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空气清新剂既清新又健康
文/
如今,空气清新剂走进了千家万户,无论是小铁盒的还是喷雾型的,无论是一两元一个的还是十几元一瓶的,很多人都把它当做消除异味或者清新空气的好帮手,特别是在卫生间里,空气清新剂更是成了“常住居民”,以为只要一用空气清新剂,不但空气清新了,而且没有了难闻的气味,在某种程度上也避免了对健康的伤害。其实,这是一种错误的认识。
实际上,空气清新剂不具备分解和清除空气中有害气体的功能,它的作用只是通过散发香气来混淆人的嗅觉以“淡化”异味,而不是与空气中导致异味的气体发生反应。
目前,市场上销售的空气清新剂种类繁多,但其大多是化学合成制剂,一般都是由乙醚、香精等成分组成,这些物质在空气中化学分解后,而产生的气体中就含有空气污染物的成分,这其实是加剧了室内空气的污染程度,长期使用对人体会产生不良刺激。另外,还有一些空气清新剂由于产品质量的低劣,本身就会成为空气污染源。空气清新剂中含有的芳香剂,不仅对人的神经系统造成损伤,而且还会刺激呼吸道黏膜。如果劣质的清新剂中含有杂质成分,如甲醇等散发到空气中将会对人体健康造成更大的危害。而且,这些物质还会导致人的神经系统和呼吸系统中毒和产生头晕、头痛、眼睛刺痛、喉头发痒等急性不良反应。
专家建议 要想让家里保持清新的空气,最好的办法就是经常开窗通风。需要提醒的是,避免使用一些卫生香或熏香,因为其点燃后所产生的烟雾微粒会造成家里空气的二次污染。
导致人早死的三件事
文/武艺
每天睡够8小时会加速死亡 美国加州大学发现:每天睡8小时会让人死得更快。每天睡7小时的人死亡率最低,而即使是只睡5小时的人,这个系数也要低于睡够8小时的人。研究人员解释说,当你的身体醒来却还赖在床上时,你缩短了接触阳光的时间,体温也会因为身体长期处于不活跃状态而变得过低,从而分泌出大量的褪黑素,你接下来的一天会感到更累而且昏昏欲睡。而这种昏昏欲睡又会妨碍你在晚上进入深层睡眠。
男人过量吃鸡蛋可加速死亡 哈佛大学医学院研究发现,每周吃7个或更多鸡蛋的男性的死亡率上升23%。患糖尿病的男性如果吃过量的鸡蛋的话,死亡的可能性将增加1倍。
心脏病患者大笑会加速死亡 高血压病人大笑会升高血压,诱发脑溢血;脑栓塞、脑溢血、蛛网膜下腔出血的病人,在恢复阶段也不可纵声大笑,以防病情复发;心肌梗死的病人,在急性期或恢复期,也不宜大笑,否则会加重心肌缺血,发生心力衰竭的危险;患疝气的病人,经常大笑可形成嵌顿,阑尾炎或肠扭转。
老花镜不能随便买
文/魏春福
使用不合适的老花镜,容易头晕眼花。“老花眼”的起步度数通常是100度,之后每年增加。一般来说,出现“老花眼”症状后,应立即到眼科进行视力检查,根据精确验光的结果来决定目前是否需要配老花镜,或者选配适合自己的眼镜。以后每隔三至五年复查视力,并调整老花眼镜的度数。影响老花度数的因素除了晶体退化程度、睫状肌调节能力以外,还有白内障等。
放在20多年前,对中国钢铁人来说,这是一个尴尬的问题。
那时,欧洲、日本等钢铁强国陆续用特大型高炉炼铁时,国内只有上海宝钢有一座特大型高炉。
一个特大型高炉能够代替数个小高炉,可降低能耗和排放15%左右,是国际炼铁行业绿色、可持续发展的方向。
由于国内当时没有任何特大型高炉的技术积累,只能忍受国外掌握了特大型高炉技术公司的高额要价。
钢铁是一个国家工业的脊梁,可中国钢铁人却直不起腰来。
2017年年初,国家科技进步奖公布,中冶赛迪牵头完成的“高效低耗特大型高炉关键技术及应用”获得二等奖。
这个奖可谓实至名归――近五年来,海外新建同类特大型高炉中,超过60%的高炉都采用了中冶赛迪的这项技术成果。
在特大型高炉技术上从忍受高额要价到反向输出技术,中冶赛迪人用20多年如一日的行动告诉世人:中国钢铁绿色崛起的科技先锋是这样炼成的。
从无到有
1995年,上海宝钢集团的钢铁生产基地。
只要1号高炉的炉腹刚冷却下来,不等煤炭的焦灼味散去,中冶赛迪返聘的教授级高级工程师项钟庸就会迫不及待地钻进去。
一落脚,就会腾起一阵呛人的煤灰。从炉膛出来后,项钟庸就成了一个“黑人”。
旁人对此早已见怪不怪。
已过花甲的项钟庸原已退休,本可颐养天年,如此不辞辛苦,其实只为争一口气:搞清楚特大型高炉高效低耗的工作原理。
特大型高炉和普通高炉并不仅仅是体积的差别,其间的工作原理也有天壤之别。
其炉内煤气是怎么被利用的?除了燃料比外,还有哪些指标能够控制能耗?
所有这些技术指标,几乎都要从零开始摸索。
“虽然引进了设备,但里面的工作原理和设计方法,花多少钱对方都不会告诉你。”中冶赛迪炼铁事业部部长赵瑞海说。
犹如行走在无人区内,成败未知,这样的投入是否值得?
可在中冶赛迪看来,这并不是值得不值得的问题,而是必须做、而且必须成功的问题。
钢铁是高耗能产业,跟生态环境之间的矛盾由来已久,节能降耗的特大型高炉的发展,代表着一个国家钢铁行业发展的未来。
从1991年开始,项钟庸就带着团队跟踪研究特大型高炉的技术,一干就是十几年。
2003年,综合控制高炉节能的指标“炉腹煤气量指数”终于被找到,并编入国家标准“高炉炼铁工程设计规范”中。
令人振奋的是,基于自主研究的理论体系,国内特大型高炉的高效低耗指标实现了全球领先。
打破制约
以“炉腹煤气指数”为核心的设计理念及体系在全行业公布后,中冶赛迪决定参与国际项目的竞标。
把“中国造”的特大型高炉输向海外市场,并不是一件容易的事,常常会“受制于人”。
2005年,巴西盖尔道集团的钢铁生产基地,中冶赛迪的国际项目正在持续推进。
看见眼前正在搭建的特大型高炉,技术负责人、教授级高级工程师邹忠平却眉头紧锁。
高炉的建造成本已被人为地增高,再这样下去,以后撬动海外市场会更加吃亏。
虽掌握了特大型高炉的工作原理,但一些核心装备技术的自主化却未实现,还必须忍受国外公司的高额要价。
“某些装备价格甚至被抬高近五倍。”赵瑞海说。
引进价格被抬高,建造成本增加,中冶赛迪的特大型高炉竞争力自然下降。
“中国制造想要走出去,必须实现核心装备技术自主化。”赵瑞海说。
2006年,中冶赛迪开始着手无料钟炉顶布料器的研发。
“若把特大型高炉比喻成钢铁巨人,炉腹煤气量指数的工艺就是它的魂,核心装备技术则是躯干和四肢,两者缺一不可。”赵瑞海说。
2012年,历时6年,中冶赛迪成功打破了欧洲钢铁巨头对高炉无料钟炉顶技术长达30多年的垄断,实现了特大型高炉核心装备的国产化。
渐渐地,中冶赛迪的特大型高炉核心技术在海外市场“吃香”起来。
逆向创新
2007年,华北地区。一家钢铁厂的特大型高炉正在作业。
看着智能系统,有着30多年丰富操作经验的的生产专家皱着眉头,有些抱怨地说:“这套系统的效果不尽如人意。”
智能系统是钢铁厂从国际钢铁工程巨头那里引进来的,希望通过它再次降低特大型高炉的能源消耗。殊不知,依靠智能系统进行降耗并不现实。
炼铁需要的天然原料,每次的微量成分不一样,炉化反应就会不一样,炉腹指数控制状态也会不同。
“目前,几乎没有任何钢铁厂能够实现全智能化的炼铁。”赵瑞海说,“但智能技术的优势不能被‘拍死’,充分利用依旧能够带来技术上的革新。”
2007年底,中冶赛迪决定,朝着国际钢铁工程巨头研制的反方向,研发特大型高炉的智能控制系统。
“我们开发的智能系统,强调智能软件的判断,而非操作控制。”赵瑞海说,“通过收集运行数据来帮助人工进行判断,再进行降耗的调试。”
人工+智能的方式,能够克服特大型高t智能控制中存在的实时性、复杂性、动态性和多变性等难题。
2012年,这项智能系统研制宣告完成,大幅提高了对高炉的诊断、预判和控制,中冶赛迪的市场地位再次得到巩固。
截至2016年底,全国21座特大型高炉,有14座由中冶赛迪建造,约占国内市场的70%。
叫响品牌
2017年1月初,国家科技进步奖揭晓后,采访邹忠平的邀约纷至沓来。
但邹忠平都无法赴约――他必须马不停蹄赶往越南,跟进台塑集团特大型高炉的建造进度。
几年前,台塑集团决定在越南建造特大型高炉,面向全球公开招标高炉建设方案。
最终,中冶赛迪击败国际巨头们,有惊无险地拿下这个项目。
再次与国际钢铁工程巨头同台竞技,中冶赛迪已经掌握主动权。
从炼铁工艺创新到核心装备研发,再到智能系统开发,经过20余年的技术革新,在中冶赛迪的引领下,中国特大型高炉工业体系渐渐形成。
截至目前,中冶赛迪有力地推动了全国特大型高炉比例从不足5%提高至近30%,直接建成的特大型高炉已累计节约燃料约6450万吨,减少二氧化碳排放1.9亿吨,带动全国炼铁产业累计节能约7.4亿吨标准煤。
这样的技术创新和行业领先,让中冶赛迪叫响了钢铁工业的“中国造”。
除了台塑集团的项目外,沿着“一带一路”,中冶赛迪的特大型高炉技术还运用在韩国、马来西亚、土耳其等国。
但梦想从未止步。钢铁工业“中国造”的故事,还在书写。
物联网有三个特点:首先,它可以使用RFID技术,传感器和随时随地获取信息的对象,如QR码;第二,可靠的交付,集成,实时信息通过各种通信网络和互联网对象的准确表达;三是智能化处理,对大量的行政控制、智能对象的云计算,模糊计算技术模式识别与智能化、数据和信息分析利用和处理。使用智能建筑网络技术的传统保障系统具有以下优点。智能建筑被配有智能化设备,广泛应用于数字通信技术、控制技术、计算机网络技术、电视技术、光纤技术,传感器技术和数据库技术,如高科技构成类型的智能系统,智能建筑行业在我们的范围内是较晚,然而,技术发展非常迅速,未来的建设阶段的发展趋势将推动发展的智能化。
1.1布线优势
传统的安全系统建筑布线可以使用电话线路,公交线路,总线能力,集成度高。为家庭可以共享总线,而不是使用相同的总线的系列。没有额外的布线的电话线,电话线,但是带宽很窄,拥塞信号容易产生,而不适用于图形的传输。信号,绿色信号传输性能的图像不错,但是安全系统更多子系统,每个子系统使用行,布线的复杂性,包括增加建造和修理的难度。另外,旧楼,上述变换存在于多种接线工作量等问题。
1.2远程监控的实现
传统的安全系统将专注于各种安全检测器信号到管理中心,如安全管理中心的建筑物或地方行政中心。设备或由责任智能管理中心的工作人员来监视这些信号和联动处理。这种结构限制在安全范围内建设或执行,不能满足远程监控应用,如智能家居远程监控。为智能家庭,家庭可以共享总线,而不是使用相同的总线的系列。
1.3传感器的智能化
目前,智能建筑,如访问控制,视频监控安全系统。随着火灾报警系统是独立的单个传感器和就业功能的,没有智慧,例如,非法入侵检测红外探测器,红外信号,只要显示器,是否真的非法入侵,将产生报警信号时,仅具有这样一来,可以对应联动系统之间产生的报警。
1.4网络可靠性优势
在传统的布线,如果一个总线发生故障,则该总线上的所有监控设备将瘫痪。无线传感器网络中的每个节点可以协调它们的行动以实现自动网络的分布式算法。由于该中心节点,具有很强的鲁棒性和可生存性的消除。没有额外的布线的电话线,电话线,但是带宽很窄,拥塞信号容易产生,而不适用于图形的传输。使用转发节点,形成一个多-路由跃点而是网络比通过无线传感器网络路由设备通信中的每个节点。绿色信号传输性能的图像不错,但是安全系统有更多子系统,每个子系统使用性,布线的复杂性,包括增加建造和修理的难度。如路由器。因此,即使一个节点发生故障时,其他节点仍然可以依赖于彼此进行通信,这增加了网络的可靠性。
2物联网技术的优势与亟待解决的问题
无线传感器网络技术,可以有效地解决这些问题。无线传感器网络为基础的安全系统布线建筑物本身没有任何限制,需要使用各种无线传感器设计,施工,维修和改造提供了极大的方便,同时也节省了大量的布线材料,布局在人们无法达到的或危险的地区,这是一个明显的优势。为智能家庭,家庭可以共享总线,而不是使用相同的总线的系列,它是一个独特的优势。在RFID(无线射频识别)设备,身份和位置传感器设置传感器。RFID技术与由读取器发射的电子标签和阅读器,无线电波的主要成分扫描范围内的RFID标签,它可在电子标签信息被封装被读出,并且该信息被发送到信息管理系统,以验证这些信息的所有者的身份对应。作为一个单独的安全网络,建立一个桥梁几乎无处不在的互联网终端,通过物联网技术,安全管理人员或租客,可以在任何地方,电脑或手机主动监控建筑空间,当发生异常时,报警信号可发送及时向主管或住户本人。在每个技术的终端是一个智能传感器节点,信息收集,数据处理和通信能力的三个方面。它不仅具有传感器本身的功能,可以使各种数据智能处理和组织在一起形成一个系统的智能联动;安全子系统。如果一个节点由一个确定的信号节点数据处理模块本身检测的红外线检测器的警报信号,以确定它是否满足特征的红外信号的非法侵入,通过视频监控摄像机现场报警图像采样模块,进一步证实了非法入侵的图像特征的依从性,最终决定是否报警。这可以有效地减少或防止误报的发生。由于中心节点,具有很强的鲁棒性,可以消除生存能力。在使用转发节点,以形成多条路由的网络,而不是通过在无线传感器网络中的通信路由选择设备的每个节点。即使个别路由器节点失败,其他节点仍然可以保持依赖,从而提高网络的可靠性而互相沟通。
3基于物联网技术的智能建筑的系统结构
【关键词】3d打印建造;3d打印材料;建筑发展一体化
1 引言
自上世纪50-60年代的现代建筑诞生至今,建筑界在设计及建造上,思路方法依然在当时建筑理论设定的大框架内延续发展。设计上,数字化技术可随机生成蕴含变化规律的图案、形体,丰富了空间造型,开拓了设计者的思维,推进了快速标准化、规范化制图和建模推敲造型、空间的发展。建造上,可借助电脑实现建筑建造进程的模拟和控制,实现预制标准的工业化操作。但是即使如此,领先的数字化生成技术与传统建造技术之间所产生的脱节矛盾,使得由计算机辅助生成的建筑空间形体,依然需要由传统的材料组构和传统的建造工艺来建造。此矛盾不仅使创意空间实现的可能性受限,而且即使实现,往往工程操作繁琐复杂,建造代价不菲。而在信息时代的当下,个性化的空间设计追求成为追捧,这使得该矛盾尤为突显,成为建筑进步发展的重要阻力和瓶颈之一。何种建造方式才能填补与数字化设计技术之间的不平衡发展,新的建筑时代何时才会来临? 成为建筑界的关注焦点。
2 技术变革下的建筑发展应对回顾
纵观西方建筑发展史,各时期建筑均在材料工艺和建造技术的发展支持下,建造出满足当时社会需求的空间,形成有别于前时代的建筑风格。古罗马建筑运用以天然火山灰为活性材料的天然混凝土,创造了有别于古希腊梁柱结构的拱券结构,满足了当时对大空间的需求,形成新的建筑艺术形式。拜占庭建筑,砖的运用及砖砌技术的发展,孕育了帆拱技术,使建筑有了向高处发展的可能性。哥特建筑能有高耸入云的建筑造型,得益于当时的结构体系发展。文艺复兴重视“人”和现实世界观念的艺术思潮,催生了世俗建筑类型的发展,带来建筑体系的根本革命。
现代建筑因社会需求、新材料、新技术和艺术理论等各因素集聚引发建筑变革,最终摆脱了传统建筑形式的束缚,创造出有别于之前的全新的建筑结构、形式、施工工艺和新的建筑理论,并延续发展至今。此后,建筑形体、风格等因建筑材料、施工工艺中的一项或多项因素的改进,形成在某方面的特色创新。那么,在当下的信息时代,追求个性体现的社会新需求,随着3D技术的兴起和发展,将带来何种建筑应对变革。
3 社会新需求和新技术
3.1 新的生活方式衍生新的建筑需求
在网络和多媒体技术的支持下,信息时代在传统的信息传递物质载体外,创建了可实现信息交互的电子网络渠道。它从根本上改变了人们的生产、生活方式和文化审美趋向,催生出新的建筑空间需求。
(1) 追求多功能的复杂建筑空间。“无纸化”办公、电子商务等生产、生活方式上的调整,带来足不出户就能与外界保持紧密联系的时空分离式工作和生活方式。但强化体现个人爱好的空间追求时,个体依然需要和社会保持密切联系的心理需求,催生了私人、公共空间之间的互融需求,表现在对多重功能组合的复杂建筑空间的追求。如已经流行的包含办公、居住、购物、娱乐等集中式多功能综合体,使个体在尽情享受私密空间时,能近距离地接触社会。
(2) 偏爱个性、可变的建筑空间。先进的网络媒体技术,可将其它地方的空间感知转化为媒体的感知,制造出实体环境不存在的虚拟现实,由此产生互动、可变的空间体验价值取向[1]。在建筑上,除表现为电子空间介入形成虚化的空间表现,更多地表现为对能体现个体特征的多元可变空间的喜好。
3.2 3D打印技术(3D printing) 的兴起
3D打印技术(3D printing)通过烧结或粘接“构造的微小单元(粉末或颗粒),一层一层地累积“增加”成整块原材料[2]”,被誉为“第三次工业革命”开始的主要标志。它打破了遏制传统制造业的核心问题――建模,无需建模即可精确打印出计算机上生成的形体。自投入工业化生产至今,已经相对成熟地运用于众多领域,在建筑行业,亦已经逐渐以树脂、生物材料为主要材料,推广应用于打印建筑模型,而且随着合适的建筑打印材料(如无机胶凝材料 )出现,相应推动了3D打印建筑的社会应用进程。
传统的建筑构筑方式和3D打印建造技术,在原理上基本都属于增材制造(窑洞类传统建筑其中有减材和增材两种建造方式),都是将各建筑元素组合构成整体。它们之间最大的差别在于:①3D打印建筑能在计算机控制下,由机械装置自动完成,提高了建造的自动化程度,减少了人力、物力成本;②无需模具,就能精确打印出计算机上生成的复杂形体,这是目前传统建造方式上存在的短板,则是3D打印建造的亮点,形体越复杂,它的优势越大。
(1) 3D打印的建造工艺[2]
建筑领域中的3D打印,目前典型的应用工艺有两种:①轮廓构筑(CC=Contour Crafter ) :这是针对建筑物墙体建造设计而改良的3D打印方式,使用一体式的“纸和墨”。打印过程中,用通常使用的混浆泵将混凝土或干混砂浆等打印材料送至打印头的喷嘴,打印头在龙门架的支撑下进行三维空间的运作。此外,为增加墙体结构强度,可以进行异性或异质部件的插入,如在成型轮廓内部,放置钢筋再打印填充常规混凝土。②粘接沉淀成型(SDM =Sticky deposition modeling) :这种工艺是将3D打印的基本工作原理直接应用于建筑。原理是砂粉层是打印“纸”, 粘结剂是打印“墨水”。按照设计模型数据,在每层砂石粉上的设计区域打印胶水,反应硬化后清除散砂石粉,得到打印的物体。因每一层打印都需要满铺粉床,就需要有非常庞大的打印机和巨大的砂石粉床,它相对适合打印小型的复杂形体。此外,在以上两种方式上进行的改良工艺,将粉料,骨料或液体的原材料,通过一种多通道的混浆喷嘴,在需要时计量混合挤出,优点是不需要料床,如MIP工艺 (Mixing In Position)。
(2) 3D打印建造方式
因3D打印机和普通打印机一样,打印尺寸和精度、分辨率成反比,考虑建筑体量的差异性,选择合适的打印方式非常重要,目前共计有四种方式:
1) 整体式打印。即整栋房屋用打印机一次性打印建造完成。这种方式需要有适合房屋大小的的大型龙门架或砂石粉床,其中,材料、控制和精度等问题是需要解决的技术关键,相对比较适合于小型房屋的建造。如美国南加州大学的Behrokh Khoshnevis教授设计的巨型3D打印机,采用轮廓构筑工艺,可以在24个小时内“打印”出一幢面积为2500英尺的完整房子,如图1。
分段组装式打印。即建筑模块化建造,预先将电脑建筑模型分拆成几部分,在工厂打印好,然后在现场一起组装。这种方法相对解决了房子尺寸的限制,但是现场的组装工作增加了现场操作成本,并且对部件的大小和重量有所影响。
2) 群组机器人集合打印装配。原理相当于由诺干个路径可控的打印机,按电脑模型要求,协同建造整栋建筑。这样,建筑装置(机器人)的尺寸跟房屋尺寸无关,可以非常小;同时机器人的智能要求也相对大大降低,增加了实际应用的可能性。如欧洲空间局公布拟采用群组机器人3D打印技术在月球上的宇航员基地,如图2。
3) 局部打印建造。即3D打印技术和传统建造方式结合,发挥3D打印易于打造复杂形体的优点,实现互补。方法有二:用3D打印机打造形体框架,在其中植入其他材料以达到结构所需的性能要求;或者带有一定异形体的建筑,规整部分采用传统建造方式,异形体部分采用3D打印建造技术。
(3) 应用趋向及发展瓶颈
3D打印技术能低成本、快速、自由地打印复杂形体,以及无建筑垃圾产生的优点,吻合当下对个性化和环保节能的追求。基于目前3D打印建筑的技术水平,它可能将首先大量应用于与传统建造技术结合的局部复杂造型的打印制造、个性化需求的小型建筑、装置等建造。如造型模拟莫比乌斯环的“景观房”(Landscape House),由荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars与Enrico Dini(D-Shape 3D打印机发明人)合作采用D-Shape 3D打印机建造。方法是由打印成6x9m的部件拼接成建筑的主体外观框架,然后用纤维强化混凝土进行填充,并在建筑中置入钢筋和混凝土,使其更加牢固,计划历时一年半,于2014年完工,如图3。
3D打印技术在建筑界推广应用的技术瓶颈:①打印尺寸。尽管3D打印机正不断向大尺寸打印发展,但是建筑体量和一般物件的尺度差异太大,机器越大,其精度、速度越低,成本越大,其优势就越小。如“景观房”的打印建造就因为建筑体量超出打印范围,只能采用打印部件后拼装装配的方式。这可通过技术升级或者选择合适的打印方式来解决,如集群机器人打印等。②打印建造时间。为让3D打印适用于建筑界,建造适合建筑尺寸的特大型打印机是其中的应用尝试之一。但是机器尺寸的大小与打印精度、速度成反比,大大削弱了3D打印快速、精确的优势。如耗时一年半的建造上例的“景观房”,并没有体现出3D打印快速建造的优点。③软件开发/集成技术:在软件开发上,除提高打印精度等性能外,亦关注探索如何以小尺寸打印机打印出大尺寸的建筑可能性 。而跨领域的软件集成操作,是3D打印技术实现设计-建造一体化的关键点。④打印材料:3D打印具有在打印过程中可发生化学反应以生成新材料和新结构的特点,并需要使其能在足够短的时间内,初凝固化到能够承载自重和打印动荷载[2]。因此合适的建筑打印材料是促成其能在建筑行业大力发展的技术关键。
4 建筑未来发展趋势构想
4.1 材料重要性突显,由材料师新工种配合
目前,随着3D打印建筑技术的发展,除主要应用混凝土和干混砂浆等无机胶凝材基的材料外,建筑垃圾、生物纤维材料和复合材料等新型建筑打印材料也得到相应研发和关注。
(1) 建筑垃圾:拆迁建筑的基础、梁柱、墙体和楼板等废料,其主要成分还是石灰、水泥和砂等建筑用材,可以在加工处理后成为很好的骨料、填料。
(2) 生物纤维材料技术――菌丝体。
属于绿色新能源材料的菌丝体,能以农业副产品和农业废料为生长介质,采取生物生长技术进行快速生长。成型后的菌丝体仅需加热脱水既能停止菌丝体继续生长,脱水定型后的菌丝体不仅重量轻、结实耐用,而且具有很强的生物降解作用。可打造成比混凝土还坚硬的防水、防腐、放火的环保型建筑材料 。
因与3D打印技术一样具有不需要生产再加工环节的相同特点,可以让菌丝在3D打印的框架路径内生长填充,长成后进行加热脱水定型。这将免去或减少钢筋、水泥和石沙等消耗型建材的使用,减少施工场地面积,节约建造成本;而且废弃后能直接降解,形成循环用材,达到环保建造的真正目的。
(3) 其它复合新材料。
智能材料、纳米材料、及复合材料等均有可能成为3D打印建造材料。如新近研究人员基于在自然材料中发现的样式,利用3D打印过程发生的电化学反应,成功复制出骨骼复杂的分层结构,这种3D打印骨骼材料比任何组成部分的抗断裂性要强许多倍 。
由于3D打印过程是诺干种原材料发生电化学等反应,重新生成为一种新结构,来实现支撑整体重量的过程。因此材料的特性及合成反应过程将决定打印生成物结构上构造特点以及所呈现的物理和力学特性。在未来的打印建筑过程中,为确保打印生成所需的材料结构,保障建造的质量优化,将由材料师这一工种予以配合,来选择不同的打印工艺方法和确定打印的速度、效率和精度。
4.2 建筑设计-建造一体化
3D打印快速成型技术如果能集成CAD/CAM、激光技术、数控技术、材料工程等多项技术, “建筑设计-建造一体化”的理想概念将完美实现[3],它将作为信息时代新兴的数字化建造方式,与当下已经普及的数字化设计衔接成整体,彻底解决目前与传统建造方式之间技术脱节的矛盾。
整个 “设计-建造一体化”操作建造过程中,建筑设计师在规划要求内,按业主的需求运用数字化建模生成模拟空间。在结构师和材料师的配合下,选择受力结构类型,确定各部分用材,因3D打印过程中将生成新的材料结构,在结构受力上需利用软件进行整体测算分析,梁、板、柱的结构划分可能需要重新定义。最后,在建造师的配合下依建筑体量的大小,选择建造打印工艺和方式。可以说在3D时代,建筑的建造,无疑与工业产品的生产相类似,施工场地将如同生产工厂,打印建造过程中,需设计师、结构师、材料师和建造师“多位一体”协调配合建造。
4.3 功能空间量身定制的社会制造
“设计即建造”的大融合,业主等可按个人需求进行虚拟空间体验,参与建筑设计-建造的全制造过程,实现全民参与的社会制造 ,达到真正的人性化设计和建造。因“设计-建造一体化”紧密、高效的运作过程,复杂结构的建造成本不再是主要问题,因此能以业主人体的3D模型为基准,选择适宜的空间高度和大小,按需求推敲各不同功能空间的组合,如同私人定制般进行功能和空间的设计、建造。
5 结语
当下,随着材料、技术的进一步完善发展,又呈现出建造技术领先的局面。如果社会需求和艺术理论的呼吁能起到助推作用,3D打印建筑技术在设计、建造的相关规范、技术要求的配合下,不仅能真正实现建筑计算机数字化生成和现实制造同步的空间生产,而且将会随之催生新的建造方式和空间形体,为建筑界发展注入活力,引发新一轮建筑发展思潮,朝个性,低成本、快速和环保的空间形体建造时代迈进。
参考文献
[1]王立全.信息社会对建筑空间发展的影响[J].西北建筑工程学院学报(自然科学版) ,2002(04): 24-28.
[2]蔡兵.3D打印建筑技术和干混砂浆行业的未来发展[J].中国建材报2014, 11.
关键词: 预应力智能张拉控制系统;应用;优势;前景
Abstract: prestressed intelligent tension system plays a great role in the construction process, it can be completed on the tensioning construction to standardize the behavior of scientific and efficient, and the drawing process quality guarantee of construction project, so that the quality of a pull in the engineering construction process management can be truly real-time monitoring and management, to engineering errors that timely correct, timely and accurate for the construction project of prestressed engineering quality to provide the required information. This paper introduced certain on prestressed intelligent tensioning system, and the prestressed intelligent tension control advantages and prospect in engineering construction system in the application of the corresponding analysis.
Keywords: prestressed intelligent tension control system; application; advantages; Prospect
中图分类号:TU378文献标识码:A
引言
通过对预应力智能张拉控制系统的简要介绍,对在实际工程施工中应用预应力智能张拉控制系统的优势进行了一定的描述,最后对预应力智能张拉控制系统在我国工程建设的发展中的前景进行了分析和展望,希望可以对预应力智能张拉控制系统提起相当的重视。
一、对预应力智能张拉控制系统的概述
预应力智能张拉控制系统是利用电脑、电路控制开关来控制整个预应力施工全过程的简称。其主要由力作用系统、传感系统、运算系统和控制系统组成。
预应力智能张拉控制系统通过油压传感系统回馈的信息,由电脑控制阀门可以对施工过程中施加的作用力进行科学精准的调控,传统的人工张拉作业通过人的视觉观察指针式压力表再由手动控制阀门的操作方式偏差范围大概会达到±15%左右,但如果应用了预应力智能张拉控制系统,这种误差将会被压缩到大概±1%左右,这种偏差的大量缩小,可以有效地减轻由于所施加作用力大小的偏差所引起的工程建设期间出现的工程质量问题,也就是在一定程度上可以提高在建工程的质量,提高了工程使用年限,同时降低了后期对该项工程的维护费用。
实现在工程建设中对预应力智能张拉控制系统的应用,就可以在一定程度上减少在预应力张拉作业过程中对工程实体的损害,精确有效地预应力作用也就符合该结构的设计理念。预应力施工质量也可以通过预应力智能张拉控制系统实现精准的控制。预应力智能张拉控制系统可以自动记录工程的过程数据,这在根本上避免了人为后期捏造假数据,工程的质量资料变得真实无误。而预应力智能张拉控制系统对于实现实时管理监控方面更是有着巨大的优势,对提高工程建设管理有着明显的作用。
二、应用预应力智能张拉控制系统的优势
预应力智能张拉控制系统可以通过计算机系统监控预应力张拉的整个过程,具有准确、自动、同步等特点,同时还具有能够管理监控的功能,它可以规范整个施工过程程,确保数据的准确无误。预应力智能张拉控制系统还具有以下的几种特点:
(一)自动化同步精确控制
预应力智能张拉控制系统可以对几组千斤顶进行张拉作业控制,能够实现了多个千斤顶同时作业,在一定程度上提高了工程的作业效率,是对传统人工张拉的超越。
传统的人工张拉工艺中,偏差值范围大概会在±15%左右摇摆,但预应力智能张拉控制系统通过传感系统回馈对油泵进行实时监控,可以使张拉力偏差范围控制在1%左右,预应力智能张拉控制系统对张拉力偏差值的精准调控,可以大大提高在建工程的质量问题,减轻因偏差值过高所产生的工程建设中的各种问题。
(二)实现初张应力自动捕捉和延伸量精确控制
预应力智能张拉控制系统可以将传统人工钢尺的测量精确度提近100倍,达到0.01mm,钢绞线延伸量也可以通过位移传感器进行相应的测量与监控,当延伸量没有达到设计要求时,预应力智能张拉控制系统就会自动发出提示,与此同时,预应力智能张拉控制系统也能自动精确的获取初张应力点,确保整个预应力施工数据的精确性。
预应力智能张拉控制系统能够自动掌控整个预应力施工过程,确保在工程建设中的加载速率均匀,精准规范停顿点,延长持荷时间等各种控制因素得到有效保证。与此同时,如果工程建设中持荷时的应力发生下降,预应力智能张拉控制系统会自动补充,从而确保了整个工程中应力能够保持匀速,稳定的进行,是整个工程的应力达到工程前期的设计要求,也使整个工程建设中张拉过程保持一种稳定、可控的状态。
预应力智能张拉控制系统可以使工程张拉过程的数据实时记录,真实可信,张拉过程可回查,规避了避免了人为后期捏造假数据。预应力智能张拉控制系统使整个张拉过程的各项记录可追朔,便于数据日后的查询、追踪。
(三)其他方面的优势
预应力智能张拉控制系统还具有加强对工程质量监管的优势,对在工程中实施远程实时监控,减少劳动力,提高张拉效率,保证工程建造过程中安全性等方面具有强大的优势。
三、对预应力智能张拉控制系统的前景分析
预应力智能张拉控制系统为科学规范预应力施工方面提供了巨大的便利,它是一种有效的提高工程建造效率、保证工程安全的新型工程控制手段,它可以有效的满足工程建设的实际需求,在工程建设监控中具有较大的应用。
在工程建设过程中实现对预应力智能张拉控制系统的正确应用可以使工程建设过程中不断进行科学系统的调控,使之的建设过程中的自动准确化得到保证,预应力智能张拉控制系统让预应力施工工程建设的质量标准符合工程前期的设计要求,保证工程建设的质量,降低后期对工程维护的成本问题若能将预应力智能张拉控制系统不断推广,对工程建设的成本的节约和社会经济效益的维护有很大优势。
可见,推广预应力智能张拉控制系统在很大程度上能够保证工程的质量安全,对工程质量建设、维护工程前期资金投入有很大的助益。它的应用对于维护我国目前环境保护现状,减轻对资源的浪费、对环境的污染,以及在推动我国建设资源节约型、环境友好型的社会方面都有着重要的意义。
预应力智能张拉控制系统已经在世界多个国家多个项目中发挥它巨大的优势,工程师们对它所具有的意义也越来越重视,并且从目前来看,智能化是工程建设中的大势所趋,而预应力智能张拉控制系统的推广和使用,也必将为我国的工程建设带来巨大的助益,从而推动我国建设行业的发展。
结论:本文通过对预应力智能张拉控制系统的简单介绍,展示了预应力智能张拉控制系统在工程建设领域发挥的巨大作用,也对预应力智能张拉控制系统在我国的未来发展进行了相当的展望,如果能够正确运用预应力智能张拉控制系统,将对我国的工程建设行业产生巨大的推动作用,也会推动我国工程建设的智能化发展。
参考文献:
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