智能建造方向精选(九篇)

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第1篇：智能建造方向范文

放在20多年前，对中国钢铁人来说，这是一个尴尬的问题。

那时，欧洲、日本等钢铁强国陆续用特大型高炉炼铁时，国内只有上海宝钢有一座特大型高炉。

一个特大型高炉能够代替数个小高炉，可降低能耗和排放15%左右，是国际炼铁行业绿色、可持续发展的方向。

由于国内当时没有任何特大型高炉的技术积累，只能忍受国外掌握了特大型高炉技术公司的高额要价。

钢铁是一个国家工业的脊梁，可中国钢铁人却直不起腰来。

2017年年初，国家科技进步奖公布，中冶赛迪牵头完成的“高效低耗特大型高炉关键技术及应用”获得二等奖。

这个奖可谓实至名归――近五年来，海外新建同类特大型高炉中，超过60%的高炉都采用了中冶赛迪的这项技术成果。

在特大型高炉技术上从忍受高额要价到反向输出技术，中冶赛迪人用20多年如一日的行动告诉世人：中国钢铁绿色崛起的科技先锋是这样炼成的。

从无到有

1995年，上海宝钢集团的钢铁生产基地。

只要1号高炉的炉腹刚冷却下来，不等煤炭的焦灼味散去，中冶赛迪返聘的教授级高级工程师项钟庸就会迫不及待地钻进去。

一落脚，就会腾起一阵呛人的煤灰。从炉膛出来后，项钟庸就成了一个“黑人”。

旁人对此早已见怪不怪。

已过花甲的项钟庸原已退休，本可颐养天年，如此不辞辛苦，其实只为争一口气：搞清楚特大型高炉高效低耗的工作原理。

特大型高炉和普通高炉并不仅仅是体积的差别，其间的工作原理也有天壤之别。

其炉内煤气是怎么被利用的？除了燃料比外，还有哪些指标能够控制能耗？

所有这些技术指标，几乎都要从零开始摸索。

“虽然引进了设备，但里面的工作原理和设计方法，花多少钱对方都不会告诉你。”中冶赛迪炼铁事业部部长赵瑞海说。

犹如行走在无人区内，成败未知，这样的投入是否值得？

可在中冶赛迪看来，这并不是值得不值得的问题，而是必须做、而且必须成功的问题。

钢铁是高耗能产业，跟生态环境之间的矛盾由来已久，节能降耗的特大型高炉的发展，代表着一个国家钢铁行业发展的未来。

从1991年开始，项钟庸就带着团队跟踪研究特大型高炉的技术，一干就是十几年。

2003年，综合控制高炉节能的指标“炉腹煤气量指数”终于被找到，并编入国家标准“高炉炼铁工程设计规范”中。

令人振奋的是，基于自主研究的理论体系，国内特大型高炉的高效低耗指标实现了全球领先。

打破制约

以“炉腹煤气指数”为核心的设计理念及体系在全行业公布后，中冶赛迪决定参与国际项目的竞标。

把“中国造”的特大型高炉输向海外市场，并不是一件容易的事，常常会“受制于人”。

2005年，巴西盖尔道集团的钢铁生产基地，中冶赛迪的国际项目正在持续推进。

看见眼前正在搭建的特大型高炉，技术负责人、教授级高级工程师邹忠平却眉头紧锁。

高炉的建造成本已被人为地增高，再这样下去，以后撬动海外市场会更加吃亏。

虽掌握了特大型高炉的工作原理，但一些核心装备技术的自主化却未实现，还必须忍受国外公司的高额要价。

“某些装备价格甚至被抬高近五倍。”赵瑞海说。

引进价格被抬高，建造成本增加，中冶赛迪的特大型高炉竞争力自然下降。

“中国制造想要走出去，必须实现核心装备技术自主化。”赵瑞海说。

2006年，中冶赛迪开始着手无料钟炉顶布料器的研发。

“若把特大型高炉比喻成钢铁巨人，炉腹煤气量指数的工艺就是它的魂，核心装备技术则是躯干和四肢，两者缺一不可。”赵瑞海说。

2012年，历时6年，中冶赛迪成功打破了欧洲钢铁巨头对高炉无料钟炉顶技术长达30多年的垄断，实现了特大型高炉核心装备的国产化。

渐渐地，中冶赛迪的特大型高炉核心技术在海外市场“吃香”起来。

逆向创新

2007年，华北地区。一家钢铁厂的特大型高炉正在作业。

看着智能系统，有着30多年丰富操作经验的的生产专家皱着眉头，有些抱怨地说：“这套系统的效果不尽如人意。”

智能系统是钢铁厂从国际钢铁工程巨头那里引进来的，希望通过它再次降低特大型高炉的能源消耗。殊不知，依靠智能系统进行降耗并不现实。

炼铁需要的天然原料，每次的微量成分不一样，炉化反应就会不一样，炉腹指数控制状态也会不同。

“目前，几乎没有任何钢铁厂能够实现全智能化的炼铁。”赵瑞海说，“但智能技术的优势不能被‘拍死’，充分利用依旧能够带来技术上的革新。”

2007年底，中冶赛迪决定，朝着国际钢铁工程巨头研制的反方向，研发特大型高炉的智能控制系统。

“我们开发的智能系统，强调智能软件的判断，而非操作控制。”赵瑞海说，“通过收集运行数据来帮助人工进行判断，再进行降耗的调试。”

人工+智能的方式，能够克服特大型高t智能控制中存在的实时性、复杂性、动态性和多变性等难题。

2012年，这项智能系统研制宣告完成，大幅提高了对高炉的诊断、预判和控制，中冶赛迪的市场地位再次得到巩固。

截至2016年底，全国21座特大型高炉，有14座由中冶赛迪建造，约占国内市场的70%。

叫响品牌

2017年1月初，国家科技进步奖揭晓后，采访邹忠平的邀约纷至沓来。

但邹忠平都无法赴约――他必须马不停蹄赶往越南，跟进台塑集团特大型高炉的建造进度。

几年前，台塑集团决定在越南建造特大型高炉，面向全球公开招标高炉建设方案。

最终，中冶赛迪击败国际巨头们，有惊无险地拿下这个项目。

再次与国际钢铁工程巨头同台竞技，中冶赛迪已经掌握主动权。

从炼铁工艺创新到核心装备研发，再到智能系统开发，经过20余年的技术革新，在中冶赛迪的引领下，中国特大型高炉工业体系渐渐形成。

截至目前，中冶赛迪有力地推动了全国特大型高炉比例从不足5%提高至近30%，直接建成的特大型高炉已累计节约燃料约6450万吨，减少二氧化碳排放1.9亿吨，带动全国炼铁产业累计节能约7.4亿吨标准煤。

这样的技术创新和行业领先，让中冶赛迪叫响了钢铁工业的“中国造”。

除了台塑集团的项目外，沿着“一带一路”，中冶赛迪的特大型高炉技术还运用在韩国、马来西亚、土耳其等国。

但梦想从未止步。钢铁工业“中国造”的故事，还在书写。

第2篇：智能建造方向范文

近几年，康县蔬菜产业实现了跨越式发展，规模不断扩大，保护地设施规格不断提高，由最初的竹木小拱棚发展到钢架大棚、日光温室、连栋智能拱棚相结合的蔬菜产业化发展格局。现就康县全钢架大棚建造技术介绍如下，以供农民朋友在生产中参考使用。

1　地块选择

选择交通便利、地势平坦、光照充足、水源丰富和能排能灌的地块，要求土壤疏松、土层深厚、肥沃，通透性良好。

2　大棚规格

大棚建造面积一般控制在200～320 m2，中高一般2.8～3.0 m，即建棚长度30～40 m，跨度为8 m。太长不利于通风。

3　建造方位要求

大棚建造原则上要求因地制宜，避开风口，利于采光，同方向建造。以南北向为最好，但要求不是很严格。

4　建材要求

采用镀锌钢材料。以建造30 m×8 m大棚为例，列举所需材料：22﹟镀锌钢管100根；20﹟镀锌钢管2根；22﹟卡子170个；自供螺丝2盒；压膜线120 m；10～12丝12 m宽强化无滴膜或半无滴膜40 m，3 m宽强化无滴膜或半无滴膜30 m；8﹟铁丝5 kg。

5　建造方法

选好地块后，先丈量好大小，然后放线，放线时根据长度每隔1 m作记号，根据放线大小准备材料。将22﹟钢管取62根从一头量1.6 m长作记号，然后用专业工具将量好的钢管从1.6 m处扳弯，要求扳弯的角度为105°左右。将20﹟钢管截成15 cm长短节。将扳好的22﹟钢管摆顺后，用截成15 cm的钢管做接头，将22﹟钢管从长的一端用自供螺丝接在一起。在放好线的地块的记号处用钢钎垂直向下打60 cm深的孔，然后将接好的钢管依次按40～45 cm深度栽好。要求在拱杆时两边的人同时用力，这样栽出来的拱杆才能水平一致。同时将22﹟钢管每5根首尾相连接在一起，共接5副，用作横梁。将接好的横梁用卡子卡在拱杆上。要求当中一道，两侧各一道，扳弯处各一道。取5根22﹟钢管从中间截成两节，在棚的两端各立3根，在棚内当中立4根，用自攻螺丝固定，当做立柱。在棚的两端立柱上横向各固定1根22﹟钢管，两端固定在拱杆上，再在两端用22﹟钢管支两根斜撑杆，这样整个大棚的骨架就建造好了。

第3篇：智能建造方向范文

中建钢构有限公司总经理钢结构制造的异军突起在当今建筑工业化发展大潮中恰逢其时，必将引领建筑业未来发展的趋势和潮流。

数字化是钢结构制造转型升级的坚实基础

中建钢构有限公司是大型全产业链钢结构专业集团企业。公司在总结近年来发展经验的基础上，立足于钢结构行业的管理思路，多次进行不同范围的需求调研和思路分析，提出了钢结构全生命期的工位管理理念。其核心在于把传统的项目管理转变为工位管理，做到管理重心的下沉和精细化，并配套地建立了明晰的钢结构生产制造管理流程，赋予完整的、可追踪的编码系统，为实现数字化钢构奠定了基础。

数字化的实现需要在基础硬件方面——特别是在自动化设备的研究与应用方面加大投入。公司通过新设备的引进（如引进了数控三维钻床、数控切割机等一大批国际先进的数控设备），对已有设备的改造以及生产管理方式的变革等措施，具备了与生产力相适应的数字化加工条件和能力。同时开展了数控机床联网管理的研究，逐渐由单一的程序传输演变为集数据管理、生产信息监控等功能的扩展体系，实现了多个工序协同、连续作业，自动采集制造数据等管理过程，不仅可以提高数控设备的利用率，而且促进了诸如智能制造等先进管理模式的发展．对多样性、复杂性构件的生产具有重要意义。在此基础上公司立项了焊接机器人研究、构件自动转运传输等一系列科技创新课题，通过自主创新进行设备和技术改良。并分别在广州东塔、天津现代城等项目进行了焊接机器人试验，在华东制造基地进行了自动变位运输装置试验等，为下一步自动化设备的研究与推广应用奠定了良好的基础，也为传统管理难题找到了新的解决途径，成为钢结构数字化发展的新方向之一。

信息化是钢结构制造转型升级的重要手段

面对企业规模的持续扩张，钢结构建造过程中信息能否及时准确地反映到管理层，跨区域、跨阶段、跨部门的集成管理能否实现，直接影响了企业响应市场变化的能力，也是衡量企业智能化管理水平的重要因素。中建钢构通过主营业务、办公管理两个角度，分制度流程规范、信息化落地实施、智能化集成管理三个方面来进行两化融合建设。结合公司实际情况，通过全面、系统的流程再造工作，打造了一套适应公司当前发展阶段和发展需求的新版管理制度，以分类分级分层的原则做指导，对公司各职能模块制度流程进行了修编梳理。并进一步根据新版制度流程的实施情况及公司发展需求，开展了信息化落地及集成管理工作，促进公司持续向管理数字化、产品工业化迈进。同时通过制定标准化的施工流程、构建自动控制生产线、搭建业务一体化管理的信息化平台，解决钢结构建造过程中信息共享和协同作业的问题。

目前，公司百余个项目的施工数据采集、传递、存储、处理等需要新的思维和技术：一方面，商业智能的普及，让企业对数据的重要性已经有了充分认识；另 方面，物联网等技术的兴起，打破了企业原有价值链的围墙，需要借助大数据战略了解更为全面的运营及运营环境全景图。而云计算为物联网所产生的海量数据提供了很好的存储空间，使实时在线处理成为可能。

近两年来，公司依托钢结构工位信息化管理理念，自主开发了国际首个全过程SD管理平台——钢结构全生命周期信息化管理平台。其核心价值之一，就是解决钢结构全生命周期过程中的信息共享和协同作业问题，在增强管控力度的同时大幅降低管理成本，起到倒逼管理标准化的重要作用。通过物联网技术的应用，将数据采集层下放的各个工序，利用条码标签解决方案实现施工信息的提取，经过采集、传递、处理、展现等，从事不同岗位的工程管理员可以从BIM模型中获取各自需要的信息，既能指导实际工作，又能将相应工作的成果更新到模型中，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效共享，建立起了一整套钢结构施工无线传感系统解决方案和全方位追溯管理体系，智能化工程信息反馈和预警机制，实现了可视化的工程管理。也是将工业化的管理理念首次应用于钢结构工程领域的管理成果。可以从根本上提高管理效率，减少人力物力的浪费，增强项目管控力度，为企业运营以及决策提供支持服务，提升钢结构工程信息化、智能化管理水平。

智能制造是钢结构制造转型升级的发展方向

钢结构企业是典型的面向订单工程型企业，产品具有结构复杂、制造周期长、生产重复程度低、生产过程中变更频繁等特点。并且一般是多项目同时运作，产品制造处于多项目环境下，企业管理的复杂性和难度大大增加。而在“工业4.0”的概念下，将以智慧工厂为依托，建立全生命周期过程中人、系统、设备、数据等的联网和集成，使得任何一个节点都可以感知全生命周期价值链的全部信息，构建信息集成的全新产业模式则是钢结构制造未来发展的方向。

第4篇：智能建造方向范文

一、基于桥梁寿命耐久性的材料研发

1.桥梁全寿命与结构耐久性设计

传统设计理论主要关注于结构的安全，没有涉及桥梁使用期的管理、养护、维修、构件更新、拆除等诸多问题。同时，在投资决策上，只注重建设期的投资成本，而不重视桥梁整个寿命周期内的总成本。要卓越地跨越就需要逐步建立基于耐久性的全寿命设计理念，制定相应的规范和标准，使桥梁在设计和建造阶段就考虑到全寿命的使用性能和要求。对于巨型桥梁工程，投资巨大，应提高桥梁的设计寿命。1500m以上跨度的应考虑200年寿命期。相应地，对钢材和混凝土性能提出了更高的耐久性要求，还应开发耐腐蚀、耐疲劳的超高性能材料，以适应桥梁高寿命的需求。

2.高性能材料研发及其结构体系的创新

建造材料的革新始终是推动桥梁工程发展的主要动力之一。从20世纪40年代起，各类轻质高强的高性能复合材料陆续登场。纤维增强聚合物（FRP）以其轻质、高强、耐腐蚀的优良性能成为一种颇具发展前途的新型材料。

FPR是各向异性材料，可根据工程需要采用不同材料、纤维含量和铺陈方式等不同工艺设计出不同强度指标、弹性模量及特殊性能要求的FRP构件。可以预见，今后复合材料将更普遍地出现在桥梁工程中。伴随着新型材料的应用，传统桥梁结构体系可能从强度问题转变为刚度问题，因此必须加强研发与复合材料相匹配的新型桥梁结构体系；同时在计算、设计、制造、连接等方面，建立起一整套不同于传统材料的设计理论和方法，推动桥梁工程进入新的发展时期。

3.超深水基础建造技术

跨海长桥建设必然会遇到超深水基础问题，目前已建桥梁的最大基础水深长桥采用了“加筋土隔震基础”和预制装配的桥墩。而琼州海峡中线和台湾海峡的水深均超过80m，因此对于水深为65-100m的超深水水域，需要开发出一种既便于深水施工，又经济耐久的新型深水基础形式，同时还要研发相应的大型基础施工装备创新施工装备和监测设备的研发跨海长桥非通航孔的上部结构和下部基础墩身一般采用预制结构，部件质量将接近万吨级甚至更重，必须采用大型浮吊整体吊装施工以减少海上作业。目前挪威的“天鹅号”起重能力则达到

9000吨。

4.跨海长桥建设目标实现发展路径选择

为了满足未来跨海长桥建设的需要，应当开发大型浮吊和巨型造桥机等施工装备。研发最先进的机电一体化技术，发展大型施工装备（建筑机器人），使更大的上、下部预制构件都能迅速、准确就位。智能监测设备（传感器、诊断监测仪、便携式计算机）以及大型智能机器人施工设备的创造发明，将使桥梁的施工、管理、监测、养护、维修等一系列现场工作实现自动化和远程管理。

5.桥梁设计理论和技术的发展

与新理念、新材料、新工艺建造桥梁相匹配的桥梁设计理论将得到发展和完善；桥梁抗风和减、隔震技术将进一步发展以抵御强风、大震和恶劣天气的影响。技术和计算机处理能力的不断提高以及结构分析软件的不断进步将使桥梁设计更加精细化。在桥梁建设过程中实现继机械化、电气化、电子信息化之后的第4次工业革命――智能化，研发适合于桥梁工程的BIM软件。

展望未来的桥梁工程，桥梁人将面临许多挑战，但同时也将迎来可以跨越宽阔海峡、战胜自然灾害、化解飓风，具有全新姿态和功能，跨越能力卓越的新桥梁。

二、高性能材料在桥梁工程中的应用型革命进程

材料的进步对桥梁工程的促进是革命性的。木材、石材是天然材料，混凝土和钢材特种人造材料在工业革命后成为土木工程的主要结构材料。除传统混凝土与钢材往高性能方向发展外，近20年来，FRP和智能材料也取得长足进展。本节主要介绍高性能混凝土和FRP材料。

1.超高性能混凝土

混凝土桥、钢桥和钢-混凝土组合桥梁的疑难问题长期悬而未决，根本原因是混凝土构件自重过大，组成结构的材料和连接的静力或疲劳抗拉性能不足；而发展以UHPC材料为基础的新型桥梁结构，有望根治以上重大疑难问题。解决钢桥面结构开裂和铺装层破损的对策。面对正交异性钢桥面钢结构易疲劳开裂和铺装层频繁破损的难题，采用强化抗拉能力的RPC替代传统的钢桥面沥青混凝土铺装，形成钢―RPC组合桥面结构。研究表明，这种桥面系能大幅提高钢桥面的刚度，显著改善铺装层的应力和降低钢结构疲劳应力幅，可基本消除疲劳开裂的风险。该结构2011年应用于广东省肇庆市马房大桥钢桥面，检测结果表明，采用钢-RPC组合桥面结构后，车载作用下钢桥面纵肋和面板中的应力平均降幅分别达到80%和92%。

2.超高性能混凝土自重开裂问题

解决钢-混凝土组合梁自重大及负弯矩区混凝土易开裂的对策。提高钢-混凝土组合梁的抗裂安全性及降低自重，是扩大和完善钢-混凝土组合梁在超大跨桥梁上应用的唯一出路。由于UHPC的高强和高弹模，与钢结构组合协同受力的能力强大，故可直接将UHPC层浇注在钢梁上，形成钢-UHPC组合桥梁结构。通过对跨径110m左右的传统钢-预应力混凝土组合连续箱梁桥与钢-UHPC轻型组合梁桥对比计算，结果表明：钢-UHPC轻型组合梁的抗裂能力是钢-预应力混凝土组合梁的4倍，超载能力前者是后者的2.45倍，但自重仅为前者的47%，故有望彻底解决传统钢-混凝土组合梁负弯矩区易开裂和自重大的缺点。

3.纤维复合材料

CFRP材料凭借着其比强度高、抗疲劳、耐腐蚀等优良性能脱颖而出，成为土木工程的研究热点。CFRP索（筋）锚固体系的研发是CFRP材料应用于实际工程的关键问题之一。目前，CFRP筋锚固形式主要有粘结型锚具、夹片型锚具、复合型锚具。粘结型锚具。对以水泥砂浆为粘结介质的粘结型锚具的锚固性能进行了研究。梅葵花对直筒粘结型、直筒+内锥粘结型锚具的锚固性能和受力进行了对比试验。方志等对CFRP筋表面形状、粘结锚固长度、粘结介质、套筒内壁倾角等影响参数进行不同组合，得到了各设计参数对锚固性能的影响。

4.智能材料与纳米材料

混凝土中加入纳米材料，成为纳米混凝土，可从微观改善混凝土性能，在材料内部产生众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，进而提高材料的强度、弹性模量、疲劳性能和阻尼性能；混凝土中加入适量纤维，成为纤维增强水泥基复合材料，可以限制裂缝的宽度，提高混凝土抗拉、抗弯和抗剪强度，大幅提高延性、韧性、抗疲劳、抗冲击性能；加入乳胶微料、硅粉、甲基纤维素等聚合物增强掺合料，可制成具有大阻尼特征的混凝土。

通过掺加功能相材料，使传统材料在保持原有基本力学性能不变的情况下，获得一些特殊功能，是材料学科发展的一个主要趋势。学习航空航天领域的“智能材料与结构系统”，混凝土领域的自感知混凝土、自集能混凝土、智能感知骨料等智能混凝土也获得较大进展。以压电陶瓷、磁致伸缩合金、形状记忆合金以及电磁流变液等为代表的智能材料取得了长足进展。智能材料与土木工程的交叉融合是新兴学科和研究方向的原动力，推动了智能土木结构的发展。与传统结构相比，智能结构具有自感知、自控制、自修复、自愈合、自回复、自集能的特征。将智能感知材料、智能驱动和阻尼材料、压电材料与土木工程结合，分别形成了结构健康监测、结构振动控制、自集能智能结构研究方向。

三、小结

桥梁工程施工中对材料、理论、装备、计算机技术的需求和应用效果方面，已经日渐形成具有较高应用水准的一个新局面。新世纪的桥梁工程有着更为广阔的发展舞台，同时也面临着严峻的技术挑战，我们可以对未来桥梁工程结构、材料和施工发展的进程，呈现出具有无限美好的想象空间。

参考文献

[1] 肖汝诚.桥梁结构体系[M].北京：人民交通出版社，2013.

第5篇：智能建造方向范文

关键词：用电信息采集系统；采集成功率；影响因素与应对策略

引言：近年来，随着我国工业化的发展，电力能源在人们日常生活中的作用越来越大，并且已经成为了不可或缺的东西。因此电力公司为了给电力用户提供更为优质的服务，就将电力系统不断朝着数字化、自动化、智能化的方向发展，其中电力信息的自动采集系统作为电力系统以及信息技术融合的产物，不仅能够快速获取用户用电信息，还可以预防偷电事件的发生，由此可见，用电信息自动采集系统在电力企业的正常运营中有着十分重要的作用。

1影响电力用户用电信息采集系统采集成功率的因素

1.1提供网络服务的厂商存在问题

随着信息技术的不断发展，我国电力用户用电信息采集系统应运而生，并且得到了很大的推广和普及，不仅为电力公司高效运营带来了帮助，同时还为广大电力用户提供了更为优质的服务。但是在实际的运营过程当中，由于各方面的因素，会使得采集信息的成功率难以保证，从而导致用电信息采集系统的效能过低，难以发挥其应有的作用。其中最主要的影响因素就是电力公司与提供网络服务的厂商之间存在问题。在信息采集时，通讯设备连接点与主站之间的通信是由用户身份识别卡发送的，但是，在部分电力公司建造用电信息采集系统的时候，为了尽快达到业绩标准，就会要求相关公变关口的信息采集成功率必须要达到一定的标准，因此便会运用通用分组的无线服务技术进行用电信息的采集，并大量采购国企运营商的智能卡，产生垄断现象。此外还由于电力企业的服务态度不够好，从而导致数据采集以及通讯方面都会出现问题[1]。

1.2采集现场环境的影响

在建造电力用户用电信息采集系统的时候，其中箱式变电站由于其加装部位的原因，集中器的天线只能够安装箱式变电站的里面，从而就会造成通讯信号不稳定的情况发生，甚至在一些较远的地方，用户接收不到信号，因此就使得主站的参变量无法及时、有效的发送到集中器，从而影响电能表计量检测装置在集中器的注册。这种情况不仅会影响集中器对其管控的智能电表指令，导致用电信息采集的成功率偏低，在一定程度上还可能影响到电力用户的正常用电，为广大人民群众的生活带来不便[2]。

1.3采集数据出现错误

在用电信息采集系统建造项目刚开始的时候，由于数据采集的表格规划还没有完善，就使得用电信息采集的数据表格模糊，各项信息的表达也不是十分完整，甚至还会出现不同程度的错误，这就直接影响到了用电信息数据录入的准确性以及成功率。

1.4人为原因

在实际的信息采集过程中，由于机械电表的无线电接收装置对输入电波的反应不是很及时，就使得部分电力用户在机械电表的运用过程中会存有一些不良习惯，但是经过多年的应用这些不良习惯并没有被改正。与传统的机械电表相比，智能电表由于生产要求极高，就使得无线电接收装置对于输入电波的反应极为灵敏，许多微小的电流也可以计量到，因此计量的准确度得到了极大的提升。但是由于用户的不良的使用习惯，就使得智能电表难以发挥其应有的作用，甚至有的用户会破坏智能电表上的天线，从而导致电力企业无法进行用电信息的采集，为电力企业的高效运营带来了影响。

1.5数据采集系统故障

在实际的采集过程中，由于智能化的操作，就使得采集信息的时间相对较短，但是在系统功能升级或者是改进时，就会使数据采集系统出现不同程度的问题，从而导致智能电表的网络连接出现暂时性的错误。由此可见，用电信息数据采集系统的测量仪器要想保持其计量特性的能力，就需要尽快实现运行的审验。

2提高电力用户用电信息采集系统采集成功率的有效措施

2.1解决与通讯设备运营商之间的问题

为了使用电信息采集系统的通讯稳定，相关电力企业在通用分组无线服务技术通讯中使用的智能卡，就应该采用优胜劣汰的方法以及手段，加入其他的大型通信国企为智能卡的厂商，然后经过电力企业与厂商的积极沟通，从而使双方供求达成一致。因此新加入的信息通讯企业就应该不断加快设备的建造，并尽快将其进行推广。通过引入新通讯企业的方式，可以在运营过程中形成一种竞争机制，从而大力推动原有厂商的整体成果[3]。

2.2改变采集现场环境

为了有效改变用电信息采集现场的环境，电力企业首先就应该从箱式变电站的加装部位着手，从而使集中器可以安置于箱式变电站的外部，避免信阻隔现象的产生。因此相关电力企业就应该对天线的加装进行强制规定，要求天线必须要安置在箱式变电站的外面，并且尽量将其放在最高点，从而使距离较远的地方也可以顺利接收信号。此外在设备建造后，一定要对其通信信号的稳定性进行检查，从而使电力用户信息采集系统得以顺利运行[4]。

2.3优化数据采集表

采集信息的错误不仅会影响用电信息采集的成功率，还有可能导致智能电表发生不必要的损耗，因此电力企业一定要根据建造现场的实际情况，及时优化数据采集表，然后使其满足各项指标，从而对现场数据信息采集进行有效制约，并以此来不断提高电力用户用电信息采集的成功率。此外在电能表计量检测装置生产完成的时候，一定要运用合适的统计表格，并把制作好的统计表格发送给相关的处理人员，供处理人员与现场收集的数据进行对比，以此来避免错误的产生。

2.4解决人为原因

由于用户长期以来的不良习惯，不仅会导致用电信息采集出现问题，严重的还会使智能电表受损，因此根据这种情况，电力企业就应该从两个方面着手。一方面要对智能电表进行改进，采用钢丝加封的方式保护电表，避免用户对于电表的破坏。另一方面就是电力企业应该对用户进行科普，从而使用户理解智能电表的运行原理，以此来从根本上避免用户的破坏行为，为用电信息采集的成功率提供保障。

2.5解决采集系统故障问题

近年来，针对电力用户的电力信息采集系统已经得到了很大的推广，并且部分电力企业已经设立了数据采集系统的网站，从而方便对数据进行整理、分析以及录入。在实际的运营过程中，相关电力公司要求员工对信息采集系统的使用以及信息的采集进行实时监控，出现问题及时上报，从而有效提高用户电力信息采集系统的成功率。在出现问题时，管理办公室应该将问题公布到企业的数据采集系统网站上，然后进行共同商讨，以此来找出有效策略，促进用户信息采集系统成功率不断提升。

结论：综上所述，在实际的运行过程中，电力用户用电信息采集系统中仍存在一定的问题，因此相关电力企业就应该积极采取应对措施，比如解决与通讯设备运营商之间的问题、改变采集现场环境以及优化数据采集表等等，以此来不断提高用电信息采集的成功率，为电力企业的高效运营奠定基础。

参考文献：

[1]周旭芬，许盼盼，刘欢. 用电信息采集系统采集成功率提高措施探析[J]. 通讯世界，2015，14：94-95.

[2]黄惠彬. 电力用户用电信息采集系统采集成功率的影响因素与对策[J]. 企业技术开发，2015，09：82-83.

第6篇：智能建造方向范文

关键词：绿色建筑；监理；要点；绿色施工

引 文：近年来，随着人们生活水平的日益提高，对于建筑和居住环境要求也日益提高，绿色建筑作为一种结合环保理念、促进生态和谐的新型建筑分支在正日益成为越人们关注的对象。绿色建筑与传统建筑监理相比，其监理控制存在专业强、周期长、协调难的问题。为了实现建筑效益的最大化，绿色建筑项目必须探索与之相适应的管理模式。近些年来，伴随着研究的深入，我国在绿色建筑监理工作中逐渐摸索出了较为完整的策略。文章主要选用了福建中烟技术中心科研用房（一期）工程绿色建筑监理的相关工作作为案例，主要从绿色建筑的设计-施工-运营管理三个方面对绿色建筑监理工作中需要重点把控的内容进行分析。

1 绿色建筑设计阶段的监理控制策略

与传统建筑相比，绿色建筑更加强调建筑与周边环境的和谐相处，意在充分利用资源与能源，减少、消除、改善对周边环境的不良影响，提高建筑物的使用舒适性与环保性。在大方向上，绿色建筑在设计阶段的监理应特别注意设计是否在工程实体上使用清洁、可再生能源，设计是否存在错误、遗漏，设计是否未考虑施工的可行性等。

本工程在进行监理时，根据具体情况，与设计单位、绿色建筑集成单位协调沟通，确定了最后的技术集成方案：即基于周边整体环境因素，通过科学合理的布局设计，最后选定采取的绿色技术有：雨水回收利用；市政再生水利用；屋顶绿化、墙体垂直绿化、檐口绿化；导光管系统；自然通风；太阳能路灯系统；智能照明系统；能源管理系统；太阳能光电系统。以下对上述部分绿色技术在设计阶段的监理工作进行阐述。

在设计阶段，公司与设计单位、绿色建筑集成单位沟通，着重加强如下绿色措施：

注重生态补偿设计，进行了立体绿化、雨水收集、底层开放空间的设计，最终场地上累计绿化面积达到了占地面积的2. 3 倍，远高于其他项目的绿地率。室外地面设计为绿化、水景。屋面采用雨水二次利用系统，大幅提升了生态水平。

此外，对噪声区与禁噪区进行了合理的调整与安排：有噪音震动的功能区域设置在地下室，并辅以合理的降噪设计，避免对外界造成噪声污染。

幕墙和外窗全部采用 Low - E 玻璃，避免可见光被阻挡，其余墙面面层材料全部采用漫反射材料，将立面反射降至最低，避免立面光污染。对夜景灯光照明进行亮度和方向控制，避免夜间灯光污染。

在室内设计上，采用开放式办公室设计，强调空间的灵活隔断与共享利用，如将会议室与电影院、会议室与架空花园、健身房与宴会餐厅分别合二为一，实现了空间的共享利用等等。

2 绿色建筑施工阶段的监理控制策略

我国绿色建筑尚处于起步阶段，绿色建筑施工技术尚不成熟，在这样的大背景下，绿色建筑施工阶段的监理则显得尤为重要。绿色建筑施工阶段应特别注意的要点有：原有的施工工艺相对落后；不合理的施工方案；施工安全措施不当；新技术施工方案的失败等。因此本工程监理工作别加强对施工企业的严格监理，以减少风险的发生。

本工程施工阶段的主要施工控制要点有如下几点：

2.1屋顶绿化、垂直绿化、檐口绿化

2.1.1 屋顶绿化

所谓屋顶绿化，就是在建筑物顶板上种植植物，达到绿化美化效果。屋顶绿化对于改善城市热岛效应、改善城市空气质量、增加生物多样性、增加屋顶使用寿命等具有综合效果。一般来讲，根据建造方法来划分，屋顶绿化包括传统建造方法和模块式预制建造方法两种。鉴于本项目的建筑屋顶为非上人屋顶，综合考虑其造价成本要求，本项目采用了传统建造方法。本工程屋顶绿化主要采取单一品种和混种两种形式。传统建造法的施工工艺比较成熟，所以，监理的要点主要集中在对保护层和过滤层施工质量方面。

本工程选用植物以景天科为主。因为单一品种的屋顶绿化植物选择主要以佛甲草、垂盆草等，这两种植物景观以绿颜色为主，花色为黄色，主要开放在夏季；而景天科混种屋顶绿化的植物选择一般是选用多种景天科植物混种预植，实现景观状态四季变换的效果，另外，还会有花期长，花色多的优点。

2.1.2 墙体垂直、檐口绿化

垂直绿化又被称作立体绿化，对于减少阳光直接照射、降低室内温度效果明显。经国内外研究表明：阳光反射最严重的为墙面和路面，但在进行科学垂直绿化后，建筑物外墙温度可降低 5 - 9℃，空气湿度可提高 10 -25%，从而大幅提高夏季建筑物里人们的舒适感。

本项目的墙体绿化和檐口绿化建造主要采用金属网架式绿墙建造方式，所以，监理过程中主要控制镀锌圆钢框架的强度、刚度、稳定性，最大限度的避免使用过程中因各类震动导致剥离与坠落的出现。

2.2导光管系统

本项目采用导光管系统引入自然光，更好地利用了太阳能这种取之不尽、用之不竭的天然能源，从而将建筑用电的节约率提高到 20% -30%。本工程中所采用的采光用导光管照明系统主要包括采光部分、导光部分、散光部分三方面。导光管内壁的反射率可达 91% -96%，主要通过旋转、弯曲改变导光照的长度、烈度和角度。在施工过程中，主要在系统底部装配散光部件，实现防强光眩目的效果，使得光线更加均匀柔和。用棱镜薄膜制成导光管，可实现较高的传输效率，既可以保证天然光传输的有效性，又可以让管体本身也成为景观的一部分。

2.3太阳能路灯系统

考虑到本项目处于低纬度地带，太阳资源较为丰富。所以道路照明主要以功率 40W 的路灯为主且依照15 米间隔进行路灯规划，并将太阳能作为夜间道路照明的能源。太阳能路灯系统的监控要点为：组件的一体化安装施工、太阳能路灯系统的灯杆电池以及杆件的抗风能力等。

2.4智能照明系统

智能照明系统是保证照明系统工作处于全自动状态的前提。这样照明系统就会按照预设的时间、状态等指令自动切换状态，比如通过光敏传感器控制各个走廊的灯光幅度或开闭。

智能照明系统的监理要点为： 对可调光电子镇流器的材料性能和安装质量进行严格控制，最大限度避免带给肉眼的不舒适；对自动调节的及时性和准确性进行准确把控，改善照明环境，提高效率，最大限度的减少大楼的运行费用，实现较高的项目管理水平和投资回报率。

3 绿色建筑运营阶段的监理控制策略

对绿色建筑运营阶段的监理应当着重在建筑本体、设备系统及使用人员需求方面进行运营维护，并要努力结合技术中心的用能特点和环境控制需求，注重对技术中心能耗分项计量以及环境监控系统的开发，努力开展绿色运行方面的研究，尽快建立与该技术中心相融合的物业管理制度和管理措施，以运营管理效率的最大化。

4 结束语

在新的社会形势下，绿色建筑的监理相对来讲经验较为缺乏、意义也较为重大。这就要求监理人员要从设计、施工、运营的各个全过程、全阶段进行监控和管理，力争从节能技术、节材技术、建筑智能化和可再生能源规模化利用技术等方面都实现有效的控制。从而实现有效提高运营阶段实际运行节能率、再生资源利用率和年节约运行费用，大幅降低综合能耗率的效果。

参考文献：

[1] GB/T50378- 2006，绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2] 中国建筑科学研究院等.绿色建筑在中国的实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

第7篇：智能建造方向范文

摘要：本文结合建筑全寿命周期理论、选择应用碳排放量化方法来研究典型城市住宅碳排放问题，给出了住宅建筑全寿命周期碳排放计算模型，分析影响其各阶段碳排放的因素，以此提出城市住宅建筑节能减排的措施和改进对策的建议。

关键词：全寿命周期；碳排放；影响因素；改进对策

1.引言

全球气候变化是人类迄今为止所面临的最为严重的环境问题，2013年政府气候变化专门委员会（IPCC）的气候变化第五次评估报告得出，人类活动是20世纪中期以来全球变暖的主要原因。而全球气温升高造成大范围积雪、冰融化和海平面上升。温室气体则是引起全球变暖的最主要原因，温室气体包括CO2、CH4、N2O等气体，其中CO2对全球温室效益贡献率最大。而建筑业是一个需要大量资源和能源消耗的产业。据统计，中国能耗总量的27.5%是来自建筑业。随着经济社会的飞跃发展与城镇化速度的推进，城市人口的快速增加，城市化面积不断增大。为满足日益增长的城市人口需求，建筑总量不断增加，尤其是城市住宅建筑。因此，住宅建筑的节能减排对缓解全球能源危机和控制气候变暖意义重大。

2.城市住宅建筑全寿命周期碳排放计算模型

2.1各阶段碳排放来源

本文将本文将城市住宅建筑全寿命周期划分为建造施工阶段、使用维护阶段、拆除回收阶段三个阶段。在建造施工阶段中建筑材料的生产、机械、设备的使用以及材料运输会消耗能源，产生碳排放。在使用维护阶段包括建筑运营阶段中建筑照明、采暖、通风、空调等建筑设备能源的消耗。在拆除回收阶段中，由于建筑物拆除是由于爆破等使用的的施工机具会产生碳排放、以及回收产生的负碳排放量。

2.2寿命周期碳排放计算模型

2.2.1建造施工阶段

施工建造阶段碳排放来源包括建筑材料生产、建筑材料、构件、设备的运输、施工机械设备的使用、施工现场的管理活动过程产生的碳排放。其碳排放量计算模型：

EJZ=EJC+EJX+EXC

式中，EJZ为建造施工阶段碳排放量（tCO2）；EJC、EJX、EXC分别为建材生产、运输机械台班、施工现场管理活动碳排放量（tCO2）。

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

式中AMZTi、AMWHi、AMTCi分别为建筑主体结构、维护结构、填充结构材料用量（t），fZTi、fWHi、fTCi为建筑主体结构材料、维护结构、填充结构材料碳排放因子，i―建筑材料种类。

EJX=∑i=ni=1（AMJXi×fJXi）

式中AMJXi为建筑施工、运输机械台班使用量（台班），fJXi为建筑施工、运输机械台班碳排放量因子，i为建筑施工、运输机械种类

EXC=∑i=ni=1（AMXCi×fXCi）

式中AMXCi为建筑施工现场管理活动能源消耗量（t/kwh），fXCi为能源碳排放因子，i为建筑现场管理活动能源消耗种类。

2.2.2城市住宅建筑使用维护阶段

城市住宅建筑使用维护阶段包括使用过程和维护过程，其碳排放量计算模型：

ESYWH=ESY+ETH

式中ESYWH为建筑使用维护阶段碳排放量（tCO2），ESY、ETH为建筑使用过程、设备材料更替过程碳排放量（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分别为建筑使用过程煤、燃油、燃气、电（kwh）、水能源消耗量（t），fSYMifSYYifSYQifSYDifSYSi分别为煤、燃油、燃气、电、水能源碳排放因子，i―建筑设备种类。

ETH=∑i=ni=1（AMTHJCi×fTHJCi）

式中AMTHJCi为建筑使用维护阶段替换材料、设备使用量（t），fTHJCi为替换材料、设备碳排放因子，i为替换材料、设备建筑设备种类。

2.2.3建筑拆除回收阶段

建筑拆除回收阶段包括建筑拆除过程与建材回收过程，其碳排放量计算模型如下：

ECSHS=ECS-EHS

式中ECSHS为建筑拆除回收阶段碳排放量（tCO2），ECS、EHS为建筑拆除过程、回收过程碳排放量（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分别为建筑拆除过程煤、燃油、燃气、电（kwh）、水能源消耗量（m3），fCSMi、fCSYi、fCSQi、fCSDi、fCSSi分别为煤、燃油、燃气、电、水能源碳排放因子，i为建筑拆除结构种类。

EHS=∑i=ni=1（AMHSi×η×fHSi）

式中AMHSi为建筑回收材料量（t），η为建筑材料回收系数，fHSi为建筑回收材料碳排放因子，i―回收材料种类。

3.碳排放影响因素分析

3.1建造施工阶段

建造施工阶段影响因素众多主要包括建筑结构类型、建筑层高、建筑面积、选择低能耗材料情况、施工机械选择、能耗使用效率、运输方式、运输距离、工人操作技能、施工管理、施工企业资质等。

3.2使用维护阶段

为维持建筑的使用功能而采取了通风、照明、采暖、制冷、电梯等系统设备，其运行产生大量能耗和碳排放。其能源结构、能源消费强度、居民消费水平、人口密度、建筑面积等都是影响使用维护阶段碳排放的重要因素。

3.3拆除回收阶段

拆除回收阶段碳排放包括拆除阶段能耗碳排放以及回收阶段负碳排放。其影响因素包括拆除方式、建筑类型、建筑面积、建筑层数、运输方式、废弃物处理方式、机械选择、回收材料系数等。

4.城市住宅建筑低碳对策分析

4.1推广低碳施工先进技术和低碳施工管理体系

实现建筑施工低碳化，需借鉴国、国内先进经验，引进先进技术与设备，优化能源结构，积极推动太阳能、风能、地热能等清洁能源在施工过程中的应用。同时要依靠政府的行政手段，使用国家和行业推荐的节能降耗的产品，如施工现场全面使用节能照明灯，选用高效机械设备等。建立系统科学的低碳施工管理体系，有助于提高提高施工管理水平，根据施工现场实际情况，做出合理的施工规划、选择最优的施工方案。同时各参与方应以积极配合与监督施工企业现场的低碳施工执行情况。

4.2推动建筑能源价格改革

通过推动建筑能源价格改革，由按面积收费向按热量收费的同时，改革现行单一的价格政策，推行阶梯价格等价格制度。另一方面，增加对低碳能源的价格补贴，降低低碳能源的使用成本，促进建筑能源需求结构的清洁化、低碳化。

4.3培育居民低碳意识

从相关调查来看，住宅居民低碳意识均较薄弱。为此，可以采取创新宣传方式、加强示范引领、发挥社会低碳组织的力量等方式，支持社会力量建立低碳社团等社会组织，鼓励社会组织开展宣传低碳意识、培育低碳文化的各类活动，营造先进的低碳意识与低碳理念。

5.结语

本文通过分析城市住宅建筑全寿命周期碳排放来源，研究其个阶段碳排放计算模型，更进一步分析其碳排放影响因素。论述住宅建筑建筑节能减排对策，为我国住宅建筑碳排放测算以及低碳住宅建筑提供一定参考。（作者单位：重庆交通大学管理学院）

参考文献：

[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]陈孚江，陈焕新，华虹，杨鸿翥，吴丽丽.建筑能耗生命周期评价.全国暧通空调制冷2008年学术年会论文集.

[4]王志刚，鄢涛.居住建筑能耗与各建筑因素关系分析.智能与绿色建筑文集2――第二届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会.

第8篇：智能建造方向范文

关键词：无人机建造；复合纤维；自主建造；数字建造；建筑机器人

随着建筑产业劳动人口拐点的到来和人工成本的不断上涨，以及对于高效生产、安全作业、精细化施工和实现建筑产业现代化的需求，以建筑机器人为主要代表的新型装备和施工工艺的技术变革正在成为我国实现建筑产业性能化、集约化和可持续化发展道路上的主要研究对象与方向[1]。无人机作为一种新型的机器人因其具有可以飞行的高自由度而备受关注，与之相关的无人机自主建造技术成为全球智能建造领域的前沿研究与关注热点。无人机自主建造技术是基于无人机机载Dronekit系统自主飞行技术与数字建造平台Grasshopper相结合的新型建造技术，近些年来在国内外研究团队的探索与试验中，该技术已经取得了一定的成果并完成了相关应用的初步实践。

1无人机自主建造技术的相关研究

1.1国外关于无人机自主建造技术的相关研究

无人机是当前机器人制造领域的重要研究对象，其在建筑领域已经被广泛应用在场地勘探、三维建模及物料运输等方面，但这些工作方式大多是基于无人机操作员的手动操作来进行控制，而近年来随着无人机定位和其自主控制技术的逐步成熟，美国和瑞士等国家的高校团队最早开始了关于无人机自主建造技术的相关研究。2012年，宾夕法尼亚大学工程学院的VijayKumar教授团队完成了以磁铁为连接的简单梁柱系统的无人机建造[2]；2014年，苏黎世联邦理工学院的GramazioKohler和Raffaellod'Andrea团队在瑞士完成了名为“TheFlightAssembledArchitectureInstal－lation”的无人机建造项目，该团队利用了4台交替不断起落的无人机编队，将1500个定制的轻型泡沫砖利用飞行器搬运、砌筑、组装，最终完成了1个近6m高的塔形砖砌结构建造[3]；2015年，苏黎世联邦理工学院的AmmarMirjan教授团队完成了无人机自主缠绕的空中“编织”简单的拉伸结构试验[4]；2018年，比利时鲁汶大学的数字化研究团队开展了在真实尺度建造工程中利用无人机的试验性研究，并创造性地提出了一种类似乐高砌块组合的建造策略[5]；2018年，德国斯图加特大学的数字化建造团队利用无人机通过电诱导磁铁吸附等连接技术，将自主研制的多个由杆件建构的多面体结构进行拼接与组合，从而完成了1个可以通过无人机自主建造现场反复拆装的多变装置[6]。2022年，英国工程和物理科学研究委员会的KetaoZhang博士团队利用无人机设备3D打印出1个2.05m高，并由72层快速固化的绝缘泡沫材料组成的圆柱体及1个0.18m高，由28层结构假塑性水泥材料组成的圆柱体。这是世界上首个实现无人机3D打印建造的实例[7]。

1.2国内关于无人机自主建造技术的相关研究

虽然我国的无人机技术在国际范围内属于领先水平，并且其在多个领域内得到了广泛应用，但是对于无人机自主建造方面的研究并没有过多重视，所以可查询到的相关研究寥寥无几。当前国内对于无人机自主建造的研究主要有2019年以袁烽老师为核心的同济大学与一造科技相关团队在第九届DigitalFUTURES数字设计国际工作营开展了无人机离散结构自主建造的相关试验。该试验提出并实现了一种适用于无人机自主建造的建筑形式原型，该原型可以通过无人机灵活的机动性落实丰富多变的离散结构。该实验由2架自制机械抓手的F450规格自组装四旋翼无人机交替运行，用时5h最终完成了由18个菱形正十二面体的离散体构件堆砌而成的装置。该装置高约1.5m，通过电诱导磁铁吸附连接在一起。该建造过程实现了无人机自动化建造，从现场飞行准备到砌筑全部部件均由无人机自主完成，试验所创造的建造原型与工作流程具有一定的可行性与拓展性，并为无人机在未来大尺度离散结构的现场装配技术提供了早期有效的技术初探与发展指导[1]。经过国内外相关研究团队在10多年间的试验探究（如图1所示），已经初步建立起无人机试验的技术框架与试验路线，为本次试验提供了宝贵的经验与指导方针，确定了技术的基本框架逻辑，为试验的初步进行提供了思路。

2无人机自主建造技术的系统框架研究与搭建

2.1系统框架的研究与搭建

无人机自主运动系统的控制是一项非常繁杂的项目，其需要多终端、多传感器的协同配合运行。在系统框架的搭建过程引入SSH（安全外壳协议）连接协议将建筑师传统的数字设计平台Grasshopper与无人机的机载电脑RasbarryPi4B实现数据传输，从而沟通起了Windows和Linux操作系统。其多API（应用程序编程接口）接口的特性为无人机未来机载更多传感器提供了可能。无人机的运动控制是以Dronekit（无人机工具箱编程模块）控制Pixhawk(飞行控制器品牌)飞控系统，并通过在WSL（适用于Linux的Windows子系统）系统下搭建软件在环仿真SITL（无人机软件仿真系统）系统，对在Grasshopper系统内预规划好的无人机飞行路径进行规划模拟飞行，并通过二维QGroundControl地面站和微软基于UE4（虚幻4引擎）开发的三维模拟系统Airsim（自动驾驶仿真）对模拟进行实时监控以此来对无人机飞行进行虚拟仿真从而降低未来真实飞行对无人机的损耗与误差。在此基础上所搭建起的适用于无人机建造复杂场景的自主建造技术框架主要由无人机路径规划系统、机载控制系统与无人机仿真模拟系统3部分组成。无人机的路径规划系统由Rhino和Grasshopper作为主要的路径规划工具对无人机在三维空间的飞行进行了可视化的路径规划。通过GH－python（蚱蜢软件内部置入的编程模块）将相关数据打包到本地计算机，通过调用SSH连接协议自动发包到机载RasbarryPi电脑上。机载控制系统则通过调用本地Dronekit（无人机工具箱编程模块）程序对发包来的程序进行调用，从而可以通过MAVLINK控制机载飞控系统PIXHAWK利用机载的姿态传感器，其包含了陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计和空速计等传感器系统，用于对无人机实时局部姿态信息进行实时监控与处理。无人机仿真模拟系统可以在WSL（适用于Linux的Windows子系统）系统内对无人机飞行路径与状态进行仿真模拟，并通过地面站对其进行二维监控，此外也可以通过基于UE4平台开发的Airsim三维模拟系统对其飞行路径进行三维角度的空间模拟（如图2所示）。

2.2自制无人机的构造设计与系统调试

无人机独特的自主运动模式对无人机自主建造技术有着基本的设计约束，这也使得无人机在构造层面具有模板化的特点，不能进行大幅度改造。能够实现自主建造的自制无人机主要由3部分构成，分别是动力系统、飞行控制系统与工具端（如图3所示）。动力系统主要由电池、电机和螺旋桨构成，为无人机的升空与其他系统的运行提供了动力支持。飞行控制系统由机载电脑、飞控、传感器与接收器构成，用于检测无人的飞行状态，确定无人机的实时位置，接收无人机的工作命令，稳定飞行器的姿态及控制无人机运动等。工具端则是无人机具体工作的作用部分，根据工具端搭载工具的不同可以完成摄像、喷洒液体及搬运实体等不同任务。不同系统部分当中，飞行控制系统在复杂的现场建造环境中受到了最大的威胁与挑战，其系统内部的传感器精度与结构工件的特性及施工高度所带来的地面效应都会影响到无人机实时运动精度。在自主飞行的模式下如果没有对误差进行及时地更正与消除就会叠加与累积，从而难以实现毫米级的稳定悬停，甚至造成严重的飞行事故。因此，无人机的构造设计与系统调试应该重点对无人机的控制系统进行改进，以允许一定的误差，并对误差进行及时消除与更正。在本试验当中，无人机机架主体是在F450机架的基础上改进而成的，搭配了Pixhawk2.4.8飞控及Rasberry4B，在自主搭建的技术系统框架下经过反复的虚拟仿真模拟试验进行调整，并通过机外的可追踪全站仪定位系统进行飞行数据的检测，以进行飞行位置的实时校对来降低飞行的误差。工具端则搭载了可调舵机驱动下的自动绕线轮，制造出了可以实现3cm误差范围内的可调节的线性缠绕工具端。

2.3现场工作环境建立

本研究试验中的完整工作环境由徕卡TS60全站仪、无人机起落架、送料口、充电器和安全网等组成。装置建造试验选在某学校实验室，实验室层高4m，试验区域面积约为5m×6m。试验主体为2个相距2.5m的1.5m高铝制架子构成，2个架子上分别有0.9m×0.9m的方框，方框上焊接有多个5cm长的绕线柱（如图4所示）。

3适用于无人机自主建造技术复合纤维结构的设计研究

3.1无人机自主建造技术下复合纤维材料设计

在同一根纤维截面上存在2种或2种以上不相混合的聚合物纤维，这种纤维称复合纤维，因其具有较好的抗疲劳性能和力学性能，被广泛地应用于多个领域。在无人机的自主建造过程当中，因其飞行速度相对较快，飞行角度变化大，飞行所产生的升力、拉力相对较大及飞机自身的荷载能力有限，故需要比强度和比刚度较大、减振性能良好、抗疲劳性能好和具有良好力学性能的复合纤维材料。在经过查找相关资料后发现，由德国斯图加特大学发明的一种无芯碳纤维增强复合纤维具有上述优势，其无芯结构减少了自身的自重，碳纤维的材料特性使其具有良好的抗疲劳能力和力学性能。

3.2空间缠绕整体形态设计

多层纤维叠层的数字找形过程是十分复杂的，且最终的找形形态也只能在一定程度上表现现实的结构形态。因此，在Grasshopper中采用按比例缩放的物理模型来进行整体建造过程的基准测试和验证。将其纤维缠绕路径在软件中模拟后，通过Grasshopper的力学模拟插件对其进行力学模拟，从而用于评估多层纤维叠层的力学形态与结构性能（如图5所示）。

4无人机现场复合纤维结构建造技术

轨迹规划是无人机自主建造的首要步骤。在本研究中，基于复合纤维结构的自主建造路径规划是通过Grasshopper软件下搭建的计算性设计系统，通过分析复合纤维结构的线形结构并通过Grasshopper运算器的处理将结构中的空间点坐标转换为带有时间戳的数组（如图6所示），其中包含无人机的空间坐标信息和姿态角度信息航点等相关参数，并将参数以全局坐标信息的格式打包发送至无人机的机载电脑，机载电脑当中的Dronekit（无人机工具箱编程模块）系统通过对相关参数进行分析发送指令给飞控从而控制无人机自主飞行，不同系统间的实时通信保证了无人机安全地进行自主飞行，并可进行实时调整与控制。在该系统当中，基于复合纤维结构下的无人机建造运动轨迹是根据其生成规则自动生成的，该系统具有较强的普适性，可以满足不同设计师对于造型的不同需求，并通过虚拟仿真系统进行快速的调试与修改。无人机的运动是通过机架悬臂顶端的4个电机带动螺旋桨进行飞行的，因此其在不同方向的飞行运动可能会存在一定的误差，从而导致实时的飞行路径会与计算模拟的飞行路径之间存在偏差，此时就需要机外监测系统对无人机的实时位置进行监测，并将此飞机位置数据反馈给地面的航线监测系统。地面的监测系统通过可视化信息将自主建造的全过程信息保存记录并实时反馈。系统根据结构设计中的缠绕路径航线点位的参数，分析其飞行的航点顺序、速度与方向等，生成一系列的实时控制指令控制无人机进行自主飞行，最终实现基于复合纤维结构下无人机全过程自主建造的试验（如图7所示）。

5结束语

第9篇：智能建造方向范文

【关键词】建筑节能；设计要点；节能技术；应用

在城市化进程如此迅速的情况下，怎样有效的协调能源和建设之间的关系成为了各项城市建设特别是建筑建设所主要思考的问题。特别是在现在人们生活水平不断提升的情况下，人们的节能意识越来越强，对建筑设计提出了更高的要求。对建筑节能进行有效的设计和优化是我国建筑行业发展的迫切需要，更是未来建筑业发展的主要方向和趋势。

一、建筑节能的概念

总的来说，建筑节能是指在建筑施工的整个过程中，在满足同等需要或者相同目的的条件下，尽可能的减少在施工过程中的能源的消耗，提高能源的使用率。具体来说，建筑节能是指建筑从它的选址、规划、设计、建造和使用的环节开始，通过采用节能型的建筑材料、产品和设备，执行严格节能标准，加强建筑物所使用的节能设备的运行管理，合理的规划和设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率，同时尽可能的利用可再生资源，在确保建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效的利用能源的一个总的系统工程。

二、建筑节能的现状

我国的建筑耗能量每年都呈现大幅度的上升趋势，现在已经达到全社会能源消耗量的32%，而发达国家的建筑能耗一般仅占全国总能耗的33%左右。再加上近年来城市化进程的不断加快，建筑耗能量还有明显的上升趋势。根据检测报告显示，我国已经建成的建筑有400亿平方米以上都属于高耗能建筑，潜伏着很大的能源危机。对于未落成的或正在规划中的建筑面积保守估计到2020年将会到达700亿平方米，这其中如若不考虑节能的话，我国的高耗能指数又会攀上一个高度，无形中加重能源危机。

三、建筑节能的必要性

建筑节能工作的有效开展和推进有利于从根本上促进能源资源的节约和合理利用，缓解能源资源供应紧张与经济社会发展的需求之间的矛盾；有利于完成我国节能减排的目标，努力构建低碳社会，促进经济的可持续发展；有利于增强全国人民的能源节省意识，推动整个能源节省工作的进行；有利于改善生活环境，提高人民的总体生活水平；有利于保障国家能源安全，贯彻落实科学发展观；有利于缩小与发达国家之间的差距，增强综合国力，树立中国在国际上的大国形象。

四、建筑节能的设计要点

因我国幅员辽阔，建筑节能设计的时候要充分的考虑建筑物所处当地的环境和气候，选用最新的节能建筑材料和技术，降低能源的消耗。在设计规划的过程中，除了对建筑的整体进行规划和设计以外，还要对建筑结构的进行考虑，争取达到整体节能的效果。

1、整体节能规划

整体的节能规划要充分的考察当地的的气候特征和地理环境，从建筑的选址、建筑相关的道路的布局、建筑的朝向、建筑间的间距、建筑的通风条件和日照条件、建筑的整体功能等方面进行深入的研究和考量，通过合理的规划布局，创造有利于节能的微气候环境。

在传统的建筑设计过程中对节能方面的考虑是较少的，通常把风向作为建筑选址和设计的主要依据，没有对建筑物周边的受地理换件、地形地貌等影响较为严重的微气候进行仔细的考察，特别是像新疆地区，其受西伯利亚地区的影响风力对其影响较大，但是由于所处地理纬度比较高，其沙漠化面积比较多，如吐鲁番地区某些月份的日照格外的强烈，在该地区进行建筑的时候就要充分的考虑该地的条件，着重关注建筑的保温和部分建筑的空调问题，而这两大部分又是建筑节能的主要方面，对其进行有效的规划就能达到很到建筑节能的效果。因此在规划设计的过程中统筹当地的宏观气候、间接气候和微观气候，采取有效的建筑措施增加气候环境的有利影响，减少和修正不利影响，采取相应的、有效的节能设计措施，提高居住环境的舒适度和低能耗率。

2、单体节能规划

建筑的单体节能规划是在整体规划的基础上对建筑的各个的结构进行节能规划和设计。通常涉及的单体结构有围护结构、窗口阳台等，围护结构主要包括屋顶、墙壁等，在规划设计的过程中要合理的选择结构的材料和构造的形式，如屋顶在节能设计的过程中为了通风考虑可以考虑造成蓄水屋顶、植被屋顶或者是带阁楼层的坡屋子顶等多种多样的结构形式，墙壁可以考虑用加气混凝土砖块或者砂加气砖块等节能性较好的材料进行建造。在阳台规划的时候可以根据当地的日照强度将阳台设计成外遮阳、内遮阳或者中间遮阳的造型形式，此外阳台的面积和开度也是设计阶段所要考虑的问题，面积的大小和开度会直接影响室内温度和可视度。与此同时，节能阳台材料的选择在建筑节能设计中也是重要的一项措施。

五、建筑节能技术的应用

1、墙体节能技术

墙体是建筑物的主要组成部分，是建筑护结构的主体。建筑的墙体通常有单一墙体和复合墙体，对于单一墙体，在过去的建筑施工过程中通常选用以实心粘土砖作为主要的墙体材料，而实心粘土砖在建造的过程中会消耗大量的能源和资源。在一些粘土资源特别丰富的地区，可以按照节能的要求对砖的尺寸和孔型进行改进，发展多孔砖；在一些用粉煤灰、煤矸石、浮石等材料制造砖块的地方按照节能的要求用保温砂浆将这些混凝土的空心砌块进行砌筑，这些空心砌块有很强的保温作用，节省工程建筑的其他保温材料的使用，达到很好的节能效果。复合墙体弥补了单一墙体在隔热方面的缺陷，符合建筑节能的要求，其越来越成为当代墙体的主流。复合墙体通常采用砖或者混凝土作为承重墙，并兼用一些绝热材料，又或者用钢或者钢筋混凝土框架结构配合一些绝热的薄壁材料建造而成。不管哪种墙体在对其进行建筑节能时，最关键的就是建筑材料，大力的推广空心砖，扩大加气混凝土的应用，发展带空气层的外墙的建造。

2、门窗节能技术

门窗是建筑护结构中最容易透风的位置，而且住宅门窗的耗能占了建筑物热损失的60%左右，对门窗的绝热性能进行改善是节能工作的一个重点。首先，要根据外墙的面积来确定窗户的面积，确定窗墙比，北方的一些地区东、西、北向的窗户的传热系数均大于外墙，所以在对其进行建造的时候可以适当的扩大窗墙比。故可见采光条允许的条件下可以有效的控制窗墙比以及夜间设保温窗帘、窗板对节能的重要性。此外，为了减少对保温材料的浪费和使用，可以窗户的建造过程中就采用有效的手段譬如建立双层或者三层窗，在内外层玻璃之间形成密闭的空气层等，既达到保温的效果，又达到节能的效果。

3、屋面节能技术

不管多层建筑还是底层建筑，顶层住房的冬冷夏热的问题一直是居民比较关注的问题，不过随着现代节能技术的应用，该种情况得到了有效的缓解。一般的居民住宅通常分为平顶屋面和斜顶屋面，对于平顶屋面，在节能技术中通常采用加气混凝土建造屋面，厚度通常比以前的增加50-100mm，此外在表层用闭孔型的聚苯板进行固定和铺设，减缓防水层的老化，达到很好的保温效果；对于斜顶屋面，可以顺着屋面的倾斜方向在顶内铺钉玻璃棉毡或者岩棉毡，又或者在天棚上铺设一些绝热材料为屋顶铺设有效的保温层。

六、结 语

为了有效的缓解现今能源消耗大、供应紧张的状况，作为高能源消耗行业的建筑业在工程建设的过程中要进行合理的节能规划，采取有效的节能技术，降低建筑过程中的能源消耗，保证建筑功能的有效发挥，推动建筑业的良性发展。

参考文献：

[1]孙浩.智能建筑节能方案初探[J].智能建筑，2005，210（57）：24-27.