泓域/动力铅蓄电池BMS项目建设工程方案动力铅蓄电池BMS项目建设工程方案目录一、 工程网络计划中的逻辑关系 2二、 工程网络计划的技术特点和分类 2三、 网络计划调整方法 4四、 网络计划实施中的检查与分析 6五、 绿色建筑相关政策及标准 9六、 绿色建筑的特征 13七、 国外绿色建筑评价体系 14八、 评价时点与方法 16九、 评价单元及内容 17十、 智能建筑与智慧城市 18十一、 新一代智能制造技术在建筑业的应用 27十二、 BIM技术应用价值价值 30十三、 BIM技术特征 33十四、 BIM技术在运营维护阶段的应用 35十五、 BIM技术在规划设计阶段的应用 38十六、 公司概况 48公司合并资产负债表主要数据 49公司合并利润表主要数据 49十七、 项目简介 50十八、 投资计划方案 53建设投资估算表 55建设期利息估算表 56流动资金估算表 57总投资及构成一览表 59项目投资计划与资金筹措一览表 60十九、 进度计划方案 61项目实施进度计划一览表 61一、 工程网络计划中的逻辑关系工程网络计划中工作之间的先后顺序关系被称为逻辑关系逻辑关系是由各项工作之间的工艺关系和组织关系决定的。
一)工艺关系与组织关系(1)工艺关系工艺关系是指生产性工作之间由工艺过程决定的、非生产性工作之间由工作程序决定的先后顺序关系在所示某混凝土工程双代号网络计划中2)组织关系组织关系是指工作之间由于组织安排需要或资源(劳动力、原材料、施工机具等)调配需要而确定的先后顺序关系二、 工程网络计划的技术特点和分类(一)工程网络计划的技术特点工程网络计划技术是指用网络图表示工程计划任务中各项工作的进度安排,并在计划执行过程中实施动态控制,以保证实现预定工程任务的管理技术它与传统的甘特横道计划相比,具有以下优点1)根据管理需要,工程网络计划可清楚地表达工程任务分解后各项工作之间的先后顺序(逻辑关系)从而为计划执行过程中的动态控制奠定了良好基础2)通过计算网络计划中各种时间参数,确定影响工程总工期的关键工作,识别出具有机动时间的非关键工作,以便明确工程进度控制的重点对象3)根据网络计划时间参数计算结果,工程网络计划可根据资源约束条件和各项工作目标,在保证工程质量和安全的前提下优化资源配置,从而降低成本、缩短工期,当目标无法实现时,提出科学合理的目标调整方案4)将工程网络计划与计算机技术相结合,开发有关项目管理软件,能够提高工程进度计划编制效率,提升工程进度计划可视化程度,进行时间参数自动计算和资源优化配置,也有利于工程进度计划实施中的动态比较分析与监控。
与甘特横道计划相比,尽管工程网络计划不够简单明了和形象直观,但借助计算机技术和有关项目管理软件可以最大限度地弥补工程网络计划的不足如可以将网络计划表现形式自动转化为横道计划,还可以通过绘制带有时间坐标的网络计划(时标网络计划)直观表达工程进度计划安排二)工程网络计划的分类工程网络计划是建立在网络图基础上的工程进度计划所谓网络图,是指由箭线和节点组成,用来表示工作流程的有向、有序网状图形工程网络计划种类繁多,可从不同角度进行分类1)按网络计划中工作性质进行划分,工程网络计划可分为肯定型网络计划和非肯定型网络计划2)按网络计划表达形式进行划分,工程网络计划可分为双代号网络计划和单代号网络(3)按网络计划目标进行划分,工程网络计划可分为单目标网络计划和多目标网络计划4)按网络计划有无时间坐标进行划分,工程网络计划可分为双代号时标网络计划和双代号非时标网络计划5)按网络计划层级进行划分,工程网络计划可分为单级网络计划和多级网络计划6)按网络计划中工作搭接关系进行划分,工程网络计划可分为普通网络计划、搭接网络计划和流水网络计划三、 网络计划调整方法当实际进度偏差影响到后续工作、总工期而需要调整进度计划时,要对工作计划进行调整,调整方法主要有改变某些工作间的逻辑关系、缩短某些工作的持续时间。
一)改变某些工作间的逻辑关系当工程网络计划实施中产生的进度偏差影响到总工期,且有关工作的逻辑关系允许改变时,可以改变关键线路和超过计划工期的非关键线路上的有关工作之间的逻辑关系,以此达到缩短工期的目的如将顺序进行的工作改为平行作业、搭接作业或分段组织流水作业等,都可以有效地缩短工期二)缩短某些工作的持续时间这种方法不改变工程网络计划中各项工作之间的逻辑关系,而是通过采取增加资源投入、提高劳动效率等措施来缩短某些工作的持续时间,使工程进度加快,以保证按计划工期完成工程项目这些持续时间被压缩的工作是位于关键线路和超过计划工期的非关键线路上的工作同时,这些工作又是其持续时间可被压缩的工作这样的调整通常可在网络计划图上直接进行为缩短某些工作的持续时间而增加的投入,可以从工程项目外部新调入资源,如增加施工机械、施工队伍等;也可利用非关键工作的机动时间,将非关键线路上的资源调整到所需压缩持续时间的工作上;还可以通过加班等增加工作时间的方式来缩短某些工作的持续时间,从而达到缩短工期的目的四、 网络计划实施中的检查与分析在工程网络计划执行过程中,当需要将收集到的实际进展数据与计划进度数据进行比较分析时,可使用前锋线比较法和列表比较法这两种常用的比较方法。
一)前锋线比较法前锋线比较法是指在时标网络计划中通过绘制某检查时刻工程实际进度前锋线,进行工程实际进度与计划进度比较的方法所谓前锋线,是指在原时标网络计划中,从检查时刻的时标点出发,用点画线依次将各项工作实际进展位置点连接而成的折线前锋线比较法就是通过实际进度前锋线与原进度计划中各项工作箭线交点的位置来判断工作实际进度与计划进度的偏差,进而判定该偏差对后续工作及总工期影响程度的一种方法采用前锋线比较法进行实际进度与计划进度比较的步骤如下1、绘制时标网络计划图工程实际进度前锋线是在时标网络计划图中标示出来的,为清晰起见,可在时标网络计划图的上方和下方各设一时间坐标2、绘制实际进度前锋线实际进度前锋线一般从时标网络计划图上方时间坐标的检查日期开始,依次连接相邻工作的实际进展位置点,最后与时标网络计划图下方时间坐标的检查日期相连接工作实际进展位置点的标定方法有以下两种1)按工作已完任务量的比例进行标定假设工程网络计划中各项工作进展均为匀速进展,根据实际进度检查时刻该工作已完任务量占其计划完成总任务量的比例,在工作箭线上从左至右按相同比例标定其实际进展位置点2)按尚需作业时间进行标定当某些工作的持续时间难以按实物工程量来计算而只能凭经验估算时,可以先估算出检查时刻到该工作全部完成尚需作业的时间,然后在该工作箭线上从右向左逆向标定其实际进展位置点。
3、进行实际进度与计划进度的比较前锋线可以直观反映出检查日期有关工作实际进度与计划进度之间的关系对某项工作来说,其实际进度与计划进度之间的关系存在以下三种情况1)工作实际进展位置点落在检查日期的左侧,表明该工作实际进度拖后,拖后的时间为二者之差2)工作实际进展位置点与检查日期重合,表明该工作实际进度与计划进度一致3)工作实际进展位置点落在检查日期的右侧,表明该工作实际进度超前,超前的时间为二者之差4、预测工作进度偏差对后续工作及总工期的影响通过比较实际进度与计划进度确定工作进度偏差后,可根据工作的自由时差和总时差预测该进度偏差对后续工作及总工期的影响由此可见,前锋线比较法既适用于工作实际进度与计划进度之间的局部比较,又可用来分析和预测工程项目整体进度状况值得注意的是,以上比较是针对匀速进展的工作对于非匀速进展的工作,比较方法较复杂,此处不再赘述二)列表比较法当工程进度计划用非时标网络图表示时,可以采用列表比较法进行实际进度与计划进度的比较这种方法是通过记录检查日期应进行的工作名称及已作业时间,然后列表计算有关时间参数,并根据工作总时差进行实际进度与计划进度比较的方法采用列表比较法进行实际进度与计划进度比较的步骤如下。
1)对于实际进度检查日期应进行的工作,根据已作业时间,确定其尚需作业的时间2)根据原进度计划计算检查日期应进行的工作从检查日期到原计划最迟完成时尚余时间2)计算工作尚有总时差,其值等于工作从检查日期到原计划最迟完成时尚余时间与该工作尚需作业时间之差3)比较实际进度与计划进度,存在以下四种情况1)工作尚有总时差与原有总时差相等时,说明该工作实际进度与计划进度一致2)工作尚有总时差大于原有总时差时,说明该工作实际进度超前,超前的时间为二者之差3)工作尚有总时差小于原有总时差,且仍为非负值时,说明该工作实际进度拖后,拖后的时间为二者之差,但不影响总工期4)工作尚有总时差小于原有总时差,且为负值时,说明该工作实际进度拖后,拖后的时间为二者之差,此时工作实际进度偏差将影响总工期五、 绿色建筑相关政策及标准(一)相关政策为加快推动我国绿色建筑发展,推进建筑行业转变发展方式,国务院办公厅于2013年1月转发国家发展改革委、住房和城乡建设部《绿色建筑行动方案》,之后,住房和城乡建设部、国家发展改革委、科技部、国管局、财政部和国家能源局等相关部委发布了一系列贯彻落实《绿色建筑行动方案》的政策性文件,全国大部分地区相继发布了地方绿色建筑行动实施大案,明确了绿色建筑的发展目标和任务。
2014年3月,中共中央发布的《国家新型城镇化规划(2014-2020)》)中进一步提出了我国绿色建筑发展的中期目标2020年7月15日,住房和乡建设部等七部门联合印发的《绿色建筑创建行动方案》(以下简称《行动方案》)中,提出的创建目标是:到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,星级绿色建筑持续增加,既有建筑能效水平不断提高,住宅健康性能不断完善,装配化建造方式占比稳步提升绿色建材应用进一步扩大,绿色住宅使用者监督全面推广,人民群众积极参与绿色建筑创建活动,形成崇尚绿色生活的社会氛围目前,我国已逐步形成“强制”与“激励”相结合推动绿色建筑发展的格局1、绿色建筑强制政策国家《绿色建筑行动方案》要求自2014年起政府投资的国家机关、学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等建筑,直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房,机场、车站、宾馆、饭店、商场、写字楼等大型公共建筑全面执行绿色建筑标准根据上述要求,各地结合实际情况,相继提出了强制目标且大多数与国家目标一致为贯彻落实国家和地方提出的强制性要求,各地相继研究制定了适合当地实际情况的绿色建筑强制方案,本着因地制宜、控制增量成本、成熟技术推广、避免增加过多工作量等原则,充分结合现行工程建设程序,将绿色建筑主要指标纳入土地出让、初步设计、规划设计、施工图设计、施工、竣工验收、运营管理等主要阶段进行管控,并通过制定管理办法明确发改、园林、国土、规划、住建、图审、质监、房管等相关部门的监管职责,建立了绿色建筑全过程闭合管理制度。
此外,为及时了解各地强制绿色建筑标准的执行情况,2014年6月住房和城乡建设部发布《关于实施绿色建筑及既有建筑节能改造工作定期报表的通知》(建科节函[2014]96号)开始对各地强制执行绿色建筑的情况进行季度报表统计,并于2014年起对绿色建筑行动方案的执行情况进行了专项检查2、绿色建筑激励政策我国一直致力于用多种政策措施激发市场主体建设绿色建筑的主动性2012年4月,财政部、住房和城乡建设部联合发布《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建〔2012〕167号)提出了针对三星级绿色建筑的财政奖励标准《行动方案》进一步强化了绿色建筑激励政策,要求各地住房和城乡建设部门要加强与财政部门沟通,争取资金支持名地要积极完善绿色金融支持绿色建筑的政策环境,推动绿色金融支持绿色建筑发展家绿色发展基金,鼓励采用政府和社会资本合作等方式推进创建工作部分省市陆续出台并落实了一系列经济激励政策如江苏省提出了标识项目奖励、绿色建筑主要技术应用奖励公积金贷款利率优惠、峰谷分时电价等一揽子激励政策;山东省对获得设计标识、竣工验收后和获得运行标识后分别给予一定比例的奖励资金;陕西省针对商业性住宅项目,将奖励资金按比例兑付给建设单位(或投资方)和购房者;青海、海南、内蒙古等地提出返还城市配套费的激励政策;安徽省提出金融机构对绿色建筑实行消费贷款利率和开发贷款利率下浮的激励政策;河南省提出对绿色建筑返还墙材基金的奖励;山西、贵州省出台了容积率奖励政策,等等。
二)相关标准我国于2006年首次发布国家标准《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)经过八年实践,于2014年4月进行第一次修订;2019年又进行了第二次修订,自2019年8月1日起实施基于国家标准《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)逐步形成了绿色建筑系统化标准体系绿色建筑设计、施工、运行维护标准,绿色工业、办公、医院、商店、饭店、博览、既有建筑改造绿色、校园、生态城区等评价标准,民用建筑绿色性能计算、既有社区绿色化改造技术规程,以及绿色超高层、保障性住房、数据中心、养老建筑等技术细则相继颁布或启动编制从地域视角看,各省市纷纷出台了地方绿色建筑评价标准当前,绿色建筑标准体系正向全寿命期、不同建筑类型、不同地域特点、由单体向区域等多个维度充实和完善六、 绿色建筑的特征《绿色建筑评价标准》(CB/T50378-2019)强调了绿色建筑的以下特征1建筑全寿命期绿色化建筑全寿命期的绿色化,一是要强调建筑本体各环节绿色化,即在建筑规划、设计阶段就应考虑建筑全寿命期所有环节,对建筑规划、设计、施工、使用、维修、保养、拆除等方面,综合考虑绿色建筑的理念落实和指标要求;二是考虑到建筑对环境的影响并不局限于建筑物存在的时间段,还应在上述基础上往前、往后延伸。
因此,绿色建筑全寿命期理念不仅仅包括建筑全寿命期的各个环节,还应向前延伸到建筑材料的开来到运输、生产过程,鼓励使用绿色建材,向后延伸到建筑物拆除后的垃圾分解或回收利用等环节1、“四节一环保”“节约资源、保护环境、减少污染”涵盖了“四节一环保”的内容,是指节能、节地、节水、节材和保护环境在建筑的建造和使用过程中,需要消耗大量自然资源,而资源储量是有限的,因此,在设计和建造绿色建筑时,应采用适宜的技术、材料和产品,提高资源的循环利用和使用效率,尽可能地使用清洁可再生能源,避免对自然资源的浪费2、提供“健康、适用、高效”的使用空间切建筑设施都是为了人们更好地生活,绿色建筑也不例外因此,在建造绿色建筑的过程中,除应满足人们的使用需求和基本功能要求外,还应坚持以人为本的原则,节约能源,改善室内外环境质量,降低环境污染,满足人们高品质需求这就要求实现绿色建筑技术创新,提高绿色建筑技术含量3、实现人与自然和谐共生“绿色”是自然、生态、生命与活力的象征,代表了人类与自然的和谐共处、协调发展的文化,贴切而形象地表达了可持续发展理念同时,发展绿色建筑的最终目的就是实现人、建筑与自然的和谐统一,体现了以人为本的价值理念,是满足人民美好生活需要的高质量建筑。
七、 国外绿色建筑评价体系在国外,有代表性的绿色建筑评价体系主要有英国BREEAM评价体系、美国LEED评价体系和日本CASBEE评价体系一)英国BREEAM评价体系1、BREEAM评价体系的目标BREEAM评价体系的目标是减少建筑物的环境影响,通过设置得分等级对设计、建造及建筑维护阶段的最优者进行认证与奖励为了易于被理解和接受,BREEAM采用一个相当透明、开放和比较简单的评估架构所有的“评估条款”分别归类于不同的环境表现,这样根据实践情况变化对BREEAM进行修改时,可以较为容易地增减评估条款被评估的建筑若满足或达到某一评估标准的要求,就会获得一定分数,所有分数累加得到最后分数,BREEAM根据建筑获得的最后分数给予“通过(paSS)、良好(gOOd)优秀(verygOOd)优异(excellent)杰出OutStanding)“五个级别评定最后,由BREEAM给予评估建筑正式的“评定资格”二)美国LEED评价体系为了通过创造和实施广为认可的标准、工具和建筑物性能表现评估标准,实现定义和度量可持续发展建筑“绿色”程度的目标,美国绿色建筑协会(USGBC)于1995年发起编写了能源与环境设计先锋。
在借鉴英国BREEAM评价体系和加拿大建筑环境性能评价准则BEPAC的基础上,形成了LEED评价体系1、LEED评价体系内容LEED创立之初,仅仅面向新建筑和楼字改造工程(LEED-NC)随着体系的不断完善,逐渐发展为包括六种彼此关联但又有不同侧重的评价标准2、LED评价体系特点LEED是一个民间、基于共识、市场推动的绿色建筑评价体系该评价体系所建议的节能环保原则及相关措施都是基于目前市场上成熟的技术应用,同时也尽量在依靠传统实践和提倡新兴概念之间取得一个良好的平衡undefined八、 评价时点与方法(一)评价时点(1)预评价在设计阶段进行,并应按设计文件计算装配率,这样有利于将装配式建筑设计理念尽早融入工程实施过程中如果预评价结果不能满足装配式建筑评价的相关要求,便可结合预评价过程中发现的不足,通过调整或优化设计方案使其满足要求2)项目评价应在工程竣工验收后进行,并应按竣工验收资料计算装配率和确定评价等级项目评价是装配式建筑评价的最终结果二)评价方法1、计算装配率评价项目装配率应按及公式进行计算,计算结果按照四舍五入法取整数若在计算过程中,评价项目缺少中对应的某项建筑功能评价项(如公共建筑中没有设置厨房)则该评价项分值记入装配率计算公式的Q4中。
中部分评价项目在评价要求部分只列出比例范围在实际评价过程中,如果实际计算的评价比例小于比例范围中的最小值,则评价分值取0分;如果实际计算的评价比例大于比例范围中的最大值,则评价分值取比例范围中最大值对应的评价分值当全部采用本书提及的装配化装修技术时,即可在装配率计算时获得40分,这就为获得A级装配式建筑评价奠定了良好基础装配化装修有助于提升装配式建筑的质量和性能,是对装配式建筑评价标准中获得高装配率的必要和有益补充九、 评价单元及内容《装配式建筑评价标准》适用于评价民用建筑的装配化程度,并采用装配率评价建筑的装配化程度一)评价单元装配率计算和装配式建筑等级评价以单体建筑作为计算和评价单元之所以以单体建筑作为装配率计算和装配式建筑等级评价单元,主要基于单体建筑可构成整个建筑活动的工作单元和产品,能全面、系统地反映装配式建筑的特点,具有较好的可操作性装配率计算和装配式建筑等级评价应符合下列规定1)单体建筑应按项目规划批准文件的建筑编号确认2)建筑由主楼和裙房组成时,主楼和裙房可按不同的单体建筑进行计算和评价3)单体建筑的层数不高于3层,可由多个单体建筑组成建筑组团作为计算和评价单元二)评价内容装配式建筑等级评价主要考虑建筑主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线等方面所采用的装配比例,并用装配率予以表示。
十、 智能建筑与智慧城市(一)智能建筑智能建筑概念源于美国美国智能建筑学会认为:智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素进行最优化组合,为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境我国智能建筑起步于20世纪90年代,在90年代中后期达到建设高峰2015年11月正式实施的《智能建筑设计标准》(GB50314-2015)将智能建筑定义为:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑1、智能建筑基本构成智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和绿色建筑为目标,追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和经济合理智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能化系统机房工程等组成1)信息化应用系统信息化应用系统是指以信息设施系统和建筑设备管理系统等智能化系统为基础,为满足建筑物各类专业化业务、规范化运营及管理需要,由多种类信息设施、操作程序和相关应用设备等组合而成的系统。
信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务等应用功能2)智能化集成系统智能化集成系统是指为实现建筑物运营及管理目标,基于统一的信息平台,以多种类智能化信息集成方式,形成的具有信息汇聚、资源共享、协同运行、优化管理等综合应用功能的系统智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统组成,采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式,以实现绿色建筑,满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的应用需求为目标3)信息设施系统信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求,将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合,形成建筑物公共通信服务综合基础条件的系统信息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内信号覆盖系统、卫星通信系统、用户交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统、时钟系统等4)建筑设备管理系统建筑设备管理系统是指对建筑设备监控和公共安全系统等实施综合管理的系统,其包括建筑设备监控系统、建筑能效监管系统,以及需要纳入管理的其他业务设施系统,以节约资源、优化环境质量管理为目标,具有建筑设备能耗监测,运行监控信息互为关联、共享的功能。
5)公共安全系统公共安全系统是指为维护公共安全,运用现代化科学技术,具有以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的综合技术防范或安全保障体系综合功能的系统,其包括安全防范综合管理和入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、停车场(库)管理系统等6)应急响应系统应急响应系统是指为应对各类突发公共安全事件,提高应急响应速度和决策指挥能力,有效预防、控制和消除突发公共安全事件的危害,具有应急技术体系和响应处置功能的应急响应保障机制或履行协调指挥职能的系统7)智能化系统机房工程智能化系统机房工程是指为提供机房内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件,以确保各智能化系统安全、可靠和高效地运行与便于维护建筑功能环境而实施的综合工程智能化系统机房包括信息接入机房、有线电视前端机房、信息设施系统总配线机房、智能化总控室、信息网络机房、用户交换机房、消防控制室、安防监控中心、应急响应中心和智能化设备间(弱电间、电信间)等机房工程紧急广播系统备用电源的持续供电时间,必须与消防疏散指示标志,照明备用电源的连续供电时间一致2、智能建筑技术基础计算村与通信技术是构建信息系统与信息网络的基础,能实现对建筑内外相关的语音、数据、图像和多媒体等形式的信息予以接收、交换、传输、处理、存储、检索与显示等功能。
自动化控制技术通过信息网络、管理的硬件设施对建筑设备运转的实时监控,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节设备,使设备运行始终处于最佳状态,对电力、供热、供水等能源的调节,安全、舒适、节能二)智慧城市2009年美国政府在经济复兴计划中首次描述美国智慧城市的概念2012年我国智慧城市试点全面启动我国《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出:以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点,充分运用现代信息技术和大数据,建设一批新型示范智慧城市截至2018年11月,全国100%副省级以上城市、90%地级以上城市,总计700多个城市提出或在建智慧城市,已有277个智慧城市试点和3个新型智慧城市试点《智慧城市术语》(GB/T37043-2018)将智慧城市定义为:运用信息通信技术,有效整合各类城市管理系统,实现城市各系统间信息资源共享和业务协同,推动城市管理和服务智慧化,提升城市运行管理和公共服务水平,提高城市居民幸福感和满意度,实现可持续发展的一种创新型城市1、智慧城市顶层设计智慧城市顶层设计是指从城市发展需求出发,运用体系工程方法统筹协调城市各要素,开展智慧城市需求分析,对智慧城市建设目标、总体框架、建设内容、实施路径等方面进行整体性规划和设计的过程。
1)基本原则智慧城市顶层设计遵循以下基本原则1)以人为本以“为民、便民、惠民”为导向2)因城施策依据城市战略定位、历史文化、资源禀赋、信息化基础设施及经济社会发展水平等方面进行科学定位,合理配置资源,有针对性地进行规划和设计3)融合共享以实现数据融合、业务融合、技术融合,以及跨部门、跨系统、跨业务、跨层级、跨地域的协同管理和服务为目标4)协同发展体现数据流在城市群、中心城市以及周边县镇的汇聚和辐射应用,建立城市管理、产业发展、社会保障、公共服务等多方面的协同发展体系5)多元参与在开展智慧城市顶层设计过程中应考虑政府、企业、居民等不同角色的意见及建议6)绿色发展考虑城市资源环境承载力,以实现可持续发展、节能环保发展、低碳循环发展为导向1)创新驱动体现新技术在智慧城市中的应用,体现智慧城市与创新创业之间的有机结合,将智慧城市作为创新驱动的重要载体,推动统筹机制、管理机制、运营机制、信息技术创新2)基本过程智慧城市顶层设计基本过程分为需求分析、总体设计、架构设计、实施路径设计四步1)需求分析通过城市发展战略与目标分析、城市现状调研分析、智慧城市现状评估、其他相关规划分析等方面的工作,梳理出政府、企业、居民等主体对智慧城市的建设需求。
2)总体设计在需求分析基础上,确定智慧城市建设的指导思想、基本原则、建设目标等内容,识别智慧城市重点建设任务,提出智慧城市建设总体框架3)架构设计依据智慧城市建设需求和目标,从业务、数据、应用、基础设施、安全、标准产业七个维度和各维度之间的关系出发,对业务架构、数据架构、应用架构、基础设施架构、安全体系、标准体系及产业体系进行设计4)实施路径设计在前期阶段成果的基础上,依据智慧城市重点任务建设,提出智慧城市建设重点工程,并明确工程属性、目标任务、实施周期、成本效益、政府与社会资金、阶段建设目标等,设计各工程项目的建设运营模式、实施阶段计划和风险保障措施,确保智慧城市建设顺利进行2、智慧城市评价指标(1)评价指标设计原则智慧城市评价指标设计应遵循以下原则1)导引性指标设计要突出智慧城市的本质和特征,注重智慧城市建设的质量与成效,可充分发挥对本领域智慧化建设的引导作用2)代表性评价指标应体现本领域特点,应具有典型性和代表性3)人本性评价指标应注重为民、便民、惠民成效,突出城市管理和公共服务的质量和水平4)规范性指标选取要制定分项评价指标5)可操作性评价指标应可量化计算,且指标相关的历史数据、最新数据便于采集。
6)系统性评价指标共同组成评价本领域智慧城市建设水平成效的有机整体,彼此之间尽可能相对独立2)评价指标体系内容智慧城市评价指标体系可分为能力类指标、成效类指标两类能力类指标、成效类指标所涉及的各个方面均可作为一级指标每个一级指标下又包含若干二级指标评价要素,每个二级指标评价要素代表对一级指标某一个侧重面的考量依据1)能力类指标能力类指标是指对智慧城市建设运营基础能力的评价指标,即城市运用各种资源建设运营智慧城市的基本能力评价指标能力类指标可用于评价城市运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,进行城市规划、建设和提升城市管理.服务水平的一系列要素项智慧城市评价中的能力类一级指标通常包括信息资源、网络安全、创新能力、机制保障及基础设施五方面其中,信息资源一级指标又可包括三项二级指标,即信息资源开放、信息资源共享、信息资源开发利用;网络安全一级指标又可包括四项二级指标,即网络安全管理,监测、预警与应急,信息系统安全可控,要害数据安全;创新能力一级指标又可包括四项二级指标,即新一代信息技术应用、模式创新、技术研发与创新、科研成果转化;机制保障一级指标又可包括五项二级指标,即规划与建设方案、标准体系、政策法规、投融资机制、组织管理机制;基础设施一级指标又可包括两项二级指标,即信息基础设施和公共基础设施。
2)成效类指标成效类指标是指对智慧城市建设运营效果的评价指标,即城市各应用领域智慧化建设运营的成效评价指标成效类指标可用于评价城市居民、企业及政府管理者本身所感受到的通过智慧城市建设带来的便捷性、宜居性、舒适性、安全感、幸福感等一系列相关的要素项智慧城市评价中的成效类一级指标通常包括公共服务、社会管理、生态宜居、产业体系四方面其中,公共服务一级指标又可包括五项二级指标,即服务便捷度、服务丰富度、服务覆盖度、服务集成度、服务满意度;社会管理一级指标又可包括六项二级指标,即办理快捷度、管理公开度、管理精准度、跨部门协同度、公共安全管理水平、信用环境建设水平;生态宜居一级指标又可包括四项二级指标,即生态环境改善度、环境监测防控能力、社区信息服务水平、生活数字化程度;产业体系一级指标又可包括五项二级指标,即农业生产经营信息化水平、两化融合水平、新型信息服务提供能力、特定行业信息化发展水平、电子商务发展与应用成效十一、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式,即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成,不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源能耗,是新一轮工业革命的核心驱动力,是今后数十年制造业转型升级的主要路径。
人-信息-物理系统”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智能制造的技术机理,能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践1)传统制造与“人-物理系统”(Human-PhySicalSyStemS,HPS)传统制造系统包含人和物理系统两大部分,是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务动力革命极大地提高了物理系统(机器)的生产效率和质量,物理系统(机器)代替了人类大量体力劳动传统制造系统中,要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务,不仅对人的要求高,劳动强度大,而且系统工作效率、质量还不够高,完成复杂工作任务的能力还很有限2)新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”与传统制造系统相比,智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统,形成“人一信息-物理系统”随着新一代人工智能技术的发展,“人一信息一物理系统”发生质的变化,形成新一代“人一信息物理系统”新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能,信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力,更具有学习提升、产生知识的能力二)3D打印技术1、基本原理(1)建筑3D打印技术作为新型数字建造技术,集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等,采用材料分层叠加的基本原理,由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息,并对其进行一定处理,按某一方向(通常为Z向)将模型分解成具有一定厚度的层片文件(包含二维轮廓信息)然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序,最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动建造,也被称为“增材建造(additivecOnStructiOn)三维模型建立与近似处理。
三维建模方法有两种:首先,通过建筑参数化建模软件(如Revit,3Dmax等)直接建模;其次,利用逆向工程(reverSeengineering,RE)或反求工程(如三维扫描等)通过点云数据构造出三维模型然后用软件将三维模型导出为特定的近似模拟文件,如STL格式文件等,为后续工作做好准备2)模型切片与路径规划将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统,系统对模型进行两步处理①用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合,即分层切片处理②将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径,即层片路径规划2、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征:一体化、体外化和虚拟/物质化的数字1)一体化一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打通,其次是设计与建造的打通这一切是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的2)体外化体外化则是对待人体与机器的基本态度机器不是人在思维和身体上的延伸,而是独立于人体,有着与人类不同的能力与思考方式,因此它们应作为“合作同伴(partnerShipp“参与到设计过程中机器的目的不是主导设计,而是在预设条件下增强人的能力。
3)虚拟化/物质化的数字孪生虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得直接体现的重要原因,无论是可视化、参数化还是性能化模拟,都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系,也是将可视化信息转化为实体建造的关键,这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能十二、 BIM技术应用价值价值BIM应用对工程项目参建各方均具有重要价值,归纳起来,其主要有以下六个方面的应用一)提高生产效率利用BIM技术可以大大加强各参与方协同工作,提高信息交流的有效性,从而提高决策速度和有效性,减少返工率,提高生产效率,节约成本此外,与基于2D图纸的费用预算相比,基于BIM模型的工料测量和预算更加快速、准确,可节约大量计算时间和人力在美国OneISlandEaStOfficeTOWer项目中,由于采用BIM算量方法,业主的不可预见费支出比平常更低在HillWOOd项目中,工程造价人员采用BIM算量方法节约了92%的时间,降低了人工成本,并且误差与手工计算相比只有1%(二)提高业主对设计方案的评估能力在项目进展的各个阶段,业主都需要有管理和评价设计方案的能力在传统建设模式下,二维图纸限制了业主对设计方案的理解,业主对设计方案的管理和评价都是依靠设计人员对业主的描述及效果图来判断的,业主需求经常会发生变化,但有时很难判断新的需求是否已被实现。
BIM的可视化功能可以为业主在设计阶段提供建筑产品的模拟效果,极大地提高业主对设计方案的理解能力,使得使用方在项目建设早期即可对建筑效果、性能进行审视和校核,将许多不满意及隐患(如设计碰撞等)解决在规划设计阶段同时,有助于业主和设计人员及其他项目参与方之间进行更好的沟通三)提高业主对市场的反应速度1、利用BIM技术,可以通过可视化交流和信息共享来加强团队合作,改善传统的项目管理模式和信息沟通模式,实现建设工程策划、设计、采购、加工预制、现场施工的无缝对接,减少延误,大大缩短了工期在美国通用汽车厂房扩建工程中,业主需要提高建设速度来抓住市场机遇,但同时又希望预算不要超支项目团队运用全新的建设流程-基于BIM的建设工程项目集成化交付模式(IPD)运用自动化设计出图、模拟、场外构件生产等一系列创新方法,最后比业主要求的工期还提前了5%由此可见,采用BIM技术可以有效地提高建设速度,缩短项目工期,从而帮助业主更加快速地对于市场变化作出反应四)为设施管理提供更好的平台利用BM竣工模型,可以迅速、准确、全面地向设施管理机构提供项目设计、采购与施工阶段信息,方便项目设施管理和维护在美国海岸警卫队建筑设施规划中,设施管理者利用BIM来更新和编辑数据库,比传统的方法节省了98%的时间。
由此可见,BM技术不但可提高信息管理效率,同时可节省很多用来输入这些信息的人力成本五)有利于技术与管理创新BIM技术可以实现对传统项目管理模式的优化,便于各方早期参与设计,在群策群力模式下,有利于吸收先进技术与经验,实现项目创新BIM正在改变建筑业内外部团队的合作方式为了实现BIM的最大价值,需要重新思考项目管理团队成员的职责和工作流程,基于BIM的工作方式打破了原来不同的企业和数据使用者之间的固有界限,他们将通过协同工作实现信息资源共享BIM技术的应用,能带来生产力和企业效率的提升,但在短期内却有可能因为对新技术的消化不够,而引起对工作流程的干扰,导致旧有业务失衡,产生项目风险因此,在充分了解BIM应用价值的同时,也应深刻理解BIM技术应用可能带来的问题研究表明,大约70%的针对BIM技术应用而进行的业务工作流程改造项目,会因为三个原因导致失败:一是缺乏持续有力的中高层领导的支持,二是不切实际的BIM项目目标和期望,三是项目成员对改变的抗拒十三、 BIM技术特征(一)信息存储结构具有多元化特征相比2DCAD设计软件,BIM最大的特点是摆脱了几何模型的束缚,开始在模型中承载更多的非几何信息,如材料耐火等级、材料传热系数、构件造价和采购信息、质量、受力状况等系列扩展信息。
也正是BIM构件信息的多元化特征,使其除具有一般3D模型的功能外,还可以模拟建筑设施的一些非几何属性,如能耗分析、照明分析、冲突检查等(二)以参数化建模作为创建模型的主要技术BIM的主要技术是参数化建模技术,操作对象不再是点、线、面这些简单的几何对象,而是墙体、门、窗、梁、柱等建筑构件BIM将设计模型(几何形状与数据)与行为模型(变更管理)有效结合起来,在屏幕上建立和修改的不再是一堆没有建立起关联的点和线,而是由一个个建筑构件组成的建筑物整体三)以联合数据库的分类模型作为模型系统的实现方法由于BIM内含的信息覆盖范围包括了整个项目建设周期,因此,模型必须包含相当多的建筑元素才能满足项目各参与方对信息的需求采用联合数据库的分类模型可让不同专业的组织参与方通过一个模型进行交流,从设计准备到初步设计再到施工图设计的各个阶段,项目不同参与方通过基本模型获取所需的信息来完成自己的专业模型,然后将各自成果通过IFC格式交换反馈到信息模型中,传递到下一个阶段以供使用和参考这种系统可行性强,而且模型在建设工程全寿命期可以充分利用事实上,目前使用的BM系统大都采用联合数据库的分类模型,而最终的信息集成则依靠专门的集成软件来实现。
BIM分布式数据库模型四)以通用数据交换标准作为系统间信息交换的基础BIM的核心是信息的交换与共享,而解决信息交换与共享的核心在于标准的建立,有了统一的数据表达和交换标准,不同系统之间才能有共同语言,信息的交换与共享才能实现十四、 BIM技术在运营维护阶段的应用(一)面向运营维护的BIM技术美国国家标准与技术协会(NIST)研究报告显示,每年因计算机辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失高达158亿美元,而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的213美国建筑师协会(AI)正在考虑如何修改其合同文件,以规范建筑信息模型的迁出流程;实施一种协议结构,以便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自然地从建筑师过渡到业主/运营商,以便使用更有效的数据管理建筑运营维护目前,国内外已开始研究BIM在建筑运营维护阶段的运用将BIM三维模型与传统运营维护管理系统相结合,可将BIM模型中存储的大量建筑相关信息,如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件造价和采购等数字信息运用于运营维护管理系统,克服传统的二维运营维护管理系统过程抽象的缺点,实现对建筑物的三维可视化运营维护管理。
基于BIM的运营维护管理解决方案,在具体实现技术上往往结合物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等,解决或改善基于BIM的运营维护管理平台可能出现的数据采集、空间定位和运行速度问题例如,对于数据采集及空间定位问题,可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集,以及现实设备与模型自动匹配,实现空间定位功能;对于系统运算能力的高要求问题,可运用云技术为系统提供强大的计算机存储能力和不同设备间的数据共享将物联网、云技术、RFID、移动终端等结合起来应用于基于三维展示平台的运营维护系统,不但能为建筑物实现三维可视化信息模型管理,使空间信息与实时数据融为一体,而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力,从而将建筑物运营维护提升到智慧建筑的全新高度二)基于BIM的运营维护管理功能基于BIM的运营维护管理通常被理解为:运用BM技术与运营维护管理系统相结合,对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学管理基于BIM的运营维护管理功能包括以下六个方面1、运行监控基于BIM模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能,可以查阅供应商、使用期限、联系、维护情况等信息,可以查询相应设施在建筑中的准确定位,直观展示设施是否正常运行,以及查询设施历史运行数据,从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换配件,防止事故发生。
2、维护计划在建筑物使用寿命期内,建筑物结构及设备需要不断得到维护BM结合运营维护管理系统,可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,合理制订维护计划,分配专人进行专项维护工作,降低建筑物在使用过程中可能出现的突发状况的概率对一些重要设施还可以参考跟踪维护工作的历史记录,以便对设施的适用状态提前作出判断3、资产管理套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平BIM信息能够直接导入资产管理系统,减少系统初始化的数据准备及人力投入此外,通过BIM结合RFID的资产标签芯片,还可使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然,快速查询4、建筑环境分析基于BIM的运营维护管理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、CO2浓度、光照度、空气洁净度等信息数据,并通过开发能源管理功能模块,自动统计分析建筑能耗情况此外,基于BIM的专业建筑物系统分析软件,可以分析模拟和验证优化建筑性能5、空间管理基于BIM获取各系统和设备空间位置信息,直观形象且方便查找,提高数据库的准确度,避免数据的重复及错误基于BM增加建筑设备及空间的管理能力,不仅可以有效管理空间资源,也可以帮助管理团队记录空间使用情况,确保空间资源的最大利用率。
6、应急管理基于BM的突发事件应急管理包括预防、警报和处理利用BIM及相应灾害分析模拟软件,可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程,制定人员疏散、救援支持应急预案当灾害发生后,通过与楼宇自动化系统结合,及时获取建筑物及设施的紧急状态信息,能清晰地呈现建筑物内部疏散路线,提高应急行动成效十五、 BIM技术在规划设计阶段的应用(一)BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定,故其意义重大不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计,采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面在此阶段,建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素,因此,创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作1)场地建模场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面2)场地设计其目的是通过设计,使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体,使场地的利用能够达到最佳状态,以充分发挥最大效益,节约土地,减少浪费场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设3)匹配规划设计条件在设计的前期阶段,匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。
但在传统设计前期阶段,很难做到对指标的实时监控,而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计4)投资估算预算超支的现象普遍存在于工程建设中,其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确,在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算设计任务书编制传统的设计任务书一直以书面信息传达为主,指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生,而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题5)BIM实施规划BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准一般来说,其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施二)BIM在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要,因此,方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代,但BIM工具在方案建模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用1、方案建模(1)体量建模方案构思阶段,设计师往往从概念开始建模,体型确定后再通过具体构建去实现造型2)参数化建模。
参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系,生成可以灵活调控的计算机模型3)体量模型构件化方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计,BIM软件在构件化方面也有不俗表现2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟,并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的,因此,不仅对几何模型有较高要求,同时对于环境参数也有着严格要求传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下1)能耗模拟能耗模拟是基于传热学基本理论,针对建筑进行全年逐时仿真模拟,以预测建筑的能源消耗量2)自然采光模拟利用建筑信息模型进行自然采光模拟,以获得更高的使用舒适度,并降低不必要的照明及空调消耗3)自然通风模拟自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度,从而为进一步优化设计提供坚实依据,同时最大限度地提高建筑的使用舒适度3、建筑可视化分析与表现BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现的同步性,设计者可以实时检视设计成果,同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。
不仅如此,BIM结合虚拟现实技术应用,还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受三)BIM在初步设计阶段的应用BIM技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能和形体设计细节,确认结构系统、机电系统方案细节,协调专业设备间的空间关系1、设计准备建立BIM模型对于整个工程设计策划至关重要,其目的在于指导设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模方法、项目进度、图纸编制计划2、建筑设计消防与疏散优化消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员聚集、流动、分散等物理过程的场所正常运转或出现应急状况的真实再现,对工程设计起到优化参考作用3、特殊工艺设备设施系统设计当建筑物用作生产运营场所时,除具有常见的建筑机电设备系统外,通常还会配置特殊的工艺设备设施系统,用于提供工艺生产能力或改善运营服务效率在初步设计阶段,这些特殊工艺设备设施系统,作为建设工程已形成生产能力的一个组。