智能建造方向精選(九篇)

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第1篇：智能建造方向范文

放在20多年前，對中國鋼鐵人來說，這是一個尷尬的問題。

那時，歐洲、日本等鋼鐵強國陸續用特大型高爐煉鐵時，國內只有上海寶鋼有一座特大型高爐。

一個特大型高爐能夠代替數個小高爐，可降低能耗和排放15%左右，是國際煉鐵行業綠色、可持續發展的方向。

由于國內當時沒有任何特大型高爐的技術積累，只能忍受國外掌握了特大型高爐技術公司的高額要價。

鋼鐵是一個國家工業的脊梁，可中國鋼鐵人卻直不起腰來。

2017年年初，國家科技進步獎公布，中冶賽迪牽頭完成的“高效低耗特大型高爐關鍵技術及應用”獲得二等獎。

這個獎可謂實至名歸――近五年來，海外新建同類特大型高爐中，超過60%的高爐都采用了中冶賽迪的這項技術成果。

在特大型高爐技術上從忍受高額要價到反向輸出技術，中冶賽迪人用20多年如一日的行動告訴世人：中國鋼鐵綠色崛起的科技先鋒是這樣煉成的。

從無到有

1995年，上海寶鋼集團的鋼鐵生產基地。

只要1號高爐的爐腹剛冷卻下來，不等煤炭的焦灼味散去，中冶賽迪返聘的教授級高級工程師項鐘庸就會迫不及待地鉆進去。

一落腳，就會騰起一陣嗆人的煤灰。從爐膛出來后，項鐘庸就成了一個“黑人”。

旁人對此早已見怪不怪。

已過花甲的項鐘庸原已退休，本可頤養天年，如此不辭辛苦，其實只為爭一口氣：搞清楚特大型高爐高效低耗的工作原理。

特大型高爐和普通高爐并不僅僅是體積的差別，其間的工作原理也有天壤之別。

其爐內煤氣是怎么被利用的？除了燃料比外，還有哪些指標能夠控制能耗？

所有這些技術指標，幾乎都要從零開始摸索。

“雖然引進了設備，但里面的工作原理和設計方法，花多少錢對方都不會告訴你。”中冶賽迪煉鐵事業部部長趙瑞海說。

猶如行走在無人區內，成敗未知，這樣的投入是否值得？

可在中冶賽迪看來，這并不是值得不值得的問題，而是必須做、而且必須成功的問題。

鋼鐵是高耗能產業，跟生態環境之間的矛盾由來已久，節能降耗的特大型高爐的發展，代表著一個國家鋼鐵行業發展的未來。

從1991年開始，項鐘庸就帶著團隊跟蹤研究特大型高爐的技術，一干就是十幾年。

2003年，綜合控制高爐節能的指標“爐腹煤氣量指數”終于被找到，并編入國家標準“高爐煉鐵工程設計規范”中。

令人振奮的是，基于自主研究的理論體系，國內特大型高爐的高效低耗指標實現了全球領先。

打破制約

以“爐腹煤氣指數”為核心的設計理念及體系在全行業公布后，中冶賽迪決定參與國際項目的競標。

把“中國造”的特大型高爐輸向海外市場，并不是一件容易的事，常常會“受制于人”。

2005年，巴西蓋爾道集團的鋼鐵生產基地，中冶賽迪的國際項目正在持續推進。

看見眼前正在搭建的特大型高爐，技術負責人、教授級高級工程師鄒忠平卻眉頭緊鎖。

高爐的建造成本已被人為地增高，再這樣下去，以后撬動海外市場會更加吃虧。

雖掌握了特大型高爐的工作原理，但一些核心裝備技術的自主化卻未實現，還必須忍受國外公司的高額要價。

“某些裝備價格甚至被抬高近五倍。”趙瑞海說。

引進價格被抬高，建造成本增加，中冶賽迪的特大型高爐競爭力自然下降。

“中國制造想要走出去，必須實現核心裝備技術自主化。”趙瑞海說。

2006年，中冶賽迪開始著手無料鐘爐頂布料器的研發。

“若把特大型高爐比喻成鋼鐵巨人，爐腹煤氣量指數的工藝就是它的魂，核心裝備技術則是軀干和四肢，兩者缺一不可。”趙瑞海說。

2012年，歷時6年，中冶賽迪成功打破了歐洲鋼鐵巨頭對高爐無料鐘爐頂技術長達30多年的壟斷，實現了特大型高爐核心裝備的國產化。

漸漸地，中冶賽迪的特大型高爐核心技術在海外市場“吃香”起來。

逆向創新

2007年，華北地區。一家鋼鐵廠的特大型高爐正在作業。

看著智能系統，有著30多年豐富操作經驗的的生產專家皺著眉頭，有些抱怨地說：“這套系統的效果不盡如人意。”

智能系統是鋼鐵廠從國際鋼鐵工程巨頭那里引進來的，希望通過它再次降低特大型高爐的能源消耗。殊不知，依靠智能系統進行降耗并不現實。

煉鐵需要的天然原料，每次的微量成分不一樣，爐化反應就會不一樣，爐腹指數控制狀態也會不同。

“目前，幾乎沒有任何鋼鐵廠能夠實現全智能化的煉鐵。”趙瑞海說，“但智能技術的優勢不能被‘拍死’，充分利用依舊能夠帶來技術上的革新。”

2007年底，中冶賽迪決定，朝著國際鋼鐵工程巨頭研制的反方向，研發特大型高爐的智能控制系統。

“我們開發的智能系統，強調智能軟件的判斷，而非操作控制。”趙瑞海說，“通過收集運行數據來幫助人工進行判斷，再進行降耗的調試。”

人工+智能的方式，能夠克服特大型高t智能控制中存在的實時性、復雜性、動態性和多變性等難題。

2012年，這項智能系統研制宣告完成，大幅提高了對高爐的診斷、預判和控制，中冶賽迪的市場地位再次得到鞏固。

截至2016年底，全國21座特大型高爐，有14座由中冶賽迪建造，約占國內市場的70%。

叫響品牌

2017年1月初，國家科技進步獎揭曉后，采訪鄒忠平的邀約紛至沓來。

但鄒忠平都無法赴約――他必須馬不停蹄趕往越南，跟進臺塑集團特大型高爐的建造進度。

幾年前，臺塑集團決定在越南建造特大型高爐，面向全球公開招標高爐建設方案。

最終，中冶賽迪擊敗國際巨頭們，有驚無險地拿下這個項目。

再次與國際鋼鐵工程巨頭同臺競技，中冶賽迪已經掌握主動權。

從煉鐵工藝創新到核心裝備研發，再到智能系統開發，經過20余年的技術革新，在中冶賽迪的引領下，中國特大型高爐工業體系漸漸形成。

截至目前，中冶賽迪有力地推動了全國特大型高爐比例從不足5%提高至近30%，直接建成的特大型高爐已累計節約燃料約6450萬噸，減少二氧化碳排放1.9億噸，帶動全國煉鐵產業累計節能約7.4億噸標準煤。

這樣的技術創新和行業領先，讓中冶賽迪叫響了鋼鐵工業的“中國造”。

除了臺塑集團的項目外，沿著“一帶一路”，中冶賽迪的特大型高爐技術還運用在韓國、馬來西亞、土耳其等國。

但夢想從未止步。鋼鐵工業“中國造”的故事，還在書寫。

第2篇：智能建造方向范文

近幾年，康縣蔬菜產業實現了跨越式發展，規模不斷擴大，保護地設施規格不斷提高，由最初的竹木小拱棚發展到鋼架大棚、日光溫室、連棟智能拱棚相結合的蔬菜產業化發展格局。現就康縣全鋼架大棚建造技術介紹如下，以供農民朋友在生產中參考使用。

1　地塊選擇

選擇交通便利、地勢平坦、光照充足、水源豐富和能排能灌的地塊，要求土壤疏松、土層深厚、肥沃，通透性良好。

2　大棚規格

大棚建造面積一般控制在200～320 m2，中高一般2.8～3.0 m，即建棚長度30～40 m，跨度為8 m。太長不利于通風。

3　建造方位要求

大棚建造原則上要求因地制宜，避開風口，利于采光，同方向建造。以南北向為最好，但要求不是很嚴格。

4　建材要求

采用鍍鋅鋼材料。以建造30 m×8 m大棚為例，列舉所需材料：22﹟鍍鋅鋼管100根；20﹟鍍鋅鋼管2根；22﹟卡子170個；自供螺絲2盒；壓膜線120 m；10～12絲12 m寬強化無滴膜或半無滴膜40 m，3 m寬強化無滴膜或半無滴膜30 m；8﹟鐵絲5 kg。

5　建造方法

選好地塊后，先丈量好大小，然后放線，放線時根據長度每隔1 m作記號，根據放線大小準備材料。將22﹟鋼管取62根從一頭量1.6 m長作記號，然后用專業工具將量好的鋼管從1.6 m處扳彎，要求扳彎的角度為105°左右。將20﹟鋼管截成15 cm長短節。將扳好的22﹟鋼管擺順后，用截成15 cm的鋼管做接頭，將22﹟鋼管從長的一端用自供螺絲接在一起。在放好線的地塊的記號處用鋼釬垂直向下打60 cm深的孔，然后將接好的鋼管依次按40～45 cm深度栽好。要求在拱桿時兩邊的人同時用力，這樣栽出來的拱桿才能水平一致。同時將22﹟鋼管每5根首尾相連接在一起，共接5副，用作橫梁。將接好的橫梁用卡子卡在拱桿上。要求當中一道，兩側各一道，扳彎處各一道。取5根22﹟鋼管從中間截成兩節，在棚的兩端各立3根，在棚內當中立4根，用自攻螺絲固定，當做立柱。在棚的兩端立柱上橫向各固定1根22﹟鋼管，兩端固定在拱桿上，再在兩端用22﹟鋼管支兩根斜撐桿，這樣整個大棚的骨架就建造好了。

第3篇：智能建造方向范文

中建鋼構有限公司總經理鋼結構制造的異軍突起在當今建筑工業化發展大潮中恰逢其時，必將引領建筑業未來發展的趨勢和潮流。

數字化是鋼結構制造轉型升級的堅實基礎

中建鋼構有限公司是大型全產業鏈鋼結構專業集團企業。公司在總結近年來發展經驗的基礎上，立足于鋼結構行業的管理思路，多次進行不同范圍的需求調研和思路分析，提出了鋼結構全生命期的工位管理理念。其核心在于把傳統的項目管理轉變為工位管理，做到管理重心的下沉和精細化，并配套地建立了明晰的鋼結構生產制造管理流程，賦予完整的、可追蹤的編碼系統，為實現數字化鋼構奠定了基礎。

數字化的實現需要在基礎硬件方面——特別是在自動化設備的研究與應用方面加大投入。公司通過新設備的引進（如引進了數控三維鉆床、數控切割機等一大批國際先進的數控設備），對已有設備的改造以及生產管理方式的變革等措施，具備了與生產力相適應的數字化加工條件和能力。同時開展了數控機床聯網管理的研究，逐漸由單一的程序傳輸演變為集數據管理、生產信息監控等功能的擴展體系，實現了多個工序協同、連續作業，自動采集制造數據等管理過程，不僅可以提高數控設備的利用率，而且促進了諸如智能制造等先進管理模式的發展．對多樣性、復雜性構件的生產具有重要意義。在此基礎上公司立項了焊接機器人研究、構件自動轉運傳輸等一系列科技創新課題，通過自主創新進行設備和技術改良。并分別在廣州東塔、天津現代城等項目進行了焊接機器人試驗，在華東制造基地進行了自動變位運輸裝置試驗等，為下一步自動化設備的研究與推廣應用奠定了良好的基礎，也為傳統管理難題找到了新的解決途徑，成為鋼結構數字化發展的新方向之一。

信息化是鋼結構制造轉型升級的重要手段

面對企業規模的持續擴張，鋼結構建造過程中信息能否及時準確地反映到管理層，跨區域、跨階段、跨部門的集成管理能否實現，直接影響了企業響應市場變化的能力，也是衡量企業智能化管理水平的重要因素。中建鋼構通過主營業務、辦公管理兩個角度，分制度流程規范、信息化落地實施、智能化集成管理三個方面來進行兩化融合建設。結合公司實際情況，通過全面、系統的流程再造工作，打造了一套適應公司當前發展階段和發展需求的新版管理制度，以分類分級分層的原則做指導，對公司各職能模塊制度流程進行了修編梳理。并進一步根據新版制度流程的實施情況及公司發展需求，開展了信息化落地及集成管理工作，促進公司持續向管理數字化、產品工業化邁進。同時通過制定標準化的施工流程、構建自動控制生產線、搭建業務一體化管理的信息化平臺，解決鋼結構建造過程中信息共享和協同作業的問題。

目前，公司百余個項目的施工數據采集、傳遞、存儲、處理等需要新的思維和技術：一方面，商業智能的普及，讓企業對數據的重要性已經有了充分認識；另 方面，物聯網等技術的興起，打破了企業原有價值鏈的圍墻，需要借助大數據戰略了解更為全面的運營及運營環境全景圖。而云計算為物聯網所產生的海量數據提供了很好的存儲空間，使實時在線處理成為可能。

近兩年來，公司依托鋼結構工位信息化管理理念，自主開發了國際首個全過程SD管理平臺——鋼結構全生命周期信息化管理平臺。其核心價值之一，就是解決鋼結構全生命周期過程中的信息共享和協同作業問題，在增強管控力度的同時大幅降低管理成本，起到倒逼管理標準化的重要作用。通過物聯網技術的應用，將數據采集層下放的各個工序，利用條碼標簽解決方案實現施工信息的提取，經過采集、傳遞、處理、展現等，從事不同崗位的工程管理員可以從BIM模型中獲取各自需要的信息，既能指導實際工作，又能將相應工作的成果更新到模型中，使工程技術人員對各種建筑信息做出正確理解和高效共享，建立起了一整套鋼結構施工無線傳感系統解決方案和全方位追溯管理體系，智能化工程信息反饋和預警機制，實現了可視化的工程管理。也是將工業化的管理理念首次應用于鋼結構工程領域的管理成果。可以從根本上提高管理效率，減少人力物力的浪費，增強項目管控力度，為企業運營以及決策提供支持服務，提升鋼結構工程信息化、智能化管理水平。

智能制造是鋼結構制造轉型升級的發展方向

鋼結構企業是典型的面向訂單工程型企業，產品具有結構復雜、制造周期長、生產重復程度低、生產過程中變更頻繁等特點。并且一般是多項目同時運作，產品制造處于多項目環境下，企業管理的復雜性和難度大大增加。而在“工業4.0”的概念下，將以智慧工廠為依托，建立全生命周期過程中人、系統、設備、數據等的聯網和集成，使得任何一個節點都可以感知全生命周期價值鏈的全部信息，構建信息集成的全新產業模式則是鋼結構制造未來發展的方向。

第4篇：智能建造方向范文

一、基于橋梁壽命耐久性的材料研發

1.橋梁全壽命與結構耐久性設計

傳統設計理論主要關注于結構的安全，沒有涉及橋梁使用期的管理、養護、維修、構件更新、拆除等諸多問題。同時，在投資決策上，只注重建設期的投資成本，而不重視橋梁整個壽命周期內的總成本。要卓越地跨越就需要逐步建立基于耐久性的全壽命設計理念，制定相應的規范和標準，使橋梁在設計和建造階段就考慮到全壽命的使用性能和要求。對于巨型橋梁工程，投資巨大，應提高橋梁的設計壽命。1500m以上跨度的應考慮200年壽命期。相應地，對鋼材和混凝土性能提出了更高的耐久性要求，還應開發耐腐蝕、耐疲勞的超高性能材料，以適應橋梁高壽命的需求。

2.高性能材料研發及其結構體系的創新

建造材料的革新始終是推動橋梁工程發展的主要動力之一。從20世紀40年代起，各類輕質高強的高性能復合材料陸續登場。纖維增強聚合物（FRP）以其輕質、高強、耐腐蝕的優良性能成為一種頗具發展前途的新型材料。

FPR是各向異性材料，可根據工程需要采用不同材料、纖維含量和鋪陳方式等不同工藝設計出不同強度指標、彈性模量及特殊性能要求的FRP構件。可以預見，今后復合材料將更普遍地出現在橋梁工程中。伴隨著新型材料的應用，傳統橋梁結構體系可能從強度問題轉變為剛度問題，因此必須加強研發與復合材料相匹配的新型橋梁結構體系；同時在計算、設計、制造、連接等方面，建立起一整套不同于傳統材料的設計理論和方法，推動橋梁工程進入新的發展時期。

3.超深水基礎建造技術

跨海長橋建設必然會遇到超深水基礎問題，目前已建橋梁的最大基礎水深長橋采用了“加筋土隔震基礎”和預制裝配的橋墩。而瓊州海峽中線和臺灣海峽的水深均超過80m，因此對于水深為65-100m的超深水水域，需要開發出一種既便于深水施工，又經濟耐久的新型深水基礎形式，同時還要研發相應的大型基礎施工裝備創新施工裝備和監測設備的研發跨海長橋非通航孔的上部結構和下部基礎墩身一般采用預制結構，部件質量將接近萬噸級甚至更重，必須采用大型浮吊整體吊裝施工以減少海上作業。目前挪威的“天鵝號”起重能力則達到

9000噸。

4.跨海長橋建設目標實現發展路徑選擇

為了滿足未來跨海長橋建設的需要，應當開發大型浮吊和巨型造橋機等施工裝備。研發最先進的機電一體化技術，發展大型施工裝備（建筑機器人），使更大的上、下部預制構件都能迅速、準確就位。智能監測設備（傳感器、診斷監測儀、便攜式計算機）以及大型智能機器人施工設備的創造發明，將使橋梁的施工、管理、監測、養護、維修等一系列現場工作實現自動化和遠程管理。

5.橋梁設計理論和技術的發展

與新理念、新材料、新工藝建造橋梁相匹配的橋梁設計理論將得到發展和完善；橋梁抗風和減、隔震技術將進一步發展以抵御強風、大震和惡劣天氣的影響。技術和計算機處理能力的不斷提高以及結構分析軟件的不斷進步將使橋梁設計更加精細化。在橋梁建設過程中實現繼機械化、電氣化、電子信息化之后的第4次工業革命――智能化，研發適合于橋梁工程的BIM軟件。

展望未來的橋梁工程，橋梁人將面臨許多挑戰，但同時也將迎來可以跨越寬闊海峽、戰勝自然災害、化解颶風，具有全新姿態和功能，跨越能力卓越的新橋梁。

二、高性能材料在橋梁工程中的應用型革命進程

材料的進步對橋梁工程的促進是革命性的。木材、石材是天然材料，混凝土和鋼材特種人造材料在工業革命后成為土木工程的主要結構材料。除傳統混凝土與鋼材往高性能方向發展外，近20年來，FRP和智能材料也取得長足進展。本節主要介紹高性能混凝土和FRP材料。

1.超高性能混凝土

混凝土橋、鋼橋和鋼-混凝土組合橋梁的疑難問題長期懸而未決，根本原因是混凝土構件自重過大，組成結構的材料和連接的靜力或疲勞抗拉性能不足；而發展以UHPC材料為基礎的新型橋梁結構，有望根治以上重大疑難問題。解決鋼橋面結構開裂和鋪裝層破損的對策。面對正交異性鋼橋面鋼結構易疲勞開裂和鋪裝層頻繁破損的難題，采用強化抗拉能力的RPC替代傳統的鋼橋面瀝青混凝土鋪裝，形成鋼―RPC組合橋面結構。研究表明，這種橋面系能大幅提高鋼橋面的剛度，顯著改善鋪裝層的應力和降低鋼結構疲勞應力幅，可基本消除疲勞開裂的風險。該結構2011年應用于廣東省肇慶市馬房大橋鋼橋面，檢測結果表明，采用鋼-RPC組合橋面結構后，車載作用下鋼橋面縱肋和面板中的應力平均降幅分別達到80%和92%。

2.超高性能混凝土自重開裂問題

解決鋼-混凝土組合梁自重大及負彎矩區混凝土易開裂的對策。提高鋼-混凝土組合梁的抗裂安全性及降低自重，是擴大和完善鋼-混凝土組合梁在超大跨橋梁上應用的唯一出路。由于UHPC的高強和高彈模，與鋼結構組合協同受力的能力強大，故可直接將UHPC層澆注在鋼梁上，形成鋼-UHPC組合橋梁結構。通過對跨徑110m左右的傳統鋼-預應力混凝土組合連續箱梁橋與鋼-UHPC輕型組合梁橋對比計算，結果表明：鋼-UHPC輕型組合梁的抗裂能力是鋼-預應力混凝土組合梁的4倍，超載能力前者是后者的2.45倍，但自重僅為前者的47%，故有望徹底解決傳統鋼-混凝土組合梁負彎矩區易開裂和自重大的缺點。

3.纖維復合材料

CFRP材料憑借著其比強度高、抗疲勞、耐腐蝕等優良性能脫穎而出，成為土木工程的研究熱點。CFRP索（筋）錨固體系的研發是CFRP材料應用于實際工程的關鍵問題之一。目前，CFRP筋錨固形式主要有粘結型錨具、夾片型錨具、復合型錨具。粘結型錨具。對以水泥砂漿為粘結介質的粘結型錨具的錨固性能進行了研究。梅葵花對直筒粘結型、直筒+內錐粘結型錨具的錨固性能和受力進行了對比試驗。方志等對CFRP筋表面形狀、粘結錨固長度、粘結介質、套筒內壁傾角等影響參數進行不同組合，得到了各設計參數對錨固性能的影響。

4.智能材料與納米材料

混凝土中加入納米材料，成為納米混凝土，可從微觀改善混凝土性能，在材料內部產生眾多具有特殊性能的界面相、改善界面摩擦耗能能力和局部塑形耗能能力，進而提高材料的強度、彈性模量、疲勞性能和阻尼性能；混凝土中加入適量纖維，成為纖維增強水泥基復合材料，可以限制裂縫的寬度，提高混凝土抗拉、抗彎和抗剪強度，大幅提高延性、韌性、抗疲勞、抗沖擊性能；加入乳膠微料、硅粉、甲基纖維素等聚合物增強摻合料，可制成具有大阻尼特征的混凝土。

通過摻加功能相材料，使傳統材料在保持原有基本力學性能不變的情況下，獲得一些特殊功能，是材料學科發展的一個主要趨勢。學習航空航天領域的“智能材料與結構系統”，混凝土領域的自感知混凝土、自集能混凝土、智能感知骨料等智能混凝土也獲得較大進展。以壓電陶瓷、磁致伸縮合金、形狀記憶合金以及電磁流變液等為代表的智能材料取得了長足進展。智能材料與土木工程的交叉融合是新興學科和研究方向的原動力，推動了智能土木結構的發展。與傳統結構相比，智能結構具有自感知、自控制、自修復、自愈合、自回復、自集能的特征。將智能感知材料、智能驅動和阻尼材料、壓電材料與土木工程結合，分別形成了結構健康監測、結構振動控制、自集能智能結構研究方向。

三、小結

橋梁工程施工中對材料、理論、裝備、計算機技術的需求和應用效果方面，已經日漸形成具有較高應用水準的一個新局面。新世紀的橋梁工程有著更為廣闊的發展舞臺，同時也面臨著嚴峻的技術挑戰，我們可以對未來橋梁工程結構、材料和施工發展的進程，呈現出具有無限美好的想象空間。

參考文獻

[1] 肖汝誠.橋梁結構體系[M].北京：人民交通出版社，2013.

第5篇：智能建造方向范文

關鍵詞：用電信息采集系統；采集成功率；影響因素與應對策略

引言：近年來，隨著我國工業化的發展，電力能源在人們日常生活中的作用越來越大，并且已經成為了不可或缺的東西。因此電力公司為了給電力用戶提供更為優質的服務，就將電力系統不斷朝著數字化、自動化、智能化的方向發展，其中電力信息的自動采集系統作為電力系統以及信息技術融合的產物，不僅能夠快速獲取用戶用電信息，還可以預防偷電事件的發生，由此可見，用電信息自動采集系統在電力企業的正常運營中有著十分重要的作用。

1影響電力用戶用電信息采集系統采集成功率的因素

1.1提供網絡服務的廠商存在問題

隨著信息技術的不斷發展，我國電力用戶用電信息采集系統應運而生，并且得到了很大的推廣和普及，不僅為電力公司高效運營帶來了幫助，同時還為廣大電力用戶提供了更為優質的服務。但是在實際的運營過程當中，由于各方面的因素，會使得采集信息的成功率難以保證，從而導致用電信息采集系統的效能過低，難以發揮其應有的作用。其中最主要的影響因素就是電力公司與提供網絡服務的廠商之間存在問題。在信息采集時，通訊設備連接點與主站之間的通信是由用戶身份識別卡發送的，但是，在部分電力公司建造用電信息采集系統的時候，為了盡快達到業績標準，就會要求相關公變關口的信息采集成功率必須要達到一定的標準，因此便會運用通用分組的無線服務技術進行用電信息的采集，并大量采購國企運營商的智能卡，產生壟斷現象。此外還由于電力企業的服務態度不夠好，從而導致數據采集以及通訊方面都會出現問題[1]。

1.2采集現場環境的影響

在建造電力用戶用電信息采集系統的時候，其中箱式變電站由于其加裝部位的原因，集中器的天線只能夠安裝箱式變電站的里面，從而就會造成通訊信號不穩定的情況發生，甚至在一些較遠的地方，用戶接收不到信號，因此就使得主站的參變量無法及時、有效的發送到集中器，從而影響電能表計量檢測裝置在集中器的注冊。這種情況不僅會影響集中器對其管控的智能電表指令，導致用電信息采集的成功率偏低，在一定程度上還可能影響到電力用戶的正常用電，為廣大人民群眾的生活帶來不便[2]。

1.3采集數據出現錯誤

在用電信息采集系統建造項目剛開始的時候，由于數據采集的表格規劃還沒有完善，就使得用電信息采集的數據表格模糊，各項信息的表達也不是十分完整，甚至還會出現不同程度的錯誤，這就直接影響到了用電信息數據錄入的準確性以及成功率。

1.4人為原因

在實際的信息采集過程中，由于機械電表的無線電接收裝置對輸入電波的反應不是很及時，就使得部分電力用戶在機械電表的運用過程中會存有一些不良習慣，但是經過多年的應用這些不良習慣并沒有被改正。與傳統的機械電表相比，智能電表由于生產要求極高，就使得無線電接收裝置對于輸入電波的反應極為靈敏，許多微小的電流也可以計量到，因此計量的準確度得到了極大的提升。但是由于用戶的不良的使用習慣，就使得智能電表難以發揮其應有的作用，甚至有的用戶會破壞智能電表上的天線，從而導致電力企業無法進行用電信息的采集，為電力企業的高效運營帶來了影響。

1.5數據采集系統故障

在實際的采集過程中，由于智能化的操作，就使得采集信息的時間相對較短，但是在系統功能升級或者是改進時，就會使數據采集系統出現不同程度的問題，從而導致智能電表的網絡連接出現暫時性的錯誤。由此可見，用電信息數據采集系統的測量儀器要想保持其計量特性的能力，就需要盡快實現運行的審驗。

2提高電力用戶用電信息采集系統采集成功率的有效措施

2.1解決與通訊設備運營商之間的問題

為了使用電信息采集系統的通訊穩定，相關電力企業在通用分組無線服務技術通訊中使用的智能卡，就應該采用優勝劣汰的方法以及手段，加入其他的大型通信國企為智能卡的廠商，然后經過電力企業與廠商的積極溝通，從而使雙方供求達成一致。因此新加入的信息通訊企業就應該不斷加快設備的建造，并盡快將其進行推廣。通過引入新通訊企業的方式，可以在運營過程中形成一種競爭機制，從而大力推動原有廠商的整體成果[3]。

2.2改變采集現場環境

為了有效改變用電信息采集現場的環境，電力企業首先就應該從箱式變電站的加裝部位著手，從而使集中器可以安置于箱式變電站的外部，避免信阻隔現象的產生。因此相關電力企業就應該對天線的加裝進行強制規定，要求天線必須要安置在箱式變電站的外面，并且盡量將其放在最高點，從而使距離較遠的地方也可以順利接收信號。此外在設備建造后，一定要對其通信信號的穩定性進行檢查，從而使電力用戶信息采集系統得以順利運行[4]。

2.3優化數據采集表

采集信息的錯誤不僅會影響用電信息采集的成功率，還有可能導致智能電表發生不必要的損耗，因此電力企業一定要根據建造現場的實際情況，及時優化數據采集表，然后使其滿足各項指標，從而對現場數據信息采集進行有效制約，并以此來不斷提高電力用戶用電信息采集的成功率。此外在電能表計量檢測裝置生產完成的時候，一定要運用合適的統計表格，并把制作好的統計表格發送給相關的處理人員，供處理人員與現場收集的數據進行對比，以此來避免錯誤的產生。

2.4解決人為原因

由于用戶長期以來的不良習慣，不僅會導致用電信息采集出現問題，嚴重的還會使智能電表受損，因此根據這種情況，電力企業就應該從兩個方面著手。一方面要對智能電表進行改進，采用鋼絲加封的方式保護電表，避免用戶對于電表的破壞。另一方面就是電力企業應該對用戶進行科普，從而使用戶理解智能電表的運行原理，以此來從根本上避免用戶的破壞行為，為用電信息采集的成功率提供保障。

2.5解決采集系統故障問題

近年來，針對電力用戶的電力信息采集系統已經得到了很大的推廣，并且部分電力企業已經設立了數據采集系統的網站，從而方便對數據進行整理、分析以及錄入。在實際的運營過程中，相關電力公司要求員工對信息采集系統的使用以及信息的采集進行實時監控，出現問題及時上報，從而有效提高用戶電力信息采集系統的成功率。在出現問題時，管理辦公室應該將問題公布到企業的數據采集系統網站上，然后進行共同商討，以此來找出有效策略，促進用戶信息采集系統成功率不斷提升。

結論：綜上所述，在實際的運行過程中，電力用戶用電信息采集系統中仍存在一定的問題，因此相關電力企業就應該積極采取應對措施，比如解決與通訊設備運營商之間的問題、改變采集現場環境以及優化數據采集表等等，以此來不斷提高用電信息采集的成功率，為電力企業的高效運營奠定基礎。

參考文獻：

[1]周旭芬，許盼盼，劉歡. 用電信息采集系統采集成功率提高措施探析[J]. 通訊世界，2015，14：94-95.

[2]黃惠彬. 電力用戶用電信息采集系統采集成功率的影響因素與對策[J]. 企業技術開發，2015，09：82-83.

第6篇：智能建造方向范文

關鍵詞：綠色建筑；監理；要點；綠色施工

引 文：近年來，隨著人們生活水平的日益提高，對于建筑和居住環境要求也日益提高，綠色建筑作為一種結合環保理念、促進生態和諧的新型建筑分支在正日益成為越人們關注的對象。綠色建筑與傳統建筑監理相比，其監理控制存在專業強、周期長、協調難的問題。為了實現建筑效益的最大化，綠色建筑項目必須探索與之相適應的管理模式。近些年來，伴隨著研究的深入，我國在綠色建筑監理工作中逐漸摸索出了較為完整的策略。文章主要選用了福建中煙技術中心科研用房（一期）工程綠色建筑監理的相關工作作為案例，主要從綠色建筑的設計-施工-運營管理三個方面對綠色建筑監理工作中需要重點把控的內容進行分析。

1 綠色建筑設計階段的監理控制策略

與傳統建筑相比，綠色建筑更加強調建筑與周邊環境的和諧相處，意在充分利用資源與能源，減少、消除、改善對周邊環境的不良影響，提高建筑物的使用舒適性與環保性。在大方向上，綠色建筑在設計階段的監理應特別注意設計是否在工程實體上使用清潔、可再生能源，設計是否存在錯誤、遺漏，設計是否未考慮施工的可行性等。

本工程在進行監理時，根據具體情況，與設計單位、綠色建筑集成單位協調溝通，確定了最后的技術集成方案：即基于周邊整體環境因素，通過科學合理的布局設計，最后選定采取的綠色技術有：雨水回收利用；市政再生水利用；屋頂綠化、墻體垂直綠化、檐口綠化；導光管系統；自然通風；太陽能路燈系統；智能照明系統；能源管理系統；太陽能光電系統。以下對上述部分綠色技術在設計階段的監理工作進行闡述。

在設計階段，公司與設計單位、綠色建筑集成單位溝通，著重加強如下綠色措施：

注重生態補償設計，進行了立體綠化、雨水收集、底層開放空間的設計，最終場地上累計綠化面積達到了占地面積的2. 3 倍，遠高于其他項目的綠地率。室外地面設計為綠化、水景。屋面采用雨水二次利用系統，大幅提升了生態水平。

此外，對噪聲區與禁噪區進行了合理的調整與安排：有噪音震動的功能區域設置在地下室，并輔以合理的降噪設計，避免對外界造成噪聲污染。

幕墻和外窗全部采用 Low - E 玻璃，避免可見光被阻擋，其余墻面面層材料全部采用漫反射材料，將立面反射降至最低，避免立面光污染。對夜景燈光照明進行亮度和方向控制，避免夜間燈光污染。

在室內設計上，采用開放式辦公室設計，強調空間的靈活隔斷與共享利用，如將會議室與電影院、會議室與架空花園、健身房與宴會餐廳分別合二為一，實現了空間的共享利用等等。

2 綠色建筑施工階段的監理控制策略

我國綠色建筑尚處于起步階段，綠色建筑施工技術尚不成熟，在這樣的大背景下，綠色建筑施工階段的監理則顯得尤為重要。綠色建筑施工階段應特別注意的要點有：原有的施工工藝相對落后；不合理的施工方案；施工安全措施不當；新技術施工方案的失敗等。因此本工程監理工作別加強對施工企業的嚴格監理，以減少風險的發生。

本工程施工階段的主要施工控制要點有如下幾點：

2.1屋頂綠化、垂直綠化、檐口綠化

2.1.1 屋頂綠化

所謂屋頂綠化，就是在建筑物頂板上種植植物，達到綠化美化效果。屋頂綠化對于改善城市熱島效應、改善城市空氣質量、增加生物多樣性、增加屋頂使用壽命等具有綜合效果。一般來講，根據建造方法來劃分，屋頂綠化包括傳統建造方法和模塊式預制建造方法兩種。鑒于本項目的建筑屋頂為非上人屋頂，綜合考慮其造價成本要求，本項目采用了傳統建造方法。本工程屋頂綠化主要采取單一品種和混種兩種形式。傳統建造法的施工工藝比較成熟，所以，監理的要點主要集中在對保護層和過濾層施工質量方面。

本工程選用植物以景天科為主。因為單一品種的屋頂綠化植物選擇主要以佛甲草、垂盆草等，這兩種植物景觀以綠顏色為主，花色為黃色，主要開放在夏季；而景天科混種屋頂綠化的植物選擇一般是選用多種景天科植物混種預植，實現景觀狀態四季變換的效果，另外，還會有花期長，花色多的優點。

2.1.2 墻體垂直、檐口綠化

垂直綠化又被稱作立體綠化，對于減少陽光直接照射、降低室內溫度效果明顯。經國內外研究表明：陽光反射最嚴重的為墻面和路面，但在進行科學垂直綠化后，建筑物外墻溫度可降低 5 - 9℃，空氣濕度可提高 10 -25%，從而大幅提高夏季建筑物里人們的舒適感。

本項目的墻體綠化和檐口綠化建造主要采用金屬網架式綠墻建造方式，所以，監理過程中主要控制鍍鋅圓鋼框架的強度、剛度、穩定性，最大限度的避免使用過程中因各類震動導致剝離與墜落的出現。

2.2導光管系統

本項目采用導光管系統引入自然光，更好地利用了太陽能這種取之不盡、用之不竭的天然能源，從而將建筑用電的節約率提高到 20% -30%。本工程中所采用的采光用導光管照明系統主要包括采光部分、導光部分、散光部分三方面。導光管內壁的反射率可達 91% -96%，主要通過旋轉、彎曲改變導光照的長度、烈度和角度。在施工過程中，主要在系統底部裝配散光部件，實現防強光眩目的效果，使得光線更加均勻柔和。用棱鏡薄膜制成導光管，可實現較高的傳輸效率，既可以保證天然光傳輸的有效性，又可以讓管體本身也成為景觀的一部分。

2.3太陽能路燈系統

考慮到本項目處于低緯度地帶，太陽資源較為豐富。所以道路照明主要以功率 40W 的路燈為主且依照15 米間隔進行路燈規劃，并將太陽能作為夜間道路照明的能源。太陽能路燈系統的監控要點為：組件的一體化安裝施工、太陽能路燈系統的燈桿電池以及桿件的抗風能力等。

2.4智能照明系統

智能照明系統是保證照明系統工作處于全自動狀態的前提。這樣照明系統就會按照預設的時間、狀態等指令自動切換狀態，比如通過光敏傳感器控制各個走廊的燈光幅度或開閉。

智能照明系統的監理要點為： 對可調光電子鎮流器的材料性能和安裝質量進行嚴格控制，最大限度避免帶給肉眼的不舒適；對自動調節的及時性和準確性進行準確把控，改善照明環境，提高效率，最大限度的減少大樓的運行費用，實現較高的項目管理水平和投資回報率。

3 綠色建筑運營階段的監理控制策略

對綠色建筑運營階段的監理應當著重在建筑本體、設備系統及使用人員需求方面進行運營維護，并要努力結合技術中心的用能特點和環境控制需求，注重對技術中心能耗分項計量以及環境監控系統的開發，努力開展綠色運行方面的研究，盡快建立與該技術中心相融合的物業管理制度和管理措施，以運營管理效率的最大化。

4 結束語

在新的社會形勢下，綠色建筑的監理相對來講經驗較為缺乏、意義也較為重大。這就要求監理人員要從設計、施工、運營的各個全過程、全階段進行監控和管理，力爭從節能技術、節材技術、建筑智能化和可再生能源規模化利用技術等方面都實現有效的控制。從而實現有效提高運營階段實際運行節能率、再生資源利用率和年節約運行費用，大幅降低綜合能耗率的效果。

參考文獻：

[1] GB/T50378- 2006，綠色建筑評價標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2006.

[2] 中國建筑科學研究院等.綠色建筑在中國的實踐[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

第7篇：智能建造方向范文

摘要：本文結合建筑全壽命周期理論、選擇應用碳排放量化方法來研究典型城市住宅碳排放問題，給出了住宅建筑全壽命周期碳排放計算模型，分析影響其各階段碳排放的因素，以此提出城市住宅建筑節能減排的措施和改進對策的建議。

關鍵詞：全壽命周期；碳排放；影響因素；改進對策

1.引言

全球氣候變化是人類迄今為止所面臨的最為嚴重的環境問題，2013年政府氣候變化專門委員會（IPCC）的氣候變化第五次評估報告得出，人類活動是20世紀中期以來全球變暖的主要原因。而全球氣溫升高造成大范圍積雪、冰融化和海平面上升。溫室氣體則是引起全球變暖的最主要原因，溫室氣體包括CO2、CH4、N2O等氣體，其中CO2對全球溫室效益貢獻率最大。而建筑業是一個需要大量資源和能源消耗的產業。據統計，中國能耗總量的27.5%是來自建筑業。隨著經濟社會的飛躍發展與城鎮化速度的推進，城市人口的快速增加，城市化面積不斷增大。為滿足日益增長的城市人口需求，建筑總量不斷增加，尤其是城市住宅建筑。因此，住宅建筑的節能減排對緩解全球能源危機和控制氣候變暖意義重大。

2.城市住宅建筑全壽命周期碳排放計算模型

2.1各階段碳排放來源

本文將本文將城市住宅建筑全壽命周期劃分為建造施工階段、使用維護階段、拆除回收階段三個階段。在建造施工階段中建筑材料的生產、機械、設備的使用以及材料運輸會消耗能源，產生碳排放。在使用維護階段包括建筑運營階段中建筑照明、采暖、通風、空調等建筑設備能源的消耗。在拆除回收階段中，由于建筑物拆除是由于爆破等使用的的施工機具會產生碳排放、以及回收產生的負碳排放量。

2.2壽命周期碳排放計算模型

2.2.1建造施工階段

施工建造階段碳排放來源包括建筑材料生產、建筑材料、構件、設備的運輸、施工機械設備的使用、施工現場的管理活動過程產生的碳排放。其碳排放量計算模型：

EJZ=EJC+EJX+EXC

式中，EJZ為建造施工階段碳排放量（tCO2）；EJC、EJX、EXC分別為建材生產、運輸機械臺班、施工現場管理活動碳排放量（tCO2）。

EJC=∑i=ni=1（AMZTi×fZTi）+∑i=ni=1（AMWHi×fWHi）+∑i=ni=1（AMTCi×fTCi）

式中AMZTi、AMWHi、AMTCi分別為建筑主體結構、維護結構、填充結構材料用量（t），fZTi、fWHi、fTCi為建筑主體結構材料、維護結構、填充結構材料碳排放因子，i―建筑材料種類。

EJX=∑i=ni=1（AMJXi×fJXi）

式中AMJXi為建筑施工、運輸機械臺班使用量（臺班），fJXi為建筑施工、運輸機械臺班碳排放量因子，i為建筑施工、運輸機械種類

EXC=∑i=ni=1（AMXCi×fXCi）

式中AMXCi為建筑施工現場管理活動能源消耗量（t/kwh），fXCi為能源碳排放因子，i為建筑現場管理活動能源消耗種類。

2.2.2城市住宅建筑使用維護階段

城市住宅建筑使用維護階段包括使用過程和維護過程，其碳排放量計算模型：

ESYWH=ESY+ETH

式中ESYWH為建筑使用維護階段碳排放量（tCO2），ESY、ETH為建筑使用過程、設備材料更替過程碳排放量（tCO2）。

ESY=∑i=ni=1（AMSYMi×fSYMi）+∑i=ni=1（AMSYYi×fSYYi）+∑i=ni=1（AMSYQi×fSYQi）+∑i=ni=1（AMSYDi×fSYDi）+∑i=ni=1（AMSYSi×fSYSi）

式中AMSYMi、AMSYYi、AMSYQi、AMSYDi、AMSYSi分別為建筑使用過程煤、燃油、燃氣、電（kwh）、水能源消耗量（t），fSYMifSYYifSYQifSYDifSYSi分別為煤、燃油、燃氣、電、水能源碳排放因子，i―建筑設備種類。

ETH=∑i=ni=1（AMTHJCi×fTHJCi）

式中AMTHJCi為建筑使用維護階段替換材料、設備使用量（t），fTHJCi為替換材料、設備碳排放因子，i為替換材料、設備建筑設備種類。

2.2.3建筑拆除回收階段

建筑拆除回收階段包括建筑拆除過程與建材回收過程，其碳排放量計算模型如下：

ECSHS=ECS-EHS

式中ECSHS為建筑拆除回收階段碳排放量（tCO2），ECS、EHS為建筑拆除過程、回收過程碳排放量（tCO2）。

ECS=∑i=ni=1（AMCSMi×fCSMi）+∑i=ni=1（AMCSYi×fCSYi）+∑i=ni=1（AMCSQi×fCSQi）+∑i=ni=1（AMCSDi×fCSDi）+∑i=ni=1（AMCSSi×fCSSi）

式中AMCSMi、AMCSYi、AMCSQi、AMCSDi、AMCSSi分別為建筑拆除過程煤、燃油、燃氣、電（kwh）、水能源消耗量（m3），fCSMi、fCSYi、fCSQi、fCSDi、fCSSi分別為煤、燃油、燃氣、電、水能源碳排放因子，i為建筑拆除結構種類。

EHS=∑i=ni=1（AMHSi×η×fHSi）

式中AMHSi為建筑回收材料量（t），η為建筑材料回收系數，fHSi為建筑回收材料碳排放因子，i―回收材料種類。

3.碳排放影響因素分析

3.1建造施工階段

建造施工階段影響因素眾多主要包括建筑結構類型、建筑層高、建筑面積、選擇低能耗材料情況、施工機械選擇、能耗使用效率、運輸方式、運輸距離、工人操作技能、施工管理、施工企業資質等。

3.2使用維護階段

為維持建筑的使用功能而采取了通風、照明、采暖、制冷、電梯等系統設備，其運行產生大量能耗和碳排放。其能源結構、能源消費強度、居民消費水平、人口密度、建筑面積等都是影響使用維護階段碳排放的重要因素。

3.3拆除回收階段

拆除回收階段碳排放包括拆除階段能耗碳排放以及回收階段負碳排放。其影響因素包括拆除方式、建筑類型、建筑面積、建筑層數、運輸方式、廢棄物處理方式、機械選擇、回收材料系數等。

4.城市住宅建筑低碳對策分析

4.1推廣低碳施工先進技術和低碳施工管理體系

實現建筑施工低碳化，需借鑒國、國內先進經驗，引進先進技術與設備，優化能源結構，積極推動太陽能、風能、地熱能等清潔能源在施工過程中的應用。同時要依靠政府的行政手段，使用國家和行業推薦的節能降耗的產品，如施工現場全面使用節能照明燈，選用高效機械設備等。建立系統科學的低碳施工管理體系，有助于提高提高施工管理水平，根據施工現場實際情況，做出合理的施工規劃、選擇最優的施工方案。同時各參與方應以積極配合與監督施工企業現場的低碳施工執行情況。

4.2推動建筑能源價格改革

通過推動建筑能源價格改革，由按面積收費向按熱量收費的同時，改革現行單一的價格政策，推行階梯價格等價格制度。另一方面，增加對低碳能源的價格補貼，降低低碳能源的使用成本，促進建筑能源需求結構的清潔化、低碳化。

4.3培育居民低碳意識

從相關調查來看，住宅居民低碳意識均較薄弱。為此，可以采取創新宣傳方式、加強示范引領、發揮社會低碳組織的力量等方式，支持社會力量建立低碳社團等社會組織，鼓勵社會組織開展宣傳低碳意識、培育低碳文化的各類活動，營造先進的低碳意識與低碳理念。

5.結語

本文通過分析城市住宅建筑全壽命周期碳排放來源，研究其個階段碳排放計算模型，更進一步分析其碳排放影響因素。論述住宅建筑建筑節能減排對策，為我國住宅建筑碳排放測算以及低碳住宅建筑提供一定參考。（作者單位：重慶交通大學管理學院）

參考文獻：

[1]IPCC.C1imate change 2013the Physical science basis summary 5.for Policymakers[EB/OL].http//ipcc.ch/

[2]Leif Gustavsson，Anna Joelsson，Roger Sathre.Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-storey wood-framed apartment building[J].Energy and Buildings，2010，42（2）：230-242.

[3]陳孚江，陳煥新，華虹，楊鴻翥，吳麗麗.建筑能耗生命周期評價.全國曖通空調制冷2008年學術年會論文集.

[4]王志剛，鄢濤.居住建筑能耗與各建筑因素關系分析.智能與綠色建筑文集2――第二屆國際智能、綠色建筑與建筑節能大會.

第8篇：智能建造方向范文

關鍵詞：無人機建造；復合纖維；自主建造；數字建造；建筑機器人

隨著建筑產業勞動人口拐點的到來和人工成本的不斷上漲，以及對于高效生產、安全作業、精細化施工和實現建筑產業現代化的需求，以建筑機器人為主要代表的新型裝備和施工工藝的技術變革正在成為我國實現建筑產業性能化、集約化和可持續化發展道路上的主要研究對象與方向[1]。無人機作為一種新型的機器人因其具有可以飛行的高自由度而備受關注，與之相關的無人機自主建造技術成為全球智能建造領域的前沿研究與關注熱點。無人機自主建造技術是基于無人機機載Dronekit系統自主飛行技術與數字建造平臺Grasshopper相結合的新型建造技術，近些年來在國內外研究團隊的探索與試驗中，該技術已經取得了一定的成果并完成了相關應用的初步實踐。

1無人機自主建造技術的相關研究

1.1國外關于無人機自主建造技術的相關研究

無人機是當前機器人制造領域的重要研究對象，其在建筑領域已經被廣泛應用在場地勘探、三維建模及物料運輸等方面，但這些工作方式大多是基于無人機操作員的手動操作來進行控制，而近年來隨著無人機定位和其自主控制技術的逐步成熟，美國和瑞士等國家的高校團隊最早開始了關于無人機自主建造技術的相關研究。2012年，賓夕法尼亞大學工程學院的VijayKumar教授團隊完成了以磁鐵為連接的簡單梁柱系統的無人機建造[2]；2014年，蘇黎世聯邦理工學院的GramazioKohler和Raffaellod'Andrea團隊在瑞士完成了名為“TheFlightAssembledArchitectureInstal－lation”的無人機建造項目，該團隊利用了4臺交替不斷起落的無人機編隊，將1500個定制的輕型泡沫磚利用飛行器搬運、砌筑、組裝，最終完成了1個近6m高的塔形磚砌結構建造[3]；2015年，蘇黎世聯邦理工學院的AmmarMirjan教授團隊完成了無人機自主纏繞的空中“編織”簡單的拉伸結構試驗[4]；2018年，比利時魯汶大學的數字化研究團隊開展了在真實尺度建造工程中利用無人機的試驗性研究，并創造性地提出了一種類似樂高砌塊組合的建造策略[5]；2018年，德國斯圖加特大學的數字化建造團隊利用無人機通過電誘導磁鐵吸附等連接技術，將自主研制的多個由桿件建構的多面體結構進行拼接與組合，從而完成了1個可以通過無人機自主建造現場反復拆裝的多變裝置[6]。2022年，英國工程和物理科學研究委員會的KetaoZhang博士團隊利用無人機設備3D打印出1個2.05m高，并由72層快速固化的絕緣泡沫材料組成的圓柱體及1個0.18m高，由28層結構假塑性水泥材料組成的圓柱體。這是世界上首個實現無人機3D打印建造的實例[7]。

1.2國內關于無人機自主建造技術的相關研究

雖然我國的無人機技術在國際范圍內屬于領先水平，并且其在多個領域內得到了廣泛應用，但是對于無人機自主建造方面的研究并沒有過多重視，所以可查詢到的相關研究寥寥無幾。當前國內對于無人機自主建造的研究主要有2019年以袁烽老師為核心的同濟大學與一造科技相關團隊在第九屆DigitalFUTURES數字設計國際工作營開展了無人機離散結構自主建造的相關試驗。該試驗提出并實現了一種適用于無人機自主建造的建筑形式原型，該原型可以通過無人機靈活的機動性落實豐富多變的離散結構。該實驗由2架自制機械抓手的F450規格自組裝四旋翼無人機交替運行，用時5h最終完成了由18個菱形正十二面體的離散體構件堆砌而成的裝置。該裝置高約1.5m，通過電誘導磁鐵吸附連接在一起。該建造過程實現了無人機自動化建造，從現場飛行準備到砌筑全部部件均由無人機自主完成，試驗所創造的建造原型與工作流程具有一定的可行性與拓展性，并為無人機在未來大尺度離散結構的現場裝配技術提供了早期有效的技術初探與發展指導[1]。經過國內外相關研究團隊在10多年間的試驗探究（如圖1所示），已經初步建立起無人機試驗的技術框架與試驗路線，為本次試驗提供了寶貴的經驗與指導方針，確定了技術的基本框架邏輯，為試驗的初步進行提供了思路。

2無人機自主建造技術的系統框架研究與搭建

2.1系統框架的研究與搭建

無人機自主運動系統的控制是一項非常繁雜的項目，其需要多終端、多傳感器的協同配合運行。在系統框架的搭建過程引入SSH（安全外殼協議）連接協議將建筑師傳統的數字設計平臺Grasshopper與無人機的機載電腦RasbarryPi4B實現數據傳輸，從而溝通起了Windows和Linux操作系統。其多API（應用程序編程接口）接口的特性為無人機未來機載更多傳感器提供了可能。無人機的運動控制是以Dronekit（無人機工具箱編程模塊）控制Pixhawk(飛行控制器品牌)飛控系統，并通過在WSL（適用于Linux的Windows子系統）系統下搭建軟件在環仿真SITL（無人機軟件仿真系統）系統，對在Grasshopper系統內預規劃好的無人機飛行路徑進行規劃模擬飛行，并通過二維QGroundControl地面站和微軟基于UE4（虛幻4引擎）開發的三維模擬系統Airsim（自動駕駛仿真）對模擬進行實時監控以此來對無人機飛行進行虛擬仿真從而降低未來真實飛行對無人機的損耗與誤差。在此基礎上所搭建起的適用于無人機建造復雜場景的自主建造技術框架主要由無人機路徑規劃系統、機載控制系統與無人機仿真模擬系統3部分組成。無人機的路徑規劃系統由Rhino和Grasshopper作為主要的路徑規劃工具對無人機在三維空間的飛行進行了可視化的路徑規劃。通過GH－python（蚱蜢軟件內部置入的編程模塊）將相關數據打包到本地計算機，通過調用SSH連接協議自動發包到機載RasbarryPi電腦上。機載控制系統則通過調用本地Dronekit（無人機工具箱編程模塊）程序對發包來的程序進行調用，從而可以通過MAVLINK控制機載飛控系統PIXHAWK利用機載的姿態傳感器，其包含了陀螺儀、加速度計、磁力計、氣壓計和空速計等傳感器系統，用于對無人機實時局部姿態信息進行實時監控與處理。無人機仿真模擬系統可以在WSL（適用于Linux的Windows子系統）系統內對無人機飛行路徑與狀態進行仿真模擬，并通過地面站對其進行二維監控，此外也可以通過基于UE4平臺開發的Airsim三維模擬系統對其飛行路徑進行三維角度的空間模擬（如圖2所示）。

2.2自制無人機的構造設計與系統調試

無人機獨特的自主運動模式對無人機自主建造技術有著基本的設計約束，這也使得無人機在構造層面具有模板化的特點，不能進行大幅度改造。能夠實現自主建造的自制無人機主要由3部分構成，分別是動力系統、飛行控制系統與工具端（如圖3所示）。動力系統主要由電池、電機和螺旋槳構成，為無人機的升空與其他系統的運行提供了動力支持。飛行控制系統由機載電腦、飛控、傳感器與接收器構成，用于檢測無人的飛行狀態，確定無人機的實時位置，接收無人機的工作命令，穩定飛行器的姿態及控制無人機運動等。工具端則是無人機具體工作的作用部分，根據工具端搭載工具的不同可以完成攝像、噴灑液體及搬運實體等不同任務。不同系統部分當中，飛行控制系統在復雜的現場建造環境中受到了最大的威脅與挑戰，其系統內部的傳感器精度與結構工件的特性及施工高度所帶來的地面效應都會影響到無人機實時運動精度。在自主飛行的模式下如果沒有對誤差進行及時地更正與消除就會疊加與累積，從而難以實現毫米級的穩定懸停，甚至造成嚴重的飛行事故。因此，無人機的構造設計與系統調試應該重點對無人機的控制系統進行改進，以允許一定的誤差，并對誤差進行及時消除與更正。在本試驗當中，無人機機架主體是在F450機架的基礎上改進而成的，搭配了Pixhawk2.4.8飛控及Rasberry4B，在自主搭建的技術系統框架下經過反復的虛擬仿真模擬試驗進行調整，并通過機外的可追蹤全站儀定位系統進行飛行數據的檢測，以進行飛行位置的實時校對來降低飛行的誤差。工具端則搭載了可調舵機驅動下的自動繞線輪，制造出了可以實現3cm誤差范圍內的可調節的線性纏繞工具端。

2.3現場工作環境建立

本研究試驗中的完整工作環境由徠卡TS60全站儀、無人機起落架、送料口、充電器和安全網等組成。裝置建造試驗選在某學校實驗室，實驗室層高4m，試驗區域面積約為5m×6m。試驗主體為2個相距2.5m的1.5m高鋁制架子構成，2個架子上分別有0.9m×0.9m的方框，方框上焊接有多個5cm長的繞線柱（如圖4所示）。

3適用于無人機自主建造技術復合纖維結構的設計研究

3.1無人機自主建造技術下復合纖維材料設計

在同一根纖維截面上存在2種或2種以上不相混合的聚合物纖維，這種纖維稱復合纖維，因其具有較好的抗疲勞性能和力學性能，被廣泛地應用于多個領域。在無人機的自主建造過程當中，因其飛行速度相對較快，飛行角度變化大，飛行所產生的升力、拉力相對較大及飛機自身的荷載能力有限，故需要比強度和比剛度較大、減振性能良好、抗疲勞性能好和具有良好力學性能的復合纖維材料。在經過查找相關資料后發現，由德國斯圖加特大學發明的一種無芯碳纖維增強復合纖維具有上述優勢，其無芯結構減少了自身的自重，碳纖維的材料特性使其具有良好的抗疲勞能力和力學性能。

3.2空間纏繞整體形態設計

多層纖維疊層的數字找形過程是十分復雜的，且最終的找形形態也只能在一定程度上表現現實的結構形態。因此，在Grasshopper中采用按比例縮放的物理模型來進行整體建造過程的基準測試和驗證。將其纖維纏繞路徑在軟件中模擬后，通過Grasshopper的力學模擬插件對其進行力學模擬，從而用于評估多層纖維疊層的力學形態與結構性能（如圖5所示）。

4無人機現場復合纖維結構建造技術

軌跡規劃是無人機自主建造的首要步驟。在本研究中，基于復合纖維結構的自主建造路徑規劃是通過Grasshopper軟件下搭建的計算性設計系統，通過分析復合纖維結構的線形結構并通過Grasshopper運算器的處理將結構中的空間點坐標轉換為帶有時間戳的數組（如圖6所示），其中包含無人機的空間坐標信息和姿態角度信息航點等相關參數，并將參數以全局坐標信息的格式打包發送至無人機的機載電腦，機載電腦當中的Dronekit（無人機工具箱編程模塊）系統通過對相關參數進行分析發送指令給飛控從而控制無人機自主飛行，不同系統間的實時通信保證了無人機安全地進行自主飛行，并可進行實時調整與控制。在該系統當中，基于復合纖維結構下的無人機建造運動軌跡是根據其生成規則自動生成的，該系統具有較強的普適性，可以滿足不同設計師對于造型的不同需求，并通過虛擬仿真系統進行快速的調試與修改。無人機的運動是通過機架懸臂頂端的4個電機帶動螺旋槳進行飛行的，因此其在不同方向的飛行運動可能會存在一定的誤差，從而導致實時的飛行路徑會與計算模擬的飛行路徑之間存在偏差，此時就需要機外監測系統對無人機的實時位置進行監測，并將此飛機位置數據反饋給地面的航線監測系統。地面的監測系統通過可視化信息將自主建造的全過程信息保存記錄并實時反饋。系統根據結構設計中的纏繞路徑航線點位的參數，分析其飛行的航點順序、速度與方向等，生成一系列的實時控制指令控制無人機進行自主飛行，最終實現基于復合纖維結構下無人機全過程自主建造的試驗（如圖7所示）。

5結束語

第9篇：智能建造方向范文

【關鍵詞】建筑節能；設計要點；節能技術；應用

在城市化進程如此迅速的情況下，怎樣有效的協調能源和建設之間的關系成為了各項城市建設特別是建筑建設所主要思考的問題。特別是在現在人們生活水平不斷提升的情況下，人們的節能意識越來越強，對建筑設計提出了更高的要求。對建筑節能進行有效的設計和優化是我國建筑行業發展的迫切需要，更是未來建筑業發展的主要方向和趨勢。

一、建筑節能的概念

總的來說，建筑節能是指在建筑施工的整個過程中，在滿足同等需要或者相同目的的條件下，盡可能的減少在施工過程中的能源的消耗，提高能源的使用率。具體來說，建筑節能是指建筑從它的選址、規劃、設計、建造和使用的環節開始，通過采用節能型的建筑材料、產品和設備，執行嚴格節能標準，加強建筑物所使用的節能設備的運行管理，合理的規劃和設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和管道系統的運行效率，同時盡可能的利用可再生資源，在確保建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效的利用能源的一個總的系統工程。

二、建筑節能的現狀

我國的建筑耗能量每年都呈現大幅度的上升趨勢，現在已經達到全社會能源消耗量的32%，而發達國家的建筑能耗一般僅占全國總能耗的33%左右。再加上近年來城市化進程的不斷加快，建筑耗能量還有明顯的上升趨勢。根據檢測報告顯示，我國已經建成的建筑有400億平方米以上都屬于高耗能建筑，潛伏著很大的能源危機。對于未落成的或正在規劃中的建筑面積保守估計到2020年將會到達700億平方米，這其中如若不考慮節能的話，我國的高耗能指數又會攀上一個高度，無形中加重能源危機。

三、建筑節能的必要性

建筑節能工作的有效開展和推進有利于從根本上促進能源資源的節約和合理利用，緩解能源資源供應緊張與經濟社會發展的需求之間的矛盾；有利于完成我國節能減排的目標，努力構建低碳社會，促進經濟的可持續發展；有利于增強全國人民的能源節省意識，推動整個能源節省工作的進行；有利于改善生活環境，提高人民的總體生活水平；有利于保障國家能源安全，貫徹落實科學發展觀；有利于縮小與發達國家之間的差距，增強綜合國力，樹立中國在國際上的大國形象。

四、建筑節能的設計要點

因我國幅員遼闊，建筑節能設計的時候要充分的考慮建筑物所處當地的環境和氣候，選用最新的節能建筑材料和技術，降低能源的消耗。在設計規劃的過程中，除了對建筑的整體進行規劃和設計以外，還要對建筑結構的進行考慮，爭取達到整體節能的效果。

1、整體節能規劃

整體的節能規劃要充分的考察當地的的氣候特征和地理環境，從建筑的選址、建筑相關的道路的布局、建筑的朝向、建筑間的間距、建筑的通風條件和日照條件、建筑的整體功能等方面進行深入的研究和考量，通過合理的規劃布局，創造有利于節能的微氣候環境。

在傳統的建筑設計過程中對節能方面的考慮是較少的，通常把風向作為建筑選址和設計的主要依據，沒有對建筑物周邊的受地理換件、地形地貌等影響較為嚴重的微氣候進行仔細的考察，特別是像新疆地區，其受西伯利亞地區的影響風力對其影響較大，但是由于所處地理緯度比較高，其沙漠化面積比較多，如吐魯番地區某些月份的日照格外的強烈，在該地區進行建筑的時候就要充分的考慮該地的條件，著重關注建筑的保溫和部分建筑的空調問題，而這兩大部分又是建筑節能的主要方面，對其進行有效的規劃就能達到很到建筑節能的效果。因此在規劃設計的過程中統籌當地的宏觀氣候、間接氣候和微觀氣候，采取有效的建筑措施增加氣候環境的有利影響，減少和修正不利影響，采取相應的、有效的節能設計措施，提高居住環境的舒適度和低能耗率。

2、單體節能規劃

建筑的單體節能規劃是在整體規劃的基礎上對建筑的各個的結構進行節能規劃和設計。通常涉及的單體結構有圍護結構、窗口陽臺等，圍護結構主要包括屋頂、墻壁等，在規劃設計的過程中要合理的選擇結構的材料和構造的形式，如屋頂在節能設計的過程中為了通風考慮可以考慮造成蓄水屋頂、植被屋頂或者是帶閣樓層的坡屋子頂等多種多樣的結構形式，墻壁可以考慮用加氣混凝土磚塊或者砂加氣磚塊等節能性較好的材料進行建造。在陽臺規劃的時候可以根據當地的日照強度將陽臺設計成外遮陽、內遮陽或者中間遮陽的造型形式，此外陽臺的面積和開度也是設計階段所要考慮的問題，面積的大小和開度會直接影響室內溫度和可視度。與此同時，節能陽臺材料的選擇在建筑節能設計中也是重要的一項措施。

五、建筑節能技術的應用

1、墻體節能技術

墻體是建筑物的主要組成部分，是建筑護結構的主體。建筑的墻體通常有單一墻體和復合墻體，對于單一墻體，在過去的建筑施工過程中通常選用以實心粘土磚作為主要的墻體材料，而實心粘土磚在建造的過程中會消耗大量的能源和資源。在一些粘土資源特別豐富的地區，可以按照節能的要求對磚的尺寸和孔型進行改進，發展多孔磚；在一些用粉煤灰、煤矸石、浮石等材料制造磚塊的地方按照節能的要求用保溫砂漿將這些混凝土的空心砌塊進行砌筑，這些空心砌塊有很強的保溫作用，節省工程建筑的其他保溫材料的使用，達到很好的節能效果。復合墻體彌補了單一墻體在隔熱方面的缺陷，符合建筑節能的要求，其越來越成為當代墻體的主流。復合墻體通常采用磚或者混凝土作為承重墻，并兼用一些絕熱材料，又或者用鋼或者鋼筋混凝土框架結構配合一些絕熱的薄壁材料建造而成。不管哪種墻體在對其進行建筑節能時，最關鍵的就是建筑材料，大力的推廣空心磚，擴大加氣混凝土的應用，發展帶空氣層的外墻的建造。

2、門窗節能技術

門窗是建筑護結構中最容易透風的位置，而且住宅門窗的耗能占了建筑物熱損失的60%左右，對門窗的絕熱性能進行改善是節能工作的一個重點。首先，要根據外墻的面積來確定窗戶的面積，確定窗墻比，北方的一些地區東、西、北向的窗戶的傳熱系數均大于外墻，所以在對其進行建造的時候可以適當的擴大窗墻比。故可見采光條允許的條件下可以有效的控制窗墻比以及夜間設保溫窗簾、窗板對節能的重要性。此外，為了減少對保溫材料的浪費和使用，可以窗戶的建造過程中就采用有效的手段譬如建立雙層或者三層窗，在內外層玻璃之間形成密閉的空氣層等，既達到保溫的效果，又達到節能的效果。

3、屋面節能技術

不管多層建筑還是底層建筑，頂層住房的冬冷夏熱的問題一直是居民比較關注的問題，不過隨著現代節能技術的應用，該種情況得到了有效的緩解。一般的居民住宅通常分為平頂屋面和斜頂屋面，對于平頂屋面，在節能技術中通常采用加氣混凝土建造屋面，厚度通常比以前的增加50-100mm，此外在表層用閉孔型的聚苯板進行固定和鋪設，減緩防水層的老化，達到很好的保溫效果；對于斜頂屋面，可以順著屋面的傾斜方向在頂內鋪釘玻璃棉氈或者巖棉氈，又或者在天棚上鋪設一些絕熱材料為屋頂鋪設有效的保溫層。

六、結 語

為了有效的緩解現今能源消耗大、供應緊張的狀況，作為高能源消耗行業的建筑業在工程建設的過程中要進行合理的節能規劃，采取有效的節能技術，降低建筑過程中的能源消耗，保證建筑功能的有效發揮，推動建筑業的良性發展。

參考文獻：

[1]孫浩.智能建筑節能方案初探[J].智能建筑，2005，210（57）：24-27.