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绿色建筑与智能建造工程实训中心建设方案初探论文

发布时间:2021-02-19 14:59:45 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):

摘要:为紧扣国家绿色建筑与智能建造的发展战略、把握新型城镇化建设的行业动态,文章提出一种是以教学理论为指导、以专业技术实践为内容的多学科综合性实训中心的建设方案。该方案拟建实训中心包含绿色建筑与智能建造综合实训大楼、大型公共建筑的节能运行与监管实践区、工程实体模型实践区、装配式建筑实践区等四个区域。论文进而给出了四个区域的建设方案及相关实践项目,该论文成果对高等学校开展绿色建筑与智能建造实践基地的建设具有一定的参考价值和借鉴意义。

关键词:绿色建筑;智能建造;实训中心;建设方案

本文引用格式:顾颖.绿色建筑与智能建造工程实训中心建设方案初探[J].教育现代化,2019,6(83):316-317+320.

在“新型城镇化建设”及“乡村振兴”等新时代背景下,发展绿色建筑与智能建造技术已逐步上升为国家战略,也成为建筑行业、制造行业整体转型升级的新方向[1]。在这个方向指引下,“绿色”与“智能”成为新时代建筑业的主旋律,也对高等学校工程专业人才的培养提出了更高的要求。因此,为紧扣国家战略、把握“新型城镇化建设”建设的行业动态[2],为提高实践环节教学质量、保证实践设施满足教学需要,为建设工程专业实验教学条件、提升工程专业办学水平,有必要开展以“绿色建筑与智能建造”为主题的工程实训中心建设方案研究。本文旨在提出一种“以教学理论为指导、专业技术实践为内容”的多学科综合性实训中心的建设方案。

一 建设目标与建设定位

绿色建筑与智能建造工程实训中心建设目标是以“教学理论为指导、专业技术实践为内容”的多学科综合性实训中心。该中心本着“立足教学、面向转型、产学结合”的原则,以国家级工程实践中心的标准,通过可持续性建设,使之成为环境真实、系统全面、扩展性强的综合性工程实训中心。

二 绿色建筑与智能建造工程实训中心总体布局

拟建设的实训中心的主题是“绿色建筑”与“智能建造”,绿色建筑的起点为绿色建材,智能建造的基础是先进制造。因此以材料工程、制造工程专业为源头,并结合信息、环资、土建、生科、计算机等专业特色、课程设置及教学的需要,实训中心拟设置四个功能分区:绿色建筑与智能建造综合实训大楼、大型公共建筑的节能运行与监管实践区、工程实体模型实践区、装配式建筑实践区。

三 绿色建筑与智能建造综合实训大楼建设方案

(一)综合实训大楼设计理念与建造技术


根据住建部《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》[3]全面推进绿色建筑发展:“加大绿色建筑强制推广力度、强化绿色建筑质量管理、逐步将执行绿色建筑标准纳入工程管理程序”的要求;结合本实训中心的建设定位,设想的“绿色建筑与智能建造综合实训大楼”(以下简称“综合实训大楼”)拟达到中国建筑学会制定的《健康建筑评价标准》的三星及以上标准[4],即拟建的综合实训大楼本身就是“绿色的、节能的”。为此,综合实训大楼拟采用屋顶绿化、绿色照明、自然通风系统、门窗节能系统、雨水收集与利用系统及可再生能源等七项绿色建筑设计理念与建造技术。

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(二)基于绿色建筑与智能建造综合实训大楼的实践内容

基于综合实训大楼本身可进行与大型公共建筑绿色建造技术相关的实践内容,主要包括:屋顶绿化、绿色照明、自然通风系统、门窗节能系统、雨水收集与利用系统及可再生能源等六个方面的实践。

四 大型公共建筑的节能运行与监管实践区建设方案

(一)大型公共建筑的节能运行与监管系统建设方案


实训中心拟在运营前期,针对综合实训大楼本身的能耗情况,建立能耗监测与管理系统,初步满足综合实训大楼的能耗监管与学生实践的需要;随着能耗监管系统的建立与完善,逐步纳入全校能耗的监测与管理,有序建成具有一定特色的“校园试验室”,形成智慧校园的保障体系,最终使得该系统具有校园能耗监管、优化的同时,满足学生的科研实践的需要。

实训中心拟就综合实训大楼本身,针对空调系统、照明系统、实验仪器及办公设备、电梯、生活及饮用水等六项能耗建立节能运行监测与管理系统。该系统主要包括能耗分布式计量、基于以太网的远程传输、监测中心能耗数据库、能耗预测与优化模型计算、能耗监测与管理系统这五个板块。

(二)大型公共建筑的节能运行与监管实践

基于建立节能运行与监控系统,在满足对综合实训大楼节能耗能进行监管基础上,拟开展三项带有一定研究性质的实践项目:①综合实训大楼能耗比例构成实践;②再生能源节电效果对照实践;③雨水收集利用节水效果对照实践。

五 工程实体模型实践区建设方案

(一)工程实体模型建设方案


为了将理论教学与实践教学有机穿插融合,解决认识实习中“只能远处观望、不能近距观察”的问题,满足工程实体模型相关专业基本教学需要,实践教学大楼设立“工程实体模型虚实结合实践区”。该实践区通过设置实体比例节点模型,充分展示工程实体模型的各类节点、构造。通过二维码扫描技术,展示各构造的施工工艺流程、工程量计算方法等。

拟建工程实体模型位于综合实训大楼底层,长20米、宽15米,占地面积约300平方米;模型层数为两层,层高约2.8米。拟建工程实体模型涉及近300项构造类别,主要包括:两大体系、六种结构、十大内容。两大体系指安全受力体系和构造展示体系;六种结构是指框架结构、砖混结构、剪力墙结构、钢结构、木结构、框剪结构;十大内容指基础、主体、屋面、装修、水电、消防、基坑支护、安全防护、装配式建筑、绿色施工及配套的扩展功能接口。基于这300项构造可开展相关项目的认识实习和质量检测。

(二)工程实体模型实践项目

依托工程实体模型进行实践项目主要包括两类:一是对相关结构、构件的构造形式、施工工艺流程进行实体观摩;二是依托已有实物模型进行相关的质量检测,了解质量检测方式方法。例如依托装饰工程开展垂直度和平整度的检测;利用已有的桩基模型进行桩基检测;利用已有混凝土立柱进行裂缝宽度检测和回弹检测;利用焊接钢结构开展焊缝质量检测等等。

依托工程实体模型开展的实践项目众多,教学时纳入相关课程实践学时教学,不再单独设置学时进行实践,如对基础形式的认知实践可以纳入《地基与基础工程》课程的实践内容、施工质量缺陷可以纳入《土木工程施工技术》课程实践内容、工程质量检测实践可纳入《工程实体模型质量检查与验收》课程。

六 装配式建筑实践区建设方案

装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑。2016年09月30日,国务院办公厅出台的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,其全面系统指明了推进装配式建筑的目标、任务和措施[5]。为此,装配式建筑实践区拟建设配式建筑虚拟仿真实验室、装配式混凝土建筑组装实践区。下面将分别介绍装配式建筑虚拟仿真实验室、装配式混凝土建筑组装实践区的建设方案。

(一)装配式建筑虚拟仿真实验室建设方案

装配式建筑仿真实验室主要满足学生通过虚拟仿真技术,以实际项目为蓝本,以三维仿真技术和人机交互等形式互动教学,实现反复实践零成本、装配式施工全生命周期模拟零风险,模拟实际工程案例、模拟真实建设环境、模拟实际参建角色,真实体验施工管理业务流程[6]。同时结合场地及实体模型、仿真互动、图示图解、视频动画等综合学习,提升专业知识水平。拟建装配式建筑虚拟仿真实验室占地面积约100平方米,主要针对混凝土构件的制作、运输与施工的全程进行虚拟仿真。

对混凝土装配式构件的制作仿真包括不但限于这四项内容:模具准备虚拟仿真;钢筋操作虚拟仿真;混凝土制作虚拟仿真;构件浇筑虚拟仿真。对混凝土装配式构件的运输仿真包括:运输车构件绑扎固定仿真;道路选择及运输车辆控虚拟仿真构件临时码放堆垛虚拟仿真;临时存放场地选择虚拟仿真。对混凝土装配式构件的施工仿真主要包括四个方面的内容:现场装配准备与吊装;构件灌浆;现浇连接;质检与维护。

(二)装配式建筑虚拟仿真实践项目

依托建立装配式虚拟仿真实验室,拟开展的实践项目包括:原料预算、建筑材料试验虚拟仿真、模具准备、钢筋操作、混凝土制作、构件浇筑、拉毛收光、构件蒸养、起板入库、构件装车码放与运输、现场装配准备与吊装、构件灌浆、现浇连接、质检与维护。

(三)装配式混凝土建筑组装是实践区建设方案

为了能直观观察的装配式混凝土构件的构造,熟悉装配式建筑的安装工艺与流程,本实践区拟通过合理设计实践图纸,采用轻质材料制作装配式混凝土构件实体模型。基于轻型的装配式模型,学生可运用轻型龙门吊,模拟施工现场进行装配式建筑构件的组装过程。

混凝土装配式实体模型占地面积约200平方米,位于综合实训大楼一楼。拟建模型需要尽可能涵盖混凝土装配式各种构件及附属构件,应包括但不局限于:预制实心剪力墙、叠合式剪力墙外墙、预制夹心保温外墙、PCF外墙[7]、预制带飘窗外墙、预制框架柱、预制叠合框架梁、预制空调板、预制叠合楼板、预制叠合连梁、预制阳台、预制楼梯、墙板支撑、框架梁支撑、框架柱支撑、楼板支撑、阳台支撑、边缘构件钢筋等。

(四)装配式混凝土建筑组装式实践项目

基于修建混凝土装配式实体模型,学生可以进行实践项目有:叠合板的开缝拼接、叠合板的密拼拼接、梁与墙搭接、板与墙搭接、阳台安装、空调板安装、剪刀楼梯安装、楼梯梁安装、现浇节点绑扎、PCF板安装及装配式建筑的拆卸等。通过这些实践项目,学生将装配式构件组装成一个整体房屋,组成完成后,再进行拆卸,以完成整个装配式的实践。

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七 结语

本文提出一种以绿色建筑与智能建造为主题、以教学理论为指导、以专业技术实践为内容的多学科综合性实训中心的建设方案。该方案拟建实训中心本着“立足教学、面向转型、产学结合”的原则,以国家级工程实践中心的标准,通过可持续性建设,使之成为环境真实、系统全面、扩展性强的综合性工程实训中心。拟建实训中心包含绿色建筑与智能建造综合实训大楼、大型公共建筑的节能运行与监管实践区、工程实体模型实践区、装配式建筑实践区。提出的方案对高等学校开展绿色建筑与智能建造实践基地的建设具有一定的参考价值和借鉴意义。

参考文献

[1]许慧民.绿色能源建材——建筑产业转型升级新方向[J].工程建设标准化,2016(02):22.
[2]罗成翼.推进以人为核心的新型城镇化[N].中国社会科学报,2019-06-06(008).
[3]住房和城乡建设部.住房城乡建设事业“十三五”规划纲要[N].中国建设报,2016-08-23(009).
[4]T/ASC 02-2016.健康建筑评价标准[S].2016.
[5]宋健.把握装配式建筑发展大趋势[N].中国建设报,2016-10-14(006).
[6]狄宝晶.三维动态虚拟现实仿真与大学机械类实验教学中的软件建设[J].现代制造技术与装备,2016(05):172+175.
[7]鲁斌.装配整体式剪力墙结构PCF墙板安装技术[J].施工技术,2017,46(12):98-101.


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