建筑工程技术研究方向范例6篇

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建筑工程技术研究方向

建筑工程技术研究方向范文1

关键词:建筑工程;测量;工程质量;影响

随着我国各项基础建设工作的不断推进,建筑工程质量的重要性充分的显示了出来。为此,建筑工程技术研究者根据工程建设各阶段特点,开展了针对性的质量保证研究。在研究中我们发现,工程测量过程是质量控制的重要组成部分,对于质量控制有着较为重要的影响。正因如此,我们结合当前工程测量主要方法,开展了工程测量专业研究。其研究目标在于工程测量针对质量影响因素,改善现有的工程测量方法,提高建筑工程整体质量。

一、工程测量概念及主要工作内容

在开展工程测量对质量的影响前,我们首先需要了解工程测量的概念,以及其主要工作内容。

(一)工程测量概念分析

在建筑施工技术研究和实践中,技术理论研究者将建筑测量的概念总结为:在工程建设过程中,技术人员将工程测量技术应用于工程勘测、设计、施工以及各项管理工作中,为工程建设提供技术支持。测量工作实践中,主要分为以下几类:(1)施工前的勘测设测量与地形测量;(2)工程建设中的施工与设备安装测量;(3)工程竣工阶段的竣工测量;(4)工程验收与管理中的变形观测与维修养护测量。正因如此,工程测量在工程建设整体过程中都发挥着重要的支持作用,进而可以为工程质量保证起到有力的支持作用。

(二)工程测量主要工作内容

在实践研究中,研究者对工程测量各阶段的主要工作内容开展细化分析研究。实践工作内,测量工作包括以下四项具体过程。(1)工程建设地形图测绘。工程施工过程中,工程区域内地形地貌因素是影响工程质量的主要原因。因而在工程设计与施工前,工程设计与管理方必须首先做好工程地形测量工作,并绘制出地形地质图,为工程设计与施工提供基础支持。其测量过程中,GPS定位、计算机三维成像等新型技术,极大地提高了测绘质量与效率。测绘完成后,技术人员在根据测量结果以及工程设计技术要求、工程规模等因素,以1:500至1:10000等不同比。(2)施工中的控制网布以及优化设计测量。在工程施工阶段,技术人员需要将设计图中内容在实际施工区域进行网布工作,并根据实际施工区域特点优化设计。在这一过程中,工程测量发挥着测量定位工作。特别是对于部分工程测量数据质量较为精密的定位测量工作,工程质量管理方应聘请专业测量人员,以及选用精度较高的专业设备开展定位测量工作。(3)施工放样测量工作。在工程施工过程中,将二维化的施工设计图纸与方案,转化为立体化的实体建筑过程,即为建筑施工放样过程。在这一工作中,技术人员必须经过严格的测量工作,将几何化的设计图纸实现立体展现,再完成放样设计工作。其主要工作即是对设计图中展现的点、线、面、体等数据,采用极坐标、偏角法、方向交汇等手段方法开展放样测量,完成数据转化过程。(4)工程竣工以及使用中建筑变形测量、分析以及预报工作。工程质量控制不仅集中与工程前期与施工过程中,工程竣工测量以及建筑变形测量工作,也是工程测量的主要内容。在工程竣工阶段,测量工作的主要内容是根据设计图纸与方案,对竣工建筑的各项数据进行测量,为竣工质检提供测量数据支持。而在建筑竣工验收后,测量技术人员还应定期对建筑物进行变形测量,并对测量数据进行技术分析。测量完成后,技术人员还需要根据数据分析结果,完成建筑变形预报工作,对建筑物可能的风险进行预警。由于建筑变形数据关系到建筑物质量,以及建筑物住户的整体安全。所以工程竣工测量与变形测量都是当前建筑工程测量的重要内容,得到了社会与建筑管理部门的广泛重视。

二、工程测量质量影响因素分析研究

在研究中技术研究者发现,工程测量对工程建筑质量的影响包括了以下几点。

(一)提高基础建设质量

地形与地质测量的开展,有助于设计人员掌握建设区域地质特点,结合制定出针对性的设计方案与图纸,提高设计方案质量。如在地质测量中,测量人员测绘的地形图对于建筑高度有着严重制约时,设计人员在制定设计方案时就必须严格控制建筑层数与整体高度,从设计方案角度控制建筑质量。如在地基部位测量中,技术人员对工程区域内岩石、黏土等地质环境进行测量,便于设计中地基方式以及挖掘方式的确定。

(二)合理放样放线提高建筑整体质量

在建筑工程施工过程中,在建筑施工前要做好放样放线工作,是保证建筑质量的重要环节。放样放线测量的关键因素在于测量标准的实施,以及严格的技术施工监控过程。测量标准即是指在测量过程中,测量人员必须严格准守《建筑工程测量规范》(GB5006-007)、《建筑工程建筑面积积算积范》(GB/T50353-2005)等技术规范标准,实现标准化测量过程。而严格监督则是指在测量过程中,质量监督人员对测量过程进行严格监督与管理,提高放样放线测量质量。

(三)影响建筑主体结构质量

建筑主体结构质量问题严重的影响着建筑寿命与安全。为此工程质量管理者,在主体施工中应以质量保障为目标开展测量工作。在建筑主体施工测量中,其测量重点在于墙柱平面放线测量、工程主体垂直度与标高控制测量以及建筑主体中楼板、线条等数据控制测量工作。如在建筑主体施工中,建筑物主体垂直度质量低于设计方案标准,就会造成建筑主体倾斜夹角过大,进而严重影响建筑主体寿命。

(四)提高建筑装修质量

建筑装修工作是建筑施工的一个组成环节,其工作质量决定了建筑美观,以及建筑居住使用者的舒适度。在这一阶段,工程测量工作的重点在于提高建筑建设的精度,确保装修阶段在确保工程效率的同时保障工程质量。如在工程墙体装修中,技术人员必须保证外墙平面的平整。所以测量工作者需要加强完全平整度测量工作,保证建筑建筑外墙装修质量。

三、结束语

建筑工程测量工作是保证工程质量的基础性工作内容,其在工程质量保障过程中占据着重要位置。为此测量技术人员根据建筑工程各阶段,测量工作的主要作用为切入点,开展了工程测量对工程整体质量研究,为我国工程安全管理工作提供理论支持。

参考文献:

[1]张正禄.工程测量学[M].武昌武汉大学出版社.2005

[2]李江.工程测量在建筑工程质量管理中的重要性分析[J].江西建材.2013(06).

建筑工程技术研究方向范文2

【关键词】海砂;海砂混凝土;道路;胶凝材料

1、前言

海砂是一种重要的海洋生态环境要素,但也是一种资源,一种世界公认的难利用的资源。合理地开发利用海砂能够使其服务于经济建设,可以促进国家经济的发展。

已故的中国工程院吴中伟院士认为“高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术,选用优质原材料,除水泥、水、集料外,必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土” 【2】【5】。通俗地讲,我们通常所谓的高性能混凝土是指混凝土具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。高强度、高工作性、高耐久性这三项指标,构成了“高性能混凝土”所具备“三高(即3H)”的性能指标【1】【3】。

“海砂混凝土”是一种新生的建筑材料,是以原状海砂作骨料,拌合海砂胶凝材料,硬化形成的具有一定技术特性的水泥基胶凝建筑材料。海砂混凝土适应性强、性能优良、制作简捷、养护方便、造价合理、使用面广,是一种特别适宜于海堤、海港、跨海大桥、海上作业平台等海岸工程建设的新型混凝土【3】【6】。

我们使用这种海砂混凝土技术在广东省的城市道路建设中进行了试验应用。

2、名词

海砂:本文中的海砂系指我国海岸周边、自然存在于海水氛围中的没经处理的的原状海砂。

海砂胶凝材料:指一种专用于胶凝硬化原状海砂的胶凝材料。

海砂混凝土:由海砂胶凝材料胶凝硬化原状海砂形成的固结体。

3、施工过程控制

(1)运输、摊铺、平整、捣实、抹面全部按普通水泥混凝土操作工序,但时间不得超过2小时;

(2)每3m设横缝,每30m设施工缝,不设纵缝。切缝要及时,一般情况下24h内必须切缝;

(3)养护时间不应少于7天。

(4)拌和过程中的水灰比严格控制在0.43左右。

(5)施工路面时采用立模现浇方式。

(6)由于采用海砂直接拌合施工,骨料级配相对差,在振捣成型的环节上必须严格控制。在摊铺、平整后采用平板振捣器和梁式振捣器配合振实。每个振捣环节缺一不可。

(7)为充分保证海砂混凝土的施工质量,成型完毕后必须立即以薄膜覆盖,保湿养护。

4、试验报告

将水泥。核心元素、海砂按三种配合比进行拌合形成三种海砂混凝土,并与没有添加核心元素的海砂砂浆进行性能对比。结果如表4-1所示。

选用其中效果较好的一组配合比进行施工。

在道路施工现场取样后送规范检测单位进行检测的结果如表4-2所示 。

5、试验结果分析

(1)在表4-1所示的试验结果中,2#配合比为: 水泥:核心元素:海砂=24.5:0.5:75,由此配合比形成的海砂混凝土7d抗压强度达到30.1PMa,充分满足了普通混凝土C20的强度要求,因此选用此配合比进行道路实际施工。

(2)道路施工现场取样的模块送湛江市建筑工程质量检测站进行检测,检测结果表明:不外掺粗骨料(级配碎石)的海砂混凝土,其强度完全满足道路的设计要求。

6、初步结论

(1)海砂胶凝材料是胶凝硬化海砂的优秀胶凝材料。

(2)海砂混凝土是一种可以不需外掺粗骨料(级配碎石)的混凝土。

(3)从材料组成和生产手段以及基本性能来评说,海砂混凝土本质上仍然是属于砂浆概念的固结体。但海砂混凝土在抗压强度上却远远地超过了普通砂浆的这一属性。因此,关于海砂混凝土的内部结构特征和其形成过程中的物理化学变化问题是一个尚需进行深入研究的课题。

参考文献

[1]HE Zhen, LIANG Wenquan. The Properties and Applications of High-effective Mineral Admixture CRM for Concrete, J. of Wuhan University of Technology (Materials Science),Vol.16No.1 (2001)

[2]吴中伟.高性能混凝土―绿色混凝土[J].混凝土与水泥制品,2000(1):3-7.

[3]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京:机械工业出版社,2004.1.

[4]李相国,梁文泉,杨国录等. 高耐水土体胶凝材料用于防渗工程的施工研究,节水灌溉,No.3,2002

[5]吴中伟、廉惠珍著,《高性能混凝土》,北京;中国铁道出版社,(1999)

[6]林宝玉、蔡跃波、单国良,保证和提高我国港工混凝土耐久性措施的研究和实践,《水泥基复合材料科学与技术》,北京:中国建材工业出版社,(1999)

建筑工程技术研究方向范文3

(一)办学思路和办学硬件条件

石河子大学建筑学专业的总体办学思路是服务于新疆、兵团的经济建设,培养基础较扎实、具有良好的建筑师理论素养、建筑学专业技能强的本科应用型高级工程技术人才。学校现有建筑学专业教室和画室若干间,图书馆馆藏中、外文书刊300余万册,年订中、外文期刊3000余种、报纸180种,藏书总量300万册,各类数据库40余种。

(二)人才培养方案、培养规模及承担课程

由于办学条件无法满足独立培养建筑学专业本科生的要求,学校利用对口支援的优惠政策和支援院校的办学资源,采用1+3+1联合培养的模式。因此,在制订本学科人才培养方案时,形成了两套不同培养模式的方案,即联合培养模式下的人才培养方案和独立培养模式下的人才培养方案。学校建筑学专业自2011年开始招生,目前,学校只承担建筑学专业本科生一年级基础课、专业基础课和美术实习的教学、实践任务。

(三)师资队伍、科研平台

石河子大学建筑学专业现有专任教师10人,其中客座教授1人。专任教师中教授1人,副教授2人(其中高级工程师1人),讲师5人,具有硕士学位的助教1人。本专业教师以石河子大学寒区绿色建筑工程技术研究中心和石河子大学寒区城镇建设与新技术重点实验室为平台,形成了以寒区绿色建筑设计及技术为主要方向的科研领域,并取得了一定成果,近年来共承担16项科研项目。

二、学校建筑学专业办学存在的问题

(一)办学条件较差

不具备独立办学的条件目前,学校建筑学学生专业教室的教学设备、绘图桌椅等设施较为陈旧,教学环境欠佳。同时,没有建立相关的专业资料室、评图教室和实验室等办学所需的硬件条件,无法满足独立办学的硬件要求。

(二)师资队伍学历低

教师数量严重不足由于新疆和兵团地区偏远、经济发展相对落后,难以引进建筑学高学历专业人才。学校建筑学专业教师数量严重不足,专业教师与学生的比例不满足《高等学校建筑学本科指导性专业规范》的要求。目前的师资能力还无法满足独立培养本科生的要求,同时现有教师队伍欠缺高学历、高职称人员。

(三)课程建设欠缺

没有形成专业课程体系目前学校专业教师只承担建筑学专业一年级的教学任务,没有承担过高年级的专业课程,因此没有形成建筑学的专业课程体系。同时承担建筑学教学任务的教师为近两年引进的年轻教师,在课程教学方面经验较少,与高水平院校在本学科教学方面的学习和交流的机会非常少,其对于建设系统化的专业基础课程还欠缺经验,对课程体系研究与教学内容研究不足,没有形成较为成熟的专业基础课程体系。

(四)科研水平较低

影响本科教学水平的提高学校建筑学专业科研基础薄弱,尚未形成一支高水平的科研队伍和稳定的科研基地。专业教师承担的各类课题和获奖成果少,参加各类学术活动较少,不能及时了解学科发展的信息和前沿研究课题的动态,对本科教学水平的提高没有起到促进作用。

三、学校建筑学专业建设的策略

(一)改善办学条件

满足独立培养本科人才的硬件要求学校通过多渠道争取经费,以改善建筑学专业的办学条件,具体采取了以下措施:改善专业教室、画室的教学环境;建设本学科的专业资料室、图文信息中心;建设评图大厅,改善设计课教学条件;积极申购仪器设备,扩充其软硬件设备,提高科研教学设备档次,完善实验室功能,扩大实验室规模。目前学校已投入资金筹建建筑设计实验中心,具体包括建筑物理实验室、建筑构造实验室、模型雕塑实验室、数字建筑实验室、建筑环境监测5个实验室,重点购置必需的仪器设备,注重设备仪器的质量和技术含量,加强综合型和设计型实验的开出率,提高学生参与不同层次的实验、实践项目和系列竞赛的兴趣,扩展学习内容,培养学生创新能力,为学生本科学习及参加建筑学科全国相关竞赛提供训练仪器设备及场所。

(二)加强师资队伍建设

以满足建筑学专业本科教学的需求学校通过制定相关优惠政策引进建筑学专业高层次人才,充实教师队伍;依托对口支援政策支持,学校聘请对口支援高校的专家学者到学院讲授专业课程。同时,学校加强与本地建筑设计院的联系与合作,建立了一支稳定的有丰富实践经验并掌握最新技术和技能的兼职教师的队伍。此外,学校还大力培养青年教师,通过到对口支援高校进行培训、访学,或者参与教学改革项目等途径,提高青年教师的教学水平。目前,学校计划建立在职教师到设计院实践制度,在校企合作基础上,通过到企业举办专业教师培训班、企业接收教师实践锻炼、教师为企业提供技术咨询服务等途径,提高中青年专任教师的工程实践能力。

(三)完善人才培养方案

加强课程体系建设,以达到独立培养建筑学本科人才的要求学校根据办学思想和培养目标,依据建筑学专业指导委员会培养目标及培养方案要求,通过与高水平院校的交流与合作,拓展本学科的办学思想,建立具有地域特色的办学理念,以建筑设计项目规划、设计、管理为主线的工学结合、产学研结合的原则,进一步修订、完善人才培养方案,形成“综合基础”、“学科基础”、“职业基础”三个具有开发功能的平台,完善建筑学专业教育体系。学校制定了相关政策,鼓励教师开展课程体系研究与教学内容研究,并通过到对口支援高校进行培训、访学等途径,提高青年教师的教学水平和对课程体系的整体把握能力。同时,学校还注重加强与高水平院校间的交流,探讨专业发展趋势,积极迅速跟踪学科动态,更新教学内容,引进先进课程,为独立培养本科人才做准备。

(四)调动科研积极性

提升科研水平,为建筑学专业建设服务学校积极支持本专业教师参加国内学术交流,同时,学校努力挖掘和整合建筑学专业的科研力量,形成科研特色和优势,进一步提升本专业的整体科研水平;按学科研究方向构成科技创新团队,加强组织考核,带动青年教师提高科研水平;明确学科带头人及学科研究方向学术带头人的职责,建立学科方向实验室及工作室。学校还建立了相关的科研奖励政策,调动了教师科研的积极性。

四、总结

建筑工程技术研究方向范文4

[关键词]大体积混凝土;温度裂缝;控制

中图分类号:TU745 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)04-0171-01

随着建筑行业的发展,建筑物以及建筑构造物的规模与体量都在不断增加,所以,大体积混凝上的应用范围越来越广,其已经涉及到很多工程,比如城市建设、桥梁工程、水利工程等方面。据工程实践表明,在大体积混凝土的施工阶段,如果没有运用合理的措施,很容易出现裂缝,从而引起工程事故。在现实生活中,尽管施工人员小心谨慎,但裂缝问题还是不断出现,其根本原因是,对混凝土温度应力的控制不够。所以,在大体积混凝土施工中,对温度的控制具有重要意义。

一、温度裂缝产生的主要原因

在大体积混凝土的施工过程中,温度裂缝产生的主要原因有以下几点:水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化和混凝土的收缩变形等因素。

(一)水泥水化热原因

水泥在水化过程中,会产生热量,由于大体积混凝土的断面较厚,水泥的水化热量聚在混凝土结构内不易散失,引起内部的急剧升温,在具体的建筑工程里温度一般在20℃到30℃左右。水泥水化热将带来绝热温升,这和混凝土中水泥的用量与品种有关,并且随混凝土龄期增长,一般在10d-12d达到绝热温升。但实际混凝土在自然条件下,内部达到最高温是在混凝土浇筑后的3d-5d。混凝土龄期增加,弹性模量会随之增高,为内部降温收缩带来愈来愈大的约束,以致于产生了强大的拉应力,在混凝土强度不能抵抗拉应力时,就会产生温度裂缝。

(二)外界气温变化原因

在进行大体积混凝土的施工时,外界气温变化是一个不容忽视的影响因素。混凝土的内部温度变化是由浇筑温度、绝热升温和结构降温等共同引起的,外界气温的变化会对混凝土内部温度产生影响,如果外部气温高,混凝土内部结构温度也会提高;如果外界温度降低,可能会加大混凝土的降温幅度,特别是外界气温骤降时,混凝土的外层与内部温度梯度会增加。温度应力与温差有关,温差越大,温度应力会变大。在高温时,大体积混凝土内部热量不容易散发,混凝土内部最高温度能够达到60℃-65℃,并具有延续性。这时需要采取一定的措施来控制温度,以防止混凝土结构由于内外温差过大引起较大温度应力。

(三)约束条件变化原因

结构在变形时受到的外界阻碍条件,叫做约束条件。混凝土结构变形的约束条件,是温差和膨胀系数的乘积,当拉力大于混凝土拉伸极限值时,就会出现裂缝。实践证明,在大多数工程内外温差控制在20℃-25℃之间时不会出现裂缝。

(四)收缩变形原因

因为泵送所需的混凝土流动性和抗裂要求是相互矛盾的,所以应该尽可能在满足泵送要求的条件下降低水灰比。因为水的含量越大,开裂可能性就越大,随着混凝土厚度的增加,混凝土浮浆也随之增多,因此要进行细致的计算机处理,调整水灰比,降低用水量,这对于提高混凝土结构的抗裂性是十分必要的。水泥水化过程中,混凝土的体积变形中,收缩变形比较多,膨胀变形比较少,所以混凝土在收缩变形时带来的温度应力是不容忽视的。

二、控制温度裂缝的基本措施

要控制温度裂缝要从原料选择和配比、施工方法和养护三个方面着手。

(一)合理的原料选择和配比

混凝土是由水泥,骨料和水混合而成,控制裂缝的关键是控制混凝土的组成成分。

1、水泥的选择

为了进行大体积混凝土内部的温度控制,应该选用低水化热的水泥,并尽可能的降低水泥用量。与此同时,要加入混凝土掺合材料,以减缓混凝土的终凝时间。所以,矿渣水泥应是大体积混凝土工程中的首选材料,但需要注意的是矿渣水泥收缩量较大,应考虑到其收缩应力的问题。另外,要尽量减少水泥的用量,如有必要应该增加粉煤灰的用量,使混凝土可以达到设计强度要求。水泥的用量直接影响了水化热量与混凝土收缩程度,而且还和经济技术指标联系密切,减少水泥用量即是一种裂缝控制措施,也是一种降低工程投资的措施。在混凝土凝固时间方面,初凝时间一般在2-3小时以上,因为在初凝以前,混凝土内部温度上升是不会产生温度应力的,因此适当加长初凝时间,可以使温度应力降低。

2、骨料的选择

应该选择热膨胀系数低、含泥量小的骨料,强调连续级配。这是因为,一方面骨料本身强度就要比水泥胶体大,而另一方面,连续级配的骨料,可以使混凝土中骨料的所占体积提高,减少水泥用量,从而降低水化热量。

在进行大体积混凝土的浇筑施工作业时,可根据设计抛埋一定量的毛石,掺加时应选用无裂缝、规格为150-25Omm的坚固石块,这样可以降低水泥的用量,减小水化热量,而且石块本身的吸热的功能,能够进一步减小水化热量,这对控制裂缝发展非常有利。

(二)降低温度的施工方法

施工方法的不同不仅可以降低混凝上内部最高温度,也可以使混凝土的内外温差减小,可以有效地防止出现温度裂缝,起到了控制裂缝的作用。

降低温度的施工措施主要分为三个方面:

1、降低浇筑温度

浇筑应该尽可能安排在低温季节里进行,如果必须在高温季节下施工,那么必须采取一定的措施来降低混凝土温度。混凝土输送管道,应进行覆盖和撒水,以减少混凝土输送过程中产生过多的热量,尽可能降低混凝土入模时的温度。

2、减小水化热温升

在此方面主要有预埋水管法与分块浇筑法两种措施,也可以采用搅拌混凝土时加入冰屑或冰水等措施。尽可能降低原料温度,从而降低混凝土入模时的温度,最好使其低于环境温度,与外部环境形成负温差。

3、对混凝土内外温差进行调节

首先,可以采取外蓄内散的措施,提高表面温度,减小内部温度。其次,要减少浇筑时的暴露时间,利用提高表面保温的方法,减少内外温差。

(三)采取养护措施

混凝土的养护对防止温度裂缝出现非常有效,主要有以下三种养护方法:

1、仓面喷雾养护

主要分为掺气管喷雾法和新型喷雾机喷雾法两种方法。

2、流水养护

使用表面流水的方法养护,这样可以使混凝土最高温度降低1.5℃左右,但因为浇筑表面一般不是很平整,难以使流水覆盖全部,所以实施时有一定难度。

3、表面保护

干缩引起的裂缝一般要靠养护来解决。实践证明,表面保护对防止出现表面裂缝非常有效,特别在浇筑初期,混凝土内部温度很高的时期,更应该注意进行表面保护。

结语:

对于大体积混凝土的温度裂缝问题,是建筑工程中比较常见的质量问题,它可能对建筑的结构安全造成威胁,施工单位的管理人员和施工现场管理人员都因该重点考虑这一问题。本文通过实践研究得出了出现温度裂缝的主要原因,即:水泥水化热、外界气温的变化、约束条件变化和混凝土的收缩变形。并结合这些原因得出要在原料选择和配比、施工方法和养护三个方面采取措施防止出现温度裂痕。

参考文献

[1] 姜伟思.阜新恒盛国际基础大体积混凝土温度场实测与分析[D].辽宁工程技术大学,2012.

[2] 梁嘉彬.高原环境下冬季大体积混凝土防裂技术研究[D].兰州交通大学 ,2012.

[3] 余江平.某办公大楼基础大体积混凝土施工技术研究与应用[D].南昌大学 ,2013.

[4] 朱丽丽.ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型研究[D].沈阳建筑大学 ,2013.

[5] 徐向莹.超高层建筑大体积混凝土基础温度与温度裂缝控制分析[D].安徽理工大学,2012.

建筑工程技术研究方向范文5

自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业。由于专业开办历史短,缺乏专业沉淀,如何体现建筑电气及智能专业特色就成为相关学校关注和研究的热点问题。文章结合建筑节能的大环境和建筑电气及智能化专业的基础,对如何提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨。

关键词:建筑节能;建筑电气及智能化专业;专业特色;学科研究

中图分类号:G420 文献标志码:A 文章编号:

10052909(2013)04000504

自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业,在校生已达3 000人,建筑电气与智能化已经成为土建一级学科下的五个二级学科之一。尽管建筑电气与智能化专业知识体系和学科基础与电气工程及其自动化、计算机科学与技术、建筑环境与设备工程、通信工程等其他专业学科有交汇重叠之处,但这些传统的专业

又无法完全涵盖和体现建筑电气与智能化的发展与特征;另一方面,在建筑领域,建筑电气与智能化技术的发展非常迅速,不仅对相关专业技术人才需求快速上升,而且也显示出区别于传统专业的技术特征,需要以学科的角度和专业的视野审视建筑电气与智能化技术的发展。正是这一发展趋势促使了建筑电气与智能化成为土建专业的二级学科,可以说该专业的设置,既体现了专业的发展需求,也填补了土建类专业的空缺。然而,由于建筑电气与智能化专业创办历史短,缺乏专业沉淀,而建筑电气与智能化专业又具有多学科交叉的特征,如何体现该专业不同于其他专业的特色,如何确定专业人才培养模式、专业教学内容和课程体系等,成为专业指导小组和开办该专业的学校关注和研究的热点问题。本文结合建筑节能的大环境和该专业的基础,对如何体现和提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨,以期能够为该专业的发展提供一些有益的思路。

一、建筑节能和建筑电气与智能化专业的发展

(一) 建筑节能是中国节能减排的重要内容

节能是当今世界经济发展的主题,是社会可持续发展的基本要求。工业的增长,城镇化进程的加快,人民生活水平不断提高,使得对能源、经济资源的需求更加迫切。目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。据中国国家统计局2010年8月的统计数据,2009年中国能源消费总量达30.66亿t标准煤,建筑用电和其他类型的建筑用能折合为电力,总计约为5500亿度/年。图1是2009年中国能耗构成示意图,由图可见,建筑能耗占全国社会终端电耗的比例达28%,而且普遍认为该比例非常保守。根据发达国家经验,随着城市化的推进,建筑能耗将超越工业、交通等其他行业而居于社会能源消耗的首位。按目前的能耗趋势,2020年建筑能耗将达到11亿t标准煤,相当于目前建筑能耗的三倍[1]。因此,建筑能耗不容小视,中国国家“十二五”规划明确要求完成17%的节能减排目标。要完成这一目标,有效降低建筑能耗是节能减排的重要内容,具有十分重要的意义。

(二) 建筑节能和建筑电气与智能化专业优势

建筑能耗属于终端能耗,有效降低终端能耗,不仅可直接降低建筑能耗,而且对能源生产投资、改善环境具有更重要的意义。降低建筑终端能耗一般有几类基本措施:一是采用新型、高效节能设备,提高设备运行能效;二是改善建筑围护结构的保温隔热性能,减小能源损耗;三是优化设备运行方式,降低运行能耗;四是通过管理手段,合理使用建筑设备,直接减小能耗。

提高设备运行能效,开发新型高效节能设备,主要涉及设备制造专业领域;改善建筑围护结构的保温隔热性能是建筑节能的有效措施,主要涉及建筑规划专业领域。在建筑规划和设计阶段,充分考虑气候特征,采取相关措施,可获得较好的效果。由于改善建筑围护结构的保温隔热性能涉及建筑外观,涉及到既有建筑节能改造,会受到较多因素的制约。通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗,不仅可以应用于新建建筑,而且由于不涉及建筑立面和围护结构,是既有建筑节能改造最有效的措施,具有更广泛的实用性。这一类节能措施所涉及的技术领域包括建筑环境与设备、自动控制、电气自动化、信息等传统专业领域,跨专业特征明显。建筑环境与设备专业是建筑节能领域的主力,主要从营造建筑环境的角度研究、设计和配置建筑设备系统,开发与运用新型高效节能设备、新型能源是其关注重点,或者说建筑环境与设备专业侧重于建筑设备系统的静态设计,而在设备运行控制方面的技术基础则不足,往往无法独立实现建筑设备系统的运行控制。自动控制、电气自动化专业关注动态调节,对设备运行调节技术具有深入的研究,但由于对建筑设备运行物理过程的认识不够深入,通常需要由设备专业提供物理模型后再完成控制模型和实现设备运行控制。计算机、信息类专业关注信息传输与处理过程,在系统集成和信息处理领域具有优势,但同样由于对设备运行物理过程的认识不够深入,通常也无法独立完成建筑设备系统的优化运行与管理。

建筑电气与智能化专业教学体系强调建筑、电气、智能、信息、控制、设备等专业知识的教学[2-4],跨专业特征明显。专业人才培养目标是具有多学科基础知识的复合型工程技术人才。通过优化设备运行控制和管理技术降低建筑运行能耗的方式都与该专业密切相关。因此把握国家对建筑节能的重视和引导趋势,充分发挥多学科交叉教学的优势,凸显专业技术特征是建筑电气及智能化专业不容错过的发展机遇。

二、建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心竞争力

(一) 智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势

在建筑电气与智能化专业申报过程中,该专业的学科基础和发展方向一直是关注的重点,论及控制技术,已经有电气工程、自动化等学科;论及信息处理技术,已经有计算机科学与技术、通信工程等学科;论及建筑设备,已经有环境与设备工程等学科,如果仅考虑单一的学科基础,建筑电气与智能化专业都不具备与传统专业竞争的优势。但是如果综合考虑,特别是在建筑节能技术领域,通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗是国家倡导的主要发展方向。要实现建筑设备系统的优化运行与管理,既要以现代信息技术和控制技术为主导,同时还需要对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略和合理的技术管理方案。如前所述,在建筑节能技术领域,传统专业各自的优势非常突出,但不足也十分明显,它们通常无法独立完成建筑设备系统的节能优化运行与管理,而建筑电气与智能化专业恰恰能弥补其不足。在总结建筑电气与智能化专业特色时,对该专业学科的特征概括为“建筑设备是对象,自动控制是手段,信息技术是支柱,建筑环境是目标”[5],这一特征充分体现了该专业的内涵,这也正是智能化管理与优化控制的本质需求。因此,在智能化管理与优化控制上具有优势的建筑电气与智能化专业,无论在人才培养,课程体系建设,还是专业研究方向都应围绕这一专业优势,兼收并蓄,把握建筑节能发展机遇,才能形成专业特色,提升专业核心竞争力。

(二)建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础

建筑电气与智能化专业是在原建筑电气专业和电气自动化专业的基础上发展起来的。已设置建筑电气与智能化专业的学校,大部分也将该专业设置在电气自动化、自动控制、计算机等专业学科平台内。在人才培养方案和课程体系中,沿袭传统专业优势,但对建筑设备的重要性认识不足。如果单纯以培养“能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作,并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力”的人才为目的,这种设置无可厚非。但如果要形成建筑电气与智能化专业的核心竞争力,把握建筑节能给专业带来的良好机遇,如果缺乏对建筑设备运行物理过程的深入认识,很难真正在建筑设备智能化管理与优化控制领域形成竞争力。

目前,建筑节能技术领域仍然以有建筑环境与设备专业背景的研究团队为主导。尽管在智能化技术和控制领域,控制与信息类专业具有明显的技术优势,但在建筑设备智能化的管理与优化控制领域,控制和信息类专业仍然处于辅助地位。其主要原因还是在于控制和信息类专业背景的团队,对建筑设备运行的物理过程认识不足,无法独立开展系统的、整体的优化控制模式研究,或提供合适的基于智能化管理与优化控制的节能改造方案,因而仍然需要依靠建筑环境与设备专业提供物理模型,主导节能改造。例如,在建筑中央空调系统中,末端设备都具有换热器和送风机,但由于设备类型不同,其功能和运行模式不同,即便相同的设备,也由于空气处理要求不同,而具有不同的控制策略,因此只有对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略。换句话说,控制技术、信息技术在建筑节能工程应用中,是实现设备优化与节能运行的手段,核心的控制策略必须建立在对建筑设备运行机理的认识之上,亦即建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础。

(三)暖通空调系统优化控制是建筑节能的重要内容

公共建筑能耗构成中,暖通空调系统能耗高达60%以上;其次是照明系统,通常二者所占能耗达80%以上。目前,对建筑照明系统,最有效节能措施是采用高效光源,采用智能控制和管理技术节能投入高,节能改造经济效益受到制约。暖通空调系统不仅能耗高,而且系统设备多,在不同的环境条件下,运行模式和控制策略也不尽相同,系统设备和参数之间往往具有多干扰、多参数耦合、滞后大的特征。尽管其节能优化一直是研究热点,但也一直存在较多需要解决和深入研究的问题。如果说建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础,暖通空调系统的节能优化运行则是最具有研究前景的重要内容。

(四)以现代控制技术和信息处理技术研究建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心内涵

建筑电气与智能化专业要求具有宽口径的知识结构,但如果没有核心内涵,专业就没有核心竞争力。现代技术发展趋势需要宽口径知识结构的人才,但只有依托某一专业核心内涵下的宽口径的知识结构,才能形成核心竞争力。因此,以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑设备系统,研究建筑节能技术,往往会有不同的视野和思路,并具有广阔的研究空间,这也是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵。

例如将网络控制技术和信息处理技术应用于建筑中央空调系统,实现对中央空调系统智能化管理、优化运行控制、分户冷量计费等多种功能。在对中央空调系统设备运行模式深入研究的基础上,以系统优化运行为目标,在管理平台与现场控制器中嵌入设备相应的优化控制策略,可以获得更好的综合节能效益[6],这种模式已经成为建筑节能领域的发展趋势。又例如,传统的暖通空调系统中,冷热源系统调节基本上采用以用户当前负荷的集中和滞后效应作为控制依据,不能很好地体现用户负荷变化的实际情况和保证所有用户的舒适性。控制模式的缺陷,已经成为进一步降低中央空调节能运行能耗的技术瓶颈。在应用网络控制技术后,获取中央空调系统末端设备运行和环境参数已没有技术障碍。如果能够直接根据这些参数,以更广阔的视野,以系统的角度研究中央空调系统节能优化控制策略,一定会形成有

别于传统控制模式的新思路。

三、结语

建筑电气与智能化专业规范明确指出,该专业以建筑这一特定的对象为核心,以建筑设备为对象,以现代控制技术、信息技术为主要手段,以建筑节能为主题,强电与弱电并重,设备与控制一体,以此为基础,开展相应的教学和科研。建筑节能是国家的发展战略,目前还有一系列技术问题需要解决。智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势,也是建筑节能的重要内容。以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑节能技术,既存在广阔的研究空间,更是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵,是形成该专业核心竞争力的基础。

参考文献:

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[6] 徐晓宁,等.基于网络控制的中央空调运行管理、控制与分户计费系统[J]. 建筑科学,2009,25(6): 65-67.

Core competitiveness of the building electrical and intelligent specialty: building energy efficiency

XU Xiaoning, DING Yunfei, WU Huijun, YOU Xiuhua, HAO Haiqing

(School of Civil Engineering, Guangzhou University,Guangzhou 510006, P. R. China)

Abstract:

建筑工程技术研究方向范文6

关键词:数字相关滤波法;振动信号;处理技术;现代工程技术;数字信号接收 文献标识码:A

中图分类号:TP274 文章编号:1009-2374(2017)05-0018-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.009

S着现代社会技术水平的逐步发展,数字化发展逐渐成为社会发展的主要趋向。数字化信号处理技术在传统的模拟信号基础上建立信号数字化,通过数据结构形成虚拟的数据监测频率,智能化进行滤波的数字分析,提升了信号传输的强度。本文对数字化信号的分析主要是从关于数字信号的滤波方法入手,结合现代生活中经常应用的数字处理技术进行分析,促进我国信号通信技术能够进一步创新与发展。

1 对数字相关滤波法振动信号处理技术分析的必要性

数字相关滤波法振动信号处理技术是现代社会建设中,为了保障工程技术的顺利实施采用的技术分析手段,数字波动处理技术的发展标志着现代工程技术应用逐步走向新高度,信息技术的探究角度发生了较大的变化,例如:我国现代工程数字化技术分析的途径是物理分析,而传统的信号分析采用图像分析为主,物理分析为辅的分析方式,数字化信号分析的清晰度和识别性更强;另外,数字相关滤波法振动信号处理技术在实际中应用可以进行工程信号的远程检测,从而达到工程部信号强度的收集整理技术水平应用较短的时间,收集更加准确的信号信息,从而保障了信号处理在工程信号处理中发挥实际作用,提升了工程的施工效率。由此可见,新型信号处理技术的应用为现代工程的施工建设提供了相对完整的信号接受处理系统,降低工程信号受到外界电磁信号感应,导致工程施工建设效率不稳的情况,是提升工程施工效率的最佳技术手段之一。

2 数字相关滤波法振动信号处理技术的设计原理

数字相关滤波法振动信号处理技术的设计原理必须进行分析与研究,从数字信号接受和处理的基本设计原理入手,结合实际技术的应用方法,分析技术的科学设计。图1为数字相关滤波法振动信号处理技术设计简图。通过以上数据,探索实际信号处理系统的技术设计规划,为后期的数字相关滤波法振动信号处理技术的创新应用提供探索的新渠道。

结合图1进行技术的设计结构分析,从图中的整体构成结构来看,数字相关滤波法振动信号处理技术的设计中,主要是通过物理电磁波的震动信号处理进行信号过滤,达到稳定收集工程信号的作用。第一部分是信号外部接收系统,主要由单片机控制,将工程检测的信号通过单片机传输到液晶显示、数字化转换器、案件电路中;第二部分是内部系统控制装置,分为参考闹钟电路,这一部分的主要作用是当检测到的信号发出震动,闹钟系统会进行接受信号的接收提醒,DDS信号产生电路系统,再将低通滤波信号通过低通滤波线路进行信号传输,形成信号传输的幅度调节电路,最后将信号的振幅处理信号进行外部信号资源的扩大,将工程接收到的滤波性信号在数字化的信号平台中输出滤波的数据分析结果。数字相关滤波法振动信号处理技术的整体设计结构中采用物理电流信号传输系统进行信号的过滤传输,系统整体结构性较强,每一个数据处理阶段都能够保障处理的信号资源分析数据的准确,抗干扰性增强,从而保障了工程信号的应用强度和传输速率,成为新的工程施工中技术应用手段。

3 数字相关滤波法振动信号处理技术分析

3.1 信号幅度的自动化调节

数字相关滤波法振动信号处理技术是现代工程信号检测中主要应用的一种信号检测分析技术,结合以上对数字相关滤波法振动信号处理技术的基本设计原理进行分析,新型数字化处理技术可以保障信号传输各个阶段的信号结构完整下,从而为工程信号的传输与发送提供可靠的保障,数字化信号的传输主要依靠信号滤波的电流变化作为主要的信号收集动力,数字化信号传输中,低通滤波电路可以将接收到的信号转换为净化后的信号传输波,信号传输系统内部进行信号的分解,自动进行信号资源的振幅自动化调节。例如:当系统内部接收到信号,系统内部则会主动将信号进行振幅分析,假设系统分析的最佳信号值为24,则系统中自动信号处理系统自动将信号收集中低于24的信号进行振幅滤波的自动化调节,保障信号传输后的扩大信号清晰程度,完善信号传输系统。

3.2 信号接收频率的自动化

信号接收频率的自动化处理技术也是数字化信号处理技术的主要技术形式之一,自动化频率搜索的作用主要是对外部工程技术信号搜索强度较低的信号补充作用。例如:当工程施工中采用工程信号技术接收和检测工程的施工成果,此时由于工程地理位置因素,使实际外部的数字信号接受强度降低,传统的图像分析技术则无法正常进行分析检测,应用数字相关滤波法振动信号处理技术,系统内部自动进行信号频率的收集与补充,能够通过信号的频率震动收集较大范围中下的信号资源,保障工程信号应用中信号接收和发送的稳定性,为现代工程的施工建设提供了后期的信号频率保障,促进工程施工技术应用的作用得以发挥。

3.3 信号温度性的智能调节

从图1中数字相关滤波法振动信号处理技术的基本设计原理图来看,新型信号分析技术的整体系统结构的规划具有较强的信息处理与手机存储能力,并且每一部分都具有相应的信号滤波处理独立系统,使用物理技术进行信号滤波处理,其中温度的智能化调节系统为数字化处理系统的顺利应用提供了保障。例如:传统的工程信号接收滤波系统中采用人工外部降温的形式,保障信号滤波技术的应用,但由于外部降温的程度有限,无法完全保障滤波信号传输的稳定性,新型数字化信号滤波处理技术可以非参数化的温度信号频率分析方式,改变信号滤波内部温度的调节功能,从而改变了传统的降温不稳定情况,提升工程信号滤波处理技术的信号处理和传输效果。

3.4 小波型信号的分析与收集

小型信号的分析与收集也是数字相关滤波法振动信号处理技术的关键技术之一,小型信号滤波收集在传统的大型滤波收集的基础上,依据工程信号应用的每一段滤波特点进行信号分析,与大型滤波相比,小型滤波的收集与分析能够保障信号传输的每一段滤波结构形成相对完整的信结构,提升信号整体强度。例如:大型滤波信号收集的频率变化为120次/分钟,大型滤波收集与分析时,采用整体信号滤波的综合性搜索,系统中保留信号传输强度强、稳定性高的信号波段,对存在信号断裂、信号资源结构不完善的情况,采取直接忽略的形式进行信号的滤波处理,大型信号滤波处理的频率变化数据准确性较低。采用小型滤波型号处理技术,对系统收集的工程信号进行内部信号资源节点性切分,每一段信号的节点分析都中既包含信号强度下较强的信号,同时又包含信号强度较弱的信号滤波,系统内部进行信号资源的补充和对接,保障了工程信号传输滤波整体结构的信号频率强度的稳定性处于统一信号滤波的平衡点上,这种信号传输系统保障了工程信号的传输强度,促进我国工程技术应用水平的进一步拓展性技术研究与发展。

4 数字相关滤波法振动信号处理技术的实际应用

随着我国科技发展水平的逐步提升,现代工程技术应用与分析结构逐渐取得新的技术创新,工程信号传输系统在整体工程信号应用中,逐步进行现代技术的综合应用,数字化系统结构已经成为工程施工技术的主要形式,数字化滤波技术为现代工程的信号传输与接收提供了技术保障,数字相关滤波法振动信号处理技术的实际应用,大大提升了工程信号的传输强度。例如:应用新的数字化信号可以打破传统信号接受中存在的信号强度不稳定,信号结构完善性低的问题。例如:某工程中采用信息信号传输技术,克服了信号传输中存在的信号结构不稳定、信号图像清晰性低的问题,新型数字化信号系统可以智能化进行工程信号的存储与分析,并且储存空间利用虚拟空间建立信息存储系统,大大节约了工程信号资源存储的空间性,为现代工程施工的信号稳定与进一步发展提供技术保障。

5 结语

数字信号研究分析是促进工程施工技术的重要组成部分,当前工程部信号的技术应用分析中常见的如小波滤波方法等都是工程信号,这些数字信号能够打破传统的图像信号分析中存在的不足,通过振动、温度等物理变化进行信号的处理和输送,逐步引导现代工程信息接收与处理技术实现智能化、灵活化发展。

参考文献

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