建筑能效可视化范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇建筑能效可视化范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

5月21日，中粮集团旗下的中粮工程科技有限公司（下称中粮工科）与施耐德电气在上海签署了合作框架协议。根据协议，中粮工科在其总包项目中将选用施耐德电气全系列配电及工业自动化方案，中粮工科和施耐德电气将共同开发推广粮油加工、粮食仓储物流信息系统和能源管理系统，以帮助中粮工科增强自身实力及品牌影响力，同时助力中粮集团提升企业综合竞争力，促进全产业链战略落地，为中国食品饮料工业升级转型树立典范。

施耐德电气一直以来是以全球能效管理专家的形象被大家所熟悉，而在食品饮料行业，施耐德电气作为配电及自动化领域的领导者，能够提供完整的行业解决方案，与全球各大食品饮料巨头保持着良好的合作关系。施耐德电气具体可以为食品饮料行业提供哪些服务？食品行业是如何实现价值链可视化管理的？带着这些疑问，本刊记者采访了施耐德电气中国食品饮料行业全国经理何晓柯先生。何晓柯先生自2005年加入施耐德电气以来，担任了多个管理职位，现在致力于为食品饮料企业提供可视化的全价值链管理工具，帮助客户实现食品安全，卓越运营，精益能效及可持续发展。

记者：我们知道，施耐德电气的业务涉及石油天然气、海事、医疗等众多领域，并且2008年奥运会、2010年世博会贵公司也都有参与，请您介绍下施耐德电气可以为食品饮料行业提供哪些服务？

何晓柯：食品饮料行业是施耐德电气全球十大重点投资行业之一。在食品饮料行业我们致力于为客户打造可视化的运营管理平台，从优化生产运营，提高能源效率到配电、过程自动化、机器自动化、楼宇监控及数据中心的各个环节。在食品安全管理上，从原材料的采购运输到生产过程及最后的分销运输我们可以提供全程的管理及监控方案。

比如在食品饮料的生产过程中，生产线上配备的自动化控制与生产监控系统将保障生产流程符合食品安全法规，相应的门禁安全系统与视频监控系统则将实现对整个生产过程的控制管理，杜绝人为因素对食品安全造成的干扰。

若把食品通路看成完整的价值链，从源头的原材料到终端的销售，整个流程都需要一套完整的信息化系统来支撑食品安全，施耐德电气拥有的管理平台可以提供从农场到餐桌的全价值链可追溯，与施耐德电气EcoStruxureTM能效管理平台结合，使消费者能够了解自己所购买产品的原料及生产细节，以实现整条价值链的可视化监管。

记者：您刚才介绍到价值链的可视化管理，那么可视化管理指的是什么？目前在中国企业中应用状况如何？

何晓柯：可视化管理能够让管理者有效掌握企业各类信息，基于大量的信息和辅助分析做出最优决策，实现管理上的透明化、精细化与可视化，这样的管理效果可以渗透到企业生产运营、供应链管理、客户管理等各个环节。

在中国，很多食品企业是采购一条链，生产一条链，下游的分销运输及ERP系统也是一条链，人事财务又是在其他部门。对管理者来说都是单独的板块，而没有建立内在联系形成有机的整体，这就是为什么很多食品饮料巨头目前都提出产业链整合。在这个过程中，把物理层面的工厂、生产线放在一起相对容易，但是要让这些分立的系统产生协同效应却很难。在管理上缺乏可视化工具，造成了企业60%的时间在“灭火”，而在考虑长治久安问题上花费的时间却很少。国外成熟的业务模式仅花费20%时间“灭火”，将60%的时间用在持续改进，剩下的20%则用在长期战略规划上，这正是当前我国食品饮料工业在管理理念上需要改进的。

记者：针对食品饮料行业价值链的可视化管理方式，施耐德电气有什么具体的技术方案？

何晓柯：我们在食品饮料行业重点打造的管理平台是EcoStruxureTM，该平台全面整合了施耐德电气在电力、工业、建筑楼宇、数据中心及安防五大领域的专业经验，为食品饮料行业客户提供专业的解决方案。从物理层面上可以细分为两个部分，一个是上层的管理平台，一个是下层的子系统。子系统包括生产过程的控制、电力的分配、安全的监控、楼宇的控制以及数据中心的运营。子系统可在上层的管理平台统一调度下结合为有机的整体，满足客户的可视化需要。借助EcoStruxureTM能效管理平台开放、灵活的优势，施耐德电气可实现“从农场到餐桌”的完整价值链解决方案，为企业管理层提供可持续发展决策工具，打造可视化、透明化、一体化的信息流和管理平台，帮助食品饮料企业打造全产业链竞争优势，获得不断降低的能耗指数及持续改进的生产效率。

记者：价值链的可视化管理方式确实是整个食品行业所缺乏的。但中国的食品饮料企业也面临着困境，一方面是食品安全要求提升，另一方面是企业成本的提高，而且还要应对市场上的恶性竞争。如何看待这一问题？

何晓柯：的确，当前企业面临一系列的困境。一方面是产品销售越来越困难，竞争越来越厉害，消费者口味越来越多样，还有渠道通路对厂商的成本压力也越来越大，另外一方面是原材料价格当前持续上涨，造成企业的盈利空间越来越小。所以有效持续提高企业利润的办法必然是降低成本提高效率。成本主要包括以下几方面，原材料成本，能源成本，生产成本。施耐德电气正是致力于降低客户的能源成本，提高生产效率，以此提高客户的整体利润率。我们提供给客户一个全局的解决方案，而不仅仅单独关注于某一块。从流程设计上我们必须从整体的规划上来考虑，而这恰恰是中国食品饮料工业面临的一个很大的挑战。

篇2

   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。

篇3

英文摘要：EIB system makes lighting, dimming, blinds, scene control, electricity load control, security, intelligent heating system and become a complete bus system, which can automatically adjust based on the state of the bus equipment changes in the external environment, to safety, energy conservation, human effects, and can increase or modify the system functions according to user's requirements in future use.

中图分类号: TU113.6

长期以来，智能照明在国内一直被忽视，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控（BAS）系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能照明系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。

智能照明控制系统，就是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自控制照明。其中最便捷的一点就是可进行预设，即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。相对商业楼宇而言，大学校园里的大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平。校园的建设也要适应网络时代的发展，引入智能化的概念。

智能照明控制系统的优越性

1.1 达到良好的节能效果，延长灯具寿命

节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式，只能是白天关灯，晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后，我们可以根据不同场合、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能充分利用自然光，自动调节室内照度。

1.2 改善工作环境，提高工作效率

智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法，可以有效地控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不同的时间段，人们的不同需要，自动调节照度。

1.3 实现多种的照明效果

多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。

1.4 提高管理水平

智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统。在一般的情况下，不需要有人的参与，照明系统自动实现开关和调光功能。既大大减少了管理人员的数量，也排除了由于人为因素而出现的不定时开关，影响学校的正常教学、生活秩序的情况出现。

1.5 较好的投资收益效果

智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出。根据一般的办公大楼运营的经验来看，节能效果能达到40％以上，一般的商场、酒店、地铁站等节能效果也能达到25％-30％；学校在这方面还没有得到具体的统计数据，但根据分析，效果还是令人满意的。

2、I-bus系统介绍

传统的控制和布线方式，往往需要敷设大量的导线，形成越来越复杂的电气安装系统，一方面造成了设计与施工的难度，另一方面大大降低了系统的可靠性、易用性，为促使传统的电气安装系统转向智能、灵活的方式。EIB智能安装系统作为欧洲安装总线标准利用一条双绞线作为控制总线，使照明、调光、百叶窗、场景控制、用电负荷控制、安保、供热系统实现智能化，并成为一个完整的总线系统，可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能，方法是连接计算机重新编程，而无须重新敷设电缆，真正成为灵活的电气安装系统，这是传统的电缆敷设方式所无法做到的。

3、系统硬件组成

智能开关控制，所采用的总线元件均为模块式元件。开关模块为双值输出AT／S4．16．1，有4个无电源的16A触点，可对4个独立的负载回路进行合断控制，分别安装在大学校园的几十个照明箱里。开关模块可对图书馆的各种灯具进行开关控制。

中央控制站通过EIB总线与照明控制器之间可直接通讯，通讯速率为9600bps。中央控制中心装有电话开关TS／AP，如需要可加装电话控制盒实现电话网络远程控制。通过中央计算机的编程设置，可对任何回路进行开关控制,各回路状态通过LCD显示。并在必要时通过电话开关送出设备故障报警、状态信号。

4、 系统软件

在中央控制室，设一台智能照明中央监控计算机，安装监控软件、编程软件，操作人员可以在中文图形化显示的界面进行监控和操作，监视整个智能照明系统的运行状态，在照明设备平面布置图上以形象直观的方式实时动态地显示各区域的照明设备使用状况。

5、I-bus智能系统的安装方式

I-bus智能安装系统使得灯光控制方式有如下三种方式：

(1)自动方式。结合时间继电器和感光模块，把感光模块设定一个值(200lux)，当光线的亮度低于这个值后，需要控制的灯会依次全部打开。当外界光线的亮度高于这个设定值后，这套系统会自动把剩余的灯全部关掉。

(2)手动方式。按区域来控制，在控制室EIB系统有三个五联控制器，在相应的面板上都有标志，当按下面板的左键，就给一个关信号，相应区域的灯就会关掉，当按下面板的右键，就给一个开信号，相应区域的灯就会打开。

(3)可视化软件控制。在中央控制室里把PC机和这套系统相连，在PC机上安装这套系统的可视化软件，可以实时显示区域灯的状态，也可以在PC机上控制这些灯的状态，比如开启灯、关闭灯。在校园里可视化软件也是按区域控制。

这些功能根据实际需要可以调整，而且设置非常简单，工作人员可以自己设置，设置好以后，系统以后会自动完成这些功能。通过RS232接口完成计算机和EIB总线的连接，完成对总线元件的参数进行设置或更改，也可对系统进行程序修改或编程。

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中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2017.15.089

0引言

当下国家经济增长较快，带动了社会各行业的能源耗费比例不断增加，能耗危机引起国家经济发展受到负面影响。据统计，建筑能耗比例逐年增加，可达到社会总能耗的20%左右。建筑施工中，资源耗费同时产生大量污染物，进而引起了较为严重的环境恶化，充分提高节能减排工作的落实成为当下主要任务。政府对相关政策、标准的颁布起到了一定作用，借助BIM技术实现建筑节能设计更加关键，该设计模式是提高建筑合理性，改造传统建筑能耗^高的主要方法。

1BIM技术节能设计概述

1.1BIM技术特点

作为建筑信息管理的模型，BIM技术包含大量信息，可借助数字信息实现仿真模拟工作，包括建筑体三维模型的建立，继而实现工程项目的材料、力学和结构的综合设计工作。

1.1.1可视化三维模型

BIM技术可以保证三维模型的搭建，借助可视化效果图进行后续分析，通过有限数据实现报表的生成作业，进而提高相关设计工作、施工和后期维护等过程的有效管理，对应各个专业的人员调动、节点决策等满足可充分满足施工要求。

1.1.2面向对象的参数化设计

BIM技术可有效处理对象参数化的合理设计，可根据相关规则进行约束化设计，提高设计的协调合理性、模拟优化效果，是BIM技术应用的重要价值。

1.1.3多元化信息输出

BIM数据库可导出对应多种信息形式，协助相关专业进行数据变更，及时进行模型优化、升级操作，一定程度上提高了设计工作的作业效率。

BIM软件是建立在BIM核心的模拟软件，具有建模、分析多层功能要求。前者是建筑信息模型的基础，分为四类，即欧特克公司的Re-vit建筑、结构和机电系列，奔特力建筑、机构和设备系列、Graphisoft公司的ArchiCAD以及达索公司的CATIA；后者则是利用BIM建筑模型信息，进行日照、热工、建筑环境等方面的分析模拟。

1.2节能设计现状

与国外节能设计发展较快的国家相比，国内建筑节能设计的起步较晚。存在推广速度慢、发展效果一般的不足。主要原因在于：第一，社会大众更加关注技能科技的发展，过于重视研究结果的节能能力，对设计方案自身效果存在偏差过大的不足。第二，建设团队对节能设计概念的理解不足，仅针对技术、设备表面工作进行节能处理，相关细节的设计存在明显不足。第三，设计与技术方法无法实现相对应的要求。国家建筑设计的节能已经取得一定成果，但是仍存在部分技术无法合理利用的局面。当下，国家建筑行业的设计理念、技术水平发展空间较大，需要加强工程现场的全面考察，设计人员需要保证与时俱进，提高创新性设计工作的落实。

2BIM技术在节能设计中的应用

2.1BIM技术集成化设计

建筑施工中，集成化设计工作需要借助BIM技术实现，可提高设计工作的动态管理，实现生态节能目标。为设计阶段的相关作业人员打下良好基础，可充分避免各专业交叉工作存在错误等问题。BIM技术在设计工作中，可提供可视化、系统化的模型。相关信息可充分体现形式、性能等基本要求，保证节能建筑与设计工作紧密结合，实现全面控制的目标。

2.2前期场地和布局设置

建筑设计中，相关设计人员需要全面了解场地状况，结合物理条件、空间状况进行调整，为后期场地分析打下良好基础。

第一，气候条件分析。建筑工程作为人类活动的主要载体，需要保证其与当地气候环境相符合。通过合理的气候条件分析，可以避免后期生活工作的不适感。BIM技术对场地气候条件的分析主要包括以下几个方面：（1）利用建筑环境分析软件ECOTECE中的Werther Tool工具对气象进行数据分析和转换，同时进行焓湿图的气象分析，进一步了解建筑环境；（2）根据当地太阳高度角的变化，对太阳辐射的各个角度进行分析比对，计算出辐射量确定相应构件的设计情况。

第二，场地地形分析。根据现场实际情况，分析地形以及地貌特点，采取BIM技术与GIS技术对建筑场地的地形进行数据分析，其中包括空间、高度、坡度等因素，主要目的是为设计者提供丰富的素材与设计依据。设计人员可以通过地形透视图了解现场场地的地势起伏与变化，从而进行建筑设计。

2.3BIM技术设计方法分析

BIM技术的节能设计主要体现在工程项目的朝向、形体选择两方面。

2.3.1朝向的选择

建筑施工项目中，朝向一般是指采光位置的设置，朝向合理可避免后期耗能过高的状况。体现在两方面要素：太阳能辐射热量的利用、通风状况的增加。大量工程实践表明，朝向影响要素较多，需要结合BIM技术进行综合分析。如借助BIM技术的能耗分析，可实现方案的直观对比，在满足节能要求的基础之上，实现对朝向的合理控制。然后利用BIM技术中的ArchiCAD里建立会所的体量模型进行能量分析，并利用最先进的自动模型几何分析功能，直接将建筑模型转换为建筑能量模型，直观地观察热块能量模型，再选择最佳的设计方案。

2.3.2辅助建筑的形体选择

建筑物的形体十分关键，可通过形体合理设计实现节能的控制管理，对项目后期实用效果、经济效果的发挥具有积极影响。借助BIM技术对各种因素进行综合分析，如气候条件，可帮助设计人员及时将形体建设作为重点考虑要素，避免耗能高状况的发生。例如，在南方地区，夏季炎热潮湿，建筑物应加强通风散热部分的设计，以确保住户居住的舒适性。这时，可以利用BIM加大建筑开口面积或底层架构确保建筑物通风顺畅。也可以利用BIM调节室内采光，提高建筑的节能性，降低能源消耗。

2.4BIM技术在详细设计阶段的要求

第一，辅助围护结构的设计。利用BIM技术降低建筑实际的能源消耗，通过裁量分析与数据对比，分析出相应材料的能耗数据，从而选择节能效果最优化的结构形式。

第二，节能玻璃的选择。工程实践表明，建筑材料中，节能玻璃的设置十分关键，工程项目中，一般由三成能量是通过玻璃实现传导作用，玻璃设置合理可充分避免后期能量p失状况，是当下研究热点。当下研究中较为常见的包括中空玻璃。BIM技术中的Archi-CAD技术可对中空玻璃进行快速选型，对应玻璃洞口、方向、尺寸的相关参数可实现有效评估，必要时可进行材料种类的更换，对比不同方案实现能耗最低化的合理设置。

2.5安装模型的设计

将BIM技术引入模型设计的安装施工中，可实现直观有效的指导作业。施工环节中，借助时间维度的融合，提高模型的合理性，便于安装进度的精确化工作，可达到预期可视化要求。工程进度表的设置中，借助模型可实现进度精确化、可视化的效果。调整对应进度表要求，便可实现给排水工程的规划分析，提高整体把握效果，便于后期安装、设计工作的顺利进行。同时是避免设计变更操作的主要方法，对当下建筑节能系统的给排水设计具有直接影响作用。给排水设计模型与传统土建模型不一样，是建立在土建模型基础之上的系统，如果发生给排水系统的局部修改，将会导致楼层整体平面设计随之变动。为了避免工作量过渡繁重的危害，可借助楼层为基础设计，降低系统内部之间的过渡牵连，时间工程设计更加具有简洁性、整体性、系统性的优势。

3结语

BIM技术借助信息化技术将工程实现了模型化、系统化、可视化设计，提高了信息共享平台的合理搭建，具有高效节能的优势。相关设计人员需要综合BIM技术的整体功能进行分析，避免简单数据处理等行为，需要提高该技术多方面协作的效果。

参考文献

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基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目—基于建筑信息模型综合规划设计技术研发应用（2012BAJ09B04）

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

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【摘要】智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应，实施用电节能技术措施，提升服务水平的重要手段。探索智能用电技术的理论基础和发展方向，利于建设友好开放、双向互动的智能用电模式。

关键词 智能用电；交互响应；技术措施

智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应，满足互动营销需求，实施各项用电节能技术措施，提升服务水平的重要手段。可加强能源综合规划和用电需求侧管理，促进能源的合理使用与效率的提高，有利于减少大气污染，保护地球环境。探索适合国情的智能用电技术，利于建设友好开放、双向互动的智能用电模式、促进智慧城市的建设和发展。

1技术研究的理论认识

1．1需求侧管理（DSM）和需求响应（DR）理论

美国电力科学研究院1986年，首先提出DSM的概念，它是在负荷管理的基础上推行的调荷、节电工程，通过加强能源综合规划和用电需求侧管理促进了能源的合理使用与效率的提高，并减少大气污染，保护地球环境。逐步被世界各国采用。随着电力市场的发展与完善，电力系统的利益主体逐步多元化，需求侧资源在竞争市场中的作用正在被重新认识。把DSM分为长期机制和短期机制，这进一步丰富了DSM的内容。长效机制一旦实施将长期起作用，而需求响应DR是在短时间内起作用。为用于处理系统的急需调节运行状态引入，通过价格信号和激励机制来增加需求侧在市场中的作用，并将供应侧和需求侧的资源进行综合资源规划，是适应电力市场发展的必然要求。

1.2数值分析和数理统计理论

数值分析和数理统计是对采集能效数据高级处理的理论基础。根据数理统计和数值分析相关原理，对于现场短期实测电力参数和热工参量分别采用多元线性回归统计方法和非线性插值迭代方法进行数据辨识和拟合，最大程度上真实反映现场能效现状，为后续的能效评估提供有效的基础数据支撑。

1．3数据挖掘技术

数据挖掘(Data Mining)就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘所能发现的知识有如下几种：广义型知识，反映同类事物共同性质的知识；特征型知识，反映事物各方面的特征知识；差异型知识，反映不同事物之间属性差别的知识；关联型知识，反映事物之间依赖或关联的知识；预测型知识，根据历史的和当前的数据推测未来数据;偏离型知识，揭示事物偏离常规的异常现象。所有这些知识都可以在不同的概念层次上被发现，它的任务主要是分类、预测、时间序列模式、聚类分析、关联分析预测和偏差分析等。整个过程由数据准备、数据挖掘、模式评估、巩固知识和运用知识等步骤组成。数据挖掘的常用方法有决策树方法、神经网络方法、粗糙集方法、遗传算法。

1．4模糊控制理论

它是以模糊数学为基础，用语言规则表示方法和先进的计算机技术，由模糊推理进行决策的一种高级控制策略。模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。所谓模糊控制，就是在控制方法上应用模糊集理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方法，用计算机实现与操作者相同的控制。该理论以模糊集合、模糊语言变量和模糊逻辑为基础，用比较简单的数学形式直接将人的判断、思维过程表达出来，从而逐渐得到了广泛应用。应用领域包括图像识别、自动机理论、语言研究、控制论以及信号处理等方面。

1．5数据可视化技术

数据可视化技术是关于数据之视觉表现形式的研究，基本思想是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，大量的数据集构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以从不同的维度观察数据，从而对数据进行更深入的观察和分析。目前数据可视化已经提出了许多方法，这些方法根据其可视化的原理不同可以划分为基于几何的技术、面向像素技术、基于图标的技术、基于层次的技术、基于图像的技术和分布式技术等等。

另外，目前已经开展的优化技术、空调系统热力学理论、现代通信和物联网技术、集群数据库管理技术、海量数据处理技术、信息安全技术等方面的理论研究，将为开展智能用电应用深化研究提供坚实的理论依据。

2智能用电的发展建设

2．1多种电价政策下家庭用电信息交互服务关键技术及应用

目前，国内正积极进行智能用户能量管理系统、智能家居和智能小区的研究与建设。在智能用户能量管理系统的研究中建立双向的通信联系，包括为用户提供实时电价和用电信息、监视和控制用电设备等，实现与电力用户信息相关的系统集成，与智能电网的实施相适应，最大限度地延长换代的生命周期。2010年6月，就选取过小区78 位住户进行智能化生活试点建设，安装智能家庭网关、智能交互终端、智能插座、智能家电等能效管理设备，家庭内部通信采用电力线通信和微功率无线通信相结合的方式；在小区部署社区主站，实现对家庭用能设备用电信息的汇聚。已于2011年2月建成正式投运。此外，对具体电价模式下智能用电系统也进行了研究，有文献提出了基于实时电价的智能用电系统框架，阐述了系统各部分的功能需求，给出了智能用电系统的信息流程，比较了实时电价阶段的智能用电与传统用电方式的不同。

2.2支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术

目前我国采取的支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术主要包括：使用节能型供配电系统，包括采用合理的供电电压、采用节能型变压器和采用无功补偿装接；选择节能设备，包括推广使用变频器、使用Y型高效电动机和节能型照明电器、使用低阻电缆，并合理选择导线截面；加强工厂用电管理，合理使用峰谷电力资源；加强工厂电力计量管理，大力开展能效电厂项目等。2005年以来，江苏、广东、上海等省市开展了能效电厂试点工作，北京、河北等地也正积极探讨能效电厂建设。广东省作为试点省利用亚洲开发银行（简称亚行）贷款开展能效电厂项目，项目计划先尝试在高耗能工商企业的电机工程改造、绿色照明、用高效变压器替换低效变压器和空调系统节能改造等方面实施。

2．3智能空调在电网负荷管理中的应用机理和关键技术

国内的研究主要集中在对智能空调的协调控制模型和算法设计上，有文献将模糊控制应用在智能空调上，设计了智能变频空调模糊神经网络控制系统，这样的空调不仅给人带来更舒适的感觉，而且节约更多的电能；有文献对中央空调轮停技术进行研究，由于建筑物的热惰性和循环水的蓄能性，可以在短时间内继续保持对建筑物的供冷能力，节约空调用电的同时不影响空调使用效果；有文献基于人体工程及非均匀温度场智能空调系统研究，通过对出风口进行控制，实现每个单元独立地温度控制，这种智能空调系统能实现自动与用户进行交互，从而降低空调功耗。总结国内研究发现，缺乏智能空调负荷控制管理平台的研究，缺乏基于需求响应下智能空调协调控制的研究。

2．4面向需求响应的智能用电数据在线分析关键技术

我国的大客户负荷管理和低压集中抄表系统已安装使用近千万户。国家电网公司在十多个个网省公司上线运行了营销业务系统，建成了营销分析与辅助决策系统。智能用电数据在线分析平台主要分析的数据包括家庭用户和工商业用户，可以进行远程能效评估和健康诊断。查阅相关资料，目前国内外还没有明确建设智能用电数据在线分析平台的项目，大多数围绕智能用电交互平台展开。

综上所述，国内对智能用电也开展了一些研究，但尚未形成完整体系，不能与传统的营销业务很好地结合。而基于传统营销模式的用电服务体系和业务流程难以适应未来灵活互动用（下转第258页）（上接第199页）电场景的需要，满足电力用户个性化、差异化服务需求的互动技术手段有待丰富，还需要在需求响应决策、仿真技术和用能评测管理技术等方面进行系统性研究，在用电互动支撑平台及系统集成等方面的进一步缩小与国外先进水平的差距，以能满足日益增长的灵活互动的智能用电需要。

参考文献

［1］王广庆,谢传胜.电力市场营销基础[M].北京:中国电力出版社,2004.

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前 言：随着能源与建筑环境问题日益严峻，建筑绿色节能设计方法研究已经引起学术界极大关注。尽管节能与生态技术、建筑能耗模拟技术有所发展，但是建筑节能效果并不理想，其中建筑节能设计方法主要存在如下问题：（1）目前建筑节能设计概念中，人们往往更注重节能新技术，而非设计节能。（2）对建筑节能理解不深，关注设备能耗，忽略施工、设备生产及运输过程中间接能耗。（3）建筑节能技术与设计方法不能紧密结合，新节能技术不能很好的在设计中应用。近年来BIM 技术在建筑节能设计方面取得了很大的发展，本文就依据 BIM 技术，探索了建筑节能设计的理念和方法。

1 建筑节能分析 BIM 技术优势

建筑节能分析涉及多个学科和阶段，BIM 模型为建筑多专业、跨阶段协同工作提供了平台，BIM 集成了建筑各个专业设计信息，实现了超前建筑环境分析，有助于建筑师优化建筑设计。BIM软件能够将模型数据导出，形成专用格式如GBXML 格式，为建筑环境分析计算、绿色建筑评估提供数据支持。根据建筑设计方案建立 BIM模型，通过对模型中数据，导出环境分析的格式，然后再导入一些专业建筑节能分析工具进行模拟分析，最后根据分析结果调整设计方案，可以达到建筑绿色设计与评估的目的，基于 BIM 的建筑环境分析流程如图 1 所示。

2 建筑环境设计 BIM 关键技术方法

2.1 BIM 常用软件功能分析

在建筑环境分析中，常用软件包括 Ecotect，TRNSYS，DeST，EBCS，Tsun，Radiance，IES等软件，本文应用 Ecotect 软件，在建筑环境分析中，基本可以实施如下功能分析：建筑三维建模及浏览，GPS 地理数据处理，日轨分析，舒适度与焓湿图显示，风环境分析，太阳逐时数据分析，建筑室内光环境分析。结合各个专业分析软件，在 BIM 模型中可以对建筑规划进行特殊环境分析、路面路径优化分析、以及人员疏散和安防预测。Ecotect 软件与 SketchUp、3ds Max、AutoCAD、Revit Architecture 之间具有很好的兼容性，3DS、DXF、XML 格式的文件可以直接导入，其自带的建模工具，可以快速建立直观、可视的三维模型。所建模型可以输出到渲染器 Radiance 中进行效果渲染，还可以导出 VRML 三维动画模拟。

建筑热环境分析是建筑规划设计的关键，应用 BIM 环境分析方法，可对建筑室内外热环境、建筑能耗、温度分布、建筑热工设计分区等指标进行计算模拟分析。

2.2 BIM 建模与模型转换

BIM 建模需结合理论分析及二次开发同时进行。在建模时当某层为标准层/典型层时，相似的楼层可以直接引用典型楼层，无须重复建模，当建筑中有避难层/设备层时（无须对内部进行模拟），只需要对该层的外墙进行建模。在完成项目内各层建模之后，需要将各个楼层文件合并一个整体 Ecotect 文件中。

模型转换过程，数据转换不完全是双向的，需要进行辅助处理。如 Revit Architecture 的模型可以进入 EcotectAnalysis 中模拟分析，反之可能受阻，只能采用人机交互、或通过 DXF 格式文件导入 Revit Architecture 文件作为参考。从 RevitArchitecture 到 Ecotect Analysis 的数据交换，可通过 gbXML 文件或者 DXF 文件格式进行。

3 建筑节能 BIM 设计案例分析

3.1 工程概况

以某公司基地项目为例，研究基于 BIM 技术的建筑节能分析方法。该项目的建筑面积为 3 805m2，建筑高度为23.5 m，建筑层数 3 层（局部 5 层），结构形式为钢筋混凝土框架结构。通过应用 BIM 技术在解决制药厂房在设计过程中的信息管理，利用 BIM 模型对建筑的环境极其能耗状况进行分析。

3.2建筑节能模拟分析

根据气候数据，设置最冷和最热月份后，模拟太阳不同角度的逐月直射太阳辐射量。如图 3 所示，图中的黄色粗线表示的平均辐射量，蓝色和红色区域分别表示过冷和过热的时间段，图中左上角还显示出在全年总的辐射量和过冷和过热时间段的辐射量。通过模拟过冷和过热时间的辐射量来计算确定的建筑最佳朝向如图4所示为建筑最佳朝向分析，最佳朝向为偏北 160°方向，并且在该方向过冷时间段总的辐射量为 923.4 kw/m2，过热时间段总的辐射量为 290.4 kw/m2。

（1）建筑的遮挡投影分析通过将 BIM 模型导入 Ecotect Analysis 软件后，根据项目所在地的气候数据和太阳运行轨迹，在三维视图中分析建筑全年的阴影情况。

（2）建筑太阳辐射分析太阳辐射不仅可以从透明的维护结构传入室内；还可以通过墙体、屋顶等非透明的维护结构将热量传入室内。利用 EcotectAnalysis 的太阳辐射分析功能模拟分析了建筑的外墙以及窗户等受到的太阳辐射照度情况，从而为建筑师在设计时提供依据。

3.3 建筑能耗模拟分析

建筑能耗是指维护建筑正常运行时所需要的能量，包括了建筑的日常照明、空调系统、热水系统等其它设备运行时的能耗。它受到建筑本身性能及其内部因素以及外界条件等多个因素的影响。因此本文使用 EcotectAnalysis 软件对该建筑空调系统的能耗进行模拟分析。

根据建筑的辐射情况、常规的在室率以及不同房间的电器功率，对该栋建筑的逐时温度分布，以及他的空调系统能耗分析。

4 结束语

经过理论分析和计算机模拟，研究了 BIM 作为信息技术在建筑领域的应用，其对建筑节能设计的效率是显著的，BIM 模型用于建筑的环境分析与评估中，可以克服传统方法的一些缺点，帮助工程人员快速提取建筑信息，准确分析计算，结果可视化表达，有助于工程人员快速优化建筑的环境性能。

参考文献：

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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.

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.079

1 BIM简介

BIM是建筑信息化模型（Building Information Modeling）的简称， 是一个共享的知识资源，一种应用于工程设计、建造、和管理的数据化工具，并以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息而得到的所有数字信息的总和。BIM技术被誉为建筑产业革命性技术，同时具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图形五大优势。

2 BIM在国内外土建行业中的应用

2.1 BIM技术在国外应用

在国际上，BIM技术从提出想法到完善，进而在工程建设中的普遍应用接受，经历了几十年的历程。BIM技术起初由挪威、芬兰、新加坡、美国等国家主导。BIM技术在一些国家的建筑行业中逐渐发展成为主流。美国曾经实施了一项关于BIM的项目，主要是为了进一步实现技术转变、提高建筑行业中的经济效益和社会效益。英国强制要求在建筑行业的建设中使用BIM技术，英国的企业与世界其它国家地方相比发展速度较快；北欧一些国家，由于当地气候要求及建筑信息技术软件的推动，BIM技术的发展也逐渐发展起来。

2.2 BIM技术在国内的应用

我国对BIM的应用虽刚刚起步，但发展速度很快。目前，已经有很多地方采用BIM技术。利用BIM技术可以在建筑的设计阶段，建立专业模型，通过优化模型、三维检验以及对管线、设备的基本排布，使管线、设备整体的布局得到合理、有序、美观的规划，使建筑物的空间得到充分的利用；利用BIM技术在施工阶段中，通过BIM技术的模拟性、可优化性的特点，对建筑的危险薄弱部位进行合理的优化。另外通过对模型的定位，进行施工现场的可视化、信息化、时效化，可减少了施工中复杂工程的检验。

3 利用BIM技术在高校中的应用

3.1 利用BIM技术参赛

近几年，许多高校让学生积极参加BIM技术相关的比赛，参赛学生在掌握好BIM技术的同时，不但提高自身的实践能力，也在一定程度上锻炼了学生的创新能力。BIM技术可以更好的、更直观的将建筑模型的三维立体、实际空间、房间的日照通风、钢筋、工程造价等信息详细表达出来，让我们及时发现工程中不合理的地方、及时进行修改和改正。

3.2 利用BIM参加比赛流程

3.2.1 BIM技术参赛的准备工作

在土木工程专业里，土木工程制图是我们学习计算机绘图的基础。计算机绘图课程能够使我们更好地掌握使用CAD绘图手段。为了更深入了解建筑物建筑构件和结构构件的组成关系，土木工程材料这门课提供了这方面的知识结构。

当我们熟练利用CAD绘制图纸时，遇到复杂的图纸，建立建筑的三维空间概念和立体感，需要利用BIM技术来解决这方面的问题。利用BIM技术的创新训练，可以让我们将土木工程制图、计算机绘图、土木工程材料、土木工程概论、房屋建筑学等土木类的相关课程有机的联系起来，可提高学生的创造思维能力、动手能力以及更加熟练的掌握计算机绘图技能。

3.2.2 BIM技术参赛的实际应用

首先详细了解BIM技术的应用状况，明确BIM技术都可以做哪些方面的内容，同时对相应的BIM类软件有一个总体的了解；通过官网中的视频进行BIM软件的自学，同时合理利用网络资源和通过和官方的客服技术人员请教，加深对软件的理解和掌握，也可以与同学或者老师进行积极地交流不理解和不太明白的地方，锻炼自主学习的能力，又开拓我们的视野。

其次是图纸阅读与理解。作为建筑专业人员，应学会看图、读图。我们可以按照建筑、结构、水、暖、电的图纸表达顺序，仔细的阅读图纸，读懂图中所有设备、符号、标注等信息。

最后是BIM软件的实际应用。在BIM类软件中，有很多不同种类的BIM类软件。其中鲁班BIM中有鲁班土建、鲁班安装、鲁班钢构、鲁班钢筋、鲁班施工、鲁班造价、鲁班总体等软件。绿建斯维尔软件中有建筑设计、建筑通风、节能设计、能效测评、暖通负荷、热环境、日照分析等软件。由上面可以看出，每个软件都有自己的功能，并且他们之间相互协调、相互联系。

鲁班土建与建筑设计是绘制、转化图纸，能够真实的模拟施工的实际情况，鲁班BIM软件在进行云检查时，能够及时找出图纸中设计不合理的位置并提醒相关人员进行修改；鲁班安装可利用三维技术解决造价复杂问题，利用碰撞检查及技术对虚拟现场精细化；鲁班钢筋可以对建筑快速配筋，对钢筋下料可以快速计算出结果，并可真实的模拟现场钢筋的分布，避免造价工程师不必要的往返；鲁班钢构可以快速的直接出量复杂的钢结构三维模型；鲁班总体内部有许多三维图形，可智能转化植物、草坪、道路等，并可能轻松的计算出土方工程量。

团队在参赛的过程中，两次荣获由中国教育协会颁发的BIM类高校比赛三等奖和由黑龙江省教育厅颁发的基于BIM的建筑物理模型类的优秀奖。

4 利用BIM参赛的收获与感想

利用BIM类软件所做的参赛作品部分如下图所示：

通过学习BIM技术及相关软件，更好地加深了专业课程知识的掌握和了解，同时初步掌握了建筑的设计方法，建筑的施工建造过程以及建筑物后期维护工作等工程。参加全国大学生BIM类的比赛，既检验知识掌握的实际水平，也提高创造思维能力，通过分工协作，锻炼了沟通能力、协作能力。BIM技术提供的虚拟协作、基于问题的学习方式、以及基于角色的实验练习，能够显著提高我们的综合素质。

5 对BIM技术的一点看法

BIM技术对于了解建筑业来说是一个很好地切入软件，可省时、省力，又可安全、高效、快速、实用地完成一个建筑。通过参加BIM类相应的比赛，能更好地掌握建筑工程中的绘图、识图能力、增强创新能力、提高实践动手能力，能够为早日进入建筑业的的工作中打下坚实的基础。

参考文献：

[1]何清华，钱丽丽等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2012（02）.

[2]许俊青，陆惠民.基于BIM的建筑供应链信息流模型的应用研究[J].工程管理学报，2011（02）.

[3]贺灵童.BIM在全球的应用现状[J].工程质量，2013，31（03）.

[4]何清华，张静.建筑施工企业BIM应用障碍研究[J].施工技术，2012（22）：80-83

篇10

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、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、技术要求和数据信息越来越繁杂[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。

1.BIM技术的概述

1.1 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：建筑方案设计、施工图预算、施工进度、运作建造、管理维护等等[3]。

1.2 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]。

1.3 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数据信息，使工程的各个阶段情况均能在3D模型中得到完整、切实的体现，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]。

2.BIM技术在住宅建筑设计中的应用

2.1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）缺乏规范的设计标准体系；（3）设计规划技术体系的科技性严重缺乏；（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；（7）缺乏严密的行政监管机制。

2.2 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：

2.2.1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、承重情况以及体量关系进行分析判断，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良好的基础。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）。

2.2.2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可以从三个方面来实现：①单体节能，将建筑物室内室外的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、循环的智慧节能体系，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，模拟出最佳的节能、低耗方案。

2.2.3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，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像素（视图像素、模型像素、注释符号像素），而后分别对各类像素进行详细的参数设置（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。

3.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，提高工程设计施工的效率，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）.

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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：

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引言：

研究地理信息系统及其在城市规划测绘中的应用具有十分重要的现实意义。本文旨在为人们准确认知地理信息系统提供相关理论参考，同时也为该系统在城市规划测绘中实现高效运用，给予一定实践指导与帮助。

一、城市规划测绘中地理信息系统设计分析

（一）系统总体框架本文设计采用地理信息系统搭建起的城市规划测绘平台，运用分层设计理念，平台主要由基础与数据层、支持层与平台层以及应用层共同构成。其中位于最底层的运行支撑层，主要由各项网络基础设施、安全保密系统等共同构成。位于其上的数据层中拥有包括城市基础地理信息、城市地名地址以及三维模型与地形等各种信息数据，负责为城市规划测绘提供所需数据支持。基础层中主要由普通二维与三维两种地理信息系统构成。位于平台最顶层的应用层，其构成包括城市宣传、旅游规划、三维辅助规划评审等多项应用功能。图1展示的就是该城市规划测绘中的地理信息系统基本结构：

（二）硬件部分设计为避免服务器突然出现故障问题而影响地理信息系统的整体运行，本文设计采用两台服务器，分别作为主用与备用。要求服务器内存至少达到16GBDDR3，光纤交换机主要用于城市规划测绘中各项地理信息数据的高效交互传输，其传输速度需要达到4Gb/sec，并采用通用型接口，确保地理信息系统中的各功能子系统均可以实现相互连接、互联互通。在设计选用磁盘阵列机中，其存储最大可达48TB，且拥有12个单机磁盘，运用4Gb光纤通道外接主机，以此有效满足系统庞大的数据采集与存储、分析管理需求。

（三）软件部分设计在该城市规划测绘中的地理信息系统，主要用于集中展示各项城市三维地理信息数据，并对其进行实时更新管理，从而科学合理地完成各项城市规划工作。在本文设计应用的地理信息系统中，主要包括基础即二维地理信息系统与三维地理信息系统。前者运用ArcGIS地理信息平台，涉及结构模块有配置管理与聚合数据与服务等[1]。后者则通过运用三维数字化显示技术，系统在自动完成对城市影像、数字高程等数据等其他信息数据的收集整理后，搭建出相应的二维与三维城市空间，并将其相互整合由此构建出真实立体的城市场景，方便工作人员直观、真实地了解各项城市规划情况及相关测绘数据，从而更好地完成城市建设管理与科学规划工作。图2展示的就是系统软件部分：

二、城市规划测绘中地理信息系统的实际应用

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Abstract:With the diversification, modern people's philosophy of life and way of the details, environmental requirements for buildings is increasing. Comfortable and high-quality living environment become the pursuit of the trend. Energy-saving HVAC system is no longer emerging issues. Therefore, be imperative innovation HVAC technology, the HVAC industry, new products, new technology, new materials development and innovation, plays a crucial role in the future development of architecture.

Key words:HVAC;energy-saving; design

中图分类号：TU96+2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、暖通空调系统能耗的构成及主要特点

随着我国国民经济的迅速发展，能源和环境问题日益凸显，城市化的飞速发展和人们生活水平的提高，使建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，部分发达国家已达到40%。建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度，现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求，而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗。

影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。暖通空调系统的能耗还有几个特点，表现在：第一，系统的设计、选型、运行管理的不合理，将会降低能量使用效率。第二，维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。第三，暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理，这就可以采用冷热回收的措施来减少系统的能耗，有效利用能量。

二、暖通空调系统的节能途径

1.改善建筑保温性能。对于暖通空调系统而言，通过维护结构的（冷热负荷）空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的（冷热负荷）空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低暖通空调系统能耗。

2.引进新型节能技术。影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热，此时所需要的空气温度显著下降，一般可达到12℃～14℃，而传统方式一般在18℃～20℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。

3.强化系统的运行水平。对暖通空调专业的操作人员进行培训，提高管理人员的专业水平和业务技能，使其具备必须的暖通空调基本理论常识，实行空调操作人员操作证制度，对没有达到考核要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。同时提高管理人员的素质，增强其责任心，这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节，达到设计要求的节能效果。

三、结合设计，需要重视和探讨的几个发展方向问题

由于暖通空调技术的发展和变化，特别是建筑市场竞争激烈，业主需求日益现代化、多样化、重视国外技术的移植与引进，而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整，对暖通空调设计的挑战越来越严峻。因此，如何结合设计的需要，重视相关技术，并有选择而合理的应用在我们的设计中，满足业主要求，提高设计水平，是我们必须努力做到的。

1.重视CFD技术的应用

CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。它是伴随着计算机技术、数值化计算技术的发展而发展起来的。CFD相当于“虚拟”地在计算机上做实验，用以模拟实际的流体流动与传热情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动和传热的微分方程，得出流体流场在连续区域上的离散分布，从而近似地模拟流动情况。

因此，CFD是一种模拟仿真技术。在暖通空调领域，近年来，经过高等院校、科研和设计单位的共同努力，在模拟予测室内外或设备内的空气或其它工质流体的流动情况的应用方面，越来越多。CFD可以对一些高大空间、公共建筑（体育场馆、大型音乐厅堂）、地铁等通风空调空间的气流组织设计，以可视化的方式将速度场、温度场，用动态或静态予以展示；对一些建筑小区或建筑群（如：CBD地区）的二次风、热环境等进行模拟分析，以求能设计出合理的建筑风环境；暖通设备的质量的提高、性能的改进，也可以借助CFD得以实现。

CFD以成本低、速度快、资料完整且可以模拟各种不同工况的特点，成为分析和竞标工程项目的有力工具。许多设计院都在奥运及相关工程中，应用了CFD分析，并配以彩色的温度场、速度场图示，得到业主好评。清华大学开发了通用三维流动与传热的数值模拟程序STACH-3，同济大学、湖南大学及北京工业大学在CFD方面也都作了不少开拓性工作。北京市建筑设计院，专用设置了CFD应用机构，用以解决重大项目投标和设计上的难题，推动了设计水平的提高。