时间：2023-07-20 09:22:23
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一、智能建筑
智能建筑的实质是建立在一个以计算机应用信息系统为平台的空间当中，将受用设备，应用功能与系统操控相关的要素有效的结合在一起，对智能设备终端反馈的信息，通过系统预制数据分析，由系统智能判定做出自动调控命令，实现建筑内部安防管理，能源管理，服务管理，资源分配，供需信息对称，以此实现了建筑应用的智能化，这对我们的生活便利，工作，安全，产生了重大影响，
1.1智能建筑在欧洲发的国家的发展
欧洲国家很早就意识到了IT信息技术将会走进社会发展，以及生活的各个领域，早在1992年的时候，由欧洲智能建筑协承办并组织了智能建筑在欧洲的应用以及发展的规划，参与者由欧洲部分国家的计算机专家与相关行业的学者一同规划探讨，依据当时最具尖端的行业技术，以及信息调研作为参考，拟定研讨材料，并以此为基础发表了当时最具参考性的（智能建筑在欧洲）的智能建筑应用应用与发展规划纲要，该纲要规划了欧洲在过去及未来智能建筑应用的三个阶段及发展，纲要内的三个阶段容包括，
第一：自动化技术应用阶段（1980-1985）年
第二：通信与自动化相结合应用阶段（1985-1995）年
第三：信息网络技术与系统集成应用阶段（1995）年以后
以此三个阶段描绘了相对于欧洲国家对计算机技术应用职能领域的较早认知，以及此类技术在未来发展重的需求重要性。
1.2其他发达国家对智能技术领域的重视
随着计算机技术的诞生于发展，对国民发展产生了重大的影响，同样受到的其他国家的重视，新加坡政府在1981也开始着力国家电脑化的发展规划，又在1986你啊再次提出（国家科技计划），经过了十年的发展，在1991年最终提出发展新加坡为：“智能岛”的总体规划和实施纲要，智能岛的称为涵盖了多个领域，十年来的计算机发展，机构的自动化应用，用智能化带动了社会的进步，企业的全系管理，生产流程发展生了翻天覆地的变化，在沟通与信息对称的进不上有效的提高了产能，降低成本，以及高效率的人员管理，这样的企业叫做智慧型企业，而在建筑领域有着同样创造性的发展，建筑设施的电脑化管理应用，被称为智慧型建筑物。随着21世纪的到来，以及不断发展更新的计算机信息科技不断产生，美国公布了（21世纪的技术：计算机、信息和通讯录）研究报告书，为21世纪在智能建筑中的应用于指出了方向，报告指出：信息技术的发展趋势将随着高新技术的不断发展，未来的应用将会建立在网络应用之上，能够使得人与机之间通过无线技术交互能力，实现信息处理。在技术上发展的重点将是虚拟技术、协同合作、可视化技术、在应用上必须密切结合应用需求，强调综合的集成。随着新世纪的到来，信息网络必将显现出旺盛的生命力。
二、网络技术
2.1信息网络技术
目前，基于web的网络技术正成为建筑物或企业内部的信息主干网络的直流形式，信息网络技术在建筑物中的应用，通过单一的网络浏览器界面，访问建筑物内部网络上的web信息，有效的提高了建筑物内部员工的工作效率，和管理人员的管理质量，提高建筑物物业管理层的决策与全局事件协同和处理的能力。在应对突发事件的状态下，能够第一时间掌握信息并做出决策。
2.2可视化技术
可视化技术是指基于网络化的视像传输、交互和提供多媒体视像的技术，就现阶段来讲，在智能建筑内的数字影视点播，和会议电视，均是采用可视化技术像建筑物内的网络桌面系统提供视像的传输、交互以及相关的服务功能。
可视化技术在智能建筑物重的应用：
数字影视的点播向智能建筑物网内的网络桌面系统提供者诸如电影，电视节目，以及动画游戏和远程教学等交互式视像服务。会议电视形式，是向智能建筑物内的网络桌面系统提供点对点的或是网络形式的多媒体影响传输服务。
2.3流动办公技术
流动办公就是利用网络技术，通讯设备，通讯技术，以及可视化技术，家庭智能化技术，向异地网络对端的办公人员提供一个虚拟的办公环境、所以流动办公技术成为多想现代科技的综合。使用流动办公技术，可以是办公轻松，不熟地域的限制，在出行旅途中如同在自己的家里办公一样，能够随时随地的进入公司固有的办公流程，并且做到及时的处理文件和阅读资料，利用流动可是技术参加公司的办公会议，实现远程操控办公设备的工作。
2.4家庭智能化技术
家庭智能化技术在90年代初的欧美发达国家就已经先后提出了智能住宅的概念，通过智能化及时在家居中的应用，能够实现家庭中的各种与信息相关的通信设备、家用电器等和家庭中的安保设置通过家庭总线技术来链接到一个家庭化智能系统上来进行集中的跨地域性监视。控制和家庭的事务性管理，保持家庭设施与家居环境的协调运行，家庭智能化技术所提供的应用是：由一个家庭智能化信息系统构成的高度安全的、生活舒适性。和通讯快捷性，的信息化、自动化的居住环境。从而来满足21世纪信息资讯社会人们快节奏的生活方式，工作方式，以及能够与外部社会保持完全开放的生活环境。
家庭智能化技术在建筑物中的应用：
涉及到家庭的安全防范：火灾报警、防盗报警，煤气泄漏报警和紧急求救报警，家庭的自动化体现在利用远程遥控（空调、照明、加热器、影视播放设备风电气设施。）智能技术在智能建筑物内部有效节约能源上面有很大体现，随着21世纪智能移动终端的发展与普及，家庭供暖面临着既要节约能源要，家庭经费的开支，又要保证采暖的正常舒适供应，通过智能家居技术，和采暖设施的有效结合，家庭智能系统，通过无线技术可以实现远程智能操控调节，目前采暖中央空调以及室内燃气壁挂炉都可以实现设备智能设定时段，按需提供家庭的采暖温度，在并且能够通过传感器实现不需要的情况下停止供热，和降低温度采暖的人性化需求，还可以通过移动终端实现远程的控制。
总结：在智能建筑的应用方面，采用21世纪新技术将其涉及面进行扩大，使其能够满足业主的应用需求，将成为智能建筑基于计算机技术发展的目标与方向。
【参考文献】
据媒体报道，目前已有江苏、浙江、山东、广西等26个省市调整了上网电价浮动范围，部分地区交易电价“顶格”上浮20%。
限电形势下的挑战和机遇
在“限电潮”、“涨价潮”、能耗双控等多重压力下，部分企业的生产经营面临困境。如何应对限电限产和能耗双控？如何以低成本实现用能效益优化？这些问题已成为企业需要长期面对的严峻挑战。
今年9月，国家发改委印发《完善能源消费强度和总量双控制度方案》。《方案》提出，积极推广综合能源服务、合同能源管理模式，持续释放节能市场潜力和活力。
综合能源服务是以降低用户能耗水平以及用能成本为目标，结合市场、政策以及技术发展现状和趋势，综合利用分布式发电技术、节能技术以及信息化技术等为用户提供能源优化服务的新型能源服务模式。随着国家能源体制改革的深化，国内能源结构不断调整和清洁替代，综合能源服务以其高度智能化和信息化的特征，能够满足新形势下能源生产、交易和利用等过程的服务升级需求，在能源服务领域有广阔的发展前景。
针对新一轮能源结构调整和能源技术变革趋势，远光软件基于对能源电力行业的深刻洞察，自主研发了远光综合能源服务平台，助力提升能源生产及利用效率，实现绿色低碳发展。
远光综合能源服务平台是以物联网为载体，以大数据、人工智能等技术为基础，提供综合能源供应、销售、消费服务的综合服务云平台。平台以能源用户为中心，提供信息采集、能效分析、节能服务、需求响应、能源托管、能源交易等服务，为综合能源服务商的客户服务、业务创新、商业模式创新等提供支持，可支撑企业综合能源、园区综合能源、智慧城市综合能源运营。
应用案例：如何打造节能降耗智慧园区？
走进远光软件园，打开手机即可获取光伏发电量、储能状态等数据，实现智能用电。在园区的智慧能源大屏里，园区能耗、实时负荷、储能收益、配电运行状态等信息都能实时汇集，并通过大屏幕清晰地展现出来......这便是远光综合能源服务平台在智慧园区的应用场景。
在远光软件园，远光综合能源服务平台被应用于园区储能、光伏发电、汽车充电桩管理等多个方面,并基于物联网技术实现建筑能耗、机电设备运行状态、电能质量数据、建筑内部环境数据的全面监视和数据可视化展示，实现园区用能的智能化、数字化和可视化管理，有效降低园区用能成本，优化能源利用效率，促进节能减碳。
1．光伏电站——节能减排，低碳创收
远光软件园的屋顶分布式光伏发电站，可利用面积1238平方米，总装机容量为107.665kWp，选用 305Wp 单晶硅组件共353块，采用组串式逆变器2台。系统年均发电量为105845kWh，可减少二氧化碳排放105.53吨。
平台将光伏电站所发电力优先供给机房服务器使用，减少用电成本，节约峰值电费。此外，平台采取“自发自用，余电上网”或“绿电交易”模式将剩余电力自动送入公共电网系统，既增加了企业收益，又促进了能源绿色环保可再生使用，可谓是减碳创收利器。在停电时，光伏与储能可以构建离网运行的“光储微网”，通过智能调度满足用户重点负荷的用电需求。
2．储能电站——不惧限电，保驾护航
远光软件园安装的电力集装箱储能装置采用40尺的集装箱作为载体，内置1套总容量为774KWH的再生锂电池储能系统、1台250KW双向变流器、1套能量管理系统和相关辅助系统。
综合能源服务平台对储能设备的运行状态、能量、环境等进行监控和优化，一方面可适应国家削峰填谷的工业用电措施，在夜晚较低电价时段储能，在白天高电价时段使用，可以为公司节省大量用电成本；另一方面可作为紧急备用电源使用，在停电时能够和园区光伏组成“光伏微网”，通过离网运行支撑园区重要负荷运转。免除由于拉闸限电、台风灾害或其他原因导致突发断电带来的不便。
3．充电桩——合理引导，有序用电
平台利用综合能源服务业务与充电业务的智-云-边-端深度融合，实现车、桩、网的有序调度。平台支持运营方启动有序充电优惠活动和有序充电调度实施，支持园区参与V2G等需求响应活动。
平台结合历史负荷数据以及变化趋势曲线，进行充电运行策略引导，对园区实行充电管控。例如，平台及时价格优化策略，引导外部车辆和员工避开充电高峰。
4．建筑能效综合管理——管控优化，开源节流
平台基于建筑能耗分析模型对建筑能耗数据进行全面分析，包括能耗趋势分析、对比分析、用能指标分析和能效对标等功能，在能效指标以及对标的基础上，全面分析建筑用能问题和节能方向，支撑建筑能效优化。
园区在能源监视和能效分析的基础上，基于平台的能效优化算法以及能源调度策略，实现建筑内空调、照明以及电源等机电设备优化运行与控制，提高建筑整体能效水平，降低建筑用能成本。同时，平台能够为用户提供移动端的应用，包括能耗监视、统计分析、能耗预警和能耗报警功能，支持用户随时了解建筑能源信息和能源异常，及时对建筑能源运行进行管理和优化。
1BIM技术在建筑工程管理中的作用分析
1.1构建沟通平台
BIM技术在进行建筑信息模型的构建中能够解决二维设计图纸中专业化过强的问题。一般而言在没有通过系统的学习前，对于立面、剖面、平面等都难以明确，因此在进行应用的过程中，管理层往往也只能通过管理途径进行管理，对于工程的了解则往往比较片面。而使用建筑信息模型，工程的设计则是完全能够理解的，三维的立体模型能够通过肉眼察觉到其中存在的问题，对于管理而言也能够增强对工程的认识，通过模型可以生成效果图以及报表，在设计及建造和投运过程中，也能够在可视化状态下展开沟通以及决策，能够明确问题、提升沟通1效.2率实。现事前协同
其次项目在进行的过程中，施工单位及设计单位、业主因为各自接口问题市场发生冲突，进而召开接口协调及配合会议，寻找接口问题根源以及解决的办法，一次作出补救。此类的现象发生较为频繁，BIM平台构建完成之后便能达成事前处理，对接口问题进行有效的反映，从而实现实施前解决问题。最为典型的就是装饰施工项目中的管线施工，通过BIM模型的碰撞检查程序就能对管线中存在的问题进行明确，因为改善之后可能会造成其他影响，一般问题改善后还会再次进行碰撞检查，不断的对管线布置优化，以此在工程实施之前编制好合理有效的施工方案，为整体工会才能效益实现亦有积极作用。
2BIM技术在建筑工程项目管理中应用
2.1场地分析
在实际进行施工的过程中，施工场地信息对于建筑整体设计方案的合理性有着较为直接的影响，若是不经过有效的分析整理回到施工过程受到一定影响。因此在进行方案设计的过程中，首先需要对场地的地貌、地质、地形以及实际现状和交通等情况进行细致的分析。以往施工场地分析的过程中有较多的问题，现场分析时对于定性分析过于重视，而在定量分析则较为忽略。使用BIM技术与实际施工过程中，能够将BIM和定位系统融合，对整体施工场地进行模拟，进而得到场地物理数据，通过对物理数据的处理为施工现场规划与设计提供可靠数据2。.2建筑设计
我国以往进行建筑设计的过程中，一般使用二维设计方式来表达设计意图。而使用BIM技术能够实现可视化的数字建筑模型，也即是三维模型。通过三维模型构建，设计也能实现可视化，对于设计效果的表达亦能更加直观。这一类的可视化模型初步构建完成之后建筑设计师可以通过建筑物旋转等方式来实现空间效果的探查，并通过修改数据等方式来实现细部设计的优化。随着现代建筑工程规模逐渐扩大，导致现代建筑设计工作任务也逐渐繁重，就算是建立模型也需要较多的时间，而使用二维图纸设计方式不仅缺乏直观效果，同时在设计的合理性也无法探讨，有完整的、系统的设计表达成为设计师们共同的愿求，而BIM能够实现这一诉求，并且远不止于此。
二维图纸设计中，每一张图纸都是一个子项目单元，根据工程规模确定子项目单元的数量，方案设计之初由设计师绘制相应的平面图，之后从不同角度进行剖面图及立面图的绘制，跟随建筑设计项目阶段的迁延，一旦出现不合理需要修改的部分，那么从修改的那一部分至目前阶段的图纸可能都需要进行修改，并重新进行图纸绘制。这使得工程图纸设计工作的工期严重被延误，然而这些工作一定程度上可以被划分为不产生任何附加价值的步骤。使用BIM技术在设计过程中，修改某一部分时能够实现自动改变，同时能够提供给客户建筑任意视图，比如平面图及剖面图及大样图等。在图纸的设计工作得到有效简化后，图纸设计的效率能够有效提升，能够推动整体工程的进程。
另一方面，设计工作中业主变更诉求相对较为多，这是传统设计中最为耗时的部分，不同于某一不合理部分的小篇幅修改，客户提出的设计变更要求往往是复杂且多样化的，相对复杂且不具体化的要求，应用BIM能够快速推进这一要求的发展，使得客户要求得到满足的同时，设计工期不会大幅延长。这也是上文所说的自动修改，因为数字化模型提取的数据是从同一数据库中进行的，因此，设计师只要不是推翻某一部分设计，而是进行设计变更都能实时进行整体的调整及更新。综合而言，BIM在工程项目设计管理中不仅能够实现设计效率化，更能实现高质量目标。
2.3施工及投运管理
项目进入施工阶段中，BIM技术可以为施工工艺选择及施工工序设计提供支撑，一般而言进行施工设计的过程中，BIM技术能够实现精准化的目标。以往进行施工管理的过程中因为工程设计问题，往往会导致施工变更一类的情况出现，这是由于施工设计与实际状况不能实现统一，在工程设计合理、精确的情况下，施工管理也减轻了较大压力。施工管理中的进度管理也是较为关键的部分，通过BIM施工安装模块以及编辑器的管理能够实现施工进度查询及调整，能够为施工进度与计划进度提供刻度，完善施工进度管理。
3结语
随着现代建筑工程项目规模不断扩大，同时人们对于住房的质量要求不断提升，工程项目管理工作成为建筑工程难度较大的部分，不论是在工程设计、工程施工的过程中，还是在后期的投运管理。本文对BIM技术在建筑工程项目管理中应用进行了分析，能够为建筑工程项目管理提供借鉴。
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1 前言
所谓BIM技术，即Building Information Modeling建筑信息模型技术。集几何图形和设计、计算及其相关信息兼备的数字化三维模型。建立跨专业的动态设计关联；做到一次修改，处处更新。提供强大的信息平台，使各种数字化的分析、模拟比较，以及自动图形输出成为可能[1]。
建立基于建筑信息模型的设备设计软件系统框架和数据架构，能够在不同设计阶段、设备系列不同设计计算软件（暖通空调设计、建筑给排水和电气设计计算软件）之间，实现数据共享，避免数据的不一致，减少二次输入，提高设计效率和设计质量。研究与应用智能化、可视化、模型设计、协同等技术，创建建筑、结构和设备设计协同工作平台；积极推进协同设计技术的普及应用，通过协同设计技术改变工程设计的沟通方式，减少“错、漏、碰、缺”等错误的发生，提高设计产品质量。针对实现设备各个专业之间的信息充分互用，提高信息的复用率，从而达到降低设计和管理成本，提高设计和生产效率[2]。
2 建立BIM软件的协同机制
BIM带来的是激动人心的技术冲击，而更加值得注意的是BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术，也将是新的工作流及新的行业惯例。
未来的协同设计，将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它将与BIM融合，成为设计手段本身的一部分。借助于BIM的技术优势，协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要设计、施工、运营、维护等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效率的大幅提升[3]。
3 软件操作和图形平台
如果想要进一步提高设备软件的竞争力，就要建立三维的图形平台。因为很多用户采用AutoCAD进行二维图纸的绘制，如果能够成功地将用户二维图纸成功转化为三维效果图，更方便设计人员直观地了解管网和设备的空间布置情况，能及时进行管网和设备的碰撞检查。
采用3D的图形平台，不仅能够吸引设计单位的用户，同时吸引一些施工单位的新用户。设备软件特点包括管网复杂，设备多，尤其设计人员画好二维的CAD图纸，能够转换成三维图，首先检查自己的设计是否合理，同时很方便施工单位查看设计效果，能够及时、有效地和施工单位进行沟通，提高效率。同时还可以增加施工单位新用户，在施工过程中，施工人员有时看不太懂平面图或是理解有误，容易造成施工单位的时间和工程损失，因此施工单位需要购买软件，有效地避免损失，提高效率。
4 加强碰撞检查
在当今设计工程中，在大型公建中设备专业投资已占总工程投资的1/3以上，在设计阶段，分析计算，管道碰撞检查等越来越引起设计者和施工者的关注，在全生命周期内，运行维护管理也是以设备专业为主，包括设备运行能耗监测，设备运行状况管理。结合平台和建筑软件的发展，开展设备软件深层次的开发。
5 改进了传统数据库的管理功能
基于关系型数据库的设备信息管理平台主要收录二维图纸、文字与照片。同一数据库的各类数据之间、不同的管理层级数据库之间、设计变更与数据库之间、设备维修更新设计与数据库之间均存在着严重的“信息孤岛”现象。这种二维、静态、孤立的数据系统从根本上无法实现设备BIM全生命周期管理所需的设备专业设计、设计变更、竣工信息和管理信息的时时更新等功能[4]。
BIM 技术通过统一的三维数据模型，为相关数据建立了丰富的关系数据表，将如上三类信息有机整合在几何模型与构件属性之中，为比对数据、生成明细表、提取构件等查询分析活动建立有效的方式，同时，借助用户的人性化参数实时输入和更新功能，真正实现数据管理及成果表达向三维、动态、交互式的转变。
6 增加多联机
多联机是最近几年发展起来的一种新型中央空调系统，具有节能、舒适、控制灵活等特点，可满足不同规模建筑物的要求。
多联机模块：可完成图纸绘制及系统计算，提供室内、外机数据库的维护和扩充功能。目前库中有大金、海尔、美的、海信、日立等厂家的常用系列及产品类型，并链接有产品实际照片，方便用户选取。应该建立多联机模块，而且数据库中需要更多的产品类别，才能提高市场竞争力。
7 形成完整的生命周期管理平台
3维BIM 系统则可实现建筑和设备各类构件的更新管理与其他非几何信息的植入，二者结合可从全方位对于建筑设备信息进行集成，实现数据、用户界面、应用程序和模拟计算的有效结合，使建筑内暖通空调、给排水和电器专业的管理可预测、可协作、可视化、可分析，并与数字管理相衔接。不仅可为建筑内设备的监控、维修、更新、记录研究服务，对于建筑物冷暖负荷、水力计算等模拟结果和能效分析的可视化提供了可能[5]。
8 结论
集成主要暖通空调、建筑给排水和电气设计软件，同时创建拥有全生命周期的建筑、结构和设备设计协同工作平台；能够提升设计人员的工作效率，专心于方案设计，而不是绘图。提高准确性，实现建筑节能设计，轻松完成协调工作，让所有项目参数者，如设计人员、施工管理人员和项目维护人员进行无障碍的沟通，能够将有关项目信息进行连续积累，避免遗漏和丢失。实现设备各个专业之间的信息充分互用，提高信息的复用率，从而达到降低设计和管理成本，提高设计和生产效率。
参考文献
[1] 邱相武， 赵志安， 邱勇云. 基于BIM技术的建筑节能设计软件开发研究[J].建筑科学， 2012 （06）： 24-28
[2] 邱勇云， 邱相武， 赵志安. 基于BIM的暖通3D CAD开发研究[J].暖通空调， 2011 （04）： 65-68
一、引言
自从CAD技术的研发以来，虽然CAD技术彻底将建筑师、工程师们从手工绘图中解放了出来，实现了工程设计领域的第一次信息革命，但随着现代化社会的发展，CAD逐渐呈现出难以适应新时期社会发展的需要。针对这种情况，人们在CAD技术的基础上，提出了BIM技术。通过近些年来BIM技术在建筑业的应用日益普及和深入，并受到城镇化进程和众多大型复杂的建筑的市场需求，以及全世界范围内的节能减排要求的影响，促使BIM技术应用得到了进一步的关注和重视。根据预测，BIM或将引领建筑业的又一次信息革命。为此，本文主要根据
二、BIM-建筑信息模型的基本概念
IM-建筑信息模型（Buiding Information Modeling）是在参考建筑工程项目的各项相关信息数据的基础上，建立建筑模型的。建筑信息模型，作为一种数字信息化模型，主要用于设计、建造、管理等方面，能够起到支持建筑工程的集成管理环境，提高工程效率，规避风险的重要作用。
在建筑工程整个生命周期中，建筑信息模型主要包括建筑物信息模型、建筑工程管理行为模型两种。通过结合建筑物信息模型和建筑物工程管理行为模型，可以模拟实际的建筑工程建设行为，并利用BIM技术进行四维模拟实际施工，不但能够直观地发现实际施工阶段可能出现的问题，以便提前处理。同时，还能够作为后期施工的可行性指导，为施工单位提供合理的施工方案，实现人员、材料的合理配置。
三、BIM-建筑信息模型的主要特征
通常情况下，BIM-建筑信息模型具有可视化、协调化、模拟化、优化性和可出图性等主要特征。具体分析如下。
（一）可视化设计
能够借助三维的形式传递设计理念，在建筑物施工前通过电脑搭建出建筑信息模型，既方便了与业主和参建方的沟通，又能够尽量减少因设计信息传递和理解的误差而造成工程损失。
（二）多专业协同设计
一般建筑项目在设计和施工的过程中，参建方多达数十家。若采用传统的纸质图纸传递信息，可能造成同个概念多种理解，严重时甚至会造成信息传递断链。此时，BIM-建筑信息模型的协调化特征，主要体现在各参建方能够在同一个信息平台上交互设计，及时参考并调整设计方案，保障了工作的高效率。
（三）模型性
即可实时的提取其中的信息，这其中的工程量是很重要的一部分。在工程量提取方面，BIM模型相对于二维图纸更具时效性、高精度。另外，基于BIM技术的建筑信息模型，可以随时随着设计方案的不断深化而作出调整和更新工程量，有助于项目成本的管理。例如，节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等，在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，制定合理的施工方案。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制）来实现成本控制；并在后期运营阶段通过模拟日常紧急情况的处理方式，帮助施工单位制定应急预案。
（四）优化性
BIM模型提供了建筑物的实际存在信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
（五）可出图性
通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出图纸。
三、对建筑信息模型管理、建筑与环境协调可持续发展论的思考
对于工程的各参建方来说，减少错误不但能够降低不必要的施工成本，而且也有助于减少建造所需要的时间，提高施工效率。
随着我国经济的快速发展，项目管理在工程中发挥着越来越重要的作用，建设部通过大力指导项目管理工作的开展，来提高项目管理水平与国际惯例接轨，在现代化的今天，我们要充分利用现代高科技和技术，充分发挥人员的积极性，做好机电工程的质量、安全、成本管理、走专业化、现代化的项目管理道路，实现机电项目工程经济效益和社会效益。
机电工程项目管理人员应用专业知识、工程项目管理知识、法律法规知识解决在机电工程项目设计、采购、监造、安装施工、调试、试运行、竣工验收、回访保修各阶段管理中遇到的各种问题，在限定的资源使用范围内、在规定的期限内，建成实现质量目标的工程实体，并交付使用。
鉴于目前的机电工程项目管理缺乏创新和全面的体统管理，不能将新技术、新工艺的现代化技术应用于管理中去，管理封闭落后，缺乏交流与总结，不愿意借鉴先进的管理方式，缺乏现代化管理理念，另外，机电工程项目管理重视的是预期结果及其为实现这个结果而形成的整个过程。
四、职责需求
近年来，我国城市化和工业化的快速发展，从另一方面也给我国城乡人民的环境系统带来了严重影响，包括城镇急剧扩充导致耕地锐减、乡村工业化的无序发展、大气水质污染、森林面积减少、草原退化、水荒逼近、沙尘暴侵袭及温室效应等，给城乡生态环境带来了严重危机。为此，建设符合低能耗、高能效的可持续发展的绿色环保型建筑理念孕育而生。
绿色环保型建筑具有能耗低、能效高、污染少等特点，是人类与自然和谐相处的产物和标志，是人类保护自己赖以生存环境的明智的选择。
首先，建筑设计人员要有环境保护意识，要在建筑设计中充分体现和表达。另外，绿色环保型建筑一方面要体现建筑革命思想，另一方面就是国家法律法规政策的支持与保障。在宏观政策环境和相应的制度调整上，彻底放弃扭曲自然资源的不可用尽性，要求政府尽快推进市场机制的建立，以使反映资源短缺程序的市场价格的诱导机制能充分发挥作用，从而提高自然环境资源的利用效率；同时要求政府运用经济、法律以及技术上的手段进行环境产权的界定，强化环境的保护和改善，实现可持续发展制度化、法制化。
此外，还需要重塑市民的价值观与道德观，取得市民的认同与理解。在物质与精神的和谐中重塑人，必须突出人在社会发展中的核心地位、社会发展的价值目标应当使经济发展与科学文化、思想道德和社会教育的发展保持恰当的匹配关系，使精神文化的事业体现理想性与现实性，为可持续发展及环保型建筑的启动立德，我们必须建构一种能够与可持续发展特征和要求相适应的新型的道德文化体系，对传统道德文化做出批判性的继承和创造性的转化，从而建设持续而美丽的精神和物质家园。
由此可见，绿色环保型建筑是一个符合可持续发展的绿色建筑。是人类与自然和谐相处得产物，环保建筑是人类文明的标志，是人类保护自己的赖以生存环境的明智的选择。因此，我们每一位建筑师，在做建筑设计时，都要有明确的指导思想，也就是说，要有意识的保护人居环境，创造良好的居住环境。在设计方法上力求做到自然与人的协调，为共同的发展创造出优美和谐的绿色家园。
参考文献：
1.绿色建筑设计在中国的现状及问题
近年来，中国许多专家和学者也在不断的探索绿色建筑之路，编制了《绿色建筑评价标准》，提出“在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑”。这标志着我国绿色建筑发展进入新阶段，为我国绿色建筑事业奠定了坚实的基础。
由此可见绿色建筑设计已成为未来建筑设计领域的发展趋势，在不断的探索和实践中，绿色建筑设计已有了很大的发展，但仍然存在的诸多问题，制约着绿色建筑设计的普及和应用。
1.1.工作流程缺乏统一性
在《绿色建筑评价标准》的执行过程中，设计、申报、评审工作分别由不同的单位各自完成，缺乏标准化和制度化，难以形成统一高效的工作系统。且申报、资料整理、评审等工作，多数都由手工完成，工作效率低下，耗费人力物力[1]。
1.2.设计过程缺乏整体性
在设计过程当中，各个专业之间的配合并不默契，缺少协同性设计思路，因此经常出现诸多矛盾。加之，设计中各专业间绿色技能分析软件众多，兼容性差，专业性强，上手难度大，只为某个方面提供专业分析，这也严重阻碍了设计团队之间的协调配合。
1.3.设计思维缺乏创新性
目前多数设计人员缺乏对绿色建筑适宜性设计方法的研究，仍采用传统AUTOCAD等二维平面设计软件在设计工作基本完成以后，再进行建模，对建筑进行性能和能耗分析、计算等工作，而后返回对方案进行修改，如此反复。分析计算的性能数据与建筑空间和形态的关联性不强，缺少对方案空间形象和性能技术的整体把控，导致工作效率的降低。
1.4.实施管理缺乏有效性
高成本的绿色建筑技术常常只是作为设计的噱头，很少有效利用。绿色物业脱节，也给相关技术的使用带来很大不便。因此，在设计之初就应该兼顾绿色建筑在全生命周期内的使用效果。
为尽快解决绿色建筑设计中的瓶颈，扫清不必要的障碍，全面提高绿色建筑设计质量和效率，引入新的设计技术、工具、思维已经迫在眉睫。
2.基于BIM技术的绿色建筑设计基础
2.1.两者共同点：
作为建筑设计领域的两大发展趋势，BIM技术与绿色建筑设计具有许多相似和相同的理念，主要表现在以下几个方面：
（1）二者都关注建筑的整体设计
绿色建筑的设计需要整合、分析包括来自环境、材料、构造、造价方面的信息，而BIM建筑信息模型的信息全面丰富。两者结合有利于信息整合、协调，提高工作效率。
（2）二者都关注建筑的全生命周期
从时间跨度上看，绿色建筑设计从理念和技术上对建筑实现全程的“四节一环保”，而BIM则侧重于具体的设计、建造、运营的工作协调和实际效果[2]。两者都是关注于为建筑的全生命周期进行优化。
（3）二者都重视模拟分析及信息反馈
绿色建筑在设计过程中需要对采光、通风、节能、舒适度、可视性等多方面进行分析模拟，以优化设计方案。而BIM技术自身强大的模拟能力可帮助绿色建筑设计实现各种分析，并以可视化的分析结果进行及时的反馈，指导优化绿色建筑设计。
2.2. 两者结合点：
同是关注建筑全生命周期的绿色建筑设计和BIM技术，在不同的阶段，他们有各自的工作和侧重点，同时也能相互配合，贯穿建筑生命周期的各个阶段。
（1）规划设计阶段
在绿色建筑设计的规划布局阶段，应整体把握建设项目的情况，在BIM中记录建设工程的名称、属性、描述等基本信息，以便后期管理。并在BIM中录入包括地理位置，周边环境、气候条件等外界因素，运用BIM技术进行通风，采光，日照等基础分析，并建立初步的建筑总体布局模型，确定建筑的位置、朝向、大致形体尺寸、高度等设计要素，从而为后续绿色设计和环境分析提供数据基础和准备[3]。
（2）建筑设计阶段
该阶段是绿色建筑设计的重点阶段这里的绿色建筑设计包括建筑、结构、设备、景观、造价等多专业的共同协调工作，是绿色建筑设计中最重要阶段。利用BIM技术的协调性和可视化特点，使用同一模型数据，实现多专业同平台共享，避免重复劳动，让设计师真正全方位思考，多专业协同工作，提高各工种间合作效率。例如，BIM的综合碰撞检测功能，可将不同专业间的模型整合进行3D协调、检查、动态模拟等，避免在施工过程中才发现问题，反复修改，浪费人力物力[4]。
另一方面，绿色建筑设计过程中，将涉及到众多的分析模拟计算，包括日照、采光、通风、节能、给排水、暖通空调等性能设计分析，BIM中包含的建筑数据信息可直接作为其分析的基础，经过直观的结果反馈之后，可对设计进行及时的调整。通过分析计算后的数据结果，形成数据库，直接与绿色建筑评价标准对应评价，以达到绿色建筑等级标准。
（3）施工阶段
绿色建筑设计其本质核心是关注建筑的全生命周期，在施工阶段，通过BIM技术可全程监控施工组织、材料信息、用量、运输成本、以及可再利用建筑材料等，有效的控制在施工过程中的能源消耗。利用BIM模型，不仅能够自动生成施工图的平立剖面和详图，也能自动生成材料、门窗表等，并结合相关的造价数据计算出所需成本。另外，BIM技术可对施工项目进行管理，分析施工计划可行性，优化进度计划，时刻跟踪项目进度。虚拟建设模式，可对施工现场进行模拟，通过施工设计，合理布置物料运输路径、物料堆放位置以及施工机械位置等。
（4）运维阶段
最终阶段的BIM模型将作为中心数据库整合到建筑运营和维护系统中去，其包含了建筑完整的参数和属性。从绿色建筑设计角度考虑，将重点考察绿色物业管理体系、节能设施使用情况、设备运行维护费用等。同时，BIM系统还将同步提供有关建筑的使用情况或性能，建立物资、设施等数据库，保障配套的物业服务高效运行，并能通过生成财务数据，监控和管理运营成本和收益。
3.基于BIM技术的绿色建筑设计方法及具体内容
3.1基于BIM的绿色建筑设计方法――集成化设计
集成化设计是将工程学的相关知识与建筑设计过程交织整合的整体设计方法，从而对优化建筑性能形成全新的、综合的策略[5]。绿色建筑设计作为一种新的设计形式，需要纳入设计范围进行思考的方面也相应增加，尤其是各种复杂的分析模拟，如此繁琐的工作，光靠传统的设计方法和思路，不利于高效准确的进行设计。BIM技术的介入，可极大提升设计效率和信息准确性，将传统的依靠建筑师经验完成的定性分析，转换为依靠准确数据逻辑形成的定量分析。
基于BIM的绿色建筑设计，以BIM模型为核心展开，将整个设计作为一个统一的整体，减少传统设计分头独立工作模式对效率的影响。在设计过程中，与各种性能分析对接，避免重复建模，方便直观的对建筑性能进行精确模拟，并能针对模型，快速全面修改，最终自动生成各类图纸以及分析报告（见图3.1）。另一方面，以BIM模型为基础的绿色建筑设计，可以有效的整合各专业之间的工作，利用同一个模型完成各自任务，避免重复建模，同时也增加各专业之间的兼容性和协调性（见图3.2）。
3.2基于BIM的绿色建筑设计具体内容
基于BIM技术的绿色建筑设计具体内容主要有以下几个方面：
3.2.1场地设计与规划布局
利用BIM模型数据为基础，对场地条件、气候情况、景观条件等进行综合分析，充分利用土地资源，对建筑进行整体布局。以结合环境气候为原则，对日照、通风、景观、场地等因素加以模拟分析，从整体上优化建筑布局、建筑体量、道路关系、景观系统。
3.2.2建筑物理环境分析与设计
（1）光环境分析与设计
基于BIM建筑模型以及当地日照数据，真实模拟出全年建筑阴影遮挡关系、建筑各处 日照时间，动态可视化的显示出任意时间任意点的日照效果及遮挡关系，再结合当地标准规范，进行合理优化调整。同时，对有需要的部分进行遮阳设计分析，确定遮阳形式、构件尺寸及遮阳效果。
利用BIM技术采集到的日照条件、周边环境关系、房间自身信息等，可分析计算出任意房间的天然采光效果。再根据分析结果，以及照明的相关规范，进行辅助照明设计。通过输入照明设备的相关信息，合理布置，仿真模拟出房间内部的光环境情况，并对照明能耗进行监控。这对绿色建筑设计开窗位置、尺寸的确定，照明设备的选择与设置有很大的辅助作用。
（2）风环境分析与设计
根据BIM建筑信息模型及风环境数据，全面把握当地气流影响、周边环境影响、场地内建筑形式自身影响等多方面因素，对建筑室内外任意区域进行通风模拟，直观反映出各点风温、风速、风频、风向、空气污染指数等数据，再根据功能需求和人体舒适度综合考虑，合理利用风环境，体现绿色建筑以人为本，同时减少设备负荷。
（3）热环境分析与设计
绿色建筑设计以人为本，基于人体舒适度的室内热环境控制是其重要部分。利用BIM模型数据基础，进行室内热环境分析，准确显示出室内温湿度、焓湿量等于人体舒适度之间关系，再通过设备介入，计算得出最终室内环境舒适度。
（4）声环境分析与设计
基于BIM建筑信息模型，确定声源信息和声环境。以可视化的方式，动态模拟出包括混响时间、声学响应、关联声波线等进行分析，以优化厅堂等的室内声场的设计。通过可视化结果可直观的显示出声场的均匀度、声音传播方向及折射和衰减的效果。同时，利用BIM模型，还可对周边的噪声污染程度进行模拟，并从设计的角度合理布局，增加防噪措施等有效减少噪声的干扰。
3.2.3能耗与成本控制及优化
（1）太阳辐射与太阳能利用
结合BIM建筑信息模型数据和当地气象数据，分析得出任一点的太阳辐射量，利用主动或被动的方式控制太阳辐射量，减少设备负荷。同时利用各种太阳能采集技术，通过不同方式、设备的选择，分析辐射量与太阳能利用率的关系，最大化合理利用可再生能源。
（2）节能负荷与能源消耗
节能是绿色建筑设计的重要特点之一，通过BIM技术对节能效果进行定量分析，准确计算出各种设备负荷、能源消耗。通过数据反馈，从设计的角度优化改善节能技术，并及时进行再次计算，以定量的方式最终确定设备在运行过程中的能源消耗量和费用。
（3）材料选择与建筑造价
在绿色建筑设计过程当中，应充分考虑到材料的利用和造价的控制，实现绿色建筑节材的目标。运用BIM技术，各种建筑材料的相关信息都一目了然，可严格控制材料的选用和成本，减少不必要的浪费。
3.2.4其他方面优化设计
（1）雨水采集与利用
结合各地降雨数据，建立完整数据库，作为雨水采集的基础依据。利用BIM技术对不同雨水采集方式、地形地貌特点等加以综合分析，计算得出集雨量，再通过相关设备，达到对雨水的有效利用[7]。同时，通过BIM还可监控相关设施在运营阶段的运行情况。
（2）绿化环境设计与分析
绿化环境设计也是绿色建筑设计的重要组成部分。通过BIM技术，可分析出绿色植物对环境带来的生态优化效果，这直接影响了相关区域内的温度、湿度、日照、空气质量、噪声干扰等与绿色建筑设计息息相关的物理指标[6]。
4.结语
BIM技术与绿色建筑设计已经成为当前建筑行业发展的必然趋势，准确把握两者特点，并有效的利用BIM技术参与绿色建筑设计，可综合各方面信息，提供全面准确的分析数据支持，成为设计过程的基础和依据。通过分析计算，对有效利用土地、材料、气候环境等提供强有力的技术支撑，对真正实现“四节一环保”具有很强的现实意义。随着我国绿色建筑事业的大规模发展和相关规范的不断完善，对绿色建筑设计也提出新的要求，BIM技术引导的高效的、准确的、统一的建筑设计方法必将大行其道。而随着BIM技术在我国的研究和应用的不断深入，也必将对绿色建筑设计产生深远的影响。
参考文献
[1]云朋，钟崇光.面向绿色建筑的BIM基础数据结构标准化初探[C].第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集，2014，1
[2]魏慧娇，李丛笑，尹波，周海珠.应用于绿色居住建筑评价的BIM模型要点[C].第九届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集，2013，2
[3]赵志安.BIM技术在绿色建筑设计系列软件中的应用探讨[J].土木建筑工程信息技术，2012，（4），116
1.关注室内空气品质 二十世纪七十年代的全球性能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严峻考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。当时空调系统的节能措施之一就是减少入室新风量，但这一措施使室内空气品质受到影响，为了降低空调能耗，人们一方面提高建筑物的气密性和热绝缘性，同时降低室内最小新风量标准，导致室内有害污染物由于得不到新风稀释而浓度提高，以致长期在室内工作的人们，出现头晕、恶心、胸闷、乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等症状，统称为“病态建筑综合症”。由于室内空气品质下降，造成工作效率低下。
现代人生活和工作形态发生了变化，据统计，在办公室工作的人们有80%的时间处于室内，30%以上的时间处于办公室，而室内某些污染物浓度又超过室外，人们开始认识到高品质的空气是室内人员健康的保障，因此对室内空气品质的关心和警觉日益增强。二十世纪八十年代以来，制冷空调步入一个新的发展阶段，新阶段的标志之一就是由舒适性空调向健康空调的变革。室内空气品质已成为现代建筑科学的前沿研究课题，它涉及医学卫生、建筑环境工程、建筑设计等多方面，该研究的目的是创造一种卫生、健康、舒适的室内环境。
2.提高空调系统的新风效率 在很多的空调房间中，所提供的室外空气为30 m3/(h·p)左右，其中只有约0.1 L/(s·p) 即约1%的新风被人体吸入[1]，而其余的99%并没有得到利用，浪费是很大的。根据通常的工程实践，清洁空气和与污染物的充分混合似乎是理想的，通过置换通风系统，使通风效率稍有提高。处于办公室的工作人员在呼吸着曾在其他人肺中、又被室内产生的生物排放物和其它污染物所污染的室内空气。个体化全新风空调送风就是要为每一位室内人员提供未受室内污染源污染的室外清洁空气。新鲜空气可以直接送到人的呼吸区以使人体吸入的空气尽可能不受周围环境的污染，以保证较高的空气品质；同时通过调节空调送风末端装置的风量，调节此局部区域的冷却或加热，能够达到每一个工作人员感觉满意的热环境条件。由此可设想到，在负荷较小的办公室空调中采用全新风局部空调方式，进一步提高室内空气品质。
3.个体化全新风局部空调送风系统 个体化新风系统将满足人体卫生要求的新风（例如）经过处理后直接送到个人的呼吸区域[2]，新风送风状态被处理到室内空调计算温度，新风不负担室内空调负荷，室内负荷由室内末端装置（风机盘管等）来承担。末端装置的使用使得处于回流区的人员呼吸着新风与回风混合的空气，回风的空气品质难以得到保证。考虑到办公室的空调负荷比较小，办公室内局部的空调负荷更小，适当加大新风量，以空调新风的送风气流既覆盖个人呼吸区，此送风气流担负个体区域内的空调负荷，节约能量。
此方式空调送风首先涉及的是人体的吹风感，必须控制局部送风风口的气流速度[3]，同时提高夏季局部空调的送风温度（20-22）。空调的气流组织是上送侧排，新风风管置于吊顶上方，用伸缩型圆形软管与风道底部相连，在此垂直的伸缩型圆形风管下端安装带有调节阀的圆形风口，阀的开度可进行个人调节。圆形风口距离地面的高度为2.8-3.2米，让全新风空调送风直接送到人体呼吸区。对于单张放置的办公桌，喷口送风口置于办公桌中心的上方，每个办公人员的送风量为70，圆形凤口的直径可取为20厘米，风口的气流速度约为；对于面对面放置的办公桌，风口置于两张办公桌交界处的上方，该圆形凤口的直径可取为27厘米，每个风口的风量约为。
室内气流是影响人体热舒适的重要因素，研究分析室内气流组织的传统方法是利用射流原理进行分析和预测，或利用相似性原理进行实物模型试验。受实验条件或实验经费等的限制， 同时由于计算机及计算技术的发展，计算流体动力学 (CFD)技术已成为室内气流组织分析预测的有效工具。为了预测办公桌面附近的气流速度场，这里运用英国著名学者SPALDING等人开发的PHOENICS计算流体软件进行计算机数值模拟，该软件具有较好的可视化功能，它包括几何物体可视化、区域划分的可视化和计算结果的可视化，该软件通过虚拟现实工具来实现上述数值模拟内容的可视化。模拟的对象是个体送风的气流流场，在一个长、宽、高分别为的室内顶部设有一个直径为30厘米的圆形喷口风口，风口的送风速度为0.7m/s，在风口的下方设置一个的台板，以此模拟相邻放置的两张办公桌面，桌面高度0.9米，风口距离地面2.8米，风口与桌面的间距为1.9米，空调排风是侧面排风，如图1所示。数值模拟显示射流的核心速度在距风口1.2米处消失，即自由射流起始段长度为1.2米，主体段长度为0.7米，桌面处的气流速度为0.2-0.3m/s，如图2所示。模拟结果的可视化图面见图3。该气流速度能够满足舒适性要求。该送风系统中空气处理单元（表冷器）的风量是介于新风机和空调箱之间，相应的参数和能耗需要设计和计算。
4.个体化全新风局部空调送风系统的能量分析 夏季空调风口的送风温度为20，相对湿度为80%，送风气流的焓值为；室内局部空调区域计算温度为26，相对湿度为60%，室内空气的 焓值为，由上述两者的焓差计算得每小时每立方米流量送风可负担2.73瓦冷负荷。70的风量可负担191瓦的冷负荷。以某一层600平方米的办公室为例，取办公室人均占地6平方米，办公室内人员数为100人，新风量为7000。因采用局部空调方式，空调送风可以只考虑人体散热的冷负荷，人体散热取150瓦/人，送风气流可担负的负荷191瓦大于人体散热量150瓦。因此，夏季个体化全新风局部空调送风可使局部区域达到设计要求。
夏季个体化全新风局部空调送风系统中，需要对新风机组进行热工设计[4]。为了便于说明问题，这里选用数据资料较全的JW型表冷器。
室外气象参数取苏州地区，，，，，；
送风参数为，，，，。
，。
热交换效率：
选用JW型4排表冷器，设迎面风速:
迎风面积：
选择JW10-4型表冷器，其迎风面积为:
每排散热面积:
通水断面积:
迎面风速：
析湿系数：； 水流速度取
水流量：；
传热系数：
传热单元数：
热容比： 设备的热交换效率：
冷冻水初温：
冷冻水终温：
冷冻水的处、终温度与冷冻机的进、回水温相近。
7摄氏度冷冻水量：
所需冷冻水量与表冷器计算所设的水量19.0(T/h)相近.
新风机冷量：
单位面积消耗冷量：
上述分析计算为全新风个人空调送风系统的可行性分析提供了数值参考依据，空气处理单元选择4排管表冷器，运行时取相应的额定风量，迎面风速为2m/s。通常办公室的冷负荷指标约为100W/m2，本例计算的冷负荷指标为165 W/m2，冷负荷有所增加，其增加的幅度能够被用户接受，这是为提高室内空气品质而需付出的代价。新风空气处理设备可采用变风量（VAV）系统，这有利于节能和舒适性。
5.结束语 空调系统在提供室内较舒适的热湿环境的同时应以合适的气流组织提高工作区域的空气品质，办公室空调系统常用风机盘管加新风系统，该系统有其一定的优越性，但风机盘管的循环风无法改善工作区的空气品质。在抗击“非典”的过程中，我们看到空调回风对空气品质和病原的控制是不利的，有关专家对已有空调系统的运行提出了新的要求，有些场所为获得较佳的空气品质而停止运行空调系统，将室内的门、窗打开，此时将无法保证室内的热湿舒适性，个体全新风空调送风可以改善办公室的空气品质，风系统采用配有自动控制的变风量装置将具有更佳的节能效果，兼顾舒适、健康和节能。
参考文献 [1]沈晋明.生物气候与空气调节，上海城市建筑学院学报，1988，（4）：P23~29.
中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2016）04-0076-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.039
水泥是我国主要高耗能行业之一，占全国能源消耗总量的7%。在水泥企业中能耗成本占生产成本近40%～70%，与国际先进水平相比，主要单位产品能耗指标目前仍普遍高15%～20%。主要存在的问题为能源利用效率低、节能改造没有达到预期效果，能效管理信息化、智能化等“两化”水平低，能效分析手段不够丰富，能效管理平台与节能改造没有形成一个有效的融合。因此需要一个能够针对水泥行业的、能够涵盖能效管理全方位的能效管理系统解决方案。
1 能效管理方案综述
本方案立足于水泥行业能效管理现状，通过添加或优化煤、电、油的能源数据采集及监控子系统，实现从厂区、水泥生产线、生产工艺到磨主电机等高能耗设备的四级能耗监控，达到能耗过程的透明化、可视化;在监控系统之上添加专业的基于大数据的能效管理及分析平台，用于实现能效大数据的全面分析与管理，建立能够反映具体能效水平的能耗指标评价体系，旨在解决目前企业能效管理方面存在数据实时性不高、能源管控不到位、能源优化调度不完善、能效管理与分析不深入、系统功能单一等问题，提高企业节能降耗的技术水平和创新能力，提升企业管理的信息化、智能化水平;根据能效管理系统提供的数据分析做支撑进行有效的能源优化及更切合实际的节能改造，最终形成一个如良性且闭环的能效管理体系，使企业达到节能降耗、降低生产成本、提高竞争力的目的。
2 能效管理方案实现
该方案的整体功能由数据采集及控制层、能效监控层、能效数据分析层三部分来实现。
2.1 数据采集及控制层
2.1.1 数据采集部分。用于对能效管理相关的基础数据的采集，包括原料破碎、生料制备、熟料锻烧、水泥制成等生产工序类的相关工艺参数以及包括生活区、厂房等耗能对象的能源类相关参数。概括为以下三类：
工艺参数类：包括各主要工序环节的温度、压力、湿度、含尘浓度、气体成分等，如窑尾预热器一级旋风筒出口含尘浓度和气体成分在线检测、窑头窑尾余热利用温度和气体流量在线监测、回转窑温度在线监测、水泥磨内温度和湿度在线监测、磨辊温度在线监测等。
质量参数类：包括各类原燃料成分、生料成分的检测。石灰石等各主要原料的成分检测、生料分析、煤质分析等。
能源使用类：包括煤、电、水、气的计量，此部分作为能效管理系统最重要的采集内容，范围覆盖厂区、水泥生产线、各工序和重点能耗设备的四级能耗计量。其中电量的采集在能源类占的比重最大，计量点分布广泛，主要包括以下三个子系统的计量内容：
第一，供配电系统。包括总降站及各生产线电力室的进线、重要出线、馈线且含低压侧损耗部分，实现区域用电、产品线用电、工序用电及设备端用电的四级监控。从原料破碎、“两磨一烧”到包装发运的每一个工艺环节以及从石灰石破碎机，循环风机、磨主电机到熟料皮带机等每一个高耗能生产设备，都做到逐级有序的计量与监测。主要监测数据包括电度量、三相电压、三相电流、功率、频率、功率因数等参数。对于重要负荷会添加电能质量监测仪进行电能质量监视，可以及时发现电能质量问题，并对供电设备遥信信号、报警信号进行采集，实现设备运行的透明化。
第二，空调系统。对水泥厂空调站的锅炉、泵、冷却塔、空调等高耗能设备进行电度量及设备运行状态的采集，做到实时监控，并采集电机的电流、电压、功率、谐波等数据，分析电机的运行情况是否正常，及时改善电机的运行状态。
第三，压缩空气。采集空压机设备的电度量、报警信息及设备运行状态，对空压机进行远程实时监控，能够控制电机的启停，采集电机的电流、电压、功率、谐波等数据，分析电机的运行的情况是否正常，及时改善电机的运行状态。
2.1.2 智能控制及能效优化部分。增加智能总控单元、就地显示单元、变频调速单元、电能质量提升单元、余热利用等成套设备，并与上层能效监控及分析系统相结合，通过对影响用能负荷参数的自动采集、传输、存储、汇总和分析，及时调整和优化供能系统的运行，实现智能起停机、负荷分配、按需供能、提升供能质量、设备运行调节、余热发电等功能，并最终达到用能优化、降低能耗。主要包括以下三个实现模块：
第一，供配电系统。对于负载变化较大的高压电机，比如原料磨的循环风机、磨主电机等，根据设备的负荷变化及运行工况进行变频改造，提升用电效率，并关注低压侧的电机的负载情况，低压变频改造价格低、投资回收期短且节能效果明显，应优先考虑。
第二，电能质量提升。部分10kV高压设备如水泥磨、破碎机的冲击负荷高，电压波动范围大，应采用响应时间较快的无功补偿装置，做到无功补偿动态响应，改善厂内电能质量，提高功率因数。并覆盖低压侧变压器与用电设备的无功补偿，尽量做到就地补偿，做好功率因数和无功补偿实时监控工作，减少电能损耗。
第三，智能控制。采用智能控制单元PLC+人机界面的控制技术，根据用户实际情况自动设置设备开机时间，并进行动态调节动力设备的输出，保证空调系统等随时处于最佳运行状态，减少设备机械损耗，减少维护量，延长系统寿命。
2.2 能效监控层
能效监控中心作为整个方案成果的重要展示平台，由能源流监控工作站、生产工艺流监控工作站、供配电监控工作站、动力系统监控工作站、建筑能耗监控工作站等多个分项分类的能源监控工作站以及工业库、服务器、大屏幕系统等基础设施组成。通过对生产运行各个环节的能源介质（包括电、煤、水、汽等）的采集、存储、统计，能够在线监测整个企业的生产能耗动态过程，实现能源消耗过程的透明化、可视化，并通过总控单元和监控系统的逻辑控制功能对工艺和设备进行优化调节和过程控制，最终实现能源监控运行的信息化、智能化。
2.3 能效数据分析层
能效数据分析层是在能效监控层之上，根据水泥行业的业务特点和应用场景，为了满足该行业不同用户的客制化需求，采用了分层组件式软件架构模式，专门服务于能效大数据分析和能效管理的Portal平台。
能效分析系统用于对能效监控系统所采集的各种能效数据进行全面的更深层次的多维度分析，掌握能源消耗的数量与构成、分布与流向，通过多种类比找出企业用能中存在的问题与不足，查清企业节能潜力。通过制定能源计划、能源实绩管理、产品单耗管理、能源成本管理、对标管理、能效分析等功能，建立企业的用能考核管理体系，并服务于能源审计和节能改造项目，为企业相关的节能项目提供数据及理论支撑，形成一个闭环的能效管理体系，最终达到持续改善企业用能环境，为企业提供更好的产品附加值。
3 能效管理方案应用
四川某大型水泥厂拥有三条日产5000吨的熟料新型干法生产线，年产水泥600万吨，该厂是典型的用能大户，煤、电、水的费用合计占总成本的70%，能效管理很粗放，只具备较完善的一级计量，二级和三级计量都有很大的补充空间，且没有专门的能效管理系统，没有形成有效的能耗监控和数据分析，不能为企业的节能改造和实施方案提供科学合理的技术支撑，因此该企业所具备的节能空间和技改方案并没有最终的确认和执行。
基于此，采用上述的水泥行业能效管理方案，首先建立一个完善的涵盖能源采集、控制、监控及能效分析于一体的能效监控分析平台，满足该企业能效管理的可视化、信息化、智能化，能够实现多维度的能效分析及能效闭环管理功能。然后通过能效管理系统提供的精细化的数据支撑和能效分析结果，再与其他能源诊断技术相结合，确认该企业主要的能耗问题表现在变压器负载率不高、窑尾高温风机和窑头排风机负载率较低、磨机风机未处于经济运行状态、部分高压风机（如原料磨的循环风机）未进行变频改造、电能质量低、低压侧损耗高等情况。
针对上述问题采取了配电变压器的淘汰更新、高效电动机的更换、电动机变频改造、建立平衡与优化分析系统、优化相关水泥生产控制系统、添加无功补偿系统等一系列节能改造措施，为企业带来较大的节能效果。表1为其中的第3号生产线经过节能改造措施后一年所带来的经济及社会效益：
中图分类号：TU2文献标识码： A
近些年来，我国的社会经济飞速发展，极大的带动了建筑工程行业的迅速增长。尤其是在住宅建筑方面，随着城市人口的不断增加，其住宅建筑也越来越向舒适、高层、智能、环保、美观等现代化、科技化方向发展，这也使得建筑施工的工程内容、技术要求和资料信息越来越繁杂[1]。而BIM技术正是基于这一行业现状发展起来的，并越来越广泛的应用于各类建筑工程当中，不仅极大的减轻了设计人员的任务量，也有效提升了建筑设计的效率和质量。下面，文章就BIM技术以及其在住宅建筑设计的具体应用进行简单的分析和探讨。
一、BIM技术的概述
1、BIM技术的定义
BIM是Building Information Model的简称，中文译为建筑信息模型。它是二十世纪末美国建筑与计算机博士查克・伊斯曼所提出的[2]，其涵义主要指的是将各种建筑几何模型的功能、信息、性能等进行综合、统一的整合建模，且包括工程项目在设计、施工、使用等过程中的全部信息的一种建筑模型。如：建筑分析、方案设计、施工图预算、施工进度、运作建造、管理维护等等[3]。
2、BIM技术的实施原理
BIM 技术在建筑施工中的应用原理即是利用CAD 技术，将建筑工程的各阶段、各环节中的全部信息进行数字描述，并将其全部存储于同一个电子模型当中进行统一的计算、统筹和调阅[4]。
3、BIM技术的优势
在建筑工程的设计建造中，应用BIM技术能够有效的整合工程项目在研究决策阶段、图纸设计阶段、施工验收阶段、使用维护阶段以及销毁阶段的各类资料信息，并进行统一、科学、有效的运算、规划和设计，使工程的各个阶段情况均能在3D模型中得到准确、完整、切实的体现，加强了对繁杂信息的运作处理，明确了各环节的分工协作，提高了建筑工程统筹协调的效果和设计施工的质量，从而更好的提高了工程设计建造的效率和水平[5]。
二、BIM技术在住宅建筑设计中的应用
1、住宅建筑设计的现状
目前，我国住宅建筑在设计方面主要存在以下几个方面的不足，具体表现为：1）缺乏健全的法律法规和政策体系；2）缺乏系统、规范的设计标准体系；3）设计规划技术体系的高、新科技性严重缺乏；4）绿色节能住宅的设计意识严重不足；5）相关设计新技术、新科技的交流推广平台严重不足；6）城市中能源结构的分布缺乏合理性和科学性；7）缺乏严密、有效的行政监管机制。
2、BIM技术的应用实施
目前，在我国的住宅建筑设计中，对BIM技术的应用实施主要表现在三大方面，具体包括有：
1）建筑空间规划方面的应用实施
一般来讲，住宅建筑的空间特征主要包括三点，即交通流线、住宅造型以及周围景观。因而，在应用BIM技术进行空间设计规划时，要运用3D可视度分析法以及地形分析法对住宅建筑的交通流线、外观造型以及周围景观进行科学、综合、统一的设计。设计人员要实现勘察好施工现场的详细地形，并在此基础上借助相应的分析软件对土层结构、起伏变化、承重情况以及与住宅间的体量关系进行科学、准确的分析判断，规划和确定住宅外部的环境规划，从而为住宅建筑的整体3D信息模型的构建奠定科学、良好、正确的基础。简单来说，BIM技术对住宅建筑的空间规划步骤和内容为：地形分析和3D可视化分析（室内视野分析、规划可视度分析、道路可视度分析等）。
2）建筑节能环保方面的应用实施
随着社会环保意识的不断加强，人们对住宅建筑也增加了绿色、节能、低碳、环保方面的要求，因而，在利用BIM 技术进行住宅建筑设计时，必须要着重突出节能、低碳的设计理念，加强节能技术的设计应用。通常情况下，住宅建筑BIM模型的节能设计方法主要可以从三个方面来实现：①单体节能，即在整个建筑中大量的运用现代节能科技，将建筑物室内室外的各方面信息数据进行汇总整合，并按照特定程序进行模拟设置，使之形成一个系统、循环、综合的智能节能体系，包括充分利用太阳能、墙体储能、被动式致凉、喷淋屋面、绿化降温等等；②总平面节能，即利用相关分析软件对住宅建筑的实际外部环境进行智能分析和预测，并进行建筑平面设计的调整，以达到节能效果。如：规避风影区、开敞南空间、植土降温、规避恶性风流、充分利用树木屏障效应等；③基地规划设计节能，即在BIM模型中导入相应的环境分析软件（如GBS软件等），通过对住宅周围的阳光、风向、气温、树木等环境信息进行智能定位，模拟和设计出最佳的节能、低耗方案。
3）建筑模型构件制作方面的应用实施
在建筑信息模型中，模型构件是保证其构建成功的基础和前提条件，因此，设计人员在运用BIM技术进行设计时，要对各类建筑模型构件进行正确、精准、标准的数字化转变，实现从传统三维建模到信息建模的优化发展。目前，BIM技术对建筑模型构件制作的设计主要采用参数化模型技术，即将住宅建筑的体系结构按照不同的功能和性质划分为不同的模型图元（视图图元、模型图元、注释符号图元），而后分别对各类图元进行全面、详细、正确的参数设置（包括结构参数、材质参数、标高参数、施工参数等等），并结构住宅建筑项目的实际施工情况进行及时的参数修正，从而有效构建起建筑工程的给类整体图形信息（如住宅三维视图、楼顶平视图、楼层剖面图等），并明确各种非图形信息（如荷载标注、尺寸标注、符号、文字标注等），使住宅建筑的构造设计更加趋于立体化、直观化和真实化，进而更加保障和提高住宅建筑整体设计的切实性和质量性。
结语：
BIM技术是一种新型的高科技建筑建模方法，在住宅建筑的设计过程中，设计人员要积极的利用BIM技术进行建模，充分发挥BIM模型在整个建筑设计中的优势，简化和优化设计内容，不断提高工程设计施工的效率和质量，加强建筑节能设计，从而使住宅设计更加的直观、真实，有效推动和促进BIM技术在住宅建筑领域上的长效发展。
参考文献：
[1] 肖良丽,方婉蓉,吴子昊等.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].工程建设与设计,2013(01)
[2] 宋翔宇.论BIM技术在未来建筑设计应用中的技术难题与解决对策[J].中国证券期货,2013(08)
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-088-02
随着互联网的宽带化、移动化和物联网的兴起，互联网以更大规模向更高水平高速发展，互联网数据中心迎来了建设期。当前我国各类数据中心总量约50多万个，可容纳服务器共约500万台。2011年，我国数据中心总耗电量达700亿千瓦时，占全社会用电量的1.5%。数据中心的高能耗，不仅给企业带来了沉重的负担，也造成了社会能源的巨大浪费。为了推动数据中心的节能减排，工业和信息化部在《工业节能“十二五”规划》提出，“到2015年，数据中心PUE值需下降8%”的目标。PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）值是国际上通用的数据中心电力使用效率的衡量指标，指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。全球数据中心的平均PUE是2.0，发达国家数据中心的PUE约为1.8，日本部分数据中心的PUE可达1.5，Google的数据中心PUE可达1.2以下。在我国，80%以上的数据中心PUE均大于2.0，有的甚至高达3.0以上。
1 数据中心的能耗组成和存在问题
近10年来，数据中心运营的开支增长速度是其他开支增长速度的3倍；高密度服务器3年的能耗开支等于它们的购置费用。供电和散热开支已经成为数据中心可扩展的主要限制。数据中心的能耗组成如图1所示。
图1 数据中心的能耗组成
数据中心能耗主要集中在两个方面：一个是IT设备；另一个是机房基础设施。从技术层面上看，解决高耗能现状，目前有两个工作方向：一个是降低IT设备尤其是服务器的能耗，结合云计算和虚拟运算技术，集中管理、分配数据中心的运算负荷，通过在硬件层面关闭无负荷服务器，从而降低IT设备损耗实现节能。另一个是降低机房设施的能耗，降低机房设施的能耗是一个系统工程，而且数据中心的需求不断在变化、功率密度继续增长、未来容量和密度的不确定性、可用性的要求越来越高、IT技术迅速地变化适应性和要求越来越高、预算又不断增加以及功率发生动态变化等各种因素增加了节能降耗的复杂性。
目前国内数据中心节能降耗的主要困难和问题在于：（1）缺乏技术手段获取全面和准确的PUE数据、发现PUE提升空间，为制定和实施节能方案提供决策支持；同时数据中心的PUE指标体系和标准也尚未建立。（2）作为数据中心能耗“大户”的制冷系统，其温度传感和控制还停留在“房间级”，无法实现精确感知和控制。（3）数据中心对能耗的管控还不系统，各种相关工作相互独立，导致节能效果不理想。
2 基于物联网的数据中心能耗管控系统技术方案
数据中心中，IT设备、供配电设备和制冷系统是机房能源开销的三大主要部分。IT设备由于业务的负载不同，能耗会有较大的波动，通过搜集全面准确PUE数据为应用层管理系统节能决策提供充分的参考基础数据，如结合CPU、内存等数据，可以时段性的物理关闭（开启）某些闲置的服务器等，达到节能效果。实时现场的PUE数据又可以作为供配电系统调度控制的基础决策数据，通过适当的调整各级电源供给策略，可以提高配电效率，达到节能效果。通过传感设备收集实时全面的设备运行温度数据，精确计算并预测冷荷负载，结合智能机柜的风门控制，可以提高制冷冷风效率，达到节能效果。
图2 系统技术方案
基于物联网的数据中心能耗管控系统，通过部署在机柜级的传感器和感知设备及网络采集准确详细的电能和环境（温度等）参数，传送到服务器端计算PUE值，生成直观的数据中心热点视图，为数据中心节能决策提供目标方向和论证依据；同时，实施机柜级的实时节能控制。另外，采用标准和通用的协议保持系统的开放性，使得其他智能设备和系统也可以方便纳入统一的系统中。系统技术方案如图2所示。
物联网智能IDC机柜，对电能和环境数据（温度、湿度、烟雾等）进行机柜级感知，智能监控单元SU一方面收集感知数据通过以太网网络交换机连接管控中心服务器，另一方面对机柜相关部件（如风门）进行实时控制，达到节能的目的。对感知数据的传输，采用带外数据传输方式，避免管控功能影响数据中心设备的正常工作；同时，采用有线和无线结合的方式，避免密集传感导致的传输不可靠、能耗增加等问题；采用zigbee低功耗传感网降低带外传输引入的能耗并减少布线开销；各机柜之间采用zigbee自组网传输感知数据，方便新的传感设备加入网络中。对收集的数据进行全面的PUE计算和分析，获得机柜级、区域级和机房级PUE数据，同时考虑PUE数据的时间和空间特性，并实现热点可视化，热点可视化如图3所示；根据数据分析结果，提供故障预警；提供实时和远程监控平台，为数据中心管理人员提供节能决策支持，同时为基于云计算的数据中心节能技术提供PUE基础数据和时空热点信息。
图3 数据中心热点可视化示意图
3 基于物联网的数据中心能耗管控系统架构
基于物联网的数据中心能耗管控系统主要由感知层、网络层和应用服务层组成，其架构如图4所示。
图4 系统架构图
感知层由智能监控单元、各种传感器、数据采集器、智能仪表和智能子设备等组成。感知层中的智能子设备和传感器包括：（1）用于电能能耗和其它电力参数监测的传感器和数据采集器有电流互感器、霍尔电流传感器、模拟量采集器（温度、电压、电流等）和智能电表。（2）用于节能控制的传感器、智能控制单元和智能子设备有温度传感器、智能新风系统和新风空调，以及设备中用于设备监控的监控单元（控制器）。（3）用于机房设备环境状态监测的开关量数据信号采集器（烟雾传感器、水位传感器、红外移动探测器）。
网络层由Internet网络、移动通信GPRS/CDMA/3G网络、局域网（Intranet、DCN）、以太网络设备、RS485总线和ZigBee无线网络与通讯介质等组成。网络层是数据信息交换的桥梁，负责对感知层（现场设备）上传的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，下传管控中心对现场设备的各种控制命令。
应用层由管控中心[管控中心系统软件（服务器和数据库）]、工作站、Web服务器、Web客户端（PC机和手机等移动终端）等组成。
系统功能主要包括：（1）数据中心低压配电网络节点或设备（负载）的电能消耗等电力参数实时监测；（2）对收集的数据进行全面的PUE计算和分析，获得机柜级、区域级和机房级PUE数据，同时考虑PUE数据的时间和空间特性，实现热点可视化。（3）根据数据分析结果，提供故障预警；提供实时和远程监控平台，为数据中心管理人员提供节能决策支持，同时为基于云计算的数据中心节能技术提供PUE基础数据和时空热点信息。（4）机房/设备节能控制：根据IT设备的运行环境要求、气候环境变化和设备负载变化，对设备进行节能控制；（5）电能消耗数据统计分析：根据管理需求，对能耗数据进行统计计算和趋势分析、输出报表、给出预警信号等；（6）数据中心中配电系统和空调系统状态监测告警，在低压配电网络节点监测通信设备是否过载或短路，配电系统是否出现电源故障（断电、缺相、开关跳闸等），通过感知层的温度传感器监测空调系统是否出现故障（停止运行）。
4 结语
基于物联网的数据中心能耗管控系统从能耗监测、PUE分析评估和节能控制三个方面为互联网数据中心的节能减排提供创新型的技术和管理手段，对于能耗监测、节能控制和计算机辅助能效管理具有重要的技术促进作用，在互联网数据中心的节能减排和智能化管理应用中前景广阔。
参考文献：
