源利用、水資源使用、氣候等各方面的信息,使建筑與生態環境、人文環境相協調,為人類營造舒適、健康、環保的環境,最大限度地提高建筑材料、能源、資源的使用效率。
3綠色建筑設計的常見方法
3.1綠色建筑設計的前期策劃
在前期策劃階段,要充分考慮綠色建筑設計的人性化特點,在充分考慮用戶要求的基礎上完成綠色建筑設計方案。設計師要高度重視綠色建筑的節能和環保等特點,優化設計方案,并在制定出方案之后充分聽取用戶的建議和要求,結合用戶的需求對設計方案進行調整與修改,使建筑設計的過程更加人性化。此外,要確保建筑項目設計經過廣泛的論證,優化綠色建筑的設計方案,及時發現建筑設計中存在的問題,并采取積極有效的措施予以解決。
3.2綠色建筑方案設計的要點
綠色建筑方案設計的要點包括以下幾個方面:一是充分考慮到建筑物的舒適與健康,在設計階段盡量使用無毒或低毒的建筑材料。例如在吊頂和墻面使用低毒性或者無毒性的涂料,采用硬木和陶瓷等裝修材料裝修地面等;二是充分考慮到建筑設計的節能效果,節能型建筑不僅僅可以節省投資,降低建設成本,而且會降低用戶長期的成本支出,有很大的經濟效益與社會效益;三是要在建筑拆除階段,充分考慮到建筑廢料對環境的影響,避免對環境造成污染;四是要充分利用適當的生態策略技術,提高住戶的舒適度,為其提供健康、舒適的居住環境,并要為群眾設計活動場所。此外,在綠色建筑的設計階段可以有不同的設計方案,在方案的選取時,根據各方案的不同特點,取長補短,選擇最優的設計方案。
3.3合理選擇建筑材料與施工技術
建筑工程與環境保護密切相關,建設與環境相互促進、可調節的、智能化的建筑工程是目前綠色建筑的發展方向。為此,應不斷優化建筑材料與施工工藝的選擇,充分利用和收集自然能源,并避免能源和資源的流失;應建設能夠調節氣候的外層構造,以降低氣候變動對環境造成的影響,使室內條件趨于穩定,充分利用高新技術,加大對綠色建筑設計的技術支持力度,建設技術含量高、節能效果好、高效、無污染的綠色建筑,使綠色建筑設計取得實效。
4結語
世運電路(603920.SH)是中國PCB行業的先進企業之一,在國內外市場均具有較強的競爭能力。
2016年,世運電路主營業務收入16.09億元,根據國際知名機構N.T.Information的2015年全球PCB百強排行榜,世運電路銷售收入位居全球第64位。根據中國印制電路協會(CPCA)公布的《2015年中國印制電路行業百強企業》,世運電路銷售收入位居中國PCB企業第29位。
由于下游需求的普遍回暖,PCB行業進入新一輪景氣周期,未來幾年,全球PCB 電路板行業產值將持續增長。作為PCB先進企業,世運電路將伴隨行業穩步增長。
一方面,PCB產業上游原材料價格穩中有降,另一方面,公司產品售價在穩步提高,隨著產能加大,產能利用率和產銷率維持高位,公司的獲利能力逐漸增加。
產能利用率和產銷率維持高位
世運電路所處行業為電子元件制造業中的印制電路板制造業。自設立以來,公司專注于印制電路板的研發、設計、生產、銷售和相關配套服務,通過不斷自主創新科技攻關,逐步提高公司產品的生產技術水平,不斷開發新型高端高精密線路板產品,并拓寬產品的應用領域。
2014年、2015年及2016年,公司的產能分別為217萬平米、230萬平米和247萬平米,產能利用率分別為95.09%、97.82%和98.79%,a銷率分別為99.09%、99.63%和99.06%。產能利用率和產銷率始終保持在高位,企業經營狀況良好。
從產品類別來看,2015年較2014年,公司單面板、雙面板、多層板的銷量均有所增加,增長率分別為32.37%、7.65%、5.94%,2016年較2015年,公司單面板、雙面板、多層板的銷量也有所增加,增長率分別為11.07%、8.63%、5.79%,主要原因:一是隨著汽車技術的不斷發展,工業設備產品種類的豐富,下游行業汽車電子、工業設備等領域對PCB產品市場需求不斷增長,公司主導產品的市場需求旺盛;二是公司不斷增強境內外市場的開拓力度,隨著公司與下游客戶合作的深入,客戶的訂單量在單面板、雙面板和多層板都不斷上升。
產品單價穩步提升
世運電路主營業務收入主要來自雙面板及多層板,2014年、2015年及2016年,雙面板占主營業務收入的比重分別為41.93%、40.09%和39.28%,多層板占主營業務收入的比重分別為52.48%、52.88%和53.93%。
2015年較2014年,公司單面板收入增長了42.76%,單價和銷量對單面板收入影響分別為10.40%和32.37%;雙面板收入增長了8.42%,單價和銷量對雙面板收入影響分別為0.77%和7.65%;多層板收入增長了14.25%,單價和銷量對多層板的影響分別為8.31%和5.94%。
2016年較2015年,公司單面板收入增長了13.19%,單價和銷量對單面板收入影響分別為2.12%和11.07%;雙面板收入增長了14.76%,單價和銷量對雙面板收入影響分別為6.13%和8.63%;多層板收入增長了19.49%,單價和銷量對多層板的影響分別為13.70%和5.79%。
成本控制能力佳
PCB生產所需的原材料種類較多,主要包括:覆銅板、銅箔、半固化片、化學藥水、金屬、油墨等。這些行業在中國都已得到較好的發展,無論是企業的數量和規模、交貨及時性,還是其他配套服務都已能夠充分滿足PCB行業的發展需求。
原材料中,覆銅板是制作PCB的基礎材料,同時覆銅板僅應用于PCB的制造,因此兩者具有較強的相互依存關系。覆銅板的生產技術和供應水平是PCB行業發展的重要基礎,PCB的發展情況也會對覆銅板的需求和發展產生重要的影響。根據覆銅板行業協會(CCLA)的統計, 2015年,中國覆銅板產量為5.24億平方米,其中剛性覆銅板產量4.56億平方米,撓性覆銅板及相關制品產量0.53億平方米,金屬基覆銅板產量0.16億平方米。中國覆銅板生產能力完全可以支持PCB行業的快速發展。
覆銅板價格透明度較高,價格波動主要受原材料成本變化和PCB市場需求兩方面的影響。覆銅板生產企業集中度相對較高,具有一定的價格控制能力。整體而言,當PCB市場需求較好時,覆銅板企業具有較強的議價能力,可將成本壓力傳導給下游PCB廠商;但由于覆銅板主要用于PCB的制造,當PCB市場不景氣時,PCB廠商也可以對覆銅板壓價以保證產能的利用,形成一定的價格逆向傳導。
銅箔是占覆銅板成本比重最大的原材料,銅箔的價格變動是覆銅板價格走向的主要驅動因素,銅箔的價格又與銅的價格變化密切相關。近幾年的銅價呈現出較大的波動性,2012年以來,銅價總體上呈現下降趨勢。2014年、2015年及2016年,世運電路所用銅箔每公斤單價分別為63.33元、58.57元和61.42元;銅球每公斤分別為44.58元、38.20元和35.84元。
毛利率略高于同行業上市公司
PCB下游為各類電子信息產品,下游行業主要從市場規模和技術要求兩個方面對PCB行業帶來重要影響。在市場規模方面,PCB市場需求狀況與電子信息產業整體情況具有較強的一致性。近幾十年來,全球電子信息產業飛速發展,產業規模大幅擴張,極大地帶動了PCB行業的發展。長期來看,國內外電子信息產業規模仍將保持不斷增長的趨勢,從而給PCB行業帶來廣闊的市場發展空間。
世運電路產品廣泛應用于計算機及周邊、通信、消費電子、汽車電子、工業、醫療、軍事、航空等領域,并且與王氏港建(WKK)、偉創力 (Flextronics)、捷普(Jabil)等國際知名企業建立了長期合作伙伴關系。
關鍵詞:高層建筑消防設施維護
目前高層建筑內消防系統的運行狀況和消防設施維護的調查情況
在高層建筑立項和開工建設期間建設單位都能按照公安部和建設部頒布的《消防系統施工及質量驗收規范》,《高層建筑防火設計規范》,《消防系統設計規范》等相關的規范和規定進行相應的投資并建設。
施工完畢經消防部門的驗收合格后,建設單位對消防系統的使用和維護的重視程度就越來越低。究其原因主要在于該系統投入使用后要保證其長期正常運行,必須對系統內及聯動的設備進行定期維護和測試,同時由于電子產品的使用壽命和更換周期相對較短,要長期維持正常工作就需要資金的投入,但投入后又不能立竿見影的見到效益,所以多數單位常常就采取不聞不問的策略,有的為了應付消防部門的檢查可能會對系統局部進行修復和維修。但此舉治標不治本長此以往系統運行狀況會越來越糟甚至會癱瘓,這樣的做法得不償失。因此如何更有效發揮大樓內消防設施的功能是目前許多業主面臨的難題。
依據多年從事消防工程的安裝和設施維護經驗,就目前大樓內消防系統運行情況和設施維護狀況同時結合市場經濟的特點愿將幾點想法表述出來共享。目的是在有限的消防投資的前提下,如何更有效的使用和維護消防設施并讓其最大限度的發揮應有的作用。
1.提高消防控制室值班人員的素質,加強消防知識的學習和培訓
建設單位應針對大樓內消防系統的分類和容量的大小提前做好相關人員的配置和培訓計劃,在系統調試期間就應進行跟蹤學習,目的就是熟練掌握系統配置和系統相關參數設置以及現場設備的布置情況,詳細了解和詢問系統出現故障的現象以及處理故障的方法并做好記錄。同時嚴格落實值班人員的相互交接制度和系統運行情況的登記制度,提高值班人員對消防系統的重視程度,嚴禁對誤報現象采取無所謂的態度。只有在第一時間掌握報警信息并發現問題才能及時對系統進行局部維修處理,也只有如此才能保證系統長期處于正常、有效、穩定的運行狀態。
消防控制室是自動報警聯動系統的指揮中心,發生火災時它將關系到整個大樓的命運,因此值班人員的工作態度以及對系統知識的掌握的熟練程度將關系到整個大樓內所有生命和財產的安全,因此必須將值班人員的素質和知識提高放到絕對高度。
2.認真對待大樓消防系統施工驗收后的交接程序,嚴格審查資料和現場設備的對應情況,提高維護人員的技能
消防系統的設置和安裝最終的目的是為了正常投入使用,讓系統發揮其應有的作用。因此建設單位要認真對待交接程序為以后更好的使用和方便維護提供可靠的保障,同時要認真審查系統包含的所有設備狀態和可能出現的問題,熟練掌握每一個防火區的聯動設備和邏輯關系,并掌握被聯動設備的工作情況和狀態。聯動設備(防排煙風機、消防泵、防火卷簾門)在滅火和進行防火分割中起著至關重要的作用,如果其不能正常工作將導致報警聯動系統幾乎失去一半的功能。使用單位要認真對待交接制度,值班人員和工程維護人員認真審查、核對系統設備和竣工圖紙,熟悉掌握竣工資料,有效對系統設備進行記錄和維護。
目前,部分使用單位采取委托維護和管理的方式,我覺得未嘗不可,不過從成本上考慮要比本單位維護要高30%-40%。所以建議采取過渡性的策略 階段性聘用施工單位的技術人員配合本單位技術工對系統進行維護和測試,這樣成本相對要低很多,同時可以有針對性的培養自己的維護人員,一舉兩得何樂而不為。
3.嚴格按照消防系統設施維護細則定期對相關設施進行有效維護和模擬試驗,定期對系統進行年檢
(1)必須定期對報警設備(探測器、、感溫探測器等)維護,同時嚴格按照年限進行清洗和參數測試。
(2)手報按鈕、消火栓按鈕、聲光報警器、輸入模塊和輸出輸入模塊定期進行手動模擬試驗,這類設備使用頻率較低一般不會容易出現故障。
(3)防火閥和排煙閥必須定期進行維護和測試,由于其所處的環境影響(灰塵大,室外雨淋、濕度大等因素)通常容易導致電動執行器出現不動作或動作不靈敏,或反饋信號不正常的現象。
(4)水流指示器和壓力開關要定期進行防水試驗,若長時間不做試驗容易出現是閥瓣不動作或動作不靈敏。導致是報警信號不能正常工作、聯動功能無法實現。
(5)消防泵和防排煙風機必須定期進行動作試驗,同時觀察工作狀態信號和動作反饋信號是否正常,消防泵在滅火中起著至關重要的作用,若不能正常啟動會導致現場設置的其他一切自動水滅火設施將形同虛設。
(6)消防主機要定期進行測試和模擬試驗,對其進行功能測試和注冊信息測試以及聯動邏輯關系測試,報警主機是自動報警聯動系統的心臟,若其不能正常工作,現場火災信息不能準確及時傳輸到控制室導致值班人員無法及時掌握和了解現場活在情況,由此造成的火災隱患將無法估量。
關鍵詞:高校 監管系統 能耗監測 實時采集
高等學校節能監管系統指對校園建筑設施能耗的計量、數據分析、數據統計、節能分析及節能指標管理,是高等學校校園節能監管體系的核心內容。2009年,住房和城鄉建設部會同教育部組織有關專家編制了《高等學校校園建筑節能監管系統建設技術導則》及有關管理辦法(以下簡稱《導則》),明確了能耗數據在能耗監測平臺中傳輸的全過程和采集系統的框架體系。
能耗數據采集分為自動實時采集和人工采集,以自動實時采集技術為核心的能耗數據采集系統是節能監管系統建設的重要內容,某高校校園建筑節能監管體系是高等學校節約型校園監管體系試點建設項目,本文以某高校為例,介紹建筑能耗實時采集技術在節能監管系統中的應用。
一、建筑能耗實時采集系統概述
某高校按照相關導則及管理辦法的要求,對建筑能耗計量和采集進行方案設計,其校園能耗實時采集系統基于485總線通訊技術,對建筑內的遠傳水表、電能表、蒸汽流量計、中央空調冷熱量計等不同類型的能耗計量設備進行集中采集,并通過校園局域網傳輸至監管系統能耗采集中心。
其能耗采集系統建設流程大致可分為“建筑能耗計量與數據采集方案設計——能耗監測設備安裝實施——能耗數據采集傳輸調試——能耗數據使用與維護”幾個階段。
二、能耗監測設備安裝
1.遠程計量監測表計安裝
能耗監測計量設備為電、熱等能源消費、水資源消費的計量裝置,包括電能表、水表、燃氣表、熱(冷)量表等。某高校根據《導則》要求,按照能耗分類分項的原則,同時考慮學校實際管理需求,設計安裝能耗監測計量設備。
截止2010年底,學校新裝分類、分項、分戶計量表計3500余組,其中包含電表、水表、蒸汽流量計、冷(熱)量計等多種類型的計量監測表計,同時集成和利用了一些既有遠程計量監測設備,各類表計均具備數據通訊接口并支持國家相關行業的通訊標準協議。
2.數據采集器(網關設備)安裝
某高校數據采集器(網關設備)采用浙江中控生產的WNC系列建筑能耗數據采集器,該數據采集器符合《導則》關于數據采集設備的功能性能要求,并可并發采集水、電、氣、蒸汽、冷熱量計等各種能量表計。截止2010年底,學校共安裝了能耗數據采集器80余臺。
三、能耗數據采集與傳輸
某高校節能監管系統的能耗數據采集傳輸分為兩個方面:一是數據采集,實現多種能耗監測計量表計到數據采集器(網關設備)之間的網絡鏈路和數據傳輸;二是數據傳輸,通過數據采集設備(網關設備)和校園網絡通道向建筑節能監管平臺數據服務器發送采集數據。
1.能耗數據采集技術
計量表計通訊協議符合P645規約、ModBUS協議等國家相關行業的通訊標準協議,根據計量表計的接口特點,采用以RS-485總線技術為主,對部分布線距離較長施工難度大的計量表計輔助采用短距離無線傳輸技術,根據現場實際情況兩種傳輸方式可以組合使用。
2.能耗數據傳輸技術。
某高校的校園網絡硬件資源豐富,遍布各校區的校園網絡幾乎覆蓋到每一棟校園建筑,利用校園以太網傳輸能耗數據,可以降低能耗數據傳輸成本,提高數據傳輸穩定性,因此數據傳輸以校園以太網為主。部分監測表計受環境限制,選用無線網絡(GPRS/CDMA)將采集數據上傳到監管平臺數據采集器。
四、數據質量與安全保障策略
某高校監管系統采用水、電、汽多能耗一體化采集技術,為保障能耗數據在采集、傳輸過程中的安全性和可靠性,主要采取了以下幾項策略。
1. 能耗采集器在連接至客戶端時,需經過身份驗證過程才可進行采集器注冊,網絡傳輸數據包經過高強度加密,可保證傳輸過程中數據不會被第三方所竊取。
2. 數據中心客戶端以及監管平臺都具有報警功能,可對采集器狀態、采集點數據質量碼進行報警。維護人員可針對報警類型進行有效的分段判斷,從而快速定位故障環節,并可進行遠程故障排查功能。
3.采集器內置大容量CF卡及存儲數據庫,采集器與數據中心連接斷開后,可保存至少1個月內的所有采集數據,從而實現數據中心端的數據完整性。當采集器與數據中心重新連接時,將主動對斷線期間的數據進行歷史恢復,同時支持對指定時間段歷史數據人工恢復功能。