1拓宽工程概况 某地区的高速公路在1996年完成建设之后即通车使用,随着近年来经济的高速发展,交通运输量的持续上升,在通行高峰时期中其服务质量根本无法满足要求。为了更好的使用当前交通运行的需要、切实提升服务水平,满足当地经济发展的需要,该地区的高速公路股份公司决定将原项目中的4车道拓宽成为6车道的道路。2001年该项目已经基本完成的时间段内,该省的交通主管部门下方了指导文件,需要将路肩、中央隔离带以及土路肩的宽度进行适当的调整,将路面继续拓宽为8车道,同时还应该在该路线行驶的范围内间隔500m就布置应急停车带,建设成为港湾式8车道的道路形式,这是我国为数不多的几个大型拓宽项目之一。 2施工难点问题 (1)高速公路在前期规划与通车施工之后,当地的政府机构对对于该公路工程的沿线民用建筑、基础设施等部分进行重新建设,导致了拓宽工程存在更高的复杂性。 (2)单体桥梁存在有工程量比较小、施工风险以沿线位置的交通影响较大的情况,如何才能保证在施工计划时期内完成、保证道路运行的安全性是非常关键的,同时还应该确保工程的进度、质量等符合要求,并且合理的调配机械与人员,这是在整个施工阶段都需要注意的问题。 (3)公路桥梁上部结构在进行施工的过程中,应该根据实际需要来进行交通管制,在2~3km同侧需要进行新老桥梁的拼接施工。如何才能保证拼缝内的50号钢纤维混凝土符合设计要求的强度指标,在适应的条件下逐步的开放一个车道、特殊情况下全部开放交通。 (4)只要是收到交警部分的管制通知,就需要立即将现场清理干净,同时要中断施工,要确保施工进度、质量的基础上与交通部门协调好。 3施工管理 3.1加强协调工作 进入到上世纪九十年代后期,我国的高速公路有限公司很多都是在建设初期所建立的,很多地方管理部门对于产权要求比较低,很多的管线横穿中没有经过严格的备案登记,所以在高速公路拓宽施工中很多的管线没有明确的标记,导致了业主对于拆迁工作影响巨大,后续工程的施工也难以保证。桥梁拓宽施工与当地的很多部门都存在直接的联系,其中以交警部门、路政部门、水利部门、国土资源部门为最为重要,也不能忽视建设地区的乡镇政府、管线相应单位与个人的关系。对于这些影响较大的情况,施工单位应该积极的与相关的部门进行沟通和协调,从而及时将存在的问题解决,保证后续的工程建设施工顺利的进行。 3.2发挥主观能动性,强化管理 (1)精细化管理,适应环境。积极的落实各项施工计划,施工负责人应该进入到施工队伍中进行必要的动员,同时应该加强监督管理;定期组织管理人员开展生产调度会议,积极的总结施工中所存在的问题,同时应该制定后续的施工计划,采取措施解决现有的问题;制定项目作业指导书,同时应该签订安全管理责任状,施工开始前应该实施必要的技术交底与安全交底,并且落实各项管理措施;办公室负责人应该加大力度进行安全巡查;质检人员应该加强质量检查;材料管理部门应该加强材料质量的检查,不能使用任何劣质材料。要保证各项施工的目标计划顺利完成。 (2)加大投入,保证计划落实。该地区的高速公路拓宽施工位于我国南方地区中,该地区的主要特点就是软土地基较多,软土结构部分的厚度基本在20m以上,钻孔施工的过程中最容易出现的问题就是缩颈、塌孔的问题,有些桥梁的通道都建设在已经废弃的河道上,钻孔过程中容易出现触碰来桥梁基础或者废弃的护岸,钻头的损坏比较大,单根桩体的施工周期长度比较长,因为内侧路堤距离较近,同时应该保证高速公路、航道以及其他的支线线路同时运行并且要尽量的减小开挖面积。对于个别地区较为复杂的桥梁钻孔部分的施工,应该选择使用具备特殊要求的冲击钻等设备,从而保证施工的顺利进行。 (3)周密部署。接桩、墩身、墩帽混凝土结构部分的施工对于质量要求比较高;桥梁拼接技术具备较高的难度且效率比较低;拆除原有结构物,安全工作量大且成本比较高。在施工之前,可以与作业施工人员签订关于工期的协议,同时应该规定工程的质量标准、惩罚标准等措施,在进行全面的验收之后可以给予一定的奖励;对于施工进度无法达到要求的作业队伍要进行原因的分析,同时可以进行装备的补充、人员的协调等方面,确保施工在规定的时间内完成。 3.3强化质量意识,实现总体目标 在施工中管理中,坚持项目经理第一质量责任人的管理制度,要组织工程师进行统一领导,质量检测部门来进行整体的质量负责,同时还应该建立完善的质量管理体系,对于质量的进度要严格的控制,完善技术管理制度,对于原材料的质量控制进行有效的控制,特别是针对现场中存在的质量薄弱环节要实施全面的跟踪和检查,避免出现严重的质量问题,对于已经检查出现的问题要及时的采取措施进行弥补,同时还应该修改必要的工艺文件。 4结语 (1)公路项目是国家重要的基础交通设施,高速公路拓宽是提升交通运行量、促进当地经济发展的关键措施,对于改善沿线地区人民的生活都十分非常重要的。所以在进行高速公路拓宽施工的过程中应该协调组织好各个地区政府机构,同时确保工程的顺利实施。 (2)施工单位要充分的分析各种影响因素,要保证细节的方面合理的处理,及时的解决所存在的问题,以达到施工的目的。 (3)高速公路拓宽工程安全技术非常重要,要将其放在首要位置上,加强技术管理,以确保工程的安全性达到设计的要求。
0引言 随着国民经济的发展,道路工程数量逐渐增多,对于施工技术的应用研究,已经成为目前公路工程的首要任务。在施工时,要求依据工程场地情况,选用相应的施工技术,使公路工程能够顺利完成并达到有关部门的施工标准。此外,由于复杂的公路工程中涉及许多问题,其施工过程是环环相扣的,所以要依据公路工程的情况,设计科学的施工方案,确保公路工程的总体质量。 1施工前期准备 沥青混凝土施工前期准备工作要注意:①要求施工人员熟悉公路工程的设计图纸,在施工前期,充分掌握设计图纸的工程标准以及相关部门的施工规定;根据施工方案进行实际施工工作的编制,交由监管部门进行审核,及时修改施工方案中出现的问题。②在施工时,要设置相应的监管部门对施工现场进行监督和管理,保证施工人员与方案设计人员的交流,包括施工技术的交流工作,从而提高施工人员对方案和施工技术的熟知度,以保证公路工程的质量。 2沥青混凝土施工具体应用研究 2.1沥青混凝土的浇筑技术 浇筑沥青混凝土时,要有效地掌握现场施工的每个环节,首先就要对施工细节进行有效控制,主要是公路工程中的施工技术和机械设备的重要性,从细节角度检测沥青混凝土,增大对施工每个环节的处理程度,以保证其总体的质量。由于公路工程有较强的支撑力,在运输建筑材料时较为方便,因此施工时常选择在工作面进行沥青混凝土的浇筑技术。 2.2公路工程质量控制技术 在现场沥青混凝土施工时,要求施工人员严格遵循施工工序来操作。①在沥青混凝土现场施工准备时期,认真检查公路工程的施工场地和了解现场的实际情况,确定施工现场的设施环境符合现场施工的标准,施工中所需要的机械设备的安全性能是否满足安全指标,从而确保施工人员能顺利地操作沥青混凝土技术。②在实际施工现场的施工时期,不但要严格遵守公路工程的施工程序,而且要对施工现场进行实时监管,确保沥青混凝土施工时候具有很好的防护措施,进而保证沥青混凝土技术的质量及公路工程的安全性。 2.3沥青混凝土配比技术 浇筑沥青混凝土准备时期,施工技术人员要掌握公路工程的现场实际情况并进行具体的分析,记录相关的工程数据,进而实现沥青混凝土的有效配比。一般情况下,将公路工程的安全性控制在一个科学的范围内。尤其在浇筑沥青混凝土时,其开始凝固时间特别重要,要求现场施工人员做好凝固控制工作,通常凝固时间为5h左右。 2.4现场浇筑技术 在现场施工过程中,要依据相关部门设定的施工技术标准进行施工。 (1)施工模板技术。即在进行公路工程施工之前,依据现场实际情况设计施工模板;同时在设计模板时,要全面考虑公路工程施工的各个影响因素,确保施工模板达到最大的稳定性、方便性和牢固性:①选用施工模板,了解施工模板的材料特征,保证其平整度和强度均达到施工标准;②装卸模板,要求模板具有很高的轻便性和准确性,有利于工程公路施工过程中施工模板的安装和拆卸,减少现场施工时的影响因素的出现。③整理模板,在不同的现场施工中,不同模板适用的情况也不同,要按照公路工程的施工需要进行模板的处理,在施工结束后,依据其在公路工程中的使用情况做出相应的处理,如对于平整度差的模板进行抛光处理,模板螺丝等的检查。 (2)搅匀技术。一般情况下,选用二次投料的技术来使沥青混凝土搅拌至均匀。 (3)振捣技术。①振捣工作分为人力振捣和机械振捣两种,要按照现场环境,选择相应的振捣技术。例如,在较小的公路工程中,工作量也较小,则选用人力振捣方法进行;如果公路工程范围大,大量的工作量就需要利用机械振捣的方法进行振捣,从而提高工程的工作效率和工程质量。②反复振捣,公路工程中,会出现一些特殊的道路,比如地面较疏松的区域利用沥青混凝土技术进行施工时,要求采取反复振捣的方式,以至于减少在浇筑过程中出现的气泡,进而增强公路工程的牢固性。③振捣力度,振捣力度要结合公路工程的道路实际情况,选用合适的振捣力度有助于保证公路工程的质量。 (4)浇筑技术。①其作为公路工程施工的必要环节,在其配比技术中对其颜色与之前的沥青混凝土进行对照,从而保证沥青混凝土颜色的一致性。②在进行浇筑沥青混凝土的过程中,对于浇筑地面的上下层的厚度都要做到严格控制。即在施工时,采取分层浇筑的方式,且保证每层浇筑沥青混凝土要按照工程标准进行浇筑,尤其每层的浇筑厚度要低于振捣设备高度约为19mm。 2.5公路工程的维护技术 浇筑沥青混凝土施工完成后,在沥青混凝土完全凝固之前,需要做好对公路工程的维护工作。首先要完善对公路工程的修复工作,例如振捣工作中导致的出现气泡的情况发生,使得沥青混凝土的浇筑未达到设定的标准,进而严重影响到公路工程的总体质量。所以在拆卸施工模板后,要立即进行沥青混凝土的检查,保证道路工程的高质量。若发现质量问题,及时做好修复处理的工作,如发现沥青混凝土出现裂缝,利用纤维布冲天的方法进行修复。其次应该现场施工环境,实时地对沥青混凝土做好监测和维护工作,并且督促相关的维护部门做好公路工程的定期维护工作。 3结语 在一定程度上,公路工程是社会经济发展和进步的一个缩影,其可以反映社会经济的发展情况,对于其在施工过程中沥青混凝土技术的应用又提出了更高的时代要求。沥青混凝土技术决定着公路工程的总体质量,因此通过对于沥青混凝土技术在公路工程中的应用研究,可以更好地掌握沥青混凝土技术,并严格按照此技术的程序进行施工,确保公路工程的牢固性和稳定性;此外,通过对其应用研究,不断创新和发展沥青混凝土技术,为新技术的设计和提高公路工程的总体质量提供了坚实的理论基础。
一、前言 焊接车间的烟尘具有连续和不连续工况,挥发浓度不稳定,要保证员工身体健康之特性,且尾气物质无回收利用价值,基于以上等因素,如何选用适合自身烟尘处理的技术就很必要,故对几种常见的烟尘处理技术作详细的介绍。 二、滤筒除尘技术 滤筒除尘技术是应用最早的烟尘处理技术,很早以前就已经出现,具有效率高且体积小等优点,但应用场合比较窄。其原因是设备处理烟尘的容量较小,不能处理大风量。但随着科学技术的发展以及人们在应用中不断研究新型滤材及对除尘器的改进与创新,使得滤筒除尘器广泛地应用于焊接烟气、化学、轻工制品、粮食、制药、电子、铸造、冶金、木材加工、水泥、煤炭和矿厂加工等行业。其结构主要由过滤室、折叠滤筒、净气室、灰斗、卸灰阀、脉冲喷吹装置和电控箱等组成。 1.工作原理 含尘气体从除尘器的进风口进入前箱体,由于进风口外设置了导流挡板,含尘气体在导流挡板的作用下,较粗尘粒在惯性和自重作用下,直接落入灰斗中并储存在集灰筒中,起到了预收尘作用。其他较轻烟尘随气流被阻挡在滤筒的外表面,经过滤后的净化气体通过后箱体经管道排出。 2.主要特点 1)滤料体积小,拆装方便,便于维修与更换,且自身刚性较好。 2)与同体积除尘器相比,过滤面积相对较大,过滤风速较小,阻力不大。 3)滤料折格后为保证其效果,要求两端不能存在漏气现象。 4)占地面积小,相应减少基建费用。 5)具有较小的重量,移动运输方便,在安装布置上适应性较强。 6)除尘器棉板设置了可拆卸式盖板,更换滤筒时不需进入除尘室,只需打开揭盖即可更换,实现机外换袋。 7)除尘滤筒与花板采用密封圈加压板式结构,安装滤筒时方便可靠。 3.清灰系统 由于滤筒本身是一个硬固体,不再配置骨架,所以滤筒的清灰与传统的滤袋清灰不同。滤筒除尘器与传统布袋除尘器的性能相比:有效过滤面积提高了2.5~3倍;降低了压差,提高了处理风量;降低了气布比,有效提高了过滤面积;脉冲反吹系统工作效率提高,节省能耗;滤筒元件变短变少,有利于安装;免除文氏管和笼骨,结构简单;大大提升除尘备件的使用寿命,降低设备的停机次数;滤筒采用聚酯纤维材料制作,比一般过滤材料耐磨2倍以上,更耐用。随着过滤工况的不断进行,积聚在滤筒外表面的烟尘越来越多,设备的阻力也会随之增加(一般设定为1500Pa),为保证系统持续正常运行,需定期清除滤筒上烟尘。清灰是由程序控制器定时顺序起动脉冲阀,使包内压缩空气(0.5~0.7MPa)由喷吹管孔眼喷出(称一次风)通过文氏管诱导数倍于一次风的周围空气(称二次风),进入滤筒使滤筒在瞬间急剧膨胀,并伴随着气流的反方向作用抖落烟尘,附于滤筒表面的烟尘迅速脱离滤袋落入灰斗(或灰仓),烟尘由卸灰阀排出,达到清灰的目的。采用上进风方式使得烟尘沉降方向与风流动方向相同,易于烟尘的沉降,灰尘不易积聚,不易产生悬浮层,整个系统阻力稳定。 三、静电除尘技术 静电除尘是利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。常用于以煤为燃料的工厂、电站,收集烟气中的煤灰和粉尘。其结构主要有:除尘器壳体、灰斗、放电极、集尘极、气流分布装置、振打清灰装置、绝缘子及保温箱等。 1.工作原理 当车间含有烟尘的气体通过高压电场时,高压电场是接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)与接地的阳极板之间形成的电场,阴极开始进行电晕放电,使含有烟尘的气体被分离形成气体离子,此时的气体离子带负电,在高压电场的作用下,向阳极板运动,在运动的过程中与烟尘颗粒碰撞,碰撞后的烟尘颗粒则带上了负电,带负电的烟尘颗粒在电场力的作用下,同样向阳极板方向运动,到达阳极板后,进行放电,烟尘颗粒在重力的作用下沉积到阳极板上,除去烟尘的气体即被净化后的气体排出防尘器外。 2.主要特点 静电除尘器的优点:净化效率及效果较高,能够捕获0.01mm以上的细粒烟尘。可以通过系统参数的设定,对应不同的净化效率与效果。由于整体阻力损失较小,耗电量较小且节能,处理气体范围量大,可以完全实现操作自动控制。静电除尘器的缺点:设备整体比较先进,设计较复杂,因此在运输、安装、调试及日常维护保养方面要求较高。除尘效果与被处理对象的电阻有关系,在设定范围内的烟尘净化效果较好,在设定范围外的烟尘净化效果较差。气体的温度、湿度对净化效果影响较大,同一种烟尘在不同的温度、湿度环境下,烟尘电阻的不同导致净化效果相差较大,一次投入较大,且维护保养费用较高,整体占地面积较大。 四、水激除尘技术 水激除尘技术是目前广泛使用的一种新型湿式除尘器,主要应用于机加工油雾、油漆喷涂、自燃性烟尘和爆炸性烟尘等领域。它具有除尘效率高、压力损失小、耗水量少、性能稳定且污水污泥容易处理等优点,而且结构简单、使用方便、占地少、造价低,因而是一种针对特殊工况的除尘设备。此外,还备有各种耐腐蚀的涂料,可根据用户的不同要求制作,以提高使用寿命。其主要结构由箱体、S板、净气室、挡水板、水位控制装置、供水阀和排水阀等组成。 1.工作原理 水激式除尘器,利用高速气流在狭窄通道内呈S形轨迹运动的水激力,使水和含尘气体彻底混合,强化烟尘在水洗作用下的湿润、凝并和沉降功能。含尘气体由入口进入除尘器,气流转弯向下冲击于水面,部分较大的尘粒落入水中。当含尘气体以25~30m/s的速度通过上下叶片间的S形通道时,下叶片为一个局部浸没在水中的静止叶轮片,高速气流通过叶轮片将水提升到S形通道内而形成湍流水幕,激起大量的水花,使烟尘与水充分接触,绝大部分微细的尘粒沉入水中,故含尘气体得以充分的净化。 2.主要特点 (1)性能稳定,除尘效率高 处理风量在25%的范围内波动时,其除尘效率不受影响。对亲水性烟尘,除尘效率≥98%;压力损失较小,一般为80~100mmH2O。 (2)耗水量少,管理方便 因除尘器中的水不断循环使用,故耗水量极少,仅有少量蒸发损耗,损耗量约为1kg/1000m3。由于运行过程中不需循环水泵,污水和箱内沉积的污泥定期排出,不仅带来管理上的方便,而且能经常保持周围环境的整洁。 (3)能净化溶水性有害气体 若在水箱内投入相应的碱性物质,能净化各种炉气中的SO2等有害气体,达到既除尘又除气的作用;提高防腐能力,一般情况下,箱体内壁刷沥青漆两层,也可按用户要求涂刷环氧树脂涂料或BS涂料等,以提高设备的防腐能力,延长使用寿命。 3.工艺流程 水激除尘技术工艺流程如下图所示:烟尘输送到水激式除尘器,烟尘经过除尘器S形通道区,使烟尘与水充分接触,绝大部分微细的尘粒沉入水中,达到烟尘和空气的分离。净化后的气体经风机与烟囱高空排向大气。经此工艺治理的气体完全达到国家相关标准排放。 五、结语 随着环保要求的日益严格,焊接烟尘直排,不但对环境产生危害,还严重危害人的身体健康。本文系统介绍了国内外几种应用比较成熟的焊接烟尘处理技术,为了提高认识与了解,分别从其工作原理、结构组成和特点等方面,进行了详细的分析,给初次接触烟尘处理技术的厂家一个初步指导的作用,避免因了解不充分造成的盲目投资或事后整改等问题。
0前言 我国当前许多桥梁都处于老龄化阶段,并且这种状态随着使用频率以及时间的推移而不断加剧,但是我国桥梁养护管理工作的开展速度并没有因为桥梁老龄化的加快而加快,使得很多桥梁由质量合格的桥梁转化为危桥。这些危桥如果没有及时得到加固和改造,势必会导致交通安全事故,危及行人的生命安全。尤其是重型货车的数量越来越多,给一些建设于20世纪80~90年代的桥梁造成很大负荷,这也是导致桥梁断裂乃至坍塌的直接因素。因此,对于桥梁的养护以及危桥加固工作一定要跟上桥梁老化的速度,对一些处在不正常服役状态的桥梁一定要及时加固,这样才能降低桥梁的安全隐患。 1公路桥梁病害分析 1.1桥面坑槽 公路桥梁在施工时铺设混凝土的厚度不均匀或者本身强度不够,会产生一些细小裂缝,当经过雨水的浸泡或者车辆碾压之后会形成一定程度的桥面坑槽,这些坑槽不仅会加剧桥梁的老化速度,而且会给车辆行驶造成一定程度的威胁,轻则出现跳车、噪音,重则会使车辆产生冲击而出现车辆失控的现象。 1.2护栏、栏杆老化 护栏和栏杆是保证车辆行驶安全的重要附属构件,在桥梁日常使用过程中也是很容易老化的部位。护栏和栏杆的老化一定程度上也反映了桥梁的老化程度,当其变得破旧不堪甚至腐蚀之后,不仅给桥梁的美观性带来影响,还会造成桥体整体松动,从而出现安全隐患。 1.3排水不畅 桥面排水是桥梁上的重要设施,如果桥面排水不畅,会导致雨水存积,使得沥青路面出现侵蚀,积水过多还会使桥体内部的钢筋发生锈蚀,这对桥梁的危害非常大,也会给车辆行驶带来安全隐患。 2公路桥梁养护管理 1)提高认识。我国公路桥梁的养护一直执行一种“重建轻养”的思想,这种思想使得相关部门只重视桥梁建设,在公路桥梁养护方面却不够重视,投入的资金不足、养护手段缺乏以及养护设备的落后,给公路桥梁的养护工作带来了很不利影响。所以,要想加强公路桥梁的养护管理工作,必须提高桥梁养护管工作认识程度,抛却“重建轻养”的思想,从而加强公路桥梁的养护管理工作。 2)加强预防性管理。预防性管理对加强公路桥梁的养护管理工作及降低桥梁的安全隐患具有很重要的意义。在桥梁出现病害之前,通过定期检查以及及时的修复工作,能够第一时间掌握公路桥梁的运行状态,预测桥梁可能发生的病害,以便于做出预防措施,将桥梁的病害扼杀在萌芽之中,从而保证桥梁的安全性和可靠性。但是对于桥梁已经受到严重的损害,自身强度已经达不到要求的危桥,就不能单纯以养护管理来进行修复,必须进行有效的加固措施。 3公路危桥加固 3.1危桥加固的概念 危桥一般是指桥体自身出现损害,结构强度达不到要求,需要进行加固改造的桥梁。对于危桥的加固,是通过一些加固技术,将桥体结构承受能力恢复到未受到损害之前的状态,达到车辆正常行驶的要求,从而保证桥梁能够在不重建的情况下继续服役。 3.2危桥加固的流程 1)危桥检测。对危桥进行加固之前先要对危桥进行全面的检测,这样才能有效掌握桥体的损坏程度,并能根据检测结果制定出最合适的加固方案。 2)危桥评价。检测工作完成后,就要根据检测结果对危桥进行评价,评价的内容主要包括桥梁的使用功能、价值以及结构的承载能力等。对使用功能进行评价时主要针对桥梁荷载、孔径以及基础强度等相关指标评价,确定桥梁是否具备车辆通行的能力。桥梁使用价值的评价主要是对危桥的具体情况进行评测,确定其是否有加固的必要,加固后是否能够达到车辆通行的要求。 3)危桥加固方案选择。危桥的加固方案选择主要是根据危桥的检测结果以及评价结果进行。设计危桥加固方案时,应该综合考虑桥体的具体情况,按照经济、合理、安全等要求进行,保证设计的加固方案既能有效消除危桥的结构损害,又能最大限度地节约投资。同时选择加固方案时还应该综合考虑加固过程中的封闭时间,尽量减少对交通运输的影响。 4)危桥加固施工。危桥加固施工是整个危桥加固过程中的重点工作,也直接决定了危桥加固是否达到预期效果。在进行危桥加固施工前,施工人员应该熟悉掌握加固方案的具体操作流程以及施工意图。加固施工过程中一定要由经验丰富的施工队伍进行,争取在最短时间内完成加固施工,节省桥梁封闭的时间。 5)危桥加固施工后的检测。完成危桥加固施工之后还要对桥梁进行再次检测,确定桥梁原有损害是否已经修复成功,同时对桥梁的荷载以及整体强度进行重新评估,确认其达到车辆通行要求后,再实施通车。 4危桥加固施工技术 4.1封缝灌浆施工技术 封缝灌浆施工技术是危桥加固施工中常用的施工技术,该施工技术具有使用时间短、加固效果明显等特点。但是封缝灌浆施工技术对水泥砂浆的配制有很高的要求,因此,在施工前应该根据桥体裂缝的宽度以及荷载要求,配制合适的砂浆。同时施工时应该利用喷浆机进行封缝灌浆施工,以保证砂浆能够有效地灌进裂缝深处。 4.2上部结构加固施工技术 上部结构加固技术主要是解决桥梁上部破裂以及拱式结构损坏等问题。通过对桥梁粘贴钢板、碳纤维及施加体外预应力等方法,用以提高上部结构的刚度。对拱桥拱圈主要采用套拱加固方法。 4.3下部结构加固施工技术 下部结构加固技术主要解决桥墩因长时间受水流、土体的作用而发生错位、开裂等问题。对桥墩可以采用抬桩方法等。 4.4基础加固施工技术 很多桥梁转变为危桥的原因不是因为整体强度不达标,而是桥梁建设初期基础较浅以及基础不够坚实导致桥体开裂。针对这一问题,通常使用基础加固施工技术,这种施工技术通过打木桩、扩大桥体基础受力面积来提高基础的承载能力。 5结语 公路桥梁的养护管理与危桥加固改造工作对增强桥梁整体强度,防止因为桥梁因存在安全隐患而导致交通安全事故发生有着重要的作用。因此,桥梁养护人员应该加强这方面的管理,加快公路桥梁的养护以及加固进程,确保车辆行驶的安全性。
餐饮业论文:餐饮业服务营销发展论文 一、走优质高效的快餐化道路 随着城市生活节奏的加快,居民收入水平的提高,社会上对快餐的需求量日趋增大,质优价廉高效率的快餐店必将受到广大居民的欢迎。我国著名的科学家钱学森先生就曾经提出,应在我国的一些大城市,建立快餐中心,以规模经营的高效率和低成本,来满足广大群众的饮食需要,加快家务劳动社会化的步伐,促进我国经济的发展。事实上,我国各地已有许多饭店和各类餐饮企业,通过经营快餐业务而使自身获得了良好的经济效益。 二、更加强调营销环境的情调、氛围 现代社会的消费者,在进行消费时往往带有许多感性的成份,容易受到环境氛围的影响。在饮食上他们不太注重食物的味道,但非常注重进食时的环境与氛围。要求进食的环境“场景化”、“情绪化”,从而能更好的满足他们的感性需求。因此,相当多的餐馆,在布置环境,营造氛围上下了很大的功夫,力图营造出各具特色的,吸引人的种种情调。或新奇别致,或温馨浪漫,或清静高雅,或热闹刺激,或富丽堂皇.或小巧玲珑。有的展现都市风物,有的炫示乡村风情。有中士风格的,也有西式风情的,更有中西合壁的。从美食环境到极富浪漫色彩的店名、菜名,使你能在太快朵颐之际,烘托起千古风流的雅兴和一派温馨的人和之情。餐饮店的内部也可以来点奇特的创意。比如以郁金香、红玫瑰等来取代几号桌几号桌的编号。营业中、准备中的门口告示牌,令人感到冰冷无情,如果改用‘本店上午九点开始营业,敬请稍候’‘本日下午十点打烊,明日上午九点再见,敬请原谅’就令人倍感亲切。因此,有着良好的环境氛围的快餐店和一些大酒店,受到了人们的欢迎。 三、生态农业、绿色食品、保健环境将更为人们所重视 随着人们对环境污染、生态平衡、自身健康等问题的关心程度日益提高,无公害、无污染的绿色食品、保健食品,受到了消费者的欢迎,许多餐饮企业适应这种要求,纷纷推出了自己的保健绿色食谱,并增加保健设施,营造保健环境。 近几年,国内外的许多有识之士,对健康的概念提出了全新的解释。许多餐饮企业据此推出了一系列的促销措施。例如,推销健康食谱、引进健康信息(如提供与健康、运动相关的杂志,或附设健康俱乐部、瑜珈教室,或放映外国运动影片,举办健康食谱讲习班等)、提供健康设施(如设置‘按摩器’‘健身器’‘氧气供应’等)、提供健康环境(如禁烟餐厅等)等,以此适应人们观念上的变化及其要求。 近几年,药膳的保健作用,已为越来越多的人所认识。药膳餐厅也越开越多。富含高纤维的蔬菜水果,没有污染且营养丰富的野菜,在餐馆菜肴中所占比例日渐扩大,而原来作为餐馆的主菜、大菜的高脂肪、高蛋白食品则退居次要的地位。因为据科学分析,高纤维食品能够起到降低胆固醇,减低癌症罹患率,控制血糖浓度的作用;而一向不为餐馆所重视的野菜,因其味美且没有污染,安全可靠,又兼富含胡罗卜素、抗坏血酸和核黄素等有利健康的微量元素,具有良好的药用价值。据分析,野菜中的荠菜具有和脾利水、止血明目的作用,枸杞具有滋肝补肾、益精壮阳的功用,马兰头具有清肺消炎、止血凉血的作用,菊花脑有疏风散热、平肝明目的作用。在南京地区,野菜已成为市民餐桌上的重要内容,而餐馆亦适应市民消费需求的变化,纷纷推出了各种精工细作的野菜时蔬。 四、重视个性化、特色化、形象化的服务 随着人们生活水平的提高,消费需求将日趋个性化,这要求企业重视人们的具体要求,根据具体的消费场景、消费时间、消费对象,提供有针对性的服务,并据此塑造出符合顾客要求的企业形象。如情人餐厅、球迷餐厅、小盏餐厅、离婚餐厅等。从现代消费者的心理来看,许多人在进行某种消费时,不仅消费商品本身,也消费商品的名气和通过商品体现出来的形象,因为形象具有一定的象征价值,能满足人们对身份地位等方面的追求,能让人产生自豪感,抑或给人们一种谈资、一种经历。 五、重视人们的情感生活、社交活动等方面的需求 情感生活是人们的基本需要之一,近几年来社会上兴起了一股所谓“煽情”的营销方法,就是通过各种措施活动刺激和调动人们的情感,以达到促销的目的。许多餐饮企业也通过设立诸如情侣包厢、情侣茶座、情侣套餐、情侣烧烤等服务项目来促销。或以加强家人的团聚、朋友的聚会、父母子女情、兄弟姐妹情、乡亲情、同学情等来调动人们的消费欲望。在宣传上也强调情感服务的特色,尽力突出自身适合各类情感生活的消费环境。外食市场是餐饮业的基础,而外食的一个重要原因就是基于应酬的需要,如婚丧喜庆、商业会谈、情感交流、朋友聚会等,人们需要寻求一种更好的环境氛围,更周到的服务,更形式化的场所和更丰富的饮食选择。 我认为该餐饮服务营销论文中最为重要的是其四“重视个性化、特色化、形象化的服务”。餐饮服务营销论文所指服务的个性化能针对目标顾客,依据各种渠道对资源进行收集、整理和分类,集中优势为目标顾客提供优质的服务。只有个性化才能形成品牌效应,使企业得到长足的发展。在实施服务创新,实施精细化、个性化的服务应做到: 一、强化全员强烈的服务意识。酒店经营者要高度重视服务的重要意义,在抓好饭菜特色和品质的同时,加强服务多元化管理。要加强教育和培训,建立和谐温馨的酒店企业文化,让每一位员工产生强烈的责任感、荣誉感和归属感,才能树立强烈的服务意识,全心全意地从我做起做好服务工作。 二、加强消费者服务需求的研究,创新服务内容。潜心研究消费者消费心理,能够及时发现消费者的服务新需求。要加强与消费者的沟通,从沟通中了解消费者的需求和满意度。一名优秀的服务员不仅要掌握基本的服务常识,更要善于察言观色,了解消费者的需求和消费心理。 三、要实现培训的全程化和经常化,实行外聘和内培相结合的方式,强烈全员服务意识和服务技能的培训。要加强企业文化、企业理念的培训,要重视各项服务技能的培训,还要重视礼仪的培训。 四、重视服务的人性化,充满对消费者关怀。马斯洛的需求层次理论认为,消费者在接受服务的同时,也希望感受到他被人接受并被尊重。所以服务并不能为服务而服务,而要一切为满足和超越消费者期望,充分人性化和人文病情,使消费者的精神回报最大化。 综上所述,在餐饮业这个这个特殊行业中,企业应以满足顾客的需要为目标,立足长远,不断提高服务营销能力,充分运用服务营销服务于顾客,这样才能赢得顾客的心。 餐饮业论文:餐饮业个性化服务研究论文 【摘要】如何提升餐饮业的个性化服务质量,如何把消费者的需求作为餐饮业为其提供服务的第一立足点和出发点,如何正确把握消费者需求用心为其提供热情、周到、及时而规范的服务,如何与消费者一道营造一种轻松、愉快、自然、自由的环境氛围,让消费者体会到人际交流中的那份亲情和真挚,是值得各级各类餐饮业深层思考的一个重要问题。 【关键词】餐饮业;个性化服务;绿色餐饮;提升服务质量 我国餐饮业的个性化服务水平,在社会进步、经济发展和人们不断提高的生活水平的强力推动下,近些年有了很大的进步,但和国际餐饮业的个性化服务相比,还有相当大的差距。马斯洛的需求层次理论认为,消费者在接受服务的同时,也希望感受到他被人接受并被尊重。所以个性化服务不是为服务而服务,而是一切为满足和超越消费者期望,使消费者的精神回报最大化。如何提升餐饮业的个性化服务质量,如何把消费者的需求作为餐饮业为其提供服务的第一立足点和出发点,如何正确把握消费者需求用心为其提供热情、周到、及时而规范的服务,如何与消费者一道营造一种轻松、愉快、自然、自由的环境氛围,让消费者体会到人际交流中的那份亲情和真挚,是值得餐饮业深层思考的一个重要问题。 一、个性化:餐饮业服务的最高追求 我们这里所说的个性化服务,就是以消费者为本,并根据消费者层次及需求上的差异,对不同消费者采取不同的服务方式。餐饮业个性化服务主要包括以下四个方面的内容。 1、用餐环境个性化 个性化的用餐环境包括餐厅门口、餐厅装饰、餐具装饰、格式设置、用餐模式、餐厅公共区域、餐厅地面、环境安全、文化氛围各个方面。到酒店餐厅用餐的消费者有婚嫁喜宴、生日庆典、商务宴请、接待用餐、家庭聚会、朋友聚餐等多种情形。他们对用餐环境有较高的要求,人数不多时尤为突出。因此就要主动根据具体消费者的特点,准备具有特色的包房、座位。现在很多的酒店在环境方面的个性化主要是为不同的消费者准备不同的包间、观景座位、包厢座位、聚餐座位、情侣座位等,服务员则根据消费者的情况为他们安排最适合他们的座位。当然酒店餐厅的个性化不只是座位的个性化,整个环境、气氛都很重要,各具特色的历史文化、民族文化和乡土文化等则更具魅力。比如,一位消费者在电话预订时说要在中秋之夜与亲人共进晚餐。餐厅服务员可以在预订记录本上写明“中秋之夜亲人聚餐”。在消费者到来时,由咨客将消费者带到事先为其预留下来的具有浓郁的中秋节日氛围的包房入座。并在就餐之前送上月饼和茶点。这位消费者一定会被餐厅超前的、周到的个性化服务所感动。 2、菜单呈现个性化 菜单作为消费者在酒店餐厅、宴会厅用餐的主要点菜资料,起着向消费者传递菜品信息的作用。消费者从菜单上不仅可以知道酒店餐厅、宴会厅所提供的菜品、酒水及其价格,进而达到合理消费的目的,还可以从菜单的设计、印制上感受到酒店餐饮服务的人文气息和文化品位。个性化菜单的基本要求是,餐厅菜单的内页每天都要有所更换,更换虽然只是部分内容,但可以保持菜单的常用常新。酒店餐厅菜单传统品牌项目加上当天的新添内容,消费者一打开菜单就能感受到他们享受的是最新的服务,有一种亲切和新奇感。消费者在使用菜单点菜时,点菜师还可以针对不同的消费者作介绍,哪些是本店的传统品牌,哪些是当天新开报的菜品,哪些是消费者最需要的菜品,哪些菜品是消费者慎选或不适合的,给消费者一个选择的余地。如果酒店菜单几月或一年不变,里面的内容也从来不更换,甚至取消的菜品仍留在菜单上,那就谈不上什么个性化菜单了。 3、菜品特色个性化 人们吃饭经历了吃饱求生存、好吃求美味、吃好求健康三个阶段。目前,健康美食和绿色餐饮已成为餐饮业的重要选择,很多酒店以健康作为自己的一个营销热点来吸引消费者。这就要求餐饮业和厨师向消费者提供既美味又健康的食品。有的餐饮业的服务人员主动向消费者介绍菜的数量和营养成分,指导消费者“适量点菜,够吃正好,科学膳食,健康消费”的做法,得到了消费者的认同。菜品的个性化主要在三个方面下功夫:一是营养。人们对营养的关注是随着现代生活节奏的加快而引起的,要有强健的体质与充沛的精力适应快节奏的生活秩序,就必须加强营养。由于营养离不开每天的饮食质量,所以消费者希望餐厅提供的菜点能够符合他们的营养要求。二是风味。消费者光临餐厅的主要动机就是为了品尝风味佳肴,消费者对风味的期望和要求各不相同,有的喜爱清新爽目,有的愿意色浓味香,有的钟情原汁原味,有的倾向价廉物美。因此酒店在菜肴风格的定位上要有特点,要最大限度地满足消费群体的要求。三是卫生。每一位消费者都非常注意食品的卫生,每当消费者一进餐厅,他们就开始自觉或不自觉的观察和判断餐厅各方面的卫生状况。所以,卫生是消费者的基本生理需求,餐厅卫生要高度重视,确保消费者不受病害的威胁。 4、员工服务个性化 酒店餐厅服务人员是餐厅服务活动的执行者。服务质量的好坏完全取决于服务人员素质的高低。一个能够为顾客提供个性化服务的员工不但需要掌握熟练的工作技能,同时还应该具有丰富的文化知识、出色的沟通能力以及细致的观察能力和应变能力,以真诚的服务感动消费者,从而使消费者对酒店留下美好而深刻的印象。个性化服务对服务员的素质要求是:熟悉、掌握酒店餐厅规范化程序和各岗位操作规程,熟悉、了解相关业务知识,具有“想消费者之所想,急消费者之所急”的超前意识,在最短时间内淡化与消费者的陌生感,个性化服务具有持续性等。员工服务个性化,要求服务员不仅要掌握各项服务技能,而且要善于根据不同消费者的需求灵活掌握好各种礼节,如问候礼节、称呼礼节、迎送礼节、仪表礼节等等。比如,北京一家园林式的特色酒店,进入店门,是一道飘散着柔美音乐的长廊。消费者一进门就有殷殷的“吉祥”祝福。酒店院内,林木蓊郁,小桥流水。在大厅内每个座席都有一顶黄龙宝盖,餐厅所有工作人员全都着装清朝宫廷服装,行清人礼仪,给人一种古色古香的感觉。 二、绿色餐饮:餐饮业个性化服务的时代主题 随着餐饮消费者日益重视生活质量和品味,餐饮业将更多地将自身发展与保护环境、节约资源、健康生活等结合起来。餐饮服务的绿色特征将越来越个性化和生态化。在餐饮服务中,服务人员以豁达的胸怀和真诚的关怀,给客人以充分的理解、尊重、宽容与关注,“绿色餐饮”的理念越来越深入人心。 1、开发绿色餐饮产品 随着人们生活水平的不断提高,消费者的餐饮消费观念也发生了一些变化,健康、实用、时尚的观念成为餐饮消费的特点,清淡、科学、保健成为餐饮需求发展的趋势。因此,餐饮业应注意开发清鲜、雅淡、爽口的菜品。无论是古代菜、乡土菜的研制,还是传统菜的翻新、民间菜的推出等都要充分考虑消费者的需要,敢于从传统的思维方式中解脱出来。用新的厨艺、新的原料去开发新的菜品。在菜品设计制作过程中,还要充分考虑消费者具体的身体条件和身体状况。如太胖的客人不宜吃得太过油腻,对患有糖尿病的客人,在菜品制作中不应加入糖作调味辅料,对患有高血压的客人,在菜品制作中控制盐的用量等。针对消费者的要求,设计一系列营养套餐,给消费者提供既方便、又实惠的服务。 2、提供绿色餐饮服务 绿色餐饮服务是指以保护自然资源、生态环境和人类健康为宗旨,并能满足消费者要求的服务,餐饮业的绿色餐饮服务主要伴随其产品一起向消费者提供,并贯穿生产和消费的全过程。绿色餐饮服务就是要求服务人员必须把消费者放在心上,以不同的方式给予不同的却符合人之常情的服务。如在餐饮服务中,准备绿色菜谱,积极向客人推荐无公害、无污染、安全优质绿色食品和饮料。餐后为消费者提供“打包”和代为保管剩酒等精细化服务。绿色餐饮服务在餐饮业中表现得比较突出。 3、创设绿色环境氛围 人文环境是绿色环境氛围的一个很重要的方面。人文环境主要表现在:首先是关心,服务人员要把消费者当作自己的亲戚朋友一样加以关心亲近,让消费者觉得你和蔼可亲。其次是善解人意,通过察言观色正确地判断消费者的处境和心情。第三是会心应答。服务人员应该根据自己的判断主动地做出适当反映,而不是被动地等待消费者提出请求服务的信号。最后是尽心尽责,即使在很困难的情况下经过“努力”仍能给消费者以圆满的答案。餐厅是洋溢浓厚喜庆的场所,欢乐、轻松、中节奏等乐曲的播放,可以刺激客人食欲,加速心血管运动等。餐厅、餐具、台布等的颜色的合理搭配,都成为绿色环境氛围的有机元素。 4、精心采购绿色食品 绿色食品是遵循可持续发展原则,按照特定生产方式生产,经专门机构认定、许可使用绿色食品标志商标的无污染的安全、优质、营养类食品。简言之,绿色食品就是安全、卫生、营养的食品,它涉及粮油类、蔬菜类、果品类、饮料类、畜禽蛋奶类、水产类、酒类和其他—些食品。餐饮业应建立一整套购买检疫合格的食品制度,向持有卫生防疫部门颁发合格证书的供应商购货。采购定点屠宰的肉类,使用有中文标签的原料和罐头,经常检查产品保质期并建有专人验收食品制度,严格遵守国家有关野生动物保护法,不选择国家禁止捕猎的飞禽走兽来开发餐饮特色产品,不使用珍希濒危的动植物种作为烹饪原料,慎用海鲜食品等。 三、质量:餐饮业个性化服务的生命 随着社会生活水平的提高和人们消费观念的改变,满足广大消费者需要的个性化服务要求已受到我国餐饮业的高度关注和重视。提高餐饮业个性化服务水平,可以从如下几个方面入手。 1、更新与转变餐饮服务观念 转变餐饮服务观念,就是在落实规范化、程序化和制度化这些“刚性”要求的同时,还要强调个性化服务的“软性”作用。从本质上讲,个性化服务就是在标准化的基础上个性化特色不断丰富和“求新变异”的过程。在个性化服务中,不仅要做到“眼到”、“手到”、“程序到”,而且还要做到“心到”、“情到”、“神到”,用温暖和真情,使消费者开心在眉头,舒心在心头。只有出自“真心”的服务,才使服务过程亲切而自然;只有做到“真情”服务,才能打动、赢得消费者的心,增强消费者对酒店的亲和力;只有做到“真诚”服务,才能提高广大消费者的“回头率”和对酒店的信誉度。餐饮业仅仅强调服务的规范化、程序化和制度化是不够的,还要强调人的情感因素、心理因素、主观感受、审美情趣、协作与沟通、信息反馈等,每一次服务都不是对前次服务的简单重复。 2、沟通与协作餐饮服务关系 服务中的运行不畅、“接口”不严、管理不到位和“链条”脱节现象,在很大程度上是与服务中的服务者与服务者之间、服务者与服务对象之间缺乏理解、沟通、包容与协作等个性化要求密切相关的。因此,要消除服务中的“空白”与“盲点”,避免服务中服务主体的缺位和错位,避免服务中各个环节的脱节,关键要处理好影响服务协作与沟通的各种要素的关系,特别是要处理好服务中主体与客体、主观因素与客观因素、人文因素与环境因素、“软件”与“硬件”、指令与承诺等要素关系,建立和健全促进服务质量持续改进的纠错机制和应急处理机制,努力实施“安全无缝隙管理”。只有这样,才能实现服务方式由粗放到精细、由被动到主动、由服务指令到服务承诺、由服务要求到服务激励、由服务推诿到服务协作的根本转变,确保服务过程流程通畅,协作严密,不留缺憾,不留“缝隙”。 3、创新服务方式,创建服务品牌 服务是指餐饮工作人员在为消费者服务的过程中所产生的思维和指导其本人为消费者提供服务行动时的意识。服务的创新与品牌的创建是餐饮服务的重要内容。创新服务方式与创建服务品牌都要做好这样一些工作:创设友好、高效和温馨的服务氛围;每一个餐饮服务人员都做到眼里有活;每一个餐饮服务人员都有预见消费者服务需求的能力;追求个性化、人性化和零缺点服务;把无数点点滴滴的服务小细节升华成为让消费者满意的优质服务;把大事做细、小事做透,服务永无止境;展现在消费者面前的永远是最美好的、高品位、高质量的东西;不忽视每一位潜在消费者,不放过来餐厅就餐的每一位消费者;践行热情、周到、耐心、细致、快捷、准确、安全、大方(不卑不亢)的服务准则;不忽视与消费者的沟通交流等等。服务中个性化特色愈浓,人文因素体现得愈充分,服务的创新成份就愈高,服务的品牌优势就愈明显。要用创新意识涵盖服务全过程,用品牌效应增强餐饮业的市场开拓力和信誉辐射力,使服务质量得到及时跟进和有效提升。 4、把握好服务的分寸 个性化服务的质量还体现在服务分寸的把握上。服务人员在餐厅服务中不要强力推销某一饮品,为消费者点菜,适可而止,既体谅消费者,不造成浪费,也是服务的个性化体现,这种绿色环保措施的柔性推广,既照顾到消费者的感受,又达到了酒店所希望的效果。个性化的餐饮服务,其关键之点是必须关注宾客,用心服务。关注宾客,就是不能只是把消费者当作“钱袋”而无视他们的“脑袋”,必须“读懂”消费者。酒店的消费者是非常复杂的个体。首先,消费者是具有优越感的人。消费者是给酒店带来财富的“财神”,因而在与餐饮服务人员的交往中,往往表现为居高临下,习惯于使唤。遇到这种情况,餐饮服务人员可以把消费者当作领导一样尊重,乐于被客人“使唤”。其次,消费者是情绪化的“自由人”。消费者在工作单位,作为工作角色,其行为举止受各种职业规范制约,而来到酒店,他则是一位“自由人”。人性的某些弱点也相对会暴露无遗。为此,餐饮服务人员对消费者必须懂得宽容和设身处地为他着想。再次,消费者是寻求享受的人。无论消费者出于何种原因来酒店,但都有一个共同的要求,渴望在酒店中寻求身心的彻底放松,使紧张的精神得以缓和。所以,餐饮服务人员应该尽量营造宽松、舒适的氛围,使消费者感到久违的温馨。酒店服务必须注重细节,追求完美,为消费者提供舒适的环境和舒心的服务。第四,消费者是最爱表现高明的人。人人都喜欢听赞美的话,这是人类的天性之一。他们大都用不同的方式表现自己,显得自己很高明和很重要。我们必须给他们提供充分表现自己的机会,帮助消费者表现长处,维护并隐藏消费者的短处,从而使消费者在酒店中获得更多的自豪感和成就感。第五,消费者是希望被特别关注的人。我们必须对消费者像对待自己的朋友一样关注,为每位消费者献上一份特别的爱。 5、全程监控服务质量 服务过程是服务主、客体双方不断进行信息交流和反馈,进而达到互相调整和适应,实现合作与双赢的文明共建过程。主、客体双方在服务过程中表现出来的态度、表情、语言以及留言卡(薄)上或其它各种渠道反馈上来的信息,是检验个性化服务质量优劣、好坏的“晴雨表”。通过各种渠道反馈的信息进行归纳整合,吸取经验教训,并扬长避短,查缺补漏,整改薄弱环节,可以达到有效改进服务质量的目的。餐厅管理人员欲知道服务的效果如何,从而采取改进服务、提高质量的措施,可根据餐饮服务的目标和服务规程,通过巡视、定量检查、统计报表、听取宾客意见等方式来收集服务质量信息。有效监控餐饮服务质量,可从预先控制、现场控制和反馈控制三个方面入手。预先控制就是为使服务结果达到预定的目标,在开餐前所做的一切管理上的努力,其目的是防止开餐服务中各种资源在质和量上产生偏差;现场控制指现场监督正在进行的餐饮服务,使其规范化、程序化,并迅速妥善处理意外事件;反馈控制就是通过质量信息的反馈,找出服务工作的不足,采取措施加强预先控制和现场控制,提高服务质量。 餐饮业论文:餐饮业服务营销探讨论文 摘要:近年来,我国的餐饮业发展非常迅速,服务营销在餐饮业中的作用越来越重要,餐饮业的发展趋势:一、走优质高效的快餐化道路;二、更加强调营销环境的情调、氛围;三、生态农业、绿色食品、保健环境将更为人们所重视;四、重视个性化、特色化、形象化的服务;五、重视人们的情感生活、社交活动等方面的需求,而其中重视个性化、特色化、形象化的服务最为重要,做到个性化就应:强化全员强烈的服务意识;加强消费者服务需求的研究,创新服务内容;要实现培训的全程化和经常化,实行外聘和内培相结合的方式,强烈全员服务意识和服务技能的培训;重视服务的人性化,充满对消费者关怀。 关键词:餐饮业服务营销发展趋势个性化服务 餐饮业在品质同质化的时代,服务营销已经越来越成为商业组织创造竞争优势的最有效手段。餐饮业服务营销,就是采取多种策略,整合餐店内外一切积极因素,充分发挥团体优势,创造商机,经营顾客需求,使现有各类资源达到最优化配置,以期利润的最大化。所以从某种程度上说当今商业时代是服务竞天下的时代。而餐饮作为服务业,它的产品就是服务,服务质量的好坏直接决定了酒店生意的好坏。对餐饮业来说服务是一个系统的工程,包括了餐饮经营工作的一切要素和环节。随着社会的发展和消费者消费水平的提高,消费者的消费体现出个性化和多元化趋势。消费者不仅重视酒店饭菜的质量和特色,更重视从消费过程中获得的精神满足。 从餐饮业的功能用来看,其客户群的最终需求均立足于餐饮服务质量上。不难想象,一家会议室、客房装备等都很优良的酒店,但餐饮服务却一塌糊涂,其营业状况会提升?因而,新时期的餐饮业,极应加强其“服务营销”的核心理念。 因为,从顾客角度来说,服务营销有利于吸引并留住顾客;从服务员角度来说,服务营销有利于服务员自身认识的提高,端正工作态度,从而推动餐饮服务质量的提升;从领导者角度来说,服务营销有利于领导者更好地发挥本店优势,调整服务战略,赢得顾客,获取最大利润。此外,领导者还可以最大限度地调动店内员工积极性,解决他们的后顾之忧及思想负担,这样才能达到家和万事兴的效果。 近年来,我国的餐饮业发展非常迅速,据有关方面的统计,餐饮业的增长率要比其它行业高出十个百分点以上。可以说我国正迎来一个餐饮业大发展的时期,市场潜力巨大,前景非常广阔。但从另一个方面来看,餐饮需求又是复杂多变的,其消费口味和消费心理,都可能随着社会环境的变化而变化。餐饮企业必须根据自身条件和环境条件的要求,看清餐饮市场的发展趋势,选择适当的营销方法,才有可能在激烈的市场竞争中获得成功。在本餐饮服务营销论文中未来餐饮业的发展特点大致有一下五个方面: 一、走优质高效的快餐化道路 随着城市生活节奏的加快,居民收入水平的提高,社会上对快餐的需求量日趋增大,质优价廉高效率的快餐店必将受到广大居民的欢迎。我国著名的科学家钱学森先生就曾经提出,应在我国的一些大城市,建立快餐中心,以规模经营的高效率和低成本,来满足广大群众的饮食需要,加快家务劳动社会化的步伐,促进我国经济的发展。事实上,我国各地已有许多饭店和各类餐饮企业,通过经营快餐业务而使自身获得了良好的经济效益。 二、更加强调营销环境的情调、氛围 现代社会的消费者,在进行消费时往往带有许多感性的成份,容易受到环境氛围的影响。在饮食上他们不太注重食物的味道,但非常注重进食时的环境与氛围。要求进食的环境“场景化”、“情绪化”,从而能更好的满足他们的感性需求。因此,相当多的餐馆,在布置环境,营造氛围上下了很大的功夫,力图营造出各具特色的,吸引人的种种情调。或新奇别致,或温馨浪漫,或清静高雅,或热闹刺激,或富丽堂皇.或小巧玲珑。有的展现都市风物,有的炫示乡村风情。有中士风格的,也有西式风情的,更有中西合壁的。从美食环境到极富浪漫色彩的店名、菜名,使你能在太快朵颐之际,烘托起千古风流的雅兴和一派温馨的人和之情。餐饮店的内部也可以来点奇特的创意。比如以郁金香、红玫瑰等来取代几号桌几号桌的编号。营业中、准备中的门口告示牌,令人感到冰冷无情,如果改用‘本店上午九点开始营业,敬请稍候’‘本日下午十点打烊,明日上午九点再见,敬请原谅’就令人倍感亲切。因此,有着良好的环境氛围的快餐店和一些大酒店,受到了人们的欢迎。 三、生态农业、绿色食品、保健环境将更为人们所重视 随着人们对环境污染、生态平衡、自身健康等问题的关心程度日益提高,无公害、无污染的绿色食品、保健食品,受到了消费者的欢迎,许多餐饮企业适应这种要求,纷纷推出了自己的保健绿色食谱,并增加保健设施,营造保健环境。 近几年,国内外的许多有识之士,对健康的概念提出了全新的解释。许多餐饮企业据此推出了一系列的促销措施。例如,推销健康食谱、引进健康信息(如提供与健康、运动相关的杂志,或附设健康俱乐部、瑜珈教室,或放映外国运动影片,举办健康食谱讲习班等)、提供健康设施(如设置‘按摩器’‘健身器’‘氧气供应’等)、提供健康环境(如禁烟餐厅等)等,以此适应人们观念上的变化及其要求。 近几年,药膳的保健作用,已为越来越多的人所认识。药膳餐厅也越开越多。富含高纤维的蔬菜水果,没有污染且营养丰富的野菜,在餐馆菜肴中所占比例日渐扩大,而原来作为餐馆的主菜、大菜的高脂肪、高蛋白食品则退居次要的地位。因为据科学分析,高纤维食品能够起到降低胆固醇,减低癌症罹患率,控制血糖浓度的作用;而一向不为餐馆所重视的野菜,因其味美且没有污染,安全可靠,又兼富含胡罗卜素、抗坏血酸和核黄素等有利健康的微量元素,具有良好的药用价值。据分析,野菜中的荠菜具有和脾利水、止血明目的作用,枸杞具有滋肝补肾、益精壮阳的功用,马兰头具有清肺消炎、止血凉血的作用,菊花脑有疏风散热、平肝明目的作用。在南京地区,野菜已成为市民餐桌上的重要内容,而餐馆亦适应市民消费需求的变化,纷纷推出了各种精工细作的野菜时蔬。 四、重视个性化、特色化、形象化的服务 随着人们生活水平的提高,消费需求将日趋个性化,这要求企业重视人们的具体要求,根据具体的消费场景、消费时间、消费对象,提供有针对性的服务,并据此塑造出符合顾客要求的企业形象。如情人餐厅、球迷餐厅、小盏餐厅、离婚餐厅等。从现代消费者的心理来看,许多人在进行某种消费时,不仅消费商品本身,也消费商品的名气和通过商品体现出来的形象,因为形象具有一定的象征价值,能满足人们对身份地位等方面的追求,能让人产生自豪感,抑或给人们一种谈资、一种经历。 五、重视人们的情感生活、社交活动等方面的需求 情感生活是人们的基本需要之一,近几年来社会上兴起了一股所谓“煽情”的营销方法,就是通过各种措施活动刺激和调动人们的情感,以达到促销的目的。许多餐饮企业也通过设立诸如情侣包厢、情侣茶座、情侣套餐、情侣烧烤等服务项目来促销。或以加强家人的团聚、朋友的聚会、父母子女情、兄弟姐妹情、乡亲情、同学情等来调动人们的消费欲望。在宣传上也强调情感服务的特色,尽力突出自身适合各类情感生活的消费环境。外食市场是餐饮业的基础,而外食的一个重要原因就是基于应酬的需要,如婚丧喜庆、商业会谈、情感交流、朋友聚会等,人们需要寻求一种更好的环境氛围,更周到的服务,更形式化的场所和更丰富的饮食选择。 我认为该餐饮服务营销论文中最为重要的是其四“重视个性化、特色化、形象化的服务”。餐饮服务营销论文所指服务的个性化能针对目标顾客,依据各种渠道对资源进行收集、整理和分类,集中优势为目标顾客提供优质的服务。只有个性化才能形成品牌效应,使企业得到长足的发展。在实施服务创新,实施精细化、个性化的服务应做到: 一、强化全员强烈的服务意识。酒店经营者要高度重视服务的重要意义,在抓好饭菜特色和品质的同时,加强服务多元化管理。要加强教育和培训,建立和谐温馨的酒店企业文化,让每一位员工产生强烈的责任感、荣誉感和归属感,才能树立强烈的服务意识,全心全意地从我做起做好服务工作。 二、加强消费者服务需求的研究,创新服务内容。潜心研究消费者消费心理,能够及时发现消费者的服务新需求。要加强与消费者的沟通,从沟通中了解消费者的需求和满意度。一名优秀的服务员不仅要掌握基本的服务常识,更要善于察言观色,了解消费者的需求和消费心理。 三、要实现培训的全程化和经常化,实行外聘和内培相结合的方式,强烈全员服务意识和服务技能的培训。要加强企业文化、企业理念的培训,要重视各项服务技能的培训,还要重视礼仪的培训。 四、重视服务的人性化,充满对消费者关怀。马斯洛的需求层次理论认为,消费者在接受服务的同时,也希望感受到他被人接受并被尊重。所以服务并不能为服务而服务,而要一切为满足和超越消费者期望,充分人性化和人文病情,使消费者的精神回报最大化。 综上所述,在餐饮业这个这个特殊行业中,企业应以满足顾客的需要为目标,立足长远,不断提高服务营销能力,充分运用服务营销服务于顾客,这样才能赢得顾客的心。 餐饮业论文:餐饮业网络营销研究论文 [摘要]餐饮网络营销是以计算机为载体,以计算机的互联网为媒介,向计算机的用户介绍餐饮产品,并达到销售目的的一种新型现代化的营销方式。现代餐饮企业适时推出MSN、博客等互动营销模式,让销售者更深地介入客户的情绪,了解客户的直接需求,承诺更多的内容。让客户在决策过程中用极低的成本,拥有更多的消费掌控权。 [关键词]餐饮业网络营销创新策略 餐饮网络营销策略是通过利用网络技术,引导受众参与传播内容,对餐饮产品、品牌、活动产生了解、认同和共鸣,以达到受传双方双向交流的创新思维过程。这种优势是其他营销手段所不具备的。任何新事物的出现都有一个适应的过程和认同期,目前多数餐饮企业的经营者更多考虑的是短期利益和自身利益,尽管有更新更好的经营方式,也不容易被人们较快接受。由于许多人的时间价值观念尚未充分建立,也不轻易接受新的营销方式,这样会制约网络营销方式的实现。从消费者来说,不成熟的市场经济中出现的某些弊端使人们仍心有余悸,对新的东西总是过分理智化或带有一种不信任感,这就需要人们对现代营销方式的进一步认同。美国经济学家曾提出了“注意力经济”的概念,他们认为,在信息化社会中,信息已经是一种虚拟的经济资源,最稀缺的只是人们的注意力,可以说,在商业信息爆炸的网络经济环境中,餐饮网络营销的实质就是吸引消费者的注意力。如何创造条件实现购买欲望,抓住消费者就成为餐饮网络营销成功的关键。 一、餐饮网络营销策略的内容 具体的说,就是通过对网络营销的内容有计划的进行餐饮热点话题议程设置,创新的内容和形式使得网络营销能够迅速影响到数以千万的庞大网络用户群,在较短的时间内覆盖最大量用户,产生轰动效应。餐饮网络营销策略的运用可以利用门户网站的首要新闻进行链接、转载、推荐、参与、评论等公开、大规模的显性形式,也可以通过个人博客、MSN、朋友推荐、小网站挂出链接、提供下载等隐性形式,使餐饮网络营销的内容成为话题的中心,从而为广告增添轰动效应。 二、餐饮网络营销的优势 1.互动性 餐饮网络营销与传统餐饮营销方式相比具有一定的优势。最突出的特点就是互动性强。所谓技术上的互动就是运用多媒体技术创建具有复杂视觉效果和交互功能的新型网络营销,网络媒体的根本意义就是在于它颠覆了传统媒体传者与受众之间的严格界限,变单向传播为个人化的双向交流,给予了传者与受众转换角色的自由。网络营销充分考虑受众处理信息的意愿和动机,让受众在自发的心理驱动下接受讯息,而不是像传统信息那样的强制灌输。受众不再是被动地接受信息,而是主动地掌握和控制信息,并参与到信息的内容和传播之中。研究表明,网站的互动性会影响受众的喜好度、心理吸引和程度,还会影响到用户对网站的信任程度,网络营销的互动性更能增强消费的好感度和参与度。 2.时效性 餐饮网络营销有助于餐饮企业进行营销预算,节约餐饮营销费用。运用网络营销只需将餐饮产品的信息输入计算机系统并上网,顾客便可自行查询,无需花大量的资金用于产品的介绍等印刷,使餐饮企业的营销费用大大降低。网络营销还有助于节约时间,减少营销过程的步骤。餐饮企业可直接将这些餐食、服务环境等图片上网供顾客查询,且电子版本的说明书等随时可以更新。餐饮网络营销可以为顾客提供大量的直观信息,使餐饮企业与顾客的联系及相互影响得到加强。同时,餐饮营销过程没有时间限制,可以一直进行。餐饮企业的营销信息上网后,电子“信息服务员”可一直进行工作。消费者经由网上的信息做出购买餐饮产品的决策。 3.替代选择性 网络营销工具的快速发展,顾客可以利用这些工具快速地获取有关餐饮产品或者服务的大量信息,搜索具有吸引力的替代产品所花费的时间和金钱将大大减少。也就是说,转换餐饮产品的转换成本中货币和时间形式的成本大大减少,替代选择性大大提高了。所以,餐饮企业必须在情感成本以及转换供应商的不确定性成本上做文章,从而提高总的转换成本。 开展网络营销需要准确地定位目标市场。从网络营销的市场区位来看,目前我国上网用户的区域分布以大城市、中等城市和沿海经济发达地区为主,并且在我国信息基础设施落后的情况下,在今后相当长的时间内,上网用户的区域分布格局仍以大中城市为主。所以目前大城市和沿海经济发达地区可以选择餐饮网络策略。 三、餐饮网络营销的具体运用策略 餐饮网络营销可以通过门户网站的首页广告将信息推到受众面前,运用搜索引擎、广告、E-mail、MSN、博客等形式将网民拉到信息面前,同时也运用企业自身的网站,展开系列活动。在目标受众群体的论坛中进行参与和讨论,还可以通过在线聊天(MSN)、视频的工具进行现场网络活动。总之,就是要充分整合网络资源,运用所有能够运用的方法和手段进行餐饮网络营销,使得目标受众在网络中随时可以看见信息并参与活动。同时注重网络营销与传统媒体的相互整合。基于网络媒体传播范围广,不受地域、时间的限制,信息传播灵活,制作成本相对较低的特点,越来越多的餐饮企业在进行创意时将传统广告与网络营销相结合,通过传统大众媒体进行信息,而在网络媒体上进行组织和参与。1.双向沟通,提供增值服务 注意与客户的双向信息沟通,提供增值服务。充分利用各种体验营销方式在网络上进行品牌传播,不但可以大范围地传播餐饮消费者所喜好的体验,吸引目标消费者,达到产品销售的目的,更能通过给予消费者人情化、感性化的体验,与餐饮消费者建立一条特殊的情感纽带与沟通渠道。因此在进行网络营销创意时,必须基于食客的角度及心态展开思考,应考虑如何让消费者主动地在最快、最顺畅的环境里得到他们想要得到的信息,并且留下一次愉快的感官及心灵的经验。 建立网络平台,餐饮企业设计与网友互动的网络行销专案“MSN发烧友”邀请网友加入酒店MSN,以便及时向网友传递优惠信息,像在假日推出全新的促销方案,请网友上线,引起网友回应。这个效果比传统报纸广告效果好,网友更能注意来自MSN线上好友的信息,因此餐厅要创下单月销售多人的佳绩,餐饮网络营销十分重要。 2.博客、MSN行销,出清存货最有效 在互联网上建立超级链接点。即通过交互联结和网络环境等方式与其他热门网站进行链接,与相关的网站进行链接,建立内容共享的伙伴关系,在更多的网络用户面前展示食品,从而增加知名度。MSN行销,“出清存货”的效果特别明显。例如当餐厅经理发现当日还有座位、服务员人力又足够,只要打电话给网络行销员,请他把限时、限量的特惠专案内容改成新的MSN昵称,很快就能吸引到特别喜欢打折货的网友。例如:当餐厅某日生啤酒购卖较多时,餐厅经理就可以打电话给网络行销员:“帮我销一批生啤酒吧”。网络行销员就把昵称改成“某某酒店—生啤酒喝两杯送一杯”等信息。一定会有网友询问、登门享受限时特惠,“结果餐厅经理生啤酒就销掉了,而且销售过程中他们不可能只点饮料,所以餐厅又赚了一笔用餐费”。 餐厅座位、饭店住房等商品,只要没有卖出去,就是闲置资源,因此餐厅经理当天清点订单,发现有多余存货,就可以利用即时网络平台,帮餐厅招揽“最后一组客人”。如果透过电话询问客人,若是让他们等待10秒钟,他们都会不耐烦的挂断电话,但网络平台的行销优势是:在MSN上面,网友可以一边浏览网页、和其他朋友聊天,分散等待资料的注意力,无形中让我们多了找资料恢复他的缓冲时间”。 3.零成本网络行销反映直接,服务贴近需求 运用网络平台服务客人,最大的好处就是相对于传统行销,成本几乎是零,不过因为网友的反映非常直接,活动品质一定要好,才有可能得到他们的青睐。通过网络行销员观察网友的行为,可以发现网友可以随时以停止询问表达自己对该活动没有兴趣,因此十分贴近他们的需求才能创造良好的业绩。 4.建立餐厅顾客群,及时反馈网友意见 直接在网友面前展现餐厅欢迎网友提意见,想要追求优质服务品质的承诺。由于网友反映直接,网络销售员可以每周整理网友对餐厅服务的意见,呈报给各餐厅经理、主厨及董事长和总经理,而董事长在开会时,也常根据网友意见,随时抽问相关部门主管,是否已经改善该项目。从网络上搜集意见的工作甚至可以延伸到各个餐饮的关系部门。 5.餐厅与网友互动活动的及时上线 网友在餐厅的婚礼,餐厅美食片,网友在餐厅的厨艺展示活动等等,及时在网络中推出,如果获得极高的点击率,就是酒店收到的广告效益。 6.网络营销人员必须进行良好的培训 过去服务人员面对客户的时间比较短,因此服务行为、态度可以不需要深度,在心理学上称为“Serviceacting(服务饰演)”若是长时间的服务,就必须把行为转换成“Deepacting(深度饰演),需要有更深入的关怀,更深刻的介入客户的情绪,因此服务人员的态度、行为,应该再接受训练,不但要重新调整服务心态,也必须对餐饮的服务内容更清楚,甚至餐饮业组织也必须赋予他们更多的裁量权,让他们面对客户的时候,能够更快承诺更多服务内容。 餐饮业论文:餐饮业网络营销模式创新分析论文 [摘要]餐饮业市场潜力巨大,网络营销因其独特的优势得到餐饮企业的青睐,但由于其自身存在的不足,使得网络营销在餐饮业的大规模推广受阻,而美食短信搜系统在具备网络营销的优势的同时弥补了其不足,满足了餐饮业营销模式的创新需求。 [关键词]网络营销短信搜 一、餐饮业的发展概况 “民以食为天,吃饭第一”,一句民间俗语,概括了餐饮业对于民生的重要作用。中国正迎来一个餐饮业大发展的时期,市场潜力巨大,前景非常广阔。据国家统计局统计,去年,中国餐饮业营业额已突破1万亿元大关,连续16年增长率保持在10%以上,全国餐饮企业网点目前已超过400万家。今年上半年,国家统计局公布的中国餐饮业零售额已经超过6000亿元,预计全年实现产值可达到1.2万亿元。预计2010年餐饮业零售额将达到2万亿元,人均年消费1500元。 巨大的餐饮市场同时也孕育着激烈的竞争,上世纪的末期,餐饮业市场出现了巨大的变化,洋快餐大举进入中国,西餐逐渐被人们接受,传统餐饮受到极大挑战,餐饮的标准化、工业化兴起。进入21世纪后,在市场的调节和配置下,餐饮业结构得到很大调整,宾馆餐饮突出精品战略,特色餐饮体现中国传统饮食文化,休闲餐饮适应假日消费潮流,大众化餐饮成为市场的主流。同时,品牌连锁经营发展迅速,经营方式也由“粗放式”、“传统家庭作坊式”的经营模式向规模化、集团化经营和职业化、信息化管理转变,计算机技术与管理理念的结合已成为现代餐饮业经营实现国际化的重要步骤之一。 伴随着餐饮业竞争的加剧以及经营理念的转变,餐饮业的营销观念不断更新、营销力度不断加大。从开始的餐饮业“酒香不怕巷子深”、“坐店等客”的传统营销模式,即传统的4P模式(产品、价格、渠道、促销),用现有的产品去寻找客人,逐步发展到以市场需求为导向,进行灵活营销,如品牌营销、整体营销、特色营销、文化营销等。“2007年北京餐饮行业分析报告”调查结果公布显示,随着居民消费观念的更新,大众餐饮消费水平快速提高,消费需求向科学、营养、多元化餐饮转变。同时,随着互联网的不断普及与深入,网络营销已经成为越来越多商家所熟悉并喜欢的营销方式。 二、餐饮业网络营销的利与弊 1.网路营销概述。网络营销(OnlineMarketing或CyberMarketing)全称是网络直复营销,是指企业以电子信息技术为基础,以计算机网络为媒介和手段二进行的各种营销活动(包括网络调研、网络新产品开发、网络促销、网络分销、网络服务等)的总称。传统营销观念以4P作为企业营销策略的四个因素,即产品(product)、价格(price)、分销(place)、和促销(promotion)。网络营销更多体现了新的营销理论4C组合:Customer(顾客的需求和期望);Cost(顾客的费用);Convenience(顾客购买的方便性);Communication(顾客与企业的沟通),这样,企业和顾客之间的关系是一对一的营销关系。企业开展网络营销基本模式应包括:网上信息的搜集、网上商业宣传、网上市场调研、网上广告投放与、网上销售、网上客户支持服务等。基于网络营销模式我们可以看出,企业发展网络营销要满足顾客的个性化需求和利润最大化两个目标。 餐饮业网络营销,是指餐厅以互联网为段,通过市场的循环营销传播,达到满足消费者需求和商家需求的过程。它可以使从生产者到消费者之间的价值交换更便利、更充分、更有效率。 2.餐饮业网路营销的优势 (1)消费者占据主权。商家在互联网营销中不再居于主体,产品不再由商家调研,然后制造,并进行定位定价,最后推销给消费者。明智的消费者占据了主动权,由他们发出自己的需求信息(包括产品设计,零件配置信息等),商家只是按单生产而已。由于网络的全天候和全球性,加上无线互联技术的逐步成熟,顾客可以随时随地传达自己的需求信息。在餐饮业,网络销售可以使消费者及时了解最新优惠套餐、最新消费潮流、最新的产品,商家也可以利用网络进行各式各样的促销,使之成为直接促销和推广的工具。 (2)网络时代消费者的个性独立,使得一对一营销成为一种迫切的需求;而互联网的低成本互动性,则使得消费者和商家一对一的亲密沟通成为现实。也就是说,网络营销是一种柔性化定制、个性化服务的生产方式,而餐饮业是个大的小行业。大就大在民以食为天,小就小在它遍及大街小巷,就餐方式多样,经营机制灵活,价位丰俭由人,个性化特点体现得非常充分。特许经营、连锁店、品牌效应、电子物流配送等都是网络营销的强项,正因为餐饮的分散,才特别适合于网络的聚集,所以餐饮业适合发展网络营销,而且盈利周期短。 (3)相对于传统销售,网络销售的低成本满足了商家降低销售成本、减少中间环节提高利润的需求,同时对于消费者来说,也大大节省了消费者的时间、交通成本等。 (4)网络销售还具有更加规范和易于统计、产品海量、便于互动、随时随地、保护私人秘密等一系列优点。 3.餐饮业网络营销的劣势 (1)网络营销只能通过电脑,手机等数码终端,传播有限。而且消费者在上网时对于广告的点击率有限,也限制了互联网传播的有效性。 (2)互联网信息的接收具有一定的局限性,不能满足消费者随时随地进行交易的需求。而且网络销售维护成本相对较高,不符合商家的利润最大化需求。 (3)网络营销运营商盈利模式单一。网络营销服务商的主要盈利来源于广告,利润空间小。 综上可见,餐饮业网络营销具备一定的优势,但是对于餐饮业的大规模发展来说还存在一定的瓶颈,餐饮业的进一步发展迫切需要一种更加创新的销售机制来满足餐饮业的不断发展。 三、餐饮业美食短信搜索系统的可行性 1.美食短信搜索系统概述。美食短信搜索系统是指:消费者通过在手机中编辑短信,输入关键字,例如红烧肉或者多个关键字组合(红烧肉狗肉),发送到短信平台:例如10655777(我吃吃吃)。短信平台在很短的时间内将盐城提供关键字菜单的餐饮店名称,菜单价格,电话,地址发送给消费者。短信平台提供3-5家符合条件的餐饮店。消费者发送关键字:红烧肉15元,则平台将提供该价位的餐饮店信息发送给消费者。消费者可以通过平台预订位置。消费者可以凭借短信享受店家提供的优惠。使用频率较高的消费者,平台可发送餐饮店的广告。平台根据消费者的使用情形,可以评定美食家段数。消费者可以对餐饮店打分,或评判.每月可对积极消费者实行一定奖励,例如话费,或段数提升等. 餐饮店通过互联网批量录入或更改自己的菜单;或者短信实时更新某项菜单,通过短信平台接受消费者的预订,短信优惠劵,建立消费者的知识库,记录查询痕迹,可以生成特定报表,销售给餐饮店。获取消费者对自己服务的满意度和忠诚度报表。通过短信平台自己的特色菜或其他一些广告信息。 业务流程:餐饮店通过包月套餐或会员机制,通过互联网注册店的信息,录入或修改菜单,菜单存储到数据库。消费者编辑短信发送到短信平台,短信内容为菜单关键字,可自由组合。短信平台解析信息内容,从数据库中按照一定的规则进行检索,将搜索信息发给消费者。消费者可选择自己满意的一家,可以预订或按照地址前往就餐,甚至凭短信享受优惠。消费者可对餐饮店进行评分,或市场调研。短信平台记录消费者的查询和消费痕迹,生成报表,出售给店主,或作为会员优惠给店主(见下图)。短信搜索系统和网络销售模式具有类似的地方,同样都需要信息源的整理。美食短信搜系统蕴含巨大的商业价值,速度快、自费便宜。 短信搜索系统具备网络营销的所有优势:一对一的实时传播;易于统计、保护私人秘密、信息可以以文字,图片,声音,电影等多媒体形式传播,全方位展示产品的特点,可以给消费者留下极深刻的印象;及时性和互动性等。 2.短信搜索平台满足信息化的发展趋势。运用好手机短信所作的营销推广方式成功的例子如:中国移动通信联合会短信网址联合信息中心(MobNIC)在京的短信网址的全网统一服务号码——50120。中国移动、中国联通的手机用户将查询需求发送至50120,即可得到由注册企业提供的免费信息服务。目前基于短信网址技术所提供的公共服务内容已经非常丰富,用户将“查外汇”、“安全期”、“查航班”、“查车次”、“手机属地”、“区号查询”、“邮编查询”、“今日要闻”、“财经新闻”等几十个短信网址关键词发送至50120,该服务平台会就相关内容给予进一步的短信提示,用户将通过互动短信咨询,获取相应信息服务。 据中国移动通信联合会副会长谢麟振介绍,目前短信网址的注册用户已经突破10万,基于注册的网址已经建立了大量的信息服务和企业应用。同时已经有上千万家的企、事业单位黄页信息被收录到短信网址数据库中,用户发送任何关键词或企业名称到50120,都可以得到相应的信息回复。据了解,50120短信网址的方式被喻为第五媒体,第一媒体是报纸杂志、第二媒体广播、第三媒体是电视、第四媒体是互联网。 3.短信搜索平台更加便捷,成本更低、覆盖面更广,便于大规模推广。手机目前的用户约在4.5亿用户,互联网约有1亿,手机短信推广宣传能使消费者真正感觉到随时随地。 4.短信搜平台的盈利模式多样,如竞价排名收入和广告收入。如果按目前互联网竞价排名的算法,无论是光靠价高者排名高的算法,还是价高加上点击率的算法,手机的普及性、移动性、便捷性将使手机搜索引擎的竞价排名拥有更高的价值。移动搜索用户的搜索目的性强于互联网搜索网民,其潜在用户更容易成为真正消费者。但是手机屏幕小,一页显示的搜索结果少,再加上手机上下翻页查看结果不便利(一般搜索用户顶多翻看两页结果)、流量费高等诸多不利因素,企业对于位次的竞价会更激烈。看准竞价排名对于加入移动搜索的企业的重要性,搜索服务商可以总结数据库中搜索频率高的关键词进行滚动式推荐,让目标企业竞购。如果有用户要搜索“饭店”,那么参与竞价排名的企业信息将会被首先搜索并显示。推荐关键词供企业竞购,一来对搜索服务提供商来说是很好的宣传推广移动搜索及赚取利润的方法,二来又帮助企业获得更好的搜索排名,提高投资回报率。 除了竞价排名和广告收入外,搜索服务商还可以在本地搜索服务中通过与一些商家合作获得收益。如何让用户满意、企业赚钱,一个合理的盈利模式是至关重要的。尽量不转嫁更多的费用给用户以防止刚刚形成的用户规模锐减,可以短信免费;企业端收费是盈利的主要途径。 综上可见,美食短信搜索系统是可以作为餐饮业新的销售模式得到大规模的推广。 餐饮业论文:餐饮业标准化问题论文 一、引言 前几年红极一时的红高粱餐厅,一位顾客曾三次光顾红高梁王府井餐厅,同样的羊肉烩面,口感却次次不同,面的薄厚、汤的浓淡也不一样。失败的原因之一就是没有形成工业化的生产标准,没有数字化的配方、缺乏稳定的口味和质量标准,成为制约我国餐饮特许经营标准化发展的“瓶颈”。 二、标准化菜单 工业品的制造是在一个可控环境下,将工业流程设计集中在有效地将生产投入转化为产出,并依靠仓储杠杆来平衡需求与供给。餐饮企业为了控制经营活动的成本,其服务产品可以借用工业流程设计的方法,即生产线方法,设计标准化程度较高的服务流程。餐饮业中,每一件工作都以菜单为起点,准备和制作过程始于菜单所列出的标准化菜谱。一个好的标准化菜谱可就菜肴的成分,衡量方式,准备方法,烹饪温度,烹饪时间,分量,出菜量,及所用设备提供所有的必要的标准。 以麦当劳的标准化菜谱为例。麦当劳的牛肉饼是用100%的本地纯牛肉制成,牛肉到达餐厅之前,有至少40个步骤控制其品质,符合国际和国内的有关标准。牛肉经机器切成肉饼,每块重1.6盎司(约45克),一磅牛肉必须切出10块肉饼,直径为3.875英寸,厚度为0.222英寸;汉堡超过10分钟,炸薯条超过7分钟未售出就要处理掉,由专门的品质管理员监督并实施;服务员每半小时必须清洁一次双手,每次不少于20秒。这套量化的标准,使得麦当劳能够执行一个很严格的参照标准,保证产品质量、口味等的高标准、一贯性。 制定标准化菜谱必须要确定每道菜肴的分量和成本以确定生产一道菜肴所需的实际成本。确定某个菜肴的分量和成本,要参考根据蔬菜或肉类产品的出菜量的估计值而得出的出菜表或计算一下估计值。 以上资料来源:根据USDA美国农业手册数据计算得出。从表中得知,洋葱不可能100%用来制作成品,每一磅洋葱都有10%的损耗。但新鲜蔬菜的质量在一年中随季节的不同而不同,随厨师的手艺不同而不同,所以产品的损耗率也随之不同。 产品在剔除杂质和烹饪过程中的损耗会增加成本菜的成本。如9磅猪里脊肉的每磅价格是8美元,有15盎司会在去骨和剔除肥油的过程中损耗掉,在烤制过程中还会缩减24盎司。则一道2盎司重的猪肉里脊菜的成本计算公式如下: 每磅价格×实际采购磅数=总成本 8×9=72 每盎司采购价格:8/16=0.5(按1磅为16盎司计算) 这道2盎司重的菜的成本:0.5×2=1 每磅16盎司×采购磅数=采购盎司数 16×9=144 采购盎司数-损失盎司数=可用盎司数 144-39=105(去骨和剔除肥油15盎司,烤制缩减24盎司) 总成本/可用盎司数=每盎司熟肉的成本 72/105=0.69 每盎司熟肉的成本×每份食物的盎司数=每道2盎司菜的成本 0.69×2=1.38 鉴于产品的损耗,一份2盎司菜肴的成本是1.38而不是1,两者相差38%。 企业应该尽一切努力来最大程度提高出材潜力,减少溢出,加工损耗,缩水。通过发掘产品的出材潜力,使产品的实际成本接近理想成本。当实际成本与标准成本间出现偏差,管理人员根据制定的允许偏差的幅度来确定企业监督的内容,什么时候监督以及什么时候采取行动。一般设定1.0%~1.5%是餐饮企业可容忍的偏差幅度。如饮料标准成本是26%,实际成本是26.9%,就没有必有采取行动,但仍然要对成本增加情况进行监督,如在两个会计结算期内,实际成本为27.6%,企业就要采取行动了。 为了扬州炒饭质量的同一性。扬州市烹饪协会请烹饪专家把研究“扬州炒饭”作为科研课题立项。在经过几个月的实验分析后,根据扬州炒饭的主配料的出菜量,最终得出了煮饭的最佳投水比例和炒饭的最佳配料比例等技术参数,并分析了营养成分。新出台的“标准”规定,扬州炒饭的主料是上白籼米500克、草鸡蛋4个;配料包括水发海参20克、熟草鸡腿肉30克、熟精火腿10克、水发干贝10克、上浆湖虾仁50克、水发花菇20克、熟净鲜笋30克、青豆10克;调料包括香葱末10克、湖虾籽1克、精盐6克、绍酒6克、鸡清汤100克、色拉油60克。1份标准的扬州炒饭(大约500克米饭,可供数人食用)约含热量2000千卡、蛋白质68.9克、脂肪129克、碳水化合物140克。另外,“标准”对扬州炒饭的制作方法、技术要求、生产以及销售等等,都进行了非常详细的说明。菜肴定价的方式多样,管理人员在决定销售价格时,必须知道成本,加价,加价率,经营费用,净利润和预期净利润率。主要考虑问题是应该加价多少,应该利用哪些程序来确定这个数量。菜单价格必须足以抵消所有成本并创造利润。 1份标准的扬州炒饭加上燃料费的成本为12.99元,标准的市场售价应该为每份25元。 三、加快我国餐饮标准化的步伐 1.运用“二八定律”逐步实现产品标准化 餐饮特许经营企业参考“二八定律”进行产品标准化操作,先从这20%的产品人手,然后再对其他产品进行逐步的标准化。 2.经营管理实现标准化 餐饮企业在对开业前的封闭式培训,销售方案的制定,制作原料的选购,产品的制作和销售等环节都要不断地进行监督指导,形成标准化程序。 3.标准化和多样性保持兼顾的原则 我国饮食文化的差异,针对目标顾客对口味的不同偏好,设计出符合顾客需求的特色食品。如根据各地的不同口味适当的本土化,灵活设计菜单,除设计一份标准化的核心菜单外,还提供一套根据当地口味偏好、季节因素、消费者结构而专门设计的附加菜单等。 餐饮业论文:餐饮业整体经营论文 根据第一次全国经济普查资料,2004年末,全国有住宿和餐饮业法人企业9.3万家,从业人员429万人,资产总计6975.9亿元,全年主营业务收入3040.3亿元,亏损21.2亿元,整体经营状况欠佳。其中,住宿业亏损48.3亿元,餐饮业盈利27.1亿元。 住宿业亏损较多 从住宿业情况来看,2004年末,全国住宿业法人企业共有3.9万家,从业人员205.6万人,资产总计5258.3亿元,全年主营业务收入1509.4亿元,亏损48.3亿元,营业利润率为-3.2%,资产负债率为61.3%。 分析住宿业的不同控股企业情况,国有及国有控股住宿企业个数相对较少,费用相对较高,偿债风险较低。据普查资料,国有及国有控股住宿企业共有1.2万家,资产总计和主营业务收入分别为全部住宿企业的45.2%和44.4%,亏损27.9亿元为总亏损的57.8%,三费合计(营业费用、管理费用和财务费用,下同)与主营业务收入之比为0.71:1,营业利润率仅为-4.4%,资产负债率为57.5%;非国有及国有控股住宿企业2.7万家,资产总计和主营业务收入为全部住宿企业的54.8%和55.6%,亏损20.4亿元为总亏损的42.2%,三费合计与主营业务收入之比为0.66:1,营业利润率仅为-2.3%,资产负债率为64.5%。 从登记注册类型看,住宿业企业的96.7%为内资企业,其资产总量、主营业务收入占全部住宿业的7成左右,经济效益低于港澳台商投资企业和外商投资企业。其中,内资企业、港澳台商投资和外商投资企业分别为3.8万家、698家和611家,占全部住宿企业的96.7%、1.8%和1.6%;资产总计分别占76.3%、13.5%和10.2%;主营业务收入占77.9%、13.1%和9%。内资企业的平均规模相对小于港澳台商投资和外商投资企业,其营业利润率为-3.9%,低于港澳台商投资和外商投资的-1.1%和-0.2%;主营业务成本占主营业务收入比重相对较高,为33.8%(即毛利率相对较低),要高于港澳台商投资企业8.8个百分点,高于外商投资企业12.1个百分点;但三费合计与主营业务收入相比,相对较低,为0.68:1,而港澳台商投资企业为0.73:1,外商投资企业为0.74:1。内资企业偿债风险较低,资产负债率为54.5%,低于港澳台商投资企业30.1个百分点,低于外商投资企业26.9个百分点。从内资企业本身来看,1/3为私营企业,其资产总计和主营业务收入分别占内资企业的25.7%和19.7%,主营业务利润率为-1.8%,亏损程度好于其他内资企业。 分行业看,旅游饭店业、一般旅馆业和其他住宿业资产总计分别为4223.1亿元、922.9亿元和112.3亿元,分别占住宿业总资产比重的80.3%、17.6%和2.1%;2004年各自主营业务收入分别为1204.7亿元、270亿元和34.7亿元,分别占79.8%、17.9%和2.3%。旅游饭店业企业的个数虽只有住宿业的31.2%,但其资产规模和营业收入却占8成左右,亏损额也占到总亏损的90%。尽管旅游饭店业毛利率较高,为70.8%,较一般旅馆业和其他住宿业高出11.9个百分点和9.8个百分点,但由于三费合计与主营业务收入之比高达0.7:1,而一般旅馆业和其他住宿业分别为0.6:1和0.53:1,导致旅游饭店业营业利润率仅为-3.8%,要低于其他两个行业。且由于资产负债率为63.9%,高于一般旅馆业和其他住宿业12.9个和14个百分点,旅游饭店业的偿债风险也相对较高。 餐饮业基本处于微利时代 2004年末,全国餐饮业法人企业5.3万家,从业人员223.4万人,资产总计1717.5亿元,全年主营业务收入1530.9亿元,利润总额27.1亿元,主营业务毛利率为47%,营业利润率1.6%,资产负债率为58.1%。 在各登记注册类型中,内资餐饮企业个数占全部餐饮企业的96%,资产总计占81.5%,主营业务收入占78.7%;港澳台商投资企业和外商投资企业个数合计仅占4%,资产规模和收入份额也较小。由于占据着餐饮市场的主要份额,内资企业全年实现利润总额13.7亿元,虽低于外商投资企业的15亿元,但相比港澳台商投资企业亏损1.6亿元的情况要好。 内资企业中,2/3是私营企业,国有及国有控股餐饮企业仅有0.3万家。私营企业资产总计和主营业务收入分别为内资企业的50.1%和64.5%,利润总额为13.8亿元。国有及国有控股餐饮企业资产总计301.9亿元,占17.6%;主营业务收入148.9亿元,占9.7%;实现利润总额4.7亿元,占17.3%。 餐饮行业主要以正餐服务为主,正餐服务业企业个数、资产规模和主营业务收入占全部餐饮企业的8成左右;外商投资快餐企业经济效益相对较好。正餐服务业企业为4.3万家,资产总计1490.7亿元,主营业务收入1232.6亿元,分别占全部餐饮企业的80.5%、86.8%、80.5%,实现利润总额9.1亿元,为总利润的1/3。 快餐服务业和饮料及冷饮服务业的毛利相对较高,但饮料及冷饮服务业费用比例也较高,其三费合计与主营业务收入之比为0.55:1,而快餐服务业为0.45:1。饮料及冷饮服务业全年亏损0.8亿元,快餐服务业营业利润率为7.8%。值得关注的是,外商投资快餐服务业实现利润总额14.1亿元,是快餐服务业利润总额的83.4%、全部餐饮企业利润总额的52%。 餐饮业论文:餐饮业标准化论文 收藏到网摘:添加到百度搜藏收藏到雅虎收藏到QQ书签收藏到新浪ViVi 餐饮业标准化问题的研究是流星毕业论文网通过网络搜集,并由本站工作人员整理而的,餐饮业标准化问题的研究是篇高质量的论文,本文来源于网络,版权归原作者所有,希望此文章能对您论文写作,提供一定的帮助。餐饮业标准化问题的研究为免费毕业论文提供,不可用于其他商业用途。 行动。一般设定1.0%~1.5%是餐饮企业可容忍的偏差幅度。如饮料标准成本是26%,实际成本是26.9%,就没有必有采取行动,但仍然要对成本增加情况进行监督,如在两个会计结算期内,实际成本为27.6%,企业就要采取行动了。 为了扬州炒饭质量的同一性。扬州市烹饪协会请烹饪专家把研究“扬州炒饭”作为科研课题立项。在经过几个月的实验分析后,根据扬州炒饭的主配料的出菜量,最终得出了煮饭的最佳投水比例和炒饭的最佳配料比例等技术参数,并分析了营养成分。新出台的“标准”规定,扬州炒饭的主料是上白籼米500克、草鸡蛋4个;配料包括水发海参20克、熟草鸡腿肉30克、熟精火腿10克、水发干贝10克、上浆湖虾仁50克、水发花菇20克、熟净鲜笋30克、青豆10克;调料包括香葱末10克、湖虾籽1克、精盐6克、绍酒6克、鸡清汤100克、色拉油60克。1份标准的扬州炒饭(大约500克米饭,可供数人食用)约含热量2000千卡、蛋白质68.9克、脂肪129克、碳水化合物140克。另外,“标准”对扬州炒饭的制作方法、技术要求、生产以及销售等等,都进行了非常详细的说明。 菜肴定价的方式多样,管理人员在决定销售价格时,必须知道成本,加价,加价率,经营费用,净利润和预期净利润率。主要考虑问题是应该加价多少,应该利用哪些程序来确定这个数量。菜单价格必须足以抵消所有成本并创造利润。 1份标准的扬州炒饭加上燃料费的成本为12.99元,标准的市场售价应该为每份25元。 三、加快我国餐饮标准化的步伐 1.运用“二八定律”逐步实现产品标准化 餐饮特许经营企业参考“二八定律”进行产品标准化操作,先从这20%的产品人手,然后再对其他产品进行逐步的标准化。 2.经营管理实现标准化 餐饮企业在对开业前的封闭式培训,销售方案的制定,制作原料的选购,产品的制作和销售等环节都要不断地进行监督指导,形成标准化程序。 3.标准化和多样性保持兼顾的原则 我国饮食文化的差异,针对目标顾客对口味的不同偏好,设计出符合顾客需求的特色食品。如根据各地的不同口味适当的本土化,灵活设计菜单,除设计一份标准化的核心菜单外,还提供一套根据当地口味偏好、季节因素、消费者结构而专门设计的附加菜单等。 餐饮业论文:餐饮业营销及发展趋势论文 摘要:近年来,我国的餐饮业发展非常迅速,服务营销在餐饮业中的作用越来越重要,餐饮业的发展趋势:一、走优质高效的快餐化道路;二、更加强调营销环境的情调、氛围;三、生态农业、绿色食品、保健环境将更为人们所重视;四、重视个性化、特色化、形象化的服务;五、重视人们的情感生活、社交活动等方面的需求,而其中重视个性化、特色化、形象化的服务最为重要,做到个性化就应:强化全员强烈的服务意识;加强消费者服务需求的研究,创新服务内容;要实现培训的全程化和经常化,实行外聘和内培相结合的方式,强烈全员服务意识和服务技能的培训;重视服务的人性化,充满对消费者关怀。 关键词:餐饮业服务营销发展趋势个性化服务 餐饮业在品质同质化的时代,服务营销已经越来越成为商业组织创造竞争优势的最有效手段。餐饮业服务营销,就是采取多种策略,整合餐店内外一切积极因素,充分发挥团体优势,创造商机,经营顾客需求,使现有各类资源达到最优化配置,以期利润的最大化。所以从某种程度上说当今商业时代是服务竞天下的时代。而餐饮作为服务业,它的产品就是服务,服务质量的好坏直接决定了酒店生意的好坏。对餐饮业来说服务是一个系统的工程,包括了餐饮经营工作的一切要素和环节。随着社会的发展和消费者消费水平的提高,消费者的消费体现出个性化和多元化趋势。消费者不仅重视酒店饭菜的质量和特色,更重视从消费过程中获得的精神满足。 从餐饮业的功能用来看,其客户群的最终需求均立足于餐饮服务质量上。不难想象,一家会议室、客房装备等都很优良的酒店,但餐饮服务却一塌糊涂,其营业状况会提升?因而,新时期的餐饮业,极应加强其“服务营销”的核心理念。 因为,从顾客角度来说,服务营销有利于吸引并留住顾客;从服务员角度来说,服务营销有利于服务员自身认识的提高,端正工作态度,从而推动餐饮服务质量的提升;从领导者角度来说,服务营销有利于领导者更好地发挥本店优势,调整服务战略,赢得顾客,获取最大利润。此外,领导者还可以最大限度地调动店内员工积极性,解决他们的后顾之忧及思想负担,这样才能达到家和万事兴的效果。 近年来,我国的餐饮业发展非常迅速,据有关方面的统计,餐饮业的增长率要比其它行业高出十个百分点以上。可以说我国正迎来一个餐饮业大发展的时期,市场潜力巨大,前景非常广阔。但从另一个方面来看,餐饮需求又是复杂多变的,其消费口味和消费心理,都可能随着社会环境的变化而变化。餐饮企业必须根据自身条件和环境条件的要求,看清餐饮市场的发展趋势,选择适当的营销方法,才有可能在激烈的市场竞争中获得成功。在本餐饮服务营销论文中未来餐饮业的发展特点大致有一下五个方面: 一、走优质高效的快餐化道路 随着城市生活节奏的加快,居民收入水平的提高,社会上对快餐的需求量日趋增大,质优价廉高效率的快餐店必将受到广大居民的欢迎。我国著名的科学家钱学森先生就曾经提出,应在我国的一些大城市,建立快餐中心,以规模经营的高效率和低成本,来满足广大群众的饮食需要,加快家务劳动社会化的步伐,促进我国经济的发展。事实上,我国各地已有许多饭店和各类餐饮企业,通过经营快餐业务而使自身获得了良好的经济效益。 二、更加强调营销环境的情调、氛围 现代社会的消费者,在进行消费时往往带有许多感性的成份,容易受到环境氛围的影响。在饮食上他们不太注重食物的味道,但非常注重进食时的环境与氛围。要求进食的环境“场景化”、“情绪化”,从而能更好的满足他们的感性需求。因此,相当多的餐馆,在布置环境,营造氛围上下了很大的功夫,力图营造出各具特色的,吸引人的种种情调。或新奇别致,或温馨浪漫,或清静高雅,或热闹刺激,或富丽堂皇.或小巧玲珑。有的展现都市风物,有的炫示乡村风情。有中士风格的,也有西式风情的,更有中西合壁的。从美食环境到极富浪漫色彩的店名、菜名,使你能在太快朵颐之际,烘托起千古风流的雅兴和一派温馨的人和之情。餐饮店的内部也可以来点奇特的创意。比如以郁金香、红玫瑰等来取代几号桌几号桌的编号。营业中、准备中的门口告示牌,令人感到冰冷无情,如果改用‘本店上午九点开始营业,敬请稍候’‘本日下午十点打烊,明日上午九点再见,敬请原谅’就令人倍感亲切。因此,有着良好的环境氛围的快餐店和一些大酒店,受到了人们的欢迎。 三、生态农业、绿色食品、保健环境将更为人们所重视 随着人们对环境污染、生态平衡、自身健康等问题的关心程度日益提高,无公害、无污染的绿色食品、保健食品,受到了消费者的欢迎,许多餐饮企业适应这种要求,纷纷推出了自己的保健绿色食谱,并增加保健设施,营造保健环境。 近几年,国内外的许多有识之士,对健康的概念提出了全新的解释。许多餐饮企业据此推出了一系列的促销措施。例如,推销健康食谱、引进健康信息(如提供与健康、运动相关的杂志,或附设健康俱乐部、瑜珈教室,或放映外国运动影片,举办健康食谱讲习班等)、提供健康设施(如设置‘按摩器’‘健身器’‘氧气供应’等)、提供健康环境(如禁烟餐厅等)等,以此适应人们观念上的变化及其要求。 近几年,药膳的保健作用,已为越来越多的人所认识。药膳餐厅也越开越多。富含高纤维的蔬菜水果,没有污染且营养丰富的野菜,在餐馆菜肴中所占比例日渐扩大,而原来作为餐馆的主菜、大菜的高脂肪、高蛋白食品则退居次要的地位。因为据科学分析,高纤维食品能够起到降低胆固醇,减低癌症罹患率,控制血糖浓度的作用;而一向不为餐馆所重视的野菜,因其味美且没有污染,安全可靠,又兼富含胡罗卜素、抗坏血酸和核黄素等有利健康的微量元素,具有良好的药用价值。据分析,野菜中的荠菜具有和脾利水、止血明目的作用,枸杞具有滋肝补肾、益精壮阳的功用,马兰头具有清肺消炎、止血凉血的作用,菊花脑有疏风散热、平肝明目的作用。在南京地区,野菜已成为市民餐桌上的重要内容,而餐馆亦适应市民消费需求的变化,纷纷推出了各种精工细作的野菜时蔬。 四、重视个性化、特色化、形象化的服务 随着人们生活水平的提高,消费需求将日趋个性化,这要求企业重视人们的具体要求,根据具体的消费场景、消费时间、消费对象,提供有针对性的服务,并据此塑造出符合顾客要求的企业形象。如情人餐厅、球迷餐厅、小盏餐厅、离婚餐厅等。从现代消费者的心理来看,许多人在进行某种消费时,不仅消费商品本身,也消费商品的名气和通过商品体现出来的形象,因为形象具有一定的象征价值,能满足人们对身份地位等方面的追求,能让人产生自豪感,抑或给人们一种谈资、一种经历。 五、重视人们的情感生活、社交活动等方面的需求 情感生活是人们的基本需要之一,近几年来社会上兴起了一股所谓“煽情”的营销方法,就是通过各种措施活动刺激和调动人们的情感,以达到促销的目的。许多餐饮企业也通过设立诸如情侣包厢、情侣茶座、情侣套餐、情侣烧烤等服务项目来促销。或以加强家人的团聚、朋友的聚会、父母子女情、兄弟姐妹情、乡亲情、同学情等来调动人们的消费欲望。在宣传上也强调情感服务的特色,尽力突出自身适合各类情感生活的消费环境。外食市场是餐饮业的基础,而外食的一个重要原因就是基于应酬的需要,如婚丧喜庆、商业会谈、情感交流、朋友聚会等,人们需要寻求一种更好的环境氛围,更周到的服务,更形式化的场所和更丰富的饮食选择。 我认为该餐饮服务营销论文中最为重要的是其四“重视个性化、特色化、形象化的服务”。餐饮服务营销论文所指服务的个性化能针对目标顾客,依据各种渠道对资源进行收集、整理和分类,集中优势为目标顾客提供优质的服务。只有个性化才能形成品牌效应,使企业得到长足的发展。在实施服务创新,实施精细化、个性化的服务应做到: 一、强化全员强烈的服务意识。酒店经营者要高度重视服务的重要意义,在抓好饭菜特色和品质的同时,加强服务多元化管理。要加强教育和培训,建立和谐温馨的酒店企业文化,让每一位员工产生强烈的责任感、荣誉感和归属感,才能树立强烈的服务意识,全心全意地从我做起做好服务工作。 二、加强消费者服务需求的研究,创新服务内容。潜心研究消费者消费心理,能够及时发现消费者的服务新需求。要加强与消费者的沟通,从沟通中了解消费者的需求和满意度。一名优秀的服务员不仅要掌握基本的服务常识,更要善于察言观色,了解消费者的需求和消费心理。 三、要实现培训的全程化和经常化,实行外聘和内培相结合的方式,强烈全员服务意识和服务技能的培训。要加强企业文化、企业理念的培训,要重视各项服务技能的培训,还要重视礼仪的培训。 四、重视服务的人性化,充满对消费者关怀。马斯洛的需求层次理论认为,消费者在接受服务的同时,也希望感受到他被人接受并被尊重。所以服务并不能为服务而服务,而要一切为满足和超越消费者期望,充分人性化和人文病情,使消费者的精神回报最大化。 综上所述,在餐饮业这个这个特殊行业中,企业应以满足顾客的需要为目标,立足长远,不断提高服务营销能力,充分运用服务营销服务于顾客,这样才能赢得顾客的心。 餐饮业论文:连锁餐饮业成本管理论文 一、连锁餐饮业的概念 餐饮连锁企业是指经营同类餐饮服务产品的若干个企业,以一定的形式组成一个联合体,通过企业形象的标准化、经营活动的专业化、管理活动的规范化以及管理手段的现代化,把独立的经营活动组合成整体的规模经营,从而实现规模效益的一种经营形式。近几年连锁经营作为一种新型的经营方式,正在国际上被广泛应用,如世界驰名的肯德基、麦当劳等都在中国取得了良好的业绩,而且扩张势头迅猛。通过对国际餐饮连锁店的学习,近几年来我国餐饮市场连锁经营尤其是特许经营得到了快速发展。特许经营是指特许商(Franchisor)授予加盟商(Franchisee)特定许可,加盟商销售特许商的产品或服务,并得到特许商的经营指导和帮助的商务体系。特许经营迎合了市场的创业需求,能够进行有效的资源整合。通过特许经营,加盟商可以借助成熟的品牌和管理经验迅速打开市场;而特许商则能以更快的速度发展业务而不受的资金限制,同时可以降低经营费用,集中精力提高企业管理水平。特许经营的迅速发展,推动我国餐饮业跃上一个新的连锁经营的平台。 二、餐饮业成本控制的内容和特点 (一)餐饮业成本控制的内容 餐饮产品成本控制是餐饮市场激烈竞争和有效持续经营的客观要求,是企业财务管理的核心。餐饮企业要生存、求发展,就必须降低成本、提高企业经济效益,增强企业竞争力。餐饮成本是指餐饮企业一个生产和销售周期的各种耗费或支出的总和。它包括采购、保管、加工和出售各环节产生的直接成本和间接成本两部分。餐饮成本控制是指以目标成本为基础,对日常管理中发生的各项成本所进行的计量、检查、监督和指导,使其成本开支在满足业务活动需要的前提下,不超过事先规定的标准或预算。搞好餐饮业成本控制是提高其竞争力的关键。 (二)餐饮业成本的特点 餐饮成本的特点决定了餐饮成本的控制具有一定的难度。餐饮成本的特点一是变动成本是餐饮产品价格结构的基础。餐饮产品与其他企业产品有某种相似的地方即都要购进原材料进行生产,产品的价格结构中,占较大比例的是原材料成本。除营业费用中的折旧、大修理、维修费等是餐饮管理人员不可控制的费用外,其它大部分费用及食品饮料成本都是餐饮管理人员能够控制的费用。这些成本和费用的多少与管理人员对成本控制的好坏直接相关,而且这些成本和费用占营业收入的比例很大。二是人工成本在餐饮产品价格结构中所占比率大。由于餐饮产品不能大批量地进行机械化生产,而是根据顾客的需要进行小批量加工生产,大部产品不能够储藏,须由服务员直接向顾客提供服务,因而人工成本大大增加。在定价时人工成本是一个不可忽视的重要因素。三是成本泄漏点多,餐饮成本和费用的大小受经营管理的影响很大。食品饮料的成本控制、餐饮的推销和销售控制的过程中涉及许多环节:采购——验收——贮存——发料——加工切配和烹调——餐饮服务——餐饮推销——销售控制。某个环节控制不严都可能导致成本的增加。 三、加强连锁餐饮业成本控制的途径 (一)制定标准成本,提供控制依据 成本控制应以标准成本的制定为起点。标准成本的制定就意味着为进行餐饮成本控制提供了可靠的依据,这才有可能控制成本,甚至降低成本。制定出标准成本后,就需要根据标准成本在实际工作与管理中进行成本控制。 从餐厅本身来讲,为了控制餐饮成本的支出,可以通过实行标准成本控制法对食品(菜肴、饮料)的成本支出实行定额管理,为此,可以通过标准份量和标准菜谱来控制成本。标准分量,即将制作的食品菜肴出售给顾客时每一份的份量应是标准化的,是标准菜谱(即标准投料)。这是制作食品菜肴的标准配方,上面标明每一种食品菜肴所需的各种原料、配料、调料的确切数量,制作成本、烹饪方法、售价等,以此作为控制成本的依据。标准菜谱的制定,有助于确定标准食品成本、合理确定售价、保证制作高质量食品的一致性。为了保证食品菜肴用料的准确性,在不少厨房都设有专职配菜员,其任务是按照菜单配上主料和辅料,然后由厨师进行制作;如果没有配菜员,则由厨师自己配菜。无论哪种情况,都必须按定额数量配备。确定了标准成本后,将它与实际成本进行比较,发现差异后,要进一步分析形成差异的原因,提出改进措施,从而提高成本控制水平。 在餐饮业财务管理过程中,各项实际成本每天都发生变化,其成本消耗不可能和标准成本完全一致。这时,管理人员要根据各项成本的实际发生额同标准成本进行比较,分析成本差额。通过分析,管理人员即可发现餐饮成本管理的效果,对成本控制作出业绩评价。成本差额分析对成本控制业绩作出了评价,但对造成成本差额的原因还要结合实际业务进行具体分析。 (二)加强对原材料采购的管理 食品原料的采购,是餐饮企业经营的起点。对食品原料采购的控制,是餐饮企业成本控制的起点。餐饮企业需要设置专门的采购部门来负责食品原料采购。采购部应与厨师长、财务部及相关负责人一起制定采购的质量标准和相应的采购程序。首先应该统一公司的采购权,由成本核算部门把相关原料单价列表,并对全年单价变化情况逐一列出来,进行对比,做到心中有数,然后进行竞价招标。中标的原则是,同等质量下,选择价格最低的;同等价格下,选择质量最好的。其次确定合作关系,其中包括酒、饮料、蛋禽、蔬菜、海鲜、物料等各类品种。在竞标的同时,在内部要制定统一进货管理办法,由公司主要负责人负责,设立成本核算部门和厨师长组成的小组,专门负责审核进货渠道和原料的质量及价格。厨师长每天需根据企业的实际销售情况、食品原料的耗用情况及物资储备情况,确定采购品种和数量,提出采购申请,并填制申购单报送采购部门;采购部门据此制订采购计划,报送财务部门并呈报总经理批准后以书面方式通知供货商,或交给采购人员具体购买。对食品原料采购价格的控制,将影响企业的直接成本耗用,餐饮企业应建立严格的采购询价报价体系,建立询价、定价小组,小组由总经理、财务经理、厨师长、库管、采购组成,每半个月对日常消耗的原、辅料进行广泛的市场价格调查,坚持货比三家的原则。对物资采购的报价进行分析反馈,发现有差异及时督促纠正,对供应商所提供物品的质量和价格进行公开、公平的选择。原材料的接收和验收也要严格执行相关监督程序。首先,是由厨师长负责,主要根据企业自身原料需要的质量标准衡量是否合格,因为各个企业经营的风味差异对部分原料的要求不同,所以厨师长有权决定是否需要,并做出相应的调整;其次,是由库房检验员检查原料份量的准确程度,核对准确后才能入库;最后,由企业财务部门核算货款,进行货款交割。验收人员需要具体核对价格、检查数量并验收质量,对不符合要求的原料及时退货;对于单位价值较高的产品,实行重点管理;对不同食品原料在储藏数量、储藏温度和存储时间上进行合理控制;对不同类型的原料和物料规定不同的采购数量,建立一个合理批量标准,既能保证企业日常生产、供应的需要,又不造成库存积压,避免占用资金、增加管理费。 (三)加强配送环节的管理 大的连锁餐饮企业往往需要成品的供应和配送流程,这样分店的要货计划就显得特别重要。分店要货一般不超过一天的用量,每天交换需求信息,以销定产,保证质量,而厨房中心必须建立各单据的核算流程,从定货、投料到产量严加控制。验收盘存制度、报溢、报损制度必须建立。分店成本核算员根据实际销售和供应情况每日盘点,分析每日的生产领用与消耗、结存,并和销售进行配比、计算,达到当日成本、毛利当日清楚,并作出合理的计划量,然后再向生产部门填制领料计划单。各部门厨师长应严格把关,经理总监督,责任到人,这是保证菜品质量、卫生安全、降低成本的重要环节,要重点管理。 (四)加强服务和销售控制 餐饮业的服务是联系顾客和企业的纽带,它直接关系到顾客对企业的满意度,它涉及服务的及时性与主动性。控制食品服务成本的主要任务是建立统一标准的服务规范,提高服务人员的技术水平和服务质量,以便在提供周到服务的同时,推销顾客满意的菜品,提高公司的经济效益。 在餐饮企业中可能出现私吞现款、少计品种、不收费或少收费、重复收款等现象。不论哪一种现象的发生都会对餐厅造成成本的增加,使餐厅受到损失。为避免此类现象的发生,常见的控制手段包括使用现金收银机和专门的收银系统软件,规范点菜、计单、收银的各个过程,规范优惠券发放、抵用和回收的程序,明确各职位的打折优惠权限,同时规避个别顾客和员工的欺骗行为,避免销售不力出现成本漏洞。 这就牵涉到要用以人为本的管理思想来加强对餐饮业从业人员的管理。特许连锁经营是一种技术含量高的流通经营方式,也是一种高度专业化、规范化的运转体系,中式餐饮业连锁更是一种新型的连锁形式。目前中餐从业人员素质参差不齐,总体素质较差,对传统的烹饪技艺难以进行科学的总结和提炼,创新开拓难度大。同时,中餐业普遍存在连锁经营管理人才缺乏的现象,这已经成为制约我国餐饮业连锁发展的一个瓶颈。培养连锁经营人才,可以采用多种形式与渠道,发挥各方面的力量,不断增强餐饮从业人员的连锁知识、专业技术以及经营管理、服务规范等方面的基本知识,尽快提高管理人员、专业人员和行业队伍的整体素质。企业要扩大规模,进行规范化的连锁经营,需要高素质的管理人才。 四、结语 成本控制是企业自身的要求,是企业最基本的任务,餐饮成本的降低和控制,需要全体人员发挥团队精神和保质保量完成各自的本职工作才能做到。除了在采购、出入库以及成本核算方面进行严格控制外,在销售环节上也应提高水平,提高满意度。
0引言 自20世纪末以来,我国经济的快速发展给高速公路带来了巨大的交通要求和交通负担,高速公路桥梁使用率不断提高,在人为因素和自然因素的影响下出现了破损等比较严重的安全隐患。在高速公路压力与挑战日益增多的时代背景下,重视高速公路桥梁的加固技术是非常必要的。为了完善现有桥梁的使用功能和使用寿命,提高日后高速公路桥梁建设的质量,完善桥梁加固技术迫在眉睫。 1高速公路桥梁加固技术的重要性 桥梁在我国高速公路网络中有着重要的作用,早期的高速公路桥梁建设受传统的施工理念和铺装技术的影响,整体结构和承载性能受到了一些约束,加上自然因素的影响使桥梁出现了不可避免的损坏、裂缝等安全问题。因此,高速公路桥梁的加固、养护十分重要。加强桥梁的加固施工工作,能够恢复桥梁的正常使用功能,恢复其承载能力和运输能力,增加其使用寿命。从高速公路桥梁建设的经济成本来看,当桥梁出现巨大问题不得以重建时将会给政府财政带来极大压力,而加固施工技术的出现就能降低桥梁重建的资金投入,节约桥梁建设成本。从高速公路桥梁建设的社会效益来看,加固施工技术能够针对桥梁出现的老旧、薄弱、腐蚀等病害进行加固修复,增强交通桥梁的安全性和服务水平,减少安全事故的数量。高速公路桥梁加固技术能稳定桥梁的可持续发展,缓解巨大的交通运输压力,能为人民出行带来更好的体验。 2高速公路桥梁的主要质量问题 2.1缺乏检查养护 在高速公路桥梁的使用过程中,受建设年限和交通环境的影响其表层面板容易受到损害,但目前部分中小型桥梁出现了漏水堵塞、表层破损、路面坑洼、小裂缝等严重磨损情况,甚至有较严重的巨大裂缝、悬臂挂梁支点脱落等,使车辆在桥梁上行驶会出现跳车等不适感,严重时还会威胁司乘人员安全。这就是由于缺乏定期检查和维护,导致桥梁的安全性降低,美观性变差,不仅影响了行车能力,同时也增加了行车危险系数。 2.2内部钢筋受腐蚀 钢筋质量的好坏对高速公路桥梁的使用寿命和承载能力有着重要影响,一旦出现钢筋受腐蚀的现象就会严重损害高速公路桥梁的运输能力和承重能力。内部钢筋的受腐情况主要是与钢筋材料的质量好坏和桥梁表层防护涂层的完善、自然因素的侵蚀有关。 2.3地基沉降 在高速公路桥梁施工设计的过程中,常常由于施工操作不当或施工材料的不合宜导致地基发生不均匀沉降,导致高速公路桥梁出现坍塌等安全隐患,在易震地区也会发生因地震等自然因素导致地基沉降、桥梁出现断层的严重危害。此外,在高速公路桥梁施工时,施工部门没有合理的桥梁设计方案与施工兼容,从而导致施工与设计方案出现较大差异,从而引发桥梁地基沉降。 3高速公路桥梁加固技术的关键点 3.1粘贴钢板加固混凝土技术 粘贴钢板加固混凝土技术不会改变原有桥梁结构尺寸,施工简单、短期加固效果良好。主要是利用锚栓和粘贴剂将钢板粘贴锚固定在混凝土结构较为薄弱部位,保障混凝土加固结构和钢板形成整体,从而大幅增强桥梁构件的抗剪、抗弯能力,有效限制裂缝延伸。在提升桥梁的抗弯抗剪过程中,要注意粘贴钢板的方向和整体契合度,在构建侧面粘贴时注意与桥梁内部的钢筋方向保持一致,避免剪切力度遭到破坏。 3.2加固高速公路桥梁上层结构技术 在桥梁的上层结构中,最主要的加固技术分为桥面加固、钢筋网密度加固、混凝土锚喷和钢板粘贴。混凝土是高速公路桥梁建设中最主要的材料,在出现混凝土桥面破损或细微裂缝时会影响钢筋的负载性能,影响桥梁的力学结构稳定性。桥面加固的施工技术有混凝土修补、水泥砂浆修补、灌注胶修补等。而钢筋网密度加固能够提高桥面的承重能力和桥梁的应力条件,从而增强抗压截面强度,提高主梁有效承载力。混凝土锚喷是在已建设好的桥梁钢筋网上,运用高速喷射装置迅速形成钢筋混凝土提高桥梁的质量。钢板粘贴是近年流行的施工加固技术,是将钢板与混凝土粘贴在一块,大幅提高脆弱位置的强度。 3.3加固高速公路桥梁下层结构技术 在桥梁的下层结构加固中,主要分为基础结构加固、桩基数量加固、钢筋混凝土加固、墩台拓宽。面对沉降太深和基础承载力不足的桥梁,就必须要采用扩大桥梁的基础结构、增加桩基储量的方式来稳定下层的桥梁整体负荷力度。通过在原有桩基础周围打入钢筋混凝土或增加钻孔桩预制桩或桥梁侧面及底面尺寸,从而增配主筋,从根本上提高桥梁承载能力。这都需要对桥梁整体强度进行严格检验,从而精准加固。如果桥梁的桥墩出现了一定程度的下降、倾斜、开裂或者深度不够,这都会影响桥梁的稳定性和安全性,应对其进行加套和墩台拓宽的加固处理。施工前需对墩台的承载能力进行科学计算,如果不能满足当前交通所需的承重能力,则需要通过增加墩台承受应力面积来缓解上部结构和车辆荷载对其的压力。当桥梁墩台开裂时,将墩身分成三道围进行厚度为15cm的碳纤维布缠绕护套加固。 3.4工程案例 无锡惠山高架桥梁由于交通流量大,常年遭受重型荷载车辆的碾压,致使梁底板部分区域出现裂缝。若不处理,长久下去势必影响桥梁结构整体的安全性和耐久性,因此,需要对裂缝进行修复处理。采用裂缝修补胶封闭梁底板裂缝。首先用钢丝刷清理裂缝表面,铲除和输送裂缝处的沙砾,确保混凝土表面足够密实和平整。然后用封口胶沿着裂缝走向固定注入座的位置,应每隔200~300mm布置1个,特别在裂缝分岔处的交叉点。灌胶前,应用压缩空气将孔缝吹净,达到无水干燥状态。根据裂缝区域大小,可采用单孔灌胶或群孔灌胶。保证灌胶顺畅的情况下,采用较低的灌胶压力和较长的灌胶时间,可获得更好的灌胶效果,灌胶压力常采用0.2MPa。当最后一个出胶口出胶且出胶速率保持稳定,再保持压注10min左右即可停止灌胶。然后拆除管路,并注意防止流胶。注入灌注胶后,用宽15~20mm透明或无色胶带进行封缝粘贴处理,必要时用刮板或其他机具对胶带进行压实处理,以防裂缝灌缝胶的外渗。一般情况下,封缝后1~2d后即可进行试漏检验,以检查裂缝的密封效果及贯通情况。 4结语 在高速公路桥梁加固的实际施工中,加固技术非常重要,在加固材料、加固结构、加固施工方式等各方面都有着非常复杂和有针对性的关键性技术。高速公路桥梁是我国重要的交通设施,是交通运输事业稳定发展的重要部分,加固施工技术的进步能够提升高速公路桥梁的使用寿命,改良和修复高速公路桥梁的安全隐患,为国民提供安全可靠的出行保障。所以,深入研究加固施工技术的关键要点,发展更科学、更先进的加固技术对高速公路桥梁有着重要作用,是促进我国高速公路桥梁质量提高、经济和社会效益提升的重要保障。
工业发展论文:探索统筹县域工业发展的新路子 县是我国区域经济和行政的基本单元。在广袤的中西部地区,一般县有数千平方公里,县域内乡镇之间由于多种原因而呈现很大差异。在交通闭塞、缺少土地,不适合办工厂,相对落后的地方,如何发展工业?发展工业如何减少用地,实现基础设施的集约化和资源利用效益的最大化?我认为要较好地解决这几个问题,就要在区域内统筹兼顾、协调发展,实施“飞地战略”。 何为“飞地战略”?“飞地战略”的内涵和做法是,在推进工业化和招商引资中,打破行政区划限制,协调工业园区和非园区的利益关系,统筹工业园区和非园区的发展,缺少发展工业条件的非园区、乡镇,不一定把工业办在本行政区域内,不勉强把招商引资项目招引到本区域内,而是把工业和招商引资项目放到具有综合优势、经批准设立的工业园区里去,其产生的产值、税收,由园区和非园区按比例分成。例如长沙县最偏远的双江镇,本身不具备招商引资发展工业的基础条件,但可以把资金、项目引到星沙开发区或其他工业园区去,引进的资金和项目计入该镇的招商引资任务指标之中,投产后企业的产值和地方性税收在园区和双江镇之间按比例分成。根据产业性质的区别和产业的区域集中布局,在招商引资中,非工业园区如果引进、发展的项目是塑胶工业,可以放到暮云工业园;如果引进、发展的项目是汽车配件工业,可以放到梨工业小区;如果引进、发展的项目是印刷包装项目,可以放到黄花工业小区。 “飞地战略”反映了经济发展规律的内在要求,具有多方面的客观必然性和经济合理性。 一是有利于统筹兼顾,协调发展。招商引资、发展工业,不能离开地域优势和交通条件,而这种优势和条件并不是各个地方都具备的,但各地虽然条件有差异,都不能置身于工业化的进程之外。这样就构成了一对矛盾,即各地都要通过工业化来加快资本原始积累和有的地方缺乏发展工业条件的矛盾。过去由于我们没有找到解决这一矛盾的好办法,要么在发展工业上无所作为,要么在不具备条件的地方硬上项目,结果工业发展不起来,还劳民伤财。实施“飞地战略”则可以比较好地解决这一矛盾,有利于打破地域和交通条件差的地方发展工业的制约因素,有利于统筹园区和非工业园区的发展,统筹城乡发展,统筹人与自然和谐发展,符合科学的发展观。特别是随着农业税的取消,地域偏僻、自然条件差的乡镇一级财政面临着越来越严峻的挑战,乡镇之间发展差异越来越悬殊,这就要求我们不能不考虑寻求一种区域之间、城乡之间统筹兼顾、协调发展的有效途径。“飞地战略”不仅适用于不发达地区,而且适用于人口密集、用地指标饱和、发展水平较高的地方,他们要在已有的基础上进一步发展工业,也有必要跳出自身的行政区域,到适合的“飞地”去寻求更大的发展空间。同时,出于统筹人与自然和谐发展的需要,那些江河源头、生态敏感地区也可以到异地去发展工业,既获取工业化的利益,又有利于生态环境的保护。 二是有利于资源整合,产业聚集。“飞地战略”的实施,顺应了集约、高效利用土地资源的要求,非但节约用地,也节约了引进企业在基础设施、配套建设等方面的资金投入,可以降低成本,提高效率,提高企业竞争力和区域招商引资吸引力。“飞地战略”的实施,打破了地域界限,增加了合理布局的空间,能最大限度地发挥产业的聚集功能和规模效应,优化资源配置,发展循环经济,避免乡乡点火,处处冒烟,而又能互利互惠,泽被全局,不仅引资方能增加财政收入,而且对项目所在地解决就业问题,搞旺物流人气,加快开发速度,都将产生良好效果,有利于尽快形成产业向骨干企业集中,企业向小区集中,小区向城镇集中,园区为经开区配套的县域工业格局,有力促进经济发展核心区的形成。 三是有利于工业化的全面突破,提高招商成功率。许多地方要求所有乡镇、各个部门都开展招商引资,并下达硬性指标非完成不可,客观地说,这有点脱离实际勉为其难。不具备发展工业条件的地方,即使在招商引资中偶有所成,也决然引不到好项目、大项目;即使引进了一、两个项目,也难取得好的经济效益。而实施“飞地战略”,一举把偏远落后地区提升到发达先进地区同一起跑线上,使落后地区能够充分利用发达地区的地域优势、交通条件和基础设施,并使落后地区和发达地区结成利益共同体,实现资源共享,从而有利于工业化的全面突破,提高招商成功率、项目成功率和投资成功率,并最大限度地节约用地。(作者系长沙县人民政府县长) 工业发展论文:实现四大突破加快工业发展 党的十六大提出要用科学发展观统领经济社会发展全局,提出了“五个统筹”的要求,并强调要走新型工业化道路。石门的优势在资源,发展潜力在工业,希望也在工业。要想加速推进“三增三化一拓展”进程,就必须牢固树立围绕工业抓经济发展的理念,进一步加快推进“工业强县”战略,着力实现四个方面的突破,走新型工业化富民强县之路。 一、夯实支撑点,在创新发展思路上求突破。牢固树立“工业强县”理念,把推进工业化作为发展县域经济的核心来抓,走具有石门特色的兴工之路,不断扩张工业经济总量,优化工业经济结构,提升工业发展水平。到20__年,实现工业产值过百亿元目标,形成3-5个10亿元产业、10-15个亿元企业、100个规模企业,推进石门由农业大县向工业强县转变。一是坚持走产业兴工之路。立足资源性产业的扩张升级,以深度开发、精细加工为重点,突出抓好电力、水泥、化肥、矽砂(石膏)、连杆的生产和柑桔、茶叶、禽畜等农副产品的加工,倾力打造“六三”工程,到20__年末,全县电力装机容量达到300万千瓦,水泥年产量达到300万吨、农用肥料年产量达到300万吨、矽砂(石膏)年深加工量达到300万吨、连杆年产量达到300万支、饲料和农产品年加工量达到30万吨。以现有支柱产业作为支撑点,按照以信息化带动工业化,以工业化促进信息化的要求,通过走技术创新、改造提升的路子,努力形成特色鲜明、优势突出、经济效益好、市场竞争力强的产业群。通过靠大做强、强强联合等有效手段,组建石门企业集团。二是坚持走科技兴工之路。大力推进以企业为主体的科技创新体系建设,引导企业建立科技研发中心,不断研究新成果,推出新产品。积极引进新技术、新设备、新工艺,对传统产业进行改造升级,提高产品的科技含量。加强企业与高等院校、科研院所联姻,实行产、学、研结合,特别要注重科技人才的引进、管理和培养,为企业发展提供强有力的技术和人才支持。要按照“内涵扩大为主,改造提升并举”的要求,立足现有产业基础和技术条件,用先进适用技术改造传统产业,加快推进骨干企业的重点技术改造项目建设,有效解决当前生产经营中的突出问题,提升产业水平。还要树立新的产业改造提升观念,运用高新技术,高起点搞好技术创新,嫁接改造现有产业,不断提高企业的工艺、技术和装备水平,推动产业转换升级。三是坚持走民营兴工之路。设立“民间创业奖”,引导民营资本从商业服务领域向工业领域投入转变,掀起全民办工业的热潮。积极引导现有“小而散”的民营工业企业向规模工业企业转变,重点提升100家小型民营工业企业。积极引导民营企业优化产权结构,转换经营机制。 二,、激活动力点,在扩大工业投入上求突破。要千方百计扩大工业投入,增强工业发展后劲。一是切实搞好项目前期开发。加强项目前期开发工作的领导。在全县抽调一批长期从事矿产品、农产品深加工、工业制造与技改、项目开发论证的专业技术人员,成立重点工业项目前期开发工作组,专门研究和论证重点工业项目。结合国家宏观政策和产业政策,立足我县资源实际,认真调研,科学论证,拿出一批让客商感到有利可图、有钱可赚的项目。综合运用媒体、网络、商务活动等各种手段,全方位、多层次地推介工业项目。二是强化招商引资工作责任。全面启动第二轮招商引资考核工作,把引进工业项目的责任落实到单位、到人,实行重奖重罚,强化全县各级各部门抓好招商引资工作的责任感和紧迫感。明确在编人员5人以上的县直副科级以上行政事业单位,要单独引进1个固定资产投资500万元以上工业项目,适合进入工业园的原则上要落户园区,并纳入年度责任目标考核,实行一票否决。第一年没有完成项目引进任务的,单位不能评先,一把手不能评优岗;第二年没有完成项目引进任务的,单位一把手和分管负责人全县通报批评,并不得提拔重用。凡引进固定资产投资5000万元以上工业项目落户工业园的,给予项目第一引资人不低于5万元的特殊贡献奖;引进固定资产投资1亿元以上工业项目的,奖励引进单位20万元。三是创新招商方式。突出重点区域、重点项目、重点企业抓招商,争取引进一批规模大、竞争力强、成长性好的工业项目,特别是要引进战略投资者。大力开展小分队招商、以商招商,在北京、上海、深圳、广州、浙江、福建等地各聘请1名商务,每年安排专项业务经费,并给予招引项目奖励。着力开发引进资源性项目,着力开发引进科技含量高的项目,着力开发引进“两头在外”的项目,形成一批产品关联度高、附加值高、成长性好的工业企业。突出抓好石门电厂三期、海螺水泥、西洋肥业等一批大企业、大项目的引进开发,为工业发展提供支撑。 三、扶植带动点,在培育名优品牌上求突破。培育发展名牌产品,是提高工业经济效益和增强竞争力、推进新型工业化的关键性措施。一是大力培育名优产品。扶植带动点,就是依靠科技创新,加快产品结构调整,培育一批科技含量高、经济效益好、市场前景广的名优产品,大幅度提高产品的科技含量和附加值,促使现有产品上规模、上档次和上水平,不断提高工业经济的整体效益。二是提高现有品牌“含金量”。加大对现有优势产品和名牌产品的培育和宣传力度,逐步把“玉叶”化肥、“山寨旺”食品、“坝道”水泥、“犟哥”素食、“宝川”连杆、“村姑”拖拉机等产品培育成全市、全省的名牌产品,并积极做好现有名牌产品的系列开发,不断提高名牌产品在工业生产中的份额。支持“坝道”水泥进行“湖南省免检产品”认定。支持“田园”磷肥、“村姑”拖拉机、“宝川”连杆通过ISO9000质量体系认证。三是借力发展新品牌。要引导企业同国内外知名牌企业的合作联合,采取嫁接移植等有效措施,促成强盛公司、特水公司与国内企业集团强强联合,实现优势互补、资源共享,生产新产品,创出新品牌。积极引入名牌产品落户石门,借助名牌产品的品牌效应,发展我县的名优产品,提高我县产品的市场竞争力和知名度。 四、构建示范点,在工业园区建设上求突破。工业园区是加快经济发展的有效载体。构建示范点,就是围绕全县经济建设的总体设想,优化工业生产力的区域布局 ,不断提升园区的规模和效益,发挥其在推动新型工业化进程中的辐射带动作用。一是加快基础设施配套建设。实行有限投入向园区集中,加快园区基础设施建设,增强园区对企业的吸纳力和承载力。力争“十一五”期间工业园区的基础设施投入突破5000万元。并统筹安排城建、农业综合开发、城市电网改造等项目资金,尽快完善园区路网、电网、自来水网、下水道网和通讯网络,为现有入园企业和引进新企业创造良好条件。二是理顺园区管理体制。进一步加强对工业园建设的领导,实行县领导联系制度、部门联席会议制度和重点入园项目“一事一议”制度,定期研究工业园建设及项目引进中存在的问题,并及时解决。进一步加强开发区管理队伍建设,选拔优秀干部充实开发区领导班子和工作班子,提高队伍战斗力。三是大力引进工业项目入园。实行项目向园区聚集,今后除资源性产业和小型农产品加工业可就近布局外,引导其它工业项目向园区集中。实行政策向园区倾斜,进一步完善激活园区工业发展的政策体系,着力在土地使用、税费收取、电力供应、技术创新、环境保障上实现新突破,给予最大优惠。真正把湖南石门经济技术开发区建成工业发展的洼地。同时加大对各乡镇、县直部门引进入园企业的责任考核力度,坚决兑现项目入园优惠政策和奖励政策,争取更多的项目落户,壮大园区工业规模。 工业发展论文:信息化带动工业化加速航空工业发展 文章摘要: 本文介绍了信息技术、信息产业和信息化的内涵及特点,分析了我国社会经济的状况和应该采取的对策,论述了推进信息产业化和产业信息化、以信息化带动工业化的做法,最后对如何应用信息技术加速航空工业的发展提出了建议。 关键词:信息化工业化航空工业 信息技术的应用和信息产业的发展已成为一个国家技术经济实力和国际竞争力的重要标志。据统计,在发达国家信息技术对经济增长的贡献率达60以上,1996年美国gdp增幅中的1/3来自数字化和网络化为特征的信息产业。发展中国家和地区也纷纷以应用信息技术和发展信息产业为突破口,采用跨越式发展战略,扬长避短,发挥优势,大力发展自身的信息产业(如日本和韩国的微电子业、印度的软件业、台湾的电脑及外设业),从而带动相关产业以至整个国民经济的快速增长。 一、信息技术革命和国家信息化 1.信息技术 信息是有关事物现象的记录和说明。而信息技术主要指信息的获取、传递与处理的有关技术。现代信息技术以微电子技术为基础,以计算机技术为支柱,包括微电子技术、光电子技术、光导技术、自动化技术、通信技术、计算机技术和人工智能技术等。主要有三项: (1)微电子技术。它是微型电子元器件和电路的研制、生产以及用它们实现电子系统功能的技术领域。在这个领域中最主要的就是集成电路技术。微电子技术就是随着集成电路技术、特别是大规模集成电路技术的发展而发展起来的一门新兴技术。目前正向着高度集成、高速、低功耗、低成本的方向发展。它是电子计算机、通信设备及整个信息技术的基础。 (2)电子计算机技术。电子计算机是人类制造出来的信息加工工具。电子计算机技术就是有关计算机硬件和软件的研制及使用的技术。目前电子计算机发展的方向是:以risc(精简指令系统计算机)、并行处理、多媒体技术为主,软件和网络相应发展。 (3)通信技术。就是信息的采集、存储及传输技术。如果说电子计算机是现代社会的“大脑”,那么由程控交换机、大容量光纤、通信卫星及其它现代化通信装备交织而成覆盖全球的电信网络就是现代社会的“神经系统”。数字化、宽带化、综合化、智能化现代通信网络就是通信技术发展的总趋势。 2.信息产业 信息产业是指现代信息设备和软件的生产制造,以及利用这些设备进行信息的采集、储存、传递、处理与服务的部门的总和。狭义的信息产业是指电子信息工业,广义的信息产业是指信息设备业(包括硬件和软件)、信息网络业和信息服务业。目前在发达国家新兴信息产业迅速发展,已成为农业、工业、服务业之后的第四产业,并将进而发展为主导产业。 3.国家和社会的信息化 就是在农业、工业、科技、国防及社会生活各方面,广泛应用现代信息技术,深入开发、利用信息资源,实现社会生产和人类生活全面信息化的过程。这个过程是逐步推进、交互发展的。首先是信息产业化,然后是产业信息化、社会信息化,再后是区域信息化、企业信息化和家庭信息化。国家信息化系统的总体框架由信息源(各种数据库、信息库)、数据传输网络(信息高速公路)以及各种信息应用系统所构成。 信息化不仅在物质领域,同时在精神文化领域都是一场深刻的革命。信息技术的普及和应用形成了全社会的信息网络和知识库,信息知识和智慧成为社会、经济和个人发展的重要因素之一。生产和生活方式的变革必将引起人们思想观念和思维方式的更新。人们之间交往的发展、精神生活的丰富、智慧和创造力的发挥、道德水平的提高、选择空间的扩大、日常生活质量的提高和世界上多种文化的交融和共生等都反映了信息社会新的文明形态。因此,信息化社会的出现将可能开启人类文明的新纪元。 二、我国社会现状分析及应采取的对策 建国以来,特别是改革开放以来,我国社会生产和国民经济取得很大发展。建立了比较庞大的工业体系,信息产业也取得令人瞩目的成就。但是从总体上看,与先进国家相比还有很大差距。技术装备落后,高消耗、低效益,粗放经营,自动化、信息化水平低。1999年我国信息产业国内生产总值占全国gdp的比重只有3.4,对全国gdp增长量的直接贡献率只有10左右。在我国,工业和农业等传统的物质生产经济仍居主导地位,工业化和现代化远远没有完成,仍然是一个比较落后的工业农业国,属于尚没有完成工业化的发展中国家。 那么我们应该采取什么样的对策呢?能不能跨越工业化直接驶入信息化的快车道?或者等完全实现了工业化再来推进信息化呢?不行,这两种做法都是不可取的。 第一,工业经济时代是不能跨越的。因为无论社会怎样发展,物质产品的生产和消费都是最基本的人类活动,任何经济形态都要围绕物质产品实体来进行资源配置。工业生产技术是人手的延伸,而信息化生产技术是人脑的延伸。“脑”的发达可以导致生产过程的知识密集和智慧化,但物质产品实体的最终完成还要借助于"手"。因此,加工制造工具在信息经济中仍然是一线"劳动大军"。虽然信息经济以智力资源为主要依托,但生产过程的展开必须配以相应的自然资源,信息 经济的运转要以工业经济的一定水平为基础。这就是说,尽管人类社会正迈向知识经济和信息时代,但物质生产仍将是发展社会经济和提高生活水平的基础,而工业化特别是提高制造业的科技水平,仍然是现在和今后一段历史时期内中国经济和社会发展的主题。 第二,不能消极等待。要抓住信息技术革命的发展机遇,在加速实现工业化的同时,积极推进信息化建设,实现技术上的跨越式发展。首先,从基础资源的形式看,我们可以避免以大量消耗能源等自然资源为代价,而转向以知识为资源基础来实现工业化。其次,从主导性生产工具的换代来看,我们可以减少那些以大量应用加工制造工具为特点的传统产业,转而发展以信息化生产工具为特点的现代高新技术产业,从而快速缩短与发达国家的差距。此外,从现代化发展的时序来看,既然人类已经开始步入知识经济时代,那么“后发现代化”就可能发挥其“后发优势”,不去经历那些不再必要的传统现代化历程。例如,近年来我国在电子计算机和通信产业方面跨越模拟化阶段而一步进到数字化阶段,农业上更多地依靠信息技术和生物技术等就是证明。 所以,采取的对策应该是:既要加速工业化、又要推进信息化,以信息化带动工业化。要抓住机遇、迎头追赶、局部突破、跨越式发展。 三、以信息化带动工业化 这要从信息产业化和产业信息化两方面来做。 1.大力发展信息产业,实现信息产业化 最近十年,我国信息产业突飞猛进,电子、邮电、广播电视行业发展很快,信息装备提供能力、信息传输能力和信息服务能力明显增强,为我国信息化发展奠定了基础。特别是计算机硬件产业,平均每年以45以上的速率增长。从1993年开始实施的“金桥”、“金卡”、“金关”、“金税”等信息化重大工程取得成效。国家公共经济信息网工程、计算机互联网工程、公用数据网等国家信息基础设施已经启动和实施,通信基础设施和网民已经覆盖了中国的重要城市。世界上最长的京、汉、广光纤通信干线已经开通,七横八纵的光纤通信网络正在建设。国家及许多省市和部门都制定了信息化发展规划。信息技术和信息产业在我国社会和经济发展中的作用和影响越来越大。 (1)要把信息资源开发利用作为信息化的核心内容,抓好宏观经济决策、工农业生产、科技教育和社会生活等领域的信息资源开发; (2)要加强国家信息网络特别是高速宽带信息网络的建设和管理; (3)通过国家信息化建设带动信息产业的发展,大力开发超大规模集成电路,加快发展信息设备制造和软件产业,提高自主开发能力和系统集成能力; (4)集中力量加快“金”字工程的建设; (5)积极发展信息服务业,改善电子信息产业内部结构,服务于国民经济及社会发展的各个领域; (6)促进科技教育领域的信息化,提高科技教育水平,加快信息化人才培养,提高广大劳动者信息化技能,增强全民信息化意识; (7)加快国民经济重点领域的信息化建设; (8)与行政管理和技术管理相结合,抓紧制定信息化立法规划,逐步形成信息化法制体系。 2.用信息技术武装传统工业,推动产业信息化 (1)用信息技术武装、改造和提升传统产业。通过微电子、计算机、网络技术的应用,推动产业研究开发和设计水平的提高和工艺技术的变革。例如,在机械制造业发展计算机集成制造系统(cims),以信息技术为主要手段,运用各种先进工艺技术和管理方法,把企业的技术、经营和人员集成起来,把机制的改革、机构的改组、技术的改造和科学管理集成起来,这是加速传统制造业工业化、现代化和信息化的切入点和必由之路。 (2)通过电子商务特别是企业间电子商务的应用,推动营销、运输和服务方式的变革,降低成本,扩大工业品市场规模。 (3)通过促进信息产品与传统产品的融合,以及信息技术在新产品中的广泛应用,增加产品的信息技术附加值。 (4)加速企业生产、经营管理的信息化进程,实现现代化管理。突出全球化的"现代意识管理",突出知识化的"智能资本管理",突出网络化的"模块组织管理",突出产销一体化的"生态营销管理",突出创新化的"技术开发管理",突出竞争化的"人才激励管理"。从而盘活存量资本,提高生产质量和工作效率,增强企业的活力和竞争力。 四、应用信息技术,加速航空工业发展 航空工业是典型的制造业和高技术产业,信息技术的应用和信息化对航空工业的振兴发展具有重要意义。航空产业信息化,就是运用先进的信息技术和现代管理思想,实现研究、设计、制造、试验、生产、经营、采购、维护、管理等全过程的自动化、网络化和智能化。具体包括研究设计的信息化、加工制造的信息化、试验的信息化、管理的信息化、经营贸易的信息化和保障服务的信息化。 为了实现这个目标,需要抓紧三个方面的基本建设: (1)信息基础设施的建设,包括全行业通讯网络和各单位的园区网; (2)信息资源的建设,包括各种数据库和资料库; (3)信息应用系统的建设,包括各单位、各部门、各专业的应用系统。这是信息技术与各应用领域专业技术相结合的多学科互相渗透的复合系统,是信息化建设的主体和难点。 产业信息化是涉及许多方面的系统工程。针对我国航空工业的具体情况,建议抓住主要矛盾,重点突破,逐步推进。笔者以为,研究设计信息化和加工制造信息化是最影响全局的重要关键,应集中力量首先加以突破。 研究设计信息化,核心是推广应用计算机辅助设计技术,包括计算机辅助设计(cad)、计算机辅助分析(cae)、计算流体动力学(cfd)、计算结构力学、计算材料学和数值仿真等。通过计算机数值计算和仿真,可在加工制造之前提前进行航空产品部件、系统和整机的性能、耐久性、可靠性及重量的计算、评估和优化,减少或省去“设计——加工——试验——再设计”的多次循环,使航空产品从“传统设计”转向“预测设计”的新阶段。 加工制造信息化,核心是推广应用计算机集成制造系统(cims),包括计算机辅助设计(cad)、计算机辅助制造(cam)、计算机质量控制(caq)、制造资源管理系统(mrpⅱ)等及其集成。cims工程的目标,就是实现多个厂所异地协同无纸设计制造航空产品。 计算机辅助设计系统和计算机集成制造系统的推广应用,将大大缩短航空产品研制周期,节省研制经费,提高研制质量,从而加速航空工业的振兴发展和现代化。 工业发展论文:信息化带动工业化 加速航空工业发展 文章摘要: 本文介绍了信息技术、信息产业和信息化的内涵及特点,分析了我国社会经济的状况和应该采取的对策,论述了推进信息产业化和产业信息化、以信息化带动工业化的做法,最后对如何应用信息技术加速航空工业的发展提出了建议。 关键词: 信息化 工业化 航空工业 信息技术的应用和信息产业的发展已成为一个国家技术经济实力和国际竞争力的重要标志。据统计,在发达国家信息技术对经济增长的贡献率达60%以上,1996年美国GDP增幅中的1/3来自数字化和网络化为特征的信息产业。发展中国家和地区也纷纷以应用信息技术和发展信息产业为突破口,采用跨越式发展战略,扬长避短,发挥优势,大力发展自身的信息产业(如日本和韩国的微电子业、印度的软件业、台湾的电脑及外设业),从而带动相关产业以至整个国民经济的快速增长。 一、 信息技术革命和国家信息化 1.信息技术 信息是有关事物现象的记录和说明。而信息技术主要指信息的获取、传递与处理的有关技术。现代信息技术以微电子技术为基础,以计算机技术为支柱,包括微电子技术、光电子技术、光导技术、自动化技术、通信技术、计算机技术和人工智能技术等。主要有三项: (1)微电子技术。它是微型电子元器件和电路的研制、生产以及用它们实现电子系统功能的技术领域。在这个领域中最主要的就是集成电路技术。微电子技术就是随着集成电路技术、特别是大规模集成电路技术的发展而发展起来的一门新兴技术。目前正向着高度集成、高速、低功耗、低成本的方向发展。它是电子计算机、通信设备及整个信息技术的基础。 (2)电子计算机技术。电子计算机是人类制造出来的信息加工工具。电子计算机技术就是有关计算机硬件和软件的研制及使用的技术。目前电子计算机发展的方向是:以RISC(精简指令系统计算机)、并行处理、多媒体技术为主,软件和网络相应发展。 (3)通信技术。就是信息的采集、存储及传输技术。如果说电子计算机是现代社会的“大脑”,那么由程控交换机、大容量光纤、通信卫星及其它现代化通信装备交织而成覆盖全球的电信网络就是现代社会的“神经系统”。数字化、宽带化、综合化、智能化现代通信网络就是通信技术发展的总趋势。 2.信息产业 信息产业是指现代信息设备和软件的生产制造,以及利用这些设备进行信息的采集、储存、传递、处理与服务的部门的总和。狭义的信息产业是指电子信息工业,广义的信息产业是指信息设备业(包括硬件和软件)、信息网络业和信息服务业。目前在发达国家新兴信息产业迅速发展,已成为农业、工业、服务业之后的第四产业,并将进而发展为主导产业。 3.国家和社会的信息化 就是在农业、工业、科技、国防及社会生活各方面,广泛应用现代信息技术,深入开发、利用信息资源,实现社会生产和人类生活全面信息化的过程。这个过程是逐步推进、交互发展的。首先是信息产业化,然后是产业信息化、社会信息化,再后是区域信息化、企业信息化和家庭信息化。国家信息化系统的总体框架由信息源(各种数据库、信息库)、数据传输网络(信息高速公路)以及各种信息应用系统所构成。 信息化不仅在物质领域,同时在精神文化领域都是一场深刻的革命。信息技术的普及和应用形成了全社会的信息网络和知识库,信息知识和智慧成为社会、经济和个人发展的重要因素之一。生产和生活方式的变革必将引起人们思想观念和思维方式的更新。人们之间交往的发展、精神生活的丰富、智慧和创造力的发挥、道德水平的提高、选择空间的扩大、日常生活质量的提高和世界上多种文化的交融和共生等都反映了信息社会新的文明形态。因此,信息化社会的出现将可能开启人类文明的新纪元。 二、 我国社会现状分析及应采取的对策 建国以来,特别是改革开放以来,我国社会生产和国民经济取得很大发展。建立了比较庞大的工业体系,信息产业也取得令人瞩目的成就。但是从总体上看,与先进国家相比还有很大差距。技术装备落后,高消耗、低效益,粗放经营,自动化、信息化水平低。1999年我国信息产业国内生产总值占全国GDP的比重只有3.4%,对全国GDP增长量的直接贡献率只有10%左右。在我国,工业和农业等传统的物质生产经济仍居主导地位,工业化和现代化远远没有完成,仍然是一个比较落后的工业农业国,属于尚没有完成工业化的发展中国家。 那么我们应该采取什么样的对策呢?能不能跨越工业化直接驶入信息化的快车道?或者等完全实现了工业化再来推进信息化呢?不行,这两种做法都是不可取的。 第一,工业经济时代是不能跨越的。因为无论社会怎样发展,物质产品的生产和消费都是最基本的人类活动,任何经济形态都要围绕物质产品实体来进行资源配置。工业生产技术是人手的延伸,而信息化生产技术是人脑的延伸。“脑”的发达可以导致生产过程的知识密集和智慧化,但物质产品实体的最终完成还要借助于"手"。因此,加工制造工具在信息经济中仍然是一线"劳动大军"。虽然信息经济以智力资源为主要依托,但生产过程的展开必须配以相应的自然资源,信息经济的运转要以工业经济的一定水平为基础。这就是说,尽管人类社会正迈向知识经济和信息时代,但物质生产仍将是发展社会经济和提高生活水平的基础,而工业化特别是提高制造业的科技水平,仍然是现在和今后一段历史时期内中国经济和社会发展的主题。 第二,不能消极等待。要抓住信息技术革命的发展机遇,在加速实现工业化的同时,积极推进信息化建设,实现技术上的跨越式发展。首先,从基础资源的形式看,我们可以避免以大量消耗能源等自然资源为代价,而转向以知识为资源基础来实现工业化。其次,从主导性生产工具的换代来看,我们可以减少那些以大量应用加工制造工具为特点的传统产业,转而发展以信息化生产工具为特点的现代高新技术产业,从而快速缩短与发达国家的差距。此外,从现代化发展的时序来看,既然人类已经开始步入知识经济时代,那么“后发现代化”就可能发挥其“后发优势”,不去经历那些不再必要的传统现代化历程。例如,近年来我国在电子计算机和通信产业方面跨越模拟化阶段而一步进到数字化阶段,农业上更多地依靠信息技术和生物技术等就是证明。 所以,采取的对策应该是:既要加速工业化、又要推进信息化,以信息化带动工业化。要抓住机遇、迎头追赶、局部突破、跨越式发展。 三、 以信息化带动工业化 这要从信息产业化和产业信息化两方面来做。 1. 大力发展信息产业,实现信息产业化 最近十年,我国信息产业突飞猛进,电子、邮电、广播电视行业发展很快,信息装备提供能力、信息传输能力和信息服务能力明显增强,为我国信息化发展奠定了基础。特别是计算机硬件产业,平均每年以45%以上的速率增长。从1993年开始实施的“金桥”、“金卡”、“金关”、“金税”等信息化重大工程取得成效。国家公共经济信息网工程、计算机互联网工程、公用数据网等国家信息基础设施已经启动和实施,通信基础设施和网民已经覆盖了中国的重要城市。世界上最长的京、汉、广光纤通信干线已经开通,七横八纵的光纤通信网络正在建设。国家及许多省市和部门都制定了信息化发展规划。信息技术和信息产业在我国社会和经济发展中的作用和影响越来越大。 (1)要把信息资源开发利用作为信息化的核心内容,抓好宏观经济决策、工农业生产、科技教育和社会生活等领域的信息资源开发; (2)要加强国家信息网络特别是高速宽带信息网络的建设和管理; (3)通过国家信息化建设带动信息产业的发展,大力开发超大规模集成电路,加快发展信息设备制造和软件产业,提高自主开发能力和系统集成能力; (4)集中力量加快“金”字工程的建设; (5)积极发展信息服务业,改善电子信息产业内部结构,服务于国民经济及社会发展的各个领域; (6)促进科技教育领域的信息化,提高科技教育水平,加快信息化人才培养,提高广大劳动者信息化技能,增强全民信息化意识; (7)加快国民经济重点领域的信息化建设; (8)与行政管理和技术管理相结合,抓紧制定信息化立法规划,逐步形成信息化法制体系。 2.用信息技术武装传统工业,推动产业信息化 (1)用信息技术武装、改造和提升传统产业。通过微电子、计算机、网络技术的应用,推动产业研究开发和设计水平的提高和工艺技术的变革。例如,在机械制造业发展计算机集成制造系统(CIMS),以信息技术为主要手段,运用各种先进工艺技术和管理方法,把企业的技术、经营和人员集成起来,把机制的改革、机构的改组、技术的改造和科学管理集成起来,这是加速传统制造业工业化、现代化和信息化的切入点和必由之路。 (2)通过电子商务特别是企业间电子商务的应用,推动营销、运输和服务方式的变革,降低成本,扩大工业品市场规模。 (3)通过促进信息产品与传统产品的融合,以及信息技术在新产品中的广泛应用,增加产品的信息技术附加值。 (4)加速企业生产、经营管理的信息化进程,实现现代化管理。突出全球化的"现代意识管理", 突出知识化的"智能资本管理", 突出网络化的"模块组织管理", 突出产销一体化的"生态营销管理", 突出创新化的"技术开发管理", 突出竞争化的"人才激励管理"。从而盘活存量资本,提高生产质量和工作效率,增强企业的活力和竞争力。 四、 应用信息技术,加速航空工业发展 航空工业是典型的制造业和高技术产业,信息技术的应用和信息化对航空工业的振兴发展具有重要意义。航空产业信息化,就是运用先进的信息技术和现代管理思想,实现研究、设计、制造、试验、生产、经营、采购、维护、管理等全过程的自动化、网络化和智能化。具体包括研究设计的信息化、加工制造的信息化、试验的信息化、管理的信息化、经营贸易的信息化和保障服务的信息化。 为了实现这个目标,需要抓紧三个方面的基本建设: (1)信息基础设施的建设,包括全行业通讯网络和各单位的园区网; (2)信息资源的建设,包括各种数据库和资料库; (3)信息应用系统的建设,包括各单位、各部门、各专业的应用系统。这是信息技术与各应用领域专业技术相结合的多学科互相渗透的复合系统,是信息化建设的主体和难点。 产业信息化是涉及许多方面的系统工程。针对我国航空工业的具体情况,建议抓住主要矛盾,重点突破,逐步推进。笔者以为,研究设计信息化和加工制造信息化是最影响全局的重要关键,应集中力量首先加以突破。 研究设计信息化,核心是推广应用计算机辅助设计技术,包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助分析(CAE)、计算流体动力学(CFD)、计算结构力学、计算材料学和数值仿真等。通过计算机数值计算和仿真,可在加工制造之前提前进行航空产品部件、系统和整机的性能、耐久性、可靠性及重量的计算、评估和优化,减少或省去“设计——加工——试验——再设计”的多次循环,使航空产品从“传统设计”转向“预测设计”的新阶段。 加工制造信息化,核心是推广应用计算机集成制造系统(CIMS),包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机质量控制(CAQ)、制造资源管理系统(MRPⅡ)等及其集成。CIMS工程的目标,就是实现多个厂所异地协同无纸设计制造航空产品。 计算机辅助设计系统和计算机集成制造系统的推广应用,将大大缩短航空产品研制周期,节省研制经费,提高研制质量,从而加速航空工业的振兴发展和现代化。 工业发展论文:制约中国化纤工业发展的资源因素及对策 第十一届中国国际化纤会议在东北老工业基地沈阳隆重召开。中国化学纤维工业协会常务副理事长叶永茂发表题为《制约中国化纤工业发展的资源因素及对策》讲话。(内容有删节) 一、资源因素严重制约“十一五”行业可持续发展 (一)“十一五”总量需求矛盾进一步加剧,各类原料仍会有较大缺口 1、根据正在编制的纺织化纤“十一五”规划总量目标,新增产能所需原料总量可能超过1000万吨。 到2010年中国纺织纤维加工总量将由2008年的2416万吨(2008年预计2570万吨)规划发展到3400万吨,其中棉、毛、丝、麻等天然纤维用量为1160万吨,使用化纤用量将达2240万吨,比2008年增加57%。新增各类化纤原料将可能超过1000万吨。 2、在化纤生产中,涤纶产能仍将可能占到总量近80%,届时涤纶产量约1750~1800万吨,配套聚酯若包括瓶用、非纤,则总量约1900~2000万吨,(约需PTA1600~1700万吨,EG650~680万吨),锦纶产量100万吨(使用量约125万吨);腈纶产量100万吨(使用量约145~150万吨);估计CPL、AN等需求量均将超过100万吨。 (二)全球石化原料“紧缺”,“高价”影响长远,提高中国资源利用效能,迫在眉睫。 1、中国是世界上第一大煤炭、第二大石油消耗国,伴随以石油、天然气、煤炭为代表的“化石资源”的短缺,与油价大幅上涨,高位振荡,对中国和世界经济影响深远。 我国能源消费位居世界第二,在一次性能源消费结构中,原油占23%~24%,2008年中国进口原油12281.5万吨,比上年增长34.8%;净进口原油11732万吨,增长41.3%,进口量占表观消费量的42.1%,随着我国经济建设速度的加快,对国际原油需求依存度将继续增大,预计2010年有可能突破50%; 我国石化工业近年来发展迅速,成绩卓著。我国炼油能力超过3亿吨/年,位居世界第二,乙烯产能达630万吨,位居世界第三,五大类合成树脂和合成橡胶位居世界第四,轮胎世界第二、涂料世界第三位。但由于多种原因,总体竞争能力及综合成本与先进国家仍有较大差距。据有关部门统计,目前全国原油加工企业约170家,平均规模仅200万吨(世界平均规模540万吨/年),最大的炼油厂规模也只有1600万吨,与世界先进水平有较大差距。我国16个乙烯生产企业的18套装置分布在12个省份,相对分散,平均规模30万吨(2008年世界平均规模就已达45万吨),乙烯装置作为龙头装置,由于规模偏小,导致下游石化产品链规模小,成本高,这也导致我国合纤原料成本偏高,竞争力差。 目前,我国三大合成材料及部分有机化工原料市场占有率只有一半,另一半要依靠国外进口,显然,石油化工产品的紧缺、高价,影响是多品种的、全局的、长远的,事关产业安全和可持续发展这必须要高度重视,深入研究。 2、由于技术、资金、管理等多种原因造成资源的不合理开发和利用,使中国能源和资源利用效能低下,目前我国综合能源利用率约为33%,比发达国家低10个百分点;单位产值耗能是世界平均水平的2倍多,是美国的4.3倍,是德国、法国的7.7倍,是日本的11.5倍;主要产品单位能耗平均比国外先进水平约高40%;我国化纤行业也是能耗、物耗大户,与国外消耗水平差距较大,亟待在“十一五”期间,节能降耗,提高整体资源利用水平。 (三)生物资源技术发展迅速,全面推进已初露曙光 为了能从根本上解决“化石资源”短缺乃至枯竭的严峻局面,世界各发达国家,正从战略上全力研发以可再生的玉米、大豆、甘薯、秸秆、速生林材等农林资源为主体的生物质工程技术等新材料、新能源。目前已取得多项产业化成果。如PLA,PDO ,PTMG,多元醇等。国内也在加紧研发,目前在生物酒精车用燃料,竹浆、麻浆等已实现产业化,在PLA,PDO,多元醇,兰胺、玉米秸秆等生物质技术研发上,也取得阶段性成果。 “十一五”期间,要从战略高度加强国内外高新技术合作,突出重点,扶优扶强,努力建立海内外人纤浆粕基地,特别是加快兰胺、竹、麻等速生林木资源产业化技术项目的研发。探求与国外进行技术合作的可能,利用好我国广西、海南等地区兰胺等速生林材。 二、政策建议 (一)采用多种形式,进一步推进化纤原料工业快速发展 采用多种形式,推进化纤原料工业的快速发展,结合行业“十一五”及中长期发展规划,从战略全局上深层次研究相关产业政策,充分利用好国内国外两个市场,两种资源的最佳组合。新上的原料项目,一定要追踪借鉴国内外最新技术,坚持先进实用,高起点、低投入,具有国内外市场竞争能力的优质产能。 (二)工贸结合,协调运作,推动国际化、现代物流商贸网络建设 目前,我国化纤原料进口量已超过1100万吨,约占世界贸易量的1/4(不计跨国公司内部贸易),这么大的商贸活动,一定要重视工贸结合,协调运作,推动国际化、现代物流商贸网络建设探求长期合同和期货交易的可能性,减缓国际市场上可能的价格波动空间。同时,随着“十一五”期间,国内原料项目的快速发展,也要高度重视相关的烯烃、芳烃、苯、二甲苯等基础石化产品信息的快速捕集和动向研究。 (三)严控能耗高、污染大、水平低的各类常规品种项目过快发展 严格控制低水平常规品种的“趋同”性超速发展,严格控制能耗高、污染大、水平低的各类项目(包括招商引资等进口项目)的建设实施。加强行业产业政策研究和投资预警系统定期,以指导行业在新时期“在发展中调整,在调整中升级”。推动化纤行业真正由数量型向效益型实施战略转变,向技术强国奋进,推进可持续发展。 (四)加速生物质工程新材料、新能源研发,建设海内外人纤浆粕基地 按照国家发改委战略部署,“十一五”期间,要切实推进生物质工程技术产业化研发,借鉴国内外高新技术,扶优扶强,突出重点,对技术研发较为成熟,市场应用前景较为广阔的要优先安排,如聚乳酸,丙二醇、竹、麻纤维等等。 (五)维护产业安全,加强政策研究,解决关税倒挂问题 加强后过渡期维护产业安全政策研究,尽快解决好化纤原料与纤维产品进口关税倒挂,影响行业健康合理发展。 在原料发展严重滞后的同时,化纤原料与其对应纤维进口关税却存在倒挂。虽然入世后,化纤原料关税也在逐年降低,但部分品种关税倒挂十分严重。例如2008年PTA承诺税率为9.7%,与涤纶纤维倒挂4.7%,到2008年降到6.5%,也倒挂1.5百分点;而CPL(已内酰胺)承诺税率已经降到9%后不再下降,而锦纶纤维已降到5%,倒挂高达4个百分点。AN(丙烯腈)与腈纶纤维倒挂1.5个百分点。原料关税倒挂,既不符合国际惯例,更不利于合纤工业健康合理、可持续发展,也不利于下游纺织、服装产业整体竞争力的提高。 (六)加强各级复合人才培养和专业技术队伍建设 加强新时期化纤原料行业各级复合人才的培训和科技队伍建设。要特别重视科学管理、安全生产、环境保护和各项法规的建设。 随着新时期众多化纤原料项目的实施,作为一个有别于化纤生产的石油化工企业,科学管理和安全生产至关重要,面对国内外新的竞争环境和竞争对手,化纤原料企业领导和各级班子都要十分重视,知识更新、管理升级和国内外技术和市场发展的新动态。推进企业健康、良性可持续发展。 工业发展论文:有机化学工业发展的探索 20世纪30年代后,我国出现了以乙炔为新能源的有机合成工业,其在能源的高效与节约上提供了很大的帮助。20世纪40年代后,由于石油和天然气等新型高效能源在我国的开采,国内的有机化学工业又逐渐向合成橡胶、合成纤维及合成塑料等物质生产方面发展。自90年代至今,由于石油等不可再生能源在我国过度开采,其资源日趋枯竭,经济成本日渐提升,为保证我国有机化学工业的经济发展,其主要研究的目标又逐渐向煤炭方向靠拢。以煤炭为原料的有机化学工业发展已经成为我国未来有机化学工业发展的一个重要方向与目标。1.3有机化学在煤炭企业中的具体应用与发展在煤炭企业资源发展方面,有机化学工业对其具体的应用主要表现在其对原煤材料的处理之上。煤炭企业采用了有机化学加工的手法,通过焦化、液化及气化等加工流程,使原煤材料经过大量化学加工与处理,最终获得相应基础气体、液体、固体燃料及相应化学成品。然后针对于不同物质的用途,进行相应的使用或是二次加工,如原煤处理后的煤焦油就需进行二次的加工、提炼。在国际市场上,我国是世界上最大的煤化工生产国,其所生产的煤制合成氨、煤制甲醇与电石气在国际上有很大的影响。可随着20世纪石油天然气的发现与使用,传统的煤炭化工曾逐渐被人们所忽视,但由于现如今国际能源的危机,以石油替代为目标的煤炭有机化学工业又逐渐被人们所重视。 煤炭有机化工发展的目的与意义 1有利于替代石油能源,实现煤炭高效洁净转化 结合我国煤炭工业现状,发展以煤炭为原料的有机化学工业,是解决企业对能源需求稳定而持续的要求,进而不断推动我国经济发展。在实际操作中,主要应用煤炭液化的手法,使得传统煤炭向高能石油的功效上相似的过度。其中液化的方法主要分为2类:直接液化与间接液化。直接液化是指工人在煤炭加工中通过对煤炭施加高温高压作用,使其直接加氢裂化成为油料产品;间接液化是指先直接对煤炭原料予以气化净化,得到氢气与一氧化碳等初级产品,之后在高温高压及催化剂作用下,合成相应的油料产品。此种方法对煤炭资源高效率的应用有着很大的促进作用,有利于对石油能源的替代,对当下能源资源危机的化解起到一定的缓解,进而提高了我国在能源经济上的国际竞争力。 2促进煤炭焦化工业,提高生产附加值 在传统的煤炭能源利用方面,由于其使用的技术与设施的局限,使得煤炭的利用上低效化,为此在今后煤炭企业发展过程中,为减少这样的浪费,我们需通过在原始煤炭利用的基础上,融入有机化学的技术,从而获得高效的能源利用效果,间接的对生产产品附加价值予以提升,其中煤炭焦化工业就是提升能源效率利用的典型代表。在煤炭焦化过程中,生产者一般以原煤为资源,在隔绝空气的环境下,经由高温高压的特殊处理,以此获得焦炭及其相关煤焦油、煤气等附属产品。在获得这些分解产品后,我们还需对其进一步加以处理与利用。如煤气可以直接收集输送给生产企业与大众用户使用,焦炭可用于制备水煤气或是用来合成有用的原料气体,对于煤焦油这一多成分混合物的利用,可采用提纯分离的方法,以获得多种原料产品,通过以上的方式有效提升煤炭资源的利用效率。 3综合利用废弃能源,促进能源可持续化发展 在煤炭开发过程中,一般伴随着煤层气的释放,在过去由于开采与利用技术的限制,往往将其视为一种有害的气体,加以随意的排放。但随着近代煤炭利用与有机化学工业的不断进步与发展,科研人员现已探明,煤层气实质是一种新型的高效优质性洁净化工能源,为此需对其认真利用,以此实现对于废弃能源的综合利用,变害为利,促进能源的可持续化发展。 未来煤炭有机化学发展目标与技术改革 1以煤炭为原料的有机化学工业发展存在的缺陷 (1)煤炭有机化工技术水平不高,进步缓慢受我国科技水平的影响,我国在煤化工等方面的工业更新进展非常缓慢,虽煤化工供应发展至今已经有100多年的历史,但我国煤化工基础技术工艺基本没有突破性的大提高,做过的一些技术的改进真正应用与工业化的也不多。虽然在此期间,我国也做过向国外引进先进的技术,但总体而言,由于我国自身环境的限制,大型的煤化工设备与技术并不能完全适用于我国的发展,其引用技术对我国煤化工全局化技术改革的带动作用极为有限。(2)全国煤炭有机化工低水平重复建设严重由于不同的化工产品应用范围不同,市场广度也有不同之处,为此我国煤炭有机化工发展出现了低水平重复化建设现象,主要表现在对于市场较广,应用于生活生产较多的有机产品,全国煤炭化工企业集中向此方向生产,由此导致了某些有机化工产品生产过量,造成市场供大于求,由此大大影响了煤炭化工企业的经济正常发展。(3)技术开发机制不完善在我国,煤资源是最为主要的能源主体,为此实际生产中,企业侧重于其原材料的提取与开发,但对于煤资源相应的转换技术并未放在主要的地位,企业对其关心的投入力度远远不够,为此造成了煤炭有机化工在技术提升上的缺陷,进一步造成了我国煤资源技术与国外的差距。 2未来工业发展改革与创新 (1)实现一体化构想根据现代煤化工技术密集型和投资密集型的特点,若想实现其经济效益的提升,需要实现其一体化的构想。所谓一体化是指,在具体的化工企业中,企业为将大型的煤化工应用设备、大型电力设施与实际煤矿相结合,而提出的一种整合式一体构想。其主要是将煤化工装置直接建立于矿区或是临近与矿区的地带,实现煤化工与煤矿开采工作协同配合,以此达到减少煤炭运耗上的资金投入,实现对煤炭资源合理化优化配置。(2)实行基地化生产所谓煤炭有机化工基地化,是指在有机化学工业中,企业团体内部在布置相关部门企业的过程中,根据其内部特有属性与工业生产流程,对企业群体地理与配合上予以合理配置布局,以此发挥出企业集聚的效果,实现煤炭有机化工资源配置效率与效益的提高,谋求有机化学工业集约化经营,真正做到对现有煤炭资源的高效合理化利用。(3)努力开发有机化工新技术为了实现我国有机化工发展向现代化与大型化转变,提高煤炭化工水平,以此加强煤炭资源对石油能源的取代效果,相关工业部门必须在其企业发展过程中,努力加强有机化工新技术的开发工作。对于有机化学生产工业而言,只有在技术上寻求突破才能真正实现其企业的发展,与我国能源战略目标的实施。 结语 在当前经济危机与石油能源紧张的环境下,为保障我国经济发展的稳定性,缓解我国能源供需矛盾,需积极借鉴国内外先进的煤炭有机化工技术,扬长避短,大力开展以煤炭为原料的有机化学工业发展事业,以此充分利用我国丰富的煤炭资源,实现国际呼吁的能源节约与高效利用的目标。通过以煤炭为原料的有机化学工业的发展,可以生产出一定数量的石油替代品与化工产品,借此提高我国能源利用在国际上的水平,提升国家国际竞争力,实现能源、环境与经济三方面协调的共同发展,完成我国经济可持续发展的目标。 作者:赖寒单位:重庆教育学院生物工程与化学系 工业发展论文:乡村工业发展的制约原因及思路 中国经济规模已达世界第二,国民收入也进入世界中等行列,那么当前我国市场化进程尤其是西部地区的市场化程度如何?改革开放三十多年来,中国各地区的市场化程度和市场开放度都得到较快发展,从而为农村工业的发展提供了制度上的保障,但衡量市场化进程并表明各地区在体制改革方面差距的五大指标(政府与市场的关系,非国有经济的发展,产品市场的发育,要素市场的发育,市场中介组织和法律制度环境)却差距很大,而体制上的差距是导致地区经济差异的重要因素。2005年全国市场化平均水平6.52分,东部8.23分,西部4.93分,东西部之间具有明显差距。可见,西部不仅市场化程度低,而且市场化进程缓慢,说明西部经济体制改革滞后,经济发展政策没能为市场机制充分发挥作用提供条件,从而阻碍了西部农村工业发展。 资金严重缺乏。西部自然条件先天不足的状况,严重制约着投入产出的比率,相对于东部而言,同工同劳同投入但不同酬同产出是西部工业尤其是农牧业的真实状况。传统农牧业剩余很少,不能为发展提供资金积累,加之长期以来国家的宏观经济政策,使西部农村工业资金积累严重缺乏,因而阻碍了农村工业经济的发展。以2004年全国乡镇企业固定资产投资完成额来看,当年完成投资额15705.9亿元,其中东部占56.1%,中部占35.1%;而西部仅占8.8%,投资比例严重失调。同时,由于自然条件及环境的限制,西部地区引进外资和国内其他地区资金的比例也远远低于中、东部地区。 环境条件桎梏。西部80%左右为山区和高原,由于先天的自然条件和所处的恶劣环境以及人为的破坏,基础设施完善、环境修复改善的难度很大,长期以来导致西部投资环境不佳,区域内农村工业市场竞争力不高,区域内乡镇企业市场竞争力低,后续发展能力不强。加之由于地处位置的先天不足,经济社会结构封闭性强,对外开放的难度加大,形成对市场化进程推进的天然阻碍。因而可以说,西部农村工业化发展滞后与其相对不利的区位条件是直接相关的。 人力资源的制约。西部人力资源呈二元格局,一批高科技人才同大量的低文化素质者并存,加之人才流失严重,已完全不适应农村工业的快速发展对高技能人才的要求。据统计资料显示,西部不识字或识字很少的人口数占在业人口数35%左右,比全国平均水平高6%,比东部高9%。因而,西部教育水平的低,劳动者素质的差,人们思想观念的封闭,直接影响了西部地区农村工业化的发展和进程。 西部突出的二元经济社会结构,严重阻碍了西部地区经济社会的全面持续快速健康发展。对于西部农村来说,实现经济社会结构的转变,实现城乡统筹发展,发展农村工业是关键,因而要在发展的思路上善于敢于勇于创新。 要把为民富民强民作为推进西部农村工业发展的终极目的。西部地区资源富集、能源资源蕴藏丰富,在我国建立健全工业体系和加速实现工业化过程中,西部作出了重要贡献。但同时由于过分强调东西优势互补,造成东西区域经济发展的不和谐不稳定。虽然在此过程中也在西部投入了大量资金,建立了一批初级生产企业,但当地居民并没有从中得到多大好处。国际经验表明,当一个国家的经济发展水平达到一定阶段后,更要注重区域经济协调发展,因而在目前,更应注重西部尤其是西部农村的发展,增强农村工业竞争力,创造就业机会,提高居民福利水平,以民富为先、民富为本,把为民富民强民作为加快西部工业化的最终目的。 要充分发挥后发优势促进西部农村工业发展。要加快西部乡镇企业的发展,充分发挥其所特有的后发优势。西部的后发优势很多,如国家扶持和政策优惠、西部大开发政策、西部的特色经济和优势产业、丰富的自然资源和旅游资源等都为西部加快农村工业化进程提供了有利条件。同时,西部也可以通过加大向东部学习和模仿力度,加大自主创新,由后发利益驱动的引进学习型转向主要由先发利益驱动的自主创新型转变,从而把潜在的后发优势转化为现实的市场竞争力。 要发挥比较优势选准西部农村工业发展方向。西部有丰富而低成本的劳动力,有丰富而价格相对低廉的自然资源,还有许多富有特色的优质农、林、牧、副、渔产品,非常适合发展特色农业。同时,西部农村劳动力的耕地拥有量约为东部地区的2倍,因而具有发展农业等土地密集型生产的潜在比较优势。技术是西部农村工业发展除了资本、制度之外的又一个稀缺要素,在技术选择上必须与其要素禀赋结构相适应,因而在农村工业发展的技术选择上要以劳动密集型技术为主。 要推进西部农村工业结构优化升级。要遵循比较优势原则、产业深化原则以及可持续发展原则,与就业结构调整、生产技术进步、农业结构调整相结合,对农村工业结构进行转换,推进农村工业结构有效的优化升级,才能实现西部农村工业健康有序发展。 要推进西部农村工业制度创新。从整个农村改革和农村工业化进程中所取得的成就来看,制度变迁进而进行制度安排和创新对其产生了重大的影响。要推进企业产权制度创新,明晰农村企业产权,推进产权结构多元,消除政府对企业财产权的侵犯,取消不合理制度,保证权利人财产安全。要进行司法体制改革,使权利人建立起对自身正当权利的预期。要加大对外开放,加大教育力度,提高人口素质,加强实用技术方面培训。在非正式制度创新方面加大解放思想力度,营造崇尚知识、财富和企业家的良好氛围。 作者:李学良孙克勇 工业发展论文:航空工业发展途径与对策 集群创新体系的概念及内涵 对于产业集群可以有不同的分类,不同的产业集群与创新体系之间的关系是不同的①。此处主要探讨高科技制造业的集群与创新之间的关系。 (一)集群创新的概念什么是产业集群。迈克尔•波特把产业集群定义为在特定领域内相互联系、在地理位置上相对集中的企业和机构的集合体②,包括一批对竞争起重要作用的、相互联系的产业和其他实体,并向下延伸至销售渠道和客户,或从侧面扩展到辅助性产品的制造商,以及与技术、技能或投入相关的其他企业(邵云飞、杜晓明,2011)。“集群的动态演化就在于企业间的区位竞争、设备与服务的供应、投入要素(人力资本、研究设施、风险资本)与需求要素的集中”(JorgeNiosi&MajlindaZhegu,2005)。产业集群可以看成是对企业科层制组织或垂直一体化组织的一种替代(赵海山,2009)。在经济全球化的今天,产业集群化已成为全球性的经济发展潮流,产业集群构成了当今世界经济的基本空间构架(杨冬梅等,2005),在区域竞争中扮演重要的角色。什么是区域产业创新体系。根据麻省理工学院产业绩效中心的定义,区域产业创新体系是指包括专业化的设备与服务供应商和客户在内的各种企业,以及大学、研究机构、培训机构、标准设定机构、地方贸易协会、规制机构、技术转移机构、商会、政府机构等在内的相关非市场主体,在空间上高度集中,并围绕某一特定的商业领域共同创造新的技术、产品和服务。从以上定义可以看出,产业集群概念更多地是从空间的角度强调产业的关联性,而区域产业创新体系则是从时间的维度强调创新在区域产业发展中的重要性。对于高科技制造业来说,二者的地域范围和构成主体完全一致、功能目标和网络结构高度重叠、动力机制和演化路径高度统一(李琳,2004;杨冬梅等,2005)。因此,我们把区域产业集群和区域创新体系的高度融合统一称之为集群创新体系,或称创新集群。③ (二)产业集群与区域创新体系的关系产业集群是提升区域创新能力的有效途径,是区域创新体系的重要载体,区域创新体系的有效运行又会加速产业集群的形成。对于高科技制造业来说,集群和创新的关系就更加密切。产业集群的一个最主要的优势便是其创新的效应。集群企业的创新效率要高于非集群企业,增长也更快(Baptista,R.andSwann,1998;JunKoo,2005)。集群催生创新的原因在于:集群的竞争压力有利于促进原始创新;集群的“临近学习”和“知识溢出”效应有利于学习、消化、吸收、再创新;集群的“协同效应”有利于集成创新。因此产业集群能够促进创新的涌现。反过来,创新又促进集群的形成与发展。产业集群形成的原因有很多,如靠近原材料供应地、寻求高质量的供应商、靠近高素质人才供应地、利用地方知识积累、靠近本地化市场等,而地方的创新能力也是促进产业集群形成的一个重要原因,特别是对于高科技制造业,情况更是如此。创新要素集聚及创新成果的不断涌现是促进产业集群发展、提升其竞争优势的根本途径(李大为等,2011)。集群的创新能力直接关系到集群内部企业的竞争力,因此集群的创新能力越强,则集群内部企业的竞争力也越强,对其他地区的企业吸引力也越大。集群促进创新,创新又进一步促进集群发展,从而形成区域经济发展的良性循环。 (三)集群创新体系的构成与创新源泉集群创新体系可分为点、线、网、面几个不同的层次。“点”主要是指不同企业所构成的创新主体;“线”主要是指不同主体之间的关系链条;“网”则是指由大学、科研机构、企业、相关主体构成的产业网络与创新网络;“面”则是指创新网络存在的环境。它们也共同构成了集群创新的体系(见图1)。集群创新主体是指参与创新过程的各个机构和个人。包括企业、政府、大学、科研机构、中介组织等,它们构成集群创新的主体。集群创新网络是指创新过程本身是一个由企业、政府机构、大学、科研机构、其他主体构成的相互激发、反复迭代的复杂网络过程。由于现代科技与产业越来越复杂,单个机构和个人很难完成复杂的创新活动,需要多个主体之间的密切配合,这就需要有各种正式的、或非正式的网络把不同的创新主体联系成为一个整体,发挥其单个主体所无法完成的功能。对于高科技产业及创新密集型产业来说,更是如此(NickCliftonetal.2011)。通过这些交互式、重复性、网络化关系,集群创新主体可以发现更多的商业机会,促进商业模式与技术产品的创新,完成复杂产品的合作研发与生产,实现集群内部知识的流动与溢出,并在网络内部形成一定的治理结构,因此,网络结构及其制度安排被看成是区域经济增长的基础。此外,随着世界经济一体化进程的加快,集群间、区域间及国际间的创新合作也越来越多,这种跨区域的合作网络对于区域的长期发展也至关重要。集群主体和集群网络都是在一定的创新环境中生长的。创新的缺乏是因为缺乏创新的制度和环境。创新集群的发展是渐进性和累积性的,经过一定时期的发展演变后,集群内相关主体经过长期的交互作用,就会创造出知识、技能、专业化服务、机构支撑结构、金融协议、基础设施和共同的合作与互惠信用标准。这就共同构成了集群创新的环境。这种环境成为推动区域创新的财富。在一个创新集群中,创新主体越多、创新网络越密集、创新环境越优越,这样的创新集群发展潜力也越好、竞争力也越强。正因为此,一些学者认为制度和机构是决定创新能力的重要因素,互动的学习机制和网络是创新体系的生命力(杨冬梅等,2005)。 航空工业集群创新体系的结构与构成 (一)航空工业集群创新体系的结构航空工业集群创新体系由生产系统与科技创新系统共同组成。生产系统为科技创新提供需求和牵引,科技创新系统则为生产系统提供支撑和动力。其基本结构如图2所示。 (二)航空工业集群创新体系的构成 1.集群创新主体。航空工业的发展需要多个创新主体的密切配合,不同的创新主体承担不同的责任和功能,提供不同的创新产品和服务。具体包括:大型国家航空实验室(包括军用与民用)。国家军用航空研究中心主要负责军用航空科技的基础研究、应用基础研究、先进技术和作战概念的开发;国家民用航空科技研究中心主要负责民用航空科技的基础研究、应用基础研究、先进技术开发。军用航空技术和民用航空技术具有很多通用性,民机技术多半都来自于军机技术。大型国家航空实验室相当于一个“旗舰租客④”,既可以成为航空科技创新的“源泉”,又可以成为航空工业发展人才集聚的“蓄水池”,有利于吸引高科技企业的集聚。另外,这些研究中心和大学科研机构科研人员的创业活动也是加速高科技企业集聚的重要途径;这些大学科研机构所创造的航空科学技术既可运用于航空部门,也可运用于其他部门,从而催生新的产业门类,因此也会吸引或集聚相关门类的产业集聚。大型航空工业公司(包括总成商、关键分系统制造商)。航空工业集群是典型的“中心辐射式”产业集群,其中心就是大型航空工业公司。由于航空工业投资巨大,工厂的使用寿命较长,因此航空工业的区位选择具有巨大的惯性,并具有不断自我强化的趋势,因此大型航空工业公司的建立是航空产业集群形成的根本原因(NiosiandZhegu,2005);大型航空工业公司不仅处在产业链的顶端,成为“锚定”众多上下游企业的“旗舰租客”,其技术研发成果的外溢也将成为促进地方产业集群形成的重要推动力量。此外,这些大型航空工业公司与国际航空工业巨头保持密切联系,可以广泛吸收国际航空科技进步的成果,并通过业务分包、技术资料共享、人员培训与科技人员创业等途径向本地企业进行转移,其发展将引领整个航空产业集群的发展进程。在世界大型航空工业中心区,都有一家或几家大型航空工业公司的存在。中小型航空工业公司。这些中小型航空工业公司按照大飞机公司提供的技术标准和参数设计生产产品,主要提供各种部件和零件生产,包括新型材料、机载设备、机场设备、导航与空管设备、仪器仪表、维护与保养等。小企业及其创新精神一直被认为是产业集群形成的原因和创新活力所在。对于航空产业集群来说,这些中小型航空工业公司既为那些大型航空工业公司提供零部件,也会为其他行业部门提供产品,因此,航空科技的溢出效应主要发生在这一层面上。⑤与航空工业高度相关的其他行业企业。与航空工业发展高度关联产业包括冶金、电子、通讯、新材料、发动机、装备制造、精密机械、仪器仪表、石油橡胶、宇航工业、国防工业、计算机软件与仿真模拟等;其后向关联产业可带动飞机销售、飞行训练、飞机维修、商业物流、金融保险、航空旅游等行业的发展等。这些行业成为连结航空工业与其他产业的中间节点,不仅能够为航空工业的发展提供各种技术和产品支持,同时也会从航空科技工业那里获得知识溢出,从而共享航空科技创新所产生的技术成果,并促进区域高科技产业的多元化。外围辅助业务公司。这些公司包括软件、物流、金融、风险投资、管理咨询、国际贸易、中介服务、人才市场、实验与评估、技术服务中心与技术交易所、孵化器等服务机构,它们是知识密集型的服务性产业。这些外围辅助业务公司为航空工业企业提供技术、信息、智力、资金和政策支持,调动集群内的各种主体参与共同创新,并推动技术创新成果的快速产品化、市场化、产业化。大学及其附属科研机构。主要负责人才培养和基础研究,参与航空工业企业和国家实验室的联合科技攻关,与这些机构一起构成地方航空工业发展的知识与创新基础。这些机构培养的人才包括科技研发与创新人才、航空工业发展所要求的工程师和技术人才、管理人才、专业服务提供者(如律师、会计师、咨询师等),这几类人才对于一个高科技产业集群的形成必不可少。航空工业的客户。包括航空运输公司、军方客户、其他通用航空客户,他们向航空工业公司提出市场需求,影响甚至决定着航空科技及产品研发的方向。因此,航空工业企业必须与这些客户建立良好的合作关系。航空工业公司在产品开发过程中,需要吸纳客户方代表进入自己的产品设计团队,听取客户方的意见,把这些客户的需求纳入自己产品一体化的设计过程之中,在产品交付使用过程中随时听取客户方的反馈意见以便及时改进产品设计。政府。这里的政府包括中央和地方的各级政府部门。各级政府应根据航空工业发展的要求不断创新制度安排和产业政策,给予航空工业持续不断的“量身定做”的支持,为航空工业企业提供创新性的公共产品和公共服务,包括基础设施、产业政策、制度环境等。 2.集群创新网络。由于航空工业产品需要集成多个学科知识和成千上万的零部件,这种高度复杂性使得单个企业无法完成大型飞机所有的研发制造业务,其生产必须采取转包协作的方式,这就决定了其生产组织模式宜采取“核心企业+配套供应商”的集群化、网络化、全球化发展模式(见图4)。航空工业集群内部网络(区域网络)。集群内部网络是由以上各个主体间相互依赖、相互作用,构成一个航空工业的生产与创新网络,即集群创新体系。集群内部网络可以从不同的角度进行分类。如生产网络(供应网络)、销售网络、技术网络、信息网络、社会网络等;如产业内网络与产业间网络等。集群内部网络更有利于隐性知识的传播。由于集群内部网络的建立有赖于地理位置上的临近,所以在产业布局规划时,要尽可能地把与航空科技工业有关的项目放在相邻的地方。航空工业集群外部网络(区间网络)。区域内航空工业的发展不仅需要形成区域内的创新网络,更需要跨区域的合作网络,包括国内网络与国际网络。区域科技生产网络必须融入国际国内网络之中,才能保持其创新活力和竞争能力。目前,世界上没有任何一个地区或公司可以单独研制一架大型飞机,一般都要依靠国内或国际其他地区或公司的产品为自己配套。航空工业作为高度国际化的产业,必须参与到国际分工合作之中,以获取技术、降低成本、建立长期合作关系等。航空工业的一个显著特点就是随着航空制造业分包业务的不断增长,从而形成航空制造业的全球供应链,这使得世界的不同地区往往集中于不同的子系统,而最终组装只在少数几个核心地区。集群外部网络可以通过跨国公司、联合投资、合作研发、国际贸易、许可证生产、承接外包业务、国际技术转移、生产与技术联盟、国际学术交流、人才的国际流动等途径来实现。集群内部网络可以保证航空工业的区域根植性,有利于信息交流、合作创新、技术扩散和地方经济发展;而集群间网络则可以保证区域产业集群时刻与国际国内航空科技发展同步,避免技术过时和集群退化。对于航空工业而言,JorgeNiosi&MajlindaZhegu(2005)就认为,区域间(包括国际与国内)的知识溢出对于大型航空工业企业保持技术的先进性更为重要。这就要求一个地区或企业要把自己放在国际国内航空科技工业生产与创新网络之中,成为其中的一个重要节点。地方政府在构建区域航空科技创新体系时,要积极实施科技开放互动战略,开展跨区域科技合作和跨区域创新体系建设,推进产业集群融入更大区域乃至全球产业价值链体系。 3.集群创新环境。以上各个主体及其之间的关系会受到所处环境的制约。环境包括各种正式与非正式的制度安排,明确或隐含的政策支持,也包括各种基础设施与文化氛围等。这些共同构成了产业创新集群生长的“土壤”。 上海航空工业集群式创新发展的对策建议 如何构建航空工业创新集群呢?根据上述航空工业创新集群的结构与构成情况,构建航空工业集群创新体系、推动航空工业集群式创新发展的基本思路就是培育航空工业主体、构建航空创新网络、优化航空工业发展环境。 (一)自主培育与外部引进相结合,培育集群创新主体航空工业集群创新主体可以通过两条途径来聚集:一是自主培育,二是外部引进。随着上海航空工业集群发展壮大之后,其本身就会像一个催化剂和“吸铁石”,一方面催生本地航空工业企业的诞生,另一方面也会吸引外部人才、技术、资金、企业的进入。这样,整个航空工业及相关产业就会如滚雪球般越滚越大,这就是产业集聚中的“积累循环因果效应”。组建国家民用航空科技中心。政府通过对影响产业集群发展的某些基础性科研、共性技术与关键技术的扶持,既可促进产业集群的发展,也可体现国家科技战略规划。如果没有基础科学研究和先进技术探索的支持,航空工业的长远发展就会缺乏持续的支撑。从世界航空工业发达国家的情况来看,它们一般都在其宇航工业发达的地区建有大型国家宇航实验室。如美国NASA在全国主要宇航工业中心共建有10多个国家宇航实验室;为了支持图卢兹的航空工业发展,法国国防宇航研究院(ONERA)于1969年专门在图卢兹建立图卢兹研究中心,专门从事与宇航产业有关的应用研究。上海也应依托现有的宇航研究机构,完善其设施、扩大其规模、丰富其功能、提升其能力,逐步使之成为国家主要的宇航科研机构,鼓励其与产业界、学术界建立广泛的业务联系。大力支持大型航空工业公司的发展。大型航空工业公司有两个层级:一是大型的飞机设计总装公司;二是关键分系统(如发动机、结构、起落架、航电、液压系统等)制造商。在总成商层面,上海有商用大飞机项目和ARJ-21项目两个平台;在关键分系统方面,上海正在积极推进航空发动机和航电系统两个平台项目的建设。⑥航空产业集群为典型的中心辐射式产业集群,其中大型宇航工业企业扮演“旗舰租客”的角色,它们是航空技术进步的主要推动者,大企业的大项目形成巨大的本地化劳动力市场和市场需求,从而吸引并“锚定”相关产业和企业的入驻。因此政府要把政策的重心放在这些大企业和大项目上,关注它们发展的需要,为之提供个性化的服务,要让这些大企业参与到政府航空工业扶持政策的制定过程中来,从而制定更有针对性的政策。大型航空工业企业要加强自身能力建设,着力培育自主研发与创新能力、产品设计集成能力、项目管理能力、供应链管理能力以及特定的市场营销战略和战术,尽快实现大飞机或关键分系统的规模化和系列化生产,这样才能形成巨大的本地化市场需求,以充分发挥其产业带动和产业集聚能力。大飞机公司也要通过业务分包和合作研发等途径有意识地培育地方供应网络和创新网络,培育地方专业化供应商与研发机构,通过专业化提高本地创新能力和生产效率。此外,要通过招商引资,或者采取战略合资等方式,吸引国外大型航空工业企业进驻上海,或者在上海设立分公司。随着研发成本上升、竞争加剧以及开拓新市场的需要,这些国际航空工业巨头是有可能与中国航空工业企业开展合资合作的,我们要利用好这个机会积极开展国际合作,通过各种合作形式,积极利用国外资源和技术。大力培育中小航空工业公司。只有具备了良好的本地化配套能力以后,才可能吸引更多的航空工业公司进入本地,从而提升大中型航空工业公司在本地的根植性。要让这些中小航空工业公司成为大中型航空工业公司的配套企业,就必须提升其研发制造能力和产业配套能力。为此,需大力推行创新创业计划,鼓励创新创业,培育企业家精神;设立航空工业企业创新创业基金,鼓励科研人员创业,以促进本地航空产业集群的形成。大力发展相关产业。这些相关产业包括航空工业的上下游产业及横向关联产业,这些产业既为航空工业提供产品和服务,也为其他行业提供产品和服务;它们既可以从航空工业那里获得知识溢出和订单,又能为航空工业的发展提供必要支撑,也为上海未来的产业多元化打下基础。完善中介服务体系。重点发展包括金融租赁、风险投资、信用担保、法律与金融服务公司在内的中介服务机构,为航空工业企业提供出口贸易、科技信息、技术开发、技术咨询、成果推广、产品检测、人才培训和知识产权保护等服务。大力发展航空教育科研机构。航空工业的发展需要大量各类人才和技术支撑。知识、人才和持续的技能提升是高科技产业集群形成的决定性因素,因此要把航空科技人才、组织管理人才、技能型人才的培养、引进、再培训作为推动上海航空工业发展的基础性工作。这就要求调整高校的专业学科设置,为航空科技工业培育和输送急需的专业人才;强化大学在航空基础科学研究中的地位和作用,为上海航空工业的发展提供长远的可持续的支撑;探索产、学、研结合的办学模式,要把大学科研机构的转型作为创新集群培育的重要举措,大学要把产业界的需求作为自己科学研究和人才培养的出发点,促进大学与区域产业的联动发展,鼓励大学和科研机构建立广泛的国际联系,使之成为参与国际航空知识创新与溢出的重要节点。大型航空工业公司要加强员工的继续教育,着力提高其工程技术能力。 (二)市场导向与政府推动相结合,构建集群创新网络对于创新型产业集群来说,知识的溢出和传播扩散对于集群的发展至关重要,因此必须大力促进知识的流动,构建各种各样的、正式的或非正式的知识网络成为知识流动、扩散、转化的通道。这种网络就好比产业集群的“粘合剂”,一方面把现有企业紧密联系在一起,同时又把不断融入的新企业粘合起来。航空工业更是一个网络化特征特别明显的产业,任何型号航空产品的成功都是使用者、集成商、供应商、服务商通力合作的结果,随着航空产品复杂性的不断增加,这种合作网络也变得愈来愈复杂。只有通过长期合作,才能够在各个网络主体之间建立起充分的理解和信任关系,这对于复杂航空工业的产品设计制造和一个航空工业中心的长期发展来说是必不可少的。为此,上海必须重视各种正式或非正式的交流平台,如航空产业联盟、行业协会、基金会、学术研讨会、供需洽谈会、产业博览会、产学研联合研发与科技成果产业化、民间交往等等,要通过各种方式促进产业集群与创新网络的融合发展。由于航空工业技术与生产过程的复杂性,更需要正式的网络安排来协助整个行业解决各种技术及经济问题。在世界主要航空工业中心,基本上都有航空工业联盟或航空工业联合会这样的多边协调机构,专门负责建立政府、企业、大学、科研机构之间的联系,也可以赋予其指导、资助行业发展的功能。上海市政府可以成立专门的航空产业集群开发与助推机构,把相关利益主体集中起来,共商产业发展大计。在培育地方航空工业科技创新网络过程中,大型航空工业企业和行业协会起主导作用,而政府则应扮演发起者、引导者和参与者的角色(FrankPeckandDavidMcGuinness,2003)。航空工业是一个高度集群化、又高度全球化的产业,因此构建全球化创新网络非常必要。既要通过“引进来”吸引国外航空工业企业到上海投资建厂,为大飞机提供生产配套,做大上海的航空产业集群;又要通过“走出去”积极融入国内、国际航空科技工业体系,使上海成为国内、国际航空科技工业体系的一个重要节点。建立国际航空工业网络并不是弱化区域的重要性,正如迈克尔•波特所言:“自相矛盾的是,在国际经济中的持续的竞争优势越来越多地来自于区域性资源———知识、关系、激励等其他地区的竞争者所无法获取的东西。”也就是说,企业的全球竞争优势越来越多地来自于本地化优势。可以说,国际化与集群化、专业化与网络化是国际航空工业并行发展的共同趋势和基本特征。 (三)优化政策与完善设施相结合,塑造集群创新环境航空工业创新集群的建立与发展,离不开优良的成长环境。地方政府的职责就是通过优化政策措施和完善基础设施,为航空产业创新集群的建立、发展和创新能力的提升提供良好的环境。优化政策就是通过政府支出、税收优惠、财政补贴、信贷支持等方式加大对区域内航空工业企业、研发机构、中介组织等的支持,人为地造就一个资源与成本的“洼地”和人才与技术的“高地”,吸引外部资源流入、促进创新涌现,从而形成一个航空工业集聚区。这些政策具体包括科技研发的扶持政策、创新创业政策、人才培养与引进、投融资政策、知识产权保护等。完善设施主要是通过政府支出为航空工业的发展提供各种专用性或通用性设施,如试验测试设施、光纤通讯、港通、生活环境等。 积极争取国家层面的大力支持 航空工业作为国家战略性产业,具有高投资、高风险、长周期等特点,仅凭上海的地方之力将很难实现国家的战略目标,必须积极争取国家在宏观层面上的大力支持。 (一)优化航空工业布局,促进产业集群式发展集群化发展是航空工业发展的一条基本规律。从世界主要航空工业大国来看,航空工业主要集中于少数几个大都市地区。而我国目前的航空工业布局则主要是计划经济时代的产物,过于分散,全国主要的航空制造中心有西安、哈尔滨、贵州、四川、上海等地。其结果是彼此分隔、自我配套、交流协作不便。如果能够整合现有生产与创新要素资源,通过空间集聚,在少数几个地区形成垂直和水平分工协作的格局,就可以获得巨大的规模效益。因此需要对我国目前的航空工业布局进行调整,以促进航空工业资源的集聚。由于我国航空工业基本上都以国有企业为主,加上目前各个省份争取发展航空工业,这使航空工业产业布局的调整困难重重。因此,有必要通过航空工业体制改革和国有航空工业企业产权改革,推进中国航空工业的产业布局调整、形成产业集聚。从我国航空工业的规模来看,主要培育两个大的航空工业集群———西安和上海。 (二)改革航空工业管理体制,优化航空工业产权结构管理体制是航空工业取得成功的重要体制保证。长期以来,我国航空工业管理体制基本上一直沿袭以国有独资企业为主的、高度集中的管理体制,对外高度封闭,对内高度集中,重生产轻科研,企业缺乏生产决策自主权和开拓市场的积极性。虽然建立了航空工业体系,但摊子大、力量分散,形不成拳头,在管理体制上存在着致命的弱点(归永嘉,2008)。有学者就认为,“运10”下马的一个重要原因就是航空工业的体制不顺、决策多变造成的(高梁,2001)。因此,我国大飞机项目要想取得成功,必须对航空工业管理体制进行系统性设计和重塑。由于同为国有企业,航空工业集团总公司下属的各个企业关注的是“同僚竞争”而不是基于利润考量的“市场竞争与合作”,虽有航空工业集团总公司的集中领导、统一协调,但目前我国航空工业企业各自为战的情况依然比较严重,“同僚竞争”导致国内企业间合作较少,国内企业宁肯与外国企业合作也不愿与国内航空工业企业合作,因此有必要对我国的航空工业进行产权改革,以促进效率的提高和国内企业的合作(归永嘉,2008)。此外,我们还要研究制定航空工业的长期发展规划,以规划引领航空科技工业布局调整和科技进步。 (三)创建国家航空工业创新体系,加大航空科技自主研发投入对航空工业最重要的支持就是研发支持,尤其是对航空科技基础科学研究的支持。航空科技工业如果没有航空基础科学研究的支撑,就很难有长期可持续的发展。而从目前来看,我国还没有建立起完善的航空科技工业创新体系,其中最大的缺陷就在于缺乏独立的、专门从事航空基础科学研究的机构。这里我们可以仿效美国NASA的做法,建立中国的航空科技管理局和航空科技研究中心,强化对航空基础科学的研究和先进尖端科技的开发。为了支持上海大飞机产业的发展,建议国家整合长三角地区的航空科研机构,在上海建立一个国家航空科技中心,专门从事航空基础科学研究和先进技术开发,这一机构隶属于国家航空科技管理局,是一个非营利性的国有航空科研机构,专门从事航空先进技术研发与探索。 (四)完善国家航空工业支持政策,优化航空工业发展的政策环境目前,世界大飞机市场已被波音和空客瓜分完毕。在这种国际背景下,如果没有政府的强力支持,我国商用大飞机产业的发展将会是举步维艰。目前我国对于航空工业支持的政策举措虽然很多,但这些举措多散见于各种政府文件中,没有一个完整的扶持航空产业发展的政策文本。对民机产业的研发机构建设与研发项目资助、投资补贴、贷款优惠、研发补助、政府采购等方面均采取“一事一议”的办法,这种缺乏稳定性和持续性的做法势必会对大飞机的研制产生不利影响。对大飞机产业的支持,关键是找出我国在发展大飞机产业中的关键薄弱环节,针对解决关键薄弱环节需要设计最佳的政策支持方式,突出政策设计的系统性和针对性。要注意把航空工业的产业政策与航空工业发展的区域性政策、产业集群培育政策结合起来,使国家航空工业的产业政策有利于航空产业集聚发展。 (五)大力发展航空运输业,以市场需求牵引航空工业的发展市场需求是一个产业发展的根本动力,航空工业的发展离不开航空运输业的需求,因此要大力发展航空工业就必须大力发展航空运输业,降低航空运输业的进入门槛,大力发展通用航空,加大航空运输基础设施建设力度,鼓励航空出行,开放低空空域管制等。通过航空运输业的发展牵引航空工业的发展。 作者:严剑峰单位:上海财经大学国防经济研究中心 工业发展论文:循环经济工业发展分析 一、大柴旦发展工业循环经济的基本条件 (一)自然特征:区内高山遍布,河流纵横,湖泊星落,海拔在2684—5742米之间,行委驻地大柴旦镇海拔3173米。年均气温为1.3℃,最热月为7月,月平均气温15℃。最冷月为1月,月平均气温为-13.9℃。降水量为83.5毫米。年平均风速达到2.1m/s,年平均大风(风速≥17m/s)日数为21.6d,最多风向西北。境内各地地势高,空气稀薄,洁净、透明度好,云雨稀少,所以日照时间长,太阳辐射时间长。年平均日照时数各地都达3100小时以上。 (二)交通通讯:“315”、“215”国道横贯全境,是西到茫崖进入南疆,南经格尔木通往西藏,北到敦煌进入河西走廊,东过州府可达省会的交通要道,处于联络三省区的交通枢纽地带,距德令哈200公里,格尔木市185公里,敦煌360公里,辐射半径大,辐射面积占柴达木盆地的三分之一。地理位置处在全州西部经济区,与格尔木同处一条经济带,区位优势明显。敦煌-格尔木高等级公路正在建设。青藏铁路从境内通过,设有饮马峡、锡铁山2个客货站。“十一五”期间,青海省人民政府将修建饮马峡-柴旦-鱼卡的地方铁路。全区程控电话装机3000余门,移动、联通无线电话已全部开通,且覆盖全区所有工矿区,国内、国际长途电话畅通无阻。 (三)电力情况:区内电力供给以35KV和110KV输电线路双回路供给,锡铁山-柴旦-大煤沟的生活用电和工业用电,由35KV输电线路覆盖。锡铁山-柴旦-鱼卡-滩涧山工业用电由110KV输电线路覆盖。330KV湟源—乌兰—德令哈—格尔木输电线路正在建设之中,将柴旦辖区内锡铁山建设一座330KV变电工程,为今后柴旦大工业的发展提供了电力保障。 (四)水资源:大柴旦地区河流属柴达木内陆水系。全区大小河流33条。其中流域面积大于100平方公里,并常年有水的6条,全区河流年均总流量19.79亿立方米。主要河流有鱼卡河、塔塔棱河等。主要湖泊有西台吉乃尔湖、大柴旦湖、小柴旦湖。大柴旦辖区内由地区边缘到地区中心地带,水文地质条件各不相同,形成各异的地下水类型,由于盆地内降水稀少,边缘地区降水相对较多,山区河流汇集了山区基岩地下水流入盆地,成为地下水补给的主要来源。全区地下水资源量为2.65亿立方米,地表水总量为2.87亿立方米,水资源总量为3.507亿立方米,水资源总储量十分丰富。 (五)矿产资源:由于柴旦地区地处柴达木盆地北缘,地质结构复杂,成矿条件好,因而区内矿产资源丰富,具有品种多、储量大、品位高等特点,已编入青海省矿产资源储量表的能源矿产3种,金属矿产13种,盐类矿产7种。铅、锌、硼、岩金、重晶石、伴生银、伴生铬等7种矿产位于全省之首;湖盐、芒硝、溴、锂、铬等多种矿产也位居全省前列。本区优势矿种为煤矿,保有资源储量673718千吨;铅矿,保有资源储量928598吨;锌矿,保有资源储量1224460吨;岩金,保有资源储量15253千克;锂矿,保有资源储量3075319吨;硼矿,保有资源储量7338千吨。潜在优势矿种为:湖盐,保有资源储量3825791千吨;钾盐,保有资源储量23091千吨;镁盐,保有资源储量165155千吨;芒硝,保有资源储量163093千吨;溴,保有资源储量13946吨;重晶石,保有资源储量974吨。这些矿产探明资源量丰富,开发潜力大,市场需求旺盛。保有储量潜在经济价值达57560亿元,占全省32.6%。 (六)经济社会发展情况:“十五”期间,全区经济和社会各项事业保持了持续健康稳定的发展势头。“十五”完成地区生产总值226948万元,比“九五”增长65.07%。其中完成地区工业增加值163340万元,比“九五”增长32.45%。在经济总量扩大的基础上,地方经济实力明显增强。“十五”完成全地区一般预算收入54382万元,比“九五”增长132%。完成地方一般预算收入10245万元,比“九五”增长140%。柴旦经济实现了由结构调整到稳步增长的重要转折,综合实力跃上了一个新台阶。“十五”累计完成固定资产投资90890万元,比“九五”增长752.31%。通过大规模的投资建设,全区基础设施日趋完善,城镇面貌日新月异,城镇功能进一步增强,投资环境进一步改善。 (七)政策优势。2005年,州委、州政府将柴旦地区纳入“一区四园”之一,即大柴旦能源、煤化工业园。以发展循环经济的理念,制定相关的配套政策和措施,进一步对工业发展做出指导,为实现柴旦发展循环经济和走新型工业化道路提供有利的运行保障和发展机遇。 二、柴旦发展工业循环经济的现状 目前,行委经济开发区经济发展以资源优势为依托,积极实施资源转换战略的方针,大力发展具有市场竞争力的优势产业,推进行委经济开发区工业化进程。已基本形成了以铅锌、黄金为主的有色金属产业;以硼酸、硫酸、钾肥为主的盐湖化工业;以煤炭采掘、火力发电为主的能源工业;以石灰、红砖为主的建筑建材业。有色金属方面,形成了锡铁山150万吨/年矿石处理能力,滩涧山10万盎司/年黄金项目正在建设之中,预计今年9月份建成试产。煤炭方面,青海煤业鱼卡90万吨/年和大煤沟90万吨/年煤炭开发能力即将形成,大头羊、高泉、宽沟等煤矿已形成规模化生产。盐湖化工方面,8万吨/年硫酸项目建成投产,是青海省唯一一家在高原建成的硫酸厂,8万吨/年硫酸钾镁肥已投料试生产,1.2万吨/年硼酸项目正在建设之中,3.5万吨/年硼酸开发的硼工业园地雏形基本形成。上述产业的形成,为发展工业循环经济奠定了良好的基础。 三、柴旦发展工业循环经济的途径及重点 行委经济开发区在资源开采环节中,要大力提高资源综合开发和回收利用率。对矿产资源开发要统筹规划,加强共生、伴生矿产资源的综合开发利用,实现综合勘查、综合开发和综合利用;加强资源开采管理,健全资源勘查开发准入条件,改进资源开发利用方式,实现资源的保护性开发;积极推进矿产资源加工技术的研发,提高产品附加值,实现矿业的优化与升级;开发并完善适合本区矿产资源特点的采、选、冶工艺,提高回采率和综合回收率,降低采矿贫化率,延长矿山寿命。大力推进尾矿、废石的综合利用。有色金属冶炼方面:西部矿业锡铁山分公司实现了铅锌尾矿,转化为硫酸,对硼酸提供原料为产业链。煤化工方面:青海煤业鱼卡有限责任公司,按照发展规划,在“十一五”末,投资12亿元,在鱼卡地区建设一座30万千瓦的火力发电厂,使煤炭生产过程中产生的60万吨劣质煤、80万吨可燃性煤矸石转化成18亿度电能。通过建设砖厂,将每年发电产生的15万吨粉煤炭、40万吨不可燃煤矸石烧制成1.6亿块标准砖。利用大煤沟的原煤,为海西化工建材股份有限公司建成18万吨/年合成氨和30万吨/年尿素项目。随着产业链的延伸,使煤炭生产过程中产生的各种废渣、废料全部变废为宝。盐湖开发方面:大柴旦大华化工有限公司,按照发展规划,在“十一五”末,结合大柴旦湖卤水矿资源特点,确定了资源综合开发利用的方针。具体为:盐湖晶间卤水—精制盐(根据市场)—优质氯化钾—硫酸钾镁肥(或硫酸钾)—提硼(配套盐酸副产氢氧化镁)—提溴—提锂—提镁(高纯镁砂、无水氯化镁)。目前公司建成了8万吨/年硫酸钾镁肥生产车间,已投入试生产。青海浙商汇诚投资有限公司,于今年建设6万吨/年高新精制硫化碱项目,在此基础上打造一个新型的芒硝———煤炭———石英循环经济产业链,建设一个能源、煤化工产业园区。 四、柴旦发展工业循环经济的必要性 循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,符合可持续发展理念的经济增长模式,是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。发展循环经济是缓解资源约束矛盾的根本出路。如果继续沿袭传统的发展模式,以资源的大量消耗实现工业化和现代化,是难以为继的。为了减轻经济增长对资源供给的压力,必须大力发展循环经济,实现资源的高效利用和循环利用。发展循环经济是提高经济效益的重要措施。目前行委经济开发区资源利用效率与国内、国际先进水平相比仍然较低,突出表现在:资源产出率低、资源利用效率低、资源综合利用水平低、再生资源回收和循环利用率低。经调研,较低的资源利用水平,已经成为企业降低生产成本、提高经济效益和竞争力的重要障碍;大力发展循环经济,提高资源的利用效率,增强企业竞争力,已经成为我们面临的一项重要而紧迫的任务。发展循环经济是以人为本,实现可持续发展的本质要求。要加快发展、实现全面建设小康社会的目标,根本出发点和落脚点就是要坚持以人为本,不断提高人民群众的生活水平和生活质量。要真正做到这一点,必须大力发展循环经济,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。 五、柴旦发展工业循环经济存在的问题 1、产业结构不合理,加工业所占比重低。行委经济开发区工业一直以资源采掘和初级产品加工为主,深加工工业经济规模偏小,且产业链条不够长,附加值低,产业关联度低,企业之间、产业之间缺乏有机联系,尚未形成合力。 2、科技投入和科技自主创新能力不足。由于人才、资金、技术、创新等多方面的原因,科技进步跟不上,技术瓶颈制约,特别是缺乏调整产业结构和转变增长方式所需要的核心技术、关键技术。 3、工业循环经济发展模式的格局尚未建立,资源的高效和循环利用水平低。本区现有工业的传统生产模式很难实现对共生、伴生矿产资源的综合开发利用和原料、产品、废弃物的相互利用。同时,与其他工业产业的关联度小,相互渗透、相互促进的作用不明显,还没有形成综合开发、有效配置、循环利用和可持续发展的格局。 六、柴旦发展工业循环经济的主要对策和建议 发展循环经济,要坚持以科学发展观为指导,以优化资源利用方式为核心,以提高资源生产率和降低废弃物排放为目标,以技术创新和制度创新为动力,采取切实有效的措施,动员各方面力量,积极加以推进。首先,必须抓好资源的节约和综合利用。如在资源开采、加工、运输、消费等环节建立全过程和全面节约的管理制度,构建资源节约型国民经济体系和资源节约型社会等。在依法开发、合理利用和有序发展的基础上,把资源的节约和保护放在优先的位置,从资源开发的规划、设计、建设、运营等各个环节,采取全过程的资源节约、循环利用和环境保护措施。其次,必须大力发展循环经济。循环经济是“资源—产品—再生资源”的发展模式。再循环是发展循环经济的重要环节,是社会层次的大循环,也是工业循环经济的基础。在发展思路上彻底改变重开发、轻节约,重速度、轻效益,重外延发展、轻内涵发展,片面追求GDP增长、忽视资源和环境的倾向。加强对本区的有色、电力、煤炭和建材等重点行业的能源、原材料、水等资源消耗管理,实现能量的梯级利用、资源的高效利用和循环利用,努力提高资源的产出效益。其三,必须大力发展技术创新体系,为发展循环经济提供技术支撑。科技资源、资本资源、人力资源和自然资源是循环经济中的要素,在这诸多要素中,科技资源又是第一位的,在科学技术、资本、劳动力和自然资源的复合系统中,自然资源已经成为了制约性要素。要促进经济的进一步发展,构建科技创新体系,以高技术产业为先导,以高技术改造支撑产业,大力发展循环经济。将节能降耗、清洁生产、再生资源回收利用等作为科技创新和技术改造的重点,加大投入力度,大力开展多种形式的产学研联合,积极引进工艺、技术、设备和人才。第四,必须加快建设柴旦能源、煤化工业园。以继续扩大煤炭工业生产规模,加快发展电力、煤化工业为目标,积极推进能源、煤化工、硼化工和冶金产业的联合,形成以大煤沟、鱼卡煤矿区、柴旦硼矿区和锡铁山、滩间山有色金属矿区为依托,以发展能源工业、化学工业、冶金工业为重点的发展格局。 工业发展论文:水产品加工业发展 [摘要]水产品加工业的发展对于渔业的发展起着桥梁纽带的作用,不仅是我国当前加快发展现代渔业的重要内容,而且是优化渔业结构、实现产业增值增效的有效途径。 [关键词]水产品加工业;产业协调度;产业化;产业高度 一、水产品加工业的产业地位 水产品加工和综合利用是渔业生产的延续,所谓“加工活,则流通活,流通活,则生产兴”,搞活了加工,货畅其流,无形给养殖生产开辟了一个永久性的高速通道。因此,水产品加工业的发展对于整个渔业的发展起着桥梁纽带的作用,不仅是我国当前加快发展现代渔业的重要内容,而且是优化渔业结构、实现产业增值增效的有效途径。 1水产品加工业是提升渔业产业高度的重要力量 产业经济学的相关理论表明,如果二三产业的增长速度快于第一产业的增长速度,则表明该产业的产业高度有所提高。而在我国第二产业内部以水产品加工业为主导产业,因此水产品加工业增长速度高低则影响我国渔业产业高度化的进程。 近年来我国渔业产业结构调整取得了较大进展,水产品加工业发挥了功不可没的作用。如2005年我国水产品总产量比上年增长4.1%,渔业经济总产值比上年增长13.7%,而同期我国水产加工品产量比上年增长15.8%,产值比上年增长19.2%。无论产量还是产值的增长速度都高于整个渔业。而且2005年水产加工产量的增长速度也高于2004年。在水产加工业中,增长较快的有冷冻水产品,比上年增长21%;鱼糜制品比上年增长35%;干制品比上年增长7%;藻类加工同比增长15.5%;罐制品同比增长19.62%。其他水产加工品比上年增长16.48%。珍珠产量比上年增长48.6%。 2水产品加工业是加强产业协调度的有效途径 水产品加工业上接水产养殖业,下连水产品物流业,是实现第一产业和第三产业高效发展的重要关联产业。水产品加T业的发展如果与优势水产品生产基地建设和流通市场建设紧密结合,实行加工带基地、流通促加工,这样深层次、多系列的水产品精深加工,不仅能够加快初级水产品转化,拉动水产养殖业的深度发展,优化水产品区域布局,而且通过提高水产品的综合利用、提高增值水平,为第三产业的发展提供了具有较好市场前景的营销产品,延伸渔业产业链条,有助于渔业产业结构的优化整合。 2005年我国水产加工业在政府的扶持和企业的努力下,克服了国外对我国水产品实施的贸易壁垒,水产品加工业由初级冷冻产品向较高附加值的深加工产品发展。2006年,深加工水产品占出口总额的46%,比重比2002年提高了9个百分点。深加工的发展,提升了产品附加值,实现了渔业增效,2006年深加工对虾出口占对虾出口总额的83%。 3水产品加工业实现了渔业产业化与特色产业的良性互动 中国渔业资源丰富。水产品加工业的发展不只是经济总量的简单扩张,而是在渔业产业结构不断优化升级,加工品种、技术不断演化的基础上实现的由量变到质变,由低级向高级的升华过程。在这一过程中,以水产品加工园区为依托,以产业化经营为基本路径,以合理开发利用特色资源、发展特色产业为着力点,形成了“龙头带基地、基地促龙头”的良性循环格局。通过对特色渔业资源的精深加工和标准化加工,不仅优化产品结构,提高产品档次和质量,而且丰富市场供给,满足不同层次、品味消费者的不同消费需求,有利地提高水产品的市场竞争力,促进渔业经济的可持续发展。 二、我国水产加工业发展现状 近年来,由于市场需求尤其是海外市场的不断增长,中国的水产品加工行业呈现出如下发展趋势: 1水产加工业的整体实力明显提高 我国水产加工企业的年加工能力由2004年的1426.6332万吨增长到2006年的1799.4233万吨,实际水产加工品总产量由2004年的1031.9943万吨增长到2006年的1332.4807万吨。2006年冷冻水产品产量为819.7581万吨,占加工总量的61.5%。因此,整体上来说,我国的水产品加工能力在不断提高。与此同时,产业结构正逐步发生变化,由过去的初步加T、粗加工向精深加工方向发展,且追求多样化、系列化和高附加值的产品。加丁技术水平不断上升,质量卫生意识大大增强,品种结构合理,产品多样,并已成为水产品出口的主导产品。 2在水产品深加工等高附加值的领域,中国的科研和加工能力崭露头角 中国提取河豚毒素成功并取得高纯度的结晶,从而获得美国FDA认可并进入国际市场,结束了日本公司独霸市场的局面。从海洋生物中提取DHA、EPA、DPA、鲨鱼软骨素、活性多糖和多肽类等生物活性成分用于保健和治疗疾病,目前都已进入工业化生产阶段,这为中国水产品深加T的发展提供了良好的发展契机。 3加工企业走向集中并基本形成了一系列出口加工园区 我国水产加工企业大多集中在沿海地区,这些地区的政府部门对水产加工业十分重视,分别制定了优惠政策,加上外资企业的积极介入,这些地区水产加工企业发展迅速,成为我国水产加工业的主力军。这些地区水产加工品的产量和产值以及出口贸易额都占到全国八成以上。 4加工行业的品牌意识逐步增强 随着行业内部竞争的加强,一批有实力的企业逐步走上了品牌战略的轨道。水产加工企业特别是那些龙头骨干企业从未像现在这么重视自己产品的注册商标和市场形象。为树立企业的品牌形象,一些大宗水产加工品中被品牌产品占有的市场份额也越来越大。 三、我国水产品加工业存在的主要问题 1、水产品加工业在沿海与内陆发展极不平衡 沿海水产品加工业比较发达,内陆水产品加工能力薄弱,与内陆水产品的产量份额不符。 我国水产品加工企业主要集中在沿海省份,加工品产量占全国的90%以上,沿海水产品加工相对来说技术比较先进、产品种类多、深加工产品比重较大。2004年山东、浙江、福建、广东、辽宁、江苏、海南水产品加工业总产值占全国水产品加工业总产值比重高达92.8%,从企业投资情况看,我国水产品加工企业投资也主要集中在浙江、山东、福建、广东、辽宁等几个沿海省份。 尽管内陆水产品产量占水产品总产量的比重高达42%,内陆水产品加工业在整个水产品加工业中力量却非常薄弱,内陆水产品加丁量占总加工量的比重不足10%。内陆水产品加工原料主要是淡水产品,开发的产品主要是传统产品;以初级加工为主,精深加工、技术含量高的产品少,产品附加值和利润率低;企业以个体私营为主,龙头企业少、质量参差不齐;产品主要在国内销售,出口产品少。 2水产品加工深度不够,附加值提升有限,初级加工品依然统领市场 (1)加工比例较低。中国水产品加工比例不到总产量的三分之一,目前我国水产品加工产量仅为水产品总量的34.8%。而日本、加拿大、美国和秘鲁等国家的水产品加工产量达60%90%。据FAO的统计,2004年,世界水产品产量的61%(8600万吨)用于多种类型的加工,59%(5100万吨)的加工产品用于供人类直接消费的冷冻、盐渍和罐装产品,剩余的为非食用目的。中国超过77%(3700万吨)的水产品(4750万吨)为人类直接消费,其中大部分为新鲜类型,余下的量(估计1080万吨)被用来生产鱼粉和其他非食用目的,包括直接用于水产养殖饵料。加工品比例低,与总产量不相称,影响了我国渔业经济的健康发展。(2)我国水产品加工仍然以冷冻、冰鲜等初级加工为主,产品加工深度不够,深加工、精加工能力十分薄弱,加工转化和增值率低,加工品附加值不高。我国水产加工企业的技术装备50%还处于80年代的世界平均水平,40%左有处于90年代水平,只有不到10%达到目前世界先进水平。2006年我国水产加工总量为1332.4807万吨,其中冷冻品和冷冻加工水产品达到819.7581万吨,占到了加工品总量的61.5%。随着技术的进步,对水产品进行冷冻越来越倾向于仅是作为一种保存方式,根本不能称作“加工”,这样计算,我国水产品的加工率就更低。目前市场上所谓的“深加工”产品,许多只是产品形态、包装式样上的改变,尚无法真正达到“深加工”的层次和档次。在国际市场上,我国水产品几乎只能作为原料和半成品出口,不仅售价低,而且由于缺乏市场竞争力,与渔业大国的地位非常不相称。如,中水集团在非洲东岸的毛里塔尼亚近海捕捞软体鱼类,并就近以原材料形式转销往欧洲,山东渔民也是将在黄海捕获的海产品就近送到韩国近岸,直接向韩国渔商交货,自己不能深加工。 3加工质量安全隐患依然存在 目前水产品的质量问题已成为水产品上市和出口的最大障碍。国内市场上,有些私营企业设备简陋,卫生条件差,工艺条件不严格,产品不进行必要的检验即流入市场;有的为获取不正当利益而不顾原料品质好坏或在加工过程中掺假使杂,人为地造成水产品的二次污染;在流通环节,一些不法商贩滥用添加剂甚至违禁药物和化学品进行水产品保鲜或处理,没有统一的技术质量标准,又无统一的货源渠道,导致质量参差不齐,严重侵犯了消费者的权益。在国际市场上,出口水产品加工企业中,虽然已有不少通过ISO质量认证及HACCP认证的,但是许多企业不严格按照HACCP生产,执行情况不尽如人意,而且具备较高认证水平的企业还不多。其中,同时获得美国FDA认证和欧盟认证的企业则更少。 4政策扶持力度不够 在信贷、税收、投资等方面,对水产品加T业的扶持政策比较少,从事水产品加工的企业与从事其他产品生产的企业之间的竞争没有明显优势,影响投资者的积极性和水产品加丁业的发展。水产加工业的科技开发和研究力量分散,科研经费短缺,基础性的技术储备严重缺乏,科研成果转化周期长,企业技术创新也缺乏政策扶持,与水产加工业发展要求有一定差距。 四、促进中国水产品加工业跨越式的对策 1以现代渔业科技提高水产品综合利用率 开展水产品精深加工、综合利用和高值化技术研究,建立大宗、优势养殖水产品精深加工技术体系,开发水产品深加T系列化产品和加工装备,配套完善加工生产线,全面提高我国水产品加工率,延长产业链;利用现代生物技术原理与手段,建立水产生物产业资源研究和技术开发体系,为推动我国水产生物产业发展提供系统的科技支撑。 2积极发展水产品精深加工业。提高水产品加工业产业高度 水产品深加工具有高附加值、高科技含量、高市场占有率、高出口创汇率的“四高”特点,并且能带动一批相关行业如加丁机械、包装材料和调味品等的发展,具有明显的经济效益和社会效益。对水产品进行深加工,也是充分利用资源、实现加工增值、缓解水产品市场供需关系矛盾的需要。为此,应积极开发并推广水产品加工业的关键技术。一方面应充分发挥现有科研力量的作用,鼓励和支持科研院校与加丁企业合作进行科研开发,鼓励和支持企业建立科研开发机构和开展新产品、新技术、新工艺、新设备的研究开发。另一方面加大国外先进技术、工艺、设备和管理的引进。在重视“硬件”引进的同时,更要注意“软件”的引进,扩大国际交流与合作。 3通过产业化经营,提高水产品加工业的市场绩效 实践证明,为改变渔业生产组织化程度低、规模小的现状,促进渔业技术进步,加速渔业科技成果转换,实行产业化经营无疑是一条较好的降低交易费用、缩短时间、提高水产品加丁业市场绩效的重要途径。根据水产品加T业的现状,当前重点从水产品精深加工和水产保健品、医药品起步,提高科技含量和产品档次。并以水产加工企业为龙头,通过市场,实现渔业资源和生产要素的优化配置和合理组合,提高渔业组织化程度和集约化水平,实现渔业生产标准化、滟业环境生态化。 4逐步完善水产品质量管理体系。提高水产加工品的质量 尽快建立既符合中国国情又符合WTO要求的水产品质量认证体系和标准。WTO协议中要求各成员国在贸易中遵循国际标准或以国际标准为依据的国内标准。目前发达国家水产品出口标准大多数采用国际上盛行的HACCP制度,以确保产品质量。另一方面,《技术性贸易壁垒协议》中并没有规定只能以国际标准为准,也可以制定以国际标准为依据的国内标准,而在实践中很多国家多制定有要求进协商遵守的国内标准。因此,为促进水产品的国际贸易,我国应在水产品的生产、加工、销售等环节都要严格按照国际标准实行质量控制。 5政府加大对水产加工业技术创新的支持力度 水产品加工业的先进技术具有动态规模性、技术外溢性、资金高投入、产品和技术含量高更新快的特点,要求政府采用多种形式推进技术创新,增强我国水产品加工业的国际竞争力。如设立渔业高新技术产业风险基金;采取贴息的方式引导加工企业投资水产品加工新技术、加工机械的研制与开发;以股本投入的方式为水产加工企业提供使用新技术、新工艺的资本金扶持;加大对龙头企业的直接科研资助,或通过高等院校、科研机构签订协议给予其研究活动以财政资助;在产业政策制定和组织重大项目合作攻关等方面起主导作用。 工业发展论文:乡村工业发展 摘要:改革开放三十年来,乡村工业的崛起对中国经济发展做出了巨大贡献。本文回顾了乡村工业发展的运行轨迹,分析了乡村工业对农村经济乃至对国民经济发展的贡献,总结了乡村工业三十年发展经验,以期对进一步促进乡村工业的发展提供有益启示。 关键词:乡村工业;改革开放;历史经验 改革开放以来,我国乡村工业的迅猛发展,不仅为国民经济的增长做出了巨大贡献,而且彻底改变了中国工业化的历史进程和发展模式,使中国走上一条独特的国家主导的城市工业化与农民兴起的乡村工业化双翼腾飞的道路。本文回顾了乡村工业发展的运行轨迹,分析了乡村工业对农村经济及国民经济发展的巨大贡献,总结了乡村工业三十年发展的主要经验。 一、乡村工业三十年发展历程回顾 (一)改革开放初期乡村工业起步阶段(1978—1984年) 这一阶段,乡村工业在组织形式上仍延续计划经济时期的社队企业,但发展的要素条件与政策环境都发生了根本性变化。首先,从要素条件看,家庭联产承包责任制,大大地提高了生产劳动的效率,这种诱致性制度变迁促进了农业产值快速增长,从而促进了农业剩余的积累和劳动力优势的发挥。其次,从政策环境看,以政府为主体的强制性制度变迁,使乡村工业生存的“夹缝”有所拓宽。一方面,国家对农产品收购价格实施了多次调整,增加了农民剩余资金的积累;另一方面,国家放宽了对农村非农产业的限制,并在信贷和税收方面对新开办的社队企业给予一定的优惠。各种有利因素的综合作用使全国社队企业在这一期间以年均15.2%的速度快速发展,其产值由385亿元增加到1035亿元,占全国工业产值的比重由9.1%上升到14.7%。 (二)乡村工业迅速崛起争治理整顿阶段(19M-1992年) 这一阶段,乡村工业发展的物质基础和外部条件有了更大的变化。农村改革的深入使农业效率大幅度提高、农民个体收入水平及储蓄规模迅速上升,并因此具备了一定的投资能力。尤其是体制的撤销,给农民自主创业提供了日益宽松的制度环境。乡村工业组织形式的突出变化是农民个体及个体基础上的私营企业有了快速发展。同时,国家政策鼓励乡村企业跨行业、跨地区内引外联,拓宽了乡村工业的发展经营空间。体制改革的深化和政策的不断调整,使乡村工业在1984—1988年间呈现出“异军突起”发展态势。企业数量由606.5万个迅速增加到1888.2万个,年均增加69.6%;企业总产值由1709.9亿元增加到6495.7亿元,年均增加44.9%。尽管后来由于“双紧”的宏观调控政策使这种强劲的发展势头明显放慢,但从总体上看,这一期间乡村工业仍保持了平均每年34.4%的递增速度。 (三)乡村工业飞跃和结构调整阶段(1992—2001年) 这一阶段,党的十四大确立了经济体制改革的新目标,确认乡镇企业是“中国农民的又一个伟大创造”。这不仅标志着中国的改革开放推进到了新的阶段,而且为乡村工业的再次飞跃提供了条件。在这一阶段,乡村工业组织形式变化的特征是现代企业制度的构建取得了突破性进展。随着企业规模的不断扩张,以“温州模式”为典型的家庭或家族企业逐步向股份合作制自然演进,而以“苏南模式”为典型的乡镇企业也走上了改制之路。在此期间,国家针对乡村工业发展中出现的各类问题提出了明确的指导性意见。制度变迁与政策引导进一步带动了乡村工业的飞跃。在1992至1997年间,乡村企业增长的许多指标,如上缴税收、利润总额、出口创汇、总产值和工业总产值等,年增长率均在50%以上。 (四)乡村工业平稳发展阶段(2001—2008年) 这一阶段,随着科学发展观和新型工业化思路的提出,尤其是中国加入世界贸易组织,为乡村工业拓展了发展空间。乡村工业的发展表现出一些新的特征:从世界市场看,中国加入WTO以后,乡村工业在更大范围和更深程度积极参与国际经济合作与竞争;从产业布局看,通过自然演进和政府引导等不同途径,为城市大工业配套和与农产品深加工衔接的产业集群基本形成,到2007年底,全国乡村企业各类产业园区和产业集聚区达5600余个;从企业组织规模与实力看,一些耗能高、污染大、效率低的乡村小企业在竞争中被淘汰,涌现一大批按照现代企业制度规范运营的大中型乡村企业。到2008年8月,全国乡村规模以上工业企业达23.8万家,规模以上工业增加值占乡镇工业增加值的比重达74.2%。这些企业整体素质好、创新能力强,其中相当一部分为国家级或省级名牌产品,它们对乡村工业的发展起到了支撑和带动作用。 二、乡村工业三十年发展对国民经济的历史贡献 (一)经济增长的许多数量指标表明,乡村工业已成为整个国民经济增长的重要力量 从乡村工业与国民经济增长的关系看,在1978年至2006年间,乡村企业增加值占全国GDP的比重由5.7%提高到27.5%。其中,乡村企业的工业增加值占全社会工业增加值的比重由10%提高到44.8%。从乡村工业与农村剩余劳动力转移的关系看,1978年至2006年间,乡村工业的从业人员由2827万增加到14680万,乡村工业第二产业从业人员占全社会第二产业就业人员的比重由28.4%提高到50.8%。这些指标反映改革开放以来乡村工业的整体平均情况。到2007年底,全国乡村企业的增加值突破68000亿元,年增长率达14.1%,产销率达95%以上,从业人员总数突破1.5亿。中国国内生产总值的近30%,工业增加值的45%,出口的40%均来自乡村企业。事实表明,乡村工业已成为国民经济不可或缺的重要组成部分。 (二)经济结构趋向改善的状况表明,乡村工业为我国产业结构的优化做出了重大贡献 改革开放以来,乡村工业的迅猛发展不仅改变了农村长期形成的以种植业为主,尤其是“以粮为纲”的单一产业结构,延长了农产品深加工的产业链条,推动了农业产业化和农村经济的全面发展,而且使整个国民经济长期形成的畸形产业结构得到了矫正。20世纪50年代,在特殊的历史条件和国际背景下,中国选择了重工业优先发展的工业化战略。这种向资金和技术密集型的重工业倾斜的发展战略,在促进我国工业经济快速发展的同时,也导致轻工业产品的严重短缺,吃、穿、用等基本消费品供给不得不长期实行“票证经济”。为此,不得不在改革之后,尽快弥补轻工业滞后的断层。以发展轻工业为主的乡村工业便成为这一任务的主要承担者。乡村工业的发展有效地矫正了计划经济时期形成的国民经济产业结构向重工业倾斜的扭曲,使产业结构更符合中国自身的资源禀赋优势,而且使城乡二元经济结构的巨大落差得到有效缓冲。(三)社会发展的各项综合指标表明,乡村工业对提高城乡居民生活质量,促进和谐社会的建设具有不可估量的意义 乡村工业的发展不仅使轻工业产品市场实现了从卖方市场向买方市场的转变,增加了城镇居民的实际收入,而且农村劳动力大量转移到乡村企业就业,也增加了农民的工资性货币收入及股金分红、承包和租赁所得,成为农民致富的主要途径。改革开放三十年来,中国农村成功地实现了农民生活从温饱不足到总体小康的历史性跨越,农民年人均纯收入从134元增加到4140多元,贫困人口从2.5亿减少到1479万。乡村工业已成为支持农民收入增长主要因素。同时,乡村工业的发展为农业现代化奠定了物质基础,促进了农村社会各个领域全面的文明进步。一方面,乡村工业发展为反哺农业积累了大量资金,增加了农业投入和农业技术设备,改善了农业生产条件,推进了农业产业化和现代化进程。另一方面,乡村工业发展将工业文明注入农村,促进了农村科学、文化、教育和社会保障等各项公共福利事业的全面发展。大量的人力资本投入造就了一大批农民企业家和新型农民,进而为破除城乡二元经济结构、形成城乡经济社会发展一体化新格局创造了有利条件。 三、乡村工业三十年发展的经验与启示 (一)经济主体积极性和创造性的发挥,是经济发展永不衰竭的动力源泉,也是乡村工业崛起和持续发展的“秘密武器” 乡村工业三十年的崛起和迅猛发展,验证了经济学的一个最基本的原理,即每个人作为“经济人”以最小的代价追求自身经济利益最大化的理性能够推动整个社会健康发展,经济主体的自由选择所带来的个人思想和活力的解放,是创造辉煌灿烂物质文明的根源所在。中国计划经济时期最大的弊端就是通过城乡户籍壁垒、农产品统购统销和组织体系等一系列强制性的制度安排,将占人口绝大多数的农民隔离在工业化进程之外,抑制了这个最广大的民众群体的积极性和创造力。框架下的集体耕作制失败的教训在于,它既剥夺了农民个体退出农业的自由,又限制了他们流入非农产业的权利,使他们在惟一的经济组织中为了利益最大化只能选择最大限度的偷懒,由此造成资源配置效率和生产效率的低下。始于1978年的农村改革最大的成功之处在于它使广大农民从的桎梏下摆脱出来,获得了从事生产和经营的自主权,大大地解放了农民从事各种非农经济活动的自由,激发了农民被长期压抑的进取心和创造力。正是这种进取心和创造力,使农民在利益最大化目标的驱动下,克服重重艰难险阻,不等国家投资,不靠银行贷款,靠自有资金的积累,靠勤劳的双手和智慧,在计划经济的缝隙中开辟出一片生存空间。也正是这种进取心和创造力,使农民在求温饱奔小康的目标吸引下,不断地突破和创新,不仅创造了乡村工业数量增长的奇迹,而且为国民经济的结构优化及整个社会的和谐发展做出了突出贡献。事实告诉人们,中国的工业化和现代化是整个中华民族前无古人的伟大事业,这一事业的成功与否有赖于大多数国民的积极参与,而乡村工业化恰是使包括数亿农民在内的大多数国民参与工业化和现代化的必由之路。因此,保护农民个体的产权主体地位,以此保护数亿农民主动参与乡村工业化的积极性,是推动乡村工业乃至整个农村经济的发展,进而推进中国工业化和现代化进程的必然选择。 (二)国家政策的鼓励与限制,是推动或约束乡村工业发展的制度环境 中国乡村工业发展的历程,有力地印证了政府政策与经济效率的关联性。从乡村工业发展阶梯式的周期性波动看,每一个周期的上升与平缓的变动都与国家政策的倾斜变化保持着高度的一致性,乡村工业发展过程中的每一次飞跃或停顿都直接取决于国家政策所赋予的空间。从国家政策行为的推动作用看,第一阶段的起步,得益于提高农产品收购价格的举措和对农村包产到户的肯定;第二阶段的崛起,得益于一系列放宽搞活的政策及制度的解体和城市体制改革的开始;第三阶段的飞跃,得益于党的十四大确立的新的市场经济体制改革目标;第四个阶段的稳步发展,得益于科学发展和新型工业化思路的提出,尤其加入WTO后与世界市场经济体制的全方位接轨。从国家政策的限制作用看,乡村工业在1983年的增幅下降,与改革之初人们对社队企业的认识不统一,进而导致国家政策的摇摆,甚至有些地区对乡村企业采用简单的关停直接相关;1989—1991年间乡村工业的三年徘徊,与国家在治理整顿的形势下减少了对乡村工业的优惠政策密切相关;1999—2001年间乡村企业低迷爬坡的局面,与国内外市场竞争激烈的情况下,国家的金融、信贷政策支持不足相关。可见,加大国家政策支持和引导力度,对乡村工业长期持续发展至关重要。 (三)思想观念的解放,是乡村工业保持旺盛生机与活力的先决条件 人类社会的文明发展进程告诉我们,在社会发展的因果关系网中,人的思想与其它的动因相比是更为本源性的。因为尽管制度变迁至关重要,但制度变革的主体是人;尽管技术创新堪称关键,但技术创新的主体也是人;对有限资源合理利用的主体是人;对传统文化实施更新的主体还是人。社会是由人或人的群体组成的,社会发展实际上是人的选择行为所造成的结果。尤其是在一定社会中能够代表大多数社会成员利益,并且能够把握和顺应时展潮流的社会精英,其选择行为对于这个社会的制度变革、科技创新和资源利用等都具有极其重大的影响。回顾乡村工业发展的进程可发现,无论发起乡村改革的农民,还是制定或改变政策的官员,他们的行为都是受不断更新的思想和观念来支配的,思想解放是一切理性选择的逻辑起点和历史起点。从国家大政方针的制定来看,如果没有“实践是检验真理的唯一标准”的大讨论,就不会有“以经济建设为中心”的转移;如果没有对计划经济的痛苦反思,就不会有以建立市场经济体制为目标的改革;如果没有加入世界贸易组织的“利弊”之争,就不会有全方位融入世界经济体系的共识。从农村改革和乡村工业发展的进程看,如果没有农民在极度贫困生存状况下的观念觉醒,也就不会有波澜壮阔的家庭联产承包责任制;如果没有对狭隘封闭的传统小农意识的突破,就不会有一大批具有现代市场经济观念的农民企业家的成长;如果没有对全面小康目标的热切盼望,就不会有数亿农民自发兴起的乡村工业化的伟大实践。正因为如此,继续倡导思想解放和培育创新意识,是推进乡村工业乃至中国经济持续发展的根本所在。 回顾中国乡村工业辉煌的发展历程,评说其在中国复兴中的巨大贡献,总结其成功经验,这些都不意味着对乡村工业当前和未来发展所面临的矛盾与问题的忽略。由于乡村企业规模较小、布局相对分散、组织管理落后,导致规模经济和集聚效应较差;由于产业层次较低,工艺水平落后,导致资源合理利用程度不高甚至浪费现象严重,并造成大规模的环境污染和生态破坏;由于产业梯度没有形成,导致地区之间发展水平差距较大;由于投融资体制改革的相对滞后,乡村企业的长远发展还要受到比较严重的制度性制约,等等,这些问题都有待于在发展中逐步加以解决。总之,中国乡村工业只有根据自身资源禀赋优势的变化,加大人力资本投资,不断进行技术和制度创新,逐步融入到新型的城乡经济社会发展一体化的格局中,才能继续在发展中为中华民族的伟大复兴做出更大的贡献。 工业发展论文:农产品加工业发展和 摘要:近年来,我国农产品加工业运行态势良好,但农产品加工率低、地区发展不平衡,从业人员增长缓慢,企业效益低。造成这些问题的主要原因有:缺乏专用规模化加工原料基地、农产品加工资源紧缺,农产品加工业的质量标准与国际质量标准体系脱轨,加工业技术水平落后、技术创新能力低,管理不科学,农产品加工业税负重。为了推进农产品加工业的发展,应建立健全农产品加工业政策支持体系,加强农产品原料生产基地建设,建立和完善农产品加工业的质量标准体系,加强加工业的管理与规划。 关键词:农产品加工;产品结构;质量标准体系 农产品加工业是指以农产品为原料的工业,包括食品加工制造业、饲料工业、纺织业、服装业、皮革工业、造纸及纸制品业、木材加工及竹藤棕草制品业、农产品化工和制药工业以及文教艺术用品工业等。农产品加工业是工业的重要组成部分,根据我国的统计标准,与农产品加工业有关的行业有:食品加工业、食品制造业、饮料制造业、烟草加工业、纺织业、服装及其他纤维制品制造、皮革毛皮羽绒及其制品业、木材加工及竹藤棕草制品业、家具制造业、造纸及纸制品业、印刷业记录媒介的复制和橡胶制品业等12项。笔者将就这些产业发展存在的问题,分析原因,提出进一步发展的对策建议。 一、我国农产品加工业发展态势 1.农产品加工业总量快速增长。改革开放后,特别是近十年来,农产品加工业得到迅速发展,其增加值已占中国GDP的14%,并形成了涉及食品、饮料、纺织、服装和皮革等12个行业,具有多层次、多特色、多样化特点。许多加工产品由于风味和工艺独特,在国际市场上具有较强的竞争力,农产品加工出口额现已占中国出口总额的30%以上。根据初步统计数据,2005年我国农产品加工业产值达4.18万亿元,比上年增长16.2%。全国规模以上的农产品加工企业达7万多家,从业人数达1785万人,占全部工业从业人员的28%。从1995年至2004年,我国规模以上农产品加工企业的总产值从15931.13亿元提高到近40000亿元,年均增长10.77%;销售收入从15076.94亿元提高到39104.63亿元,年均增长11.2%;利润从262.16亿元提高到1825.83亿元,年均增长24.1%①。目前,农产品加工业是我国国民经济的第一大支柱产业,也是发展最快的产业之一。“九五”以来,农产品加工业以年平均8.6%的速度增长,初步统计“十五”期间,农产品加工业的年均增长速度15.4%左右,高于同期国民经济的增长速度。 2.12个产业均得到发展,食品工业仍占绝对优势。从1998至2003年,我国规模以上农产品加工业十二个产业的增长情况分别为:农副产品加工75%、食品制造88.6%、饮料41.3%、烟草62.7%、纺织业76.5%、服装69.8%、皮革90.8%、木材101.7%、家具144.3%、造纸103%、印刷材料86%、橡胶71.5%。经过六年发展,除了纺织业结构比例提高1.5个百分点外,其它各业所占比例基本持平,包含农副产品加工、食品制造、饮料制造在内的食品工业依然占1/3强,大体上体现了食品工业在加工业中“三分天下有其一”的重要地位。 3.农产品加工业发展态势与世界工业化国家趋同。按照世界工业化国家经济发展的一般规律,农产品加工业在工业中的比重呈下降趋势,其产值与农业产值的比值应有所提高。1995年至2004年,我国工、农业总产值、农产品加工业总产值均呈增长趋势,但农产品加工业的增长趋势远低于工业,略高于农业,2003年农产品加工业总产值首次超过农业总产值,达1.04∶1。我国规模以上农产品加工业产值占工业产值的比重由1998年的27.49%下降到2004年的21%,与农业产值的比例由1998年的0.76∶1提高到2004年的1.1∶1。这说明我国农产品加工业发展态势与国际上工业化国家的发展态势基本一致。 4.农产品加工业的区域发展新格局初步形成。根据资源禀赋和区位优势,以加工业为龙头,以种植业为基础,中国现已形成诸多有特色的产业带,出现了一批农产品加工业专业乡、专业村,或在一定区域内形成了特色块状经济格局。如浙江的水产品加工,山东、陕西的果品储藏与加工,黑龙江的优质大米和土特产加工,内蒙古的乳品和羊绒加工,新疆的棉花、葡萄和番茄加工等。农业部在确立13种优势农产品区域布局的基础上,构建了我国农产品加工九大产业带和以大城市郊区为依托的加工区,使农产品加工向产区和大城市郊区集中,初步形成了一批优势产业集群,使规模优势、区域优势和市场优势得以充分发挥。 5.农产品加工企业实力不断增强。1998至2004年,我国规模以上农产品加工企业从57170个增加到72701个,每个企业固定资产与流动资产平均余额由1998年的0.32亿元增长到0.39亿元,年均增长1.66%。近年来,国内已涌现了一批起点高、成长快、规模大的农产品加工企业集团,成为农产品加工业的中坚力量。如北京燕京啤酒、深圳农产品、温氏集团、内蒙伊利、鄂尔多斯、上海大江、吉林德大、江苏如意、河北三鹿、四川希望和云南玉溪等,都是国内著名的大型农产品加工企业。全国农产品加工业增加值的20%以上是由固定资产5000万元以上的企业创造的②。 6.农产品加工业由初加工向深加工转变。随着农产品直接消费需求的下降,加工制品的比重上升,农产品加工业的产品结构开始向多样化的方向发展,方便食品、快餐食品、休闲食品、营养保健食品等发展迅速,产品附加值不断提高,主要农产品深加工或二次以上加工的比例达到30%以上。仅以速冻食品为例,中国的速冻食品从无到有,目前已发展到数百种。就某一种产品加工来说也在细分化。例如玉米加工,目前国内已有玉米方便粥、玉米爽饮料、玉米淀粉、玉米油、玉米蛋白、玉米糖浆、果葡糖浆、淀粉糖浆、饴糖、酒精、各种变性淀粉,还有黄原胶、甘油、山梨醇、各种味素和氨基酸等20几种产品。品种结构细分化趋势表明,中国开始出现了农产品深加工和精加工好兆头③。 二、我国农产品加工业存在的问题及原因分析 1.我国农产品加工业存在的问题。近年来,尽管我国农产品加工业的成就举世瞩目,但中国的农产品加工业还处于起步阶段,存在以下四个问题: (1)农产品加工率低。统计资料显示,目前中国粮食、油料、水果、肉类、蛋类、水产品等产量均居世界第一,但主要农产品加工转化率仅为30%左右,与发达国家80%以上的加工率相比还有很大差距;发达国家农产品加工业的产值一般为农业产值的2-3倍,而中国还不到1倍;食品工业总产值与农业总产值之比是衡量一个国家农业现代化水平的标志,现代农业发达国家都在2-3∶1的水平,我国食品工业产值与农业产值的比值在0.3-0.4∶1之间,其中西部地区仅为0.18∶1,远低于发达国家。西方发达国家国民经济的主导产业都是食品工业,美国、法国、日本全部如此,食品工业的产值占这些国家国民经济总产值的20%以上,是第一大产业;而我国只占7%,头几名都排不上。 (2)地区发展不平衡。全国282个重点农产品加工龙头企业中,西部地区少,沿海省区多,如西藏3个、青海6个、宁夏8个,而沿海省份山东44个、浙江30个。全国约70%的农产品加工企业集中在东南沿海地区,与农产品原料产地相分离,而既有原料又有市场潜力的中西部地区农产品加工企业则为数不多,严重失衡的区域布局使农产品加工业总体优势不能发挥,整个行业的效率和效益难以提高。 (3)农产品加工业从业人员增长缓慢。统计数据表明,1998至2004年,我国规模以上农产品加工业总产值由18619.19亿元增长到40000亿元,增长了114.83%,几乎呈直线上升趋势;而从业人员从1559.37万人增长到1795.72万人,仅增长15.16%。至2005年加工业总产值增长到4.18万亿元,从业人员却下降到1785万人。 (4)加工企业效益低。1998年,我国规模以上农产品加工企业销售利润率为1.63%,同期工业企业为2.03%;2004年规模以上农产品加工企业销售利润率为4.67%,同期工业企业为6.04%。农产品加工业的效益低于整个工业的平均水平。2.我国农产品加工业发展滞后的原因分析。 (1)缺乏专用规模化加工原料基地,原料价高质低。国外发达国家用于加工的原料都有专用的加工品种并建有固定的原料基地。长期以来,中国农业发展强调数量和高产,对提高农产品品质和发展加工专用型农产品的研究、开发和生产的投入严重不足,使得农产品品种类型单一,适宜加工的优质、专用品种缺乏。如小麦、苹果、柑橘等都缺乏相应的加工品种,专用基地建设在一些地区刚刚起步;油料作物中,高芥酸、高硫苷的油菜籽品种种植比例过大(95%),从而使加工成本增加,油品质量不高。中国小麦、玉米、稻谷等大宗农产品的国内价格已高于国际市场价格2-7成,在国际市场上失去了竞争优势,直接影响我国农产品加工企业的生存和发展。 (2)质量标准低,产品出口受阻。国际上许多国家要求农产品加工业采用国际统一标准或较高的国家(地区)标准进行生产和经营。一些国家的食品工业实行“良好生产操作规程”(GMP),在安全控制上普遍实行“危害分析与关键控制点”(HACCP)体系和ISO9000质量认证体系。而中国国内5万多个食品加工企业中,只有100多家企业达到国家二级企业标准,HACCP体系和ISO9000体系的建立和应用更为薄弱。中国现在是国际标准、国家标准、行业标准和企业标准并用,而现行的国家标准有56%与国际标准有显著差距,按此标准生产的农产品难以达到发达国家的要求,必然影响农产品加工品的出口。 (3)技术水平落后,技术创新能力低。我国农产品加工业的科技进步率只有35%左右。农产品加工领域的技术储备严重不足。许多企业设备陈旧,技术人员数量少、水平低,企业缺乏技术创新能力,有些企业仍停留在手工操作和土法生产。2004年,我国农产品加工企业平均固定资产余额为0.15亿元,只相当于工业企业平均数的1/2;抽样调查表明,我国农产品加工企业拥有科技创新能力的企业不到10%。这一切都直接制约加工业的进步和发展。 (4)管理不科学、效率低。管理不科学主要体现在以下两方面:一是多头管理,即与其它产业不同,中国农产品加工业分属于轻工、农业、农垦、乡镇等十几个部门管理,使生产能力重复分散,缺乏地区和企业之间的分工协作;二是大多数农产品加工企业为私营企业,家族特色明显,企业制度不健全,无法按照规范的公司制建立现代企业制度。从而使企业缺乏市场开拓能力,难以建立自己的优秀品牌,只能在低层次运行。 (5)农产品加工业税负重。1998年至2004年,我国农产品加工企业的销售税率从8.10%下降到6.49%,但同期工业企业销售税率从6.33%下降到4.72%,加工业比工业企业平均税负高出近2个百分点。 三、推进我国农产品加工业发展的对策措施 1.建立健全农产品加工业政策支持体系。农业是弱质产业,发展农产品加工业,离不开政府有效的支持与倾斜。2002年以来,我国出台了一些促进农产品加工的政策措施,如2003年国务院印发了《关于促进农产品加工业发展的意见》,2004年中共中央国务院颁布的《关于促进农民增加收入若干意见》,把发展农产品加工业作为推进农业结构调整的重要力量,同年,农业部出台了农产品加工推进行动方案。这些政策都在信贷、税收减免、技改等方面给农产品加工企业提出支持措施,有力地促进农产品加工业发展。但是优惠政策并非都能真正落实到位,贷款难、税负重,仍然是众多中小企业生存的难题。因此近期内,建议出台有关农产品加工的税收优惠政策、贷款贴息政策、土地优惠使用等政策,开展政策落实大检查,建立一整套支持加工企业建立、生存、发展、扩张的政策体系,使发展农产品加工业的优惠政策能真正变成惠民政策。 2.加强农产品原料生产基地建设。根据各地资源优势情况,开展农产品生产与加工基地规划。采用多元化投资方式,大力开发和推广加工专用品种和加工性能好的农产品品种,建设一批农产品加工技术创新及产业化发展基地,逐步实现农产品加工原料规格化、质量标准化、品种专业化和生产规模化,将工业原料作物向适宜种植区合理集中,实现区域化布局和专业化发展。国家要出台农产品质量标准,加强生产基地的质量检验与监督,使农产品适应加工业标准化、优质化的要求④。 3.尽快推行与国际接轨的标准化体系。目前我国大部分国标或企标都是20世纪80年代前制定的,与国际通用标准有较大差距。应采取法律与经济措施,推行GMP、HACCP及IS09000族系管理规范,尽快实行与国际接轨的标准化体系和全程质量控制体系,来提高我国农产品及其加工产品的竞争力。 4.提高农产品加工技术创新能力。中国农产品加工业要实现由初加工向深加工、由粗加工向精加工的转变,关键在于科技进步。各级政府部门应结合当地实际情况,全面部署农产品加工业的科技发展规划,确定重点发展领域和技术方向,定期组织各部门、各行业专家对农产品加工业重大关键技术进行联合攻关,加大高新技术研究和应用力度,加快传统企业技术改造步伐。鼓励企业开展科技创新活动,落实科技创新优惠政策。近期应开展粮油、果蔬、畜产品、林产品等大宗农产品的深加工关键技术与设备、全程质量控制体系和农产品快速检测技术与设备等研究,建设一批科技创新基地和产业化示范生产基地等,以此提高我国农产品的科技含量和产品附加值,扩大出口规模。 5.调整产品结构。目前,国际食品生产和消费正在向安全性、营养健康性、功能性、方便快捷性食品方向发展。打造中国农产品加工业要紧紧围绕国际国内市场发展趋势,基于国内外市场需求,充分利用我国农业资源,积极发展深、精加工食品,在开发新兴工业化食品的同时,提高我国传统食品档次,优化产品结构。 6.加强部门协调。成立农产品加工业发展联合会,协调部门关系,从根本上解决中国农产品加工行业管理″婆婆″过多的现实,政府应采取切实有效的措施,打破部门和地区界限,通过″超部门″的协调组织,加强对农产品加工业的引导和调控,制定相应的制度和法律,为农产品加工业的发展建立一个稳定和开放的宏观经济环境指导农产品加工业的快速、健康发展。 7.支持企业推行现代企业制度。一是完善法律法规,确实保护私营企业主的合法权益;二是建立经理人人才库,完善经理人监管措施;三是加强农产品加工企业管理人员培训,提高管理技能。从而使农产品加工企业成为自觉推行现代管理的主体。此外,政府部门还应支持农产品加工企业在发挥自身优势的基础上,通过收购、兼并、联合、控股等方式,实现跨地区、跨行业、跨所有制的联结和重组,促进存量资产的优化组合,促使一批上规模的企业集团尽快成长起来,发挥现代管理的引领作用。 工业发展论文:互联网金融对食品工业发展的影响性 摘要:我国互联网金融的快速发展为食品工业的发展提供新的融资模式和经营模式,对改变市场参与主体的思维起到了决定性作用。推动食品行业与互联网金融的有机结合是在新常态背景下促进我国食品工业快速有序发展的重要方向。通过制定更为严格的法律法规,明确互联网金融的功能定位,促进食品行业与互联网金融的深入合作,能够推动我国食品工业获得新的发展动力和发展机遇。 关键词:互联网金融;食品工业;融资模式;经营模式 食品工业是国民经济的支柱性行业,关乎国计民生问题,随着我国互联网金融的快速发展,食品工业发展迎来新的契机。发展现代食品工业是我国经济社会进步的重要表现,改变传统融资模式和经营模式对促进食品工业发展具有关键性作用。在互联网金融快速发展的今天,食品工业的发展生态有了明显的变化,融资效率的提升和经营方式的转变为食品工业的发展提供了动力。研究互联网金融对食品工业发展的影响,能够有效理解当前互联网金融的发展逻辑,更加清晰了解互联网金融对食品工业发展的影响方向和影响程度,能够为食品工业发展的战略规划和企业转型提供新思路。目前国内对这方面的研究较少,当前的研究主要集中在食品工业企业融资方式上,较为全面分析互联网金融对食品工业发展的研究还需继续推进。 1我国食品工业发展形势良好 我国的食品工业已经逐渐摆脱了传统模式下分散化、小规模的经营方式,逐渐发展成集约化、大规模的经营方式,具备了现代食品工业的特征。发展现代食品工业,用以逐步代替分散于一家一户的食品加工是人类社会进步的重要体现[1],也是推动我国食品工业获得长远发展动力的重要保障。食品工业是主要以农业、渔业、畜牧业、林业等相关行业的产品或半成品为原料,以制造、提取、加工成食品或半成品为生产过程的连续而有组织的工业体系[2],是振兴经济的一大支柱[3]。我国食品工业在近些年取得了一定的发展成果,全国食品市场运行良好,并成为支柱性产业[4],我国食品进出口贸易量增增质优。根据《中国统计年鉴》的数据统计显示,1952—1990年我国食品工业总产值从82.8亿元增加到1360亿元,增长幅度超过16倍之多。1991—2001年从2665.1亿元增长到9870.2亿元,2003—2007年食品工业产值平均增长率超过40%,增长幅度较大。另据行业协会的统计,2010年全国食品工业规模以上企业达到4万多家,企业数量平均增长73.2%,2014年全国规模以上食品工业企业主营业务收入同比增长8%,实现利润总额7581.4亿元,其中农副食品加工业占工业总产值的4.93%。到了2015年,我国食品工业产值为11.34万亿,实现了在2010年基础上翻一番的目标。从表1的统计结果分析,我国食品工业企业规模以上的企业数量2011—2015年平均以5.35%的速度增加,2011—2014年资产总量平均为54250.75亿元,销售收入2014年已经达到10万亿规模。通过分析表2的数据可以看出,我国食品产业区域空间布局以华东地区为主,其次为华中和华东地区,西北地区相对较为落后,这与我国区域经济发展水平和地理特征密切相关。区域经济发展失衡是我国经济发展一个较为突出的问题,这在食品工业领域有同样的表现,食品工业已经成为我国国民经济的重要支柱性产业之一,在改善区域经济失衡方面需要作出其应有的贡献。从我国食品工业发展的进程来看,无论实在规模以上的企业数量、工业总产值还是实现的利润总额都有较大幅度的提升,表明我国食品工业在国民经济发展中的贡献越来越高,重要性不言而喻。在互联网金融发展日益壮大的今天,发展现代食品工业有必要借助互联网金融浪潮进行改革创新,从经营模式和融资模式上进行转变。截止目前,我国食品行业已经在互联网金融发展的时代背景中有了新的发展方向。 2我国互联网金融发展现状 互联网金融源自国外,在国内得到蓬勃发展,业务模式在国外已经成熟,但在国内还处在探索当中。互联网金融是基于互联网平台的金融,包括互联网平台和金融功能两大要素[5],从融资的角度看,互联网金融属于第三种金融模式[6],是异于间接融资和直接融资的一种新模式[7],构成了对传统融资模式的补充。互联网金融改变了传统的金融行业,迫使传统金融机构开始积极寻求变革之路,也催生出新的金融业务模式。此外,互联网金融的兴起也加速了征信、第三方支付、大数据等领域的发展,形成了一个综合化、系统化的金融生态。互联网金融在我国呈现出爆发性的增长趋势。根据网贷之家的数据统计显示,2017年2月份成交额1238.6亿元,综合利率9.77%,如表3所示。截至到2017年2月底,在运营P2P平台5587家,行业平均利率9.80%,较上年下降了0.37%,下降幅度较低。网络理财方面,2015年年底网络理财用户规模达到3.2亿人,用户规模增长了62.4%,增长规模较上年有所下降,2016年用户规模增长34.7%,超过4.4亿人次,互联网信贷的用户规模从2013年的0.5亿人增长到2015年的1.3亿人。区域分布上,P2P平台以我国北京、上海、广州等为核心聚集地,其中,2016年广东P2P企业数量占比26.01%,居第一,贷款余额方面以北京最多,2016年达到3003.29亿元,如表4所示。在当前监管日益趋严的背景下,互联网金融再次表现出强劲的生命力和创新能力,纷纷寻求新的发展方向,并与食品工业发展的联系不断加强。例如,互联网金融+农牧业已经逐渐开始成为我国食品工业领域的一大特色,包括农牧业电商平台、农牧业仓储物流、农牧业P2P网贷、农牧业第三方支付等已经取得较好的发展趋势。互联网金融强大的生产创造能力能够为食品工业的发展提供更多的机遇,对食品工业的发展产生影响。 3互联网金融对食品工业发展的影响 互联网金融的发展对食品工业的发展究竟产生了什么样的影响呢?综合分析国内食品工业企业开展互联网金融的发展形势来看,互联网金融在融资模式和经营模式上对食品工业的发展产生了重要影响,同时对人们的思维方式也产生了颠覆性的影响。融资模式方面,互网金融一方面为食品企业提供的新的融资渠道(如金包谷平台),另一方面将传统的融资渠道线上化(如平安银行的橙e网),大大提高了融资的效率,降低了交易成本。经营模式方面,互联网金融促使食品企业将传统的经营方式进行升级改造(如在京东电商平台销售农副产品的企业),同时也不断创造出新的经营模式(如专注于提供农产品服务的平台以食唯天等)。从图1可以看出,互联网金融在融资模式和经营模式上对食品工业的发展都产生了重大影响,都对传统模式提出了挑战,也促进了新型模式的兴起,同时促进传统模式和新型模式实现新的融合。第一,互联网金融为食品工业的发展提供了新的融资模式。融资难、融资贵是我国中小企业发展的一大瓶颈,源于金融压抑和低效率的国有银行的垄断造成的信贷歧视[8],更有学者直接将中小企业融资难题归结为以大银行为主的高度集中的金融体制[9-11]。由于我国传统的食品企业多以中小型为主,存在较为突出的融资难、融资贵的问题,融资困境开始成为制约食品工业发展的一大障碍[12]。随着互联网金融的兴起,以P2P网贷为代表的融资模式为食品企业的发展提供了支持,高效、便捷的融资渠道对推动食品工业发展具有重要的促进作用。根据中国电子商务研究中心的数据分析,互联网金融领域的资产管理规模从2013年的4548.5亿元增长到2015年的17983.1亿元,信贷余额从704.4亿元增长到6633.8亿元,如表5所统计。2016年上半年我国互联网金融投融资市场案例共计174起,168家获得融资企业总的融资金额为610亿元人民币,规模增长较2015年超过337%,单笔投融资额度有明显的大幅度提升。当前是食品行业互联网金融发展的特殊时期,需要食品企业顺应潮流,突破行业发展的资金瓶颈,实现企业融资模式的转变。第二,互联网金融为食品工业的发展创造了新的经营模式。世界食品工业广泛、普遍、不断地采用高新技术,推动食品工业保持高速增长,由于我国大部分食品工业企业基本沿用传统的生产工艺[13],慢慢在国际化竞争中处于落后地位,竞争力不断下降。互联网金融的发展改变了食品工业的传统发展模式,对传的经营模式进行了升级改造,将线上与线下紧密结合起来,赋予食品企业新的活力。互联网金融一方面为食品工业企业提供了基于互联网的新技术,另一方面也改变了商业经营模式,对商业生态进行了系统性改良,如表6所示案例。从已有的经营模式分析,食品企业开展互联网金融主要以提供供应链服务和融资服务为主。食品行业本身具有较长的产业链条,具备开展供应链业务的天然基础,同时也为提供供应链融资提供了便利。将供应链服务和供应链金融服务搬到线上则大大提高了效率,降低了信息搜索成本和交易成本,也带动了商贸流通行业的快速发展。第三,互联网金融的发展改变了人们的思维方式。在互联网金融出现以前,市场对网贷、互联网理财、颠覆银行业务等反应并不迅速,随着互联网金融的快速发展,市场的商业思维发生了巨大变化。互联网金融对人们的思维具有颠覆性的改变,在人们的思维模式、行动模式上都有影响,对传统行业既产生了破坏性的影响,又提供了变革的方向。互联网金融思维的出现改变了市场经济参与主体对金融的认识,是我国食品工业企业融资模式创新和经营模式创新的基础。 4推动食品工业互联网金融发展的合理建议 互联网金融的兴起是我国金融业发展的一个重要方向,需要充分利用互联网金融服务实体经济发展。食品工业作为国民经济的支柱性产业,对保障国民生命健康,带动农业、旅游、物流运输、电子商贸等的发展具有关键性作用。将互联网金融的发展与食品工业的发展结合起来,需要找准结合的关键点,采取必要措施促进二者的有效结合与发展。第一,制定更为严格的法律法规来规范食品工业的发展。众多食品安全问题的频发很多源于法律制度上的空缺,对涉及食品生产与经营的企业实行更加严格的法规监管,能够有效约束企业行为,提高违法成本。落实到互联网金融领域,也有助于行业的规范和健康发展。第二,发展多层次的互联网金融业务,明确互联网金融的功能定位。多层次的互联网金融业务能够为食品工业的发展提供更加丰富的金融服务,在融资和经营变革上提供更多支持。明确互联网金融的功能定位可以有效发展更加多样化的业务模式,推动食品行业的精细化生产。综合而言,互联网金融在融资模式和经营模式上的变革促进了食品工业的发展,有效发挥互联网金融作用需要规范企业市场行为,通过更加完善的法规体系约束互联网金融机构的发展,同时为食品工业发展提供有序的市场环境。 作者:王瑞斌 单位:浙江财经大学会计学院 工业发展论文:辽宁省工业发展的财政政策建议 摘要:工业4.0概念的提出标志着人类工业发展迈入了一个新的时代,智能化是工业4.0时代的重要特征。工业发展离不开财政政策的支持,尤其是对于辽宁省这样的工业大省来说,量身打造一套系统的财政支持方案十分重要。这将是一个比较复杂的系统工程,从完善企业获得财政资金支持的考核标准、扩大地方政府财政资金来源、发挥国家相关优惠政策合力,以及结合地区工业特点进行政策的个性化订制四个方面提出建议,为政府部门决策提供参考。 关键词:工业发展;工业4.0;财政政策;考核标准;指标体系 次贷危机爆发至今已有十年的时间,它让人们重新认识到金融创新与金融监管的重要意义。除此之外,其后演变成的经济危机则让全世界主要经济国家深刻认识到工业在国民经济中的基础性地位以及支柱产业属性,是国民经济的命脉。近些年,美国先后出台了《美国复苏和再投资法案》(仅有利于制造业的财政刺激计划的拨款就高达7872亿美元)、《重振美国制造业框架》、《美国制造业促进法案》、《先进制造伙伴计划》、《先进制造业国家战略计划》,以及《制造创新国家网络》等法案和政策。英国出台了《高价值制造业战略》,日本出台了《产业复兴计划》,法国提出了《新工业法国》,德国政府则推出了工业4.0战略,标志着人类工业革命进入了4.0时代[1]。这一系列政策的推出,充分显示了各主要经济国家对工业发展尤其是制造业发展的重视,同时也宣告了人类开始朝着智能制造时代迈进。 一、辽宁省工业发展的理性认识 “工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。它描绘了制造业的未来愿景,提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术三次工业革命后,人类将迎来以信息物理融合系统为基础,以生产高度数字化、网络化、智能化为标志的第四次工业革命。工业4.0的首要特征就是“智能”,主要体现在智能工厂、智能生产、智能物流三个方面中国制造业整体尚处于由工业2.0向工业3.0过渡的阶段,不同行业、地区以及企业间的自动化程度和信息化能力存在巨大差异,发展水平参差不齐[3]。中国版工业4.0不同于德国工业4.0,中国国内各省版工业4.0更是有所不同。所谓的“工业4.0”,对于很多省份来说只是象征性的说法,实际并未达到。那么,辽宁省工业发展到底是处于哪个阶段呢?据辽宁省统计局公布数据,2014年辽宁省规模以上工业企业数量为15707家。2016年辽宁省在首批试点示范企业基础上,再次选出50家智能制造及智能服务试点示范企业,并评选出首批12家智能制造及智能服务试点示范标杆企业,以推动辽宁省制造业企业积极开展智能化改造升级。然而从数据可以看出,辽宁省工业生产的智能化水平以及普及率还是比较低的。对于辽宁省工业而言,先进工业行业目前已经迈进工业4.0阶段,而部分行业仍然处于3.0阶段,尤其要强调的是还有大部分行业仍然处在2.0阶段,而且比例并不低[4]。工业4.0对于辽宁省而言不是3.0向4.0过渡的问题,对于大部分行业来说是一次工业的跨越式发展,难度甚大。在工业4.0背景下,区域经济发展要求政府改变传统的做法,构建符合工业4.0战略的推进机制。财政支持政策在产业发展中占有重要位置,具有强有力的调控和引导职能。随着区域和全球化的联系日益增强,通过政企互动,政府理顺体制、健全制度,以促进竞争和效率为目标运用财政政策工具,从而创造产业竞争优势,进而使地方工业发展具有持久的生命力[5]。辽宁省需要量身打造一套系统的财政支持方案,而这将是一个比较复杂的系统工程,本文仅从以下四个方面提出建议,以供参考。 二、完善企业获得财政资金支持的考核标准 所谓“好钢要用在刀刃上”,可以从物尽其用的角度来理解,不过在资源有限的条件下,这句话则充分体现了优化结构的思想。目前,全国各地方政府均面临着资金紧张的问题,人们都在谈政府要对工业发展提供资金支持,可是“僧多粥少”的局面是各地财政部门面临的难题,不能不支持,但是也不能“一视同仁”,做好财政资金使用的文章很重要。辽宁省为了支持工业发展设立了科技创新专项课题、技改财政贴息资金等项目。合理的资金支持需要配合科学的量化标准,本文尝试性提出一套评价体系,其中首要的是提高财政单位资金投入的增收率。所谓财政单位资金投入的增收率,简单来说就是财政部门向企业投入的资金所能带来的纳税增加额。根据我国各省2016年预算执行报告披露的信息,2016年广东省财政收入位居全国榜首,一般公共预算收入超万亿元;江苏省位居第二,一般公共预算收入也达到了8121亿元;辽宁省排在第16位,一般公共预算收入仅为2199亿元,不足广东省财政收入的1/4。三省当中,广东省的一般公共预算收入增速也是最高的,达到10.9%,江苏省为5.0%,辽宁省仅为3.4%。“巧妇难为无米之炊”,因此增加地方财政收入迫在眉睫。如何增收?税收收入是地方财政收入的主要来源,因此,应促进地方经济快速发展,培育纳税企业,从而增加税收收入。主管部门需要在资金使用方面组织专家进行测算,衡量单位资金能够带来的财政收入增加情况,提升有限资金的利用率。目前,很多资金支持项目的申报都是根据以往的业绩或成果,但是忽视了资金的使用效果。资金投入带来的技术提升效应、经济增长效应常常是我们重视的,但是财政资金的产出效应常常被忽略。而且这种资金投入标准对于一些后起的企业有失公允,很多小企业刚刚起步,缺少前期成果,因此在资金获得方面并不具有优势,但是不能因此否定其未来发展前景,有些小企业同样具有较大的发展潜力和培养价值。因此,财政资金的投入不应单纯以行业领先水平、竞争力等指标来衡量,而应该更加丰富,将财政单位资金投入的增收率纳入指标体系。不单考虑资金投入的事前状态,还应重视资金投入的产出情况。之所以有此建议,正是因为产业处在“互联网+”时代,而这个时代的特点之一就是摆脱了传统的束缚,新兴企业、小企业完全有可能在短时间内迅速发展,凭借“互联网+”的优势创造企业奇迹。而很多有可能创造奇迹的企业也许会因为资金问题而止步,这个时候就需要政府来支持。那么,如何准确预估资金投入带来的财政产出效应也是一项值得研究的课题,需要建立相关模型,更加科学、有效、全面地进行评估。本文尝试建立初级的财政资金投入评分体系,仅供相关部门参考。此评分体系分为两大维度,即一方面考虑行业情况,另一方面考虑企业情况(见表2)。辽宁省装备制造业有自身发展的特点及优势,我们不能放弃优势,所以在财政资金投入时必然要考虑行业整体发展。但与此同时,也需要顾全企业本身的特点,“互联网+”时代的到来使得小企业、新建企业迅速成长成为可能,后起之秀比比皆是。工业生产不再单纯地依赖规模,智能制造才是未来发展的根本,因此,对于企业本身的评价必不可少。1.行业指标在行业指标项下设立两个二级指标,分别为产业集群化和支柱产业,主要观测点包括是否为重点集群发展行业和是否为制造业支柱产业,每项赋分最高为5分。2.企业指标企业指标共设置4个二级指标。第一,科技水平。设置的观测点包括企业的创新能力、已经掌握的技术水平、智能化水平,分值最高分别为30、10、15分。第二,资金实力。设置的观测点包括资产状况和融资能力,分值最高均为5分。第三,产品市场竞争力。设置的观测点包括产品智能化水平和产品市场需求前景,最高赋分均为10分。第四,管理水平。设置一个观测点管理团队构成,分值最高为5分。从以上分值设置可以看出,赋分最高的是创新能力和智能化水平,这也是工业4.0和“互联网+”时代对企业提出的新的要求。但与此同时,也可能出现的另一个问题就是发展好的企业会良性循环,而发展速度慢的企业可能面临恶性循环的窘境。在得与失的选择中,更应该遵循市场规律。需要补充的是,对中小企业的帮扶型政策应向完善中小企业公共服务体系转变,提高创新资源对中小企业的开放程度,促进中小企业创新能力的提升[6]。 三、扩大地方政府财政资金来源 沈阳市素有“东方鲁尔”的美称,作为中国乃至东北亚地区最大的工业城市,沈阳市的工业发展可圈可点。在德国,鲁尔区通过转型,已从一个以煤炭和钢铁为基础的旧工业区,转变为以高新技术产业为主、服务业及文化产业协调发展的新型经济区。沈阳市也在谋划如何实现产业升级改造。沈阳中德装备制造产业园华晨宝马汽车公司是目前沈阳市工业企业生产高智能化的代表,车间内拥有超过600台机器人作业,自动化率达到95%以上,真正达到了德国工业4.0标准[7]。然而,产业园建设过程中依然存在着一些障碍,其中金融要素匮乏、缺少资本市场有力支撑是阻碍中德园发展的重大瓶颈。要解决资金问题,政府财政的作用必不可少。地方政府除了税收和中央政府拨款之外,还应充分利用资本市场,拓宽资金来源。1.发行地方政府债券对于西方发达国家的金融市场而言,债券市场的规模常常要大于股票市场的规模,利用债券市场融资是各级主体融资的主要手段。我国自2015年起已经批准地方政府自发自还地方政府债券,这是一个好的契机,但同时也是对地方政府信用的挑战。从辽宁省的发债情况来看,2015年辽宁省政府债券发行额为879.50亿元,2016年为1313.3亿元。2015年8月,辽宁省地方政府债券发行出现了部分流标,这表明市场对地方财政经济的关注度明显增加。在宏观经济下行压力加大的情况下,辽宁省乃至全国还在承受着经济转型升级的压力,与此同时,商业银行不良贷款率上升,加之政策放开使得各地方政府债券供给增加,机构投资者对于地方政府债券的风险意识增强,客观上要求更高的风险溢价[8]。因此,对于辽宁省政府而言,应加大对地方政府债券的宣传力度,激发投资者的投资兴趣,同时,要切实提高政府的信用度。2.设立政府投资基金和政府出资产业投资基金财政部于2015年12月出台了《政府投资基金暂行管理办法》和《财政部关于财政资金注资政府投资基金支持产业发展的指导意见》,旨在发挥财政资金的引导和放大效应。在此方面,江苏省走在了全国的前列。2016年9月,首期规模为100亿元的无锡太湖浦发股权投资基金在南京设立,系全国首只由省、市政府与金融机构共同发起设立,银行以同股同权LP身份参与的政府投资基金,为辽宁省设立政府投资基金提供了参考[9]。另外,2016年1月,国家发改委印发了《政府出资产业投资基金管理暂行办法》,对政府出资产业投资基金进行了严格规范。财政部和发改委的两部《办法》均对政府出资设立基金支持产业发展作出了规定,两者有相似之处,但也存在着一定的差异,在此不再赘述。无论哪种形式的政府基金,关键问题是处理好政府与市场的关系,有效地控制资金流向。同时需要认清的一个问题是,社会资本是逐利的,保证社会资本的收益才能吸引社会资本的注入。 四、发挥国家相关优惠政策合力 自2014年11月国务院第62号文件《关于清理规范税收等优惠政策的通知》起,地方政府除依据专门税收法律法规和《中华人民共和国民族区域自治法》规定的税政管理权限外,一律不得自行制定税收优惠政策。基于此,地方政府在税收优惠方面的文章已不可做。因此,如何充分利用国家一系列的财税政策发展地方经济,需要地方政府下功夫去研究。近几年,我国针对“大众创业、万众创新”“互联网+”提出了一系列的财税支持政策。从我国目前各类政策的实际执行情况来看,普遍存在的问题是“重出台、轻宣传、难落实”,已有的优惠政策过多过杂,不易运用,也难达到预期效果。地方相关部门需对已出台的优惠财税政策、专项资金进行梳理,对支持方向、补助对象、用途相同或相近的专项资金予以整合,与工业发展协调配合,形成合力,放大财政资金引导作用。同时,应充分利用互联网优势,在财政、税务机关等相关网站上对企业进行政策宣传,让企业在充分了解政策的基础上,用好用足各项优惠政策,真正促进工业企业发展[10]。 五、结合地区工业特点进行政策的个性化订制辽宁省的工业发展表现出不平衡的特点 1.从行业类别来看辽宁省规模以上工业企业工业总产值居前十位的行业主要包括黑色金属冶炼和压延加工业,农副食品加工业,石油加工、炼焦和核燃料加工业,通用设备制造业,非金属矿物制品业,汽车制造业,化学原料和化学制品制造业,专用设备制造业,电气机械和器材制造业以及金属制品业从纵向变化情况来看,2012—2014三年间,黑色金属冶炼和压延加工业和农副产品加工业总产值始终保持在前两位,2014年,石油加工、炼焦和核燃料加工业以及汽车制造业的位次有所提升。相比于2000年,化学原料和化学制品制造业以及电子及通讯设备制造业的位次下降明显:化学原料和化学制品制造业由2000年的第三位下降到2014年的第七位,电子及通讯设备制造业则由第七位下降到第十位以外。从横向比较来看,工业总产值前十位的行业差距较大。其中,2014年居第一位的黑色金属冶炼和压延加工业总产值达到5077.47亿元,而排在第十位的金属制品业产值仅为1943.84亿元,两者相差3000多亿元。这种不平衡必然制约辽宁工业的整体发展。2017年3月,参加了十二届全国人大五次会议辽宁代表团的审议并指出:供给侧结构性改革是辽宁振兴必由之路,要抓住主要矛盾,明确主攻方向,推进辽宁供给侧结构性改革继续取得新进展[11]。基于此,辽宁省政府提出了一系列改革措施:围绕巩固提升装备制造业,加快发展航空装备、海洋工程装备及高技术船舶等八大重点领域;围绕调整优化石化产业,抓好一批石化产业链项目;围绕改造提升冶金及建材产业,重点发展精品板材、高品质特殊钢等五大类重点高端产品;围绕做优做精消费品工业,提升中高端消费品供给能力;围绕做大做强电子信息产业,大力发展集成电路、数字视听、现代通信服务等七大领域,重点推进一批集成电路项目建设[12]。从财政政策角度,应配合供给侧结构性改革措施予以相应支持,从而发挥政策合力。同时,工业4.0要求将制造业的数字化和智能化作为产业结构升级的方向和重点,通过智能制造提升工业总产值[13]。因此,从财政政策角度,需要研究哪些行业智能化改造率高、工业总产值提升空间大,从而进行财政倾斜。2.从地区结构来看以2015年为例,辽宁省14个地级市中,沈阳市工业主营业务收入和利润总额均居首位,分别达到9181.33亿元和446.63亿元。相比之下,丹东市的工业主营业务收入最低,为412.99亿元;而盘锦市规模以上工业企业利润总额为-45.85亿元,居末位,与沈阳市相差甚远发展相对落后的地区,尤其是尚处于工业2.0阶段的地区而言,首要任务是实事求是、脚踏实地地发展工业,充分发挥后发优势,吸引投资,实现技术外溢效应,引进先进技术等[14]。财政资金支持的重点应放在技术引进以及产业基础建设方面。对于处于工业3.0阶段的地区,推动企业进行智能化改造是重点,因此,财政资金的支持应在此方面有所倾斜。对于已经与工业4.0接轨的地区,政府应推出帮扶政策,鼓励该地区企业向落后企业提供技术支持,同时提供相应的资金鼓励,由此推动辽宁省工业整体向好发展,正所谓:一枝独秀不是春,百花齐放春满园。 作者:孙莉莉 刘春芝 单位:沈阳师范大学国际商学院 工业发展论文:水泥工业发展低碳经济研究 摘要:传统的水泥工业的生产和发展模式,对生态环境带来了严重的破坏,为了解决这个问题,必须推进水泥工业的产业升级,已降低对生态环境的破坏。为此,水泥工业的发展必由之路,就是低碳经济。目前,水泥工业发展面临的紧迫任务,就是高效利用能源,创建清洁生产机制,促进水泥工业大幅度节能减排,更好的应用和研发低碳生产技术。本文首先分析了低碳经济的内涵,提出了水泥工业发展低碳经济的意义。通过探讨目前水泥工业发展中存在的问题,提出了水泥工业发展低碳经济的模式。 关键词:低碳经济;水泥工业;模式 作为一种经济发展模式,低碳经济的特征是低污染、低能耗和低排放。而水泥工业的生产工艺特性为高能源、高排放和资源依赖型。新的历史时期,随着国民经济的发展,民众更加意识到生态环境的重要性,因对于保护地球环境的呼声越来越高,由此,更加凸显了我国水泥工业的节能环保和减排CO2任务的重要性。当前,我国水泥工业发展的一项重要课题,就是低碳经济与节能减排。通过对低碳经济发展模式的不断探求,促进产业的可持续发展,降低对生态环境的破坏。 1水泥工业发展低碳经济的意义 作为新的经济发展模式,低碳经济主要是以低能耗、低污染、低排放为基础。选择低碳经济,就表示要不断变革传统经济模式,不断创新能源利用技术,调整产业结构。同时,改变人们的价值观念和生活方式。低碳经济发展模式的提出,是人类社会的一大进步。水泥工业的低碳经济,无论是内涵还是外延,都是非常丰富的。其宗旨是开发低碳水泥产品,减少CO2的排放,将影响地球环境气候的碳能源抛弃。在中国产业部门中,水泥工业在生产过程中,会排放大量的CO2。开发CO2开放和封存技术,促进CO2减排,发展低碳经济,具有重要的意义。在国家十三五计划中,明确提出,要秉持环境保护和资源有效利用的原则,走循环经济之路,将现行的发展模式转变。发展低碳经济必需走循环经济道路,循环经济是一种与环境和谐的经济发展模式。通过资源化和CO2减量化的原则的遵循,增加对水泥炭减排、碳捕捉和炭封存技术的投入,促进水泥工业与国民经济协调发展。为此,水泥企业应做好水泥工业的环境保护、节能和降耗工作,在企业的层面上开展低碳排放工作,在此基础上,促进区域性的循环经济发展。通过对其他产业的废弃物的充分运用以及CO2的生物质能源技术的开发,不断为节约型社会作出贡献,为国民经济建设提供所需的低碳产品,最终成为社会循环经济链的一环。我国水泥工业发展环保型低碳经济势在必行,为此,水泥工业需要从不可持续发展的传统工业,过渡为可持续发展的生态工业,着眼于中长期战略技术的储备,高度重视研发工作,增强自主创新能力,通过对市场现有的低碳技术和低碳产品的不断开发,实现资源、环境、经济和社会的全面协调发展。 2现阶段水泥业发展中的存在的问题 2.1具有相对滞后的产业结构,产业链延伸不足 近年来,我国水泥产业有了迅速的发展,但其工业贡献率依然要低于产业耗。目前,一些城市的产业链仅限于水泥产业和电力产业的部分循环。如电力产业重新利用水泥生产产生的余热等废弃物,水泥生产的原料选择发电产生的废弃物。由此可见,水泥产业上下游缺乏延伸,不具备适合现代建筑业需要深加工产品。 2.2二氧化碳排放超标 水泥工业的核心工艺就是熟料锻烧,由生料锻烧成熟料需要大量的热量,燃料燃烧会产生热量。而目前我国的主要燃料就是煤,煤炭燃料在燃烧中,在产生热量的过程中,也会产生大量的CO2。水泥生产包括多个工艺环节,如水泥粉磨、熟料锻烧、原料开采等,需要将一定的电力消耗掉,水泥厂因火力发电,会生成CO2,这种CO2被称为间接排放。据相关调查资料显示,目前,我国工业粉末、烟尘和废水和CO2的排放率严重超标,对生态环境带来严重破坏,甚至直接威胁到对人体健康。 3水泥工业发展低碳经济的模式 3.1延伸产业链、拓展产业空间 大力发展高品质的水泥深加工产品,以更要的满足现代建筑业的需求。建立不同的水泥基地,利用水泥余热进行发电,为城市集中供热服务。处理工业用水和污水,减少环境污染,形成生态产业链。作为生态产业链的核心,水泥厂应混合利用不同发热量高的煤炭,既节约煤炭资源,又得到了发热的目的。下一产业再利用上游产业的废弃物。如电力产业循环利用水泥生产过程中产生的余热,水泥产业再利用电力产业的废弃物。低碳经济产业链涉及设备开发、垃圾处理系统等诸多的建设项目。因此,为了更好的完善产业发展模式,提高技术支撑体系,需要进一步增加资金投入。通过成立技术开发与支持部门,对技术难题进行重点研究和解决。转变以新增生产能力为主导的发展方向,改变传统的以扩大产业规模为主发展方式,推动产业结构优化,形成以技术支持为主,质量和效益共同提升的发展方式。 3.2调整技术结构,淘汰落后水泥产能工作 首先,建设余热发电生产线,发的电用于生产水泥,同时对废气余热进行吸收,将CO2的排放间接降低。其次,大力发展循环经济,对于生活垃圾、城市污泥、有毒有害废弃物和工业废弃物进行协同处置,实现水泥产业绿色发展。通过变频调速技术及采用高效电机的运用,将生产电耗显著降低。依据新的排放标准,采用节能粉磨技术,进一步改造粉磨系统。最后,做好彻底淘汰落后水泥产能工作。目前,我国水泥整体技术偏低,落后工艺水泥产量占总产量的30%,CO2具有较大的排放量,能耗高、能源效率低,对环境带来严重的污染。因此,为了减少CO2的有效排放,必须淘汰落后产能,加强产业结构调整,促进水泥产业走低碳经济发展道路。 3.3通过技术创新,减少二氧化碳排放 明确技术路线,是发展低碳经济,促进水泥产业发展的关键。为此,应以节能高效为原则,规范好节能减排工作,促进水泥工业的可持续和高效发展。首先,需要采用国际合作与自主创新相结合的方式,对新的破碎和粉磨技术进行研发,通过各种先进技术的运用,将工艺环节能效进一步提升。其次,为了减少二氧化碳排放,需要对水泥生产过程中产生的二氧化碳充分回收和运用。通过化学吸收、物理吸收的方式。利用不同的回收工艺,通过不同纯度二氧化碳的获取,在应用于金属冶炼、化工合成等各种工业中。通过对水泥品种结构的调整,将熟料生产过程产生的二氧化碳排放进一步减少。最后,通过替代原料、燃料比例的提升,将石灰石和燃料的消耗降低。一些包括电石渣、钢渣、粉煤灰在内的大宗工业废弃物,含有一定量的氧化钙,作为替代原料,也可以获得一定量的过程CO2减排。 结论 新的历史时期,我国水泥工业发展环保型低碳经济势在必行。水泥工业应不断创新低碳经济模式,重点着眼于中长期战略技术的储备,高度重视研发工作,增强自主创新能力,以此推进水泥工业的节能减排工作,努力促进经济、环境与资源的协同发展,为保护生态环境做出贡献。 作者:江海华 张鲁宁 单位:山东水泥厂有限公司 济南方圣混凝土有限公司
预处理论文:厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用和机理 摘要:厌氧预处理可削减曝气耗氧量的20%~30%。其机理既不是贮磷菌贮存过量的聚羟基丁酸盐(PHB)随污泥排出,也并非由于产生CH4、H2S的释放。而主要是兼性厌氧菌对糖类发酵作用产生H2、CO2的结果。 关键词:耗氧量 厌氧稳定 非贮磷菌 发酵 PHB 为控制水污染的日益加剧,目前国内正大举兴建城镇污水处理厂。这是一项保证国民经济可持续发展的战略举措,但也是一项只见投入,不见直接产出的公益行为。其不仅需要投入大笔的基建资金,而且还要付出可观的运转费用。一些地方大力筹资建成了污水处理厂,但却因难以承担运转费用而不能充分发挥环境效益。因此,降低能耗,节约运转费用对发展城镇污水处理事业具有举足轻重的作用。 在常规城镇污水处理中,曝气供氧的能耗最大,约占全厂总能耗的50%。因此,降低曝气耗氧量是节约运转费用的首要环节。降低曝气耗氧量的途径有两条:第一,前置预处理设施,削减进入曝气区的耗氧量;第二,优选运行条件和扩散装置,提高氧利用率。本文将就前者作进一步的探讨。 1 厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用 在A/O、A2/O系统中,厌氧区可去除水中大部分有机物。过去,一直将这种现象主要归因于贮磷菌的吸收和贮存PHB的作用。因PHB是过渡产物,在好氧区将作为碳源而被氧化。故这一过程并不削减后续的曝气耗氧量。然而,近年来的理论和实践都证明,厌氧区不仅具有吸收和贮存基质的功能,而且还产生脱氢氧化作用,并可大幅度削减继后的曝气耗氧量。 1.1 早先的发现和实践的证明 早在1983年,Lan等就发现在曝气区前设置一个厌氧区,可降低曝气区50%的耗氧量。继后,Randall等[1](1984~1987年)多次证实了这一发现,并将这一现象命名为“厌氧稳定”。Bordacs等(1988年)在曝气区前加了一只厌氧选择器,平均降低了30%的曝气耗氧量。其降低幅度与F/M(BOD/MLVSS)有关:当F/M为0.2时,降低36%,当F/M为0.8时,降低20%。王凯军等[2](1988年)将初沉池改成厌氧池,厌氧反应1.67~2.5 h后,曝气耗氧量降低约50%。McClintock等[3](1993年)应用A2/O 工艺与常规活性污泥法进行对比研究,前者厌氧、缺氧反应各1h,在同等的除氮效果下,A2/O 工艺所需的曝气时间由3.2h缩短至1.7h,曝气耗氧量降低近1/2。 1.2 氧平衡计算的结果 所谓厌氧稳定是指在厌氧过程中,有机物完全氧化或还原成气态尾产物释放,既不是转化为菌体随污泥排出,也不是转化为潜在的耗氧物在系统内外继续耗氧,是一种脱氢氧化行为。在A/O、A2/O系统中,除厌氧稳定作用而外,还存在两项可削减曝气耗氧量的因素,即:反硝化和排泥。为排除这两项因素的干扰,Randall等[1]应用物料氧平衡法对三项研究成果进行了评估。在氧平衡计算时,用氧当量表示有机物,统一进行量化。从全系统去除的COD氧当量中,扣除反硝化增补的和排泥损失的氧当量,则可计算出厌氧稳定的氧当量,及由此而削减的曝气耗氧量。第一项研究应用A/O工艺,厌氧反应1.7h,曝气3.9h。通过投药法抑制硝化作用的发生,免除反硝化增氧的干扰。扣除排泥带走的氧当量,测算出厌氧稳定削减的曝气耗氧量占23%~48%。第二项研究应用A2/O工艺,厌氧、缺氧、好氧反应的时间分别为1.3h、2.1h、6.9h,扣除反硝化增补的和排泥损失的氧当量,得出厌氧稳定削减的曝气耗氧量为23%~27%。第三项研究A2/O工艺与普通活性污泥法的平行对比试验,A2/O系统的厌氧、缺氧、好氧反应时间分别为2h、2h、4h,普通活性污泥法的曝气时间为8h。结果为:厌氧稳定削减了8%~27%的曝气耗氧量,A2/O工艺比普通活性污泥法降低23.2%~37.3%曝气耗氧量。 2 厌氧稳定削减曝气耗氧量的机理 厌氧预处理可削减曝气耗氧量的发现已得到国内外大量科研成果和生产实践的证明。但对其机理却众说纷纭,认识不一。占优势的说法是,贮磷菌细胞内贮存过量的PHB,未经氧化而以污泥形态排出系统;也有人将其归因于厌氧还原产生CH4和H2S的释放。近年来的研究证明,这两种说法均科学依据不足。 2.1 贮磷菌贮存过量的PHB流失的可能性这方面存在两种观点:第一,认为贮磷菌贮存PHB是厌氧反应的主导作用;第二,认为污泥中含有过量的PHB。在厌氧条件下,吸收并贮存PHB的主要是一类小型阴性短杆菌(Acinetobacter)也称除磷菌。这类菌在厌氧条件下仅能利用醇、酸等低分子有机物合成PHB,而不能直接利用糖类等复杂物。其对乙酸的亲合性特别强,只要水中有乙酸存在,无论在厌氧、缺氧或好氧条件下,也不管污泥处于循环周期的何种状态,贮磷菌就要释放磷而吸收乙酸。此外,必须指出,贮磷菌也是一类活性差、增殖慢、竞争力弱的菌属,其对环境条件有一定的要求和选择性,在A/O、A2/O系统中,将与其他菌种发生竞存和筛选作用。 近年来的研究表明,在厌氧条件下,除贮磷菌而外,还存在另一类能吸收并贮存有机物的非贮磷菌。两类菌既可共存又有竞争。Jakub等[4]曾做了这样一个试验,在葡萄糖和乙酸各50%的基质中,接种非贮磷菌。从0天~23天内,A/O系统的贮磷菌接近于零,但随着时间的推移,贮磷菌逐渐增加,而非贮磷菌相应减少,至131天后,两类菌数量相近。在整个试验过程中,不管两类菌种的比例如何演变,厌氧区出水的可溶性COD均很低,且变幅甚小。结果表明,非贮磷菌同样具有吸收并贮存乙酸等有机物的能力。然而,非贮磷菌以何种形态吸收并贮存有机物,是PHB、PHA、糖类,还是其他物质,目前所知甚少。 基于上述,在厌氧区贮磷菌和非贮磷菌均能吸收并贮存大量有机物。为深究这些贮存物的演变和最终产物,一些学者进行了探索。刘延华等[5]在以乙酸为基质的试验中测出:厌氧终端污泥的PHB高达200mg/L,而在好氧结束时,降至20 mg/L;在以葡萄糖为基质时,污泥的PHB始终处于40 mg/L的低水平,变幅甚小。Randall等对三项研究排泥的氧当量测定值为:第二、第三项研究排泥的氧当量为1.42 mg/(mg MLVSS);第四项研究中,A2/O工艺排泥的氧当量为1.34mg/(mg MLVSS),普通活性污泥为1.30mg/(mg MLVSS)。这些测定值与标准值1.42mg/(mg MLVSS)相等或接近。据此推测,排泥中的PHB等细胞贮存物数量甚微,不足以对曝气耗氧量产生重大的影响。 2.2 产生CH4、H2S所起的作用 在厌氧条件下,必然有甲烷菌存在并产生CH4。但一般的A/O、A2/O系统均在常温下运行,且MCRT较短(10天~20天)。这种环境条件不利于甲烷菌的增殖和代谢活动。虽然甲烷化能消耗一部分有机物,但不可能产生大幅度削减曝气耗氧量的结果。Wable(1992年)曾对一A2/O系统的尾气进行监测,未检出CH4,但该系统仍发生厌氧稳定作用。此外,在Randall等的第二、第四项研究中,虽发现一些还原硫化物,但数量甚微,这一过程消耗的有机物在氧平衡计算中所占比例甚小。 2.3 厌氧稳定的机理 如前所述,厌氧稳定既不能归因于细胞贮存过量的PHB等有机物的流失,也不是由于产生CH4和H2S的释放。其实这是由广泛存在,但被忽视的糖类发酵反应所引起。提起发酵反应,一般认为仅是将复杂的、大分子有机物降解为简单的、小分子有机物,发酵过程产生的氢以降解物或氧化物为受体,不排出系统。因此,发酵产物的COD与原基质相等,不导致削减COD的效果。这种认识只看到了发酵反应的一个侧面,而忽视了更为重要的方面。发酵反应是由多种微生物参与、反应途径多种多样的复杂过程。其中既有脱氢氧化作用,又有加氢还原作用。发酵产物既可能是甲、乙、丙、丁、乳酸,也可能是醇类。发酵途径和产物随着环境条件和优势菌种的变化而变化。近年来的研究证明,在A/O、A2/O系统中,有许多兼性厌氧菌能在降解糖类时释放出H2和CO2,从而削减了系统的COD总量。按经典的EM代谢途径,1 mol C6H12O6首先无氧酵解为2 mol的CH3COCOOH。 3 影响厌氧稳定的因素 影响厌氧稳定的因素主要有:原水含糖比、原水有机物浓度、MCRT、F/M、MLVSS等。 3.1 原水含糖比 发酵反应的对象是糖类等复杂的有机物,原水含糖比对厌氧稳定的影响最大。Randall等在其第二项研究中,曾以乙酸取代葡萄糖为基质,结果引起厌氧稳定效果的急剧下降。在MCRT为3天时,削减的曝气耗氧量接近于零。 3.2 原水有机物浓度 Randall等[1]在研究中发现,原水有机物浓度也对厌氧稳定效果产生重大的影响。应用相对较稀的腐化池出水作试验,当原水COD<190 mg/L时,厌氧稳定效果接近于零。但随着原水COD的提高而直线上升。 3.3 MCRT、F/M、MLVSS 这是三项互相关联的影响因素。Randall等[1]在第四项研究中,将MCRT由5天提高到15天时,厌氧稳定削减的曝气耗量由8%~18%上升至12%~27%,升幅达50%。而与此相应的是:MLVSS由1000mg/L上升至2000mg/L,F/M由0.2kgCOD/kg MLVSS降低至0.1mgCOD /kg MLVSS。结果提示,过低的MCRT将导致MLVSS下降、F/M上升,从而削弱厌氧稳定效果。 4 结束语 厌氧稳定是由一类非贮磷菌属的兼性厌氧菌发酵反应的结果,是一种脱氢氧化行为。厌氧稳定削减的曝气耗氧量可达20%~30%。厌氧稳定对含糖比大,有机物浓度高的污水较为合适。从削减曝气耗氧量的角度出发,厌氧稳定应是一个有利于产生并释放H2和CO2的过程,这个过程应促进NAD的再氧化并避免降解产物的还原。然而,迄今为止,有关厌氧稳定的理论知识仍相当贫乏,实践经验更是不足。如何优化筛选参与厌氧稳定的微生物,如何优化厌氧稳定的运行条件,如何将厌氧稳定与除氮、磷作用有机结合等一系列课题,都有待今后研究和探讨。 预处理论文:含毒有机废水生物处理前的预处理 大量的资料表明,我国目前及今后相当长一段时间内的环境问题主要是水环境问题,水环境问题又主要是有机废水的污染问题。因此,有机废水的治理是环保工作中极其重要的一面。 有机废水无害化处理的首选方法是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性( 无二次污染或二次污染较小)以及运行费用低廉等优点决定的。 根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类:①废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等; ②废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等;③废水中所含的有机物难于生物降解(生物降解速度极其缓慢),同时,废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。 第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂,此处不作讨论。本文主要对第② 类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。 1、毒物及其作用机制 废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质,统称为有毒有害物质,简称毒物。这些毒物,从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质(如H2S、苯酚等,或称非稳定性毒物)和不能被生物处理段去除、转化的物质(如NaCl、汞、铜等,或称稳定性毒物)两大类。 毒物对微生物的作用机制主要有如下方式: (1)损伤细胞结构成分和细胞外膜。如:70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用;酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜,破坏细胞膜的半透性。 (2)损伤酶和重要代谢过程。一些重金属(铜、银、汞等)对酶有潜在的毒害作用,甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-SH基结合,并改变这些蛋白质的三级和四级结构。 (3)竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合,它们的竞争将抑制中间产物的形成,使酶的催化反应速率降低。 (4)对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时,它们便会被细胞吸收并同化,结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。 (5)抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成,如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。 (6)抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系C会选择性地阻止DNA的合成,从而抑制微生物的生长。 (7)对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。 2、菌种承受毒物的能力及菌种驯化法 需说明的是,微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株,有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系,并随微生物的驯化而发生变化,经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性(变异性)是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100 000个蛋白质分子所能容纳的空间,如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的,许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性,才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的(此时的浓度叫极限允许浓度),正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。 前已说过,微生物由于其体积的细小,而具有巨大的适应性(变异)。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异,让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用,是处理含毒有机废水的一种基本方法。 在城市生活污水处理厂中,当进水中酚的浓度突然增加到50 mg/L时,便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时,会导致全系统的崩溃。可是,某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法,使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在,便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明,进水中酚的平均浓度为117.5 mg/L时,酚的去除率高达99.6%. 含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子,当毒物很稳定时,亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意,这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。 3、预处理方法 前已说过,驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的,毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前,预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。 3.1 稀释法 污水中的毒物之所以成为毒物,是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时,毒物就成为毒物;在极限允许浓度以下时,毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时,为保证生物处理的正常进行,可采用简单的稀释法,将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。 根据废水中毒物的稳定或非稳定性质,结合实际情况,可采取3种不同的稀释法:污水稀释法,处理出水稀释法,清水稀释法。 (1)污水稀释法。不同的污水中所含的物质不同,将它们混合起来,彼此稀释,可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下,这便是污水稀释法。它最简单、最经济,是首选方法,不论毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的工业废水混入大量的城市污水中,几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是,少量的工业废水彼此间混合后,毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上,仍需继续采取其它措施。 污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外,还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比如,制革工厂中,脱毛工段所排的灰碱废水中S2-的浓度高达1 000 mg/L以上,但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右,只要建一较大的调节池(停留时间HRT一般在12 h左右),不同工段所排废水在此搅拌混合后,总出水中S2-的浓度便可降低到100 mg/L以下。这对后续处理非常有利。 (2)处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种:①曝气池池型采用完全混合式;②处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑,方法①应是首选。 实例:制革废水中S2-的存在对生物处理具有极大的危害,生物处理的极限允许浓度为30 mg/L.制革废水经调节池调节稀释后,进入曝气池时S2-仍然在50 mg/L 以上。以前,许多设计单位主张采用分隔处理,即先把灰碱废水单独进行脱S预处理,把进水中的S2-降低到30 mg/L以下,再进行综合处理。有经验表明,可采用处理出水稀释法来消除S2-对生物处理的影响,不需要进行分隔处理,而直接进行综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站,采用的处理流程为调节池初沉池生物处理,生物处理采用的是氧化沟,该氧化沟沟宽6 m,有效水深3 m,沟内水流平均流速0.4 m/s,做如下两个假定:①废水进入氧化沟后经过1周的循环,其中的S2-经曝气氧化后全被去除(被氧化成单体硫或硫代硫酸盐);②废水一进入氧化沟后,横向扩散很好,横断面上各点水质完全相同。按S2- 的极限允许浓度30 mg/L进行计算,理论上可得该氧化沟进水S2-的最大允许浓度为 7776 mg/L.从30 mg/L到7776 mg/L可以看出稀释法的巨大作用。当然,在实际运行中①,②两条假定不可能完全做到,故实际进水最大允许浓度远远不能达到7776 mg /L.根据该厂长达12年的稳定运行经验表明,在调节池出水S2-不超过100 mg/L 的情况下,S2-对氧化沟的稳定运行是完全没有影响的,而且氧化沟出水S2-始终在排放标准1 mg/L以下。这是稀释法成功应用的一个例子。 (3)清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物,不能采用处理出水稀释,工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它,而且这种毒物又不能采用分离法或转化法去除时才能使用。这是由于①这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费;原水采用大量的清水稀释后,处理投资和运行费都要增加。②随着环境管理的加强,已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。 实例:南京某石化公司化工二厂废水处理站,进水COD为6 000 mg/L,但同时含有CaCl 250 000 mg/L,如此高的盐度将会极大地抑制生物处理的正常运行,所以在生物处理之前必须对盐加以适当处理。考虑到生物处理对CaCl2无去除或转化作用,其它的分离或转化方法又不经济,该厂地处郊区,附近无其它工厂或本厂的另类废水可利用来稀释,故设计单位与甲方商量后采用了清水稀释法,即将原水加清水稀释10倍,将CaCl2浓度降为5 000 mg/L后,再进行深井曝气法处理,取得了满意的效果。 3.2 转化法 化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性,比如,硝基苯毒性较大,转化为苯胺后,毒性就大为降低。Cr6+的毒性很大,可是被还原为Cr3+后,毒性就大为降低。所以,可以通过化学方法,将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质,以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个问题:①转化后,稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②最终出水中,毒物浓度也应满足排放标准。 实例:化工废水中的硝基苯是一种毒性较大,可生化性较差的物质。直接对它进行生物处理,由于毒物负荷的限制,使得生化曝气池的BOD负荷极低,效率不高。故绝大多数工程在废水进入曝气池之前进行预处理,用化学法(比如亚铁还原)将硝基苯转化为苯胺,苯胺与硝基苯相比,其毒性大为降低,而且可生化性大幅提高,使曝气池BOD负荷大大提高。 3.3 分离法 利用分离的手段,将废水中的毒物转移到气相或固相中去,以保证废水生物处理的正常运转,这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点:①分离后,废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②必须保证最终出水各项指项(包括毒物)达到国家排放标准;③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理,不允许出现二次污染。 实例:制革废水中S2-是一种毒物,我们可以向废水中投加Fe2+使之形成FeS沉淀去除,出水可以直接进行生物处理而不受S2-的影响,沉淀的FeS可以送去制砖或进行填埋处理;亦可以向废水中加酸,将废水中的S2-形成H2S吹脱到空气中去,用NaOH吸收后形成Na2S再回用于制革生产。 4、结语 为保证生物处理的正常进行,可采用的消除毒物影响的措施是很多的,如何从繁多的方法措施中选择一个最佳方案,是一个全系统优化课题。优化的原则是:①废水中各项指标(包括毒物)必须达到国家排放标准;②必须保证生物处理的正常运行;③在此基础上,应努力追求工艺流程简单、投资省、运行费用低、无二次污染以及管理方便。 实例一:制革工厂中,灰碱废水中含有大量的S2-.为消除S2-的影响,可采用的措施有如下几条:①采用分隔处理,向废水中投加MnSO4,曝气,将废水中的S2- 氧化成单体硫或硫代硫酸盐;②采用分隔处理,向废水中投加Fe2+,使之形成FeS沉淀而去除;③采用分隔处理,向废水中投加酸,使之形成H2S,再用NaOH吸收;④综合处理,向废水中投加MnSO4,曝气,将废水中的S2-氧化成单体硫或硫代硫酸盐;⑤综合处理,向废水中投加Fe2+,使之形成FeS沉淀而去除;⑥其它方法。在这么多的方法中,东南大学经过多年的探索,最终总结出一条最佳工艺方案:不进行分隔处理,直接进行综合处理,调节池的HRT延长到12 h,搅拌混合后,可将废水中的S2-降低到100 mg/L以下,初沉后,曝气池采用完全混和型的氧化沟,可直接消除S2-的影响并将其去除。国内数十项此类工程的实际运行经验表明:这套综合措施是完全可行的。 实例二:南京某炼油厂某股废水中,COD为3000 mg/L,NH3-N 200 mg/L,S2-150 mg/L.S2-的浓度已经超过生物处理的极限允许浓度,故在进行生物处理之前必须先解决好S2-的问题。在确定废水处理工艺流程.这种方法就本段来看是完全可行的,但因该废水中HN3-N浓度较高,必须采用A/O法进行处理,被氧化过的S进入A/O段后,处理池中的厌氧环境又会将S还原为S2-,其毒性又恢复释放出来,必将破坏生物处理的正常运行。故采用这种方法从全流程上来看是不行的。最终选定的方案是采用投加Fe盐沉淀去除的方法。 预处理论文:复合预处理对大鼠肠缺血再灌注的保护作用 【摘要】 目的: 探讨复合预处理(亚低温下缺血预处理)对大鼠小肠缺血再灌注损伤的保护作用及机制. 方法: 将32只大鼠随机分为4组(每组8只):假手术对照组(Sham)、缺血再灌注组(I/R)、缺血预处理组(IP)、亚低温预处理组(MHIP). 比较各组小肠组织湿干质量比、Ca2+Mg2+ATP酶含量及血清乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)活力、总抗氧化(TAX)能力的变化,并观察各组肠组织超微结构及Bcl2, Bax蛋白表达. 结果: 肠缺血再灌注后小肠湿干质量比值增高,LDH, MDA含量明显上升(P 0.01),Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能力明显下降,小肠组织Bcl2和Bax蛋白表达吸光度(A)明显增高(P 0.01);IP组与I/R组比较及MHIP组与IP组比较小肠湿干质量比值减小,LDH,MDA含量明显下降,Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能力明显上升,小肠组织Bcl2蛋白表达吸光度(A)值增高,Bax蛋白表达吸光度(A)值降低(P 0.01, P 0.05),Bcl2/Bax吸光度(A)比值明显增高. 结论: 亚低温缺血预处理通过增加肠组织自身抗氧化能力、抑制脂质过氧化、上调Bcl2基因的蛋白表达与下调Bax基因的蛋白表达以抑制肠组织细胞凋亡的发生等机制对抗肠缺血再灌注损伤. 【关键词】 小肠;再灌注;亚低温;缺血预处理;基因表达 0引言 亚低温对脑和肝缺血再灌注损伤有保护作用[1,2],但亚低温缺血预处理对小肠缺血再灌注损伤作用的研究尚未见报道. 我们在缺血预处理和亚低温研究的基础上,应用大鼠小肠缺血再灌注损伤模型,观察亚低温缺血预处理对肠缺血再灌注损伤的保护作用,并探讨其可能的机制. 1材料和方法 1.1材料 1.1.1动物选用Wistar健康雄性大鼠32只,体质量230~280 g. 由咸宁医学院动物室提供. 将32只大鼠随机分为4组,每组8只. ① 假手术对照组(Sham):仅暴露肠系膜上动脉(SMA)而不夹闭,共2 h结束实验后取材;② 缺血灌注组(Ischemiareperfusion, I/R):夹闭SMA 60 min后松夹60 min再取材;③ 缺血预处理组(Ischemicpreconditioning, IP):夹闭SMA 5 min和松夹5 min作为预处理,余同I/R组;④ 亚低温预处理组(mild hypothermia ischemicpreconditioning, MHIP):在实施缺血预处理前在小肠周围充填碎冰造成小肠亚低温(33~35℃)[3],余同IP组. 1.1.2药品及试剂乳酸脱氢酶(LDH)、Ca2+Mg2+ATP酶含量、总抗氧化(TAX)能力、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)活性试剂盒均购自南京建成生物工程研究所,Bcl2, Bax免疫试剂盒由武汉博士德生物工程有限公司提供,其他试剂均为国产分析纯. 结果测定按试剂盒提供的说明书严格进行操作. 1.2方法 1.2.1模型制备100 mL・L-1水合氯醛(3.5 mL・kg-1, ip)麻醉后,仰卧固定,取腹部正中切口,暴露SMA,用无损伤动脉夹夹闭其根部导致缺血,松夹即为再灌注,在各设定时相点经髂动脉取血并迅速放血致死,同时取中段小肠匀浆. 1.2.2指标测定① 取定量肠组织制备组织匀浆测定Ca2+Mg2+ATP酶活性,并留取肠组织观察组织湿干质量比值;经髂动脉取血分离血浆,测定LDH活性,SOD, MDA含量,TAX能力;②冰冻切片后,用免疫组化方法,通过DAB显色,观察bcl2 及 bax 蛋白表达,在显微镜下用图像分析系统检测吸光度(A)值(每组选10个视野分别测量,计算均值);③冰冻切片后,光镜下观察并拍片,根据Chiu肠粘膜损伤进行分级,电镜标本严格制片,在日立H600透视电镜下观察并拍片. 统计学处理:所有数据均以 x±s表示,组与组之间采用t检验. 2结果 2.14组动物小肠组织湿干质量比Ca2+Mg2+ATP酶含量以及血浆TAX, LDH, SOD, MDA的变化肠缺血再灌注后小肠湿干质量比值增高,LDH, MDA含量明显上升(P 0.01),Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能力明显下降(P 0.01);缺血预处理组与缺血再灌注组比较及亚低温预处理组与缺血预处理组比较小肠湿干质量比值减小,LDH, MDA含量明显下降(P 0.01, P 0.05), Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能力明显上升(P 0.01, P 0.05, Tab1) . 表1大鼠肠组织湿干质量比、Ca2+Mg2+ATP酶含量、血浆TAX, LDH, SOD活性及MDA含量 (略) 2.24组动物小肠组织Bcl2, Bax和Bcl2/Bax蛋白表达吸光度(A)值的变化肠缺血再灌注后小肠组织Bcl2和Bax蛋白表达吸光度(A)值明显增高,与假手术对照组有显著性差异(P 0.01);缺血预处理组与缺血再灌注组比较及亚低温预处理组与缺血预处理组比较小肠组织Bcl2蛋白表达吸光度(A)值增高(P 0.01, P 0.05),Bax蛋白表达吸光度(A)值降低(P 0.01, P 0.05),Bcl2/Bax吸光度(A)比值明显增高 (Tab 2 ). 2.34组动物肠组织学改变光镜下,将各组肠粘膜损伤进行比较:假手术对照组肠粘膜基本正常,损伤均为0级;缺血再灌注组肠粘膜损伤(Ⅱ级2只,Ⅲ级3只,Ⅳ级3 只)明显高于假手术对照组(P 0.01);缺血预处理组肠粘膜损伤(Ⅰ级2只,Ⅱ级4只,Ⅲ级2只)明显低于缺血再灌注组(P 0.01);亚低温预处理组肠粘膜损伤(0级1只,Ⅰ级3只,Ⅱ级4只)低于缺血预处理组(P 0.05). 电镜下,假手术对照组肠粘膜上皮微绒毛排列整齐,各细胞器形态正常;I/R组肠粘膜上皮微绒毛稀疏、变短、脱落,线粒体明显肿胀,空泡变性,内质网排列紊乱、肿胀;缺血预处理组肠粘膜上皮微绒毛排列基本整齐,线粒体内质网轻度肿胀;而亚低温预处理组肠粘膜上皮微绒毛排列整齐,线粒体内质网肿胀不明显. 表24组小肠组织Bcl2、 Bax和Bcl2/Bax蛋白表达吸光度(A)值的比较 (略) 3讨论 1986年Murry等[4]提出预处理(preconditioning, PC)这一概念,他们在动物实验中,发现心脏经历多次短暂缺血后,紧接一个较长时程的心肌缺血,不仅没有“累积性损伤”,而且心肌对随后较长时间缺血产生更大的耐受力,这一现象称为缺血预处理的保护作用. 近年来,IP对脑、肾、肝I/R损伤的保护作用已有大量报道,并从内源性细胞保护物质、膜受体信息传递及细胞代谢因素等方面探讨其保护机制. IP对组织的保护作用毕竟有限,目前有研究表明,亚低温对脑[5]、肝[3]I/R所致氧自由基损害有保护作用. 我们在大鼠小肠I/R损伤模型上观察亚低温对IP的增强效应和亚低温缺血预处理即复合预处理对小肠I/R损伤的保护作用. 实验结果显示,I/R组肠组织湿干质量比值、LDH, MDA含量明显上升,Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能力明显下降,表明肠I/R后,产生大量的氧自由基,作用于生物膜发生脂质过氧化,造成组织细胞损害. IP组肠组织湿干质量比值、LDH, MDA含量明显低于I/R组,Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能力明显高于I/R组. 表明IP能提高小肠组织的抗氧化能力,抑制肠组织脂质过氧化反应,减轻I/R产生氧自由基所致的损伤. 但IP只能减轻不能避免这种损伤,限制了临床应用. 本实验在IP前对小肠实施亚低温处理,以期增强IP的保护作用. 实验结果显示,MHIP组与IP组比较,小肠湿干质量比值减小,LDH, MDA含量明显下降,Ca2+Mg2+ATP酶、SOD活性及TAX能明显上升,肠粘膜损伤程度及肠组织超微结构异常也明显减轻. 提示亚低温能增强IP的保护作用. 其机制可能是亚低温进一步抑制小肠因I/R所致的肠组织脂质过氧化反应,提高小肠的抗氧化能力,减轻氧自由基所致的损害,维护细胞的正常能量代谢及细胞器形态和功能的完整性. 我们发现,肠I/R后,小肠组织Bcl2和Bax蛋白表达吸光度值明显增高,与对照组有显著性差异;MHIP组小肠组织Bcl2蛋白表达吸光度值明显高于I/R组,Bax蛋白表达吸光度明显低于I/R组,Bcl2/Bax吸光度值比值也明显高于I/R组. Bcl2是一种细胞凋亡的抑制基因,Bax是一种细胞凋亡的促进基因,二者相互作用调控细胞凋亡[6,7]. 我们认为MHIP对抗I/R损伤的机制可能是诱导了Bcl2的表达,抑制了Bax的表达,从而抑制肠组织细胞凋亡的启动,减轻肠I/R损伤. 本实验结果的意义就是在基因水平上观察到复合预处理对肠移植的供体小肠血供复流时的再灌注损伤保护作用,为临床应用提供有效方法和理论依据. 预处理论文:选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对未成熟心肌的保护作用 摘要:目的 研究选择性Na+/H+ 交换抑制剂HOE642(Cariporide)预处理对未成熟心肌缺血/再灌注损伤的保护作用及机制。方法 20只健康新西兰幼兔(3~4周龄),利用Langendorff左室做功模型灌注其离体心脏,建立全心缺血/再灌注模型。KH液自主动脉逆行灌注心脏,向球囊缓慢注入生理盐水,调整至左室舒张末压(LVEDP)为10mmHg, 做功20 min,随机分为两组,组Ⅰ: 对照组,继续灌注15min;组Ⅱ:HOE642预处理组,用加入HOE642的KH液(浓度为5μmol/L)继续灌注15min。然后两组心脏均以St.Thomas停搏液诱导停跳,常温(37℃)缺血45min(保湿保温),再灌注60 min。记录冠脉流量(CAF),多导生理记录仪记录左心功能指标, 原子吸收分光光度计测定心肌细胞内钙(Ca)含量,自动生化分析仪测量冠脉流出液中磷酸肌酸激酶(CK)、磷酸肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)漏出量含量,计算心肌含水量,透射电镜观察心肌超微结构改变。结果 CAF、左室发展压(LVDP)、左室压力微分(±dp/dtmax)恢复率,心肌组织内Ca 及心肌含水量,心肌超微结构变化,HOE642预处理组明显优于对照组(P 0.05)。结论 HOE642预处理通过减少细胞内钙超载,模拟缺血预处理的心肌保护效果,对未成熟心肌缺血/再灌注损伤有明显的保护作用。 关键词:Na+/H+ 交换;预处理;未成熟心肌;缺血再灌注损伤;钙超载 随着心血管外科、体外循环及围术期处理水平的提高,越来越多的先心病患儿在婴幼儿期、新生儿期进行早期手术治疗。术中良好的心肌保护是术后存活的关键,与未成熟心肌生理功能相适应的、有别于成熟心肌保护措施的寻求是小儿心脏外科关注的焦点[1]。这也为将来胎儿体外循环的心肌保护提供依据。 防治心肌缺血/再灌注损伤是心肌保护的关键,药物预处理是防治心肌缺血/再灌注损伤的有效措施。近年,心肌细胞钠氢通道(Na+/H+ exchanger,NHE1) 介导缺血/再灌注损伤的机制逐渐受到重视,有研究报道Na+/H+ 交换抑制剂对成熟心肌有保护作用[2] 。HOE642(cariporide)是第一个进入临床研究的NHE1拮抗剂,本实验探讨了HOE642预处理防治未成熟心肌缺血/再灌注损伤的作用及机制。 1 材料与方法 1.1 实验药品及仪器 HOE642(Cariporide)(德国Aventis Pham公司惠赠), Langendorff灌流装置,Powerlab多导生理记录仪(Bridge AD Instrument PTY Ltd, Australia ,Chart v5.0),P-300生理压力传感器(北京金三江传感技术有限公司),滚压泵(Stockert,德国),混合气(O2:CO2=95%,北京普莱克斯公司),超纯水(SZ-93自动双重纯净水蒸馏器,上海亚容生化仪器厂),Krebs-Henseleit重碳酸盐缓冲液(KH液)(mmol/L):NaCl 118.5、NaHCO3 25.0 、KH2PO4 1.2 、KCL 4.8 、 MgSO4・7H2O 1.2、 CaCl2・2H2O 1.8 、葡萄糖11.0 ,pH (7.4±0.5)。 1.2 建立实验模型 健康纯种新西兰大耳白兔,3~4周龄,雌雄不限,体重300~350g(阜外心血管病医院实验动物中心提供)。以戊巴比妥钠(30mg/kg)腹腔麻醉,经耳缘静脉肝素化(150IU/kg),由剑突剪开胸腔,迅速剪开壁层心包,快速摘取心脏并浸入4℃KH液中,主动脉修剪及轻挤心脏排尽心腔余血后立即将心脏悬挂于Langendorff灌流装置上,用恒温循环器预先恒温到37℃、95%O2+5%CO2混合气平衡20min的KH液,自主动脉根部逆行灌注心脏,冠脉流出液不参与循环,主动脉灌注压(CPP)为70 cmH2O,剪开肺动脉根部以利冠脉回流通畅。剪开左心耳,将与多道生理记录仪相连的小乳胶囊经左心耳放于左室,通过Powerlab压力换能器的换能作用,多道生理记录仪能记录心脏左室功能参数:左室发展压(LVDP)、左室压力微分(±dp/dtmax)。向球囊缓慢注入生理盐水,调整至左室舒张末压(LVEDP)为10mmHg,建立左室做功模型。 1.3 实验分组 37℃KH液平衡灌注心脏,做功20 min,将20枚幼兔心脏随机分为两组,组Ⅰ:对照组, 继续灌注15min; 组Ⅱ:HOE642预处理组,用加入HOE642的KH液(浓度为5μmol/L)继续灌注15min。两组心脏均以常温St.Thomas停搏液20ml诱导停跳(灌注压为80 cmH2O),常温(37℃)缺血45min(保湿保温),再灌注60 min,建立全心缺血/再灌注模型。 1.4 监测指标 心脏做功20 min时,记录冠脉(CAF)、 LVDP、±dp/dtmax作为基础值,再分别记录其再灌注10min、30min、60min测定值,计算其对基础值的恢复率。取再灌注5 min的冠脉流出液,以自动生化分析仪测定磷酸肌酸激酶(CK)漏出量、磷酸肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)漏出量。再灌注毕,快速取下心脏,滤纸吸尽心脏表面水分,取心尖部心肌置于戊二醛固定做透射电镜观察心肌超微结构。切取左室心肌,电子天平(精度1×10-5)称量心肌湿重,置于60烘箱烘烤24h后称量其干重,心肌含水量为(1-干重/湿重)×100%,以百分比表示。留取干标本,用原子吸收分光光度计测定心肌细胞内钙含量(Ca)。 1.5 数据表达和统计分析 数据均以±s表示,采用SPSS 11.0统计分析软件,组间比较采用t检验, P 0.05为组间差异有显著性意义,P 0.01为差异有非常显著性意义。 2 结果 2.1 基础值及恢复率 心脏做功20 min时,两组心功能的基础值和冠脉流量测定结果比较无统计学差异。再灌注后10 min、30min 、60min,组Ⅱ的LVDP、 ±dp/dtmax的恢复率较组Ⅰ显著性增高(P 0.05 或P 0.01)。见表1。表1 两组心功能缺血前基础值及再灌注10min、30min、60min恢复率(略)注:与同时点Ⅰ组比较 * P 0.05,* *P 0.01 2.2 心肌酶 再灌注5min后冠脉流出液中心肌酶值于组Ⅱ较组Ⅰ明显降低(P 0.05 或P 0.01),见图1。 2.3 心肌细胞钙含量 见图1。组Ⅱ细胞内含钙量(9.9±3.4μmol/g.dry wt)明显低于组Ⅰ(16.4±4.8μmol/g.dry wt)(P 0.01)。 2.4 心肌细胞内含水量 组Ⅰ、组Ⅱ心肌细胞内含水量分别为85.(41±6.1)%、(82.3±7.5)%,组Ⅱ明显低于组Ⅰ(P 0.01)。 2.5 心肌组织透射电镜 观察结果见图2,3。组Ⅰ(图2):肌节长短不一,肌原纤维排列紊乱,收缩不规则;心肌细胞灶性肌浆凝集、灶性肌丝溶解坏死,有大泡形成;多数线粒体肿胀、空泡化,线粒体嵴断裂,嵴减少;肌浆网扩张、空泡化;细胞核染色质凝集;糖原颗粒明显减少;内皮细胞肿胀明显。组Ⅱ(图3):肌细胞结构正常,肌节清晰,I带、A带、M线、Z线清晰,少数肌丝灶性溶解;线粒体无肿胀,嵴清晰;少数肌浆网扩张;糖原颗粒较组Ⅰ明显多。 3 讨论 预处理是防治缺血/再灌注损伤的重要措施,可分为缺血预处理(ischemic preconditioning ,IPC)和药物预处理。IPC往往具有一定的致损性,临床应用是通过对IPC保护机制的理解,利用能激动IPC信号传导某一阶段的药物来模拟其作用。IPC对心肌保护机制可归纳为内源性保护物质的释放和离子及离子通道的变化,其中缺血/再灌注期间有害Ca2+内流的减少是一重要途径[3]。 Ca2+是调节心肌细胞收缩和舒张所必须的因素。心肌细胞浆内Ca2+浓度主要由肌浆网、线粒体、质膜上钙泵的调节来维持其动态平衡。在成熟心肌,胞浆中Ca2+浓度主要靠肌浆网的释放与隔离作用来调节。未成熟心肌细胞钙调节系统尚未成熟,肌浆网稀疏,钙泵活性低,但其质膜面积和细胞容积之比值较大,钙通道数量及敏感性较成熟心肌高,与成熟心肌相比,未成熟心肌细胞内Ca2+浓度的维持和调节更依赖于质膜上钙通道数量及敏感性[1]。传统的钙通道阻断剂通过阻断质膜上慢钙通道使细胞外钙的内流减少,减轻细胞内钙超载,对成熟心肌有明显的保护作用,然而对未成熟心肌则会因为减少质膜上钙通道数量及降低其活性而引起心肌细胞内Ca2+降低,导致心肌收缩功能下降。固此,针对未成熟心肌缺血再灌注时钙超载,有必要寻找传统钙通道阻断剂以外的能减轻钙超载药物。 哺乳动物钠氢通道[4](Na+/H+ exchanger,NHE)有7种亚型,分别称之为NHE1~7,而存在心肌细胞主要是NHE1,NHE1每排出一个H+就有一个Na+进入细胞。在正常情况下,心肌细胞NHE1 对调节心肌细胞内pH和细胞内Na+浓度具有十分重要的作用。当心肌细胞缺血时,糖酵解增加,产生大量H+,细胞内酸度提高,NHE1被激活;再灌注时,细胞外液H+浓度迅速下降,造成细胞内外H+浓度梯度增大,这会再度激活NHE1。NHE1激活后,大量Na+流入细胞内,[pH]i 迅速恢复;与之伴随的是细胞内Na+浓度升高及细胞肿胀,Na+跨质膜梯度降低和[pH]i 的升高又迅速 使Na+/K+-ATP酶和Na+-Ca2+通道激活,以便更好地清出细胞内过高的Na+[4,5];由于心肌缺血时ATP合成减少,Na+/K+-ATP酶活性降低,无法通过正常的Na+/K+交换将过多的Na+排出细胞外,Na+-Ca2+交换便活跃起来[5]。Na+-Ca2+通道以3个Na+交换1个Ca2+的方式进行, 引起Ca2+内流增加,最终造成心肌细胞内钙超负荷 。 正常心肌细胞的钙稳态主要依靠质膜钙转移系统、内质网 /肌浆网钙转移系统、线粒体钙转移系统[5]。质膜上有两个钙通道:高亲和力低容量的Ca2+泵(Ca2+-Mg2+ATP酶)和低亲和力高容量的Na+-Ca2+通道,前者需要分解1分子ATP。未成熟心肌肌浆网稀疏,肌浆网钙摄取与释放功能在缺血再灌注损伤钙超载机制中不起主要作用[1];而缺血再灌注期,ATP合成减少,Ca2+-Mg2+ ATP酶 活性受到抑制,故NHE1激活这一始动环节是激活Na+-Ca2+通道从而导致未成熟心肌细胞内钙超载的重要途径。鉴于未成熟心肌细胞糖原颗粒含量丰富和钙稳态调节的特点[1],特异性NHE1抑制剂抑制NHE1的激活,间接地抑制质膜上Na+/Ca2+交换,既能防治钙超载,又不影响质膜上未成熟心肌钙泵数量和活性,理论上是未成熟心肌保护的理想的药物,但尚无研究深入证实这一点。 本实验研究结果表明,NHE1拮抗剂HOE642预处理能模拟IPC的心肌保护作用,抗缺血/再灌注损伤的作用明显。其主要机制是(1)降低缺血/再灌注后Ca2+内流,进而防止细胞内Ca2+过度增加引起细胞挛缩、坏死、心律失常,本实验HOE642预处理组细胞内钙含量明显低于对照组;(2)维持细胞内Na+平衡,减轻微血管内皮细胞肿胀和组织水肿[6],本实验HOE642预处理组细胞内含水量明显低于对照组;(3)调节细胞内pH,调节心肌能量代谢,利于细胞内糖原储备,HOE642预处理组透射电镜显示,HOE642预处理组糖原颗粒含量明显较对照组多。 NHE1拮抗剂HOE642预处理是否可以激发未成熟心肌其它内源性保护物质如G蛋白、蛋白激酶C、KTAP离子通道、热休克蛋白等有待更进一步研究探讨。 预处理论文:高浓度粉丝废水预处理方法的研究 摘要:对高浓度粉丝废水的预处理方法作了实验研究。采用调节等电点酸沉的方法回收蛋白质,然后用聚合硫酸铁化学混凝处理上清液以降低COD的含量。实验证明了方法的可行性并得出了最佳实验条件。 关键词:粉丝废水 蛋白回收 混凝剂 聚合硫酸铁 废水处理 粉丝厂排出的废水可分为高浓度有机废水和泡豆、洗豆及粉丝洗涤废水两类。前者不仅COD含量很高,而且蛋白含量占原料质量的20%左右,若当作废水排掉,既污染环境又浪费了宝贵的蛋白质。废水中的蛋白质含量大,也增加了后续废水处理的成本。国内蛋白回收有的用气浮法但此设备结构较复杂。采用酸沉法工艺简单,运行成本低。 化学法废水处理是选用混凝剂使废水的胶体破坏,使分散状态的有机物脱稳、凝聚,形成聚集状态的粗颗粒从水中分离出来,达到降低废水中COD含量的目的。聚合硫酸铁因其高效、廉价已广泛用于水和废水处理中。即使同一混凝剂处理同一的废水,不同的条件下的混凝效果也不同,它受到水样的pH、温度、搅拌速度以及混凝剂投加量、废水的浓度、温度的影响,需具体问题具体分析,优化选择。 实验中所用聚合硫酸铁为液体型:碱化度B=0.4;pH=1.5;铁含量 0.5 mol/L。 实验中所用废水取自烟台粉丝厂。粉丝原料为豌豆。水质主要指标:浆黄色;pH 4.2;COD含量为7000~20000 mg/L。 1 主要实验仪器与试剂 7200可见分光光度计;JJ-3型六联定时变速搅拌机;TG-32A型电光分析天平;PHS-2C精密酸度计及其他常规仪器;TL-1型COD测定仪;COD测定专用氧化剂、催化剂;Ferron试剂(AR,进口)及常规试剂。 2 实验方法 2.1 实验流程图 2.2 粗蛋白的回收实验 2.2.1自然沉降 直接从现场取1 L高浓度粉丝废水置于大型透明玻璃容器中,间隔一定时间分别测量上清液高度和上清液中COD的含量。COD的测量采用重铬酸钾法在COD消解仪上进行。由于COD残余量的大小与蛋白回收率的大小成反比,实验中用COD残余量间接反映蛋白回收量(下同)。 2.2.2 酸 沉 实验发现自然沉降所得清液残余COD值仍较大,蛋白回收量必小。考虑到蛋白质的酸碱两重性,在其等电点附近溶解度最小提出酸沉的方法:通过调节水样pH来强化沉降,一方面可增加粗蛋白的回收量,另一方面可减轻后续水处理的负担。实验中分别取一定量的水样,调节其pH到指定值,静沉2 h,分别测定上清液COD值。对于最优pH,采用2.2.1的方法测定清液层高度和上清液的COD值。 由pH-COD曲线可得最优沉降所需的pH。 2.3 混凝实验 分别取500 mL水样,调节pH到指定值,控制水样温度恒温25℃,加入一定量的PFS,在六连搅拌机上快速搅拌1 min,转慢速5 min,静止沉降2 h。然后在液面下1 cm处取上清液在COD消解仪上测定COD。在该实验测定条件下,COD的标准曲线近似为COD=14700A mg/L (A为吸光度) 2.3.1最优混凝 pH的确定 分别取500 mL水样,调节pH分别为6.0、7.0、7.95、8.9、9.9,分别加入150 mg/L(以Fe计)PFS,做混凝试验。COD值最小时对应的pH应为最优pH。 2.3.2 最优混凝剂投加量的确定 分别取500 mL水样,均调节pH为最佳絮凝pH,分别投加不同量的PFS,混凝后,测定上层清液的残余COD值。作COD-混凝剂用量曲线图,找出混凝剂最佳用量。 3 实验结果与分析 3.1自然沉降与酸沉时清液中COD含量和清液层高度随沉降时间的变化 图 1 沉降清液层高度随时间的变化 由图1可以看出,沉降的时间在大于24 h后,清液高度不再变化。 图2 自然沉降与快速沉降时COD值随时间的变化 由图2可看出,在12 h左右,COD值变化已不明显。考虑到沉降后期主要是沉渣压紧的过程,清液高度在沉降后期变化很慢,因此可取12 h为pH=4.7条件下的沉降时间。 两种沉降曲线可以看出:当调节pH后,沉降所得清液的残余COD值更小,即蛋白回收量较大。 3.2 酸沉时清液中残余COD量随pH的变化 由图3可知,酸沉时的最优pH为4.7。从废水处理的角度看,COD值的减少量有限(由图1、2也可看出)。因此,蛋白回收后的清液仍需作进一步处理。 图3 酸沉时水样pH对残余COD值的影响 图4 水样pH对混凝效果的影响 3.3 水样pH对混凝效果的影响 由实验结果图4可知,聚合硫酸铁在粉丝废水中的最优pH为9.0。 3.4 混凝剂投加量对混凝效果的影响 选择不同的聚合硫酸铁投加量,测定混凝后的COD残余量,结果见图5。 图5 投加量对混凝效果的影响 由图5可看出,最优投加量为3 mL,折合Fe为85 mg/L。 4 结 论 (1)酸沉优于自然沉降。酸沉时水样的pH为4.6,沉降时间为12 h。 (2)聚合硫酸铁(PFS)在粉丝废水中的最佳混凝条件为:pH=8.9,絮凝剂投加量为85 mg/L。 (3)经过以上方法的处理后废水指标:pH=7~8;COD含量为500~1000 mg/L。基本接近泡豆、粉丝洗涤废水的指标,与其他废水混合处理后,完全可用于车间洗刷等。 预处理论文:简论植物油脂废水预处理技术 摘 要:随着国民经济的逐步发展,我国植物油脂的年产量也在不断增加,有相关数据显示截至目前全国范围内已有五千多家不同规模的植物油脂加工厂,油脂的年产量也已经超过了四千万吨,其中精制油脂的比例占到五分之一,就按每一吨的油脂产量,排放的污水也为一吨计算,每年由于生产植物油脂而排放的废水数目也是非常的惊人。 关键词:植物油脂;油脂废水;预处理技术 植物油脂生产中所产生的油脂废水,其成分中含有乳化油、溶解性油、有磷脂、皂脚等物质,如果这些废水不经过任何处理就排放,将会给大自然的水资源造成很严重的污染。对于植物油脂废水的处理工艺有很多种,本文将对这些处理工艺做简单的介绍,希望能对同行人士有所帮助。 1 植物油脂废水简介 植物油脂废水,主要是指植物油脂生产企业排放出来的蒸煮废水、水洗废水、冲地面废水、脱色、脱水、脱臭的真空蒸汽喷射装置冷凝器排出的含油含酸废水和废酸废碱水。有机物和乳化油等油脂的含量极高、金属和有毒物质含量低是植物油脂废水的特点,此特点使得油脂废水比较适合生化处理。我国目前存在的植物油脂企业大多为中小型,油脂废水的排放多为间歇排放,水质水量的波动较大,PH值也不稳定,给生化处理过程带来了一定难度。 2 油脂厂废水预处理技术 2.1 隔油 隔油池一般有三种型式:平流、平行板、倾斜板,其工作原理是利用油脂废水中悬浮物与水的不同比重而对其分离,属于依靠比重自然浮上分离装置。隔油池主要去除废水中上浮分散油,可能除去的最小油滴粒径为100-150μm。通常进入隔油池的废水,油的含量比较高,油粒径越大,利用隔油池处理的效果就越好。虽然隔油池对分散油的去除效果非常好,但是对乳化油的处理效果就相对较差,所以要向油脂废水中投入破乳剂,将乳化油转变为分散油再进行处理,就可达到理想的效果。 2.2 气浮 气浮与隔油的最大区别是,隔油是依靠自然上浮,而气浮则是利用微气泡,实行强制上浮。气泡所起到的作用是粘附在油滴上,由于气泡比重远远小于水的比重,所以有很大的浮力,使油滴迅速上浮,从而实现废水中油脂与水的分离。气浮也有三种型式:溶气气浮、电解气浮和机械碎气气浮。三种方式中电解气浮的设备最为简单,操作容易,在不需充气和加混凝剂的情况下,去除废水中乳化油和分散油的效率就可高达90%,但是电解气浮需耗用较大的电量,再加上电极材料等的原因,使得电解气浮多是停留在试验研究阶段,未能得到大的实际应用。机械碎气气浮在电能消耗上比另外两种方式都要低,并且设备投资资金也相对较低,但是目前在植物油脂废水处理中应用的很少。植物油脂厂中目前采用的废水预处理方式多为溶气气浮。植物油脂厂采用气浮技术进行油脂废水预处理,还必须注意以下几点: a.选用合理气浮工艺;植物油废水气浮工艺一般选用处理后废水部分回流加压溶气气浮工艺较为合适;b.选取合理的PH值;进水PH值试验表明,PH=7时单位体积内微气泡个数最多,平均粒径最小,气浮效率最高,所以在废水进入气浮前要进行中和处理,使PH为7;c.选择合理的释放器类型;当植物油脂废水预处理选择气浮方式时,为了达到理想的处理效果,要选用高效且不易被油粒和悬浮物堵塞的释放器;d.加入适当的破乳剂;油脂废水中的乳化油,自身带有负电荷,并且化学性能非常稳定,因此要在油脂废水中放入适当的破乳剂,将乳化油破解,以实现理想的气浮效果。 2.3 混凝破乳 混凝破乳常采用的工艺方法是盐析法,此法的作用原理为,将盐类电解质放入到植物油脂废水当中,使油滴与废水面的电层被压缩,从而实现预处理效果。常用的盐析剂有钙、镁、钠的氯化物及钙、镁硫酸盐。单靠使用盐析法对油脂废水预处理,常遇到的问题是需使用大量盐析剂,聚析以及沉降分离的时间都很长,设备占地面积大等,为了改善上述问题,很多植物油脂生产企业在研究尝试使用铝、铁盐混凝剂破乳,对铝、铁盐的使用出使得以上提到的问题被有效解决外,还可以使增宽最优PH值。 2.4 生物预处理 2.4.1 活性污泥法 活性污泥法处理油脂废水的原理是,在有氧条件下,向油脂废水中连续的通入空气,使得大量好氧性微生物能够连续、循环生长,此类微生物具有超强的吸附能力,并且在生长中可降解油脂废水中的油粒和悬浮物,转化为自身的有机成分,从而实现水油分离,达到废水预处理的效果。为提高溶解氧的浓度,常采用渐进曝气法、深井曝气法。 2.4.2 生物膜法 生物膜法与活性污泥法类似,都是一种好氧性生物预处理工艺。但是在型式上与活性污泥法还是有所区别,活性污泥法主要利用的是以菌胶团为主的微生物群进行废水预处理,而生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)实现废水预处理,其附着的固体介质被称作滤料或载体。生物膜法对油脂废水预处理的工作原理是,生物膜首先附着在载体上,由好氧微生物将其分解,之后进入到厌气层进行厌气分解,随着新生物膜的生长,老化的生物膜会被流动的水层冲掉,重复此过程就可以对油脂废水进行预处理。生物膜法具有以下特点:(1)对水量、水质、水温的变化有极强的适应能力;(2)处理效果显著;(3)污泥量小且易于固液分离;(4)节省费用。 2.4.3 水解法 生物水解法是对油脂废水厌氧预处理工艺,主要用于处理浓度较高的油脂废水。生物水解法能够去除油脂废水中的有机负荷,该工艺将有机物的厌氧分解中的水解、酸化、酸性减退,甲烷化阶段始终控制在水解、酸化段,利用水解菌和产酸菌将废水中的大分子、难降解的有机物降解为小分子有机物。对油脂废水预处理时,在水解池中加入以光合细菌为主的高效降解菌和产酸菌,将油脂废水中长链脂肪酸类大分子有机物分解成小分子挥发性脂肪酸。目前该工艺已被广泛应用于植物油脂废水的预处理。 结语 对植物油脂废水除了采用上述生化处理工艺外,目前我国正在大力研究应用微生物选育技术和膜生物处理技术对油脂废水进行处理,此项研究工作,重点是朝着无污染的方向努力。然而不可忽视的是,各种油脂废水处理工艺都会存在一些这样那样的不足,这些还需要莘莘学子的努力改造,以保护水资源环境不被油脂废水所污染。 预处理论文:缺血预处理对大鼠肝移植缺血再灌注损伤后CyclinD1和CyclinE表达的影响 作者:裴旭东,叶启发,肖建生,明英姿,牛 冰 【摘要】 目的 探讨缺血预处理(IP)对大鼠肝移植缺血再灌注(IR)损伤后肝CyclinD1和CyclinE表达的影响,以了解移植肝再生能力和功能不良的影响因素。方法 将SD大鼠90只随机分为缺血预处理组(IP组)、对照组(OLT组)和假手术组(SO组)3组;用全自动生化分析仪来检测肝功能;通过免疫组化S-P法来测定移植肝CyclinD1和CyclinE的变化。结果 对照组中大鼠移植肝缺血再灌注损伤后血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)明显升高,CyclinD1和CyclinE的百分含量较低,提示移植肝细胞再生不良;实验组经缺血预处理后血清中ALT、AST稍升高,幅度 对照组,CyclinD1和CyclinE的百分含量很高,提示移植肝细胞再生活跃。结论 缺血预处理能够启动内源性保护移植肝的相应机制,可促进肝CyclinD1和CyclinE的合成,激发肝细胞的增殖和再生。 【关键词】 大鼠肝移植;缺血再灌注;缺血预处理;CyclinD1;CyclinE 缺血再灌注(IR)损伤普遍贯穿于肝移植始终,它是临床上肝移植术后原发性移植物无功能的首要因素。Sasaki等证实IR损伤可使鼠移植肝细胞凋觯?],近年来的研究也表明肝脏再生能力的大小也是IR损伤后移植肝功能恢复的关键环节。缺血预处理(IP)是公认的对肝脏IR损伤有保护作用[2]。为研究移植肝IR损伤程度与肝细胞再生能力的关系,本实验以移植肝IR损伤后CyclinD1和CyclinE的表达作为细胞增殖指标,以检测IP对IR损伤后移植肝细胞增殖的影响,从而进一步探讨肝移植术后肝功能不良的原因。 1 材料与方法 1.1 实验动物与分组 纯系Wistar雄性大鼠90只,体重280~320mg,由湖南农业大学实验动物研究中心提供。普通喂养,自由进食,术前12h禁食,将大鼠随机分为3组:(1)取样缺血预处理组(IP组):即在供肝冷转灌注前缺血处理10min,10min再灌注,循环2次,然后行双袖套法原位肝移植术。术后2h、6h、24h各时间点取肝脏标本和经下腔静脉采血4ml待测。各时间点分别取样6只。(2)对照组 (OLT组):即单纯行双袖套法原位肝移植术,术后2h、6h、24h各时间点取肝脏标本和经下腔静脉采血4ml待测。各时间点分别取样6只。(3)假手术组(SO组):即血流阻断与复流及原位肝移植外,其余处理同上。分别取样6只。 1.2 实验器械与试剂 肝功能检测用全自动生化分析仪(AU800 Olympus)。免疫组化试剂CyclinD1单克隆抗体(兔抗大鼠),购于北京中杉金桥生物技术有限公司;CyclinE单克隆抗体(兔抗大鼠),购于上海长岛生物技术有限公司;DAB显色试剂购于福州迈新生物技术有限公司。 1.3 方法 1.3.1 原位肝移植模型的建立 按照Kamada[3]和孙君泓[4]报道的术式建立大鼠原位肝移植模型:即不重建肝动脉的双袖套法大鼠肝移植术。 1.3.2 标本的制备和测定方法 取移植肝组织用4%的复合甲醛固定待制石蜡标本,行光镜学检查及行免疫组化S-P法检查,同时将所采静脉血2ml,11000r/min离心5min取血清置于-70℃深低温水箱保存检测转氨酶。 1.4 结果判断标准 由两位病理医生在光镜200倍视野下,每张切片取5个视野,用HPIAS—1000型彩色图像分析仪系统测定CyclinD1和CyclinE表达情况,结果用阳性细胞率来表示:阳性细胞率(%)=视野中阳性细胞数/视野中总细胞数× 100%。 1.5 统计学方法 所有数据以均数±标准差(x±s)来表示,以SAS统计软件包分析处理,多个样本均数间比较用重复测量设计方法分析和单因素方差分析,IP组与OLT组比较用t检验。 2 结果 2.1 一般情况 该部分供肝手术时间、血管袖准备时间和受体手术时间分别为(30±3.30)min、(11±3.83)min和(31.5±3.20)min。其中无肝期为18~22min,平均(19.67±1.63)min,手术成功率94.1%。未处死的大鼠1周存活率达88%,最长存活72天。 2.2 各组血清ALT、AST含量 见表1。OLT组各时间点ALT、AST较SO组显著升高,且随再灌注时间延长而逐步升高,以移植肝再灌注2h升高最为明显,以后升高幅度降低。IP组各时间点ALT、AST升高幅度远低于OLT组,与之相比较,P 0.01。 2.3 移植肝细胞周期蛋白CyclinD1、CyclinE标记阳性细胞率 SO组CyclinD1、CyclinE均未发现阳性表达。IP组各时间点CyclinD1、CyclinE阳性细胞率均高于OLT组,尤以6~24h升高明显;而IR组6h细胞凋亡显著升高,增殖低下,24h仍维持很低水平。24h CyclinD1与CyclinE阳性细胞率分别为0.47±0.23、0.44±0.21与OLT组0.21±011、0.20±0.08比较,差异具有非常显著性(t=7.57,P 0.01),见表2。笔者还发现CyclinD1表达时限等同于CyclinE的表达,阳性细胞表达率高于CyclinE的表达率。 表1 移植肝IR损伤后血清ALT、AST含量变化 (x±s,u/L) 注:同时间点IP组与OLT组相比较,P 0.01 表2 移植肝IR后细胞周期蛋白CyclinD1、CyclinE阳性细胞率表达 (x±s) 注:IP组与OLT组相比较,P 0.05;IP组与OLT组相比较,*P 0.01 2.4 光镜下肝脏病理组织学变化与SO组肝脏组织相比较 OLT组(见图1、图2)中肝脏细胞广泛水肿,以中央静脉周围为主,肝组织结构混乱可见小滴样脂肪变性,肝窦内大量中性粒细胞浸润;灌注后24h可见部分肝窦狭窄,并有红细胞残片,界板破坏。而IP组(见图3、图4)仅有轻度肝细胞水肿,肝窦内有少许中性粒细胞散在,小叶结构基本完整。 3 讨论 IR引起损伤已在多种组织器官缺血再灌注模型中得到证实。Borghi[5]等观察16例临床原位肝移植术后细胞凋亡情况,发现IR后肝细胞发生一系列代谢、结构和功能的改变, 导致转氨酶升高,酶泄漏的发生,线粒体功能受损,活性氧化剂的增多,由此认为肝细胞的凋亡与肝IR损伤有关。本实验血生化结果证实了这种变化,并观察到OLT组随着再灌注时间的延长, 转氨酶(ALT、AST) 呈进行性升高。6h血清ALT、AST迅速升至最高,提示细胞严重受损,酶泄露严重;24h ALT、AST升高幅度开始回落,细胞修复能力加强;组织病理学检查有明显变化,并随灌注时间延长而加重。说明肝缺血再灌注损伤引发的细胞凋亡为一种动态过程,其原因可能是在不同阶段参与损伤的因素不同,是由多种因素综合作用的结果所致。Schlossberg[6]等观察小鼠肝IR损伤后细胞凋亡和组织修复的相关指标时发现细胞凋亡在肝叶IR后6h达峰值,且持续升高到20h以上,并在IR损伤急性期(1~3h)和亚急性期(6~20h)由不同的受体途径介导。在实验中,OLT组中CyclinD1、CyclinE的表达达最低值。 IP减轻肝IR损伤后肝细胞凋亡和增强细胞再生能力,目前已广泛证实,但其机制十分复杂;它与腺苷、一氧化氮、热休克蛋白、蛋白激C酪氨酸激酶依赖性信号系统、K+ ATP通道的激活等诸多因素有关[7]。本实验发现IP可通过上调(肝细胞抗凋亡基因bcl-2)活性来下调Fas凋亡途径中Fas-mRNA的表达和抑制caspase-3的活性[8],使细胞内容物(如DNA)避免氧化损伤,促使细胞周期中G1/S的转化启动,从而完成细胞再生[9]。Kuo[10]观察临床肝移植术后细胞凋亡情况时发现肝细胞凋亡与IR造成的生化损伤及病理学损伤参数改变呈正相关。实验中IP组肝移植前给予10min缺血,10min再灌注2次,血清转氨酶幅度较OLT组明显降低(P 0.01),病理变化显示肝细胞轻度水肿,小叶结构完整,超微结构变化示细胞膜结构完整,酶泄露少。再灌注后24h作为细胞周期正性调节蛋白CyclinD1与CyclinE在IP组24h的阳性表达率显著高于OLT组,提示移植肝细胞凋亡机制受限,肝细胞增殖机制活动增强。 增殖性细胞周期分为DNA及蛋白质合成准备期G1期、DNA合成期S期、有丝分裂准备期G2期、有丝分裂期M期。凋亡细胞的细胞周期常阻滞于G1/S期和(或)G2/M期,尤其G1末期限制性调控点“R”点的阻滞[11]。IP能够增加bcl-2活性,并于IR损伤后6h达高峰[8],bcl-2能够保护细胞避免各种形式释放NO诱导的凋亡,下调P53基因,干扰caspase-3活性(caspase-3是细胞凋亡效应分子,是Fas凋亡途径下游操作底物酶解的关键酶,被称为“凋亡执行者”);增加细胞周期基因及生长因子的调控能力[12]。作为细胞周期正性调节蛋白CyclinD1是肝细胞进入细胞周期G1期的显著标志,并随着细胞生长因子的增减而增减。CyclinD1能与CDK4和(或)CDK6(细胞周期依赖性激酶,与调节因子合称细胞周期引擎)特异性结合,形成CyclinD1-CDK4/CDK6复合物在G1中期激活,可使细胞周期中“R”限制点附近的抑制蛋白(如P503、Pb)磷酸化而失活,并释放转录因子E2F致使G1期缩短,同时加速G1/S的转换[13]。E2F又协同DP1启动G1/S转换相关基因的表达(如:CDK基因、CyclinE),在G1后期CyclinE与CDK2结合并激活CDK2形成CyclinE-CDK2复合物,使细胞通过“R”限制点,进入S期;同时减少细胞对生长因子的需要量,推进DNA复制和细胞的2倍增殖。由于细胞周期领带CyclinE的表达受转录因子E2F介导,而后者通过PRb被 CyclinD1依赖性激酶超磷酸化而激活,故CyclinE的表达依赖于CyclinD1依赖性激酶的活性,同时还受myc、Ras等基因调控。在本实验中笔者发现CyclinE的表达程度低于CyclinD1的表达,但表达时限基本相同[14]。据Meujoe[14]等报道,BACA/C大鼠肝IR损伤后12h CyclinD1RNA表达开始升高,在24~48h达最高峰,但术后2h比较差异无显著性,可能与细胞周期启动因子INF-α、IL-6、EHGF等调控在IR损伤术后4~6h才开始启动有关[15]。 IR 损伤和IR后的肝细胞增殖涉及到许多复杂的机制,从以上实验结果来看:IP作为移植肝IR损伤的内源性保护机制,增强bcl-2活性,抑制caspase-3及Fas-mRNA的表达,提高正性调节蛋白CyclinD1、CyclinE的调控能力,抑制细胞凋亡,促进再灌注早期肝细胞再生能力增强,从而使移植肝在灌注后肝脏功能迅速启动,为临床上预防肝移植术后原发性移植肝无功能及功能不良提供了新的理论依据。但IP如何使细胞增殖顺利通过G2/M期的机制尚需进一步研究阐明。 预处理论文:肺表面活性物质在缺血预处理肺保护中的作用 【摘要】 目的: 探讨肺表面活性物质(pulmonary surfactant, PS)是否参与了肺缺血预处理(IPC)对肺缺血/再灌注损伤(I/R)的保护作用. 方法: 建立兔在体I/R损伤模型,实验分为对照组(Control),I/R组和IPC组. 通过阻断左肺门造成兔在体I/R损伤,检测各组动脉血氧分压(PaO2)、肺通透性指数、支气管肺泡灌洗液(BALF)中白细胞数和中性粒细胞百分比;采用Bartlett法、Mason法和Lowery法检测BALF中总磷脂(TPL)、胞和卵磷脂(SatPC)和总蛋白(TP)含量,PS活性以SatPC/TP和SatPC/TLP来表示. 结果: 肺I/R损伤后,PaO2较正常对照组显著降低(P 0.01),肺通透性指数及BALF中白细胞数和中性粒细胞百分比亦明显升高(P 0.01);IPC组上述指标较I/R组均有显著改善(P 0.01). I/R损伤组SatPC/TP(ng/g)和SatPC/TLP(%)分别为124±23和36.5±4.9,明显低于对照组(P 0.01),IPC组上述两指标分别为159±28和44.7±6.8,显著高于I/R组. 结论: 缺血预处理可通过维持PS的分泌和功能而对肺I/R损伤有显著的保护作用. 【关键词】 肺; 缺血/再灌注; 缺血预处理; 肺表面活性物质 0引言 肺缺血/再灌注(ischemia reperfusion, I/R)损伤常见于肺动脉袖状切除、肺移植术,可致肺动脉高压、肺水肿及呼吸衰竭等,严重影响患者术后肺功能的恢复. 因此,对肺I/R损伤保护作用的研究具有十分重要的意义. 1986年,Murry等[1]首次报道了心肌缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC),即短暂缺血后恢复血流再灌注,心肌对随后出现更长时间的严重缺血产生耐受的状态. 此后在多种脏器均发现IPC现象,已有报道IPC对肺I/R损伤也具有保护作用,但是其作用机制尚未明确. I/R损伤可导致内源性肺表面活性物质(pulmonary surfactant, PS)异常,而引起呼吸功能下降[2],IPC对PS活性有无影响鲜见报道. 我们在兔I/R损伤模型的基础上,探讨IPC对肺I/R损伤的保护作用及其对内源性PS活性的影响,为临床上肺I/R损伤的防治提供新的思路和理论依据. 1材料和方法 1.1材料 新西兰大白兔36只(第四军医大学实验动物中心提供,合格证号陕动字08015号),体质量(2.0±0.2)kg,牛血清白蛋白购于美国Sigma公司. 1.2方法将大白兔在无特殊病原体(SPF)的条件下随机分为3组,每组12只,即对照组(Control),I/R组和IPC组. 1.2.1制作兔原位肺缺血/再灌注模型手术前肌注阿托品0.1 mg,经耳缘苯巴比妥钠麻醉后(30 mg/kg, iv)仰卧位固定于手术台上,气管切开插管,接动物呼吸机,呼吸频率30次/min,潮气量10 mL/kg,吸入氧浓度1 L/L,股动脉插管监测动脉压. 胸骨正中切口,开胸后,肝素1 mg/kg iv. IPC组为阻断左肺门5 min,开放5 min,反复3次,然后阻断左肺门60 min,再灌注120 min. I/R组为直接阻断左肺门60 min,再灌注120 min. 对照组为开胸后仅游离肺门而不进行其他处理的假手术组. 1.2.2氧分压(PaO2)测定实验结束时,取半数动物用肝素化抗凝空针自主动脉取血2 mL, 保持密闭,测PaO2. 1.2.3肺通透指数测定实验结束后抽取半数动物肺动脉血制备血清;以Hanks液经左主支气管灌洗,收集支气管肺泡灌洗液(BALF),采用Lowery法检测BALF上清及血清中蛋白浓度,BALF中蛋白浓度与血清蛋白浓度之比为肺通透性指数. 1.2.4BALF中白细胞分类计数取BALF离心沉渣涂片,瑞氏染色,光镜下计数BALF中的白细胞数量,并进行细胞分类. 1.2.5PS测定用生理盐水10 mL/kg对其余半数动物经左主支气管灌入左肺,进行支气管肺泡灌洗,然后灌洗液流出,再注入与前次流出量相等的生理盐水,同法操作,共灌洗3次. 灌洗液经双层纱布过滤后计算回收量,然后于4℃下1500 r/min离心10 min,取上清分装后保存于-70℃低温冰箱中. 采用Lowry法检测BALF中总蛋白(total protein,TP)含量;Bartlett法测定BALF中总磷脂(total phospholipid,TPL);Mason法检测BALF中饱和卵磷脂(saturated phosphatidylcholine,SatPC)的含量. PS的活性以SatPC/TP和SatPC/TLP来表示. 统计学处理:所有数据均以x±s表示,组间比较采用SPSS 11.0软件进行方差分析及LSDt检验. 2结果 2.1PaO2肺I/R损伤后测PaO2为(11.65±2.34)kPa,较对照组(15.63±2.79)kPa显著降低(P 0.01);IPC组动脉血PaO2为(14.84±1.67)kPa,较I/R组明显增高(P 0.01). 2.2肺通透指数检测I/R组肺通透指数显著高于对照组(P 0.01),IPC组较I/R组显著降低(P 0.01, Tab 1).表1肺通透性指数和BALF中白细胞数和中性粒细胞百分比(略) 2.3BALF中白细胞计数及分类I/R组白细胞总数、中性粒细胞数显著高于对照组(P 0.01);IPC组较I/R组均显著降低(P 0.01, Tab 1). 2.4PS磷脂含量I/R组SatPC/TP和SatPC/TLP均显著低于对照组(P 0.01);IPC组上述两指标明显高于I/R组(P 0.01, Tab 2).表2肺表面活性物质磷脂含量(略) 3讨论 IPC作为一种机体内源性的保护机制,其对I/R损伤的保护作用超过了目前已知的任何药物,现在已越来越为人们所重视. 我们建立了兔在体I/R损伤模型,由于肺毛细血管通透性增高是肺I/R损伤后的基本病理改变,表现为血管内液渗出增多,有大量蛋白漏出,BALF与血清中蛋白浓度之比即肺通透性指数增高,因此,我们以肺通透性指数作为评价肺I/R损伤的指标. 我们在肺I/R损伤后检测到肺通透指数较对照组明显增高,而反复3次5min的短暂缺血即IPC使肺通透指数显著下降,表明肺IPC可减轻I/R导致的肺血管通透性增高而起到肺保护作用. PS是磷脂和蛋白质的混和物,由肺泡Ⅱ型细胞合成和分泌. 在肺泡腔内的液气界面提供磷脂形成单分子膜,降低肺泡表面张力,维持肺泡膨胀,对于维持肺的正常功能起着重要作用[3]. 而PS中的磷脂含量是决定PS功能的关键因素,它能有效降低肺泡表面张力及改善肺的顺应性[4]. 我们检测了肺I/R损伤时肺PS中磷脂含量的变化,结果表明,I/R时,内源性PS含量、成分和功能均有下降,使小气道和肺泡易于萎陷,肺顺应性下降,加重了通气障碍,I/R损伤时检测PaO2较正常组明显下降,导致组织缺氧. 而IPC可使PS含量较I/R组显著增高,磷脂含量明显增加,检测PaO2基本正常.以上结果表明,IPC可能通过影响PS的分泌而对肺I/R损伤具有保护作用. 肺泡Ⅱ型上皮细胞在肺损伤、肺泡修复和逆转肺纤维化的过程中起关键作用,它具有合成、分泌PS,以及PS相关蛋白的作用[5]. I/R损伤时,中性粒细胞浸润、激活并附着于肺毛细血管内膜上,释放大量的氧自由基、蛋白水解酶、炎症介质, 使细胞膜损伤和细胞自融,损伤肺泡Ⅱ型上皮细胞,致使PS 的合成和分泌减少. 我们检测了BALF中白细胞总数及中性粒细胞百分比,结果在I/R组白细胞数和中性粒细胞百分比均显著高于对照组;而IPC组白细胞数和中性粒细胞百分比较I/R组均明显减低. 因而,IPC可能通过显著抑制I/R时中性粒细胞的浸润、激活,减轻肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤程度,保护了其分泌PS的功能而发挥肺保护作用. IPC对肺泡Ⅱ型上皮细胞有无直接的促增殖作用尚有待进一步研究证实. IPC作为一种强有力的机体内源性保护方法,开辟了组织器官保护的新领域,对肺IPC现象及机制的研究将加速其在临床上的应用. 预处理论文:气管插管前地卡因和地塞米松预处理对术后咽喉疼痛的影响 【关键词】 地塞米松 【摘要】 目的 评价气管插管前应用地卡因混合地塞米松声门表面麻醉对气管插管后咽喉疼痛的影响。方法 将190例病人随机分为试验组和对照组,试验组在气管插管前后用1%地卡因2ml加地塞米松5mg对声门区及声门下进行表面喷雾麻醉,然后气管插管,对照组常规气管插管对照,术后24h随访,用纤维喉镜检查咽喉红肿情况并记录声音嘶哑和喉痛发生率。结果 试验组声音嘶哑和喉痛发生率为4.2%,对照组为20.2%,两组术后咽喉纤维喉镜检查水肿发生率,试验组3.1%,对照组17.1%。结论 地卡因混合地塞米松气管插管前声门表面麻醉可减轻气管插管后的声音嘶哑和喉痛发生率。 关键词 地卡因 地塞米松 气管插管 疼痛 在危重病人的抢救、呼吸道疾病的治疗、全身麻醉和ICU治疗中目前大量使用气管插管技术,气管插管最常见的并发症是术后声音嘶哑、喉痛,严重者可发生上呼道梗阻,因此对其并发症的防治受到普遍关注。地卡因是一种快速、强效的常用粘膜表面麻醉剂,较利多卡因起效快和作用持久,本文采用1%地卡因混合地塞米松进行声门表面麻醉后行气管插管,拔管后用纤维喉镜观察声门及咽喉部,了解喉头水肿发生情况,以探讨地卡因和地塞米松预防气管插管并发症的效果,为防止气管插管并发症提供临床研究依据。 1 对象与方法 1.1 对象 本研究对象来自本院2001年1月~2002年12月我院外科收治的190例全麻手术患者。纳入标准:术前全身情况附合美国麻醉医师联合会分级标准ASAⅠ~Ⅱ级,年龄18~45岁之间,全麻气管插管下择期手术治疗患者。排除标准:喉炎及慢性咽喉炎症,有小颌畸形、张口度 3cm及颈短粗影响顺利气管插管者。将190例患者随机分为试验组和对照组。试验组96例,年龄(37.6±5.4)岁,男/女为65/31。对照组94例,年龄(36.2±4.5)岁,男/女为59/35。两组年龄和性别构成差异无显著性。 1.2 方法 试验组气管插管前用1%地卡因2ml混合地塞米松5mg对声门及声门下表面喷雾麻醉,然后将气管导管插入声门,对照组不用声门表面麻醉行常规气管插管。诱导均用维库溴铵和异丙酚,麻醉维持采用芬太尼和安氟醚静吸复合麻醉。气管导管均用德国产RUSH乳胶螺纹气管导管,导管选择按年龄进行计算,防止过粗和过细,术后清醒后拔除导管。两组气管插管均为主治医师以上人员操作以控制插管不熟练造成人为操作损伤。 1.3 测量指标 患者拔管后送入重症监护室监护24h,然后进行术后随访和纤维喉镜声门咽喉部检查,随访和检查均由重症监护病房医师担任以防止选择性偏倚,病房医师不知试验分组情况。记录两组患者的声音嘶哑和喉痛发生率,声门及咽喉部红肿、溃汤发生情况。 1.4 统计学处理 采用卡方检验,成组t检验,P 0.05认为有统计学意义。 2 结果 (1)两组患者气管导管留置时间:试验组为(4.5±1.5)h,对照组为(4.2±1.3)h,两组间比较t=1.34,P 0.05。(2)试验组术后声嘶、喉痛发生率为4.2%,对照组为20.2%,卡方检验显示两组声嘶、喉痛的发生率差异有显著性χ 2 =9.72,P 0.01,见表1。证明1%地卡因混合地塞米松预处理组声嘶、喉痛和喉水肿的发生率明显低于对照组。(3)纤维喉镜观察:对照组术后24h有16例患者咽部、会厌和喉腔有红肿,少数患者出现点、片状小溃疡,试验组仅3例出现咽喉腔红肿。两组患者术后喉镜检查咽喉腔水肿情况见表2。 表1 两组患者术后24h声嘶、喉痛发生情况 略 表2 两组患者术后24h纤维喉镜检查喉头水肿情况 略 3 讨论 气管插管的主要并发症是喉头水肿,表现为术后声音嘶哑,吞咽时咽喉部疼痛及喉部有发紧不适,病理改变主要为咽喉、会厌下和声门区肿胀,术后24h是发作高峰。并发症主要与(1)插管过粗;(2)插管后麻醉不平稳,呛咳;(3)插管困难,反复试插或插管用力过猛;(4)长时间置管;(5)术中头过度后仰,过多扭动颈部。此类并发症发生率3%~40%不等 [1] ,主要治疗为术后雾化吸入激素和抗生素类药物,预防上未见有关报道。本研究采用气管插管前声门区1%地卡因混合地塞米松表面喷雾麻醉以预防术后喉水肿,临床发现使用1%地卡因混合地塞米松组声音嘶哑、喉痛和咽喉部红肿发生率明显低于对照组(P 0.05),其机制可能是:(1)地卡因声门区表面麻醉后,声带松驰,可以减少声带对气管导管的磨擦而降低术后声带损伤;(2)地塞米松通过增高血管对儿茶酚胺的敏感性,抑制致炎活性物质的产生和激活,减少炎性介质的释放,稳定溶酶体膜,抑制趋化因子和移动抑制因子对炎性细胞的作用,使机体对炎症的耐受性增加以及炎症的血管反应和细胞反应降低,如 炎症早期的毛细血管扩张、渗出、水肿、白细胞浸润及吞噬反应 [2] ,从而缓解全麻气管插管操作引起的并发症。 Braughler等 [3] 认为地塞米松可明显抑制炎症反应,对组织有保护作用。其机理是:(1)抑制膜的脂质过氧化(lipid peroxidation,LPO);(2)增加损伤区血流量;(3)稳定细胞膜的离子通道;(4)作用于特异性糖皮质激素受体,抑制磷脂酶A 2 ,从而抑制花生四烯酸的产生。 也有人认为地塞米松可减轻术后疼痛介导的精神心理反应 [4] 。术后镇痛作用与激素抑制前列腺素合成及抗炎效果有关 [5] 。组织损伤可激活并释放炎性介质,地塞米松可抑制创伤部位的氧化酶活性和前列腺素合成,而发挥其镇痛作用 [6] 。研究结果显示,1%地卡因混合地塞米松组和对照组术后喉痛分别为6.9%和21.6%,试验组术后喉痛发生率显著低于对照组。 由于地卡因毒性较大,临床上使用时应当注意用药量,在显露声门区后,对声门区喷雾3次即可,本研究中未见地卡因过量中毒现象。试验表明气管插管前应用1%地卡因和地塞米松声门区喷雾表面麻醉可预防因气管插管造成的术后喉头水肿。 预处理论文:垃圾渗滤液中NH4-N的吹脱预处理实验 摘要:为了降低垃圾渗滤液中高浓度NH4-N对生物处理的影响,采用吹脱法预处理垃圾渗滤液中的NH4-N,对影响吹脱的因素进行了研究。试验结果表明:最佳实验条件为pH=8.5,曝气强度为180m3/(m2h),在最佳实验条件下,经24h吹脱NH4-N去除率可以达到55.6%,出水NH4-N不会对后续生物处理产生抑制。 关键词:垃圾渗滤液 吹脱 生物处理 垃圾渗滤液成分复杂、含有高浓度的氨氮和重金属等有害成分,其处理技术主要为生化法,但该废水中普遍存在的高浓度氨氮制约了生化法对其的处理应用和效果[1]。有研究结果表明,垃圾渗滤液中高浓度的氨氮对微生物活性有抑制作用,会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难于达标排放[2]。因此在生物处理工艺之前,采用有效的方法预除去高浓度的氨氮尤为必要。工程中常见的的几种脱氮方法有:微生物法、氨吹脱法、折点加氯法、离子交换法、土地处理法等[3]。但对于高氨氮的垃圾渗滤液,较为经济有效的方法是吹脱法。而且渗滤液经吹脱后,不仅脱掉了大量的游离氨,还去除了部分苯酚、氰化物、硫化物及其他难生化的,对生化处理有抑制作用且毒性大的挥发物质,对后续处理较为有利[4]。吹脱法又包括空气吹脱和蒸汽吹脱,其中蒸汽吹脱效率较高,但能耗大,设备复杂,应用前景不大。本次实验采用空气吹脱进行静态实验。 对影响吹脱的各种因素进行研究,并得出最佳吹脱条件,为工程提供依据。 1 实验运行条件 1.1 渗滤液水质 渗滤液取自长春市某垃圾填埋场,其水温为18℃-23℃,pH为8.0-8.8 ,COD为2000-5000mg/L, BOD为600-1500mg/L,氨氮为1800-2300 mg/L。 1 --曝气头2 --吹脱池3 --空压机 图1 试验装置图 1.2 实验装置 实验装置如图1所示,实验装置为容积1L的吹脱池,这样可以保证气水在容器中的充分混合。曝气采用曝气效率为3L/min的曝气泵。曝气强度通过曝气头的个数来控制,每个曝气头的曝气强度为m3/m2.h, pH值用硫酸或氢氧化钠调节。在连续曝气的情况下,我们在不同的时间对各个反应条件下的水样进行取样测试,测试内容主要是NH4-N。 2 实验结果与分析 2.1 pH值对吹脱效果的影响 为了研究渗滤液pH值对吹脱后NH4-N去除率的影响,采用NaOH 和H2SO4溶液调节渗滤液的pH值为7.0、8.5和10,采用一个曝气头曝气,对NH4-N去除效果进行了研究。试验结果如图2所示,随着吹脱时间的增加,不同pH值条件下的去除率都不断增加,在同一吹脱时间下,pH=10的条件下去除率最高,其次是pH=8.5, pH=7时去除率最低。这说明NH4-N的去除率随原液pH值的升高而增大,pH 值越高越有利于渗滤液中的氨氮充分虽然转化为游离氨, 但是过高的pH 值不仅要求在调节时投入大量NaOH,而且在吹脱处理后,还要将过高的碱性用酸调节到接近中性,才能进入后续生化处理系统,这一系列的操作无疑会增加运行费用[5]。从图2可知,pH=10条件下NH4-N去除率高于pH=8.5条件下的去除率不是很多,由于该垃圾渗滤液中重碳酸盐碱度很高,对渗滤液的pH值有很强的缓冲作用,因此吹脱过程中,经酸碱调节过的渗滤液的PH值有向原始值接近的趋势,即在原渗滤液pH=8.0-8.8条件下,可以达到相对较高的去除率。如图pH=8.5时,吹脱时间24h,NH4-N的去除率为35.3%,吹脱后NH4-N为1195 mg/ L。所以本次实验pH值可以不经调节直接进行吹脱,吹脱后的pH值可以满足后续生物处理的中性范围要求,节省调节装置和运行费用,同样可以脱过延长吹脱时间可以进一步提高去除率。 2.2 曝气强度对吹脱效果的影响 为了研究曝气强度对吹脱效果的影响,分别在一个曝气头,两个曝气头和三个曝气头的条件下对垃圾渗滤液进行吹脱实验,实验的pH=8.5。试验结果如图3所示,随着曝气时间的增加,不同的曝气头条件下的去除率都不断增加,而在相同的曝气时间下,三个曝气头的曝气效果最好,曝气头的个数越多,曝气强度越大,曝气强度反映的是空气对渗滤液的扰动程度,随着强度的增加,游离氨从水中逸出到大气中速率增加,去除率也相应增加。根据实验结果,采用3个曝气头对渗滤液进行吹脱能达到较好的效果,在吹脱时间为24h的条件下,NH4-N的去除率为55.6%,吹脱后NH4-N为820 mg/ L。 2.3 曝气时间对吹脱效果的影响 如图4所示,去除率随曝气时间的增加不断增加,但当曝气时间增加到一定程度时,吹脱效率的增加不显著随着曝气时间的增加,即不同的时间段增加的速度是不一样的,在24h以内增加的速度较快,而在24h以后,增加的速度明显降低。这说明去除率随时间不是呈线性变化,曝气时间达到一定程度去除率的增加受到一定限制.这和NH4-N本身的浓度有关,在吹脱的初期去除率增加快是由于初期NH4-N浓度较高,有利于吹脱的进行,而吹脱达到一定时间后,渗滤液中NH4-N浓度降低,吹脱去除率增长缓慢。 2.4 最佳条件下的吹脱实验 经上述实验得出最佳实验条件为,pH=8.5,采用三个曝气头。试验结果如图5所示,最佳条件下NH4-N去除率与吹脱时间成二次函数关系,吹脱时间达24h,去除率可以达到55.6%,出水NH4-N值为820 mg/ L,根据后续生物处理的要求,可通过调节吹脱时间来改变吹脱后的NH4-N值,以达到后续生物处理能承受的限度。 3 结论 (1)试验的影响因素为渗滤液pH、曝气强度和曝气时间,其中是曝气时间易于调节,可用来控制出水NH4-N浓度,以适应后续生物处理的要求。 (2)最佳实验条件为pH=8.5,曝气强度为180m3/(m2h)(三个曝气头),在该条件下经24h吹脱,NH4-N去除率可以达到55.6%,出水NH4-N浓度不会对后续生物处理产生抑制。 预处理论文:CL多小波预处理方法在故障数据压缩中的应用 摘 要:在介绍CL(Chui-Lian)多小波基本理论的基础上,探讨了CL多小波的预处理方法及其对CL多小波原有滤波器响应的影响,分析后认为Haar和平衡预处理方法是CL多小波最有效的预处理方法。文章还做了将具有这两种预处理方法的CL4多小波应用于电力系统正弦信号和故障暂态信号数据压缩的仿真实验。仿真结果表明,基于Haar和平衡预处理方法的CL4多小波具有较GHM多小波和传统db4小波更好的数据压缩效果。 关键词:CL多小波;预处理方法;数据压缩;电力系统故障 1 引言 多小波分析是一种基于小波理论的近几年发展起来的新理论,多小波可同时具有对称性、正交性、短支撑性、高阶消失矩等属性,而这些属性是传统实系数小波不能同时具有的[1]。多小波有许多构造方法,如Geronimo等人[2]应用分形插值方法构造了具有短支撑、正交性、对称性和二阶消失矩属性的GHM多小波,Chui等人[3]利用多小波的正交性、紧支撑性、对称性和插值性构造了CL(Chui-Lian)多小波,Jiang[4]利用时频分析中的窗函数性质构造了具有最优时频分辨率的Jiang系列多小波,Mariantonia Cotronei等人[5]利用Hurwitz块矩阵和Gram矩阵构造了半正交多小波。本文在介绍CL多小波理论的基础上,深入探讨了CL多小波的预处理方法,并将其应用于电力系统正弦信号数据和故障暂态数据的压缩,还比较了GHM多小波与CL多小波的数据压缩效果。 2 CL多小波的基本理论 小波分析中的多分辨率即是将平方可积信号f∈L2(R) 的逐级逼近视为采用低通平滑函数φ(t) 对f(t) 作平滑滤波的结果,且逐级逼近时平滑函数φ(t)也作逐级伸缩。一个多分辨率分析由一个尺度 函数生成,且包含一个经平移与伸缩构成L2(R) 空 间基的小波函数。类似地,多小波分析中也存在多分辨率分析,一个多分辨率分析由多个尺度函数生成,且包含多个经平移与伸缩构成L2(R) 空间基的 小波函数,这些小波函数即称为多小波[6]。 多小波的多尺度函数φ(t)和多小波函数Ψ(t)满足以下二尺度矩阵方程[3] 式中 0≤k≤L ,Hk 和Gk 为r×r维系数矩阵;L为多小波滤波器长度;r为多小波维数。根据多小波的多分辨率分析,有如下快速多小波分解与重构公式[7] 式中 为多小波分解和重构的低频系数; 为多小波分解和重构的高频系数; 分别为Hk 和Gk 的复共轭矩阵。 位于区间[0,2]上的CL多小波的两个尺度函数φ1(t)、φ2(t)和两个小波函数Ψ1(t)、Ψ2(t)的支撑区间均为[0,2];位于区间[0,3]上的CL多小波的两个尺度函数φ1(t)、φ2(t)和两个小波函数Ψ1(t)、Ψ2(t)的支撑区间均为[0,3]。为方便起见,作者根据Daubechies系列小波的定义方式,将上述两种CL多小波暂称为CL3多小波和CL4多小波(即它们的滤波器长度分别为3和4),CL4多小波的滤波器系数矩阵[3]为 式中 H0 、H1 、H2 、H3 为低通滤波器系数矩阵;G0 、G1 、G2 、G3 为高通滤波器系数矩阵;下标0、1、2、3表示系数矩阵的次序,与传统小波的滤波器系数序列相同;S=diag[1,-1] 。 根据多小波的尺度矩阵方程绘出CL4多小波的尺度函数φ1(t)、φ2(t)和小波函数Ψ1(t)、Ψ2(t)的时域波形和频域响应波形分别如图1和图2所示。 与传统小波相比,CL多小波具有更为优良的属性:CL多小波的尺度函数和小波函数均具有紧支撑属性,使其具有良好的局域性;两个尺度函数分别与两个小波函数对称和反对称,保证其具有线性相位;CL多小波是正交的,使其变换后保持能量衡定;CL3多小波具有二阶逼近阶,CL4多小波具有三阶逼近阶,使其具有良好的逼近性能,GHM多小波与CL4多小波相似,滤波器长度均为4,但其逼近阶仅为二阶。 3 CL多小波的预处理方法 3.1 采用预处理方法的必要性 与传统小波相比,多小波在实际应用中必须解决的关键问题是对原始信号的预处理。预处理的关键问题是:①由于多小波的尺度函数和小波函数是多维的,而需处理的信号一般是一维的,必须对所有多小波的原始信号进行预处理;②不同的预处理方法对多小波应用性能的影响非常大,怎样根据应用需要选择相应的最优预处理方法是多小波应用的关键问题。 如不采用预处理方法,简单的方法是将一维信号分解为其多相形式 式中 z=ejω 。CL4多小波的低通滤波器响应H1(ω)和H2(ω)分别为 同理可求出其相应的高通滤波器响应G1(ω)和G2(ω),如图3所示。 由图3可见,CL4多小波的低通滤波器和高通滤波器响应均表现出带通和带阻两种不相同的属性,其他多小波也有类似属性,这种现象易导致多小波的低通和高通频带相互混叠,不利于分解和重构信号,即如不采用有效的预处理方法,多小波不能像传统小波那样对信号很好地进行去噪和压缩等处理。 目前多小波的预处理方法主要分为两类:预滤波(prefilter)法[8]和采用平衡多小波(balanced multiwavelet)法[9]。 3.2 预滤波法 对于预滤波方法的研究主要集中在GHM多小波的预滤波,本文将文[5]提出的odd/even、deriv.、Haar、mod.Haar预滤波法和文[10]提出的预滤波法应用于CL4多小波。经大量仿真分析后,作者认为采用Haar法可取得较好的滤波效果,图4为Haar预滤波方法对CL4多小波原有滤波器响应的影响。 由图4可见,Haar预滤波法在一定程度上改善了CL4多小波两个低通滤波器和两个高通滤波器的响应。 3.3 平衡多小波法 多小波低通部分如有不同的频谱属性,会使通道不平衡和复杂化矢量化过程,矢量化过程的多相方法产生了混合粗细分辨系数,仅用粗分辨系数重构信号时将产生强烈的振荡,称为不平衡现象[9]。消除多小波不平衡现象的方法是构造平衡多小波,主要有两种构造方法:采用复Daubechies小波系列滤波器构造平衡多小波和平衡已有的不平衡多小波(简称平衡法)。 以下采用平衡方法来平衡CL4多小波,平衡算子为 ,平衡后CL4多小波的低通和高通滤波器分别为 CL4多小波的低通合成算子LT 和高通合成算子TT 满足等式 式中 u1=[...,1,1,1,1,...]T ,即矢量 在低通支路 保持不变,在高通支路被取消,这时CL4多小波即是平衡的多小波[9]。图5为平衡法对CL4多小波原有滤波器响应的影响。 由图5可见,对CL4多小波采用平衡法不仅可使两个低通滤波器和两个高通滤波器的响应分别重合,还可较好地改善系统本身的低通、高通滤波器的响应性能。 4 CL多小波的应用 本文采用不同预处理方法的CL4多小波、GHM多小波和db4小波来实现对数据的压缩, GHM多小波和db4小波与CL4多小波非常类似,且具有正交性和紧支撑性,滤波器长度均为4。关于传统小波在电力系统故障数据压缩中的应用可参见文[11]。 采用电力系统的正弦信号和500kV高压输电线路单相接地短路故障相的电压信号(故障点距输电线首端的长度与输电线总长度的百分比分别为2.5%、12.5%、25%、37.5%、50%、75%、87.5%)作为原始信号,采样点为1024个,分解层数为6层。对CL4多小波采用Haar法和平衡法两种预处理方法;对GHM多小波采用GHM.init预处理方法(GHM.init是GHM多小波的所有已知预处理方法中综合效果最好的预处理方法之一);对db4传统小波采用直接处理采样点的方法。本文采用保留多小波分解后的若干最大系数的数据压缩方法。该方法的原理是:对原始信号进行小波尺度的扩展,保留绝对值最大的系数,这种情况下,可仅用全局阈值来压缩信号,以实现信号的压缩或相对均方差赋范信号的恢复,该方法可先确定数据的压缩比。定义信号重构后的赋范均方误差为 式中 f(n)、 分别为原始信号与恢复信号。 表1为采用该方法时,采用不同多小波对相应信号数据的压缩结果。 计算出其他故障点信号数据压缩的赋范误差、平均误差和均方差,得到压缩比为20:1时随不同故障地点变化的赋范误差曲线如图6所示。50%处故障的暂态信号随不同压缩比变化的赋范误差曲线如图7所示。 由表1、图6和图7中压缩效果参数可知: (1)GHM多小波及CL多小波对平稳信号(正弦信号)或暂态信号(故障信号)的数据压缩效果均比db4传统小波的好; (2)采用Haar和平衡法预处理方法的CL4多小波的压缩效果均明显比采用GHM.init预处理方法的GHM多小波的压缩效果好; (3)CL4多小波采用平衡预处理方法时,压缩效果总体上比Haar预处理方法的好一些。 5 结论 本文介绍和分析了CL多小波及其不同的预处理方法,采用保留分解后若干最大系数的数据压缩方法,对采用不同预处理方法的CL多小波在故障数据压缩中的效果与GHM多小波及传统db4小波进行了比较。综合各种压缩性能指标后认为,基于Haar法和平衡法的CL4多小波比基于GHM.init法的GHM多小波压缩效果优越,更适用于对电力系统信号的数据压缩。 预处理论文:水源水中微囊藻毒素预处理方法研究进展 近几十年由于富营养化水平的加剧,包括水源水库水在内的淡水水体经常发生蓝藻水华,蓝藻水华可导致水源水中微囊藻毒素(Microcystins,MC)含量升高,而水中MC对人类的健康构成潜在危害。MC对人体重要调节酶(蛋白质磷酸酶1和2A)有潜在的抑制作用〔1〕,被证实可导致人类、家畜和野生动物的死亡。许多国家根据世界卫生组织推荐值〔2〕建立了饮用水中MC-亮氨酸精氨酸(LR)限制标准,最高允许含量为1?0μg/L。我国的“生活饮用水卫生规范”〔3〕和“城市供水水质标准”〔4〕中都规定MC-LR最高浓度为1?0μg/L。MC的化学性质非常稳定,常规水处理工艺对其去除率较低。因此,在常规处理之前寻求有效去除MC的预处理方法,对于饮用水的安全保障具有重要意义。本文对去除水源水中藻毒素的预处理方法研究进展作一综述。 1 去除藻毒素的预氧化法 1?1 预加氯 自从20世纪,氯已被用来作为水处理试剂。20世纪初,美国就应用氯作消毒剂来代替砂滤。预加氯是应用最早和目前应用最广泛的氧化除藻方法,它常用于水源水的预处理工艺中以杀死藻类,使藻类及藻毒素易于在后续常规水处理工艺中去除。Tsuji等〔5〕的研究证实,MC的去除效果主要决定于水中自由氯含量, 观察了NaClO对MC-LR和MC-双精氨酸(RR)的去除效果,发现毒素易被降解且依赖于自由氯的剂量,用浓度为0?7mg/L的自由氯经60min处理后,水中仅有35%的MC被去除,当自由氯浓度增大到2?8mg/L时接触30min后,MC的去除率达99%。另外,MC的去除效果还依赖于pH值的大小,Nicholson等〔6〕发现,在高pH值条件下,NaClO和Ca(ClO)2的杀毒效果低。当pH值升高时,毒素的去除率大大降低,由pH值7时的79%降至pH值10时的0?4%。分析认为是由于氯溶于水中生成次氯酸,在pH值超过5后开始分解形成次氯酸根离子,pH值超过10后完全离解,而次氯酸是一种比次氯酸根离子更有效的氧化剂,因而随pH值增大,次氯酸浓度的降低影响了有效氯的氧化作用。氯化提供了一个有效的去除饮用水中MC的方法,它对MC的去除效果依赖于有效氯的投加量和足够的余氯。但有关氯化去除MC的机制和经氯化后MC的降解副产物的特征至今尚未清楚。 1?2 预加高锰酸钾 自20世纪60年代,欧美等地区开始大规模的将高锰酸盐应用于水处理技术中。高锰酸钾作为一种强氧化剂能氧化大量有机化合物,其对有机物分子中多键功能团的破坏能力非常强,甚至可以分裂苯环。在与MC水溶液作用时,它可以破坏MC分子中3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基癸-4,6-二烯酸(ADDA)上的不饱和双键,因此,在消除MC毒性方面十分有效。有文献指出〔7〕,1mg/L的高锰酸钾30min内可去除浓度为200μg/L的溶液中95% MC-LR。对用氯和高锰酸钾作氧化剂(浓度均为2mg/L)氧化MC-LR的实验〔7〕比较显示,2种氧化条件下毒素有相似的衰减曲线。但观察到高锰酸钾在去除MC上表现更迅速,且保持恒定的氧化还原电位。 1?3 预加臭氧(O3) 臭氧的氧化能力极强,氧化还原电位为2?07V,在酸性溶液中仅次于氟。1886年法国最早进行臭氧技术研究,20世纪60年代末臭氧开始用于原水预氧化,主要用途为改善感官指标、助凝、初步去除或转化污染物等,目前它已被广泛应用于饮用水处理中。臭氧可以通过与有机物双键的迅速氧化反应生成羰基化合物。当臭氧作用于MC时,MC中ADDA的双键被氧化打开而使其毒性消失。早期的研究表明,1mg/L的O3对浓度为60μg/L的MC溶液的去除效果可达到100%。Rositano J〔8〕等研究发现,用0?05mg/L的O3处理15s后,99%的MC被去除掉。O3比Cl2、H2O2、高锰酸钾等能更有效地去除MC-LR,这与O3具有更高的氧化电位有关。研究证实,臭氧是一种去除饮用水中MC的有效方法。虽然关于臭氧分解MC的副产物的危害性方面仍需做进一步的研究,但臭氧氧化作为一种有效的净水方法,仍然具有很好的应用前景。 2 粉末活性炭法 粉末活性炭(PAC)在水厂最初应用的目的是为了去除水中的色、嗅、味等〔9〕。20世纪70年代以来,随着水源污染的日益严重以及消毒副产物(DBP)的检出,研究人员发现PAC对饮用水源中的酚类、农药、消毒副产物及其前体物等也有很好的去除效果〔10〕。因此,PAC在水处理中得到了普遍的应用,且有逐年递增趋势。Hoffmann等〔11〕应用PAC去除藻毒素的实验研究发现,PAC能去除蓝藻产生的MC,MC的去除效果依赖于PAC的投加量,要去除掉MC-RR和LR,PAC的投加量高达800mg/L(一般给水处理中PAC投加范围为5~30mg/L),Falconer等〔12〕的报道也证实了这一点。在对活性炭去除MC-LR的研究中发现,影响活性炭吸附的主要因素是孔的体积而不是比表面积,对MC-LR吸附最好的是中孔体积(孔径1?2~2?6nm)的活性炭。另外,竞争吸附同样影响PAC对MC的去除效果,在对高纯水和原水中MC去除率的比较中发现,由于原水中有机物对活性炭吸附点的竞争导致了MC去除效率的下降,天然有机物(NOM)的浓度尤其影响MC的去除。大量文献证实,PAC可成功应用于MC的去除,但在常规的水处理工艺中其性能会降低,另外MC是否吸附到活性炭上也不明确,它有可能被活性炭表面的生物膜降解而表现出安全性,也有可能被再次释放到水体中对健康造成危害。 3 生物预处理法 目前采用生物预处理工艺净化受污染原水,主要考察对有机物、氨氮、藻类、亚硝酸盐氮、浊度、铁、锰等污染物质的去除效能,而关于生物法去除MC方面的研究报道相对较少。吕锡武等〔13〕以人工配制的含微囊藻水为试验对象,在静态条件下考察生物接触氧化工艺对MC的去除效率,表明氧化工艺对MC的生物降解远比缺氧有效,氧化处理24h时3种MC去除率均超过90%,处理72h后水中已检测不到MC。关于生物法去除MC的机制被一致认为是生物降解作用,有学者〔14〕发现,MC-LR经生物降解后其ADDA侧链的共轭双键被破坏,从而证明ADDA侧链是生物降解的攻击靶位,正是由于其结构的变化才导致MC-LR毒性的降低或丧失。Harada等〔15〕分离一种菌种(Sphingomonas strain,B-9),它靠体内的3种水解酶(MlrA,MlrB,MlrC)来降解MC,首先环状MC在MlrA作用下转变为线型MC,MlrB进一步将其降解为四肽化合物,而水解酶MlrC又将这种化合物水解成更小的缩氨酸和氨基酸,从而使MC的毒性丧失。朱光灿等〔16〕采用三阶生物膜反应器预处理含MC的富营养化湖水,停留时间2h时,藻类的去除率 90%,细胞外MC-LR和MC-RR的去除率分别达到86?7%和81?7%以上,总MC-LR和MC-RR的去除率分别达到71?5%和80?5%以上。证明三阶生物膜工艺可作为水厂含MC富营养化原水高效、安全的生物预处理工艺。 4 结语 预氯化的高投加量和较长的接触时间限制了它在去除MC上的应用,而且还需考虑氯化后副产物的潜在危害;而关于高锰酸钾对MC破坏机制的研究还很少,因此,高锰酸钾预氧化去除MC效果需进一步研究。PAC去除MC不破坏其结构,因此,不需考虑副产物的生成,去除效果较好,但对截留或吸附后MC的处置应高度重视,它的应用必须采取安全严密的监控措施,以确保能达到预期的效果。预加臭氧是一种去除水源水中MC很有效的预处理方法,该方法运行简单,产生有害副产物的概率小,去除率一般可达到95%以上,是一种经济上较为合理的净化技术。近年来,生物降解有毒蓝藻及其毒素的研究表明,生物预处理法也是去除水源水中MC的重要途径之一,该方法安全简便,无须特殊的设备,投资较少,且对MC有较高的去除率,有望在水源水的预处理中得到广泛的应用。
眼科病房护理是一项高风险工作,护理人员在日常护理工作中存在各自护理风险,然护理安全关系着医院眼科护理服务质量和医疗安全性,所以加强护理风险管理对提高医院护理服务质量及医疗安全性具有重要价值。随着人们生活质量的提高,人们对护理的要求逐渐提高,一旦出现护理差错则极易会引发投诉,甚至产生医疗纠纷,给医院带来经济损失。以往护理缺乏主动性,往往以患者存在的情况给予针对性护理服务,然对于潜在性风险则难以预测,从而引发护理安全事故。护理风险管理主要是针对性眼科病房存在或潜在的危险因素来制定相应管理对策,旨在保障患者住院治疗安全性,提高护理质量。为探讨护理风险管理应用于眼科病房患者护理中的效果,特进行了研究。 1资料与方法 1.1一般资料 将医院2017年1~6月1200例眼科住院患者,按照护理方法不同分组为对照组与观察组,每组各600例。本次入选者均存在不同程度眼部疾病,且均行手术治疗。排除精神疾病、<18岁或>80岁等。观察组患者中,男310例,女290例;年龄为30~78岁。对照组患者中,男318例,女282例;年龄为32~76岁。两组患者的一般资料比较差异不显著(P>0.05),其结果具有可比性。 1.2方法 (1)对照组实施常规护理管理,待患者入院时,眼科护理人员需热情,并带领患者入住病房,让患者先休息。然后由责任护士指导患者进行相关检查,给患者建立住院档案,并为患者介绍主治医生情况,讲解住院需注意的相关事项,给患者介绍药费和治疗报销情况。指导患者做好术前准备,完善术前检查,术中配合医生完成手术,术后严密观察患者情况,积极处理伤口,预防并发症发生。做好饮食管理,术后嘱咐患者食用高蛋白、富含纤维类食物,如存在糖尿病,需严格限制糖类摄取,并严密监测患者血糖水平。 (2)观察组于对照组护理管理基础上实施护理风险管理。加强对护理人员的业务培训,提高其实际操作能力。良好的护理服务水平和操作技能,是衡量护理服务水平的重要标准,同时也是防范护理风险的基础。每月定期开展理论知识培训,并进行考核,由医院眼科主任医生授课;每周组织护理人员进行实践操作,提高其实践水平,并进行考核。实践操作内容:结膜下注射、侵入性操作、泪道冲洗等。对医院引入的新项目和新技术及新设备,医院要组织护理人员进行培训,让所有护理人员学会新设备、新仪器及新技术的使用,并进行考核。每月定期组织护理人员进行抢救演练,如抢救药物的使用、仪器使用等。加强眼科各项规章制度的教育,完善医院眼科各项操作流程,组织护理人员学习相关法律法规,如《护士管理办法》《医疗事故处理条例》《护理文书书写规范》等。医院可通过视频讲座等形式对护理人员进行授课,同时结合医院实际进行讨论。加强护理病案管理,提高护理人员书写能力,定期对护理人员进行培训,并要求其认真书写,护士长每周定期进行检查,护理部每月检查一次。加强健康宣传教育,重视患者心理护理,积极与患者进行沟通,详细了解患者内心状况,对新入院患者需做好健康知识宣教,耐心、详细回答患者与家属的疑问,介绍疾病相关知识及治疗方案、主治医师情况及术后注意事项等。通过口述、宣传栏等形式对患者进行健康教育。针对患者内心实际情况给予其心理疏导,稳定其情绪,提高其治疗依从性。定期对护理人员进行护理安全培训,利用查房等时间对其进行安全教育,强化其安全意识和责任意识,通过情景模拟等方法来让护理人员体会患者所遇到的问题,让护理人员更多的为患者考虑,提高护理针对性。入院时,做好安全教育,对视力低下或老年等高危人群要重点关注,同时要求家属重点看护,特殊情况需外出者,要严格执行请假制度。合理排班,并实行新老人员搭配以提高工作效率。患者服药后,护理人员需严密观察患者病情情况,严格执行消毒隔离制度,避免发生交叉感染。制作醒目、统一标识,合理布局病房环境,加强病区管理,合理控制病房内温湿度,简化病房和通道内设施,保持地面干燥,在厕所等处放置防滑垫。眼科药物中滴剂较多,应将散瞳剂如阿托品等与缩瞳剂如毛果芸香碱等分开放置,并用不同颜色标识;酒精与同样无色透明的生理盐水等也应分开放置,并用不同颜色标识以避免误用;不同患者的眼药水应用红笔注明床号,每次滴眼药水前严格“三查七对”以避免交叉感染。 1.3观察指标比较 两组患者的护理安全事故和投诉情况,采用问卷调查形式调查两组患者对护理服务的满意度,满分100分,满意:>80分,较满意:60~80分,不满意:<60分。 1.4统计学方法 数据采用SPSS19.0统计学软件处理,计数资料采用%表示,采用χ2检验,P<0.05表示差异具有统计学意义。 2结果 2.1两组患者的护理效果比较 观察组患者在护理管理期间,其安全事故发生率和投诉率均明显低于对照组(P<0.05)。 2.2两组患者对护理服务的满意度比较 观察组患者对护理服务的满意度,明显高于对照组(P<0.05)。 3讨论 眼科住院患者因其疾病特殊性、层次不齐等而易发生各种护理风险,护理风险存在于整个护理操作和抢救、配合等过程中,即使微不足道的护理操作也会导致护理风险发生,随着患者维权意识的增强,一旦护理人员出现护理差错则极易引发护患纠纷,从而致投诉等情况发生,给患者造成不良影响。以往护理服务主要是根据患者出现的情况进行护理干预,同时护理人员根据其日常工作流程对患者进行护理管理,该护理管理模式缺乏护理服务主动性,又缺乏风险防范能力,难以预防风险的发生。现代医学模式则对医院护理服务提出更高的要求,要以患者为护理服务中心,所以加强对眼科住院患者护理风险管理,保障患者住院期间安全性,才能真正体现出以患者为护理服务中心的宗旨。本文研究采用护理风险管理,首先医院对护理人员进行培训和考核,通过培训、考核来提高患者基础理论知识和实际操作能力及防范风险的意识,有助于护理人员更好的为患者服务。护理人员具备良好的综合素质方可为患者解决各种日常护理中遇到的问题,同时提高其发现和解决问题的能力。医院通过培训患者文书书写能力,加强法律知识培训,提高护理人员法律意识和责任感,让护理人员每一步操作都更加细致,提高其工作责任感,为患者提供更加优质的护理服务。积极与患者交流、沟通,针对患者内心状况给予针对性护理管理,使护理管理工作更加具体和实效。通过统一制作安全标识等来提高患者警惕性,避免患者因地面湿滑或仪器碰撞而发生风险,降低护理安全事故的发生率,减少投诉率。严格执行消毒隔离制度,为患者营造良好的住院环境,让患者更加舒适,提高其满足感,有助于改善护患关系,提高患者满意度。此外,护理人员应用其所掌握的各种技术、知识来熟练为患者服务,让患者更加信赖护理人员,同时对患者提出的疑问和存在的困难,护理人员及时给出满意的答复,有利于增进护患感情,使护患关系变得更加和谐,提高患者满意度。综上所述,眼科病房护理管理中应用护理风险管理效果显著,当前医疗技术在不断发展,良好的护理管理可促进患者康复,所以实施护理风险管理可进一步提升医院护理管理质量,增加人们对医院的信任。
1温度条件对魔芋生长的影响与要求 从一定的程度上看,魔芋生长发育的重要条件之一就是温度,这样不仅影响了魔芋的生长速度,同时也影响了产品的质量。从另外一个角度看,魔芋更加喜欢温暖、湿润的生长环境。但是,在不同的生长阶段当中,魔芋需要的温度要求也是不尽相同的。种苗的时候,魔芋最适合的温度是在22℃~30℃之间。在魔芋长出小苗之后,适合的温度是20℃~25℃之间。但是也可以在5℃~43℃的温度中生存。在低于15℃的时候,就会阻碍魔芋的进一步生长,并且在低于0℃的时候,魔芋的茎部就会冻伤。在2018年的时候,中方县花桥镇三冲口村与泸阳镇泸西村河泥坳组,在当时种植的63.67hm2和84hm2魔芋当中[1]。全部是由于持续18天的时间,温度到了34℃~36℃之间,并且造成了45%的死亡率。之所以会出现此种状况,也与之前的大雨持续较长,土壤被污染存在着很大的关系。在后期的时候,就会持续性的高温,导致魔芋叶片灼烧或者是老黄,甚至全部死掉。另外,魔芋根系最适合的温度是20℃~26℃之间,在5℃以下或者是35℃以上,根部就会停止生长。魔芋球茎部位最适合的区温度是22℃~30℃之间。也就是说昼夜的温差在较大的时候,干物质的积累就会越多,产量也就会提升。当温度到达0℃以下的时候,细胞内水分就会结冰。一般的情况下,半产区主要是在海拔800~1400m的范围上[2]。这里的平均温度是在14.6摄氏度,在7月到8月的时候,温度就会达到21℃~23℃之间。当海拔在1400~1600m的范围的时候,冬季贮藏比较困难,很难得到有效的发展。 2光照条件对魔芋生长的影响与要求 从光照的角度进行探究,魔芋属于半阴性植物,相比之下光饱和点与其它的植物相比较较低。喜欢射光或者是弱光的区域,不喜欢强光的照射。光饱和点在2万Lux到2.3万Lux的范围之内。花魔芋也好,白魔芋也好,光合作用效率一般的情况下较低,但是不属于阴性作物的范畴。长时间的强光照射就会引起叶面的温度不断提升,一直到达40℃的时候,就会导致病变。强光照射下的魔芋,会出现绿色素降低的情况,同时也会导致光合作用的效率降低。在较高温度的影响下,叶片和根都会受到一定的伤害,长久下去就会导致抵抗力降低,从而增加疾病的可能性[3]。另外,不同种类的魔芋之间,光合作用的差异性较强。使用遮阴或者是覆盖的方式进行种植,地面的温度就会降低很多,这样就可以降低对应的发病率,提高魔芋的产量。但是,如果是过度的遮阴,就会造成产量的下降。一般的情况下,最为适合的区遮阴率是40%到60%之间。日光照的长短也会影响魔芋的光合积累,一般的情况下,不能低于9小时的时间,这样才能保证魔芋的正常生长条件。 3水分条件对魔芋生长的影响与要求 从水分的角度看,魔芋的生长活动需要水分的参与。并且还需要保证空气的湿度与土壤的湿度全部在适当的范围之间。魔芋喜欢湿润的区域,尤其是生长的时候,更需要适当的水量,可以达到80%。在后期的时候,需要保持适当的水分,可以达到60%。如果出现秋旱的情况,此时的生长环境对于魔芋的生长来讲是十分不利的。根部的呼吸作用就会降低,严重者甚至会停止吸收。到了7月份的连雨天气的时候,黄粘土水分饱和。这样的情况下,就会导致魔芋腐烂死亡。如果出现地下水位较高的情况时,土壤当中的水含量就会降低,长久下去就会影响土壤当中的通气条件。紧接着,魔芋根部的各种养分吸收也就会随着减弱。从另外一个层次上看,万物的生长都与水分存在着密切的关联性。水的多少就像一把“双刃剑”,凡事都需要把握一个度。 4pH值条件对魔芋生长的影响与要求 一般的情况下,比较适合魔芋生长的pH值条件是6到6.5之间。也可以在pH值为7.5的微碱下进行适应环境。但是,此种情况下,很容导致起磷的现象出现。这个时候,就需要为魔芋的生长环境提供一个中性的环境,这样不仅不会影响魔芋的成长,还会起到防病的效果。因此,在魔芋发病的时候,就可以播撒一些石灰等,这样就可以提高魔芋生长环境的碱性度。但是,碱性不可以高于8.2,如果超过了这个界限,那么就会适得其反,损害魔芋的生长。但是pH值在低的时候,也不能小于5.5,如果低于5.5,在酸性的土壤当中,魔芋就很容易出现病变。例如:中方县铁坡镇两利村的魔芋种植的时候,开始的时候PH值是7.6,生长的比较健康,后来在2a的时候由于保持的很好,也没有出现腐病和白绢病此种类型的病变。 5土壤养分条件对魔芋生长的影响与要求 从本质上看,土壤也是魔芋生长发育的基础条件之一。魔芋在成长的过程中,不仅需要适当的水分,还需要适当的养分与空气、温度。土壤质量的好坏,在很大的程度上,会造成魔芋产量的高低不一。一般的情况下,魔芋比较喜欢较为深厚疏松的土壤,最好透气性较好,富含有机质。另外,魔芋比较喜欢肥料,这个时候就需要保证充足的有机养分。但是没有腐熟好的有机肥料也会引起魔芋的病虫害。魔芋在成长的过程当中,需要的土壤养分比较多,例如:氮微量元素、磷微量元素、钾微量元素、钙微量元素、镁微量元素、硫微量元素、铁微量元素、硼微量元素、锰微量元素、锌钼微量元素等。其中,需求量最多的是氮微量元素、磷微量元素、钾微量元素。并且,魔芋在不同的生长阶段当中,需要的微量元素比例是不尽相同的。在魔芋生长的前期,需要微量元素的需求量比较小。在魔芋球茎膨大的时候,微量元素的需求量最多。并且,还需要按照钾>氮>磷的顺序进行补充。魔芋在生长的时候,是先生长营养体,然后再进行养料的制造与积累。1个植株需要1片叶,在成长之后,1a内就不会再生长了。因此,魔芋生长的前期养料是供应的重点。因此,前期的肥料只要供应足够,那么后期的叶、根、茎才能得到有效的成长,通过二氧化碳的方式,加强光合作用。土壤养分当中植物新陈代谢的维持与产量的提升没有太多的关系。但是,还需要维持一定量的供应。在施肥的时候,不可以过多,如果出现过度的情况,那么就很容易造成魔芋成长受到严重影响。因此,这里主要使用的原则是不缺肥不施肥,及早进行施肥。与此同时,还需要避免氯化物的使用。 6总结 随着社会的进步,不管是魔芋的起源地,还是魔芋现有的成长环境。魔芋都呈现了一种喜温、怕炎热、不耐寒、忌干燥、怕渍水、较耐阴的主要特征。魔芋又被叫做蒟蒻,蒟蒻芋。魔芋中含有16种氨基酸,丰富的膳食纤维,10种矿物质,等,被称之为“天赐良药”。可以起到保护肠道、排毒通便、降低胆固醇、降低血糖、减肥补钙的重要作用。因此,这个时候,在种植魔芋的时候,需要从温度条件、光照条件、水分条件、pH值条件、土壤养分条件等入手,构建一个温湿相宜的环境,提高魔芋的产量。 参考文献: [1]高敏.不同氮、磷、钾肥用量影响西梅产量及土壤养分[J].中国果业信息,2017(03):111-112. [2]孙秀伦,朱奎峰.蔬菜大棚土壤养分的特点及调节[J].现代农业科技,2016(08):123-124. [3]张鑫.不同施肥方法对大扁杏土壤养分及酶活性的影响[J].安徽农学通报,2017(18):45-46. 作者:丁德才 单位:湖南省中方县泸阳镇农业综合服务中心
服装设计论文:谈服装设计的艺术性和商业性 摘要:在强调服装商业性和艺术性的基础上追求艺术的设计方式是发展我国时装业的正确方向,在设计中如何正确运用这两者的联系成了迫切需要解决的问题。当然,这个问题的处理方式应该既是循序渐进的,又是全方位提高的。使社会和设计师本人协调地联系起来,为发展中国时装事业做出努力。这一切对于我们时装设计工作者提出了一个高要求。中国时装业要更快发展,需要每一个设计师刻苦钻研,解放思想,不懈地努力,及与社会各部门建立协调的关系。 关键词:时装设计 服装商业性 服装艺术性 当今社会是信息的时代,生活中人们以追求时髦,讲究穿着以成了一种新的社会时尚。服装设计越发处于一个重要的地位。时装,既是商品又是艺术.谈起服装,人们首先想到的可能是它的款式、色彩、面料等.学术和艺术因素,对于一个单纯搞服装设计者来说,更偏重于艺术方面的研究.但在服装厂家、公司眼中,首选的是市场,设计出的服装有市场才有价值. 服装属于商品文化。东西方对其理解大相径庭。西方人把艺术作为其价值的评价主体;而我们则以功利评价服装为主。我们应该如何正确理解时装设计之中的艺术性和商业性呢?个人认为,应该从时装设计的社会客观性和设计师的人为主观性这两个方面来加以认识。 首先,在允许的条件下要极力追求时装美的表现形式。在我国,以功利为评价核心,追求以销售为第一性的时装设计一直没有得到快速发展,这是由于人们对时装的整体认识尚未完善,着装知识尚未普及等等因素。也就谈不在时装的艺术性和商业性的如何完美结合了。比如我国的旗袍,以合体、反映人体曲线美,具有民族味作为主要特色而为不少中国女性青睐。但是,旗袍的穿着场合限制较大,与现时代人们的的生活距离较远。可某些服装厂家不顾现装,对其进行简单的修改就期望大批量生产,于是出现了既失旗袍的优雅端庄又缺现代筒裙款式的味道‘新式样’,这样的“设计”之后果必然是造成产品的积压。当然,我国设计时装的另一因素是长期的封建意识造成我国人保守的思想和严重的“从众”心理,促使着毫无个性的设计产品充斥市场。 因此,作为一个设计人员在设计之前必须建立一个正确的设计思维。艺术性的,商业性是一个相互联系为作用的两个要素,任何放弃了它们的前提而孤立强调其中之一设计都不能也不可能会创造优秀的作品。艺术性和商业性在设计中应该是并列的,而这其中,艺术最终应服务于商业性。 时装艺术是既联系与其它艺术又区别于其它艺术的独立文化。因为它有一个重要的联系媒介,就是必须通过消费者加之鉴定设计的成败。可见必须把商业性作为设计的首要条件。鉴于国内的经济基础及设计水准,把功利作为评价之核心,以人为设计目的,这也是一种循序渐进和正确的发展方向。那么,如何提高设计作品的商业性呢?应该注意两个方面: 第一, 流行倾向与市场的销售状况。现代时装最显着的特征是“变”,我国在近几年随着经济、政治的改革开放进一步加深,在服装业上这一种趋势,越来越靠近世界的流行轨道而逐渐显着起来。由此而来,如何追求时尚的穿着成了消费的中心问题。于是,流行倾向的研究就成设计师作品致胜、服装厂家、商场部门获得的重要一环。时装的适应性差、流行周期短等特点首先表现在商业性上的是具有良好商业较益的时装在设计销售上是以多品种、多层次、多变化来适应不同层次的消费需求的。其次应该明白时装的流行倾向特点是泛指某几种类形的面料、某几组色彩及服装款式的长短,大小、松紧的总趋势。它的要求是设计师应结合市场需要灵活地把流行趋势溶入自己的设计风格中。求类似而并非盲目照搬。再次是流行倾向与市场消费的紧密结合表现在对时间与流行的掌握上。时装的流行千变万化,但它还是有一个产生、发展至消亡的过程。这就需要设计师具备一种深刻的洞察力,在流行倾向产生之前具备准确的预测能力,而当一种流行和款式已形成和定型之后才跟随它去设计生产是不可能取得良好的商业价值的。 第二, 设计与生产、销售的协调性。时装设计从某种角度来说是一门强调人与人协作关系的艺术。因为时装设计很大一部分是感觉的东西、心理学的东西、带有某种数学的东西。从设计到生产到销售经历了设计师与厂商之间、厂商与消费者之间、消费者与设计师之间的循环反复的关系,只有适当处理好这三者之间的关系才能最终使设计作品发挥良好的效益。关于这一点对与我国市场来说,由于服装业刚刚起步,面临着众多的问题。因而在市场上就不难发现经常有这样的现象:设计师的作品厂商无法接受进行批量生产;而厂商的商品的产品又缺乏其艺术属性而被消费者持否定态度;设计师渴望得到消费者的认可有失去了服装厂商这中间环节的支持。这种互相间的不协调产生了服装业发展的不稳定。要改变现状首先是各服装厂要有自己的设计师,有自己的名牌产品,有自己的消费者。 第三, 时装之所以是时装,就是因为它以时尚为准则,以美与新为核心内容。圣。若朗从绘画上吸收灵感,创造了蒙得里安系列及一系列极富绘画艺术特点的高档时装,显示了惊人的神韵和设计师本人高雅的艺术修养;三宅一生的布料塑造的具有立体形态的时候使穿者成了一个会移动的塑造。。。。。。。。时装的艺术性可以这样理解,即指设计师运用的艺术修养尽善尽美。因此我们的设计师应该把提高自己的艺术修养视作提高作品艺术性首要条件。 第四, 提高艺术修养这不是一两天的事情,这需要一段漫长的时间,需要设计师自身意识到其重要性而不懈的努力。时装艺术广泛地包融着建筑、音乐、绘画、文学等等美学形式。如中世纪地哥特风格使时装艺术大放异彩;时装的节奏感来源与音乐上的韵律;从绘画中引入了达达主义、主体主义、超现实主义的设计风格等等。正是设计师对其它艺术的融合贯通,来完善自己独树一帜的设计风格的。这表现出设计师高雅的鉴赏力,然而它的前提则师每个设计师必须具备一种严谨的治学态度。不难想象:如果一个一点也不懂时装史的人为迎合近几年的复古风而设计的古典情调的作品史什么样子的。 其次使设计作品富有艺术价值还在于设计师的设计角度。一名设计师的作用应该是以他的设计思维,设计作品来引导消费。在我国常形成这样畸形的流行:一种好看的款式、一人穿、百人穿,象发的工作服;一种流行色彩,一人穿,生活象一下子失去了七彩色。前年流行运动服,全城的人都成了运动员,今年看好广告衫,大街小巷一下出现了不计其数的产品推销员。这里自然存在着一种 对流行倾向的理解问题,但更主要的是一种“从众”的观念困惑了设计师的设计思维,表现在设计上这不是进行设计,不是进行引导消费,最多只能算来“样”加工。自然无从谈及设计艺术价值了。一名优秀的设计师应该是跨越时空限制,从新的角度创造出时装与人体的整体感和氛围。设计师应该广泛地从自然界、人类历史、社会、民族文化中汲取营养进行创造性的设计。世界上的名设计师们没有忘记这笔丰富的设计资源,它不仅仅只是历史的遗产,而且还时刻在生中创新、补充、发展。象圣 诺朗经过中国一行推出的以中国古文化为特点的“中国风”系列哄动巴黎时装界;帕克 拉邦纳的金属唱片制成的时装来源于现代文明;保罗 戈蒂埃用闪光面料及黑色网纱、拉链塑造的“未来形象”得至自然界的蜘蛛网也独领风骚。我国悠久的历史,发展中的现代社会创造了丰富的物 质文明与精神文明。历史上,我国曾被誉为衣冠王国,礼义之邦,从博大的唐风到明清的秀丽,历代精美的服饰品都是一笔不可多得的遗产以及遗留下来的诸如雄伟的故宫、小巧的苏州园林等等各种风格独特的建筑;驰名世界的中国丝绸,浪漫的丝绸之路;多民族不同的有服饰特点;不同地貌产生的各异的自然美......。为每一个设计师创造了丰富的设计资源。皮尔 卡丹从中国故宫飞檐得到灵感,创造了风摩世界的时装翘肩样式;帕克 拉邦纳从长城得到启发,设计出了独具一格的长城领。同样的东西在我们的设计师是否站在一个设计的全新的角度去进行创造性的思维。这是提高设计作品的艺术性的重要一环。 总而言之,在强调商业性的基础上追求艺术的设计方式是发展我国时装业的正确方向,在设计中如何正确运用这两者的联系成了迫切需要解决的问题。当然,这个问题的处理方式应该既是循序渐进的,又是全方位提高的。其中应该做好如下几点: 第一、建立起商业性的流行预测机构。以消费都的反馈和西方国家流行倾向为依据,为设计师提供客观的设计方向,从另一个角度来说,设计师、服装行业至少对于市场调查这一环节必不可少。 第二、树立正确的商业性概念。我国目前不少服装厂家(设计师)进行的所谓纯商业功利性设计与生产,其实应归结成不符合今天市场现状的计划性产品生产为主体,辅助以少量的消费反馈,而这种生产方式在西方国家的时装商业中已很少见,甚至于已不可见。我们的企业是以消费者是否接受为标准的。因此,我们的设计中其实已经放弃了以人为设计目的这一商业性设计的首要条件。时装设计需要设计师与厂商之间的协调发展。故要发展时装业,还需经营决策者以市场需求为导向,形成生产经营机制的良性循环。 第三、提倡时装的艺术表现力,摆正艺术与商业之间关系,使国内时装业走向高级时装发展的正确轨道。中国时装必将在国际市场上占有举足轻重的地位。“ 总之,这一切对于我们时装设计师提出了一个高要求。中国时装业要更快发展,需要每一个设计师刻苦钻研,解放思想,不懈地努力,及与社会各部门建立协调的关系。只有这样,不久的将来,中国一定会成为世界的另一个时装中心。 服装设计论文:绳结艺术对服装设计的作用 目前流行的有韩国丝、如意带、金银等金属类线材等材料。现代成衣绳结的选材还可以与不同材料组合,充分体现质感和表面肌理效果。这些材料因质感和肌理的不同具有不同的纤维空间构成感与工艺感,会使人产生不同的感觉。巧妙地运用材料本身所独有的形式美感,开发材料固有的审美特性,再加上多样的绳结自身质感与色感与不同面料相组合,便可形成丰富的独特的服饰视觉效果。现代成衣绳结设计绳结艺术经过千年的发展渐渐形成了其独特的艺术形态和审美语言,现在中国传统绳结艺术被视为东方文化的一种传播载体,正被赋予现代设计理念,散发着浓厚的传统文化气息展现在世界艺术舞台上。现代成衣绳结艺术的表现手法是用各种可塑线材和传统图案纹样作为设计延伸元素,通过现代意识与传统文化相糅合的设计创作出个性化的成衣,对传统“绳结”技艺和内涵作出崭新的诠释。现代成衣绳结设计不能只凭天马行空般的想象,更不仅仅是造型和色彩的形式组合,而应该是对某种观念意识和情感表达的诠释。现代成衣绳结的色彩设计较传统绳结丰富很多。红色是传统绳结艺术的主色调,它蕴含着符合中国绳结最质朴的吉祥的文化内涵。然而现代成衣绳结的色彩设计除了传统的红色外,也可选用一些金黄色、绿色、黑色等其他颜色。现代绳结艺术要注意选择材料以及色彩的搭配,例如同种色、相近色,以及一色系中深浅色搭配在一起会产生和谐的美感。 结构设计是绳结设计的重要内容。绳结按其功能价值可分为两大种类:实用结和装饰结。作为实用结主要是用绳子编制成钮扣、腰带等起系、捆、扎等连接、固定的作用。作为装饰结如花结,主要是充分展示绳结本身的结构美和工艺美,代表着美好的寓意和象征着喜庆、吉祥。现代成衣绳结在原来绾、结、穿、绕、缠、编、抽七种不同的编制方法基础上,创新绳结编制方法,图案新颖。绳结有各种各样的形态,如单结、带结、块结和网结。单结是完整而简练的单体绳结,它除了本身的功能外,还可以反复编制形成更为复杂的群结。带结是一种以一维的形式用一根或多根的绳结反复编制成连续延伸的线状群结,如手链或是腰带等。块结是由单根或是多根绳结盘绕穿插而成。网结是以单根或是多根绳线通过基本结的重复、勾连、延伸而形成的面状群结。绳结的结构设计还可以与其他的多种艺术形态相结合应用在成衣上。绳结图案在成衣面料上的应用绳结艺术运用到现代服装上是十分广泛的。现代绳结设计充分融入其它服饰技艺,开发创新绳结艺术应用在现代成衣面料上。如绳结可作为花纹图案雕刻在饰物中,印在素绉上、织在锦缎里,用以表达美好的吉祥寓意,丰富人们的精神生活。绳结机理在成衣面料上的塑造在装饰方法上,绳结可运用在布贴、刺绣、绒绣等工艺上,使之更加多彩。如利用缝制线迹肌理进行装饰的方法,在面料上采用粗细不同的毛线、丝带和绒条,以扎、结、盘、填的方式塑造肌理,表现立体化的花卉、吉祥文字等纹样,浅浮雕般醒目的绳结肌理与面料底纹对比强烈又不失优雅,古意盎然中透出现代气息,东方情调中传递出大家风范。绳结艺术在成衣配饰上的体现绳结作为衣服上的配饰变得流行起来,如以各色丝带线、皮条等编结并串接珠子制作疏密有秩、变化丰富的结饰腰带。如2001年在上海召开的APEC会议上各国领导人身穿的唐装,盘扣运用于服饰中,既实用又美观,还体现了东方特有的韵味。绳结还可用以点缀装饰,如在领口、胸前、衣缘、袖口、腰部等处都可运用一些设计巧妙、款式精美的绳结来起到画龙点睛的效果。在绳结服饰配件创作时,不能只是进行杂乱无序的堆积,而必须遵循服装设计规律进行题材选择、画面构图、决定作品大小、设计色彩搭配等等一系列的构思。 在人们个性化、时装化的着装心理和服装工业呈现出多品种、小批量、短周期、现代化的生产特点的背景下进行服装创作,期望能找到既有个性体验,又能适应成衣生产的技术途径。探索结果可以将传统的绳结装饰技艺结合现代服装艺术设计理念和现代加工技术,拓展服装设计与制作新领域,适应中国绳结装饰服装的现代化批量定制。市场调研调研中高档女装市场,了解都市白领女性的服装需求。在纷繁复杂、琳琅满目的时尚世界里,都市白领女性渴望感知一种纯净却不羁的共鸣。优雅是一种坚持,时尚延续着这样一种坚持,她们希望拥有一种源自内心的从容和宁静,诠释自己一种与众不同的气质,以期满足被认同被爱的心理需要。设计创作面料整理后,系列服装结构设计先采用立体构成方法进行造型和粗裁,把裁片展开进行平面修改,再在人台上进行试样,修正完善后进行精确裁剪、图案绘制、拓下样板、缝制加工。立体裁剪与平面裁剪交错应用,用立体裁剪的方法来造型和修改,用平面的方法形成制作样板,达到工业化生产要求。用手工尝试多种花纹图案的绳结小样制作,经过多次反复比对后确定图案后再进行实样批量制作。作品市场化为适应现代化生产,编制技术文件。其内容包括构思说明、效果图、款式图、规格表、结构图、放缝图、推码图、工艺单、生产流程图和成本核算等。依据文化创意产业的特征,结合服装行业背景,提出满足个性化着装需求和现代化生产相统一的目标,技术与艺术结合,既有一定的学术价值,又有一定的经济价值,这主要体现在两个方面。一是平面构成与立体构成相结合的结构设计技术,顺应了现代成衣订制的特征与趋势。二是传统装饰元素与时尚风格服装的结合,古朴韵味的手工技艺与现代生产技术的结合。 服装设计论文:谈谈服装设计人才的培养 一、服装设计人才的培养目标及培养模式 服装是一个社会政治、经济、科技、文化等的综合体,体现着人的价值观、伦理观、审美观、民族风貌和时代精神,浓缩着人类发展史和文明史,是社会的一面镜子。随着时代的发展,服装产业已由劳动密集型向技术密集型和资金密集型转化,企业的竞争已由低成本、低价格的竞争转向品牌的竞争,其中服装的科技含量和文化含量以及创新将是竞争的关键,这就对服装人才的培养提出了新的挑战和更高要求。我们必须就目前相对落后的教育观念、教育形式、教育结构、人才培养模式、教学内容和教学方法等进行一系列的改革,以培养出具有深厚文化底蕴,较高的科技素养,高尚的审美品位、较强工程技术能力的高素质服装设计人才。 所谓培养模式,是根据人才培养目标和质量标准,为受教育者设计的知识、能力和素质结构,以及实现这一结构的方式。根据培养目标服装专业应采用以应用能力和基本素养为主线,同时注重应变能力可持续发展能力的培养模式。按照宽知识、厚基础、能力强、素质高的要求,建立新的课程体系,更新教学内容,采用现代教学方法和手段,重视实践能力的培养,其中最核心的是创新精神和能力的培养。 二、服装设计人才应具备的基本素养 作为一名符合时代需要的优秀服装人才,除了具备较高的专业能力外,还应具备以下几方面素养: 1.人文素养爱因斯坦曾指出:“学校的目的始终应该是:青年人在离开学校时,是作为一个和谐的人,而不是作业一个专家。”一方面服装是一个社会、一个时代的综合反映。曾有位学者调侃地说到,如果让他沉睡一百年,醒后要做的第一件事就是去买一本最新的女性时装杂志,通过它就能够了解到一百年后的社会是个怎样的状况。可见,服装不仅仅是商品,它更是一种文化,凝结着一定的文化素养、文化个性和审美意识,展现着一定的文明水平。另一方面,服装作为人类文明的重要组成部分,是人类文明和社会发展的一个不可分割的有机组成。如果把它与社会政治、经济、科技和文化的发展分割开,而仅仅就事论事地讲服装设计、工艺、技术等,抛弃了服装发展的灵魂、动力与背景,就会使服装看来只是某个设计师的所谓“灵感”的拼凑,服装风格的形成完全是偶然的结果;如果忽视了对服装发展的历史逻辑必然的关注,就会导致设计中出现盲目的模仿与抄袭,断章取义、玩弄形式,追逐所谓新潮流和表面的浮华;而割断服装发展的文化脉搏、割断服装的民族传统的服装文化,就成了无源之水、无本之木,是没有生命力的。正如艺术大师、教育家吴冠中先生所说:“艺术创造中,路遥知马力的‘力’字,往往隐藏在文化底蕴中。” 因此,我们所培养的服装设计师必须具有较高的人文素养和深厚的文化底蕴。要学会做人,有社会责任感,关心他人、关注社会、关注人类面临的共同问题,有高尚的情操和审美品位。只有这样,才能把握时代的脉搏,把真正时尚、健康的文化传播给大众,才能设计出真正具有生命力的服装。 2.科技素养以信息技术和生命科学为核心的科技革命正迅速改变着我们的生活、工作和思维方式,改变着人们的思想观念、道德伦理观念、价值观念和审美取向。互联网的出现和运用,改变了企业的经营管理方式,使我们能真正做到在规模化生产的同时,能很好地满足人们需求的差异、多样化和个性化,建立起真正的快速反应系统,大大降低企业的交易成本。生物和材料科学的进展,产生了大批新型纤维;莱卡的广泛运用,使穿衣中长期困扰人们的舒适与合体的矛盾得以解决;tencle、彩色棉、新型醋酸纤维面料、绿色聚乳酸纤维面料等新型纤维面料,既具有天然纤维的风格,又具有合成纤维的性能,还在很大程度上解决了对环境的污染;再加上后整理技术的进步,使得服装面料的科技含量大大提高,赋予面料以新的风格和内涵,丰富了表现力,使服装呈现出新的视觉冲击,散发出新的魅力;随着“基因工程”的突破性进展,不久将会出现真正意义上的绿色环保纤维和面料。科技的迅速发展,在改变着我们的物质世界的同时,也改变着人们的审美取向。在工业经济时代,为适应工业化大规模生产形式的需要,人们崇尚简洁美简约主义,计算机的广泛运用,使生产个性化的产品成为可能,人们又强调个性美。鉴于工业化所造成的污染和环境破坏对人类带来的危害,以及生物化学和环保科学的发展,导致了人们以“绿色”为美,形成了当今的“绿色文化”潮。由此可见,科技对于服装来说,不仅仅是技术,它还将影响到思想、文化和美学等诸方面的问题。 3.跨文化素养在跨国际经营中,由于文化的差异使服装产品在款式、色彩、面料、装饰手法及广告、营销等手段上,与当地人们的生活方式、审美情趣、风土人情、价值观、道德观不一致而造成滞销的状况,经常发生,人们把这种状况称之为“文化障碍”;相反,如果产品能同当地人们的文化背景相一致,则称为“文化沟通”。因此,我们的服装要想占领国际市场,创立世界名牌,设计师就必须了解国外市场,了解那里的消费者的文化背景、审美观、价值观、消费观以及其历史、宗教、哲学,等等。此外,随着全球经济一体化发展,特别是中国即将加入WTO,中国经济将加快融入世界经济体系,国内市场国际化,国际市场国内化正在成为现实。国与国间的经济交往的增加,必定带来国家间的文化渗透和融合。经济资源的共享,也必定带来文化的共享。未来的服装,可能很难说清它是源于何种文化。因此,一方面,我们要善于从我国传统文化中提炼出符合当代社会思潮、美学意识及未来世界发展趋势的内容;另一方面,我们也要抛弃狭隘的民族意识,广泛吸收世界各国文化之长。使我们培养的学生心胸开阔,具有一代新风,能设计与生产出与全球 化时代相适应的、具有世界性的中华服装。4.市场经济素养服装是一种商品,必须遵循商品的一般规律。从产品到穿在消费者身上,才是设计的真正完成。我们的很多服装设计师在T型台上的设计是成功的,但在市场上却大都是失败者。究其原因,主要是他们缺乏市场意识,不懂市场经济,不懂产品的真正涵义,没有真正深入分析和了解消费者的消费心理和行为,不懂得消费者真正需要什么。 随着社会的发展,人们的需求呈现出多样化、差异化、个性化和审美化,这在给我们设计师带来施展其才能空间的同时,也给他们带来挑战。由于人们的经济收入水平不同,受教育程度不同,地理位置不同,文化背景不同,以及价值观的多元化趋势,人们消费的追求是不一样的,对于产品的理解也是不同的。从营销学的角度来看,一件完整的产品有三层涵义:实质产品核心产品、形式产品和延伸产品。比如对于受教育程度高,收入丰厚的人来说,在购买一件服装时,往往把精神上的满足看做是产品的实质,即他她从产品中追求的利益所在。而面对一般消费者来说,他她可能更看重的是产品的实用功能,把产品的实用功能看做是产品的实质所在。所以,作为一优秀的服装设计师,必须是一位市场整体的策划者,充分熟知市场运行规律,找准自己的消费群体,进行正确的市场定位,了解你的消费者真正需要所在。正如一位世界著名高级化妆品生产企业家说的那样:“我们在工厂生产的是化妆品,在商店出售的则是信心和希望。” (文秘站整理) 服装设计论文:分析电影服装设计与角色性格塑造的理念 一、电影服装设计自身所代表的文化含义 服装是人们生活的基本要素之一,也是一种文化传播的载体。最初用于保护身体、遮羞蔽体。随着生产力的发展和社会的进步,服装装饰和美化开始被重视原来简单的屏蔽效应修正功能已经从社会的实际内涵也发生了很大的变化。同时,服装已经不仅仅是人类生活的必需品,但作为一种文化遗产,深受儒家思想的影响,服装艺术民间暗示的含义和代表的政治意义,完美地体现出来。 影响深远的电影艺术,跨度大,广阔的时间和空间所描述的内容,也对服装的要求很高的,需要的真实性,但也兼具艺术性。电影的影视作品中必不可少的道具,而穿着的服装字符的外表形象传达人物的内心活动和审美取向。服装是的元素最亲近的人,最能体现性格的人,所以,在影片中的服装不仅要反映的装饰美,而且还与情节的特点和作用,建立人物丰满的层次感,反映中的作用和价值是不可估量的。 二、影视人物造型所蕴含的服装信息 人物的身份,除了用言语和行动,以显示最重要的,但也是最直接的方式是依靠合适的衣服,视觉上的冲击,让人们观看电影和电视的时候,初步的印象。观众将很快就能服装信息,以确定人物的性格和角色的定位。 服装被称为“身体的延伸”。心理学认为,服装是一个反射的心理和心态”装扮和修饰可以反映一个人的性别,种族,年龄,社会经济地位,职业,性格,爱好,和值。这件衣服可以起到美化自己的表现内心世界,并实现特定的交际目的的作用,可以反映不同态度的人对自己的角色在社会和周围的世界。许多专家研究和分析的服饰和人物的心理,性格的问题。服装与某种信息,因此,服装和心理的趋势密切相关,反映一个人的情感和性格。 在电影版的《杜拉拉升职记》中,抛去精彩紧凑的剧情,最大的看点是由中外时尚团队合作打造的主角徐静蕾和有着“美丽时尚达人”称号的吴佩慈。吴佩慈以红色褶皱抹胸裙搭配黑色铆钉高跟凉鞋出现,大长腿的优势显而易见,很有“白骨精”的味道,让人觉得个性十足;而徐静蕾则是层叠上衣加上西裤外带鱼嘴高跟鞋的形象,既掩盖了比吴佩慈身材丰满的劣势,也显得比较低调,实用性很强,容易模仿。通过这样对比,影视中的角色形象更加丰满,也在不知不觉中,透露给观众一种微妙的时尚信息。 三、电影服装设计对人物性格的剖析与展示 影视服装是剧组的设计人员根据电影剧本以及导演对故事情节和人物的刻画而进行的设计创造,通过对人物的认知和理解,展现出角色的性格、地位、职业、身份以及他们的情绪和命运。电影服装和舞台上的戏曲服装在运用上大不相同,戏曲服装的主要表现是沿袭旧制,通过几百年以来的艺术沉淀,已经形成了固定的模式,很少有变化。而影视服装的设计来源是生活,设计的依据和灵感同样是生活,利用生活的多姿多彩和千变万化,设计出来的服装可以更贴近生活,从而形成“艺术来源于生活却高于生活”的千古真理,并且通过这种方式揭示出人物的内心世界以及思想和性格的种种特征表现。例如:电影《红楼梦》中的贾府是钟鸣鼎食的富贵之家。在原着的小说作品中,有很多关于珠环翠绕、锦衣绣袄、让人眼花缭乱的服饰描写。而在电影中,这些描写被直观地展现出来,让观众从服装的视觉感受上,对人物的性格、心理都产生了深切的认知。贾宝玉是贾家的希望所在,是全剧的男主角,他的重要性是不言而喻的,宝玉在生活中绝对是时尚和精致的代表。他的情感在服装上也有体现,其服装的主打色彩就是红色。在宝黛初见的时候,通过林黛玉的眼睛,我们见到了衣着华贵、服装色彩斑斓的宝玉,大红箭袖、红丝束发、银红大袄、大红鞋使得宝玉的形象一下子深入人心,把一个活泼好动、喜欢自由、风度翩翩的贵族美少年展现得堪称完美。那“平生万种情思”的形象,一刹那间深深地镌刻在黛玉心中,为两人的情投意合奠定了初步基础。同时,也暗示了宝玉在贾府里集万千宠爱于一身的特殊身份。男人在称呼女性朋友的时候,往往会说“红颜知己”,红色在传统文化中,代表的也是女性。而宝玉是那样关心女性、推崇女性,红色的装饰是他的个性和心理状态的颜色,表现出他积极、亢奋的性格特征。他所居住的“怡红院”,他小时候的诨名“绛洞花主”,红色在展现贾宝玉的性格特征方面,起到了不可替代的作用。 四、电影服装设计对人物角色的塑造 电影和电视服装设计不仅需要设计师有良好的美学基础和绘画能力,更重要的是敏锐的观察力,高度的对人性的敏感和强烈的情绪生命的力量。斯坦利·库布里克曾经说过:“如果说,电影是虚构的,其实我觉得这是更喜欢音乐,它是一个情感和情绪化进程的推进。主题隐藏在背后的情感意义,最后出现”服装设计这是前进的一种无声的机器演员还没有说话的神神不知鬼不觉数字悄悄地呈现出来,然后再与跌宕起伏的剧情和角色的过程,反映自己的美丽和紧张感。 所以,如果他们中的人物,没有深入的分析理解能力的设计师设计的服装,无论多么美丽豪华的苍白。在《莎翁情史》中,女主角薇奥拉的服装就几乎和她的语言一样为我们清晰地描述了这样一个聪慧而勇敢的女人:她穿着那件像蜻蜓一样的彩虹褶皱纱和杏黄花缎的外衣;还有那件浅湖绿色的衣裙,看上去就是一位海底公主;唯有那件沉重暗淡的金色婚礼服,使她看上去僵硬呆滞,即使是那块很轻的头纱也不能减轻这件服装的重量。在整部电影中,薇奥拉的婚礼服装是唯一件看上去不对劲的衣服,但正是这种感觉使得它成了一件很搭的衣服。薇奥拉穿着它的时候,她所有的动作都变得很困难,她变得犹豫不决,踌躇不定,变得没有那么性感——令人窒息的绗缝紧身胸衣似乎是对她将来单调沉闷的生活的预兆,似乎是她为适应这种生活所必需要上的第一堂课。我们都知道,伊丽莎白时期,服装的整体造型是庞大夸张,在其中脱颖而出。 服装设计论文:对舞台服装设计思路探索 由于舞台服装要为舞台艺术服务,所以必须受到舞台艺术的制约,这也就决定了舞台服装的假定性必然会高于其实用性。令舞台艺术的受众能够从舞台艺术中联想到真实生活,并认同舞台艺术所表现出的内容,是舞台服装设计及舞台服装运用的重要目的之一,这就是舞台服装的假定性。人们心中的审美尺度会影响人们对艺术真实性的认知和认可,而假定性作为一种约定成俗的属性能够满足人们心中的审美尺度。总而言之,舞台服装在舞台效果的要求下必须要具有假定性,而在符合假定性的基础上实用性中的合身、便利、耐穿等都不再占据主导地位。 舞台服装作为舞台艺术中的一部分,与舞台中其他艺术表现形式是紧密相关的,并且会受到其他艺术表现形式的影响与制约,如在舞台艺术表演中,舞台空间与服装的搭配程度、演员与演员之间的关系、角色自身的形体条件等都会对舞台服装造成一定程度的影响。所以在舞台服装设计中,舞台艺术中的其他方面也是要考虑的重要因素,只有实现舞台服装设计与舞台其他表现艺术的和谐,才能够取得相得益彰的效果。舞台艺术中的舞台与观众席会有一定的距离,而这种距离效应会使舞台服装强调的内容不在于缝制工艺,而是在于整体的轮廓与造型,尤其表现为对材质和色彩的重视。同时由于距离效应的存在,舞台服装在再现生活服装方面的材质选择上通常会以假代真,即利用类似的色泽与质地来仿制生活服装。而事实也证明,这种以假乱真不仅经济,而且在表现效果上也更加事半功倍。这也就决定了在舞台服装的设计中服装样式、材质、色彩的选用应当放在突出的地位上。 舞台服装设计与舞台其他艺术表现形式的关系 (一)舞台服装设计与化妆造型的关系 由于舞台服装设计与化妆造型都是为塑造角色外貌服务的,所以舞台服装设计与化妆造型是一个不可分割的整体,它们都能够通过直观的视觉效应来使观众感受到角色的内容,为角色的外部形象起到定位的作用。两者不同的是化妆造型在舞台艺术中难以做出改变,而舞台服装需要根据不同的场景做出不断的变换。无论如何,在舞台服装的设计中,重视与化妆造型的相辅相成应当是重要的原则之一。 (二)舞台服装设计与舞台美术的关系 舞台美术应当包括舞台服装设计,因为舞台服装能够塑造良好的舞台形象,为舞台艺术的受众提供更好的视觉享受,所以舞台服装设计应当属于舞台美术的范畴,但是舞台服装设计又与舞台的设计、灯光、道具、效果等各个部门在媒介语言方面存在着很大的差异,这是由各个部门的本质特征所决定的。要将舞台艺术做到相对完美,就必须实现舞台服装设计与舞台美术的相互融合与互补,在与道具、灯光等默契匹配的基础上保持舞台视觉形象的整体性。 (三)舞台服装设计与表演艺术的关系 舞台服装设计与表演艺术的体现载体都是演员,在舞台艺术中,舞台服装设计是否贴切也将影响表演艺术所能达到的高度。二者之间的关系主要体现在以下几个方面:一是舞台服装能够促使演员尽快进入角色。舞台服装作为演员的外部形象,能够折射出角色的特点及情感状态,所以通过对舞台服装的定位可以诱发演员去体验角色,从而促使演员能够更形象地表达角色的感觉;二是舞台服装设计需要与表演艺术互补。舞台服装设计是舞台角色的外在特征,而表演艺术需要演员通过表情、心理活动表现出来,所以这种表现手段的差异应当通过互补来达到完美的统一,这就要求设计者在服装设计中能够对角色进行正确的定位与把握。 现代舞台服装设计对传统舞台服装设计的传承与创新 (一)现代舞台服装设计对传统舞台服装设计的传承 现代服装设计对传统服装设计的传承主要体现在两个方面:一是对传统舞台服装设计构成样式的传承。在舞台服装设计中,坚持创新势必会带来发展,但是事实上舞台服装设计领域中的许多方面必须受到表演艺术形式的局限而不能随意做出改动。例如在一些传统的舞台戏曲表演中,舞台服装中的样式、花色等方面都是经历了很长时期的发展而固定下来的,也使受众形成了一种审美习惯,这也是许多老戏迷通过人物的服装就能辨别出角色的原因,所以这些具有“写意性”以及“符号性”的舞台服装应当继承而不能进行随意的创新;二是对传统服装设计审美观点的传承。同样是以传统戏曲为例,传统戏曲重视整体美与对比美,在舞台服装颜色上包括黑白对比、华素对比、同调对比和援例对比,这些色彩的运用十分独到并且对现代舞台服装设计仍旧具有很大的气势与借鉴作用。 (二)现代舞台服装设计对传统舞台服装设计的创新 现代舞台服装设计对传统舞台服装设计的创新主要体现在以下几个方面:一是观念的创新。随着文化交流的国际化,现代舞台服装设计逐渐体现出国际化是发展的必然趋势,在现代舞台服装设计中我们应当在传统舞台服装设计的基础上实现国际化,从而保留舞台服装设计的本土性与民族性,而无论是背离传统性还是国际化都是不符合现代舞台服装设计发展趋势的;二是科学技术的创新。现代舞台服装设计应当挖掘和发挥出传统舞台服装设计中所不具备的优势,随着科学技术的发展,舞台服装设计在服装造型、服装面料、服装制作的设备、服装的材质工艺、服装的装饰工艺等方面都具有了更多的选择,以科学技术为基础对现代舞台服装设计进行创新将使舞台服装设计成为科技发展的一个符号,使舞台服装设计具有更深的人文内涵。 现代舞台服装设计思路 (一)重视与角色形象和情感的结合 舞台服装的设计能够塑造出舞台角色的形象、体现出舞台角色的情感,也正因为如此,舞台服装设计由于受到舞台人物形象的局限,必须要表现出特定人物的特点,如通过服装的颜色来体现角色的情感变化,蓝色表现出角色的悲伤与忧郁;粉色来体现出角色的柔情;白色来衬托出角色的高贵和纯洁等,符合舞台角色的舞台服装设计能够成为一种传情的工具,通过给予观众视觉冲击来使观众体会到舞台艺术要表达的内容,所以重视舞台服装设计与角色形象和情感的结合,能够对舞台表达起到很大的推动作用。 (二)重视服装的统一与变化 舞台服装设计的统一能够使舞台艺术更加整齐与单纯,而舞台服装设计的变化则会使舞台艺术更加活泼,没有变化的舞台服装设计只会使舞台艺术显得过于呆板。所以舞台服装设计要重视统一与变化的结合,统一的准则是和谐,而变化的准则则是适度,只有和谐的统一才会给予观众更好的视觉享受,而适度的变化才能够实现与统一的互补,并且没有杂乱的感觉。 (三)突出服装的时代性 在一些传统的舞台艺术中,尊重传统的服装设计构成样式能够得到观众的认同,但是在一些具有现代感的舞台艺术如现代音乐剧中,服装设计应当体现出时代性的特点,即要具有时代感与时尚感,在这个过程中,可以对当前时装设计的原色做出借鉴,在角色衣着的风格中也可以适当地运用夸张来突出角色的个性化,从而加强观众对剧目发生背景的印象及对角色的印象。 (四)与现代科学技术的融合 将现代科学技术融入服装设计理念能够给予观众耳目一新的感觉,同时也能够使服装设计成为体现科技发展的一个符号,例如在2008年奥运会闭幕式中的铃衣舞就是利用现代科技进行服装设计的实例,铃衣舞采用许多银铃作为装饰,成为了服装设计的一大亮点,而与演员身上的灯带结合进行舞蹈可谓是有声有色,给观众带来了难忘的视觉享受,同时也为现代服装设计提供了更多的思路。 服装设计论文:论现代艺术对服装设计艺术的影响 一、前言 20世纪初,在欧洲和美国相继出现了全面的、革命性的和彻底的现代艺术运动和现代主义设计运动,在艺术设计发展史上有着巨大的影响。现代艺术作为20世纪以来占主导地位的艺术形态,它的突出特征是在艺术形式上不再以写实的风格为主,而是体现艺术家个性的观念和形式语言,并且形成了许多艺术流派,一个时期以某种艺术流派为主导。二十世纪上半叶,最具代表性的现代艺术是立体主义。它颠覆了古典艺术"真"的原则,即彻底放弃了空间透视的方法。主要艺术家有毕加索。二战后至今,现代艺术主要是沿着达达主义的轨迹前行。它彻底否定了传统文化,是反艺术。主要艺术家杜尚。其影响一直到今天的信息时代。其它流派还有野兽派、未来派、抽象主义、超现实主义、波普艺术、照相写实主义等,都是从不同角度和层面对传统艺术不同程度的否定。 无论何种艺术形式,它所反映和表现的都是现代社会变化给人们带来的社会心理特征,都是艺术家对艺术表现形式的探索。而服装设计与人们的社会生活密切相关,着装体现人的精神状态和内心世界,具有时代气息,现代艺术对服装设计的影响也是巨大的。 二、现代艺术对服装图案设计的影响 (一)抽象的几何纹样 抽象的几何纹样受抽象派画家观念的影响,以直觉和想象力为创作的出发点,仅将造形和色彩加以综合、组织在画面上,打破了绘画必须模仿自然的传统观念。二战以后,由抽象观念衍生的各种形式,成为二十世纪最流行、最具特色的艺术风格。 抽象绘画可分为两种类型,一种是通过对自然物的概括与提炼所创作的抽象绘画,带有浪漫色彩。另一种是用单纯的点、线、面、形体与色彩构成的抽象绘画,比较理性。这种艺术形式最具装饰性和图案特征。如荷兰风格派的主将蒙德里安的创作,他利用垂直水平结构和原色矩形色块的作品,简洁却蕴含着严谨而复杂的结构关系,虽是装饰性的,但具有深刻的哲理,使得许多人产生了精神共鸣。 服装设计师也直接采用了蒙德里安的语言,这种影响直到今天还存在着。抽象派美术对现代装饰艺术和图案艺术影响广泛,使得印花织物的纹样处理呈现崭新的特点,随意的抽象的几何纹样取实的精致的花卉纹样而广泛流行。 (二)平面构成纹样 平面构成纹样的产生源于包豪斯的构成理论,以点、线、面、体来高度概括复杂的事物,将几何形体进行理性的排列,构成新的艺术形像。这种平面构成纹样被广泛运用于染织图案中,并不断推陈出新。如男式衬衣的印花图案就是比较典型的平面构成纹样,以极小的几何图案重复并且有规律的进行排列,形成大面积的几何形态,不仅男士衬衫上会应用平面构成纹样,T-恤,领带,围巾等也有平面构成纹样的应用。 (三)欧普纹样 欧普纹样来源于欧普艺术(optical art),又称为光效应艺术、视幻艺术或视觉艺术,在60年代流行于欧美。 60年代以前,布料上的织纹图案仅限于苏格兰格纹、千鸟纹和人字纹等传统织纹。60年代,纺织和印染技术水平有所提高,再加上欧普纹样比较便于拷贝和复制,使得欧普纹样广泛应用于服饰品设计,掀起时尚界的革命。 因此,欧普纹样应用在服装、丝巾、领带等服饰品上会产生一种时尚前卫的着装效果。另外,欧普图案所产生的视觉错觉还能达到修饰、雕塑身材的目的。如07年秋冬季,以60年代为设计主轴的马克·雅各布斯、乔治·阿玛尼等设计师品牌,相继推出采用类似欧普艺术手法的服装。英国知名时装设计师亚历山大·麦奎恩、日本时装设计师川久保玲(Comme de Garcons)和纪凡希品牌以大小不同的黑白棋盘式格纹等。 (四)立体派纹样 立体主义开始于1906年,由乔治·布拉克与帕布洛·毕加索所建立。立体主义的艺术家追求碎裂、解析、重新组合的形式,形成分离的画面——以许多组合的碎片型态为艺术家们所要展现的目标。它追求一种几何形体的美,追求形式的排列组合所产生的美感,探索画面结构、空间、色彩和节奏的相互关系,在造型和表现上突破了时空限制。 立体派纹样应用于服装面料的印花设计中,使平面的布料仿佛具有立体感,赋予服饰品独特的美感,采用这些图案设计的服饰大有毕加索之风。这种纹样的融入使着装者洋溢着充满时尚的气质,在当时的欧美社会一度流行。 (五)野兽派的杜飞纹样 杜飞应用印象派和野兽派的写意手法,吸取马蒂斯绘画的装饰风格,线条质朴简洁,花卉图案形像夸张变形,人物动物相互交错,豪放粗犷,流畅自然,具有创造性、装饰性,后人把这种写意花卉图案称之为杜飞纹样。时装设计师利用杜飞纹样体现服饰设计作品的独特灵魂,体现一种自然美、野性美,利用流畅飘逸的线条结合服饰品的造型,生动而鲜活地突显出服饰的独特魅力。 (六)迪斯科纹样 迪斯科纹样的命名源于迪斯科音乐和舞蹈,迪斯科纹样有着迪斯科般的风格特点,新鲜、多变、富有活力。迪斯科纹样最初来源于美国影片《星球大战》,大多是描绘星系和宇宙的主题,超人、外星人、天空流行等图案,后来,迪斯科纹样采用抽象派巨匠康定斯基和西班牙画家米罗的绘画作为服饰面料的图案,从两位大师的艺术中汲取营养,平铺色块,流畅潦草的线条,强烈的对比色,用干笔在纸上一蹴而就,挥洒自如,当然,印有迪斯科纹样的服饰品也会被赋予迪斯科个性,给人以富有活力、浪漫、新潮、潇洒的视觉感受。 三、现代艺术对服装材料设计的影响 20世纪的女性追求独立,彻底抛弃了紧身胸衣,喜欢式样简洁,有综合功能的服饰,由蕾丝、花边、丝绸面料组成的内衣问世时,曾引起轰动,有人称它为“内衣革命”。现代服装设计越来越注重材料的开发性应用。然而在二战之前,服装设计基本上以款式、结构和造型的变化为主。50年代的蓝色丝缎晚装。极其轻柔的面料,被称为“女人的肌肤”。20世纪,人们越来越关注面料,有句名言:仅次于情人爱抚的,是好的布料。到二十世纪六、七十年代,一些设计师开始以材料为出发点进行服装设计,如1966年拉巴尼设计了以仿金属片链接的时装,七十年代后“面料魔术师”三宅一生作品的面世,都给了服装设计界以巨大的冲击。到八、九十年代,材料逐渐成为设计师关注的焦点,并形成了一些共识。 四、现代艺术对服装廓形设计的影响 战争改变了原有的社会价值体系,也将19世纪浪漫主义风潮打破。现代西方服饰逐渐去除了大量不必要的装饰,越来越强调其功能性,服饰变得简单、实用。随着女权思想的逐渐成熟、普及,女装与男装之间的差异日渐缩小。随着20世纪下半叶年轻风潮的兴起和大众审美标准的变迁,服饰流行日益多元化、平民化。 1、20世纪20年代:永远的经典——可可·香奈儿“现代主义”设计师追求人与机器之间的一种和平共处,在追逐机械化、现代化的同时,女性的束缚也被逐渐解除。20世纪20年代,年轻的法国女时装设计师可可·香奈儿,以她简洁的日常服装、运动装、便服和度假服装,将女性从束缚中解放。她推出直线型男孩儿式的轮廓和新潮的短发,提倡背肩包与针织品套装,她把晚礼服“法定”的拖地长裙缩短到与白日服一样的长度,尽可能使造型朴素、单纯化,她教给人们如何用人工宝石来装饰自己,把服饰品的装饰作用提到首位。 她提供了具有解放意义的自由和选择,让女人也可以穿裤子将服装设计从男性观点为主的潮流转变成表现女性美感的自主舞台。香奈儿设计时装追求实用,推 动了服装设计新概念,对现代女装的形成起着不可估量的历史作用。 2、20世纪30年代的服装廓形:斜裁女皇——玛德琳·维奥内特 20世纪30年代早期的光滑轮廓与"现代主义"秩序井然的线条相和谐,这可以在不少设计师的作品看到,如玛德琳·维奥内特的斜裁真丝缎子的紧身女装,巴斯博物馆两件藏品的其中一件是1934年的拖地长袍,裙子的上半身是蕾丝褶皱紧身胸衣、飘逸的绸缎轻盈地从肩上泻下,下半身是招牌式垂坠长裙,腰间饰以褶皱。 维奥内特的设计强调女性自然身体曲线,反对紧 身衣等填充、雕塑女性身体轮廓的方式,有“裁缝师里的建筑师”、“斜裁女王”的称号。在大师一生的作品中,“古希腊女神式”的斜裁和皱褶垂坠连衣裙是她设 计中的经典代表。她打破了之前打版制样的裁缝传统,而直接将布料或垂挂或缠绕在身体上进行裁剪,利用衣料的自然垂坠使得时装如第二层肌肤般轻盈飘逸,勾勒 出女性流动的曲线和曼妙的体态,皱褶则是这种剪裁方式 所衍生出的特有细节。 但这些最终都被更精心制作的轮廓所替代,到了这10年结束时强调肩部、掐腰和连身的裙子更加坚定了新浪漫主义设计倾向,并预示了战后“新外观”的出现。 3、20世纪中后期的服装廓形——迪奥 40年代后期到60年代前期,主宰巴黎的高级女装潮流的人是迪奥,他的设计与他丰富的艺术修养和让敏锐的艺术感觉是分部开的, 1947年,考虑战时物质节制强加给服装业的简朴需要,迪奥推出的“花冠线条”轰动了时装界,被誉为“新风貌”。1952年,迪奥设计的三件套——羊毛夹克、线条简洁的帽子和柔软淡雅的结绸短裙,多年来一直成为时装设计的样板。迪奥设计的裙子,常在裙上打褶,或者用各种颜色的布镶拼;有时还缝上绢网,打造丰满感;各种各样的帽子侧戴头上,再配以硬高领的上装。接着又有了不对称裙子、O型、A型、 Y型、H型、郁金香型等各种廓形的服装。他在巴黎时装界辛勤工作的10年里,巴黎女装从整体到细节都发生了耳目一新的变化他的线条设计和整体结构设计优美绝伦,几十年来一直影响着妇女和其他服装设计师们。 服装设计论文:服装设计中的图案应用与探讨 摘要:图案作为一种装饰元素在服装设计中得到了广泛运用,已经成为服装设计不可或缺的一部分,是服装美的重要体现。好图案的设计与选择可以掩饰形体的不足,也可以给人无限的遐想。 关键词:图案 服装 设计 装饰元素 情感表述 文化差异 应用 随着时代的发展和人们生活水平的提高,服装现在已经不仅仅是我们生活中的必需品,很多时候也是一种审美的需要,是地位的象征。我们通常设计服装会从三个方面着手:款式、色彩和面料,这三者相辅相成,缺一不可。但很多时候人们却忽略了图案在服装中的重要作用,这个现象与以往设计师设计完图案无法得以实现有关。但是随着科技的发展,印染技术的提高和数码喷印技术的出现,这个瓶颈问题已经得到了解决。细心的人们会发现近年来图案在服装设计中已经大行其道,成为一种流行趋势。那么,图案在服装设计中如何运用才能起到审美的作用呢?又有着怎样的情感表述呢? 图案作为一种装饰元素在现在人们看来已经司空见惯了。据史料记载,我国在春秋战国时代就已经有了凸版印花技术,到西汉时期已经达到了相当高的水平,到现在,圆网印花、平网印花、数码喷墨印花等印染技术已经普及,不光应用在服装上,已经遍及了每一个装饰角落。在服装上的应用主要体现在以下几个方面。 一、图案的应用形式及部位 服装设计中图案的装饰主要集中在领子、胸部、腰部、袖口和下摆等部位。 领子、袖口、门襟、衣摆和裙摆部位多以二方连续纹样装饰为主,并且多体现在套装上,但这也是相对而言。在领角和衣襟的摆角部位通常会使用角隅纹样,并且多是以对称形式体现,形成对称美。胸部、衣摆或裙摆的装饰,尤其是大的衣摆和裙摆通常会采用不规则的单独纹样,或是单独纹样进行散点式排列,在大小、疏密上形成不规则排列,给人以生动活泼的感觉。另外,运动装、t恤衫和童装等也会经常采用单独纹样进行装饰。童装中除了采用花卉图案表达甜美可爱,还会采用卡通图案造型赢得儿童喜爱,体现其童真活泼的感觉。 四方连续图案在我们服装或是家纺产品中应用广泛,但都是作为印染面料图案使用,多直接作为服装整体图案,而不是应用于某个局部。 二、 图案与人体 服装除去防寒保暖的基本功能外,人们比较在意的就是审美感觉了,服装的美感主要体现在款式美、色彩美、材质美和工艺美这几个主要方面。但图案其实也是不容我们忽视的一部分,并且图案的使用与人体美紧密相关。在这个以?为美的时代,纤细苗条的身材是人们尤其是女孩子们所向往的,好的身材可以更充分地体现服装美。我们可以利用图案和色彩给人们造成的错觉,达到显瘦的视觉效果。比如胖体在选择花型或波点图案时比较适合选择中等大小花型或波点,过大的花型和波点会有扩张感适得其反,过小的花型和波点图案又会显得琐碎与小气,与人体特征不符。同样在色彩的选择上深色系会优于浅色系,因为深色系有收缩感,而浅色系会有扩张感。 另外条状图案也会给我们视错感,比如竖条图案会让我们觉得有向上的延伸感和挺拔感,横条图案会让我们觉得在左右方向上有拉伸感,利用这个错觉我们就可以给胖体型人设计竖条图案服装,让其有瘦高的挺拔感;相反对于过瘦的人体我们可以采用横条图案设计,不仅可以使形体显得丰满,还会产生活泼可爱的节奏感。设计师在设计之初就应该考虑这些,但服装设计不是一次性设计,作为穿着服装的消费者其实也是自己的设计师,通过选择与搭配完成服装的二次设计。 三、图案的情感表述与联想 大千世界中万事万物无论是以什么形态存在,只要用心去体会都能给人以无限遐想,色彩如此,图案亦是如此。大花型譬如牡丹之类给人以高贵、大气、华丽之感;玫瑰图案给人以浪漫感;小碎花型给人以田园感;格子图案给人以质朴感;波点、卡通图案给人以活泼感;传统图案给人以民族感;佩兹利、莫里斯等纹样给人以异域感;波普图案给人科幻感;动物毛皮图案给人以时尚感,其中也不乏野性之美,比如豹纹图案等等。 当然对于图案的联想表述还跟其色彩与面料有关,深色系的图案给人以沉重感;浅色系的图案给人以明快感;暖色系的图案给人以华丽感;冷色系的图案给人以沉静、质朴的感觉。带有光泽的面料让人感觉华丽,亚麻、棉布等就会让人感觉质朴。这些需要人们细心观察、真心体会才能够得 的情感语言,也是我们对美好生活的感悟。 四、图案的地域性文化差异 图案作为装饰元素尽管给人以美感,但是由于民风民俗以及各个民族文化宗教信仰的不同,对于图案的喜好也不同。 中国的很多传统图案不仅老百姓喜爱,也深受设计师们的青睐,不仅因为它们带有浓郁的东方特色,还因为很多图案带有吉祥的寓意,比如鲤鱼代表连年有余;松鹤代表延年益寿;喜鹊、梅花代表喜上眉梢;凤凰牡丹代表婚姻美好、荣华富贵等等。 由于地域和文化的差别,每个国家的喜好也不同。比如加拿大喜欢枫叶图案;意大利喜欢植物、动物等自然图案,尤其是猫狗,这跟意大利人喜欢大自然密切相关,而狗却是泰国的忌讳图案;埃及不喜欢星星图案,但是星星和新月却是多数穆斯林国家的标志;日本喜欢松、竹子、梅花图案,忌讳菊花、荷花,而在泰国,荷花却受到欢迎和喜爱;乌鸦在中国是不吉利的象征,但在斯里兰卡却被视为神鸟;中国人不喜欢猫头鹰,而在西方人眼里猫头鹰却是智慧的象征等等。 因此,服装设计师不仅要了解本民族的文化与传统,只要是自己的设计对象就应该了解他们民族的风俗与习惯,这样才能打开市场,让自己的产品被接受。 服装设计师需要掌握的知识有很多,图案在服装设计中不是最重要的,但图案美是服装美的重要体现。因此,服装设计师必须很好地了解与把握。 总之,好的图案设计会给人以美感,能够恰到好处地应用于服装设计中去,图案美就会成为服装美的一部分,服装设计师应该很好地把握和应用。 服装设计论文:浅谈满族服饰在现代服装设计中继承与发展的文化特征 论文关键词:满族服饰 文化特征 继承 发展 论文摘要:本文从服饰的继承和发展两个方面论述了满族服饰在现代服装中所体现出的文化特征。满族服饰在现代服装中继承的文化特征主要包括中国服饰元素的象征、礼仪性表现、标志性特点、流行的体现等四个方面;满族服饰其发展的文化特征主要有阶级等级的消除、中西结合的创新等方面。 服饰是人类物质生活的重要组成部分 ,也是人类精神世界的物化形式 ,它以一种符号反映了一个民族在一定历史时期的政治、经济、文化 、宗教信仰 ,同时也折射出一定历史时期民族之问的涵化、融合 ,民族服饰自身的传承、发展和创新。每一个民族都有 自己独特的服饰文化,每个民族的生产方式 、风俗习惯、宗教礼仪、地理环境、气候条件、艺术传统等等,无不折射到他们的衣冠服饰上。服饰不仅能展现出人类文明的全部,也是一种意蕴深厚的文化形态。 我国有 56个民族 ,有多种多样的民族服饰 ,作为 中国民族文化的组成部分之一的服饰文化,满族及其先世的民族服饰文化元素影响着整个 中华民族服饰文化 ,其中众所周知的旗袍、坎肩、马褂等已被近、现代中国人接受并认可 ,并成为中华民族服饰 的典型代表。满族和汉族的服饰在文化、礼仪等方面互相影响、互相吸收,呈现出民族服饰文化融合的特点。满族服饰元素已成为中国服饰乃至世界服饰文化的一个组成部分,体现了丰富的文化特征和时代特征。 一、满族服饰在现代服装 中继承的文化特征 满族的民族服饰文化是文化变迁和绚丽多彩的中华民族服饰文化的重要组成部分。满族服饰不但继承了汉族在历史上衣着的长处,而且还把自己民族经历过检验、实践,证明既适合于生活需要、又有民族特色的东西保留了下来,它把继承、借用、创新,有机地融为一体,它是当代中国民族团结、民族融合、民族借鉴的重要内容之一。满族服饰的形成 、发展和变迁 ,促进了满族的不断进步也为中国民族服饰之间相互影响、相互作用提供了实际的例证。满族服饰发展和变迁的轨迹对研究中国民族服饰之间的相互关系以及推进中国民族服饰文化的共同繁荣、对现代服装设计中传统民族服饰文化与流行时尚的结合等方面都有着非常重要的意义。经过长期的积累与沉淀,满族服装样式演变发展成为现今的旗袍,在现代生活中被广泛穿着,已成为现代中国女性的国服,成为中华民族女性服饰的象征,在现代服装中表现着丰富的文化特征。 (一)中国服饰元素的象征 满族服饰沿袭至今主要以立领、盘扣、开衩、龙凤等题材团花图案、立体圆扣等服饰元素体现在服饰中,这些服饰元素包括镶、嵌、滚、绣等变化丰富的装饰技法,已经成为“中国元素”的象征,应用这些元素的服装被界定为 “中式服装”。 (二)礼仪性表现 开放政策使我国各行业对外交流活动el益频繁,出席各种外事活动时为了表明我们的身份,礼仪性服装则需要穿着中国特色的民族服饰,中式服装自然最为恰当,尤其是女性的旗袍;在百姓生活礼俗中,婚礼等场合穿着旗袍也成为一种习俗,尤其是新娘的礼服,大多是大红色龙凤团花镶金织锦的旗袍,象征富贵祥和、日子过得红红火火。 (三)标志性特点 国际问文化 的传播带动文化产业与产品呈现标志性特点,医学、酒店、餐饮等都有中式和西式差别,相应 的服务人员所着服饰也有着中式和西式风格区别。中式服装基本都以满族服饰元素体现其中式特点。 (四)流行的体现 因为政治 、经济、文化等方面发生了大的变革或事件,从而会导致某种服饰流行。皮尔卡丹等世界级大师的中国风时装设计和世界首脑apic中国区上海会议的中式服装都使中国元素服饰火热流行。 二、满族服饰在现代服装 中发展的文化特征 随着社会的发展 、人类的进步和文化的交流 ,服饰 式样 、着装方式与服饰观念在发生着不断的变化,这种变化不是对 旧的服饰文化的彻底否定 ,而是对 旧式样 的更新 ,对 旧观念 的进一步完善与充实,满族服饰的发展体现了旧文化的变革与新文化的融合。 (一)阶级等级的消除 清王朝的一般官员上朝时要穿补服 (即官员的朝服),体现了文官武将的等级差别,①补服就是在前后心处补一块有多处纹式 的外褂 ,补子又分为 圆补和方补,在补子上饰 以各种鸟兽 图案作为品级的徽识 ,清朝 《会典》规定补服图案文武官员官阶不同。现代服饰中补子则没有了阶级意义,演变成补花 图案 ,成为现代 中式服装元素。 “龙、凤”图案表现了帝、王、后、妃至高无上的尊荣,在清朝时期,只有帝王与帝后的衣服上方可以绣上龙凤图案。随着社会的变革和发展,“龙、凤”图案已没有了阶级等级的限制,现代人认为龙凤是富贵权利的象征,所以现代中式服装中的团花图案题材很多还沿用龙凤图案,寄托了人们向往美好生活的希望。 (二 )中西结合 现代西方服饰文化深刻地影响着中国人的着装观念和方式,中西合璧成为后现代主义的服饰文化特征,不是单纯地再现,主要是对沿袭的满族服饰的分解并与现代西方服饰元素重新组合,总体风貌建立在现代主义设计的构造基础之上,将传统的代表中国的满族服饰元素巧妙地和现代西式服装造型相结合,体现适体 、简洁、轻松、 自由的风格。 所谓现代中式服装设计主要从造型、面料、款式、色彩、装饰工艺等方面进行改良。国内设计的比较成功的有 “木真了”、“玄色衣裳”、“阁兰绣”等品牌,既有时尚性又能展示浓郁的中国特色,具有很大的市场占有率。国外的皮尔·卡丹、伊夫·圣洛朗等设计师也曾运用这种设计手法设计了很多成功的作品;tom ford在 2004年为ysl rive gauche所做的设计中,大量运用了龙的图案和中国旗袍的造型,并巧妙融入时尚气息,创造出典雅而前卫的新旗袍样式;john galliano的设计,则运用立领 、扣袢系结等,结合时尚元素设计的服装华贵、自由、洒脱而前卫。 目前,中式服装不但在中国流行,而且在世界上受到各国、各民族妇女们的欢迎,这是满族人民对中华民族和世界服饰文化的一大贡献。设计师要在文化精神的层面上把握东方文化的精神理念防止符号化、表面化②地组合中国满族服饰元素,比较东西方差异,提高知识修养和对文化历史的了解能力,使中国元素与现代流行和国际风格完美结合。 总之,满族服饰与现代中式服饰一脉相承,如果说满族服饰是工笔画,那么现代中式服装就是写意画。满族服饰对于中国服饰文化传承与发展具有重要意义,我们要努力搜集和弘扬满族的服饰文化,把中国的民族服饰文化发扬光大。21世纪,中国文化必将成为整个东方文化的主流,随着我国经济的进一步发展,人们对服装的需求将呈多元化趋势。如何在全球化的进程中,既保持本民族的主体文化特色,又能与世界其他国家和平融洽的相处,真正做到 “文化自觉”,如何将传统和现代以及世界 的服饰元素结合在一起,创造出具有民族特色的服饰,是我们这代人义不容辞的责任。 服装设计论文:中国传统图案与现代服装设计 【论文关键词】传统图案 装饰工艺 服装材料 服装款式 【论文摘要】传统图案是中华民族文化的宝贵财富,它随着全球范围内“中国风”服饰时尚风潮的愈演愈烈,而深受世界各国著名服装设计师的青睐,研究和探讨中国传统图案在服饰设计中具有重要意义。 中国传统图案经过千百年来的沉淀,形成了各种具有典型文化内涵的图形和纹饰,它凝聚了鲜明的中华民族特色与深厚的华夏文化内涵,它是民间、民族艺术和民俗文化千百年来沉淀的结果。 1中国传统图案的发展历程 早在几千年前的新石器时代,人们就在彩陶上运用纹样来装饰自己的生活。新石器年时代仰韶文化的精髓—彩陶,是中国古代文化的骄傲,它的纹样结构严谨,疏密适宜,色彩雄厚朴实,它主要反映的是原始人的渔猎生活,水是当时纹样常用的题材,水波纹、旋涡纹、重叠同心圆、弧形三角形都是从水的动态中摄取而来。此外,谷叶纹,斜叶纹是反映当时人们耕作生活的。 商周时期是我国奴隶社会的鼎盛时期,这一时期的青铜器从艺术风格到制作工艺上都达到了前所未有的高度。青铜器促进了图案的发展,其图案以云、雷变化的回纹为主要形式,还有蛇纹、羊纹、鸟纹··一以及具有图腾象征的龙凤纹、怪兽纹,中国人被称为“龙的传人”,龙与凤的形象在人们的理想中发展完善并流行了数千年。在中国传统服饰文化中,龙凤的形象经久不衰,形成了独特的艺术风格和表现形式,并具有深刻的文化内涵。如“龙凤呈祥”、“九龙戏珠”等纹样在民族服饰中不仅隐喻着图腾崇拜,而且抒发着“龙的传人”的情感。到封建社会,战国时代的工艺美术上出现花卉图案和人物、动物图案,春秋时期,上层社会的人们不劳而获,其图案也受其影响,精美严谨、规整多样,配色调和而华美。汉代织物和绣品的图案,以变化的云雷纹和动物纹为主流,也有以植物为主题,服饰中常用题材有人物、动物、几何纹、花卉等,形象生动概括,风格粗犷豪放,具有较高的艺术造诣。唐代是我国封建经济和文化艺术的鼎盛时期,花卉纹样日趋成熟,运用广泛,著名的唐草纹一直影响宋、元、明、清的图案风格,唐代图案丰满、富丽、端庄、大度。宋代图案古朴浑厚,豪放流畅,色彩较唐代沉着淡雅,服饰图案以写生折枝花为主。明朝是我国古代图案遗产最丰富,存在世最多的时期,明代图案特点是结构严谨,造型简洁而丰满,色彩沉着而富丽。大都运用谐音、会意的手法,如“五谷丰登”、“连年有余”等图案,都充分反映了人们对美好生活的憧憬。 总之,随着时代的发展、物质条件及生活方式的改变,使图案表现形式更加丰富、多样。 2中国传统图案的特点 中国传统图案,承载着厚重的传统文化和内涵,无论是在纹样造型上,还是色彩上,无不体现出中国古人的审美设计倾向和思想内涵。它是构成古代灿烂的服饰文化的一个重要的组成部分。其具有四个艺术特征。 2.1图案题材丰富多样 中国传统图案题材广泛、丰富多样,它可以是客观存在的,人们在创造美的活动中,善于借助无情的山水、花鸟等,将其物化到本民族的图案中,寄托自己的情感,采用这种“移情”纹样,常用叙事形式的手法,使观者也觉得它遇有了情感和生命,并逐渐成为本民族图案的一大特色。也可能是人们主观想象的如龙凤等纹样。 2.2图案造型具有“写意”性 写意是一种精神,一种纵横观照,一种宇宙观,是相对于物质世界的一种存在。它不是客观,而是一种思维、思想和状态的存在,是主观化的客观存在,是精神而不是物质。中国的传统艺术观向来都是轻“实”重“意”的,在认识和理解客观物象的基础上,结合工艺的特点,以自身的理想、感情去刻画形象。传统图案留下了许多诸如“意境”、“意象”、“意趣”、“意绪”、“意在笔先”、“意在言外”等语言和思维的结晶。 2.3图案纹样具有“标识”性 在纹样题材内容上充分体现社会价值地位,图纹被统治阶级利用,以图纹去强硬地推行一种统治制度,这在纹样题材内容上显示得较充分,例如古时期衣裳就有,’十二章”之制。十二种纹样各有特定的象征意义,如日、月、星,取其照临光明,如三光之耀;龙是神明的象征,同时又不可捉摸,取意应变;山,象征王者的崇高;华虫(堆),取其有文彩,表示王者有文章之德;宗彝,表示有深浅之知、威猛之德;藻,象征冰清玉洁;火,取其向上;粉米,代表食禄丰厚;麟为斧形,象征决断;献作两已相背,象征善恶分明。这是“十二章”图案的象征意义,又是社会意识在图案中的集中反映,充分体现了纹饰这门艺术在社会生活中的价值和地位。天子之服,十二章全用,诸侯只能用龙以下八种,卿用藻以下六种,大夫用藻、米、粉米四种图案,士用藻火两种图案,界限分明,不可逾越。而明、清两个朝代用于官服上标明品级的补子纹饰,更是在礼制精神下的产物,是封建帝制的标志之一。同时从纹样色彩上表现人的等级,中国传统服色尊卑有别,等级森严,其色彩运用具有鲜明的特定性,成为统治阶级权力与等级差别的标志与象征。 2.4图案构成具有“寓意”化特征 中国传统图案极其讲究寓意,表达人们对美好生活的祈愿。如汉代植物图案中常见茱英纹,这是由于茱英是古时的祭品之一,有去灾辟邪的寓意。((龙凤呈祥》是很好看的一种图案。作为源远流长、蕴含丰富的文化现象,龙和凤都是中华民族的图章、徽记、标志和象征。如果将中华民族的传统文化符号按其功能效应的大小排个座次的话,龙无疑是要坐第一把交椅的,那么,第二位就该是凤了。神性的互补和对应,使龙和凤走到了一起,一个是众兽之君,一个是百鸟之王;一个变化飞腾而灵异,一个高雅美善而祥瑞;两者之间的美好的互助合作关系建立起来,便“龙飞凤舞”、“龙凤呈祥”了,中国传统纹样的吉祥寓意在明清图案中得到进一步的升华。 3古代传统图案在现代服装上的运用 任何一个优秀的传统图案,在它所处的历史时期都具有很强的时代感和前瞻性,是无数艺人与工匠多年的创作结晶,尤其是中国的传统图案,是历经几代或几十代工匠、艺人在前人的基础上不断提炼而成的。但随着国际化进程的加快,单纯优秀的传统文化已远远不能满足现代生活的需要。越来越多的设计师将传统图案引入到最时尚的设计中,中国儿千年的传统文化与底韵在服饰文化中得以展现得淋漓尽致,今天服饰中复古风潮的流行就是传统与现代碰撞的完美的体现。由于时装带有鲜明的时代个性,因此,复古的流行也决不会是简单的重复过去,而是以现代的形式予以新的包装和淦释,所以现代的服装设计不仅要体现传统的文化韵律,更要符合现代人的审美要求,我们要充分运用现代科技材料和技术手段,使传统纹样释放更加璀璨的光芒。 3.1传统图案与现代工艺手法的结合 在过去,传统纹样多以手工刺绣的形式表现在服装中,而今科技高度发展,各种新设备、新仪器、新工艺层出不穷,人们所追求的是一种高速度、高品位、单纯优质的生活方式,人们的审美观也较过去有了很大的改变。在过去,龙凤纹样是皇家的专属,装饰手法也以刺绣为主;而现在,除了在晚礼服中常用外,其工艺手法也有了很大的变化,可以是传统的刺绣与珠绣结合,也可以是直接印染,甚至可以做雕花镂空处理。 3.2弱化传统图案的寓意,注重其形式美感 中国传统图案讲求寓意,而在现代服装设计中完全可以弱化其寓意,只追求其形式美感,服装上的龙凤纹样已不再是权力的象征,而是折射出一种中华民族精神的光芒与生命力,是民族文化的体现与升华。如在一个多袋的休闲裤中绣上龙纹样,既增添了裤子的文化内涵,又展现了它的时尚感与休闲感。 3.3传统图案样与现代材料的结合 只有将传统纹样的各类题材同现代各类织物的质感和色彩恰当地结合,才可发挥出异于一般纹样的造型效果,才能为时装的意境塑造增光添彩,达到完美的艺术境界。传统纹样不仅应用在绸缎、棉麻等常规面料中,而且常常在新材料,如现代皮革等材料中广泛运用。 3.4传统图案与现代服装款式结合 传统的图案是中国服装文化的出新之处,其相对的独立性使它们可以大量地移植到现代服装中去,但是,在运用的过程中我们一定要注意,传统图案只有与具有现代时装款式造型的服装结合在一起才更符合现代人的审美需求,要注重传统元素与现代时尚元素的有机结合,展示传统纹样与现代审美意识结合所产生的意蕴。 3.5古今结合、中西合璧,揉合时空创造新机 中国传统纹样对于现代快节奏的生活方式往往显得过于繁杂,所以,在应用时必须加以简化,可以保留图纹的古意,在设计过程中,我们需要“宜男百草,吉庆(馨)有余(鱼)”的吉祥意境,但要放弃满地花的纷繁格式。古纹样历经年代的粹炼,具有典雅的风格与深度的内涵,它蕴含着先人们的无限巧思,如能将其图形精神维持,另透过现代设计观念,予以精简图形,保留原创的部分,必然呈现新的面貌。同时将传统的图案装饰手法与西方的图案装饰手法,巧妙地融合在一起,兼容并蓄,自成一格,自然呈现另类新意。 以中国传统图案作为灵感来源的时装,表现出不同凡响的生命力,这些时装的外形虽以现代的设计方法进行包装,却充满了中国文化所特有的青烟淡墨,超尘出世的气质,在这些中国味十足的时装中,有的很难说清设计灵感来源于中国的哪个朝代,但已成为时装界关注的焦点。越来越多的设计师将目光转向中国传统纹样,于是突然对“民族的就是世界的”这句话有了更深的理解。 服装设计论文:浅谈满族服饰在现代服装设计中继承与发展的文化特征 论文关键词:满族服饰 文化特征 继承 发展 论文摘要:本文从服饰的继承和发展两个方面论述了满族服饰在现代服装中所体现出的文化特征。满族服饰在现代服装中继承的文化特征主要包括中国服饰元素的象征、礼仪性表现、标志性特点、流行的体现等四个方面;满族服饰其发展的文化特征主要有阶级等级的消除、中西结合的创新等方面。 服饰是人类物质生活的重要组成部分 ,也是人类精神世界的物化形式 ,它以一种符号反映了一个民族在一定历史时期的政治、经济、文化 、宗教信仰 ,同时也折射出一定历史时期民族之问的涵化、融合 ,民族服饰自身的传承、发展和创新。每一个民族都有 自己独特的服饰文化,每个民族的生产方式 、风俗习惯、宗教礼仪、地理环境、气候条件、艺术传统等等,无不折射到他们的衣冠服饰上。服饰不仅能展现出人类文明的全部,也是一种意蕴深厚的文化形态。 我国有 56个民族 ,有多种多样的民族服饰 ,作为 中国民族文化的组成部分之一的服饰文化,满族及其先世的民族服饰文化元素影响着整个 中华民族服饰文化 ,其中众所周知的旗袍、坎肩、马褂等已被近、现代中国人接受并认可 ,并成为中华民族服饰 的典型代表。满族和汉族的服饰在文化、礼仪等方面互相影响、互相吸收,呈现出民族服饰文化融合的特点。满族服饰元素已成为中国服饰乃至世界服饰文化的一个组成部分,体现了丰富的文化特征和时代特征。 一、满族服饰在现代服装 中继承的文化特征 满族的民族服饰文化是文化变迁和绚丽多彩的中华民族服饰文化的重要组成部分。满族服饰不但继承了汉族在历史上衣着的长处,而且还把自己民族经历过检验、实践,证明既适合于生活需要、又有民族特色的东西保留了下来,它把继承、借用、创新,有机地融为一体,它是当代中国民族团结、民族融合、民族借鉴的重要内容之一。满族服饰的形成 、发展和变迁 ,促进了满族的不断进步也为中国民族服饰之间相互影响、相互作用提供了实际的例证。满族服饰发展和变迁的轨迹对研究中国民族服饰之间的相互关系以及推进中国民族服饰文化的共同繁荣、对现代服装设计中传统民族服饰文化与流行时尚的结合等方面都有着非常重要的意义。经过长期的积累与沉淀,满族服装样式演变发展成为现今的旗袍,在现代生活中被广泛穿着,已成为现代中国女性的国服,成为中华民族女性服饰的象征,在现代服装中表现着丰富的文化特征。 (一)中国服饰元素的象征 满族服饰沿袭至今主要以立领、盘扣、开衩、龙凤等题材团花图案、立体圆扣等服饰元素体现在服饰中,这些服饰元素包括镶、嵌、滚、绣等变化丰富的装饰技法,已经成为“中国元素”的象征,应用这些元素的服装被界定为 “中式服装”。 (二)礼仪性表现 开放政策使我国各行业对外交流活动el益频繁,出席各种外事活动时为了表明我们的身份,礼仪性服装则需要穿着中国特色的民族服饰,中式服装自然最为恰当,尤其是女性的旗袍;在百姓生活礼俗中,婚礼等场合穿着旗袍也成为一种习俗,尤其是新娘的礼服,大多是大红色龙凤团花镶金织锦的旗袍,象征富贵祥和、日子过得红红火火。 (三)标志性特点 国际问文化 的传播带动文化产业与产品呈现标志性特点,医学、酒店、餐饮等都有中式和西式差别,相应 的服务人员所着服饰也有着中式和西式风格区别。中式服装基本都以满族服饰元素体现其中式特点。 (四)流行的体现 因为政治 、经济、文化等方面发生了大的变革或事件,从而会导致某种服饰流行。皮尔卡丹等世界级大师的中国风时装设计和世界首脑apic中国区上海会议的中式服装都使中国元素服饰火热流行。 二、满族服饰在现代服装 中发展的文化特征 随着社会的发展 、人类的进步和文化的交流 ,服饰 式样 、着装方式与服饰观念在发生着不断的变化,这种变化不是对 旧的服饰文化的彻底否定 ,而是对 旧式样 的更新 ,对 旧观念 的进一步完善与充实,满族服饰的发展体现了旧文化的变革与新文化的融合。 (一)阶级等级的消除 清王朝的一般官员上朝时要穿补服 (即官员的朝服),体现了文官武将的等级差别,①补服就是在前后心处补一块有多处纹式 的外褂 ,补子又分为 圆补和方补,在补子上饰 以各种鸟兽 图案作为品级的徽识 ,清朝 《会典》规定补服图案文武官员官阶不同。现代服饰中补子则没有了阶级意义,演变成补花 图案 ,成为现代 中式服装元素。 “龙、凤”图案表现了帝、王、后、妃至高无上的尊荣,在清朝时期,只有帝王与帝后的衣服上方可以绣上龙凤图案。随着社会的变革和发展,“龙、凤”图案已没有了阶级等级的限制,现代人认为龙凤是富贵权利的象征,所以现代中式服装中的团花图案题材很多还沿用龙凤图案,寄托了人们向往美好生活的希望。 (二 )中西结合 现代西方服饰文化深刻地影响着中国人的着装观念和方式,中西合璧成为后现代主义的服饰文化特征,不是单纯地再现,主要是对沿袭的满族服饰的分解并与现代西方服饰元素重新组合,总体风貌建立在现代主义设计的构造基础之上,将传统的代表中国的满族服饰元素巧妙地和现代西式服装造型相结合,体现适体 、简洁、轻松、 自由的风格。 所谓现代中式服装设计主要从造型、面料、款式、色彩、装饰工艺等方面进行改良。国内设计的比较成功的有 “木真了”、“玄色衣裳”、“阁兰绣”等品牌,既有时尚性又能展示浓郁的中国特色,具有很大的市场占有率。国外的皮尔·卡丹、伊夫·圣洛朗等设计师也曾运用这种设计手法设计了很多成功的作品;tom ford在 2004年为ysl rive gauche所做的设计中,大量运用了龙的图案和中国旗袍的造型,并巧妙融入时尚气息,创造出典雅而前卫的新旗袍样式;john galliano的设计,则运用立领 、扣袢系结等,结合时尚元素设计的服装华贵、自由、洒脱而前卫。 目前,中式服装不但在中国流行,而且在世界上受到各国、各民族妇女们的欢迎,这是满族人民对中华民族和世界服饰文化的一大贡献。设计师要在文化精神的层面上把握东方文化的精神理念防止符号化、表面化②地组合中国满族服饰元素,比较东西方差异,提高知识修养和对文化历史的了解能力,使中国元素与现代流行和国际风格完美结合。 总之,满族服饰与现代中式服饰一脉相承,如果说满族服饰是工笔画,那么现代中式服装就是写意画。满族服饰对于中国服饰文化传承与发展具有重要意义,我们要努力搜集和弘扬满族的服饰文化,把中国的民族服饰文化发扬光大。21世纪,中国文化必将成为整个东方文化的主流,随着我国经济的进一步发展,人们对服装的需求将呈多元化趋势。如何在全球化的进程中,既保持本民族的主体文化特色,又能与世界其他国家和平融洽的相处,真正做到 “文化自觉”,如何将传统和现代以及世界 的服饰元素结合在一起,创造出具有民族特色的服饰,是我们这代人义不容辞的责任。 服装设计论文:中国传统图案与现代服装设计 【论文关键词】传统图案 装饰工艺 服装材料 服装款式 【论文摘要】传统图案是中华民族文化的宝贵财富,它随着全球范围内“中国风”服饰时尚风潮的愈演愈烈,而深受世界各国著名服装设计师的青睐,研究和探讨中国传统图案在服饰设计中具有重要意义。 中国传统图案经过千百年来的沉淀,形成了各种具有典型文化内涵的图形和纹饰,它凝聚了鲜明的中华民族特色与深厚的华夏文化内涵,它是民间、民族艺术和民俗文化千百年来沉淀的结果。 1中国传统图案的发展历程 早在几千年前的新石器时代,人们就在彩陶上运用纹样来装饰自己的生活。新石器年时代仰韶文化的精髓—彩陶,是中国古代文化的骄傲,它的纹样结构严谨,疏密适宜,色彩雄厚朴实,它主要反映的是原始人的渔猎生活,水是当时纹样常用的题材,水波纹、旋涡纹、重叠同心圆、弧形三角形都是从水的动态中摄取而来。此外,谷叶纹,斜叶纹是反映当时人们耕作生活的。 商周时期是我国奴隶社会的鼎盛时期,这一时期的青铜器从艺术风格到制作工艺上都达到了前所未有的高度。青铜器促进了图案的发展,其图案以云、雷变化的回纹为主要形式,还有蛇纹、羊纹、鸟纹··一以及具有图腾象征的龙凤纹、怪兽纹,中国人被称为“龙的传人”,龙与凤的形象在人们的理想中发展完善并流行了数千年。在中国传统服饰文化中,龙凤的形象经久不衰,形成了独特的艺术风格和表现形式,并具有深刻的文化内涵。如“龙凤呈祥”、“九龙戏珠”等纹样在民族服饰中不仅隐喻着图腾崇拜,而且抒发着“龙的传人”的情感。到封建社会,战国时代的工艺美术上出现花卉图案和人物、动物图案,春秋时期,上层社会的人们不劳而获,其图案也受其影响,精美严谨、规整多样,配色调和而华美。汉代织物和绣品的图案,以变化的云雷纹和动物纹为主流,也有以植物为主题,服饰中常用题材有人物、动物、几何纹、花卉等,形象生动概括,风格粗犷豪放,具有较高的艺术造诣。唐代是我国封建经济和文化艺术的鼎盛时期,花卉纹样日趋成熟,运用广泛,著名的唐草纹一直影响宋、元、明、清的图案风格,唐代图案丰满、富丽、端庄、大度。宋代图案古朴浑厚,豪放流畅,色彩较唐代沉着淡雅,服饰图案以写生折枝花为主。明朝是我国古代图案遗产最丰富,存在世最多的时期,明代图案特点是结构严谨,造型简洁而丰满,色彩沉着而富丽。大都运用谐音、会意的手法,如“五谷丰登”、“连年有余”等图案,都充分反映了人们对美好生活的憧憬。 总之,随着时代的发展、物质条件及生活方式的改变,使图案表现形式更加丰富、多样。 2中国传统图案的特点 中国传统图案,承载着厚重的传统文化和内涵,无论是在纹样造型上,还是色彩上,无不体现出中国古人的审美设计倾向和思想内涵。它是构成古代灿烂的服饰文化的一个重要的组成部分。其具有四个艺术特征。 2.1图案题材丰富多样 中国传统图案题材广泛、丰富多样,它可以是客观存在的,人们在创造美的活动中,善于借助无情的山水、花鸟等,将其物化到本民族的图案中,寄托自己的情感,采用这种“移情”纹样,常用叙事形式的手法,使观者也觉得它遇有了情感和生命,并逐渐成为本民族图案的一大特色。也可能是人们主观想象的如龙凤等纹样。 2.2图案造型具有“写意”性 写意是一种精神,一种纵横观照,一种宇宙观,是相对于物质世界的一种存在。它不是客观,而是一种思维、思想和状态的存在,是主观化的客观存在,是精神而不是物质。中国的传统艺术观向来都是轻“实”重“意”的,在认识和理解客观物象的基础上,结合工艺的特点,以自身的理想、感情去刻画形象。传统图案留下了许多诸如“意境”、“意象”、“意趣”、“意绪”、“意在笔先”、“意在言外”等语言和思维的结晶。 2.3图案纹样具有“标识”性 在纹样题材内容上充分体现社会价值地位,图纹被统治阶级利用,以图纹去强硬地推行一种统治制度,这在纹样题材内容上显示得较充分,例如古时期衣裳就有,’十二章”之制。十二种纹样各有特定的象征意义,如日、月、星,取其照临光明,如三光之耀;龙是神明的象征,同时又不可捉摸,取意应变;山,象征王者的崇高;华虫(堆),取其有文彩,表示王者有文章之德;宗彝,表示有深浅之知、威猛之德;藻,象征冰清玉洁;火,取其向上;粉米,代表食禄丰厚;麟为斧形,象征决断;献作两已相背,象征善恶分明。这是“十二章”图案的象征意义,又是社会意识在图案中的集中反映,充分体现了纹饰这门艺术在社会生活中的价值和地位。天子之服,十二章全用,诸侯只能用龙以下八种,卿用藻以下六种,大夫用藻、米、粉米四种图案,士用藻火两种图案,界限分明,不可逾越。而明、清两个朝代用于官服上标明品级的补子纹饰,更是在礼制精神下的产物,是封建帝制的标志之一。同时从纹样色彩上表现人的等级,中国传统服色尊卑有别,等级森严,其色彩运用具有鲜明的特定性,成为统治阶级权力与等级差别的标志与象征。 2.4图案构成具有“寓意”化特征 中国传统图案极其讲究寓意,表达人们对美好生活的祈愿。如汉代植物图案中常见茱英纹,这是由于茱英是古时的祭品之一,有去灾辟邪的寓意。((龙凤呈祥》是很好看的一种图案。作为源远流长、蕴含丰富的文化现象,龙和凤都是中华民族的图章、徽记、标志和象征。如果将中华民族的传统文化符号按其功能效应的大小排个座次的话,龙无疑是要坐第一把交椅的,那么,第二位就该是凤了。神性的互补和对应,使龙和凤走到了一起,一个是众兽之君,一个是百鸟之王;一个变化飞腾而灵异,一个高雅美善而祥瑞;两者之间的美好的互助合作关系建立起来,便“龙飞凤舞”、“龙凤呈祥”了,中国传统纹样的吉祥寓意在明清图案中得到进一步的升华。 3古代传统图案在现代服装上的运用 任何一个优秀的传统图案,在它所处的历史时期都具有很强的时代感和前瞻性,是无数艺人与工匠多年的创作结晶,尤其是中国的传统图案,是历经几代或几十代工匠、艺人在前人的基础上不断提炼而成的。但随着国际化进程的加快,单纯优秀的传统文化已远远不能满足现代生活的需要。越来越多的设计师将传统图案引入到最时尚的设计中,中国儿千年的传统文化与底韵在服饰文化中得以展现得淋漓尽致,今天服饰中复古风潮的流行就是传统与现代碰撞的完美的体现。由于时装带有鲜明的时代个性,因此,复古的流行也决不会是简单的重复过去,而是以现代的形式予以新的包装和淦释,所以现代的服装设计不仅要体现传统的文化韵律,更要符合现代人的审美要求,我们要充分运用现代科技材料和技术手段,使传统纹样释放更加璀璨的光芒。 3.1传统图案与现代工艺手法的结合 在过去,传统纹样多以手工刺绣的形式表现在服装中,而今科技高度发展,各种新设备、新仪器、新工艺层出不穷,人们所追求的是一种高速度、高品位、单纯优质的生活方式,人们的审美观也较过去有了很大的改变。在过去,龙凤纹样是皇家的专属,装饰手法也以刺绣为主;而现在,除了在晚礼服中常用外,其工艺手法也有了很大的变化,可以是传统的刺绣与珠绣结合,也可以是直接印染,甚至可以做雕花镂空处理。 3.2弱化传统图案的寓意,注重其形式美感 中国传统图案讲求寓意,而在现代服装设计中完全可以弱化其寓意,只追求其形式美感,服装上的龙凤纹样已不再是权力的象征,而是折射出一种中华民族精神的光芒与生命力,是民族文化的体现与升华。如在一个多袋的休闲裤中绣上龙纹样,既增添了裤子的文化内涵,又展现了它的时尚感与休闲感。 3.3传统图案样与现代材料的结合 只有将传统纹样的各类题材同现代各类织物的质感和色彩恰当地结合,才可发挥出异于一般纹样的造型效果,才能为时装的意境塑造增光添彩,达到完美的艺术境界。传统纹样不仅应用在绸缎、棉麻等常规面料中,而且常常在新材料,如现代皮革等材料中广泛运用。 3.4传统图案与现代服装款式结合 传统的图案是中国服装文化的出新之处,其相对的独立性使它们可以大量地移植到现代服装中去,但是,在运用的过程中我们一定要注意,传统图案只有与具有现代时装款式造型的服装结合在一起才更符合现代人的审美需求,要注重传统元素与现代时尚元素的有机结合,展示传统纹样与现代审美意识结合所产生的意蕴。 3.5古今结合、中西合璧,揉合时空创造新机 中国传统纹样对于现代快节奏的生活方式往往显得过于繁杂,所以,在应用时必须加以简化,可以保留图纹的古意,在设计过程中,我们需要“宜男百草,吉庆(馨)有余(鱼)”的吉祥意境,但要放弃满地花的纷繁格式。古纹样历经年代的粹炼,具有典雅的风格与深度的内涵,它蕴含着先人们的无限巧思,如能将其图形精神维持,另透过现代设计观念,予以精简图形,保留原创的部分,必然呈现新的面貌。同时将传统的图案装饰手法与西方的图案装饰手法,巧妙地融合在一起,兼容并蓄,自成一格,自然呈现另类新意。 以中国传统图案作为灵感来源的时装,表现出不同凡响的生命力,这些时装的外形虽以现代的设计方法进行包装,却充满了中国文化所特有的青烟淡墨,超尘出世的气质,在这些中国味十足的时装中,有的很难说清设计灵感来源于中国的哪个朝代,但已成为时装界关注的焦点。越来越多的设计师将目光转向中国传统纹样,于是突然对“民族的就是世界的”这句话有了更深的理解。 服装设计论文:浅析对当前服装设计专业教育的分析 论文关键词: 服装设计 教育 实践 就业 论文摘要: 本文分析了服装设计专业教育在当前服装行业中的重要性。服装设计专业教育各门课程合理设置,学生才能得到综合性培养。教师应该安排好学生的课堂学习与实践,分析现在企业和学生就业的客观情况,指导学生以正确的心态面对就业面对社会。 服装设计是综合性的美学设计,它的基本构成要素与穿着关系着人的心态、心理、品味等,以及服装的外形、色彩、材料、工艺甚至是社会文化、经济等潮流。服装设计既具有审美性,又具有实用性、经济性、独创性等多个方面的综合性,它属于设计美学的范畴。 从古至今,服装就是人类生存的必需品,是人们追求美好生活的装饰品,也是人们扮演角色的重要工具,同时还是一种流通的商品。特别是后者的壮大,使服装在当代世界经济发展中成为重要的一部分。 在新的世纪里,服装市场不断壮大发展,服装企业必须对市场作出快速的反应,缩短商品周期,降低库存,环保意识的增强。在这复杂的环境中,设计师要以清醒的头脑,镇定的姿态,敏锐的目光,为企业产品导航。正因如此,设计师这一职位的竞争日益激烈,服装企业对设计师的要求更加严格,服装设计教育则成了重要的后备力量。而如何培养一个迅速适应市场的设计人才,是服装设计专业教育的主要课题。 一 在服装设计专业教育中,各门课程的设置关系到学生对专业的认识、理解、掌握,以及毕业之后适应市场的能力。大学的课时基本上是固定的,在这固定的课时内怎么安排学生的学习内容是我们要考虑的。 首先是基础知识的把握。服装设计专业应该掌握中外服装发展历程、服装人体工程学、服装结构学、服装工艺学服装材料学、服装色彩的搭配及摄影基础等基本知识。例如,在服装发展史中,把握各个民族在不同历史时期的服装特点;在服装的结构中,了解人体结构特征,线条的运用;在服装材料中,了解不同面料的缩水、缩热、保暖、吸湿等性能;在色彩中,掌握服装色彩的搭配方法,不同区域人们对色彩的尊崇和厌恶,等等。只有这些知识丰富了,才能够充分表现设计灵感。手头能力的练习也是基础知识中的一个重要环节,工艺课开设和绘画课开设加强了对学生手头能力的锻炼。 其次是创造性思维的开发。在第二个阶段课程设置时,在基础知识的层次上锻炼学生的创造性思维,像服装结构变换应用中分割线和省道的处理、服装面料中面料再造艺术等方面的内容,而这样的内容要结合立体裁剪这样创造空间比较大的课程进行,使学生将基础的知识通过自己的想法进行加工,自然地延伸,完成设计。 再次,在后期教育阶段应该在创造性思维的基础上,加入一些市场化的内容,让学生了解自己在市场上所处的位置,能力的优缺点,市场对于设计师的要求和对于设计师产品的标准。如服装商品学、服装心理学、服装卫生学、服装人体工程学、服装企业管理学及服装各种软件等课程的内容。 最后,在这些课程的教学过程中,还要不断培养学生的养成教育。设计师是一种相对比较独立的职业,也是一种责任。从一定意义上来说,设计师的水平对于企业有决定作用,而设计师的素养对其作品又有着不可估量的作用,因此从学生阶段就应该抓起,使学生不断提高自身的人文知识和素养,如政治、历史、哲学等学科,看起来和服装设计的关联并不大,但它们是几乎所有文化表象的底蕴和本源。服装设计作为文化的载体,本身也是文化的组成部分。 “设计师除了掌握服装方面的设计理论知识,还要对艺术史论、美学、中外服装史、艺术概念,甚至包括非本专业领域的其他艺术或设计内容,如雕塑、建筑、音乐、舞蹈、文学等知识有所了解有所涉及。俗话说,他山之石可以攻玉,各门艺术的基本原理和规律是相同的,可以相互启发借鉴”。[1] 二 “大学生社会实践能力指大学生在有目的、有针对性地参加社会实践活动的过程中,了解社会、研究社会、主动参与社会生活和社会建设的能力。它服从于社会对大学生素质的总体期望和要求,具有未来指向性,即大学生社会实践能力的形成过程,是他们为未来工作、学习和社会做准备的过程”。[2] 着眼于信息化社会,知识经济时代,以及二十一世纪中国社会发展对人才的要求,我们在对学生进行专业知识培养的同时,也要加强其综合能力的锻炼。教师要给学生充分的创作空间,并提供最新服装专业知识信息和服装市场信息,面对众多竞争对手,让学生有对知识和信息加工处理的能力,还要学会发现问题、分析问题并解决问题。 社会实践活动其本质就是社会交往中人际关系的处理,因此交往能力也是学生实践的重要组成部分。在实践过程中,要遵循学生是主体,教师是支持者的原则,充分发挥学生的主观能动性。老师必须深刻认识到自己在学生实践过程中的作用,做好向导和助手。不仅要指导他们运用所学理论知识解决实际问题,了解社会、服务社会,而且要让学生从中明白做人的道理,发现自己的价值。 三 作为教师,欲正人,先正己。教师这一角色甚至可以决定学生是否有能力适应社会;而学生的表现也反映着教师的教学方法是否行得通。特别是现在很多艺术专业中,教师是刚毕业的“80后”,学生也在“80后”到“90后”的阶段,年龄相差甚少。年轻教师的教学经验有限,现在学生性格多样性,年轻人与年轻人的碰撞,问题自然多。 在艺术设计专业中,基本上都是小课,每个班的学生不是很多,老师应该尽量了解每一个学生的习惯和兴趣。兴趣是最好的老师,根据学生不同的兴趣,制定不同的教学方法,特别是有些性格怪癖的学生,要耐心地进行沟通,和学生一起学习,并在此过程中给学生解决问题,从而既丰富了自己,积累了经验,又把学生带领到正确的道路上来。 四 服装设计专业教育和服装企业是现代服装产业链上两个密不可分的环节。在服装企业纷纷走品牌道路的今天,现代服装产业特征之一是服装产业链的各个环节的运作都围绕提升品牌价值进行,服装企业是服装品牌运作的执行者,院校是提供维系服装产业运转人才的制造者。 在供大于求的今天,学生毕业所面对的问题太多。服装业还处在一个不太成熟的时期,服装企业从节约成本出发,多选择偏僻的地方落址,规模也不太大。学生刚毕业时多憧憬着去大公司就职,现实和理想的差距给他们第一个落差。对于新手,服装公司总是先安排做一些打杂、剪样板之类的事情,这些小事淹没了学生要做设计师的愿望,这是第二落差;千元左右的工资,除去每月开销基本就没有剩余,有的企业工资要拖后几个月才发,这和每年万余元学费之间的巨大差距形成第三落差。 这样,在一种浮躁和急功近利的心理作用下,一些学生不愿从最基本的小事做起,总期待着有朝一日会到大公司就职;而平日安逸的环境让一些学生养成了自私的性格,不会正确处理人际关系,在要求完成的项目中,缺乏自我牺牲的合作精神和沟通能力,在付出与得到之间不能平衡,付出就认为自己吃亏,别人占便宜。一些学生觉得企业档次不高、条件苛刻、薪水太低,去一次就不想再去。这些使得企业形成了对服装院校学生的一种偏见,觉得现在的大学生眼界高、资格硬,而学生设计的东西又不理想,在接纳了第一批新人之后就不愿再接纳。 针对以上这些情况,教师应不断更新、调整教学方法和内容,避免一本备课笔记讲到老的情况出现。 总之,老师不仅要安排好学生的学习和实践,而且要注重自身的修养,给学生正确的指导,才能有效地培养出实用型的服装设计人才。 服装设计论文:浅析高职高专院校服装设计教育体系 论文关键词:高职;服装设计;教育体系 论文摘要:进入新世纪,服装产业已逐步在工业化技术的基础上发展,数字化、智能化技术正在悄然进驻到蓬勃发展的服装产业中,服装是以科技为依托,以美学为规范,以肢体语言为形态,以市场价值创造为目的。那么我们在确定服装设计教育办学方向,明确办学思路上,必须充分了解目前服装行业的现状以及服装行业发展趋势。 服装教育也要与时俱进,紧跟飞速发展的服装产业变化、绝不能闭门造车、纸上谈兵使服装设计教育体系,与服装产业发展以及市场脱轨。 走“产、学、研”相结合的道路,通过“产、学、研”逐步形成具有高职高专院校服装设计教育体系,特色化的发展思路,所谓特色就是优势,特色因体现出“人无我有、人有我优、人优我精”的独特风格,作为高职高专服装设计教育,应立足于“技术与设计并重”走一条特色服装设计教育发展之路,逐步形成特有的“学院与市场”的办学特色,“技术与艺术”的教学特色,“设计师与企业家”的育人特色,“传统与国际”的发展特色。 一、将崭新的教学理念贯穿于教学始终 必须在社会需求及服装产业发展的基础上,逐步完善更新学科,完善更新教学内容和教学方法。服装市场和服装行业对人才的需求,即是培养人才的方向和目标,现代的服装设计教育与未来的人才关系,爱德华牛顿曾有过精辟的论述:“服装产业是一种‘今天’的事业,‘今天’的人穿什么衣服就做什么卖什么就可以了,而教育则是‘明天’的事业,他左右着这个国家未来的产业发展方向,并最终决定其在世界的地位。”在这段论述讲述了教育具有前瞻性、长期性、重要性之外,还说明了设计教育与人才质量、设计教育与企业发展乃至国家未来地位的重要性,所以我们要摈弃以往“大统一、大而全”的服装教育模式,这种服装教育模式所显现的突出问题就是学不致用,学生一旦走入社会适应性、实用性较差,他们在专业上好像什么都懂,却什么都不能胜任。这种较长且痛苦的磨合期,使学生面临的选择不是跳槽就是改行。归其根本就是现有的教育模式以呈现出“僵化”,服装教育体系远远不能适应对服装产业、服装市场灵活多变、多层次、多方面、多类型、有特点的人才需求,所以对教学内容(专业设置)必须不断的进行及时更新、调查和修正。这也是服装产业和服装专业自身的属性和特性所决定的。 对专业设置应该突出针对性、专业性、科学性、避免大而全、力求精而专,设置的重点应是智能、技能及创性能力的培养,开拓学生的应用及动手能力。服装教育应与学生为本,以学生未来的生存和发展为本,积极地探索和解决教育与实践的脱节、教育与市场的脱节,打破固有模式,在学科的交叉和更新,在社会实践方式的选择等方面,重新进行优化组合。 二、服装教育的市场化之路 从开办服装专业以来,我们高等服装教育,为社会、为企业输送了许多人才,但许多企业仍在疾呼,服装真正人才的需求太难,让人可悲的是现在的毕业生连市场的基本概念都不清楚,更让人遗憾的是一些学生,甚至还自我陶醉在单纯的“艺术设计”迷恋中不能自拔,他们崇尚艺术,鄙视技术,不清楚设计与产品的关系,不关心市场对设计的需求和内涵,在加之学院和社会结合上的误导,使学生们只热衷于毫无目的的行空大赛和纸上谈兵,缺少动手能力更没有市场意识,这样的人才培养智能是扭曲的,不合格的,作为高职高专院校更应及时对现在服装设计专业作出调整,特别是在教育的方向和定位上,一定要坚决的向实用性上转移,充分的突出服装技术的掌握和技能的应用,改变我们在服装教育上的偏差和教学结构上的不合理。在服装教育中共性是基础、个性风格,没有基础谈何风格,同时服装也不是纯艺术,它是实实在在的商品,现在服装院校有相当一部分学生重设计轻工艺,他们误认为服装设计才是“阳春白雪”而工艺并未得到应有的尊重和认可,高职高专院校服装教育应与企业、市场并轨衔接,真正的面向市场,走学以致用的办学渠道。 三、师资结构的调整 高职高专院校服装专业的教师不仅要有一定的学术水平,更需要有较强的实践能力,他不仅是一名教师,还更是服装产业的实践者、职业人、或开拓者,这是新时期服装教育的需要,也是时代的需要,所以我们要把服装行业的名师战略引入高校,形成名师效应,在整个服装教育中,既有教授又有名师,这样就形成了特色而具有鲜活力,特色往往产生于特色的人才之中,同时让我们服装专业的教师努力走向产业、走向市场、走向品牌、融入社会、打造自我、实现自我。将社会需求、市场需求、产业目标和项目带回院校、搬进课堂、融入教学之中,使校园与校外、课本与实际有机的结合。教师利用暑期停岗实践,不断地更新自己的知识和技能努力扩展自己的视野,所以极具特征的教师队伍,名师群体,对我们高职高专服装设计教育体系的进一步修正、完善和更新十分重要。
预防乙肝病毒感染研究:乙肝病毒感染产妇血清和乳汁中病毒核酸与抗体检测分析 【摘要】目的探讨乙肝病毒感染产妇血清及乳汁中病毒核酸与抗体检测方法。方法选取乙肝病毒携带产妇92例,采用ELISA检测法对产妇血清及乳汁中乙肝标志物进行测定,并采用荧光定量多聚酶链式反应法对血清以及乳汁中的HBV-DNA含量进行测定。结果92例患者中大三阳24例(26.09%),小三阳36例(39.13%),HBsAg以及HBcAb阳性32例(34.78%)。各组患者乳汁HBV-DNA阳性率均低于血清检出率,但是差别并不明显(P>0.05)。大三阳组患者血清、乳汁HBV-DNA检出率明显高于其他两组,且其病毒载量明显高于其他两组(P<0.05)。且随着血清病毒载量的升高,乳汁病毒载量也相应升高,两者成正相关(r=0.853,P<0.05)。结论乙肝病毒感染产妇进行母乳喂养应各位谨慎。条件允许时可以对血清以及乳汁中病毒核酸进行检测以确定喂养方式,如果条件不允许,则应放弃母乳喂养。 【关键词】乙肝;病毒感染;血清;乳汁;核酸检测;病毒检测 乙肝是我国常见的传染性疾病,母婴途径是其重要的传播方式。作为婴儿最为理想的食物,母乳是否具有传播乙肝病毒的作用目前还存在着一定的争议,有研究认为约有(30-50)%的乙肝病毒慢性携带者由母婴途径引起[1]。本研究通过对92例血清HBV-Ag阳性的孕产妇血清及乳汁病毒核酸进行检测和分析,现报告如下: 1资料与方法 1.1临床资料选取2007年1月-2011年11月期间我院收治的乙肝病毒携带产妇92例,年龄(28-43)岁,平均(29.17±3.82)岁;孕(37-41)周,平均(39.16±0.42)周。所有孕产妇均为单胎妊娠,且为第一次妊娠。胎儿体重(2100-4500)g,平均(3273.73±637.26)g。所有产妇均未见明显的临床症状,丙氨酸氨基转移酶(0-40)U/L。采用Child-pugh法对肝功能进行分级[2],A级13例,B级39例,C级40例。剖宫产37例,自然分娩53例,阴道助产2例。 1.2方法采用ELISA检测法对产妇血清及乳汁中乙肝标志物进行测定,并采用荧光定量多聚酶链式反应法对血清以及乳汁中的HBV-DNA含量进行测定。于产妇分娩前采取清晨空腹外周血3ml,放置10min后以6000r/min进行离心10min。取50ul放入Eppendorf管,并加入50ulDNA提取液充分打匀,放入100℃干式恒温器10min,然后进行10min离心,转速为10000r/min。取5ul行PCR检测。产妇分娩3d后收集3ml初乳,以10000r/min进行离心10min,去除上层油脂后吸取100ul下层乳汁放入无菌微量离心管,加入100ul100g/L聚乙二醇液混匀,并在4℃下进行10000r/min离心15min,抛弃上清液。加入50ul灭菌双蒸水,将沉淀进行充分溶解,并加入DNA提取液,充分混匀。将上述标本放置于冰箱以4℃冷藏过夜,然后吸取750ul乳汁注入Eppendorf管进行ELISA检测和HBV-DNA定量检测。 1.3统计学处理采用SPSS13.0软件进行分析,计量资料采用t检验,计数资料采用χ2检验,且以P<0.05为有统计学意义。 2结果 2.1ELISA检测结果92例患者中大三阳24例(26.09%),小三阳36例(39.13%),HBsAg以及HBcAb阳性32例(34.78%)。 2.2HBV-DNA检测各组患者乳汁HBV-DNA阳性率均低于血清检出率,但是差别并不明显(P>0.05)。大三阳组患者血清、乳汁HBV-DNA检出率明显高于其他两组,且其病毒载量明显高于其他两组(P<0.05)。且随着血清病毒载量的升高,乳汁病毒载量也相应升高,两者成正相关(r=0.853,P<0.05),见表1。 3讨论 乙型肝炎是一种严重危害人类健康的全球性疾病,在我国乙肝病毒携带率高达(10-15)%,每年更是有超过百万的乙肝病毒携带者分娩,母婴传播是乙肝病毒进行传播的重要途径。母乳中不仅富含优质蛋白、乳糖、维生素以及饱和脂肪酸,而且可以有效提高婴儿抵抗力,促进其健康成长[3]。但是乙肝表面抗原阳性产妇是否可以进行母乳喂养一直以来都存在着较大的争议。 乙肝病毒核酸是病毒具有传染性的最为直接的标志,其拷贝数量直接衡量着传染性的强弱,也是衡量治疗效果的重要指标[4]。本研究中乳汁HBV-DNA的检出率略低于血清,但是差异并不明显。大三阳患者血清以及乳汁病毒核酸载量明显高于其他患者,且乳汁病毒核酸载量随着血清载量的升高而升高。这些都说明,乙肝病毒携带患者其体内HBV仍然处于较为活跃的复制期,在这种情况下,产妇进行母乳喂养应各位谨慎。条件允许时可以对血清以及乳汁中病毒核酸进行检测以确定喂养方式,如果条件不允许,则应放弃母乳喂养。 预防乙肝病毒感染研究:健康体检人员乙肝病毒感染情况调查 【摘要】 我国是乙型肝炎的高发流行区,随着我国医疗水平的提高我国对于乙肝的治疗有了很大的进步,作为医护人员通过对于多年来的研究发现我们对健康体检人员乙肝病毒感染有了主要的途径分析,本文的目的就是通过对于来我院进行健康体检的人员的乙肝感染的情况调查,来为我们更好地预防与治疗乙肝提供科学的数据。 【关键词】 体检;乙肝;感染;调查 作为医护人员为了更好的行驶医护人员的职责,更好地为乙肝病毒的治疗提供科学的数据,现结合多年来在我院进行体检人员的乙肝感染情况进行了系统的调查分析。 1 乙型肝炎调查对象与结果 1.1 调查对象 作为医护人员,我们经过3年的时间对来我院的体检人员进行了乙肝感染情况的统计分析,3年期间,到我院进行体检的人数共计12321人,其中男性7321人,女性5000人。 1.2 采取的检测方法 我们通过抽取体检人员的血清,采取酶联免疫法对血清进行乙肝检测,检测过程严格依照医疗制度的规定进行。 1.3 检测结果 通过对于健康人员的体检检测的结果看: 1.3.1 乙肝感染率 受检测的共计12321人,其中检测出HBsAg阳性人数为1479人,乙肝感染率12.0039%。 1.3.2 男女感染情况 通过检测,发现在有HBV携带者的患者中男性人数为945人,女性为534人,男性的比例明显大于女性。 1.3.3 不同职业的乙肝感染情况 来我院检测的人员来自不同的行业,既有政府工作人员,也有工厂工人和在校生等,对他们的检测我们进行了分类比较,分别患有率为51.3%、24.2%、10.4%,其它是社会群体中的其他职业者。 经过近几年调查乙肝感染情况看,来我院体检的人员的乙肝患病率为12.0039%高于我国的平均百分率9.75%,在一定程度上说明我市的乙肝预防与治疗工作还有一定的距离,而且男性的HBsAg普遍高于女性水平,并且乙肝的受感染率逐渐呈现年轻化趋势。 2 乙型肝炎的感染源与传播途径 2.1 乙肝的传染源 我们从人员的体检结果看,患有肝炎的人员主要分为急性乙型肝炎和慢性乙型肝炎。急性乙型肝炎患者往往他们的传染源集中在潜伏期后期,发病以后它的传染源的作用就不大。而慢性的乙肝病毒传染则不同,它是与血液中的HBVDNA有关的,HBV的复制率与乙肝的发作有直接的关系。ASC现在被我国当做主要的传染源进行研究,而且ASC具有数量多分布广的特点,在人体上潜伏的时间长,它是我国乙肝的主要传播源。由于急性乙肝具有发病快的特点,因此本文主要研究慢性的乙肝感染情况。 2.2 乙型肝炎病毒传染的途径 我国是乙型肝病的高发区,乙肝病毒的传播途径主要是通过血液、体液、母婴传播以及日常密切接触传播等,在日常的研究中乙肝的传播随着地域的不同而传播方式不同,主要有血液传播、体液传播、母婴传播、日常接触性传播。 3 对调查结果细化分析 3.1 我国ASC人群有1.2亿人,因此合适的处理方式不仅成为当前医学的重要课题,而且也是社会的重要问题。我们通过对体检人员的乙肝病毒感染情况调查分析,可得出以下几点结论: 3.1.1 患者有着极大的病理和心理变化 ①病理状态。ASC是一个特殊的群体,感染免疫状态和肝组织病变都不太同,不同的患者有着不同的治疗手段,但是ASC的感染免疫状态是发展的,而且它们基本上具有潜伏性,因此通过一次普查或者门诊是不可能全面的了解ASC的。②心理状态。对于我们通过体检检测出的健康的人患有乙型肝病毒的他们的心理有着极端的变化,将近90%的ASC在没有查出乙肝之前无任何症状或者症状比较轻微,但是在他们得知患有HBV之后他们的心理就会出现紧张、不知所措,逐渐出现倦怠、肝区不适,或者多梦等甚至有人担心出现肝病变或者出现肝癌等。 3.1.2 乙肝病毒感染受到年龄、职业、性别的影响。对于通过对于乙肝病毒患者的调查我们发现乙肝患者男性占的比例较高,而且以从事劳力劳动的职业、年龄低的患有乙肝病毒的较多,而且他们的传染大部分是在不知不觉中感染的,而且他们的感染90%以上的可以将病毒清除掉。 3.2 对于乙肝病毒感染的治疗对策 3.2.1 社会范围对策 乙肝病毒患者是一个社会性的问题,对于他们的治疗需要全社会形成共识,首先医疗卫生机构要加大对于HBV感染的宣传,让全社会的人对HBV有一个全面的了解,可以通过多种渠道建立HBV宣传平台。其次就加强社会对于ASC的认识,改善社会环境。对于ASC人群我们要保持一颗善解的心态,我们不仅要考虑ASC的生物特性,还要考虑人的社会性。因为社会环境对于ASC的身心以及心理都有着重大的影响,尤其是对于他们的治疗有着积极的促进作用。我们政府机构要在法律上给予ASC人群以公平的保证,避免他们受到就业等方面的歧视,用人单位以及学校机构也要按照规定合理的对待ASC人群,全社会要积极地创造一种和谐的社会氛围。最后社会要加大对于医疗广告的管理与取缔。当前肝病已经成为我国流行病之一,因此社会要严格加强对于虚假广告的监督,为ASC树立良好的医疗卫生氛围。 3.2.2 对慢性无症状携带者对策 建立保健档案:我们要对初诊或者体检时发现的乙肝病毒携带者,且持续复查6个月后还持续携带的可以诊断为ASC。对于我们应该建立保健档案,并且进行跟踪观察,根据不同的病理原因作出不同的处理。 开展保健咨询:保健咨询也就主要的实际中在宣传教育方面,我们应该让ASC能够明白自觉地进行医疗治疗,懂得自我保健的意义,开展保健咨询的方法有门诊咨询、信函咨询以及电话咨询,让患者的心理得到释放,以免患者陷入忧虑之中。 3.2.3 亚临床乙肝病毒感染 亚临床乙肝病毒是需要治疗的,对于出现G1期的应该及早的使用抗病毒治疗,对于出现S1以上的纤维化改变者可酌用抗纤维化药物。 3.3 乙肝病毒的预防措施 3.3.1 切断乙肝病毒的传播途径 对于乙肝病毒的治疗到目前为止还没有很好的疗效,因此预防乙肝病毒的传播成为当前乙肝治疗的最佳方案,因此我们要首先切断母婴的传播途径,加强对于HBV感染者母亲与婴儿的管理。其次加强对于无症状乙肝病毒感染者的个人卫生,防止他们的血液、唾液以及分泌物等污染环境。最后就是保证乙肝病毒的感染者不能从事献血或者接触生产食品工作或者保育员之类的工作。 3.3.2 加强对于乙肝疫苗的接种 接种乙肝疫苗是预防乙型肝炎最有效的方法,我们要执行新生儿HB疫苗免疫接种,加强对于各行业人员的疫苗接种,我们在接种疫苗前首先要检查肝功能和乙肝病毒标记物,如果乙肝两对半检查阴性,肝功能正常就可以按0、1、6个月进行乙肝疫苗接种。 预防乙肝病毒感染研究:抓到乙肝病毒感染“帮凶” 研究人员发现,在细胞的表面,有一个特别的蛋白质在与乙肝病毒表面的一个特定区域互动、发生作用。 虽然早在40多年前,人类就发现了乙肝病毒(HBV),但一直以来,科学家们很难了解乙肝病毒的感染究竟是如何发生的。 这是因为,在乙肝病毒入侵宿主、实现感染的过程中,它必须首先与相关细胞表面的一种特定蛋白质结合,这一特定的蛋白质被称为“受体”。然而,乙肝病毒的“受体”是什么,始终是一个未解之谜。 最近,北京生命科学研究所研究员李文辉博士率领的科研团队,终于发现了它。 一个令人困扰谜团 李文辉等研究人员将这一成果发表在11月13日出版的学术期刊《eLife》上。 《eLife》是由3个全球顶级的科研资助机构——英国的威康信托基金会、美国的霍华德·休斯医学研究所(HHMI)和德国的马普学会于2011年6月宣布共同创办的。它的内容涵盖了生命科学和生物医学。 国际评审专家们认为,这一发现是一项巨大的进步,它对于病毒性肝炎的基础与临床研究都将产生深远的影响。 这篇发表在《eLife》上的论文介绍说,与人类乙肝病毒(HBV)相关的肝脏疾病,每年会杀死大约100万人。在全世界,有超过3.5亿的人被这一病毒感染。其中,1500万人同时还感染了D型肝炎病毒(HDV)。 HDV即丁型肝炎病毒,它是乙肝病毒的卫星病毒。也就是说,丁肝病毒不能单独感染人体,要伴随着乙肝病毒,它才会出现。它们将被感染的人群置于了一个更高风险患上肝病的境地,包括癌症。 据2010年12月,中华医学会的肝病学分会、感染病学分会联合的一份《慢性乙型肝炎防治指南》显示,在中国,慢性乙肝病毒感染者大约有9300万人;其中,慢性乙肝患者约2000万例。这一数据是由2006年全国乙型肝炎流行病学调查推算得出的。 目前,人类已经知道,这两种病毒会与肝脏细胞表面的“受体”结合,之后通过被“吞噬”从而进入肝脏细胞的内部。 找到了“受体”,就可能找到出预防和治疗乙肝的有效方法。长期以来,人们一直在寻找它,一些研究人员提出过种种猜测、试图找到答案。但迄今,“受体”的身份仍旧是一个谜。 这也难怪,寻找乙肝病毒的“受体”,是一项极其艰巨的挑战。能感染上乙肝病毒的动物实在太少了,这被认为是乙肝研究中一个最大的限制因素。 谁在协助乙肝病毒入侵 在世界上,迄今人们已知的、容易染上乙肝病毒的动物,仅有3种——除了人类与黑猩猩,另一种叫“树鼩”。 “树鼩”长着尖尖的嘴,身体只有10多厘米长,看上去有些像老鼠;生活在热带、亚热带的森林、灌丛中,或是村寨附近。曾有一些科学家认为,树鼩是狐猴的“亲戚”而把它列入了灵长目;不过,另一些学者还是主张另立新目,将它归在了“树鼩目”下。 由于可被用于实验的黑猩猩很少,人体的感染又很难追踪,李文辉的团队选定了树鼩,开始了长达5年的研究。 研究人员发现,在细胞的表面,有一个特别的蛋白质在与乙肝病毒表面的一个特定区域互动、发生作用。这个区域名叫“关键受体结合区”,它已经被证实在病毒与“受体”的相互作用、细胞的感染中,起着核心的作用。 这一蛋白叫做“肝脏胆酸转运蛋白”,简称“NTCP”,它通常参与胆酸在体内的循环。 这个被发现的蛋白质,是不是乙肝病毒唯一的“受体”呢?李文辉博士介绍,在其他的可能性没有穷尽之前,并不能说它是唯一的,但它已经被证实在乙肝的感染中扮演了极为重要的角色。 为寻找新药“开路” 一旦找到了乙肝病毒的“受体”,很多的谜团也将可能被破解。 众所周知,由于不经过呼吸道和消化道传播,日常的学习、工作、生活接触一般并不会传染乙肝病毒。它主要经过血液、母婴、性接触传播。目前,对乙肝的预防,主要就是疫苗接种、切断传播途径。 得益于乙肝疫苗的使用,中国的乙肝趋势正在好转。一位从事乙肝临床医疗和研究的主任医师说,新发的乙肝病例在逐年下降,尤其是小年龄组的患者。 比如,母婴传播多在分娩时,婴儿接触了携有乙肝病毒的母亲血液和体液。如今,随着乙肝疫苗联合乙肝免疫球蛋白的应用,母婴传播已大为减少。而在过去,由于乙肝疫苗的缺乏,1~2岁的孩子感染上乙肝病毒之后很多成了终身携带者,并最终发展成了慢性乙肝患者。 目前,对慢性乙肝的治疗有多种手段,其中,最关键是抗病毒。不过,现有的治疗手段只限于控制病情,很难根除疾病。要最大限度长期抑制乙肝病毒,坚持服药是一个相当漫长的过程。因此,很多患者没有规范服药,有的私自停药、有的纠结于费用。这导致了一些乙肝的复发以及耐药出现,让后续的治疗更加复杂、困难。 在同行专家看来,这一受体的发现,为新药的开发提供了新的途径,也让乙肝及其相关疾病的治疗变得更有针对性了。 其实,这一“受体”的发现还带来了另一个“立竿见影”的好处——那就是,它可能让更多的动物为乙肝的研究服务了。 比如,猴子并不容易感染上乙肝病毒。但是,研究人员发现,只要替换它们NTCP中的5个氨基酸,用人类的相应物取而代之,就可以让猴子很容易染上乙肝病毒,从而成为很好的动物实验模型。 当然,这样借助NTCP感染乙肝病毒、丁肝病毒,可能会干扰一些重要的生理功能,所以这一新成果也将引起一些医学科学家的兴趣。 预防乙肝病毒感染研究:合并乙肝病毒感染肾病综合征诊治临床观察 【摘要】 我国是乙肝病毒的高流行区,目前全国大约有1.2亿HBV感染者。 【关键词】 乙肝病毒感染;肾病综合征;诊治 原发性肾病综合征是我科常见的疾病,其中合并HBV感染的患者亦占相当的比例。肾病综合征的治疗是激素或联用免疫抑制剂,激素或免疫抑制剂均可抑制机体的免疫功能,对伴有HBV感染者可导致病毒的复制,肝功受损,使肝炎病情恶化,有一定的风险性。 1年来,在临床上亦见过许多类似病例,其治疗效果如何,现报告如下: 共6例患者,男2例,女4例。符合肾病综合征的诊断标准,病程2周至4个月,临床均排除了继发性肾病综合征。 肾活检结果:肾小球微小病变1例,轻度系膜增生性肾炎1例,IgA肾病3例,膜性肾病1例;肾组织中均未找到乙肝病毒标志物,从病理上排除了肝炎病毒相关性肾炎。 血液化验:HBSAg(+);HBV-DNA定量 1 治疗方法 1.1 所有患者应用泼尼松片,按0.8mg-1.0mg/(kg·d)口服,起效后继续口服6w-8w,之后每2周减原用量的10%;同时口服拉米夫定0.1g/d。 1.2 定期(2w、4w、8w、12w)复查乙肝病毒定量、尿常规、24小时尿蛋白定量、肝功。 2 疗效判定 完全缓解:尿蛋白定量 3 结 果 完成治疗过程的6例患者HBV-DNA定量为阴性,肝功能指标未出现异常。尿蛋白逐渐减少,血浆白蛋白逐渐升高,治疗后3个月其中4例完全缓解,1例部分缓解。 典型病例:患者,女性,72岁,以双下肢浮肿1个月为主诉住院。既往否认高血压、糖尿病史及肝炎病史。入院查体:血压130/80mmHg,心肺未见异常,腹软,肝脾肋下未触及,双下肢重度浮肿。实验室检查空腹血糖5.6mmol/L,尿蛋白3+,尿蛋白定量8.40g/24h,血清肌酐83μmol/L,尿素氮6.24mmo/l,血白蛋白21.4g/l,血红蛋白112g/l,血钾3.8mmol/l,HBSAg(+)HBEAg(+)HBCAb(+);HBV-DNA定量 4 讨 论 原发性肾病综合征的治疗主要是免疫抑制治疗,糖皮质激素是常用的药物,有时还需联用免疫抑制剂,对于合并HBV感染的原发性肾病综合征患者,糖皮质激素及免疫抑制剂的治疗一方面可抑制肾脏炎症反应,减少蛋白尿,另一方面可激活HBV,致其复制增加,导致肝功能损害,使肝炎病情恶化,有一定的风险性。 单纯乙肝的治疗,抗乙肝病毒治疗是最主要的方案,抗病毒治疗药物干扰素及拉米夫定是较安全有效的药物。 抗病毒治疗:拉米夫定是最早应用于临床的抗HBV的核苷衍生物,作用靶位是HBV的前基因组RNA指导的DNA聚合酶,通过与dNTP竞争结合于复制中的DNA,使病毒DNA合成链终止,从而抑制HBVDNA的逆转录和复制,降低血清HBVDNA水平,改善肝组织学病变,是当前推荐治疗慢性乙型肝炎安全、有效的药物,除一般存在病毒复制的乙型肝炎患者外,对失代偿性肝硬化及重型肝炎病毒复制活跃时的患者也可应用。 抗病毒治疗方面仍存在许多问题:①开始拉米夫定治疗的最佳时机不确定。②抗病毒治疗的合适疗程尚不确定。 研究认为,对于所有HBsAg阳性的原发性肾病综合症患者,如果拟给予激素和(或)免疫抑制剂治疗,应在之前至少1周开始给予抗病毒治疗,而且应在整个激素和(或)免疫抑制剂治疗的过程中持续给予抗病毒治疗。 对非活动性慢性HBV感染者或慢性乙型肝炎患者在接受化疗或免疫抑制剂治疗后出现病情发作(HBVDNA≥105 拷贝/ml,ALT增高≥2×ULN)时实施拉米夫定治疗。 激素或联合免疫抑制剂+拉米夫定治疗:目前,针对合并乙肝病毒感染肾病综合征的患者,尚无统一的治疗指南。是单用激素,还是联合免疫抑制剂,联合哪种免疫抑制剂尚不明确。 甲泼尼龙+霉酚酸酯+拉米夫定:有研究认为:在使用拉米夫定后可以很好的抑制病毒的复制,也能让谷丙氨酶维持正常,平抑糖皮质激素的副作用。霉酚酸酯不光可以促进拉米夫定的抗病毒作用,还能协同激素的免疫抑制作用,并且可以减轻系膜和系膜细胞的增生情况,让患者的远期预后可以得到很好的改善。 甲泼尼龙+来氟米特+拉米夫定:研究认为:甲基泼尼松龙不需要经肝脏代谢而直接发挥免疫抑制作用,联合来氟米特进一步抑制了免疫炎症反应;同时使用拉米夫定,目的在于抑制乙型肝炎病毒的活动性复制,使治疗过程中HBV-DNA定量稳定或下降,谷丙转氨酶等肝功能指标正常,使肾病综合征的治疗顺利完成。 激素或联合咪唑立宾(布雷迪宁)联合拉米夫定。 总之,治疗方案无统一标准。 预防乙肝病毒感染研究:2000名学生乙肝病毒感染状况及疫苗接种效果分析 【摘要】目的:分析我市学生乙肝病毒感染状况及乙肝疫苗接种效果,为乙型肝炎的防治提供理论依据。方法: 将被检查学生平均分为两组,A组为小学新生组, B组为大学新生组,每组各1000名,全部应用静脉血酶联法检测乙肝表面抗原及肝功能。利用SPSS13.0统计分析软件,采用卡方检验对检查结果进行统计学分析。结果: 小学生和大学生乙肝疫苗接种率分别为98.6%、2.2%,两者之间进行比较P=0.000,差别有显著统计学意义;小学生和大学生的乙肝病毒表面抗原{HBsAg}阳性率分别为1.9%、9.0%,两者之间进行比较P=0.000,差别有显著统计学意义;发现小学生慢性乙肝2例,大学生慢性乙肝14例。结论:接种乙肝疫苗能显著降低HBsAg阳性率,提高大学生乙肝疫苗接种率,对预防乙型病毒性肝炎有重要意义。 【关键词】学生;乙肝病毒;疫苗接种 乙型肝炎是乙肝病毒(HBV)感染后引起的一种病毒性肝炎,主要经血液、母婴传播,是危害严重的病毒性传染病。我国是乙型肝炎的高发地区之一,一般人群的HBsAg阳性率可达9.09%。 接种重组酵母乙型肝炎疫苗能使HBsAg的阳性率明显降低,是预防HBV感染的最有效方法[1~3]。为了解我市学生中乙型肝炎病毒感染状况及乙肝苗的预防接种效果,我中心于2008年8~9月间,对我市两所小学和一所大学的新生开展HBsAg阳性率和乙肝疫苗接种调查,现将本次调查结果报告如下: 1 研究对象与方法 1.1 研究对象:本研究采用整体抽样法,将所有学生根据年龄不同分为两组,A组为我市某小学6~7岁新生组,平均年龄 8.53±0.34岁,其中男646人,女354人,有明确乙肝疫苗接种史者980人,无乙肝疫苗接种史者20人。B组为某大学新生组,平均年龄18.29±1.86岁,共1000人,其中男684人、女316人;有明确乙肝疫苗接种史者164人、无乙肝疫苗接种史者836人。 1.2 调查方法:首先将调查情况制作成表格,内容包括:一般情况(年龄、性别、出生年月)、出生医院、乙肝疫苗免疫接种史、表面抗原情况、ALT升高情况。所有学生全部采用静脉血2~3ml,A、B两组均抽查血标本1000份。采用酶联法分别进行肝功能和乙肝表面抗原检查。 1.3 统计学分析:利用SPSS 13.0 统计分析软件,采用卡方检验对A、B两组中不同医院人出生率、疫苗接种率、HBsAg(+)率、ALT升高率等进行统计学分析。 2 结果 A、B两组中出生医院、乙肝疫苗接种及乙型肝炎感染情况,见表1。 3 讨论 3.1 接种乙肝疫苗是预防乙型肝炎的重要手段:我国卫生部于1992年开始对乙肝疫苗实行计划免疫管理,2002年已正式纳入计划免疫,按要求对所有新生儿接种乙肝疫苗。从此以来,全国15岁以下人群乙肝病毒携带率有了明显下降[4~5]。本研究发现,我市儿童HBsAg阳性率只有1.9%,明显低于大学新生9.0%的阳性率,两者比较,差别有显著统计学意义。这表明计划免疫管理在我市已初见成效,接种乙肝疫苗是预防乙型肝炎的重要手段。我市91.5%的小学生都出生在市、县一级医院,出生在乡卫生院的人数仅占总人数的8.5%。由于市、县级医院都有详尽的计划免疫预防措施,大部分儿童都能定期进行乙肝疫苗接种,因此,城市儿童乙肝疫苗接种普及率较高,从而获得了较好的预防效果。 3.2 贫困偏远地区仍然是乙肝疫苗预防接种的重点:尽管我市小学生乙型肝炎计划免疫管理取得了一定效果,但贫困偏远地区群众乙型肝炎的预防效果并不理想,仍存在着乙肝疫苗预防接种的盲区。本研究发现,大学新生的乙肝疫苗预防接种率仅为2.2%,远低于小学生组中98.6%的接种率,从而导致HBsAg阳性率升高,尽管两组之间ALT比较差别无统计学意义,相当多的HBsAg携带者可能成为未来乙型肝炎的潜在患病者,会带来严重的经济和社会问题。目前一半以上的在校大学生都来自农村及偏远地区,本观察组出生在乡卫生院的大学新生高达30.4%,有不少学生甚至出生在村卫生所,由于这些地区经济落后,医疗技术水平较低,计划免疫措施不完善,成为大学新生乙肝疫苗接种率低的主要原因。 因此,偏远地区的乙型肝炎预防任重而道远。一方面,我们应该在大学新生中定期进行健康普查,对在校大学生定期进行预防接种,尽量降低大学生的乙肝病毒感染率。另一方面,国家应该制定相应的政策,为落后地区提供资金、技术支持,尽量提高偏远、贫穷地区群众的乙肝预防接种率,最大限度地降低乙型肝炎的发病率,提高他们的生活质量。同时,对个别儿童,进行筛查后,应重新进行预防接种,这样才能最大限度地降低乙型肝炎的发病率。 作者单位:341000 赣南医学院第一附属医院体检中心(江西 赣州)
医学技术论文:特殊法医病理学尸体检验技术在死因争议案件法医学鉴定中的作用 作者:王忠富,刘宏韬,蒋吉波,杨芸,吴光辉,邓冲,曾晓锋,李桢 随着我国法制建设的日趋完善和法律知识的不断普及,每个公民的法制意识也在不断加强,结果因死因争议需完成法医学尸检与鉴定的案件也逐年增多。法医工作实践表明,法医病理学技术在死因争议的法医学鉴定中起到了不可低估的作用。本文结合笔者多年实践经验,对特殊法医病理学技术在死因争议法医学鉴定中所起的作用展开论述。 1 特殊尸体解剖方法在死因争议案件法医学鉴定中的作用 尸体解剖对于死因争议案件法医学鉴定中必须明确的问题具有重要的证明作用。它对查明死因、查明有无潜在性疾病、确定或排除机械性窒息、机械性损伤或毒(药)中毒等暴力性因素所致死亡有积极的作用。在目前多见的医疗纠纷案件中,证明或排除医方有无诊治失误等问题也是作用重大。特殊尸体检验方法有肺动脉栓塞检验、空气栓塞检验、气胸检验、小脑扁桃体疝检验、肺及胃肠浮扬试验等,每一种方法都具有其特殊的证明作用。 1.1 空气栓塞检验 常用于怀疑有空气栓塞因素的致死者。在某些诊疗过程中,常可因操作不慎而引起静脉性或动脉性空气栓塞而危及生命。其中以静脉性空气栓塞多见,常见于颈胸部外伤、手术误伤颈胸部静脉、人工气胸或气腹,肾血管空气造影、输卵管通气术、吸引器人工流产、鼻窦穿刺术等。一般进入血管的空气量达到60~100 ml以上时即可引起死亡。怀疑静脉性空气栓塞死亡的案例,应尽量争取及早进行尸体检验,以免尸体腐败所产生的腐败气体与空气栓塞相混淆。脑顶部血管内空气泡绝大多数是因开颅去除颅盖骨时从矢状线撕去硬脑膜后致空气进入脑血管,不应该为空气栓塞。 1.2 气胸检验 当怀疑死者有肋骨骨折的断端刺破肺膜和肺组织、或有大泡性肺气肿及肺脓肿破裂者,或者在颈胸部及上腹部进行过穿刺治疗者,需检查有无气胸的存在,为判断是否气胸所致死亡提供证据。检查方法是在开颅、开胸及解剖颈项部之前,先在胸部正中做一纵形切口,将皮下组织剥离至两侧腋中线处,提起使其形成袋状,盛水后用力在水面之下刺破肋间隙。若有水泡冒出水面,即可证实气胸的存在。应该注意的是,剥离胸壁软组织时不可将肋间隙剥破,以免空气经破裂处进入胸腔造成假阳性结果。 1.3 小脑扁桃体疝检验 对死于颅脑损伤以及怀疑各种脑病的死者,有必要做小脑扁桃体疝检验,因为当存在颅脑损伤或病理性出血如肿瘤、脑及脑膜炎症等情况下,都会引起颅内压增高,严重者便可导致小脑扁桃体疝的形成。检查有无小脑扁桃体疝的存在,可以供死因分析时参考。检查方法是取尸体仰卧位并垫高颈部,从枕骨粗隆下开始沿颈后部正中线切开枕颈部头皮,深达骨膜。自切口两侧分离软组织,用咬骨钳咬断寰椎弓并剪开硬脑膜,暴露枕骨大孔内的延脑和颈髓,观察有无小脑扁桃体疝及其程度。可自疝下方切断颈髓及两侧神经,待开颅后将上段颈髓连同脑组织一并取出。虽然开颅取出脑后也可以观察有无小脑扁桃体疝的形成,但本方法更有助于原位观察。 1.4 肺及胃肠浮扬试验 多用于产科医疗纠纷之中,因为此时常有新生儿是活产还是死产之争。该方法系判断新生儿是活产还是死产的重要标志,主要根据新生儿出生后是否进行过呼吸,最常用的方法是肺及胃肠浮扬试验。未经过呼吸的肺,因肺内不含空气而呈实体状,比重为1.045~1.056,投入冷水中即下沉,而出生后随着呼吸运动的建立,全部肺泡被空气胀满,肺的体积膨胀,比重<1,投入冷水中不下沉而是浮于水面。胃肠浮扬试验是肺浮扬试验的辅助试验,由于新生儿呼吸运动时,也将部分气体咽入胃内,并随时间推移而逐渐进入十二指肠及小肠。依次结扎贲门、幽门、十二指肠上下端、空肠、回肠及结肠,将胃肠全部取出投入冷水中,观察浮沉情况。如果尸体已经腐败,肺及胃肠浮扬试验则无意义。 2 病理组织学特殊染色方法在死因争议案件法医学鉴定中的作用 有死因争议的尸体经过尸体解剖检验后,只有部分案例通过肉眼检查即可作出初步诊断,而大多数案件必须经过病理组织学检验,才能进一步查明死因,确定或排除某些病变的存在,并明确病变与死亡的因果关系或死亡与治疗的因果关系等。 常用的病理组织学方法包括常规组织学染色方法(H-E法)、脂肪染色法、羊水角化鳞状上皮细胞染色及纤维组织染色法等。各方法具有其特殊的诊断目的,现举例如下。 2.1 常规组织学染色法(H-E法) 常规组织学染色法是尸体解剖后将各内脏器组织取材、固定、包埋、切片、染色、封片等处理后,再观察组织的细微病理变化,以进一步诊断疾病,明确死因。 2.2 常用的特殊染色方法 2.2.1 脂肪染色法 一般情况下,不必特别证明脂肪细胞或脂质的存在,但对疑为脂肪栓塞而死亡者,如烧死尸体、全身软组织大面积挫伤、长骨骨折或做过骨科手术、乳腺切除、油剂注射者、部分交通事故意外损伤死亡案例,都有必要做脂肪染色,以证明脂肪栓子的存在。此外,常规H-E染色镜检见组织内有较多空泡而怀疑有空气栓塞时,也必须做脂肪染色,以鉴别诊断。某些毒物中毒如砷化物、磷化锌中毒时,往往导致心肌细胞浊肿及脂肪变性,心肌细胞胞浆内出现多数细小的脂肪滴,也需要做脂肪染色来证明。常用的染色方法有:苏丹Ⅲ(Ⅳ)法、苏丹黑法等。由于脂肪易溶于酒精等有机溶剂,常常在取出组织后,先用10%的福尔马林固定,然后冰冻切片。 2.2.2 羊水角化鳞状上皮染色法 产妇分娩过程中若有子宫肌壁的破裂,子宫收缩时可将羊水压入破裂的子宫壁静脉窦内,羊水成分可以由子宫静脉进入肺循环,在肺动脉小分支或毛细血管内引起羊水栓塞。少量羊水成分还可以通过肺毛细血管进入大循环而引起多数器官小血管栓塞。羊膜产生的羊水中含有脱落的角化鳞状上皮。在H-E染色中呈淡红色,对比不清晰。特别是当上皮较少时必须通过特殊染色,才利于证明它的存在。常用的方法有:角蛋白染色、黏多糖染色、弹性蛋白染色;酸性复红-马修黄对比染色;阿尔卑蓝-荧光桃红染色法等。 2.2.3 纤维染色法 有胶原纤维、弹力纤维和网状纤维染色法,各用于不同的情况下。 胶原纤维在H-E染色中不易与其他纤维相区别,必须用特殊的染色方法来加以区分。该方法可用于检查心肌瘢痕组织灶、早期肝硬化等。弹力纤维染色用于支气管扩张、老年性肺气肿、高血压细动脉壁纤维增厚,冠状动脉粥样硬化弹力纤维的崩解、断裂与消失等。常用的方法有Oreein地衣红法、Verhoff弹性纤维染色法等。网状纤维染色法主要用于区别脑膜瘤与星形细胞瘤,以及用于判断肝组织网状支架塌陷破坏或增生等情况。常用的染色方法有:Gomori银染色法、Masson三色法及Mallory三色法等。 3 总结 死亡原因的确定,往往是解决死因争议案件的关键所在,也是法医学鉴定的主要任务。以上列举的仅是法医病理学鉴定中的部分检验技术与方法。在死因争议案件中,在完成这些技术方法的同时应结合案情调查、现场勘察、死亡情况、尸体检验、毒物检验及其他实验室检查等,综合得出结论。医疗纠纷案例还应聘请临床医学专家进行会诊,以确保法医学鉴定水平和质量。 医学技术论文:纳米技术在生物医学中的应用 摘 要 纳米技术与生物化学、分子生物学整合将对21世纪的生物医学产生深刻的影响。它将利用生物大分子进行物质的组装、分析与检测技术的优化、并将药物靶向性与基因治疗等研究引入微型、微观领域,用纳米生物技术检测是否患有癌症只用几个细胞。 关键词 纳米技术;纳米生物学;DNA纳米技术 20世纪80年代才开始研究的纳米技术在90年代获得了突破性进展。最近美国《商业周刊》列出了21世纪可能取得重大突破的三个领域:一是生命科学和生物技术;二是从外星球获取能源;三是纳米技术。所谓纳米技术(Nanotechnology)是指在小于100 nm的量度范围内对物质和结构进行制造的技术,其实就是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术[1]。纳米技术在新世纪将推动信息技术、生物医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展,将极大的影响人类的生活,衣、食、住、行、医疗等方面。本文将围绕纳米技术给21世纪的生物医学可能带来影响作一概述。 1 纳米生物学的研究对象 有人把在纳米尺度(水平)上研究生命现象的生物学叫做纳米生物学。纳米结构通常指尺寸在1 nm~100 nm范围的微小结构。1纳米等于10-9m,即1m的十亿分之一。我们知道,细胞具有微米(10-6m)量级的空间尺度,生物大分子具有纳米量级的空间尺度。在它们之间的层次是亚细胞结构,具有几十到几百纳米量级的空间尺度。显然在纳米水平上研究生命现象的纳米生物学,它的研究对象就是亚细胞结构和生物大分子体系。由于纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红细胞小得多,这就为生物学研究提供了一个新的研究途径即利用纳米微粒进行细胞分离、疾病诊断,利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部定向治疗等。 2 纳米技术在生物医学方面的应用 2.1 测量和控制生物大分子 纳米技术与扫描探针显微镜(Scanning probe microscopes,SPMs)相结合,便具有了观察、制造原子水平物质结构的能力,为生物医学工作者提供了直接在亚细胞水平或分子水平研究生命现象的应用前景[2,3]。扫描探针显微镜是指利用扫描探针的显微技术,常用的有扫描隧道显微镜(STM,它是Scanning Tunneling Microscope的简称)和 原子力显微镜(AFM,它是Atomic Force Microscope的简称)。STM的原理是利用电子隧道效应测量探针和样品间微小的距离,又将探针沿样品表面逐点扫描,从而得到样品表面各点高低起伏的形貌。当探针和样品表面间的距离非常近达到一个纳米时,同时在它们之间施加适当电压,在它们之间会形成隧道电流,这就是电子隧道效应。这时探针尖端便吸引材料的一个原子过来,然后将探针移至预定位置,去除电压,使原子从探针上脱落。如此反复进行,最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。 Hafner(1999)等[4]报道了碳纳米管的制备方法,整个过程如同用砖头盖房子一样。隧道电流的大小和探针与表面间的距离有关,因此通过隧道电流的测量可以确定这距离的值。STM观测的样品要有导电性,用AFM就没有这种要求。AFM的原理是用探针的针尖去“触摸”样品表面,将探针沿表面逐点扫描,针尖随着样品表面的高低起伏作上下运动。用光学方法精确测量针尖这种上下运动,就可以得到样品表面高低起伏的图像。用AFM还可以测量分子间作用力的大小以及不同环境中分子间作用力大小的变化。扫描探针显微镜又是操作生物大分子的工具。用它们可以扭转或拉伸生物大分子,从而研究单个生物大分子的运动学特性。STM和AFM在平行于样品表面的方向上的空间分辨率达到0.1 nm。已知样品中原子间距离的量级是0.1 nm ,所以STM和AFM的空间分辨率达到了分辨单个原子的水平。它的时间分辨率取决于要扫描的样品范围和像素点数目,用它们测量固定观测点时,时间分辨率达到ns甚至ps,扫描一幅面积是10 nm×10 nm的样品时,中等象素密度的时间分辨率约是1秒[5]。显而易见,利用STM、AFM等技术,好象使用“纳米笔”一样,可以操纵原子分子,在纳米石版印刷术中构造复杂的图形和结构[6]。 2.2 磁性纳米粒子的应用 德国学者报道了含有75%~80%铁氧化物的超顺磁多糖纳米粒子(200~400 nm)的合成和物理化学性质[7]。将它与纳米尺寸的SiO2相互作用,提高了颗粒基体的强度,并进行了纳米磁性颗粒在分子生物学中的应用研究。试验了具有一定比表面的葡聚糖和二氧化硅增强的纳米粒子。在下列方面与工业上可获得的人造磁珠作了比较:DNA自动提纯、蛋白质检测、分离和提纯、生物物料中逆转录病毒检测、内毒素清除和磁性细胞分离等。例如在DNA自动提纯中,用浓度为25 mg/mL的葡聚糖 nanomag R和SiO2增强的纳米粒子悬浊液,达到了≥300 ng/ μL的DNA型1~2 KD的非专门DNA键合能力。SiO2增强的葡聚糖纳米粒子的应用使背景信号大大减弱。此外,还可以将磁性纳米粒子表面涂覆高分子材料后与蛋白质结合,作为药物载体注入到人体内,在外加磁场2125×103/π(A/m)作用下,通过纳米磁性粒子的磁性导向性,使其向病变部位移动,从而达到定向治疗的目的。例如10~50 nm的Fe3O4的磁性粒子表面包裹甲基丙烯酸,尺寸约为200 nm,这种亚微米级的粒子携带蛋白、抗体和药物可以用于癌症的诊断和治疗。这种局部治疗效果好,副作用少。 2.3 纳米脂质体—仿生物细胞的药物载体 脂质体(Liposome)是一种定时定向药物载体,属于靶向给药系统的一种新剂型。20世纪60年代,英国Bangham AD首先发现磷脂分散在水中构成由脂质双分子层组成的内部为水相的封闭囊泡,由双分子磷脂类化合物悬浮在水中形成的具有类似生物膜结构和通透性的双分子囊泡称为脂质体。70年代初,Rahman YE等在生物膜研究的基础上,首次将脂质体作为酶和某些药物的载体。纳米脂质体作为药物载体的优点:①由磷脂双分子层包封水相囊泡构成,与各种固态微球药物载体相区别,脂质体弹性大,生物相容性好;②对所载药物有广泛的适应性,水溶性药物载入内水相,脂溶性药物溶于脂膜内,两亲性药物可插于脂膜上,而且同一个脂质体中可以同时包载亲水和疏水性药物;③磷脂本身是细胞膜成分,因此纳米脂质体注入体内无毒,生物利用度高,不引起免疫反应;④保护所载药物,防止体液对药物的稀释,及被体内酶的分解破坏。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。对脂质体表面进行修饰,譬如将对特定细胞具有选择性或亲和性的各种配体组装于脂质体表面,以达到寻靶目的。以肝脏为例,纳米粒子—药物复合物可通过被动和主动两种方式达到靶向作用:当该复合物被Kupffer细胞捕捉吞噬,使药物在肝脏内聚集,然后再逐步降解释放入血液循环,使肝脏药物浓度增加,对其它脏器的副作用减少,此为被动靶向作用;当纳米粒子尺寸足够小约100~150 nm且表面覆以特殊包被后,便可以逃过Kupffer细胞的吞噬,靠其连接的单克隆抗体等物质定位于肝实质细胞发挥作用,此为主动靶向作用。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。 纳米粒作为输送多肽与蛋白质类药物的载体是令人鼓舞的,这不仅是因为纳米粒可改进多肽类药物的药代动力学参数,而且在一定程度上可以有效地促进肽类药物穿透生物屏障。纳米粒给药系统作为多肽与蛋白质类药物发展的工具有着十分广泛的应用前景[8]。 2.4 DNA纳米技术和基因治疗 DNA纳米技术(DNA nanotechnology)是指以DNA的理化特性为原理设计的纳米技术,主要应用于分子的组装。DNA复制过程中所体现的碱基的单纯性、互补法则的恒定性和专一性、遗传信息的多样性以及构象上的特殊性和拓扑靶向性,都是纳米技术所需要的设计原理[9]。现在利用生物大分子已经可以实现纳米颗粒的自组装。将一段单链的DN断连接在13 nm直径的纳米金颗粒A表面,再把序列互补的另一种单链DN断连接在纳米金颗粒B表面,将A和B混合,在DNA杂交条件下,A和B将自动连接在一起[10]。利用DNA双链的互补特性,可以实现纳米颗粒的自组装。利用生物大分子进行自组装,有一个显著的优点:可以提供高度特异性结合,这在构造复杂体系的自组装方面是必需的。 美国波士顿大学生物医学工程所Bukanov等研制的PD环(PD?loop)(在双链线性DNA中复合嵌入一段寡义核苷酸序列)比PCR扩增技术具有更大的优越性;其引物无须保存于原封不动的生物活性状态,其产物具有高度序列特异性,不像PCR产物那样可能发生错配现象。PD环的诞生为线性DNA寡义核苷酸杂交技术开辟了一条崭新的道路,使从复杂DNA混合物中选择分离出特殊DN段成为可能,并可能应用于DNA纳米技术中[11]。 基因治疗是治疗学的巨大进步,质粒DNA插入目的细胞后,可修复遗传错误或可产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。利用纳米技术,可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞;将质粒DNA浓缩至50~200 nm大小且带上负电荷,有助于其对细胞核的有效入侵;而最后质粒DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构。此时的纳米粒子是DNA本身所组成,但有关它的物理化学特性尚有待进一步研究[12]。 2.5 纳米细胞分离技术 20世纪80年代初,人们开始利用纳米微粒进行细胞分离,建立了用纳米SiO2微粒实现细胞分离的新技术。其基本原理和过程是:先制备SiO2纳米微粒,尺寸大小控制在15~20 nm,结构一般为非晶态,再将其表面包覆单分子层。包覆层的选择主要依据所要分离的细胞种类而定,一般选择与所要分离细胞有亲和作用的物质作为附着层。这种SiO2纳米粒子包覆后所形成复合体的尺寸约为30 nm。第二步是制取含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液,适当控制胶体溶液浓度。第三步是将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中,再通过离心技术,利用密度梯度原理,使所需要的细胞很快分离出来。此方法的优点是:①易形成密度梯度;②易实现纳米SiO2粒子与细胞的分离。这是因为纳米SiO2微粒是属于无机玻璃的范畴,性能稳定,一般不与胶体溶液和生物溶液反应,既不会沾污生物细胞,也容易把它们分开。 3 发展趋势 跨入21世纪后的未来二三十年,数学、化学、物理学等基础研究的进展将扩大纳米技术的应用范围,使纳米技术与物医学的联系更加紧密,其发展趋势是:①生体相容性好的钛合金等物质将逐步开发[13],并进入临床试验阶段;②纳米技术与分子生物学技术相结合,将有助于揭示生物大分子各级结构与功能的破译;③纳米生物技术将使药物的生产实现低成本、高效率、自动化、大规模,而药物的作用将实现器官靶向化[14]; ④纳米生物技术应用于分子之间的相互作用、分子复合物和分子组装的研究将在病毒结构、细胞器结构细节和自身装配机制上取得进展[15];⑤纳米生物技术将使生物活性分子诊断、检测技术向微型、微观、微量、微创或无创、快速、实时、遥距、动态、功能性和智能化的方向发展。 有人预测,二三十年后,医生使用纳米技术只需检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症或判断胎儿是否有遗传缺陷。妇女怀孕8个星期左右,在血液中开始出现非常少量的胎儿细胞,用纳米微粒很容易将这些胎儿细胞分离出来进行诊断。在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。 医学技术论文:因特网技术在医学教育中的应用 关键词:医学教育;网络;计算机 因特网作为一个无国界的计算机通信网络已经渗透入我们生活的方方面面,已对医学教学和科研产生十分重要的影响。计算机网络和数字技术正在改变高等医学院校的办学模式和教育理念,医学教育正在逐步跨入信息化时代。现将几年来我科应用因特网进行教学的体会介绍如下。 1 因特网的基本特点 国际互联网是目前世界上覆盖面最广、信息资源最丰富、规模最大的计算机网络。因特网的雏形是由美国国防部资助建设的名为ARPANET的网络,由于采用了TCP/IP协议,并用公开了TCP/IP协议的核心技术,使得因特网得到了迅猛发展。因特网具有开放、自由、交互性强的特点,所以其具有信息资源丰富、入网方式多样、信息服务灵活以及多种信息技术相融合的优点,被广泛应用到教育、行政、企业等各行各业之中,是世界各国“信息高速公路”计划的重要基础设施。 2 网络软件的应用 2.1 网页制作软件 常用软件有Macromedia Dreamweaver、Microsoft Front-page、网页作坊等等。通过这些软件使得网页制作简单易行,我们用教学素材制作出精美的网页.在网页中可以添加文字、声音、图片、视频、动画,使其图文并茂、形象生动、动感十足,极大提高学生的学习兴趣。制作好的网页既可以用于多媒体教学,又可以上传至互联网便于学生进行自学。 2.2 电子书制作软件 常用软件有Adobe Acrobat、Quick CHM、E书伴侣、电子文档处理器、e书工场等等。通过把教学素材制作成不同的电子书,便于打包携带及检索。并可以在不同的载体上阅读,方便学生学习,大大提高学习效率。例如利用电子文档处理器制作出药典让学生下载到掌上电脑、电子书阅读器、MP3等载体,使学生能够随身携带、快速查阅,并从机械的记忆中解脱出来。 2.3 动画制作软件 常用软件有Flash MX、Authorware等。利用这些软件与网页制作软件相结合,使网页内容更加丰富多彩;亦可制作生动的教学动画,使教学摆脱枯燥无味的格调,寓教于乐,加深学生的印象,学生易于掌握。如利用Flash MX是交互式矢量图和Web动画的标准,心血管系统血液循环的动画、细胞周期动画使学生对教学内容一目了然。 3 网络搜索引擎的应用 搜索引擎是一个对互联网上的信息资源进行收集整理,然后供查询的系统,它包括信息收集、信息整理和用户查询三部分,是一个为人们提供信息“检索”服务的网站,它使用某些程序把因特网上的所有信息归类以帮助人们在茫茫网海中搜寻到所需要的信息。通过关键词及一些必要的技巧,我们很容易在互联网上找到自己所需要的信息,极大地方便了医学教学。 目前比较有名的医学专业搜索引擎有Medical Matrix,HeahhWeb,HealthAtoZ,Medscape,Medical World Search等。这些搜索引擎提供了关键词搜索和分类目录搜索,利用它们可以免费进入因特网临床医学数据库,查阅到许多医学资料,扩大医学生的知识面,同时也丰富了教师的教学资料,使教学活动达到事半功倍之功效。其他非医学搜索引擎还有Google、Yahoo、百度、新浪等,利用它们我们同样可以查到许多有用的资料。例如:以“SARS”作为关键词用百度引擎搜索,在0.001s内即可找到相关网页约2600000篇;再以“防治”作为关键词进一步搜索,许多SARS防治的相关资料立刻呈现在眼前,使我们在极短的时间内便获得了许多新知识,提高学习效率。 4 BBS论坛的应用 BBS是Bulletin Board System的英文缩写,即电子公告牌系统,它通过在服务器上运行服务软件,允许用户使用终端程序通过网络来进行连接,执行下载数据(或程序)、上传数据、阅读新闻、交换消息等功能。BBS已经日益普及,功能得到了很大的扩充。通过BBS系统可随时取得国际最新的专业信息,也可以通过BBS系统来和别人讨论方方面面的话题,更可以利用BBS系统来刊登一些“征文”、“求助”及“提问”等启事,极大方便了学生之间、师生之间以及教师之间的交流。我们利用BBS来组织疑难病例讨论、通知、布置作业、组织英语沙龙及各种爱好者协会等多种教学活动,得到了学生的积极响应,网络的点击率大大提高。既调动了学生的学习积极性,也提高了工作效率。 5 远程教学系统的应用 远程教学是指学的过程和教的过程不在同一时间或同一地点下进行的教学,但使整个或部分学习过程得到了教师的计划、导引、辅导和评估。参加远程教学的学生只需在家里登录相应的网站,就可以享受到多种形式的教学,还可以提供网上交流和讨论。 5.1 在函授教育中的应用 学校通过网络招生信息,学生通过网上报名,教师将教学信息传递给学生,学生通过联网的计算机接收信息进行学习,在学习的过程中,还可以通过计算机网络与教师和同学进行各种形式的交流。也可以在网上考试的日程表,在网络上完成考试,而考试分数则会以E-mail和信件的形式通知学生。这样既方便学生,也方便教师,同时还可以节约教学成本,非常适合中国国情。 5.2 在继续教育中的应用 我校与多个医学专业网站(如好医生网站)合作,利用其网站资源对全校教师进行继续教育培训。要求每位教师自由上网,选择本专业教育课程进行学习,每年获取一定的学分作为继续教育培训的依据。 5.3 在对外交流中的应用 通过远程教学系统,我们随时可以和区内外,甚至国内外同行进行交流,定期组织学生、教师远程学术活动,使他们能及时了解国内外专业领域的最新动态。 6 展望 因特网在医学中的实践,促进了医学教学改革和发展,为医学各学科开辟了教育的新途径,同时也对医学教育工作者提出了全新的研究课题。如何在网络环境下进行有效的教学管理和学习引导,如何更好的应用现代教学手段深入进行教学改革、培养高素质医学人才已经成为时代对我们的要求。充分发挥这一新技术、新事物的优势,必将为我国医学教育事业的发展和建设作出更大的贡献。 医学技术论文:试析口腔医学技术专业基于就业导向的项目化教学应用与探讨 论文关键词:就业 项目化教学 口腔工艺技术 论文摘要:通过深人调研、分析就业市场对口腔医学技术人才岗位及核心能力实际需求的基础上,在口腔工艺技术专业教学中,开展就业导向下的项目化教学,探讨就业导向下的口腔医学技术专业项目化教学方法实施的效果,从而提高学生的职业技能和就业能力。 目前,高校毕业生就业难已为社会各界广泛关注的问题,如何提高高校学生的就业质量和就业率,成为各高等学校进行教学改革的主要目标。然而,随着科技进步和社会发展,职业学校传统教学模式下培养出的人才不能较好地适应就业市场的弊端日益显现。于是,一种针对当前就业市场的人才需求、有效缩短毕业生的就业适应期、注重培养学生职业能力的教学模式—项目化教学,应运而生。 口腔工艺技术专业是一门技术性很强的应用性学科,在多年从事专业教学的实践过程中,通过对用人单位岗位技能需求深人实地的考察调研以及对毕业生就业情况的追踪分析,深感现有的专业教学模式和学生在校获取的专业技能与用人单位的岗位需求严重脱节,学生在企业只需几个月就能熟练掌握的技能,在校学习了2-3年后竟然不会,学生的职业能力水平不高导致就业竞争力低下。自2006年起,在口腔工艺技术专业教学中,开展就业导向下的项目化教学,有效地提高了学生的职业技能和就业能力,为毕业生就业、创业奠定了良好的基础,现总结回顾如下: 1项目化教学的内涵与意义 项目化教学是一种以就业为导向,以工作任务为中心,选择、组织并学习工作知识的教学模式,是“行为导向法”的一种,也是当前我国职教课程改革的主要方向,其理论基础是职业教育课程的结构观。项目化教学,改变过去传统教学中以教师为中心,以理论讲解为中心的“满堂灌”教学模式,强调教师的“讲”和学生的“练”有机地结合起来,以任务为中心,通过对教学目标项目的分解、实践达到预期的教学目标,切实提高高职学生的专业技能和实际操作能力。 2项目化教学的特点 2.1“项目”是市场人才需求与课程教学内容双向融合的结晶 以专业人才就业市场需求为依据,以所学课程教学内容为基础,是项目设计的基本原则。只有这样,才能让学生在开发项目的过程中,完成特定岗位的知识群和技能群的意义建构,为学生就业打下坚实基础。 2.2项目的完成有赖于全体成员的合理分工和通力协作 项目化教学一般以“开发小组”为单位,依据项目目标各小组独立地组织、安排本组的“实践活动”,“实践过程”中全体成员按照分工相对独立地开展工作,同时又要与其他成员保持联系,通过交流和协商,共同完成小组的项目任务,这样有利于培养学生的自主学习能力和交流协作的团队精神。 3项目化教学的实施过程 3.1分析教学内容,确定项目任务 确立实用、优秀的项目是项目教学法实施成功与否的关键所在。项目教学的教学过程重点在于师生协同努力完成一个具有实际意义的项目的开发,所选项目应紧扣教学大纲和教学目标,在设计项目时,要以教学大纲为指导,力求使大纲中的知识点融合到各个项目中去,学生通过操作项目后,可以概括性地了解所学职业的主要工作内容以及胜任这些工作应具备的基本技能。同时,项目应具有一定的实用性、针对性。口腔医学技术是一门技术性很强的应用性学科,项目的设计应以就业为导向,以实际工作岗位需求为依据,在深人行业充分调研的基础上,邀请行业一线专家共同确定项目任务,实现专业教学与工作岗位的零距离接轨。 3.2项目实施阶段 第一步是对所教班级的学生进行分组—建立合作学习小组。教师根据每个学生各方面不同的特点,如年龄、性别、个性、学习成绩等,把能力参差不齐的学生安排在一个小组,促使来自不同个性、不同特点的学生在合作学习中建立相互信任、了解和欣赏。第二步是按计划完成项目。这一阶段以学生的自学和相互协作为主,教师鼓励学生大胆去尝试,此时学生应明确自己的角色,并站在角色的角度去观察思考,去分析决策,体验工作的艰辛,激发个人潜能和创新能力。 3.3项目成果的提交与评价 当整个项目实施结束后要进行总评,总评应体现公平、公正、公开的原则,应采取学生自评,互评和教师总评的方式。评价还应结合不同项目的特点,从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度和价值观”三个方面,将项目评价和学生个人评价有机结合。评价的目的不应只评出分数和名次,更应指出问题所在,并给出具体改进及修改建议,让学生在下一个项目学习中表现更出色。 4项目化教学应用体会 4.1项目化教学真正体现教学中“以学生为主”的理念 教学改革的核心内容就是激发学生的学习热情,变被动学习为主动学习。从教学目标来看,项目化教学是应用已有的知识进行学习和技能提高,而传统教学则是教师向学生传授知识和技能;从教学形式上来看,项目教学是学生在老师的指导下主动学习,而传统教学则是以教师教为主,学生被动学习;从学生的参与程度来看,项目化教学是学生根据自己的兴趣来作出选择,体现了“我要学”,而传统教学是学生听从教师的指挥,是“要我学”的被动学习;从师生互动的方面考虑,项目教学表现出学生主动提问问题,教师为学生解答问题的学习互动形式,传统教学则是教师提问学生回答,主动权在教师一方;从教学动力方面来看,项目化教学是教师围绕学生的优点开展教学活动,学生的内在动力得以调动,能维持长久,而传统教学中教师要寻找学生的不足来进行教学,主要靠外在动力强迫学生学习,效果自然不佳。 4.2项目化教学更有利于高职教学培养目标的实现 高职教育的培养目标,就是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的,掌握本专业必备的基础理论和专门知识,具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力的技术应用型人才。这一培养目标要求我们在高职教学过程中,要注重学生职业技能的培养。项目化教学有力地体现了高职教育培养目标对高职教学的要求。所以,完成项目的过程,就是对知识综合运用的过程,就是一个学习的过程,也是一个自主探索创新的过程。项目给学生提供了根据自己的兴趣选择内容和展示能力的机会,学生能够自主、自由地进行学习,从而有效地促进学生创造能力的发展。 综上所述,项目化教学突破了传统的教学模式,通过解决一些现实问题来实现学生对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性、主动性和实际工作能力,有效地促进了学生创造能力的发展,充分体现了以就业为导向,以能力为本位,以促进学生全面发展为中心的教育思想,真正实现了专业教学与实际工作岗位的有效接轨,为毕业生就业、创业奠定了良好的基础。实践证明,这种教学模式是可取的、有实际价值的。 医学技术论文:试析新形势下高职高专医学影像技术课程设置的思考 [论文摘要]《普通高职高专专业目录》调整了原来的医药卫生类高职高专的招生专业,由医学高职高专院校原来可以开办的相关医学类的专业调整为只能开办医学技术类专业,培养的目标是高级应用技术人才,这使高职高专医学影像技术专业面临新的挑战。为了更好地应对这一挑战,医学影像技术专业必须对现有的课程设置进行调整,以培养人才为手段,同时起到引导市场正确走向的作用。 [论文关键词]医学影像技术 课程设置 技能培养 2005年教育部颁布《普通高职高专专业目录》(试行)“规定了专业划分、名称及所属职业技术门类,反映了职业技术人才的业务规格和培养目标,是国家对高等职业技术教育进行宏观管理的一项基本的指导性文件,是指导高等院校设置、调整专业、制订培养方案、组织教育教学和人才预测等工作的重要依据”。在该《普通高职高专专业目录》中,医药卫生类高职高专的招生专业由原来的可以开办相关医学类专业调整为只能开设医学技术类专业。在《普通高等学校高职高专(医药卫生类)目录专业简介》中,对医学技术类中医学影像技术专业的主要培养目标、专业核心能力和专业核心课程与实践环节作出了界定:“专业培养目标:培养掌握医学影像学的基本理论和操作技能,从事临床影像检查、诊断与治疗技术工作的高级技术应用型专门人才。专业核心能力:医学影像检查与治疗技术。专业核心课程和主要实践环节:人体解剖学基础、医学电子学、诊断学基础、内科学基础、外科学基础、医学影像诊断、医学影像检查技术、核医学与放射治疗、医学影像设备原理及构造、课程实习、毕业实习等,以及各校主要特色课程和实践环节。”该简介中培养目标强调高职高专院校医学技术应该培养高级技术应用型专门人才而非学科性人才。学生所具有的专业核心能力是影像检查与治疗技术。为了适应新的需求,高职高专的医学影像技术专业只有改革传统的课程设置,才能应对新形势对高职高专院校的挑战。 一、高职高专医学影像技术专业课程设置存在的问题 (一)对课程设置阐释 课程设置主要是指课程结构的合理性和课程内容安排的科学性。课程结构的合理性指各门课程之间的结构合理,包括开设的课程、开设的先后顺序和各课程之间的有序衔接,能使学生通过课程的学习与训练,获得某一专业所具备的知识与能力。课程内容安排的科学性指课程的内容安排符合知识论的规律,课程的内容能够反映学科的主要知识、主要的方法论及时展的要求与前沿。课程设置必须符合培养目标的要求,它是一定学校的培养目标在一定学校课程计划中的集中表现。 (二)高职高专医学影像技术专业目前的课程设置存在的问题 存在的问题主要有:(1)课程结构不合理。没有合理定位影像技术专业课程。目前大多高职高专医学影像技术专业课程不是脱胎于原来的中专学校,就是参照医学类本科院校课程,很少做必要的调整,有的学校甚至是因人设课,能够真正深入社会调查市场需求和用人动态而调整专业计划并合理设置课程的高职高专院校很少。课程科目的设置往往偏重医学类科目,学时分配不合理,单纯理论性学时过多。通识类课程、专业基础课和专业课开设不合理,通识类课程和专业基础课所占比例过大,人文类课程太少或几乎没有开设。教材的选择两极分化,不是沿用中专的教材,就是采用本科医学类的教材,不能反映学科的主要知识、主要的方法论及时展的要求与前沿,这就导致学生所学不多或难于消化吸收,不能符合培养高级应用技术人才的需求。(2)轻实践环节,重理论课讲授。高职高专院校培养的是高级应用技术人才,而目前高职院校的课程设置不注重实践,单纯突出理论课的讲授作用,多数学校在进行课程设置时并不重视实验环节,认为实践内容只是理论内容查缺补漏的方式而已,没有固定的实践课程安排,实践内容安排的随意性大,缺乏系统和科学性,完全达不到实践课程在技术类课程中所应该具有的巨大功效。而且实践环节往往集中安排在理论学时之后,学生只是单纯按照试验大纲或实验指导进行操作,极不利于发挥学生的主动意识和提高学生的动手意识,导致学生丧失了实践中的探索、钻研意识,对知识的掌握停留在表面层次上,最终培养出来的只能是基础知识不牢动手能力又差的学生。(3)采取单一的考核方式,考核结果不能作为全面衡量学生能力的依据。大部分高职高专院校因为升格于中专学校或脱胎于本科院校,对学生的考核方式仍旧沿袭原来学校的考核方式,主要采取单一的考核方式,侧重理论知识的考核,对实践环节的考核往往流于形式。单凭理论考试成绩确定学生的优劣,学生的实际动手与操作能力被忽略不计,学生在学业上掌握的程度不能被全面客观地评价。从这种考核方式上反映出的教学质量情况难免以偏概全,失去准确度。 二、应对新形势,优化高职高专医学影像技术专业的课程设置 按照《普通高等学校高职高专(医药卫生类)目录专业简介》中所界定的高职高专医学影像技术专业的培养目标,医学技术影像专业的课程设置中仅仅突出专业基础课和专业课的实用性和综合性还不够,更要建立科学、系统和完善的实践培训体系。在课程设置中除加入人文知识内容外,还应该通过课程的设置,提高学生的继续学习和终身学习的能力。 (一)课程选择上应立足于高职高专院校 由于高职高专院校大多提升自中专院校或脱胎于本科院校,加之医学影像技术专业的特殊性,人才培养方案的制订和教学内容不是相对滞后就是脱离高职高专院校实际,处于探索与实践阶段的高职高专院校课程建设还是参照传统的医学类专业的课程建设模式,不能脱离母体的羁绊,所做的只是在课程科目的数量和难度上加以减少和降低,而没有开设适合高职高专的课程。为了适应医学影像技术专业服务社会的职能,高职高专院校应该结合专业特点和市场需要,优化原有的课程设置,脱离医学类专业的课程体系,创设新的课程,增开一定门类的技术类课程。结合服务区的需要和本院校的资源与优势,大力发展校本教材。教师在课程内容的选择上要有所取舍,侧重实际应用技能的展示与讲解,适当减少单纯的理论研究。 (二)医学技术类专业的特点是课程体系基石,实践内容所占比重过小 合格的高级应用技术人才是高职高专医学技术类专业培养学生的主要目标,是影像技术专业课程设置开设成败的关键。科学、完整、合理的课程体系应该建立在工学医学结合基础之上,以学生为中心,以就业为导向,以能力为本位,根据就业市场用人需求,通过让学生及早接触与熟悉工作岗位,激发学生的学习兴趣和积极性,从而提高他们的学习成绩及实践操作技能。同时要兼顾学生职业能力可持续提升,培养学生的继续学习和终身学习的能力。 (三)教学内容契合专业特点,要以影像技术岗位职能培养为出发点 教师安排教学内容,必须充分考虑到医学影像技术类专业工作职能要求,改革传统的以理论内容为主忽视实践教学的教学方式,根据医学影像技术类专业的人才培养目标、岗位的职能要求等选取课程内容。在课程内容的编排上,本着“理论内容是实践能力的基础,实践能力是理论内容的升华”的指导思想,明确理论课程与实践课程的关系,从而达到培养高级应用技术人才的目标。时刻以问题为基础,知识教育与职业资格考证相融合,教学中采取院校与模拟医院和附属医院结合的方式,充分利用学校影像中心和现代化教学设备及附属医院专业岗位的人力、设备等优势,把部分理论课堂内容直接搬入模拟教室或到附属医院影像科室去讲授,为学生实践能力的培养提供了真实的学习场景。 (四)以坚持技能培养和工作相结合为出发点,积极推进整体课程实施 在具体的课程实施过程中,应该在传统讲授方式的基础上,积极探索新路,注重学生校内学习的完整性和系统性,做到校内学习和实际岗位工作需求的统一。在专业技能课程方面,采取理论为点,实践铺开的方式,采用任务型教学,要以学生为中心,以实践应用为载体,以注重培养学生具体的分析问题、解决问题、总结问题能力为目标,为学生理论素养和实际应用能力的可持续提升提供一个有效和良好的途径。 采用模块化教学方式,将医学技术类专业的专业课程设置为一个总教学模块,参照综合医院影像科的设置来设置子教学模块,也就是各门课程所包含的章节。这样各门课程之间的衔接上就会避免出现错位现象。学生在系统学习掌握好实际操作后既可胜任医院影像科的某一个职业岗位工作,学校也可根据各级医院影像科不同的职业岗位需要培养学生的岗位职业技能。这样,既便于安排各门课程的教学进程,又可让学生根据自己的个性发展及就业岗位意向重点选择一个或几个课程模块,毕业后能很快适应工作。 改变传统的考核方式,淡化成绩观念,提高能力衡量分值。采用笔试+ 技能操作+ 平时作业+ 实践报告的综合考评方式。通过测评,客观公正地评价学生的专业基本理论知识、专业技术能力。重视实践考核的绩效分值,使其考核总分值与理论考试成绩权重相等。考核内容以医学影像技师所应掌握的技术标准,考核学生的实际操作技能、临床思维能力、解决实际问题的能力。 (五)加大实践教学内容的比重,培养学生实际操作能力 实践性教学相对于理论教学而言,有着它自己的独立性,通过加强实践教学能够印证学生在理论课中掌握的理论知识,能提高学生的综合素质、更好地培养学生的创新精神和实践能力,起着日常理论教学所不可替代的特殊作用,通过加大实践教学在课程设置中的比重,能有利于“高技能应用型人才的培养”。在实践性教学所包含的实验、实训与实习三大环节中,不但要认真编制实践教学大纲与计划,还应该对实验内容及方法进行合理改革调整,在实验中,指导教师一定要精于演示,才能带动学生,促进学生的实际技能操练。可以采用role playing的方式,在实验与实训中让每两位学生结成训练对,分别扮演医生和患者的角色进行操作训练并互换角色,教师对于学生操作中存在的问题和不足及时给予指导。实践教学是影像技术专业的重点和难点,是一门应用性的学科, 应该着重培养学生的动手能力和解决实际应用的能力。在日常教学中还应该适当增加实训教学,每学期抽出一定的时间,以“模拟医院的方式将医学模拟设备应用于影像技术专业技术实践教学, 倡导以贴近医院的真实环和更符合医学伦理学的方式开展实践和考核”。或者带领学生到附属教学医院,充分利用医院的影像设备提高学生的综合能力和临床实际操作技能。在临床实习教学中,充分安排学生在三级以上具备CT、MRI等大型影像设备以及具有较高诊断和操作技术水平的教学医院实习,开展技能实训,让学生在岗位的氛围中印证所学专业知识,激发学生的学习热情。健全实习管理制度,确保实习质量。 (六)立足校本实际,深化丰富教学资源 课程设置的成功依赖于学校提供的教育资源。首先要加强师资队伍的建设,教师的整体素质决定了课程的实施。作为应用型的医学影像技术专业,教师不但要有扎实的理论功底,还要富有前瞻性,能够站在技术的最前沿,要充分掌握本行业的工作背景和行业发展情况。院校在师资的培养上要注意突破教师的单一教书职能,积极鼓励教师到医疗卫生行业的一线进行充分的理论实践,丰富教师的专业素养。同一门课程可以由不同的教师承担,互帮互学,取长补短。院校可以根据需要合理地甄选本行业优秀人才做兼职教师,与专任教师发挥各自所长,共同承担课程的教学任务。 积极研制与开发校本教材,从本院校与服务区的实际出发,增强专业课程的适应性。在《普通高等学校高职高专(医药卫生类)目录专业简介》中,鼓励各个高职高专院校开设学校的特色课程。而目前大多院校的课程建设研究只是初级阶段,基本是沿用原来的老教材,目前还没有使用效果更好、具有影响力的教材。所以院校应该根据影像技术专业的特点,大力进行校本教材的开发。根据医学影像技术专业特点和职业岗位的要求,可以由院校和附属医院共同合作编写医学影像技术专业特色教材及与之相配套的实验、实训指导书,并由附属医院共同承担部分专业课程的教学与实训工作。充分利用各种渠道、各种方式和现代教育技术,改革教学模式,以提高提高学生专业技能水平为目标,为毕业生在各级医院就业做好更充分的岗位适应准备。鼓励教学一线教师积极采用国内外同类课程的优秀教材,通过对该教材内容的吸收与消化,并结合本校实际和专业的特点进行适当的调整和进行校本化处理,提高教材的适用性。体现医学影像技术类专业的特点,理论知识宜广不宜深,实践内容要以就业岗位职能为依据。充分利用学校现有的教学资源,同时加大资金投入,购入先进的教学设施和相应的实验设备,充分满足教学需要。 人类已经迈入21世纪,随着科技的进步和人民生活水平的提高,社会对各类医学人才的需求急剧加大,所以医学影像技术专业必将会有极大的发展空间。为了应对新的机遇,高职院校医学影像专业必须深化课程改革,了解课程结构的现状,深入分析其不足,对现有课程结构体系进行变革,按照有关依据和原则构建合理的课程结构,以培养一大批适应市场需求的专门人才。 医学技术论文:临床医学检验技术质量管理中存在的问题及对策 临床医学检验技术质量管理中存在的问题及对策 21世纪是科学快速发展的世纪,随着临床医学、电子学等学科的发展,新的检验技术和自动化仪器的应用为临床医学检验工作带来很大的便利与可靠性。检验科主要为临床提供高质量的检验报告,检验质量的高低直接影响着临床的工作[1]。临床医学检验技术在医疗过程中具有重要作用,对医学发展占据着重要位置,同时关系到国民身体素质的保障,影响着社会的和谐与稳定。 技术的发展需要管理的配合,然而现时的质量管理跟不上技术的快速发展的脚步,在质量管理中存在着许多漏洞,给人民与社会造成很大的困扰。本文着重探讨临床医学检验技术质量管理中存在的问题,提出解决问题的对策。现报告如下: 1临床医学检验技术质量管理中存在的问题 1.1医疗机构检验条件与技术配备不合理。医院里表现床位时常面临紧缺之势,房间设计格局不合理,患者不能及时得到检验结果,易引起病人及家属的焦躁与暴怒。部分实验室布局不符合安全防护要求,缺乏长远计划。检验硬件设备跟不上技术发展的脚步,仪器设备长时间得不到更新和添置而有趋于老化之势。 1.2实验室室前检查不合理。临床医师为患者开据检查申请单,病人按医嘱要求留取标本送检。部分临床医师对没有针对患者的病情申请送检,而且不少检查项目的临床意义不是十分明了,检查的目的性不强。更有部分医师因为诊断不出问题,而随便让病人进行抽血与进行其他无意义的形式检验,让病人及本文由论文联盟//收集整理其家属费时费力,同时又增加病人的经济负担。而病情确又得不到缓解,从而失去了对医院的信心而选择不就医。 此外,临床科室标本抽取时间迟早不一,导致待检标本时间过长而影响检验结果。部分护士抽取标本的操作不规范,致使检验结果与理论结果出现较大差异,给临床医师的判定造成了极大的误导。医师无法对症下药,也是导致患者再不肯就医的重要原因。部分质量控制管理人员理论知识薄弱、知识更新迟缓。质控管理人员运用旧理论知识进行检验操作,不可避免地造成系统的误差判断。 1.3文件管理无序,有失规范。文件管理是检验科开展和进行各项工作的基本准则[2],科学规范的文件管理模式与制度才能保证检验科工作的规范化、标准化及其可靠性。部分检验人员对文件管理的概念及其意义不熟悉,在编写和建立程序档案文件时分类不合理、书写不规范,检验原始记录不完整,达不到档案保存的基本要求。检验科管理人员没有对实验室进行不定期的质量检查,致使错误无法得到及时纠正与修改。另外,管理人员对仪器使用、维护、校准等账目不够健全,质控品与校准品存在混淆的问题,以致使用不正确,极大地影响着检验结果。 1.4检验人员与临床医师之间的关系不甚和谐。当前医院检验人员与临床医师的矛盾问题日益突出,极大地影响着医疗合作关系。临床医师希望检验人员能帮助寻找患者的病源,但缺乏对检验知识的深入理解,容易出现混淆检测项目的现象。而检验人员又总是希望临床医师理解检验技术的一些高度专业化的难度,彼此之间又缺乏沟通与交流,日积月累,从而在检验人员与临床医师之间树起了一道交流屏障,导致关系的彼此不协调。 2针对临床检验工作中的问题提出措施与对策 2.1加强设备管理,改善检验环境。根据技术要求,配备适合的检测仪器。时刻紧跟国际技术发展的脚步,引进测试领域广、精度高的仪器设备。完善各项仪器和管理,实行“一对一”或“二对一”专人专队管理与护理。检验室对检验人员严格操作规程,对仪器设备的购进、建档、使用操作管理、人员职责均作出明确规定,以提高仪器的护理质量,保证仪器的完整性和设备检测的准确率。 2.2完善实验室前检查制度,提高质控质量。要求临床医师及检验人员提高自身素质,对临床医师要求提高与扩展初诊知识,对检验人员加强业务知识培训,提高检验人员素质。增强工作职员应对医疗突发事件的应急能力,对新知识、新测定办法、新仪器的操作原理和步骤应实行重点培训并严格考核。强化标本采集,检验科要做到严格的质量控制措施,规范化、标准化、系统化检验工作,严格认真做好室内、室间质控,确保测定结果的精确度和精密度,减少试验操作经过中批间和日间标本检测结果的误差,使检验质量显著提升。 2.3制定文件管理规范,并严格执行。实行科主任负责制、健全文件管理系统[3]。要求检验单由具有处方权的医师逐项填写,检验人员需经检验科主任审批报告权后方能签发报告,检验结束,检验单及报告均应备份存档。制定检验仪器操作手册,并定期进行修订。检验负责管理人员定期向科主任申请检查各种试剂的质量和所用仪器的灵敏度,精密度,定期进行校正。健全登记统计制度,对各项工作的数量和质量进行登记和统计,要填写完整、准确,妥善保管,并实行归档存档。同时加强仪器、试剂的管理,建立大型仪器档案。建立岗位责任制,实行专人负责。 2.4促进检验人员与临床医师之间的交流。检验科要加强和临床科室的互动合作与交流,医院开展各科室的交流活动,要求各科室的人报告自己科室的最新发展。检验科人员要求理解临床常见病例和高发病例的相关医学知识,不断学习和积累临床知识和临床工作经验,提升专业检验能力。临床医师要求理解检验技术的一些高度专业化的难度,随时跟进检验科的技术发展。 总述:随着医疗卫生改革的不断深入,继国家对药品进行严格的管理之后,临床检验质量管理开始提上重要的议事日程。在临床医学检验工作的过程中,应该将质量放在核心,不断提高检验人员的质量意识,减少因为标本因素对检验结果产生的消极影响。 医学技术论文:高专临床医学专业《常用护理技术》课程教学改革的实践 随着医学模式的转变,卫生改革的不断深入,宽口径培养、扩大知识面,已成为高职医学教育的一个教学改革重点,即除了学习本专业知识外,还要学习相关学科和跨学科的综合性课程,注重医学教育对学生的人性化和多种能力的培养,以使高职专业的学生将来有一定的发展动力和能力。为此,为顺应学生发展的需本文由论文联盟//收集整理求,我们结合这几年对临床医学专业《常用护理技术》课程教学的了解和对学生的问卷调查,从2008年开始我们教研室改革了我院临床医学专业《常用护理技术》课程的教学,得到了学生的好评。 1 课程目标: 通过本课程的学习,使临床医学专业学生在了解和掌握某些护理理论、护理技术的同时,学会与人、与患者的沟通的技巧,培养与患者建立良好人际关系的能力,也为今后与护理人员在医疗护理工作中的良好合作打下基础。并且能了解社区护理的的特点,为使以后走向社区打下基础。 2 教学对象与教学安排: 三年制统招的高职高专临床医学专业学生。本课程安排在第二学年第二学期,为时9周,周学时6学时。理论与实验学时比为1:1。 3 课程内容与学时安排: 4 教学方法: 4.1 理论性强的章节如绪论、护理程序、职业防护等以课堂讲授为主,突出要点,配以一些实况录像资料.,如护理程序在临床上的运用过程录像。 4.2 人际沟通理论与技巧采用设置情景案例,在学生讨论和表演中教师道出或总结出人际沟通的基本理论知识,课下留下情景案例作业做思考,学生实习课上练习。 4.3 常用护理技术课堂实习很重要,采用学生先自学再看录像,然后在课堂上进行规范示教,示教中引进涉及到操作的理论知识,示教完毕学生立即进入练习。 5 体会与讨论: 培养具有较高的综合素质、宽阔的知识面、较强的沟通交流能力的医学生已逐渐成为高等职业教育的培养目标,针对医学生开设人文学科课程已得到医学教育界的共识。但由于一些观念和重视度的问题,再加上三年制高职医学专业学制短学时紧张,所以一些院校还是十分重视医学专业的学习,虽然近几年按照教学计划加设了30学时左右的护理技术课程,但仍忽视高职医学生沟通能力和多种知识结构的培养,这对于 高职学生今后的发展不利。在教学中我们体会到,学生对于本课程加设的内容很感兴趣,从对学生的调查显示,100%的学生认为本课程的开设很有必要;99%的学生表示本课程对于拓宽知识面和对以后的工作会有帮助;61%的学生对所学的内容认为不够用,应该在加进一些;并有65%的学生认为应增加各方面内容的实验课学时。为此,我们采取:(1)每周开设两次实验室,派专职教师值班,学生可进行学习和练习。(2)计划在课外时间开设选修课程,如人际沟通学、感染的预防和控制理论、护理的一些理论(需要理论、应激理论等)、老年护理等。(3)在以后的教学中多采用现代化的教学手段以使学生在有限时间内了解的信息更多、留下的印象更深。 总之,在高职医学专业教学中开设护理学课程的内容是很有必要,我们也会不断改进教学内容和教学方法,以提高高职医学生的人才质量。 医学技术论文:DNA提取技术在法医学的应用与进展 【摘要】 dna鉴定技术在现代法医物证检验中有着广泛的应用,其应用分子生物学的方法,对犯罪现场遗留的生物物证所含的dna与犯罪嫌疑人的dna样本进行比对,鉴定dna结构是否相同,从而对生物物证是否来自于犯罪嫌疑人作出评价。不过大多犯罪现场遗留的生物样本存在着许多不利于法医提取的因素,比如腐败、变质、污染等。本文就现场dna提取纯化技术方面来介绍当今法医学的技术进展。 【关键词】 dna 提取 硅珠 磁珠 自从20世纪80年代dna技术问世以来,改变了过去对生物物证的检验只能“否定”不能“认定”的历史。利用dna鉴定技术,可以直接“认定”犯罪现场的血迹、精斑、毛发、唾液斑等生物检材是否为犯罪嫌疑人所留,从而为案件的侦破、诉讼提供有力的证据。目前,dna鉴定技术在生物物证检验中的应用非常广泛,在伤害、强奸、交通肇事、亲子鉴定等刑事或民事案件中,现场遗留的血迹、精斑、骨骼、肌肉、毛发、唾液斑、尿斑、指(趾)甲、汗液指纹等生物物证都是dna鉴定的常见检材,dna鉴定结论是许多刑事案件的重要证据之一。 众所周知,要想对dna进行鉴定,必须得到足量且纯净的dna样本, dna提取纯化技术是法医dna检验的第一个步骤,也是最关键的步骤。从犯罪现场提取的血痕或精斑,或者是从嫌疑人或亲缘鉴定中提取的血液样本,这些生物检材中除了dna外还包括许多物质,在分析dna之前,必须将dna同其他物质分离开来。可以说,能否成功进行dna检验取决于能否从生物检材中获得高质量dna。尤其对于腐败、变质、污染等各种条件下的现场生物检材,dna的提取质量将直接关系到dna检验的成败。 目前法医dna实验室最常见的2种dna提取方法是:酚-氯仿提取法、chelex提取法。虽然这些方法是被广泛应用于法医学检材,但是不得不承认,他们各自都有着不可避免的缺点。 酚-氯仿提取法:在dna提取过程中,涉及到一些危险的化学物质,耗时。而且有些色素和泥土中能被醇沉的杂质不易被去除。同时,由于操作中涉及到多次转移样本,这样很容易造成dna丢失,dna提取率低,增加错误或污染的几率。[2] chelex提取法:该方法虽然提取dna量较多,但对微量、污染的检材效果欠佳。而且该方法提取的dna中常存在pcr扩增抑制物,且不宜长期保存,这些都可能使扩增效率下降或扩增失败。[1-3] 由此看到,虽然这些方法可以提取出较多的dna样本,但是由于提取纯度较低,含有较多pcr抑制物,影响了接下来的扩增过程,这样也就影响了dna的检验。所以如何能提取出较纯净的dna显得十分的必要。在此,我想介绍两种更为有效的dna提取纯化技术。 1 以二氧化硅为基础的提取纯化法 这种方法是近几年才发展起来的高通量dna提取纯化方法。其中最多见的就是以硅珠或硅膜为基础的提取方法。其基本原理是[4-6],核酸在高浓度高离液盐例如氢氯酸胍、硫氰酸胍、碘化钠和高氯酸钠环境中,通常用的是硫氰酸胍,选择性地吸附在类似玻璃珠的硅支持物上。这些高离液盐可破坏液态水中的氢键网格,使变性的蛋白质和核酸比其在折叠或配对结构的情况下更具有热力学稳定性[7]。由于硫氰酸胍是高性能的蛋白质变性剂,可以使蛋白质与dna分离,在硅支持物吸附前高速离心可以将变性的蛋白质、杂质等不容物除去,吸附后漂洗可以将溶液中的pcr抑制物除去,因此提取的dna比较纯,速度快,且不会受检材条件影响。 实验表明[8],0.5-1μl新鲜血液就可以提取出足以成功扩增的dna。在不同的检材,如新鲜脑组织、皮肤、泥土上血迹、深色布血迹、火场尸体骨松质、深色布混合斑中提取的dna均可成功扩增,不受检材种类的影响。同时,通过对chelex法,酚-氯仿法和二氧化硅膜法3种dna提取法在污染严重混合斑分型中的应用效果的比较[2],发现二氧化硅膜纯化技术可以有效去除pcr抑制物,提取的dna扩增效果明显优于chelex法和酚-氯仿法,具有较高的应用价值。 2 纳米磁珠法 纳米科技是近年来国际上最为活跃的研究领域之一,取得了诸多举世瞩目的成就,尤其是在解决生物学、医学难题上展示了广阔的应用前景。磁性纳米技术是纳米技术的一个分支,对于dna提取技术而言,磁性纳米技术将具有常规提取方法所无法比拟的独特优势,因此将磁性纳米技术应用在法医学界将有着广泛的前景。而磁珠提取法就是其中最常见的方法。磁珠的主要制作步骤是这样的[9]:首先制备5-8nm的磁性纳米粒子,使其具有很高的磁场响应能力和超顺磁特性,能够通过改变外磁场实现纳米调控;然后利用包覆技术,对磁性纳米粒子进行包覆,为进一步修饰功能团提供载体,减少与生物组织的非特异性作用,对内部的磁性纳米粒子起到保护作用;接着利用表面化学修饰技术,连接可特异地与dna发生作用的功能团[10],修饰的功能团必须具有对dna可逆吸附的特性,从而实现控制dna吸附、解离和减少与其它杂质非特异性吸附的目的;最后通过表面修饰和溶液中离子强度、ph等条件的控制,使每次操作均能获得准确数量dna,保证后续检测分析的高成功率。 磁珠法提取纯化dna的原理与硅珠相近[11,13],先利用硫氰酸胍等强烈蛋白变性剂,破坏细胞膜及核膜蛋白,释放dna,并使核酸酶失活;然后加入磁珠通过表面的化学集团与dna特异性吸附,而蛋白质等杂质不被吸附而留在容夜里;接着在磁场的作用下,磁性颗粒与液体分开,回收颗粒;最后再用纯水或te洗脱吸附的dna,在溶解液中进行dna与磁珠的解离,将dna重新溶出。 与其他常见提取方法比较,磁珠法有着显著的优势[9,12]:1纳米材料具有小尺寸效应和表面效应,能够用于高效dna提取,满足微量生物样本dna提取的要求,实验表明,即使是0.5μl血仍能得到dna分型,而同样的血量用chelex提取dna优势不能得到分型,甚至当溶液中dna含量仅为100pg时,dna回收率仍然达到90%以上[13];2纳米材料表面能够进行化学修饰,从而与dna进行特异性吸附,去除样品dna溶液中的pcr抑制物质,如有机溶剂、去污剂、金属离子、染料等;3纳米粒子表面功能团数量可以控制,获得所提取dna溶液的浓度信息,实现定量的要求;4磁性纳米材料可以通过特殊的合成工艺,使其具有超顺磁特性,因此能够通过仪器进行自动化操作,满足数据库建设大批量样本提取的需要,减少人为因素影响[14];5用时少,操作简单,适用于大多数生物检材。对于经验较少的初学者而言,按照简单的程序化操作,也能够获得满意的dna提取结果;6价格低廉,便于广泛应用。由于纳米材料合成采用的都是低价无机和有机原料,无须特殊的仪器设备,使得最终的合成和研发成本都很便宜。 dna鉴定技术作为法医鉴定的重要手段,它的科学性和实用性已得到广大司法部门和社会各界的一致认可和高度重视。目前运用dna技术在刑事案件以及各种案件中进行检验已经是常用手段之一。而以上介绍的技术也只是整个鉴定技术的一环,样本的收集、str分型等一系列步骤的每个因素都可能影响dna分析结果。不过相信在科学技术迅猛发展的今天,国内外学者会研究出更多更灵敏,更简便,更经济的方法,来未法医学界或者更大的领域服务。 医学技术论文:现代教育技术在地方医学院校药学教育中应用的研究与实践 随着科学技术的迅速发展,人类积累的知识量越来越多,知识更新的速度也越来越快,促使教学手段的不断更新。多媒体教学以其课堂信息量大、题材丰富形象、形式活泼多样等特点,在地方医学院校得到了广泛的普及。药学学科中大部分主干课程内容繁多,仪器结构复杂,原理抽象,涉及应用面广,如有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学、药物化学、生药学、药物分析、药理学等课程,使得课程的学习变得困难,也为教学工作提出了更高要求。多媒体和网络技术的运用有着其它教学手段所无法比拟的优势,突破了传统的教学手段和教学思想,使教学更加灵活、有效和充满吸引力。因此,如何使多媒体技术在网络环境下更好地为现代药学教育服务,是当今药学教育改革的方向之一,本文试图通过理论和实践来探索基于现代教育技术的药学教育教学的模式。 1 现代多媒体技术在药学教学中运用的特点 教育手段现代化的有效性,是教师探索课堂教育方法、手段的方向。要在40min的课堂教学中提高教学的效益,进行高密度、高容量的教学,多媒体的应用势在必行。 1.1 多媒体教学的优点 1.1.1 提高学生思维能力,增强教学效果 药学教学需要立体形象思维,而多媒体在信息处理方面是极为丰富的,能把多种信息的不同表现形式通过声音、图形、动画、视频、文本同时展示于学生面前,使学生能从中体验形象与抽象的关系,这非常符合药学教学的需要。多媒体课件的应用,代替了一幅幅粗糙的挂图和一具具笨重的模具,其多变的画面、生动的形式、丰富的内容、图文并茂的表达方式,有利于学生思维的发展,大大提高了教学效果。 例如,在《药理学》中讲解治疗高血压药物的作用机制时,通过图片动画展示有的药物作用于血管,通过扩张血管降压,有的药物作用于肾脏,通过利尿降压,还有的作用于血管紧张素等等,这样的图片动画,使药物作用的部位形象化,作用机制也更具条理性,同学观看时,再结合教师课题讲解,使学生的认识从抽象一具体一抽象的过程中达到对知识的深刻理解。 1.1.2 提高学生学习的主动性和兴趣,提高课堂教学效率 多媒体教学提供比课本更丰富的形式多样的多媒体素材,使原先抽象的不容易理解的内容通过多媒体形式生动、形象具体的表现出来,使学生一看就懂,一看就通,如《仪器分析》课程中,在讲解高效液相色谱仪时,通过网上找到的流程图动画或制作虚拟实验室软件,不仅清楚地展现了样品进入色谱柱是如何被吸附、洗脱、分离的,而且展现了仪器使用的操作过程及注意事项,课件直观又易懂,还能挖掘出学生的思维能力,教师授课轻松,培养学生学习兴趣,激发学习主动性,提高课堂教学效率。 1.1.3 交互性强,提高学生的学习能力 多媒体教学具有交互性,学生主动地介人到教学活动中来,学生在学习中可以根据自己的能力和兴趣去自由选择学习内容,自行调整学习进度,自我选择适合自己的不同难度的教程,变过去单向被动的接受学习为双向主动的学习。多媒体课件可应用于学生的复习和自学,其良好的界面、良好的交互性,可实现教育的个体化。学生可选择学习内容,对于没有掌握的内容,可反复演示;对于新的内容,便于学生自学。如在课件中增加测试内容,在一个章节学习结束后,还可通过测试了解学生对所学知识的掌握程度。可使教学从灌输变为主动学习,从而有效地发挥主观能动性,提高学生的学习能力。 1.1.4 对药学实践课程示教的补充 药学是一门实践性很强的学科,我校药学专业的学生必须掌握药学的基本操作技能。然而往往由于实验经费不足、仪器配备不够等客观条件制约,无法让每一位同学亲自动手操作,特别是分析仪器的操作,对操作人员的掌握能力要求较高,造成理论与实践脱节。多媒体技术的应用,可以在一定程度上作有益补充。通过建立各种药用植物形态、药用植物微观结构图像库,建立虚拟实验室,学生随时可以学习,在学生实习前的培训时,可以通过在模拟企业的各生产工艺、岗位等环节上进行充分的操作演练,有助于学生对实习生产整个工艺流程快速认识与掌握。 2 现代教育技术在我校药学教育中应用所取得的成效 药学学科教学设置包括药学基础学科和药学专业学科,这些学科课程特点是:理论知识涉及的化学专业、药学专业知识面较多,课程内容繁多,实践性强,课时有限,诸如有机化学、分析化学、药物化学、生药学、药物分析等。传统的教学方法使得学生们在学习过程中,感觉难以理解和掌握,特别是学习植物形态、分类知识、植物解剖部分的知识,药物的化学结构及构效关系理论,仪器结构及原理时感觉非常抽象,很难接受。因此学习的积极性受到了一定的挫伤,大部分学生仅仅是为了应付期末的考试,主动学习、自觉学习的很少。为了适应药学学科的不断发展和药学教育改革的需要,我们从2002年开始,将多媒体及网络技术引入到药学学科教学改革中,如药学相关课程的授课课件、实践教学及实习基地建设等,有目的、有计划地进行了一些尝试,经历5年多教学实践,摸索了一定的教学经验,取得了一定的成效,主要表现在以下几个方面。 2.1 多媒体课件的设计 2.1.1 基础化学课件的设计 在基础化学的教学中,常有原子结构和分子结构的教学,如有机化学的教学,传统的教学模式介绍s、p、d原子轨道和杂化分子轨道的模型时,通常采用挂图、模型在课堂上作演示,由于挂图不能长久使用,若不能及时更换也将影响教学效果;而现在理论课大多在大教室授课,模型相对较小,演示时大部分学生看得不清楚,影响教学效果,给学生的学习带来了较大的困难。将多媒体技术运用于基础化学教学,极大地改变了传统的教学模式,我们运用cs chemoffice制作了s、p、d原子轨道的三维模型、部分杂化分子轨道的三维模型等,学生不仅可以清楚地看到原子、分子轨道的三维模型,还能从各个角度观看原子、分子轨道的动态三维模型,从而使原子及分子结构的教学变得直观、生动、有趣。药学院有机化学课件制作获广西多媒体课件大赛三等奖。 2.1.2 开发设计虚拟实验室 利用多媒体开发设计语言vb及动画制作工具flash mx开发设计分析天平、气相色谱、高效液相色谱的虚拟实验系统应用软件,可用于教学、演示、练习及实验考核。这些软件与传统的实验方式最显著的区别在于它具有极强的交互性、自适应性及集成性。它的交互性创造了一个人性化的实验环境,使学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习和操作,从而极大地提高了学习兴趣。自适应性打破了时间、空间上的限制,只要在一台计算机上通过校园网就可以自如地去学习与操作,无须担心因操作失误而损坏仪器。它的集成性是使教、学、自测和考核等功能融为一体,获得事半功倍的功效。学生通过“错误查询”按钮,可及时发现操作错误,以便纠正。我们自2004级药学本科起用于实验教学中,深受师生的欢迎,大大提高了实验的教学效果和教学质量。 2.1.3 建立多媒体实验教学平台 在此基础上,开展药剂学、生药学等实验人机互动实验教学平台,编制了cai课件,建立了多媒体实验教学系统,保证在实验教学过程中实验教师的示范手法、实验手段、实验过程及结果观察等通过屏幕实时展示,并可根据学生的实验需要反复播放,使复杂的实验仪器原理、操作步骤简单化、图像化、形象化;结合动画制作生产工艺流程、设备流程和设备结构原理,较好地再现了药品生产的过程。 2.2 模拟实习前的岗前培训,提高药学专业学生专题实习的质量 到目前为止,我们与广西、广东、北京、湖南、湖北等地的近60家科研机构、制药企业、医疗机构、医药公司建立了学生实习联系,并在33所区内外的实习点挂牌,建立了稳固的实习联系。针对实习单位的需求,为了让学生更好地了解实习单位的工作流程、操作技术及技能、管理规定等内容,我们在制订2011届药学本科学生的培养方案中加大了见习时间,增大学生对实习单位的直观认识,提高学生的实习效果。如学生到制药企业实习前,结合企业机器检修和上新设备时,让学生进厂参观实习,同时,制作实习前的仿真软件,基本与生产的环境一致,使人一目了然,学生可以通过在模拟企业的各生产工艺、岗位等环节上进行充分的操作演练,有助于学生对实习生产整个工艺流程快速认识与掌握。而且,我们利用网络技术建立与加强与实习基地的联系,及时了解学生在实习过程中的表现,学生专题实习的质量及存在的问题,并及时与实习基地沟通、协调与解决,不断地调整教学计划和教学内容,适应地方经济发展对药学专业人才的需求。 2.3 设计课程教学案例,改革教学方法 我们已初步形成药学网络实践教学的平台,在教学的过程中可以根据课程实践内容的特点,选择相应的教学方法。以我校药学院药物化学课程为例,该课程按照能力划分为基础能力、应用能力和综合拓展能力三个模块,针对不同的能力模块,设计相应的学习情境,选择合适的教学法。如在基础能力模块中,重在培养学生掌握药物化学的基本操作技能,多采用实验教学法,教师与学生共同参与;在应用能力模块中,以学生为主体,教师引导学生完成专题项目任务,采用行动导向的项目教学法,提高学生的实践能力;在综合拓展能力模块中,对学生的综合能力提出更高要求,采用行动导向的协作,反思教学法。在各类能力模块中,将多媒体和网络技术充分应用于教学中,培养学生能够独立设计实验,分析问题和解决实际问题的能力。 3 建立药学专业网络教学体系 现代教育技术在我校药学教育中应用所取得的成效凸显,但多媒体教学的实践中仍存在不足之处,需要不断建设和完善。如学校多媒体设施投入不足,硬件环境需要改善;课件的设计流于形式,缺乏灵活性和多样性,教师利用多媒体进行教学的整体水平有待提高。针对以上存在的问题,我们从以下三个方面逐步完善药学专业网络教学体系。 3.1 提高多媒体课件制作的针对性、实效性和系统性 提高多媒体课件制作的针对性是指针对学生基础知识的实际水平和可接受的程度,根据教材相关章节的具体内容以及课时限定的时间确定,捕捉与识别有效资源并加以利用。例如,在《药剂学》中讲解片剂的制做过程时,我们应充分利用网络资源,查找压片机的使用功能宣传片,结合gmp车间生产片剂的全过程的模拟软件,给学生直观的感性认识,有助于学生理解药物从原料到制成成品的全过程,使书本抽象的讲解转变为实际操作,降低了学习的难度。 提高多媒体课件制作的实效性是指在多媒体教学课件制作与运用的实践中要适度、适量、适时,从科学性原则出发,对教学内容的选材、例证追求典型性和代表性。不为追求美观而违背客观事物的真实反映。在表达方法上,采用比较、分类、归纳、分解、演示和模拟仿真等科学手段来表达丰富的教学内容,提高课堂教学效率。将课件制作中常用的photoshop、adobe audition、imageready、3d studio max、softimage 3d等创作方法、技术与教师讲授有机结合,以讲授为主,多媒体教学为辅,注重师生互动,做到人机之间既要有合作,也要有分工,最大限度地调动学生的学习热情,完成教学目标。 提高多媒体课件的制作系统性是指组建学科课件资源要做好长期规划,一方面要遵循教学大纲相对稳定的基本要求,以学科知识体系为纲,搭建框架,将课程内容以模块的形式分门别类;另一方面结合学科发展前沿,从现实需求入手,由点到面,逐步完善。 3.2 加强药学类精品课程的建设 精品课程建设是“质量工程”的重要组成部分。根据《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》的要求,注重使用先进的教学方法和手段和重视教材建设是精品课程建设要重点抓好的两个方面工作。加强药学类精品课程建设时,重点在构建课程体系、组织教学内容、实施创新与实践教学、改革教学方法与手段等方面进行系统配套的改革;安排教学内容时,要将授课、讨论、作业、实验、实践、考核、教材等教学环节作为一个整体统筹考虑,充分利用现代化教育技术手段和教学方式,形成立体化的教学内容体系;重视立体化教材的建设,鼓励和推荐教师参加立体化教材的编写,加强基础课程教材、教学参考书、学习指导书、实验课教材、实践课教材、专业课程教材配套建设,加强计算机辅助教学软件、多媒体软件、电子教案、教学资源库的配套建设。目前,我们已建立了《药物化学》、《药物分析》、《药理学》、《生药学》、《分析化学》、《药剂学》、《物理化学》、《有机化学》精品课程网页,其中《生药学》和《分析化学》为广西省精品课程。我们编写出版的《大学化学实验》教材,是一本立体化教材,以应用型医药专业学生为主要对象,含化学基本技能实验、化学基本方法实验、设计实验、研究实验四个层次,其特点为“一体化、多层次”,密切结合医药专业的应用需要,精选、重整、相益而彰。该教材为形成《大学实验化学》书面教材与电子教案、电子图书、cai、试题库、网络课程、资料库等网络出版物有机配套,构建教学平台,因此获得“十一五”第一批广西高等学校优秀教材称号。 目前,我们正着手开展“药学一体化实验教学”项目,将药物合成、药物制剂、药物分析、药理学、药物动力学的实验融为一体,以扑热息痛实验为例,从扑热息痛的药物合成,扑热息痛颗粒剂的制作,到扑热息痛颗粒剂的质量检测,用药动学方法测定扑热息痛血药浓度计算口服给药的参数,最后研究扑热息痛镇痛的药理活性,使学生经历药物研发全过程。综合性、设计性实验训练提高了学生综合运用各学科知识的能力,巩固了药学基本技能,培养学生的创新思维,让学生成为学习的主角。 3.3 师资队伍的建设 师资队伍培训是实施教育信息化工程的重中之重,是否拥有大批掌握并能应用现代信息技术的教师是推动教育信息化的关键。基于现代技术的药学教育是以计算机技术为核心的信息技术,这就要求教师不仅能够将其作为辅助教学的演示工具,还要能实现信息技术与学科教学的融合。要实现这种融合,就需要对教师进行现代信息和互联网应用等多方面的培训。学校采取送出去和请进来的方式对教师分阶段、分层次进行培训,注重提高教师使用计算机的实际操作水平,培养教师自己设计制作课件的能力及网上操作能力。学校一方面对教师进行观念转变,组织教师外出参观示范课、欣赏优质课件;另一方面对全体教师进行计算机操作能力的全员培训,使每位教师都能熟练地进行单机教学。同时激励教师利用多媒体、网络技术进行备课和教学,提高教学课件的质量。在信息化教学模式下,传统的教学思维逐步转变,现代教育技术已渐渐融入教师的教学活动当中,逐步建立“以学生为中心”的教学观念。 4 结语 现代教育技术在未来的教育中必将普及,发展和完善则是我们面临的主要任务,无论在人力、技术,还是物力上都必须进一步增加投入,但现代教育技术毕竟只是教学的辅助手段,只能充分利用而不能完全依赖,只有当良好的教学基本功和丰富的现代教育技术完美结合时,教学水平才能不断提高,教学质量才能得到有效保证。 医学技术论文:医学检验技术的综合技能训练 一、综合技能训练课程设计 1、训练项目 在充分听取专业建设指导委员会意见的基础上,结合用人单位调查问卷和本专业实训中心现状,确定血糖测定、血脂测定、肝功能、肾功能、血常规、凝血检查、尿常规、粪便常规及隐血试验、乙型肝炎病毒5项测定、临床常见标本的细菌学检验等综合技能训练项目。 2、实施过程 (1)课前准备 学生按3~4人划分为一个小组,实训前教师将实训项目布置给学生,并提出与该项目有关的问题,例如:血常规检验标本的采集方法及注意事项,检测内容及各项检测内容的临床意义等。学生根据老师提供的问题,认真阅读教科书,利用图书馆、网络资源等进行自主探究学习。 (2)技能训练 每个综合训练项目由小组成员分别扮演不同的角色共同完成,整个过程模拟临床检验工作流程。如综合实训项目“血常规检验”,小组成员中有的扮演患者,有的作为采血人员,有的进行检测操作,有的负责结果分析与审核。整个技能操作严格按照《全国临床检验操作规程》(第3版)进行。如果遇到结果异常,检验人员要对整个过程进行回顾分析,是操作者的问题还是其他原因。在排除检验人员自身原因后要及时询问患者病史,并且对患者血液进行涂片镜检。 (3)课后总结 每次实训结束后,教师引导学生共同对检验项目的目的、原理进行阐述,并对结果进行认真分析,要让学生知道结果的分析和总结非常重要,比如血常规中白细胞检测结果异常可能是由细菌感染引起的,也可能是由病毒感染引起,也可能是白血病引起,这就需要学生运用所学的知识综合分析实验结果,不能草率地就把化验单发放出去。教师总结完毕后由学生分组讨论,总结整个操作过程中的经验与教训。 3、考核方法 建立科学合理的实践教学考核体系,对深化实验教学改革,提高实验教学质量,培养学生实践能力和创新精神具有重要的指导意义。实训技能考核既是对学生学习效果的检测,也是对教师授课质量的反馈性评价。为了更好地对学生整个综合实训过程进行评价,邀请行业专家参与制订各个综合实训项目及考核评分标准。综合实训课程结束后,教师对这些项目进行编号,学生抽签确定考核项目,综合实训技能考核以学生动手操作为主,采用全过程评价方式,实训成绩的评判严格按照评分标准进行,而不是以最终的实训结果而确定。考核不合格的同学,利用实训室开放加强训练,然后进行补考。 4、综合实训效果 综合技能训练提高了学生综合运用知识的能力,毕业生质量跟踪调查问卷显示,用人单位对这项改革给予了充分的肯定。 二、讨论 医学检验技术是一门综合性、技术性、实践性很强的学科,实践是医学检验得以发展和创新的基础。但是,传统的实验教学多是一些验证性、重复性的内容,实训项目没有放在整门课程、整个专业要求的全局中。这种实训教学模式,很难使学生综合运用所学的知识去分析问题、解决问题,最终导致了理论与实践、教学与临床的脱节。 1、综合技能训练有利于提高学生综合运用知识的能力综合技能训练是以检验程序为核心模拟临床检验工作流程,训练学生综合运用临床检验基础、生物化学检验、免疫学检验、微生物检验、血液学检验等知识和技能,对模拟患者实施标本采集、处理、检测及结果的审核和发放,整个过程由学生独立完成。综合技能训练是学生对所学知识进行综合运用的一次全面的强化训练,使学生在知识和技能学习上获得双丰收。只有专业理论和技能并重,才能成为合格的检验师。 2、综合技能训练规范了学生的操作技能综合技能训练安排在医学检验技术专业学生各种单项训练完成之后,这样能再次强化和规范学生的各项操作技术,对学生参与临床实习起着重要的作用。 3、综合技能训练提高了学生的团队协作能力在综合实训过程中,需要小组各个成员分工合作,团结协作,共同完成实训的整个过程。学生在相互学习中共同提高,同时也培养了他们之间的团结协作精神,为今后从事临床检验工作奠定了坚实的基础。 4、综合技能训练有效地实现教学与临床工作的对接综合技能训练模拟临床检验工作流程,强调了知识、技能在实际工作中的综合运用,经过实习前的综合训练,学生不仅掌握了临床检验基本技术,了解临床检验实际工作的过程,而且加强了实践教学与临床实践的紧密联系,实现了教学与临床的“零距离”对接。综合实训改变了学生在进入实习岗位后因进入角色慢而不受欢迎的被动局面,对学生的顶岗实习有很大的帮助。从毕业生质量跟踪调查问卷显示,用人单位对我们的这项改革给予了充分的肯定。 5、综合技能训练对教师提出了更高的要求综合性实验开设过程中,对教师的整体素质提出了更高的要求.学生会遇到比常规教学更多的问题,需要教师随时指导,同时对实验室人员和实验室管理的要求也相应提高。综合技能训练使多门专业课程的实践教学朝着专业一体化的方向发展,这就要求教师全面提升自己的专业知识与技能,加强各专业课程间的融汇与贯通。医学检验技术发展迅猛,一成不变的教学模式和教学内容是不能满足当今社会需要的,因此教师需要定期到各大医院进修,掌握最新的检验技术,丰富临床经验,不断提高实践能力,避免教学与临床脱轨。在医学检验技术专业中开设综合技能训练对提高学生综合运用知识,规范操作技能、提高团队协作能力,实现教学与临床工作对接方面有重要的作用,同时对教师也提出了更高的要求。 作者:代荣琴 侯振江 陈洋 刘玉枝 李红岩 单位:沧州医学高等专科学校医学技术系检验教研室 医学技术论文:探求临床医学检验技术质量管制的完善 1临床医学检验技术质量管理存在的问题 1.1临床医学检验技术人员及临床医师之间的沟通较少 临床医学检验技术人员及临床医师之间的沟通较少是当前存在的主要问题。检验科室也包括不同的分工,有的分工需要与临床医师沟通。就以检验科技师的工作职责来说,他们不仅负责所用专业仪器设备的调试、鉴定、操作、建档和维修保养,更是需要负责血液质量检查和储备工作,参加发血、实验检测、血型鉴定、交叉配血和成分制备。而这些工作都需要与临床医师沟通,具体了解血型等相关问题。有这样一些状况,检验人员在检验工作中总是指望临床医师能及时跟上检验科推出新检验技术的步伐,而临床医师并不愿积极去尝试,在某种程度上就容易导致不良的医疗合作关系的产生,从而容易出现医疗缺陷并引发医疗事故发生。 1.2临床医学检验技术质量管理机制执行力差 临床医学检验技术质量管理机制执行力差是存在的关键问题。很多医院的检验科都设置了相关的质量管理机制,这些机制对于工作人员的岗位职责及工作流程都有一定的规定。但是临床医学检验科工作人员在实际的工作运行中,并不能够真正落实制度规定的内容,严格最终质量管理制度。比如,在相关技术人员负责对血液及成分的化验检查等各项技术进行检查和监督的过程时,需要精确记下相关的记录,但是个别技术人员在数据记录过程中存在着误差。在进入实验室的时候,制度明确规定,所有人员需要穿上工作装,但是有个别人员不对自己进行规范,而直接进入实验室。 1.3临床医学检验技术质量管理的考核较少 临床医学检验技术质量管理的考核较少是存在的重要问题。技术质量管理的考核工作开展得好,能够督促工作人员做好质量管理。但是实际上,其更关注的是检验技术,很少会开展这方面的考核。另外,目前临床医学技术质量管理考核制度也不完善,质量管理的考核结果不与技术人员的奖金、职称等挂钩,都存在一定的弊端。 2解决临床医学检验技术质量管理问题的对策 为了更好地解决临床医学检验技术质量管理的问题,下面,笔者就从以下几方面就其对策进行分析。 2.1培养临床医学检验技术质量管理意识 培养临床医学检验技术质量管理意识是解决临床医学检验技术质量管理问题的前提和基础。只有从主观上意识到了临床医学检验技术质量管理的重要,才能够在日常的行为中做好关于质量管理方面的工作。培养质量管理意识需要从以下方面做好工作: (1)身为相关的领导,要有意识地加强自身学习,通过从检验工作的本色出发,加强急救医学、急救技术知识等相关方面的培训。只有质量管理意识提升了,才能够进一步增强工作职员应对医疗突发事件的应急能力,对新知识、新测定办法、新仪器的操作原理和步骤应实行重点培训,增强检验人员的基本医学知识。 (2)身为检验科工作人员,唯有质量管理意识提升了,才能够时刻督促自己做好工作。不仅要把技术作为工作重点,更是要重视质量管理。 2.2加强临床医学检验技术人员与临床医师的沟通 加强临床医学检验技术人员与临床医师的沟通是解决临床医学检验技术质量管理问题的重要措施。检验科的工作与临床科室有着较为密切的联系,因此,检验科工作人员要进一步加强和其他临床科室的沟通,熟悉不同疾病的试验室查看本色和疾病的诊断标准,理解临床常见病例和高发病例的相关医学知识,进一步积累临床工作经验,提升专业技能水平。从临床医学的角度来看,检验科的重要工作就是为临床一线医生提供里相关的检验数据,能够进一步为决定诊断、判定疗效、查明病因、施行临床医学研究等提供参考。为此,临床科室医生们的意见就成为检验科检验人员改进工作的关键,强化与临床医师的沟通。 2.3加强临床医学检验技术质量管理机制的执行力 一般来说,检验科需要建立和完善医疗质量管理体系和检验技术质量保证机制。在今后的工作中,检验科工作人员要严格按照规章制度行事,管理小组要严格按照医院医疗质量管理制度对检验人员工作的质量进行监控,确保检验工作标准化、流程化、质量化。比如,对于仪器的设备和维护就要严格按照制度来做,在使用仪器前,对仪器进行认真检查,确保不出现问题。在仪器使命之后,对仪器进行维护,把试验中的仪器误差值尽量降到最低。 2.4加强临床医学检验技术的考核 加强临床医学检验技术的考核能督促检验科工作人员做好工作,最好是将考核的结果与其待遇、职称等挂钩,真正让他们能够重视质量管理,并全身心投入其中。需要进一步加强对检验科的具体管理,不定期地对检验科人员进行检验技术质量的考核和监督。需要注意的是,要注意到整个检验过程中检验技术质量的考核。 综上所述,临床医学检验技术质量管理是检验科的重要工作,笔者就结合自身的工作经验,从培养临床医学检验技术质量管理意识、加强临床医学检验技术人员与临床医师的沟通、加强临床医学检验技术质量管理机制的执行力及加强临床医学检验技术的考核等方面进行介绍。在今后的工作中,要进一步做好临床医学检验技术质量管理工作,确保检验科工作顺利开展。 作者:王瑛 单位:南县妇幼保健院 医学技术论文:医学检验临床技术的提升研究 1医学检验临床技术的提高 1.1临床医学检验技术现状分析。 现代临床医学检验技术的发展中多学科渗透、配合,以完成临床医学诊断对检验工作的要求。作为一项综合性应用学科,任何单项学科的技术发展都对检验工作有着极大的促进作用。化学、物理学、光学、生物学等学科中,现代科技的应用为临床检验技术的发展提供了坚实的基础支持,也使得临床医学检验技术成为了现代医学领域发展最快的学科。目前,临床医学检验不仅应用于临床的诊疗,同时还在卫生预防、保健、康复等活动中有着重要的应用。目前,我国临床医学检验工作在机构设置、规模建设、普及率以及技术应用等方面都有了质的飞跃,临床检验科室成为了医院机构的基本构成单位。针对临床医学检验需求,应首先了解临床检验技术应用需求。在此基础上加强技术控制与管理、强化临床检验科室的管理、强化检验质量的控制与评测、强化新技术应用评价等工作。 1.2临床医学检验技术应用问题分析。 目前,我国临床医学检验技术应用中,多以检测技术规范为基础开展临床检测工作,但是由于缺乏统一的标准化管理,实验室设置、仪器标准化配置、制剂管理以及科室管理等仍存在需要改进的地方。另外,新技术应用过程中对临床检验人员的专业知识、学习能力等也提出了新的要求。这些都需要现代医疗结构针对临床医学检验技术发展及应用情况进行完善,通过问题的发现、解决方法的提出、解决方法的应用以及效果评价等工作促进临床检验事业的发展、促进临床医学检验技术的发展。 1.3鼓励医学检验设备企业发展,促进医学检验临床技术的提高。 在现代临床医学检验技术发展中,临床医学检验设备的发展具有重要的推动意义。因此,加强对医学检验设备企业的扶持、鼓励医学检验设备发展,能够促进医学检验设施生产企业经济效益的提升。通过政策扶持、利税扶持等,使医学检验生产企业能够提高综合市场竞争力,进而使设备生产企业具有更强的实力进行设备研发,以此促进医学临床检验技术的发展、促进我国临床医学检验事业的发展。 1.4以临床医学检验科室管理为基础,促进临床医学检验技术的应用。 为了促进临床医学检验技术的应用,鼓励临床医学检验技术的发展,我国医疗管理部门应在传统检验规范基础上,加强统一标准的出台。以统一的规范、标准指导临床医学检验科室的建设与管理,以此保障临床医学检验工作质量。同时,通过对人员素质的考核规定、人员在职学习规定等硬性标准的,保持临床医学检验工作人员的专业知识水平及先进性,促进临床医学检验技术的应用。针对现代临床医学检验技术的发展,新技术应用及新设备应用中还应加强与设备厂家的沟通。针对新设备、新技术应用中可能存在的问题制定应对预案,保障临床医学检验新技术应用的基础。 1.5加快临床医学检验成果的转化,促进临床医学检验技术的发展。 在临床医学检验技术发展中,各大院校及科研机构是临床医学检验技术发展的重要动力。但是,受市场经济因素影响,许多临床医学检验技术的研究成果并未实现产品化。这在很大程度上影响了我国临床医学检验事业的发展,影响了临床医学检验技术的发展。针对这一问题,现代科研机构及各大院校应加强成果的宣传与转化。针对一部分企业缺乏专利、成果转让费用的情况,研究机构可以采取技术入股等形式进行科研成果的转化。通过技术入股降低科研成果转让门槛、同时开拓院校、科研机构研究经费来源,促进研究工作的进一步开展。 2以经验交流为重点,促进临床医学检验技术的发展 临床检验人员是临床医学检验技术应用的一线人员,他们对临床医学检验技术实际应用中存在的问题、解决措施及发展方向有着极大的发言权。但是,在目前的临床医学检验技术研发中,由于缺乏这类人员的参与,导致了许多技术实际应用操作性不强、时效性不强等问题。因此,我国临床医学检验技术研发单位应在临床医学检验技术研究中,加强与一线检验人员的经验交流和技术交流。通过交流活动使技术研究人员了解检验技术的实际应用情况,以此为基础提高临床医学检验设备操作的便捷性。同时针对临床医学检验工作快速检验的需求,加强研究工作中检验时效性的应用,提高临床医学检验新技术的发展水平。 3结论 综上所述,现代临床医学检验技术的发展对提高临床诊疗效率、提高临床诊断准确性有着重要的意义。随着我国医疗体系的健全、医疗工作开展中对临床医学检验工作的需求,我国临床医学检验科研机构以及仪器设备生产企业应加快研发脚步。以自主知识产权为基础,提高我国临床医学检验技术水平,促进临床医学检验事业的发展。 作者:徐平 王林涛 单位:山东省平度市田庄镇卫生院 医学技术论文:论医学检验技术专业的教学改革 一、医学检验技术专业发展趋势 医学检验是一门综合性的边缘学科。因此,有必要建立其自身的理论发展体系,重点研究自动化技术、形态学检验技能、生物安全操作技术。医学检验技术的发展,特别是检验仪器的迅速发展,使生化、临床、免疫和微生物检验中的部分项目已实现了全自动或半自动化。一些新型检验技术(如生化检验中的酶促速率法分析技术,临床检验中的干化学试纸条法检测,免疫检验中的放射免疫,酶免疫及化学发光,微生物检验中的全自动鉴定技术和以聚合酶链反应为代表的分子生物学新技术)使检测方法的灵敏度不断提高,特异性增强,检测结果更加准确可靠。检验技术装备日趋专业化、精密化,检测项目逐步增多,使临床疾病的诊断对医学检验项目的依赖愈加明显。临床检验已由单纯的辅助性技术工作变成直接参与临床诊断、科研和医疗决策的手段,对疾病的诊断、治疗监测和预后评估都起着越来越重要的作用。自动化仪器检验虽具有速度快、重复性好、干扰因素小、可批量测定、便于室内质控和评价等特点,是医学检验技术发展的主流,但其忽略了标本的形态学观察,漏检、误诊时有发生。实践证明,无论仪器多么精确、多么自动化,也不能完全取代具有诸多形态学成分的显微镜检验,因为它不可能有完全的思维鉴别能力。因此,形态检验技能是医学检验人员必备的技能和“真功夫”,是任何仪器设备都无法替代的,学校应注重医学检验技术专业学生此项技能的培训。 二、我校医学检验技术专业教学情况及存在的主要问题 我校医学检验技术专业创办已有56年,是学校的重点专业,有一定的办学基础和办学经验,为各地医疗卫生机构输送了大量的医学检验人才。近年来学校在重点专业建设和示范校建设中陆续购入了一批先进的实验仪器设备,使医学检验技术专业办学水平有了进一步的提升,在师资队伍结构和课程设置、校内外实训基地建设、教学方法和手段等方面都取得了一定的成绩,但部分教学仍采用传统教学模式,没有彻底转变专业课程开发理念,表现在仅从医学检验岗位工作任务出发,课程设置与工作实际、就业岗位技能要求联系不紧密等方面。另外,出于学校教学经费和成本的考虑,压缩了学校实践教学及临床见习的课时,理论教学过多,实践教学课时相对偏少,检验职业岗位能力在教学中未得到充分重视。同时,还存在部分专业核心课程师资匮乏、教学内容与临床实际脱节、学生接触临床较晚、适应性有待提高等方面的问题。 三、中职医学检验技术专业教学改革 1人才培养模式改革 为适应医学检验行业飞速发展和检验医学分工细化的发展趋势,医学检验人才培养模式改革势在必行,医学检验技术专业培养目标有待进一步明确,人才培养模式应充分体现中职医学检验技术专业特色。学校应重点培养学生的实验操作技能,使学生适应实验仪器操作、血液标本采集、实验室质量控制和常用试剂配制的岗位需求,具备自动化和微机化实验仪器设备操作维护方面的知识,成为医学检验行业技术熟练的人才。 2专业课程设置与课程标准改革 按照教育部的有关规定,中职学校应以能力为本位,突出应用性、实践性,科学地建立课程体系。(1)以就业为导向、以职业能力为依据,构建理论知识以“必需、够用”为原则,基础理论以“应用”为目的,围绕应用能力和职业基本素养培养,强化综合能力的课程体系。医学检验技术专业学生在校初期突出医用化学和计算机应用基本知识、基本技能的学习,掌握基础医学和临床医学的基本理论知识和临床疾病诊疗基本知识。(2)在专业理论学习方面,根据本专业职业岗位群所需知识、能力结构的基本要求,按职业导向、项目引领,删去陈旧内容,重新整合教学内容,并在原有课程体系中增设与地域职业特点和职业岗位需求相关的课程,如艾滋病护理及职业防护、医学统计方法等。(3)在实践教学方面,以全面提高学生动手能力和综合分析、解决问题的能力为目标,对各门核心课程内容进行筛选,删除陈旧和重复内容,按职业导向设置实践教学课程,按职业岗位工作流程设计综合实验及仿真实训,使学生学习在未来职业岗位,工作在学习环境,真正实现教、学、做一体化和理论与实践的零距离。实行早期临床见习,着重培养学生适应医学检验技术专业及相关领域职业岗位所需的技能。 3专业教学改革 3.1教学理念的更新与教学模式的探索 以就业为导向、岗位能力为引领的任务驱动式教学模式将成为现代职业教育教学体系的核心。围绕这个核心,我校的做法是:第一学年以培养职业人文素质为主,第二学年以培养岗位核心技能为主,第三学年以培养岗位综合能力为主,循序渐进推进,通过校内外实训基地的认知性实践、模拟和真实岗位实训及顶岗实习,培养学生的职业岗位技能,提高专业理论水平和实践教学质量。 3.2教学方法的创新随着教学改革不断深入,改革和创新 教学方法以适应职业导向、项目引领、任务驱动的课程教学模式势在必行,减少纯理论教学,改革实验教学方法,减少演示性、验证性实验,加强实际操作训练;聘请行业专家承担一定教学任务,共同参与教学探索与实施,采用多种教学方法,如立体式多媒体教学、项目式教学、互动式教学、案例分析式教学、情景式教学、知识竞赛式教学、讨论式教学等,通过设置一个项目或工作任务提高学生分析和解决问题的能力,让学生参与试剂配制、实验器材准备、预实验等,课余时间开放实验室,并配备专业实训教师辅导,让学生有更多的时间参加操作能力训练,使教学紧密联系临床而又生动有趣。 3.3考试及评价模式的改变 考试是教学活动的重要组成部分,是检查教学质量的重要手段,是评价学生学习,检查教师教学情况、教学水平以及评估教学效果的主要依据。为加强教学管理,提高教学质量,对学生职业能力的评价,除学校评价外,还应增加用人单位和社会评价。 3.4编写理实一体化的校本教材 对三年制中职医学检验技术专业学生而言,要在两年学校学习期间掌握扎实的专业基础、专业理论知识和基本的专业操作技能,学校就必须充分发挥教、学、做一体化的作用,对各核心课程内容进行整合,编写具有中职医学检验技术专业特色的综合技能实训校本教材。这样可使核心课程专业技能相互衔接,达到强化专业技能、缩短适应临床职业岗位时间的目的。 3.5专业师资队伍建设 职业教育对教师提出了更高的要求,师资队伍建设要适应专业人才培养模式改变的需要,按照职业岗位要求,教师不仅应具备扎实的理论知识,还应具有丰富的实际工作经验。因此,专业教师应充实理论知识,定期参与临床实践,了解一线工作情况,积累实际工作经验,提出研究、解决问题的方法;加强专兼职教师队伍建设,聘请行业专家或有丰富经验的专业技术人员作为兼职教师,承担部分核心课程的理论、实践和现场教学,实现专兼职教师教学的相互交叉、融合;通过“走出去、请进来”的双通道途径,培养“双师型”教师,改善师资结构,解决部分专业核心课程师资匮乏的现实问题。制定相应的政策和办法,加强专业带头人和骨干教师的培养。 4专业实训基地建设改革 医学检验技术专业教学,需要有良好的实验实训条件和先进的检验仪器设备,但学校的办学经费有限,无法及时更新临床实验室,所以可走校企合作的办学模式。一方面,接受各医院因为更新换代而赠送给学校的检验仪器设备,一些大型仪器设备可以与医院资源共享;另一方面,加强校内实训基地仿真环境的建设和对外开放,让学生有更多练习实践技能的机会,又可发挥校内实训基地的社会服务功能,作为当地基层医疗卫生机构检验人员的培训基地。 5学生职业素质培养改革 从上世纪80年代起,一些医科大学相继开设了医学检验技术专业,目前二甲以上医院及相关行业的检验科室普遍接受的是医学检验技术专业毕业的研究生、本科生和高职高专生,这使得中职生面临巨大的就业压力,为此,中等职业教育应从学生素质教育入手,加强学生人文素养和心理素质培养,开设职业生涯规划和就业指导课程,帮助学生面对现实,树立正确的择业观,提高学生的就业技巧,增强学生的综合素质和职业岗位能力。 本文作者:葛娟 单位:伊宁卫生学校 医学技术论文:临床医学虚拟技术运用 本文作者:牛俊祝 单位:河南护理职业学院 1虚拟现实技术概况 虚拟现实(VirtualReality,简称VR),又称临境技术,是指利用三维图形生成技术、传感交互技术以及高分辨率显示技术,生成三维逼真的虚拟环境[1]。通俗地讲,虚拟现实就是一种人与通过计算机生成的虚拟环境可自然交互的人机界面。虚拟现实技术起源于美国,目前以风行于军事训练、娱乐、医学、教育、建筑等各个行业。虚拟现实技术的理论基础是建构主义和人本主义学习理论。教育是一个传授知识的过程,通过学习者的亲身经历可以加速这一过程并且巩固所传授的知识,虚拟现实技术是为此而设计的很多方法中最有效的。虚拟现实技术具有不可替代的且令人鼓舞的应用前景,因为它允许学生与现有的各种信息互动,在仿真过程中,学生可以经历不同的时间和空间、可以接触各种仿真物体以及接触虚拟境界的各个部分。虚拟现实技术具有感知性、交互性、构想性等特点,认真分析临床医学教学中遇到的问题和虚拟现实技术的契合点,必将为临床医学教育带来新的生命力。 2目前临床医学教育中存在的问题 2.1临床实践与医学伦理之间的矛盾 众所周知,临床操作中有部分是具有侵入性的,对病人来说,可能会有创伤性和危险性。假如医学生的技能操作尚不规范和熟练,让其直接施行操作,很有可能将对病人构成伤害,甚至危及他们的生命,这有悖于医学伦理。其次,学生多组见习,如果反复检查同一名患者,必然会造成患者的不合作,从爱伤观念和人道主义观念出发,需要有新的教学方法来代替以真人为对象的临床实践教学。 2.2临床技能实践与资源短缺的矛盾 临床医学是一门实践性、规范性、直观性较强的学科,实践教学部分不可或缺。随着近年来高校的扩招,院校有限的实验设备、实验仪器、实习床位等资源不能很好地满足临床医学生的实践需求,师资力量和实验室的运行能力也面临着很大的考验。 2.3医疗风险与带教教师积极性的矛盾 随着社会法制观念的普及,社会医疗需求的增加,医患纠纷日益增加,在对医师尚没有相对科学和公正的法律保护的情况下,要指导医学生在病人身上进行临床技能训练,临床带教老师往往要冒着极高的风险,有些带教医师基于自我保护意识,经常避重就轻,躲避带教。这对提高临床技能教学质量极为不利。 3虚拟现实技术在临床医学教学中的优势 首先,虚拟现实技术在临床医学教学中的应用,既可避免临床医学实践教学对患者的健康造成影响,又可使学生在虚拟的教学环境中以及模拟患者的病情变化中学习医学知识和相关的操作技能,以便在真实的临床医学实践中实现学有所用,不仅使临床医学实践教学的顺利进行得到保障,还可以较高地保证教学质量。 其次,虚拟现实技术提供的无损耗实践环境可以模拟实验、实习的全部过程,改变了传统的教师演示、学生练习的教学模式。学生可在不占用实验室资源的情况下,掌握实验的操作流程,这样就很大程度地节约了实验室资源,有效缓解供需矛盾。 最后,虚拟现实技术可以使医学生在接触临床之前就提前进入虚拟的临床氛围,在虚拟环境中进行模拟操作,掌握必备的基础知识理论,可以使其动手能力得到锻炼,进而避免在接触真实临床环境时出现手忙脚乱的状态,防止造成安全隐患。 4虚拟现实技术在临床医学教育中的具体应用 4.1虚拟人体 美国国立医学图书馆(NLM)早在1985年,就开始进行人体解剖图像数字化的研究,美国科罗拉多州立大学医学院将一具女性尸体和一具男性尸体分别作了1mm和0.33mm间距的CT和MR扫描,然后将尸体冰冻后切成1mm的薄片并照相,经图像重建生成冠状面和矢状面映像,所得图像数据经压缩后,建立了“可视人”,并出版发行了CD盘片[2]。学生可在计算机屏幕上对“可视人”进行矢状面和冠状面的解剖,并且可以缩放局部图像。这一项研究应用对解剖学的教学有着非同寻常的意义。汕头大学医学院于2002年9月引进挪威的综合模拟人(SimMan),主要用于临床技能教学和考核[3]。首都医科大学于2004年引进了美国的HPS和智能型高级综合数字模拟人,率先在国内开展基于VR的急诊医学高仿真模拟教学[4]。学生的诊治操作由计算机评判“,病人”的状况随时改变——或恶化或好转,学生在此过程中可获得真实的临床操作体验。此外,虚拟人体可开展虚拟解剖学、虚拟内窥镜学等学科的计算机辅助教学。 4.2虚拟实验室 虚拟实验室是在计算机加上一组软件和相关的硬件,让使用者在操作这台计算机时就像在操作一台实验仪器一样。很多临床医学教育中的实验都可以在虚拟实验室中开展进行。在“实验室”里,学生有充分的实验自主权,可以仿真实现各种实际中甚至不可视、不可入、不可摸、危险性高的实验,扩宽了教学实验的时间与空间的限制,学生甚至可以“全天候”地开展实验,降低了实验教学对客观物质条件的依赖。虚拟实验室的硬件用来解决信号的输入和输出问题,软件更为关键,它能很方便地改变、增减系统的功能与规模,美国加利福尼亚大学科尔曼实验室开发的EXP软件,就是一个用于神经生理学虚拟实验的基于虚拟现实的多功能软件。应用虚拟现实技术的培训模型是一种较新颖的教学方法,不仅为医学生提供了在校早期接触临床的机会和条件,而且还能使其临床技能操作能力和综合诊断思维能力得到提高,有效激发学生们的学习热情和潜力,较快地掌握临床诊疗实践规律,最后,还有助于学生的职业道德及行为规范的养成。 近几年,在医学教育中,虚拟现实技术的作用显得越来越重要,尤其体现在提高病人的安全性、培养学生的专业操作技能与自信、教育规范化等方面凸显了巨大优势。虚拟现实技术不仅可以提高医学教学水平,还有助于做到客观化考核,但是,它永远不可能取代真正的临床实践,它只是医学生接触真实病人之前的过渡性培训。我们应该适当地把虚拟现实技术和其它教育模式有机结合起来,提高医学专业课课堂的教学效率。 医学技术论文:生物医学在体成像技术作用 本文作者:兰海云 汪爱勤 尹文 单位:第四军医大学基础医学部 第四军医大学基础医学部 第四军医大学中心实验室 在体成像技术的发展及成像策略的不断提高,能够在活的生物体内揭示细胞和分子水平的诸多细微变化,有助于在生物整体、真实的体内环境中高时间分辨率地研究生命过程。针对某一生物过程的带有光学标记的报告基因已被广泛应用于细胞生物学的研究,近年来正被更多地用于在活的动物模型中探究人体内生理机能和疾病的生物学过程。利用荧光蛋白、萤光素酶基因等生物材料标记细胞、病原体和基因,早已被证实是一种在体内设置“检测器”、体外直观检测的非常可行的策略[1]。 1在体生物发光成像技术的原理 通过生物技术将构建的以萤光素酶基因作为标记基因的载体(重组原核表达质粒、重组真核表达质粒或重组病毒),经转化、转染或感染并筛选得到重组病原菌、细胞(如免疫细胞、肿瘤细胞、胚胎干细胞等)或重组病毒(如腺病毒、慢病毒、逆转录病毒等)用于转入小动物;或是将含萤光素酶及调控序列的载体线性化后经显微注射等技术稳定整合于小动物基因组制备转基因动物[2-4]。标记基因的表达可通过多种调控元件进行调控,如靶基因的启动子和增强子等;标记的方法因研究领域、研究目的和实验策略的不同而各异[4],但最终都是在体内组织如血液、肝脏、脑、脾、肾等靶部位因特定生物过程的发生而伴随产生有酶活性的萤光素酶。在注入底物即萤光素的条件下,萤光素酶催化底物反应产生特定波长的光信号,通过成像系统可以直观检测到光信号的产生及变化,实时反映体内发生的生物过程,如基因的调控表达、信号传导、蛋白质之间的相互作用、细胞增殖与分化等。因此,在体生物发光成像技术可广泛应用于分子生物学、细胞生物学、病毒学与免疫学、肿瘤学等研究领域[5-8]。 2在体生物发光成像技术的应用 2.1标记于肿瘤细胞、免疫细胞、胚胎干细胞等,转入体内后进行成像 萤光素酶基因作为一种报告基因,最初应用于体外培养细胞内目的基因的表达研究。在体生物发光成像技术的发展,使其能够应用于在体组织细胞的表达研究[9]。萤光素酶是一类生物发光酶,1种细胞可同时被2种具有不同底物的萤光素酶标记。例如其一可由一组成性稳定表达的启动子驱动,作为内参,反应细胞数量的变化;另一萤光素酶由要研究的组织特异性启动子驱动,其发光信号的变化,在消除细胞数量变化的影响后就可反映特定的启动子在动物体内的表达活性[10-11]。 2.1.1肿瘤及抗肿瘤研究在体生物发光成像技术可直接实时地监测各种癌症模型中肿瘤的生长和转移,并可对癌症治疗中癌细胞的变化进行实时观测和评估,能够无创伤地定量检测小鼠整体的原位瘤、转移瘤及自发瘤。Klerk等[12]研究证实了利用此技术测量肿瘤负荷具有很高的可靠性。Minn等[13]应用该技术进行了乳腺癌肺转移相关基因的研究,他们构建能够表达荧光蛋白、萤光素酶的反转录病毒载体,并稳定转染已获得的不同亚群肿瘤细胞,先通过荧光激活细胞分选术筛选同一亚群内具有相同转染效果(稳定表达外源蛋白即荧光蛋白和萤光素酶,且水平一致)的细胞,并尾静脉注射免疫缺陷小鼠,通过检测生物发光的部位和大小,评价不同亚群肿瘤细胞向肺部位的转移情况及其转移能力,再通过检测细胞内各基因的表达差异来分析肺转移相关基因。Gupta等[15-16]又用相似的方法来研究乳腺癌脑转移相关基因及乳腺癌肺转移过程中分化基因介导的肿瘤再起始,结果再次显示了生物发光成像技术应用于肿瘤及癌转移机理研究领域的优越性。 2.1.2抗肿瘤免疫及肿瘤细胞疫苗的研究用带有生物发光标记基因的小鼠淋巴细胞或基因修饰的肿瘤细胞疫苗,可以检测放射及化学药物治疗的效果,并可寻找在肿瘤骨髓转移及抗肿瘤免疫治疗中复杂的细胞机制。Cayeux等[17]用萤光素酶基因标记基因修饰的肿瘤细胞疫苗来免疫小鼠,而用另一种底物不同于前者的5,6-carboxy-succinimidyl-fluorescein标记该小鼠内一种与肿瘤相关的免疫细胞,通过2种不同的标记研究了基因修饰的肿瘤细胞疫苗免疫小鼠后抗原递呈、免疫细胞之间的相互作用及不同免疫细胞在体内免疫过程中的作用。 2.1.3药物促肿瘤细胞凋亡的研究当萤光素酶与抑制多肽以融合蛋白形式在哺乳动物细胞中表达,产生的融合蛋白无萤光素酶活性,细胞不能发光,而当细胞发生凋亡时,活化的caspase-3在特异识别位点切去抑制多肽,萤光素酶活性得到恢复,由此可用于观察活体动物体内的细胞凋亡相关事件。细胞凋亡时被激活的caspase-3/7与DEVD-氨基萤光素(aminoluciferin)特异结合而被酶解为氨基萤光素,它可被萤光素酶识别而产生生物发光信号。Liu、Hickson等[18-19]利用这一现象设计的细胞凋亡检测方法均能够以极低的DEVD-氨基萤光素量获得较强的发光强度,因而这一方法可用于评价TNFα(α肿瘤坏死因子)、FasL、TRAIL(TNF相关促凋亡配体)等因素针对肿瘤的治疗效果。 2.1.4胚胎干细胞及再生医学的研究胚胎干细胞在再生医学领域极具应用前景,然而注入活机体的胚胎干细胞及其分化细胞尚存在显著的细胞死亡、畸胎瘤的形成、宿主免疫排斥反应等障碍。应用在体生物发光成像技术,可对胚胎干细胞本身及其在注入机体后的存活、增殖、分化等生物事件的发生机理进行深入研究,从而使上述诸多问题得以解决[20]。 2.2标记病原微生物,用于研究感染致病机制、转移途径及宿主免疫反应等 在感染性疾病的研究中,在体生物发光成像技术的应用,不仅可以提供疾病进程中观测病原体在动物体内的寄居部位、数量变化及对外界因素的反应等实时变化信息,而且更有助于揭示感染体内病原体逃逸宿主防御的机制[21]。对病原体感染过程非侵入性的检测能够对疾病进程实时地提供新的信息,且有可能发现新的感染位点[22]。Lucker等[23-26]以萤光素酶基因标记HSV-1(单纯疱疹病毒)并分别侵染Ⅰ类干扰素受体缺失、Ⅱ类干扰素受体缺失、Ⅰ和Ⅱ类干扰素受体均缺失的小鼠,可观察到HSV-1对不同干扰素受体缺失小鼠的肝脏、肺、脾、淋巴结的侵袭,及病毒从血液系统进入神经系统的过程,从而证实了不同干扰素在HSV-1感染中所起的不同的作用。Lucker等[27]针对痘苗病毒的类似研究也证实,不同干扰素在机体感染过程中各自和协同发挥的重要作用。#p#分页标题#e# 2.3标记于基因治疗载体用于探究基因治疗机制和评价治疗效果 将一个或多个目的基因安全有效地转入体内靶细胞可用于基因治疗,应用萤光素酶基因作为报告基因构建载体,观察目的基因是否能够在试验动物体内持续高效和特异性表达。这种非侵入方式具有容易准备、低毒性及轻微免疫反应的优点。萤光素酶基因也可以插入脂质体包裹的DNA分子中,用来观察脂质体为载体的DNA运输和基因治疗情况。Smith等[28]已经运用该技术进行了HSV作为肝脏疾病基因治疗载体的可行性研究。Chou等[29]将带有萤光素酶基因标记的稳定表达肝细胞癌抗原的质粒转入沙门菌减毒株,并作为疫苗口服免疫模型小鼠,在体成像显示了体内沙门菌成功表达抗原和沙门菌作为活菌疫苗在体内的清除过程。 2.4蛋白质间相互作用、信号转导等的研究 蛋白片段互补策略广泛用于研究细胞内蛋白质间的相互作用,这种策略在借助在体生物发光成像技术后就可以被运用到活体动物内,以非侵入、可量化、实时地显示蛋白质之间的相互作用[31]。在动物体内直接观察细胞中或活体动物体内2种蛋白质的相互作用,可将Firefly萤光素酶(Fluc)的N端与C端分离开,分别与2个可能产生相互作用的目的蛋白相连,并使2组蛋白由不同的载体分别诱导表达。在体的细胞内若2个目的蛋白能靠近并结合形成完整的Fluc,则会产生发光信号。Andrea等[32]建立了一种转基因报告小鼠,由特异启动子(TgG4F(+/-))及其转录反式作用因子多联体蛋白Gal4进行调控。将融合了Gal4BD的p53和融合了VP16的TAg的病毒载体共转入该小鼠的肝脏细胞,在小鼠肝脏部位观察到了明显的发光信号,显示p53与TAg的结合引发Gal4BD与VP16结合,结合的多联蛋白顺利与启动子TgG4F(+/-)结合,进而引发Fluc在肝脏组织的表达。 2.5体内干扰RNA及DNA疫苗的研究 目前RNA干扰技术已经发展成为一种体外转录后沉默基因的方法,在体内RNA干扰的转录后表达沉默可以引起各种广泛的生物学效应,因此生物发光在体成像技术有力地促进了体内RNA干扰的研究和在体内利用RNA干扰技术进行其他疾病机理及生物治疗的探索。McCaffrey[33]等通过将表达萤光素酶的真核表达载体与针对萤光素酶基因设计的双链小干扰RNA(siRNA)共注射成年小鼠,与对照组比较,前者的荧光强度明显减弱,表明针对性的双链siRNA明显起到抑制基因表达的作用。他们还构建表达功能性小发夹RNA(shRNA)的真核表达载体,与表达萤光素酶的载体共注射成体小鼠,与对照组相比,同样观察到长时程后荧光强度明显减弱。RNA干扰技术成功用于临床治疗须保证双链siRNA有效转入体内并维持有效的浓度,而借助在体生物发光成像技术则可便捷准确地评价双链siRNA运送方法的效果。Takeshita等[34-36]已利用该技术分别对各自所设计的不同的双链siRNA运送方法进行了全面的评价,并发现合理的运送方法,如双链siRNA与某些小分子化合物的连接修饰与单独的注射双链siRNA相比,前者能使双链siRNA在体内较长时间内不被降解。RNA干扰可作为传统DNA疫苗的补充,被用以在体内消除免疫抑制因子表达。DNA疫苗的效应常常因相关的信号转导途径下调该获得性免疫反应而受到限制。因此,免疫抑制性的信号途径的沉默将是DNA疫苗效能得到加强的一种极有潜力的策略。Huang等[37]应用在体生物发光技术所做的研究结果显示,皮下注射编码shRNA的DNA,可以作为体内基因沉默和一种能够有效提高DNA疫苗效果的手段。 2.6标记于转基因载体建立转基因动物模型 2.6.1基因表达动物模型为研究目的基因是在何时、何种刺激下表达的,可将萤光素酶基因插入目的基因启动子的下游,并稳定整合于实验动物染色体中,形成转基因动物模型。可用于研究动物发育过程中特定基因的时空表达情况,观察药物诱导特定基因表达及其他生物事件引起的相应基因表达或关闭。Chen等[37]将受胰岛素调控启动子调控表达萤光素酶的转基因小鼠制成糖尿病小鼠模型,采用在体生物发光成像技术证实了肝脏组织中含有可生成胰岛素的细胞。研究结果也证实了在转录调控序列和反式转录因子与目的基因相同的情况下,萤光素酶的表达水平及底物发光强度能够真实反映目的基因的表达状况。目前对于调控多药耐药性基因-1(mdr-1a)表达的关键因子和胞内微环境的机制尚不明了,使多药耐药性依然成为对癌症患者成功化疗的一大障碍。为深入研究mdr-1a在体内组织中转录调控的机制,Long等[38]通过胚胎干细胞同源重组、遗传杂交的手段构建了基因型为mdr-1a+/Fluc的转基因小鼠(野生型基因型为mdr-1a+/+)。mdr-1a+/Fluc中Fluc已完全置于mdr-1a开放读码框中,其表达受内源性mdr-1a启动子及相应各种反式作用因子的调控,Western印迹等不同方法均验证了该模型mdr-1a的表达量与Firefly萤光素酶蛋白表达、发光强度成正比。该小鼠体内Fluc的表达与mdr-1a的表达在时间、所处的微环境均完全一致,可作为研究各种因素下mdr-1a表达调控的理想的动物模型。类似的研究所建立的模型能弥补体外细胞培养不能提供的特定基因表达的真实微环境的缺点,也能弥补基因敲除小鼠存在的代偿效应等不足[39]。 2.6.2各种疾病模型研究者根据研究目的,将致病基因、病毒及细菌进行萤光素酶标记,转入动物体内形成所需的疾病模型,包括免疫系统疾病、感染疾病等。除可提供靶基因在体内的实时表达和对候选药物的准确反应,还可以用来评估候选药物和其他化合物的毒性,为药物在疾病中的作用机制及效用提供研究方法。Hsieh[40-41]等将受前列腺特异性抗原启动子调控表达萤光素酶转基因小鼠(sPSA-Luc),与前列腺癌转基因模型小鼠TRAMP杂交,经检测筛选得到的子代小鼠TRAMP-Luc随前列腺特异性抗原的表达稳定产生萤光素酶。因此,该小鼠借助在体生物发光成像技术已被成功地用于前列腺癌的发生及转移研究。 3在体生物发光成像技术的发展趋势 近年来针对生物发光成像过程的三大要素,即萤光素酶、底物、成像设备的研究不断取得新进展。研究人员应用遗传学手段,在基因、蛋白水平对各种萤光素酶的分子结构进行改造,获得了新的萤光素酶,使底物发光的波长发生明显的红移(使发光波长变长)从而减少了光穿透机体组织时的光吸收,提高了萤光素酶在哺乳动物细胞中表达的稳定性,改变了酶在组织细胞中的半衰期。与原先的天然萤光素酶相比,通过改进得到的各种萤光素酶在体内表达的稳定性、催化底物的反应等方面得到了优化,不仅增加了发光输出量,更能适应不同时程的成像方式[42-46]。各种萤光素酶与体内不同组织对应着独特的动力学特征。研究人员试图通过优化发光底物转入体内的方式、底物在体内的释放方式、对细胞内底物摄入相关蛋白加以限制,以及对底物本身的结构加以改造等手段,来满足体内不同时程生物过程的动态性研究。Kheirolomoom等[47]分别用长循环脂质体和温度敏感型脂质体包裹萤光素并转入体内。前者萤光素酶以一定水平正常表达时发光完全依赖于体内萤光素的释放。今后,通过选择合适的包裹材料(如设计合理的脂质体)或其他运载方式(如植入性微渗透泵[48]),可能使底物在体内较长时间内保持相对恒定的释放速率,使底物浓度保持稳定。#p#分页标题#e# 这样,发光强度在一定时间内完全取决于萤光素酶的表达水平。而温度敏感型脂质体可以被直接运到肿瘤组织中,通过一次超声热处理,可以引发一次爆发式快速释放,这种温度敏感型脂质体则可以实现定点转入和定点释放底物。萤光素酶底物进入细胞的过程受细胞内某些自身蛋白的影响。Zhang等[49]发现ABC家族的乳腺癌耐性蛋白(ABCG2/BCRP)作为重要的膜转运蛋白,其表达水平和特异结构域的功能影响萤光素的摄入过程,因而影响生物发光信号的产出。这就提示,一方面可通过降低或消除此类蛋白对底物进入靶细胞的影响,使发光信号相对地最大化,另一方面可被用于高效筛选针对ABCG2/BCRP的药物抑制剂[50]。从某些细菌得到的萤光素酶基因均位于一个操纵子内,且操纵子内除含有萤光素酶基因外,还包含整套底物合成酶基因,因此,将该操纵子稳定转入的细菌侵染动物模型后,无需外源底物就能实现成像[51]。若将这类细菌来源的萤光素酶应用于动物细胞,可能更有利于在体发光成像。但这是否可行,目前尚未见相关报道。成像设备方面的进展不仅提高了设备的灵敏度,而且使功能更加全面,数据采集与分析更加精确。例如,已经应用三维成像技术使信号定位更明确、分析更全面。随着在体生物发光成像技术的逐步成熟,必将使其更广泛地应用于生物医学研究的各领域。
术后护理论文:分析EST术后观察及护理 1.临床资料 1.1 一般资料:本组5例,男3例,女2例,年龄20-65岁。5例均有中、重度黄疸,3例谷丙氨酸氨基转移酶增高,2例正常,3例胆总管结石伴胆总管扩张,1例肝胆管结石,1例梗阻性黄疸。术前拟定行ERCP+EST+取石+鼻胆管引流(ENBD)术,4血小板计数及凝血酶原时间正常,1例血小板计数轻度下降。手术经过顺利,2例术中有少量渗血,用乳头切开刀的凝固和混合电流予以烧灼止血,和用内镜注射针向乳头切开出血部位予1:10000肾上腺素注射止血后未见出血。其中3例放置鼻胆引流管引流。术后予抗炎、制酸、支持等常规治疗。5例手术24h-48h后均有不同程度出血:反复黑便或暗红色血便、面色苍白、血压、血色素下降、鼻胆管有血性胆汁引出等。 1.2 治疗:发现出血后立即予禁食禁水,遵医嘱静脉使用氨甲环酸、帮停、立止血等止血药及质子泵抑制剂奥美拉唑、泮托拉唑等制酸剂,鼻胆管用0.9%氯化钠注射液500ml+去甲肾上腺素40mg持续滴入或鼻胆管注入每次20m,l每2-4h一次。4例严重者给予生长抑素、善宁、口服凝血酶,输红细胞悬液或全血,吸氧,并再次内镜检查、止血。其中2例上述处理后仍在出血,经股动脉插管胃十二指肠动脉明胶海绵栓塞术后止血成功。 2.出血的观察及判断 2.1 出血量的判断:出血的多少、程度可根据患者的症状、脉搏、血压、血象、神志、甲床等进行估计。一般情况下每日出血5-10m,l大便潜血呈阳性,出血50-70ml以上出血黑便,胃内积血200-300ml可引起呕血,柏油样则出血在500-1000m,l暗红色血便出血大于1200ml以上。一次出血在400ml以下无明显全身症状,出血量大、出血速度快可出现周围循环衰竭的表现。轻度出血(小于500ml);患者有头昏、发力症状,但脉搏、血压、血红蛋白无变化。中度出血(1000ml左右):患者可出现烦躁不安、口渴、心慌、少尿等症状,脉搏100次/分,收缩压下降至90-100mmHg,血红蛋白70-100g/L。重度出血(大于1500ml):患者出现面色苍白、脉搏细数、出冷汗、无尿等休克症状,脉搏120次/分以上,收缩压低于80mmHg,血红蛋白低于70g/L。 3.护理 3.1 病情观察:EST术后患者应密切观察病情,注意有无出血情况发生:观察脉搏、血压、呼吸、神志、四肢温度、主诉、尿量、有无呕血、大便颜色及次数性状、鼻胆管引出胆汁的颜色及量、腹部体征、定期复查血象。如:血便、暗红色的稀便可能说明继续出血或出血量较大。病情淡漠、便血次数增加、脉搏增快、血压下降、血红蛋白下降、主诉心慌、出冷汗,表示出血量大并有继续出血。相反,便血次数减少、大便颜色由深转浅、血压脉搏趋于正常,是出血停止的表现。对有大量出血的患者应每30min测量生命体征1次,必要时给持续心电监护,记24h出入量。 3.2 一般护理:(1)发现出血情况,立即通知医生,遵医嘱用药、检查,配合医生给予处理。(2)轻度出血多卧床休息,重度出血应绝对卧床休息,防止晕倒,并采取休克卧位。(3)随时备好抢救药物及器械,出血量大者遵医嘱配血。(4)呼吸困难或发绀者给予吸氧并保证吸氧有效;(5)对于休克患者注意保暖,但应防止烫伤等意外发生;(6)精神紧张者遵医嘱使用安定等镇静药。(7)保持病室及床单元整洁,及时清理床单、地面的血迹,空气中无异味。(8)做好口腔护理,保持口腔清洁、无异味,防止口腔感染。 3.3 心理护理:术后出现出血患者会有不同程度紧张、焦虑、甚至恐惧心、害怕出血不止。对此,护理人员与患者建立良好的护患关系,主动与患者交流,了解患者的心理状态,了解其恐惧的因素,对患者存在的疑问和顾虑认真解释与回答,进行心理疏导,耐心倾听其诉说,对其提出的问题给予认真回答,并应用熟练、冷静的操作,带给患者以安全感,消除紧张、恐惧情绪,树立战胜疾病的信心,积极配合进一步治疗。 3.4 保证治疗及时、有效遵医嘱执行:(1)迅速建立双静脉通道,及时、安全、有效地补充血容量是抢救出血首要条件。(2)足量输入全血,特别是输入新鲜血,补充凝血因子,有利止血。在输血过程中严密观察输血的不良反应,并及时报告、处理。(3)保证治疗正确、有效进行,如:生长抑素应24h持续维持、立止血静脉注射有良好的效果。(4)鼻胆管采用体外双固定,即鼻翼处固定加耳廓处固定,保持通畅,避免折叠扭曲,以防意外脱出。鼻胆管注药时,应防止用药过快引起胆道扩张而至疼痛,故推药时速度要慢,推药量一次不要超过20-25m,l同时询问患者主诉,如出现上腹疼痛,则应再次减慢推药速度或推药量。 3.5 介入治疗后护理:(1)绝对卧床休息24h,做好生活护理,注意保暖,并随时询问有无不适,24h后根据病情下床活动。(2)观察生命体征,必要时持续心电监护,监测血氧饱和度。(3)用1kg沙袋穿刺点6-8h,注意穿刺点敷料有无输血、穿刺部位有无血肿,如有渗血,应及时更换敷料,并延长沙袋压迫时间。(4)穿刺肢平伸制动12h,观察该肢体远端血液循环:皮肤温度、足背动脉搏动情况,并做好记录。(5)疼痛、发热的护理,术后疼痛、发热是栓塞所致,体温一般不超过38.5℃。向患者及家属讲解原因,消除顾虑,必要时遵医嘱给镇痛、退热药。(6)遵医嘱给保肝、止吐、抗感染、支持治疗。 3.6 控制诱因:(1)EST术后嘱患者卧床休息3d以上,有利于伤口愈合,鼻胆管引流者翻身、起床等活动时动作轻柔。(2)术后为防止出血、胰腺炎并发症禁食、禁水24h,并根据淀粉酶情况调整饮食。当血尿淀粉酶正常、患者有饥饿感时可试进食,一般先饮温开水或少量饮米汤或藕粉并逐情增加,以后逐步到无脂流质,无脂、低脂半流质直至低脂软食,忌干硬及粗纤维食物,进食时注意少量多餐,不易进食过快。(3)对黄疸重、肝功能不良者,术后可遵医嘱预防性使用止血药。 4.小结 EST术后出血主要由于胆管黏膜损伤和十二指肠乳头部切开出血,多为渗血。出血的原因因素可能与:凝血机制障碍、急性胆管炎、切口过大、切缘凝固不足,或切口过小而强行拽拉过大结石,乳头切开部血管变异等因素有关。出血往往发生在术后24h、数天甚至数周后,出现呕血、黑便甚至休克症状后才被发现。因此术后的病情观察和出血诱因控制非常重要。一旦发现出血,要尽快报告医生处理,及时止血,以保证患者术后安全,顺利康复。 术后护理论文:对开胸术后患者饮食护理的临床效果观察 开胸术是心胸外科的一项常见手术。许多患者在术前即存在营养不良、饮食不当、食欲差等状况,术后禁食、疼痛、焦虑情绪等因素更进一步降低了患者胃肠功能、恶化了患者营养状况,影响术后康复。文章对73例开胸术后患者的饮食护理临床效果进行了观察和总结收到良好效果,现报告如下。 收集2010年1月~2010年6月在我科住院并行开胸术患者共73例进行回顾性研究。其中男性48例,女性25例,年龄36~70岁, 平均年龄47±5.3岁,心脏瓣膜置换术后35例,胸部肿瘤术后21例,胸外伤术后14例,冠脉搭桥术后3例。 2护理方法 2.1 心理护理经历了疼痛、术后禁食、感染,常常使患者处于紧张、焦虑、失望状态,若术后恢复不良甚至面临死亡更是进一步打击了患者自信,因此,心理护理应该贯穿整个诊疗过程。为此,我们应在充分了解患者心理状态下加强心理疏导,及时向患者讲解疾病相关知识,给与患者必要安慰及鼓励,适当使用镇痛、镇静剂,保证充足睡眠,同时与患者家属建立有效互动,争取患者家属的理解、支持、配合,让患者切实感受到周围的关怀,更有利于患者建立良好的精神状态及战胜疾病的勇气。另外,要注意纠正患方错误饮食观念,如“大病后要大补”、一味强调高蛋白饮食而忽略其他营养成分的摄入等。切实做到合理、均衡等饮食。 2.1.1梯化饮食术后消化功能差,应采用阶梯化饮食。术后麻醉清醒拔除气管插管后或术后第1天给与流质饮食,遵循少量多次原则。口服米汤、瘦肉汤、果汁等。对于不宜直接进食者,可请营养师协助配置营养液,并通过留置胃管注入胃肠道。每天摄入量为1000~1500ml;若无腹胀、恶心、呕吐等不适,可逐渐增加到1500~2500ml。术后2-3天在患者有进食欲望,考虑患者胃肠功能进一步恢复,此时可改为半流饮食,予以米糊、肉末、混合奶等,注意增加蛋白质饮食以促进伤口愈合,可给与少量低脂饮食,并做到以无渣或少渣、易消化饮食为主。在患者临出院阶段或已经出院后,食欲明显改善或接近正常,应进一步扩大饮食范围并尽量保证蛋白质、糖、脂肪、维生素、纤维素等各种营养成分均衡。饮食尽可能做到色、香、味俱全,以促进食欲。另外,患者可适当散步、深呼吸等运动,促进胃肠蠕动。 2.1.2 适量补充胶体 补充血容量术中失血、术后感染、进食少等因素易导致低血容量发生,若不及时纠正,可发生休克、酸碱代谢失衡、电解质紊乱等严重后果。低血容量状态导致胃肠血流灌注减少、缺血缺氧,影响功能恢复。可静脉补充晶体液同时补充代血浆、成分输血等。本组常规行中心静脉留置导管,监测中心静脉压,对于随时了解血容量变化并指导补液十分重要。本文有19例在通过成分输血、补充白蛋白等措施,成功补充血浆胶体渗透压,纠正低血容量,改善胃肠灌注,有效促进胃肠功能。患者食欲得到明显恢复。 2.2 注意保暖术中失血、术后感染、低血容量等因素导致循环障碍,机体调节体温功能下降,加之气候变化等因素,患者易出现畏寒不适,严重者可体温不升,加重组织缺氧及功能康复,适当保暖非常重要。我们对于术后病人予及时开空调升高室内温度,或加盖毛毯、被褥等,同时,对于末梢循环差者在肢端旁放置热水袋,其外周包裹毛巾以避免烫伤患者皮肤,另外,在测体温、血压时也尽可能盖好毛毯、被褥,减少机体暴露,避免受凉。 2.2.1防治便秘粪便在肠内长时间停留,产生大量毒素,可引起腹胀、腹痛等症状,进而影响患者食欲,因此积极通便是维持、改善饮食的重要措施,我们常规在拔除气管插管或术后第一天及时予患者使用开塞露或缓泻剂等,一定程度上解除了术后病人的便秘情况,同时,我们还在病人无心衰情况下鼓励他们多饮水、蜂蜜或梨汁等,有助于防治便秘,与文献报道一致[1]。另外,可鼓励患者腹式呼吸。腹式呼吸训练不仅起到全身放松作用,而且还能促进患者早期排气、排便,改善病人睡眠,对术后恢复有一定益处。对于已经发生便秘并超过3~5天未排便者,我们及时行灌肠或行结肠灌洗机灌洗,但要排除急腹症情况。 2.2.2个体化饮食对于因疼痛而影响进食者,给予镇痛、镇静缓解症状;对于呕吐、厌食者,嘱其少量多餐、餐前避免饮水,尽可能不要餐后平卧;对于便秘者,要积极导泻。对于合并糖尿病患者,血糖过高直接影响创面愈合,并易诱发创面感染,因此,对于糖尿病患者要合理控制饮食,控制每日总热量,按比例摄入营养,饮食治疗是基础治疗措施之一[2]。同时,要注意监测血糖,尽可能保持血糖在正常范围,并可请营养师协助规划饮食方案。对于高血压患者要注意低盐饮食,每天食盐应控制在5~6g内。对于呼吸道分泌物多的患者要在餐前排除痰液以减少分泌物对口咽刺激,有助于改善食欲。 2.3评价标准有效:皮肤湿润、肌肉弹性好,饮食正常或接近正常;显效:皮肤稍干燥,肌肉弹性欠佳,饮食情况有改善;无效:体重减轻,皮肤干燥,肌肉松弛,饮食无改善或减退。 2.3.1 结果在所有患者当中,有效43例,占58.9%,显效21例,占28.8%,有效率共87.6%。 3 讨论 科学的饮食是给予开胸术后患者获得良好营养支持、增强机体抵抗力、促进伤口愈合的重要保障。手术本身创伤大,术后胃张力降低,容易导致胃肠功能恢复延迟。应严格饮食管理和指导,术后及时补充营养,尽快获得正氮平衡,使伤口迅速愈合[3]。术后的饮食护理不单纯是指导患者进食,还包括纠正低血容量、保暖、防治便秘等多方面内容。由于对疾病认识不足,多数患者往往在术后存在焦虑、沮丧、恐惧等各种不良情绪,本组资料显示,通过医务人员的多种形式的健康教育、心理指导,患者不良情绪往往得到有效缓解,同时,我们针对不同病人情况采取个性化护理,如糖尿病患者,血糖控制尤为重要,另外,要注意团队的合作,如请营养师协助规划饮食方案、患者家属的密切配合、与同事之间良好的分工合作等,总之要通过科学的综合护理,才能取得良好效果。本文通过强化术后饮食护理,患者术后饮食状况得到改善。总有效率为87.6%。因此,制定合理、科学的术后饮食计划,实施有序的饮食指导,才能有效保障术后患者有效康复、改善生活质量、减少并发症。 术后护理论文:腺性膀胱炎术后膀胱灌注的方法和护理 目的:讨论经尿道膀胱粘膜电切术后膀胱灌注腺性膀胱炎的方法和护理。方法:对2007年5月至2009年4月84例患者行经膀胱电切术后行膀胱灌注治疗。结果:84例通过7-36个月的随访,平均18个月,治愈76例,好转5例,无明显效果3例。结论:经尿道膀胱粘膜电切并术后用药物膀胱灌注治疗腺性膀胱炎,疗效满意,毒、副作用低,是治疗腺性膀胱炎较好的方法。 腺性膀胱炎术后;膀胱灌注;护理 腺性膀胱炎是膀胱黏膜增生性病变,多发于女性,随着腔镜技术的普及,检出率逐年增加,有研究表明腺性膀胱炎可能是一种癌前病变,我科自2007年5月至2009年4月收治腺性膀胱炎患者84例,通过行经尿道膀胱黏膜电切术后用羟基喜树碱行膀胱灌注,效果良好。现将膀胱灌注的方法和护理体会报告如下: 1资料与方法 1.1临床资料:本组患者84例,男性10例,女性74例,年龄35-64岁。临床症状主要表现以尿痛、尿频、尿急并伴有下腹坠胀感。行膀胱镜检查84例中均发现膀胱黏膜有病变,伴有滤泡样组织生长。84例腺性膀胱炎行病理活检后,单纯性膀胱炎患者56例,腺性膀胱炎伴鳞状上皮化生患者28例。 1.2治疗方法:常规行外科术前准备后行手术治疗,在硬膜外麻醉后取截石位经尿道膀胱黏膜电切术。术后治疗:患者行电切术后,常规行膀胱冲洗1-3天,术后14天后行膀胱灌注。一般每周一次,连续行膀胱灌注6-8周。然后每月灌注一次,持续四个月,主要用药:羟基喜树碱20毫克,生理盐水40毫升。 2灌注方法 2.1评估患者:膀胱灌注前应全面评估患者,对膀胱电灼术后黏膜恢复情况,对患者的自觉症状,尿常规检查,尿液的颜色、性质、量进行评估,检查患者有无外阴畸形或异常开口,以免灌注部位错误。发现异常要与患者沟通行告知义务,避免在以后的治疗过程中出现误插尿管的现象。 2.2灌注前的心理护理:嘱患者行膀胱灌注前2-3小时禁饮。灌注前排空膀胱内的尿液。做好解释工作,本病由于容易复发,疗程长的特点,患者易产生焦虑、不安、急躁的心理,尤其是女性患者,因此我们要具有高度责任感,耐心、细致地做好患者的解释工作,树立战胜疾病的信心。 根据化疗药物配置要求与医嘱配置灌注药物,并耐心向患者介绍腺性膀胱炎术后行膀胱灌注的必要性。让患者了解膀胱灌注的药物、方法及注意事项,使患者能积极主动配合治疗。保证膀胱灌注顺利进行。 2.3药物配置与灌注方法:嘱患者平卧,两腿屈膝分开外展,略抬高臀部,导尿时要严格执行无菌操作原则,按导尿程序插导尿管,推尿管时动作要轻柔。选择12-14号硅胶导尿管,以减少患者的痛苦。确认尿管进入膀胱内后,再进入1-2cm。排完残余的尿液。然后缓慢注入配置好的药物。行灌注完毕后,要用生理盐水10毫升冲洗尿管,注意生理盐水不能过冷,温度以(20-25)℃为宜,速度也不可过快,以免刺激膀胱引起尿意,确保药物全部进入膀胱,拔管时把尿管的末端提高低折,缓慢退出尿道,防止药物渗漏于尿道中,以免引起尿道狭窄。 3膀胱灌注后的护理 3.1行膀胱药物灌注后嘱患者平卧位、俯卧位、左侧卧位、右侧卧位,每30分钟轮换体位一次,保留两小时后再排空膀胱,以利药物与膀胱粘膜充分完全接触。 3.2 患者膀胱灌注后要注意保持会阴部的清洁,及时清洗更换内裤,性生活适度,以预防泌尿系的感染,灌注后可能有下腹及尿道不适,这和反复插尿管及药物的刺激有关,予以耐心解释,并嘱患者行膀胱灌注后4小时后要多饮水,以冲洗尿路,以减轻刺激症状,保证尿量达到3000毫升以上,饮食禁忌烟酒及辛辣食物,宜进清淡饮食。 3.3出院指导: 告知患者行膀胱灌注后,如仍有严重的膀胱刺激证、血尿或排尿困难、下腹部胀痛等不适,应及时到就诊。有许多学者认为,腺性膀胱炎是恶性肿瘤的先兆,故复查就显得很重要和必要性,告知患者术后每3个月复查一次,一年以后每半年复查一次,并督促患者自觉按时来访。出院后要保持平和心态,多于人沟通交往。 术后护理论文:剖宫产术后下肢静脉血栓的预防及护理 摘 要:目的:总结剖宫产术后患者下肢静脉血栓形成的预防和护理经验。方法:对剖宫产术后并发下肢静脉血栓患者5例的护理方法和预防对策进行了回顾性分析。结果:通过进行精心的护理结合合理的护理对策后,并发症发生率有了明显降低。结论:对剖宫产患者进行积极的评估和采取预防措施,可有效的预防和避免下肢静脉血栓的形成。 关键词:剖宫产术后;深静脉血栓;预防及护理 深静脉血栓形成是血液在深静脉不正常地凝结,阻塞管腔,导致静脉回流障碍,下肢深静脉血栓是产科手术的常见并发症之一。由于下肢深静脉血栓可导致下肢功能障碍,栓子脱落可造成肺栓塞而危及患者生命。因此,对剖宫产术后患者进行积极预防尤为重要,近几年来,已引起妇产科医护人员的高度重视。 1 资料与方法 1.1 一般资料:2009年6月~2011年6月,我院共收治剖宫产术后并发下肢静脉血栓患者5例。发病时间在术后3~10 d,年龄32~39岁。术前合并妊娠高血压综合征2例,糖尿病1例,无并发症2例。其首发症状为:不同程度的左下肢肿胀、疼痛、行走受限、患肢皮温升高、低热,除临床症状外,彩色多普勒超声检查可确诊。 1.2 方法:患者卧床休息,抬高患肢,主要为溶栓疗法及抗凝疗法。 1.3 结果:5例患者在治疗10~20 d后,临床症状明显改善或消失,复查彩色多普勒超声提示:下肢静脉再通。 2 护理措施 2.1 心理护理:患者因出现并发症而心理压力大,担心不能及时治愈或影响生活质量。护士应耐心的开导患者,让患者了解疾病发生的原因及治疗过程,介绍成功病例,消除不良情绪,积极配合治疗。 2.2 缓解疼痛:严格卧床休息,患肢抬高20~30 cm并制动,可促进静脉回流和降低静脉压,减轻疼痛与水肿。避免腘窝处垫枕,使髂内静脉呈松弛状态,有利于静脉回流。疼痛剧烈的患者,可遵医嘱给予有效的止痛措施,如口服镇痛药。患肢保暖,切忌按摩和热敷,以防栓子脱落。注意观察患肢皮肤色泽、温度及足背动脉的搏动情况。每天测量比较,并记录患肢不同平面的周径。 2.3 抗凝及溶栓时的护理:抗凝及溶栓期间,尽量减少静脉穿刺次数,选用静脉留置针,止血带不宜扎的过紧。尿激酶现配现用,持续用7~10 d,采用患肢远端浅静脉用药,穿刺成功后,抬高患肢,以利于静脉回流。 2.4 加强基础护理及生活护理:满足患者的生活需要,给予高热量、高维生素、低脂清淡易消化饮食,多饮水,降低血液的黏稠度,多食蔬菜,水果,保持大便通畅。 2.5 并发症的预防和护理:密切观察有无出血倾向,如鼻腔、牙龈有无异常出血,有无血尿、黑便及皮肤淤血、淤斑。及时复查血常规、血小板计数及凝血酶原时间。预防栓塞,急性期卧床10~14 d,床上活动幅度不宜过大,禁止按摩患肢。观察患者有无胸痛、呼吸困难等异常情况,提示肺栓塞,立即嘱患者平卧,同时给予高浓度氧气吸入,并报告医生,配合抢救。 2.6 恢复期:鼓励患者下床活动,2周后可穿尺寸合适的弹力袜,保证下肢的血液循环。 3 预防 加强孕期宣教,做好孕产妇高危因素的评估工作,对高危因素的患者,如年龄大于35岁、经产妇、合并糖尿病、妊娠高血压综合征、严重的经脉曲张、血凝异常者进行健康教育指导。 术中选用静脉留置针,减少穿刺次数,避免从下肢、特别是左下肢输入高渗液体。术后保持合适的温湿度,术后6 h内为患者活动足关节,按摩、挤压腓肠肌和比目鱼肌,双下肢交替做足背屈曲和踝部左右活动。麻醉作用消失后,指导患者做足背屈曲和下肢屈曲运动,抬高床尾有利于静脉回流。2 h翻身一次,保持尿管通畅,拔除尿管后及时排尿,防止尿潴留。术后24 h鼓励患者下床活动,促进血液循环。 严密观察患者下肢皮肤颜色、温度,有无肿胀、疼痛,询问患者自觉症状,及时发现及时处理。 合理饮食,给予低脂,富含维生素的饮食,鼓励患者多饮水,保证足够的水分摄入,保持大便通畅。 4 讨论 剖宫产术后的下肢静脉血栓形成,是术后最严重的并发症,原因是综合性的。妊娠期血液处于高凝状态,妊娠增大的子宫压迫下腔静脉和盆腔静脉。手术刺激、组织损伤致血液中促凝血物质增多。术中、术后大量应用止血药,改变血凝状态。术前禁食,产程中产妇大量出汗,术后出血,液体相对不足,引起脱水,血液浓缩。术后患者卧床,下肢活动少,血流缓慢,易形成血栓。下肢受凉,引起静脉收缩,增加深静脉血栓的形成。此外,妊娠合并糖尿病、妊娠高血压综合征、严重的下肢静脉曲张、血凝异常者风险大[1-3]。因此,对剖宫产患者进行积极的评估和采取预防措施,可有效的预防和避免下肢静脉血栓的形成。 术后护理论文:断指再植术后动脉危象的护理 1做好患者的心理护理 避免因紧张、睡眠不足引起血压升高、体内含酸性物质升高,影响微循环。预防由于此类危象大都由循环压力不平衡所致,故在术后应与手术医师及时沟通,了解血管条件及动静脉配比情况,如有异常可列为高危对象。断指再植术后,夜间发生血管危象占较大比例[4],因夜间进食、水及输液量的减少,血液相较白日浓缩,更易形成血栓。夜间患者注意力集中,患指疼痛较白日剧烈,疼痛反射导致小血管强烈收缩,易诱发血管危象[5],故应加强夜间巡查以便及时发现。精神紧张、寒冷、血肿及敷料的压迫、体位不妥、便秘、吸烟、下床活动太早可导致血管危象的发生。做好心理护理及健康宣教,排除诱因是预防血管危象的有效措施[3]。 2讨论 2.1非典型动脉危象的出现机制 此类非典型动脉危象不同于再植指肤色苍白或呈浅灰色、皮温下降、指腹张力下降、指压充血反应不明显等典型动脉危象[1],其表现介于典型动脉危象与正常血运之间,即存在循环障碍,但尚未发展至典型动脉危象的阶段。我们认为,造成上述表现的原因约分为三种:(1)静脉回流阻力高。回流阻力增高,动脉压无法正常供血,血流速度缓慢,造成指体供血不足,久而引发动脉痉挛,严重者造成栓塞,多见于挫伤严重的指体,或者没有吻合指背静脉条件、而单纯使用回流压力较高的指掌侧静脉的病例。(2)动脉条件差,供血不足。动脉压力不能有效对抗静脉反流压力,造成血流速度缓慢,供血不足。多见于动脉挫伤或者仅有劣势侧动脉供血,静脉条件正常的病例。(3)以上两种情况并见。总结上述原因,血液循环速度缓慢,代谢后的酸性静脉血不能及时有效进行回流,血液在动脉压力不足的情况下,在指体内滞留,同时少量动脉血仍能交换少量血氧,指体组织缺氧但尚未达到断供状态,是此类特殊危象的病理生理表现。故出现此类危象时,针刺指尖先出血为暗红静脉血,随即约2~3滴后转为鲜红动脉血。 2.2挤压式按摩缓解危象的原理 我们认为,由于再植术后动静脉微循环的闭合性回路的存在,挤压式按摩可将滞留的酸性静脉血人工压回再植平面近端正常静脉回路,产生正常回流,酸性静脉血挤出后,静脉及毛细血管床中的负压也可起到“吸引”动脉血的作用,从而增加动脉供血压力,使得危象得以缓解,往复操作直至指体循环稳定,我们称之为“泵压式”血液循环。 术后护理论文:肾移植术后尿瘘的护理 王香枝 刘哲 我科自1996年至2000年共行肾移植术237例,其中发生尿瘘7例,现将护理体会情况介绍如下: 1 临床资料 1.1一般情况: 7例尿瘘病人,其中男5例,女2例,年龄最小的32岁,最大的60岁。输尿管—膀胱吻合口瘘6例,输尿管部分坏死1例,总发生率3.5%。 1.2临床特点 7例尿瘘病人发生尿瘘的时间均在移植术后一周内,其中3例诱因为腹部突然用力(排便、坐起用力不当)。2例手术探查为输尿管被引流物、血块等压迫,导致坏死。1例为排斥反应。1例为供肾有多支血管畸形结扎肾上下极副动脉,导致缺血坏死,引起肾盏尿瘘。患者均出现切口渗尿,其中阴囊或大阴唇水肿,经尿道排尿明显减少,部分患者自觉移植肾区疼痛。三例尿瘘有局部包块。三例尿瘘后出现发热,其中1例体温达38.5℃以上。其于两例为低热。 1.3方法与结果 7例患者中经过留置尿管引流与尿瘘处充分引流,抗感染,营养支持等治疗后有5例切口渗尿逐渐减少,切口愈合。两例经保守治疗五日无效,且伴发热,经过手术探查一例为输尿管—膀胱吻合口瘘并感染,一例为输尿管部分坏死并感染。两例患者经过手术积极清创,再次吻合输尿管—膀胱(其中输尿管部分坏死者行膀胱瓣输尿管下段成形术)、抗感染等治疗手术后两周内痊愈。 2 讨论 肾移植术后尿瘘是肾移植术后常见的并发症,由于其极易导致移植肾与肾周感染,对肾移植成功率有较大的影响。早期发现,及时处理,加强护理工作是提高移植肾成活率的关键。 2.1 密切观察病情及刀口情况 护士应密切观察病情,监测血压、移植肾区情况及引流量的变化。指导患者术后7日习惯于床上大小便,女患者小便用女式小便器,以免频繁上台臀部,不断腹肌用力,造成输尿管膀胱吻合口再次撕裂。术后8—14日内协助病人床旁称体重,尽量减少腹肌用力。护士定期查看刀口情况,根据上面临床特点必要时进行B超检查可见移植肾周积液,切口渗出液检查肌酐、尿素氮浓度与尿液大致相同,一旦明确诊断应及时处理,留置尿管低负压充分引流。 2.2 引流管的护理 引流管要妥善固定防止脱落,护士定期积压引流管,保证充分引流通畅。引流管勿超过身体高度,防止逆行感染.负压应保持在5—10cmh20之间。每日更换引流管、引流袋。负压吸引装置应两日更换一次。观察引流液的性质、量、颜色并记录。若发现引流量过多或颜色变红应及时通知医生。拔管时间不宜过早,一般为20日左右。 2.3 切口适当加压 放置引流管后应用腹带给予移植肾区适当的压力以减少吻合口周围间隙。有利于切口愈合。 2.4 预防感染 由于肾移植病人术后使用大剂量的免疫抑制剂,感染的潜在性增加,早期根据尿培养或切口渗出液培养结果应用敏感的抗生素。应加强基础护理,保持床铺的整洁干燥,勤翻身,防止褥疮的发生,叩击背部以免发生坠积性肺炎。保持切口敷料干燥,有渗液及时更换敷料。每日0.5%碘伏擦洗尿道口两次。 2.5 营养支持 患者应吃适量的碳水化合物,如米饭、面条等。少吃脂肪类食物大油、肥肉等。鱼、奶、蛋是低脂肪高蛋白质食物,非常适合食用。多吃新鲜水果,补充维生素,多吃蔬菜增加纤维素,使胃肠排泄通畅。 2.6 心理护理 护士要热情、诚恳地开导病人,稳定病人的情绪,向病人讲解尿瘘发生的原因、治疗的过程、方法、注意事项等,使病人战胜疾病的信心,变消极为积极,以最佳的心态配合治疗与护理。 2.7合理应用抗排斥药物 护士应掌握免疫抑制剂的使用方法,准量给药,了解药物的药理作用并观察药物的不良反应。 术后护理论文:妇科腹腔镜全麻患者术后饮食护理 由于妇科腹腔镜手术无胃肠操作,对胃肠功能影响稍轻,且术前常规灌肠的原因,术后肛门排气晚。 1资料和方法 1.1研究对象选择在我院妇科腹腔镜全麻手术100例患者为研究对象,剔除高血压、糖尿病、冠心病等内科基础疾病者。患者年龄21~55岁。患者欲行手术:输卵管整复术23例,卵巢囊肿剥除术31例,输卵管开窗术24例,子宫肌瘤剔除术13例,输卵管切开取胚术9例。随机将其分为观察组和对照组,每组各50例。2组一般情况无显着性差异,具有可比性。 1.2研究方法观察组患者于术后8h,有饮食需求,意识清楚,生命体征正常,无恶心呕吐等胃部不适,可先饮水50mL;饮水后若无恶心呕吐等不适状况,则于30min后饮米汤20~50mL,以后每30min饮米汤20~50mL,待肛门排气后再逐渐进食稀饭。鸡汤、牛奶、食物等24h后方可饮食。对照组患者按护理常规操作,待患者肛门排气后方可进饮、进食。分别于术后12h、24h评估患者口渴与饥饿感、恶心呕吐、腹胀及肛门排气情况,并进行比较。 1.3统计学方法所有数据均录入SPSS13.0软件包进行统计处理,计数资料采用检验。 2结果 2.12组术后12h各项指标比较结果。 2.22组术后24h各项指标比较结果。 术后12h及术后24h对照组患者自觉口渴与饥饿的发生率高于观察组,肛门排气的发生率低于观察组(P0.05)。 3讨论 现代麻醉学的发展为患者术后早期开始饮食提供可能。现代麻醉学发展了一批高效、作用时间短、清除半衰期短的全身麻醉药。我院常应用于全麻的药物有七氟烷、丙泊酚、芬太尼、咪达唑仑等,这类药物作用时间短,在体内清除快,所以全麻患者苏醒时间较快,大多在半小时内拔管,4~6h已完全清醒,6~8h有进食需求。为满足患者的需求医学教育|网搜集整理,而又不对胃肠道造成不良影响,我院提出循序渐进的饮食方法。 妇科腹腔镜手术的患者的可行性和安全性的食品。考虑到无胃肠手术,妇科腹腔镜手术对胃肠功能的影响稍轻,原因和常规术前灌肠,术后肛门排气晚。一些学者提出了肛门排气后再吃。外科护理学的研究也表明,在空腹时胃和小肠的蠕动缓慢,收缩期波形不规则,进食后,胃和小肠运动的迅速增加,饮水可以使肠胃功能是及时醒来。在这项研究中,8小时手术后提前开始喝少量的水,并逐步进食(除牛奶容易产气的食品),先进的肛门排气,早期患者胃肠功能恢复,患者满足饮食需要患者无任何不适。因此,我们相信,在妇科腹腔镜手术早期进行饮食的患者是可行和安全。 术后护理论文:开胸术后大出血再开胸止血患者的健康教育及护理 【摘要】 开胸术后大出血再开胸止血在临床上报道不多。近几年来,我院行开胸术169例,出现出血再开胸止血的患者8例,经过精心护理和治疗,患者痊愈。认真做好再开胸术后的健康教育,胸腔闭式引流管引流的观察及护理,体位及更换体位和疼痛的护理,下地活动与锻炼,严密观察生命体征的变化,是护理过程的关键 【关键词】 开胸术后 出血 再开胸 止血 健康教育 护理 开胸术后大出血需再次开胸止血,对患者的打击很大,造成患者心理上紧张恐惧。因此除了配合医师积极抢救治疗外,护理人员对患者的健康教育及心理护理,消除患者恐惧心理,使其积极配合治疗,对患者的康复无疑是很重要的。近几年来,我院行开胸术169例,出现出血再开胸止血的患者8例。经过精心护理和治疗,患者痊愈出院。现将笔者对开胸术后大出血再开胸止血患者进行健康教育及护理体会介绍如下。 1 临床资料 本组均为男性,年龄23~55岁。右中心型肺癌3例,右下肺囊肿1例,右支气管囊肿2例,左下肺支气管扩张2例。 2 再出血的观察 (1)开胸术后如果从胸腔闭式引流管每小时流出鲜血超过300ml者;(2)从引流管引流出血凝块或鲜红血液且很快凝固者;(3)如果出现休克症状,快速输入液体800ml以上或输血400~600ml,血压仍不回升或升后即降者。遇有上述情况之一者,就立即通知医师应行开胸探查手术。 3 开胸术后大出血再开胸止血的护理 3.1 心理护理 开胸手术后再出血患者再手术,对患者的心理、生理、经济负担等是一个很大的打击。本组因其文化程度、年龄、职业、经济来源不同其心理表现不尽一致,加之对第二次手术处于高度紧张、恐惧心理,担心自己耐受不了第二次手术,并怕在手术中发生意外,术后治愈率等,因此不愿接受再手术治疗。针对这些情况,护士从心理护理入手,关心同情患者,以通俗易懂的语言结合病种深入浅出讲解治疗疾病的有关知识,在交谈中强调再手术治疗的希望,使患者乐观和有信心接受手术治疗。通过与患者进行语言与非语言的情感交流,使患者有种安全感和信任感,解除了心理负担和不良情绪,树立了战胜疾病的信心。 3.2 仪器及药品的准备 病房内除按全麻手术后的床位及用品外准备,还需准备:心电监测仪、呼吸器、氧气及雾化装置、喉镜、气管内导管、气管切开包、穿刺针及注射器、各种浓度的晶体液、足够数量的血管收缩剂及强心剂、呼吸兴奋剂等。 3.3 接收患者 当患者回病房后安置患者于平卧位,头偏向一侧,给氧,接心电监测仪,必要时吸痰,测生命体征:脉率、血压、呼吸及体温,检查胸腔闭式引流管连接是否正确通畅,按医嘱连接持续吸引或作重力引流;检查及调整输血补液的速度;检查切口敷料有无渗血,局部有无皮下气肿;对清醒患者要检查感觉及运动;听诊有无肺呼吸音,喘鸣或啰音;检查患者的一般情况,包括神志、意识、皮肤、甲床、黏膜有无紫绀,皮肤弹性度及呼吸模式。 3.4 测生命体征 开胸术后24~36h内,可能由于出血、疼痛、低血氧症、低血容量或心脏病发作,引起生命体征变化,故术后1~3h内,每隔15min测生命体征1次,平稳后每隔30min测1次,手术当夜每1~2h测量1次,以后视病情而定,严密观察,并做好记录,制定护理计划,记录24h出入量。3.5 开胸闭式引流管的护理 向患者讲解安置胸腔闭式引流的目的,使气液从胸膜腔内排出,并预防其反流,重建负压使肺复张平衡张力,预防纵隔移位及肺受压缩;告诉患者引流的用途及其维护的注意事项,准确、妥善摆放好胸腔闭式引流瓶,引流管水封瓶应置在患者胸部水平下60~100cm处,避免扭曲,任何情况下引流瓶都不能高于患者胸部,以防逆行感染。翻身或下床活动时要防止引流瓶倾倒,引流管松脱,以免气体进入。维持引流通畅,术后初期每30~60min就要向水封瓶方向挤压胸管1次,避免滑脱及阻塞,如水封瓶不慎被打破,应立即夹住引流管,另换一水封瓶,然后开放钳夹,鼓励患者咳嗽,做深呼吸,以排出进入胸膜腔内的空气,患者早期下床活动时,要妥善携带胸腔闭式引流管,保护密封系统。严密观察引流管引流的量及性质,并认真做好记录,发现情况立即告知医师。 3.6 体位及更换体位和疼痛的护理 开胸术后,患者未清醒时采用仰卧位,患者清醒、生命体征平稳后可改半卧位,头部及上身支高30°~45°。这种体位使膈肌下降在正常位置,有利于通气及胸腔引流。当患者从平卧位改为半卧位时,头要逐步抬起,以免引起体位性低血压,肺叶切除患者可允许完全侧卧位,并可翻向任一侧,但病情较重,呼吸功能较差者,应避免躺在非手术侧,以免压迫正常侧肺,限制其通气。每1~2h给患者翻身1次,避免长期在同一体位,造成下肢静脉血栓及肺不张。再次手术后患者疼痛较剧,这时患者畏痛就尽量避免咳嗽,也不愿做深呼吸及翻身坐起,因而就会造成气管、支气管分泌物潴留,肺膨胀不全,容易并发肺不张及肺炎。护士在做好心理护理的同时,应遵医嘱术后1~2天内每隔4h给予镇痛剂1次,给镇痛药后20~30min时的镇痛效果最佳,安排患者在此段时间咳嗽,做深呼吸,每1~2h1次,每次做深呼吸5~10次。 3.7 输液及饮食的护理 输液严格按医嘱进行以防前负荷超量导致肺水肿,合理使用抗生素预防感染。注意观察输液点滴速度,保持通畅。手术日患者完全清醒,无恶心,一般情况良好,可给饮少量水,以利排痰,并使患者感到舒适,术后翌晨,可给少量清流汁,术后1~2日内鼓励患者进软食,以后逐步过渡到普食,进营养丰富,易于消化的食物,多食含纤维素多的蔬菜、水果,以防因卧床活动量少而引起便秘。 3.8 下地活动与锻炼 开胸术后鼓励患者早期下床活动与锻炼,耐心解释下床活动的目的是预防肺不张,改善通气及循环功能,振奋精神;锻炼的目的是预防术侧肩关节强直及废用萎缩。术后第一日如生命体征稳定,应协助患者下床活动,坐在椅中或在床旁站立移步。妥善保护胸腔闭式引流管。鼓励患者做上肢抬举、扩胸,以不感到疲劳为宜。 4 出院指导 4.1 饮食指导 出院后多进高蛋白、高维生素、粗纤维食物,少食高脂肪尤其油腻、油炸的食品,不能饮酒、吸酒。 4.2 活动和休息 (1)术侧功能康复锻炼:上肢抬举、扩胸,做呼吸体操每日2次;(2)避免着凉、感冒,尽量少去公共场所;(3)注意劳逸结合,每次活动量以不感到疲劳为宜。 4.3 出现下列症状须及时就医 发热、心慌、气短、咯脓痰,呼吸困难,心前区疼痛,身体某部位触及包块等。 5 小结 通过对8例开胸术后大出血再开胸止血患者进行健康教育及护理,笔者体会到:认真做好第2次手术患者的健康教育及心理护理、实施整体护理,严密观察生命体征变化,观察胸腔闭式引流管的引流情况,对患者康复起着很重要的作用。本组8例患者术后恢复顺利,痊愈出院。 术后护理论文:浅析非语言沟通在喉癌根治术后失语患者护理中的应用 随着生活节奏的加快,生活环境的质量下降,喉癌患病率逐年上升,我科收治的喉癌患者占耳鼻喉科疾病的3%。目前喉癌的治疗方法主要为手术+放化疗,喉癌根治术常导致患者不同程度的失语,因此行之有效的沟通为术后护理的重中之重。我科针对此类患者采取了一系列有效的非语言沟通方法,获得了患者全面的健康信息,解决了患者的健康问题。 1 概念 非语言沟通是伴随沟通而发生的一些非词语性的表达方式和行为的沟通形式。有其重要性和必要性,重要性及必要性为(1)喉癌根治术后失语患者,因突然不能说话而得不到所需的帮助,感到害怕和痛苦。因此,护理人员应设法与患者建立有效的沟通方法,减少沟通障碍带来的不良影响。(2)喉癌根治术后失语患者,有时因自己的需求得不到理解而出现躁动不安,不能有效的呼吸。如果只采取简单的非语言交流方法,往往会导致严重的后果:如气管导管脱落,坠床等。 2 沟通的主要方法 非语言沟通在临床应用的方法多种多样。我科根据多年的临床经验,针对喉癌根治术后失语患者的心理特点逐步总结了以下几种方法。 2.1 写字板的应用 对于有一定文化程度的患者,备好写字板,让患者写下自己的需求,护士给予及时的解决。此种方法可以使护士更好的把握患者的思想动态,从而进行有效的心理护理。 2.2 图片的应用 对于术后几日最痛苦而又缺乏书写能力的患者,可以根据患者的年龄、文化程度及喜好,自制图文并茂的卡片。嘱患者点头或摇头来表示确认或否认,从而及时了解患者的需求并予以合理解决。 2.3 手势语的应用 手势语适合文化程度低无法书写的患者,患者只需用简单的手势来表达自己的主要意愿。当然,这时可能需患者较亲近的家属帮助解释。 2.4 呼叫器的应用 病房床头备有呼叫器,患者只需轻轻按下呼叫器,护士即来至患者身边,解决患者的各种需求。 2.5 其他 根据患者的不同需求,运用其他非语言沟通的方法:如触摸,空间效应,体语,类语言等。护士可以通过微笑,坚定的眼神,各种动作语言,消除患者的不安全感,缩短了护患间的距离,从而达到护患之间的默契与配合。 3 体会 综上所述,有效的非语言沟通对于喉癌根治术后失语患者的护理至关重要,它能够及时的了解并解决患者的健康需要,对于建立和改善护患关系,提高护理质量起到了非常重要的作用。总之,行之有效的非语言沟通非一朝一夕就能做到的,这就要求护理人员转变护理观念,加强心理学理论及技巧的学习,提高自己的综合素质。 术后护理论文:对外科手术后患者镇痛护理研究 术后疼痛是外科手术中最常见的症状,对术后患者的康复、避免或减少并发症的发生具有重要意义,是人体对于组织损伤和恢复的复杂反应[1]。由于术后疼痛在心理上和生理上造成患者人体生理病理变化,因此,手术后医护人员的首要任务是减轻患者疼痛。本研究通过对术后患者镇痛护理,比较术后患者疼痛的程度,得出镇痛护理对术后患者的必要性。现报道如下。 1资料与方法 1.1一般资料抽取2011年1月至2012年8月来我院手术治疗的患者120人,随机将120位患者分成两组,第一组作为实验组,患者60人,根据个体差异进行有针对的镇痛护理,第二组为对照组,患者60人,不进行镇痛护理。实验组男性患者31例,女性患者29例,患者的年龄为22岁至80岁,平均年龄(42±5.1)岁,对照组男性患者28例,女性患者32例,患者的年龄为21岁至83岁,平均年龄为(45±5.8)岁。两组患者在年龄、性别、身体状况、病情程度、文化程度等方面没有统计学差异,组间数据具有可比性。 1.2护理方法实验组进行常规手术后护理,即基本的包扎,检查,换药等,除此之外,在手术结束后,对患者进行镇痛护理,即将内置2.45%利多卡因60ml、75.4%布比卡因40ml/吗啡10mg、生理盐水100ml的一次性止痛注液泵与硬膜外导管相连接。泵设定的参考值为持续剂量在2.4ml/h,两次注药的时间间隔为20min,根据患者个人的疼痛情况患者自动使用止痛液注射泵,在实施的过程中,护士严密观察患者的生命体征、病情和镇痛效果,疼痛情况一旦出现,护士立即按剂量调节用药量,直至止痛;同时,开展关于病痛认识的座谈会,提高患者对镇痛护理的认识,提高自信,以提高止痛技巧[2]。对照组只进行常规手术后护理,不对患者进行镇痛护理。 1.3效果评价方法按照疼痛的程度,划分为零级:无疼痛;一级:轻度疼痛;二级:中度疼痛;三级:重度疼痛;划分的标准为:零级无疼痛现象;一级有疼痛但是可以忍受;二级必须在吃止疼药的情况下才能达到止疼效果,疼痛明显;三级疼痛无法忍受,干扰睡眠,需要止痛药进行止痛。分别实验组和对照组患者对术后的疼痛情况统计,实验组的疼痛程度低于对照组的疼痛程度,则说明镇痛护理对术后患者恢复具有临床应用价值,实验组的疼痛程度高于对照组的疼痛程度,则说明镇痛护理对术后患者恢复不具有临床应用价值。 1.4统计方法应用SPSS15.0软件,对结果进行统计分析,并对数据进行X2检验,记录P值。P 2结果 通过研究发现,两组患者在年龄、性别、身体状况、病情程度、文化程度等方面没有统计学差异的前提条件下,实验组的零级疼痛为4人,一级疼痛为52人,中度疼痛为4人,重度疼痛为0人;对照组零级疼痛为0人,一级疼痛为32人,二级疼痛为24人,重度疼痛为4人。实验组的各级疼痛率明显低于对照组各级的疼痛率,P 3讨论 疼痛是一种不愉快的情感体验,是由组织损伤和伴随组织损伤引起的一种复杂心理、生理反应,术后疼痛属于急性疼痛,是外科手术中最常见的症状,是人体对于组织损伤和恢复以及焦虑等的综合性复杂反应。导致术后疼痛的原因有很多,例如手术创伤、性格、注意力、对疼痛的敏感程度、心理状态、生理状态等。疼痛对患者伤口愈合的时间、伤口愈合的程度都有很大的影响,除此之外,对患者的生活、患者家属亦造成不良的心理刺激[3]。本研究显示,通过术后对患者进行镇痛护理,使患者主动配合治疗,增强自信,从而可以坦然的接受疼痛,痊愈率高(P 镇痛护理有止痛注液泵和护理干预两大方法。止痛液注射泵法是指在手术结束后,将内置2.45%利多卡因60ml、75.4%的布比卡因40ml/吗啡10mg、生理盐水100ml的一次性止痛注液泵与硬膜外导管相连接,在患者疼痛时,可自动使用止痛液注射泵,直至止痛[4]。护理干预分为:认知干预:通过加强健康宣教、知识讲解等方法,使患者了解手术步骤、术后疼痛产生的原因、程度、时间、以及疼痛产生的利弊等;心理干预:第一:经常和患者沟通交流,对患者的心态进行了解,并进行合适的心理教育,消除患者内心的恐惧;第二:通过细心观察患者的行为举止,面部表情等,了解患者内心所想,并积极制作出相应的方案提高患者的自信以至康复;行为干预:通过患者的行为采取积极的措施缓解患者的疼痛[5]。 综上所述,本研究认为镇痛护理可降低术后患者的疼痛程度,对外科手术后的患者是必要的,值得临床使用及推广。 术后护理论文:老年人开胸术后呼吸衰竭的护理 【关键词】 老年人;开胸手术;呼吸衰竭;护理 开胸术后病人发生呼吸衰竭是一系列病理改变的连续变化过程,是开胸术后的严重并发症。老年人由于组织器官生理功能的退行性改变,术前常伴有程度不等的肺功能不全〔1〕,而开胸手术改变了正常的呼吸功能,往往导致呼吸道感染,严重者造成呼吸衰竭〔2〕。我院对48例实施开胸术后出现呼吸衰竭老年患者加强各方面的护理,取得了良好的效果。 1 临床资料 1.1 一般资料 开胸术后出现呼吸衰竭患者48例,男34例,女14例,年龄60~80岁。其中食管癌6例,肺癌28例,胸腺瘤5例,剖胸探查6例,肺化脓症3例。长期吸烟34例。 1.2 手术方法 开胸术患者摆好手术体位,给于全麻气管插管,静脉复合麻醉,皮肤消毒后铺手术巾,分层依次皮肤、皮下组织,电凝切开胸部肌肉层,紧贴后肋骨上缘进入胸腔。置入肋骨牵开器,完成胸内手术操作后关闭切口。 1.3 术前护理 由于老年人具有孤独、寂寞、抑郁心理、多疑多虑等特点,所以要求护士具备较好的心理承受和驾驭语言的良好素质,耐心细致的做好解答,指导病人了解病情。嘱病人戒烟,教会病人腹式呼吸、有效咳嗽的方法,教会病人吹气球、做深呼吸运动,防止呼吸道感染。指导病人进高蛋白、高热量和高维生素的饮食,必要时给于静脉高营养,以纠正营养失调。 1.4 术后护理 加强监护:老年人往往有某器官功能的改变,各种反射迟钝。因此要保持生命体征指标的平稳,进行心电监测,注意静脉压、末梢循环,尿量的观察,同时防止水、电解质失衡,尤其是血钾的变化。加强呼吸道管理:老年人随着年龄增加,呼吸器官发生形态学改变,包括呼吸细支气管及肺泡管扩张,肺泡孔数目增加,胸壁弹性及呼吸肌功能下降等因素,术后造成呼吸道感染的机率较多。因此术后20 h内应持续低流量吸氧,每隔1~2 h鼓励病人咳嗽、排痰,同时提高对全麻术后呼吸道定植菌的认识。控制输液速度及输液量:老年人生理功能普遍低下,对自觉和他觉症状都有很大影响,特别是心功能症状会以各种形式被隐蔽和掩盖,为防止由于输液速度过快,输液量过多可造成肺水肿的发生,应严格控制输液速度及输液量,根据排尿量适当补液。当肠鸣音恢复后,无恶心、呕吐时,可逐渐恢复饮食。病人进食后给少量多餐,同时注意给予含有高蛋白、高热量、高维生素低渣软食,以增加肌体抵抗力,使深呼吸运动及排痰操作有效地完成,防止出现呼吸衰竭。由于老年人的某些生理改变,直接影响抗生素的正确使用及其疗效,同时老年人潜在性肾功下降是有些药物排泄减少的主要原因,使用抗生素时必须考虑到肾脏功能。因此,要全面掌握各种抗生素的相互作用、毒性和药物动力学知识,合理有效地应用抗生素,控制呼吸道感染的发生。 1.5 呼吸衰竭的观察和护理 呼吸衰竭治疗最重要是呼吸支持,早期机械通气以保证氧的供给,以降低死亡率。呼吸道失去生理屏障及恒温湿化作用可致黏膜干燥、呼吸道大量水分丧失、分泌物干结,易形成痰栓阻塞呼吸道,此时应做好呼吸道湿化及湿化监护。呼吸机湿化器内加入定量蒸馏水,定时增减调整量度,温度控制在32~35℃,呼吸道湿化液的量取决于室温、体温、空气湿度、通气量大小、患者出入量的多少、痰液的量和性质等因素,每日不少于250m1,湿化呼吸道的速度以10~20 ml/h为宜。采用0.5%碳酸氢钠湿化液湿化气道,0.5%碳酸氢钠液的作用:①软化稀释痰液;②快速较多量湿化液的注入,促进痰液上下移动,使痰液易于咳出,另一方面也有由于振动附着在气管管壁及小气道内的痰液并使其松动、脱落,不易形成痰栓;③对阴性杆菌有理想的清除作用,防止抗生素的滥用与耐药菌株的增加,使肺部感染率下降。观察患者双肺痰鸣音,每次吸痰的黏稠度、气道压力,咳嗽等状况,了解患者气道情况,适时吸痰同时采用叩背、压迫气管等方式,以利于痰液排出。但对食管术后的患者,由于吸痰可使胸腔压力增加,加重痰液反流或误吸,因此吸痰时须严密观察,保证气管套管的气囊充盈,以免引起肺内严重感染。每隔4 h检查气管导管的位置以及胶布和牙垫的固定情况,避免因导管移位造成单肺通气等。由于肋间神经丰富,胸部手术切口长、创伤大,病人术后疼痛明显,而不敢咳嗽。因此,病人术后可用硬膜外止痛泵或止痛药,减轻疼痛。鼓励病人在疼痛减轻时咳嗽、排痰。 1.6 结果 手术后出现心脏并发症23例,肺不张8例,切口感染2例,支气管胸膜漏5例。术后除2例死亡外,其余均治愈出院。 2 讨 论 呼吸衰竭最重要的病理生理改变是呼吸生理和肺循环血液流体力学的变化,导致肺内残气量减少,肺顺应性降低,氧合障碍等,从而产生严重的低氧血症、酸中毒,严重者可出现多脏器功能损害。在对老年呼吸衰竭患者机械通气治疗中, 我们为患者提供基本的氧合和通气需要的同时尽量避免肺损伤,也就是实施肺保护性策略,以最低的吸氧浓度、最小的压力和容量保证基本氧合。在机械通气时,初次插管4~12 h为容量型辅助控制通气方式,以后改为同步间歇指令通气+压力支持方式(SIMV+PSV),通气时间为4~12次/min,PSV:4~12 cmH2O,稳定4~24 h,可以间断试脱机4~24 h,72 h内未再行机械通气者为撤机成功〔3〕。 由于老年人呼吸道黏膜萎缩,纤毛运动减弱,巨嗜细胞的吞噬功能减退,同时由于手术和麻醉插管的刺激,造成痰量增加,不宜咳出,容易造成呼吸道感染,引起呼吸衰竭。因此,在吸痰前先给患者吸人100%氧1~2 min,然后置人吸痰管至气管最深处,上提1 cm再打开负压,吸引压力≤6.7 kPa,边旋转边吸引退出,至有分泌物时停留片刻,随后迅速退出。每次吸痰时间不超过15 s,以防长时间缺氧加重,吸痰完毕再提高吸氧浓度3~5 min,对痰液较多的患者,吸痰不易一次吸净,要吸痰与吸氧交替进行。 由于全麻开胸术后病人机体抵抗力降低,胃管、气管插管的介入及吸氧、雾化吸入等,使细菌有了便捷的通道,因而使病人呼吸道定植菌发生概率增大,增加了发生肺炎的危险性,因此术后护理中要加强防护,严格无菌操作,减少定植菌的侵入,密切观察病人的痰液颜色,黏稠度,严密观察有无呼吸道感染的征象〔4〕。并定时辅助排痰,雾化吸入,必要时行鼻导管吸痰,减少术后通气不足及肺不张。由于胸部解剖的特点,胸外科手术过程中需要撑开肋间隙或切断肋骨,胸壁和肋间神经的创伤较大,术后各种监护管道和引流管较多,导致术后患者比其他患者的不适感更强烈〔5〕,疼痛更明显。病人出现剧烈的疼痛,往往不配合做咳嗽和深呼吸运动,容易造成气道阻塞,通气不足,使肺泡内气体和肺毛细血管内血液之间的氧和二氧化碳低,交换异常。因此,护理时要做耐心细致的思想工作,使患者了解疼痛的原因,在咳嗽时协助病人用手压迫两侧胸部,但以不影响深吸气为宜。同时教会病人左、右卧位,适当饮水,必要时应用止痛药物,但禁用吗啡等抑制呼吸中枢的药物。 总之,老年人各种功能都处于逐渐衰退阶段,肺活量降低,气体交换减少,排除二氧化碳的能力减弱〔6〕,加之手术的刺激,易产生限制性呼吸困难,影响肺的通气和换气功能,易至低氧血症或高碳血症〔7〕,因此加强呼吸道的护理,早期诊断,及时采用以机械通气治疗为主的综合措施是治疗呼吸衰竭的关键,小潮气量、低呼气末正压通气及随时调整通气模式和呼吸参数,可显着提高机械通气的治疗效果。 术后护理论文:腰椎术后并发症的预防护理浅议 【摘要】 通过对我院2004—2009年进行腰椎疾病患者术后并发症预防的护理经验的总结,介绍腰椎术后并发症的预防护理,通过一系列术后专科护理、康复训练、功能锻炼以及出院后的生活行为指导,有效地减少了腰椎术后患者并发症,让他们得到很好的康复。 【关键词】 腰椎术后;护理;并发症;康复 腰椎手术是近年来骨科发展迅速的技术,它是治疗骨科常见的腰椎骨折、腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄、腰椎结核、肿瘤所采用的比较常见的手术方法,手术又大体分为前路、后路,在临床工作中越来越广泛的应用[1],因此其术后并发症的预防护理特别重要。现将2004年1月—2008年12月间在我院骨科收治并成功完成腰椎手术42例患者术后并发症的预防护理总结如下。 1 临床资料 本组病例为我院2004年1月—2008年12月收治的腰椎疾病患者,共42例,男24例,女18例;年龄17~78岁。其中腰椎骨折12例,腰椎间盘突出 症17例,腰椎管狭窄6例,腰椎结核5例,肿瘤2例;前路手术8例,后路手术34例,其中后路椎弓根固定25例,前路椎体固定6例, 2 常见并发症及原因 2.1 泌尿系感染 多见于需要保留导尿者,尤其是截瘫患者。术后机体抵抗力减低这一时期容易发生尿路感染,发生原因有:术前的尿路感染未完全控制;导尿时未严格无菌操作;保留尿管的处理不当。 2.2 褥疮 腰椎手术后需长期卧床,褥疮的发生并不少见。持续卧床2~3周是最易发生褥疮的时间。其原因是长时间的自体压迫,受压部位的组织发生缺血坏死,以及局部皮肤的刺激和腐蚀,导致褥疮。以骶尾部、髂嵴和股骨大粗隆等骨突部最多见。 2.3 肺部感染 术后发生该并发症的主要原因是:术前准备不充分、呕吐物误吸入。尤其是在老年人、长期吸烟或术前患有急、慢性呼吸道感染的患者,更易发生。术后呼吸道分泌物未及时排出,阻塞气道。凡术后体温异常升高,而伤口检查无明显感染者,均应考虑肺部感染的可能。如胸部查体发现感染及肺不张的相应体征则可确诊。必要时摄胸片协助诊断。 2.4 腹胀和便秘 腰椎术后患者长期卧床,胃肠道功能紊乱,持续性幽门痉挛,导致胃排空障碍,有可能发生急性胃扩张。 2.5 切口感染 腰椎术后切口感染尤其是深部感染是严重的并发症,预防术后感染是手术成败的关键。导致伤口感染的因素有多种,术中无菌观念不强、术后污染伤口;引流管护理不严格,患者本身抵抗力低下,尤其糖尿病患者,血糖控制欠佳属于感染发生高危因素。 2.6 脑脊液漏、伤口出血 脑脊液漏的原因是术中硬脊膜损伤未及时发现或处理不当所致。术后伤口少量渗血及引流管有少量血性液体流出,属于术后正常反应。一般24h不超过250ml且逐步减少,同时生命体征平稳。 2.7 下肢深静脉血栓 血栓栓塞性疾病是骨科手术后常见的并发症,危害严重,静脉血栓形成的三大因素:血液高凝、血流滞缓及血管壁损伤[2]。患者由于脊柱手术后,活动受限,使下肢血流缓慢,使血液处于高凝状态。 2.8 下肢肌肉萎缩和功能障碍 由于腰椎手术时会对脊髓、周围神经和神经根造成不同程度干扰和损伤,另外术后患者惧痛心理,不进行下肢功能锻炼,肌肉发生萎缩,导致日后康复进程减慢,或康复效果不理想,影响术后预期效果。 3 护理对策 3.1 防止泌尿系感染 术后6h拔出尿管,如需留置尿管者,每天温水清洗会阴部2~3次,用5%碘伏消毒尿道口及尿管。尿管于患者腿下经过固定,引流袋低于膀胱。防尿液倒流逆行感染,并定时夹闭尿管,鼓励多饮水,训练膀胱功能。应用敏感抗生素控制尿路感染。 3.2 防止褥疮 术后每2h翻身1次,平卧、侧卧交替,保持床铺的清洁、平整,每日温水擦洗全身。保持会阴部清洁。本组病例中有2例发生马尾神经损伤,大小便失禁,前期护理不当,引起会阴部湿疹,给予每次大便及时清理,清洗后涂以氧化锌,加强皮肤护理后湿疹消失。 3.3 预防肺部感染 术前练习深呼吸、咳痰。术后给予超声雾化吸入,每日2次,鼓励患者咳嗽,并双手轮流叩击胸部。每次翻身后叩击背部,使痰液震动脱落咳出。 3.4 防止腹胀和便秘 指导患者养成定时排便习惯,便秘者给予按摩腹部促进肠蠕动。严重者给予缓泻药。腹胀者减少进食,热敷按摩腹部,肛管排气,针灸或足三里封闭,急性胃扩张者可以行胃肠减压。 3.5 预防感染 术中严格遵守无菌原则,术后引流管不得超过切口高度以防止倒流。保持切口敷料干燥、清洁,及时更换敷料。术后测4h体温,术后3~5天低热为吸收热,若体温降至正常后再度升高,应怀疑存在感染的情况,给予积极抗感染治疗。对于糖尿病患者,监测血糖,控制血糖波动于正常范围。 3.6 防止切口出血及脑脊液漏 术后由于伤口渗出大量血性液体,定时测量生命体征,必要时检查末梢血来确定是否需要补液和输血。在放置有引流管的患者,如1天的量超过300ml提示有活动性出血,如术后2~3天引流呈清水样则示有脑脊液漏,不能拔管,须体位引流[3]。如术后1周脑脊液漏可以俯卧位也可平卧位切口下加垫压迫。 3.7 预防下肢深静脉血栓 术后发现患者下肢肿胀疼痛,皮肤青紫或潮红,皮肤温度略高,应警惕下肢深静脉血栓的发生。监测患者术后的体温、脉搏、小腿周径、腓肠肌触痛等情况。术后早期活动对预防下肢深静脉血栓有重要意义,可常规给予抗凝药物保持血液流动性。 3.8 防止肌肉萎缩及康复训练 术后早期功能锻炼可防止神经根粘连,促进血液循环,避免并发症出现[4],促进康复。活动可因人而异,以患者不感到疲劳和痛苦为宜。循序渐进增加活动量,在患者有一点点进步时即给予鼓励,以增加信心,促进身心健康。 4 指导康复 术后麻醉恢复后即进行指导患者进行下肢运动,由被动向主动过渡,并进行踝泵动作,做股四头肌等长等张收缩,每个动作保持5s,反复练习。术后第4天,佩戴腰围护具保护离床活动,起床方法:患者平卧带上腰围,双上肢撑着床,使躯干慢慢离床而坐起,无自觉不适后扶助行器站立行走,步态稳健后,术后1个月开始腰背肌功能锻炼,手术后3个月内禁忌弯腰负重,避免弯腰活动[5],教会患者下蹲拾物的方法,大小便宜使用座厕凳。病人出院时要做好健康教育,定期回访,有些腰椎疾病患者在手术治疗以后,认为身体已恢复健康;也有一些认为再也不能从事工作和体育运动。其实这两种观念都是极为错误的。手术完毕后,并不意味着整个治疗的结束,也不意味着从此丧失了工作能力。还需患者进一步用其他康复手段如功能锻炼等来巩固和增强疗效,避免复发。一般在3~4个月后才能开始工作。避免同一种姿势维持时间过长,应不定时地改变体位,以调节腰椎压力,改善局部血液循环,增加腰椎稳定性。出院后功能锻炼应循序渐进地加强腰背肌功能锻炼,持之以恒,以增强腰椎稳定性,防止复发,向病人说明休息的重要性。 5 小结 脊柱外科是极具创意,也极具风险的医疗专业。血的教训要求我们必须严格遵守这些前人失败中凝练出来的原则[1] 。随着脊柱技术的不断完善、发展,用于治疗腰椎疾病,在解除痛苦、恢复活动能力、提高生活质量等方面取得明确疗效,但是一旦发生术后并发症,除了增加患者的痛苦及经济负担外,很大程度上影响治疗效果。因此,不断对腰椎术后患者并发症的预防护理及康复训练进行总结,有效降低术后并发症的发生,有着十分重要的临床意义。 术后护理论文:对216例肥胖患者术后护理 随着经济的发展,我国肥胖人数日趋上升。给手术和麻醉带来一些难题。随着生物医学模式的转变,手术室护士的职责由单纯的疾病期手术配合过渡到围手术期的整体护理。因肥胖人易出现病理改变及并发相关疾病,如:糖尿病、高血压、高血脂症、脑血栓、血管硬化、骨质疏松、冠心病等,围手术期护理是否细致全面,直接影响手术的成功和预后。 一、肥胖定义及诊断标准 现普遍使用体重指数作为临床测定肥胖的参数。体重指数(BMI)(kg/m,)=体重kg/身高mZ。当体重指数)3okg/mZ时即为肥胖。 二、术前护理 (一)术前访视及心理护理 这一时期的工作由巡回护士完成,在访视前参阅病历,掌握主要病情及心理特征,心理问题,不要过于强调肥胖与手术的难度。护士需服装整洁,仪表端庄,举止庄重向病人做自我介绍,详细询问其既往史,药物过敏史,并注意心、肺、血压等方面的体格检查,特别着重呼吸循环系统检查,了解有无睡眠暂停综合征,耐心向病人介绍参加手术人员情况,手术步骤、体位,手术室环境,并提供麻醉和护理方面的信息,最大限度地降低患者的不安和恐惧症。认真听取患者谈话,尽可能回答提出的问题,对涉及医疗护理方面的问题不做随意评论和更改,使病人确信手术是安全的,对家属应详细说明手术的各类危险,不应再做安慰。 (二)术前准备工作 1.器械准备对肥胖病人,责任护士在器械的准备上应考虑除常规器械外,还应准备较深部的器械,如遇肝、肾、心功能不全的病人应与护士长取得联系,以增加人员及术中抢救物品的准备。 2.重要生命体征中血压的测定肥胖者以袖带测量血压不仅有困难,而且采用普通人之袖带所测读数亦偏高,如遇复杂手术应准备直接测压物品,并在手术前进行血压计与实际血压的矫正测定。 3.常规床、单准备手术床应用宽大中单覆盖,防止肥胖患者身体直接接触床面,并备好相应的较宽大的支撑固定装置。 三、术中配合 (一)常规配合 巡回护士迎接患者进人手术室后,一边查对一边指导协助病人上手术床,安置合适体位,因肥胖病人仰卧位通气不畅,注意使用较高的头垫使其舒适。肥胖患者往往对术中身体暴露感到羞耻,应注意遮盖,保护其自尊心。 (二)静脉穿刺 肥胖患者静脉穿刺较困难,应认真挑选血管,必要时用热毛巾热敷,准确建立静脉通道,减少不必要的刺激,并最好选用留置针。 (三)检测中心静脉压 肥胖患者脱水及低血容量之程度甚难估计,加之病人耐受快速补液能力较差,故对开胸等大手术应监测中心静脉压。 (四)麻醉配合 协助麻醉医生进行麻醉,全麻应注意:①胸骨上脂肪垫过厚。②防止下领和颈椎活动受限,造成呼吸困难。③麻醉通路建立后应随时吸痰,及保持胃管通畅。如果是椎管麻醉,摆好体位后床旁保护防止坠床。 (五)手术配合 手术中注意事项很多,除常规手术事项外,针对肥胖患者特殊应注意的是:①电刀切凝频率应稳定,否则在台上反复调整会造成脂肪层损伤情况不一,术后容易脂肪液化。②肥胖患者脂肪褶皱较多,应监督医师消毒时脱碘充分。③医师在脂肪层过厚,较长时间术区不能充分暴露时,常表现出急躁情绪,素质较差的医师甚至表现出因各种原因大骂助手、麻醉师、护理人员,以及出现操作失误,器械护士应设法安慰,缓解紧张气氛,在条件许可的条件下,协助拉勾,暴露术区。④皮下脂肪缝合时,应选用大圆针,发现针变形时,决不可再用,防止缝合针断在深厚的脂肪层中,不易寻找。 四、术后护理 (一)一般处理。 (二)预防低氧血症。因肥胖患者脂肪含量较大,体内需氧量高,术后常应给予持续吸氧。给氧方法以氧气面罩为安全。 (三)体位调整。肥胖患者体重大,较大手术后需卧床时间长者,应严防臀部、背部等出现褥疮,术后及时改半卧位。优点是:促进术区伤口引流管通畅,防止肺部感染,利于呼吸道通畅。 (四)预防深静脉血栓。肥胖病人术后肺梗塞发生率比常人高2倍,约为48%。应主动采取预防深静脉血栓形成的措施,自手术日开始的四日内每日静脉滴注低分子右旋糖醉或轻基淀粉50Oml,另外手术中即开始用弹力绷带包扎下肢,鼓励早日下床活动。体会肥胖患者因脂肪含量及比例均高于正常人,因生理发育原因,存在体重大,行动迟缓,反应迟缓等特点,在搬动和谈话时,要有耐心。大部分患者心情较开朗,容易接近。但经统计有56%的年轻患者(20一30岁)讨厌谈论关于肥胖问题,尤以女性患者为着,应特别注意。代谢高也是肥胖患者的一大特点,在手术期输液量、输液速度、晶胶比例、先后顺序等都应事先作出计划,也不可墨守陈规,应视手术情况而不断做出调整。血液在血管内的通透性以及结合手术因素,患者脂肪栓塞的可能均大于一般患者,而以上因素往往会造成患者心血管梗塞、其他脏器血管梗塞等严重后果。早期发现的意义极为重要,也更能体现出手术室护士的工作价值。因此,在手术中应配合麻醉师多观察患者的呼吸、心电、肌肉以及局部反应。肥胖患者有可能伴有脂肪肝,导致肝代谢功能下降,延长药物代谢反应,尤其是麻醉药的代谢。因此,在患者于手术后复苏前,应有充分措施保障生命体征稳定。 术后护理论文:小儿包茎气囊扩张术后的护理及追踪 【摘要】 目的 观察气囊扩张术治疗小儿包茎的护理及预后。方法 对入托体检以及儿科儿保门诊就诊过程中3~6岁男童诊断小儿包茎的478病例采取气囊扩张手术治疗。结果 良好439例,欠佳26例,扩张失败13例。以扩张术失败的病例与预后好的病例对照作χ2检验, P 【关键词】 小儿包茎 气囊扩张术 护理 追踪 小儿出生时,包皮与龟头即为粘连,于2岁左右自然分离,如果4岁仍未分离视为包茎。小儿包茎目前是一种常见病,其发病率为22%~32%,随着年龄的增长,包茎的发病率逐渐下降。大部分包茎患儿由于包皮口过紧排尿不畅,存在尿垢而经常发生炎症,并影响其发育,并且由于包皮垢的刺激而发生炎症以及手淫等不良习惯,严重的发生癌变,故对患儿的身心造成影响[1]。 我院于1998年开展气囊扩张术治疗小儿包茎取得满意效果,回顾几年的手术经验和术后追踪,术后的护理对于小儿的创面愈合以及减少患儿的身心痛苦尤为重要,故本文对我院2003年1月~2005年12月门诊治疗资料完整的478例患者做回顾性调查,总结经验如下。 1 对象与方法 1.1 资料的选取 对入托体检的3~6岁的男童发现小儿包茎的以及儿科儿保门诊就诊过程中诊断的病例并采取气囊扩张手术治疗的共478例,其中4~6岁326例;6~13岁98例;2.5~4岁的54例;均无其他并发疾病。 1.2 手术方式 局部常规消毒铺巾,阴茎根部局部麻醉,待2~3min麻醉起效之后采用气囊扩张方式使包皮与龟头逐渐钝性分离至冠状沟,清洗尽局部尿垢或结石后,涂以红霉素软膏少许,及时回翻包皮。 1.3 术后护理 1.3.1 常规家庭清洗 每日以0.02%高锰酸钾溶液局部浸泡,每次10~15min,每日3次。 1.3.2 门诊换药 术后于儿科门诊小换药3~10天,直至包皮能顺利上翻,龟头及包皮内侧板黏膜光滑无感染。 1.3.2.1 常规换药 采取上翻包皮后以0.5%甲硝唑溶液冲洗,在包皮与龟头分离的创面上涂以红霉素软膏后回翻包皮即可。 1.3.2.2 包皮局部伴随水肿患儿的换药 术后第二天仍轻度水肿的须加入少许可的松软膏涂抹;少数局部水肿严重但不伴红肿的可在严格局部消毒后,在水肿部位最低点行针刺放液1~2次,并静脉滴注抗生素2~3天,待水肿完全消退后常规换药即可。 1.3.2.3 包皮口紧张或肥厚患儿的换药 对包皮口紧张或肥厚的患儿,换药前须用气囊或止血钳反复扩张松弛包皮口,至能顺利上翻为止。 1.3.3 术后注意事项 严禁患儿及家属未经医生允许自行上翻包皮,以防止包皮口紧张患者和术后局部肿胀时包皮回翻困难致局部嵌顿坏死。 2 术后追踪分析方法与结果 术后半年始采取进幼儿园或电话、门诊随访方式,对478例术后患儿进行追踪调查。调查结果分为:(1) 良好:包皮上翻顺利,局部无粘连无瘢痕;(2)欠佳:包皮上翻暴露龟头不全,冠状沟局部粘连;(3) 扩张术失败:包皮口紧张,龟头无法暴露或包皮口局部瘢痕挛缩。因疗效欠佳的患者再次分离后良好尚可归为预后好,以无效病例与预后好的病例对照作χ2检验并做统计学分析,χ2值为8.46,P 3 讨论 小儿包茎气囊扩张术是目前小儿包茎治疗疗效尚好、无创、无痛苦、无环切致瘢痕挛缩风险,手术简单易行,在一般门诊可施行。且目前国内应用该法较常见。但为了使局部恢复更好,减少患儿身心痛苦,故术前病例的选取和术后护理尤为重要。 大多数患儿预后良好,预后欠佳的病人多集中在年龄较小的患者,因各种原因术后未坚持清洗尤其术后初期未彻底下翻包皮至冠状沟,导致局部尤其冠状沟一带粘连。因此气囊扩张术最佳年龄段为4~6岁,年龄过小患儿术时及术后不易配合,尤其术后较容易发生粘连。而对于6岁以后的患儿因为时常发生局部炎症而导致局部瘢痕挛缩而失去扩张机会或增加术后复发可能,更大的患儿则由于青春期导致影响阴茎的发育。 扩张术失败的患者,多因包皮口局部肥厚呈管状和术前有反复感染致包皮口瘢痕挛缩,故应对于有反复感染致包皮口瘢痕挛缩的患者,应择期及时环切术;对年龄稍小的且局部肥厚呈管状可试行扩张术并注意术后清洗,如扩张术失败仍必需行环切术。 好的换药方式能使局部尽快恢复和减少复发,因为局部的感染会直接导致局部瘢痕挛缩可能而增加复发的可能。 本院作为入托体检特定单位,对术前病例的筛选及术后追踪有优势,但由于时间较短,对行气囊扩张术后患儿与行环切术的病例和未行手术的病例,对手淫、阴茎癌的发生有无明显差异无统计学调查分析。 术后护理论文:无痛宫腔镜检查术中与术后不良反应的观察与护理 作者:李守村 崔荣秀 孟庆香 【关键词】 手术中并发症 手术后并发症 宫腔镜检查 护理 宫腔镜检查是妇科常用的诊断性操作,宫腔镜检查时,由于扩张宫颈、牵拉宫颈、手术刺激及膨宫可使患者感到疼痛,部分患者可因疼痛刺激引起反射性迷走神经功能亢进,出现类似人流综合征反应,其他有些患者因疼痛剧烈,难以接受检查,使操作中断[1]。无痛宫腔镜检查是指给予一定量的镇痛、镇静剂,使患者在无痛苦的状况下进行宫腔镜检查[2]。英国皇家外科学院及美国哈佛大学附属医院在内镜诊疗中常规使用麻醉或镇静剂[3],目前国内部分医院也相继开展了无痛苦消化内镜检查[4]。2003年3月至2006年9月,我院按患者意愿选择了119例患者接受无痛宫腔镜检查,采用异丙酚、咪唑安定和芬太尼联合静脉注射,虽然实施了检查,但有59例患者术中和术后出现了不同程度的不良反应,现报告如下: 1 临床资料 1.1 一般资料:119例患者平均年龄35.6岁,平均体重65.2kg,住院患者64例,门诊患者55例,其中25例曾做过普通宫腔镜检查1~6次,因无法忍受痛苦而使操作中断。 1.2 无痛宫腔镜检查方法简介:常规宫腔镜术前准备,检查前6h禁食,建立静脉输液通路,常规吸氧,氧流量2~4L/min,检测血氧饱和度、脉搏和血压。由麻醉师静脉注射异丙酚1mg/kg、咪唑安定0.5mg、芬太尼0.7ug/kg,待患者入睡、睫毛反射消失、唤之不应(即OAA/S评分1~2分)时开始进行宫腔镜检查。由妇科医师操作,护士协助插镜。如检查时间过长或术中有肢体躁动时,追加异丙酚0.25mg/kg。术前1~2min监测1次血压、心率、血氧饱和度,术中实时监测,术后每1~2min监测1次,并分别记录。 2 结 果 本组有9例因阴道先天性畸形使宫腔镜未能进入,其他均顺利到达宫腔,时间为2~27min,平均9.87min。全部检查时间为4~36min,平均13.63min。离开宫腔镜室时间为检查结束后2~198min,平均35min。本组术中出现肢体躁动10例,无意识呻吟12例,呓语4例,血氧饱和度下降至90%以下6例,检查中心率曾低于60次/min24例。术后恶心、呕吐2例,腹痛、腹胀9例;低血糖反应1例;头晕48例,其中轻度(自感头晕,但能行走)42例,中度(头晕明显,不能行走,但能坐)3例,重度(头晕明显,不能坐,必须卧床休息30min以上)2例;术后1min表现为躁狂状态1例;术后5min开始无意识大声说话且持续30min1例。经对症处理后,本组不良反应均消失。 3 术中不良反应观察与护理 3.1 肢体躁动:本组术中肢体躁动10例,占7.86%。躁动有使患者坠床的危险,同时也影响医生操作。发生肢体躁动的原因主要可能为药物的不良反应。异丙酚的药物半衰期(t1/2a)为1.8~8.3min,麻醉恢复迅速,诱导麻醉时有时可出现轻度兴奋现象[5];咪唑安定有致瞻妄、幻觉的作用[5]。同时,宫腔镜在进宫颈口时对内脏牵拉强烈,会使患者感到难受。本组术中肢体躁动发生率较高,是徐灿霞等[6]报道的1915例无痛胃镜中肢体躁动发生率(0.8%)的10倍。我们认为,这是因为无痛宫腔镜检查比无痛胃镜检查操作时间长,也与扩张宫颈口、牵拉内脏及膨宫有关。本组出现肢体躁动时,麻醉师适当追加用药量,护士在患者旁边严加看护,防止坠床,并协助医师退出镜身、吸出宫腔内液体,以减轻对内脏的牵拉。 3.2 无意识呻吟与呓语: 本组术中无意识呻吟14例,占8.96%;呓语4例,占2.74%。原因主要为咪唑安定有致瞻妄、幻觉作用,异丙酚和芬太尼药效消失时有兴奋作用[5],患者处于朦胧状态下,无意识将一些平时隐藏在心底深处的情绪或秘密释放出来。无意识呻吟一般不需处理,对呓语的患者则要温和劝阻,不要诱导患者讲话。如果患者说出令人不愉快的话,护士要表示理解,劝说患者注意休息。本组中有部分患者在药物的作用下无意识说出自己的隐私或工作上的秘密,我们遵循为患者保密的原则,即不取笑患者,更不能到处传播。 3.3 血氧饱和度下降:本组血氧饱和度下降至90%以下7例,占4.94%。其中2例为氧气管脱位,纠正后血氧饱和度恢复正常;舌后坠4例,通过抬高下颌、加大氧流量后恢复正常;1例为追加异丙酚等药物用量后出现氧饱和度下降,经加大氧流量、抬高下颌、做扩胸运动后恢复正常。异丙酚具有良好的镇静、催眠作用,能消除患者的焦虑和恐惧,但同时有抑制呼吸的作用,表现为呼吸频率减慢、低氧血症和呼吸暂停[5]。咪唑安定有抗焦虑、催眠、抗惊厥、肌松和顺应性遗忘的作用[7],对呼吸也有抑制作用。因此,两药合用时推注速度一定要慢,宫腔镜检查全过程中都要密切监测患者的生命体征变化,及时查找血氧饱和度下降的原因。若氧气管脱位,可用面罩给氧。由于异丙酚抑制循环、呼吸最明显的时间是在用药后2min,因此我们在追加用药后暂缓插入宫腔镜,待抑制作用最明显的时间过后再继续操作。 3.4 心率减慢:本组心率减慢至60次/min以下28例,占17.92%。其中4例采用了退镜以减少刺激的方法使心率恢复正常;20例立即静脉推注阿托品0.5mg,1min后18例心率上升到60次/min以上,另2例心率仍低于60次/min,遂再次静脉推注阿托品0.5mg,暂停内镜操作,1~2min后心率恢复至60次/min以上。异丙酚对心血管有负性肌力、负性传导作用,对周围血管有直接扩张作用,可导致血压下降,心率减慢,极少数可出现房室传导阻滞[8]。我们认为,除了异丙酚的作用外,宫腔镜检查术中的心率减慢也与宫腔镜在宫腔内的行走、牵拉和膨宫,使宫腔膨胀等引起迷走神经兴奋有关。我们术前把阿托品注射液抽吸在注射器内,当患者的心率少于60次/min时,立即静脉注射阿托品0.5~1mg,同时吸出宫腔内液体,并采取退镜等方法,以减少迷走神经的兴奋性。 4 术后不良反应的观察与护理 4.1 消化道症状:本组发生恶心、呕吐2例,占1.65%。腹痛、腹胀9例,占6.40%。恶心、呕吐多出现在恢复期,可能为异丙酚的不良反应。注意将患者侧卧位,保持呼吸道通畅,防止窒息。腹胀主要是因为宫腔镜检查术中向宫腔内注液所致,也与阿托品抑制肠蠕动导致气体滞留有关。 4.2 低血糖反应:本组发生低血糖反应2例,占0.91%。原因是宫腔镜检查前需禁食6h,而患者在检查前一般都比较紧张,检查前一天进食就很少,而检查一般安排在下午。其中3例给予静脉注射50%葡萄糖40ml、2例给予口服流汁约400ml后症状缓解。术后要特别注意观察患者有无低血糖反应,如头晕、面色苍白、出冷汗等症状,复苏后进食易消化的小馄钝、面条、糖水等,以补充水、糖和电解质。 4.3 中枢神经系统症状:本组发生头晕48例,占35.10%。对于轻、中度头晕的患者,协助其休息片刻,观察头晕缓解且无其他不良反应后可离开宫腔镜室。其中有1例患者重度头晕、乏力,不能行走,检查完毕后在宫腔镜室留观了1h,该患者有慢性乙型肝炎,肝功能异常,发生头晕可能是由于患病的肝脏药物代谢能力降低,从而使药物作用延长所致。据此我们认为,无痛宫腔镜应谨慎用于肝、肾功能异常的患者。 本组有2例患者检查结束后1min出现肢体躁动,大声叫喊,极度兴奋,表现为躁狂状态,占0.37%。其中1例持续约3min后逐渐恢复平静。该2例患者是我院无痛宫腔镜检查的早期病例,用全麻药物氯胺酮作为镇静、镇痛剂。氯胺酮对新皮质系统—皮层下结构有抑制作用,而对边缘系统有兴奋作用[9],麻醉恢复过程中少数患者会出现幻梦、错觉甚至幻觉,有时伴有瞻妄、躁动现象[5],由于氯胺酮有产生躁动的不良反应,所以自2004年4月起,麻醉师改用芬太尼代替了氯胺酮,再未发生此类现象。还有1例患者术后5min开始无意识大声说话,医护人员在床旁严密监护,30min后患者渐渐平静。 另外,为防范意外伤害,检查过程中必须时时注意患者的翻身安全,应用升降式、有护栏的检查床保护患者。对于刚清醒的患者,护士一定不能麻痹大意,门诊患者术后需留观35min以上,确认生命体征恢复至术前水平、意识清楚、定向力好、步态稳健后,再由家人陪伴离开医院,并告知当天不要自己骑车、开车和高空作业[10]。
浅谈公路路基施工技术:公路路基施工技术探讨 摘要:路基是路面的基础,公路的线形主体,与路面共同承担汽车的荷载作用。其质量关系到整个公路的使用品质。文章阐述了路基填土与压实、路基路面排水、路基防护、软土地基处理技术。 关键词:公路路基施工;道路桥梁;软土地基;路基防护 公路主要承受和满足汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响,路基是公路的线形主体,是路面的基础,是与路面共同承担汽车的荷载作用。没有稳固的路基,就没有稳固的公路,一条优质公路,路基质量是关键,路基质量应从路基施工开始控制。 一、施工准备阶段 路基施工准备阶段是路基工程施工总体部署、调查作业范围、水文地质及工程量、制定施工方案、编排施工进度计划以及开工前的人员、机械、材料等方面准备的阶段,该阶段准备充分与否是直接关系到路基工程施工能否正常进行的关键环节,因此我们要认真对待并做好以下几方面的工作: (一)详细调查,制定方案 在工程所在地要详细调查了解公路沿线(包括路基基底)及土源等作业范围内的土质的液限、塑限、塑性指数及含水量情况,制作标准击实试验和土的强度试验(CBR值),制定施工方法。根据水文地质情况,进行分类、整理,结合以往的施工经验制定出路基各种不同类型土质、含水量的切实有效的施工方法及路基基底处理方案,防止在施工中出现盲目性,避免走弯路,以保证工程质量和进度。 详细调查工程实际工程量,根据工期要求及工程量划分作业段,编排施工进度计划,确定工程日进度计划。并且日进度计划要考虑雨天或其它不利因素的影响。根据日进度计划,组织人力、机械、材料,制定有力措施,实现日进度计划的落实。论证施工工序、作业方案,对第一道工序至最后一道工序的作业方案全过程进行论证,排队检查有无人力、机械闲置浪费的环节,前后工序是否矛盾,如何解决,使工程施工尽可能地达到最优化。 (二)建立健全质量保证体系 良好的质量保证体系是施工正常进行的保证,缺乏质量保证体系就容易造成工程质量低下、返工,给工程带来隐患,从而就影响施工进度、企业的信誉和经济效益。因返工造成的工期延误和经济损失这方面的教训也是很沉重的,因此,建立健全质量保证体系,不仅是企业眼前利益的保证,而且是企业走向现代化企业的重要保证。质量保证体系的建立不能只停留在纸上,而要在实际施工中一步步去落实,让它真正发挥作用,要建立层层负责、责任到人、奖罚兑现的制度,充分调动人员积极性,实行全员质量管理,保证工程质量。 (三)技术交底 在工程施工开始前要把施工部署、整体安排、施工规范、设计要求、合同要求、作业流程和规程、施工要点向施工管理人员、机械操作人员进行全面交底,使全体人员全面了解工程施工的要求和施工重点,也便于施工方案和工期计划的落实。 二、施工阶段 施工阶段是每一个施工项目和每一个分项工程的质量形成阶段,而每一个分项工程施工又由若干道工序完成,因此工序质量是整个施工阶段的重点。控制路基的施工质量,应该从严格控制路基的施工工艺着手,严格控制施工工艺是生产高质量路基的关键。 (一)路基路面排水 水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素,许多路基病害是由水的侵蚀造成的,另外,从保护环境、不损害当地农田水利设施考虑,也必须做好路基排水,形成排水系统,并与地区排水规划相协调。在路基施工中,应重视施工排水,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。 1.地面排水。最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠,一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路和一级公路通过水网地段的路基,过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进,对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置,免去了穿越路线的排灌涵洞,从而提高了路基的工程质量。 2.路面排水。路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。路拱横坡应≥2%。雨水排出路面有二种方式。第一种是集中排水,第二种是分散排水。 3.地下排水。路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8~30cm,很适用于地下排水。 (二)路基填土与压实 公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发,改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效最经济的方法。 1.路基填料。规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度,引入了路床的概念。对上路床的的填料提出了限制的条件,高速公路和一级公路路面底以下0~30cm的路床填料CBR值应大于8,下路床及其下面的填土,也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。 2.路基压实。当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80~150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和―级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。如在西部某国道主干线二级专用公路施工中,路面设计标准为高级路面,因而从路基开始,所有的检验标准均采用一级公路验收际准。 3.特殊潮湿地区路基土的压实。在特殊潮湿地区,路基上的压实是相当困难的,规范对此作出了若干调整:一是压实度标准可根据试验资料确定或较表列数值降低2~3个百分点;二是对于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18的粘质土,当用于下路床及其下的路堤填料时,可采用规定的轻型压实标准;三是改善填料的性质,在土中掺加生石灰,通常可以获得预期的效果,也可采用新型吸水材料加固。同样,在西部某国道主干线二级专用公路途经渭河沿岸,部分路段属潮湿地区,采用第三种办法,取得了预期的效果。 4.黄土路基填筑及压实。(1)黄土路堤施工时,应做好填挖界面的结合(纵向),清除坡面杂草,挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立,无法挖成台阶时,可采用土工钉加强结合。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性,且容许承载力低于路堤自重压力时,可考虑采用重锤夯实,石灰桩挤密加固。(2)黄土含水量过小,应均匀加水再行碾压;如含水量过大,可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压,也可掺入适量石灰处理,降低含水量。掺灰后应将土、灰拌匀,其最大干密度应通过击实试验确定。(3)老黄土透水性差,干湿难以调节,大块土料不易粉碎,使用前应通过试验决定措施。路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料,可用于填筑路床。黄土路堤应分层填筑,分层压实,大于l0cm的块料,必须打碎,并应在接近上的压实最佳含水量时碾压密实。(4)根据设计及时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽,将水引至坡脚以外,对高度大于20m的路堤,应按设计预留竣工后路堤自重压密固结产生的压缩下沉量。(5)黄土地区应特别注意路基排水,对地表水应采取拦截、分散、防冲、防渗、远接远送的原则,根据设计及时做好综合排水设施,将水迅速引离路基。在填挖交界处引出边沟水量,应做好出水口的加固。 (四)软土地基处理 近年来,随着高速公路和一级公路建设的迅速发展,针对软土地基,在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制,使得在软土地基上一次建成高级路面(而不是前期过渡路面)的关键技术问题得到了解决。 1.灰土挤密桩。当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。 2.轻质路堤。用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为9~12KN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37%~41%,有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层l~2m用粘质土包覆,以稳定边坡和利于长草,路床顶面用粗粒上封闭厚0.3~0.5m。 3.土工合成材料加固。浅层(一般小于3m厚)的软土地基可采用先在地表铺筑上工布,再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。采用聚丙烯或聚乙烯土工格栅,以及采用网箱席垫处理软土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向两侧的位移受到限制,减少局部荷载。采用网箱席垫可减少总沉降量40%左右。 (五)路基防护 路基的修筑改变了地层的天然平衡状态,以及路基暴露在空间,不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀,因此需要进行各种类型的防护。 1.坡面防护。坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。石砌圬工防护仍较普遍使用,混凝土预制块护坡多用在路堤边坡,连片的及带窗孔的护面墙;用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝土防护也有较好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题,从保护环境的角度出发,建议大力推广既能改善生态环境,美化景观,又一劳永逸的种草防护。 2.冲刷防护。防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。 3.支挡防护。挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度,并采用预制构件拼装,是―种特殊型式的挡土墙。 三、结语 公路的路基质量对公路的使用性能影响较大,因此在进行路基施工时应严格按照规范要求进行,同时针对不同的路基项目采取不同的具体措施,公路路基施工质量控制手段远不止这些。修建稳定的高强度的路基,对于发展公路交通事业,提高路面使用品质,降低工程造价,是一个不可忽视的重要环节。 浅谈公路路基施工技术:农村公路路基施工技术的运用 【摘 要】路基是公路工程的重要组成部分,其强度和稳定性直接影响到公路的使用品质,因此保证路基的强度和稳定性意义重大。基于此,本文对农村公路路基施工的要求作了总结,对施工前的准备工作作了简述,重点对路基排水施工、挖方施工、摊铺施工等内容进行了介绍,通过加强路基施工技术的运用,可保证农村公路使用性能,满足人们出行需求。 【关键词】低等级;公路工程;路基;准备工作 农村公路路基建设能够直接影响人们的生产生活水平,所以在路基施工过程中,要保证其坚固稳定,耐久实用,严格按照相应规范进行设计及施工,并保证其质量符合国家对道路建设的相关规定,只有这样,才能为农村的整体建设及人们的出行带来有力保障。 1 农村公路路基施工的要求 首先路基作为公路施工中的基础和质量的重要保障,在公路的施工过程中,需针对存在的问题进行妥善的处理和解决,提高施工的管理质量,并应根据农村公路的水文和地质资料,采取相应的施工技术,进而防止车辆的碾压而造成的路面变形和结构失调等问题。其次要满足强度的要求,其需在路基施工中完全按照公路交通的施工技术要求和相关标准,提高路基的强度,防止车辆的荷载过低造成路基的沉降问题,同时路基的施工要确保水文安稳性要求,但由于路基在地下水和地面雨水的双重作用下,会降低路基的强度,并且在雨水较多的农村地区,路基的施工会因受雨水的冲刷而导致强度下降,因此要确保路基的水温,提高路基的强度。 2 农村公路路基施工前的准备 2.1 施工填料、机械的选择 首先用于路基的填料要求挖取方便,强度高及水稳定性好,其中强度是按CBR值确定,并应通过取土试验,以确定填料最小度和最大粒径,巨粒土、级配良好的砾石混合料、石质土,需具有较高的轻度和足够的水稳定性,而膨胀岩石、易溶性岩石、强风化石料、崩解性岩石和盐化岩石不得直接用于路堤填筑,但砂土可作路基填料,但由于其没有塑性,受水流冲刷和风蚀时易损坏,因此在使用时可掺入黏性大的土,同时在农村公路路基施工中,一般采取就地取土的方式,满足规范要求的粘性土、砂性土等就适于做路基填料。其次公路路基施工机械,主要包括土石方机械和压实机械两大类,土石方机械主要包括:推土机、铲运机、挖掘机和转载机;而压实机械主要是振动式压路机。 2.2 施工前的检验 在路基施工前,应完成击实试验和土的液塑限试验,并要通过击实试验确定路基土的最佳含水量和最大干密度,以为路基施工检测压实度提供参照依据,同时通过液塑限试验,可取得路基填料的塑性指数,从而确定该土样能否用于路基施工。 2.3 工程测量 首先在线路中桩的平面位置确定后,需按设计要求计算出各中桩地面的设计高程,并测设该高程,中桩平面位置的测设和中桩高正的测设可独立进行,也可用全站仪三角高程测量的方法同时测设。其次线路设计的横断面,主要包括路基和边坡,因此在路线施工之前,应先把设计的边坡线与原地面的焦点在地面上标定出来(其也称为边桩放样),以将边坡和路基进行放样。 3 农村公路路基施工 3.1 路基排水施工 首先在施工前需开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰进行处理,并设置40cm厚的稳定层,而针对路表排水,一是可通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;二是设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水,以及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;三是设计泄水孔,以迅速排除桥面水;四是采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,以将渗入路面面层的水引出路基之外。另外对于路面渗水的排水,需沿路面边缘设置,并由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物组成的路面边缘排水系统,以通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外,同时由于通过沥青面层下渗的水量有限,应在每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管,以确保路面下渗水的排除。 3.2 路基挖方施工 在进行农村公路工程路基挖方作业前,首先要根据设计图纸进行详细的现场勘查,从而有效的确定道路中线和其它相关位置的结构,然后根据现场勘察的实际情况,并结合设计图纸内容,将一些细节部位进行详细的标注,从而方便之后进行有效的施工。其次在具体施工过程中,要对施工位置的土质情况进行勘察,然后对施工路面进行有效的清理工作,在上述工作完成之后,再由施工人员进行实际的路基挖方施工,同时要时刻注意边坡情况,保持边坡的稳定,从而减少对挖方的损坏和干扰,保证挖方工程的正常施工进度。另外要根据现场土质勘察的结果,进行分层次的挖方作业,要合理的调配人力及机械,复杂土质地段应采用人力作业,减小机械对路面的破坏,从而保证路面的完整性,同时挖方作业一定要结合实际勘查情况及图纸要求,严格按照施工程序进行挖方施工,避免出现多挖或少挖的情况。最后结合施工进度、水文土质等情况,合理、科学的调整相应施工方式,从而保证施工的顺利进行。 3.3 摊铺施工 首先在施工时,运料车应在摊铺机10~30m处停住,并沿摊铺机进行缓慢的推动,同时使用专业人员卸货,以保证摊铺机供料的连续性,如果摊铺中的时间不够,材料会变冷硬,因此需重新加料。其次在摊铺之前,需将熨平板清理干净并进行预热,摊铺速度一般在2~4km/h,轮胎压路机可适当提高,但不能超过5km/h,因为速度过低,会使摊铺和压实工序间断,影响压实质量,而速度过快,会产生推移、横向裂纹等路面缺陷。另外在保证碾压质量的前提下,还应减少碾压遍数,提高工作效率。 3.4 路基压实施工 由于农村地区多山地、丘陵,常会出现下雨天气,尤其是在特殊的潮湿山区,路基的压实作业相当困难,在施工中相关规范要求:压实标准可根据试验资料确定或较表列数值降低2~3个百分点,对于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18的粘质土,当用于下路床及其下的路堤填料时,可采用规定的轻型压实标准,同时要改善填料的性质,在土中掺加生石灰,通常可以获得预期的效果,也可采用新型吸水材料加固。 3.5 路基防护 (1)坡面防护;坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落,以及与环境的协调,对于破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡,应采用锚杆挂铁丝网、高强塑料网格喷浆、喷射混凝土或喷射纤维混凝,也有较好的防护效果,但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题,因此从保护环境的角度出发,建议大力推广既能改善生态环境,美化景观,又一劳永逸的种草防护。(2)冲刷防护;为防护沿河路基边坡免受冲刷,仍多采用直接防护,同时由于传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,因此可用高强土工格栅代替铁丝做石笼,而用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板,可防护受水冲浪击的边坡,且能较好适应土体不均匀沉降。 4 结语 总之,在进行农村公路路基施工过程中,要对现场进行实际勘察,对施工现场的排水进行有效的处理,并结合设计图纸内容,严格的按照相应规范以及标准进行有效、合理、科学的施工,从而保证整个路基施工的质量。 浅谈公路路基施工技术:公路路基施工技术的运用 【摘 要】本文对公路路基施工的重要性进行了总结,对路基施工准备工作、试验段施工、碾压施工等内容作了介绍,并提出了施工环节出现的问题及其处理方式,只有加强路基施工技术的运用,明确其施工缺陷,才能保证路基施工质量,提升公路工程整体性能。 【关键词】公路工程;路基;重要性;处理 公路路基的建设不仅影响的范围较大,并且相对工程建设期工作量较大,需要的劳动力较多,所以在路基施工的过程中要着重掌握施工技术,充分认识到路基施工的重要性,从而在一定程度上减少事故和问题的发生,保证路基施工质量。 1 公路路基施工的重要性 公路路基主要指的是公路施工中,根据线路所在的位置修建的带状构造物,其主要目的是提高公路整体的使用性能,延长公路的使用寿命,重要性则主要表现在工程的质量问题上。随着我国公路事业的发展,人们对于公路使用的强度要求不断加大,因此公路工程在路基施工的过程中,需要投入大量的人力物力来保证工程质量、强度与稳定性。首先路基的整个建设过程基本属于露天的工程建设,工作条件较差,受天气的影响大,由此增添了公路工程路基建设的难度。其次由于地形等一系列的因素影响,部分公路工程施工地点会在地质环境较为恶劣的地区,路基自身土质较差,如果是沼泽地、湿陷性黄土地段、冻土路段等,会加大施工难度,影响路基质量。因此在公路路基的施工中,加强其技术的运用,能使公路上层结构达到规定的平整度和通车性能,减少塌陷、裂缝、路面损毁等隐患,提高公路的使用性能,且高质量的路基工程能够节约大量的公路养护和维修成本,降低工程造价。 2 路基施工技术在公路施工中的应用 2.1 施工准备工作 在公路工程路基施工之前,要对公路所经过的地区地况进行充分了解和分析,并结合当地实际状况,运用合理的处理方法,例如置换、挤压等,进行施工方式的选取。首先在选择路基填料时,要做到科学恰当的选取材料,保证路基的稳定性。其次路基附近可能存在地表水或地下水,而此时需将土层中的含水量进行合理控制,以防止翻浆事故的发生。另外要保证数据的测量结果真实可靠,以制定安全有效的施工方案。 2.2 试验段施工 在路基施工之前,要进行路基基底、坑塘路段、软土路基的试验段施工,并且施工人员要根据试验段施工的结果,检验施工准备阶段制定的施工计划,同时还要进行不同机具的压实试验,以测定不同土质的施工要求,其中包括路基的松铺厚度、最佳的机械配套,以及施工组织、路基施工中最适宜的含水量、施工的进度等。只有通过试验段施工,才能够更加准确的制定符合工程要求和经济性的施工方案。 2.3 压实施工 一般情况下,大多采用吨位较大的压路机进行路基压实工作,其碾压效果较好,能够提高路基压实度。首先路基施工作为公路工程施工中的一项重要环节,一旦施工步骤不合理,会导致其出现孔洞缝隙、松散砂质,以及路面凹凸不平的现象,严重时还会出现路面塌陷、沉降等问题,不仅会阻碍交通运输,还会降低公路的使用质量和安全性能。因此需要测试填料含水量、干密度等,保证填料的强度和含水量达到规定标准,压实遍数达到相关要求,并且在填料含水量适中时,才能进行压实。若填料含水量过高,可适当进行翻晒或掺入石灰,降低含水量;若含水量过低,可边和料边进行洒水工作,保证平衡稳定的基底承载力,而针对土质松散的情况,需进行硬化处理,从而保证路基的稳定程度。其次经实践经验总结,压实效果与土层厚度有较大联系,土层越厚,压实效果越差,反之则越好。通常情况下,土层厚度在30-50cm,且在经过4-6次压实后,即可达到工程要求,普通的振动压路机应控制碾压厚度在20cm以内,松铺厚度在30cm以内。 2.4 碾压施工 在路基施工中,常见的填料有砂砾、可塑性及含水率合格的土等,冻土、黏土等不适合作为路基填料,但如遇这些不适合作为填料的土时,应及时采取相应措施进行处理,比如合理控制土的含水量,使其在最佳状态下进行碾压,以防止路基出现沉降;但如碰上潮湿的土质,则应先加入一些生石灰或其它的吸水材料,从而加固路基,改善路基的土质,使其能够在碾压的环节达到更好的施工效果。其次在路基建设过程中,通常采用超大功率的自重式压路机,且需反复碾压,保证路基均匀受力,同时压路机操作人员应具有较高技术水平,保持操作平稳、速度均匀,遵循从内至外、从两侧至中间的原则。 3 路基施工技术在公路施工中的问题处理 3.1 平整度理 在路基的施工过程中,路基的底层不平整,且只是面层摊铺得比较平整,其会在碾压后出现路面不平的现象。所以为保证路面的平整性,就必须严格按照路面基层的施工要求进行路基建设的施工,同时做好路基的养护工作。首先在基层施工过程中,应按照前期设计标准进行施工,并采用合理的施工工艺,做好路面养护工作,同时根据不同时间、不同气候调整养护技术和时间,夏季养护时间通常为2周一次,冬季养护时间为4周一次。其次若在检查路面的过程中,发现路面出现破损现象,可使用相同材料进行修补,且需使后期修补路面同前期建设路面材质相同,但应注意不可采用细小碎石。另外在路面进行修补后,要再次检查其平整度,防止出现路面松散等现象,之后进行放线工作,确保基准线和基层标高准确,并使用平地机将突出部分进行刮平,之后进行摊铺,从而有效提高施工部位的平整性。 3.2 排水处理 通常情况下,当路基中的含水量不能够满足相应的施工要求时,路基中过多的水分就会导致建筑层碾压的密实度下降,从而影响到公路的后期使用,造成路面的损毁和安全事故的隐患等,因此在施工时要对路基进行相应的排水处理。首先建立完善的排水系统,并要根据地区的排水规划作出相应的调整,同时地下排水工作的进行,不能够对路基的强度产生影响。其次在路基施工过程中,施工技术人员要根据实际的地质条件及路基土质,选取科学的排水设施,从而有效减少路基的沉降和失稳现象,保证公路工程的整体施工质量。临时排水设施主要包括:地面排水设施、地下排水设施、特殊路段路基防排水设施。 3.3 防裂处理 我国公路路基工程通常采用整体道床法进行施工,公路裂缝类型通常被分成非荷载裂缝和网状裂缝,非荷载裂缝主要是由于公路自身温差过大形成裂缝,而网状裂缝主要是由于外界压力超过道床承受力。由此为避免公路路面出现裂缝,应做好路基施工技术控制工作,选择合适的沥青及混凝土,并做好基层防裂工作,从而减少基层裂缝产生概率。 4 总结 总之,公路工程的路面能否安全可靠的进行使用取决于其路基质量,而路基施工作为公路建设中的关键环节,其要求相关技术人员在进行施工时,必须严格按照建设规范进行施工,且其工艺和技术必须达到相关标准,提高公路的使用性能,降低公路维护成本,从而进一步推动我国公路事业的不断发展和完善。 浅谈公路路基施工技术:公路路基施工技术要点及质量控制措施 摘 要:我国经济呈快速发展的趋势,道路交通行业取得了较大的进步,公路工程项目明显增多,相关部门对其施工质量提出了较为严格的要求。公路路基质量的好坏对公路稳定性和整体工程质量有一定的影响,为了保证公路工程的整体质量需要对路基施工过程进行严格管控。本文对公路路基施工技术要点进行详细分析,并且提出了几项质量控制措施。 关键词:公路路基;施工技术要点;质量控制;措施;研究 现阶段,人们对公路工程施工质量较为关注,公路路基施工过程是保证后续施工顺利进行的前提所在,公路路基施工质量受多方面因素的影响,例如:材料设备、施工环境以及施工技术等等,其中施工技术带来的影响较大。为了保证公路路基施工质量施工单位需要对各方面影响因素进行综合考虑,下面对公路路基施工技术要点进行阐述。 1 工程概况 某公路工程路线全长为13.6千米,路基宽度为28米,其中路基挖土方面积为102436立方米,挖石方面积为623473立方米,填土方面积为901364立方米,填石方面积为706495立方米,工程项目在2016年1月开始投入施工,在2016年10月正式竣工。 2 公路路基施工技术要点分析 第一,对施工前准备工作要点进行分析。做好充足的准备工作是保证公路路基施工过程顺利展开的基础,施工单位在开始施工前需要做好如下几项工作:其一,做好路基放样工作。在施工开始前施工人员需要根据施工图纸对路线中桩进行复位,并且需要对路基施工的地界桩、边沟、截水沟以及路堤坡脚的具体位置进行钉桩处理,方便后续施工;其二,对挖方土和填料土进行取样,取样完成后进行试验过程,对土质情况进行掌握;其三,如果路基底部的土方较为松散需要对其进行翻挖施工,之后使用分层压实的方法对其进行压实处理,从而保证后续施工过程顺利展开;其四,在路基施工区域内对水沟进行合理设置,并且准备排水设备,及时对路基中的积水进行清除处理。 第二,对公路路基开挖施工要点进行分析。在对公路路基进行开挖前施工单位需要根据实际情况对开挖方法进行选择,如果路堑的长度较小可以使用横挖法进行开挖,如果路堑的长度较大可以使用纵挖法进行开挖。在开挖过程中需要做好排水工作,减少雨水或者积水对施工的影响,同时需要对边沟和边坡采取一定的防护措施,对土质较为膨胀的区域进行开挖时需要严格控制开挖深度在设计范围内,从而更好的保证开挖质量。在开挖完成后需要对标高进行测量,如果为达到施工要求需要再次进行调整,待达到规定要求后才能进行后续施工过程。 第三,对公路路基填筑施工要点进行分析。公路路基填筑施工质量对整体施工质量有至关重要的影响,施工单位需要对路基填筑施工过程产生足够的重视。在对路基进行填筑施工前需要将其中的杂物、垃圾以及其他废料进行彻底清除;在选择填筑材料时需要对其质量、含水率以及其他性能进行检测,保证各项指标均满足施工要求,工程概况中的工程使用的石方材料的直径为三十厘米;施工人员严格按照施工图纸和方案进行填筑,在填筑过程中需要对填筑厚度进行合理控制;在填筑完成后对填筑质量进行检查,如果发现填筑不均匀的情况时需要采取有效措施进行及时调整,从而更好的保证路基填筑施工质量,提高整体施工质量。 第四,对公路路基压实施工要点进行分析。路基压实质量对公路稳定性和强度等方面有重要的影响,压实效果较好将会使公路承受荷载的能力增强,从而保证使用安全。在对公路路基进行压实施工时施工人员需要将施工实际情况作为依据对压路机的种类和型号进行选择,一般情况下将轻型压路机和重型压路机进行联合使用,使用轻型压路机进行初压,使用重型压路机进行复压,在压实过程中需要对压路机行驶的速度进行控制,保证具有较高的均匀性,与此同时需要对压实的次数进行控制,在压路机压实完成后使用人工方法对压力机未到达的地方进行再次压实和找平,从而提高路基压实质量。 第五,对公路路基排水施工要点进行分析。公路路基的稳定性受雨水的影响较大,如果雨水长期滞留在路基表面将会使其稳定性明显下降,这种情况导致路基沉降和变形出现的几率明显增加,为了减少上述情况发生施工人员需要对公路路基排水施工过程产生足够的重视。在公路路基排水系统设计过程中设计人员需要对施工现场地形、水文条件以及现有排水设施等进行调查,对各方面影响因素进行充分考虑,从而保证设计的排水系统具有较高的可行性。公路路基排水系统施工过程包括如下几种:其一,对地下排水施工进行说明。地下排水主要指在公路路基位置对暗沟、渗沟以及盲沟等进行合理布置,在渗透力的作用下将路基中的积水完全排除,当水流量较大时可以对渗水管进行合理使用。其二,对地面排水施工进行说明。地面排水主要指在公路路基位置对截水沟、急流槽以及边沟进行合理设置,同时对地面排水管进行合理使用,此外需要对排水沟采取一定的防护措施,减少后续施工过程中排水沟出现坍塌的情况。其三,对路面排水施工进行说明。路面排水包括集中排水和分散排水,施工单位需要根据施工现场的实际情况对上述两种排水方法进行选择,工程概况中的工程使用分散排水方法,严格按照要求进行具体施工过程,从而保证路基表面不会存在过多的积水。 第六,对公路路基防护施工要点进行分析。对公路路基进行防护施工可以达到提高其强度和稳定性的目的,下面对几种应用较多的防护方法进行说明:其一,对冲刷防护方法进行说明。冲刷防护方法在沿河路基中应用较为广泛,此种方法主要指对抛石、挡土墙和砌石进行合理布置;其二,对坡面防护方法进行说明,坡面防护方法将地表水对路基的冲击作用降至最低,此种方法主要指在路基边缘种植适量的草坪,从而使路基的稳定性和强度有所保证;其三,对支挡防护方法进行说明。此种方法主要指在路基周围设置悬臂式挡墙、板柱挡土墙或者重力式挡土墙等等,此种方法在起到防护作用的同时具有较好的支护效果,在公路路基防护施工中得到了广泛应用。 3 公路路基施工质量控制措施 第一,对公路路基填筑材料进行严格选择。为了对公路路基施工质量进行提升,施工单位需要对路基填筑材料进行严格选择,工程概况中的工程将自然砂性土作为填筑材料,此种土具由颗粒直径较大和弹性较高的特点,在路基填筑施工中应用较多,在施工前施工人员需要将其中的沼泽土以及垃圾杂物进行清除,从而保证填筑材料的质量和性能满足施工要求。 第二,加大施工管理力度。对施工过程进行严格管理对提高施工质量有一定的积极作用,为此施工单位需要不断加大施工管理力度,管理内容主要包括施工技g管理、施工材料和设备管理、施工人员管理以及施工安全管理等等,施工单位需要为每项管理工作配备合适的管理人员,让其按照相关规章制度对公路路基施工全程进行严格把控,从而使公路路基施工工作保质保量的完成。 4 结束语 公路工程项目的建设对城市进一步发展有一定的推动作用,并且为人们的生活带来了较大的便利。公路路基施工是公路工程建设过程中的重要环节之一,上文对公路路基施工技术要点进行说明,之后对提高施工质量提出了两点建议,以期为具体施工过程提供一定的参考。 浅谈公路路基施工技术:高速公路路基施工技术与质量控制研究 【摘 要】我国高速公路工程在路基施工过程中依然存在质量问题,作为整个高速公路工程的施工基础,必须要做好路基施工技术研究,从而提出更完善的施工方案,提高高速公路路基施工质量。论文重点探究高速公路路基施工的技术要点,进而提出加强质控管理的措施。 【P键词】高速公路;路基施工技术;质量控制;措施 1 引言 从实际施工情况分析,高速公路路基施工技术质量与高速公路工程整体质量有着直接的关系,要求施工单位能够充分认识到路基施工技术要点与质量控制,最大程度上保障路基施工质量,充分发挥高速公路工程的公共服务职能。 2 高速公路路基施工技术要点分析 2.1 路基挖方 高速公路路基施工中,由于工程量大、涉及范围广,因此必须要保障每个环节的施工质量。路基挖方技术作为路基施工基础,要保障它必须要合理的做好选址工作,并明确挖方所采用的施工技术。在正式开展路基挖方过程中,需要工作人员结合施工地的实际情况与自然环境,做好事先勘察工作,重点分析影响路基开挖质量的因素,保障前提准备工作满足实际施工要求。在路堑开挖之前,需要重点分析高速公路施工现场路堑断面、土壤结构、土石方调配情况等,如果施工现场相对平缓,可以采用全面开挖的形式。在实际施工过程中,很可能遇到复杂的施工情况,例如施工路凹凸不平、施工路面坡度较高等,这时就应该采用分层分阶段的施工方法。 2.2 路基填料 路基填料是保障路基稳定性的重要一环,在开展填料过程中,施工人员首先要考虑高速公路工程建设需求、运载需求、负载能力、维护周期等指标,这样才能够为路基填料施工奠定基础,所选择的路基填充材料才更有针对性,也就是材料强度与颗粒大小上的差异。在路基填料施工准备阶段要采用CBR值,对高速公路路面下的土层强度开展试验工作,这样才能够保障所选材料的科学性,确定路基填料的规格与类型。根据实际工作情况分析,需要在面下0.3m范围中实施路床辅料施工,并保障CBR值在8以下,严格按照相应的施工标准来实施路基填料工作。填料强度需要大于等于规定标准,如果填料强度无法满足实际需求,需要根据施工要求及时更换填充材料,否则会造成严重的后患。从高速公路实际施工来看,在多种填充材料中,粉煤、粗颗粒、石灰等应用稳定性最好,应用范围也更加广泛,能够满足高速公路路基填基施工要求。 2.3 路基压实 由于路基需要承受上层建筑的重量与车辆重量等,因此,在路基施工完毕之后需要进行路基填充层压实工作,这样才能够保障路基的稳定性与安全性,为后续施工奠定基础。在路基压实过程中,通常都会采用大型压路机进行压实施工,这就需要充分考虑路基施工的实际情况,合理选择压路机吨位。在具体施工中,需要保证路基强度与压实度,这样才能够提高路基的荷载能力,避免在后续施工中或正常运行中出现塌机等问题。路基压实工作必须要根据相关标准进程,对于路床顶面在0.8~1.5范围内,要保障压实度高于95%。 2.4 路基防护 为了保障高速公路整体的施工质量,需要做好路基防护施工环节,常见的防护技术包括支挡防护技术、冲刷防护技术、坡面防护技术等,其中支挡防护技术主要利用锚索锚杆等施工工具,从而进行对边坡的加固作业,首先将锚杆安装在指定位置上,之后将锚索、锚杆连成一个扶壁式结构,这样就能够起到良好的防护效果。冲刷技术主要针对路基防护地面水与地下水问题,通过采用铁丝石笼、挡土墙、砌石等防护设备,从而减少路基的冲刷影响。 3 高速公路路基施工的质量控制策略 3.1 合理选择施工技术 对于高速公路路基施工建设来说,由于不同地区的地质条件、水文条件、自然环境存在着一定差异性,因此,需要根据施工实际情况制定更加合理、完善的施工方案,这样才能够保障高速公路路基施工质量。高速公路路基施工方式如果选择不当,不仅会影响工程的施工质量,更会对工程建设双方带来严重的经济损失。例如在进行排水施工过程中,施工设计必须要能够满足当地客观情况,如果施工区域年降水量小并且地势平坦,那么就要采用分散式排水方法;如果施工区域年降水量高并且地形复杂,则需要采用集中式排水措施。相关的技术人员必须要充分分析建设地的自然条件,这样设计的排水系统才更加合理、更加科学。总之,在进行高速公路路基施工过程中,想要保障施工质量,其首要条件就是保障施工主体能够满足当地自然环境需求[1]。 3.2 加强施工材料、设备、技术质量 在高速公路路基施工过程中,通常所采用的使用材料都是混凝土、砂石、钢筋等。在进行各类材料采购过程中,采购人员必须要针对材料质量与性能做好控制工作,保障进入到施工现场的施工材料都能够满足实际施工需求,施工设备同样如此,加强施工设备的质量,做好定期检验与维护工作,这样才能够提高机械施工效率。在现场施工过程中,需要对施工材料与施工设备进行二次检测工作,待到检测合格之后再投入使用。由于施工材料作为路基施工中的基础,想要提高路基施工质量,加强材料关非常重要,采用抽样的方式对钢筋、水泥等性能进行试验,这些环节都是必要环节。对于施工技术来说,首先需要勘察人员对施工现场有一个详细的了解,并与设计人员制定相应施工方案与培训方案,通过对施工人员展开针对性的培训,从而让施工人员熟悉施工技术与流程,保障施工技术的标准性与有效性,提高高速公路路基施工质量。在进行施工设备与施工材料管理过程中,需要严格控制材料、设备管理质量,避免将施工材料和施工设备存储到潮湿环境中,也要避免材料、设备与化学物品接触,从而保障施工材料的各项性能指标,保障施工机械能够正常运作。 3.3 加强高速公路路基施工督查工作,制定质控管理制度 为了能够加强高速公路路基施工质量控制工作,必须要做好实时施工监测工作。针对现场实际施工情况制定严格的指控管理制度,从而为现场施工提供相应的依据。待到现场质控管理规章制度制定完毕后,需要将各项施工要求落实给有关人员,明确现场管理人员的责任,通过监理单位与建设单位双重管理模式,保障路基施工质量控制。此外,在路基施工完成之后,施工方需要根据工程实际要求进行自检,一旦存在质量问题需要及时修改,当高速公路工程施工完毕之后,交付验收单位进行验收,并给予相应的验收评定,充分发挥高速公路工程的经济效益与社会效益。
浅谈土木建筑工程混凝土技术:试论土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术 【摘要】建筑经济是我国市场体系中不可缺少的一部分,混凝土材料在土木建筑工程中的运用甚广,对工程项目质量的提升有了促进作用。基于此,本文主要对土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术进行了探讨。 【关键词】土木建筑工程;大体积混凝土结构;施工技术 建筑工程材料是一个行业发展的主要因素,而大体积混凝土结构运用于在土木建筑工程也是整个行业发展的必然趋势。这种新型混凝土的水灰比比早期的混凝土材料显著降低,且在强度、渗透性等方面都得到了很好的改善。此外,大体积混凝土在裂缝问题的防范上也有了很好的调整,既能抵制外界因素的破坏干扰,也能加强各项结构之间的协调性。但最近几年工程监测发现,混凝土自干燥现象的发生率不断提升而导致自缩问题的出现,这些都是工程人员需要积极控制的问题。 1 导致混凝土自缩的原因 1.1 水泥因素 水泥是混凝土材料的核心,每一种水泥都有着自己的使用性能。不同种水泥净浆在自缩能力上也不一样,通常铝酸盐水泥、早强水泥的自缩值偏大,中热、低热水泥的自缩值较小,矿渣水泥到了使用后期时的自缩值才会增大。另外,水泥的细度也会影响到自缩值,若水泥过细在早期则显现出更大的自缩速度。 1.2 矿物掺合料因素 配制混凝土时常常会向水泥中添加比表面积在400平方米/千克以上的矿渣,而120d的自缩值会随着矿渣的掺量增多而相应变大;在水泥中加入比表面积为338平方米/千克的矿渣时,其120d的自缩值却不受到矿渣的掺量变化的影响。硅灰添加到水泥之后会造成混凝土的自缩值增大;而硅灰的掺量变大后会造成水泥浆自缩值的增加。混凝土的自缩值随粉煤灰掺量的变大而减小,尤其是出现自缩值减小的现象很明显。3d龄期后掺加粉煤灰混凝土的自缩增长速度大于空白混凝土。粉煤灰掺量大于20%后,减小自缩的作用较小。偏高岭土添加到水泥之后,在偏高岭土含量为10%时,水泥浆的自缩值则为最大。 1.3 外加剂因素 通过掺加高效减水剂实现流动度时增大时,高效减水剂能显著降低自缩值,而不同类型、掺加量不同的高效减水剂在自缩作用上无显著差异。干缩减少剂能降低自缩值50%,多数是由干缩减少剂可降低毛细水表面张力等原因造成。膨胀剂种类的不同会影响到最终的自缩作用,而氧化钙型的膨胀剂则会降低自缩;而其他类型的膨胀剂尽管早期有膨胀,经过一段时间后在收缩效果上也会不同。 1.4 其它因素 一般情况,水泥的自缩现象会随着温度的变化而改变,特别是温度到了15~40℃之后,温度对水泥浆体的自缩值、自缩速度的影响更大。当水灰比降低之后,混凝土的自缩值和自缩速度会显著增大。在养护方面,若混凝土结构未及时采取养护措施,则会因外界因素的干扰而出现不同的程度的自缩。骨料的含量对混凝土自缩值带来的影响也不容忽视,由于骨料含量的增多,混凝土的自缩值也会不断减小。骨料使用种类的不同也会给混凝土的自缩造成影响,人工轻骨料混凝土的自缩值要小于常规混凝土,而轻骨料混凝土的自缩值会因轻骨料的含水率和干密度变大而减小。6%体积分量的钢纤维添加到混凝土,能使得自缩值减小20%。 2 工程施工方案的设计 2.1 设计机理 基本材料选择掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土,这样可以巩固带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。参照混凝土结构控制裂缝的标准,把广场的底板实施了分块:后浇带则把整个底板划分为4块,以建立4个浇筑单元,块中未设置膨胀加强带,又将其分为4块,整个底板涉及到16块。确定底板的分块之后,墙板与顶板与底板相同位置设计一个后浇带、加强带,以巩固整个结构的稳定性。膨胀加强带宽2米,边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固,避免加强带外混凝土流入加强带内。膨胀现象会减弱混凝土结构的强度,因此膨胀加强带的混凝土强度等级需不断提升,在材料搭配上要保持合理的材料组成,这样才能实现结构功能的优化。 2.2 补偿收缩混凝土 按照“混凝土外加剂应用技术规范”的标准要求,补偿收缩混凝土主要是形成0.2-0.7MPa以下自应力混凝土。要想准确测得限制膨胀率,在实验室完成掺加ZY试件的限制膨胀率试验,试验证实掺加ZY则能得到微膨胀性,掺量的大小直接决定了膨胀率的大小。 2.3 配合比的设计 使用的砼材料:①水泥:选择42.5Mpa常规硅酸盐水泥;②砂:使用长江中砂,细度模数Mx=2.6~2.8,表观密度2.64克/立方厘米,松散密度1410千克/立方米,紧密密度1550千克/立方米,含泥量≤3%;③石:使用湖州石子,粒径为5~31.5毫米连续级配,压碎指标8%~9.8%,含泥量≤3%;④膨胀剂:ZY膨胀剂;⑤掺合料:选用中成电厂的Ⅱ级粉煤灰。 3 工程施工运用到的技术 3.1 后掺少量减水剂的控制 浇注混凝土时要注意施工环境的状况,尤其是对温度大小的把握。在7~8月份高温季节进行混凝土浇筑时,很容易导致混凝土坍落度损失过大,使得混凝土结构的稳定性受到影响。当混凝土浇注时发生意外问题后,如:运输途中堵车、施工故障等,都需要停留一段时间而影响到混凝土的入模时间,这会导致混凝土坍落度损失加大而难以满足结构使用性能的需要。配合比中FDN2I减水剂量为0.8%,通常此减水剂的掺量最高为1%,在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。后掺法比先掺法或同掺法在相同掺量下减水作用不断增强,这些会弥补补偿坍落度的损失。工程单位在安排混凝土运输车时,需尽快搅拌30转或1分钟以上,并安排专业技术人员控制材料配制。 3.2 地下室顶板浇注的控制 根据地下室超大型长无缝混凝土结构情况制定严格的施工计划,以此保证工程方案与实际运用情况相符。地下室顶板标准的浇筑流程为,浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后,完成地下室顶板的混凝土浇筑。浇注顶板期间必须要把握好早期裂缝的形成,而在混凝土收缩裂缝产生的秩序上分析,裂缝常会出现在混凝土初凝到终凝这段时间内。施工人员要根据自己的经验调整施工方案,把顶板二次或三次搓平、抹压,尤其是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的关键方案,把握好裂缝之间的控制则是不可缺少的。 3.3 地下室墙体混凝土配合比的控制 对墙板混凝土配合比进行严格设计,经过验证后决定选择减小水灰比的方案,底板与墙板同为C30、P12,底板的水灰比为0.47,而墙板的水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为20cm,控制墙板坍落度指标为15cm。通过这种处理方案可以减小用水量,防止混凝土的收缩。而混凝土浇筑期间选择二次振捣的工艺,即在混凝土初凝前实施二次振捣,防止混凝土由于沉降收缩而造成的裂缝。 3.4 地下室混凝土的养护 必要的养护措施可以维持混凝土正常的使用性能,此次地下室底板、墙板、顶板均选择了掺加ZY膨胀剂的混凝土。根据工程养护标准,在混凝土抹压之后需铺上麻袋片或草席,采用水浇湿保养,当混凝土硬化3~4h之后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米实施养护,墙板选择持续性的保温处理,一般要持续14d,墙板侧模的拆除同样要在7d之后进行。利用这些针对性的养护措施,可以对地下室应用超长无缝结构发挥出很好的保护作用。 4 结语 总之,大体积混凝土施工技术在现代工程项目里的运用甚广,为了保证混凝土结构性能的发挥,我们要采取多个方面的施工方案及处理措施,保证大型混凝土结构的稳定性。 浅谈土木建筑工程混凝土技术:土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术分析 【摘 要】城市现代化建设中,高层建筑所占的比例越来越多。随着建筑物高度、体积、厚度等逐渐增加,建筑基础承受的荷载越来越大,所以大体积混凝土结构被广泛应用于土木建筑工程施工。为了保证大体积混凝土结构的施工安全,本文详细分析了土木工程中大体积混凝凝土结构的施工设计和技术要点,以保证土木工程建设的质量安全。 【关键词】土木工程;大体积混凝土结构;施工技术;裂缝 随着建筑行业的迅速发展,土木工程施工质量要求的不断提高,大体积混凝土被广泛发应用于土木建筑工程中已是必然趋势。大体积缓凝土是一种新型的混凝土材料,与一般混凝土相比,具有水灰比小、强度高、渗透性好、持久性长等显著优势。尽管外界荷载很难引起大体积混凝土发生裂缝等质量通病,但是在其自干燥现象的影响下极容易引起自缩问题,导致混凝土出现裂缝问题而影响了土木建筑工程的施工质量。为了保证土木建筑工程的施工质量,有必要进一步分析大体积混凝土产生裂缝的主要原因,以及结构施工设计和技术。 一、大体积混凝土出现裂缝问题的主要原因 (一)水泥水化热因素 水泥在水化过程中必然要释放出一定的热量。由于大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,导致水泥释放的热量不易扩散而聚集在结构内部,以致于大体积混凝土结构内部的温度越来越高,与外界形成较大的温差,因此出现裂缝问题。 (二)外界温度变化因素 大体积混凝土在土木工程施工过程中,它的浇筑温度随着外界温度的变化而变化。每当气温骤降的情况下,都会增加混凝土内、外部的温差,形成温度应力。温差越大,温度应力越大,产生裂缝的可能性就越大。其实,温度应力与水泥水化热因素有着共同点,就是造成裂缝的主要因素都归结于温差。 (三)混凝土自缩因素 大体积混凝土中大约20%的水分是水泥硬化所需要的,其余的都应当被蒸发掉。当蒸发掉的水分超过本应该蒸发的水分——自缩值,就会引起混凝土发生收缩。因此,混凝土自缩与自缩值有着必然关系。通常而言,混凝土的自缩值与其材料有着很大关联。比如,矿渣制成的混凝土的自缩值后期比较大,使用较细材料制成的混凝土的自缩值早期较大。 除此之外,大体积混凝土材料中的添加剂、矿物质掺合物(矿渣等),也是非常重要的影响因素。比如,大体积混凝土中添加的高效减水剂增加了混凝土的流动性,同时也降低了混凝土的自缩值;干缩剂的添加可以将自缩值降低50%左右;膨胀剂等。通过这些例子,足见添加剂对大体积混凝土自缩值的影响。另外,水灰比、骨料的含量与种类也会影响大体积混凝土的自缩值。因此,在思考如何设计土木建筑工程中大体积缓凝土结构施工的过程中,应当将导致混凝土裂缝、自缩的因素考虑其中,才能够保证施工设计的科学性和有效性,保证土木工程的施工质量。 (四)较强的约束力 在土木建筑工程中,大体积混凝土往往都是厚重的整体浇筑物结构,导致地基对其有着明显的约束力。这种来自于外部的约束力会导致混凝土产生严重裂缝现象。大体积混凝土除了外部具有较强的约束力,内部也具有强大的约束力。当然,这种约束力主要来自于温度效应,温度效应是形成内部约束力的主要因素。 二、土木建筑工程中大体积混凝土结构施工设计 (一)施工方案设计原理 尽管关于大体积混凝土出现裂缝问题的原因的论述较多,但是总结来看主要包括两个方面的内容:一是温度应力,二是自缩性。基于以上两种类型的主要影响因素,施工方案设计中除了要考虑如何组织施工,还要考虑减少以上两种因素的不良影响。 (二)施工技术分析 1、控制温度应力 (1)减少水泥用量。基于水泥水化热现象的重要影响,应当减少水泥的使用量。减少水泥的使用量,相当于减少可水化的热源,水化热现象的影响也会相对较低一些。当水泥较少的情况下,还需要添加一些其他材料来保证混凝土具有符合施工标准的强度。比如,可以添加一些减水剂、混合材料,还可采用比较先进的搅拌技术,既使混凝土内部热量充分散发,又能保证具有良好的搅拌效果。 当前,水泥市场上出现一种新型的低热水泥。比如,选择大坝水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等类型的地热水泥。使用该种类型的水泥,可以降低水化热引起的混凝土温度变化。 (2)控制浇筑温度。由于混凝土浇筑温度随着气温的变化而变化,上升的浇注温度会影响混凝土发生温度应力。因此,土木建筑工程中的大体积混凝土的浇筑工作应当尽量避免在炎热的夏天进行,尽量避免正午施工。倘若一定需要在仲夏正午施工,一定要采取有效措施降低原材料温度,进行有效的冷却处理来降低浇筑温度。 (3)强制降温。必要时刻,必须采取强制措施来降低混凝土的温度。比如,在混凝土内部预埋水管,向管中排放冷水,利用冷水的温度来降低混凝土的内部温度。 2、提高抗裂性能 (1)掺加添加剂。为了有效控制混凝土的自缩值,必须采取适当措施补偿收缩混凝土,将混凝土的自缩性严格在适合施工的范围之内。因此,应当严格按照混凝土外加剂应用技术规范的标准要求来进行补偿措施。要想得知准确的限制膨胀率,必须在实验中进行限制膨胀率实验。只有通过科学技术手段得到的限制膨胀率才能够保证大体积混凝土具有良好的抗裂性。 (2)添加增强材料。所谓的增强材料就是一定程度上可以提高混凝土抗拉强度的材料。比如,有机纤维、无机纤维、金属纤等材料。倘若在大体积混凝土施工中广泛应用这种材料,能够显著增强混凝土的抗拉强度,提高混凝土的抗裂性能。 (3)添加配筋。科学实验证明,在混凝土在添加合理的配筋能够有效提高混凝土的抗裂性。倘若使用的配筋直径较小、分布间距较小,抗裂效果会更加显著。比如,配筋分布间距小于10cm时,混凝土的裂缝宽度就可以控制在0.005cm以内。由于土木建筑工程中大体积混凝土结构的中间配筋较少,可以适当地在中间添加一些温度筋,增强对薄弱部分的有效控制与管理。 (4)控制混凝土材料配比。混凝土材料的配比并不随意的,需要依据科学的技术手段来获得。在正式施工之前,技术人员应当在试验进行混凝土材料配比试验和验证,经过多方比较后方可确定较为合理的配比。这样制作出来的混凝土的强度才会满足工程的设计和施工要求,保证混凝土结构的强度。同时,在搅拌过程中严格按照规章程序进行工作,保证混凝土材料充分融合,避免产生离析现象。 (5)其他方式 除了以上几种方式,还应当注意其他方面。比如,骨料配比、骨料种类、水灰比等。其中,骨料作为混凝土的主要材料,沙砾的大小、光滑度等因素都将影响混凝土的强度。 3、减少约束力 (1)减少内部约束力。由于大体积混凝土的内部约束来自于温度应力,那么只有减少温度应力才有可能减少内部约束。较少温度应力影响的有效措施,上述内容中已经有详细地论述,在此不进行过多论述。除了上述内容中论述的方法,还有一种保温的方法,比如暖棚发、覆盖法和蓄水法等。这些方式都是经过实践论述的、非常有效的保温方法,能够将混凝土内部温度保持在一定范围之内,减少与外部温度差异。 (2)减少外部约束力。减少外部约束力,主要应当从如何减少地基对混凝土结构约束力的角度出发。在当前土木建筑工程市场上,减少地基对混凝与约束力的方法主要就是指设置滑动层的方法。所谓的滑动层,就是指在大体积混凝土和地基之间设置的沥青油毡层或砂垫层。滑动层的设置能够减少地基对大体积混凝土约束,保证混凝土地块能够自由变形,进而降低裂缝的风险 三、结束语 在土木建筑工程中,大体积混凝土结构施工技术涉及诸多方面,是一项综合技术。针对大体积混凝土结构施工中常见的质量通病—“裂缝”问题,本文对其原因进行了详细论述,发现问题主要包括两个方面:一是温度应力,二是混凝土自缩。为了有效解决这两个方面的问题,必须严格设计施工方案、选用科学的构造和符合标准的施工材料,并注意施工工程中的每一项施工技术,最大程度地避免裂缝问题的出现。 浅谈土木建筑工程混凝土技术:论土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工 【摘 要】土木建筑工程中大体积混凝土结构对工程质量的提高起到了很大作用。本文通过分析土木建筑工程中大体积混凝土容易出现的问题,探讨了混凝土结构的施工技术。 【关键词】土木建筑工程;大体积混凝土;施工 土木建筑工程中的建筑材料是工程项目施工的首要因素,目前,混凝土材料在土木建筑工程中应用广泛,新型的材料中的水灰明显低于传统混凝土,具有较强的渗透性和强度。其中大体积混凝土经常用于大型建筑如楼房、水坝的施工中。它具有体积大、内部升温快,表面系数小等特点,对提高工程质量有很大意义。但由于施工技术仍存在不足之处,导致大体积混凝土结构经常出现裂缝的情况。因此,应该通过对产生裂缝原因进行分析,改善施工质量,以避免这种现象的出现,为工程项目实施提供更好地保障。 一、大体积混凝土出现裂缝的原因分析[1] 大体积混凝土裂缝深度不一,可分为表面、深层及贯穿性裂缝这三种,它们所产生的危害性依次严重,尤其是贯穿性裂缝,会严重影响建筑结构的稳定性和整体性。它产生的原因有两个: 第一,内外温差影响。大体积混凝土结构的内外温差影响包括水泥水化热和外界气温变化的影响。水泥水化热是指水泥在水化的过程中散发出的热量。由于大体积混凝土的结构特点不利于热量的及时散发,从而使内外温差加大。水泥种类与加水量的不同也与水化热有关,从而影响内外温差。外界气温的变化也会影响大体积混凝土结构的稳定性。当水泥内部温度还很高时,如果外界温度骤然降低,就加大了内外温差,从而产生了较大的温度应力。若是温度提高,则不利于内部的散热。因此,应该控制好大体积混凝土结构内外的温差。 第二,混凝土产生收缩现象。混凝土硬化需要四分之一的水分,而剩余的水分则蒸发到外界去,在这个过程中,混凝土会产生收缩而无法恢复到原来的体积状态,在强大的应力作用下便出现了裂缝。混凝土的收缩有几个原因。首先是水泥因素,不同水泥自缩程度不同,包括水泥的热值、细度等都会有影响;其次是所掺和的矿物比例,混凝土的自缩程度随矿渣、硅灰的掺量增加而增加,随粉煤灰掺量的增加而减少;最后,外加剂的影响,减水剂、干缩减少剂以及膨胀剂都会降低混凝土的自缩程度。 二、大体积混凝土结构施工技术 大体积混凝土结构施工技术的提高对改善工程质量有很大意义,因此,应该采取措施,不断改善施工技术,保障工程的质量。 (一)大体积混凝土的质量与配制[2] 大体积混凝土的质量与配比对施工质量有很大影响,因此,在水泥的选择上,应尽量根据混凝土材料的质量指标来选择低水化的且有较长凝结时间的中热硅酸盐水泥,确保粗细骨料的泥沙含量要少于1.5%。骨料应该占混凝土的80%以上,并且要求表面比较清洁,膨胀系数较小,级配良好。而混凝土中的砂石也应符合含量要求,砂子中的石粉比例一般为15%-18%,应该根据骨料的粗细选择粒度,细骨料一般选择中砂;采用减水剂、缓凝剂等作为外加剂,采用矿渣粉、粉煤灰等作为掺合料。除此之外还应注意,在保证混凝土强度,避免其出现坍塌的情况下,可以适量提高骨料和掺合料的含量,以降低混凝土的含水量;水化热低的水泥往往会出现析水现象,形成了含水多的一层夹层,不利于混凝土整体结构的维护和稳定,因此,要尽量选择渗水性小的水泥,并适当加入减水剂,或者通过在水夹层中添加干型混凝土的措施,来降低析水现象所带来的危害。总的来说,应该通过严格设计混凝土的配合比选择配合的材料,并且要经过试验,选择最好的水灰比、确定混凝土的坍落度指标。 (二)大体积混凝土的浇筑 大体积混凝土在浇筑的过程中,应该首先根据实际情况制定严密的施工计划,以保障工程实施的可行性。严格结合结构的大小、钢筋布置的疏密程度、混凝土的供应质量情况、管道位置的预设等因素,来完成大体积混凝土的浇筑工作,应注意每一层混凝土在刚开始凝固时就要被新一层的混凝土覆盖住,并捣严实。在浇筑的过程中,可根据以下几个方面来保证浇筑质量。 第一,利用泵输送混凝土,泵使用之前先用水泥纯浆进行润滑,防止输送过程堵塞,提高输送速度和质量。由于利用泵输送混凝土的坍落度很大,因此应该循序渐进地输送,加快浇筑的速度,尽量减少混凝土暴露在外面的时间。 第二,进行分层浇筑。分层浇筑包括全面分层、分段分层和斜面分层。全面分层是指连续逐层浇筑,这种分层浇筑方法适用于平面尺寸较小的,从短边沿长边推进施工的情况;分段浇筑则是首先将混凝土结构分成几段之后逐段浇筑,这种分层浇筑法适用于混凝土供应较少的情况,且要求结构的厚度、面积较小,长度较大;斜面浇筑法是在结构长度、混凝土的流动性太大的情况下使用的,这样有利于形成稳定的踏面。应注意斜面的坡度要小于1/3。依据早期裂缝的形成原理,应该在浇筑时尽量避免裂缝的产生。这要求施工技术人员做好初凝抹压工作,严格控制浇筑质量。 (三)大体积混凝土裂缝预防的施工设计和措施 针对大体积混凝土结构容易产生裂缝的现象,可以通过严谨的施工设计和改进施工技术,来减少或避免这种现象的出现。 施工设计:混凝土的配合比设置首先要遵循混凝土良好工作性的原则,然后通过降低混凝土中的含水量,来提高混凝土的抗裂性;其次,可以通过增加直径、间距较小的构造钢筋来增强结构的抗裂性,尤其是在容易破裂的边缘部位,应该通过暗梁的设置,来提高配筋率;最后,在结构设计中,应结合气候条件,科学合理地设置后浇缝尽量保证保留时间不小于两个月。另外,有的结构容易突变而带来了应力集中的现象,在这些结构上应该采取加强措施。 施工措施:在施工过程中,首先应该掌握施工的各项技术标准,优化混凝土中的各种原材料之间的配比,合理控制水灰比,通过添加减水剂等方法来减少混凝土的坍落度;其次,根据工程项目的特点进行分析,采取综合措施来控制混凝土的温度。利用混凝土在凝固后期所具备的强度来减少水的用量和避免收缩现象;最后,利用振捣技术,提高混凝土的抗裂程度等。 (四)大体积混凝土的温度控制 大体积混凝土在养护过程中,既要求强度的提高,也要避免裂缝的出现,因此,在养护过程中,应该主要通过对温度的控制来达到这两个要求。温度控制实际上就是通过人为控制,降低混凝土内部的温度和浇筑温度之间的差异。可以通过以下措施来进行温度控制: 第一,当混凝土内外温差较大的时候,如果混凝土的厚度比较大,则可以通过管径的预留来进行冷水循环,有效促进冷热交换,减少温差;第二,采用保温法。保温法是指在混凝土的表面等地方覆盖一些具有保温特性的材料,例如塑料薄膜,沙子等等,让散热缓慢进行,以利于混凝土强度的提高。 结束语: 混凝土裂缝对建筑质量造成了严重的损害,会促使混凝土碳化,钢筋发生锈蚀等等,降低了建筑的使用期限。因此,大体积混凝土结构施工技术是需要不断探讨、改进的,以更好地为土木建筑工程服务。 浅谈土木建筑工程混凝土技术:论土木建筑工程混凝土施工应用 【摘要】土木建筑工程中的混凝土施工技术决定着整个工程的施工质量和安全,随着我国社会经济的飞速发展和建筑行业的崛起,对混凝土施工的技术和质量要求越来越高,而传统的施工技术已无法适应社会发展的需求,迫切需要探索更为科学的施工技术手段。本文从土木工程商品混凝土的施工及其质量控制方面进行阐述,并在此基础上提出了建设性的意见,使其在土木工程建设中形成一种更为科学安全的施工技术。 【关键词】土木工程; 混凝土; 施工技术; 工程质量 随着我国建筑行业的快速发展,大、小型建筑越来越多。当商品混凝土得到推广应用后,混凝土施工技术在建筑工程中成为炙手可热的香饽饽。混凝土具有容易成型、可连续作业、输送能力大等特点,尤其是对高层建筑、体积较大的基础施工,更能彰显其优越性。但任何事物都具有两面性,混凝土也不例外。 混凝土是目前工程建设中应用最广泛的材料。它是由石子、砂子、水泥与水按比例调制而成。相对于其他建筑材料具有多方面优势。所以在各种材料的质量控制方面,应给予高度重视。按国家规定,现在的建筑工程必须使用商品混凝土。在商品混凝土的应用中,只强调商品混凝土公司应如何保证混凝土质量,当然这也是必要的,而一旦出现混凝土质量问题,就归结到混凝土生产厂家,往往忽视了混凝土施工应用单位应尽的责任和义务。商品混凝土不是最终成品,而是半成品; 混凝土生产和应用单位都应遵循国家的有关标准,规范进行控制,才能确保混凝土质量。建设工程中采用的混凝土不但可以满足泵送的要求,其质量总体也比较稳定。但是,有部分未满足设计强度的试块所反映出的混凝土实体质量问题,若未能及时发现和处理,就会成为建筑工程主体结构的安全隐患。 一、影响质量的成因分析 商品混凝土主要是由水泥、集料、水根据需要掺入的外加剂和掺和料等组分按一定的比例,在集中搅拌站经计量,拌制后出售,并采用专业运输车辆在规定的时间内运至使用地点的混凝土拌合物。影响质量原因主要有以下几个方面: 1.1、混凝土强度偏低。试验室与施工现场条件存在着差异变化,混凝土的配制强度按相应的保证率进行配制。然而,商品混凝土生产企业有时过多考虑经济成本,强度评定采用系统整体考虑,混凝土配合比设计时考虑富裕强度较经济,因此在单项工程中混凝土配制强度偏低。 1.2、 砂石含水量变化时不能及时调整用水量。根据规定,搅拌站应采取相应措施,保持砂石骨料具有稳定的含水率,每工作班至少测定一次含水率,遇到雨雪天气应增加测定次数,并及时调整含水量,满足混凝土强度等级和施工的要求。日前,一些搅拌站采用自动测定砂石含水率的仪器,但多数搅拌站采用原材料试验的含水率或凭经验判断含水率,进行用水量调整,这种不科学的方式使拌合物强度难以保证,既增加了施工难度,也影响工程质量。 1.3、 施工现场随意增加水灰比。在相同原材料和工艺条件下,混凝土强度主要取决于水灰比,即混凝土强度随水灰比增大而降低。有些技术人员和操作人员对现场加水混凝土强度的影响认识不足,以为用水稀释的拌合物,能增大坍落度,便于搅拌、泵送和浇筑,而忽视了对其强度的要求。 二、产品的检验控制 施工单位应要求商品混凝土生产厂家根据技术标准和合同的规定对出厂的商品混凝土的坍落度,拌合物性能和强度等进行出厂检验,坍落度和确定要考虑商品混凝土运输过程中的损失值。 搅拌运输车运送商品混凝土宜在1. 5 小时内卸料,商品混凝土的运送频率应保证商品混凝土施工的连续性。商品混凝土进入施工现场严禁加水及二次运转和搅拌,并不得将超过初凝时间的商品混凝土用于工程。严格控制商品混凝土现场的交货验货,在商品混凝土进场时,监理工程师应见证施工单位,生产厂家,对进场的每一车商品混凝土验收,并签认交货检验记录。 三、商品混凝土施工过程中的控制 3.1、 在选择供应商方面。施工承包单位在选择商品混凝土的供应商时,要选择资质高,信誉好的供应商,并考虑地理位置及交通道路是否合适。商品搅拌站工程技术人员在计算普通混凝土配合比时,坍落宜严格按照规定取值。施工现场与商品混凝土搅拌站应加强联系与沟通。计算好施工现场浇筑混凝土的速度,选择合理的运输车辆,安排合理的运输路线。保证商品混凝土运至施工现场的质量。 按照施工中浇制混凝土的地点分为预制法和现浇法。预制法是在别处而非施工现场浇筑混凝土,预制混凝土以其低廉的成本、出色的性能,成为建筑业的新宠。在使用预制法施工时,要确保预制模的尺寸准确,并严格按照施工顺序进行。现浇法则是在施工现场支模浇筑混凝土,是大多数建筑物采用的方式,应用更早更广泛。预应力混凝土施工中,根据张拉预应力筋的顺序还分为先张法和后张法。 3.2、 在施工现场管理方面。施工现场加强施工管理,并制定管理制度,提高操作人员的技术水平和质量意识,增强工作责任心。 3.3、 在施工操作方面。严格施工操作程序,不盲目赶工,杜绝过早上施工材料。合理的施工速度应建立在严密周全的科学组织基础上。在混凝土强度未达到1. 2Mpa 之前,不允许随便上人和集中放钢筋等重物,混凝土强度达到10Mpa 之后,堆放重物时应在两根梁之间放下方木,将重物重量通过方木传递到梁上,以减轻对楼板混凝土的冲击和影响。 3.4、 在施工工艺方面。在建筑场所中常常会看到一些混凝土固化的现象,这是由于水和水泥产生水化反应造成的,因此在浇筑后的初期要采取相应的工艺措施来应对这种水化反应造成的裂痕,这些措施被称为混凝土的养护。事实上,造成混凝土裂缝的主要原因是温度梯度,在比较寒冷的地区,温度的骤降也容易使浇筑的建筑体形成裂缝。因此,将混凝土采取保温措施对防止表面裂缝显得尤为重要。根据温度应力学理论的要求,要想达到保温效果,就要做好以下几个方面的工作: 第一,减小混凝土内外的温度差、防止出现温度梯度,避免出现裂缝; 第二,避免将混凝土放置在较冷的地方,应尽量使混凝土所处最低温度保持在一个相对稳定的范围内。对土木工程中混凝土的养护,目的在于使混凝土保持最佳的品质,避免冷缩和干缩,同时保证水泥水化作用的顺利进行,尽可能达到预期的强度及抗裂能力。 3.5、 模板质量的好坏也关系着混凝土的质量。当今许多工程施工中的模板都存在着空洞、不平、沾有垃圾、拼缝不密实、未涂隔离剂等现象,从而导致混凝土的表面出现蜂窝麻面。而过早地拆模,由于混凝土还未达到一定强度,将出现缺棱掉角现象既而损伤混凝土。过早的拆模,还会导致混凝土失去支撑力,从而无法有效地与钢筋结合。振捣对于混凝土的强度也很重要,振捣时间不足,致使混凝土不够密实,而振捣的时间过长,将会引起大量石子沉淀、利息、水泥浆漂浮在表面上等现象。对于那些钢筋密集的梁柱交接点,如不加强振捣,易引起混凝土蜂窝、空洞、漏筋等现象,既而影响到工程结构的安全。影响工程混凝土质量的因素多而复杂,它是一项技术性和管理性很强的工作。因此,应建立监督管理长效机制,积极推行行业诚信建设和质量指标评价考核制度,强化行业自律。各生产企业结合实际情况建立完善生产的质量要求、与原材料检测使用和验收等过程适合的质量管理体系,实施过程控制,使其保持有效性、连续性、稳定性,切实提高商品混凝土的质量。 四、结语 随着我国的经济发展,国内土木工程的种类将越发复杂,而混凝土施工作为土木工程的基础,需适应社会发展需要,不断研究、创新,从而提高混凝土的施工技术水平,既而让工程项目的质量更安全。 浅谈土木建筑工程混凝土技术:试论土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术 【摘要】当前我国土木建筑业乘着社会经济迅猛发展的态势,得到了前所未有的发展,其中大体积混凝土作为大型建筑主体的关键构成体,其应用日益广泛。但是受相关施工技术水平的制约以及某些不确定因素的影响,在交付使用过程中往往显露出不同程度的质量问题,不仅影响着建筑物的使用性能以及寿命,而且给人名群众的生命财产安全埋下巨大隐患。本文结合自身的实践经验,对建筑工程中大体积混凝土的施工技术进行探讨。 【关键词】大体积混凝土;施工技术;建筑工程 1.前言 伴随着建筑业的风生水起,大体积混凝土在土木建筑工程中处在绝对地位已经无可争议。大体积混凝土与一般混凝土相比具有明显优势,其高强度、强渗透性、低水灰比、耐持久等特点使其被广泛使用,但其自身又并存有体积大、结构厚、混凝土多、钢筋密、工程条件复杂等特点,使其对土木工程施工技术要求大大提高,所以掌握大体积混凝土的施工技术要点尤为重要。 2.大体积混凝土的定义 大体积混凝土就是最小断面尺寸大于一米的混凝土结构,由于其尺寸的特殊性,要求在施工过程中采取相应措施减少甚至是消除由温度差值带来的不利影响,并对温度应力以及裂缝加以控制。[1]其中温度差值是浇筑过程中产生的水化热受混凝土结构体积较大的影响,聚集在大体积混凝土结构内部不能散发出去所形成的,并由此产生一定的温差应力。目前大体积的混凝土广泛应用于高层建筑物的基础性工程当中,如筏板的基础、桩基的厚大承台等。 3.大体积混凝土结构的施工工艺 3.1混凝土的拌制 由于大体积混凝土通常达上万立方米,为了便于施工,应集中拌制,在条件允许的情况下可考虑使用应采用商品混凝土,为保证质量,高温天气情况下应对砂石等原料进行遮阳或降温处理。在备料时可按比例参合粉煤灰、减水剂、沸石粉,不仅可以有效降低水化热、节约水泥,而且能加强混凝土的合易性。进行混凝土搅拌应采用裹砂法,此法的投料顺序不同于过去的方法,即在将水、水泥以及砂搅拌均匀后,再拌入石子。采用此种搅拌工艺可有效防止泌水现象,因为该法减小了混凝土上下层之间的强度差,最大程度上阻止了水分汇集于石子与水泥砂浆的界面,使界面过渡层在硬化后的粘结性、紧密性增强,混凝土的强度也大大提高。[2] 3.2 混凝土的输送 可临时将搅拌站设在施工现场附近,便于混凝土的输送。若采用混凝土泵输送混凝土,可添加泵送剂润滑管道,即在泵车输送混凝土前先通入0.5个立方米的水泥砂浆(1:2)。泵车出料口不能直接对着墙柱、插筋,以免喷出的混凝土使插筋位移。泵车与专业操作人员应1:1配比,操作员按前台要求严格操作,使用振动器人员要做好绝缘措施,电箱要装绝缘装置。 3.3 混凝土的浇筑 浇筑方法有塔式起重机浇筑法、混凝土泵浇筑法以及斜面分层浇筑法。为保证浇筑质量,浇筑混凝土前应对钢筋模板进行清洁,取出附于其上的杂物。用于浇筑的混凝土应符合如质量要求,并保证其入模温度在6-10℃。浇筑时应严格按照步骤连续、紧凑的进行,通常情况下分层浇筑时间间隔要控制在初凝时间范围内,摊铺厚度根据浇筑方法确定,并在浇筑过程中及时清除表面泌水。振捣时要保证每点间距适宜,振捣要充分、及时,防止疏漏。振捣完成之后,采用二次抹压对混凝土表面进行处理,即在浇筑后2小时内进行初期表面处理,用刮尺先按标刮平,并进行打磨,待混凝土收缩后,再予以二次抹压搓平,然后铺设覆盖物,严禁踩踏。 3.4 混凝土的养护 大体积混凝土浇筑结束后应及时进行养护,一般情况下养护时间应大于28 天,某些重要部位可适当的增加养护时间。在养护前期混凝土对水以及温度的要求比较高,在浇筑完毕后 5至16 小时进行洒水养护,并在其表面覆盖饱含水分的麻布袋,尽量避免接触直射的阳光。同时定时进行温度测量,保持室内外温差不大于25℃,做好相应温度控制准备。再有,为达到一定的混凝土外观质量要求,应在混凝土初凝与终凝之间进行二次振捣或表面抹压密实,以此消除上表面泌水以及早期的表面裂缝,并对混凝土外露面的错台、挂帘、蜂窝以及混凝土表面残留木块、布条等应及时处理,使其达到应有的表面平整度。与此同时要安排专人进行混凝土养护,做好相关养护记录,维护现场秩序。 4.大体积混凝土结构施工中常见问题 4.1 泌水现象 泌水是由于浇筑过程是分层、分段进行的,在混凝土浇筑时产生了一定的施工时间间隔,导致各分层间出现泌水层,大大影响了混凝土层之的间粘性。 4.2温差裂缝 混凝土内部温度随着水泥水化的进行而逐渐升高,因为该过程释放大量的水化热。由于大体积混凝土断面较为厚实,内部和外表面的温度系数不同,内部热量聚集而不易散发出去,混凝土的高温内部与低温外表面间存在温度差,形成温度梯度,从而产生温度应力,当这种温度应力大于混凝土抗拉强度时,就会产生裂缝,而温差与温差应力成正比。 4.3干缩裂缝 混凝土干燥硬化的过程中,伴随着混凝土中游离水分的缓慢蒸发,水分蒸发导致体积减小即混凝土收缩。此时收缩形变产生的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土的内外都会出现干缩裂缝,严重影响建筑结构的稳定性与功能性。 5. 大体积混凝土施工质量的控制措施 5.1 完善大体积混凝土施工方案设计 土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工方案设计对于整个工程来说极为重要,关系着建设项目的整体质量,在设计过程中除了要达到设计规范及生产工艺的要求外,还要充分考虑更为细节的东西。如选用适合的构造钢筋以在最大程度上抵抗温度应力带来的影响从而控制温度裂缝的产生;混凝土设计强度等级应在C25至C40 范围内;根据不同类型的地基考虑其他基层的设置,如位于岩石类地基上时,需将滑动层设置在混凝土垫层上;设计有关温度场和应变的实验测试,便于指导实际操作;大体积混凝土外部应该设置较少的附属物,减小外束;大块式基础及其他筏式、箱体基础不宜设置永久变形缝及竖向施工缝;设置水平施工缝以满足大体积混凝土浇筑过程中控制温度裂缝的要求。 5.2加强混凝土材料的配置与管理 适当的原料选择与科学的原料配比有利于控制混凝土温差效应,提高工程质量。施工单位应根据设计要求以及实际情况设计若干组合理的理论配合比,通过试配试验确认两三个符合要求的理论配合比方案报送审查。报送的方案要附上现场试块抗压强度报告及其他必要材料。相关原材料要具有完整的生产资格证书、质量认证资料等,在选用材料时除了满足质量要求,也要充分的考虑其级别以及种类,如水泥宜采用矿渣水泥,骨料宜采用连续级配。所有材料都需要监理工程师的审查、确认以及批准。 5.3完善相关施工技术 在大体积混凝土施工过程中,要严格按照施工设计以及工艺流程进行,严把混凝土拌制、输送、浇筑、养护的质量关,可以规避许多不必要的工程质量问题。如浇筑环节若没有把握好浇筑时间,即不能在混凝土初凝至完全凝固过程中浇筑完成,则可能造成严重的混凝土开裂问题。如果混凝土的强度标准差较大,即表明生产水平较低,外在表现为质量不均匀,则在混凝土浇筑后极易产生收缩裂缝。[3]此外保持一定的混凝土浇筑强度也能有效地防止混凝土裂缝,当大体积混凝土结构处于一定的温度应力下,抗拉强度低的混凝土结构更易发生发生开裂,同时相邻混凝土的温度变形相互影响,当较高抗拉强度部分的混凝土热形变收缩时,会牵引相邻的较低抗拉强度结构的混凝土,造成其开裂。 6.总结 土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术直接关其使用性能以及整个工程的质量。工程施工管理人员要明确大体积混凝土结构施工难点所在,并熟练掌握解决此类问题的方法措施。解决混凝土的施工质量问题,不仅要设计和制定严谨周密的施工方案,还要考虑混凝土自身配比、质量问题,考虑施工技术是否科学合理,并在施工过程中严格按照施工方案设计的施工程序进行。这样才能最大程度的提高大体积混凝土结构的功能特性以及使用寿命。
生物力学论文:击剑运动员膝关节的生物力学分析 1前言 弓步技术是击剑比赛中运动员得分的主要技术[5]。研究表明,在击剑比赛中,男子运动员平均每23.9s使用一次弓步,女子运动员平均每20s就会使用一次弓步[2]。弓步的质量直接关系比赛胜负,弓步速度是评价弓步质量的重要指标,也是评价击剑运动员竞技水平的重要依据[5]。有研究发现,击剑运动员弓步速度与弓步动作中后腿伸膝最大角速度显著相关,后腿的蹬伸速度是弓步速度的主要决定因素之一。舒建平[4]采用APAS系统对击剑弓步动作进行分析后认为,运动员弓步动作中双侧膝关节角度变化大小是决定击剑弓步速度的主要因素。在击剑弓步动作中,运动员前腿和后腿执行不同的运动模式,后腿伸肌群快速收缩使后腿蹬地为弓步动作提供驱动力,而前腿快速伸膝带动小腿向前踢出[14,15]。在弓步动作开始后,前腿的快速摆动能获得较大的冲力,延长后腿蹬地的时间,配合后腿蹬地带动人体总重心前移,且前腿向前摆动时膝关节的伸展程度能够对弓步深度产生影响。另外,有研究报道,弓步速度和前腿膝关节最大功率到达时间及平均功率存在关联[6]。综合已有研究可以发现,下肢双侧膝关节在击剑弓步动作中的运动表现是影响弓步速度的重要因素。然而,已有研究大多集中在运动员双侧膝关节在弓步动作中的生物力学表现与弓步速度的关系方面,而不同水平运动员双侧膝关节在弓步过程中的生物力学表现差异对弓步质量的影响鲜见报道。本研究通过比较一般运动员与优秀运动员双侧膝关节在弓步过程中生物力学表现的差异,探究影响击剑弓步速度的生物力学因素,为提高击剑运动员弓步质量提供参考。 2研究对象和方法 2.1研究对象上海市男子重剑队运动员7人,其中,运动健将4人,一级运动员3人,为优秀运动员;某体育学院运动训练专业及附属竞技学校男子击剑二级运动员9人,为一般运动员。 2.2研究方法 2.2.1实验方案测试之前受试者进行5min慢跑,跑步机速度设置为6.5km/h。慢跑完毕后再进行5min拉伸活动。测试时受试者面向剑靶,前后脚分别位于两块测力台上,剑靶与受试者的距离根据受试者身高进行调节,使靶面距运动员后脚脚尖水平距离为1.5倍身高[17]。要求受试者持剑以最快速度弓步刺靶(图1),每名受试者试刺5次。每名受试者正式测试成功采集至少6次,选取其中峰值速度最大的3次弓步动作进行分析。 2.2.2所用仪器和评价参数测试设备采用瑞士生产的KISTLER三维测力台(型号9287B,长×宽:90×60cm,内置信号放大器,采样频率1000Hz)和英国生产的16台VICONT40镜头红外高速运动捕捉系统(ViconMotionAnalysisInc.,Oxford,UK,采样频率100Hz),对运动员弓步动作地面反作用力(GRF)和运动学数据进行同步采集。 2.2.3数据处理将VICON系统中预处理过的数据(C3D文件)导入Visual3D(C-Motion,Inc.,Germantown,MD,U.S.A.)软件。运动学数据和GRF滤波采用4th-orderButterworth低通滤波,截止频率分别为12Hz和100Hz[18]。在Visual3D中构建14环节人体模型[11],根据人体惯性参数[20]确定人体重心位置,以人体重心在水平方向上的速度代表弓步速度。在Visual3D软件中计算下肢3维运动学和动力学数据(采用右手法则)并导出。力矩、角速度、功率指标,膝关节屈为负值(-),伸为正值(+)。弓步动作起点定义为前脚离开地面瞬间(前脚GRF=0),动作终点定义为前腿膝关节伸膝达最大角度。 2.2.4选取指标1)弓步过程中受试者水平方向重心速度峰值(Hori-zontalPeakVelocityofCenterofGravity,HVmax),单位为m/s;2)经体重标准化后的受试者弓步过程中后腿蹬地产生地面反作用力的水平方向分力峰值(GRFmax),单位为体重(BW);3)膝关节角度(KneeJointAngle)为小腿向量与大腿向量的夹角(°),大腿向量由膝关节指向髋关节,小腿向量由膝关节指向踝关节,下肢直立位膝关节角度为180°;4)膝关节角速度峰值(PeakAngularVelocityofKneeJoint)为伸膝阶段膝关节角速度最大值,单位为°/s;5)前腿伸膝时间(TimeofExtensioninLeadingKnee)为自前腿膝关节最小角度至最大角度所用时间,单位为s;6)通过逆向动力学计算关节力矩峰值(PeakJointMoment),关节功率峰值(PeakJointPower)为关节力矩与关节角速度乘积的最大值(均在Visual3D软件中直接计算)。力矩和功率峰值均为根据体重进行标准化后的结果,单位分别为Nm/kg和W/kg;7)前膝关节功率峰值到达时间(TimetoPeakPowerofLeadingKneeJoint)为自动作起点至前腿伸膝功率达峰值所用时间,单位为s。 2.2.5统计学处理选取每名受试者峰值速度最快的3次弓步动作,计算相关指标的平均值和标准差。采用独立样本t检验(Inde-pendentttests)比较两组受试者弓步动作过程中膝关节动力学、运动学相关指标及HVmax、GRFmax之间的差异,显著性标准设定为α=0.05。统计软件为SPSS20.0。 3研究结果 3.1不同水平运动员弓步表现优秀运动员弓步过程中HVmax(P=0.001)和GRF-max(P=0.016)均显著高于一般运动员(表2)。 3.2不同水平运动员弓步动作前腿膝关节生物力学指标两组运动员弓步动作中前腿膝关节运动学和动力学指标如表3所示。两组运动员屈膝程度均为正值,可见运动员前腿膝关节屈膝末膝角小于初始膝角,说明在弓步开始时运动员前腿伸膝前首先屈膝。不同水平运动员前腿屈膝程度不同,优秀运动员屈膝程度显著低于一般运动员(P=0.037)。在随后的伸膝阶段,两组运动员伸膝程度无显著性差异(P=0.293),但优秀运动员伸膝末膝角显著大于一般运动员(P=0.018),伸膝角速度峰值显著低于一般运动员(P=0.029)。在弓步过程中,两组运动员前腿膝关节伸膝力矩峰值(P=0.056)和功率峰值(P=0.074)均无显著性差异。 3.3不同水平运动员弓步动作后腿膝关节生物力学指标优秀运动员弓步动作后腿伸膝末膝角与一般运动员无显著性差异(P=0.079),但优秀运动员后腿膝关节伸膝力矩峰值(P=0.030)显著高于一般运动员,后腿伸膝功率峰值到达的时间显著小于一般运动员(P=0.021);运动员弓步动作中后腿伸膝角速度峰值组间无显著差异。 4讨论与分析 国内、外对击剑弓步动作的研究多以运动员弓步重心平均速度、最大速度以及弓步距离作为评判弓步质量的主要指标[12]。在多数研究中,只要求受试者以最快速度做弓步动作,并未设置弓步目标和距离,且受试者未持剑,这可能会使不同受试者在测试时选择不同标准的弓步距离,而运动员在做长距离大幅度弓步和短距离快节奏弓步时速度可能并不相同。在征求运动员和教练员建议的基础上,结合击剑运动员比赛状态下发动弓步的距离,本研究将剑靶设置在距运动员准备姿势后脚脚尖1.5倍身高处[17]。这一距离下的弓步为长弓步[17],要求运动员持剑尽力做快速弓步刺靶,将弓步动作中身体重心最大水平速度定义为弓步速度[9,10,16]。结果显示,优秀运动员弓步水平方向重心速度峰值(2.64±0.16m/s)显著高于一般运动员(2.32±0.13m/s,P=0.001)。可见,以弓步速度作为评价运动员弓步质量的指标,本研究优秀运动员弓步质量高于一般运动员。 在击剑弓步动作中,后腿蹬地获得的水平方向地面反作用力是弓步向前的驱动力,其大小是弓步速度的决定性因素[1,8,12]。本研究优秀运动员弓步动作后腿蹬地水平方向地面反作用力峰值(0.91±0.10BW)显著高于一般运动员(0.78±0.08BW,P=0.016),说明优秀运动员弓步向前的驱动力高于一般运动员。目前有研究认为,运动员后腿膝关节伸肌力量是影响弓步驱动力大小的重要因素。Guilhem等人[9]对优秀击剑运动员双侧下肢主要肌肉进行等速肌力测试,另外对其在弓步过程中的活动进行肌电测试,结合运动员弓步表现进行分析后发现,弓步后腿膝关节伸肌最大等速肌力与弓步速度峰值显著相关(r=0.60~0.81);在弓步加速阶段,运动员后腿伸肌的活动水平与此阶段运动员的重心平均速度相关,运动员弓步后腿臀大肌、股直肌、股外侧肌、比目鱼肌、腓肠肌外侧的收缩对弓步速度贡献明显。另外,Cronin等人[6]对击剑运动员膝关节伸肌进行等速肌力测试后发现,弓步速度与弓步后腿膝关节伸肌最大等速肌力的相关系数为0.62。通过已有研究可以发现,运动员弓步后腿膝关节伸肌是贡献弓步向前驱动力的主要肌群之一,其爆发力及在击剑弓步动作中的运动表现能够对弓步速度产生重要影响。 本研究结果显示,优秀运动员弓步过程中后腿膝关节所能达到的力矩峰值(2.87±0.27Nm/kg)显著高于一般运动员(2.37±0.38Nm/kg,P=0.030),后腿伸膝功率峰值到达时间(0.45±0.06s)显著小于一般运动员(0.59±0.13s,P=0.021),且优秀运动员后腿伸膝功率峰值(12.21±0.27W/kg)在统计学上有高于一般运动员(10.16±2.28W/kg,P=0.082)的趋势。可见,优秀运动员弓步后腿膝关节在短时间内能产生更强的关节功率,反映出优秀运动员具有更强的膝关节伸肌爆发力。本研究认为,优秀运动员弓步速度大于一般水平运动员的重要原因是优秀运动员弓步后腿膝关节伸肌具有更强的爆发力,在蹬地时能产生更大的水平方向地面反作用力,而这个力是弓步向前的驱动力,弓步驱动力的增大必然有利于弓步速度的提高。在对弓步后腿膝关节运动方式的研究中,彭道福等人对影响12名击剑运动员弓步速度的生物力学因素进行灰色关联分析后认为,后腿膝关节角度变化越大,对运动员弓步速度的影响也越大,降低重心减小弓步动作膝关节初始角度有利于弓步速度的提高。另外有研究表明,在击剑运动员弓步动作中后腿膝关节最大角度平均在170°以上,后腿基本接近伸直。然而,不同水平击剑运动员在弓步准备姿势中的后腿膝关节角度以及弓步动作中后腿膝关节最大角度是否存在差异尚不清楚。本研究结果显示,优秀运动员和一般运动员弓步动作中后腿膝关节初始角度、伸膝末角度均无显著性差异(P>0.05)。可见,优秀击剑运动员与一般水平击剑运动员在弓步动作中后腿膝关节运动方式基本相似,弓步后腿膝关节的运动方式可能并非导致不同水平击剑运动员弓步速度差异的原因。近年来,前腿膝关节在击剑弓步中的运动方式引起了研究者的注意,有研究发现,不同水平运动员弓步动作中前腿膝关节运动方式存在差异[7]。 Gholipour等人[7]使用高速摄像机分别采集优秀击剑运动员和击剑初学者的弓步动作,对比分析后发现,弓步开始后受试者前腿膝关节并非直接开始做伸膝动作,而是先屈膝后伸膝,优秀运动员屈膝程度(20°±12°)显著低于初学者(38°±15°,P<0.05)。研究结果显示,两组受试者在弓步准备姿势时前腿膝角无显著性差异(P>0.05),在弓步启动后所有受试者前腿膝关节先做屈,优秀运动员屈膝程度(13.86°±6.52°)显著低于一般运动员(25.35°±11.84°,P=0.037),优秀运动员屈膝末膝角(113.64°±12.57°)显著大于一般运动员(100.26°±10.66°,P=0.037),与Gholipour等人的研究结果相似。本研究认为,一般运动员在弓步动作中增大前腿伸膝之前的屈膝程度,使前腿股四头肌初长度被拉长,为之后的加速伸膝积蓄了能量,有利于小腿向前加速摆动。结果显示,一般运动员前腿伸膝角速度峰值(428.50±135.13°/s)显著高于优秀运动员(287.08±82.31°/s,P=0.029),说明一般运动员前腿伸膝过程中小腿向前摆动的速度更快。从本研究的结果看,一般运动员后腿蹬地水平方向地面反作用力峰值显著小于优秀运动员(P<0.05),推测一般运动员因后腿蹬地为弓步提供驱动力不足,故通过增大前腿伸膝前的屈膝程度来提高伸膝角速度,使前侧小腿向前快速摆动带动身体总重心前移,以代偿后腿蹬地力量的不足,试图将弓步速度维持在较高水平。另外,一般运动员前腿伸膝之前较大的屈膝程度可能会对弓步效果产生不利影响。运动员弓步启动时前腿离地,后腿迅速蹬地产生向前的地面反作用力。本研究认为,优秀运动员前腿由于屈膝程度较小,能更早地配合后腿蹬地进行伸膝,并迅速向前踢出小腿完成弓步;而一般运动员前腿屈膝程度较大,可能会延长屈膝时间,导致前腿伸膝与后腿蹬地衔接较慢,表现为前腿伸膝动作更加仓促。本研究结果显示,在前腿伸膝阶段,优秀运动员前腿伸膝时间(0.39±0.09s)显著长于一般运动员(0.27±0.05s,P=0.005),与上述推测一致。提示,相比于优秀运动员,一般运动员因为前腿膝关节伸膝动作开始较晚,故需要更大的关节角速度在更短的时间内完成伸膝动作。这可能会造成一般运动员弓步动作不如优秀运动员更加舒展、有效,表现在前腿的过分使用,并可能对弓步末期前腿的落地造成不利影响。从战术角度考虑,优秀运动员前腿更加宽松的伸膝时间可为最终的出剑和下剑选择创造条件,而一般运动员前腿较快速的伸膝和落地反而会造成出剑和下剑选择较少,难以做到根据对手反应适时改变剑的落点。此外,优秀运动员前腿伸膝末膝角(169.35°±4.51°)显著大于一般运动员(160.61°±7.66°,P=0.018),说明优秀运动员前腿在相对宽松的伸膝时间内得到了较充分的伸展,前腿摆动幅度更大,有利于增加弓步距离[4]。综上,优秀击剑运动员弓步速度高于一般水平运动员,主要原因与弓步动作中后腿膝关节动力学表现的差异有关。优秀运动员弓步后腿膝关节动力学表现优于一般运动员可能是由于优秀运动员后腿膝关节伸肌爆发力强于一般运动员。运动员弓步启动后前腿首先屈膝后伸膝。在后腿提供驱动力相对较小的情况下,一般运动员弓步启动时通过增大前腿伸膝前的屈膝程度来增大小腿摆动速度,带动身体重心前移,以代偿后腿蹬地力量的不足,试图将弓步速度维持在较高水平。但是,一般运动员弓步动作中前腿伸膝前相对较大的屈膝程度可能会限制弓步距离,同时,对出剑选择及弓步落地后续连接动作产生不利影响。 5结论与建议 后腿膝关节在弓步动作中的动力学表现是决定击剑运动员弓步速度的主要原因。不同水平击剑运动员弓步动作中后腿蹬地能力的差异导致了前腿膝关节运动学表现的差异,一般运动员通过增加前腿伸膝前的屈膝程度,增大伸膝阶段的小腿摆动速度,带动重心前移来代偿后腿蹬地为弓步提供驱动力的不足。在击剑运动员力量训练中,加强后腿膝关节伸肌爆发力训练,有利于提高运动员弓步动作中后腿蹬地提供的驱动力。减小弓步启动时前腿伸膝前的屈膝程度,提前伸膝动作,可减少前腿在弓步动作中的负担,有利于提高弓步动作的有效性。 作者:管延飞 郭黎 吴娜娜 郑加财 刘海瑞 单位:上海体育学院 生物力学论文:探索生物力学融入高院体育教学实践的研究 随着国家对人才培养由“应试教育”向“素质教育”转轨之际,笔者认为学校体育教育改革应在充分尊重学生人格,注意个体差异,重视个性发展,培养学生自主创造能力的基础上,将培养学生的生理健康、心理健康、道德健康和社会适应力等内化到全体学生的体育素质同步向前发展的目标之中。本文从教育学角度出发,提出将运动生物力学知识融入体育教学实践中并加以分析、探讨,旨在为高校体育教育改革拓宽思路,更好发挥学校体育在实施素质教育过程中的价值和功能。 一、高校体育教学中存在的问题 我国学校体育教育是在前苏联学校体育教育体系的基础上形成和发展起来的,基本满足了当时社会发展与建设的需要;随着我国教育与体育事业的不断发展和经济体制改革的日益深入,传统的学校体育教育已与社会对现代人才培养的需要相互脱节,程式化、强制化、成人化、训练化的体育教育,严重影响着学生身心全面发展。 当前学校体育教育中存在着“身体素质+专项课(选项课)+理论讲座”的状况,其中理论讲座占全部授课内容的不到10%,学生对运动技术的掌握、对运动知识的获得缺乏系统性和科学性。“大学的牌子、中学的形式、小学的内容”——高校课程教材内容与中小学体育课教材内容重复率达63%,高校远没有形成符合自身规律和特色的理论、实践体系。 随着高校不断地进行扩招,体育教学班的人数也在不断增加,加上受场地、器材,师资力量等因素制约,40、50人一个教学班现象很普遍。教学方法、手段、内容得不到及时有效的改善,已远不能满足学生对良好锻炼效果和渴望掌握更多体育知识的需要。 体育首先要让人感到身心愉快,而现行体育课是按“大纲”,“计划”授课的,因而具有严格的计划性和约束性,教师只能按部就班地格式化组织教学,简单地将体育课变成‘达标课’、‘技术课’、‘纪律课’,使体育课丧失应有的休闲、娱乐成分,导致学生失去对学习的兴趣和自信心,造成学生产生厌学、恐惧、惧怕失败的心理。 二、将运动生物力学融入到高校体育教学实践中的可行性 体育教学是富有时代性的实践活动,有特定的教学思想、内容、方法。在不同历史时期有不同的育人目标,同时也就形成了具有时代特征的体育教学合理性标准。特别是在现代社会里,如果体育教育仍停留在竞技教学和身体素质教学这种简单模式之中,不善于按照时代要求变革体育教学实践,机械地传承过时的实践活动或照搬他人的经验,它的地位只能日益下降,既谈不上质量,也更谈不上什么效益,只能成为教学改革的落伍者。 大学生年龄一般都在18~22岁之间,他们的兴趣爱好趋于稳定、集中,他们已不满足被动受教的学习方式,他们更热衷于开放、活泼、主动参与的体育锻炼形式。另外从锻炼的基础来看,大学生经过12年的体育教育,具有良好的体育意识、基础与经验,能在较高的起点上选择符合个人需要的学习内容与形式。 运动生物力学是将体育动作技术,赋予生物学和力学的观点及方法,使复杂的体育动作技术奠基于最基本的生物学及力学规律之上,并以人体解剖学、力学、生物学及体育技术原理的形式加以描述。如能适时地、有针对性地在相关学科的体育教学中将运动学与运动生物力学理论知识相互结合进行教学,不仅可以调动学生学习的兴趣,还可潜移默化的使学生加深对自己本学科知识的理解与巩固。 三、运动生物力学在教学实践中的运用 (一)加强基础理论讲授,提高大学生体育文化素质 体育教育的根本基础在于体育文化,没有文化就形成不了体育,没有文化也发展不了教育。在体育教学中理论与实践相结合的文化科学素质的培养,主要是通过基础理论知识的学习、基本技术的掌握、基本技能的形成过程进行智能教育,培养学生学会学习、创造、求真。将运动生物力学运用到教学实践中,实际上就是加强对学生体育文化素质的培养。比如,每个学期停课前的最后一个月,根据现在的教学大纲要求室外课居多,炎热和寒冷往往使学生没有兴致上课,教师既怕学生中暑、冻伤生病同时又担心完不成教学计划,只好在两相矛盾中硬着头皮上课。与其这样,还不如索性将课改到室内上,最大限度的消除由于环境气候等外在因素带来的安全隐患,教师可就室外课的技术动作结合运动生物力学知识进行分析、讲解。如足球运动中对转身速度的要求很高,为什么有人与人之间对同一动作的结果却不相同?此时教师以运动生物力学中的人体惯性参数中转动惯量原理加以分析、讨论。 根据转动惯量公式可知,转动惯量与质量的大小、质量的分布及作用点离轴的远近有关,学生很快就会明白自己在转动时的错误,并能自行改正甚至指导他人的实践,培养学生脑体结合、综合使用脑力和体力的能力。 (二)运动生物力学在不同学科中的运用 在体育教学实践中根据高等学校文、理、医、工等学科专业的区别,有针对性地在相关学科的学生中,运用运动生物力学知识讲解、分析体育运动技术动作的原理、结构特点,对于技术动作的掌握将起到积极的作用和高效率的结果。如在对理工类学科的学生做足球停球技术动作的教学中,教师不要急于去做示范,先用简单的启发性语言要求学生用弹性碰撞、非弹性碰撞的原理去理解停球技术,让学生自己凭着对停球技术动作的一些感性认识尝试着去做练习、体会。练习完毕,组织学生根据自身的实践,总结技术动作要领,各抒己见,即使有点错误的观点也是可贵的。由于学生专业本身使然,很快便掌握了技术动作。以上例子不是讲解、示范与学生练习教学顺序简单的调换,而是观念的转变,让学生自我实践、自我思维这一过程大大地发挥了学生的主体作用,学生不再是传统体育教学中教师背后的机械模仿者,创造能力是体现学生主体作用的一个重要方面。 (三)运动生物力学在不同人群中的运用 教师应充分认识到学生在个体、运动喜好,体质等方面存在着差异。实际教学中采用因材施教区别对待的教学原则,将那些先天残疾、不适宜参加正常体育锻炼以及渴望掌握更多体育理论知识的学生组织在一起单独进行教学。不要因为他们与生俱来的生理和身体上的一些问题,就疏远他们、抛弃他们,他们拥有和其他学生一样受教育和运动的权利。授课中,教师应充分利用现有设备如多媒体、图片资料等,使学生通过这些渠道对由于自身受限而难以企及的技术动作加深感性认识,从而对这些技术动作不再陌生或者一无所知。同时,再结合运动生物力学的知识,向他们讲解、分析、讨论这些技术动作的运动生物力学特点、原理等。在教师的启发下学生可以凭借自身的认知程度去思维、去实践(能力许可的范围)。让他们以丰富的体育理论知识,充实自己的头脑,从而满足不同学生对体育知识的兴趣与渴望。 (四)加强运动生物力学同相关学科之间的交流,建立健全体育教学 运动生物力学是以人体解剖学、人体生理学、力学的原理与方法,研究人体运动器系的生物力学特性和人体运动动作的力学规律以及器械机械运动力学规律的学科。因此必然带有数学、力学、生物学等学科的痕迹。长期以来高等学校中文、理、医、工等学科专业相互之间缺乏必要的交流、渗透与融合,学生知识的获得与消化局限于一个狭窄的领域。 四、运动生物力学融入到体育教学实践的意义 高校体育教师要不断提高自身的体育理论水平和业务素质,加强教育理论、体育理论的学习与思考,以自己高尚的道德情操和渊博的才华学识来赢得学生的尊敬和信任。 将运动生物力学融入到体育教学实践中,可以使教师在教学中有利于选用教材和教法,并根据学生体质的实际状况,重点发展其较为薄弱的环节,让他们得到全面均衡的发展,为终身体育打下坚实的基础,从而适应素质教育的要求。 将运动生物力学融入到体育教学实践中,使学生从观念上改变对运动知识性与科学性认识,有利于激发学生的学习兴趣,充分满足不同学生对体育知识的渴望,发展学生个性,通过身体、心理多方面素质的培养,促进学生的正常生长发育,提高身体活动机能,培养学生脑体结合能力,最终学生自己可根据个体差异及不同的需要开出运动处方。 将运动生物力学融入到体育教学实践中,通过生物力学作导向和指导,使相关专业、相关学科有机的结合在一起,相互促进、教学相长,建立健全体育教学,最终使高校体育教学真正成为培养大学生综合能力的实践课堂。 生物力学论文:种植义齿下部结构生物力学探究论文 摘要摘要:种植义齿的生物力学相容性是影响种植义齿的远期成功率的主要因素之一。本文从种植材料、种植体形态、种植体表面结构、种植数量、种植体在颌骨内的排列和分布、受植区颌骨的形态结构等方面对种植义齿下部结构的生物力学特性作一综述。 自Branemarkr提出骨结合理论以来,种植义齿已成功地应用于临床,解决了以往传统义齿的固位、舒适等新问题,取得较好的修复效果。但临床上仍常出现种植体四周骨组织吸收、种值体断裂、松动、脱落等新问题[1,2。许多学者认为种植义齿的生物力学相容性是影响种植义齿远期成功率的主要因素之一。本文对种植义齿下部结构生物力学探究概况作一综述。 1种植材料对种植义齿生物力学的影响 Nishihara等[5通过动物实验探究表明种植体四周骨内的应力分布和种植材料的性质、材料的弹性模量关系不大,而是更多的和种植体的形态、颌骨的形态及结构有关。Rieger等用三维有限元法(finiteelementmethod,FEM)分析,也得出相类似的结果。但从生物力学的观点来看,不同材料和不同弹性模量的种植体对应力在种植体骨界面的分布是有影响的。邹敬才等[4用有限元法在5种不同弹性模量、相同的负荷条件下,对单个螺旋形种植体骨界面的应力分布规律作比较,结果表明种植体的弹性模量越高,种植体颈周骨内应力越小,而根端骨内应力越大;种植体弹性模量越低,种植体和骨界面的相对位移运动就越大。适宜的种植体的弹性模量在70000MPa以上。 目前,由于金属及金属合金材料具有优良的生物力学性能而被广泛应用于种植体的制作,其中钛和钛合金等被认为是最合适的种植材料。近年来许多学者探究了用生物陶瓷作为种植材料[5,认为生物陶瓷种植体在植入后的始阶段可以获得较钛及其合金更好的生物相容性,但在行使功能后终因生物陶瓷本身力学上的易碎性导致生物陶瓷种植体生物力学的相容性较差,Glantz等[6通过实验也证实了陶瓷种植体和陶瓷涂层的种植体因生物力学上有较差的相容性导致种植后较高的失败率。 2种植体的形态对种植义齿生物力学的影响 Victor[7用三维有限元法对3种不同种植体系统(Branemark系统、Bud系统、IMZ系统)的不同形态的种植体,在不同的加载条件下,种植体四周骨内的应力分布情况进行了探究。结果表明3种不同种植体四周骨内最大应力均位于种植体颈部四周和种植体翼的下方,且越近种植体根尖部,骨内应力越小。种植体的翼可以减少应力在种植体及其四周骨内的分布,去掉翼不但增大种植体颈部骨的应力,而且将改变整个应力分布的情况。在其他因素不变的情况下,增大种植体颈部直径,种植体四周皮质骨内应力大大降低,故认为种植体颈部的直径对种植体四周的应力分布水平影响最大,两者呈负相关。岑远坤等[8对叶状和柱状种植体支持的全下颌种植覆盖义齿在不同牙位下应力分布的情况进行了探究,结果表明叶状种植体和柱状种植体应力分布的基本规律相似,种植体颈部以及其四周的骨皮质界面均为应力集中区。但叶状种植体在其颊舌面和近远中面交界的尖锐线角处,应力集中更明显,其骨界面的应力峰值均大于柱状种植体。Holmgren等[9探究认为圆锥形种植体比圆椎状种植体更有利于种植体骨界面的应力分布,黄辉等[10探究认为螺旋形种植体螺旋顶角的改变可以导致种植体在支持组织内应力分布水平的变化,并指出螺旋顶角为60%26ordm;的种植体应力分布最合理。 3种植体的表面结构对种植义齿生物力学的影响 有学者从生物力学角度探究认为表面有微孔的种植心得形成更好的种植体-骨界面结合,当孔径为50-200%26micro;m时可获得最佳的结合强度。陈安玉[11探究表明由于表面微孔的存在,可在种植体骨界面形成机械的锁结功能,从而改变微界面应力的功能方式,使得在大界面上每一个区域均有小界面的压应力存在,使拉应力和剪应力转变为压应力;另一方面微孔增加了界面的接触面积,降低了平均应力水平,从而更有利于应力的合理分布。 近年来许多学者提出种植体表面的生物活性涂层可以诱导骨性结合。Michael等[12经临床观察报告HA涂层种植体成功率(7-8年)达97.5%,Adell认为HA涂层种植体有利于早期愈合。有学者探究表明BTG钛基复合种植体植入颌骨内后,早期固位优于钛种植体,具有较高的界面结合强度,并且在界面上可产生化学结合、金属结合、机械结合3种方式。但也有资料提示随着种植体接受功能负荷时间的延长,成功率下降,临床上亦出现涂层和钛芯结合强度不足导致涂层剥落者。 4种植体的数量以及在颌骨内的排列和分布对种植义齿生物力学的影响 种植义齿由多个种植体支持时,应力分布情况由种植体的数量,种植体在颌骨内的方向、排列所决定。一般认为种植体的数目越多,每个种植体上承担的应力就越小。Skalak探究认为多个种植体支持的种植义齿当受到水平方向力功能时,力量可以较均匀地分散到各个种植体,且分散到每个种植体上的力量要小于总功能力。当垂直方向力功能于种植义齿时,力量不会均匀地分散到每个种植体,越靠近功能力点的种植体受力越大。 对于全口种植义齿,Skalak认为4-6枚种植体即可支持全口固定种植义齿。Bschwartzman探究表明4个或5个种植体支持的全颌种植义齿在应力分布规律上无差异,并认为当垂直负荷功能于全颌种植义齿远端悬臂梁时,最靠近悬臂梁端的种植体产生的应力最大。Davis通过实验探究得出相似的结果。Osier[13用静态工程原理分析进一步指出最靠近悬臂梁的种植体所承受的负荷通常是总负荷的2.5-5倍,是非悬臂梁状态的1.75-3.5倍,主要承受的是压应力,而远离悬臂梁端的种植体主要承受张应力。悬臂梁越长,末端种植体所受的应力越大,故认为在种植义齿设计时,应尽量避免使用悬臂梁,如一定要使用悬臂梁时,种植体应尽量离散,且悬臂梁的长度不能超过种植所能承受的范围。 Federick等[14用光弹法探究了由2个种植体支持的全颌种植义齿的应力分布,结果表明种植体在颌骨内应垂直于牙平面并平行放置,以利于牙力通过种植体垂直传递,减少种植体的力矩和界面过大应力。但临床上为取得共同的就位道,往往使种植体之间形成一定角度,Naert等[15指出在同一牙弓中种植体之间的相互偏差角度不宜超过20%26ordm;,以使负荷没种植体长轴传导。Hertey等[16探究表明,种植体在颌骨内的分布呈曲线型排列较直线型排列者界面的应力要小,种植体为直线型排列缩小了其后方向的分散程度,导致游离臂和抗力臂比例增大。 5受植区颌骨的形态结构对种植义齿生物力学的影响 从生物力学观点看,颌骨是一种多相的、各向异性的、非均质性的、多孔的复合体。人类的颌骨是具有一定屈曲性的弹性体[17,可以承受一定的压力,但其皮质骨和松质骨都有一定的抗张力和抗压力的极限,当颌骨受力水平高于其极限值时,就会产生微骨析,最后导致骨质吸收破坏。 Lundgrens[18指出种植体的成败和颌骨骨皮质的密度、厚度、颌骨的宽度以及受植床血供等直接相关。Jensen指出受植区的颌骨形态和结构较整个颌骨的形态和结构对种植义齿的应力分布影响更大,一个理想的受植区颌骨至少要能提供10mm的骨性结合区,其水平宽度至少为6mm。Victor等[7用三维有限元法探究了由3种不同厚度皮质骨的颌骨支持的种植体在不同的负荷下,种植体及其四周骨内的应力分布,结果表明3种情况下种植及骨界面应力分布的规律基本相同,最大拉应力、压应力均位于种植体的颈部四周。但最大拉应力、最大压应力的值却有显著差异。皮质骨越厚,种植体及其四周皮质骨内的应力越小。但在垂直瞬间加载时,最大拉应力位于种植体颈部,最大压应力位于种植体底部,当种植体的颈部和底部同时位于皮质骨内时,可以明显降低种植及其四周骨内的应力。Papavasilion[19也指出当皮质骨缺乏时,可导致种植体骨界面的应力增高,从而导致种植体四周骨的微骨折。 生物力学论文:大学生不良步态的生物力学特征及影响因素 关 键 词:运动生物力学;步向角;足底压力中心;等动肌力;功能性动作筛查;大学生 随着社会的发展,人们对不良步态的关注程度越来越高,不仅成为儿童青少年家长关心的热点问题,也备受在校大学生的关注,这在经济发达地区尤为明显。2011年9-10月,本研究团队在广州市各大医院儿童足科跟随测试的结果表明,200名3~10岁儿童中被确定为内八步态的有46名,占23%,其中90%以上的家长有矫正的愿望。本研究团队2014年对450名文科、理科、体育学院在校大学生进行问卷调查的结果显示:80%以上大学生认为不良步态会影响理想就业,甚至降低择偶标准;超过60%的人对不良步态的认识存在误区;最不能接受的不良步态依次为O型腿(68.8%)、内八步态(60.1%)、X型腿(58.5%)[1]。然而,国际上对内八步态的研究主要集中在下肢骨骼关节的解剖学特点和矫形器矫正治疗方面,把内八步态看作与下肢形态相关的疾患,由医院诊断并运用矫形器进行矫正,而对内八步态形成的生物力学原因及机制尚未达成一致意见。有人认为随着年龄的增长,多数内八步态会自行改善,有人认为不采取矫正措施会导致其他不良姿态的形成[2-3]。本研究运用足底压力、等动肌力、功能性动作筛查等方法,对在校大学生进行步态、下肢等速肌力及功能动作筛查等方面的测试,旨在探讨内八步态形成的生物力学因素及机制,为内八步态的预防和矫正提供理论依据。 1 研究对象与方法 1.1 受试对象 2014年1-12月,在华南师范大学大学城校区随机对124名在校大学生进行步态测试,从受试者中募集内八、外八、正常步态男女各10名,进行下肢等动肌力、功能动作筛查、动态平衡等测试。经单因素方差T检验表明,受试者在年龄、身高、体重方面没有显著性差异。 1.2 研究方法 1)步态测试。 平放于地面的RSscan测力板(0.5 m,300 Hz),上铺延长EVA辅道,防止受试者刻意踏板而改变步态。首先,让受试者目视前方在测力板辅道上行走,进行适应性练习,直至步态自然;然后,正式测量左、右足3次的有效数据。测试指标:步向角、足底压力等。 步向角(Progresive angle):行进方向直线与足跟中点和第2跖骨连线形成的夹角,“+”表示足向外偏离行进方向,“-”表示足向内偏离行进方向[4]。受试者个人步向角取3次有效数据的平均值。 足部分区:为了便于对比分析,按国际惯例将足部分3个区域:FF(足前部)、MF(足中部)、RF(足后部)。 2)下肢等动肌力测试。 受试者穿运动鞋、裤,5 min热身后,由经验丰富的实验员指导,在Cybex-NORM 等动肌力测试系统上进行适应性练习,直至受试者感觉动作自然流畅,然后进行正式测试。受试者平躺于测试床,膝关节伸直,用固定带固定身体,足跟对准仪器轴心,足底贴合仪器,测试左、右踝关节旋内、旋外角速度分别为30(°)/s、120(°)/s时的等动肌力指标。每个角速度重复测试5次,取平均值,两种速度测试之间间隔20 s以上,左右侧测试时间间隔10 min以上。 3)功能性动作筛查(FMS)。 受试者依次完成7个基本动作(举棒深蹲、肩扛棒跨栏、弓步下蹲、肩部灵活性、单侧直腿上抬、躯干稳定性、旋转稳定性)和3个确认动作。由经过培训且有评分经验的2名测试人员分别从被试者的正面和侧面进行观察,根据评分标准[5-6]进行评分,并详细记录被试者动作模式特点。 4)动态平衡测试。 测试在安静、光线均匀、宽敞的房间进行。受试者正式测试前进行适应性练习,熟悉踏步节奏。如图1所示,受试者双脚并拢,标记两足跟与足尖的初始位置,分别连接左右足跟中点A和B,左右足尖C和D,左足跟中点A与右足尖D、左足尖C与右足跟中点B,把两线段AD和BC的交叉点O设为原点。然后让受试者站在初始位置,戴上眼罩和耳机原地踏步1 min(播放频率为120 Hz的节拍器节奏的MP3,与耳机连接,夹在被试者背后腰部附近,以不影响动作为原则)。受试者踏步结束,耳机提示受试者保持静止不动,等测试人员在地面标记。测试者按照以上程序重新标记左右足的位置,确定O′的位置。然后用量角器测量AB和A′B′延长线的夹角α,用钢卷尺测量OO′的长度(位移大小)。角度方向规定:向左旋转逆时针为“+”,向右旋转顺时针为“-”。每人测量3次,取3次中偏移角度和偏移幅度最小值。期间不暂停,不受外界声、光等因素干扰。 5)数理统计法。 排除受试者标准:年龄小于18岁,近6个月有下肢病症者或下肢有外科手术史者。3种步态分析前,剔除数据不全者4名,采用SPSS19.0软件进行相关统计学分析。组间差异用独立样本T检验或单因素方差分析,数据用均数±标准差( ±s)表示,百分比的显著差异性用卡方检验。P 0.05差异具有显著性,P 2 研究结果及分析 2.1 内、外八步态发生率 124名在校大学生的步态测试结果显示:在校大学生的步向角度为(7.5±8.4)°。按照Chin-Shan对正常步态的界定(步向角的正常范围为平均数加减1个标准差)[3],本研究以单侧或双侧步向角小于-1°为内八步态,大于16°为外八步态;左右侧不对称性以每人左右两侧步向角差值是否超过标准差8.4?为依据。测试结果显示:(1)在校大学生内八步态有35名,发生率为28.2%,外八步态33名,发生率为26.6%。(2)男、女大学生步向角均左侧大于右侧,不具显著性,但左右不对称比例分别为12.8%和43.6%,具有非常显著性。(3)男、女大学生步态性别差异非常显著。一方面,男生步向角左右侧均大于女生,导致男性外八步态发生率高,女生内八步态发生率高;另一方面,女生左右不对称发生率显著高于男生(见表1)。 研究表明,在校大学生步向角范围为(7.5±8.4)°,与Chin-Shan[3]对7岁左右儿童的研究结果基本一致,说明7岁左右步态基本定型。比课题组前期研究成果,儿童内八步态23%的发生率、大学生28%的内八步态发生率偏高,间接说明在没有干预的情况下,儿童内八步态自我矫正的几率几乎为零,如果生活、学习中有不良动作习惯,还会导致内八步态发生率提高。 本研究还发现,步态特点性别差异存在非常显著性:(1)男生双侧步向角均大于女生且有非常显著性,这一结果与张秀丽等[7]“男性大学生步向角较大,外八步态发生率较高;女大学生步向角较小,内八步态发生率较高”的观点相一致。儿童步态特点与发育特点有关,大学生步态特点的形成与中国传统文化、观念及由此产生的行为习惯密切相关。一般认为,男性走路时足外展是男子汉、霸气的象征,女子走路足内收则是淑女、有修养的象征。(2)左右不对称发生率较高,且女生明显高于男生。人体是一个整体关节链,左右侧步向角不一致会造成身体其他部位的不对称,如果进行高强度的运动,那么急、慢性损伤风险就会增加。因此,左右侧步向角差异程度较大的学生需要进行矫正。 2.2 不同步态足底压力特征 1)足底压力中心(COP)移动轨迹特征。 图2中虚线为COP轨迹(实线为步向角的判断标志线,足跟中点与第2跖骨的连线),展示足底压力步行支撑阶段不同时相的形状特点。(1)整体形状:正常步态的COP移动轨迹成平滑的弧弓,外八步态弧弓更大,且压力轨迹不如正常步态平滑,内八步态呈直线状态,没有弧度或弧度很小。(2)后跟着地时相:正常步态COP移动轨迹呈现“勾”状弯曲,内八步态无“勾”。(3)全足支撑阶段:正常步态COP移动轨迹呈平滑弧线型从足跟向足外侧转移后,又回到足前中部,内八步态则呈直线状态过度到中足,压力中心轨迹较陡直,外八步态的弧度较大且不如正常步态平滑。(4)蹬离地面时相:正常步态COP移动轨迹平稳过渡到前足中部后转向第1趾,内八步态在第3跖骨处有一个明显的折角,之后转向第1趾,外八步态在该时相与正常步态类似。 图2 内八(左)、正常(中)、外八(左)步态COP移动轨迹 2)足底冲量特点。 行走过程中,足底各区域所受冲量是重点关注的指标。但由于体重等个体性差异较大,本研究中足前、足中、足后部的冲量用相对于全足的相对值表示。如表2所示,内八步态足前部冲量比显著低于正常步态和外八步态,但正常和外八步态之间的差异不具显著性;内八步态足中部冲量比高于另外两组,与正常步态相比差异不具显著性,与外八步态差异有显著性。足后部占比,内八步态高于另外两组,与正常步态相比有显著性差异。 内八与外八步态同属不良步态,其相同点:足底压力中心移动速率峰值均较正常步态大,出现较晚且均在支撑阶段65%处。不同之处:(1)足跟着地阶段,正常步态和外八步态较相似,其压力中心移动轨迹较长且呈曲线,移动速率较大,使得足跟部压力更为分散;内八步态压力中心移动轨迹较短,移动速率较小,其足跟部压力更为集中。(2)全支撑阶段,正常步态压力中心移动轨迹是一条平滑的弧线,分布更为均匀,以较小且稳定的速率从足跟部平滑过渡到足中及前部,而内八步态是直线过渡到足中及前部;以较大速率过渡到足前部后速度突然降低,压力中心在足前部处缓慢移动,不能充分利用足底内外侧纵弓的缓冲作用。(3)足底不同区域所受冲量有合理的比例,相比正常步态和外八步态,内八步态足跟处尤其是足跟内侧冲量及峰值压强都较大,而外八步态的足底冲量分布特点与正常步态相似。 2.3 不同步态下肢等速肌力特点 1)下肢等速肌力力矩。 如表3所示,内八步态30 (°)/s旋内峰力矩,平均力矩均小于正常步态且差异具显著性;旋外峰力矩与旋外平均力矩内八均小于正常和外八步态,且具非常显著性;内八步态120 (°)/s旋内峰力矩、平均力矩小于正常步态,且差异显著,旋外峰力矩、旋外平均力矩小于正常步态和外八步态,且平均力矩都具有显著性;外八与正常步态相比无显著性差异。 1)与正常步态比较,P 2)下肢旋内、旋外等速肌力矩比例特点。 表4数据表明,在测速速度为30(°)/s时,内八步态峰力矩比值、平均力矩比值均值在3组中最大,且和外八步态比较具有@著性差异。外八步态峰力矩旋内旋外比值和平均力矩旋内旋外比值小于正常步态,且具有非常显著性。在测试速度为120(°)/s时,峰力矩旋内旋外比值、平均力矩旋内旋外比值,内八步态大于正常和外八步态,都具有显著性;正常步态均大于外八步态,但差异没有显著性。 以性别作为控制变量,对旋内、旋外等速肌力矩比值与步向角度进行相关性分析,结果显示:在测试速度为30(°)/s时,平均力矩比值与步向角度的相关系数为-0.290(P 3)下肢旋内、旋外关节活动幅度。 如表5所示,下肢关节在旋内、旋外关节活动幅度总体中比较,正常步态最高,内八步态次之,外八步态最低,但差异均不具显著性。旋外关节活动幅度方面,内八步态低于正常步态且具非常显著性,而旋内关节活动幅度3组之间差异不具显著性。 本研究显示:相比正常步态,(1)内八步态旋内和旋外等速肌力矩,不论是在30(°)/s还是在120(°)/s测试速度时都较小,且差异具有显著性,这和本课题组的前期相关研究结果一致:内八步态下肢肌力比正常步态肌力更为孱弱[7];而外八步态30(°)/s和120(°)/s角速度的旋外、旋内力矩均与正常步态接近,但均没有显著性差异。(2)内八、外八步态旋内或旋外力矩比值均与正常步态有显著性差异。相关分析结果表明,步向角与30(°)/s和120(°)/s两种角速度旋内或旋外平均力矩比值呈弱相关(R=-0.287和R=-0.290)且存在非常显著性。(3)内八步态的下肢关节旋外关节活动幅度较正常步态小,且差异具非常显著性,外八与正常步态的差异不具显著性。建议:对内八步态的矫正,一方面,应注重旋内、旋外肌力同时加强的基础上提高下肢旋外肌力;另一方面,需要采取有效方法提高下肢各关节旋外关节活动幅度。 2.4 劝瞬教FMS评分特点 表6显示:(1)正常步态FMS总分显著大于内八和外八步态,内八和外八步态之间无显著性差异;(2)正常步态举棒深蹲、肩扛棒跨栏、弓步下蹲3个动作评分均显著高于其余两组;(3)躯干稳定性动作评分,正常步态高于内八步态且具非常显著性,但与外八步态没有显著性差异;(4)内八步态单侧直腿上抬动作评分显著高于正常和外八步态。 FMS以日常生活、休闲娱乐、体育项目等身体运动中的基本动作为主要内容,以受试者完成动作模式是否符合生物力学原理为评分标准,通过7 个基本功能动作判断人体运动链中存在的薄弱环节,发现潜在的伤病风险,为进行个性化体育锻炼和训练提供依据。本研究显示,内八、外八同属不良步态并表现出相同特点:功能性动作筛查评分分别为13.4分和14.5分,与正常步态16.9分具显著性差异。这一结果表明:一方面,内八、外八步态的形成不仅与下肢因素有关,而且与人体更多的薄弱环节相关,通过矫正动作提高FMS评分可以作为内、外八步态改善的方法之一;另一方面,如果参加同样强度的体育活动,内、外八步态者发生伤病的可能性更大。 与正常步态相比,内八步态者有5个动作的评分较低,分别是举棒深蹲、肩扛棒跨栏、直线弓步下蹲、单侧直腿上抬和躯干稳定性。其中,举棒深蹲、肩扛棒跨栏、直线弓步下蹲3个动作,包括日常生活及各种体育活动中下肢支撑完成的3种模式:双足左右站立、单足站立及双足前后站立,单侧直腿上抬反应髋屈灵活性,躯干稳定性反应核心力量的强弱。 深蹲动作以双足左右支撑站立完成,是日常生活中的基本动作元素。该动作要求下蹲过程中身体保持稳定,棒置于头上,膝关节不出现内扣现象,前移不超过足尖。内八步态的均分为1.8分,外八步态为2.0分,均显著低于正常步态的2.8分。内八低分的原因主要是下蹲过程中双膝内扣,这会导致髌骨和膝关节附属韧带负荷较重,软骨及半月板受力不均,在时间延长或外部负荷加大的情况下,急慢性运动损伤风险会增大。肩扛棒跨栏步以单足支撑站立完成,要求躯干正直、身体平衡稳定的同时,对侧下肢抬起一定的高度并能控制地还原,日常生活中的走、跑、跳等都以这个动作为基础。内八和外八步态的均分均为1.8分,显著低于正常步态的2.4分。低分的主要原因多为摆动腿膝关节内扣或外展,躯干左右摇晃或肩部左右旋转。直线弓步以双足前后分立支撑完成,要求受试者下蹲过程中身体稳定,头、躯干、骨盆保持功能解剖中立位,对核心力量和下肢关节灵活性有一定的要求。内八和外八步态分别为2.2分和2.4分,显著低于正常步态组的2.8分。内八步态者低分的主要原因是动作完成过程中躯干不能保持稳定,左右摇晃。 综合肩扛棒跨栏和直线弓步下蹲两个动作特点可以推断:相对正常步态者,内八和外八步态者完成有单足支撑动作任务的经济性和表现力可能会较差,如相同时间内跑步距离、相同距离跑步用时、相同时间和距离以及受伤几率等,均有待于进行后续研究。 躯干稳定性要求受试者做一个标准俯卧撑,即要求受试者躯干保持平板的情况下,双臂肘关节伸直撑起。内八步态均分仅为1.0分,低于正常步态2.4分,差异非常显著,说明内八步态的形成不仅是下肢因素所造成,核心力量强弱、躯干稳定性大小也是主要原因。与其他动作评分结果不同,单侧直腿上抬动作内八步态评分显著高于正常和外八步态,即相对于正常和外八步态,内八步态者的髋关节屈曲灵活性较好。由于缺乏这方面的研究资料,尚不能对这一现象做出解释,有待进一步深入探讨。 2.5 内八步态动态平衡特点 如表7所示,内八步态动态平衡能力较正常步态和外八步态差,表现在闭眼1 min原地踏步走过程中的偏移和旋转均较大。偏移距离,内八步态最大,正常步态次之,外八步态最短,但无显著性差异;旋转角度方面,内八步态也是最大的,且与正常步态具有显著性差异。 1 min闭眼原地踏步属于无干扰自动态平衡检测,在排除视力情况下对受试者动态平衡能力进行测试。影响人体平衡能力的因素很多,可分成内因和外因,重心、稳定角和支撑面等为外因,性别、体重、年龄、视觉、前庭感受器、本体感觉和骨骼肌力量等为内因。本研究中1 min闭眼原地踏步受试者均为医学上的健全人,体重、性别、年龄差异均不具显著性,戴眼罩排除了视觉因素,走路对肌肉力量要求不高。因此,本研究的动态平衡测试检测的主要是受试者的本体感觉和前庭感受能力。内八步态者动态平衡能力较正常步态者差,主要体现在偏移角度;3种步态方面,内八步态最大,与正常步态相比差异具显著性。在踏步的过程中,主观意识在保持踏步动作的完成一致性,但是本体感觉及前庭功能的薄弱,致使每一次踏步之间产生的微小差异不易被感知到,导致踏步持续偏转和偏移。 综上所述:一方面,外八与内八步态同为不良步态,有相同的特点,如足底压力中心移动速率峰值出现较晚,功能性动作筛查评分均较低等。另一方面,两者的生物力学特点不是简单的相对或相反,外八的很多特点与正常步态相似或相近,如足底冲量分布、下肢肌力、关节灵活性、动态平衡稳定性等。这也意味着影响外八的生物力学因素及形成机制与内八步态不同,需要更多的深入研究。 生物力学论文:白内障手术精细化,数据“描绘”角膜生物力学特性不可少 “身处在医改大潮中,很多y解的医学课题需要我们去攻克,除了科研问题,在当前医改工作当中,不管是公立医院或是民营医院,如何解决好看病难看病贵的问题,是当下作为一名医师和医院管理者必须要做好的一件工作。” ――天津市眼科医院院长汤欣 过去几年中,对角膜组织的生物力学特性及其对角膜疾病影响的研究越来越多,成为预防和评价相关眼科疾病关注的话题。 在精准医学・创新学术论坛暨2017济南协和眼科中心高峰论坛上,中华医学会眼科学分会常务委员、天津市眼科医院院长汤欣教授从临床思考的问题出发,深入阐述了白内障手术中角膜生物力学特性。汤欣教授从4个方面揭示了角膜生物力学性能测量在角膜疾病诊断、角膜屈光手术效果预测及眼内压测量等方面的重要意义――应用可视化角膜生物力学分析仪(Corvis ST)测量老年人角膜生物力学参数,分析了角膜生物力学特性;观察白内障超声乳化术后轴性高度近视患者角膜生物力学变化;同时分析了不同手术切口方式的生物力学改变;并比较了飞秒激光辅助的白内障手术与超声乳化手术术后角膜生物力学变化。 汤欣教授首先介绍了力学的基本概念。他指出,力的效应是指在人体内广泛存在力对介质、组织和器官的运动效应。生物体内应力应变与细胞生长的关系就是应力与生长关系的理论。应力作用于单位面积上的表面力。在力学中按受力后是否形变分为刚体和变形体,角膜属于变形体。 生物力学研究对角膜有何意义? 生物力学是指应用物理力学的方法和理论来研究生物和人体在宏观和微观水平上的力学性质和行为。它是分析发生在生命活动过程中的各种力学现象和过程,也是了解生物和人体一部分及相对于另一部分,以及整个机体在空间和时间上发生位移和运动的力学规律。 角膜与青光眼、屈光密切相关。与生物力学相关的角膜组织结构特点有:角膜从前到后分为上皮细胞层、前弹力层、基质层、后弹力层、内皮细胞层5层。角膜组织是人体典型的粘弹性组织,其5层结构有其不同的与组织结构相关的生物力学特点。白内障的摘除手术,主要经历三个阶段,首先是撕囊,在晶体前囊膜开一个圆形的口子;然后进行超声乳化,将白内障的晶体核震荡成小碎块吸出来;最后,植入人工晶体。以前眼科医师对角膜的生物力学特性了解不多,只是看看角膜是否透明,十几年前白内障手术被视为复明手术,如今白内障手术已经归结到屈光手术,需要我们更多地了解影响屈光手术疗效的因素。 角膜整体抗张强度主要来自含有胶原纤维的前弹力层和基质层。了解到这一点,对我们设计手术切口十分重要。前弹力层结构特点如下:8~12μm无细胞透明结缔组织,由直径20~20μm的胶原纤维以非束状且无规则方式排列而成,人眼角膜各层组织结构中其黏附性抗拉强度最大。基质层粘合力:角膜基质层间黏合力最强至最弱的区域依次为周边前部1/3基质、中央前部1/3基质、周边后部2/3基质、中央后部2/3基质、后弹力层。(王雁,赵堪兴,《飞秒激光屈光手术学》,人民卫生出版社,2014,北京)。 手术切口如何设计才是合理的?很多医师为节省时间,行白内障手术是一刀直接插入,但我们始终行三平面透明角膜切口,对黏合度、术后的密闭性和预后更好。阶梯状隧道切口切断板层组织相对更少,对术后角膜切口的张力强度更有益。手术切口设计优劣的衡量标准主要有两条:一是减少术后角膜源性散光,二是避免术后可能造成的切口严重感染。 弹性(Elasticity)是指材料变形后恢复原有形状的能力。弹性模量为描述角膜弹性材料特性指标之一,弹性模量=应力/应变,弹性模量值越高,代表材料越硬。人角膜应力-应变关系呈现非线性的特点。黏性(Viscosity)是指流体受到剪切力或拉伸应力时抵抗形变的能力。黏性是流体的固有属性,描述流体黏性大小的物理量为黏度,也称粘滞系数。黏弹性(Viscoelasticity):材料在变形过程中同时表现出弹性和黏性,产生蠕变,应力松弛和滞后。各向异性(Anisotiopy)是指材料特性在各方向上不具有一致性。角膜不同部位胶原纤维交联不同角膜,中央板层之间的黏合力明显小于周边部,下方层间黏合力小于上方、鼻侧及颞侧周边。 以往对角膜的注意点如下:角膜的非对称Q值:非球面IOL,手术导航系统/角膜后面表面的散光:Toric IOL。角膜切口的构型,密闭性和生物力学性能。角膜作为人体最重要的软组织之一,对其特性的完整描述除了角膜厚度、曲率等形态学指标,还应包括角膜在受力时表现出的生物力学特性。角膜生物力学特征颇为复杂,且不是固定不变的。临床眼科中角膜的微观结构发生变化,角膜生物力学属性也会随之发生变化,且随年龄增长呈现下降趋势。 角膜生物力学性能的测量主要包括离体测量和活体测量两类,前者包括角膜轴向拉伸法、角膜膨胀法、离体全眼球膨胀测量法等,不能真正反映活体角膜生物力学特性,临床医师很少使用。后者可包括激光共焦显微镜、超声弹性显微镜、眼反应分析仪(ORA)、可视化角膜生物力学分析仪等进行测量。 Corvis ST是一种新型的活体角膜生物力学性能的仪器,可以客观地显示这一过程。全球第一台可视化角膜生物力学测量仪,可快速、非接触、自动化采集。其原理是通过超高速Scheimpflug拍摄技术,以每秒4330帧,空气脉冲后在31毫秒内可捕获140幅图像,拍摄范围为水平方向8mm。初始状态(Original state)是角膜未接触气压脉冲。中央角膜厚度(CCT)即角膜顶点处角膜前后表面垂直距离。第一次压平包括时间、速度和长度。第一次压平时间(First applanation time)是指角膜由初始状态至第一次压平经过的时间;第一次压平速度(Velocity in)是指第一次压平时,角膜顶点压陷的速度,方向为正值。最大压陷是指角膜顶点处于最大变形幅度时。最大压陷时间指的是角膜由初始状态至最大压陷经过的时间。反向曲率半径是指最大压陷时,角膜前表面曲率半径。峰距是指最大压陷时,角膜非变形部分最高点之间的距离。变形幅度是指角膜由初始状态至最大压陷,角膜顶点产生的垂直距离。 第二次压平(applanation2)是指角膜中央0.5mm区域形态由凹面向凸面转变的瞬间,包括时间、速度和长度。第二次压平时间是指角膜由初始状态至第二次压平经过的时间。第二次压平速度(Velocity in)是指第二次压平时,角膜顶点反弹的速度,方向为负值。第二次压平长度是指第二次压平时,角膜前表面压平部分的长度。 眼轴长度、角膜曲率:对角膜生物力学参数有无影响? 汤欣教授介绍,我院的第一项研究是应用可视化角膜生物力学分析仪,Corvis ST测量不同眼轴长度和角膜曲率的老年人角膜生物力学参数,分析探究其生物力学特性。研究收集拟接受白内障手术术前人群,共220人(426只眼睛),平均年龄为69.97±5.81岁(60-80岁)。依据不同性别分组,眼轴长度(AL)在22~24mm,角膜k值在42~44D之间:男性44眼,女性49眼,依据不同眼轴长、不同角膜曲率分组,观察不同眼轴长组间的生物力学是否有变化,同时进行正常眼轴长的不同角膜曲率组建的生物力学对比分析。结果显示,不同性别的组间角膜生物力学没有明显改变。 我们对不同角膜轴长进行分组(角膜k值42~44D):第一组为22~24mm,平均数22.92,标准差0.53,共53例;第二组为24~26mm,平均数24.64,标准差0.52,共54例;第三组 26mm,平均数28.64,标准差1.76,共54例。同时在不同角膜曲率分组中发现,角膜曲率越大,角膜越陡峭,需要更大的力量来压平。角膜达第一次压平时,在同一气压脉冲的作用下,第一压平长度越小。第二压平状态中,此过程的作用力主要包括角膜黏弹性、眼内压和逐渐减小消失的气流。角膜曲率越大,可能会导致角膜本身的黏弹性降低,角膜在返回原始状态时所受的回弹力相对小,导致第二压平长度越小。 不同眼轴长的组间分析结果显示,随着眼轴的变长,角膜变陡峭,角膜曲率增大,角膜本身的黏弹性降低,角膜在返回原始状态时所受的回弹力相对小,导致第二压平长度越小。眼轴长度增加到一定长度时,眼球整体扩张而角膜厚度也会随之变薄。角膜的厚度增加角膜的硬度,相应的具有抗变形和快速修复的功能。眼轴越长,角膜厚度明显变薄,导致角膜在气压脉冲的作用下发生形变过程中角膜抗压强度小,相应的最大合莘度变大。用生物力学测量的眼压,是修正了角膜厚度和硬度的因素得到的,因此更为准确。随着眼轴长度的增加,眼内压有逐渐增高的趋势,且眼轴长度大于26mm,眼压增高的幅度最大,与本研究中眼压随眼轴长度的变化趋势一致。眼内外受压后的变化速度与角膜的黏弹性有关;眼轴长的角膜厚度薄,抗压能力也就变弱,在同一压强的条件下,抵抗力弱的角膜达第一压平状态所用的时间也就越长。 高度近视的白内障患者手术切口要精细 第二项研究是应用Corvis ST测量仪观察白内障超声乳化术后轴性高度近视患者角膜生物力学变化。Valbon等研究发现超声乳化术(PHACO)会引起角膜厚度增加及角膜生物力学性质减弱,从而导致角膜生物力学特性发生改变。随眼轴的过度增长及高度近视的发展,角膜的微观结构会随其发生变化,引起角膜损害,从而导致角膜生物力学特性发生改变。 轴性高度近视角膜和正常人角膜在进行Phaco手术前后,角膜生物力学参数的变化是否一致?我们设置了实验组与对照组两组。年龄54.85±4.78 vs.56.41±5.29,性别(男/女)18/16 vs.15/19,眼轴29.04±1.72mm vs.23.04±0.37mm,角膜曲率45.34±1.31 vs.44.48±1.42。晶状体核硬度Ⅱ级核16例,Ⅲ级核18例,Ⅱ级核15例,Ⅲ级核19例。研究结果显示,术后1周变化值与眼轴长度有正相关关系。 随着眼轴变长而眼球扩张胡使角膜变薄。角膜的生物力学特性大部分由基质层体现,组成基质层的胶原纤维的结构及成分决定了角膜的弹性性能,超声乳化术(PHACO)术后基质层角膜细胞密度明显增加。术后1周角膜不同程度的水肿及角膜基质层细胞的增加,使角膜抗压强度增强,在同一气压脉冲的作用下使最大压陷深度减小,由于角膜厚度增加,最大压陷深度减小从而导致峰距增大。正常眼轴组术后中央角膜厚度呈先增厚后逐渐恢复,主要是由于术后暂时性、可逆性的角膜水肿引起,角膜生物力学的相关参数也随角膜水肿的消退而恢复到术前水平。随着高度近视眼轴长度的增加,后部巩膜出现葡萄肿而变薄,通过力的传导作用,对角膜产生向周围的牵拉作用,使角膜的基质层发生细微的生物学变化,角膜的生物力学也会随之发生一定的改变。长眼轴组生物力学参数在术后一周的变化量要比正常组大,且长眼轴组术后1月与术前相比变化量要比正常眼轴大,且结合手术各个时间点的变化趋势图可以看出,长眼轴组术后角膜生物力学更易发生变化且恢复速度较正常组慢。 在相关性分析中发现高度近视组术后1周中央角膜厚度的变化量、矫正眼压的变化量、最大形变幅度的变化量与眼轴存在正相关性,而正常人组与眼轴均无相关性,从另一方面证明了角膜生物力学及眼压会受到眼轴的影响。本研究的结果提示我们,对于高度近视的白内障患者,在进行手术中,手术切口的设计和制作要更加精细,隧道的长度应适当延长,尽力避免外切口边缘的豁口。此外,由于手术后恢复的时间延长,手术后验光配镜的时间应适当延长。 飞秒激光与超声乳化术,术后角膜生物力学有何变化? 第三项研究是应用Corvis ST测量仪,比较飞秒激光辅助的白内障手术与超声乳化手术术后角膜生物力学变化。飞秒激光技术在临床上应用越来越多,但在白内障手术的辅助作用也存在争议,目前比较认可的是飞秒激光撕囊更精确。对手术技术好的眼科医师而言,飞秒激光的性价比有限,但在精准方面有一定的优势。飞秒激光对每个患者角膜切口的结构能实现一致性,撕囊口更居中,直径大小完全一致,更加精准。对于普通硬度的白内障晶状体核,飞秒激光术后预后好,但对于更硬的晶状体核,飞秒激光术后角膜水肿的情况反而会加重。白内障晶状体核硬度越大,需要采用的超声能量越大、时间越长,对角膜组织内皮细胞的影响越大,角膜水肿越明显。这也提示我们,要根据实际情况进行先进设备的临床应用。发达国家的白内障患者应用飞秒激光效果很好,因为晶体核硬度普遍不高,碎核容易;我国白内障患者晶状体核往往硬度很大,飞秒激光碎核的效果就不太理想。 传统超声乳化白内障手术的对象和方法是,应用前房穿刺刀在11点方向作一透明角膜缘隧道切口,大小约3.0mm,辅助切口位于角膜缘2点方位。飞秒激光白内障手术应用LenSx飞秒激光系统进行环形截囊、晶状体核裂解、透明角膜隧道切口的制作,在11点方向做角膜缘隧道切口,参数大小均设为3.0mm,辅助切口均位于透明角膜缘2点方位。 超声乳化术(PHACO)组术后1周第一次压平长度变大,第二次压平长度变小,术后1个月恢复至术前水平。飞秒激光超声乳化手术(FLACS)组第一次压平长度、第二次压平长度术后1周、术后1个月较术前无明显变化。术后1周PHACO组第一次压平长度比FLACS组大、第二次压平长度比FLACS组小,两组术后1个月均恢复至术前水平,无统计学差异。 PHACO组术后一周峰距、最大形幅度变大,术后1个月恢复至术前水平。FLACS组峰距、最大形变幅度术后一周、术后1个月较术前无明显变化。术后1周PHACO组峰距、最大形变幅度距比FLACS组大,两组术后1个月均恢复至术前水平,无统计学差异。 PHACO组术后1周的角膜生物力学还是有一定的变化。手术切口的构型不确定,第一次压平长度变大、第二次压平长度变小、峰距变大、最大形变幅度变大,但到术后1个月,随着术后伤口的愈合,角膜生物力学参数就恢复到术前水平。超声能量使用过大,导致角膜水肿,术后1周角膜中央厚度(CCT)变厚,眼内压(IOP)升高。术后1个月,随着术后伤口的愈合,角膜生物力学参数恢复到术前水平。 角膜是一种非常复杂的各向异性(anisotropic)组织。中央角膜的强度取决于层间蛋白多糖结合,角膜基质板层间的黏合力和胶原纤维交联作用在前部及周边的角膜基质层分布较大,可以向下方板层传递向心的作用力,从而提高角膜的抗张力与韧性。角膜生物力学描述角膜组织对施加到它们的力的反应,包括外部施加的力和角膜固有性质之间的相互作用。 角膜的基质层约占角膜总厚度的90%,包含了约200~250个胶原纤维板层,相邻的纤维板层之间有相互交联的胶原纤维束,为角膜板层间剪切阻力,以及板层间张力负荷的传递,提供了重要的结构基础。而且前部的角膜基质板层排列比后部更加致密,具有更多的倾斜分支和交联。因此前部的角膜基质层较后部基质层承担着更大的生物力学作用。此外,周边部角膜的基质也比中央区具有更强的延展性,即更强的的韧性与张力。 汤欣教授介绍,最近我们还在开展阶梯状隧道切口(微切口)和普通切口的临床分析研究。初步发现1.8mm的微切口组和2.8mm的普通切口组两组间无明显差异。提示我们,在手术中一味追求微切口,以至于对不同硬度的晶状体核都采用微切口是不可取的。用微小的切口去处理更硬的晶状体核,使用的超声能量会越大,时间会越长,因此在临床中应根据具体情况应用不同的切口方法。比如,对于Ⅴ级(极硬核),传统的小切口白内障囊外摘除术(ECCE)能给予非常好的处理,术后第一天角膜非常透亮,而用超声乳化或飞秒激光可能角膜水肿严重。在手术切口制作方面的临床研究结果显示,阶梯状隧道切口好于单面隧道切口,隧道切口不能过短,切口两侧不能有豁口,隧道上层不能过薄,外切口位置不要位于角巩膜处,避免球结膜水肿,影响手术操作。 他最后强调,随着医疗检查诊断技术的发展,眼生物力学性能的重要性被逐渐认识,角膜生物力学性能测量,在角膜疾病诊断、角膜屈光手术效果预测及眼内压测量等方面都具有非常重要的意义,需要引起临床研究者更多的关注。 生物力学论文:竞技武术散打踹腿技术的运动生物力学分析 摘 要 众所周知在武术散打运动项目中,腿法技术训练质量越高,运动员成绩越好,在瞬息万变的激烈比赛中腿法技术运用的实效性越好,运动成绩越好。在散打技术中,蹬腿和侧踹腿是遏止国外运动员擅长的重拳及近身搂摔打法的实效技术。在训练中要针对性的提高其动作速度和攻击威力,对于运动员反守反击意义重大。我们通过生物力学软件对前腿侧踹这个具有代表性的动作进行客观而系统的分析,从而归纳其内在的运动生物力学特点和规律,对今后的教学与训练提供科学的理论依据,对提高散打运动员的成绩有十分重要的意义。 关键词 竞技武术 散打踹腿技术 运动生物力学 分析 1绪论 根据散打的动作特征和技术要求,每一个踹腿动作过程中都要经历提膝、翻小腿和踹击三个阶段,而踹腿动作中的翻小腿和踹击往往是同时进行的,所以我们将其分为提膝和翻踹两个阶段。同时为了叙述方便,我们将为完成技术动作支撑人体重心的腿称为支撑腿,而进攻击打目标的腿称为攻击腿。运动技术水平的表现跟腿法技术密切相关,自古就有谚语“手是两扇门,全凭腿打人”,这充分说明了腿法技术在散打运动中的重要作用。根据马学智对1999年全国武术散打锦标赛的研究表明:在进攻技术中,腿法比拳法的运用次数多。而在众多的腿法中踹腿是直线性腿法的典型代表,又有“先锋腿”之称。因它在技、战术上具有能攻善守之优点,且在打击力量、打击速度等方面明显优于其它腿法动作故被运动员视为进攻得分的主要动作之一,是散打中运用率较高的腿法。马莉芳、韦海峰对武术散打王争霸赛腿法技术的运用进行分析得知,侧踹腿共运用544次,占整个腿法使用总数的24.8%,仅次于横踢腿,是有效的得分手段之一。从现场观察统计来看,侧踹腿攻击部位多在胸腹部,缺乏高、中、低位的变化,攻击距离也有一定的局限性。梁亚东、肖红征对“第5届世界武术锦标赛”散打决赛腿法技术运用进行分析,结果表明:运动员掌握腿法技术的好坏直接影响其比赛成绩。腿法技术训练质量越高,在瞬息万变的激烈比赛中运用的实效性越好。蹬腿和侧踹腿是遏止国外运动员擅长的重拳及近身搂摔打法的实效技术。在训练中要针对性的提高其动作速度和攻击威力。对前腿侧踹这个具有代表性的动作进行客观而系统的分析,从而归纳其内在的运动生物力学特点和规律,对今后的教学与训练提供科学的理论依据将有十分重要的意义。 2研究现状 查阅《体育与科学》、《中国体育科技》、《体育文史》及北京体育大学、上海体育学院等12所体育院校的学报,《浙江体育科技》、《辽宁体育科技》等14家体育科技期刊近十年来有关散打运动方面的研究文献以及武术领域专著和论文后得知,国内学者对散打运动训练方法、战术应用、营养卫生及赛制改革等方面的研究取得了一定的成绩,但真正对散打运动技术动作进行深入研究还显得不够,运用运动生物力学的研究方法进行探讨散打动作技术的成果还非常有限,其文献报道寥寥无几,更谈不上综合分析和量化指标。关于竞技武术散打踹腿术的生物力学分析这一课题目前尚属缺乏。武术对抗性项目的开展,从武术套路的攻防含义中彻底地分离出来,形成了具有实用性技击对抗的体育项目――竞技武术散打。它是两人按照一定的规则,运用武术中的踢、打、摔和相应的防守等技法进行徒手格斗对抗的现代竞技体育项目。是中国武术的重要组成部分。武术是中华民族文化的瑰宝,在几千年的发展过程中,由于科学技术不发达,没有先进的实验仪器和科学的理论支持,没有条件对拳理、拳法做科学的分析研究。因此,前辈武术家在练拳习武的过程中,只能由感而发,将拳理、拳法中的一些原理及规律以感性认识的方式记录下来,以指导后人习练武术,少走弯路。理论源于实践,理论反过来又能指导实践,促进实践更好地发展。竞技武术散打作为一项体育运动,已经推向世界,如果没有坚实的理论为基础,它的发展就不容乐观。所以,竞技武术散打的发展需要有一系列的科学理论为其奠定基础,对散打基础理论的科学化、系统化研究已经成为摆在我们面前亟待解决的问题。运动生物力学作为体育运动的基础理论,也是散打技术改M和提高的重要依据之一,故用运动生物力学原理对散打技术动作进行分析具有重要意义。人体任何合理的动作都要遵循运动生物力学原理,竞技武术散打运动也不例外。任何合理的散打技术动作都必须符合人体解剖学、运动生物力学原理、运动学规律和武术技击原理。运动生物力学是散打运动存在和发展的最重要的理论依据之一,散打任何技术动作都是在人体自身的内力与外力整体作用下完成的,运动生物力学原理贯穿在散打每个技术动作中。竞技武术散打与运动生物力学原理交融渗透、密不可分。竞技武术散打作为一项体育项目,其动作技术有着自身内在的规律性,如果不对这些规律进行科学把握,没有一个标准化的通用技术,竞技武术散打就不可能更好地发展下去,甚至难以让世人接受。竞技武术散打要想走向世界,和西方体育运动相互融合,共享一个“蛋糕”,就必须与现代科学知识相结合,走科学化的发展道路。本人在查阅了大量的文献资料发现在散打中有关技法的论述较多,但大多是基于经验介绍,缺乏应有的理论依据。运用生物力学手段对技术动作进行诊断和评价的报道极为鲜见,即使有也是零星的缺乏理论深度的或者研究方法和测试仪器已经不能适应现代体育运动发展要求的。从目前运动生物力学动作技术研究的方法和范畴分析,已经深入到通过三维测试分析系(下转第146页)(上接第144页)统等来评价和诊断动作技术,但在竞技武术散打运动中还很少见到。 3研究方法 本人采用QUALISYS-MCU500红外远射测试系统与三维测力平台测试系统对散打腿法中较为常用的前腿踹腿技术进行研究,对不同水平运动员(优秀组与非优秀组)每组10人,共20人的踹腿技术进行髋、膝、踝关节角度测试、速度测试,并分析,力求找出前踹腿技术的运动生物力学特点及内在的规律,为进一步丰富、完善散打技术理论、优化动作技术、规范技术规格、预防损伤和科学选材作前瞻性探索。 5结论 建议散打运动应该更加科学化地发展,对动作技术的研究应该多借助一些运动生物力学、解剖学、生理学的研究方法和手段,并采用当今先进的实验仪器进行测试与分析,使散打理论得到科学的验证与补充,不断丰富散打理论,以推动其更好的发展。 生物力学论文:攀岩中“侧拉”动作的生物力学分析 摘 要 采用文献计量方法对中国知网上发表的关于攀岩训练中动作分析的论文进行了研究重点的分析。研究主题包括肘关节屈伸肌的力学特征、肘关节等速肌力评定和“侧拉”生物力学分析。侧拉技术的生物力学合理性表现为侧对岩壁时人体重心更靠近岩壁,重力产生的倾倒力矩小;膝关节的屈伸不会把人体顶离岩壁;人体重心在形成侧拉两关节点的连线附近,几乎不产生使人体翻转的力矩,可以使另一手臂和腿做较大幅度的自由运动,分析得出最合理最省力的侧拉动作。 关键词 攀岩 生物力学 侧拉动作 技术分析 本文运用文献资料法对动作技术的分析加以概括,特别是关于运动生物力学的研究分析。很多研究中都运用到了运动生理学的相关指标,如肌电测量分析法,当然生物力学的实验研究少不了,如平面定点摄影测量法。这些方法均是为了找出优秀动作的运动学参数指标,寻求该动作过程的运动学特点,揭示运动员完成合理动作的规律和技术动作要领,并制定针对性的科学训练方法,促进运动员快速掌握动作技术,进而提高攀岩运动的竞技水平。 1侧拉的分类 侧拉动作 1:开始动作时运动员身体正对岩壁身体重心离岩壁远而不利于完成动作。 侧拉动作 2:开始动作时运动员身体侧对岩壁,但支撑腿(左)和岩壁之间的角度太大。 侧拉动作 3:开始时运动员身体侧对岩壁,支撑腿的外测尽量贴近岩壁。 2平面定点测量的结果分析 2.1攀岩时人体重心的特点 人体重心是人体各环节所受重力合力的作用点,攀岩时只有手和足附着在岩壁上人体其它部分均在岩壁之外,由岩壁与人体的位置关系可知,攀岩时人体重心在岩壁之外,重力不仅对人体产生向下的作用力,同时还产生使人体向外倾倒的力矩,因此重力是破坏人体平衡的主要作用力,人体重心的位置对攀岩时人体的平衡非常重要。 2.2保持平衡所需力量 人体重心的位置对攀岩时人体的平衡非常重要。动作1和动作2在做起始动作时重心在两支点连线的左方但中间动作时在两支点连线的右方,在这个过程中为了保持身体的平衡手臂做了很多的功也就是手的拉力用了很大的劲,而动作 3 的起始动作时重心在两支点连线的右方,所以在完成动作时很省力,动作是科学的。 3三种侧拉动作的力学分析 侧拉动作1和侧拉动作2在起始动作时重心在两支点连线的右侧,但中间动作时在两支点连线的左侧,在这个过程中为了保持身体的平衡,克服重力给人体带来的转动效果,手臂的拉力起了主要的作用,用了很大的力量。而动作3的起始动作时重心在两支点连线的右方,人体重心主要是垂直方向的运动,所以在完成动作时比较省力。同时侧拉3的动作特点是身体侧对岩壁,身体对侧手脚接触岩壁,另一只腿伸直用来调节身体平衡。人体重心更靠近岩壁,倾倒力矩小。另外支撑腿在由屈到伸的过程中人体重心只是向上移动,不会被顶离岩壁,倾倒力矩不会增加,随人体重心提高侧对岩壁可以使右臂仍然可以向下拉,抵抗倾倒的力矩不会减小,平衡维持比较容易,同时可以利用全身的高度去抓握上方支点。 4采用侧拉技术动作合理性(侧拉动作3)的力学分析 侧拉动作3的特点是身体侧对岩壁,身体对侧手脚接触岩壁,另一只腿伸直用来调节身体平衡。力学合理性表现为两个方面,一是由于侧对岩壁,人体重心更靠近岩壁,倾倒力矩小。另外支撑腿在由屈到伸的过程中人体重心只是向上移动,不会被顶离岩壁,倾倒力矩不会增加,随人体重心提高侧对岩壁可以使右臂仍然可以向下拉,抵抗倾倒的力矩不会减小,平衡维持比较容易,同时可以利用全身的高度去抓握上方支点。 另外,侧拉时人体重心点一直在左手和右足攀登附着点的连线附近,由于力臂很小,这样在人体上升用右手触摸下一点时人体重力几乎不产生绕纵轴的使人体翻转的转动力矩,这样右手就可以比较自如的去触摸和把握下一点,左腿也可以进行较大幅度的活动。 5不同类型侧拉技术肌电测试结果的分析 在三种侧拉动作的对比中侧拉动作3的膝关节角度开始变化时肱二头肌还没开始发力,股外侧肌是促使身体向上移动的主要发力肌肉。 另外,在三种侧拉动作的对比中侧拉动作3的发力顺序间隔明显股外侧肌――腓肠肌――背阔肌――肱二头肌,说明在侧拉动作3的过程中股外侧肌是最先参与发力的而且发力而且持续时间长,贡献的力量最大,是主要用力肌肉,相反肱二头肌的参与时间晚,持续时间短,贡献的力量最小。不同侧拉动作各肌肉发力大小比较可以看出侧拉动作3的肱二头肌积分肌电值最小,股外侧肌积分肌电值最大。 在难度攀岩中如何合理的应用技术动作调整身体平衡,节约上肢力量直接决定运动员的比赛成绩,从以上对比看出侧拉动作3是这三种动作中最合理的动作,同时也提醒我们在日常训练中不要单单注重上肢力量的训练,下肢力量的训练也是很有必要的。 生物力学论文:不同专项特征动作中足部运动的生物力学研究 摘要:本文采用文献资料法,结合前人研究结果和方法,对网球、足球两个专项的特征动作的足部运动进行了生物力学分析,研究结果表明:1. 足部承担离地蹬伸任务时前足承担主要载荷,中后足受力不显著,足部承担落地缓冲任务时,后足和中足受力增大,前、中、后足共同承担身体载荷。2.足球项目前足内侧压强峰值最大,网球相对较小。3.网球运动中,趾区的压强峰值超过第一跖趾关节区;足球运动中,第一跖趾关节区和趾区压强峰值大。 关键词:足底压力分布、踝关节、专项运动 生物力学的研究范围包括整个人体,足部生物力学的研究是其中重要的一部分。由于体育运动中,运动损伤的多发性使其成为众多科研项目的焦点内容。其中,踝关节损伤是所有运动损伤中最常见的运动损伤之一。这类损伤经常发生在篮球、排球和足球等通常需要迅速敏捷地跑动、急停和跳起的项目中。因此,不同专项足踝部的伤病发生机制与防治已成为学术界研究的热点。此外,随着专项运动员和教练员对专项运动鞋的防伤能力和功能表现力的要求越来越高,对不同专项动作中足踝部的生物力学特征研究就显得尤为紧迫和重要。本文在阅读大量相关文献的基础上,应用目前最先进的足底压力分布测试系统,对网球、足球2个专项的6名男子大学生运动员进行了2个特征动作的足部的生物力学分析。试图通过不同项目指标的对比分析得出不同专项的足底压力和运动学特征,从而为足踝部损伤研究和运动鞋专项化的相关领域提供实验依据和理论基础。 1.研究方法: 1.1文献资料法 1.2实验法 1.3对比分析法 2.研究对象:本研究选取湖北大学体育学院6名本科生为研究对象,其中三名为足球专项,3名为网球专项。6名受试者均无下肢足底足踝病痛史。 3.实验器材:1.Novel Pedar system (鞋垫式足底压力测量系统)――垂直压力测量/静止状态和运动状态. 2.身高、体重测量器 4.实验步骤: 4.1.进行Novel Pedar system 足底压力分布测试系统的连接和调试。 4.2要求受试者均穿着运动服装、体操鞋,测量受试者身高、体重后登记受试者情况。 4.3选择符合各受试者鞋内底尺码的测试鞋垫,确保测试鞋垫边缘无折痕,鞋垫大小与鞋内底边缘吻合,配戴测试设备后,受试者进行3-5分钟适应性动作练习。 4.4采集网球、足球2个项目运动员各自专项特征动作的足底压力分布数据,共2个特征动作分别是网球项目中网前急停反手截击球(右手执拍), 足球项目中的急停转身跑左转90度,每人每个动作测试三次,2次动作间隔2分钟。 5.测试指标: 压力峰值:分区内所有传感器在测试阶段内受到的最大合力。 压强峰值:分区内每个传感器在测试阶段内所受压强的最大值。 压力峰值百分比:某分区压力峰值占前中后足的压力峰值总和的百分比。 6.实验数据处理: 6.1采用Excel进行数据分析。 6.2选取网球和足球受试者三次动作取平均值进行分析。 6.3将每只鞋垫分为前足区、中足区、后足区三个分区,这三个分区覆盖了整个足底,此外在定前足区内义了三个特定区域,第一跖趾关节区、趾区、除趾外其他四趾^。 7.实验结果与分析: 7.1网球(网前急停反手截击球) 在网球急停反手截击动作中从跑动、急停到最后的截击步仍然以前足的承载为主趾区的压力峰值尤其显著、后足尤其是支撑脚后足的受力从跑动截击过程有不断增大的趋势,中足几乎不受力,支撑脚的足底压力峰值普遍大于发力脚,急停和截击步足底受力大于跑动步。 7.2足球(急停左转向跑) 由跑动到急停,足球运动员的前足受力面积变小,前足受力集中到前足的局部。 在跑动步离地蹬伸阶段,趾对身体向前移动起着举足轻重的作用,但在急停步的落地缓冲阶段,趾的作用减弱,其他四趾对地的制动作用增大。我们从左脚和右脚的跑动步和急停步对足球急停左转向跑动作的足底压力进行分析可以看出从跑动步到急停步,前足压力峰值明显降低后足的压力峰值明显增大,但前足内侧的压强峰值始终维持较高的水平。 两个项目足底压力分布的对比: 1.第一跖趾关节和趾的足底受力模式。第一跖趾关节区和趾区是前足受力明显的两个特殊区域,这两个位于前足内侧的区域通常是各个动作中前足压力峰值和压强峰值发生的区域。此外,比起缓冲阶段它们在足部主动发力的离地蹬伸阶段起着更重要的推动人体向前的作用。 2.网球运动中,趾区的足底压力峰值表现显著,显示了网球运动中趾作为推动人体重心移动的最后一个小关节,其支撑稳定性和关节力量比起第一跖趾关节更为重要,足球运动中不论是第一跖趾关节区还是趾区都表现出2个项目动作中最大的压强峰值。比较2个项目前足内侧压强峰值情况,可以得到足球项目动作前足内侧压强峰值较大,网球项目动作较小。 3.对比网球急停反手截击球和足球急停转向跑动作,从跑动到急停时后足均有受力增大的变化趋势,因此急停阶段后足明显的受力增大趋势是由于急停阶段为了增大身体重心向后的加速度,运动员必须增大对地受力面积以增大对地反作用力从而达到急停的目的,尽管后足受力增幅较大并且分担了前足载荷的很大部分但是从压力峰值百分比上仍然可以看出,前足依然是急停阶段最主要的承载区域。 8.结论: 8.1足部承担离地蹬伸任务时前足承担主要载荷,中后足受力不显著,足部承担落地缓冲任务时后足和中足受力增大,前、中、后足共同承担身体载荷。 8.2足球项目前足内侧压强峰值最大,网球相对较小。 8.3网球运动中,趾区的压强峰值超过第一跖趾关节区,足球运动中,第一跖趾关节区和趾区压强峰值大。 9.建议: 综上所述我们从运动生物力学的角度出发,对2个专项的运动鞋设计提出以下建议: 9.1网球运动网前截击等动作需要其专项鞋考虑到指在网球特征动作中的重要作用和影响应当增大鞋底跖趾关节部位的灵活性以及趾区域足底支撑的稳定性,以利于趾部位在网球动作中更好的充当最后关节支撑面的作用。 9.2足球运动专项鞋应当具备良好的前足减震缓冲能力并提供稳定性来抵抗踝关节在跖屈位置时的内翻力,通过对鞋面材料进行加厚和加固以增加运动员踢球的舒适度同时提供正常的距下关节灵活性。 生物力学论文:运动生物力学在高尔夫球运动中的运用 摘 要:本文基于运动生物力学的应用性特点,结合高尔夫球这项高雅运动的性质,联系高尔夫球运动的发展趋势,以及目前高尔夫球专项运动的发展需求,使运动生物力学的应用性与高尔夫球的技术需要相结合,为高尔夫球运动的发展核技术提高提供借鉴。 关键词:运动生物力学 高尔夫球 "高尔夫"是荷兰文kolf的音译,代表的是"有绿地和新鲜氧气中的美好生活"。所以说高尔夫球是在优美环境中,一项高尚娱乐性运动。一些国家叫"贵族球",主要是因为此项目所要求的设备相对贵。以前高尔夫球运动,被称为贵族运动的代名词,甚至是身份阶层的代表,但相传,当时在苏格兰,牧羊人无事时候经常用驱羊棍击石子玩,比谁击的远准的娱乐活动。从高尔夫球的英文单词GOLF可以看出来:G-绿色(green);O-氧气(oxygen);L-阳光(light);F-友谊(friendship)。可以说是一种把享受大自然乐趣、体育锻炼和游戏集于一身的运动。 1860年,最早的高尔夫球比赛也是出现在英格兰。19世纪,此运动传入美国。1922年,第一次国际性比赛是"沃克杯",英国对美国的对抗赛。在20世纪初这项高雅的运动才开始进入我国。 随着我国社会经济的发展,高尔夫球这项高雅的运动,不仅仅是中上流社会的运动项目,特别是近几年这项运动在我国发展相当快,在未来的发展过程中,高尔夫球也必将成为一项重要的健身娱乐性项目,随着科学技术的发展,新型材料的应用,这些对高尔夫球技术的发展或多或少起着不可忽视的作用,这些我们可以间接的从高尔夫球的远度以及杆种的变化看出。 时间摧移社会发展,运动生物力学相关知识的不断丰富和完善,其研究手段和方法也在不断的更新,在内容和层次上也不断加深且更加系统化。[1]其在认识运动项目的规律性和提高运动技术的水平上,都起到了显著的作用,而其在高尔夫球运动中的研究还不够系统,不够深入。 1.运动生物力学在高尔夫球运动中的 高尔夫球运动是一项非常特殊的运动,球员利用手中的杆和肢体的动作进行配合,利用身体的扭转,带动球杆以一定的速度、弧度、动量、动量距击打静止的固定球,球获得动能后,以一定的速度、弧度飞向目标洞。飞出球与目标洞的偏离角直接影响其运动成绩好坏,我们利用现在生物力学的三维摄像技术,对高尔夫球运动技术进行诊断,从中找到球员转体的最佳角速度、最佳关节角度、最佳身体转动角度以及球杆运动过程中的最佳轨迹,以及在接触球瞬间的最佳触球面。还可以结合三维测力台,对运动员击球动作过程中脚下的力量大小、方向进行分析,与三维摄像技术进行结合分析,找到最佳的技术动作。利用体表肌电测量技术,对运动员的肌肉启动顺序先后、肌肉的用力大小进行研究,为运动员运动技术和预防运动损伤进行指导借鉴。 2.力学理论研究方法在高尔夫球运动中的应用 运动生物力学是以力学理论为基础研究人体机械运动的规律。[2]人体运动是在神经控制下的非常复杂的运动,各个环节的运动都在神经系统的控制下协调、有序的进行。主要的对人体运动仿真性的简化、抽象的模拟。一般包括的步骤;首先根据动作的特征建立相应的目标函数;然后根据模型选择确定相应的刚体自由度;随后建立相应的运动动力学模型;再根据实测的已知道的数据求解;最后根据求解的数据结果对运动规律作出解释,也就是将所得到的数学规律化成体育的专业语言,从而进行合理的指导[4]。为找到更好的击球技术动作或者对相应的辅助联系器械进行改进,可以利用力学的研究方法对相应运动的关节力和关节力矩进行摧算得到。从而丰富、优化高尔夫球动作的技术的相关数据,为练习者教练员提供参考指导。 2.3运动生物力学实验仪器在高尔夫球的应用发展分析 2.31运动生物力学在高尔夫球项目中的应用 随着信息时代的不断发展,不同学科不同专业之间的信息知识的共享和借鉴成为主流,交叉学科,综合学科已经成为现代社会科学技术发展的主力军。高尔夫球同样可以借鉴其他运动项目中的运动生物力学仪器进行相关性的研究。利用三维测力台,我们可以直接测的球员在击球过程中,球员与地面的作用力大小和方向。利用脚底压力鞋垫,我们可以在运动员打球过程中,测的脚底的压力分布,利用得到的数据,对用动员的鞋子设计或者改进提供参考,间接性质的为球员技术提供服务。高尔夫球是近似于围绕身体垂直轴的运动,在扭转过程中我们利用肌电仪器,进行肌肉活动顺序和肌肉强度测量,利用此我们可以详细的知道参与活动的主要肌群和辅助肌群,从而为专项力量训练天提供参考。 2.32同步测试 随着运动生物力学的不断完善和发展,多机同步测试是现在研究的主要手段,随着高尔夫球的不断发展,科学技术的不断进步,运动学、动力学、肌电测量、人体生物力学测量必将趋向多维度的视角同步测试。这将会对高尔夫球运动有更实效、更准确、更全面的指导性作用。 2.3.3运动技术测试仪器反馈的专项化、快速化 运动生物力学的仪器的发展的完善,技术测试仪器的专项化、反馈快速化,将在运动技术中得到体现,高尔夫球也不例外。近年来运动运动学、动力学、生物力学,测试仪器的质量、功能、效率都在其他专项运动中不断出现。这也将为高尔夫球运动技术的诊断提供参考,可以将速度加速度传感仪器做到很小的情况下,安装在高尔夫球和高尔夫球球杆上,可以对球飞行及球员挥杆击球过程中受力进行监测,得到瞬间的运动学和动力学参数,这些专项化、快速化的技术仪器的运用,也将为高尔夫球运动的理论和实践,带来更快捷和真实的帮助。 2.4运动生物力学的理论研究和时间研究也得紧密结合 首现理论研究是实验研究的前提和基础,没有科学的、扎实的理论研究,实验研究就缺乏科学的理论依据,实验研究就可能误入歧途;理论来自于实践,特别是科学实验。实验研究为理论研究提供可靠的论据,使理论更站得住脚,因此在高尔夫球运动中运动生物力学的理论研究与实验研究应相结合。理论为高尔夫球提供了运动的普遍规律,对分析有理论指导意义。实验为理论研究和时间应用架起桥梁,能是理论更好的结合实际,为实际服务。 3总结 随着科学技术的不断进步,运动技术得更加规范规律化,在运动技术诊断、提高方面,借助于科学的仪器和专业性的设备尤为重要。在高尔夫球这项优雅的运动中,利用和开发研制先进的科学仪器,对运动技术进行分析、进行有效的训练、损伤机理的预防和研究领域有为重要。而运动生物力学或与相关技术的结合恰恰能为此做出服务,为高尔夫球的运动技术提供技术服务。 生物力学论文:桡骨头三维有限元模型建立及生物力学分析 【摘要】 目的:构建起肘关节三维有限元模型,借助三维有限元法对桡骨头在各种损伤程度下、各种位置上及肘关节各种屈曲程度下生物力学改变的情况进行分析,为研究桡骨头病理形态及生理功能变化提供实验依据。方法:将1名身体健康的成人志愿者作为研究对象,不考虑肘部的所患有的疾病,前薄层扫描CT图像扫描右肘及前臂,在软件中导入Mimics、ANASY、LS.DYNA97数据以构建起肘关节三维模型,开展装配、分配网格、将属性赋予材料以及有限元计算等工作。结果:所构建起来的肘关节三维有限元无限接近实体解剖标本,对桡骨头实际解剖状态与生物力学行为进行了全面真实的体现,同时与CT切片图相对比以验证了其精确性。结论:借助三维有限元模型将生物力学模型可以为桡骨头正常力学行为以其病变、损伤的临床诊疗提供病理形态及生理功能变化基础,为临床诊疗奠定更坚实基础。 【关键词】 桡骨头; 肘关节; 三维模型; 有限元分析 锕峭返纳理功能具体指的是传递应力以及保持肘关节外侧处于稳定状态,在维持肘关节稳定与功能方面发挥着举足轻重的作用[1]。桡骨头骨折属于一种关节内部发生骨折,相当于肘部骨折的30%左右,其骨折过程实际上是肘关节所在的部位稍微弯曲、前臂旋转到前位过程中手掌以较大力度与地面贴合在一起,引发肱骨小头与桡骨头受到猛烈碰撞而导致骨折[2]。对于桡骨头的治疗手段,从刚开始的非手术治疗逐步演变到在内部固定、切除桡骨头、以人工假体进行代替等,但治疗方案的选择大多以临床实践为基础,治疗后常遗留较为严重的后遗症[3]。近年来,有限元法在骨科领域的研究越来越多,国内外学者也提出了不少腕关节的数字模型[4-7],其基本原理是根据几何外形、材料性质以及受力条件等因素将弹性物体划分成有限数量且互相连续的单元,在不伤害身体组织的前提下重新创建复杂构建的构造、外形、所能承受的重量以及材料力学性能,使传统实验生物力学能够重复与不具有可比性、对身体组织造成伤害的缺点得到较大弥补。所以,本实验在建立肘关节三维有限元模型的基础上,立足于各个层面对桡骨的生物力学做了全面深入的研究与分析,而且通过多个侧面给出了治疗桡骨骨折的手段,同时为更加深入地探究做好铺垫,现报道如下。 1 材料与方法 1.1 研究对象 将1名身体健康的成人志愿者作为研究对象,男,31岁,身高:175 cm,体重:74 kg,不考虑肘关节与前臂受到的损伤及其他疾患。该研究已经伦理学委员会批准,患者知情同意。 1.2 设备与软件 Philips 64排螺旋CT扫描机。软件为Mimics 16.0(比利时Materialise公司)、Hypermeshl 0.0(美国Altair 司)和LS.DYNA971(美国LSTC公司)。 1.3 数据获得 志愿者身穿防护铅衣,应当借助64排双螺旋CT分别实施0°、30°、60°、90°以及120°弯曲度的薄层扫描,并以DICOM格式保存,并将数据导入Mimics 16.0。 1.4 建立肘关节的三维模型 在三维软件Mimics中导入CT数据,对图像进行仔细筛选,将四周组织图像完全剔除,同时设定目标图像的阈值,重新构建肘关节、肱骨下部、桡骨、尺骨上部以及环形韧带的三维图像,而且将边界坐标完全对外输出。借助普遍使用的Auto CAD造型软件Unigraphics NX当做实体搭建模型的平台。导入由Mimics产生的轮廓数据,进而形成三维实体模型,提高模型的光滑度,将它承受重力的一面与接触面都成为平面。此外借助Hypermesh软件把相对的肘关节轮廓线I GES线条全部连接以后成为平面,再将几何模型的表面以单元大小1 mm为单位进行面网格划分,最后采用四面体实体网格划分技术生成四面体,也就是在对模型的线条、平面以及体进行有关操作的基础上得到肘关节三维有限元模型,同时划分有限元网格,构建起有限元网格模型。 1.5 将材料属性赋予有限元模型 开展有限元分析与计算,将密度、弹性模量、泊松比等各种材料属性都赋予有限元模型中的所有单元,进而成功搭建起材料性质非均匀特点的有限元模型。本实验把模型所包含的组织材料都精简成具有相同属性的均匀弹性材料。按照相关文献资料开展材料属性赋值,从而构建起肘关节三维有限元模型,见表1。 1.6 负荷加载实验 为了对模型的有效程度进行检验,针对模型实施负载实验,把获得的结果和过去得到的实验数据相互比较对模型的有效性进行验证。固定好模型肱骨一端,通过腕关节对尺骨施加100 N垂直负载,将有限元计算软件LSDYNA971导入以后对前臂旋前位肘关节进行0°、30°、60°、90°以及120°弯曲角度下肘关节桡骨与尺骨关节面承受力与力量分布进行分析,见表2。 2 结果 利用计算机辅助技术手段与软件Mimics、Hypermesh,完成了肘关节与桡骨三维有限元模型构建,也就是获得在各种肘关节弯曲程度下,肘关节的五大有限元模型。成功建立模型以后通过肘关节各种程度旋转的纵向负载实验获得有关数据,与实际解剖的结果比较接近,从而对模型的有效性进行了科学检验。本研究借助即时扫描与保存的方式,有效地防范了收集数据过程中核心信息的流失,而且保证了以全数字化方式构建模型,使模型的建立更加精准。 3 讨论 3.1 构建桡骨三维模型的意义 桡骨远端骨折在临床常见,约占所有骨折10%,且随着老龄化加剧,骨质疏松患者增加,更加剧了桡骨远端骨折的趋势,故对这方面的研究也显得更加必要[9-13]。尤其对于不稳定类型的桡骨远端骨折,手术行复位治疗是最佳选择,但是各种并发症也屡见不鲜[14-18]。过去人们对骨骼骨折与固定的相关情况实施有限元分析过程中,由于形态不规整大部分只做简单处理,把骨的形状看作圆柱体,同时将其等同于一个刚体来分析它的应力,导致骨骼腔的存在被忽视,分析得到的结果将不可避免地存在偏差,并且与其相关的骨折或内部固定的探究与分析都需要重新审视[19]。为了保证计算模型体现现实状况,本论文将桡骨的物理外形作为分析目标,以构建起肘关节三维有限元模型,而且通过实验获得的桡骨负载的重力,按照桡骨的真实部位在桡骨模型上进行添加,进行有限元分析,具有精度高、成本低、可重复等优点,为桡骨头的生物力学分析及疾病治疗等奠定基础。 3.2 桡骨受力的分析 通过本实验分析研究可得到以下结论:肘关节在0°、30°、60°、90°以及120°弯曲角度下,桡骨头的负荷分别是57.8 N、59.8 N、55.1 N、47.3 N、49.5 N。桡骨头传递应力的大小由于肘关节位置不同而有所差别,如果位于前臂旋转伸轴时,桡骨头将发挥杠杆功能,对肘关节负载的重力进行传递,同时对肘关节加以固定,在肘关节传递应力与保持肘关节外侧稳定性方面,桡骨头有着非常关键的作用。桡骨头在很大程度上决定了肱尺迟关节外侧应力的传递,而且肱尺关节外侧面深受桡骨头的作用,二者相辅相成、紧密联系。肱尺关节内侧面与尺骨鹰嘴中间嵴应力传递的变化并不明显,发挥分散和平衡肘部应力的功能,其他国家的研究人员在对负荷容器传导器与肱桡关节之间的应力传导情况进行分析研究的基础上,获得的结论是:肘关节在0°~30°前臂向前旋转时通过桡骨头传导的应力最大,当前臂向后旋转与肘关节弯曲角度提高时通过桡骨头传导的应力逐步削弱,如果肘关节完全处于水平状态时,肘关节接触面积超过弯曲时的接触的面积,经桡骨头传导的应力亦较大[20]。说到稳定性,如果内侧副韧带抗外翻稳定性是最重要的结构,那么重要性紧随其后的就是桡骨头,其在维护肘关节后外侧旋转稳定性方面同样发挥着重要作用[21]。另外,桡骨头的尺寸也关系到前臂轴向稳定性,在置换人造关节时,假体尺寸必须与桡骨头完全吻合[22]。Takatori等[23]为代表的研究人员利用触感传感装置、压力敏感膜、三维有限元分析法对肱桡关节之间应力的分布情况进行分析,得到的结论是当桡骨头前臂向后旋转时应力大部分分布在桡骨头外侧,当前臂向前旋转与保持在中间位置时应力大部分分布于桡骨头内侧。同时我国学者对肘关节处于水平位置r桡骨头应力传导的情况作了研究与剖析[24],切除桡骨小头以后,肘关节负载的应力全部加载到肱尺关节上,肱尺关节外侧将发生较为突出的应力集中的现象,继而使其退变更加严重。这有力验证了在肘关节传导应力过程中,桡骨头发挥着重要作用,其对保持肘关节稳定性的关键作用。 3.3 本研究的意x 对于发生桡骨头骨折以后是否需要切除,人们并未形成一致认识,站在解剖学与生理学的立场进行分析,功能完善的肘关节可以更顺利地发挥它的功能和作用。本论文以三维重新构建与有限元分析作为切入点,有力地证明了在维持肘关节的功能方面,桡骨头发挥着举足轻重的作用。 总之,本论文构架起的肘关节三维有限元模型接近于人体解剖的现实情况,肘关节有限元接触模型能够对各关节之间接触范围与应力的调整进行更科学地分析与计算。对肘关节进行力学分析可知桡骨头在肘关节的应力传导及稳定性方面起到重要作用,应避免在肘关节屈曲0°~60°时受到较大暴力,或者受到外力作用时应当采取相应的保护措施加以保护,防止损伤关节或造成骨折,临床上出现的多种桡骨头损伤应当尽量重构建桡骨头,预防由于桡骨头损伤引发相应的并发症,将肘关节的稳定与完整性恢复到正常水平。 生物力学论文:滑行技术的革命:速度轮滑双蹬技术的运动生物力学研究 摘 要:采集速度滑双蹬技术的运动学与足底受力参数,定量分析其技术动作原理与规律,为高效滑行技术推广与专项训练指导提供科学依据。方法:13名速度轮滑运动员,采用双蹬技术按规定路线以慢速和快速各完成一次直道滑行,2台摄像机分别从侧面和正面拍摄一个完整的复步动作,足底压力分布系统同步采集8 s足底压力数据,提取滑行时间、距离与速度,足底压力的压力时间变化、中心位移变化及足底各区着离地起止时间等参数。结果:随滑行速度的提高,单脚支撑滑行时间变短,平刃滑行时间与路程比例降低,内外刃动力推进时间与路程比例大幅度提高;且各时相的平均速度内刃要高于外刃动力推进阶段,单脚高于双脚支撑阶段。一个单步滑行包括内外刃2次蹬动动作,且外刃蹬动时间长,内刃蹬动时间短。足底压力中心变化幅度单脚大于双脚支撑阶段,内刃大于外刃滑行阶段;滑行速度越快,压力中心变化幅度越小,且前移趋势越明显。结论:速度轮滑双蹬技术一个右单步可分为右平双、右外单、右平单、右内单与右内双5个连续阶段,右脚外刃蹬地有利于保持速度,内刃蹬地是滑速提高的主要动力源,双蹬技术能充分发挥体重蹬地的技术优势,是一种高效的滑行技术。 关键词:速度轮滑;双蹬技术;滑行技术;时相;足底压力 我国速度轮滑与国际轮滑竞技水平相比有很大的差距,主要制约因素为滑行技术的落后,速度轮滑双蹬技术在我国选手中的使用率还很低[1];然而,关于双蹬技术动作原理研究的文献极少,仅有的相关报道也只停留在定性分析层面,因此,本研究拟采用三维摄像法与足底压力分布测试系统获取速度轮滑双蹬技术动作的运动学与足底受力参数,定量分析双蹬技术的动作原理,为把握其特征与规律提供科学依据,努力为先进高效的滑行技术推广,并对其他滑冰类项目提高专项训练水平提供借鉴。 1 研究对象与方法 1.1 研究对象 受试者均为经过多年系统训练的速度轮滑运动员,经病史询问与健身检查,身体健康且运动能力良好。其中:男子,国际健将2人,健将4人,一级2人;女子,国际健将1人,健将2人,一级2人。受试者的基本情况见表1。 1.2 研究方法 1.2.1 实验方法 受试者身高、体重等基本指标的测量在实验室内完成。运动学与动力学参数测试工作在温暖、无风的12块并连的室外篮球场内进行(场地长约130 m,宽约80 m),用2根标志杆提醒拍摄区域。要求受试者穿着运动服装、轮滑鞋,戴轮滑帽。2台摄像机(日本松下,型号为NV-MX300EN/A)分别从运动员运动方向的侧面和正面,拍摄运动员完成双蹬技术时一个完整的复步动作。2台摄像机的主光轴夹角为75 °,拍摄频率为50 Hz,具体摆放位置如图1a所示。以2台摄像机同时捕捉网球击打彩色平板的方法实现影像同步,以便后期影像的采集处理。运动员滑行前和滑行后分别在运动员滑行区域中央进行2次三维标定拍摄,如图1a阴影区与图1b所示。 选择符合受试者鞋内底尺码的测试鞋垫,确保鞋垫边缘无折痕,鞋垫大小与鞋底边缘吻合,配戴测试设备后,连接与调试Foot Scan足底压力分布系统(比利时产,每只鞋垫共325个传感器,密度为4个/cm2,采样频率500 Hz)。确保受试者配戴的测试设备不影响动作技术的完成,受试者进行3 min左右的适应性练习,正式测试时要求受试者采用双蹬技术按照规定的路线直道滑行,以慢速和快速各完成一次滑行。受试者进入影像拍摄区域前,足底压力分布系统即开始采集数据,采集卡数据记录时间8 s,每人次滑行后及时把数据导入电脑储存,以备分析。 1.2.2 数据处理与分析 1.2.2.1 动作阶段划分 以右腿为例,双蹬技术一个完整的单步为(如图2a所示):右脚用外刃从后位中心位置向身体左侧蹬至最远处,随后从左侧最远处向后位中心位置拉;过后位中心位置时左脚着地,右脚开始用内刃向右侧推。两腿交替滑进,滑行路线呈正弦曲线式,且前进方向与中线吻合。据影像资料中运动员动作变化特征与足底压力的时间变化特征,以右脚为例,将一个单步分为5个时相(如图2b所示):右脚平刃滑行双支撑阶段(右平双,RGD,right foot glide double support)、右脚外刃蹬地单支撑阶段(右外单,ROS, right foot outside blade single support)、右脚平刃滑行单脚支撑(右平单,RGS, right foot glide single support),右脚内刃蹬地单支撑阶段(右内单,RIS, right goot inside blade single support)和右脚内刃蹬地双支撑阶段(右内双,RID, right foot inside blade double support)。其中,右平双和左内双同属一阶段,右外单、右平单、右内单与左脚浮动摆腿阶段(左浮摆,LFW, left foot float wiggle)同属一阶段,右内双和左外双同属一阶段[2]。 1.2.2.2 数据处理与统计学分析 实验测试所得影像资料,经艾利尔(Ariel)影像解析系统进行影像的捕获、同步等一系列影像转化数字处理,模型选用松井秀志人体模型。数据平滑采用低通滤波法,截断频率6 Hz。提取每位受试者快速和慢速滑行条件下,一个单步5个时相的滑行时间、路程,位移,速度及P节角度等运动学参数。足底压力数据经Footscan Software7.00软件处理,导出足底压力的时间变化、中心位移变化、足底各区着地与离地时间等动力学参数。 应用SPSS17.0统计学软件进行数据处理,数据的正态性检验应用单样本K-S检验,连续性变量以均数(标准差)或中位数[四分位差(25%~75%)]表示;采用双向分类方差分析(Two-Way Classification ANOVA)对速率(高速、低速)与性别两因素(男、女)及两者的交互作用进行分析。组间比较采用SNK-q检验,并参考Bonferroni法与Tukey法检验结果,统计学显著性水平定为P 2 研究结果 2.1 双蹬技术动作的运动学测试结果 2.1.1 双蹬技术一个单步时间、路程及速率的运动学参数结果 在Ariel解析系统中,以时间、位移和速度等作为关键词提取X轴方向,即运动员滑行前进方向的一个右单步的时间,路程和速率等运动学参数,之后对每名运动员每个时相对应的数据进行统计处理,结果见表2。从各时相占整个单步滑行时间的比例关系来看,低速与高速滑行时,均以右外单最高,右内单最低。低速滑行时,男、女单脚支撑时间占整个单步滑行时间的61.3%、57.1%,平刃滑行时间占整个单步滑行时间的41.9%、40.9%,内外刃单脚蹬地时间占整个单步滑行时间的40.9%、38.1%。高速滑行时,男、女单脚支撑时间占整个单步滑行时间的56.4%、52.8%,平刃滑行时间占整个单步滑行时间的33.3%、34.1%,内外刃单脚蹬地时间占整个单步滑行时间的43.6%、40.3%。即随着滑行速率的提高,单脚支撑时间变短,平刃滑行时间比例降低,但内外刃动力推进时相所占的时间比例则大幅度提高(P 从各时相滑行路程占整个单步滑行路程的比例关系来看,低速与高速滑行时,均以右外单最高,右内单最低。低速滑行时,男、女单脚支撑滑行路程占整个单步滑行路程的65.2%、62.9%,平刃滑行路程占整个单步滑行路程的42.0%、44.4%,内外刃单脚蹬地滑行路程占整个单步滑行路程的43.6%、39.4%。高速滑行时,男、女单脚滑行路程占整个单步滑行路程的58.9%、55.0%,平刃滑行路程占整个单步滑行路程的32.2%、33.1%,内外刃单脚蹬地滑行路程占整个单步滑行路程的46.2%、42.5%。即随着滑行速率的提高,单脚支撑滑行时间变短,平刃滑行路程比例降低;但内外刃动力推进滑行路程所占的比例则有大幅度提高(P 从各时相内的平均速率来看,低速与高速滑行时,男女各时相平均速率从大至小的顺序皆为右内单、右外单、右平单、右平双、右内双,即内刃动力推进阶段的平均速率要高于外刃动力推进阶段,且单脚支撑阶段的平均速率要高于双脚支撑阶段;但从整体看,各时相的平均速率变化不大。另外,低速与高速滑行时皆为男性大于女性,且具有显著性差异(P 2.1.2 双蹬技术滑行腿一个单步髋、膝、踝3个关节的角度变化轨迹 慢速状态下支撑腿关节角度变化的数据能够较好地分析双蹬技术的身体姿态情况。图3中3条线分别代表男女支撑腿踝关节、膝关节和髋关节变化轨迹。从所测数据可知,男子踝关节最小角度为65.1 °,最大角度为113.9 °,女子踝关节最小角度为64.9 °,最大角度为114.6 °,都出现在右内双阶段;男子膝关节角度最大为153.2 °,女子最大为154.6 °,均出现在右内双阶段,男子最小膝关节角度为99.8 °,出现在右平双阶段。女子最小膝关节角度为100.1 °,出现在右外单阶段;男子髋关节最小角度为67.0 °,最大角度160.0 °,分别出现在右内双开始时刻和结束时刻。女子最小角度为66.1 °,出现在右内单时相的前部,最大角度为150.2 °,同样出现在右内单阶段的结束部分。 2.2 双蹬技术动作的动力学测试结果 2.2.1 足底压力的时间变化规律 受试者慢速与快速滑行时足底压力的时间变化曲线如图4所示。由图可知,不同滑速下足底压力时间变化曲线的形状大致相同,且均呈双峰形。从一个完整的单步5个时相来看,首先,第1个波峰之前的一段时间内,足底压力随时间延长呈现较小的增幅,此为右平双阶段。接着,足底压力时间变化曲线出现第1个波峰,且波峰的形成时间较长,为右外单阶段。其次,足底压力在较短的时间内由波峰快速降至波谷,为右平单阶段,此时足底压力的波谷值出现低于受试者体重的现象。随后,足底压力在较短的时间内由波谷值快速升至第2次波峰值,为右内单阶段。尤其是受试者快速滑行时,足底压力时间曲线的第2次波峰值明显高于第1波峰值(右内单阶段)。最后,足底压力由第2波峰值又迅速下降至脚部刚触地时水平,此为右内双阶段,且此时恰好对应左平双阶段。即一个完整的单步滑行动作包括内外刃的2次蹬动动作,由此获得了2次推进力。而且,由外刃主导的第1次蹬动动作的作用时间较长,起到维持现有速度与延长单脚支撑时间的作用;由内刃主导的第2次蹬动动作的作用时间较短,下肢运动环节爆发用力,因而获得了更大的前进速度。受试者足底压力的时间变化曲线与双蹬技术的动作结构相符。 2.2.2 足底压力中心位移变化 足底压力中心(center of foot pressure,CFP)随支撑时间变化往复移动会在支撑期形成一条足底压力中心(如图5所示),足底压力中心变化规律可反映不同运动状态下足底受力的位置变化与压力分布特征[3]。 受试者低速与高速滑行时足底压力中心的位移距离(X轴与Y轴位移)变化见表3。由表3可知,男女受试者右单步与五时相的足底压力中心X轴、Y轴位移距离,低速滑行时均大于高速滑行时,且具有显著性差异(P0.05)。各时相足底压力中心位移距离相比,男女受试者X轴与Y轴位移变化幅度从大至小的顺序皆为右内单、右平单、右外单、右平双、右内双,即足底压力中心位移距离单脚支撑阶段大于双脚支撑阶段,内刃滑行阶段大于外刃滑行阶段。 2.2.3 足底压力各区的着离地时间特征 为便于研究足底压力的分布与传导特征,通常将足底分为前、中、后3个区。进一步细分为:足后区外侧(1区)与内侧(2区),代表足跟部;足中区(3区),代表足弓部;足前区外侧(4区,代表第4、5跖趾关节部)、中部(5区,代表第2、3跖趾关节部)与内侧(6区,代表第一跖趾关节部)。反映足底不同区域着地与离地顺序的足底特定区域着地与离地时间测量值见表4。由表4可知,低速与高速滑行时,男、女受试者足底各区开始着地时间,以1区测量值最小,2区测量值其次,3区测量值与4、5、6三区中某两区的测量值接近。男、女受试者足底各区开始离地时间,以2、3区测量值最小,1、4区测量值接近且居中, 5、6区测量值最大。即速度轮滑一个完整的单步首先是足跟部着地,之后由足中区过渡至全足;离地时足部先内翻,前脚掌外侧离地,之后内侧离地。 3 分析与讨论 3.1 双蹬技术动作的运动学特征分析 3.1.1 双蹬技术动作的技术特征分析 由图4可见,支撑腿关节角度变化规律基本接近。在右平双和右外单阶段,运动员长时间基本维持身体姿态,各关节角度变化不大,此时运动员需要很好的保持各关节的稳定性。在右外单结束时刻,各关节角度开始产生变化,进入右内单阶段,各关节角度迅速变小,继而在进入右内双阶段出现最大的转折,各关节角度迅速变大,直到达到最大值。尤其是髋关节和踝关节变化最为明显。右内单和右外单2个时相中,各关节角度剧烈变化说明,此时运动员为主要产生动力阶段。右外单阶段,各关节数据也出现明显变化,但相比之下,变化较小。 滑行类运动项目均强调运动员合理地利用体重来完成技术动作[4-5]。传统滑冰运动员任何有效的动作均是通过冰刀刀刃与光滑冰面的相互作用得以实现,在技术使用时要求滑行腿着地后按照一个方向一直蹬下去,直至离开地面,强调“极限”效果,即深蹲远蹬,从右内双阶段的各关节变化曲线也能看到此趋势;但速度轮滑的滑轮在摩擦力很大的地面上滑行时,这种可能性就会受到限制。原因在于:深蹲远蹬至一定程度时,运动员无法获得类似冰刀蹬冰一样的理想动力,反而会增加无用功的比例。另外,与传统滑行技术相比,双蹬技术滑行时支撑腿不仅要支撑身体,它还增加了一个外刃蹬地的动作,滑行腿在右外单阶段脚落地后经外刃向另一条腿方向蹬后,又有一个向内拖拽的阶段,以便经平刃滑行转至内刃蹬地,再离开地面。这个向另一条腿蹬的动作产生一个更靠近或超过身体中线的推力(此腿的反方向)直至最大位移处,弥补了轮滑滑行很难完成的、传统的、较为费力的低膝屈曲动作,因而提升了滑行效率。这种下肢各关节角度“非极限性”的蹬伸做功能较好地调控身体姿态,以应变变化性极大的轮滑比赛,从而做出符合轮滑鞋这种特殊器械下做出最大限度地蹬动幅度和滑行位移。运动员在不用有意进行深蹲远蹬的情况下,就能有效地增加蹬动距离,进而把消极的自由滑行阶段变成积极的加速阶段[3,6]。 3.1.2 双蹬技术动作的时空参数变化分析 随着滑行速度的提高,单脚支撑时间与滑行时间均变短,平刃滑行时间比例降低,但内外刃动力推进时相所占的时间与路程比例均大幅度地提高,尤其是内刃蹬地的增加幅度更为明显。单脚支撑时间的缩短和双脚支撑时间的相对延长,能够在某种程度上说明为了追求更快的速度,双脚需要提高步频来实现更多的动力形成时间,自然导致双脚支撑时间比例相对增大。传统思想认为右平单阶段是一个非常快速地由外刃滑行向内刃滑行过渡的阶段[7],但从本研究的测试结果来看,这一阶段所占的时间比例并不小。尤其是当运动员运动速度较低时,此时相占整个单步的时间比例会更大。分析认为,应该是运动员为了维持身体平衡,转换身体重心,合理利用体重蹬地造成的,而且,当运动员想要滑得更快时,需要外刃快速变内刃,以便快速形成身体对地面的更大的推力,这样就自然减少了平刃滑行这一非动力获得阶段的时间比例。低速状态下单脚支撑外刃变内刃时,运动员外刃蹬地阶段略长于内刃蹬地阶段,且随着速度的提高,双蹬技术对内刃蹬地技术的应用则在提高,即内刃蹬地(push)在滑行技术中越来越重要,外刃蹬地(under push)这一技术环节则在提高速度时较内刃蹬地起到的作用小。前人研究也认为,在强调提高速度时,传统蹬地动作在滑行技术中发挥着主导作用,而外刃推地则对滑行速度的保持起到一定作用。即其一方面维持发力,一方面对肌肉放松和协调整个身体起一定作用[8];另外,右内单时间在慢速状态下和快速状态下的鲜明对比能够说明,单脚支撑更有利于运动员的肌肉放松,而在高速状态下右内单时间的显著延长,进一步证明了内刃蹬地是双蹬技术的主要动力来源[9]。 通过对运动员各时相的速度变化分析,内刃动力推进阶段的平均速度要高于外刃动力推进阶段,且单脚支撑阶段的平均速度要高于双脚支撑阶段。整体来看,各时相平均速度的变化不大,说明与传统滑行技术的速度化相比,双蹬技术表现出相对较小的振幅[10]。双蹬技术中支撑腿在滑行时外刃和内刃的2次蹬地能使身体获得相对均匀的推进力,有利于保持和增加速度,并且速度相对稳定,从而有利于运动员保持身体动态平衡状态,便于根据比赛情况的变化调整相应的滑行方案[11]。 3.2 双蹬技术动作的动力学特征分析 3.2.1 双蹬技术动作的力学分析 轮滑运动员滑行时,尽管身体总的前进方向是固定的,但身体重心即刻速度方向是动态变化的。即轮滑的技术特性决定了浮足着地后的滑行方向是可以选择的[12]。对速度轮滑双蹬技术进行力的分解与合成研究,有利于将该项目动态复杂的技术动作简化。由图6可知,右脚外刃静摩擦力f右外1与左脚静摩擦力f左内1的方向相同,是f左内的延续。这个动作相当于弯道的开步动作,只是不连接交叉步,滑行的主要动力是f左内。从右脚的滑行轨迹上看,从右平双到右外单阶段,身体在f左内和f右外的连续作用后相对于滑足向右移动,而右脚则向左后方蹬地。这2个阶段是轮滑双蹬技术动作与传统轮滑技术动作的最大区别阶段,即右脚外刃向左偏后方向蹬地阶段。此时的身体重心在外刃蹬地静摩擦力的作用下,由右脚的上方相对于右脚向右移动,同时推动身体向右侧前方做加速运动[13],然后,身体获得的动能在右平单阶段进行释放。尽管f右外数值较小,但它的存在改变了右脚着地后只能做减速惯性滑行的局面,这也是双蹬技术的优势与合理性的关键所在。右平蹬阶段是外刃转平刃克服阻力惯性滑行阶段,即2次蹬地后的惯性滑进阶段,此时身体重心从右脚的右方相对移动到右脚的上方。此阶段与传统滑法的外刃着地后向平刃转换并克服阻力滑行是一样的。右平单阶段,由于右腿肌群的弹收,使轮子对地面的压力减少。右内单和右内双阶段,身体重心从之前的右脚上方向左移动,此时和传统滑法的平刃转内刃蹬地动作是一样的。由于右腿肌群的弹蹬,使轮子对地面的压力增加。f右内和f左内是左右脚对称的内刃蹬地时对应的静摩擦力。 3.2.2 双蹬技术动作的足底压力变化分析 速度轮滑项目中复杂多变的技术动作的改变,是经受试者足部与地面间相互作用力的改变而得以实现的[14]。在足底压力时间曲线上,第1波峰与第2个波峰时间差为受试者的单脚支撑时间长度,这一时间长短可反映受试者滑行步频的快慢。通过对图6中2个速度下2条曲线的分析可知,同一名运动员随着滑行速度的增加,峰值压力减小,单支撑时间缩短,步频增加,说明与步长这一因素相比,步频是提高速度轮滑双蹬技术滑行速度的主要因素。另一方面,“一蹬(外刃蹬地)”作用的时间较长,主要起到维持现有滑行速度的作用,并延长单脚支撑的时间;“二蹬(内刃蹬地)”作用时间较短,能充分发挥下肢肌群的爆发力,进而获得比“一蹬”更大的加速。由此说明,双蹬技术以“二蹬”为主[5]。在“一蹬”与“二蹬”之间有一个低于体重的力值波谷,这种低谷式的体重压力减少了地面的摩擦力,有利于降低“一蹬”与“二蹬”之间的速度损失,维持已有的滑行速度,同时也是运动员轮滑变刃的重要调整阶段。此时,需要运动员合理地利用腰腹力量,产生类似身体轻微“滞空”的滑行状态,这也可以解释在速度轮滑训练中体重蹬地这一技术的重要性。即在蹬动结束时要迅速降低体重压力,开始蹬动时又要迅速增加体重压力。在单支撑阶段,人体各部分既处于用力蹬地的绝对运动状态,又处于调整身体重心的相对运动状态[15]。 运动员滑行速度越快,足底压力中心的变化幅度越小,身体重心越趋于稳定,且足底压力中心的前移趋势越明显。说明运动员在追求速度时,不是通过更多的远蹬,而是依靠频繁的变换内外刃蹬地来完成,这完全符合双蹬技术的特点,也为轮滑项目提高速度时不必深蹲远蹬找到了好的解决方案,从而验证了双蹬技术在轮滑项目中的合理性[16]。另外,由各时相内足底压力中心X轴与Y轴位移变化幅度可知,运动员单脚支撑时变化幅度相对较大,有利于运动员快速蹬地,形成动力;然而,在双脚支撑时,运动员身体重心不便转化太快,自然蹬地幅度也会相对变小。内刃滑行时压力中心变化位移较外刃滑行时大,说明内刃滑行时身体能够做出更大幅度的动作变化,有利于产生更大的身体推进力。足底各区着、离地时间特征表明着地时,首先是足跟部,之后由足中区过渡至全足,离地时足部先内翻,前脚掌外侧离地,之后内侧离地。这验证了双蹬技术动作时相划分的科学性,也为轮滑运动员学习双蹬技术提供了理论参考。 3.3 双蹬技术动作的生物学特征分析 传统技术的自由滑行时,下肢肌群不仅为推动身体前进提供动力源,而且过多地处于支撑体重的静力紧张状态下,这种肌群的等长收缩会在不提升滑行速度的情况下进行代谢,过早地消耗很多的能量,并导致乳酸的堆积,从而产生疲劳[13]。通过对下肢关节角度变化分析可知双蹬滑行时下肢静力支撑的时间比例相对较小,运动员下肢肌群进行有规律的,收缩与舒张交替放松的动态工作,从而能够延迟肌肉疲劳的产生。同时,双蹬技术延长了浮动摆腿的时间,可以使部分肌群,尤其是大腿部肌群做功后有相对更长的放松时间,从而能有效地缓解肌肉疲劳[17]。当然,这也要求运动员具备良好的协调和控制能力,使沿运动轴呈对称分布的肌群做快速的、要求相对力量较高的收缩。由于完成2次蹬动,使用双蹬技术时参与做功的腿部肌群要比使用传统滑行技术时多。由外刃蹬地经平刃自由滑行到内刃蹬地,下肢小腿和大腿部要做一个内收再到外展的过程,而传统的滑行在滑行脚着地后很少会做踝部内收和大腿内收的动作。这就要求运动员下肢除了做传统滑行时的屈伸和外展,踝部和大腿部内收肌群也要提高参与主动做功的比例。肌肉的这种工作方式不仅有利于肌肉弹性能量的发挥,还会发生类似肌肉牵张反射的生理学效应,有利于神经肌肉系统兴奋与抑制的转换,对运动员肌群的随意放松起到很好的调节作用[18]。综上所述,双蹬技术在要求运动员具备很高的身体协调能力的基础上,能够使运动员有效地发挥体重蹬地技术产生动力,并能充分利用动能势能良性转化和共振原理,用较少的能量摆动,保持与获得更快的滑行速度。 4 结论 速度轮滑双蹬技术具有明显的2次蹬动技术特征,与传统滑行技术相比,尽管内刃蹬地使运动员获得加速度的效果更加明显,但额外的外刃蹬地不仅能使运动员克服传统技术惯性滑行时的身体降速现象,还能够产生有效的动力加速。另外,运动员通过提高内外刃滑行时间占单步滑行总时间的比例和增加步频来更好地利用体重产生蹬地动力,从而节省体能消耗,延缓疲劳的产生,因此,双蹬技术是一种既高效又节能的滑行技术,其它滑行类项目训练时可从中寻求借鉴。 生物力学论文:优势侧和非优势侧跑步支撑期的生物力学偏侧性研究 摘要:探讨无损伤男性受试者跑步支撑期优势侧与非优势侧下肢生物力学的差异性。方法:选取普通健康无损伤男性受试者12名,采用Vicon红外高速运动捕捉系统和Kistler三维测力台对受试者跑步支撑期的运动学和动力学指标进行同步采集。结果:1)优势侧跑步支撑期髓关节最大伸和膝关节最大屈曲角度小于非优势侧(P0.05);在额状面的关节角度两侧差异均无统计学意义(P 0.05)。2)跑步支撑期,内侧地面反作用力峰值优势侧大于非优势侧,而到达峰值的时间晚于非优势侧(P0.05)。3)根据垂直地面反作用力峰值和第1载荷率计算的对称性指数显示两侧存在不对称性。结论:1)在跑步支撑期,优势侧与非优势侧矢状面内髋膝角度存在差异性,提示了在跑鞋、鞋垫及下肢矫形器等设计和临床研究中,不能仅仅选择一侧来评价跑步的整体感觉、损伤风险和康复效果。2)跑步支撑期在内外地面反作用力峰值存在的差异性、第1峰值和载荷率所表现出的偏侧性,结合膝关节屈曲角度的差异性可能会增加优势侧损伤的风险。长期积累,有可能会造成优势侧胫骨应力性骨折、足底筋膜炎及ACL的损伤。 关键词:优势侧;非优势侧;生物力学;偏侧性;损伤;跑步支撑期 学者们对跑步损伤的机制研究了近30年,但是其损伤的病因一直是专家和临床医生研究的难点,且近年来损伤的概率一直在增加。流行病学研究报告指出,每年有高达70%的跑步者忍受着因跑步损伤带来的痛苦。有研究对1583名老年人进行调查,结果表明膝骨性关节炎发生在右侧(优势侧)的概率高于左侧。如果损伤经常出现在一侧肢体,这可能与下肢不对称性相关,也就是说下肢偏侧性或不对称性可能是造成一侧持续损伤的重要原因之一。此外,下肢不对称性或偏侧性已被证明是影响损伤发生率的因素。为此,了解跑步时下肢优势侧和非优势侧的生物力学的偏侧性对预防和治疗下肢损伤具有重要的作用。 偏侧性是Broca首次提出的,并指出人体在左右两侧的运动组织和大脑功能不同。研究表明偏侧性10%~20%取决于遗传,80%~90%取决于后天的环境因素,性别、工作的复杂性及发育特征也扮演着重要的角色。相对于步态分析,偏侧性在其他科学领域如神经生理学和运动控制研究已久,但是偏侧效应或不对称性与跑步相关的损伤并未引起学者们的广泛关注。一些研究者只选择优势侧进行研究来代表下肢整体感觉,或是将损伤者与无损伤者进行对比_,也有的学者甚至将左右两侧的数据进行平均来比较。上述研究者并没有考虑受试者优势侧与非优势侧是否存在差异性,这在一定程度上就默认了优势侧与非优势侧肢体生物力学特征的对称性。关于无损伤者跑步过程中优势侧与非优势侧是否存在差异性,学者们对他们的优势侧与非优势侧跑步时所穿跑鞋的舒适性、受试者生物力学特征等方面的对称性或差异性进行了研究;但是上述研究得出两侧的对称性程度存在不同程度的差异性,并未达成共识。考虑到不同的性别对下肢力学影响机制的不同及无损伤男性受试者跑步支撑期下肢两侧生物力学的偏侧性鲜见研究者探讨。 鉴于此,本研究采用Vieon红外高速运动捕捉系统和Kis-tier三维测力台无损伤男性受试者跑步支撑阶段优势侧与非优势侧的运动学、动力学特征进一步对比分析,并结合与损伤相关的载荷率指标等探究两侧下肢在跑步支撑期是否存在一定的偏侧性,以期为指导运动员训练及预防运动损伤提供重要的借鉴价值。 1研究对象与方法 1.1研究对象 本研究选取普通健康无损伤者男性受试者12名,年龄(23.0±1.1)岁,身高(173.5±2.1)cm,体质量(63.9±4.7)kg。受试者在实验前进行问卷调查,并确认其在实验前24 h之内没有进行过大强度运动,在过去的1年里没有下肢损伤,没有进行过手术,身体各方面机能良好。 1.2实验仪器 本研究采用英国生产的Vicon红外高速运动捕捉系统(包括8台型号为MX13的红外摄像头、PC主机和标准配件等)采集下肢髋、膝、踝关节运动学数据,采集频率为200 Hz;根据Vi-con系统中的下肢模型(PlugInGait),将16个Marker球精确地贴在人体下肢各环节的标志点上,如图1所示。 支撑期的力学指标使用瑞士生产的Kistler三维测力台采集,如图2所示,采样频率为1000 Hz,经转换模块将Kistler力台与Vicon进行同步。 1.3实验流程 1.3.1测试方法 实验前利用跑步机进行5 min左右的热身活动,利用踢球法来判定受试者的优势侧与非优势侧,踢球时左右两侧均采用原地踢球。实验之前,首先让受试者熟悉此动作,正式测试时,每侧各进行3次踢球动作,记录每一次的成绩,分别选取两侧最远的成绩进行评定,踢球距离最远的一侧评定为优势侧。这是国内外常用的一种判定下肢优势侧与非优势侧较为简便有效的方法。 要求受试者统一身着实验室的紧身短裤,赤脚站立,与肩同宽,此时对受试者的身高、体重、腿长、膝宽、踝宽等形态学指标进行测量。正式测试前,要求受试者赤足在长约8 m的木质地板上(力台安放于之间)试跑几次,调整起始步位置使测试足完全踏在力台上面,使受试者足底适应接触的力台,减少测试仪器对受试者跑步动作的影响,直至受试者感觉自己可以正常测试为止。要求受试者在此跑步过程中“无视”力台的存在,避免出现跨步、踮脚、忽快忽慢等现象,要求受试者的跑速控制在(3.5±5%)m/s。跑速的测试仪器采用苏大自主研发的光电感应计时系统,主要包括起点触发设备、终点采集设备、电脑控制端。将起点触发设备放于8 m距离的起点,终点采集设备放于8 m距离的终点。受试者从2采集器中间穿过,仪器结束采集并自动计算受试者穿越起点和终点设备的时间,计算跑速。正式测试时,每个受试者的两侧各按要求做3次动作,每次动作间隔2 min,以避免疲劳对研究结果的影响。 1.3.2指标选取 1)运动学指标包括髋、膝、踝关节在矢状面和额状面内的角度。矢状面包括:足跟着地时刻、足趾离地时刻的髓、膝、踝关节角度;踝关节最大背伸角度;膝关节最大屈曲角度;髋关节最大屈角度和最大伸角度。额状面包括:足跟着地时刻、足趾离地时刻的髋、膝、踝关节角度;踝关节最大外翻角度;膝关节最大内翻角度;髓关节最大内收和外展角度,单位是(°)。 2)动力学指标主要是经体重标准化处理后的三维地面反作用力峰值。包括:垂直方向的第1和第2地面反作用力峰值(FGRF and SGRF);内外方向上的地面反作用力峰值(MGRFand LGRF);前后方向的加速力峰值和制动力峰值(peak accel-eration GRF and peak braking GRF,AGRF.and BGRF)。如图3所示。 3)经支撑期总时间标准化处理后的着地时刻至地面反作用力峰值的时间Δt。 4)载荷率(LR),单位是kg/s,公式为:垂直方向的第1载荷率=第1地面反作用力峰值除以到达第1峰值的时间;垂直方向的第2载荷率=垂直第2峰值减去波谷值再除以两力值之间的时刻差。 5)对称指数(SI),本研究主要计算垂直地面反作用力和载荷率对称性,公式如下: SI是由Robinson等首次提出的,用来量化左右两侧的差异,当SI=0时表示两侧完全对称,SI≤10%时,表示两侧比较对称,SI越大说明两侧对称性越低。其中XD(Dominant)代表优势侧,XN(Non-dominant)代表非优势侧。本研究未对内外和前后方向的地面反作用力对称指数进行计算,主要是因为SI不适合较小数值的运算。 1.3.3数据处理 本研究采用SPSS 17.0统计学软件包对实验数据进行处理,数据以均数±标准差表示。优势侧与非优势侧的各指标差异进行配对t检验,检验水准选α=0.05。 2研究结果 2.1优势侧与非优势侧跑步支撑期的运动学特征 从跑步支撑期优势侧与非优势侧关节角度(见表1和表2)可以看出:优势侧与非优势侧跑步支撑期额状面内的髓、膝、踝关节角度两侧比较差异无统计学意义(P 0.05);在矢状面,非优势侧膝关节最大屈曲角度大于优势侧(P 2.2优势侧与非优势侧跑步支撑期的动力学特征 2.2.1优势侧与非优势侧跑步支撑期的地面反作用力峰值特征和对称指数 优势侧与非优势侧支撑期地面反作用力峰值见表3,垂直地面反作用力峰值及到达峰值的时刻两侧差异比较无统计学意义(P 0.05),前后地面反作用力峰值及到达峰值的时刻两侧差异比较无统计学意义(P 0.05)。内侧地面反作用力峰值优势侧大于非优势侧,而到达峰值的时间晚于非优势侧(P 地面反作用力峰值对称指数如图4所示,其中FGRF(21.62+11.37)均值大于10%,SGRF(6.47±4.56)均值小 2.2.2优势侧与非优势侧跑步支撑期的载荷率特征和对称指数 跑步支撑期载荷率特征如图5所示,跑步支撑期优势侧与非优势侧载荷率特征两侧差异无统计学意义(P 0.05)。第1载荷率(34.92±28.48)和第2载荷率(20.95+17.44)对称指数均值大于10%,如图6所示。 3分析与讨论 本研究发现在跑步支撑期,非优势侧与优势侧相比仅在矢状面内的膝关节最大屈曲角度和髓关节最大伸角度表现出差异性(P0.05)。关于无损伤者跑步支撑期优势侧与非优势侧下肢关节角度的研究较少,Brown等对研究指出无损伤女性受试者跑步时优势侧与非优势侧运动学参数未表现出差异性,性别和所选指标的不同可能是导致上述结果不同的原因。此外,有学者对优势侧和非优势侧单腿下落着地的生物力学偏侧性进行研究,指出非优势腿落地时膝关节和髋关节在矢状面活动范围较小增加了非优势腿在单侧动态运动时的损伤风险;而有研究对两侧连续纵跳的生物力学进行了分析,指出非优势侧可能在屈伸与外旋方向进行了较大的运动限制,减小了其下落损伤的风险。上述研究说明了不同的运动形式表现出不同的下肢对称性,其易损伤的机制可能就有所不同;因此,在不同运动形式中所呈现出的下肢不对称性及损伤的机制有待学者们进一步探索,对下肢损伤与康复具有重要的作用。本研究所呈现出的运动学差异性,提示了在跑鞋、矫形仪器以及临床康复治疗时,不能只选择一侧来代表整个下肢的感受或康复效果,需要考虑其存在的差异性。 优势侧和非优势侧在跑步支撑期所表现出的运动学差异可能与下肢僵硬程度有关。Brauner等对单腿跳跃时优势侧与非优势侧腿部僵硬程度进行了研究,并指出优势侧较大的肌肉力量可能会导致其腿部僵硬程度较高;但研究结果却表明两侧的腿部僵硬程度相似。De等指出赤足跑与穿鞋跑相比,在支撑期腿部更加僵硬。本研究受试者赤足跑步支撑期优势腿与非优势腿是否存在不同的僵硬程度,有待进一步研究。此外,下肢屈伸肌肉力量也可能是造成上述\动学差异性的原因之一,Lanshammar等对159名健康女性(非运动员)下肢优势侧和非优势侧屈伸肌力量进行了对比,指出优势腿的屈肌弱于非优势腿,伸肌力量强于优势腿。Rahnama等也指出足球运动员优势腿膝关节屈肌较弱。优势腿较弱的膝关节屈肌可能是造成膝关节最大屈曲角度较小的原因。由表1和表2可知,髋、膝、踝关节无论是在矢状面还是额状面,在足跟着地时刻和足趾离地时刻两侧角度的差异比较均无统计学意义(P 0.05),在跑步支撑期相似的着地和离地角度。说明无论是优势侧还是非优势侧在着地和离地时刻分别采用了相同的控制策略,间接反映了两侧在此时刻的控制机制的相似性。此前已有研究指出跑速会影响跑步时运动学参数的变化,由于本研究对受试者的跑速进行了控制,那么随着跑速的增加,在着地和离地时刻或者说在整个支撑期的关节角度是否会因跑速的增加表现出不同的差异性,今后的实验研究中可以考虑跑速的变化对两侧下肢运动学参数偏侧性的研究。此外,从研究结果还可以看出:矢状面内的髋关节最大伸角度和膝关节最大屈曲角度两侧差异具有统计学意义(P0.05),从足跟着地时刻过渡到支撑中期再到足趾离地时刻,神经机制是如何在控制下肢运动,使得矢状面两侧髋膝角度在支撑期经历了相似、差异、相似的过程,未知而复杂的神经控制机理可能是学者和临床医生对跑步损伤的原因研究多年,还一直有所困惑的重要原因之一。 在跑步支撑期,优势侧与非优势侧主要在内外地面反作用力峰值存在差异性,内侧地面反作用力峰值优势侧大于非优势侧,外侧地面反作用力峰值非优势侧大于优势侧(P 由图3可以看出:垂直方向的地面反作用力呈现出“两峰一谷”的特征,其中的第1峰值(A)出现在足着地期为冲击力峰值,而第2峰值(C)出现在蹬地时刻为推动力峰值,也有学者将第2峰值称之为活跃峰值。本研究中的第1峰值和第2峰值两侧相比差异没有统计学意义(PI 0.05),但是优势侧和非优势侧的第1峰值(冲击力峰值)对称性指数SI(21.62±11.37)大于10%,说明两侧在脚着地后所受的冲击力值出现了偏侧性。脚着地初期所受到的较高的、较快的冲击力一直被认为是造成下肢损伤的重要原因之一。相比非优势侧,优势侧在跑步支撑期较小的膝关节屈曲角度和髓关节伸角度,却承受与非优势侧相似的冲击力,较小的膝关节屈曲角度,使得膝关节内部承受的压力增大,瞬间表现出ACL张力增加,以及两侧在脚着地后所受的冲击力值的偏侧性,都说明了优势侧膝关节更容易损伤。有研究指出,在支撑相前50%的时间内较小的膝关节屈曲角度,此时主要股四头肌的长头腱在维持膝关节的稳定,膝关节易损伤就预示着前交叉韧带(ACL)损伤的概率大幅提高,甚至会出现ACL断裂的现象,提示了优势侧膝关节ACL容易损伤。冲击力峰值出现在脚着地之后,此时冲击力主要是通过足跟垫、跟骨、距骨然后转移到腿部,将冲击力转移到骨也是一种缓冲震荡的机制,也可能代表了骨的载荷。Lieberman等指出冲击力转移出现在足跟着地后的前50 ms,而冲击力转移和垂直载荷率及胫骨冲击相关,可能造成骨和软组织损伤(应力性骨折和足底筋膜炎)。本研究中的第1载荷率和第2载荷率两侧相比差异无统计学意义(P 0.05),如图5所示。结合图6有关计算的载荷率对称性指数可知,其对称性指数均大于10%,说明两侧在跑步支撑期的载荷率并不对称。有学者指出载荷率反映了垂直地面反作用力需要多长r间可以达到第1峰值,也可以称为冲击载荷,其主要指身体在单位时间内吸收地面反作用力的快慢,单位时间内吸收的能量越多,其损伤的风险就越高。长期劳损积累,可能会造成优势侧胫骨应力性骨折和足底筋膜炎。从图5所得到的数据可以看出优势侧第1载荷率均值高于非优势侧,其对称性指数(34.92±28.4)大于10%。说明第1载荷率偏向于优势侧,不对称的载荷率,再一次说明了在跑步支撑期优势侧较易损伤。目前,关于跑步载荷率的研究主要集中于冲击载荷(第1载荷率),主要是因为冲击载荷与跑步常见损伤相关。 4结论 1)男性跑步者在跑步支撑期,优势侧与非优势侧矢状面内髋膝角度存在差异性,提示了在跑鞋、鞋垫及下肢矫形器等设计和临床研究中,不能仅仅选择一侧来评价跑步的整体感觉、损伤风险和康复效果。 2)跑步支撑期在内外地面反作用力峰值存在的差异性、第一峰值和载荷率所表现出的偏侧性,结合膝关节屈曲角度的差异性可能会增加优势侧损伤的风险。长期积累,有可能会造成优势侧胫骨应力性骨折、足底筋膜炎及ACL的损伤。 生物力学论文:模拟脑组织生物力学环境下温敏脐带间充质干细胞的分化特性研究 [摘要] 目的 模M脑组织弹性模量制备相应二维培养基,比较亚低温联合温敏脐带间充质干细胞(tsUC)与常温下脐带间充质干细胞(UC)的分化特性。 方法 应用单、双丙烯酰胺的聚合作用,制备弹性模量为0.5 kPa的聚丙烯酰胺(PA)水凝胶,用于模拟脑组织的生物力学环境,并测其弹性模量。从新生儿脐带中分离培养脐带间充质干细胞,通过感染携温度敏感型猿猴病毒40大T抗原(ts-SV40LT)基因的逆转录病毒来制备tsUC。实验分为3组:UC+常温+玻片组(A组)、UC+常温+0.5 kPa组(B组)、tsUC+亚低温+0.5 kPa组(C组)。动态观察各组细胞的生长情况和形态变化,并于7 d后行细胞免疫荧光检测各组细胞的分化水平并计算分化神经元的轴突长度。 结果 PA水凝胶弹性模量的检测结果为(0.50±0.03)kPa。B、C两组部分细胞出现细长的胞突,并存在β-tubulin Ⅲ阳性细胞,A组细胞镜下无明显神经元形态,也无β-tubulin Ⅲ阳性表达。B、C两组的神经元分化率以及荧光下轴突长度均明显高于A组,但组间差异无统计学意义(P 0.05)。 结论 在模拟脑组织弹性模量的环境中,tsUC具有向神经元分化的能力,可应用于亚低温治疗下脑损伤修复的细胞移植研究。 [关键词] 温敏脐带间充质干细胞;聚丙烯酰胺水凝胶;弹性模量;生物力学 细胞生物学性能的调控机制与细胞的生物力学特性有关,包括细胞内部的收缩力、细胞与基质之间的牵张力、细胞与细胞之间的相互作用力等[1-2]。体外培养干细胞时,培养基质的弹性模量是细胞生物力学的一个重要体现,且对干细胞分化具有调节作用[3-5]。人脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UC)具有多向分化的潜能,在弹性模量为11~30 kPa的培养基中多向成骨细胞分化,在2.5~5.0 kPa的培养基中多向脂肪细胞分化,而在0.1~1.0 kPa的培养基中,则可能向神经元进行分化[4,6]。 本课题组前期已经建立了一种温敏脐带间充质干细胞(temperature-sensitive umbilical cord mesenchymal stem cells,tsUC)系,发现tsUC在亚低温(mild hypothermia treatment,MHT)作用下可促进创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)大鼠神经功能的恢复[7-8],并对tsUC的增殖、温度敏感等特性进行了初步探讨[9],但其生物力学特性尚不明确。本实验拟在体外对人UC进行扩增以及力学诱导,观察其在模拟脑组织硬度的培养基中的分化情况,从力学角度探讨MHT联合tsUC的分化特性。 1 材料与方法 1.1 材料与试剂 新生儿脐带(由武警后勤学院附属医院妇产科提供,已通过武警后勤学院附属医院伦理协会审查),携温度敏感型猿猴病毒40大T抗原(ts-SV40LT)基因的逆转录病毒(加利福尼亚大学,美国),神经元β-tubulin Ⅲ一抗及荧光标记二抗(Millipore,美国),UC流式细胞检测试剂盒(BD,美国),单丙烯酰胺(Amresco,美国),双丙烯酰胺(天津光复精细化工研究所),硝化纤维、苯基叠氮化物交联剂(sulfo-SANPAH)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、二氯二甲基硅烷(天津鼎国生物技术有限责任公司),I型胶原蛋白(Sigma,美国)。 1.2 聚丙烯酰胺水凝胶的制备和检测 将单、双丙烯酰胺(0.03%~0.3%)按不同比例混合[10],加入过硫酸铵(1/200 V)和TEMED(1/2000 V)置于凹槽中后盖以玻璃板。凝结后切取2 cm×1 cm×2 mm的样本,应用力学试验机(Instron 5865,美国)进行拉伸测试,重复测量10次,筛选出弹性模量为0.5 kPa的PA水凝胶。 1.3 模拟脑组织弹性模量二维培养基的制备 根据上述检测结果,配制弹性模量为0.5 kPa所对应的单丙烯酰胺和双丙烯酰胺混合液[11]。22 mm × 22 mm盖玻片表面均匀涂抹3-氨基丙基三甲氧基硅烷后浸泡在0.5%戊二醛溶液中,30 min后清洗、晾干,并在玻片表面涂硝化纤维以增加黏性。盖玻片均匀铺被25 μL混合液后加盖经二氯二甲基硅烷预处理的18 mm×18 mm盖玻片。待聚合完成后,暴露水凝胶并紫外消毒。将200 μL sulfo-SANPAH(50 mmol/L,pH=8.5)均匀滴在水凝胶表面,于无菌罩中紫外光活化5 min。将0.2 mg/mL的I型胶原蛋白均匀铺在水凝胶表面,0.2 mg/mL的I型胶原蛋白包被玻片作为对照组。 1.4 tsUC的建立与鉴定 从健康新生儿脐带中分离出UC,进行体外培养、扩增,用流式细胞分析仪(BD,美国)测定各类抗原的阳性率[6]。细胞融合率60%时,用含4 μg/mL聚凝胺的tsSV40LT病毒悬液对细胞感染48 h,并根据前期研究方法对细胞进行鉴定[7-9]。将感染成功的tsUC置于33℃培养箱中,余培养条件同UC[12]。 1.5 实验干预及分组 实验按培养温度和培养基弹性模量分为3组:UC+NT+glass组(A组)为玻片上常温培养UC;UC+NT+0.5 kPa组(B组)为0.5 kPa的PA水凝胶上常温培养UC;tsUC+MHT+0.5 kPa组(C组)为0.5 kPa的PA水凝胶上亚低温培养tsUC。各组细胞(5×103个/mL)均加入含有10%胎牛血清的DMEM培养基,置于含5% CO2的培养箱中培养,并定期在相差显微镜(Optic BD200-PH,美国)下观察细胞的生长情况和形态变化。 1.6 细胞免疫荧光 各组细胞培养7 d后进行免疫荧光染色以检测细胞分化情况。加入羊抗大鼠β-tubulin Ⅲ一抗和荧光标记的二抗,细胞核DAPI染色,于倒置荧光显微镜(Leica DMI4000B,德国)下观察。随机取10个位点计数,并计算各组阳性细胞占细胞总数的百分比,即为近似分化率。应用Image J软件测量神经元的轴突长度,计算各组神经元轴突的平均长度[13]。 1.7 统计学方法 采用GraphPad Prism 5.0软件进行统计分析,计量资料数据用均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验;计数资料用率表示,组间比较采用χ2检验;以P 0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 tsUCMSCs培养和鉴定 流式细胞分析结果显示,细胞表面标记CD90、CD105、CD73呈阳性表达,CD34、CD116、CD19、CD45、HLA-DR呈性表达。感染成功的tsUC呈漩涡状生长,类似于UC,形态多为梭形、多边形或成纤维细胞形态,大小均一(图1)。 2.2 以PA水凝胶为基础的细胞培养基 通过力学试验机的测量及筛检,最终得到弹性模量为(0.50±0.03)kPa的PA水凝胶。按相应比例于盖玻片上配制出该弹性模量的培养基。见图2。 2.3 光镜下细胞形态变化 各组细胞均贴于玻片生长,其中A组细胞在7 d内未发生明显变化,B、C组细胞的胞体大致呈圆形或椭圆形,与A组的细胞相比,胞体逐渐变小,并出现长而纤细的胞突。见图3。 2.4 细胞免疫荧光 B、C两组均有β-tubulin Ⅲ表达阳性的细胞,提示分化的神经元细胞;而A组无阳性表达。见图4。B、C组神经元总体分化率分别为11.3%和10.4%,差异无统计学意义(P 0.05)。 2.5 轴突长度分析 B、C两组细胞均有明显突起,B和C组分化的神经元轴突平均长度分别为(262.52±36.16)μm和(229.83±33.95)μm,差异无统计学意义(P 0.05)。 3 讨论 细胞生物力学已逐渐成为医学领域研究热点。在各种内外机械因素影响下,生物学信息可通过力学信号转导作用于人体细胞,影响细胞的生长、增殖和分化[14]。干细胞原位移植后,其周围不同弹性基质可诱导其分化为更接近宿主组织的细胞[15-16]。Engler等[6]研究证实,在弹性模量为0.1~1.0 kPa的培养条件下,间充质干细胞可向神经元分化。本研究以培养基弹性模量这一力学特性为基础,探讨了在模拟正常脑组织弹性模量的培养条件下tsUC向神经元分化的水平。在培养基的制备方面,本研究借鉴了Engler等[6]和Pelham等[11]的方法,根据单、双丙烯酰胺的不同混合比例,制备模拟脑组织硬度的PA水凝胶,并应用力学试验机对其进行检测,保证了培养基弹性模量的精确性,结合细胞培养液,制备二维培养基。 光镜下可见,在弹性模量为0.5 kPa的培养基中,tsUC向神经样细胞变化,胞体变小、胞突伸长,可见典型的轴突,这与相同培养基中UC的细胞形态变化类似,而玻片上的UC无明显形态变化。免疫荧光结果显示,神经元表达只在弹性模量为0.5 kPa的培养基中出现,且tsUC和UC之间无明显差异。上述结果表明,与UC相比,tsUC在亚低温条件下的分化能力基本不受影响,可向神经元分化。由此说明在亚低温的作用下,tsUC的生物力学性能并未发生明显变化。 生物力学在神经组织方面也有重要意义,正常脑组织的软基质能够诱导间充质干细胞向神经元分化,因此模拟脑组织能保证移植干细胞的存活率和分化率。TBI后不仅脑组织的理化性质受到破坏,而且脑细胞原本的力学微环境也发生相应改变,此时脑组织硬度明显增大[19-20],这便影响脑组织的原位细胞以及损伤处移植干细胞的生长和分化水平。本文以细胞生物力学为基础,模拟脑组织弹性模量,证实了亚低温作用下tsUC具有稳定的生物力学性能和神经元分化能力,从生物力学角度为亚低温联合tsUC移植治疗TBI的研究提供了重要依据,并推动该项研究向临床应用的转化。 生物力学论文:基于运动生物力学的人体运动建模方法 摘 要: 针对当前关键帧运动数据捕获方法进行人体运动建模准确度低的问题,提出基于运动生物力学的人体运动建模方法。首先进行人体运动的生物力学数据分析和插值重建;然后构建运动状态方程进行人体运动建模关键数据的捕获和特征分析;最后进行仿真实验,结果表明,该方法提高了人体运动分析的准确率,对运动步行、跳跃、侧手翻等人体运动的重构能力好,结果具有一定的合理性。 关键词: 运动生物力学; 人体运动; 插值重建; 建模方法 0 引 言 人体运动是一个复杂的生物力学系统,对人体运动的建模分析将在指导体育运动训练、计算机游戏开发、虚拟现实仿真、影视特效表演等方面都具有重要的应用价值。对人体运动的建模过程就是对人体运动力学信息进行数据分析和提取的过程,通过捕获人体的运动生物力学数据,进行特征压缩、信息检索和重构,实现对人体运动过程的合成和编辑,达到人体运动骨骼重构的目的,研究人体运动建模方法,在指导运动康复训练方面也有重要意义[1]。 传统方法中,对人体运动建模的方法主要采用关键帧信息提取方法,结合运动图像分析实现人体运动重构[2]。比如,采用曲线简化方法把人体运动过程看作是一条运动轨迹曲线的关键特征点跟踪过程,人体运动的骨段曲线是高维空间中的一个行为轨迹。采用分层曲线方法进行行为重建[3?4],取得了一定的成果,但是方法需要设定关键帧之间的分辨阈值,在存在较大的运动特征扰动干扰下,对人体运动重建的误差较大,人体运动建模的效果较差[5]。 针对当前人体运动建模准确度低的问题,提出基于运动生物力学的人体运动建模方法。仿真实验结果表明,本文提高了人体运动分析的准确率,对步行、跳跃、侧手翻等人体运动的重构能力好。 1 人体运动生物力学数据分析 1.1 人体运动生物力学数据的采集 常用的人体运动生物力学数据采集式有ASF/AMC (Acclaim Skeleton File/Acclaim Motion Capture data),BVH,HTR等,由于人体运动生物力学数据的非线性特性和随机分布性[6],本文采用ASF/AMC的文件格式进行人体运动生物力学数据的表达,采用安装在人体上的生物传感器和振动传感器进行信息采集,设在[k]时刻安装于人体上生物传感器的运动状态信息输出为[ωk=[ωxωyωz]T,]采用加速度计和磁力计计算人体位姿信息的输出为[bak=[axayaz]T,]运动姿态角输出为[bmk=[mxmymz]T。]设参考坐标系为大地坐标系(不考虑磁偏角),则在重力矢量和地磁场矢量的作用下,在人体的生物运动高维空间中,通过精确的姿态估计,得到人体运动的力学测量数据分别为[ra=[00-g]T,][rm=][[hcosα0-hsinα]T,]其中[g]为重力加速度绝对值,[h]和[α]分别为传感器数据随着地磁倾角的随动误差。 当人体在做步行、跳跃、侧手翻等运动时,得到一个封闭人体运动生物力学的空间运动方程组为: 式中:[θ]为人体运动的跳跃倾角;[?]为人体在做跑步运动时的俯仰前倾角;[α]为人体在侧手翻运动中的垂直偏移;[x,][y]为人体运动中姿态的水平和垂直位置;[ωx,][ωy]为非加速运动状态时在坐标系[Ox1,][Oy1]轴的力矩;[δz]为任意姿态时的身体偏角;[e1]为纵向运动的控制误差;[m]为人体的质量;[X,Y]为人体在跑步运动和跳跃运动中的空气阻力、升力、侧向力;[Mz]为俯仰力矩;[Jz]为人体运动中随着坐标系变换的转动惯量;[Jxy]为人体运动空间模型对速度坐标系[Oz1]的转动惯量。 通过上述构建的人体运动空间分布特征方程,进行人体运动生物力学数据捕获,得到步行、跳跃、侧手翻运动下的生物力学数据捕获特征方程描述为: 步行: 通过以上原理,进行人体运动生物力学数据的采集和特征分析。 1.2 人体运动的插值重建 根据上述人体运动方程和数据捕获结果,进行人体运动的插值重建,得到全局搜索下人体运动的生物力学数据观测方程: 式中:[k]为采样时刻;[qk]为[k]时刻人体运动捕获数据在载体坐标系中的姿态分解四元数;[Φk]为姿态转换阵,通过[ωk]计算出两个相邻关键帧的运动数据;[Hk+1]为观测阵,通过[k]时刻得到体运动状态空间的递归值[bak+1]和[ra]或者[bmk+1]和[rm];[εk]和[δbxk+1]分别为人体运动建模过程中的观测扰动;[Ξk]为扰动系数矩阵,通过原始运动序列和重构运动方程得到牛顿力学系数[qk]。 在人体运动状态方程重构中,采用姿态解算方法得到非线性运动姿态数据的表达方程: 为保证观测方程线性,通过二次滤波得到人体运动生物力学的捕获数据[bak+1]和[bmk+1,]由QUEST算法或者高斯牛顿迭代算法计算得出。读取穿戴在人体身上的传感器数据进行误差分析,通过插值重建方法[7?8],在观测空间中得到人体运动特征信息的卡尔曼方程: 若人体的姿态变换过程中力学分解具有非线性,采用四阶龙格库塔法求解人体姿态变换的力学分解过程为[qi(t1)=[w1,x1,][y1,z1],][qi(t2)=[w2,x2,][y2,z2]],上述分解过程表示为两个单位四元数,[θ]为采样骨骼点的夹角,表示为: 球面线性插值输出的姿态变换信息能合理反应人体运动的生物力学信息,由此实现人体运动建模力学重构。 2.2 人体运动建模实现及质量评价 用重建误差表示人体运动建模的约束指标。重建误差为原始运动序列和重构运动序列的平均运动力学矢量度量。利用加速度计和磁力计计算含有[n]帧数据的原始运动片段[om,]以[om]的骨骼生物力学作为采样点,采用运动数据插值拟合方法重建得到重建运动片段[rm。]考虑各肢体部位的速率之差,设[om,][rm]分别为原始运动序列和重构运动序列,其关节作用力矩的序列长度均为[n,]得到人体力学重构误差定义为[9?10]: 式中:[Dp(om,rm)]描述人体运动过程中相对于世界坐标系的姿势位置误差;[Dv(om,rm)]表示关节速率之差;[u]为更新的步长。 根据前期的试验可知,关节速率之差所占比例很小,所以本文设为1,由此得到人体运动建模的重构生物力学方程为: 3 实验结果与分析 将加速度计、振动传感器和力学传感器佩戴在人体上进行原始的生物力学采集,采用步行运动、跳跃运动和侧手翻运动三种运动行为方式进行人体运动建模分析,当地地磁场强度为[h=0.45 gauss,]最大迭代次数设置为5 000。将分层曲线拟合方法、帧序列重构法、遗传算法和本文方法进行对比,进行人体运动建模,得到的结果如图1~图3所示。 由图1~图3得知,采用本文方法进行运动建模,能比较好地重构原始运动,本文方法能准确提取出边界帧,使得原始运动和重构运动差别较小。 不同方法进行人体运动建模的重建误差曲线如图4所示。分析得出,本文进行人体运动建模的重建`差远远低于传统方法,得到最优重建误差,表明本文方法进行人体运动建模具有合理性。 4 结 语 通过捕获人体的运动生物力学数据,进行特征压缩、信息检索和重构,实现对人体运动过程的合成和编辑,达到人体运动重构的目的。本文提出基于运动生物力学的人体运动建模方法,仿真实验的结果表明,本文方法提高了人体运动分析的准确率,可以对各种运动进行有效识别,具有广泛的应用前景。 生物力学论文:躯干不同负重方式对人体步行的生物力学影响 摘 要:研究|干采用不同负重方式时人体行走的步态特征,探讨躯干不同负重方式对步态的影响,为日常行走的负重方式的选择或仿生机器人的设计提供参考。选用10名普通男性大学生为受试者,佩戴特制负重架,分别进行躯干基础负重、躯干前负重和躯干后负重3种状态下的行走,采用Kistler三维测力台、Motion红外高速运动捕捉系统同步采集运动学、动力学数据。结果显示,在行走过程中与后负重相比,前负重显著增加了步宽、重心的水平摆动幅度、踝最大背屈角度、最大伸髋角度、最大伸髋力矩、髋正功、最大伸膝力矩、膝负功,显著减小了步长、躯干前后倾幅度、踝最大跖屈力矩。结论认为,人体前负重行走时,具有更小的步长和更大的步宽,会造成更多的能量消耗;躯干的向后倾斜,腰背部肌肉更容易疲劳,长此以往,更容易造成下腰痛的发生;同时,大腿肌肉用力增大,消耗更多的能量,长时间行走,大腿肌肉会更快疲劳;在设计前负重两足步行机器人时也应适当调整相应参数,增大驱动力,满足更多能量消耗。 关 键 词:运动生物力学;负重方式;步行;躯干 负重行走往往发生在人们的日常生活中,如上班、上学、登山、野外拓展、物品搬运、军人行军等。而负重行走时有负重物作用于人体,身体和重物的总质心必然会发生改变,从而人体会做出一系列的身体姿势调整,来保持身体的平衡及稳定[1]。长期负重行走,易导致足底损伤、应力性骨折、下肢关节疼痛和腰背肌肉损伤等[2-4]。对不同负重方式步态变化研究,可以更深入认识脊柱的稳定控制机理以及下肢关节的力学行为,进而减少损伤[4-7]。 现在,很多搭地铁、公交车的人,为了安全,会把双肩背包反过来背,放在胸前,相当于躯干前负重,而长期胸前负重是否会对身体有所影响呢?近年,两足步行机器人大量涌现,模仿人类对平衡稳定性的控制,机器人完成行走、站立等各种动作,均需要身体各部分的复杂配合;机器人在完成负重行走时,躯干和下肢的驱动模式也是不同的,比如胸前搬运重物行走、背负飞行器行走,而对人体负重行走的运动学和动力学分析,对于两足步行机器人的设计具有重要意义。 目前,国内外关于人体负重行走的生物力学研究还多集中于背部负重行走,有关躯干前负重行走步态的研究较少。躯干前负重步行方式,为保持行走的平衡和稳定,其步态必然会做出相应调整。本研究旨在对躯干前、后负重方式下的步态特征进行生物力学分析,用可靠的运动学、动力学参数来评价两种负重方式,一方面可以为仿生机器人的设计和控制提供依据,另一方面也对日常背包方式的选择、登山拓展负重方式以及军队负重行军等方面具有重要意义。 1 研究方法 1.1 受试者 10名普通男性大学生年龄:(22.8±1.9)岁;身高:(174.1±3.1)cm;体质量:(67.1±6.2)kg,均习惯穿欧码42的鞋,实验前24 h内未进行剧烈活动,且无神经系统和运动系统疾病。 1.2 数据采集与处理 本研究通过特制的负重架来改变负重方式(见图1)。负重架自重9.5 kg,前部扶手部位可固定受试者上臂运动,前后可固定杠铃片以制造负重效果同时改变前、后负重方式。受试者分别完成基础负重(仅佩戴负重架)、前负重(在负重架前方固定10 kg杠铃片)和后负重(在负重架后方固定10 kg杠铃片)3种方式行走。 采用8镜头红外高速运动捕捉系统(Motion Analysis Raptor-4,USA,200 Hz)与三维测力台(Kistler 9281CA,Switzerland,1 000 Hz)同步采集步行中的\动学、动力学数据。受试者身上共贴29个反光标志点(头顶点、头前和后点、右侧肩胛下角、第4、5腰椎之间、两侧肩峰、两侧肱骨外上髁、两侧尺骨茎突和桡骨茎突中点、两侧大腿前侧中部、两侧股骨外上髁、两侧股骨内上髁、两侧胫骨粗隆、两侧内踝、两侧外踝、两侧足尖和足跟)。 测试时,受试者佩戴负重架,双手约束在前部扶手上,距离测力台约10 m,听到口令后受试者在规定速度下((1.5±0.2)m/s)自然走过测试区域(见图2),通过便携式测速系统(Newtest Powertimer,Finland)监控速度,两个测速仪红外发射装置置于测力台一侧,二者间距3 m。在规定速度下,受试者以正常步态、无任何步伐调整并以左脚着在台面上视为一次有效测试,按随机顺序完成3种负重方式下的测试,每种方式下采集3次有效数据。 采集的所有标志点三维坐标采用Butterworth低通滤波法进行平滑,截断频率10 Hz。数据用Cortex2.1.0.1103以及Microsoft Office Excel 2007、MATLAB R2009a等软件进行计算处理。根据标志点坐标建立人体环节坐标系[8],其中膝关节转动中心为股骨内外上髁中点,踝关节转动中心为内外踝的中点,髋关节转动中心根据Bell等[9]的研究计算获得。采用欧拉角的方法计算髋、膝、踝的三维角度,采用逆动力学的方法[10]计算关节的三维净力矩,其中人体惯性参数采用DeLeva[11]修正后的Zatsiorsky-Seluyanovs人体惯性参数。关节功率为关节净力矩与关节角速度的乘积,采用梯形法计算关节功率对时间积分获得关节功。对于下肢关节运动学、动力学参数,本研究仅分析人体矢状面数据,对下肢动力学参数除以体重进行标准化处理,并对各指标按一个步态周期(左足跟着地到左足跟再次着地)进行标准化处理。 组间参数采用单因素重复测量方差分析进行比较,后续采用LSD检验方法,以P 2 研究结果 2.1 时空参数 前负重行走步长显著小于后负重行走(P 2.2 重心运动特征 前负重行走时重心水平摆动幅度显著大于后负重行走(P 2.3 躯干运动特征 前负重行走时躯干前后倾幅度显著小于后负重行走(P0.05),后负重行走时躯干的前后倾幅度显著大于基础负重行走(P 2.4 下肢运动学、动力学参数 1)前负重、后负重与基础负重行走时踝关节在矢状面的运动学、动力学参数检测结果(见表4)表明,与后负重相比,前负重行走时,角度最小值(踝最大跖屈角度)显著减小(P 不同负重状态行走时踝关节在一个步态周期内的矢状面角度、力矩、功率变化曲线如图3所示。 力矩、功率(n=10人) 2)前负重、后负重与基础负重行走时膝关节在矢状面的运动学、动力学参数结果(见表5)表明,与后负重相比,前负重行走时,角度最大值(膝最大屈角)显著增大(P 不同负重状态行走时膝关节在一个步态周期内的矢状面角度、力矩、功率变化曲线如图4所示。 力矩、功率(n=10人) 3)前负重、后负重与基础负重行走时髋关节在矢状面的运动学、动力学参数结果(表6)表明,与后负重相比,前负重行走时,角度最大值(最大屈髋角度)显著减小(P 不同负重状态行走时髋关节在一个步态周期内的矢状面角度、力矩、功率变化曲如图5所示。 3 讨论 1)在本实验中,前负重行走时,步长显著减小,步宽显著增大,步宽相比后负重行走与基础负重行走分别增加了28.69%、32.50%,因为本研究控制了步速,受试者为了保持固定的行走速度,通过步长的减小和步宽的增大来提高行走的稳定性,而后负重行走与基础负重行走在步长和步宽上差异没有显著性,说明后负重行走所带来的人体失稳的效应不如前负重强。 Donelan[12]认为,更大步态参数的变化会导致更多的能量消耗,例如减小32%步宽变化率,将会减小5.7%的能量消耗,分析其原因,步宽变化率的增大会增大每一步之间的转换所需要的能量,而积极的稳定需要适度的代谢成本。因此本实验中,前负重行走时,更大的步宽意味着有更大的能量消耗。有文献指出,步宽会随着负重的增加而增加,以加强行走的稳定性,这与本实验的研究结果相同。Menz[13]认为增大步宽可以避免将身体的线性动量转化为角动量影响躯干的稳定性,保持平衡。因此在设计前负重机器人的时候,适当减小步长,增大步宽,可以提高步态的稳定性,同时应加大驱动力,满足更多的能量消耗。Attwells等[14]通过实验证实,较高的载荷会使步长减小,这与本研究结果基本相同,前负重行走时步长显著小于基础负重行走,后负重行走步长小于基础负重行走,但不显著,推测当后负重重量增加,差异就会更加明显。也有学者认为负重对于步长的影响较小[15-16],这可能与本实验对步速进行了控制有关。 前负重和后负重行走时支撑相百分比均大于基础负重行走,表明负重这一干扰因素会造成支撑期的增长和摆动期降低,这与Charteris[17]的研究结果相同。这是因为人体在负重过程中随着负重的增加,势必会利用更多的支撑相来维持稳定,而减小摆动期,由于摆动期的比例降低,摆动腿加速摆动着地,势必会造成步长的减小,这些变化使人体加快形成一个动态平衡体系。前负重和后负重的支撑相百分比没有差异,说明这两种负重状态并不会造成支撑相和摆动相的改变。提示在机器人仿真研发中,负重增加时,应该相应延长支撑相,而前负重和后负重时,不用改变机器人的支撑相和摆动相。 2)在本实验中,前负重行走会增大重心在水平面内左右方向的偏移,而后负重行走减小重心在水平面内左右方向的偏移,表明前负重行走时身体重心更趋于不稳,而在后负重行走时具有更强的稳定控制能力。分析其原因,可能是由于前负重行走时,躯干的旋转幅度增大,从而造成了重心左右摆动增大,也可能是由于下肢各关节的角度、力矩发生改变,致使重心产生波动,还可能与下肢各关节额状面和冠状面的运动学、动力学参数的改变有关。 3)在本实验中,躯干的不同负重方式造成了完全不同的躯干运动特征,前负重时,身体和负重物的总质心会向前方偏移,因此躯干通过后倾调整总质心位置,保持稳定,在本实验中,前负重时躯干始终处于后伸位;而后负重相反。前负重行走时躯干的前后倾幅度显著小于后负重,与基础负重行走相比没有差异,而后负重行走时躯干前后倾幅度显著大于基础负重行走。 Kinoshita[15]就不同负重方式对行走步态的影响研究发现,背部背包造成躯干更大的前倾,而躯干前后均匀负重可以大大减小不必要的前倾,并且更接近于正常行走,而本研究中前负重行走时躯干的前后倾幅度显著小于后负重,更接近于基础负重的行走,而后负重行走时躯干的前后倾幅度显著大于基础负重行走,这一结果,与Kinoshita就不同负重方式对行走步态的影响的研究结果一致。从解剖学的角度来分析,躯干后伸的能力本身就小于躯干前屈的能力,而前负重躯干又处于后伸位,因此相比后负重,躯干前后倾幅度会减小;另一方面,前负重时,躯干处于后伸位,此时躯干周围肌肉收缩力更强,放电更多,具有更好地稳定控制能力,但长时间的话,躯干的肌肉更容易疲劳。 Zetterberg等[18]研究证明,躯干试图前屈时主要是腹侧肌活动较强,背侧肌活动较弱;试图后伸时背侧竖脊肌活动最大,腹侧肌也表现出一定的活动。范帅等[19]研究发现外部负荷大小、位置不同时,躯干的神经肌肉控制也会不同,负荷在身体前方时,腰背肌为主要做功肌,而负荷在身体后方时,腰背肌和腹肌的贡献比率接近相等。因此,在前负重时,腰背肌为主要做功肌,更容易疲劳。本研究在前负重时,身体是处于后伸位的,黄强民等[4]研究躯干在不同位置下负重时的肌电活臃⑾郑外部负重物的位置对躯干稳定性影响较大,尤其在身体后伸位时,负重增加,腰部闪动次数增多,更容易造成下腰痛的发生。 前负重时,躯干会有更大的后倾角度,而后负重时躯干会有更大的前倾角度,躯干角度的相应调整的目的,均是使其重心更加靠近支撑面中心,提高步态稳定性,同时也可减小外部负重物的偏心力矩的作用。这也说明躯干的前倾和后倾对于保持步态稳定性具有重要意义。这也提醒我们,当机器人在进行前负重或者后负重的行走时,需要躯干的运动特征进行相应的调整。 4)在本实验中,前负重和后负重两种行走模式之间比较下肢各个关节角度、力矩后发现,在支撑末期,外部力矩使踝关节背屈逐渐增大,因此踝关节内部产生逐渐增大的跖屈力矩与之对抗,此时踝关节的跖屈力矩与踝关节的跖屈肌结构的被动拉长有关,而前负重行走时,踝关节最大背屈角度显著增大,最大跖屈力矩均显著减小,说明踝关节周围肌群收缩减弱。髋关节最大屈曲角度发生在摆动末期,随后脚跟着地,髋关节产生伸肌力矩拉动身体质心向前,此时髋关节的伸肌力矩与髋关节伸肌的向心收缩有关,而前负重行走造成髋关节最大屈曲角度显著减小、最大伸髋力矩显著增大,说明伸髋肌群收缩加强。 关节净力矩是与肌肉作用效果等效,肌力矩所做的功将影响系统的机械能,当关节净力矩与关节角速度方向相同时关节功率为正值,肌肉向心收缩做正功,意味着能量被肌肉产生出来并向肢体传递;当关节净力矩与关节角速度方向相反时关节功率为负值,肌肉离心收缩做负功,这时外力对肌肉所做的功为总功,意味着能量由肢体环节流向肌肉,被肌肉吸收。行走时负功主要使肢体在抵抗重力时吸收能量,正功使人体向前运动,不管是正功还是负功,肌肉收缩都要消耗能量。在支撑相的初期即足触地的缓冲阶段,外部力矩要让膝关节屈曲的时候,膝关节内部产生一个很大的伸膝力矩,与关节角速度方向相反,膝关节周围肌肉做负功吸收能量,前负重行走时的伸膝力矩最大值以及膝关节负功显著大于后负重行走,这可能造成膝关节承受更大的冲击力,膝关节损伤风险增大,同时伸膝肌群离心收缩更大,吸收更多能量,更容易疲劳。而在离地蹬伸阶段,力是通过下肢各关节肌肉收缩释放,肌肉做正功,其中髋关节做正功最多,释放能量最多,贡献最大。而前负重造成髋关节做正功显著大于后负重行走,伸髋肌群收缩更大、用力更多,可能造成髋关节蹬伸肌群更容易疲劳。因此在设计前负重机器人的时候,应加大下肢的驱动力,满足更多的能耗。 在设计前负重的机器人或者进行机器人前负重的时候,应该适当减小步长,增加步宽,躯干适当向后倾斜,从而增加稳定性,同时应加大下肢的驱动力,满足更多的能量消耗。对比躯干前、后负重的步态,人体前负重行走时,具有更大的步宽,会造成更多的能量消耗;而躯干的向后倾斜,长时间下去,腰背部肌肉更容易疲劳,更容易造成下腰痛的发生;同时,大腿肌肉用力增大,消耗更多的能量,长时间行走,大腿肌肉会更快疲劳。因此,建议日常生活中负重尽量选择在背部。
1845年,德国人生产出第一件混凝土预制构件,至此开启了装配式建筑的发展历史。装配式建筑就是建筑物的构配件在工厂里生产,运输到现场组装,建造房屋像搭积木一样。这种建造模式改善了工人的劳动环境,提高了工程施工质量,减少了环境污染,提高了建造速度。我国2015年出台的《中共中央国务院关于加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出,“力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”,根据政府对建筑业的发展计划,国家电网也提出了工业化、模块化、标准化的装配式是今后电力工程建设发展的主要方向。 1建筑装配式在变电站工程中的应用 1.1在变电站建筑上的应用 建筑装配式也被称为“PC建筑”。其基本的表现形式为工厂预制PC建筑构件,现场组装拼接。安装现场如同工厂生产线的延续,工人按照标准化、精细化工艺进行安装,提升了工程精细化程度。PC装配式建筑在20世纪初期已被欧美及日韩等发达国家广泛使用,并形成了一整套完整的建筑体系及产业化渠道。2000年以后,国内的变电站开始尝试着将装配式结构应用到变电站中,之后全国各省的电网均有数个装配式变电站投入建设。2010年以后,福建省的部分地区也开始建设一批装配式变电站的试点工程,在不断摸索中,也积累了很多经验和成果。装配式工程的建筑主体结构大部分采用钢结构,墙体多采用ALC板(蒸压加气混凝土墙板)或AS板,工程应用中明显缩短了建设周期,提升了经济效益,填补了福建电网在装配式变电站建设方面的空白,同时也为深入贯彻福建电网关于建设绿色电网指引了方向。尤其是在城市户内变电站中的应用是非常广泛的。城市户内变电站选址位置特殊,有些变电站处在城市的黄金地带。鉴于城市用地紧张,变电站的设备都放置在一栋建筑物内。施工阶段,按照以往的传统建造方式,工期较长,施工噪音大,施工引起的粉尘对周边的居民生活干扰较大。建造方式改为装配式建筑后,大大缩短了建设工期,同时减少了对周围环境的污染以及对居民的干扰。装配式变电站的建筑外墙板经过应用后证明,选用AS(纤维混凝土轻型方孔板)装配式墙板比较经济合理,这种AS墙板的保温、隔热、防火性能均较好,耐火极限最大可达4.5h。同时墙板的装饰性也很好,外墙AS板外观可以达到清水混凝土的质感,也可以做成有其他质感的外观效果,质感厚重大气,可以直接作为外墙体和外饰面使用,不需要做外装饰处理。这种AS墙板由于防水防火性能优越,也可以用于装饰露天防火墙和围墙。 1.2在变电站围墙上的应用 以往变电站的围墙有实体围墙和镂空的铁艺栏杆围墙两种方式。实体围墙传统上都是采用实心砖砌筑或者大砌块砌筑的,外观不具备装饰性,表面必须做二次抹灰粉刷处理。这样的施工工序费时又费工,表面的粉刷层在现场湿作业施工时,施工质量很难控制,时间久了,外饰面还会出现裂纹,影响观感。而装配式混凝土预制板,在质量上和工艺上已经有了很大的提高,工厂化生产、模具精度提高,使得构件的尺寸精准、外观美观平整光滑。外表工艺程度已完全达到清水混凝土的观感效果。同时,混凝土预制板围墙的厚度更加薄,预制混凝土板运输到现场后,仅需拼装、插接就可以完成作业,达到使用要求。不需要做表面处理,避免了现场的湿作业。这种装配式建筑围墙强度满足要求,施工时间不受天气的影响;工期短,装配式建筑的优势得到了充分体现。同时,围墙作为模块化设计,模具类型不多,个性化的模块较少,非常适合工厂预制生产。实际工程中,装配式围墙的应用越来越多,外观和质量都得到一致的认可。 1.3在变电站站内沟道上的应用 变电站内的传统沟道结构都是砖砌、素混凝土现浇或者是钢筋混凝土现浇的方式。现场砌筑工序作业时间久。由于整个变电站场地都铺设着电缆沟,施工作业面比较大,与其他施工作业交叉干扰,所以往往影响到整个工程的施工工期。砖砌的和素混凝土砌筑的沟道,壁厚受材料制约,都比较厚。目前我国土地资源紧缺,变电站围墙内的整体布局不断优化整合,围墙内的用地越来越小。在这样的环境下,厚的沟壁占用空间多,显得不是很经济合理。然而,装配式的电缆沟道,在沟壁的厚度上做了很好的改进。同样宽度和深度的电缆沟,沟壁厚度仅为原来沟壁厚度的1/3~1/2.装配式电缆沟沟壁及底板均为钢筋混凝土结构,沟道的整体强度和安全性均达到计算要求。装配式电缆沟道按照同一种长度,不同的宽度、深度规格,仅有少量的不规格长度,在工厂里用模具,事先大批量预制好,直接运输到现场拼装。施工现场作业时间短,这样不会影响施工现场其他工序的作业,同时,在进场时间的安排上也更加灵活。在装配式电缆沟道图纸设计阶段,沟道壁上的留孔、留洞的位置都必须事先确定好,在工厂里预制时,尽量把这些留孔、留洞预留好,避免现场打洞破坏沟道的受力结构。福建南平地区的同心220kV变电站,工程中就采用了这种预制的装配式电缆沟,有效地缩短了工期。实际现场做好的装配式沟道,在外观和质量上都符合设计要求。 2建筑装配式运用中存在的问题 2.1外挂墙板的防火、防腐、隔音、保温、抗压问题 预制的墙板由于本身材料的组成和厚度,要在能保温隔热情况下,还要同时满足防火、防腐、抗压的性能,与传统的砌体相比,需要考虑更多的处理方式。 2.2设计难度较大 目前国内还没有完整的装配式建筑的规范指导体系,基本上还是沿用传统的现浇混凝土结构,这种结构体系在国内已经非常成熟。而装配式建筑的设计还处在发展阶段,从项目的全寿命周期出发,要想降低工程成本,必须配合BIM技术,这些对于设计来说是有一定难度的。 2.3运输安装问题 由于装配式建筑的建造流程是工厂预制,现场拼装。工厂里预制的大尺寸预制构件,在工厂和施工现场之间的转移需要启用大型运输工具和起吊安装设备,对于经济不发达地区,设备的租用等会无形增加工程成本。 2.4工程投资受装配率的影响,经济优势不明显 目前,我国建筑市场上做预制构件的厂家并不是很多,价格上还没有太大的竞争力。同时,在运输工具和安装设备上资金投入较大。并且,从设计初期,构件厂、水电专业、施工方都必须提前介入。在整个工程的装配率不是很高的情况下,人工成本、建筑耗材等的节省不是很明显,但是又必须由拥有较高技术水平的专业人员来完成,这些都增加了工程造价。 3结束语 装配式建筑是绿色生态发展在建筑业中的一个体现,也是节能减排的时代要求。我国的装配式建筑在整个建筑业里的占有率同西方发达国家相比偏低。当今,国家出台激励政策,提倡建筑业转型升级,大力推广建筑工业化。这正是一个契机,响应国家政策,投入人力、物力深入研究,解决装配式建筑存在的实际问题。目前全国以及福建一些地区的变电站中,已建有一批代表性的预制装配式工程项目和示范工程。未来工业建筑的工业化、装配化、模块化是必然的发展趋势,会以质量和效益为中心发展方向,也是变电站工程发展的终极目标。因此,建筑装配式在变电站工程中的应用前景十分广阔。
摘要: 分析了高分子材料智能制造技术专业教材现状,提出了专业模块化课程体系构建思路。以《高分子材料加工工艺》教材为例,从新形态教材建设体制机制构建、新形态教材开发“五融合”实践探索,探讨了校企“双元”新形态教材开发路径,以期为高职化工及材料类专业课程教材改革提供参考。 关键词: 高分子材料智能制造技术;校企“双元”;新形态教材 “三教改革”已经成为新时代高职教育提高人才培养质量的必然选择,教材是人才培养的载体,是教学的基本蓝本,教材质量是影响人才培养质量的重要因素。《国家职业教育改革实施方案》提出“建设一大批校企‘双元’合作开发的国家规划教材,倡导使用新型活页式、工作手册式教材并配套开发信息化资源”[1]。2020年教育部、国家发展改革委员会等九部门发布的《职业教育提质培优行动计划(2020-2023年)》明确提出“对接主流生产技术,注重吸收行业发展的新知识、新技术、新工艺、新方法,校企合作开发专业课教材。根据职业院校学生特点创新教材形态,推行科学严谨、深入浅出、图文并茂、形式多样的活页式、工作手册式、融媒体教材”[2]。校企“双元”新形态教材的开发契合职业教育发展趋势,对于促进职业教育内涵式发展,深化职业教育改革和提高人才培养质量乃至形成具有中国特色的职业教育范式、彰显文化自信都具有重要意义。新材料领域高职教育发展趋势要紧跟产业升级、人才培养、信息技术发展等方面需求,瞄定“三育融合(专业能力、创新能力、思政能力相融合)”目标,校企“双元”推进新形态教材开发,其具体路径设计主要基于OBE成果导向教育思想,强调学习成果的达成,按照OBE原理,根据反向设计原则构建模块化课程,开发新形态教材,可有效将社会需求传导至课程之中。 1高分子材料智能制造技术专业教材现状分析 高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维、粘合剂、涂料以及在交叉领域的复合材料)是任何行业不可或缺的,小到穿衣吃饭、电脑手机,大到建筑楼房、航空航天、军事装备等。新经济对高分子材料智能制造技术专业人才的需求日益旺盛。我国高分子材料智能制造技术专业教材建设的研究和开发相对发达国家的高职教育以及国内其他高职专业还存在一些不足,具体表现在: 1.1教材建设缺乏标准与系统设计 职业教育专业课教材的开发应遵循“专业教学标准——课程体系——课程标准——课程设计——教材开发”路径,教材开发应以专业教学标准和职业标准为基本依据[3]。目前高分子材料智能制造技术专业相关课程的教材内容自成体系,缺乏统一标准,适用性不强。客观上,高分子材料智能制造技术专业在校生规模不大,教育部门和学校重视程度不够,专业教学标准亟待完善;主观上,大多数老师开发教材时忽视专业教学标准,专业课教材建设缺乏系统设计和清晰的开发思路,教材之间内容重复、衔接不够现象依然存在,课程内容在不同教材中反复出现的现象比较普遍,教材内容理实融合、产教融合不够,“学科知识体系”与“职业实践体系”二元对立。 1.2教材立体化、信息化不够 随着信息技术与教育教学的融合不断深入,线上与线下相结合的混合式教学模式深入人心,教学信息化的加速发展对教材的呈现形式提出新的挑战[4]。高分子材料智能制造技术专业课教材的呈现形式较为单一,仍然以纸质化的教材、辅导材料等为主,其教材多借鉴于本科传统教材,或者在本科教材基础上进行所谓职业化的改编,甚至直接采用本科教材,真正符合高职教育特点的立体化教材明显不足。传统教材在知识技能信息的传输上效率较低,不利于教师组织教学,无法满足学生自主学习和多样化学习的需求,由此,新形态教材应运而生。新形态教材开发涉及到很多信息化新技术,比如新课件制作软件、微课制作技术以及录屏软件等,对计算机信息技术比较依赖。而担任高分子材料智能制造技术专业课的教师计算机技术的应用水平不高,整合资源搭建团队能力也不够强,很多学校团队协同开发新形态教材的氛围不浓。尽管近年来数字化教学资源库不断建立,但普遍存在形式单一、内容陈旧、交互性不强、体验感差等缺陷,还未形成整体的系统化体系,教材立体化、信息化不够。 1.3教材内容与职业证书制度衔接不够,缺乏行业融入 目前高分子材料智能制造技术专业应用的新形态教材,其内容大部分是由任课教师根据课程内容,外加部分的实训岗位技能综合,通过撰写讲义或者教材,单打独斗编辑而成,缺乏行业企业专家参与。“产教融合、校企合作”的意识不强,畏难情绪较大,不能充分发挥行业企业在教材设计与开发过程中的作用。教师在撰写讲义时所针对的对象、设备和技术都具有很大的局限性,教材建设存在与企业生产实际脱节、内容陈旧且更新不及时等缺陷,一些国内外行业发展的新技术、新工艺、新装备、新材料、新案例也无法及时反映到教材中来。同时,专业课教材内容也与职业技能等级证书培训内容之间缺乏有效衔接,甚至相互孤立,职业技能等级证连接“专业”与“职业”之间的桥梁作用发挥不够,无法实现“课证融通”[5]。 2高分子材料智能制造技术专业模块化课程体系构建 2.1搭建对接职业标准和课证融通的“三层两贯穿”模块化课程体系 对接高分子材料智能制造领域中的新技术、新工艺、新产品,融入价值观教育、人文与科学素养教育、劳动教育、创新创业教育、职业资格证书培训。重构模块化“1+X”职业技能等级证书(助理高分子材料工程师、塑料制品成型制作工、助理合成材料测试师)融合的“三层两贯穿”模块化课程体系(如图1)。将“三育融合”“课证融通”贯穿人才培养全过程,实现职业技能和职业精神培养并重、学历证书和技能等级证书高度衔接统一。 2.2重构基于典型工作任务的模块化课程内容 调研高分子材料行业企业,梳理高分子材料智能制造技术专业从业人员所从事岗位的典型工作任务,解构岗位技能,整合专业与职业新体系,重构单元与模块新体例,融入行业与企业新动态,根据初级、中级、高级职业岗位任职资格标准要求,重构模块化课程内容。模块化课程构建遵循成果导向(OBE)原理,即反向设计原则,以岗位面向为最终产出,反向构建支撑它的核心能力,所有的核心能力支撑岗位面向,培养规格支撑核心能力,课程体系支撑培养规格。 2.3制定与模块化课程匹配的课程标准 依据高分子材料行业企业岗位任职资格标准(包括所需专业能力、素质要求和职业技能),校企联动制定与模块化课程匹配的课程标准。课程标准的基本内容主要包括课程基本信息、课程性质与任务、课程目标与要求、课程结构与内容、课程实施与保障、课程考核与评价六个部分。课程结构按照课程目标和涵盖的工作任务要求,确定模块化课程的内容,明确学生应完成的工作项目或任务,以及应获得的素质、知识和能力,充分体现课程内容与职业工作相匹配,以职业技能等级证书考核标准为参照制定课程标准。 3高分子材料智能制造技术专业校企“双元”新形态教材开发路径 3.1新形态教材建设体制机制构建 以服务高分子材料智能制造技术专业学生为中心,围绕职业能力培养这一核心目标,聚焦行业新技术,组建新材料领域教材开发协作共同体,形成“校-校-企”联合开发团队。通过走访、调查协作共同体、相关高职院校,梳理校企“双元”新形态教材开发中存在的问题、经验及措施,探索教材开发校企深度融合机制,建构校企双元合作开发新形态教材建设动力协调机制、立项遴选工作机制、建设标准和考核评价机制、新形态教材质量的监控与管理机制(专家审议制度、选用审批制度以及质量评议制度)、新形态教材建设成果激励机制等。 3.2新形态教材开发“五融合”实践探索 探索教材开发与产业发展融合实践、教材开发与岗位工作需求融合实践、教材开发与专业课程思政资源挖掘融合实践、教材开发与教学模式改革融合实践、教材开发与信息技术发展融合实践,促进教材开发模式“三转”,即:教材建设出发点从“以教师为中心”转向“以学生为中心”;教材框架内容构建从“以理论知识构建为重点”转向“提供课程教学活动全过程服务资源建设为重点”;教学组织应用从“以教为主”转向“以在线开放课程系统平台”为基础的“线上线下”多维、立体化混合式学习活动为主。注重将职业素养习得部分、专业技能训练部分与技术理论知识的学习相结合,促进教材呈现形式“三融”,即:知识传授和价值引领融合、技能训练和素质培养融合、数字资源与纸质教材融合。 3.3新形态教材开发的具体路径设计——以“高分子材料加工工艺”课程为例 基于OBE成果导向教育思想,坚持“工学结合、学做合一”原则,邀请岗位专家围绕课程对应的岗位,通过岗位需求工作任务分析明确学习成果(职业能力培养目标),对接工作任务和职业能力,将职业标准、岗位(群)要求、工作流程、典型案例等纳入教材内容,梳理技术理论知识、技术实践知识和思政素养知识,进行课程模块化设计,重构符合技术技能人才成长规律课程内容体系(学习任务),形成职业能力清单,对职业能力清单进行教学化处理,进而以职业能力清单作为整本教材的基本结构。校企共同开发对接行业企业新技术、新工艺、新流程、新规范的新形态一体化教材。高分子材料加工工艺新形态教材开发路径见图2。 4结束语 《国家职业教育改革实施方案》为高职教育教材改革指明了方向。但是目前国内出版的高职新形态教材还很少,新形态教材开发过程中的一些问题还没有得到解决。探索高分子材料智能制造技术专业新形态教材开发应在保持知识体系完整的同时,将知识与技能单元碎片化、模块化,遵循“工学结合、校企双元”原则,高度契合行业和岗位需求。同时需要教师从传统教材的思维中跳跃出来,重新进行教学设计,将教材知识点、技能点与数字化教学资源相融合,同时借助在线学习平台开展线上线下混合式教学。 作者:童孟良 唐淑贞 刘绚艳 单位:湖南化工职业技术学院 化工学院
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的核心[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的核心区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业核心竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号: 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其核心部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
食品科学论文:食品科学中纳米技术探讨 1.微乳化技术和纳米胶囊制备技术 所谓的微乳液,就是通过将两种互不相溶的液体形成的吉布斯自由能最小、状体均匀并且稳定,各向同性、粒径大小为l~100纳米、外观透明或半透明的分散体系,而制备该微乳液的技术也称为微乳化技术。自从上个世纪末以来,人们加大对微乳理论和应用的研究,并将微乳化技术已应用于纳米颗粒、微胶囊和纳米胶囊的制备。采用纳米技术,将微胶囊制备成具有粒径大小在10~1000纳米尺寸的新型材料。由于纳米胶囊颗粒微小,形成胶体溶液,易于分散和悬浮在水中,并形成清澈透明的液体,从而使所载的药物或食品功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织,进而有利于提高疗效的目的,增加药品生产效率。在食品包装行业,纳米技术的应用最为普遍,并且该技术能给人们带来极大的利益。因为,在包装材料过程中,只需加入一定的纳米微粒就能够有效地增加包装材料的抗菌性能与密封效果,从而更好地为食品包装提高质量安全保障。同时,在冰箱制造行业也能看到纳米技术的应用情况,通过纳米技术能够有效地生产出一些抗菌性的冰箱,从而满足人们日常生活需求。此外,由于纳米材料的尺寸微小(纳米级别),并体现出特殊的功能,在食品包装过程中加入一定的纳米微粒有利于改变对现有包装材料的性能,从而进一步保证食品的安全。甚至已有不少人研究纳米技术在玻璃和陶瓷容器等领域的应用,通过加入纳米颗粒,可以有效地增加了脆性材料的韧性与强度,还可以有效地吸收紫外线防止塑料包装由于时间过长而出现老化、变质等现象,进而增加食品包装的使用寿命,促进食品包装行业的发展。 2.纳米技术在超细微粒和纳米粒子制备中的应用 在当今的高新技术研究领域中,超细微粒尤其是纳米粒子已经成为人们研究的热门方向,并是当今急需加大研究投入的领域。经过超细化处理后的物质,粒子之间的接触面积增大,比表面积也大大增加,界面能显著提高,表面能会发生巨大变化,从而显现出独特的物理与化学性能。通常情况下,制备超细粒子的方法为超细碾磨法,例如市场上比较普遍的具有强抗氧化性的超细绿茶粉与具有强结合水能力的超细面粉等。研究表明,粒子越小越有助于人体的吸收消化,约1000纳米的超细绿茶粉呈现出较好的营养消化和吸收率,其营养价值大大超出普通的绿茶粉。又近年来迅速发展起来的新技术——超临界流体制备超细微粒技术,也属于纳米技术制备超细粒子的范畴,该技术可以较准确地控制结晶过程,对粒子尺寸进行精确的控制,从而生产出的超细微粒粒径小且粒度分布均匀,该技术在医疗药物制造行业较为普遍,具有诱人的应用前景。 3.纳米技术在食品检测中的应用 随着计算机技术的飞速发展,使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展,并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术,采用选择性结合靶分子的生物探针,对食品进行安全监测的技术。因为,纳米材料本身就是非常敏感,对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏,将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合,可以制备新型的传感器件,并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合,可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来,人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如,在传统的检测领域,尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌,从而无形中增加监测步骤,同时过程繁琐而费时费力,然而,利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器,不仅能够大大减少检测所需的时间,还可以提高检测的灵敏度,进而提高监测效率与精确度。 4.结语 综上所述,由于纳米材料发展比较晚,各方面的研究还不够完善,纳米技术也存在一些不足和缺陷。但是,这并不影响纳米技术在食品工业中的应用,随着人们对纳米技术研究的不断深入,我相信在不久的将来纳米技术将会引发一场新的食品科学的革命,为食品行业带来巨大的经济效益与发展空间,也会使人们的饮食结构和生活方式发生巨大的变化,引领人们走进一个全新的食品行业,进而提在很大程度上提高人们的生活水平。 作者:宋冠岐 单位:沈阳师范大学粮食学院 食品科学论文:食品科学与工程机械教学创新 1合理规划理论教学,精选教学内容 根据山西师范大学的“3.5+0.5”的培养模式和食品科学与工程专业的培养目标,教师在掌握机械基础教学大纲的前提下,明确教学目的、任务和要求,结合学生认知特点和生产实际,精选教材。教材选用魏兵主编的“十一五”国家级规划教材《机械基础》。该课程教学计划安排51课时,课时少,内容广,必须对教材内容进行优化。合理选择教学内容,以“必需、够用”为原则。精讲基础知识和基本设计方法,强化公式应用,弱化公式推导。工程力学主要讲解理论力学和材料力学的基本概念、机械零件基本变形形式和强度计算,熟悉构件的受力分析和计算方法;互换性与技术测量重点讲授极限与配合,紧密联系实际;工程材料主要讲解工程材料的种类、牌号、性能和应用,以金属材料和塑料为主,结合食品行业的发展,增加食品行业当前采用的新材料、新技术和新工艺;机械设计部分包括常用机构、连接、机械传动、轴系,这部分内容和后续课程及生产实际联系密切,工程应用多,属于课程的核心内容,机械传动中的带传动、链传动、齿轮传动突出基础知识和设计方法,强化设计方法和公式应用;机械加工基础以毛坯的制造工艺和切削加工方法为主要内容;液压与气压传动重点是液压传动的原理、组成和特点,常用液压元件的功用及常用的液压回路。介于课程学时少,结合课程的特点,部分教学内容采用自学加辅导或讲座的方式,引导学生多途径学习。 2多种教学方法结合 机械基础课程实践性强,传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法,教学过程中教师和学生之间缺乏互动,学生被动接受知识,学生感到枯燥乏味,不利于学生的学习。采用多种教学方法,激发学生学习积极性,变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动,避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切,采用讨论式教学。理论知识讲解前,选择和生产实际常见的议题,在学生充分讨论后,教师再讲解,调动学生学习的积极性,避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式,达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法,如以齿轮轴为典型案例,通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节,可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起,架起了课程的桥梁,知识结构相互衔接,课程体系更加完善。 3采用多种教学手段提高教学效率 机械基础课程的研究内容比较抽象,相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪[4]。课程学时少,内容多,采用现代教育技术方法,通过运用多种媒体,提高课堂效率,有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时,由于学生没有实际生产经历,缺乏相应的想象能力,采用动画技术,生动形象,让零部件运动起来,使抽象理论直观化;讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时,采用实物、幻灯片、图片展示教学内容,生动形象,增加学生感性认识,拉近书本知识和生产实际的距离,加深学生对理论知识的理解,更好地突出教学重点和难点。 4增加综合设计实验教学内容 课程的实验课时为4学时,传统的实验为认知实验,实验设备是机械基础陈列柜和模型,以演示讲解为主,时间多集中安排在课程中期。改革后,开放实验室,学生自主实验,不占实验课时,时间安排每个模块的理论课讲授之前,学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识,对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容[5]。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分,轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强,涉及内容多,灵活性大,是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程,学生掌握轴系设计的步骤和方法,培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容,学生根据教师的要求,选择传动类型、自行设计传动方案,根据设计方案自行组装,以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验,在创新实验的环节中,学生通过方案构思和改进、实验操作和观察,达到培养创新意识、创新设计能力[6]。 5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节 增加工程训练,训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践,在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足,没有足够的工程训练,现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中,学生学习金属加工工艺知识,自己动手操作各种设备,使用多种量器具,增强动手能力,激发创新欲望,培养创新能力。增加课程设计,时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节,培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周,工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目:一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同,设计方案和设计思路完全由学生组织设计,充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料,能够正确使用国家标准,绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识,掌握机械方面的设计方法和步骤,培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。 6考核方式 改革课程考核方式,实行教学全过程多次考核和考查,提高平时成绩在总成绩中的比例[7]。理论考核采用闭卷考试,成绩占课程成绩的70%;实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容,从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核,注重实验过程和创新能力的考核;工程训练、课程设计单独考核。 7结论 学生实践动手能力、创新能力是人才培训的薄弱环节。机械基础是食品科学与工程专业知识结构中不可缺少的组成部分,通过该课程的教学改革,深化机械基础理论教学与实践教学,加强学生灵活掌握机械工程基础知识、增强工程设计思想、工程试验及设计实践能力,使学生灵活运用机械基础知识解决工程实际问题,启迪学生创新思维,培养学生敢于创新和善于创新的意识和精神[8]。 作者:卫吉良 单位:山西师范大学 食品科学论文:食品科学与工程专业课程体系研究 《粮油加工杂志》2014年第九期 1我国工程教育专业认证概况 为顺应国际教育与科技的发展趋势,培养高素质工程技术人才已成为当前高等工程教育发展中的重点目标。工程教育专业认证制度融入了国际先进的高等教育理念,是提高工程人才培养质量的重要保证,也是我国高等教育参与国际竞争的重要基础。我国的工程教育认证始于2006年5月,由教育部、人事部、中国工程院、中国科协相关行业管理部门和行业协会(学会)代表组成了教育部授权的全国工程教育专业认证专家委员会,2013年1月中国正式提交加入《华盛顿协议》申请,同年6月中国科协代表我国顺利加入《华盛顿协议》,被接纳为预备成员。该协议承认签约国所认证的工程专业(主要针对四年制本科高等工程教育)培养方案具有实质等效性,认为经任何成员国认证的专业的毕业生均达到了从事工程师职业的学术要求和基本质量标准。开展工程教育专业认证旨在构建工程教育的质量监控体系,推进工程教育改革,进一步提高工程教育质量;建立与注册工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系,构建工程教育与企业界的联系机制,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性,促进我国工程教育的国际互认,提升国际竞争力。教育部自启动工程教育专业认证试点以来,专业认证工作的认同度不断提高,越来越受到各高校的欢迎,促进了被认证专业的建设与交流,取得了良好的效果。 2以工程教育专业认证为导向的食品科学与工程专业课程体系建设 目前,高等学校制约工程技术人才培养的因素主要是工程教育与企业需求脱节、缺乏自主性的工程实训平台以及实践教学没有落到实处等。近年来,兰州理工大学食品科学与工程专业以工程教育专业认证的标准为导向,根据社会需求和行业引领,定位专业培养目标;并在此基础上认真梳理了毕业要求和课程体系的对应关系,建立符合认证标准的课程体系;通过持续改进的途径保障教学质量。 2.1核心课程体系优化思路围绕食品科学与工程专业规范和认证标准,依据食品科学与工程涉及的主干学科及其发展趋势,结合我校食品科学与工程专业的实际情况,按照工程应用型技术人才培养目标的要求,坚持基础性、综合性、实践性与前瞻性相结合原则,整合或重组食品科学与工程专业核心基础课程和核心专业课程,形成内容先进、观点新颖和结构合理的新型食品科学与工程专业核心课程体系,并创建具有自身特色的新课程。 2.2整合与优化教学内容,理顺课程之间的衔接,构建课程群工程教育指工程技术人员所应接受的全面素质教育,包括道德养成、能力训练、理论知识传授和实践水平提高。现代工程教育观认为工程的、科技的、人文的和社会的教育内容本身都是工程教育的组成部分,作为课程体系,应完整、有机地把这些学科的知识和内容融成一体,形成一个科学的课程系统。因此,课程体系结构的调整首先要确立整体工程观的指导思想,确立整体的课程目标包括毕业生所能达到的知识、能力和素质3个方面。围绕确立的课程目标,在强基础,突出特色;注重通识教育与专业教育的贯通;加强科学教育与人文教育的融合;加强实践能力与创新精神培养的原则下,整体设计专业教育培养方案,搭建多层次多模块的课程体系框架。食品科学与工程专业核心课程体系主要是构建自然科学和工程技术核心课程平台,其中化学类、生物类和机械类课程是贯穿自然科学和工程技术核心课程的三大支柱。食品科学与工程专业核心基础课程是培养学生掌握本专业基础知识、基本理论和基本技能的课程,为学生的知识、能力、素质协调发展奠定宽厚的基础。根据食品科学与工程专业规范和认证标准,我校食品科学与工程专业核心基础课程优化后应包括无机及分析化学、有机化学、物理化学、工程制图基础、化工制图、机械设计基础、化工原理、生物化学、微生物学、食品化学和营养与食品卫生学等课程。食品科学与工程专业核心专业课程是建立在核心基础课程基础之上的、培养本专业学生具备适应未来工作环境所必需的专业知识与技能的课程。根据食品科学与工程专业规范和认证标准,我校食品科学与工程专业核心专业课程优化后应包括食品保藏原理、食品工厂设计与环境保护、食品机械与设备、果蔬加工工艺学、粮油加工工艺学、畜产品工艺学、发酵工艺学、试验设计与统计分析和食品安全与质量等课程;同时根据自身长期人才培养中的积淀和本学科发展的新趋势,将功能性食品、食品分离工程、食品生物技术、食品添加剂和食品资源与环境学等设为核心专业课程,形成专业特色核心专业课程。此外,我校食品科学与工程专业遵循“厚基础、宽口径、重应用、塑特色、求创新”基本思路,以工程教育专业认证标准为导向,结合教育部2012版本科专业目录和学校的办学特点,对学科类课程进行了认真分析与梳理,将相应专业培养方案中的知识、方法和问题等方面具有逻辑联系的若干课程重新规划、整合构建形成课程群,以理顺课程的衔接,减少课程内容的重复,提高教学效率与水平。学科类课程核心课程群建设见表1。以食品化学课程群为例,对于水、蛋白质、糖类、维生素与矿物质等食品中的常量与微量成分,在无机、有机化学中已初步认识其结构与性质,在此基础上,生物化学侧重于各类成分的生理生化性质及代谢与合成过程,食品化学侧重于各类成分在食品加工与贮藏过程中的变化、功能性质及在食品加工与贮藏中的应用,而食品分析则从常规手段及仪器分析、感官评定的角度介绍各类成分的分析与检测,重要的内容则在食品化学与分析试验中通过验证性、综合性及设计性试验加以实践。通过将课程依照“课程群”的布局进行重新规划,由追求单门课程内容的严密完整转变为追求课程群体系的完善,使群内课程之间“由原来的相互隔离转变为相互贯通,由原来的相互重叠转变为相互补充,由原来的相互矛盾转变为相辅相成”,从而达到课时削减但效率反而提高的目的。 2.3优化实践教学体系,建立四级实践教学层次,进一步提高学生综合素质实践教学是大学素质教育的最重要组成部分,是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。在实践教学的内容组建上,以“知识-能力-素质”为主线,按照能力培养要求建立“基础理论与基本技能培养、专业试验技能训练、工程应用与综合能力培养、研发与技术创新能力的培养”四级实践教学层次。四级实践教学层次间相互联系,各有侧重,有机结合,既突出了专业的工科背景,又形成了由理论到应用、由单项技能到综合能力、由一般应用到科学技术创新逐级提高的实践教学体系。第一层次:基础理论与基本技能培养层次。作为最基本的实践教学层次,主要包括无机及分析化学试验、有机化学试验、物理试验、物理化学试验和化工原理试验等基础课程试验。在试验内容的安排上,除大部分的验证性试验,还有一定量的综合性和设计性试验,在保证基本试验技能和基本方法培养的同时,有利于提高学生分析解决问题的能力。第二层次:专业试验技能训练层次。该层次主要由专业基础类实践课程组成,包括生物化学试验、微生物学试验、食品化学与分析试验、农产品工艺试验、畜产品工艺试验和发酵工艺试验等。在试验内容的设计上,既考虑试验的基础性,注重试验技能与方法的培养,又注意将试验与甘肃特色资源的利用开发紧密联系。通过实践与理论的互补教学、渗透教学,进一步加深学生对专业课程内容的理解和掌握。第三层次:工程应用与综合能力培养层次。通过金工实习、化工原理课程设计、机械设计基础课程设计、认识实习和食品工厂设计课程设计等实践课程对强化学生工科背景、培养工程应用能力、体现学校培养特色起到重要作用。毕业设计(论文)是将大学四年学习知识进行总结和升华的阶段,通过该阶段培养,学生将基础知识、专业基础知识和专业知识有机的结合起来并加以运用,综合能力得到有效提高。第四层次:研发与技术创新能力培养层次。产品设计系该层次的亮点,在第七学期利用三周时间,鼓励学生在教师指导下运用所学知识自主设计、开发产品,通过该环节的训练,激发学生的创新热情,培养学生创新意识,提高创新能力。工程的本质就是创造,因此,必须对工科学生加强创新精神和创新意识的培养。除了鼓励学生参与省级试验示范教学中心开放试验、校级大学生科技创新基金、省级和国家级大学生创业创新训练计划、挑战杯等其他各类创新项目,培养创新能力外,还开设创新课程,包括研究型教学课程与创新案例解析,对培养学生的创新意识,传授创新方法,激发学生学习的主动性和创造性大有裨益。综上,通过层次化的实践教学体系建设,形成了以学生为主体,教师为主导,点面结合、全面开放的完整的食品科学与工程实践教学架构,使学生获得实践能力、工程素养、创新意识和创新能力的培养。 3基于工程教育专业认证的食品科学与工程专业课程体系实践效果 经过多年的实践和发展,我校食品科学与工程专业人才培养质量得到大幅提升,学生就业率和考研率逐年增加,特别是在就业质量方面,培养的学生在步入社会后得到了用人单位的广泛好评。2012年,教研项目“食品科学与工程专业工程应用型人才培养实践教学体系的构建与实践”获甘肃省教学成果三等奖;2013年,食品科学与工程学科被遴选为甘肃省重点学科培育学科计划;2014年“地方高校生物工程及相关专业创新型本科生培养的实践教学体系构建与实施”获甘肃省教学成果三等奖。在学生科技创新方面,先后有40余名本科生获得国家级科技竞赛奖励,60余名本科生获得校级和省级竞赛奖励。总之,兰州理工大学食品科学与工程专业以工程教育专业认证为导向,合理设置和优化专业课程体系和教学内容,以培养本科生实践能力和创新精神为目标,以基础操作能力、综合应用能力、工程设计能力与研究创新能力的培养为核心,更好地培养“重基础、宽口径、强实践、擅应用”、具有国际视野的应用创新型高级专业人才。 作者:任海伟陈晓前张轶刘晓风张丙云张百刚赵萍单位:兰州理工大学生命科学与工程学院 食品科学论文:食品科学与工程学位硕士的培养 一、导师师资队伍建设 培养具有良好专业基础、创新能力和参与食品企业研发和实际生产的食品科学与工程专业学位硕士,并使之成为复合型和应用型专业人才,为将来增强所在食品企业的核心竞争能力,就必须有一只业务素质高、结构合理的高水平师资队伍。1.加强高校自身导师队伍建设。培养应用型研究生对导师的要求应与培养学术型研究生对导师的要求有所不同,应用型研究生的导师不仅要有丰富的专业理论知识和较强的科研能力,更应该有一定的实践经验。而这一点正是长期在高校里从事教学与科研的教师所缺乏的。针对上述实际情况和培养要求,管理研究生的相关部门应该建议学生选择具备上述能力的指导教师。同时,学校应该鼓励指导教师积极参与企业的研发、创新与技术升级改造,这样所指导的学生可以直接参与企业所需要的科研活动,为学生将来的就业奠定良好的基础。因此,通过各种各样的途径和渠道不断加强在校教师的实践培训,特别是进入生产一线进行科学研究显得尤为重要。2.校企共享导师队伍建设。积极推行双导师制的建设,建立健全双导师制的相关工作职责及认定标准的规范性文件。第一,导师为学校批准的具备研究生导师资格的教师;第二,导师可以是来自于食品企业单位的具有高级职称的技术人员。为了确保研究生培养的质量,学校应该制订校内外导师定期交流的机制,以便及时了解和掌握研究生学习、科研和论文的进展情况,发现问题及时解决。采取多种形式加强导师队伍建设。另外,专业学位的培养院校应积极主动地与企业建立密切的交流与合作,形成一支相对稳定的专业学位教育师资队伍,将“双导师制”实至名归,而不是流于形式。 二、课题的选择与课程体系建设 食品科学与工程专业硕士学位与一般意义上侧重理论、学术研究的研究生教育不同,专业学位培养对象的职业指向性更加明确,主要针对一定的职业背景,培养高层次的应用型人才。因此,如何以特定的食品加工企业所需的人才为背景,进行课题的选择并有针对性地设置课程体系显得尤为重要。课题的选择和课程内容设置是课程体系的主要内涵,课题的选择和课程体系的构建是否合理直接关系到人才培养的质量。1.合理的课题选择。食品科学与工程专业学位硕士学制为两年,由于学制较短,所以指导教师或指导团队应该进行协商和讨论,根据自身科研的实际情况与企业的实际需求,优先为学生选择课题,并根据课题所涉及的领域为学生选择与之相适应的背景课程。食品科学与工程专业学位硕士课题的选择应该具有比较大的灵活性,应该以实用性为主,立足为企业培养具有一定研发能力的人才,不一定具有很深的学术价值,但应该具有良好的实际应用价值,对企业的生产实践具有意义即可。为了培养出适合企业需要的人才,也为了把好人才培养的质量关,根据食品科学与工程专业的实际情况积极探索毕业要求。2.构建合理的专业学位硕士课程体系。目前大多数高校为了让学生拿到专业硕士的学位,其所修学分基本与学术型硕士相同,在两年的培养中,基本有一年的时间在进行理论课程的学习,剩下一年时间进行资料的查阅、课题的实施与论文的撰写,笔者认为这样的培养机制具有相当大的弊端。关于与课题选取相适应的课程体系建设应该结合学分制的实施,由指导教师、研究生、行业主管部门及企业组成的不同层次的座谈会,征求关于课程体系改革的意见。在此基础上,对食品科学与工程专业学位硕士的课程体系进行改革,对这类学生的培养,应该根据课题的实际情况除十分必要的课程以外,消除必选课、限选课和选修课之分。食品科学与工程专业学位硕士的课程设置面要宽,而且在课程设置上要体现食品科学与工程专业学位硕士的特点。食品科学与工程专业学位硕士应该是带着课题和任务来学习的。这就需要对教学计划进行适当的调整,以满足学生在职业背景和课题实施中的需要。教学内容要充分考虑专业硕士的特点,不过份强调内容的系统性和严密性,基础课要强调宽广性和综合性,专业课要强调先进性和实用性。为了增加选修课的灵活性,可以增加选修课的量,开列多种菜单,以套餐的形式供学生选择。要在科学规划食品科学与工程专业硕士的知识结构、能力结构和素质结构的基础上,安排好他们培养计划中的课程设置,既要让他们掌握现代科学的最新知识,又要进一步训练他们作为高层次的工程技术和工程管理人员应具备的能力和素质。应设置若干门反映食品科学领域的最新知识、最新技术、最新成果的知识讲座或前沿性课程,还要有一些相关领域的课程,以体现宽广性的原则。在正确、理性认识专业学位教育的基础上,组织一批具有丰富实践经验的专家集中精力加快专业学位优秀教材和案例的编写工作,使得专业学位教育培养应用型人才的特点得以充分体现,避免出现学生所学无法应用到实践中去,与社会实际需要相脱离的尴尬现象。 三、研究生实践能力与创新能力的培养 研究生实践能力和创新能力的培养,是教学改革的重点和难点,也是社会检验高校人才培养质量的重要指标之一。食品科学与工程作为应用学科之一,应该更加重视研究生实践能力和创新能力的培养和锻炼。为此,食品科学与工程专业学位硕士的培养应该采取一些行之有效的措施来增强学生的实践和创新能力。1.强化研究生实践能力的培养。探索和强化学校和企业教学实习相结合的实践教学模式。强化学生基本实践技能的培养是其为将来开展课题的必然要求,可以让这类研究生提前进入实验室,在导师的指导下帮助上届的研究生实施课题,从中得到锻炼。加强校外实习基地建设,进一步强化研究生的实践能力,根据导师的研究领域及服务企业的类型,建议在校外导师的辅导下,根据校外导师提出的任务,结合教师的科研和将来要实施的课题,直接进入企业,至少参与企业生产实践一个月到两个月,指导研究生科学研究和生产实习工作,在此过程中增强研究生的动手能力,锻炼研究生从事科学研究和解决生产问题的综合能力。通过这个环节的锻炼,不仅提高了研究生从事科学研究和解决生产实际问题的能力,也为研究生提供了一个深入了解食品生产实践的机会,在导师的指导下,锻炼研究生在生产实践过程中发现问题和解决问题的能力。以教师科研和社会服务为平台,进一步强化研究生综合分析、解决问题的能力,以从中得到全方位的科研锻炼,提高研究生综合分析和解决问题的能力。2.突出创新能力的培养。 食品科学与工程专业硕士论文强调所学的理论和知识要应用于实际的科研和生产工作。所以如何在培养过程中,增强研究生的创新能力是十分必要的。为此,学校和学院可以选择一些有着强烈的内在需求、具有较高科研实力及创新能力的大型食品企业开展合作,依托企业委托项目、企业创新项目等重大项目的研究,研究生可以得到直接的锻炼机会,并且跟个人的岗位密切相关,提高了其科研能力、工作能力、创新能力,提高了专业学位研究生的培养质量。同时,这些企业有意愿、有兴趣,也有资源和队伍来共同培养研究生,为合作的可持续发展奠定了基础。通过与大型食品企业单位建立专业学位研究生创新基地,充分发挥各自在教育、科研、成果转化、管理和资金筹措等方面的优势,加快提高自主创新的研发能力,促进具有自主知识产权产品的成果转化;革新研究生培养机制,加速应用型高新技术人才的培养,更好地适应学科档次的提升和高新技术产业发展的需要,实现学校和企业的跨越式发展。 四、培养质量保证体系建设 专业学位研究生教育已由初期的规模发展转向了以提高质量为主的内涵发展。处理好质量与规模的关系,建立专业学位研究生培养质量保证体系,确保专业学位研究生培养质量成为专业学位教育研究和探索的重点。1.建立健全培养质量保证措施与制度。制定从招生、培养、学位授予等全过程的管理规章制度,规范专业硕士培养过程中的各个环节,使专业学位研究生教育管理制度化、规范化和科学化,是保证和提高专业学位研究生教育质量的前提条件,也是构建专业学位研究生教育质量保证体系的重要基础。制定出一系列规范专业硕士培养的内部文件,使教师、管理人员以及学生在教学、管理、学习过程中都有章可循。在上述制度建立的同时,积极探讨授予学位的硬杠要求。例如,有的高等院校需要研究生在国内核心期刊或普通期刊上发表已经见刊的学术论文,还有的高等院校要求研究生在导师的帮助下申请发明专利或实用新型专利。笔者认为应该积极探索多样化的、比较切合实际的学位授予要求。例如,发表学术论文和申请专利,如何在时间不允许的情况下达到上述指标,是否可以组织专家、学校或学院的教授委员会对研究生的研究成果进行评估,从质和量两方面进行考核,按照一定标准替代相应的硬杠要求,并授予学位。2.强化过程管理。参照全日制研究生教学监督机制,结合专业学位研究生的实际情况,完善专业学位研究生课程教学过程控制制度。我校专业硕士的基础课程教学由学校研究生部统一组织安排,专业课程由学院安排。在教学过程中,定期派专家组前往培养点听课,进行课程教学检查。认真做好论文选题及开题工作,学位论文的选题和开题报告是研究生学位论文工作的初始和重要环节,直接影响学位论文的质量。 对于食品科学与工程专业硕士论文选题应直接来源于生产实际或具有明确的工程背景,其研究成果要有实际应用价值,论文拟解决的问题要有一定的技术难度和工作量,论文要具有一定的理论深度和先进性。切实做好论文中期考核工作,专业硕士研究生论文工作进行到一半时,应组织相应的中期检查,以导师为主要驱动者,以督促为目的,对专业硕士研究生论文进度、论文研究过程中遇到的主要问题、论文下一步的计划等进行及时总结,学院组织专家组进行考核,只有中期考核通过后,方能进入下一阶段论文工作。严格把关论文送审和答辩环节,学位论文的评审和答辩是确保论文质量的把关环节,目的在于通过建立一种规范合理的机制,提高研究生培养质量。科学合理地确定抽查对象,实行严格的“双盲”送审。在论文答辩过程中,严格审查答辩委员会的资质,建立回避制度,对校内专家按照答辩人与导师不见面的原则,将专业硕士研究生分组进行答辩,校外专家应当是相近领域的副高级以上职称的专家,要求不是答辩人的兼职导师;完善答辩程序,首先由答辩人陈述学科基本知识,然后进行正常的论文答辩;规范答辩方式,专业硕士研究生要求用多媒体方式介绍论文的主要内容,对专家的提问现场回答;答辩后,专家进行匿名投票,形成决议,答辩委员会主席当场宣布。 对于食品科学与工程专业硕士的培养要从思想上积极转变观念,摒弃传统的重理论而轻实践、重学术型研究生教育而轻应用型研究生教育的思想。我们要清楚地认识到,目前我国研究生教育结构正发生着变化,学术型研究生教育和应用型研究生教育处于同一层次,而应用型研究生教育指的就是专业学位教育;我们要理性认识到大力发展专业学位教育是适应社会发展、职业细分、社会需求的必然趋势。食品科学与工程专业硕士学位教育是顺应我国食品工业的迅速发展、社会需求而产生的人才培养的新模式,开辟了高层次应用型和复合型人才培养的新途径。在专业型研究生的培养过程中使之与社会需求相适应,突出其应用性、职业性的特点,是其持续、有效和健康发展的重要保证。 作者:冯镇陈志红李晓东杜鹏单位:东北农业大学食品学院 食品科学论文:食品科学与工程多元化培育形式探新 1科学构建与食品产业同步发展的多元化培养体系 1.1确立“3型”多元化人才培养目标培养直接面向“食品大工程”未来的以一线工程师为主的“工程型”人才;培养通过进一步国内外读研深造而面向食品产业及相关产业未来一线的“研发型”人才;培养以科技创新成果面向未来中小食品企业及相关服务业的自主“创业型”人才。 1.2确立“3+1”的多元化培养模式以“3年‘食品大工程’专业基础教育以及1年个性化发展教育”相融合的“3+1”培养模式为载体,前3年以贯通的公共及专业基础课程群为扎实基础,以课内不同柔性课程模块和课外不同特色工作室的学习与实践为纽带。后一年以校内外不同实践环节加强综合训练,使学生在四年的大学学习过程中都能以一型目标培养为主,兼顾到其他一型或两型的发展。2.3确立紧扣“大食品工程”概念的课程体系为顺应食品工业“营养、安全、方便、多样化”的发展趋势,专业培养方案的改革应紧扣“大食品工程”概念,通过新增食品生物资源、农产品工艺学、食品营养学、食品安全与品质控制、食品烹饪学、食品功能学等课程,形成农业生物链、食品加工链、流通安全链和体内营养链构成的知识培养体系。并针对近年来食品安全的现状,将“食品加工、食品质量检测与管理”二类专业主干课程的学分结构比例调整至1∶1。 1.4确立多元化的柔性选修课模块新增“食用香精基础”、“风味化学”、“食品调香技术”、“生物资源”、“食品生物技术”等组成的食品风味与生物食品选修模块课程,以增强学生运用香料香精知识和利用生物技术研发新食品的能力;新增“现代仪器分析”、“应用光谱解析”、“绿色化学”等组成的食品安全分析选修模块课程,以提高学生食品安全检测方面的综合能力;新增“网络营销”、“市场调查与预测”、“消费者行为学”、“创新思维与创造力开发”、“会展与新闻传媒”等组成的食品营销选修模块课程,以拓展学生推销具有自主知识产权的食品以及销售与食品相关的原料及材料产品的知识和能力。 1.5创建师生联合工作室,将课堂延伸到课外借助校外实习基地和学科实验室的建设,分别建立了“校企联合工作室”、“产品研发工作室”与“创新创业工作室”,以使每一位学生都能在大学期间根据个性化的发展需求找到适宜的学习和实践空间。校企联合工作室:在原校外实习基地建设的基础上,在食品企业内建立稳定的人才培养工作室。用于直接对接其食品产业结构调整和发展需求,以行业需求带动教学、以产业实践促进教学。将一二年级学生的企业认识实习,三四年级学生部分顶岗实习,学生毕业设计正式纳入企业的议事日程,大大激发了学生对专业的关注度,提升了学习的内动力和综合分析问题与解决问题的能力。产品研发工作室:依托学校学科与科研建设平台建立产品研发工作室,以学科建设丰富教学,以科研成果反哺教学。学生可在二年级就进入此工作室参与教师研究课题,从中得到科学研究的思路与方法的严格训练,并结合产品研发性的科研课题内容作为毕业论文开题。这样不仅推动了教师主动将专业前沿的研究成果融入教案并固化到教材中,也为今后学生报考研究生学习打下了坚实的实验基础。创新创业工作室:依托大学生科技创新中心平台建立学生创新创业工作室,以大学生科技创新创业项目为主线,以企业冠名创意产品大赛为载体,定期聘请国内外科研院所及高校的专家教授来校进行学术与先进应用技术的讲座与交流。通过专任教师任班导师制、与学生辅导员定期研讨会制、团队教师与企业专家的交流会制等保障措施,大大激发了学生创新创业的热情。 2科学构建多元化培养的实践教学体系 2.1“3层次、6模块”实践教学体系的建设建立由“体验认知、动手验证、探索创新”3层次与“基础实验、企业社会调研、专业综合实验、企业生产见习、课余研究和毕业设计”6模块组成的知行合一、层层递进的实践教学体系。该体系坚持实施“3个有机结合”:即将学生课堂专业基本技能与方法的训练和课外科学研究方法与能力的训练有机结合;将学校实验室实验技能训练与企业、研发中心实际操作的训练有机结合;将学校工程实训与企业生产真实环境下的实习锻炼有机结合。该体系不仅注重理性的认知、理解、探索和创造,还关注感性的体验、领会、交流和激发,以实现将培养学生创新思维和实践能力贯穿于大学生4年学习的全过程,实现学生实践能力和综合素质培养4年不断线的目标。多元化培养的实践教学体系环环相扣,层层递进,提高了学生知识获取、知识应用和知识创造的能力。第一层次的体验认知阶段,是以基础实验、企业认识实习、社区与市场社会调研实践为载体,通过学生的亲身体验,激发学生专业兴趣,并通过化学、物理、生物等基础知识的单元训练,通过对特定食品产品、技术与市场的调研,夯实专业基础,启迪学生对专业的认知度。第二层次的动手验证阶段,是以学校专业综合实验、学校或企业生产见习为载体,通过各类食品的综合实验设计、分析实验和对企业装备、技术、管理等专题论述的生产实践、实习答辩等,将理论与实际生产相结合,提高学生动手钻研、验证专业基本原理的学习能力和应用知识的能力,形成主动学习的氛围。第三层次的探索创新阶段,是以毕业设计(论文)、创新创业活动的校内校外相结合的实践活动为载体,通过大学生科技创新项目和学科技能竞赛(挑战杯、创新创业大赛等企业冠名的产品研发竞赛)等训练,通过工程设计与研究相结合的毕业设计(论文),提升学生乐于探索创新的专业综合能力。 2.2“产品模拟工作坊”式的实践教学平台搭建产品模拟工作坊的任务是基于与行业协会和食品企业的合作,针对当前业界对高层次应用技术人才的共性需求,针对目前现代食品生产线难以接待学生顶岗实习的难题,在学校模拟企业实际场景,建立小型生产线,进行新型产品技术的培训和注册职业技能证书的培训。为保障产品模拟工作坊实践教学模式的顺畅运行,专门制定了专业任课教师与企业一线专家共同参与管理的常态化制度,以企业实际产品工艺流程为前提,以企业实际工艺参数为内容,强化学生在工作坊中模拟企业现场环境进行综合训练、课程实习等关键实践教学的过程管理。还通过将原课程内的分散实验整合优化为连续的综合实验,如将原有“食品工艺学”多门课程内的独立实验整合集中为3次,每次2周,保证了工作坊训练时间的连贯性。学生在工作坊内既能检验所学技术,提高动手能力,又能进行有效的职业道德养成教育。同时工作室不仅是学校培训学生的场所,也是学校为企业培训员工的场所,真正达到了校企双赢的目的。 3创新实践多元化培养的教学法 以问题为中心,让学生在各种形式的活动、创作和科学探究中去发现问题,自己去做,在做中学,在做中探索。改变教学评价方式,更加关注学生的学习过程,注重将校内教学活动与校外教学活动相结合,将教育教学活动与学生的日常生活紧密衔接,拉近知识与社会生活的距离。达到让学生能够从生活中感知、感悟、学习并掌握知识的目的。 3.1案例驱动法与市场调查法结合的兴趣引发式教学案例驱动法即根据教学目标和课程内容,采用适切案例,传递新信息,激发学生讨论与辨证的动机。通过组织学生研究讨论,提出解决问题的方案,努力营造生动活泼、启发心智的教与学的互动氛围,培养学生的思考问题、解决问题的能力和在情境脉络中的决策能力。让学生学会学习,学会运用所掌握的有关知识独立解决实际问题,在学得知识的同时获得成功体验。通过团队教师深入企业挂职锻炼和科研成果产业化的亲身实践,将一个个活生生的企业产品案例再现到课堂教学和专业实验实训中,将最新研究成果纳入教学内容和教学实验。并通过点面结合的教学方式起到触类旁通的效果,使学生加深了对食品工艺学基本知识点的理解和记忆,实现了所授知识与食品行业科技发展同步,与企业技术改造与新产品研发同步。教师不仅重视课堂内的教学案例设计,充分用好、用足课堂时间,点拨学生开启思维,告知学生分析问题的途径与方法,还非常重视引导学生设计、使用好课余时间,促使学生课后自觉主动地阅读、消化、思考、答疑,并为下次课做充分准备,有效推进教学从课堂内向课堂内外结合转移。如:充分利用5个重大节日(春节、元宵节、端午节、中秋节、元旦),依据各门课程内容进行食品相关知识的市场调查;还利用每年国际食品添加剂展销会和烘焙原辅料展销会在上海召开的良好机遇,进行展会志愿者服务、听取国内外专题学术讲座;并以小组为单位及时进行图文并茂地汇报交流。这种课堂内外的结合突出了学生的主角地位,学生由被动的学习者变为了主动的学习者,有效强化了学生学习的主动性,使学生进入知之者不如好之者,好之者不如乐之者的乐学境界。同时,教师的角色也由知识的输出者和课堂操纵者,转变为学生自主学习的指导者和学习的促进者、合作者,增强了教师课程教学内容改革的主动性。师生间更多地体现了合作与交流的关系,使课堂内和课堂外相辅相成、相互促进、提高了课堂教学的含金量,实现教学效果的最大化。 3.2小组讨论法与网络在线指导法结合的能力提升式教学以学生分析问题、解决问题为核心,以学生自主探究活动为形式,强调知识与技能的结合,理论与实践的结合、独立与合作的结合、事实与创想的结合。具体包括以下方面的内容。探索:学生以3人~5人为1个小组,以网络或图书馆为渠道,寻找有关全球特别是我国最新食品安全的研究热点的相关资源,并形成对某一食品安全事件的认识和解决问题的策略。表达:把小组对问题的认识或观点采用PPT或小论文的形式,以数据或者图标等多种方式加以表达。交流:把小组的学习过程和体验、对问题的理解以及问题的解决方法与同伴们分享。表达的空间有时是在课堂,有时是在网络的博客中。评价:将小组的完成的作业通过网络进行分享,由小组进行评价后再提交课堂进行点评。这种教学过程虽然没有系统的知识技能传授,但它能让学生学习活动的时空扩展到了社区、家庭、网络和生活,使学生学到了更多更广的知识。它能使学生将知识和技能及时地转化为实践能力,真正将学习 作者:周小理周一鸣唐文肖瀛单位:上海应用技术学院 食品科学论文:行动导向教课在食品科学中的应用 一、行动导向教学在实践教学中的应用 (一)任务驱动教学法 在传统的教学方法中,课程知识讲授主要采用老师讲、学生听的课堂模式,老师讲授什么内容学生就学什么内容,学生处于一种被动学习状态,这种教学方式限制了学生的学习兴趣和学习动机,不能发挥学生学习的主动性和创造性,无法取得较好的教学效果。“任务驱动”教学法是指在教学过程中,把课本知识转化成多个具体的任务,通过完成任务来讲解和学习基础知识和技能,从而培养学生提出问题、分析问题、解决问题的综合能力。其特点就是要围绕任务展开教学,使学生在任务的驱动下分组探究,自主学习、自行完成学习任务的教学法,在此过程中学生可以获得成就感,从而更大地激发他们的求知欲望,改变学生的学习状态,使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决、总结的学习体系。 近年来,笔者所在教研室的专业教师尝试着在实践教学中采用行动导向进行教学,目前取得的效果最好的是任务驱动教学法。在实践教学过程中利用一周的实习课,笔者采用了行动导向教学中的任务驱动教学法进行教学。具体教学过程如下:对于毕业班的学生,在学完理论课程后,将进入实习阶段。为了提高学生对专业知识的灵活运用,使学生熟悉产品加工的程序,提高其动手能力,笔者在实习过程中准备让同学加工一种果蔬制品。首先笔者根据现有的教学条件拟定产品加工的任务。 1.任务选取。即解决“应该做什么”的问题。学生(根据具体情况进行分组)从教师那里得到有关果蔬产品加工的任务,内容主要包括:有关原料的有关资料、产品的质量要求、产品的包装要求、产品成本控制要求等。借助引导问题确定下面几方面的信息资料:检查资料是否详细完备;了解原料的加工特性;确定产品质量指标;确定包装形式。 2.分解和分析任务。即解决“应怎么干”的问题。学生借助引导问题制定工作计划,包括:制定分步工作计划;确定所需的设备和工具;初拟材料配方与工艺初步确定工艺参数;制定分步工作计划,申报材料采购清单。 3.完成任务。即“加工产品”。按照工作计划,学生独立完成产品加工工作,也可按小组分工方式进行。主要内容包括:采购材料,按预定方案进行产品加工。 4.评价、总结。即回答“是否完全满足任务要求”的问题。对产品的各项质量指标进行评价,主要是感官评价;针对试验制备过程中出现的具体问题,讨论对策,修正方案,反复试验,逐步达到预定的目标;学生对自己的工作成绩进行评估,认识错误及发生错误的根源,回答“下一次在哪些方面应该做得更好”的问题;学生整理资料,写出相应的工作总结;教师检查试验数据,并组织学生一起对结果进行评定,找出差距,提出今后的努力方向。 (二)引导文教学法 引导课文教学法是借助一种专门教学文件,即引导课文(常常以引导问题的形式出现),通过工作计划和自行控制工作过程为手段,引导学生独立学习和工作的项目教学方法。引导文教学法的步骤是以“完整行动”理论为基础的,该理论说明了一个行动由计划、实施和评价组成。其任务是建立起项目工作和它所需要的知识、技能间的关系,让学生清楚完成任务应该通晓什么知识,应该具备哪些技能等。食品加工过程中对加工新技术设备的操作和应用具有十分重要的意义。在生产实践中,我们可能会遇到一些新的设备或者自己先前没有操作过的设备或仪器,在没有师傅或同事帮助时,如何通过专业手册或设备说明来熟悉设备操作的能力,对于今后从事食品加工的学生是十分重要的。 1.获取信息。学生学习过食品加工新技术课程的理论学习后,为了提高学生的实践操作能力和独立分析问题、解决问题的能力,笔者在实践教学阶段安排了有关超微粉碎设备操作的教学内容。笔者在教学过程中要求学生自己查阅有关资料进行设备的操作,加工原料为大豆膳食纤维。任务描述:以大豆膳食纤维为原料,采用超微粉碎机对其进行超微粉碎处理,要求学生独立完成任务。在操作过程中由教师进行监督指导,教师只能在学生出现错误操作时进行指导。 2.制定计划。学生可根据引导问题查找有关资料,如可以阅读专业手册、设备使用说明书以及上网查找有关资料。在查阅资料的基础上写出书面工作计划,说明如何采用研磨式超微粉碎机对大豆膳食纤维进行超微粉碎制备超微大豆膳食纤维。 3.决策。学生把自己制定的设备操作规程及引导问题的答案与教师进行讨论。教师针对学生制定的计划进行指导,并检验其可行性。 4.实施计划。学生按照经教师检验的工作计划进行实际操作。学生在操作过程中要注意力集中,教师在旁边进行观察和指导。当学生出现错误操作时,教师要及时提醒,以免损坏设备或出现安全事故。学生在老师的提示下对照工作计划进行操作,教师最好不要教学生怎么操作,而只是进行相关提示,以便学生独立思考。同时,为了提高教学效果,教师可以安排一个学生对每个同学的操作进行摄像,以便评定时进行对比,而且也可作为教学案例在以后的教学中使用。超微大豆膳食纤维的加工过程为:(1)大豆膳食纤维的预处理:大豆膳食纤维进行超微粉碎前要进行清理、干燥和粗粉碎处理。原料中不能含有金属、石块等杂物,以防造成设备的损坏;干燥后水分含量为6—8%,粉碎粒度为100μm以下。(2)超微粉碎处理:学生在进行超微粉碎之前,要对设备进行检查,检查各设备联接是否牢固、严密,防止气流泄漏,如密封不严,不仅会产生粉尘的污染,而且将会使生产能力和产品质量下降。设备各转动部分是否灵活,如果有异常现象,应加以排除后方可开机。首先启动高压分机,观察风压、风量是否在规定范围内,否则应调整风门的开启度来实现。同时观察转向是否正确。接着启动粉碎电机,观察运转是否平稳,转向是否为顺进针,有无异常声响。启动分级机,把分级叶轮转速调到适宜范围,旋向同粉碎发盘相同。动转平稳后,把大豆膳食纤维从加料斗中加入,加料要求连续稳定,控制加料量,以保证产品的粒度和产量。最后,停止加料,待粉碎腔内的大豆膳食纤维粉碎完后,关闭粉碎电机,粉碎盘完全停止运转后,最后再关闭分级电机和风机电源。(3)产品包装:把收集产品的料桶取下,用包装袋把超微大豆膳食纤维装好,以防吸潮。最后把设备清理干净。(4)产品质量指标:粒度小于15μm,色泽均匀、呈微黄色,无杂质。 5.控制。教师根据学生操作情况对每个学生的操作进行打分,并记录下操作不正确的程序。 6.评定。全部学生操作完后,教师要组织学生进行评定。首先由学生自己进行自评,同时对产品进行展示,然后教师进行评定。教师指出哪些学生操作比较正确,哪些学生在操作过程中存在不足,不足之处在哪方面。同时选取两方面的录像通过多媒体让学生进行观看,使学生有更深的认识。 二、教学效果 通过采用行动导向教学的任务驱动教学法对毕业学生进行实践教学,首先,能明显地提高学生参与“教”、“学”的积极性和学习兴趣,提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力、团队协作精神以及组织管理能力;其次,通过这样的实践教学能让学生把所学的专业基础知识和专业知识系统化;再次,可以进一步提高学生的创新能力和专业素养。最后,在提高学生能力的同时也提高了教师的专业技能和教学能力。 三、结语 在实践教学中采用行动导向教学,我们发现教师要对行动导向教学法有较系统地学习,才能使教学顺利地开展,取得应有的教学效果。同时,教师在整个教学过程中要充分发挥学生的主观能动性,使每个学生都能积极地参与到教学中去。另外,与传统的实践教学方法相比,行动导向教学需要较长的教学时间,因此制定合理的教学计划是行动导向教学能否实施的关键所在。 作者:黎冬明上官新晨徐明生沈勇根单位:江西农业大学食品科学与工程学院讲师江西农业大学食品科学与工程学院教授 食品科学论文:食品科学与学生学习评估体制论述 一、食品科学与工程专业学习评价调查研究 1.1调研情况。①影响学习质量的主观因素:教师认为学习动机最重要占61.6%,学习方法占45.2%,大学生对学习的理解及努力程度占41.7%;学生认为学习动机占72.1%,其次是大学生对学习的理解及努力程度占66.3%,而心理压力占46.9%。②影响学习质量的客观因素:学生认为学校建立的人才培养目标占55.6%,师资水平及教学状况则占81.5%,而社会期望以及对人才的需求影响最大,占86.2%;教师认为影响最大的是师资水平与学校教学状况,占91.2%,而社会期望及人才需求则占85.6%,影响最小的为教学的管理制度,占63.5%。③教师认为学校对大学生自身创造力的培养需要的改进内容中,建设师资队伍占94.2%,,提供更多的实习或见习的机会,并增加实验课时占93.7%,实行弹性学制,学分制,跨校区、跨专业选课占75.5%;学生认为增设实验课,多提供见习或实习的机会占96.3%,师资队伍建设占89.9%,改革考评制度占79.8%。④反映和代表大学生自身学习质量的一些因素:学生认为用人单位和社会对毕业生的评价或毕业生的就业情况和就业以后取得的成就占100%,在校期间的学习成绩占88.4%,而大学生自身的创业以及创新的能力仅占87.9%;教师则普遍认为用人单位以及社会对大学毕业生的具体评价或大学毕业生的就业情况及大学生就业后取得的成就占到98.5%,大学生的创业与创新能力占94.7%,大学生的成绩占87.7%。因此学生自身的主观因素,是影响学生学习的重要因素,而教师本身的素质、教学方法和教学水平以及学校的教学条件则是学生学习效果的直接影响因素;大学毕业生的就业情况,就业后取得的成就,社会和用人单位对大学毕业生的评价是反映和代表大学生学习质量和水平的关键因素;学生的实践操作的能力,以及大学校园文化和营造学校学术氛围,也是影响学生学习质量的重要因素。 1.2我院所有师生员工对在校学生的学习评价体系的主观态度。①传统的学习评价能否完全反映学生的真实水平:2.1%的教师认为可以,54.4%的教师认为可以反映一部分,28.6%的教师认为略有反映,而14.9%的教师认为不能反映学生真实水平。②传统的学习评价对大学生学习与发展的影响:6.6%的师生认为起促进作用,13.7%的师生认为造成部分抑制作用,43.5%的师生认为会造成高分低能,而31.2%的师生则认为会使学生盲目应试。③改革传统学生学习评价体系:调查统计结果显示评价的主体占89.1%,指导思想和评价目标则占到81.6%,学习体系评价方式和评价内容占的比例相对较小,分别问65.3%和74.4%。由此可见,传统学习评价对大学生的学习成绩等过分注重,从而对评价和监控学习的过程有所忽视;不能够对学生自身的全面真实水平反映完全,全院师生普遍认为,改革学习评价体系,需要尽快施行,并应重视学习过程中的影响因素的评价。 二、目前学生学习评价体系中存在的问题 1.形成性评价较缺乏。所谓形成性评价,其实就是对学生的整个学习过程进行评价,而不仅仅是对学习结果的评价,更不能仅仅局限于对学生学业考核成绩的单一总结性评价。尤其对于食品科学与工程专业的学生而言,形成性评价尤为重要。 2.终结性评价比例过高。终结性评价是指对学生进行学习后所得结果的评价,并在一定程度上检验和判断教学目标所达到的程度。终结性评价所采用的方式主要就是期末考试,以学生所得的考试成绩来评价学生的学习效果,而学生平时的表现关注较少。目前大部分高校都采用终结性评价这一方式,其在大学生学习评价体系中所占比例很高。 3.现行的考试方式太过单一。大多数高校采用闭卷考试和开卷考试这两种较为普遍的考试方式,并以闭卷考试为主,可见在大学生的学习评价体系中,考试方式太过单一。并且在考试命题方面,注重考查学生的机械记忆能力,对于所学知识的综合运用能力以及创新能力的考查程度不够。 4.评价方法较片面。传统评价方法延续使用至今,其优势是不容质疑的,通过测验或考试也可以迅速筛选符合要求的学生,是一种有效的选拔工具。但随着教育改革的深入,传统学生评价中的问题逐渐显露出来。由此现行的传统学生评价的弊端日趋显露,需要采用客观的、全面的评价方法解决这些问题。 三、构建多元化学习评价体系的原则。 多元化学习评价体系的构建,要秉承有利于素质教育和创新教育、有利于学生对课程知识的掌握和应用、有利于科学及合理地评价学生的学习状况、有利于学生个性的发展并激发学生学习的积极性、有利于深化教学内容和课程体系的改革、有利于改革和完善考试制度等几项原则,切实落实到实际应用当中。 四、建立食品科学与工程专业学生学习评价体系 1.课堂表现学习评价 课堂表现学习评价的主要内容就是注重学生在课堂教学中的表现。真正关注学生是如何进行学习的,在整个课堂教学中学生的参与和探究并思考问题的积极性都应予以重视,并进行评价。将此评价结果作为学生的平时成绩,汉族学生和民族学生分别占学科总成绩的30%和40%。 1.1理论知识课程评价(占课堂学习评价的60%)。理论课程学习评价的评分依据主要是学生的学习态度,目的是激励学生自主学习,端正学习态度,充分调动学生学习的主观能动性。评价内容应尽可能涵盖课堂教学的各方面,具体内容如下:①纪律评价:迟到早退扣1分,旷课扣2分。②热情评价:主动与老师互动、积极发言、善于思考的同学加2分;认真做课堂笔记者加8分(共30分)。③作业评价:关注学生的课程作业完成质量,并以此为依据进行评分。(共70分)。 1.2操作课程评价(占课堂学习评价的40%)。实验课在食品科学与工程学教学中占有举足轻重的地位,根据不同的实验课程的具体情况,对学生实验课程的学习进行评价,可有效增强学生的学习意识。评价内容如下:①热情评价:积极参与实验课程、主动与同学合作者给予奖励加5分。②技能评价:从实验目的和要求出发,关注学生实际的动手操作能力,考查实验技能的掌握情况,进行评分。③报告评价:实验报告是对整个实验课程的总结性内容,对于实验课程而言十分重要,老师可根据学生具体的实验报告完成质量进行评分。 2.课外实践评价 为培养学生的综合能力,课外教学实践环节应有所增加。利用学生的课余时间,阅读与所学专业相关的书籍或三篇本专业学术论文,之后认真写读书心得,并总结上交。另外,要求学生每学期参加2~5次专业学术报告,写出学习心得并上交,于本学科课程结束时评分,该考核成绩作为本学科总成绩的加分成绩。此外,实验室鼓励在校学生利用自己的课余时间进入实验室,自主搞科研。大三和大四阶段的认知实习和生产实习环节的实践操作能力和应用能力是本专业学生发展的重心。(现每年大四学生在9-10月都要在工厂参加生产实习一个月,以锻炼学生的理论与实践相结合的能力。)鼓励学生积极参加学院开设的ISO9000、HACCP和食品检验工等职业技能培训。 3.考试评价 大学生的考试是一种重要的评价方式,能够客观评价学生知识的学习并考查能力。本学院的学生考试包括期中考试和期末考试。根据学生所学各专业的不同目标,灵活调整考试的内容和形式。过程性考核评价包括在任课教师的日常评分基础上,期末学生互评(20%)和期中成绩(30%);终结性考试评价即期末考试(50%)。汉族学生考试成绩占学科总成绩的70%,民族学生占60%。 4.课程总成绩。课程总成绩由课堂学习成绩,考试成绩和额外加分构成,综上所述,根据实际情况,个别学生的学科总成绩允许超过一百分。 五、毕业跟踪 各项调查结果显示:认为应对评价主体进行改革的师生占89.1%,其普遍认为评价主体应该是大学生本身。认为最能够反映大学生自身学习的质量的因素是社会以及用人单位对大学毕业生的评价,并将这个因素排在第一位的教师和学生所占的比例分别为98.5%和100%。根据上述分析,对社会评价的高度重视,并跟踪调查大学毕业生的就业情况显得尤为重要。因此,在新的学习评价体系中,应增加大学生自我评价和对毕业生的跟踪调查的内容,将学生毕业后的就业情况及用人单位的意见建议反馈回来,进而对学习评价进行改革和完善。 六、结论 大学生的学习评价在某种程度上对学校教学的内容以及学生自身学习方式起着决定作用,而公正、科学、客观的评价方式可以对其产生正面导向功能,在调动在校大学生的学习主动和积极性方面起到重要作用。创建新型的食品科学与工程学科学生评价体系,可以给学生提供独立探究和思考,以及发表自身独立的见解的机会,同时能够培养学生严谨的创新意识和科学态度,确保在校大学生能够健康全面地发展。本文所做的调研和评价体系尚处于初步探索阶段,但期盼通过本学习体系的建立,有更多的人关注大学生的学习评价问题,提出更加有利于人才培养的评价模式与方法,从而使现有的学生学习的评价体系更加系统更加完善。 作者:侯伟伟单位:新疆农业大学食品科学与药学学院 食品科学论文:食品科学与工程有机化学教课探微 1更新教学观念,改进教学方法,提高教学质量 改革教学方法和手段,实现教学方法和手段的现代化。教学方式方法的不同、反映着不同的教与学、直接影响着教育质量。教学过程中应根据教学内容,适时地变换一些教学方式和手段,使学生感到新鲜、有趣。如讲概念和事实时,用讲述法;讲结构和反应时,则可以用启发式教学法或对比法等。灵活运用教学法的同时,可以配合各种模型教具、投影、电脑教学课件、录像等,力求生动形象。近年来随着多媒体技术的迅速发展,多媒体教学在教育领域中的应用已成为教学改革的热点。 真正有效地教学方式是着眼于教与学的有机结合。在该专业的有机化学课堂上,提出相关启发式的问题,例如毕业后想干什么?学生会答:到食品加工及生物工程、精细化工等相关领域的企业、科研单位、高等院校,从事生产工艺设计、新产品开发、质量监测、经营管理、科学研究等工作。还可以到海关、商检、卫生防疫、进出口等部门从事产品质量检测和监督管理等工作。接着设问:那么从事这些工作所要具备的基本知识和技能是什么?学生答:有机化学!由此回顾学习有机物的结构和性质,并借此展示一些最近发现的有机物的结构,吊起学生学习有机化学的兴趣。将学生分成若干讨论小组,让学生动脑动手,去网上找资料,去图书馆查资料,然后派小组代表发言。通过学生们自己亲身经历对知识掌握的更牢固、更加深刻。 2实验教学和素质的培养 以往大多数有机化学实验内容都是通用的,没具食品的特色,让学生觉得这些实验与食品专业关系不大,学生不愿思考、不愿动手,缺乏主动性,从而失去做有机化学实验的兴趣。结合食品专业特点,除了在有机化学理论课上多举一些食品加工的例子以外,更重要的是让学生在实验过程中接触食品、了解食品,改造食品,这样可以满足学生学习需求心理,大大激发学生的学习兴趣,提高学习的主动性。传统实验教学主要以讲授法和演示法为主,学生只要听课和看教师示范,然后“照方抓药”式开展实验,教师较少提问,课堂很少讨论,师生缺乏交流,学生只是被动接受,缺乏思考、分析、提炼和整合归纳知识的能力。讨论式教学是一种以学生为中心、以问题为主导的教学方式,通过学生的自主学习和合作学习,促进学生之间、师生之间讨论与交流,学会分析问题、解决问题。有助于发展学生的创造性思维、培养学生与人合作的能力,提高学生的综合素质。 3改革考核方式,培养学生能力 考核是课程教学过程中不可或缺的教学环节,是过程管理的重要内容。教学改革发展到目前阶段,课程考核的内容和方法已成为教学改革的控制步骤,是教师讲课和学生学习的指挥棒。有机化学课程考核主要是考查学生对基本知识的掌握和运用能力。通过这门课程的学习,除了掌握有机化学的基础知识,基本概念、基本技能之外,还需培养学生分析和解决问题的能力。因此有机化学课程考核应该是多元化的。除了考试成绩以外,实验的完成情况,查阅和翻译国内外最新科技文献.撰写有机小论文、参与课外科技活动等情况都可以计入有机化学课程成绩考核范围。这些都有助于提高学生的综合能力,为今后学习后续课程和应用开发工作打下良好的基础。 21世纪是科学技术发展日新月异,高新技术产业突飞猛进的新时代,要培养适应新世纪的急需人才,就必须转变教学观念。更新教学思想,深化教学改革。因此,有机化学教学改革将是一项长期而艰巨的工作,需要我们不断的努力,才能与时俱进。正由于我们在有机化学教学中实行了大量的改革,使有机化学教学质量不断提高。总之,通过精选教材、优化教学内容,采用灵活多变的教学手段和方法,紧密联系学科前沿、生活实际、毕业考研等措施,使有机化学的教学更加贴近食品科学与工程专业的相关知识,为课程教学取得更加良好的效果。 作者:程谦伟胡立平孟陆丽单位:广西工学院生物与化学工程学院 食品科学论文:食品科学与中药保健的教学探微 1紧扣专业优化教学内容 1.1选择适宜的教材教材作为提供给学生信息的最基本载体,是本课程教学开展的基本要素,因为教研室老师在教材选择上极为谨慎。经过反复论证比较,最终确定在原有教材(《中药营养与保健》黄汉强主编)的基础上,重新修订编写适宜我校食品科学与工程专业的教材,由我校中药学教研室秦海洸博士、易蔚博士、胡小勤博士等联合编写完成。该教材分为总论和各论部分,前者重点介绍保健中药的相关理论知识,而各论部分是将筛选出的100余味中药分为益肾温阳、滋阴补血等9类,内容集中在保健中药的性能、保健作用、营养成分、使用注意等方面。在教学内容上体现中医药基础理论对保健中药应用的指导,并以药物本身的传统药性功用为载体,联系现在药物在营养保健方面的应用,帮助学生对教学内容的把握。 1.2凸显专业特色我校食品科学与工程专业的开设是以广西乃至全国的经济建设和社会需求为目的,依托广西的壮瑶医药资源特色,以“深入推进教育优先发展和实施人才强桂战略”为契机,解决现有食品专业中药保健特色不突出,创新精神和实践能力不足,广西食品产业高层次人才严重不足等关键问题,构建富有特色的新的食品专业体系,为广西地方经济建设和我国及东盟国家社会经济发展,培养综合素质高、知识结构合理、中药保健食品的特色突出、全面掌握中医药理论与食品生产、管理、安全检测技术的与国际接轨的食品现代化创新型应用人才。结合我校食品科学与工程专业的历史沿革和特征,为更好地突出中医药院校食品专业的特色,我们在授课过程中极其重视保健知识与中药知识的整合,充分体现“加强基础、注重应用、增强素质、培养能力”的教育原则,对理论课程实施以知识点为模块,联系基础、拓展应用的构建模式。 1.3突出教学重点《中药保健与营养学》总学时为42学时,而课程涉及到的保健中药多达百余种,要在有限的教学时间内很难达到知识的面面俱到,而且学生的接受程度也会受到一定的影响。因此,我们在教学中充分“吃透”教材,查阅相关的文献,做到突出重点以点带面。根据药物的保健作用,我们将药物分为益肾温阳、滋阴补血、健脾益气等九个类别,而各个章节中对各类保健中药的性能特点、作用机制进行概括性的讲授,帮助学生全面掌握每一章保健中药的作用特点。与《临床中药学》课程讲授相比,我们在课程内容设计中偏重于中药的保健作用、营养成分以及保健制剂的应用,着重于预防保健、防治结合,以养生保健为主要作用形式达到未病先防、康复保健的作用。在课程教学过程中既要体现中药学的内容,如中药的产地、性能、保健作用、营养成分、使用注意等,同时还针对常用保健中药各种应用制剂类型、服用方法以及保健品审批等内容进行概括讲授。 2改进教学方法提高学生学习兴趣 教学方法对于教学学习技能和技巧特别是应用型知识技能的掌握有很大影响。而教学的成败在较大程度上取决于教师是否能妥善地选择教学方法。我们在讲授《中药保健与营养学》多以“启发式”的教学思想为指导,将激发式讲授、探讨式讨论、实践能力训练等进行优化组合,形成多样化的教学方法。 2.1帮助学生完成纵向、横向比较针对本课程教材中的保健中药的九大分类,帮助学生在每一章节讲授前帮助学生进行同类药物保健作用的比较,提炼共性知识点重点介绍,而各药的个性作用在讲授每一味中药时补充。在完成教材内容的讲授后对具有相同保健作用的中药进行纵向比较,例如,在讲授的过程提及“祛斑”功效,教材中涉及的药物有薏苡仁、冬瓜子、益母草等,但分属不同章节,所以在教学过程进行归纳有助于学生的记忆。 2.2加强课堂互动调动学生学习的主动性学生学习的主动性直接影响到课堂效率,并且是决定学好保健中药的直接因素。启发式和问题式的教学方法是我们最常用的教学方式,以学生感兴趣的话题作为问题的切入点,就会将学生的注意力集中在课堂,然后在问题的基础上引入教材内容的讲授将起到很好的效果。 2.3多媒体教学方式的选择活跃课堂的同时增强感官认识运用现代教育技术,生动、丰富的教材,有价值、有说服力的理论,接触实际的实验课、先进的教学手段,以激发学生的学习兴趣。以“牛黄”为例,在讲授时以淘宝网天价安宫牛黄丸网络截图为切入点,让学生先注意到5万元的价格炒作,从专业角度帮助学生分析此现象产生的原因,将天然牛黄的保健作用引入,这比单纯地介绍牛黄的保健作用、营养成分以及使用注意更能吸引学生的注意力,取得很好的教学效果。 3坚持理论联系实际培养学生实践技能 作为食品科学与工程的必修课程之一,我们在整个教学过程中始终围绕实用性知识讲授,将强化应用能力和创新能力培养由课堂延伸到课外,由实习延伸到上岗实践中。例如,我校食品专业每年举办食品文化节,“保健药膳制作大赛”是其中的保留比赛项目,学生在学习本课程后将其与《中医药膳学》相结合运用保健中药完成实践,既帮助学生掌握药物的功效又培养学生的实践技能。 4结语 《中药保健与营养学》作为我校食品科学与工程专业主干课程开出后,受到学生的一直欢迎,学生学习积极性较高,综合测评也取得较为满意的成绩。与此同时,我们针对人文社科学院等其他专业的学生开展选修科目,也取得一定教学成果。但在整个教学过程中,我们也发现一些问题,如教学课时总共42课时比较少,在精讲重点保健中药的同时,难免有顾此失彼的现象出现,影响到学生对教材内容细节的掌握。因此,针对我校食品科学与工程专业开展的《中药保健与营养学》在教学的各个环节仍需总结完善,并始终围绕本专业为广西地方经济建设和我国及东盟国家社会经济发展,培养综合素质高、知识结构合理、中药保健食品的特色突出、全面掌握中医药理论与国际接轨的食品现代化创新型应用人才目标,进行课程的深入探讨和研究。 作者:范丽丽易蔚陈卫卫单位:广西中医药大学药学院 食品科学论文:食品科学与工程实验教课质量的研究 1提高食品科学与工程专业实验教学质量的主要措施 1.1根据培养目标,采取循序渐进培养教学模式,优化实验教学体系食品科学与工程专业实验教学应以“现代大工程”为前提,革新实验教学理念,体现工程教育的基础性、实践性和创新性的教育内涵,着力提升学生的学习能力、综合创新能力,尤其是工程化能力。为此,实验教学课程体系和项目内容的优化和改革不能单纯地缩减验证性实验增加综合性设计型实验比例,而是依据循序渐进的教学规律,建立三层次阶梯式实验教学体系,即基础层模块、综合层模块和提升层模块,三个层次均贯穿着研究和创新设计型理念。大一和大二的化学类课程实验、食品微生物课程实验、食品工程原理课程实验及工程制图实验等,重在培养学生掌握基本理论、基本实验技能和设计能力,仪器使用、基本操作规范和基本实验现象理解能力。针对该阶段学生知识结构不完善和缺乏基本操作技能特点,实验教学内容应主要根据教学大纲,通过验证性实验、模拟性实验、演示性实验等方式,多开设基础性和综合性实验项目,使实验教学内容与过程尽量保持规范化、系统化,让学生在教师的指导下,深刻地理解所学理论知识,掌握各类实方案的设计与制作、仪器设备的使用与维护、实验基本操作技能、实验数据分析处理方法,为后续专业实验、实习和毕业论文/设计等环节的三层次模块实验奠定良好的基础。② 1.2改革实验教学课堂组织与教学方式有道是教学有法,但教无定法,贵在得法。以往传统实验教学是集中授课与操作,实验前教师讲解实验目的、操作步骤、注意事项等,然后学生分组操作和完成实验报告。该法可以作为基础层次和综合层次项目训练时提高学生基本操作能力,帮助学生深刻理解所学理论知识,有意识培养学生学习兴趣的教学组织方式。实验教学的目的除了培养学生基本的实验操作技能外,更重要的是培养其理论与实际相结合的能力,尤其是培养学生灵活运用知识的综合创新和设计能力。③因此,越来越多的高校都增设能力提升层次的创新设计性实验。该类实验是在指导教师的指引下,学生根据自己的知识能力结构和兴趣来选择或设计自己的实验项目,具有较强的探索创新性,并可能存在实验结果的未知性,采用集中实验模式完全不能满足该类教学需要,只有通过开放式实验教学,即在时间开放、仪器设备开放和实验内容开放的前提下,着重培养学生实践能力,创新意识和创造能力,以及工程设计能力。不管是集中实验还是开放实验,都需要有效的项目组织实施。三层次实验项目都应设定必做项目和选做项目,并在教师的指导下,查阅教学和相关文献资料,书写实验项目、主要试剂配制、操作步骤、所需相关设备与操作方法等内容,实验前进行抽问回答,了解学生对实验的掌握情况后,方可进行实验。实验过程中,指导教师观察记录学生操作行为、实验记录情况以及仪器设备使用情况等。实验完后,学生在课堂上完成实验报告,指导教师抽阅实验报告,并对实验报告和实验过程中发现的问题进行讨论,有助于学生及时了解操作过程中的不规范行为,掌握实验的基本原理与操作技能,提高学生分析问题和解决问题的能力。 2完善实验教学综合考核内容与方式 目前,实验报告和形式化的实验技能抽测,是大部分高校实验教学的考核模式。考核方式单一,不能充分发挥学生的主动性和创造性,而且难以有效评价学生的学习质量。实验教学考核模式是当前实验教学改革的重点内容之一。一个实验项目涉及实验目的意义、原理、操作、仪器设备使用与维护、理论与实践结合运用、发现问题、分析问题和解决问题等内容的考核,范围较广,因此需要同时考核平时成绩(60%~70%)和期末成绩(30%~40%)。平时成绩主要从以下四方面进行考核:(1)课前预习与实验了解情况考核(15分),促进学生的学习主动性过程;(2)实验操作考核(55分),培养学生操作技能与科学实验素质;(3)实验报告考核(25分),提高学生数据处理和误差分析,以及分析问题和解决问题的能力;(4)纪律卫生考核(5分),培养学生团结协作精神与良好的实验习惯。笔试的主要内容包括实验目的意义、原理、实验装置、操作步骤、计算公式、误差分析和绘制图表等;操作考试内容可以节选教材上的必做或选做实验,也可以是没有学过,但可以运用所学理论和掌握的实验技能等可以顺利地完成的实验。④⑤ 3结束语 除了优化实验教学体系、改革实验教学课堂组织与教学方式和完善实验教学综合考核内容与方式可以很大程度上提高食品科学与工程专业实验教学质量外,其它措施如实验过程中对老师和学生的监督、教学内容与时俱进、实验教学比赛、评优、改善实验室环境等也是提高实验教学质量的有力举措。 作者:熊双丽韩珍琼李安林魏明单位:西南科技大学生命科学与工程学院 食品科学论文:食品科学技术实践教课平台的建构 1实验技术人才队伍的建设 实验技术人才队伍是高校开展实践教学、科研开发、社会服务以及实验室管理等方面工作的骨干力量,对提高教学质量和科研水平作用重大。专职实验技术人才队伍存在学历和职称层次低、人员结构不合理等问题,同时实验技术人才队伍地位不高,也导致队伍不稳定,难以引进较高层次的人才。近年来,大量精密仪器设备投入使用,对实验技术人员提出了更高的要求。为此,中心根据实验教学和科研的需要,在加大人才引进力度的同时,通过实行理论教师与实验教师互融,实验队伍专兼结合,聘请龙头企业技术骨干担任兼职教师等措施优化队伍结构。专职实验教师以实验室管理为主,并担负部分实验教学的准备工作,部分近年来新引进的具有硕士学位的实验教师和精通大型、精密仪器设备的理论教师一起,共同负责大型、精密仪器设备使用和维护。校外兼职教师主要是校外教学基地技术骨干,主要负责学生校外实践教学。 2改革教学方法和手段,构建多层次模块化实验教学体系 按照创新人才培养目标,树立以工程素养和创新能力培养为核心的教学观念,构建以学生为主体、教师为主导的实践教学体系,引导学生知识、能力和素质协调发展。深入开展实践教学体系和内容改革,根据学生能力需求设置实验项目,并将科研成果应用于实践教学中。将实验课与理论课独立设置整合成食品化学及分离检测技术等5个模块,其中食品化学及分离检测技术、食品生物学实验技术和食品工程与机械应用技术为专业基础模块,主要以验证性实验为主,重点掌握食品加工与分析过程中的基础知识;食品工艺技术及食品质量与安全控制技术为专业板块,多以综合性、设计性实验为主,重点掌握食品工艺过程单元操作知识与技能,形成以综合大实验为主、体现食品科学与工程特色的实践教学体系。通过实验教学体系改革,促进学生早期系统科研思维和工程素养的训练。学生由原来的选课变成选择项目,除食品科学与工程和食品质量与安全专业外,农学、园艺学等其他专业的加工实验也可在5门课程中选修相关实验项目。每门课程设置按基本技能、综合实验和创新实验3个层次设计,并设置了选修实验项目和自学项目。 3规范实验室管理,构建质量保证体系 注重过程管理,对实验教学的各个要素进行整体设计,优化实践教学环节。每门课程都规定了学生在选修本门实验课程前必须掌握的知识和技能,合理设计每个实验项目的知识点和技能要求,强化学生实践能力。采用多元化实验考核办法,采取平时实验成绩与考试成绩相结合、笔试和实际操作相结合的考核方式,重点考核学生知识或技能掌握情况。中心制定了实验室开放制度、实验技术人员考核制度和实验室登记制度。在此基础上,一是狠抓实验课教学质量,二是狠抓生产实习,在生产实习安排方面实施导师负责制,三是狠抓毕业实习与毕业论文,毕业论文实行导师负责制,实施毕业论文督导与检查制度。实践教学效果明显,用人单位普遍反映学生动手能力强。中心组织了“优化资源配置,强化技能培养,构建食品科学与工程专业实践教学新体系”“食品科学与工程专业实验教学改革与素质教育研究”“食品科学与工程专业食品工程类课程体系与实践教学体系改革与研究”等多项课题的研究,取得了阶段性成果,其中2项获校教学成果二等奖,2项获校教学成果三等奖。经过多年的探索与改革,构建了较合理的实践教学体系。 4注重校外教学实习基地选择的代表性 实践教学体系除实验课外,还包括系列实践教学环节,如课程设计以及各种学科竞赛、大学生创新实验项目、本科生科研训练计划和教师科研项目等。为避免“重科学、轻工程”的培养模式导致学生工程能力低的问题,通过在校外实践基地的生产实习、毕业实习来提高学生的工程能力。依据湖南省区域经济发展和食品工业的特点,选择有代表性的企业校外实践教学基地,其中4个基地被评为湖南省高校优秀实习教学基地,如生猪和柑橘是湖南省代表性农副产品,辣椒、湘莲等南方果蔬加工是湖南的特色产业,选择相关的龙头企业作为校外实习基地。在教学实习过程中,我们以核心教学实习基地为依托,兼顾其他教学实习基地,以此拓宽学生专业视角,加强理论联系实际能力,提高专业实践教学水平。 作者:周江容李清明易有金吴卫国单位:湖南农业大学食品科技学院 食品科学论文:食品科学与工程专业的构建与运用 1制定适合社会需求与竞争需要的培养方案 品牌专业首先必须具有一流的培养方案。在制定2011级食品科学与工程专业培养方案的过程中,我们认真分析、研究目前食品科学与工程专业人才的知识结构、能力和素质要求以及社会、经济发展状况,举办本行业和相关行业的专家、学者、企业技术和管理人员座谈会,了解行业对人才能力和素质的要求;并将毕业学生请回学校,座谈理论学习与实践的衔接、能力需求与培养等问题;同时,走访与教学内容结合紧密的相关生产单位,了解对人才的培养需求。最终,将培养目标确定为以食品科学研究和工程设计为基础,以知识学习、能力培养和素质教育为主,培养具有化学、生物学、食品科学与工程学基本理论,具备食品工程领域工程师基本素质的应用人才。为培养基础扎实、知识面宽、适应性强的人才,对培养方案进行如下调整。 1.1以科学研究和工程设计为主线,贯穿学科基础和专业课程教育食品科学与工程作为一级学科,要求学生应该具备科学研究与工程设计的基础,以适应行业对人才的需要。作为食品科学研究,以无机与分析化学、有机化学、物理化学、生物化学、微生物学、仪器分析、食品化学等为学科基础课程,以食品分析、食品技术原理等为专业课程,贯穿4年教学过程。作为工程设计,以工程制图及CAD、化工原理、机械设计基础为主要学科基础课程;以食品装备与控制、食品工厂设计与环境保护为主要专业课程,贯穿4年教学。将科学研究与工程设计有机结合,培养食品科学研究与工程设计兼备的专业人才。 1.2重基础、强实践、增选修,注重个性培养,建立多样化人才培养模式 1.2.1加强实践和实验教学的比例,增强学生动手能力在保障理论教学的前提下,强化实践教学环节,构建科学合理的实践教学体系。将实践课程的比例提高到29%,加强学生的实践能力培养。 1.2.2重基础,宽口径,增加基础课比例在本次计划修订中,授课学时共160学分。其中,基础课和学科基础课占总授课的72.2%。加大基础教学的力度,奠定扎实的理论基础。 1.2.3增加选修课的比例,扩展学生知识面在选修课程中,加大了基础和专业基础选修课程的比例。在可供选修课程的42个学分中,基础理论和专业基础理论的课程共15学分(包括仪器分析、食品化学、机械设计基础、食品酶学、食品毒理学、食品免疫学等),占35.7%。这些课程作为限选课程,安排在前5个学期,使学生有更充分的时间进行选择。 1.2.4增加工程类课程教学的比例,为培养食品工程方面的人才奠定基础在专业课中,工程类课程的比例由26.7%提高到40%,以培养社会需要的食品科学与工程的复合型人才。 1.2.5学生科研思维和个性化能力的培养将大学生科研训练、科研立项、学科竞赛、发表学术论文、考取各类证书等纳入学分,鼓励学生积极参与相关活动,注重个性化培养。 2打破专业界限,构建主干课程教学内容 以功能实现为目标,对课程内容进行重组和整合,新的课程内容体系具有以下特点。 2.1打通专业进行课程内容体系重组和优化生物技术与食品科学学院目前共有7个专业,即食品科学与工程专业、生物工程专业、制药工程专业、生物技术专业、食品质量与安全专业、商品学专业(食品商品学方向)、药事管理专业等。上述专业中,有些课程的理论和原理相同,只是应用领域不同,如食品毒理学和药品毒理学、发酵工厂设计和食品工厂设计、食品机械与设备和发酵工程设备、食品工程原理与化工原理等,对类似课程进行跨专业重组和内容优化,既可以节省教师资源,又可使学生学到更多的知识。 2.2以课程群的形式组合优化课程内容在教学过程中,有些课程内容可以按类进行划分。如食品添加剂、食品香精香料、食品原料学等,类似课程可统称为食品原料,形成教学组,协调统一、突出重点;食品工艺学、食品技术原理、食品贮藏与加工、果蔬制品加工等类似课程均有重复内容,将类似课程进行分割、组合,避免内容重复。 2.3处理好知识与能力、理论与实践的关系将能力培养贯穿于各门课程和各个环节之中。每门课程结合自身的特点,明确在能力培养方面的作用和要求。经过课程内容的优化和组合,每门主干课程均能开出10个学时以上的综合实验,以加强理论与实践的关系,强化动手能力。 3以食品科学研究和工程设计为基础,创新能力培养为目标,构建实践教学体系 3.1根据培养目标进行实践模块的整体设计为了培养食品科学研究与工程设计兼备的专业人才,要强化理论与实践的紧密结合,以创新能力培养为目标,构建实践教学体系,将实践教学贯穿于4年的教学过程。在一、二年级,重点以基础课程教学为主。有关食品科学研究基础的主干课程以无机与分析化学、有机化学、生物化学、仪器分析等为主。为了强化动手能力,在课时分配上,无机与分析化学共96学时,其中实验学时为46,占47.9%;有机化学80学时,其中实验学时为37,占46.3%;生物化学80学时,其中实验学时为32,占40%;仪器分析48学时,其中实验学时为24,占50%;总体实验学时占总学时的46.05%。有关工程基础的主干课程包括工程制图及CAD、机械设计基础、化工原理(上)、金工实习等课程,其中,工程制图及CAD共48学时,而其上机学时为24,占50%;金工实习为3学分。 在三、四年级,重点为专业课程教学。有关食品科学的主干课程包括微生物学、食品技术原理、食品分析、食品专业实验、专业实习、毕业论文等。微生物学80学时,其中实验学时为32;食品专业实验为40学时;食品分析32学时,其中实验学时为16;专业实习为2学分;毕业实习和毕业论文为16学分。有关工程类课程包括化工原理(下)、化工原理课程设计、食品装备与控制、食品工厂设计与环境保护、食品工厂设计与环境保护课程设计、专业实习、毕业实习、毕业设计等。其中,化工原理课程设计为2学分;食品工厂设计与环境保护课程设计为1学分;食品装备与控制实验为10学时;专业实习为2学分;毕业实习和毕业设计为16学分。在4年的实践教学安排中,将理论教学与实践有机结合,包含了实验、实习和设计(论文)三要素,符合教学规律;它强化综合意识、创新意识、科学研究意识和工程设计意识,以能力培养,特别是创新能力的培养为目标。 3.2课外创新活动与实践教学结合,纳入培养计划,注重个性化培养为培养学生的科研思维和创新能力,将大学生科研训练、科研立项、发表学术论文、学科竞赛、考取各类资格证书等纳入学分,上述内容共计5个学分。目前,食品科学与工程系的学生有50%参与科研训练和科研立项,同时还有30%的学生参加教师的科研。每年学生发表学术论文或参与的数量在20篇以上。有50%的学生考取HACCP内审员、高级实验师、营养师等各类证书。通过各种实践活动,鼓励学生积极参与,注重个性化培养。 3.3四年级导师制为学生提供全面指导四年级实行导师制,将生产实习、毕业设计、课程选修和教师的研究课题、工程项目有机地结合在一起,形成由教授负责、硕士研究生参加的指导队伍,使高年级本科生有机会参加教师的科研项目。通过这种形式,使学生感受专业学习与领域前沿研究及行业发展前景的紧密结合,增强学生专业素质的培养。3.4校内外实习基地为实践教学提供了强有力的支撑条件以天津市食品生物技术重点实验室和天津市农产品加工与贮藏工程重点学科为依托,加强与企业合作,建立研发平台。与企业联合申请省部级以上科研项目,形成产学研合作机制。学校帮助企业开发新产品、培养技术人才,企业为学校提供生产实习基地,互惠互利。将教师的合作点变成庞大的合作网络,形成稳定、可靠、多功能的校外实习基地。通过这种方式,食品科学与工程系在天津市相关企业形成了12个稳固的实习基地,为学生生产认识实习提供保障,使毕业论文和设计达到真题真做,从而达到在实践中锻炼学生的动手能力和科研创新能力,增强学生在人才市场竞争力的培养目标。 4优化教学资源,建设高水平师资队伍 师资队伍建设是专业建设的一项长期而重要的工作,加强师资队伍建设是保证教学及科研水平与人才培养质量的关键。在这方面,我们通过重点吸纳与引进、骨干扶植与培养、结构优化等方式建设专业师资队伍,促进师资队伍整体素质的提高,建设一支学缘丰富、结构合理、改革意识强、具有较高教学水平和较强实践能力、专兼职结合的教师队伍。食品科学与工程专业现有教师15人,其中教授6名(40%)、副教授8名(53.3%)、讲师1人(6.7%);具有硕士以上学位教师14人,占93.3%;师资队伍中40~50岁的8人(53.3%)、30~40岁的3人(20%)、30岁以下的1人(6.7%);45岁以下中青年教师中,博士学位的比例为100%;已形成知识、学历、年龄等均较合理的教学团队。 教师的教学科研能力及水平较高,近3年共发表教学及科研论文185篇;主持或参加科研项目18项,其中主持国家级项目3项、省部级项目10项,累计经费达500多万元。经过多年建设,目前,本专业已具有专业所需要的所有专业课程理论及实践教学教师,能够高质量地完成本专业的本科教学。 作者:胡志和单位:天津市食品生物技术重点实验室天津商业大学生物技术与食品科学学院 食品科学论文:食品科学与创新实践教课体制的建构 1多层次、开放式实践教学体系的构建 1.1实践教学体系改革的总体思路 新型实验教学示范中心的实践教学体系思路是“以学生为本,以培养动手能力强、富于创新精神的工程应用型人才为目标”,以“基础牢、有创新、重应用”为基本原则,以“实验技能与创新能力相结合,实验教学与科研相结合,就业创业与工程实践相结合”为主要措施,构建一个较完整的科学合理的实践教学体系。 1.2多层次、开放式实践教学体系构建的硬件条件 自2005年“本科教学水平评估”和2007年“食品科学省级实验教学示范中心”建设以来,本校食品科学实验示范中心的硬件设备已进入国内同行业前列,除了拥有“高效液相色谱仪”、“气相色谱仪”、“质构仪”等国内先进的检测设备以外,还拥有纯净水生产线、果蔬汁(碳酸饮料)生产线、啤酒生产线、果酒生产线、香肠生产线、液态乳生产线、奶油生产线、发酵乳生产线、奶酪生产线、冰淇淋生产线、制米生产线、制油生产线、酱及酱油生产线、白酒生产线、面点生产线、分离提取生产线、微波熟化生产线和果蔬速冻等20条中试生产线,具有高新设备单元教学车间、锅炉房、冷库、原料和成品仓库以等基础设施。该中心除满足实验教学的需要外,还承担与之相关的科研项目产品的研制、开发和中试生产,使之成为兼具教学、科研和生产多功能于一体的综合性新型校内实践基地,为学生提供一个真实的工程实践环境。 1.3多层次、开放式实践教学体系的构建 本中心现已经形成的多层次、开放式实践教学体系包括:食品基础层实验、综合设计层实验、应用创新层实验、研发创业层实践活动等4个层次(见图1),该实践教学体系体现了层次性、关联性、系统性、学生实践训练的循序渐进性。通过实践,培养出了具有扎实专业知识、富于开拓创新意识和就业创业能力强的食品科学与工程的专业人才。 1.3.1食品基础层实验由食品类专业基础课,如食品化学、食品分析、食品生物化学和食品微生物学等实验构成。采取精选实验内容,让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的使用与调试等主要内容,要求达到正确操作、规范使用、实验结果准确的目的,重点培养和强化学生食品基本技能和科研素质的基本素质。 1.3.2综合设计层实验综合设计型实验是指学生利用多门课程或多个原理及概念,通过一种或多种实验方法实现教师给定的实验目的的实验项目。其中包括了综合性实验和设计性实验,通过独立开设的以产品生产及检测为主要内容的课程实习、食品企业及检测机构的顶岗实习(专业实习),提高学生的工程素质,重点培养学生综合设计实验的能力,并能够运用理论知识进行分析和解决部分生产实际问题。 1.3.3应用创新层实验由食品技能训练、SRTP研究项目(studentresearchtrainingprogram,SRTP)、新产品开发创意等构成。学生根据教师的科研项目,自主选择教师或科研团队,或学生自己组成科研兴趣小组,在教师指导下,参加科技创新活动等实践教学环节,这样可以激发学生的探索兴趣和创新激情,充分挖掘和发挥学生的创造力。同时,将学生的部分特色科研创新实验内容引入实验教学项目,增开一些代表学科先进研究水平和前瞻性的实验。在实际操作中,将实验内容丰富、连续性强、难度较大的实验,融合在既相对独立又相互关联的实验中。例如黑加仑果酒果醋的开发实验,不仅需要学生掌握多种微生物的培养技术,还要掌握果汁酶解以及果酒果醋的酿造工艺,这样将上一次的实验结果,作为下一次实验的材料,将实验内容变成前后关联的一个有机整体。 1.3.4研发创业层实践本层实验主要为大四学生设计,利用校企合作基地,通过深入食品工厂进行实践,全面了解食品单元操作、工艺流程、过程控制等现代化食品生产的过程。通过校企合作联盟以及产学研创业实践平台,促进学生主动参与,主动实践,主动探索,主动创造,时刻紧跟市场和食品行业的变化与需求,将学生个体的创新创业潜能充分引发出来,为创业做好准备。 1.4多层次、开放式实践教学体系的实施 1.4.1完善实验室管理制度通过制定实验中心管理规范、实验室开放制度、仪器设备材料管理制度、实验室安全环保制度、实验经费管理办法、仪器设备管理办法等各项规章制度,实现管理的规范化、制度化和科学化。 1.4.2分类实施根据实验室功能的不同,将常规教学实验室与开放实验室分开。对于验证性实验项目的教学,仍按照传统的教学方式进行;对于参与老师科研课题、自选创新性课题、开展综合性、设计性实验和创新性实验的本科生,可以预约仪器与设备、预约实验时间地点、预约学习实验项目等各种不同的方法手段,满足不同层次学生利用该实验中心的需要。 1.4.3实验教学与科研紧密结合把科研引入实验教学,将科研中有利于培养学生创新能力、协作精神和科学精神的部分转化为实验教学内容,及时合理地转化为专业实验教学项目的内容。以黑龙江省科技攻关项目——黑龙江特色芸豆深加工关键技术研究与产品开发为例。其中,芸豆方便休闲食品(风味芸豆沙、五香芸豆罐头、速溶芸豆粉)开发、活性组分(α-淀粉酶抑制剂、红色素)提取分离、芸豆蛋白粉及活性肽研究等项目,就是在开放实验室中成功转为学生的创新训练项目。 2新实践教学体系的实施效果 2.1提高了教育教学与科学研究水平 近5年来,在构建和实施新型实践教学体系的过程中,本实验教学示范中心先后承担实验教学类研究课题20余项,其中,省级教育教学改革与实践项目12项,校级教学研究课题8项;食品科学与工程专业教师不断探索实验教学改革,促进实验课程建设,截至目前,已经建设了1门省级精品课、4门校级精品课;自主设计与制作了专业实验教学软件5项;在国内外期刊中发表食品专业类教学改革论文近50篇;出版教材、编著39部;有2人被评为校级教学名师,食品科学教学团队被评为校级优秀教学团队。在食品开发、农畜副产品加工利用、食品安全关键技术、功能性发酵食品技术以及农畜产品有效成分分离纯化技术及装备研制等方面,获得了具有自主知识产权的科研成果80余项,其中国家级、省部级及厅局级获奖成果25项,获得了以模拟移动床精细分离功能保健成分技术为代表的专利近20项;在《FoodScienceandBiotechnology》、《FoodControl》、《农业工程学报》、《微生物学报》等国内外学术期刊发表食品业方面的科学研究论文300余篇,其中,SCI、EI收录32篇;承担厅局级以上科研项目70余项,其中科技部科技支撑计划4项、星火计划1项、科技人员服务企业项目2项、科技成果转化项目3项、国家自然基金8项、省部级课题21项、厅局级课题35项。 2.2提高了学生的科研水平和实践能力 在实施多层次实践教学体系的过程中,食品科学与工程专业本科生在食品类核心期刊上发表学术论文40余篇;承担各级创新创业训练项目20余项;在中国各种食品类的专业竞赛中获得了多项奖励。食品科学与工程专业毕业生就业率在全校一直保持前列,一次性就业率达到了95.3%。特别是对大学生科技成果突出的优秀人才,在研究生招生工作中采取免试录取或优先推荐就业等政策。毕业生在实验操作中所培养起来的扎实的专业知识与技能、勤奋的工作态度、富于合作与创新精神等综合素质,得到了用人单位的好评。 2.3服务社会的能力大幅度提高 本实验教学示范中心在构建多层次实践教学体系的过程中,投入了大量的人力、物力和财力,设计和购买了大批先进的仪器设备和生产线,这为充分发挥食品科学与工程专业的技术与设备等资源优势,为社会提供技术服务提供了物质条件,非常有利于教师与企业的深入合作。教师带领部分学生与省内部分企业(如完达山乳业有限公司、北大荒肉业有限公司、龙江明珠酒业有限公司等多家企业)、科研机构(如黑龙江省科学院大庆分院、黑龙江省农科院大庆分院)联合开展实验研究和提供相关技术服务。同时,与大庆市营养协会、大庆市劳动技能培训基地等单位联合进有关营养师、检验师等职业认证的培训工作,收到了非常好的效果。 3结束语 构建适应创新型人才培养需要的创新实践教学体系是高等教育质量工程改革的重点和热点。“以学生为本,以培养动手能力强、富于创新精神的工程应用型人才”为目标,以“基础牢、有创新、重应用”为基本原则,充分利用食品科学省级实验教学示范中心的实验条件,构建出了食品基础层实验、综合设计层实验、应用创新层实验、研发创业实践活动等4个层次的实践教学体系,为培养具有创新意识和创业能力的工程应用背景的食品专业人才奠定了坚实基础。 作者:牛广财杨宏志王宪青陈洪生魏文毅单位:黑龙江八一农垦大学食品学院食品科学实验教学示范中心 食品科学论文:食品科学与工程实习教学革新研讨 1现状分析 1.1联系实习单位难度大由于食品行业具有对卫生条件要求高、季节性明显、日工作时间长、管理相对严格的特殊性,在安排学生实习时存在安排难、管理难、意外多、麻烦多等问题。随着计划经济向市场经济的转变,企业更多注重的是经济效率和安全生产,学生的实习不但不能为企业带来经济效益,反而为其生产带来诸多不便,这就使得教师在联系实习单位以及在实习计划的组织安排上感到非常困难。参观的企业现代化、自动化水平也是参差不齐,自动化程度不高的企业许多同学认为太落后,没有技术含量,不愿去参观;现代化程度高的企业由于自动化程度高、生产规范,不愿接受参观。只有少许具备参观通道的企业,注重企业文化的培养,比较欢迎参观学习,但是参观过程往往是观看宣传片和既定的流程,常常是雾中看花,基本接触不到生产上的实质问题,不能切实体验实际生产。基于诸多原因,当前的校外实习基地基本还停留于走马观花般的参观,没有实际的操作实践。 1.2对学生实习情况监管不力很多教师教学与科研任务繁重,学历进修压力大,实践锻炼的时间严重缺乏,没有更多的时间和精力投入指导学生的实习,从而直接影响了实习教学的质量和学生实践能力的提高。学生与教师的比例一般都在30∶1以上,这样在毕业实习过程中指导教师就显得力不从心,特别是学生实习地分散,要及时正确地指导学生就显得有些困难,无法给予面对面的指导,导致部分学生在毕业实习过程中处于无人管理状态。此外,目前对综合实习的考核方法过于简单,主要通过出勤率和实习报告2种形式考核;另外,校外实习时大群人的参观,无形中增加了学生的懒散心理,降低了对实习的重视程度,随意请假或缺课情况较多。 1.3实习周期较短且实习经费不足以毕业实习为例,按照实纲的要求,实习时间为3周,而真正在工厂参观、实习时间不外乎3~8d,在如此短的时间内,学生要熟悉实习企业的生产工艺、设备以及管理方法都相当困难,更不用说上岗亲自操作了。内蒙古科技大学食品科学与工程专业每年用于实践教学的经费仅为1.5万元,实习中的车费、讲课费、教师的出差补贴全部包括在内,但却担负着培养近150名本科生的重任,以这样微薄的投入拟建立规模化的教育实习基地根本无法想象。实习过程中交通、住宿、管理等费用的逐年增加,在安排实习时往往凭着有多少钱办多少事的原则就近安排实习地点,或者减少外出实习时间以减少开支,这势必达不到实习的要求,影响实习效果。 1.4校外实训基地建设的宏观保障机制尚未形成很多食品企业不愿意接收学生的专业实习,而目前我国又无相关的法律条文要求食品工厂有义务,因而食品专业存在专业实习难等问题;此外投入很多精力用于建设校外实训基地,却往往虎头蛇尾,效果不尽如人意,很大原因是企业出于生产、利益等,不愿意接收学生开展实习,或者把学生当成“廉价劳动力”,用于补充“用工荒”时普通工人的空缺。要想提高校企合作实习基地的使用效果和效率,还要依靠政府立法、行业监督、多方协同、共同推进的方法,在社会大环境下促进实习教学基地建设。 2改革措施 2.1发挥学生能动作用实习前对学生进行专业思想教育,帮助学生树立正确的专业思想,明确生产实习目的和意义;在实习中发挥学生能动作用,使学生变被动实习为主动实习,鼓励学生发现问题、提出问题,并通过综合运用所学的理论知识积极进行多角度思考,培养和激发学生的创新能力;实习结束后对实习过程中思想认识、企业生产状况、存在问题以及收获等全方位总结,并积极开展师生、校企和学生间的交流活动,有利于其了解更多的企业文化、加工技术特点和管理运行模式,开阔眼界。 2.2合理设计实习内容将实习教学与企业实际情况相结合,根据食品企业的实际生产工艺,合理设计实习内容和实习计划,制定好整套相应实纲、实习任务指导书、实习手册等实习文件,从教学内容和教学管理上确保生产实习方法的系统化、规范化和定量化。增加实习教学时数,以使实习教学环节的权重占到全学程的10%以上,让学生在实习过程中能够将理论知识和实际生产紧密地联系起来,掌握实习工厂的工艺流程,为毕业后走上工作岗位奠定基础。 2.3加强校内外实习基地的建立加大实习经费的投入,结合校内相关实验室和设备建立校内实习基地;同时以产学研结合为平台,充分利用技术和人才方面的优势,加强院企合作,建立教学与生产实际、教学与科研实际、教学与工程实际结合的校外实习基地,使学生的综合能力都能够在实习过程中得到提高,促进其就业。 2.4完善实习管理和考核制度制定和完善指导教师和学生管理制度、指导教师职责、学生校外实习考勤制度、指导带队教师评价表等,并严格执行,采用校企结合的管理模式,加强对教师和学生监督,确实保障实习效果。此外,对学生的实习制定量化考核标准,通过前期准备、实习表现、实习效果、实习报告和专题报告等环节进行评分,客观公正地对学生实习进行全面合理的评价,督促学生较好地完成各个实习环节。 2.5加强实习师资队伍建设实践技能过硬的教师才能培育出实践技能过硬的学生,因此实习指导教师不但要有丰富理论知识,还需具备丰富实践经验,因此可以通过聘请一定数量的来自食品行业具有较强实践能力的企业生产技术骨干担任兼职教师,指导学生实践技能训练。另外,学校应从政策上给予倾斜,在晋升晋职和进修机会上给实习教师以优先考虑,同时对现有的实习教学师资队伍进行在职教育,拓宽视野,鼓励青年教师深入生产第一线进行锻炼,不断扩大知识面,提高自身实践能力,建立一支综合素质高的实践教师队伍。 作者:汪磊游新勇王国泽云月英李俊芳莎娜单位:内蒙古科技大学数理与生物工程学院 食品科学论文:食品科学专业研究生创新性人才培养模式探索 摘要:经济全球化使竞争全球化,而提高国际竞争力的一个重要方面是有高素质、创新性、复合型人才队伍,培养适应时展和国内外大环境的高端人才是一个崭新的课题,亟需深入、系统研究。基于此,本文从课程体系与教学工作、导师队伍建设、研究生培养质量体系等方面进行探讨,以期为食品科学专业研究生创新性人才培养提供有益参考。 2006―2010年,我国食品工业发展年均递增率为12%,2010年食品工业总产值达到3.6万亿左右,占国内生产总值比例约为9.6%[1]。尽管如此,我国食品加工业仍然存在科技基础较为薄弱、企业创新发展乏力、企业技术人才匮乏等问题。与此同时,近年来食品安全事件频发,引起社会广泛关注,由此对食品专业人才培养质量提出了更高的要求[2]。目前,食品科学与工程专业研究生在招生规模不断扩大的背景下,一方面存在供大于求的现象;另一方面却存在食品专业毕业生难以满足社会对高素质、创新性、复合型人才需求的现象。导致这种现象出现的主要原因是:培养目标单一、人才培养适应性较差、“学”和“研”严重脱节。 高等教育的任务是培养具有高水平、高技能、高素质的科技人才,以满足适应国家经济建设和社会发展对高层次人才的需要[3]。人才培养模式指的是在一定的现代教育理论、教育思想指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的教学内容和课程体系、管理制度和评估方式,实施人才教育的总和;其内容涵盖专业设置、课程体系、教学内容和教学方式等构成要素[2]。对于食品科学与工程专业而言,培养模式需符合当今社会发展需要,迎合食品加工业需要,构建以培养能力、提高素质为目标的创新性人才培养模式,是食品科学与工程专业快速、健康发展的必由之路。 《中国学位与研究生教育发展规划战略研究总报告(2004―2020年》指出:学位与研究生教育的战略指导方针是“优化机制、协调发展、注重创新、跻身世界[3]。因此,在反思目前食品科学与工程专业培养存在问题的同时,积极探讨新形势下人才培养模式,提高研究生培养质量,促进复合型创新人才培养,以满足日益发展的食品行业对高端人才的需求,具有非常重要的意义。基于此,本文从课程体系与教学工作改革、导师队伍建设、研究生培养质量保障体系建设等3个方面着手,探索研究生创新性人才培养模式,为研究生高素质、创新性人才培养提供理论依据与实践参考。 一、课程体系与教学工作改革 1.以模块式教学为主,鼓励多学科交叉融合。研究生课程设置是研究生培养方案的核心,课程设置围绕研究生培养目标而展开。研究生培养目标为培养适应现代科技发展的高级专门人才。目前,国内高校研究生课程设置大多分分为学位课、非学位课、实践课等。制定科学、合理的课程体系对于研究生培养目标的实现具有非常重要的意义。课程设置应体现前瞻性、层次性、个性化特色。目前,研究生课程设置存在因人设课、课程及内容陈旧、理论不强、学科交叉不虻任侍狻C拦韦恩州立大学(Wayne State University)课程设置具有个性化和特色化,课程设置强调理论知识与专业技能并重,课程选择个性化,让每位学生根据自己的兴趣和职业目标接受培养,同时重视跨学科课程的学习[4]。国内研究生培养方案重视相对较窄的学科领域,不利于通过多学科交叉而产生的学术创新观点。基于此,课程设置方面,建议开设国际前沿理论、食品法律法规等方面课程;同时,在应有必修课程基础上,适当补充交叉学科课程设置,如电化学工程、表面与胶体化学、材料科学与工程等方面课程。这就需要对其他学院开设的课程实行学分互认,这样导师可以根据研究生课题内容进行课程选择,做到有的放矢。 2.教学工作改革。教学工作包括教学方法、教材建设和实践教学等方面。研究生教学过程中,要不断改进和创新教学方法与手段,切实调动研究生学习的主观能动性,提高教学效果。这就需要改进课堂教学方法与手段,改变传统的满堂灌教学方式,充分采用启发式、引导式、讨论式、案例式与研究式等教学方法,增强学生的主观能动性,培养学生的创新意识。此外,需要丰富课堂内容,开拓学术视野。例如,在《果蔬精深加工技术》课程教学中,果蔬粉加工技术内容包括果汁粉加工的必要性(启发式教学),果汁喷雾干燥黏壁问题产生原因(引导式教学),粉末发粘温度测定方法研究进展(讨论式教学),同时将教师在该领域最新的研究成果详细介绍给学生(案例式教学)。在“玻璃化转变理论及其在食品加工、贮藏中的应用”这一章中,结合教师近年来的科研成果,通过案例式教学,结合国际研究前沿,将这方面知识点生动、形象地介绍给研究生。 目前,研究生教材尤其是专业课程教材内容陈旧,有相当数量的课程没有教材。学生需要教材来系统地学习专业知识,若缺乏教材或教材质量不高,提高研究生培养质量就是空话。因此,要重视教材建设。选择系统性强、内容新颖、水平较高的研究生教材。对于重要的专业基础课程,鼓励采用国外原版教材,例如Food Chemistry,Introduction to Food Science,Fruit and Vegetable Processing Improving Quality,New Topics in Food Engineering等;根据学科研究方向与科研成果积累情况,加强自编教材建设,建议学校设立专项资金,资助研究生教材的出版与发行。积极开展精品课程与重点课程建设。 实践教学环节是研究生培养链条中不可缺少的环节,但是随着研究生教育规模的扩张,各培养单位师资力量和科研资源不足的问题日益突出,反映在研究生培养上,就是实践教学内容和形式跟不上学科发展和研究生扩招,仪器设备不足和空间不足在很大程度上影响了对研究生实践能力的培养。因此,在实践教学方面,应采取如下措施。首先,为拓宽研究生的学术视野,培养研究生的创新意识与创新能力,锻炼研究生的学术表达与交流能力,促进学科交叉融合,我校农工学院每年举行一次学术论坛。其次,学校还不定期举办一些食品、化工、生命、材料等相关专业的国内外学术报告,使研究生接触不同领域的学术思想,有利于学术交叉融合。再次,研究生导师也会不定期带领研究生参加农产品加工年会、水产品加工年会、食品科学国际年会等国内外学术会议,鼓励研究生在大会上做报告,提高学生的学术交流能力。最后,研究生培养后期,鼓励学生赴研究生培养基地(如山东理工大学与德州乐陵政府共同发起的研究生工作站)开展实践教育。 二、导师队伍建设 研究生培养过程是导师主导性和学生主体性相互交织的过程。导师质量的高低是决定研究生质量的关键因素。高素质导师群体是培养合格研究生的必要条件。大学能否培养高水平的研究人才,归根结底是看它是否拥有一支高水平的、稳定的导师队伍[5]。 目前,导师方面存在创新意识弱、学术水平不高、责任心不强等问题。导师学术水平低,很难期望指导的研究生能出高水平成果。因此,导师应加强自我完善与自我修养,潜心研究与教学。学校或学院应根据近三年科研项目、科研论文等方面的评估(或者有在研项目,或者有SCI/EI等高水平论文以体现导师水平),出台严格的导师遴选、招生资格的审定、研究生指导工作制度等文件。 食品科学是一门综合性很强的学科,每位研究生导师不可能熟悉所有领域的知识。因此,加强导师团队建设对于高质量研究生培养至关重要。导师团队中要有不同研究背景的老师,才能实现优劣互补,实现团队功能。此外,鼓励知名企业中业务水平高、责任性强的专家担任研究生校外导师,共同承担研究生培养工作。 三、研究生培养质量保障体系建设 目前,研究生教育由初期的规模发展向提高质量为主的内涵发展转变。处理好规模与质量关系,建立食品专业研究生培养质量保证体系,确保食品科学与工程研究生培养质量成为研究生教育研究和探索的重点。研究生培养过程包含中期考核、开题报告、中期考核、论文评审、论文答辩等主要环节。 1.建立健全培养质量保证措施与制度。制定从招生、培养、学位授予等过程的管理规章制度,规范培养各个环节,使研究生教育管理制度化、规范化与科学化,这是保证和提高研究生教育质量的前提,同时也是构建研究生教育质量保证体系的重要基础[5]。以山东理工大学为例,制定了与研究生切身利益密切相关的制度,如国家奖学金评选,制定了《山东理工大学研究生国家奖学金实施细则》;助学金评选,制定了《山东理工大学研究生奖助学金发放实施办法》。奖学金评选过程中,建议强调研究生作为第一作者(或者导师第一作者,研究生第二作者)的成果,体现研究生的真正学术水平。避免有些研究生通过挂名获得更高排名而实际上工作没做多少的弊端。同时,规范授予学位的影响要求,研究生在读期间要有学术论文在核心期刊以上的国内外期刊上公开发表或录用。对于SCI/EI收录的论文,在优秀论文评选中享有优先推荐权。此外,除了学术论文外,其他成果如专利、获奖等能体现研究生学术水平的成果也可以规范、量化,替代论文作为授予学位指标。 2.化过程管理。研究生培养过程管理包括教学过程管理、论文选题与开题管理、中期考核、论文盲审与答辩环节等。目前,研究生教学过程中存在教师授课不认真、学生不投入等问题,职能部门需要制定相关制度,强化教学过程监管,例如不定期安排督导听课,安排学术专家组(3―5人,从教学、科研成就卓越的教师中筛选)课程教学内容审核等,实行“能者上、庸者下”,杜绝“教师混工作量,学生混学分”等不良现象。论文选题与开题报告是研究生论文工作的重要组成部分,直接影响学术论文质量。要求论文选题要新颖,避免重复选题(比如原料不同,研究内容、方法都不变)、知识陈旧选题、无实际应用价值选题等。论文开题报告存在流于形式、监管不严等现象,应加强这方面管理,为研究生论文顺利开展打下良好基础。切实加强论文中期考核工作,对论文工作进度、论文存在问题、拟解决方案等进行考核,考核合格后可进行下一阶段工作。严格把关论文送审与答辩环节,严格执行“双盲”送审制度,论文答辩过程中,实施回避制度等。此外,加强学位论文管理,明确论文外审的专家意见为“2A1B”或“3A”才有资格评选校级/省级优秀论文;硕士学位论文有SCI发表/录用的优先推荐校级/省级优秀论文,优秀论文的评选务必公正,做到“优中选优”、“宁缺毋滥”。最后,研究生培养过程中,要加强研究生“学风”教育,目前研究生培养过程中,出现考公务员、考教师资格证、考驾照、校外兼职等与学术研究无关的现象,严重制约了研究生培养的质量,需要校/院制定相关规章制度,为研究生学术开展营造良好的氛围。 四、结束语 研究生教育的本质是培养符合我国国情的人才。目前,研究生培养过程中出现数量相对过剩而高素质、创新性人才紧缺的弊端。食品是一门综合性强,理论与应用紧密结合的交叉学科,也是实践性较强的学科。现代食品科学的发展应该与食品技术自主创新的需求相适应。因此,提高研究生培养质量、探索创新性人才培养模式已成为食品科学专业研究生教育改革的必然趋势。基于此,设置科学的课程体系,构建现代化的教学体系,组建责任心强和素质高的团队导师队伍以及建立科学、合理的培养质量保障体系是食品科学专业研究生创新性人才培养的重要措施与保障。 食品科学论文:区域经济“新常态”下食品科学与工程专业教学模式改革探索 摘 要: 省属地方高校需在明确办学思想定位的基础上,对专业教学模式不断改革创新,与区域经济发展和不断变化的人才需求相适应。本文在明确地区经济发展新形势基础上,对本校食品科学与工程专业培养目标、课程体系建设、教学内容和方法等方面进行改革探索。 关键词: 区域经济 食品科学与工程专业 教学模式 盐城工学院是江苏省属全日制普通本科高校,坐落于素有“东方湿地之都、仙鹤麋鹿之乡”美誉的沿海开放城市――盐城市市区,秉承“笃学格致、厚德重行”,着力培养高素质应用型高级专业人才。在江苏经济发展“新常态”的大环境下,学校主动适应江苏沿海开发与区域经济发展的需要,加强学科基础建设和科学研究工作。食品科学与工程专业属于应用学科,人才需求变化受社会经济环境影响大,因此必须将专业特色与区域经济发展相结合,积极进行专业教学模式改革。 1.区域经济发展与人才需求现状 1.1盐城地区社会经济发展新形势 江苏省盐城市地处中国东部沿海中部,位于长江三角洲北翼,是江苏省面积最大的地级市,达1.7万多平方公里,常住人口700多万,是江苏沿海地区新兴的工商业城市,也是长江三角洲重要的区域性中心城市,拥有江苏省最长的海岸线、最大的沿海滩涂、最广的海域面积。江苏沿海城市依托开发区,构建现代新型产业基地。盐城着力构建汽车产业、新能源、风电机械制造业、长三角北翼重要的物流基地,我国东部沿海重要的旅游城市湿地生态旅游地[1]。2015年,盐城市围绕“建设新盐城、发展上台阶”总定位,秉持绿色发展理念,深入实施改革创新,着力提升城市品质,全市经济运行稳中有进、转型升级步伐加快、沿海开发快速突破、重点改革稳步推进、社会民生持续改善。 1.2江苏沿海开发的人才需求 江苏沿海地区在新形势下推进一体化发展,把沿海地区的资源、空间、市场等要素作为一个整体,统筹考虑、综合谋划,充分发挥“一带一路”建设前沿阵地、长江经济带和新亚欧大陆桥重要门户的独特优势,主动融入和对接国家发展战略。因此,对高素质、复合型、应用型的各类人才需求大。近年来,人力资源数量相对充足、素质较高,但高级专业技术人才相对缺乏,集聚科技、人才资源的能力较弱。人才需求类型主要包括:现代农业技术人才、先进的制造业人才、新型产业人才、现代服务业人才[1]。 2.适应区域经济发展的专业人才培养目标定位 2.1盐城工学院办学特色 盐城工学院弘扬新四军“铁军精神”,确立“质量立校、人才强校、科研兴校、依法治校”的办学思路,围绕地方经济社会建设,着力培养高素质应用型高级专业人才,不断提升科学研究和科技服务水平,形成了以工为主,工、经、管、文、理、农、艺多学科协调发展的办学格局,致力于建设“学科特色更加鲜明,若干学科在国内有显著优势,卓越一线工程师培养的重要基地、行业科技创新的重要源头、沿海开发与区域经济发展的重要支撑的高水平应用型大学”。 2.2食品科学与工程专业培养目标与定位 盐城工学院食品科学与工程专业,多年来以社会需求为导向,以服务区域经济为宗旨,已为社会培养千余名毕业生[2]。为更好地适应区域社会经济发展需求,推进高素质应用型高级专业人才培养,全面提高人才培养质量,构建激发学生活力与潜力的本科教学体系,对食品科学与工程专业人才培养定位和目标做出调整。 2.2.1进一步明晰人才培养目标。培养的专业人才能有效地支撑产业发展,人才培养目标适应产业发展要求和专业发展趋势,符合学校的办学定位,体现专业特色,结合专业认证标准。 2.2.2进一步明确人才培养定位。围绕学生全面发展,结合社会需求,立足学校“高素质应用型高级专业人才”目标定位,强化综合素质教育;体现应用性,建立与行业企业联合培养人才机制,加大行业企业协同培养的力度,突出能力培养主线。 3.适应区域经济发展的课程体系模块化建设 食品科学与工程专业按照“高素质应用型高级专业人才”目标定位,进行模块化的课程体系建设,围绕培养目标和要求,结合学生认知规律,制定知识能力实现矩阵,进行课程体系模块设计和优化,强调实用化和个性化。 3.1通识课程模块 包括通识课程和通识选修课程,按照专业培养目标配置多元化的课程方案。政治理论课程推行理论教学与实践锻炼相结合,提高学习政治理论课的实效性;大学英语适应新时期社会发展需要和英语教学改革的l展趋势,由原14学分调整为12学分,同时强化学生个性化英语学习需求,促进学生英语应用能力的提高,增加选修课程的数量,提高选修课程的质量;大学计算机基础及程序设计类(实用软件类)课程根据专业人才培养需求,结合全国计算机等级考试要求,设置菜单式的教学内容。 为体现课程体系的实用化和个性化,将大学生创业教育课程改为大学生创新创业教育,加强学生创新能力培养,编入通识课程模块;大学生心理健康教育和信息素养与信息检索课程,按照国家要求列入培养方案,编入通识选修模块,由学生自行确定修读学期;自然科学、文经管、艺体卫类选修课程,也编入通识选修模块。 3.2专业模块 由专业基础课程、专业课程和专业选修课程组成。专业基础课程设置立足为学生打下扎实专业理论基础和实践技能,理论与实验课程相配套,总学时比例达35.74%。专业选修课程结合沿海开发,设有食品新资源开发利用、食品加工新技术、水产品综合利用、食品生物技术导论等课程,加强学生适应区域经济发展人才需求的素质能力培养。增设2门自主学习课程,通络网络课堂、课外指导等互动激发学习兴趣,培养学生自主学习能力。另外,协同相关学院学科增设2门跨学科跨专业选修课,由教授领衔授课,通过学科交叉,强化学生复合型和创新型能力培养。 3.3素质与能力拓展模块 食品科学与工程类卓越农林人才应该具有4种素质,即懂设计、精通实、善合作、敢创新[3]。根据专业实际情况,精心选择设置技能拓展与创新训练环节,使学生能根据自己的志趣、潜力和特长自行选修适合的项目,充分体现个性化课程设置要求。主要包括:创新活动、技能训练、科研训练、社会实践、学术讲座。 3.4集中实践模块 集中实践模块是对学生素质能力培养的重要环节,学时比例安排超过20%。通过军事技能训练、思想政治理论课实践、专业金工、认识、生产、毕业实习,课程设计,食品市场调查,综合实验,毕业设计(论文)等,多方面实践能力的培养和训练,为实现专业人才培养目标进行充分的实践准备。 4.适应区域经济发展的教学内容和方法改革 我校树立以人为本的办学理念,根据学生的基础差异性和发展的个性化需求,在教学组织上体现因材施教,推进大类培养、专业分流和方向自主三阶段有机衔接的人才培养模式;在课程教学中采用分级分层教学模式,为学生的全面发展提供优质服务;注重人才培养的多样性,建立与行业企业联合培养人才机制,加大行业企业协同培养的力度,突出能力培养主线,满足经济社会发展对不同规格人才的需求。 4.1推广网络教学平台使用 课程进行网络平台建设,可以很好地辅助教学,摆脱传统教学模式的束缚。各种教育资源库通过网络跨越了空间距离的限制,实现了教学资源利用最大化;教师与学生、学生与学生之间,通过网络进行全方位的交流,实现学习形式交互化;便捷、灵活,任何人、任何时间、任何地点,从任何章节开始、学习任何课程,实现学习行为自主化;运用计算机网络所特有的信息数据库管理技术和双向交互功能,实现教学形式修改化;具有自动管理和远程互动处理功能,实现教学管理自动化。 4.2适当开展讨论式教学 讨论式教学法强调在教师的精心准备和指导下,为实现一定的教学目标,通过预先的设计与组织,启发学生就特定问题发表见解,引导学生自主进行辩论和思考。食品科学与工程专业作为应用学科,在专业课程教学过程非常适合采用讨论式教学法,通过精心选择课程内容,有针对性地设计讨论环节,讨论内容的难易度略高于全班平均水平,挑选恰当的讨论时机进行,能很好地培B学生的独立思考能力和创新精神。 4.3不断丰富案例教学 案例教学是一种开放式、互动式的新型教学方式,一般结合一定理论,通过各种信息、知识、经验、观点的碰撞,达到启示理论和启迪思维的目的。食品科学与工程专业课程理论多与生产实践紧密联系,教材中多缺乏具体案例及相应分析内容,学生毕业后往往需要独立分析解决生产中遇到的各种问题,通过案例教学,将基于一定的生产事实而编写的案例用于课堂讨论和分析之后,会使学生有所收获,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。 4.4循序渐进加强双语教学 双语教学作为一种实践性很高的教学模式,在高等院校教学中越来越普及。目标是双重性的,一是获取学科知识,二是培养和提高学生运用外语的能力。双语教学在全国各个院校、各个专业开展起来,取得了一定成效,但这种教学模式仍处于起步阶段[4]。我校地处江苏沿海地区,学生就业有更多的机会投入合资和外资企业中,开展双语教学非常必要。首先选择相对容易的专业课程作为切入点,学生对其有初步了解或一定的基础,容易取得预期的教学效果,然后循序渐进逐步在技能培训、促进就业和核心专业课程等课程中推广。 4.5多手段开拓实践教学建设 目前高校普遍存在实践教学模式创新不足,实训实习资源紧张,不能全方位保证实践教学目标的实现等问题。毕业生走出校门之后仍然感觉学无用武之地,所学非所用,用人单位感觉人才培养质量不高,找不到实用的人才[5]。在区域经济发展“新常态”下,高校专业实践教学水平提高和模式改革更是亟待解决。为推动我校实践教学发展,食品科学与工程专业积极探索实践教学改革:完善校内实习基地、与企业合作不断增加校外实习基地建设、校企合作培养学生实践能力、与培训机构合作促进学生取得职业资格证书、加强实践教学内容和教学方法的改革等。 5.展望 随着江苏沿海地区社会经济迅猛发展,人才需求不断变化,高等学校人才培养目标定位需要不断与之相适应,专业教学模式改革应当形成一种常态,高校应不断加强与企业合作,形成企业人才需求与高校人才培养相互促进、共同发展的良好机制。 食品科学论文:地方高校卓越食品科学与工程专业人才培养模式的探索与实践 摘 要:卓越工程师人才的培养,是高校转型发展和改变传统培养方式的需要,更是培养适应社会发展和行业需求的应用型人才的需要。为了实现这一转变,重庆三峡学院依托区域经优势,结合食品科学与工程专业的特色,明确卓越食品人才的培养思路和目标,从人才培养模式、教学团队、教学方法、课程体系、实践平台以及评价体系等方面阐述人才的实现途径,旨在培养一批能在食品科学与工程领域有突出应用能力的卓越人才。 关键词:卓越 食品工程师 实践能力 探索 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》多处明确强调要“培养一批拔尖创新人才”。以学校转型发展为契机,结合我院应用学科的特色和优势,选择应用性和实用性较强的食品科学与工程专业作为卓越人才培养的试点专业。旨在通过教育理念、人才培养模式、教学团队、教学方法、实践平台、评价体系等方面改革和创新试点,培养一批能在食品科学与工程领域有突出应用能力的卓越人才。 1 培养总体思路和目标 秉承“立足三峡,服务库区”办学宗旨,树立“针对岗位、面向企业、面向未来”的教育理念,以三峡库区、渝东北生态涵养区和万州第二大城市建设为契机,结合食品行业区域优势,发挥我校办学综合实力和工科优势,建立食品科学与工程专业卓越人才的培养模式,本培养模式将借鉴先进的工程教育改革理念[1],结合本专业的特色和人才培养定位,依托学校人才培养管理体系和架构,采用“3+3+2”的培养方式,设计“知识――能力――素质”一体化培养的课程体系,以学生的理论知识、个人素质与发展能力、团队协作能力、工程实践能力为培养目标,培养卓越的食品科学与工程专业人才。 2 卓越食品科学与工程人才实现的途径 2.1 实施“3+3+2”的人才培养模式 为了改变现有人才培养模式与企业需求脱节的现象[2]。食品科学与工程专业计划实施“3+3+2”的人才培养模式(见图1),培养应用型人才,缩短学生就业与企业岗位需求间的差距,全面提升人才培养质量。 第一个“3”是指大一到大二上学期的前3学期(第1至3学期):开设通识公共课和专业基础理论课,重点培养学生学科基础知识; 第二个“3”是指大二下学期到大三这三3学期(第4至6学期):开设专业课和专业实验实践课,每学期前12周为课堂理论集中学习时间,后8周为集中实践实训时间,包括到企业进行课程见习。此阶段重点培养学生专业理论知识和专业实践技能; 最后一个“2”是指大四的2学期(第7至8学期):为企业集中实习和毕业设计环节。在分类分层培养的基础上,将学生输送到不同的食品企业。学生在企业进行为期1年的多岗实习,不同岗位实习时间为1-2个月。学生在企业实习期间实行双导师制,根据企业生产实际需求,学生在实习期间在导师的指导下根据企业生产实际需要完成毕业设计。实习考核由学校和企业共同完成,任何一方实习考核不合格均重新实习。其目的是缩短学校到社会的过渡期,注重应用能力的培养。 2.2 组建应用型教学团队 通过引进企业技能人才和送专业教师到企业挂职锻炼的方式,打造应用型教学队伍,组建双师型专业理论课教学团队和应用型的实践课教学团队[3]。派专业教师深入企业挂职半年到1年(新进教师为1年),让教师掌握现代食品技术,了解企业发展和需求,扩大与企业的合作,建立稳定的校企合作关系。从食品企业引进和招聘技能型人员作为专兼职教师,实施联合办学[4]。 2.3 优化了课程教学体系,制定新的课程标准 根据食品行业需求,对专业课程体系进行了优化,增加了企业急需的理论和实践课程,加强了学生实用技能训练环节,并结合企业岗位技能要求重新开始制定课程标准,尽量制定符合企业实际需要的理论和实践教学内容;根据企业研发和岗位需求重新设置与行业发展趋势相适应的专业理论课程和实践课程 群[5]。 课程设置和教学内容实行3个满足:课程设置满足食品行业生产需求,实验实践项目设置满足食品企业岗位需要,实践训练满足学生就业需要。 2.4 建立有效的教学质量评价体系 成立企业参与的专业建设和教学指导委员会,让企业技术人员参与食品科学与工程专业的建设、课程设置和开发,建立学校和企业联合评价的教学质量评价体系[6,7]。根据食品行业主要九大行业分类,每类拟聘请1位企业高级技术或管理人员作为专业建设和教学指导委员会成员,对食品科学与工程专业的专业建设、课程开发和教学提出指导性建议。 2.5 改变传统的教学方法 打破以老师为主的传统教学方法,实现以学生为主体和以教师为主导的教学模式,充分利用校内外实践平台和教学资源[8]。在教学方式上,采用工学结合,边学边炼,校内仿真训练与校外生产现场见习相结合,实训和实习相结合;在评价方式上,以学生动手能力考核为主,让企业参与人才培养过程评价,广泛采纳企业人员的意见。 2.6 注重校企合作,搭建实训、实习“实践平台”,强化学生实践能力 食品科学与工程专业秉承“面向行业、服务库区、培养应用型人才”的专业宗旨,紧密围绕地方特色食品产业的需要进行专业建设[9],现与库区食品企业联合建立了4条典型食品生产线。与企业合作建立了2个研究中心(与重庆市万州区乳峰乳业(集团)有限公司联合建立了“乳制品研究中心”和重庆瑞宝农业集团联合建立了“生物技术研发中心”)和1个研究所(与重庆市国健商贸有限公司联合成立了“重庆市万州区食品工业研究所”),这些生产线和联合研发机构主要用于学生生产实践能力训练、企业食品生产工艺改进和校企联合研发。与库区20家企业签订了校企合作协议,从学生实习、学生就业、联合培养和产学研等方面开展了深入的合作,每年毕业生到食品合作企业从事6个月的轮岗实习,63%的食品科学与工程专业毕业生面向库区食品相关企事业单位就业;每年专业教师承接食品合作企业5-8项的横向合作研发项目。 3 特色与创新 探索“产教融合,校企联合”的应用型人才培养模式,确立了“面向企业、针对岗位、培养技能”专业定位。制定了2015版人才培养方案,确定了“3++3+2”人才培养模式。将实验实践教学体系分为“专业基础实验、专业技能训练、学生创新实践、专业实训实习”四个环节,实践环节的比重提高到整个人才培养体系的40.5%,有利于学生实用技能的培养。 围绕区域优势和企业需要开展学生创新实践。2015年食品科学与工程专业学生申请的17个国家级、市级和校级实践项目均是围绕区域特色资源和企业需要开展的研究,与企业联合建立了校企研发中心3个,与库区13家特色食品企业签订了校企合作协议,体现了“以企业需要为导向”,初步实现了“面向企业、针对岗位、培养技能”的专业定位。 采取校企联合方式培养食品应用型人才方式,围绕三峡库区特色农产品建立了应用型课程群,现已初步形成“食品工程基础课程群、食品工艺课程群、食品机械与设计课程群、食品质量安全课程群、三峡库区特色食品开发课程群”5课程群和相应的师资队伍。 4 卓越人才实施的效果 经过三年多的努力,本专业逐渐形成了一套培养学生工程实践能力的适合食品科学与工程专业学生发展的人才培养模式。学生逐渐增加学生对专业的认同感,更加热爱本专业。学生的实践和创新能力明显提高,本专业学生先后承担国家和重庆市级大学生创新创业计划、全国大学生“挑战杯”和校级大学生创新实验计划等实践项目50余项,其中国家级3项,市级8项。项目实施过程中平均每学期40%以上的学生参与教师的科研,学生发表或参与20余篇,学生参与申请发明专业10余项。通过对实践能力培养模式的探讨,形成了特色鲜明的实践效果,食品科学与工程专业2015年入选重庆市市级特色专业建设。我们相信这一模式能够进一步提高学生工程实践能力,满足卓越人才实践能力的培养要求,为地方经济发展培养更多的专业人才。 食品科学论文:食品科学与工程专业学生试验设计和数据处理能力的培养途径 摘 要 为提高食品科学与工程本科专业学生在试验设计和数据处理方面的能力,本研究调研了我国部分高校,并收集了50所高校的培养方案,初步分析了现在食品科学与工程专业本科学生试验设计和数据处理能力较弱的原因,并结合西南科技大学正在采取的一些教学政策,并提出了提高学生在试验设计和数据处理方面能力的一些建议。 关键词 食品科学与工程 本科 试验设计 数据处理 1 研究背景 “食品试验设计与统计分析”属于统计学范畴的课程,是数理统计原理和方法在食品科学研究中的应用,是一门应用数学,它在食品科学中的作用主要是提供试验设计和调查的方法、提供整理和分析资料的方法,①是培养本科生科研和创新能力的一个重要工具。②该门课程的学习不仅为学生顺利完成毕业论文打下基础,更重要的是使学生毕业后能在工作中科学的分析和解决实际问题;此外,很多高校还把该门课看成素质教育的一部分,通过本门课程的学习,可以培养学生逻辑思维能力和发现问题、分析问题和解决问题的能力。③现在有食品科学与工程本科专业的多数高校都开设了试验设计和数据处理相关的课程,多数同学都能较好地通过学校课程考试,但从对一些高校调研的情况来看,在毕业设计或实际工作中,多数应用试验设计或数据处理的能力仍然十分薄弱,使本来就不具备工作经验的应届毕业生就业竞争和工作压力进一步加大。本文在广泛调研的基础上,分析了食品科学与工程本科生在试验设计和数据处理实践能力方面较弱的原因,并结合收集的50所高校的培养方案和我校采取的一些实际措施,旨在提出提高学生试验设计和数据处理能力的一些建议。 2 学生试验设计和数据处理能力较弱的原因分析 2.1 高等教育整体环境的影响 (1)食品科学与工程是一个实践性很强的专业,具有明显的工学与农学双重学科特征,我国现有食品科学与工程专业大部分集中在农业院校、轻工业院校和商业院校,以加工工艺教学见长,相对而言工科背景较弱。④ (2)高校大规模扩招后,一方面学生整体素质下降,另一方面高校自身很多基础条件跟不上,近年多数高校主要集中搞基础设施建设,把校园建设得很漂亮,却忽视了学校软件方面的建设,形成了“硬件硬,软件软”的局面。 (3)整体学风的影响。很多学校,特别是一些一般本科院校学风非常不好,为了让绝大多数学生拿到学分,很多学校都形成了一股不成文的风气:考前划重点。因此很多学生平时不学习,就等期末考试前老师指重点,然后临时报佛脚,这样的学习对学生能力的提高基本没有作用,很多学生到企业工作后对该领域的知识一无所知。 (4)重理论教学而轻实践教学。在学生心目中,他们总是误认为理论课才重要,理论课要通过试卷考试才能拿到学分,而实验课只要按照老师制订的方案机械做一遍然后写好实验报告就能过关了。从量上来说,实验课的学时相对理论课偏少,一般只占全部学时的三分之一甚至更少,这与美德等高校的食品科学与工程专业不一样,他们的实验基本上占了总学时的一半,有的课程甚至实验课学时远超理论课,比如德国赫尔海姆大学的“普通食品技术理论”和“食品生产的质量分析和监控理论”理论学时都只有56学时,而实验则高达252学时,是理论课学时的4倍以上;⑤从质上来说,大多实验都是验证性实验,真正的综合性、设计性、创新性实验很少,这对工科学生远远不够,虽然很多学校也制订了一些关于加强实践教育、创新教育和工程教育的文件和措施,但真正落实的很少。 2.2 教师方面的原因 (1)教师科研压力大,与发文章、“跑”项目、评职称等“正事”比较而言,教学属于副业,相对就不那么重要了,教学的好与坏对评职称基本无影响。 (2)大多数教师现在都拥有博士学历和一流的科研能力,但并不是师范院校毕业的,毕业后只经过短暂的师资培训就直接上岗,因此教学能力和技巧较弱,不能吸引学生。 (3)上个世纪八九十年代,很多老师都靠人格魅力吸引学生学习,而进入新世纪后,教师对学生的人文关怀减少了,在学生中的个人魅力正逐渐消失,师生关系也逐渐淡化,这或多或少会影响到学生对某些课程的学习兴趣。 (4)对学生引导不够。由于本门课程学时较少,而知识点很多,很多老师只是讲一些理论性很强的知识点,很少联系实际应用,因而很多同学都以为这门课纯粹是理论性的知识,对实际运用和以后的工作没什么实际用处,因此纯粹是为了拿到学分而学习,再加上本身这门课难度大、涉及面广、较枯燥,学生只要前面跟不上,后面就会越来越困难,开始是厌学,到最后是彻底放弃。 (5)课程特点不够突出。很多教师上这门课的时候还是和其它课程一样,一节课45分钟,几乎全是教师讲,学生听。现在课程教学基本都用PPT,学生被动地听课和接受知识,对于公式的学习,也许一时记住了,但根本不知道公式的来龙去脉,为什么要学,学了对实际有什么作用;另外,学生在快速播放PPT大版的公式和推导屏幕前根本没有时间思考,开始几分钟还可以认真听,后面因为某个环节跟不上了就开始松懈,最后就是放弃。 2.3 学生方面的原因 (1)自觉性不强。很多同学认为高中太辛苦了,大学没有家长和老师的监督,就可以自由了。 (2)学习目的不明确。大多数同学学习的主要目的是应付考试、获得学分,是为了学习而学习,根本没想也不关心这门课学了有什么用。“食品试验设计与统计分析”在大多学校都是开卷考试,一些计算题都可以按书上的例题照葫芦画瓢,很多学生知道怎么去做一道题,但不知道为什么要这样做,更不知道这样做和实际运用有什么联系。 (3)现在学生面临各种压力,如学业压力、就业压力、经济压力,有的甚至还有感情上的压力等,特别是进入专业课学习的大三后,更是很难将全部心思放在学习上。 3 对各高校培养方案的调研情况 本次研究共收集到国内各高校食品科学与工程本科专业的培养方案50份,既包括985、211高校,也包括一些普通地方本科院校。收集到的50份培养方案中,有10个学校没有开设与试验设计和数据处理相关的课程(不包括课程“概率论与数理统计”),占到20%(由于多数培养方案是在网上收集的,也不排除一些培养方案是比较老的版本,而现在新的培养方案已经增加了这一门课程)。在开设的学校中,有17个学校是必修课,占调查总数的34%,说明约三分之二的学校仍没有重视对学生试验设计和数据处理能力的培养。从学时来看,最少的仅为16学时,大都在24~40学时之间。明确开设试验设计和数据处理方面实验课的只有8个学校,且实验学时相比于理论学时较少,大都只占总学时的三分之一甚至更少。由于绝大多数学校未开设实验课,上课的时候也未对相关统计软件进行演示,因此上完这门课后,学生根本不会用SPSS等软件进行数据分析工作。我们每次在上这门课开始的时候都要做一个调查,大多数同学学这门课之前都听说过SPSS这个软件,但仅仅也就是知道名字而已,没有使用过,少部分甚至都没听说过。因此课堂上进行演示很有必要,让学生有个直观认识,如果上课不演示,也不涉及到相关实验,那么课程结束后大多数学生仍然只是知道一个名字而已。从开设的课程门数来看,开设相关课程的40个学校中,只有6个学校开设了2或3门相关课程,其余的都只有1门,其中比较有代表的有广东石油化工学院除了开设“食品试验设计与统计分析”外,还开设了“计算机在食品科学与工程中的应用”,两门课共64学时,实验占到了22学时,且两门课均为必修;其他江苏大学、集美大学与之类似,都开设了包括计算机在食品中应用在内的两门课程;东北农业大学除了开设“食品试验设计与统计分析”外,还开设了“统计分析软件”和“统计分析软件实验”,总学时达92学时,实验学时为28,总课程门数、总学时和实验学时均为所调查学校中最多的,但3门课均为选修课。从课程名称来看,都大同小异,多数为“食品试验设计与统计分析”、“试验设计与数据处理”、“试验设计与统计分析”、“食品试验优化设计”等。 4 我校采取的一些措施 4.1 培养方案的修订和完善 我校从2003年招收食品科学与工程专业本科开始,就开设了“食品试验设计与统计分析”,开始采用24+8的学时安排,即24学时的理论课,8学时的实验安排学生上机学习相关统计软件;后来实践过程中发现理论学时不够,改成了32+8的形式;实践一段时间后,发现学生虽然学习了这门课程,也进行了上机实习,但在毕业设计时,很多同学仍然不会进行正确的试验设计等最基础的试验设计,数据处理也是错误百出,分析原因,可能大多数学生都是为了考试而学习,学习目的就是为了通过考试和完成老师交给的任务,包括上机实习时,也是机械的进行数据输入和分析,不知道这样分析到底有何实际用处。为改变这种现状,在2013年修订培养方案时将此课程的学时改为32+24,即将实验学时提高到24学时,其中的8学时仍和原来一样进行上机实训,学习相关统计软件的使用方法;另外16学时我们设计了6个综合性的大实验,这些综合性实验只确定大致方向,具体的试验方案需要由学生自己查阅资料和小组讨论后完成。比如实验之一是设计一款果蔬饮料,并优化其配方,并对产品进行感官评定,要求整个设计过程中用到方差分析、回归分析和正交试验设计。学生需在老师指导下独立完成方案设计,并进行实验,完成试验报告。在具体实施方案上,给每一小组配备一个硕士研究生或上一届该门课程成绩优异的同学作为导生进行全程跟踪和指导,小组成立后,要求组内每个同学都先要独立的查阅资料、完成初步试验方案设计,然后和老师、导生一起进行组内讨论,形成一个统一的组内实施方案,并按照该方案进行实验,实验结束后,要求每个同学独立完成数据分析和实验报告,但实验数据可以共享。实验报告完成后,老师先进行批改,然后再进行小组讨论。两次小组讨论时,要求每个同学都必须发言,督促每个同学都(下转第84页)(上接第62页)认真准备,认真学习相关的理论知识,想和稀泥过关不太可能。小组讨论完成后,每一组推选一位同学进行全班的公开答辩。 4.2 灵活多样的教学方式 在授课时板书和PPT结合,既发挥多媒体图文并茂,信息量大、节约时间的优点,一些重要知识点和图表都反映在PPT上,而对于一些需要推导的公式,都在黑板上进行演示,让学生能跟着教师的思路走,有充分的时间和空间思考。⑥在课堂上讲到相关例题时进行统计软件的演示,如EXCEL、SPSS、Design expert等,让学生了解这些软件的基本操作程序,并在课后自主进行强化训练。另外,还经常在课堂上增加互动讨论,活跃课堂气氛的同时使学生尽量主动思考。 4.3 多联系运用和生活实际 课堂上举的例子尽量联系食品生产实际、教师科研中或研究生、本科生毕业设计中的真实案例,这样既可以激发大家对本门课的学习热情,也有利于进一步加深对专业的了解。另外,为了提高同学的学习兴趣,还将生活中的统计学进行举例,如买彩票、玩扑克、家庭理财、谈婚论嫁、生活中的平均值理论等,以让学生明白学习这门课程并不完全是为了专业需要,即使以后不从事本专业,也大有好处。 4.4 教学内容的适度调整 工科院校的学生对数据处理的方法要求应以使用为主,注重实用性和先进性,不需追求理论的系统性和完整性,且能对相应问题直接套用现代工具替代繁琐计算,不需要详细的理论推导及分析过程。⑦因此,在教学过程中对于一些复杂的公式推导尽量简化,着重于某个知识点的应用和对所得结果的解释与分析。 4.5 提供形式多样的创新训练平台 除了国家、省级的大学生创新基金外,我校还有专门的学校和学院层面的创新基金,加上参与教师科研项目,半数以上的同学都可以得到创新训练资助,基本上有意愿的同学都可以得到充分锻炼。在创新训练过程中,同学们试验设计和数据处理的能力会得到极大的锻炼和提高。另外,对食品科学与工程卓越工程师班的学生要求不仅必须参加一项创新训练项目,还要求要在SPSS、SAS、Excel之外自学另外一个统计软件,如DPS或Design expert等。 食品科学论文:基于民族地区资源优势的食品科学与工程专业特色课程建设 摘要:延边大学食品科学与工程专业结合地方民族文化和食品产业特色及优势,开设了《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》2门特色课程。近几年以学生就业为导向,深化教学内容和方法的研究与改革,加强了师资队伍建设、教材建设、实验教学建设、实践教学基地建设和产学合作,切实提高了特色课程的教学效果,为培养服务于地方经济的创新型、应用型人才奠定了基础。 关键词:特色;朝鲜族传统食品;韩食料理;课程建设 延边朝鲜族自治州地处中、俄、朝三国交界处,为我国朝鲜族聚居地,是图们江三角洲及东北亚区域的中心。浓郁的民族风情、深厚的文化底蕴以及独特的地理环境,形成和发展了风味独特、营养丰富、功能优良的朝鲜族传统食品,成为我国民族食品的瑰宝之一。经过多年来的培育和发展,朝鲜族传统食品加工产业规模逐步扩大,产品国内外市场占有率稳步提高,逐渐成为地区经济发展和社会进步的重要组成部分和优势所在[1,2]。近年来,随着韩流席卷中国,中韩文化的交流日趋密切,再加上受延边地区特有地域文化影响,韩国料理馆、韩国烤肉馆、韩国拌饭馆等韩食料理产业如雨后春笋在延边地区得到快速推广和发展,社会对韩食料理的关注也迅速增强[3,4]。 延边大学食品科学与工程专业,自建系以来,一直将朝鲜族传统食品和韩食料理的教学和科研作为专业发展的特色和优势所在,发扬地域文化优势,积极开展人才培养、科学研究和社会服务,承担着为国内朝鲜族传统食品行业输送专业人才和提供技术服务的重任。2000年起,学校在本科生中开设《朝鲜族传统食品学》必修课,在2013级培养方案中又增设了专业必修课《韩食料理》,成为国内首次开设这两门特色课程的高等院校。围绕地域性文化特色和优势开设的两门特色课程作为我专业重要的专业核心课程,在为地方经济服务的应用型人才培养目标的教学课程体系中具有不可替代的重要作用,通过特色课程学习使学生掌握地域性特色食品加工与保藏的基础理论、专业知识和技能,逐步形成以提高学生社会适应能力、综合能力和综合素质为目标的教学体系,这对于地方本科院校培养本科生创新创业能力,更好地服务地方经济起着重要的作用。 因此,根据延边大学食品科学与工程专业办学定位,结合当地经济社会发展对食品专业人才的需要,以凸显应用型人才培养为目标,从以下几方面进行了特色课程建设和改革。 一、教学内容和方法的研究和改革 《朝鲜族传统食品学》主要讲授辣白菜、大酱、辣椒酱、冷面、烤肉、米酒、打糕和糕点等朝鲜族传统食品的加工方法、风味、营养功效及其饮食文化,使学生认识到地方特色食品加工实现产业化的必要性和发展前景,为学生毕业后从事朝鲜族传统食品企业生产管理、品质控制、产品开发等工作奠定基础。《韩食料理》主要讲授韩国的饮食文化,韩食料理加工基础,主食类、副食类、甜点类的加工方法、加工原理和营养价值,使学生掌握标准化的韩食料理的制作方法、加工原理和营养价值,帮助学生拓宽就业和创业渠道。 新的培养方案制定后,根据延边地区朝鲜族传统食品和韩食料理产业发展情况,加强了教学内容和课程体系的改革与建设,每门课程的教学内容力求新颖、先进、科学,将国内外相关领域的最新科研成果引入了课堂教学,补充理论及实践教学内容和素材,使课程内容既符合专业教学要求,也具有一定的特色。结合国家及区域经济和社会发展的需要,优化课程教学内容,充分考虑地方特色,突出学生学习能力、实践能力和创新能力的培养,特别是在实践教学方面,使课程的理论教学与产业生产相结合,使理论教学更加有的放矢,使课堂教学能更加紧密的与实践教学相结合。开展教学时灵活运用了多种先进的教学方法和现代化教学手段,有效地调动了学生学习积极性,有利于培养学生科学思维能力和创新精神。积极对教学内容与教学方法进行了研究,加强了教学素材库建设、多媒体教学软件开发,并广泛吸收先进的教学经验,积极整合了优秀教改成果。围绕特色课程建设,近三年已经获批吉林省教育厅教研重点项目2项、吉林省教育科学“十二五”规划课题3项、吉林省高等教育学会高教科研课题1项和延边大学教研项目3项;在国内期刊发表了5篇教研论文,获得1项吉林省高等教育学会优秀高教科研成果三等奖。 二、师资队伍建设 以《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》为核心课程,建立了特色课程的课程群,以课程群为单位进行了师资队伍的建设。课程群由8人组成,其中教授2名、副教授 3名、讲师2名、实验师1名,大部分教师具备汉语和朝鲜语双语教学的能力。特色课程的开展给专业教师带来了更大的挑战,教师除了要了解掌握课程理论知识和技能外,还要关注地方食品行业的发展动态和趋势,更要了解传统食品企业对人才的需求状况,不断补充和更新知识,将最新的知识和信息传授给学生,这样才能适应地区食品产业对教学的需要,培养出为地方经济服务的人才。近几年学校先后派教师赴韩国食品研究院、韩国农村振兴院、韩国忠北大学、华南理工大学等国内外高校和研究机构进修,到地方食品企业进行调研和接受锻炼,还多次聘请著名韩食料理专家到校进行培训,学习传统食品和韩食料理方面的专业知识和技能,多途径搜集教学素材;组织开展观摩教学和集体备课,组织教师参加了学院举办的“农学院教学论坛”、“中青年教师教学课堂能力培训”,提高了教学组织能力和教学水平,教学科研水平得到了较大提高。 三、教材建设 《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》是我专业在国内高等院校中首次开设的课程,没有对应的教材,参考书也几乎找不到。为了改变学生无教材可依的现状,我系启动了特色课程的教材编写工作,成立了特色教材编写委员会,将近几年的教学科研成果整合起来,又从韩国购入参考书籍,并与朝鲜族传统食品企业、朝鲜族传统饮食协会、韩食财团、中国朝鲜族民族食品会馆等企业和团体合作,多途径搜集教学素材和资料,制作了教学图片。《朝鲜族传统食品学》教材已经完稿即将出版,《韩食料理》的教材正处在编写阶段,已经完成了实践操作图片的制作。 四、实验实践教学 《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》课程是实践应用性较强的课程,实验教学时数分别为16学时和32学时。每门实验课程严格按照教学大纲规定的每组实验人数、考核评价方法进行,保证了实验的实效性。 通过申请吉林省高等教育专项基金、延边大学教育专项基金等途径,根据课程实验教学需要,购置了相应仪器设备,提高了实验教学的质量和水平;聘请了韩国著名韩食料理专家亲自给学生讲授韩食料理的基础技能、料理技术、韩食餐饮业创业教育,深受广大学生的欢迎,提高了学生的创新创业能力。 五、实践教学基地建设和产学合作 高等学校如果仅靠传统的实验教学,学生的实践能力很难得到真正的提升,需要建立配套的实践教学基地作不同于校园环境的实践教学场所[5]。多年来与地区朝鲜族传统食品生产企业建立了良好的合作关系,与延边金刚山食品有限公司、延边可利亚食品有限公司、延边德兴酿造食品有限公司、延边高丽酿造、延边悟德酱酒有限公司等朝鲜族传统食品生产企业建立了教学科研实践基地,学生在教学实习、暑期学校和毕业实习等教学环节中到这些企业进行教学实践和专业培训。学生到这些企业实习,通过技术人员的指导和培训,学习辣白菜、大酱等传统食品产业化生产的加工工艺、产品质量检测和品质控制等技术,从而巩固和加深了课堂所学理论知识的理解,培养了专业实践能力、独立操作和思考能力,综合素质得到较大提升。 高等院校往往拥有的是坚实的理论基础和丰富的科研成果,生产企业不仅向学校提供最新的市场信息,而且他们自身也有需要解决的技术难题,所以学校应与生产企业进行技术协作与联合开发,集中智力优势,充分发挥各自的长处,在合作中得到双赢,高校与企业的联手将科技成果产业化[6]。近几年定期召开了校企合作论坛,加强了科研合作,为人才培养、社会调查、开展理论教学与成果转化等构建了产学合作平台,同时为企业解决技术难题,不断改进技术,提高了生产效率、产品质量和安全性。近几年开展了朝鲜族传统食品的优良资源收集与多样性研究,乳酸菌代谢调控研究与工业性状定向设计,原料生产、产品加工、储存运输销售等传统食品产业链质量安全因素影响分析和质量控制,朝鲜族传统食品现代化生产工艺和新产品研发等方面的研究,得到了企业以及国内外同行专家的认可。针对朝鲜族传统食品无标准可依的问题,延边大学食品科学系与企业及政府合作制定了朝鲜族辣白菜地方标准。大酱生产企业存在的提高发酵剂菌种安全稳定性方面,也通过科研合作为生产企业解决了实际问题。在与生产企业的产学研合作过程中,学生积极参与,了解到了行业的最新发展动向,开拓了创新意识,为实践技能的培训积累了宝贵的经验。 六、特色课程建设和创新创业教育 随着高等教育的连年扩招,毕业生的就业压力越来越大,尤其是对于地方高等院校,就业压力尤显突出,国家政策在尽力拓宽毕业生就业途径的同时鼓励学生自主创业。《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》中所涉及的领域大部分可以实现小型化和多样化生产,投资成本较低。因此,在授课过程中围绕地域特色讲授特色食品加工相关理论知识和实践技能的同时,注重理论知识与创业所需具备知识的衔接,注重学生创业意识的培养、创业品质的熏陶、创业能力的训练、创业心理的培养,培养学生复合型职业能力,实现由单纯的专业技能拓展向综合职业素养提高的转变[7,8]。每年开展大学生专业文化展、大学生创新创业活动和申报完成国家级和省级的大学生创新项目等课外实践活动,学生将《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》课程中所学到的知识和实践结合起来,工艺的设计、产品的制作、产品品质评定及成本核算等过程全部由学生独立完成,进一步提高了创新创业能力。学生还通过参观、考察或短期服务于地方传统食品企业,并开展社会调查,撰写调查报告,提出或充实自己的创业计划,从而积累了创业实践经验。 七、结语 总体围绕地域特色和优势,开设了《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》特色课程,通过近几年的建设,使学生全面了解了地域食品产业发展现状及发展趋势,学习了朝鲜族传统食品生产和韩式料理相关理论和实践技能,提高了学生创新创业能力,学生在地方食品企业的就业率也明显提高,为培养地方应用型人才奠定了很好的基础。《朝鲜族传统食品学》和《韩食料理》特色课程已经形成了专业特色,今后将特色课程的教学体系优化与创新创业基地建设相结合,努力把我专业建设成具有地域文化特色及优势的专业,继续开展朝鲜族传统食品和韩食料理产业的安全监测、加工技术、产品开发等方面的教学和实践,为地方食品领域人才培养、科技创新和社会服务奠定良好的基础,为朝鲜族传统食品的产业化发展和地区经济建设做出更大贡献。 食品科学论文:食品科学与工程专业应用型人才培养的实践教学改革与探索 摘要:分析了食品科学与工程专业实践教学中存在的问题,从增加实践教学比例、建立高水平的创新型实践教学队伍、加大实践教学经费投入、重视大学生科技创新活动、加强校企合作等方面入手,进行食品科学与工程专业应用型人才培养的实践教学改革与探索。 关键词:实践教学;应用型人才;改革;探索 随着社会经济的发展,各大高校越来越重视人才的培养,培养应用型创新人才是我国教育改革的目标[1]。2012年教育部明确提出:“人才培养要注重创新,要以提高学生实践能力为重点,增加实践教学比重,加强创新创业教育,探索创新人才培养模式。”[2]食品科学与工程专业是一个实践性非常强的应用型专业,它对学生的专业技能要求很高。而实践教学是让学生掌握专业技能、培养和提高学生实践能力和创新能力不可替代的环节,是学生在校期间获得实践能力和职业综合能力的最主要途径和手段[3]。衡阳师范学院生命科学与环境学院食品科学与工程专业是从2011年开设并招生的,实践教学改革还在逐步探索完善之中,本文分析了食品科学与工程专业实践教学中存在的一些问题,并以本院为试点提出解决这些问题的方法和措施,促进食品科学与工程专业实践教学改革与发展。 一、食品科学与工程专业实践教学中存在的问题 1.传统教学理念约束。传统教学中,一直存在“重理论、轻实践”的教学观点,这种观点一直影响着实践教学的地位。教师不重视实践教学,学生同样也会忽视实践动手能力的培养,认为只要理论考试过关就行。而食品科学与工程专业是一个集理、农、工为一体的应用型专业,对学生的实践动手能力有很高的要求,如果实践教学不受到重视,会导致学生动手能力差,同时也会影响[1]学生的实习和就业。 2.实践教学课程设置不合理。很多高校在培养方案制订过程中,实验课程没有单独作为一门课程开出,不需要独立考核,往往是理论课程的附属品,这就导致学生在实验课程学习过程中不重视、不努力。有些学校虽然在培养方案中单独开设了一些实践课程,但实验个数和实习时间太少,且教师在实验实习之前就已经将实验实训的内容、方法、具体步骤,甚至每一步将得到什么样的结果都跟学生讲得一清二楚,学生只是按照老师的要求机械地照做,不能更好地培养学生的实践动手能力和创新能力。 3.实践教学条件建设薄弱。由于食品科学与工程专业的实践性很强,实践教学条件的建设就非常重要,实践教学条件建设包括实验室的建设、校内和校外实习实训基地的建设等。对于很多院校,食品科学与工程专业不是学校的重点专业,学校对实践教学条件建设不会投入太多的经费和精力;有些高校实习实训基地严重不足,很多企业要求保密,不接受学生的实习,有些就算是同意学生去实习,也是流于形式,以参观为主,这就没有办法让学生受到全面的训练。 4.实践教学队伍水平不高。高校有些教师由于受到传统观念的影响,自身就对实践教学不予重视,有些老师由于教学任务繁重和职称压力,无暇顾及对学生的实践能力培养。加之很多高校没有重视对实践教学人员的专业技能培训,实践教学人员地位低、待遇低,这就影响到实践课教师工作的积极性和主动性,很多优秀的教师不愿意从事实践教学工作,导致实践教学队伍不稳定。 二、食品科学与工程专业实践教学改革探索 1.修订人才培养方案,加重实践教学比例。人才培养方案是根据专业培养目标和培养规格所制定的实施人才培养活动的具体方案,人才培养方案一旦制订,就应按照培养方案对学生进行培养。本院2015年对食品科学与工程专业的人才培养方案重新进行了修订。新的培养方案中单独开设了多门实验课程,有食品生物化学实验、食品微生物学实验、食品工程原理实验、食品工艺学实验、食品发酵与酿造工艺学实验等,并要求对实验课程进行理论和操作考试,这就显著增加了学生对实验课程的重视程度,学生在实验课上认真听讲,自己思考并动手操作,促使学生动手能力增强[4];培养方案还增加了专业实习和专业见习的时间,并开设了食品工厂课程设计和科学研究训练,加大了对学生实践动手能力的培养力度. 2.建立一支高水平的创新型实践教学队伍。毫无疑问,建立一支事业心强、技能水平高、结构合理的实践教学队伍是提高实践教学质量的关键,是食品科学与工程专业的大学毕业生及时适应社会需求的重要保证。因此,高校在人才引进时,应尽可能地引进一些既要有较高理论知识又要有较强实践专业技能的综合性人才;另外,学校要努力提高实践教学人员的地位和待遇,增强实践教学人员的积极性和主动性,稳定实践教学队伍;学校还应对实践教学人员进行专业技能培训,让他们多去企业锻炼,并增加他们外出进修和学习的机会,提升实践教学人员自身的综合素质。 3.加大实践教学经费的投入。食品科学与工程专业以实践教学为主体,实践教学经费的投入对实践教学成效起着至关重要的作用,本院食品科学与工程专业是新办专业,刚创办时经费投入不足,只能满足实践教学的基本需求,对于一些综合性实验还没办法开展。最近两年,学校加大了对食品科学与工程专业的投资力度,新建了一些专业实验室,并购买了大量仪器设备,如物性测试仪、荧光分光光度计、色差仪、紫外分光光度计等,不仅满足了实验教学需要,教师还可以带领学生一起开展自己科研项目,使学生动手能力和创新能力增强。 4.重视大学生科技创新活动。科技创新活动是高等院校实践教学的重要组成部分,能加强大学生的知识综合运用能力、独立工作能力及科学研究能力。我院团委每年都会举办一次科技创新大赛,首先让学生填写项目申请书,要求学生自己查阅大量的文献资料,设计好实验过程,项目立项后,学生在指导老师的指导下独立完成实验过程,得到实验结果,并撰写成论文,在整个过程中,学生的创新思维和实践动手能力得到锻炼。 5.鼓励学生考取各种相关职业资格证书,拓宽学生就业途径。食品科学与工程专业各种相关职业资格证有很多,如公共营养师、食品安全师、内审员、检验员等。这些证书的获得可以拓宽学生的就业途径,增强就业竞争力。为了提高学生的考证率,教师在日常教学工作中应狠抓理论基础,对学生的专业实验技能进行专门培训,并邀请权威专家来校给学生进行专题讲座和指导,激发学生学习兴趣,提高学生综合素质。这两年,本院考证率显著提高,特别是公共营养师。 6.加强校企合作。地方高校的另一功能就是服务地方经济,因此,校企产学研合作尤为重要。通过校企合作,师生可以深入到工厂,参与企业的生产或科研项目,对教师和学生进行基本技能训练和创新能力培养,增强了教师和学生的实践能力,也为企业或科研单位选拔适合的人才提供机会。在院校领导的大力支持下,我院在衡阳娃哈哈恒枫饮料有限公司、衡阳燕京啤酒有限公司、湖南大旺食品有限公司等单位建立了实习基地,为食品科学与工程专业本科生的见习和毕业实习创造了良好的条件;另外,还与湖南天之衡酒业有限公司、湖南临武舜华鸭业发展有限责任公司等企业建立了良好的合作关系,老师可以和这些企业合作开展科研项目,培养双师型教师,学生也可以在企业做毕业论文,使学生的实践动手能力进一步提高。 三、总结 本文分析了普通高校食品科学与工程专业实践教学中存在的问题,结合衡阳师范学院食品科学与工程专业人才培养的实际,提出食品科学与工程专业应用型人才培养的实践教学改革方法与措施。实践表明,这一系列的措施和改革,符合学校转型发展的需求,为食品科学与工程专业发展、满足地方区域经济社会需求及提高学生就业能力提供参考。
材料科学论文:金属材料科学专业实习教学改革 摘要: 生产实习是高校人才培养的重要环节之一,也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题,进行了教学改革的尝试,获得了良好的实习效果。 关键词: 金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计,我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首,但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下,如何强化工程意识,培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合,提高专业兴趣,扩宽专业认识,为同学即将选择考研专业和就业提供指导,培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此,生产实习承前启后至关重要。目前尽管建立了众多的校外实习基地,但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题,导致生产现场停留参观时间短。同时,车间噪音大,实习小组人数多,在“只许看,不许动”动的束缚下,实习变成了参观、走马观花[4,5]。因此,同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅,甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下,探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下,企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素,学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益,反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此,企业对接纳学生实习一般持消极态度,能安排学生实习时间和次数有限。同时,由于实习经费限制,对生产实习基地只能就近选择。因此,在实习经费和实习基地均有限的情况下,合理资源安排尤为重要。(1)建立校外精习基地。所谓精习,选择典型的产品,熟悉零件的整个生产加工过程,既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解(兴趣引导)—同学现场实习(感性认识)—课堂交流讨论(启发深入)—再次现场实习(理解领悟)—课堂讨论交流(融会贯通)的方式进行。精习基地选择一是交通方便,便于学生多次实习往返,节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件,既涵盖金属原料质量控制、加工成型(铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺)、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合,能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料,并可接纳多次实习。精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念,让同学由浅入深,由表及里,归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法,根据工况和经济性,选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法,探索思考该产品生产质量提升空间,进而培养解决复杂工程实践问题的能力。(2)建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器,既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小,对生产实习来说,具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一,便于联系落实实习任务,时间安排灵活。二是交通便利,便于往返多次实习。另外,高校科研成果成功转化案例的学习,有助于激发同学学习的兴趣和激情,培养同学创业的意识。(3)建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1~2次,主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程,掌握金属零件不同的成型工艺,扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制,同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通,因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。一般精习基地选择1~2个企业,每个小组安排3~4次进厂实习机会,每次实习0.5~1天。泛习基地安排4~6个企业,每个企业安排1~2次进厂实习机会,每次0.5~1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排,可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文,忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时,很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价,轻工程实习的投入与考核。另外,实习现场环境工况复杂,指导生产实习不仅需要投入时间和精力多,还要求老师具有较好的身体素质。因此,要到达预期的生产实习效果,具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师,培养实习指导教师教学梯队,是完成实习的有效保障[6]。指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈,预先调研、制定实习计划,收集编制实习报告。同时,做好预先动员,讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量,需要指导老师相互合作,共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。(1)实习前沿。同学第一次到企业实习,带着对未来工作环境的憧憬,也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的,但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意,实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差,树立正确的择业观念,引导同学走进企业,培养兴趣,扩宽对专业的认识。同时,鼓励同学不仅带着眼睛去实习,更要带着脑子去思考,去发现问题,并运用所以理论,探讨解决实践工程问题的可行性。(2)编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况,修改、编写实习报告,避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论,研究与探讨的方式,引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究,将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合,培养同学解决复杂工程问题的能力。因此,实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢,引导同学在实习过程中抓住重点环节,透过实习产品,回归到理论的运用,将课堂理论与生产实践融汇贯通。(3)实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时,考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律(10%)、实习笔记(20%)、实习报告(40%)、实习答辩(30%)四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查,即可可以监督同学,也可以及时了解同学实习掌握情况,合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩,同学主动讲述和提问回答相结合,为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天,我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地,莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地,其产品包括:船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。实习参观公司按其产品成型工艺分,焊接成型:锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型:炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型:压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型:变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料:剪板机下料(≤8mm)、火焰和等离子气割,棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺:截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测:压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测:锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测:锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中,经过与指导老师、企业技术人员互动,在实习报告的引导下,通过课堂探讨交流,能够积极主动地完成各项实习任务,实习效果良好。另一方面,生产实习企业与学生获得了互相认可,既企业在进行安全教育的同时,也给同学做了下一年度的招聘需求,同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计,促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下,通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成,探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 作者:孙金全 谢鲲 李敏 崔洪芝 单位:山东科技大学 材料科学与工程学院 材料科学论文:材料科学研究教学的体会 1展示结果引导入门,直观易懂 《材料科学研究方法》涉及知识面广,综合性强,且是一门应用性强的课程。很多基础知识在课本上不可能详述,因此该课程相对来说比较难入门。笔者尝试采用展示测试结果的方法来引导入门,能让学生直观易懂,从开始就知道一种研究方法能得到什么结果,解决什么问题。比如在讲解热失重分析方法时,开头列出一张热失重曲线图,横坐标是样品温度,纵坐标是样品质量份数。让学生明白,热失重方法能得到一种材料在不同温度下的质量变化结果,表征热稳定性能。从而引发学生兴趣,去深入学习这种研究方法的细节和原理。这种方法在其他章节如红外光谱、核磁共振、电子显微、光电子能谱和X射线衍射等中都可以采用。有些结果学生可能开始看不懂,但这样更引发了他们的求知欲望。这样,从实例分析测试结果出发,引发学生好奇,能让学生主观能动的听讲和学习。 2强调注意事项,阐述原理 细节决定成败。《材料科学研究方法》中的仪器测试原理虽然明了,但是实现该原理的前提是要让测试条件符合理论,因此有很多细节必需注意。这些细节不但影响测试的准确性,更能够深入全面反应仪器的测试原理,从而让学生更深刻掌握该仪器的原理、操作和应用。比如热失重分析中,样品质量份数能准确测量的理论前提是样品在一个恒定气体氛围中,还要保护好天平。为达到这个条件,需要往炉子中通平衡净化气体,往天平装置中通平衡惰性气体和冷却水。这些细节强调了,学生对热失重分析的条件就会印象深刻,从而在测试中得到客观准确的结果。 3结合性能规律讲应用,提升兴趣 《材料科学研究方法》的课程目标是要让学生掌握各种材料分析方法,灵活应用各种材料分析工具。因此必须结合材料研究应用实例来讲解分析仪器的应用。但如果只将例子泛泛而谈,学生知其然不知其所以然,结果只能是蜻蜓点水,过眼云烟。如果能结合学生以前学到的材料物理和化学知识,阐明某种分析方法在材料结构性能规律上发挥作用的原理,则不但让学生温故了以前学到的理论知识,而且加深了学生对该分析方法在材料应用中的印象,极大提升了学生的学习兴趣。例如笔者在讲述DSC在聚合物结晶上的应用时,便结合DSC图谱,给学生回顾了大量聚合物结晶学知识,包括不同晶型、再结晶作用、结晶度、热历史的影响等。这使得学生不但学习了DSC的应用,更学会了对理论知识的科学论证,引发了强烈的学习兴趣。 4制作操作视频,增强实践 《材料科学研究方法》不仅要让学生学会基本原理,更要让学生会操作和应用。但是不同仪器具有不同的操作步骤和条件设置。这些操作步骤和条件设置即使记忆再好的人第一次学会后,在以后的操作中也会忘记某些细节。而制作操作视频则可以将一台仪器的操作步骤和条件设置完整的记录下来。这不仅有助于学生的操作实践,而且能起到保护仪器的作用。因此操作视频可以让学生学习该课程后有信心对该仪器和相应研究方法进行进一步的实践和探索。 5结论 材料科学研究方法是一门综合性和应用性很强的课程。对该课程事半功倍教学效果的方法有:授课教师知识面广;对分析方法讲解要通俗易懂;对仪器知识讲解细致入微;对应用实例讲解深入浅出;制作操作视频,增强实践。 作者:欧阳星陈大柱单位:深圳大学材料学院高分子材料与工程系 材料科学论文:剖析材料科学教学的微观机理 一、MaterialsStudio软件在教学中的应用 (一)简介材料计算模拟软件Materialsstudio是美国Accelrys公司为材料科学领域开发的一款科学研究软件,用于帮助用户解决当今材料科学中的一些重要问题。MaterialsStudio软件包集成了Visual-izer、CASTEP、Dmol3、Reflex等二十几个计算模拟模块,是一款强有力的计算模拟工具。用户可以通过Visualizer可视化模块进行一些简单的界面操作来建立材料分子的三维结构模型,之后通过软件包中相应的计算模块,对材料分子的构型优化、性质预测、X射线衍射分析及量子力学方面进行计算。通过计算得到的结果可以对各种晶体、无定型与高分子材料的性质及相关过程进行深入的分析和研究,其计算的结果精确可靠。CASTEP是CambridgeSequentialTotalEnergyPackage的缩写,最早由英国剑桥大学的一个凝聚态理论小组开发,是广泛用于计算周期性体系性质的一个先进量子力学程序。它可用于金属、半导体、陶瓷等多种材料的相关计算,可研究晶体材料的光学性质(折射率,反射率,吸收及发射光谱等)、缺陷性质(如空位、间隙或取代掺杂)、电子结构(能带及态密度)、体系的三维电荷密度及波函数等。 (二)教学环节设计1.知识点的设置。在材料科学的专业课中,如晶体物理、固体物理、半导体物理学、硅材料科学与技术等课程中,都会涉及材料的晶体结构,能带结构,带隙的分类,X射线衍射、缺陷,掺杂等知识点,也会涉及到材料的反射率、折射率、介电常数等材料的光学或化学性质。在完成这些基础知识点的讲解后,可以利用Mate-rialsStudio软件进行计算和演示,为这些基础理论给出直观形象的解释,把材料的宏观性质与微观机理衔接上,这样学生对材料科学的知识体系就会有一个整体的认识和了解。2.密度泛函理论及波函数的介绍。密度泛函理论是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法,其本质是以电子密度分布函数为变量代替波函数中的自变量来求解薛定谔方程,使求解复杂体系波函数的本征值成为可能。目前,密度泛函理论已广泛应用于物理、化学及材料相关领域,特别是用来研究分子和凝聚态的性质。目前密度泛函理论DFT(DensityFunctionalTheory缩写)被广泛应用到计算模拟软件中来求解薛定谔方程,可对材料的结构、性质、光谱、能量、过渡态结构和活化势垒等方面的进行计算研究。在与分子动力学结合后,在材料设计、合成、模拟计算等方面有明显进展,成为计算材料科学的重要基础和核心技术。3.软件的操作及相关内容的演示。MaterialsStudio程序包中的二十多个计算模块是通过Visualizer这个可视化核心模块整合在一起的,用户可以很方便地应用Visualizer模块构建有机、无极、聚合物、金属等材料分子、及周期性的晶体材料、表面、层结构等模型,通过鼠标控制这些分子构型,可从不同角度查看并分析体系结构,容易形成直观的概念。MaterialsStudio自带的数据库中的晶体结构可以用于教学演示,如在硅材料科学与技术和半导体物理等课程的教学过程中,需要用到单晶硅的晶体结构,可以很方便地从MaterialsStudio软件的Structures/semiconductors数据库文件夹中导入Si这个晶体数据文件,在课堂上为学生们演示,从(100)、(110)、(111)不同的晶面来进行展示(如图1),以说明硅单晶的晶体结构。也可以通过Visualizer模块中的菜单选项Build- Sym-metry- Supercell建立n×n超胞结构,通过调整角度,可以从不同晶向观察晶体的晶面,通过超胞结构也可以演示各种晶体的密堆积结构。这样就给学生一个生动、形象、直观动态的概念,使其易于在头脑中建立空间模型,理解所学知识点。通过Visualizer模块对硅单晶的元胞进行演示,我们可以知道每个硅原子至多与另外四个硅原子相连,借此可以说明硅原子的共价键取向及硅晶体属于金刚石型结构,源于硅原子的sp3杂化,形成了四个共价键。通过CASTEP模块对硅单晶的元胞进行计算,可以得出其能带结构和态密度,通过对计算结果的分析,可以得出硅单晶材料的带隙特点。在稀土化学的教学过程中,可以通过CCDC英国剑桥晶体数据库及WebofScience网站来获取稀土配合物的晶体结构,然后通过MaterialsStudioVisualizer读出晶体结构,用于课堂演示,有助于学生理解复杂的稀土配合物结构。在固体物理教学过程中,可以利用MaterialsStudio中的Re-flex模块模拟粉晶体材料的X光、中子以及电子等多种衍射图谱,可用于验证实验结果及演示教学。4.知识点的拓展。对于缺陷、杂质掺杂、空位等对晶体材料的影响,可以通过MaterialsStudio中Visualizer模块建立相应的模型,然后通过CASTEP计算模块进行计算。通过对计算结果的分析,说明这些因素对半导体材料性质的影响。MaterialsStudio软件同样可以计算材料的折射率、反射率、介电常数等性质。其计算的结果数据和图表可以与教科书或文献上的数据图表进行对比,来说明计算方法的正确性,以此为支点,采用同样的计算方法,我们可以尝试设计更多的新型材料并进行计算。通过这些详实的计算实例我们可以更生动地说明教学中的知识点,学生可以根据自己的兴趣爱好,尝试进行材料分子模型的设计并进行模拟计算。通过计算结果的对比,可以初步探讨晶体中缺陷、杂质、空位等因素对材料性质的影响,在此过程中增加了学生的学习自主性和兴趣。 二、GaussianView和Gaussian软件在教学中的应用 (一)简介Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。应用它可以计算分子能量和结构、过渡态的能量和结构、化学键以及反应能量、分子轨道、热力学性质、反应路径等等,功能非常强大。计算可以模拟气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态,进而通过含时密度泛函研究材料分子体系的激发态,算出吸收和发射光谱。Gaussian扩展了化学体系的研究范围,可以对周期边界体系进行计算,例如聚合物和晶体。周期性边界条件的方法(PBC)技术把体系作为重复的单元进行模拟,以确定化合物的结构和整体性质。而GaussianView是一款为Gaussian设计的配套软件,其主要作用有两个:1.构建Gaussian的输入分子模型,2.以图形显示Gaussian程序的运算结果。 (二)知识点的设置1.在材料科学有机电致发光材料及稀土化学课程的教学过程中,会涉及到有机或稀土发光材料的吸收及发射机理。通过把Gaussian软件教学过程,我们可以很好结合这些算例讲解三重态,单重态发射过程,给出与发射过程相关的分子最高占据轨道HOMO和最低非占据轨道LUMO的电子密度图,这样就可以很形象地解释发射过程中的电子转移过程,对低能吸收和发射过程的电子跃迁性质进行判断。2.软件的操作及相关内容的演示。(1)通过CCDC晶体数据库或者WebofScience网站获得相应的配合物或者稀土配合物晶体的晶体结构(通常为cif文件)。(2)应用Mercury软件或者MaterialsStudio软件读取相应的晶体结构,转存为GaussianView程序可以读取的格式(一般选用*.cif、*.pdb、*.mol2格式),通过Gaussian-View转存为Gaussian输入程序(*.gif-Gaussianinputfile)。(3)采用Gaussian程序进行计算。(4)通过GaussianView程序读入Gaussian03/09计算结果,通常为log文件,或者fchk文件,GaussianView可以很方便地读取Gaussian的计算结果并且以图形的形式显示出来,并可应用它对计算结果进行分析。(5)通过GaussianView对计算结果的进行处理,通过它显示出发光材料的分子轨道电子云密度分布情况,吸收光谱,发射光谱等情况,结合这些图形信息,我们可以对有机电致发光材料或者稀土发光材料的发光机理进行教学。3.知识点的拓展。GaussianView是由Gaussian公司开发的一款非常好的分子建模及显示工具,学生可以通过对它的使用,很方便地进行分子设计并输入到高斯程序中进行计算。可以安排学生在基础发光材料分子的基础上,在分子配体的外围添加外围取代基或者改变配体,进行尝试,进行配合物分子的设计,增强其动手能力,为今后走进实验室进行有机合成做准备。 三、预期的效果 计算模拟软件所用的计算资源可以采用多媒体教学中的电脑和学生自带的笔记本电脑。通过对软件进行简单的操作讲解,学生可以很方便进行建模和计算。在此教学过程中,可以培养学生的学习主动性、动手能力、以及一些基本的科学研究技能,增加其对材料科学的兴趣,对科研领域的了解。 作者:吴玉辉吴盼单位:长春理工大学材料科学与工程学院吉林大学附属中学 材料科学论文:材料科学引入计算模拟教学的研究 20世纪80年代以来,计算机已经成为各个材料领域研究专家的必备工具,并且随着计算机技术和算法的发展,计算模拟方法也已经成为材料研究新的重要手段.计算模拟技术以物理学、化学等相关的基本理论为基础,在计算机模拟环境下对宏观、介观以及微观的不同尺度的材料进行多层次的模拟研究,计算材料的力学、热学、光学、电学和磁学等多方面的物理性质,并进一步探求这些材料的组分、结构和功能之间的本质规律和内在联系,为实验制备新材料提供理论支持,变盲目的材料合成为针对材料性能的某类特定需求来主动地、有意识地设计材料的结构.计算模拟在材料科学中的作用已经不仅仅停留在计算机辅助和数据处理上,人们已经认识到计算模拟已经与实验、理论研究一样能够发现新的科学现象、新的科学概念,从而计算模拟已经成为第三条科学发现的途径.因此,现代材料科学已经不再是单纯的实验科学,计算模拟方法已成为与理论研究和实验方法同样重要的研究手段,实验、理论和计算成为材料研究的3大支柱[4].而且随着计算材料科学的进一步发展,计算模拟方法在未来的材料研究中将显示出越来越大的应用潜力.因此,了解和掌握材料计算和模拟的基本知识已成为现代材料研究工作者必备的技能之一. 材料的计算模拟方法介绍 材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科.它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科.它的目的是利用现代高速计算机,模拟材料的各种物理化学性质,深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能,并对材料的结构和物性进行理论预言,从而达到设计和开发新材料的目的.材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种: (1)第一性原理计算方法(First-principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法.第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h),玻尔兹曼常数(kB),光速(c),电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构.从量子力学出发,通过数值求解薛定谔方程,计算材料的物理性质.在密度泛函理论,局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中,并已经取得很大的成功.结合一些能带结构计算的方法,对于半导体和一些金属基态性质,如晶格常数,晶体结合能,晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果,同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质,从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源,使实验者主动对材料进行结构和功能的控制,以便按照需求制备新材料. (2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法,是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变,跟踪系统中每个粒子的个体运动,然后根据统计物理规律,给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5].分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程,通过求解所有分子的运动方程,来研究该体系与微观量相关的基本过程.对于这种多体问题的严格求解,需要建立并求解体系的薛定谔方程.根据波恩-奥本海默近似,将电子的运动与原子核的运动分开来处理,电子的运动利用量子力学的方法处理,而原子核的运动则使用经典动力学方法处理.此时原子核的运动满足经典力学规律,用牛顿定律来描述,这对于大多数材料来说是一个很好的近似.只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ>kBT时,才需要考虑量子效应. (3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用),采用反复随机抽样的手段,解决复杂系统的问题.该方法采用随机抽样的手法,可以模拟对象的概率与统计的问题.通过设计适当的概率模型,该方法还可以解决确定性问题,如定积分等.随着计算机的迅速发展,蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6].蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态,省去量子力学和分子动力学的复杂计算,可以模拟很大的体系.结合统计物理的方法,蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系,是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段. 材料专业引入计算模拟教学的探索 材料计算的目的在于理解和发现新的材料性能及其物理本质.计算已经与实验和形式理论一样成为材料研究的3大支柱之一.为学生将来能够有更高的起点研究材料科学,适应新形势下材料研究方法,培养具有宽广材料科学基础,掌握材料现代研究手段的“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学专业人才.我们在本科教学阶段就应该有计划的引入和加强计算模拟方法的教学.采用的教学形式可以结合实际情况,灵活的应用.近年来我们采取的教学方式主要有以下3种方式:(1)开设计算材料学类课程在2006年物理与电子信息学院材料物理与化学专业培养方案中已经确定《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》课程为专业选修课程,学时分别为36学时和54学时.《计算机在材料科学中的应用》课程偏重实践教学,通过上机操作学习计算软件的基本原理和使用方法.主要教学内容包括:材料学的发展现状及计算机在材料科学与工程中的应用;材料科学研究中的数学模型;材料科学研究中常用的数值分析方法;材料科学研究中主要物理场的数值模拟;材料科学与行为工艺的计算机模拟;材料数据库和新材料、新合金的设计;材料加工过程的计算机控制;计算机在材料检测中的应用;材料研究科学中的数据和图像处理;互联网在材料科学研究中的应用等9部分内容,基本涵盖当今计算机技术在材料科学研究中应用的各个方面.《计算物理》课程则以理论教学为主,偏重物理基本原理的介绍.主要教学内容包括:计算物理学发展的最新状况;蒙特卡洛方法及其若干应用;有限差分方法;分子动力学方法;密度泛函理论;计算机代数;高性能计算和并行算法等8部分内容.计算材料类课程的开设注重理论和实践并重的原则,在讲解基本原理的同时加强学生动手上机实践能力的培养,因此,经过课程的学习,学生已经初步具备利用计算机进行材料模拟的能力.部分选修计算材料类课程的同学在学习中对计算模拟产生了极大的兴趣,在大四时选择材料计算相关课题作为本科毕业论文选题.例如,08届学生的毕业论文《ZnS掺杂Cu光学性质的第一性原理研究》和《布朗运动的蒙特卡洛模拟》,09届学生的毕业论文《ZnO电子结构和光学性质的研究》,11届学生的毕业论文《晶格热容的理论计算》和《简立方晶体结构能量分布的理论模拟》等均为材料计算和模拟相关课题,并且有多人的毕业论文被评为优秀毕业论文.个别优秀的学生读研后继续从事材料的计算模拟相关研究.通过几年的教学实践,计算材料相关课程的开设对于扩大学生的知识面,提高学生的理论分析能力有极大地帮助.(2)在材料相关的理论课程中加入计算模拟方法介绍虽然已经在材料专业开设《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》等材料计算相关的课程,但这两门课均为专业选修课,只有选修相关课程的学生才能得到相应的计算模拟培训,受众面还比较窄.因此,为使更多的学生了解到材料模拟计算的相关理论和知识,在材料专业主干课的教学中也适时地加入相关的计算模拟方法的介绍,从而扩大计算模拟知识的普及面.例如,在《固体物理》课程中,当讲解到能带理论一章时,我们会在本章结束时,加入一次课,着重介绍基于第一性原理的平面波赝势计算方法计算材料的能带结构、电子态密度等以及第一性原理计算的常用软件(CASTEP、VASP等).一方面,对学生学习的理论知识加以直观化和适度的扩展,另一方面也进一步普及第一性原理计算的相关知识.在《材料科学基础》教学中讲解到相平衡与相图一章时,我们会在本章内容结束后介绍相图计算近年来的发展现状,包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)计算方法、热力学与动力学的结合、第一性原理与相图计算方法的结合,并简要介绍今后相图计算可能的发展方向[7].在晶体缺陷内容的教学中,穿插介绍利用分子动力学计算面心立方金属空位和间隙原子点缺陷的形成能的方法.通过在课程教学中穿插入计算模拟方法的介绍,一方面也加深了学生对所学内容的理解,另一方面开阔了学生的眼界.(3)举办计算模拟相关的学术讲座.自从2009年以来,物理与电子信息学院从事计算模拟研究的教师每学期都结合自身的科研情况举办面向全院学生的学术讲座.例如在2011至2012学年第二学期,我们举办两场学术讲座,分别是《氧化锌晶体及其掺杂的第一性原理研究》以及《可见光响应半导体光催化材料的结构和能带设计》,教师在讲座中介绍自己的科研情况,同时也使学生了解到如何把学到的计算模拟知识应用到科研实践中去,让学生体会到如何利用计算模拟预测材料的物理性质以及指导材料设计的研究方式,提高学生自觉学习计算模拟方法的积极性. 结束语 当今,随着计算机技术的高速发展,计算模拟方法在材料物理性质预测、材料设计、合成和评价诸多方面有许多突破性的进展,计算模拟已经和实验、理论成为材料研究的3大支柱,掌握计算模拟方法成为现代材料科学研究的必备手段之一,因此在材料科学相关专业中开展计算模拟方法的教学是十分迫切的.经过这几年对材料相关专业的教学实践发现,学生对计算模拟表现出极大的兴趣,教学上也取得相应的教学成果.总之,在材料科学专业教学中引入计算模拟方法的教学是可行的,也是十分必要的,它对于培养学生的思维和探索的能力具有重要的支持作用. 作者:刘建军尹新国张金锋路彦峰单位:淮北师范大学物理与电子信息学院 材料科学论文:材料科学教学体系研究 一、南昌大学材料专业人才培养与江西的资源和产业特色 南昌大学地处江西,江西有着非常丰富的铜、钨、稀土等矿产资源,经过几十年的发展,江西已经形成了从矿产开采、冶炼、再到加工的一套比较完整产业链。但江西金属企业多集中在产业链上游,利用高新技术生产高附加值产品的企业不多,特别是在铜、钨的深加工方面,无论是研究水平还是生产技术水平都与国外存在一定差距。由于缺乏相关专业人才使得江西省资源得不到充分的开发和利用,造成资源优势的浪费。作为中国高等教育的重点大学,南昌大学有义务也有必要积极培养与省情相适应的专业人才,将江西的资源优势转化为技术优势,为江西和国家的发展做贡献。然而此次调查发现,南昌大学虽然每年都培养出很多材料专业学生,但真正能进入到江西铜、钨和稀土领域的学生却很少。就目前情况来看,南昌大学虽然设置了大量的实践教学内容,但其实践教学体系研究内容相对比较分散,都是根据各个课程的特点开设一些实验课,没有形成比较系统的有针对性的实验实践教学体系。要改变这种现状,就需要对实验教学和实习实践进行有效的整合,开展富有江西资源和产业特色的材料科学与工程专业实践教学体系研究。通过本次对江西的资源特色和产业结构以及国内外著名大学实践教学模式的调查和研究发现,南昌大学可以从以下几个方面进行改进: 1.教学理念的转变发展着眼于省情,江西有着非常丰富的矿产资源,一方面,作为江西省教学和科研实力最强的重点大学,培养这方面的技术和研究型人才来服务于江西建设;另一方面,正因为有这种很好资源和产业的外在优势,南昌大学就应该充分的加以利用,在以后的研究和探索中形成自己独有的专业和技术优势。 2.课程设置方面首先,铜、钨生产和加工工艺都比较传统,学生在掌握好专业课的基础上完全可以自学;但稀土材料就不同,它涉及内容广泛,又自成一体,同时也是一门新兴学科,知识理论对本科生来讲还是有一定深度。为此,学校应该聘请在相关方面有深入研究的专家和教师,开设相关课程,教授学生相关方面的专业知识。其次,学校可以开设相关专题讲座,邀请一些大型企业的工程师或是技术人员进行定期或不定期技术介绍或给学生授课,这不仅可以促进学生对企业的生产过程、生产设备、生产技术以及产品的了解,也为将来的工作打下扎实的基础;同时也可以促进学生对专业知识的消化[3]。再次,学校应加强与国内外高校和研究所相关方面的交流与合作。 3.实验设置方面虽然实验课程较多,但就目前的实验安排来看,与本土优势资源相关的较少,实验设置可以向这方面有所侧重。 4.实践教学改进可借鉴麻省理工学院的实践教学模式。麻省理工学院(MIT)有一个本科实践机会计划(UPOP),它由三个阶段组成:第一阶段:安排一周富有挑战性的、集中而全面的学习培训;第二阶段:由两部分组成。前部分在春季学期雇方与学生的双向选择,达成协议后,双方签订协议。后部分为10—12周的夏季实践;第三阶段:参加由助教们安排的讨论会。讨论时学生必须提供一份报告并做答辩,答辩通过后得到3个学分。虽然UPOP实施的社会环境和实施方式与我们的实践教学大不相同,但它有以下几个方面值得我们借鉴:UPOP有一个专门的部门或者说是管理队伍负责UPOP协调、学生服务以及与校友联系等管理工作,这就保证了学生的实践活动能够顺利实施,如果过程中遇到问题也可以及时得到解决。所以我们的高校也需要设立相应的管理部门来专门负责学生的实践教学工作。在实习之前,管理部门要给学生安排一个集中培训,除了专业技能的培训之外,最主要的是训练他们的沟通与协作能力。学生的实践活动不一定局限于学校的统一安排,可以鼓励学生主动与企业联系,分小组实习肯定会比大批量人员的实习质量更好。无论是哪种实习方式,学生和企业一定要签订协议,以保障学生的安全和企业的利益不受损失。实习结束之后,学生为了得到学分,还必须从本学院找一位教师评阅实习报告和参加答辩,讨论整个实践情况。当然,在实践教学过程当中,除了可以参考以上几个方面,我们还应注意选择大型的正规的企业进行实习,这不仅可以较好的保证学生的人身安全,也可以让学生学到更专业更前沿的知识;同时我们还应该注重学生兴趣和爱好的培养,兴趣是学习的最大动力。 二、国内外大学材料科学与工程专业实践教学差别及其原因 着眼于世界,我们发现,美国,德国,英国,日本,澳大利亚等工业比较发达的国家,他们的高等教育尤其是工科教育水平远远超过其他国家。这与他们本国的国情、教学理念、文化等因素存在着密切联系。经过此次调查发现,他们的工科实践教学都具有以下几个特点:1、学生人数少,实践教学资源充足,实验室随时向学生和教师开放,而且学校会举办很多的学术交流活动。2、社会对大学生的实践实习活动非常支持,保证学生有大量的机会去培养自己的实践动手能力。3、对学生理论知识的培养较弱,更注重培养学生的动手能力和实践创新能力。4、重视学生兴趣和特长的培养,从事研究的教师和学生的专业素质相对较高。以上几点都是我国大多数高校所不具备的,其原因有多个方面:第一,高等工科教育受国情的制约和影响。虽然我国高校的实验教学资源比较完善,但由于学生人数多,就很难保证实验和教学质量;同时,人数多也不便于学生和实验设备的管理,所以我国大部分高校的实验室很难做到随时向学生和老师开放,这种现状导致的结果就是我国学生的实践动手能力和专业素质普遍不如发达国家的学生。第二,我国高校的实践教学得不到社会的足够支持。一般的中国企业都不太愿意接受学生在其单位实习,其原因是多方面的:一是现在我们还没有一套比较正规合作协议来保证学校和企业双边利益;二是学生实习必定会影响企业正常的生产工作,可能会损害企业的经济利益。三是企业担心自己的技术专利或科研成果外泄。第三,中国传统的教学方式———灌输式教学,虽然能够使我们的学生有较高的理论水平,但同时也使我们的学生缺乏自主学习的能力和实践创新能力。 三、我国未来实践教学的发展趋势 在与发达国家的比较中可以看出,我国高校在工科实践教学过程中还面临的众多问题,在今后的发展道路上,我国的材料科学与工程专业实践教学到底该如何走下去?首先,必须改变现有的教学理念和教学模式。在本科教育阶段,在打好基础的前提下,我们应尽可能地摒弃灌输式的教学方式,尽早地培养学生的创新思维,锻炼学生的研究能力。其次,企业应该转变发展观念,站在长远的角度去看问题。虽然企业也有自己的研发团队,但高校的科研力量更强。如果能把高校的科研优势和企业的生产需求相结合,肯定能够达到双赢。实际上,许多企业在遇到技术难题的时候经常会向高校教师寻求帮助,如果能让这种简单合作方式正规化、制度化,并且让学生参与其中,在各种生产和科研项目中培养学生的实践创新能力和专业素质,那结果将不止是双赢。最后,国家必须重视对材料研究型人才的培养。材料是当代社会经济和科学技术发展的四大支柱之一,它渗透于社会建设的各行各业,尤其是在高科技领域和军事领域显得更为突出。计划经济时代,企业是国家的,为了加快国家的发展,每个企业都设有实习科,专门接待高校学生实习。现在,我国已然是市场经济,但我们的实习体制却没能及时转变过来,也就是国家没有及时出台相关的政策来支持高校的实践活动,从而导致现在高校实践教学的开展出现瓶颈。所以,国家应该尽快出台相关的政策,鼓励企业给学生提供实习机会,确保我国的工科教育能够健康快速的发展。 作者:谭敦强赵渊博刘建英刘阳单位:南昌大学材料科学与工程学院 材料科学论文:材料科学与工程专业人才培养问题的若干认识 【摘 要】结合我校材料科学与工程专业的现状和人才培养规律的认识和思考,提出了构建“大材料”(Material)教育背景下开放式(Open)个性化(Individuation)的人才培养模式(简称MOI人才培养模式)的必要性。并通过本模式的实践,以人为本,因材施教,在新形势下为社会培养复合创新型材料科学工程专业精英人才做出了突出的贡献。 【关键词】材料科学与工程 MOI人才培养模式 复合创新型 在现代科学技术中,材料、信息和能源被誉为国民经济发展的三大支柱。新材料是现代科学技术发展的物质基础和技术先导,材料学科的发展和进步对工业的发展和进步起着关键性的作用。材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。主要培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料学科领域的科学与工程方面扎实的基础理论知识和过硬的专业技能,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作,适应社会主义市场经济发展的具有创新意识的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术复合型人才。 一、我校材料科学与工程专业的现状 江西理工大学(原名南方冶金学院)是我国有色金属工业和材料学科领域重要的人才培养和科技创新的重要基地之一,被誉为“有色冶金人才摇篮”,学校先后隶属于国家冶金工业部和中国有色金属工业总公司,具有鲜明的有色金属行业特色。1958年创办炼铁、炼钢、轧钢专业,1972年创办有色金属压力加工专业,之后又陆续创办了无机非金属材料工程、材料化学、材料物理和材料成型与控制工程等专业,在上述专业的建设发展基础上,形成目前的材料科学与工程专业学科,涵盖以下五个二级学科专业:金属材料工程、材料成型及控制工程、无机非金属材料工程、材料物理、材料化学,其中,金属材料工程是江西省“九五”、“十五”、“十一五”重点学科、省级品牌专业、省级示范硕士点。并建有国家铜冶炼和加工工程技术研究中心、国家钨与稀土产品质量监督检验中心、钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心、江西省有色金属加工工程技术研究中心、江西省铜冶炼和加工工程技术研究中心等科研平台。 二、材料科学与工程专业人才培养规律的认识与思考 社会的不断发展对人才提出了更高的要求,这一客观要求也就使得学校必须创新人才培养模式,建立新的人才培养机制,采取更加科学、更为人性化的教育方法和手段,最大限度地开启挖掘人才的创新思想。[1]我校材料科学与工程专业历经53年的教学实践积淀,使我们对本学科、本领域的人才培养规律有了较深刻的认识,主要体现在以下几个方面: 1.对人才培养过程的认识与思考 人才培养过程是一个庞大的系统工程,它一般包括:“入口――培养环节――出口”三大阶段。入口与出口是人才培养的两个关键环节,二者相互制约又是相互促进的过程。出口畅,入口才能旺;入口强,出口才可能畅。而出口畅(就业好)的前提是以学生培养质量作为保证的。学生培养质量的高低关键在于培养环节,因此,培养环节是整个教学的重要环节,是教学工作的核心。这一环节,主要包括培养目标的定位;培养方案或教学计划的制定;教材建设以及教学环境、条件的改善等。这些方面都是教学改革的重要内容,也是实现人才培养目标的重要保证。 2.对人才培养目标定位的认识与思考 人才培养目标是人才培养模式的方向,对整个人才培养过程具有重要的指向作用。要实现人才培养目标,关键是“找准定位、发挥优势、办出特色”。关于人才培养目标的定位,在高等教育阶段大众化、普及化的当今,不同类型、不同规格、不同专业的人才有着不同的质量评价标准。例如:学术性、研究型的精英人才、通识教育的复合型人才、技术应用型人才和实用型人才等,社会对不同规格的人才在知识、能力、素质等方面的要求是不同的。人才培养模式受社会的政治、经济、文化等因素的制约,不同的社会及不同的时代有着不同的人才培养模式。通过总结我国几十年的教育教学经历及其人才培养规律,可归纳出如下三种具有鲜明时代特色的人才培养类型: 一元“专才型”人才:[2]该人才培养实行统一招生和固定学制,专业划分细,口径狭窄,其社会背景是高度统一的计划经济体制。一元型人才的特点是:学生重点掌握自己所学的专业,专业之外的知识相对薄弱。这种模式在我国生产力水平较落后,各行各业急需各种专业人才的计划经济时挥了积极作用;而随着我国社会主义市场经济的建立和国民经济的迅猛发展,传统的专才型人才培养模式已明显落后于时展的步伐,因而构建新的创新型人才培养模式势在必行。 二元“T型”人才:[3]所谓T型人才培养模式是以继续学习能力的培养为核心,以实践能力的培养为重点,使受教育者具有较强的创新精神与创新能力而构建的一种新型的人才培养模式。该人才培养模式既能适应市场经济发展的需要,又可激发个人学习的兴趣和主动性。T型人才虽然有了更多领域的知识,但学习过程仍是在规定课程、规定学习计划和培养目标下完成的,这种过于死板的“职业定向型人才培养”仍不能完全适应动态、变化和发展的社会需求。 多元复合型人才:[4]即“厚基础、宽口径、强能力”的人才类型。该人才培养的特点是基础知识丰富,专业知识扎实,具有针对性。同时,在其它相关领域又具有一定的选择性和弹性,能够根据学习或工作的需要及时掌握非专业知识,处理相关信息,从而使知识和能力呈现多元化的特点。显然,多元复合型人才更能适应当今社会和时代的需要。 3.对人才培养质量的认识与思考 材料科学与工程专业人才的培养应注意“三个避免”,[5]即避免过于理念化、避免专业过窄、避免过于实务性和操作性;提高人才培养质量,应注重“三个结合”,即理念与实践相结合、学校与企业教育相结合、国际先进做法与我国实际情况相结合。通过人才培养模式创新,传承和发扬本学科特色和品牌效应,在国内材料类专业人才培养方面占据一席之地。 4.对学生素质教育的认识与思考 现代化社会的关键是人的现代化,是人素质的现代化。而传统的教学模式束缚了人的素质提高。我们认为,素质教育是一种教育观,也是一种教育思想,并且素质与知识、能力往往是融为一体的,三者密不可分。因此,我们要树立“知识+能力+素质+人格”的人才质量关。大力推进素质教育:一要提升学生的素质,二要培养学生的能力,三要训练学生的思维方式。通过这些措施,促进素质教育水平的提高,使学生更好的全面发展。 三、MOI人才培养模式创建的必要性 作为江西省有色金属材料工程人才培养重要基地和新材料研发中心,我校材料工程专业坚持“教学研究型”定位,紧密结合地方资源优势和行业特色,“服务行业、服务地方”,历经53年的建设与发展,形成独特的人才培养模式和科研特色,在行业内具有较大影响力。 然而,随着经济、社会和科技的发展,材料物理与材料化学之间,金属材料与无机非金属材料之间的界限逐渐模糊,几大材料之间有着更多的内在联系和共性,如在知识体系上,材料结构、性能及检测方面具有很大的共性;在课程设置上,如都开设了《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料物理性能》、《材料研究方法》等学科基础课程。因而仅具有单一材料专业基础的人才已远不能满足现代社会发展需求,材料科研和生产需要有宽广知识面的复合创新型人才。[6]我们所认为的复合创新型材料专业人才应当具备以下几个标志性特征:一是具有比较扎实的材料学科基础理论功底和复合的知识结构;二是具有从事材料工程领域实务工作的能力和较强的创新能力;三是具有更宽的专业视野、法学及管理观念和较高的外语水平;四是具备良好的职业操守和人文素养。 材料科学论文:材料科学与工程专业《晶体学基础》教学改革的探讨 摘要:《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要专业课程之一,也是进一步学习材料专业其他课程的基础。本文根据材料专业《晶体学基础》教学中存在的问题,从教学内容和次序、教学手段以及教学模式三个方面,提出了课程教学改革的详细思路。 关键词:晶体学;教学内容;教学手段;研讨式教学;教学改革 一、前言 《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言,《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识,是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域,调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定,那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征(如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等)。因此,《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用,而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。 开设《晶体学基础》课程以前,北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中,大约讲解4学时。另一方面,在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中,过去通常要利用2~4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授,而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因,北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。 通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践,学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了,同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时,也更加得心应手。但是,目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。 1.晶体学涵盖的内容十分广泛,它是多个学科的重要基础课程,不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前,国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5],其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以,现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。 2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念,同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中,主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解,其表现力度有限,无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。 3.在《晶体学基础》的授课形式上,过去主要以教师讲授为主,学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解,难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时,这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。 由以上分析可见,现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此,我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革,以充分调动学生的学习积极性和主动性,提高学生的学习兴趣,使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓,为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。 二、教学内容和讲授次序的改革 目前,本校《晶体学基础》的教学课时共32学时,与地质学和矿物学专业相比,总授课时间较少[3,4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识,有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如,晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要,但是对于材料专业学生来说,只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时,对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点,也可以进行适当删减,如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面,对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识,应该增加讲解内容的深度。例如,倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要,但是,现有教材中的以上相关内容过于简单,无法满足材料专业学生的培养要求,所以,需要增加相关的授课内容。 教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化,所以,我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序,而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求,研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如,在讲解晶体宏观对称性之前,有必要先讲解一些典型晶体结构的实例,以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5],使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章,这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外,倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章,在讲解完晶体定向和晶体学符号之后,学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数,此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。 三、教学手段的改革 《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外,我们应该更加注重利用一些三维模型。例如,在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中,利用地球仪作为三维实物模型,能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序,以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时,可以利用一些特制的三维立体模型,形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外,在讲解晶体的极射赤平投影时,可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体,让学生自己动手制作相关的三维实物模型,通过观察各晶面的投影特点,加深对极射赤平投影知识的理解。 同时,为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律,我们应该进一步利用三维多媒体软件,制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点(原子、分子或离子)位置,满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的,使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点,从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。 四、研讨式教学模式的改革 本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课,包括所有材料专业大二的学生(约150名)。由于听课学生人数较多,导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而,本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验(每班70~80人),有效地提高了授课效果。但是,目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式,学生缺乏学习的主动性,没有积极地思考问题。因此,应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程,通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式,使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容,教师在课堂中提出相关问题,将学生分成若干小组,每组4~6人,在教师的引导下,通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明,这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时,将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系,鼓励学生主动提出问题,并积极地通过讨论来相互启发,进而解决各个难点问题。 另外,师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面,鼓励学生在网络上进行自由讨论,另一方面,让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈,从而调整讲课速度,提高学生的学习效果。 五、总结 《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程,应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识,优化编排授课内容和次序,提高授课效果;利用三维晶体学动画模型,加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式,针对课程的重点和难点,提出学生课堂和课后研讨的主题,检验学生对授课内容的掌握情况,提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力,最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识,培养学生分析问题和解决问题的能力。 材料科学论文:金属材料科学与工程专业生产实习教学改革与探讨 摘要:生产实习是高校人才培养的重要环节之一,也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题,进行了教学改革的尝试,获得了良好的实习效果。 关键词:金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计,我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首,但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下,如何强化工程意识,培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合,提高专业兴趣,扩宽专业认识,为同学即将选择考研专业和就业提供指导,培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此,生产实习承前启后至关重要。 目前尽管建立了众多的校外实习基地,但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题,导致生产现场停留参观时间短。同时,车间噪音大,实习小组人数多,在“只许看,不许动”动的束缚下,实习变成了参观、走马观花[4,5]。因此,同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅,甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下,探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下,企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素,学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益,反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此,企业对接纳学生实习一般持消极态度,能安排学生实习时间和次数有限。同时,由于实习经费限制,对生产实习基地只能就近选择。因此,在实习经费和实习基地均有限的情况下,合理资源安排尤为重要。 (1)建立校外精习基地。所谓精习,选择典型的产品,熟悉零件的整个生产加工过程,既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解(兴趣引导)―同学现场实习(感性认识)―课堂交流讨论(启发深入)―再次现场实习(理解领悟)―课堂讨论交流(融会贯通)的方式进行。 精习基地选择一是交通方便,便于学生多次实习往返,节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件,既涵盖金属原料质量控制、加工成型(铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺)、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合,能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料,并可接纳多次实习。 精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念,让同学由浅入深,由表及里,归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法,根据工况和经济性,选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法,探索思考该产品生产质量提升空间,进而培养解决复杂工程实践问题的能力。 (2)建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器,既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小,对生产实习来说,具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一,便于联系落实实习任务,时间安排灵活。二是交通便利,便于往返多次实习。另外,高校科研成果成功转化案例的学习,有助于激发同学学习的兴趣和激情,培养同学创业的意识。 (3)建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1~2次,主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程,掌握金属零件不同的成型工艺,扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制,同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通,因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。 一般精习基地选择1~2个企业,每个小组安排3~4次进厂实习机会,每次实习0.5~1天。泛习基地安排4~6个企业,每个企业安排1~2次进厂实习机会,每次0.5~1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排,可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文,忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时,很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价,轻工程实习的投入与考核。另外,实习现场环境工况复杂,指导生产实习不仅需要投入时间和精力多,还要求老师具有较好的身体素质。因此,要到达预期的生产实习效果,具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师,培养实习指导教师教学梯队,是完成实习的有效保障[6]。 指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈,预先调研、制定实习计划,收集编制实习报告。同时,做好预先动员,讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量,需要指导老师相互合作,共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。 (1)实习前沿。同学第一次到企业实习,带着对未来工作环境的憧憬,也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的,但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意,实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差,树立正确的择业观念,引导同学走进企业,培养兴趣,扩宽对专业的认识。同时,鼓励同学不仅带着眼睛去实习,更要带着脑子去思考,去发现问题,并运用所以理论,探讨解决实践工程问题的可行性。 (2)编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况,修改、编写实习报告,避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论,研究与探讨的方式,引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究,将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合,培养同学解决复杂工程问题的能力。因此,实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢,引导同学在实习过程中抓住重点环节,透过实习产品,回归到理论的运用,将课堂理论与生产实践融汇贯通。 (3)实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时,考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律(10%)、实习笔记(20%)、实习报告(40%)、实习答辩(30%)四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查,即可可以监督同学,也可以及时了解同学实习掌握情况,合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩,同学主动讲述和提问回答相结合,为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天,我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地,莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地,其产品包括:船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。 实习参观公司按其产品成型工艺分,焊接成型:锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型:炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型:压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型:变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料:剪板机下料(≤8mm)、火焰和等离子气割,棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺:截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测:压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测:锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测:锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中,经过与指导老师、企业技术人员互动,在实习报告的引导下,通过课堂探讨交流,能够积极主动地完成各项实习任务,实习效果良好。另一方面,生产实习企业与学生获得了互相认可,既企业在进行安全教育的同时,也给同学做了下一年度的招聘需求,同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计,促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下,通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成,探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 材料科学论文:电子理论在材料科学中的应用 摘 要 材料科学本身就是建立在研究微观离子的基础上的,电子理论以其特性占据这材料科学研究中的重要位置。可以说,现在材料科学领域中对电子理论的应用是必不可少的。同时,电子理论是一个庞大的体系,其中包含着多种子理论,本文就以实践种应用广泛的密度泛函理论为例,简要叙述电子理论在材料科学的各个领域中的重要作用,并阐述其部分内在规律,以期无论是对电子理论还是材料科学都能具有发展和推动的作用。 关键词 电子理论;密度泛函理论;材料科学 近几年,密度泛函理论与分子动力学相结合,在材料设计、合成、计算等诸多方面有明显进展,成为计算材科学的重要基础和核心技术。其他量子力学多体问题往往会具有一些“硬伤”,在计算的效率上,计算结果的精确度上,甚至于计算的方法上都难以达到一定的高度,随着密度泛函理论的出现,使量子力学的研究又提升到另一个层次,与其他解决量子力学多提问题的方法相比,采用密度泛函理论所进行的研究能够给出让人满意的结果,尤其使数据的精确,更能够应用到其他领域的研究中,例如化学、数学等,甚至应用于工业生产和人们的生活中。 1 电子理论概述――以密度泛函理论为例 近年来随着物理学的快速发展,人类在探索与发现量子力学和微观事物本质问题上的研究成果越来越多,现今科学学科的分支确定更加细致化,仅就材料物理学科来说,建立了计算机材料分支学科。物理材料的基本性质多数会受到电力结构的影响,故而研究电子理论也必须借助于量子力学。发展电力理论为研究材料科学奠定了坚实基础,同时也给材料科学的研究提供了有利的预测依据,能在一定程度上提高材料科学的发展速度,因此在材料物理科学中论述电力理论的意义和可行性是十分明显的。 电子理论是一种传统理论的统称,但实际上电子理论中包含很多小的概念和理论,不同的理论也有不同的表述方式,密度泛函理论是较早的一种量子理论,他是以Thomas-Fermi的理论为基础,产生于1960年到1970年。对于密度泛函理论来说,它与传统的量子理论的不同在于对基本物理性质的描述方法,也是一种基准。前者是将粒子密度作为基本物理量,而后者则将研究重点放在粒子密度上,使得二者有很大的不同。 密度泛函理论并不是一成不变的,而是随着科学研究的愈加深入而逐步发展的。从基本理论到现在的非局域泛函,不断有新的理论来扩充这一理论所涵盖的范围,同时,这些理论互相弥补,也使得计算结果越来越精确和有效。可以说,这一理论是一种活的理论,它不但在本身领域不断深入发展,还与其他理论相互联系,活跃前进。 我们所称的密度泛函理论具有很强的特点,主要在于需要通过计算机的运算来进行,运行的计算机中需要装载相联系的软件。在市面上我们可以看到许多有关软件,上面我们说到,不同的密度泛函理论所计算出的结果也不尽相同,主要差别在于数据的精确性,中间的差别在一定程度上与所使用的软件有关。这一理论由于它的应用性广泛,被用于多个领域的计算中,但也存在其本身的问题。但是,总体来说,密度泛函理论是一种相对较成熟的理论体系,今后其发展也将会更加多样。 2 密度泛函理论在材料科学中的应用 如上所述,密度泛函理论在应用中已经得到了广泛的实践。“近几年来DFT同分子动力学方法相结合,在材料设计、合成、模拟计算和评价诸多方面有明显的进展,成为计算材料科学的重要基础和核心技术”。 2.1 电性材料科学中的应用 在电能与热能之间的转换的领域上,各国的研究者都在深入进行研究,试图找到一种新的电子特征。有的科学家利用密度泛函理论研究出某种材料的导电性能与金属相比的优劣;有些科学家利用密度泛函理论框架中的小的理论,研究了电子、磁及其相互作用的问题,“结果表明,体系的性质随原子位上库仑相互作用参数U的改变而显著变化”。有的科学家运用密度泛函理论,将增强的表面超导和图像翻转现象进行了计算和预判。 2.2 磁性材料科学中的应用 磁性材料科学是起源很早的一门科学,我们都知道,铁是最早被发现具有磁性的物质,千百年来,人们对磁性科学的态度从神秘到了解,现在已经通过多种方法在研究。有些科学家通过密度泛函理论获得了FeN的结构、结合能和磁矩,并且研究出团簇的尺寸的不同对原子的磁矩没有必然的影响,反而原子会在某一范围内变化。 2.3 光学材料上的应用 光学材料一般是指传输光的介质材料,有些科学家利用密度泛函理论研究而得出:“在有机多层光电子发射二极管、光族材料和高密度光数据贮存材料上有潜在应用。” 2.4 在纳米材料上的应用 纳米材料是指物质的3个纬度中至少有一个纬度的量级是纳米。纳米材料自被发现以来,逐步广泛应用在生产、生活中,我们生活中所常见的纳米防爆膜、纳米微针等,现在在信息产业、能源产业、环境产业等都有广泛的应用,同时科学界对纳米的研究还在更加深入和精确。一些科学家利用密度泛函理论,研究出某些物质能够吸收红外,并且这种吸收能力极强。 3 结论 经典的电子理论认为,正离子所形成的电场是均匀的,而自由电子由于是运动的而不具有这种特性,自由电子和正离子相互碰撞不能形成新的物质,而仅仅是作为一种机械运动。正因为自由电子的不规律运动,所以没有显性的表现形式,但一旦给自由电子一个外在的力,例如磁场,自由电子就会有规律有方向地进行移动,从而形成电流。本文所讨论的密度泛函理论,是在电子理论中具有重要地位的一种理论,尽管它现在已经广泛应用于化学计算中,但是电子理论是包含多种其他理论,因此密度泛函理论更需要其他理论作为依据和支撑,其本身也能够为其他理论研究提供理论支持,因此,无论是主要利用该理论或者是借鉴密度泛函理论的原理或计算方法,做出的研究也渐渐投入到实践中,从而真正有益于人类。 材料科学论文:研讨与展望高分子材料科学的发展进程 摘 要 高分子材料科学作为一种前沿学科,在当前保持了一种持续发展的态势。本文从基本概念以及发展的过程向大家介绍这一门科学。 关键词 高分子材料 现状 可持续发展 1高分子材料的相关概念 1.1高分子材料的基本概念及来源 高分子材料(macromolecular material),以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。按来源可分为分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等 1.2高分子材料的分类 高分子材料按照特性分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等,其中前三种被称为高分子的三大材料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。 2高分子材料科学的发展进程 2.1高分子材料科学的发展历史 高分子学科的建立,至今不到80年。从远古时期开始,人类就已经学会使用天然高分子材料,比如天然的树脂、橡胶、棉花、木材等。 20世纪20年代,才出现高分子科学的概念。到了20世纪30年代,高分子材料工业才步入发展阶段,而到了20世纪50年代配位聚合的出现极大地推动了高分子材料的发展。进入20世纪下半叶,高分子取得了一系列突破性的进展,比如聚烯烃的多元聚合,设计合成嵌段,超支化等聚合物等。 2.2高分子材料科学的发展现状 进入21世纪,单单从一个大方向来描述高分子材料的发展现状是不可取的也是不全面的,所以将简单分为几个领域分别介绍目前的发展现状。 在电气工业领域,高分子材料也有杰出的表现。随着时代的发展,高分子材料在电子、家电和通信领域。我国电气生产大国,全行业对高分子材料需求量较大用量。高分子材料轻质、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点正是生产各种家用电器的最佳材料,而家用电器是人们的必须生活用品,所以高分子材料在电气工业的发展是会一直进行下去的。 在机械制造领域更加少不了高分子材料。比如,目前世界不少轿车的塑料用量已经超过 120千克/辆,德国高级轿车用量已经达到300 千克/辆。可见在汽车制造方面,高分子的发展还是比较成熟,系统的。并且可以预见,随着汽车轻量化进程的加速,塑料在汽车中的应用将更加广泛 高分子材料还在航空航天,建筑工程,医疗,包装行业等众多领域发展已经比较成熟,并且正在朝着一个更加规范,更加科学,更加和谐的方向稳定发展 2.3高分子材料科学的发展前景 高分子材料科学代表的是一种前沿技术,其发展趋势也必然要适应社会发展的潮流和最先进工业发展的需求。 2.3.1精细化 随着时代的发展,精细化必然成为材料的主流趋势,未来将纳米技术融入其中也是势在必行的。高分子材料的纳米化可以依赖于高分子的纳米合成,这既包括分子层次上的化学方法,也包括分子以上层次的物理方法。利用外场包括电场、磁场、力场等的作用,采用自组装或自合成等方法,靠分子间的相互作用,构建具有特殊结构形态的分子聚集体。 2.3.2绿色友好化 在强调可持续发展的21世纪,任何事物都在渐渐转型,高分子材料也不例外。实现绿色友好化,需要在材料的合成,生产,运用三方面全方位实现。现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强,寻找可以替代石油的其它资源,则成为21 世纪的高分子化学研究中的一个迫切需要解决的问题。调节原子和分子在物质中的组合配置,控制物质的微观性质、宏观性质和表面性质,就可能使某种物质满足某种使用要求,这种物质就能作为材料来使用。 2.3.3智能化 在这个智能材料的时代,高分子化学同样承担着不可替代的作用。智能材料是材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识的调节、修饰和修复,如若实现,也必然会对人类发展发挥巨大的作用。 3结语 本文通过比较浅层次的语言向大家介绍了高分子这门前沿科学,相信在今后的生活中,随着科技的发展,技术的进步,越来越多的人会认识高分子材料,并投入到这门与人类生活息息相关的科学研究中去。 材料科学论文:基于高职―本科3+2分段培养体系的材料科学基础专业课程的教学与实践 摘 要:本文从3+2分段培养体系的人才培养方案出发,对支撑光伏专业的材料科学基础的关键知识点进行梳理和筛选,阐述了详细的材料科学基础教学内容及重难点知识。并且结合教学实际和学生特点,提出了材料科学基础课程的具体教学方式。 关键词:3+2分段培养体系;高职;本科;教学;实践 高职-本科3+2分段培养这种模式为学生的继续深造和升格为高级技术管理人才提供了一条行之有效的途径,能够充分发挥高职和本科院校的优势,为企业提供具有发展潜力的技能型人才,实现学校、学生、企业三方共赢。这种模式在江苏首先试点,常州工程职业技术学院(以下简称“我院”)与常州工学院已经开展多届合作,共同制订了比较完善的人才培养方案,而高职、本科衔接课程体系的建设无疑是人才培养的关键,我院光伏材料制备技术专业在3+2转段衔接阶段开设材料科学基础这门专业基础课有其针对性和必要性。材料科学基础这门课程主要揭示固体材料结构和性能之间的关联,实际上是用数理化的知识分析实际的材料问题,其内容庞杂,理论性强,抽象,是材料类专业的必修专业基础课,具有普遍指导意义。3年高职学段培养学生的专业实践技能,要求感性认识颇多,2年本科学段着眼专业和管理技术提升,要求有更深的理论基础和解决问题的能力。以下结合笔者的教学实践,说明如何开展有效的材料科学基础教学。 一、以光伏产业链为主线精选教学内容 材料科学基础的内容包括晶体结构和缺陷、固体热力学和动力学、固体结构和电子理论三大块,具体知识要点有晶体结构、固体电子结构、合金固溶体结构、范性形变、缺陷、相图、相变、界面、扩散、凝固结晶、回复再结晶等。全部讲完至少400学时左右,实际上既没有这么多学时,也没有必要面面俱到。课程具有普遍意义,但对专业来说,只要筛选出密切相关的内容即可,做到必需和够用即可。这样一方面可节省时间,另一方面也能够很快切入应用。所以,一定要梳理光伏产业链的应用点和材料科学基础内容相匹配,形成少而精的教学大纲内容,以利于少学时教学和专业应用。 纵观光伏产业链,从硅原料的制备和提纯,单晶硅多晶硅的生产加工,光伏电池和组件系统的生产,与材料科学基础关联的地方还不少。硅晶体的表面形貌、生长方向、生长棱线、层向生长过程对应晶体学知识、晶向晶面及特征的描述;其中融入硅和化合物半导体的结构和电性能对应着合金结构和固态电子论的知识,并牵涉到结合键,能带理论、半导体性能、光伏原理和光伏电池效率;晶片生产中缺陷位错的控制(颈缩工艺等)以及电池片效率改进对应着晶体的缺陷理论;单晶多晶的形核生 长、环境控制、质量控制对应着凝固结晶理论;硅中杂质含量及分布以及栅线印刷、焊接、欧姆接触对应合金知识相图相变知识;PN结形成、焊接合金化过程、光生少子的扩散和寿命、I-U特性曲线的扩散方程推求对应扩散理论中的稳态和非稳态扩散;晶硅加工生产过程中的变形和损伤对应固体范性形变和再结晶;多晶的晶界和单晶多晶的制备过程中的固液界面对应界面理论。此外,掌握热力学基本知识对分析缺陷、表面、相图相变、凝固结晶都非常有用,对材料分类论述的三大类别材料如金属、陶瓷、高分子各论也要介绍,这部分内容具体涉及银浆与硅的欧姆接触、互联条焊接、石英容器性能、封装用铝合金、TPT、EVA的使用性能。基于以上分析,形成的课程知识点和相关内容以及重点难点见表1。 二、依据学生特点改革教学方式 此阶段学生的主要特点有:①理论基础较为薄弱。②从应用型到研究型的学习习惯还未转变。对这两特点,在制订学习内容后还有一个如何让其有效接受消化的过程,不适当地灌输会使学生理解困难,对学习失去兴趣,从而也失去了教学意义。结合教学实践,笔者认为从以下几个方面可以改善效果。 (1)精选教材。教材的选用原则是中等难度,有基础的数理化知识衔接,便于自学和理清课程体系,也便于学生发现问题和受到启发,提出问题。不宜一下子导入艰深的理论。好的教材阅读能够激发兴趣,深入浅出,让人受益。材料科学基础作为普适课程,教材种类繁多,深度广度侧重点各有不同。贵州大学的张晓燕教授主编的《材料科学基础(第二版)》具有以上特点,笔者认为比较适用。 (2)提供配套的参考资料和习题册。作为经典理论,材料科学基础暂时不会过时,现有的参考资料应该是比较丰富的,应该选择性地看一些,特别是习题册,更是和教材一样必备,因为理论的定性和定量同样重要,需要结合实际进行计算和练习,习题能够加深学生对抽象理论的认识,效果明显,能增强学生的成就感和求知欲。 (3)实验验证有助于理解理论。配套实验可以帮助学生巩固加深课堂理论知识,让学生掌握基本实验技能,培养学生自己分析问题、发现问题、解决问题的能力,让学生获得更多的感性体验和创新体验,在光伏材料生产中,处处有材料外观、缺陷、性能以及工艺参数等的检测,过程检测更是质量保证的关键,一些实验项目和检测有密切相关,应该加以训练。如晶体结构实验中的典型金属结构的钢球堆积结构模型分析实验、单偏光下晶体光学性质,非晶态的结构性质和玻璃析晶实验(与长晶过程的坩埚析晶有关)、扩散和固相反应动力学实验,以及电阻测定实验等。 (4)明确概念,将理论讲解浅显化、简化或省略推导,过程让学生对基本概念产生深刻印象,后续教学才能顺理成章。教师应重点讲解参数的物理意义和相关概念,对求解过程作一般介绍和原则说明,以便于学生快速接受知识。 (5)利用网络资源如魔课,爱课程等多媒体手段开展教学。应该承认,有些东西确实难以讲清,因此晶体结构的三维图、原子进入间隙位置的动画演示、扩散微观过程动态展示、缺陷产生增值过程和运动方式的直观视频显示,这些似乎都离不开多媒体展示,可以极大提升学生的空间想象力。这些都得益于现代数码技术可以把最微细的结构和复杂过程进行立体展示。网络资源也要好好利用,网上课堂是主要方式,具有简明易懂的优点。 (6)互动答疑及时解决疑问,按照逻辑体系进行内容顺序重排。由于材料科学基础是一门逻辑体系严密的理论课,在教学过程中不能生搬教材中的章节安排,应该从学生的知识结构来重新安排内容序列,力图使学生运用现有的力学、数理化知识就能理解各种规律,由于先后次序很重要,因此及时解决问题可为下面章节授课铺路。 (7)从理论到实践,再从实践回到理论,实现良性循环,螺旋上升。用理论分析和解决是最好的服务生产实践方式,也是学习基础理论的价值所在。 通过以上针对3+2衔接阶段教学方式的改进,学生的学习积极性得到提升,专业基础知识得到巩固,结合专业实践,也促进了其他课程的学习,这对以后的学习和创新是有益的。3+2分段培养能够成就技能和学术兼备的人才,可满足未来光伏产业发展对人才的需求,应该是一种值得倡导的模式。 材料科学论文:材料科学基础课程启发式教学改革探讨 摘 要 《材料科学基础课程》作为材料物理专业本科核心课程,对本专业知识体系的建立和后续专业课程的学习至关重要。本文针对《材料科学基础课程》存在的教学问题,围绕启发式教学思想,从创新教学内容,丰富教学手段,增加课堂互动等方面对材料科学基础教学改革进行探讨,以期培养学生学习的积极主动性,提高教学效果。 关键词 材料科学基础 启发式教学 教学改革 材料科学基础是一门重要的专业理论基础课程,它以材料的组织结构为出发点,涉及了各种材料的共性基础知识。材料科学基础课程是后续专业课程的基础,在今后相关专业的工作和科研都有重要作用,但结合实际教学经验来看学生普遍反映课程内容枯燥、难学。究其原因,是因为该课程理论知识点多并且内容较为抽象,如涉及名词定义近300个。如何解决材料科学基础教与学的问题,一直是该课程教学改革的重点。本文旨在结合启发式教学改革的一系列思想,探讨材料科学基础的教学改革。 启发式教学对于培养应用型人才具有重要积极作用,它不是一种简单的教学方法的创新,而是一种教学思想的转变。启发式教学是从学生的需要出发,处理好教与学之间的关系,使学生成为学习的主体,教师起到指导与推动的作用,变教师的单纯传授为教师与学生间的互动。因此,启发式教学能丰富材料科学基础课程的教学改革内容,深化教学改革意义,对于创新型人才的塑造具有重要意义。 1创新教学内容,提高学生学习的积极主动性 材料科学基础知识点抽象,课程内容有一定的理论深度,需要学生理论推导和逻辑思维能力。抽象繁多的知识点很容易打击学生求知欲,使得学生丧失学习积极性。因此授课过程中,要注重启发式教学手段,内容的趣味性。利用“联想法”,通过一系列与生活或生产相关的实力或热点话题引入知识点,通过实际案例演绎基础理论的内涵与应用。 在每一章开头,以实例开头回答“为什么学”这一问题。如在讲第五章材料的形变与再结晶时,教师首先询问学生汽车轮毂是怎么制备而成,引起了学生学习的求知欲。然后通过汽车轮毂的加工锻造过程,给学生具体讲解工业生产中加工硬化和再结晶的应用。这种启发式教学模式能够减少学生对理论概念的陌生感,帮助他们理解基础理念和基本概念科学内涵丰富性。 另外在课堂教学时,需要不断引入科技前沿与研究热点问题,能够扩大学生的知识面,激发学习热情。例如在讲解第三章晶体缺陷的时候结合铁电薄膜材料中位错对其的影响等前沿,增加不同角度的正负位错对铁电薄膜单畴结构的影响介绍。这些讲授内容能培养学生的科学精神,提高学习的积极主动性。 2改变教学方法和教学手段,帮助学生记忆和理解 材料科学基础课程知识体系庞大复杂,需要记忆的知识点比较多,是教学过程中一大难题。另一方面,传统的教学模式采用“注入式”教学,忽略了学生学习的主观能动性,造成了教师难教学生难学的境地。如果教学方法过于刻板很难引起学生的共鸣。因此改变传统的“注入式”教学方法和手段,不再只单一的重视讲授而轻视指导。启发式教学方式之一就是采用导学制,指导学生运用自己的思维模式,选择最合适的思考与探究方式学习课程内容,使学生能对专业知识点感兴趣深刻理解并记忆。 多媒体教学方式无疑是启发式教学的一种重要实现途径。多媒体教学方式可以化抽象知识为直观,其优越性在材料科学基础课程中能得到充分体现。例如,晶体结构三维图像、位错的分类和运动、材料的变形等内容是材料科学基础教学中的重点和难点。采用多媒体技术中的二维、三维动画进行演示,图文并茂、声形俱佳,学生通过形象形式深刻理解和掌握了抽象的概念。但同时,多媒体教学也存在着弊端,它会让学生习惯于被动接受信息,削弱了学生的想象力和逻辑思维能力。这就要求教师在教学实践中要把多媒体的应用与教学内容相整合运用多种教学手段的结合,因材施教、因课施教。 如在讲授第三章固体结构中,对于体心、面心和密排六方等三种重要的结构参数,对于缺少立体空间概念的学生很难理解。讲课的时候借助葡萄和牙签等日常用品,以葡萄为原子牙签为原子键给学生详细讲解了三种典型的晶体结构,并以作业的形式让学生自己课下动手来做。这种教学方式能让学生真正参与进来,打开了学生思路,获得了很好的教学效果。 3翻转课堂和课堂讨论,增加师生互动 教学的一个重要内容就是指导学生怎样去学习,这需要充分调动学生的主体地位,增加教师和学生之间积极的互动。启发式教学要求把学生作为课堂的主体,为学生提供充分展示自己才能的机会。翻转课堂作为一种新兴的教学模式,它将传统的课堂学习过程翻转过来,让学生在课堂外通过教学视频或资料自主学习课程,而在课堂上教师对学生进行测评和相应指导已完成教学目标。另外在课上对于一些问题可以分组学习的方式展开交流和讨论,每个学生参与其中获得自己满意的答案。翻转课堂和适当的课堂讨论能作为课堂教学的重要辅助环节,实现了以学生为主的主动式个性化学习,充分了体现了现代教育教学的基本内涵,值得我(下转第73页)(上接第53页)们发挥其优势并运用到材料科学基础的教学进程中来。 但由于材料科学基础基本概念抽象繁多,并不是所有的课程或知识点都适用于翻转课程。具体来说,对于一些复习性质很强但又起到启后作用的内容,可以预先设计出一系列问题让学生查阅资料自学,然后在课堂上组织学生进行讨论或让学生亲自到讲台上进行讲解,涉及到新的知识点再由教师补充,这样既活跃了教学气氛,也可避免学生在学习熟悉的内容时产生厌倦从而提高教学效率。例如讲授第五章晶体的塑形变形时,由于里面的许多知识点跟第三章相近,适合利用翻转课堂的形式让学生课下自学,课上由老师指导讨论。这种教学模式增强学生的自信心和主动性,得到了事半功倍的效果。 4结语 总之,启发式教学思想对于材料科学基础教学改革具有重要指导意义。它要求教师在阐明概念、理论的基础上,强调知识架构间的相互关系,注重讲授理论的来源、思路、方法、意义和应用,讲清它们之间的内在联系。启发式教学方法的应用能抓住学生的好奇心,提高学习主动积极性。在传授课程知识点启发式教学方法能给学生提供广阔的思维空间和分析解决问题的能力。 材料科学论文:航空航天方向材料科学与工程专业英语教学改革 摘要:通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。 关键词:航空航天材料;专业英语;教学;改革 航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一,也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计,不断地向材料工程提出新的课题,推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性,极大地促进了航空航天技术的发展。因此,先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术,关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此,各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展,但仍然与发达国家存在较大的差距。因此,需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版,这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力,以完成获取专业所需信息等任务。 材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点,而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是:掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组,并掌握一定的构词法知识,具有识别生词的能力,能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决,目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此,迫切需要完善教学内容,优化教学方式,改编教材,以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。 一、改编现有专业教材,扩展学生专业视野 浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现,内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编,实际是英文版的专业教材,不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢,与国际上材料科学的快速发展不相适应,学生阅读起来单调、枯燥。因此,在现有教材的基础上,急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识,既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。 从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手,按照从难到易的教材内容顺序,突出航空航天行业背景及新技术特点,完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上,按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节,简单介绍材料的基础理论知识,学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇,让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后,在材料学的专业知识内容上,结合专业基础课程,着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容,例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时,为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力,提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力,教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且,从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿,学生也易于接受。这样,既提高了教学效果,也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。 二、丰富课堂教学内容,夯实学生基本功 调研各高校材料专业的本科生教学计划,发现专业英语课程设置在第七至第八学期,大四学生对英语学习逐渐变得陌生,如果直接面对专业英语的学习,势必会造成学生学习的困难。因此,教师除了教授教材的内容外,可以适当拓展相关内容的英语学习,提高学生的学习兴趣。 从知识结构设置上,可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要,突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流,可按照先读后写,先听后说的思路,来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式,重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外,还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写,展开介绍和讲评。“学以致用”,而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益,便会提高学习的积极性,促进专业英语的教学。 为了增加教学内容的趣味性,在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业,其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业,因此除了完成教材的教学内容外,还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时,可以从互联网上搜索最新的文字资料,也可以搜索最新的视频资料,其中视频资料更生动,因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时,可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频,加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此,通过利用多媒体技术的视频资料,不但可以提高学生的英语听力,扩充学生的词汇量,还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿,深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。 三、改革课堂教学方法,提高课堂教学质量 材料专业英语是一种正规的书面体,专业词汇多词形复杂、句子长,且与专业知识结合紧密,相对于基础英语来说,缺少文学作品中的韵律、节奏感,读起来抽象、枯燥,造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法,势必不能有良好的教学效果。因此,应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点,采取多元化的教学方法,对学生进行课堂教学。 可以采取英语课堂的教学,让学生随堂朗读教材内容,学生在读的过程中,既熟悉了教材内容,又对英语的“说”有提高。随后,对学生进行分组,讨论分析教材内容,或者也可以提出一个小话题,学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样,既提高了学生的英语口语技能,也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业,可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译,通过英汉互译的环节,巩固课堂教学内容。在课程结束前,还可以穿插学生就自己的毕业设计方向,做一个简短的英文讲座,既可以对课堂教学效果进行测试,也可以提高同学们的口头表达能力,增加同学们英语交流的信心。 在进行课堂教学的时候,如前所述,可以围绕课堂教学时的内容,充分利用互联网技术,为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例,可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时,可以采用先朗读后分析、翻译的方法,逐步分解。进行视频资料的学习时,教师应提前将语音资料转换成文本资料,课堂上可以进行边视听边进行讲解,让学生在愉快的氛围中进行学习,进而达到良好的课堂效果。 四、结语 我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展,密切和国外学术交流,才能保障材料领域的不断进步,这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此,通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力,增强学生的国际竞争力,为航空航天材料技术领域输送优秀人才。 材料科学论文:化工材料科学与工程的发展现状及趋势研究 【摘 要】随着社会不断进步,化工生产备受关注,化工生产为社会发展提供相应的材料,是社会工程建设中的重点内容。化工材料科学与工程研究是化工生产中的重点内容,本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,针对其中存在的问题,提出促进化工材料科学与工程发展的对策,并对未来社会发展的化工材料科学趋势演变进行畅想。希望相关的研究能够促进我国化工产业的发展。 【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究 化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。 1 化工材料科学与工程的发展现状分析 1.1 化工材料科学与工程的发展历程 化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。 1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展 化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。 2 化工材料科学与工程的发展趋势 2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养 化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。 2.2 化工新材料的研发 在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。 2.2.1 纤维材料 化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。 2.2.2 聚酰亚胺 有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。 3 结语 综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。 材料科学论文:材料科学与工程专业的实验室教学地位思考 [摘要]站在一级学科专业角度理解“材料科学与工程”实践教学的含义,剖析目前我国高等学校本科实验室在实践教学方面存在的问题。提出高等学校的实践教学应该以培养大学生科学实验及工程实践的能力为目的,以传授科学发现的实验方法、研究手段以及工艺技术为任务,并在认知学科知识、掌握专业技能基础上实现大学生创新能力的培养;实验室应该是完成实践教学任务的主要基地,实验室建设应该是高校实践教学基地建设的落脚点与主要方向。 [关键词]实验室;实践教学;工程实践能力;人才培养 0引言 “材料科学与工程”专业是一级学科专业,深刻理解专业内涵,是保证实现专业人才培养目标的关键。从培养专业人才的角度,专业教学自然包括学科理论知识与专业实践能力协调统一的两个部分。如何进行专业实践能力的培养是高校普遍关注的问题,也是目前高校教育工作者的重点研究课题[15]。伴随国家对教育的重视和大量投入,用于培养学生实践能力的基础设施得到完善。然而,这并不意味着专业实践能力培养的问题得到解决,恰恰相反,社会要求高校改革实践教学模式,培养高素质工程实践能力人才的呼声日益强烈。深刻思考高校实践教学现状,目光聚焦教学实验室,高校教学实验室的性质、作用与地位值得再审视。高校教学实验室的建设方向对高校实践教学模式改革的影响作用值得探究。 1从“材料科学与工程”的学科内涵理解专业实践教学的涵义“材料科学与工程”学科是研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对此,材料科学与工程专业的基本教育要面向学科的要素,自然科学知识与工程技术知识应该是构成知识结构的主要方面。就理论教学而言,要以系统的知识学习和综合思考能力培养为主,强调宽厚的基础、学科知识横向与纵向间的联系。理论教学的核心任务,就是培养专业理论素质。实践教学不应该仅是理论的再现和简单证明,而是强调理论在应用中的相关性和综合性,同时引导和激发学生走向科学研究和工程实践的起点。实践教学的任务和目的就是培养大学生获取科学知识的能力与工程实践的能力。基于此,确立了高校实践教学改革以及实践教学基地建设的方向。高校教学实验室是完成实践教学任务,实施学生工程实践能力培养计划的主体,高校实践教学改革以及实践教学基地建设的对象是教学实验室(以下简称实验室)。 2我国材料科学与工程专业教育的发展现状对实践教学的要求2.1重视宽口径材料类人才的培养 材料类型已经覆盖了金属材料、无机非金属以及高分子材料材料工程方面,覆盖了金属的成型与加工、无机非金属工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科学与工程专业的实践教学应该与此对应,重视宽口径的科学研究和工程实践能力的培养[3]。 实际上,在专业人材培养过程中,各个学校依据自身条件和发展定位而限定“宽口径”的“度”,即办学特色。由此,也决定了“宽口径的科学研究和工程实践能力的培养”的实践教学内涵对于每个学校来讲是有一定限度的。实验室对于实现“宽口径”的科学研究和工程实践能力的培养目的具有了可行性。 2.2培养模式由“专业培养”向“学科培养”方向发展各教学环节的学科性特点日益突出:在课程设置上,普遍注重学科式课程,专业课程已从中心地位转向了载体地位;在课程内容上,围绕学科发展和技术进步,培养学生适应社会科技发展的大方向。实践教学与学科性内容的关联性日益紧密[4]。例如,大功率X射线衍射仪、透射电子显微镜等高、精、尖设备大量向本科教学开放;普遍提倡本科生低年级开始进入科研团队,参与导师的科研工作;毕业论文或设计题目普遍要求真题真做。实验室对于实现宽口径的科学研究和工程实践能力的培养的有效性日益彰显。宽口径的科学研究与工程实践能力培养的主体地位也日益凸显。 2.3实践教学方面的投入由基础转向专业 伴随国家对教育的重视和大量投入,培养学生实践能力的基础设施得到完善,学生的实际操作动手水平、分析和解决问题的能力得到了明显的提高。以天津理工大学为例,在经历“十五”、“十一五”基础实验室专项投资建设基础上,投资0.24亿元进行了“十二五”建设,以学科与专业综合建设作为重点,加强教学科研创新平台以及人才培养质量建设。实践教学方面的投入已由基础转向专业,投入的趋向突显学科性。科学研究和工程实践能力的培养越来越可以立足于实验室。 2.4材料科学与材料工程相结合的综合性人才的培养日益受到重视随着社会的发展及国际竞争日趋激烈,社会对材料研究专门人才的需求淡化了材料科学与材料工程的概念,对材料科学与材料工程相结合综合性人才的需求增加。 伴随专业教学内容学科化、综合化,实践性更强,探索性更强。以专业认识实习或企业化的现场实践为实施方式的教学模式呈现出不适应性。实验室建设作为学校教学改革的重要部分,其建设易于朝向保障实现材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标发展。从高校的性质与任务、高校实验室建设的目的,以及从现实条件来看都是符合逻辑的。 3高等学校实验室实践教学现状的思考与改革措施3.1高等学校实验室实践教学现状的思考 1) 以科学实验教学涵盖实践教学。实验室的实践教学过于强调学科性:教学内容突出学科化,教学方式强调科学探索。与此对应,用于实践教学的投资趋向于科学研究设备。实验设备现代化、高精尖化以及专门化。这种实践教学现状使科学探索深度不断加大,基础实践能力逐渐淡化。虽然对教师与大学生双方的科学素质要求越来越严格,但基本技术的实际操控能力越来越弱化。如果以宽口径的科学研究与工程实践能力的培养标准来衡量高等学校实验室的实践教学,对学生工程实践能力的培养会被弱化。 从材料测试分析方法的课程教学来讲,由于侧重电子探针、原子探针等现代分析手段,材料成分分析最基础的化学分析方法被淡化,而化学分析方法是工程实际中测定钢平均成分的基本方法。大学生就业主体还在企业,仍面向工程实际。大学教育,特别是工科的大学教育,工程知识的教学偏弱,大学生就业难,社会接受度低,这些也是需要考虑在内的客观原因。 另外,先进科研手段层出不穷,先进工程技术不断发展。在先进科技面前,面对高精尖、高价值科技手段,存在看得见却摸不得的客观现实。不能上手,实践能力无从培养。 除此之外,在科技飞速发展的今天,要求大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内了解新的科学研究方法,培养出相适应的科学研究能力,是不可能的,也是不可行的。 2) 实验室实践教学存在明显的教学实验性。高等学校实验室的实践教学受传统的思想影响,实验教学依课程开设,且在内容上注重理论知识的验证,正所谓教学实验,而非实验教学。而且,在实验教学内容中对科学发现的历史缺乏重视。科学发现的历史,不仅在于体现知识体系的形成过程,有助于学生更好地理解、掌握知识,而且在于展现了探究科学的思想方法、在探究科学问题中所采用的技术手段以及技术手段的选择使用、改进与发展的过程,这些恰恰表现的是工程实践的核心内容。 在实验教学形式上,所谓基础性、设计性及综合性实验的划分,多是从实验内容的量、涉及知识性的面及工作难度角度,而非从实验教学的内涵上来考虑。项目之间相互独立,缺乏系统性,且实验项目在内容设置上重复现象严重;实践教学在培养学生创新意识、专业实验能力及科学研究基本能力方面的主体地位与作用上没有有效体现;学生创新意识不能得到有效激发;教学过程未能切实体现以学生为本、学为主体的教育理念。 传统的实验室教学模式不适应宽口径的科学研究与工程实践能力的培养这一实践教学的内涵,实验室教学的实质作用未有效体现。 3) 高校实验室教学的优势尚待发挥且不能与工程实践相协调。按照传统观念,实验室的实践教学注重科学理论相关的工作。在此观念下,设立的实验室多属于科学实验型实验室,而非工程实践基地。为弥补这一不足,高校多致力于建设校外工程实践基地,使本属于学校自身的实践教学体系,被分成校内的实验室实践教学与校外的工程实践教学两部分,使得科学研究和工程实践能力的培养出现脱节,不能协调统一。 校外实践基地的建设有效支撑高校实践教学。因而,许多高校大力建设校外产学研基地,实施“卓越工程师”培养计划等。在“十二五”期间,天津市投资了4.25亿元用于实施卓越人才教育培养计划,建设10个可共享的工程实践教育中心。在实践中发现,所谓工程实践基地实践教学的内容与形式偏向工程,一定程度上弱化实践教学的科学研究与工程实践能力的协调统一,对材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标的实现具有一定局限性。同样,工程实践基地建设为适应科技飞速发展的现实,满足大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内掌握不断涌现的新的科学技术是不可能的,也是不可行的。另外,由于企业客观现实的限制,校外产学研基地的工程实践教学效果确实大打折扣。况且,在信息交流高度发展的今天,是否需要花大力气建设校外产学研基地以完成工程实践教学是一个值得商榷的问题。 3.2高等学校实验室实践教学改革措施 1) 提高对实验室工作重要性的认识。高等学校实验室是学生实践能力培养及实施工程素质教育的重要场所,保证教学质量及实现人才培养目标的重要基地。党的十八届五中全会已经明确,内涵发展、提升教育教学质量是“十三五” 高等学校改革的核心。必须树立以学生为本,实施知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学观念,提高实验教学对培养创新型人才重要性的认识,深化实验教学改革,支撑教育教学质量的提升。 2) 加强实验室建设,深化实验教学改革。首先,通过管理体制创新,实现实验室的角色转换。高等学校实验室建设,要以深化改革现有实验教学体系和管理体制为核心。通过体制创新,打通实验教学与理论教学的教师身份界限,在建立起满足实验教学需要的高素质实验教学队伍基础上,形成设备先进、资源共享与开放服务的实验教学环境,提高实验教学水平,支持实践教学质量的提升,使实验室真正成为实施实践教学任务的主要基地。 其次,通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,有效地实现教研相长,培养了学生的实践能力。通过理念创新,形成科学研究与教学实践协调一致、科研研究室与教学实验室协调统一的机制,实现教研相长。学术性的教学模式,打通了科研研究验室与教学实验室的管理界垒,专业教学任务由团队协调处理,应该是一个积极的探索。 4结束语 实践教学改革是高校特别是工科院校教育改革的重要部分。实践教学改革是保障学校培养满足社会发展需要的,科学发现与工程实践能力相结合的综合性人才的重要支撑。从高等教育发展面临的形势要求、高校的性质与任务,以及学科专业建设内涵与发展方向的逻辑出发,高校实验室应该培养大学生获取科学知识能力与工程实践能力的能力。借助体制创新,使实验室真正成为实施实践教学任务的核心载体。教育者应通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,使实验室真正成为学生获取科学知识与进行工程实践能力培养的主要基地。
2021年7月17—23日,漳卫南运河南系支流卫河上游普降大到暴雨,局地大暴雨,部分河段超警、超保,8个蓄滞洪区先后启用。7月26日受洪水及台风“烟花”叠加影响,四女寺枢纽三闸齐放,下游漳卫新河水位不断上涨,堤防工程长时间高水位运行,且河道穿越德州市主要城区,防汛形势十分严峻。7月30日,漳卫新河岔河德城区段三八路桥挡土墙发生多处渗水,情况紧急,险情不明,作为堤防管理单位,德州河务局(以下简称德州局)联合德州市防指其他成员单位现场驻守,采取多种措施,排查工程险情,对渗水事件进行了有效处理。 1渗水险情位置及处理过程 1.1险情位置 四女寺枢纽将上游卫运河一分为三,一脉向北为南运河,一脉向东又转向北称减河,中间一脉斜向东北称岔河,岔河、减河交汇于宁津大王铺,向东注入渤海[1]。岔河修建于1972年,河道较直,二级堤防,为半地上河,由河槽、滩地、堤坝3个部分组成[2],出险位置位于岔河右堤桩号13+740处背河、三八路岔河桥南侧。三八路岔河桥于2001年拆除原小东关生产桥扩建而成,2003年,德州市实施“两个东进”发展战略,岔河城区段改造为“锦绣川”水利风景区。2013年,岔河东大道修建,与三八路以涵桥立交,涵桥南北两侧和道路东西两侧各修有挡土墙,共计4段,此次渗漏同时发生在涵桥南的道路东西两侧,如图1所示。 1.2险情发现 7月30日晚20点33分,德州局巡堤查险人员在巡查过程中发现,岔河东大道三八路桥南侧道路东西两侧挡土墙排水孔同时向外排水,排水量较大且少量含沙,随即组织专家赶赴现场勘查会商并上报德州市防指;同时,综合考虑行洪多日、连续降雨等因素,德州局连夜制订专项抢险预案,准备抢险物资,组建抢险队伍24h日夜轮流值守,加强堤内堤外重点巡查,密切关注堤外出水变化、堤内水流有无旋涡等情况。 1.3险情处理 8月1日,经排查,此处堤坡下有一条市政排水管道,用于将雨水排入杏园涵闸堤外集水池中,再由涵闸排入岔河,并且涵桥南侧道路两边的电缆井有预留管道联通。理论推测可得知由于岔河行洪,杏园涵闸已进行封堵,集水池中的水无法排入岔河,并且由于连续暴雨,管道内部压力增加,管道破裂漏水,在洪水、降雨和管道漏水的共同作用下,电缆井形成“集水井效应”,最后通过预留管道形成“连通器”,造成道路两侧挡土墙排水孔同时大排水。为验证此推论,下午16时组织抽排集水池中积水,17时挡土墙排水孔不再有水流出,池内排水管上部露出水面,水位下降约0.2m;再继续抽排水位不再下降,怀疑集水池有其他进水管道,停止抽排,池内水位上升淹没排水管道后,挡土墙排水孔又有水流出。为验证集水池有其他进水管道推论,8月3日中午,采用大功率水泵抽排集水池中的积水,水位下降后对排水管道的出水口进行封堵,以判断挡土墙排水孔是否与集水池中排水管道漏水有关。同样的情况出现了,水位下降约0.2m后,水位不再下降,挡土墙排水孔不再冒水,地面依然冒水,为保证人员安全,暂时放弃管道封堵。为解决渗漏问题,德州局报请漳卫南运河管理局批准,调整四女寺枢纽洪水流量分配,减少岔河流量。考虑到岔河与减河交汇于大王铺,贸然骤降势必会使减河水倒灌岔河,因此只能逐步降减岔河行洪流量,维持行洪稳定。8月7日当岔河流量下降为390.00m3/s时,挡土墙排水孔冒出水量开始减小;8月8日流量为354.00m3/s时,排水孔不再冒水,地面还有水渗出;8月9日流量为285.00m3/s时,地面不再渗水。 1.4初步结论 随着岔河河道水位下降,杏园涵闸堤外集水池水位下降,排水管道管口露出水面。集水池共有3个进水入口,南侧进水口为排水暗管,东侧是杏园明沟进水口,西侧设涵闸闸门,闸门北面有一进水口为顺堤铺设管道开口,理论推测集水池水源分2个部分:①28、29日的暴雨导致集水池中水位上涨;②杏园涵闸用沙袋封堵临河迎水面箱涵漏水,河道内的水倒灌入杏园涵闸堤外闸前集水池中,当集水池水位上涨淹没排水管道管口,水倒灌入管道漏水处,由堤防挡土墙排水孔排出。 2二次排查与闭水试验 为进一步确定渗水原因、防止堤防结构遭到破坏,8月13日,德州局成立工作组,采用管道内窥镜、机器人检查和闭水试验等措施,对该渗水堤段工程进行全方位调查。 2.1管道内窥镜和机器人检查 8月18日,使用管道内窥镜对雨水检查井、排水管道进行检查,未发现管道有错位现象,如图2所示;20日,使用管道机器人检查发现,在雨水井向南约15m处有一处管缝有树根生长,如图3所示。 2.2闭水试验 8月22日,对排水管道进行了闭水试验发现,在向管道内注水过程中,当管道满水时挡土墙没有发生漏水,当水位漫过管道接近检查井口时才发生漏水现象。排水管道不是压力管道,当水压过大时会发生管道漏水的情况。 3原因分析 经过多次排查及现场勘探发现,临河闸门在行洪前已经遭到破坏,封堵时闸门影响施工,将闸门吊出,然后用沙袋封堵,当时已经来水,造成封堵效果不佳;背河集水池闸门因池底部淤泥关闭不严等因素,造成河水水位高时倒灌入集水池内。另外,临河闸门前池由混凝土涵管与河槽水域相连,河槽水深流急,这也是巡堤查险时临河没有发现水流旋涡的原因。因此,确定此次渗漏事件并非是单纯的某种原因造成,而是由于多种因素相互叠加造成的复合性渗漏,主要分为以下3种原因。 3.1城市建设因素 城市道路交通建设造成原堤防设计断面改变,降低了堤身抗渗性能;景区设置景观水域,造成地下水位抬升,行洪时堤身浸润线更易升高;城市建设造成在堤防内设置各类管线、窨井,增加堤防隐患。 3.2工程因素 该堤段涉河工程建设后期维护不到位,存在涵桥两边砌石护坡及管道沿线堤身不同程度塌陷、挡土墙与堤身土壤之间有干缩缝及有害堤动物活动等问题。 3.3人为思想因素 多年未发生较大洪水,思想麻痹大意,心存侥幸,如排水管道未设置备用排水出口;缺乏针对性演练,遇到特殊情况缺失对策,如在涵闸闸门缺失的情况下仅用沙袋封堵,容易造成封堵不严;权责制度不清晰,管理不到位,如涵闸封堵属于村镇政府、集水池属于市政管理,缺乏渠道相互沟通。 4综合治理建议 4.1临时工程措施 4.1.1市政管网处理 具体措施如下:①排水管道处理措施采用紫外光固化内衬工艺补强现有排水管道,该技术是一种排水管道非开挖现场固化内衬修理方法,即将浸满固性树脂的玻璃纤维软管利用卷扬机拖入已清洗干净的待修管道中,连接风管向内部送风并吹胀使其紧贴于管道内壁,通过专业紫外光发射与控制设备照射管道内壁使树脂在管道内部固化,形成高强度内衬新管[3],如图4所示。②杏园涵闸集水池增设备用排水管道出口。4.1.2杏园涵闸在现有建筑物基础上进行维修具体措施如下:①涵闸洞体安全鉴定;②拆除重建临河涵闸;③维修滩地排水管道;④更换背河涵闸闸门止水;⑤改造杏园明沟,增设沉沙池、拦污珊;⑥完善其他安全设施。 4.2永久工程措施 具体措施如下:①在跨河桥与顺河路涵桥之间的薄弱堤段进行防渗墙建设,采用多头深层搅拌水泥工艺,通过搭建水泥桩形成防渗墙,成本低,施工简单,适应性强[4];②堤防管理范围内不符合堤防管理规范的及影响防汛安全的管线及附属设施,全部移出堤防管理范围;③在城区其他堤防,对无法移出管线、窨井的部位进行帷幕灌浆和固结灌浆,提升堤防防渗能力,防止产生“集水井效应”,加剧堤防渗对挡土墙、砌石护坡等防护工程进行维修。 5思考与建议 在城市发展建设过程中,利用穿城河道改建景区改善了市容市貌,为广大市民提供了休闲纳凉的场所,实现了人水和谐的良好互动[5]。在大力支持城市建设的同时,要将景区建设对水利堤防工程造成的影响降到最低。因此,综合考虑此次渗水事件的各种因素,提出以下建议。 (1)加强堤防管理范围内建设项目的管理,严格执行涉河项目审批管理制度,对涉河项目施工方案进行论证审核,在施工过程中进行全程驻守监管,对施工中产生的违规操作和私改乱建等与设计不符从而影响防洪的现象进行坚决制止,并实行终身责任制度。 (2)加大河道治理力度,对穿堤建筑物、顺河管道等影响河道行洪的设施设备进行清理,提升河道泄洪功能,同时强化水政巡查力度,及时发现、制止违法建设行为,对发现的水事案件做到有记录、有措施、有结果。 (3)统筹考虑河道城区段防洪泄洪需求与城市景观建设和城建设施建设之间的关系,明确管辖职责,在不影响防洪功能的前提下,积极参与引导城市建设规划,达到水利工程与城建设施功能协调统一的目的。 参考文献 [1]李连生,宋德武,王胜利,等.漳卫南运河大观[M].天津:天津科学技术出版社,1998. [2]李汝智,尉玉华,李四新.恩县洼滞洪区存在的问题及措施探讨[J].山东水利,2009(6):54. [3]王博.浅谈紫外光固化法修复老城区排水管道[J].智能城市,2018(9):34-35. [4]SL174-1996,水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S]. [5]李相德.海河下游生态区建设思路探讨[J].海河水利,2009(2):15-17. 作者:李燕 伊清岭 单位:海委漳卫南运河德州河务局
电子仪器设备维护技术探析:实验室电子仪器设备维修的常用方法 摘 要:实验室电子仪器设备的维修是实验室工作的重要组成部分,本文就电子仪器设备维修的常用方法进行阐述。 关键词:实验室 电子仪器设备 维修方法 实验室电子仪器设备在使用过程中,难免会因人为和客观因素产生各种故障,为确保教学、科研工作顺利进行,提高实验室仪器设备完好率,现就电子仪器设备维修的常用方法进行一些探讨。 一、非电量维修法 1、直观检查法 直观检查法是指断电后且不用仪器仪表,凭直观的感觉,调动视觉、听觉、嗅觉、触觉4种感觉特性,进行判断。这种检查方法虽然准确性较差些,但速度快,尤其对电源故障检查较为有效。 看,主要是指观察仪器面板及内部元器件等。看按键、开关、接口、指示灯有无松动,元器件有无变形、脱焊、互碰、漏液、胀裂,印刷电路板铜箔有无断裂、短路、断路、虚焊、打火痕迹等现象,保险丝有无熔断或松动等问题,用眼睛直接识别和判断。 听,主要是指是否有异常的声音存在。可轻轻摇摆仪器,听听有无器件散落或螺丝钉脱落情况,是否有碰击声;还可作连续翻转,听有无不正常的“吱吱”声或“啪啪”的打火声(通电时)。如果有这些现象,故障可能出现在这些地方。 闻,主要是指是否有闻到烧焦等异常气味,找到气味来源,故障可能出在异味之处。 摸,主要是通过对具体部位用手摸,感觉是否有异常的发热或其他物理现象。如断电后摸变压器外壳,感觉是否超过正常温度、发烫,但注意不要触及接线端子,因有时充电电容存在,电压甚高,危及安全;摸功率管有无过热或冰凉现象;摸调整管有无过热或冰凉不热现象等等。如果有这些现象,问题可能出现在这些地方。 2、加热冷却法 此法对软故障更有效。这是因为一些软故障大多出自器件内部或引脚接触不良,通过加热(如用电烙铁烘烤集成电路)冷却(如用酒精棉球擦拭集成电路外壳)使之产生热胀冷缩,从而将故障表现出来,然后排除。 3、等效替换法 在大致判断了故障部位后还不能确定造成故障的原因时,对某些不易判断的元器件(如电感局部短路、集成电路性能变差等),用同型号或能互换的其他型号的元器件代换。在现场缺少测量仪器时,往往用替换法排除故障,尤其是插入式安装的元器件更是简单可行。 在运用该法时要注意替换的元器件应确认是好的,否则将会造成误判而走弯路;对于因过载而产生的故障,不宜用替换法,只有在确信不会再次损坏新元器件或已采取保护措施的前提下才能替换。 二、电量维修法 1、电阻检测法 电阻检测法就是利用万用表的电阻档测量电路中的一些可疑元件、可疑点以及集成电路各引脚对地的电阻。对所测的数值与正常值作比较,可迅速断定元件是否损坏、变质,是否存在开路和短路,是否有晶体管被击穿等。该方法对检修开路或短路性故障和确定故障元件最有实效。 为了确保检修的安全可靠性,测量前应对被测电路中的大电容进行放电,防止其储电烧坏万用表。 在维修过程中还经常会用到在线电阻测量法和脱焊电阻测量法。在线电阻测量法,就是在电路板上测量元件的阻值,由于被测元件接在电路板上,所测的数值是受到其它串、并联支路的影响,因此测量结果应予分析考虑。脱焊电阻测量法在维修过程中经常用到,其方法简单、快捷。就是将元件的一端或整个元件脱焊下来,再进行电阻测量的一种方法。两种方法宜配合使用,相辅相成,才能发挥电阻检测法的优点,获得正确的结果。 2、电压检测法 电压检测法是用万用表通过测电路或电路中元器件的工作电压并与正常值进行比较来判断故障部位或故障元件的一种方法。一般来说电压相差明显或电压波动较大的部位,就是故障所在部位。 电压测量法,一般有两种。一种是静态电压检测法,是显示器不输入信号的情况下测得的结果。另一种是动态电压测量法,是显示器接入信号时所测得的电压值。 电压检测法一般是检测关键点的电压值。根据关键点的电压情况,来缩小故障范围,快速找出故障元件。 3、电流测量法 电流测量法主要测量电子设备整机工作电流或某一电路中的工作电流。电流检查往往比电阻检查更能反映出各电路静态工作是否正常。测量整机工作电流时,须将电路断开(或取下直流保险丝),将万用表电流挡(选择最大量程)串入电路中(应将万用表接好后再通电);另外,还可以测量电子设备插孔电流、晶体管和集成电路的工作电流、电源负载电流、电容器漏电电流、空载变压器电流、过荷继电器动作电流等。家电测量时必须预先选好量程,防止量程过小而损坏电表。 4、波形测量法 用示波器测量波形,可比较直观地检查电路动态及工作状况,这是其他方法无法比拟的。 测量时应注意选择公共点作为示波器地线,地线必须接触良好,否则波形不稳或看不到波形;应注意被测设备的地线必须是“冷”地(即与电网是隔离的);应注意示波器探头输入阻抗要高,否则对被测电路有影响;应注意示波器输入信号应在量程范围内,否则易损坏示波器。 5、干扰法 主要检查电子设备在输入适当的信号时才表现出来的故障。方法是用镊子、螺丝刀、表笔等简单工具碰触某部分电路的输入端,利用人体感应或碰触中的杂波作为干扰信号,输入到各级电路;或用短路法使晶体管基极对地连续或瞬间短路,在给电路输入端加入这些干扰信号的同时,可用万用表或示波器在电路的输出端进行测量;注意荧光屏上是否有噪波干扰、喇叭中是否有噪声干扰,以判断被检查部位能否传输信号来判断故障部位。最好从最后一级逐渐向前检查。 6、比较法 维修有故障的电子设备时,若有两台电子设备,可以用另一台好的电子设备作比较。分别测量出两台电子设备同一部位的电压、工作波形、对地电阻、元器件参数等来相互比较,可方便地判断故障部位。另外,平时多收集一些电子设备的各种数据,以便检修时作比较。 7、隔离法 适用于各部分既能独立工作,又可能相互影响的电路(如多负载并联排列电路、分叉电路)。这时可将某电路各个部分一个一个地断开,一步一步地去缩小故障范围。如当测量到某点对地短路时,首先看看是由哪几个支路交汇于这一点,然后逐一或有选择地分别将各支路断开,当断开某一支路时短路现象消失,则说明短路元件就在此条支路上。然后再沿这一支路,继续用上述方法查找,直到查到短路元件为止。当然,在查找的过程中,串接有较大阻值电阻的支路可不用考虑。 8、信号追踪法 用示波器、逻辑探头或万用表,按信号流程选择正确的检测点,检测电阻、电压、电流、信号波形、逻辑电平等是否正常。 测试时应由不正常的检测点开始沿信号通路往回测试;应先大范围寻找故障源,再小范围仔细测试(对于串联电路,可以从中间插入进行检测)。 以上所述是电子仪器设备维修的常用方法,在实际维修中到底采用哪一种方法更有效,应根据实际情况灵活运用,有时可几种方法同时使用而快速准确地排除故障,达到事半功倍的效果。 电子仪器设备维护技术探析:分析电子仪器设备的维护技术 摘 要 本文详细介绍了电子仪器设备在日常的正确使用和维护工作,针对如何维护设备以增加其使用寿命做出了科学的论述。 【关键词】电子仪器 电子设备 正确使用 维护 电子设备的使用期一般会很长,这就需要做认真好日常的维护工作,这样不仅可以加长电器的使用寿命,减少设备的维修次数,保证设备的精密运行,还能避免安全事故的发生。针对电子仪器的维护一般需要做到以下几个方面: 1 防尘与防灰 外表的整洁不仅可以保持电子仪器的美观,使其使用时更加方便,还能避免仪器内部的细小部件因灰尘的影响而不能正常工作。因此,必须做好基本的防尘与防灰维护。 灰尘对仪器内部的破坏主要是由于灰尘的吸湿性,这种性质主要会毁坏设备的绝缘性能,会增加活动、接插部件的磨损,在雷雨天气时,会增加设备被电击穿的概率,严重缩短电子仪器的使用寿命。 使用防尘罩是避免设备沾染灰尘的最好方法,电子仪器一般自带大小适宜的防尘罩,没有的话可以自行购买,也可以直接将仪器放进柜厨内。防尘罩不仅防尘还需要具有透气性,市面上主要有玻璃纤维和编制塑料的罩布,但玻璃纤维会影响使用者的身体健康,容易进入仪器且进入后不易清洗,会引发接触不良、干涩等问题,因此最好采用质地细密的编织塑料罩。仪器使用完后一般会有发热的现象,在使用防尘罩过程中应注意,要等温度下降后再加罩,因为挥发不出的水汽会腐蚀设备内部的金属元件,进而降低其绝缘度,另外,不能将电子仪器无遮盖地长期搁置在水泥地或靠墙的地板上。 以上措施并不能完全避免灰尘进入仪器内部,但由于在系统的检修仪器时,会将仪器拆卸开来,所以我们可以很好的利用这个机会,用毛刷将细小仪器里的灰尘吹刷干净。但在吹刷过程中,一定要保持电路元器件、接线位置、电子管、石英晶体等位置不变,如果必须变动,则要用记号笔做好标注,以免复位时插错位置。 2 防潮与驱潮 湿度对元器件的性能的影响,比温度有过之而物不及,湿度主要影响电子仪器的绝缘性能和介电参数。这就需要我们采取切实可行的防潮措施,以隔离潮湿的环境,主要的防潮措施有:密封、涂覆或浸渍防潮涂料、灌封等。 首先,电子设备最好选择干燥的房间存放,最好有充足的阳光照射、四面通风,从根源上避免受潮的可能。为保险起见,在仪器内部或存放仪器的柜厨里,还需要放置“硅胶袋”以吸收空气中的水分,在新买的仪器里一般都会附带。同时应定期检查硅胶是否干燥( 正常应呈白色半透明颗粒状),根据硅胶的化学性质,若出现结块变黄的现象,表明它的吸水功能已经下降,应马上更换新的硅胶袋或把结块的硅胶加热烘干,使它恢复颗粒状继续使用,但最好选用新的硅胶,以保证更好的吸水效果。还可以选用光热除潮的方法,一般可在仪器橱内,安装100w 左右的灯泡或25 w 左右的红外线灯泡,定期通电驱潮。长期搁置不用的电子仪器,即使放置时已做好十足的除潮工作,在使用之前也应检查受潮情况,并进行排潮烘干工作。排潮烘干工作的具体步骤为:把仪器放置在大容积的恒温箱内,用 60 左右温度加热 2-4h。大容积恒温箱可用适当功率的调压自耦变压器来代替,具体操作步骤为:先将市电交流电源的电压降低到 190 v 左右,使仪器在较低的电源电压下,通电 1-2 h,然后再将交流电源电压升高至 220 v 额定值,继续通电 1-2 h,这样同样可以收到排潮烘干的效果。若不进行排潮烘干工作,在用正常家用电源供电时,往往会发生内部电源变压器或整流排潮烘干工作电路跳火、击穿或局部短路等故障现象。尤其需要注意的是,对电压有特殊要求的仪器设备,一定要在其规定的电压下工作,以免损坏仪器设备。另外,仪器设备在未经绝缘试验的情况下,切忌通电驱潮。对于功率较大的电子设备,长期闲置不用时,应按说明书要求或在每年霉雨季节过后定期通电驱潮。 避免温度的剧变,温度的巨变会使仪器表面带有潮气,仪器的金属部件可能会因此生锈,尤其在我国东北地区,冬季室内外温差可达30~40 ,室外用完的仪器移至室内时,一定要把表面的潮气擦拭干净。 3 防热与排热 绝缘材料和电路元器件的参数受温度的影响很大,主要影响方面有:介电性能、抗电强度、碳质电阻、电解电容器、半导体器件等,其中半导体器件的特性受温度的影响最大。例如,晶体管的电流放大系数 集电极穿透电流,都会随着温度的上升而增大。这些情况将导致电子仪器工作的不稳定,甚至发生各种故障。因此,电子仪器的温度变化范围一般设定在40 左右,一般最高工作温度应低于65,即不烫手的温度。电子仪器设备说明书中会对使用环境温度作出规定,一般温度在 20 ~ 25 ℃是电子设备的最佳工作温度。不能在烈日下工作,阳光暴晒会使温度迅速增高,对仪器造成损伤,如果室温超过 35,也应采取相应降温措施,如:通风排热、缩短工作时间等,必要时,应取下机壳盖板,以利散热。但决不能用洒水或放置冰块方式来降温,水汽会严重侵蚀设备使其生锈。 4 防腐蚀 酸性或碱性物质都会腐蚀电子仪器,而近半数的电子仪器一般都会使用电池工作,这就要求我们定期检查电池的使用情况,避免其发生漏液或腐烂,对于长期不使用的电子设备,最好在放置电子仪器时将电池取出。对于附有标准电池的电子仪器( 如数字式直流电压表、补偿式电压表等) ,应特别注意保护其标准电池,必要时可以将其带有的标准电池取出来另行运送,尤其是装箱搬运时,以给予其应有保护。电子仪器如果需要较长时间的包装存放,应使用凡士林或黄油涂擦仪器面板的镀层部件( 如钮子开关、面板螺钉、把手、插口、接线柱等) 和金属的附配件等,并用油纸或蜡纸包封,以免受到腐蚀,使用时,可用干布把涂料抹擦干净。在沿海地区,其气候条件更加复杂,尤其要注意盐雾气体对仪器设备的侵蚀。 本文通过对电子仪器维护的具体阐述,详细说明了电子设备在日常使用中所需的重要保养,不仅保证了电子设备的安全使用,延长了其使用寿命,还为工厂的电子设备维护提供了借鉴,通过设备的维护,可以大大减少成本支出,增加企业效率。 作者单位 广西南宁联洋机电设备有限公司 广西壮族自治区南宁市 530000 电子仪器设备维护技术探析:医学实验室电子仪器设备管理初探 1高校电子仪器设备管理存在的问题 1.1不健全的仪器设备管理制度 目前,在我国部分高等院校中,对实验室仪器设备的有效管理工作普遍是各学校管理工作中相对薄弱的一个环节,在管理机制和运行机制方面都缺乏统一的管理制度。在多数的高等医学院中,其对医学实验室中仪器设备的管理主要实行的是二级管理体制,实质上就是将仪器设备交由设备处或资产处进行宏观管理,而各院系和相应的使用部门就负责其设备的日常管理。这种管理方式,在各部门各司其职的管理基础上进行总部门的宏观管理,本来是一种比较具有实用性的管理模式。但是在实际的仪器设备管理中,其宏观管理与各院系之间的日常管理往往会存在不连贯或者是脱节的情况,最终导致了在设备处或资产处的宏观管理中得到的有关设备的数据不准确,从而对设备的保有情况和使用情况不能进行有效的动态化管理,如对设备进行交接、调配、报废与维修方面的有效管理。 1.2传统基础医学实验室管理模式落后 高校基础医学部的实验室都是按照学科的分属以教研室为单位进行相关的教学与科研活动的,并且各实验室职位本学科服务,而这就直接导致各实验室虽小但全的同时,造成相关有联系的学科的实验设备的重复购置,大大的降低了仪器设备的使用率,并造成设备经费的浪费,致使部分的陈旧落后的仪器设备得不到及时的更新,从而影响实验的进度与效果。 2高校医学实验室仪器设备的有效管理措施 2.1医学实验室体制的改革 随着时代的发展,学科间的相互融合发展是目前现代医学发展的主要特征,它将与自然科学、社会科学、工程技术和信息技术之间有机的结合在一起,相互交叉渗透,逐渐呈现出一片高度综合的局面。而且,要想使未来医学的发展取得重大的突破,就必须逐渐加强其与生物学、物理学、化学、计算机科学等理工学科和生命伦理学等众多学科之间的交叉与综合,并且将医学科学基础研究与相关的医疗技术进行有机的融合,促使高等医学教育逐渐朝着整体化和综合化的方向发展。因此,为适应时代的发展需求,就必将建立以功能相同、学科相关的综合性的实验室。如在实际的医学实验室的建设中,就可以将外科学、内科学和临床检验学等实验室进行交叉与渗透以形成综合的临床技能实验室,综合培养学生的临床技能的学习,对其临床操作能力进行系统、综合的培养。而这就将有效的改变传统高等医学院校单一性功能的实验室,使那些结构相似、功能雷同的教学实验室能够进行有机的融合,提高各医学电子仪器设备的利用率,实验设备资源的充分共享。 2.2有效提高实验技术人员的综合素质 对医学实验室的仪器设备,特别是电子仪器设备的管理是一项经济性、政策性和业务性很强的管理工作,在实际的管理中,对相关管理人员的政策水平、分析、解决问题的能力、组织和协调的能力都有较高的要求。因此,各院校的领导要不断的加强对医学实验室仪器设备的管理队伍的建设,并进一步完善对队伍中人员的岗位培训制度和技术考评制度,将不断提高实验室仪器设备管理人员的综合素质纳入到日常的管理工作中,使其得到进一步的落实。长期以来,部分医学实验室技术人员的地位和作用都得不到重视,影响了实验室技术人员的培养。随着我国高等医学教育的不断发展,医学实验室中大量的新技术的开发、新设备的引进,和实验教学中设计性实验的有效开展,致使实验室技术人员的工作性质发生了变化:要求实验室技术人员能够掌握新技术、新设备的有效运用,掌握各学科专业基础知识和人文社会科学等知识,并有效应用计算机对各医学实验室进行现代化的管理和相关仪器,特别是电子仪器设备的规范化管理。而这种变化就要求各实验室的技术人员能充分树立自身的荣誉感和责任感,有效的实现个人的价值。因此,在实际的实验室设备的管理中,要加强实验室技术人员的个人价值的发挥,鼓励其与有实践经验的教师共同对相关的教学内容进行改革,并在结合社会对实用性人才和创新性人才的需求,不断的开发出有利于学生操作能力和创新性思维能力培养的综合性实验。同时,还可定期的对实验室的技术人员进行业务学习,向他们讲授相关的理论知识和医学实验操作技能,以不断的强化他们对实验室仪器设备的管理能力和使用能力。 2.3做好实验室中仪器设备的维护工作 在实际教学中,为了保证各医学实验能够正常的进行,实验室中仪器设备的管理人员要定期对仪器设备,特备是电子仪器设备进行维护管理工作,从而保证各仪器设备能够正常的运行,提高其有效利用率。因此,在实际的工作中,为了有效的开展对电子仪器设备的维修工作,并避免在维修中造成不必要的损失和时间的浪费,首先,在维修中因具备一定的条件:相关硬件的准备,如万用表、拆装工具、元件参数手册、信号发生器等;相关软件准备,如维修人员要熟悉相关电子仪器设备的基本工作原理,并掌握一定的维修技巧,仔细了解、分析仪器设备发生故障时的现象和使用情况;然后,进行了一定的准备工作后,维修人员就要确定维修的思路,并采用与故障相适应的维修方法,如非电量检修法、电量检测法等,其中在非电量维修法中,可具体运用直观检测法、加热冷却法、等效替换法等,而在电量检测法中,就可有效运用电阻、电压、电流测量法、比较法、隔离法等;最后,在电子仪器设备维修完成后,必须进行必要的校正工作,以保证设备在维护后的质量,从而使电子仪器设备能够保持原有的指标。此外,工作人员在对医学实验室的电子仪器设备进行维修的过程中,要保证电子仪器设备和人身的安全,避免因不当操作造成电子仪器设备故障的扩大。如在维修中,工作人员要时刻注意电子仪器设备工作的电压值,对电子仪器设备进行拆装时,要慎重,不可轻易拆装,在对元件进行更换时,也要尽量满足原参数的要求和性能指标等。 3结束语 综上所述,不断加强和完善各医学实验室仪器设备,特别是电子仪器设备的管理,可以有效的提高其设备的利用率,并最大化的优化实验设备,从而使实验室的仪器设备能够更好的为教育教学和科研工作服务,以提高其教学实验的质量,并且将其实验设备的使用效率全面的发挥出来,有效的俄促进高校实验课程的协调、可持续发展。 作者:潘颖 单位:内蒙古锡林郭勒职业学院
节能环保论文: 浅谈农业机械的环保节能设计分析 论文关键词:农业机械 环保节能设计 趋势 论文摘要:农业机械节能环保设计是一种全新的设计理念。本文在分析农业机械节能环保设计的涵义和意义的基础上.阐述了农业机械节能环保设计趋势。 1农业机械节能环保设计的意义 当前,我国的农业机械采用的是传统设计方法,资源和能源消耗大,效益低,对环境污染严重,是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展,农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废,采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小,减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力,·使废弃物、垃圾污染程度降到最低。农业机械节能环保设计不仅给社会提供了质量高、成本低的产品,而且还可以带动企业或整个农机行业的振兴与全面发展,提高我国农机产品的竞争力,有效地占领国内市场并扩大出口。节能环保设计已成为农业机械发展的必然趋势。 2农业机械节能环保设计趋势 2.1农业机械的清洁性 常用农业机械动力为内燃机提供,内燃机环境性指标主要存在问题有:消耗一次性能源石油;噪声、废气污染;热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大,废气中NOX,HC化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械,加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究,采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性,柴油低硫化与柴油润滑性,生态燃料与生态摩擦学,汽油机沉积物与汽油清净剂,柴油机颗粒与消烟助燃剂,润滑油和添加剂与排放催化转化,润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂,催化助燃/补燃,发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。 2.2产品的可回收性设计 可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题,最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如,在农业机械中常用的联接件(螺栓、螺母等)的回收与再利用。 2.3产品的可拆卸性设计 设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段,可采用模块化设计方法,即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析,在此基础上划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同产品,满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾,又可为产品的快速更新换代缩短设计周期,降低成本,有利于回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境的目的。 2.4环保产品的成本分析 由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能,因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本。 2.5材料选择 环保材料是指应来源丰富,便于利用,便于回收再利用且对环境影响小的材料。材料选择是环保设计不可缺少的部分,它也是产品开发设计早期的主要的决策之一。材料选择应尽量减少材料种类,少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料,尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有:环保设计对材料要求的确定;环保材料的选择原则;材料选择的影响因素分析;环保材料的开发与应用;新功能(指环保型)材料的开发与应用;回收物资再资源化的应用等。 3环保设计在农业机械设计中的应用前景展望 环保设计的本质特征之一,是在不影响产品的寿命、功能、质量等指标下,依靠技术手段和管理方法,以达到提高资源、能源利用率为目的的一种先进设计方法。从经济学的意义层分析,环保技术是一种资源节约型有坏配置的相对增值的技术,即在运用等量资源、能源的前提下,环保设计技术是力图比传统设计方法获得数量更多质量更优的产品、使生产过程由粗放型转向集约型的先进设计技术。中国加人WTO以后,农业机械产品的市场竞争将会日趋激烈,环保设计技术则是提高产品市场竞争力的有力武器。 综上,农业机械采用环保设计技术之后所拥有的一系列优势表明,农业机械的环保设计具有良好的应用前景。环保设计是人类实现可持续发展、拥有高质量生存环境、享受健康生活的必然要求,也是未来技术经济发展的大势所趋。 节能环保论文:普及高效节能环保型空调设备 摘要: 本文从推广节能环保型空调出发,简要论述了在其设计、生产、选型、安装、控制、维护六个环节中应采取的方法和必须注意的事项。 关键词: 节能 环保 臭氧层 温室效应 新冷媒 0 前言 改革开放二十多年以来,我国的人均寿命显著增长。这一令人瞩目的事实,除了归功于新的政治环境和经济环境以外,人们日常生活、工作环境的改善也是不容忽视的重要因素,空调设备正是营造这种使人益寿延年的环境条件的功臣。 然而,科技往往是把双刃剑。空调设备既是耗能大户,又在创造局部舒适环境的同时,给整个地球的大环境带来负面影响——破坏臭氧层;加剧全球温室效应。难怪欧洲的“绿色和平”人士不愿使用空调设备,以致2004年夏天,发达的工业国里,竟然有人被酷暑“热毙”。因此,空调设备必须朝节能和环保两个方向发展,做到亲和自然,才能广泛而长久地为人类效劳。本文就普遍推广高效节能环保型空调设备的相关问题进行以下论述。 空调设备的节能性和环保性密切相关,两者相辅相成。一般来说节能型空调总是环保型的,环保型空调也多半是节能型的,至少在整体上与节能型是相协调的。所以,两者可以相提并论,取长补短。 1 注重使用过程中节能性的空调设备设计理念 设计空调设备时不能单纯考虑制造费用,还须重视运转费用。在包含制作费用在内的整个使用寿命周期的总经费(寿命周成本)里,运转费用占55%以上,所以设备的节能在降低寿命周期成本上起到很大作用。设计节能型空调时为了尽量提高COP(=冷冻能力/消耗电力)的值,应采用直流变频控制器、磁阻式涡旋压缩机(因其电机铁芯配置了磁力比普通铁氧体磁铁强10倍的钕磁铁,并通过特殊设计产生了附加的磁阻转矩,使效率提高20%以上)、红外线传感器之类的高技术配套产品,由此制成的变频空调机可比定频空调机节能45%左右,虽然需要较高的初始费用,但据计算,该差额只需1.5~2年即可偿还。 2 制造全过程中切实关怀环境的生产经营理念 节能环保型空调设备应采用臭氧层破坏系数为“0”的HFC新冷媒,进行环境亲和型设计(Environment-friendly Design)。同时,必须确保文明生产,做到“零废弃物排放”。生产工厂本身取得ISO 14001认证自不待言,还应实行“绿色采购”,为了确保所采用的原料、器材、部件都达到环保要求,各相关厂商也都应取得ISO 14001认证。 3 最佳空调方式和最合适送风位置及能源的选定理念 空调方式对于空调设备的节能性至关重要,必须针对不同的场合和不同的空调要求,制订切实可行且恰如其分的空调方案。 3.1纠正中央空调方式的缺点 ①仅在必要的时间里对必要的空间进行空调(消除空耗)②削减输送热源的动力(采用中央空调时,输送动力的机构比例很高)③实施独立的温度控制(防止过冷、过热)。 3.2以局部空调取代完全空调 在操作场所(如车间、试验室等),温度对操作的安全和精度有很大影响,据统计,在17℃~23℃的稳定环境里所产生的工伤事故和作业失误指数最低。因此,这些场所应采取有效的定点空调(局部制冷或制热),并尽量将送风管延伸到靠近人体的地方,这与空调效果密切相关,也是空调节能的关键所在。据某一实例测定:距离送风口1.0m处风速为2.7m/s,体感温度为25.5℃,而在距离送风口2.0m处风速就降为1.4m/s,体感温度则上升为29℃。 3.3配备与空调效果相协调的通风装置 如果空调与通风互相协调,就不会因空调后的室温受到影响而浪费能源。以高温车间为例,为了减轻制冷负荷,整体通风与局部通风并用,而对操作者则提供定点空调。通风方式应以有效的局部通风(排气)将整体的通风次数n(n=每小时通风量(m3)/ 室内容积(m3))降到最低,减少室内的热损失。 在必须大量通风的场合应引入新风。对于机器发热量很大的地方,可采用全新风方式,即对新风加以空调后引入。对于只需通常排热·通风的地方,可采用回风+新风的混合方法,即在循环空气与新风混合后进行空调的方式。 3.4采用特殊的配置和工艺 用于医院、疗养所等地方的洁净空调和空气清洁器等设备需要获得空气高度净化的效果,应采用高效除菌滤网和光催化(材料成分为氧化钛)除臭滤网,这些过滤网除了集尘功能以外还有显著的除臭、抗菌功效,并具备抑制飘浮菌和病毒的作用。 3.5因地制宜地选择空调能源 毫无疑问,电力是最常用的空调能源,电动方式的一次能耗量较小,其CO2的排放量也较小。但在燃气(天然气或煤气)或燃油(石油等)供应充足而电力相对缺乏的地区可使用以吸收式制冷机为代表的热源设备。在夜间电费便宜的地区可考虑发展冰蓄热式空调机。另外,太阳能空调机可说是最理想的节能环保型空调设备,应该大有发展前途。 4 安装操作技术、附配件及器材质量绝对可靠的施工理念 安装之前应由SE(销售工程师)进行施工设计,通过负荷计算确保设备的功率与所需的空调区域相匹配,确定最佳的设备安装位置。操作必须由合格的专业人员实施,并且只能使用设备附带的配件,现场外配的铜管、电线、悬吊支架、螺栓等器材必须严格符合厂商规定的技术要求。 5 空调设备控制系统IT化的管理理念 要使空调设备的舒适性和节能性两全其美,其管理系统的IT化是关键所在,所以应选用下列控制装置。 5.1智能管理器(i-Manager,具有大规模、高等级的监控功能) 智能管理器是适应于独立空调(大楼用多联机)主体设备管理的集中监视装置,能通过专用通信线路直接联系空调设备,构成价格性能比很高的系统,可100%地利用设备信息。 5.1.1 节能功能之一 在用电高峰阶段将要超过目标电力时,可通过空调系统设定温度的换档和使室内机停止的控制方法,尽量在不影响舒适性的前提下把用电量掌握在目标电力以内。 5.1.2 节能功能之二 在维持舒适度的同时,若想进一步降低电力消费,可分别使用下列两种运转模式:(1)使任何一台室内机经过一定间隔的时间停止,或同时使多台机交替运转。(2)对室外机进行容量限制。 5.1.3 异常管理 异常发生时,内容显示于“异常记录时间显示区”,同时根据系统设定内容触发报警蜂鸣器,告知异常。并且,把过去500,000件异常状态变化资料作为档案保存在硬盘中。 5.1.4 用电量的按比例分配 借助于“由室内机运转状态得出的空调容量”可算出各室内机单位的使用电力,即使在同一运转时间里,也能通过空调负荷找出差异,从而更公平地按比例分配电费。 5.1.5 利用局域网进行远程监视 通过在远离某大楼的集中管理室和该大楼之间设立专用的局域网,就能实现远程管理,另外,对于将来增加设施(建筑物等)时也能容易地相应增设空调机和扩展局域网。 5.2空调专用网络(AIRNET)+ 智能管理器 通过智能管理器向用户提供自由的空调控制,同时还通过空调专用网络来约束未知故障的运转。以信息处理·通信技术时刻监控空调机的运行状态,借助“在线诊断系统”对故障防患于未然,由此可以节能并提高机器的使用寿命。而且,万一发生故障,可能在用户尚未发现之前,维修工程师已先行发出通知,随即到达现场排除障碍。 5.3 智能触摸式控制器 为不具备专用管理室或不想聘用专职人员时的理想选择。 5.3.1 使空调系统简便地获得高功能 通过编程以年为单位设定每日的运转停止和所需温度。大幅度地减少管理的时间和人力。并且,操作简便,无须专业人员,任何人都能管理。 5.3.2 根据空调的使用状况按比例分配用电量 通过追加相应的软件,可提供便于电费管理的按比例配电信息。 5.3.3 进行高效节能的空调管理 因常时监视各房间的温度,并在进行适当温度管理的基础上配备了设定温度范围的控制功能,所以可形成高度节能的空调运转。另外,由于避免了由事先编程所造成的无用运转,也能节约可观的经费。 6 多方位无微不至的维护管理理念 为了减少故障、保持设备的性能以达到长期实行经济的运转并延长使用寿命必须进行维护保养。为了对灾害防患于未然应进行安全检查。 6.1预防保全(Preventive Maintenance:PM) 所谓预防保全,就是预先消除运转中的征候,亦即在故障、异常现象发生之前采取对策。据统计,与事后保全相比,实行预防保全的空调设备及主要部件的平均寿命约可提高3.3~8.8年,并可有效地减少管理费用。 6.2 日常检查 每天掌握空调设备起动时、运转中、停止时的状况,并在运转日记上记录各种显示数据(如送风、吸风温度,冷凝、蒸发压力,电流、电压等)和异常现象(如漏水、异常振动、异常音等)。 6.3 定期检修 维护检修的期限和内容因空调设备的环境条件和重要程度等情况而异。一般来说,以每年分别于制冷运转前、制冷运转中、制热运转前、制热运转中实行4次为准。另外,还可采取目测检查法估计各种运转数据(如冷凝器、冷却器的污染程度,滤网有无堵塞、腐蚀?冷媒有无泄漏?轴承、V形皮带有无异常等)。 6.4远程(管理中心)检测 采用相关的信息设备,收集、输送、保存大量数据,通过对设备运转状态作365天、24小时的监视和独立的联机诊断,有效地防止故障。自动检测空气滤网、热交换器的污染状况,确保长期的高效运转。通过分析、综合丰富的数据,从而作出改善设备的提案。异常发生时立即自动地通报管理中心,迅速对应。 通常,若将机器检测与人工定期检测(目测为主)相结合,就能更放心地使用并降低产品的运转费用。 6.5 顺应空调设备的更新 由于节能技术和人们对地球环境保护的要求都在不断提高,节能环保型空调也在朝高精尖的方向更新,所以空调机的维护也应按照其更新的动向来开展。 6.6 提高冷媒的市场回收率 节能环保型空调的售后服务是很重要的一环,必须提高冷媒的市场回收率(应≥70%)。虽然HFC(新冷媒)的臭氧层破坏系数为“0”,但其温暖化系数(引起地球的温室效应)还是比较高,所以必须同样禁止向大气排放,应承担回收利用以及分解处理的义务。 6.7 废弃空调设备的回收利用 对于报废的空调设备必须彻底回收处理残余的冷媒,并有效利用其中的有价物,最终无利用价值的部分也要妥善处理,决不能因此而污染环境。 综上所述,节能环保型空调从设计到废弃应始终贯彻“节能”和“环保”的方针。如今,人们既要创造四季如春的生活条件,又要保护赖以生存的地球环境,还要为子孙后代节约使用有限的能源,因此节能环保型空调必将取代所有普通空调。随着科学的昌明和技术的进步,空调设备也在日新月异地发展变化。然而“万变不离其宗”,只有继续向“节能”和“环保”的高度攀登,才是唯一的通途。 节能环保论文:关于对环保搬迁居民安置区的低碳和节能设计探索 论文摘要:论述了建设低碳安置区的必要性和安置区设计的环保节能要求,分别针对国内外低碳社区的设计理念及环保技术进行了介绍,指出目前国内安置区节能建设应从初期选址及合理分配投资方面入手,循序渐进,逐步实现低碳、节能、减排目标。 论文关键词:安置区,环保节能,低碳社区 近年来,随着国家经济的不断发展,大量工业规划区和大型厂矿企业相继增多,因规划和项目建设涉及环保搬迁的村镇需要集中安置,在具体的搬迁工作中不仅需要解决经济适用、功能完备等问题,如何做到环保节能与低碳减排也是集中安置区设计目前面临的一个突出的问题。 1建设低碳安置区的必要性 低碳经济的实质是经济发展方式、能源消费方式、人类生活方式的一次新变革。据统计,国外低碳城市能源消费38%来源于居住用能,33%是各种商用建筑和公共建筑用能,交通用能占到22%,而即便是在伦敦这样的大都市,工业用能也仅仅占到城市能源消耗的7%…。因此可以看出,居住社区用能在城市的能源消耗占到了比较大的比重,而搬迁安置区的建设往往在当地特色、环境良好、功能完备、经济适用方面考虑较多,将低碳理念注入到安置区的社区规划、建筑设计、社区管理中。 2安置区设计的环保节能 安置区的设计要提倡节能、节地、节材,并建立起资源和能源可持续再利用的住宅体系。安置区的生活污水要采取经济适宜的生化处理方式,处理后的出水可考虑尽量循环使用,尽量少排放,绿化、道路清洗及其他冲洗用水采用二次处理后的污水,以节约水资源和减少对环境的污染。大型的安置区可形成区域内的小社区,该社区应具备生活、交通、环保等综合功能。 3国内外低碳社区案例 3.1弗班——德国可持续社区的标杆 德国弗莱堡市郊的弗班区被誉为德国可持续社区的标杆,弗莱堡享有“欧洲太阳能之都”及“欧洲环境之都”的美誉,也是全球率先实现可持续发展理念的城市之一。 弗班社区在节能减排、减少交通、社会整治及创造可持续邻里方面都取得了相当的成功经验,例如:1)使用80%木屑及20%天然气的高效热电联产再生能源装置提供弗班区的供暖系统,通过好的隔热及有效的暖气供应大约可减少60%的CO,排放;2)提倡“生活不须有车”的交通概念,减少了35%的车辆。与此同时,社区提供各种替代的运输方式(例如共乘、便利的大众运输);3)通过弗班论坛负责的社会工作,居民可参与更多的社区活动,例如创造合作社商店、农民市场及邻里中心等。 3.2上海崇明东滩生态社区 上海崇明东滩生态社区项目涵盖社区总体规划、生态发展、可持续能源、废弃物管理、绿色建筑、交通规划设计和建筑等方面的内容,主要的规划理念包括: 1)碳中和(CO零排放):热能和电力通过风能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太阳能光伏板直接获得,建立全国第一个氢能电网;2)绿色建筑:最高建筑仅有8层,采用环保技术,屋顶草坪和植物为天然隔热层,可储存雨水用于灌溉;3)绿色交通:人们的主要出行方式为步行、自行车、清洁能源公交车(燃料电池)、水上出租车,市内建有不受机动车干扰的独立的人行步道和自行车道网络,任何地方到附近公交车站步行不超过7min;4)绿色基础设施:社区建立了集水、水处理与再利用系统,社区内80%的固体废弃物实现了循环使用。 4低碳社区的发展探索 2010年上海世博会,北京的城市最佳案例选择了国奥村,这充分体现了首都对建设低碳社区的勇气和决心,游客参观完之后,都能强烈地感受到“低碳生活离我们并不遥远”。 国奥村这个中国首个成熟的绿色环保社区汇集了30多项环保技术,北京的城市最佳案例选择了国奥村,原因是:1)再生水热泵冷热源系统,可以从污水处理厂排人河道的再生水中提取温度能量,为建筑提供冬季供暖和夏季制冷的能源;2)景观花房生态污水处理系统,可以将生活污水集中至景观绿化花房,利用动植物的食物链建立起一个水体生态平衡系统,使生活污水得到再次利用,成为小区景观用水;3)这里的窗户中问都是中空的夹层,里面充着惰性气体,惰性气体能降低传热效果,同时窗户外层还有能够隔热防紫外线的膜,从而提高窗户的隔热效果;4)国奥村卫浴设备采用了“复用水”技术的洗手盆和坐厕一体化的产品。洗手盆内有特殊陶瓷阀芯,采用双档节水,防烫伤设计,有效节能减碳,并将洗手盆的污水经过过滤处理储存在坐厕水箱当中,内置自动清洁系统去除细菌和异味,坐厕比传统3/6坐厕节水25%。上海世博会国奥村的入口采用北京古建筑特色的门楼设计,而事实上,谁也想象不到,如此漂亮的展区竞多是建筑废料制成。国奥村用实际的案例,向世博游客展示了一个可以实现、并且很快就能跨人寻常百姓生活中的低碳社区案例。 “不久的将来,可能在上海也会有国奥村的项目。”国奥村负责人表示,奥运会留下来的并非只有精彩的赛事,更多的是奥运精神倡导的人、社会、城市及自然和谐相处,以及新的生活方式的推广与共享。 5结语 当时在建国奥村时,很多地方许多人都不理解。比如在选址上,要求附近有多少公共交通设施,提倡用本地的建筑材料等,其实这些要求是鼓励公众多用公共交通,少开车,用本地的材料也是为了减少运输时的碳排放。应该说,国奥村的开发使得我们在观念上有了很大的更新。 从目前国内安置区建设现状来看,真正做到低碳、环保还需要相当长的一段时间,这不仅需要搬迁人群加强自身的环保意识,搬迁安置区规划的组织者更应具备社会责任感,在安置区的建设初期从选址和合理分配投资上下大功夫,逐步把低碳、节能与减排的理念贯穿建设始终。 节能环保论文:浅论环保节能型复合柴油的研究 论文关键词:柴油 复合剂 论文摘要:系统介绍了复合柴油的作用机理、研究配制及应用发展。 1 概述 复合柴油是将水和柴油通过复合剂和复合设备复合形成的油包水(w/o)型乳液。早在100多年前,就已有人掺水使用柴油,但是因为那时的柴油掺水技术水平较低,收益不够明显以及石油危机尚未突出等原因,而使柴油掺水技术处于缓慢发展的状态。50年代末,由于环境保护需要以及石油危机等原因,柴油掺水应用技术才获得重视。到了70年代,柴油掺水技术进入到实用性的发展阶段。美国、前苏联、日本等工业发达国家竞相把柴油掺水技术列为国家重点开发研究项目,对掺水复合柴油的复合手段、复合工艺、复合装置、表面活性剂、复合机理及其燃烧动力学和对内燃机的磨损腐蚀以及规格化、商品化等多方面都进行了大量的实验和深入研究。大量的研究表明:油水混合燃料能极大地改善排放污染,节省燃油。同时,柴油掺水复合燃料对内燃机不但没有腐蚀和增加磨损的问题,反而能起到清洗剂的作用,可以降低内燃机维修费用。目前,世界各国研究燃油掺水技术的专业机构空前增加,专利文献和学术论文如雨后春笋般地涌现。在日本、美国、德国等,柴油复合剂早已作为商品销售,现已开发出第三代或第四代产品。日本专营复合油的萨米特公司推出的h一106 , h一107复合剂产品,销往东南亚各国。纵观柴油掺水技术的过去和现在,它已显示出了强大的生命力。 2复合柴油的节能、降污原理及复合机理 2.1复合柴油节能、降污原理 2.1.1“微爆”效应(二次雾化) 目前,国内外大多数专家认为复合柴油的节能是由于乳液内部的微小水珠的“微爆”效应引起的或称二次雾化。微爆是在高温环境下,由两种或多种有不同挥发性的液体的汽化引起的。由于液体的扩散速度是有限的,稳定性差的液体就会覆盖在表面,从而导致液滴迅速升温。一旦温度达到某个组分的过热极限,微爆就会伴随连续产生并变大的泡核而发生。微爆的作用是提高油滴的表面活化能。复合柴油为油包水(w/0 )型乳液,外相为柴油,内相为水。由于油的沸点比水高,所以受热时水总是先达到沸点而沸腾或蒸发。当油滴内部的压力超过油的表面张力和环境压力之和时,水汽将冲破油膜的阻力而使油滴爆炸,形成更细小的油滴。爆炸后的油滴更细小,因此燃烧更完全,从而达到节能效果。 2.1.2化学效应 有文献对复合油的燃烧化学进行了研究,提出了水煤气反应的重要性,燃料中由于高温裂解产生的碳粒子,能与水蒸气反应生成co和h2,使碳粒子能充分燃烧,提高了燃烧效率,降低了排烟中的烟尘含量。复合柴油在柴油机燃烧室高温高压条件下发生化学反应,由于复合油中水的存在,促使产生了许多oh"基团,使得消除积炭的反应()速度加快,从而达到降污的目的。有文献提出了其他一些用于解释复合油节能降污的观点,例如掺混效应、汽提效应、改善燃料与空气的混合比例减少过剩空气系数以大幅度降低氮氧化物()的产生等。 2.2柴油复合机理 复合柴油是由普通柴油、水、表面活性剂、助表面活性剂组成。柴油和水是两相互不相溶的体系,作为油包水的乳液,水是分散相,为使水的微小液滴在两相交流中足够稳定,须使用表面活性剂。柴油复合剂能使乳液稳定的因素有二:其一,降低了油一水界面张力,即降低了吉布斯函数,有利于乳液的稳定存在;其二,柴油复合剂的分子在界面处作定向吸附,生成具有一定机械强度的薄膜,阻止分散相液滴的合并聚集。由于乳液中液滴分子作不停顿的布朗运动,频繁地相互碰撞,如果界面膜的强度较小,在碰撞中界面膜容易破裂成液滴合并。因此,柴油复合剂需要二种或二种以上的表面活性剂复配而成,这种复配的柴油复合剂所形成的界面膜有较高的膜弹性,所形成的乳液也比较稳定。目前柴油复合剂的配方根据其结构大致分为五种类型:①阴离子型有烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、烷基蔡磺酸盐类、脂肪酸皂类、烷基醋墟泊酸磺酸盐类等;②阳离子型有简单胺盐类、季胺盐类等;③非离子型有脂类,如脂肪酸聚氧乙烯醋、脂肪酸山梨醇醋;醚类,如脂肪醇聚氧乙烯醚,烷基苯酚聚氧乙烯醚,脂肪醇山梨醇脂聚氧乙烯醚;酞胺类,如烷基醇酞胺等;$两型离子型有梭酸类、硫酸类、磺酸类等;④高分子型有天然水溶性胶类、淀粉衍生物类、纤维素类、合成水溶性高分子类等。 3复合柴油的配制及性能 3.1复合剂配方成分的筛选依据 (1)亲油基团与油相具有相似结构的复合剂复合效果好。根据相似相溶原理,要求复合剂的憎水基团的结构和油的结构越相似越好。结构与柴油越相似,界面上的吸附作用也就越强,这样就能既可使油水界面张力降低得多,又能使界面膜的强度大,因而稳定性就好。根据多种活性剂的性能试验筛选最终选择了与柴油的主要成分有相似分子结构的有机酸和复合剂且。 (2)混合复合剂的效果往往比单一复合剂效果好。为了形成稳定的复合液,要求复合剂不仅能大量降低水的表面张力,而且能在油水界面形成坚固的保护膜。有些物质的表面活性大,能大量降低水的表面张力;有些物质表面活性虽然较差,但能在水微粒周围形成坚固的保护膜。选择具有相似分子结构的这两类表面活性剂,把它们组合起来,就可以取长补短,达到更好的复合效果。因此,使用一种以上的表面活性剂加助剂制备的微乳液,比用单一表面活性剂加助剂制备的微乳液更稳定。因此采用了使用混合表面活性剂加助剂进行复合配方设计。 (3)辅助表面活性剂是微乳液形成的一个不可缺少的组分。一般乳状液的形成主要是由于复合剂在油/水界面的吸附,形成坚韧的保护膜,同时降低界面张力,使油(或水)较易分散。但无论如何仍有界面,从而有界面张力的存在,故此种体系是不稳定的。若再加人一定量的极性有机物,可将界面张力降至不可测量的程度;此后即形成稳定的微乳液。辅助表面活性剂是微乳液形成一个不可缺少的组分,它除了能降低界面张力外,还能增强界面膜的流动性,使界面膜的弯曲更加容易,有利于微乳液的形成。 3.2复合剂配方的筛选 虽然有以上这些理论依据,但关于复合剂中各种组分的具体确定,目前还没有成熟完整的理论模式来测算指导,必须靠经验积累和试验实践来确定每种组分的实际复合效果。因此,进行深人细致的实验选择尤为必要。 3.2.1实验试剂 ①主复合剂工:由有机酸(酸值为123.3kohmg/g)和碱溶液反应制成。 ②复合剂n:非离子表面活性剂,上海大众药业有限公司,粘度:1 000一1 400mm2/s; ③助表面活性剂:醇类,济南化工二厂,纯度98 %。 3.2.2实验步骤 通过大量的配制试验,考察了各种组分的复合效果,从而最终找到了合适的复合剂配方。所找到的复合剂配方中阴离子型表面活性剂的比例占绝大多数,而非离子型表面活性剂仅占8%左右,这就使所配制的复合柴油成本大大降低。 ①配制复合剂的小样。向锥形瓶中加人5lg有机酸,再加人8.5g碱溶液,振荡15 min,待反应完毕后,加人6g复合剂ii ,3g助剂,盖上塞子,然后采用手摇振荡的方法使锥形瓶内各种物质完全混合均匀。在室温下静置,待泡沫消失,即得到复合剂。 ②配制该复合剂的扩大样。向锥形瓶中依次加人510g有机酸,85g碱溶液及60g复合剂ii , 30g助剂,然后按上述方法配制,得到复合剂的扩大样。将锥形瓶内的复合剂静置一段时间,待液面上的泡沫完全消失后,且再用手振荡锥形瓶也无泡沫产生为止飞这大概需要3h左右。此时用手触摸锥形瓶壁已冷却至室温,待用。 3.2.3实验现象 ①在加人碱溶液的过程中,发现溶液液面上会产生泡沫。 ②在振荡锥形瓶的过程中,感觉到瓶壁是热的。 ③在振荡过程中,液面上有白色泡沫产生,并随复合剂量增加,泡沫层变厚。 3.2.4实验结果 由上述实验步骤得到含有机酸74 %(质量分数),含碱溶液12%(质量分数),含复合剂11为9%(质量分数),含助剂5%(质量分数)的复合剂。该剂为完全透明的棕色油状液体,无特殊不良气味,稳定性好,自配制起至今(半年多)无任何变化。 3.3复合柴油的配制 本此使用上面的复合剂配方来配制微复合柴油,在相同的实验室条件下,分别进行了复合柴油配制的小样试验和扩大试验。 3.3.1试验 配制方式用天平分别称取一定量的水、剂、油(0#柴油)按一定顺序加人到烧杯中,搅拌一段时间后,静置,观察到体系为透明的均相液体后,继续加人一滴剂,重复上述操作,直至体系出现浑浊为止。然后取体系出现浑浊的前一滴加剂量作为该微乳油的最终加剂量,重新按上述步骤配制乳油。从刚刚配制的乳油样中取出一部分,倒人250m1带磨口塞的锥形瓶中,保存起来,观察其稳定性如何。 2配制结果 3结果分析 ①从表2可以看出:在水占6%一20 %、复合剂占10%一21%时,均可形成乳油。特别是其中的油样1、油样2、油样3及油样4和油样6不但形成乳油的速度快,而且形成的乳油透明度高、稳定性好。 ②试验证明:在小样试验中所配制的复合剂,进行扩大试验后,仍能实现对柴油的复合,这表明该剂的复合能力没有改变。而且在小样试验中可以配成复合柴油的水、油、剂之配比,在扩大试验中同样可以配成乳油。 3.3.4复合哭油指标(以4号样为例) 4我国复合柴油的发展现状及研究方向 我国柴油复合技术研究起步较晚,最近几年发展迅速,已开发出许多较好的复合剂配方并研究了复合复合剂的亲水一亲油值(h lb值)等性质,和国外技术相比,没有合成反应,均采用多种表面活性剂复配而成,只是在复合剂的配方组成上略有差别。这些柴油复合剂配方组成的共同特点是: 1)以非离子表面活性剂为主体的高效复合剂达80%左右。此非离子表面活性剂的亲水基团为聚氧乙烯()。即一般所说的eo链。其醚氧可与金属催化剂络合,提高催化剂活性。 2)低沸点易燃有机物,如丙酮、甲苯、硝酸乙酷、正己烷等。其目的在于降低点火温度,便于内燃机起动。 3)其它辅助复合剂,如十二烷基磺酸钠等。通过表面活性剂复配,提高复合性能。 未来复合柴油技术的发展可能会集中于以下几个方向:①由于生物油的可再生性、可生物降解性和其良好的排气性能,可将柴油和生物油(植物油或动物油脂)混合与水复合。②在选用复合剂方面,可以使用复合性能更好的但相对价格比较低廉的阳离子表面活性剂或高温下可分解的生物表面活性剂。③从应用角度看应该向性质和柴油更加接近的微复合柴油发展。④相关研发机构会推出高效的磁力复合设备,降低剂水比,提高复合速度。 节能环保论文:新型节能环保材料在建筑中的应用 新型环保型节能建材, 是人们提高生活质量的重要保证, 随着人们生活水平的不断提高, 对居住环境也有了一个更高的标准。绿色建材, 环境保护, 清洁生产已成为人类永恒的主题。因此, 我们要提高对绿色环保型节能建材的认识, 加强对绿色环保型节能建材的研究和推广, 建立有效的机制和科学的评估体系, 制定切实可行的方案, 尽全力搞好新型环保型节能材料的推广应用, 使人们有一个优良的生存环境, 为人们的健康发展尽一份力量。 一、新型节能环保材料在建筑中的必要性 1、室内污染的主要来源 室内装饰材料污染物对人们尤其是儿童存在潜在的健康危害,主要污染物包括以下3 类: (1)甲醛 甲醛是造成室内空气污染的第一大杀手,是一种无色有刺激性气味的有毒化学品,被世界卫生组织确定为强致癌和致畸物。通常情况下,装修完成后都要进行室内装饰和购买家具,由于装修和家具制造要使用大量人造板材,而生产人造板需大量使用毒性高的甲醛为原料制造的胶粘剂。由于胶粘剂中的甲醛释放期很长,一般长达15 年,导致甲醛成为室内空气中的主要污染物。 (2)苯及苯系物 苯系物包含苯、甲苯、二甲苯等,被国际癌症研究机构确认为有毒的致癌物质。苯在各种建筑材料的有机溶剂中大量存在,比如各种油漆的添加剂和稀释剂,一些防水材料的添加剂中,在日常生活中,苯也用作装饰材料、人造板家具和杀虫剂的溶剂。苯系物被人体吸人后,可出现中枢神经系统麻醉作用;可抑制人体造血功能,可导致胎儿的先天性缺陷等。 (3)氨 氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体。氨的主要来源有建筑材料中的混凝土外加剂;采用含有尿素组分胶粘剂的木制板、以氨水作为添加剂与增白剂的涂料。 氨对人体会产生严重危害: ① 以气体形式吸入肺泡,与血红蛋白结合,破坏运氧功能; ② 氨具有碱性,对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用; ③ 长期接触氨后可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状。 2. 生态环保型建筑成为国内发展主流 近年来,随着国内外低碳环保消费理念的广泛倡导,环保型消费形式逐步占据主流,住宅建筑的生产商和消费者都对建材提出了安全、健康、环保的要求。采用清洁卫生技术生产,减少对天然资源和能源的使用,大量使用无公害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康的环保型建筑材料,是住宅建筑发展的必然趋势。 发达国家相继根据各自的特点,在生态建筑发展过程中建造了一系列生态建筑示范项目。建筑形式包括办公、住宅、学校、商场等。这些示范建筑通过精妙的总体设计,结合自然通风、自然采光、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示了生态建筑的魅力和广阔的发展前景。 而我国建筑业也日渐扩展了对环境问题认识的范围和深度,而且把环境问题与经济、社会的发展相结合,从根本上认识环境问题的重要性,对建筑装修所使用的材料给予了硬性规定。 二、新型节能环保材料在建筑中的应用 1、新型墙体材料 墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。绿色建材是建材发展的方向,因而发展墙体材料,一定要按照建材绿色化的要求,与资源综合利用、保护土地和环境紧密结合起来,由于水泥和钢材的都具有快速传导的特性,大面积用在建筑上,对建筑的节能就造成很大的影响,就很自然的造成大量的建筑能耗的浪费。众所周知的,墙体是外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国基本上是以黏土砖为墙体材料为主,保温性能不能满足设计标准。因而在节能的前提条件下,我们应该进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。通过限制黏土砖,优化墙体材料产业与资源、环境、社会发展的关系,实现墙体材料的可持续发展,促进人与自然的和谐发展。 2、保温隔热材料 墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中占比例最大,我国多采用保温节能墙体。墙体保温式根据保温层位置的不同可分为:外墙外保温、外墙内保温和中空夹心复合墙体保温等3 种。目前我的外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不分的,建筑节能以发展新型节能建材为前提,必须足够的保温隔热材料作基础。而节能材料的发展必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。 3、防水密封材料 防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,而在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。 4、节能门窗和节能玻璃 目前我国市场主要的节能门窗有:pvc 门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。就玻璃钢门窗而言, 其型材具有极高的强度和极低的膨胀系数,具有广阔的发展前景。除结构外,对门窗节能性能影响最大的是玻璃的性能。目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。在建筑节能中门窗的节能是不可忽视的,外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量是建筑中门窗节能的必要措施。社会上普遍存在的问题是往往考虑的仅仅是采光、通风、经济和美观等方面的问题,而没有好好的去考虑有关节能的问题。其具体节能措施有: (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,jgj26—2010《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过30%、35%、50%”。 (2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 (3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。设置“温度阻尼区”。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。 5、建筑垃圾的综合利用 近几年,我国在建筑垃圾开发利用方面投入了相当大的资金, 不少地区将建筑垃圾作为一种再生资源,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或用作路基垫层及地基垫层;对不可处理垃圾则堆山造景加以利用。 6、其他节能建筑材料 太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源,随着太阳能光电转换技术的不断突破,在建筑中利用太阳能成了可能。 节能环保论文:试论城市规划要考虑环保节能意识 [论文关键词〕城市规划 环保节能 道路设计 可持续发展 [论文摘要]城市规划对城市的发展起着极其重要的指导作用,但长期以来,由于城市规划在环境保护方面、能源节能方面的局限性,致使城市发展过程中产生了一系列环保节能方面的问题。本文重在阐述城市环境污染耗能现状的基础上,提出了环保节能的主要内容,指出了城市在环保节能发展的远景目标,阐明了城市规划中环保节能的重要作用。 城市规划是一定时期内城市发展的目标和计划,是城市建设的综合间署,也是城市建设的管理依据,它与很多学科密切相关。近年来,由于环境保护规划没有与城市规划和城市建设同步落实,使城市环境遭到一定程度的破坏,环境污染日趋严重,城市环境不能进入良性发展的轨道。因此城市规划中的环保节能应该引起人们的重视。 如何在城市规划时考虑环保节能意识?本文从城市发展过程中所面临的环境问题以及基础设施的管线布置,建筑新楼及城市道路设计现况谈起,讨论城市规划当中环保节能应注意的问题。 1、我国城市现状 1.1城市发展过程中所面临的环境问题 1. 1. 1水体污染问题突出.由于城市人口的急剧增长和工业的飞速发展,大量的污水没有得到妥善的处理而直接排入水体,致使水环境遭到严重的破球。我国的水体污染近期呈上升趋势,全国有监测资料的1200多条河流中,850多条受到污染,在七大水系中,以辽河、海河、淮河污染严重,在统计的138年城市河段中,有133个河段受到了不同程度的污染。全国范围内78%的河段不适宜作饮用水水源,50%的地下水受到污染,西安、北京等许多城市也出现了供水危机。据估计,我国每年因污染而造成的经济损失达400亿元 1. 1. 2城市大气质量严重恶化。工业和交通运输业迅速发展以及化石燃料的大量使用,将粉尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、臭氧等物质排入大气层,使大气质量严重恶化.我国大气污染属“煤烟型”污染,全国城市空气中总悬浮微粒浓度普遍超标,平均浓度达309微克/立方米:二氧化硫浓度水平较高,部分城市污染相当严重,北方城市平均值达到83微克/立方米。由大气污染引起的温室效应和臭氧层破坏更是直接地威胁到人类的生存。 1. 1. 3噪声扰民现象普遍存在。目前随着我国城市工业、交通运输和文化娱乐事业的快速发展,噪声扰民的现象愈发突出,据44个国控网络城市监测,全国三分之二以上的城市居民生活在噪声超标的环境中,区域环境噪声等效声级分布在51. 5-65, 8db (a) 。 1.2城市发展中的基础设施现状 1. 2. 1遍布公路下面的管线交叉纵横 存在多头管理,各部门报规划不能协调一致,建设资金独立。常常出现修路在前,水、电、热、排污、通讯紧跟其后,分别开控路面,造成城市天天破路挖沟的尴尬局面。各种管线所用材质不环保,不经济,经常出现跑冒滴漏,不得己对道路面进行破坏。 1. 2. 2建筑住宅节能几乎没有纳入建筑考虑 只关注房屋外观和结构,不注意节能,使居住用能极为浪费。有关专家统计,通讯建筑保温,管网系统调节,提高热源效率三个方面的改进,我国北方地区采暖耗能至少可降低60%一70%。建筑不同于一般的消耗性物品,是资金含量高的持久性资本品或家庭耐用消费品,其宏观调控需要从长远着手,从规划着手,注重实施。 1. 2. 3道路设计的盲目性 道路设计时只注重道路的拓宽,不考虑道路其它综合配套设施及环境设计。例如,现在城市在拓宽道路时,把原有道路旁的树木通通砍掉,拓宽后不进行重新栽种,原有的雨水排污填死等情况。 2、城市规划如何体现环保节能 正是基于上述的环境能耗危机,近几十年来人们逐渐认识到了城市规划与城市发展之间的关系并开始运用科学的规划指导城市建设。城市环境保护规划是城市规划的重要组成部分,它是在城市总体规划中城市的性质、规模、发展方向的基础上,依据对城市环境质量现状的调查分析所制定的以保护人类的生存环境、减少污染、节约能源为目标的规划体系。按照我国环境保护应“坚持经济建设、城乡建设与环境建设同步规划、同步实施、同步发展,实现经济效益、社会效益和环境效益协调统一”的总方针和总战略,城市保护节能应主要进行以下几个方面的工作: 2.1城市环境保护规划的前期准备,这些准备工作是城市环境保护规划的基础,它包括城市的自然环境资料,例如地理位置、生态环境、气象、水文等;城市的社会与经济状况,如人口、国民生产总值等:环境状况的调查分析,如大气、水体、噪声的监测资料等;城市生态环境现状分析与功能区划等。 2. 2大气污染综合整治规划是根据城市大气质量现状与发展趋势进行功能区划并按拟定的环境目标计算各功能区最大允许排放量和削减量,从而制定污染治理方案。大气污染的治理应根据城市的能源结构与交通状况确定首要污染物即浓度高、范围广、危害大的污染物,便于治理时有的放矢、对症下药。当前我国大部分城市的大气污染主要是由采用落后燃烧方式燃煤和汽车尾气引起,由此而来的首要污染物是二氧化硫和总悬浮颗粒,因此规划的远景目标应该是改进落后的烯煤方式,提高燃烧效率,尽量使用气体燃料、型煤、太阳能、地热等无污染或少污染的能源,实行区域集中供热、消灭千家万户的小烟囱,提高道路硬化率,通过强化污染源治理和提高污染控制技术等手段创建无烟控制区。调整工业布局,根据大气自净规律科学便理的利用大气环境容量;强化污染源的治理,降低污染物的排放量;通过技术和行政的手段减少汽车尾气的污染;提高城市绿化率、选择抗污染性好的树种,大力发展植物净化. 2. 3水污染综合整治规划,水污染综合整治规划是在对水污染现状调查分析的基础上,根据受纳水体的环境容量计算最大允许排放量并确定最佳治理方案。当前我国七大水系的水质污染程度在加剧,范围在扩大,长江、黄河、淮河、松花江的污染水1996年全国工业废水排放量为502. 9亿吨,含化学需氧量704万吨、重金属1514吨,氰化物2457吨以及砷、酚类、油类等污染物数万吨;生活污水约占年排放总量24 %,主要污染物是有机物。根据我国水污染的具体情况,水污染综合整治规划应该通过改革落后的生产方式,采用少废、无废工艺实现清洁生产,是高污水处理效果和资源化利用率,减少污水排放量,修建有效的污水处理设施,加强工业废水和生活污水的治理,最终达到有效保护水资源的目的。 2. 4城市规划过程中要严格执行规划一支笔,建设一张图的原则。各部门在敷设管线时要一次到位,必须用环保节能材料进行施工,否则决不允许进行施工,例如供热、供水部门取消焊接钢管管材,采用不易被腐蚀的塑料材料管材等,这样就可以避免“天天挖沟”现象发生。 2. 5建筑采用新型材料,创新建筑材料,新型墙体、门窗和屋顶材料,提高节能效率,室内通风,供热系统等方面的技术创新,可以保障室内空气清新,避免开门窗而浪费能源。此外,需要考虑建筑材料的重复利用,减少建筑更新造成的建筑材料的浪费。总之,通过提高建筑寿命和节能水平并合理规划各小区楼房分配布局,实现可持续建筑,可以事半功倍,甚至多倍,是建设节约型社会的一个重要的高效率途径,也体现出城市整体规划与节能环保设计的重要性。 2. 6道路设计时体现环保节能.在道路施工时,对道路旁的树木,在拓宽之后适时栽种,对于树木及花草在环保方面起到的作用,大家都有目共睹。在设计道路配套的基础设施方面考虑综合利用率,体现节能。举个例子,道路上设的雨水排,它的通道应单设,不应与下水通道相连并且在相应位置设立雨排蓄水池,这样雨水和雪水就能被收集利用,回收后的雨(雪)水就可以用在园林及道路面的绿化带上,这将极大地减少地下饮用水的浪费. 3、结束语 总之,城市规划考虑环保节能设计后,不仅节约了能源的消耗,减少不必要的开支,更能提升城市的品位,为以后城市的可持续发展提供有力的保障。 节能环保论文:建筑与装饰工程环保节能材料的技术分析 1建筑节能分析 建筑节能就是采用工程技术的手段,最大限度地节约温度控制、照明采光时所消耗的能量,并通过有效技术环保技术充分利用太阳能、风能等多种天然能源来调节室内的微气候环境、随着我国房地产业的迅速发展,2009年我国建筑能耗已占社会总能耗的38%左右,随着《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(jgj26—95)》以及《公共建筑节能设计标准》等一系列国家标准、行业标准的颁布和实施,要求新建居住及公共建筑的能耗节约50%,这就要求包括建筑装饰装修在内的建筑装修设计必须充分考虑到节能问题,并且通过各种有效的途径和措施达到这一目的。 2建筑节能的途径 2.1制定相关的建材法规,从立法层面的设置有至关重要的作用,承重及保温是建筑围护结构的两种功能。围护结构保温有两种方式,一种是直接使用加气混凝土墙体等单一构造的转砌墙体;另外一种是墙体与外围保温材料相结合的方式。为了不增加墙体的重量,我们一般选用一些轻盈的新型材料,入泡沫聚苯乙烯以及岩棉等。对于第二种方式来说,按照轻质保温材料与墙体的相应位置的差异,可分为三种类型:室内保温、室外保温以及墙中保温。保温效能是检验建筑外墙保温施工的重要指标,因此为了符合建筑所在地的要求,我们在架设维护结构前,必须充分了解所选用材料的具体保温热工效能,并根据保温标准来确定保温层的厚度。同时,为了防止墙体局部的热桥现象,我们必须采用恰当的施工构造方法。 通过科学开发和有效推广可再生能源的工艺技术和先进设备,尽量减少建筑对一次性能源的依赖。有针对性地重点改造那些能耗高的部位,以大力提升既有建筑的节能性能。对建筑中的常规能源系统的优化利用在满足建筑使用功能要求的基础上,减少建筑对常规能源的需求量。 2.2墙体、屋面、地面、门窗等节能工程方面:墙体、屋面和地面围护节能工程使用的保温隔热材料的导热系数、密度、抗压强度、燃烧性能应符合设计要求。严寒和寒冷地区外墙热桥部位。建筑外窗的气密性、保温性能、中空玻璃露点、玻璃遮阳系数和可见光透射比应符合节能设计要求。应按设计要求采取节能保温等隔断热桥措施。 2.3采暖节能工程方面:外墙涂漆及外墙贴面砖在过去的施工和材料工艺中,外墙漆料一般只有装饰的效用,或者可以提升墙体的防水效能,但在保温节能方面却没有作用。在现今的环保理念的倡导下,如果建筑外墙体进行了围护层保温处理,那么外墙漆料可以不具保温功能;如果外墙没有进行保温处理,那么外墙漆料必须具有保温功能,或者可以使用具有防紫外线且到热值低的外墙贴面砖。 ①采暖系统的制式,应符合设计要求;②散热设备、阀门、过滤器、温度计及仪表应按设计要求安装齐全,不得随意增减和更换;③室内温度调控装置、热计量装置、水力平衡装置以及热力入口装置的安装位置和方向应符合设计要求,并便于观察、操作和调试;积极稳妥的采用各种先进的设备、技术措施,确保空调系统在最优化的状态下运行,节约能源,减少污染;结合当地实际条件,选择优化的采暖、空调系统方案和能源供应形式,比如,采用地源热泵中央空调系统比传统的冬季壁挂锅炉铸铁暖气片采暖、夏季分体壁挂式或窗式空调制冷节能40%~60%,比空气源中央空调系统节能30%~50%,运行费用节省30%~50%。金属幕墙和石材幕墙在隔热、节能方面,金属和石材幕墙的设置需要两种情况进行分析:第一种情况是墙体已经进行了维护结构的保温措施,幕墙的外挂仅是处于装饰效果的考虑;第二种情况是建筑外墙体没有保温功能,那么我们在挂设金属幕墙或石材幕墙时,就需要进行保温处理,一般的做法是在幕墙和墙体之间填充保温棉等材料。 2.4配电与照明方面:应坚持以下三个原则:①满足建筑物的功能;②考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用,而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收;③节省无谓消耗的能量。同时在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果。从技术上、经济上进行比较后,再选定节能设备,才能真正达到节能的目的。 在建筑规划和单体设计中要充分考虑利用自然采光;合理设计照明点;采用高效节能的照明设备;要设计相应的照明节能控制措施。比如:对于住宅公共部分节能控制措施即是指采用节能自熄开关。由于住宅公共部分是无人值守的,所以灯具在人来时点亮,人去时熄灭是很重要的。对于高层住宅电梯前室,由于其对于保证人员疏散的重要意义,所以此处只能采用翘板开关,但对于住宅大部分公共楼梯间,节能自熄开关的采用可作为一条重要节能措施。高效光源顾名思义具有高光效,显色好等优点。试验证明,白炽灯只有10%的电能转变为可见光,90%的电能转变为热辐射,而这种热辐射性又往往带来火灾隐患。细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源,应积极推广应用,尽量减少白炽灯的使用量。可直接体现节约电能的效果。 3建筑内装饰的节能设计 门窗工程在建筑物的维护体系中,窗体是建筑热量最大的部件,其散热方式及途径如下:第一,窗体框架间隙的热量传导;第二,窗体玻璃热量传导。基于以上分析和总结,我们在进行窗户安装工程时,尽可能选用树脂塑料、apvc塑料,pvc钙塑等导热效能较低的窗框材料,还要采用有效的措施防止热桥效应的产生。 室内墙面(轻质隔断)室内墙面的工艺处理是建筑节能其中一个重要的环节。处于对户内使用功能的考虑,内墙面不宜存在明显的凹凸,在兼顾户内材料耐火等级的前提下,我们应该采用隔温性好的材质,从而减少户内热能的损失。在需要进行隔断处理的房间,为了防止热量从一个房间传导至另外一个不需进行温度控制的房间,那么我们就需要在隔断材料内填充隔温材质,从而最大程度的防止热能的室内传递。 地面工程与室内墙面一样,对于室内地面使用功能的考虑,不宜有过多的凹凸,因此不回对户内的通风产生过多的影响,但是户内地面会通过与人体脚板的接触而传导热能,由于户内地面的热工舒适性因地面外层材料的吸热系数有密切关系,所以就算室内用不同材料铺设的地面的温度完全相同,但人站在上面也会有不同的感觉。因此,地面工程也是室内装饰要考虑的重要环节。 吊顶工程在建筑户内4墙面体。地面以及吊顶等6个面体中,只有天花棚架可以采用凹凸设计形式。建筑天花棚架的设计对建筑室内的通风效能有直接影响,有效合理地引导自然风入内,这样就可以起到通风散热的效果,这对炎热地区的室内节能有重要的意义。另外,进行吊顶处理后的净空高度也直接对室内节能效果产生影响,所以我们在进行室内装修时、吊顶的高度也是需要考虑的重要要素。 结语 如何通过建筑室内装修,使建筑本体达到既美观舒适又环保节能的目的,这需要建筑设计师和装修设计师的共同努力和不断研究。随着时代的发展,建筑师和室内设计师的专业范围和知识都需要得到更大的拓展,希望建筑和装修的节能方法。措施随着科学技术等的不断进步,会有更多的改良创新,也希望有更多施工工艺和新材料能发掘和利用在节约能耗上来。 节能环保论文:浅析环保节能理念在建筑给排水设计中的应用 论文关键词:环保,节能,建筑,给排水 论文摘要:节能环保是未来社会生活中一个永恒的主题,建筑给排水节能潜能很大,若能充分利用太阳能及管网余压和充分使用节水型卫生器具,可节约建筑给排水方面所需能量的50%左右,是一件利国利民的大事。而且建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与环保的要求密切相关,充分利用这些新技术实现建筑给排水的环保设计是我们的责任。本文分析了建筑给排水设计中的节能措施。 近年来我国城市生活用水量呈逐年递增趋势。城市生活用水包括居民用水和公共建筑用水等,其用水过程绝大部分是在建筑中完成的。因此节约城市生活用水必须搞好建筑节水。建筑节水节能是一个系统工程,除应制订有关节水节能的法律法规、加强日常管理和宣传教育、利用价格杠杆促进节水工作外,还应采取有效的技术措施,以保证建筑节水节能工作全面深入的开展。 1.推广应用新型节水设备 1.1推广使用优质管材、阀门 由于镀锌钢管容易生锈,会造成水质污染,长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、pp-r管、pe管、pvc-u管等就能很好的解决此类浪费问题。 在建筑排水系统中,高层排水选用螺旋消声管材可以有效的减少竖向排水时所产生的噪音问题。住宅楼室内排水水平转换管及转换后管道采用具有良好的抗振柔性连接的铸铁管道系统,与传统的塑、钢产品相比,具有坚固、耐用、耐高温、低噪音、抗腐蚀、防火等功能。在建筑室外排水系统中,能够采用聚乙烯塑钢缠绕排水管,与传统的排水排污管道如混凝土管、陶瓷管等在诸多方面有优势。其作为一种新型钢塑复合重力自流管道产品,由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接制成,其内壁光滑平整,具有高强度。该种管材具有耐腐蚀、密封性好、质量轻、安装简便、寿命长、可再生利用等优点。其采用不锈钢箍连接与电热熔带连接两种连接方式,简单可靠,达到零泄漏。 1.2推广使用节水型卫生器具和配水器具 一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如,通常淋浴喷头每分钟喷水20多升,而节水型喷头则每分钟只需要9l水左右,节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择水型卫生器具和配水器具时,除了要考虑价格因素和使用对象外,还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。 2.完善热水供应循环系统 随着人们生活水平的提高,小区集中热水供应系统的应用也得到了充分的发展,建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了。大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水,未产生应有的使用效益,因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。因此,新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本,根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式,尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。 3.控制超压出流 在我国现行的《建筑给水排水设计规范》中,虽对给水配件和人户支管的最大压力做出了一定的限制性规定,但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑,并未从防止超压出流的角度考虑,因此压力要求过于宽松,对限制超压出流基本没有起作用。如果设计时没有考虑这一方面的话会造成极大的水资源浪费。所以应根据建筑给水系统超压出流的实际情况,对给水系统的压力做出合理限定。 《建筑给水排水设计规范》第3.3.5条规定,高层建筑生活给水系统应竖向分区,各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45m pa,特殊情况下不宜大于0.55m pa。而卫生器具的最佳使用水压宜为0.20.-0.30m pa,大部分处于超压出流。根据有关数据研究,当配水点处静水压力大于0.35m pa时,水龙头流出水量明显上升。建议高层分区给水系统最低卫生器具配水点处静水压大于0.35m pa时,采取减压措施。 4.合理设计水泵运行参数 在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水、电的浪费问题,在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样,在热水供应系统中,随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现,循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件,把信号传递至循环水泵的控制系统,根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数,从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电20%~40%。 5.建立合理有效的水处理循环系统 现如今随着社会的发展,提倡建设绿色生态型小区成为住宅建设的新方向。小区建设雨水收集系统,收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统,雨水处理系统采用较先进的mbr,即膜法生物处理系统,就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。 6.消防贮水池的设置及加压 高层建筑中消防用水量与生活用水量往往相差甚远,消防给水系统设计流量可能是生活给水系统设计流量的好多倍。由于消防贮水要求满足在火灾延续时段内消防的用水总量。因此,在消防水与生活贮水池合建的情况下,会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长,余氯量早已耗尽而造成水质的劣化。所以为保证水池中的水质符合卫生标准,应定期更换贮水池中的全部存水(包括消防贮水)。当两系统贮水量相差较大时应将两系统的贮水池分建,这样既可以延长消防贮水他的换水周期,(从而减少了水量的浪费),又可以保证生活饮用水水质符合要求。同时,还应使消防贮水池尽可能地与游泳池、水景合用,做到一水多用、重复利用及循环使用。另外,高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。这样,既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题,又可以节省工程建设和设备投资,降低运转费用,便于集中管理,还可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。 7.利用太阳能用作建筑热水加热 利用太阳能制备生活热水,既节约能源又保护环境。多层居住建筑太阳能宜分散设置,在楼梯间公共部位设管道井,各户的太阳能进出水管均设在管井中,每户的太阳能集热板热水箱设置在屋面。阴雨天无法使用太阳能时,热水由设在室内的燃气热水器补充。 对于高层住宅除上部几层可以设置分散的太阳能热水器外,其它层不宜采用分散设置太阳能,应采用集中供热的太阳能热水系统。高层建筑太阳能的利用有直接利用和间接利用m。直接利用是把整个屋面均布置成几组串连集热的太阳能聚热板,在楼梯间顶部设水箱间,热水箱内设电辅助加热设备,热水采用上供下回,循环泵设置在水箱间;间接利用是太阳能板集中设置在屋面或与景观相结合,设置在小区内的道路架空间上面,换热器热水箱设在地下室设备间内,制备好的热水再用变频泵送到各用户。当太阳能不足时,用燃气式电能辅助加热。 8.结束语 随着我国城市化进程的加快,越来越多的人口由农村涌进城市,极大地促进了房地产的繁荣。在城市的总用水量中,居住建筑用水比例逐年增加,使得建筑节水节能问题不容忽视。住房的商品化后,人们花费大量的资金购房,希望买得物有所值,良好的居家环境能让业主称心如意。因此在建筑给排水设计中应全面考虑,在满足用水安全稳定性以及经济性的前提下,尽量考虑到设计中的环保节能问题。总之,如果能减少人为原因充分使用节水型卫生器具,就可以节约建筑给排水方面所需能量的5%左右。所以,我们要倡导、呼吁全民节约用水,使水资源不受破坏,并且能进入良性的水质、水量再生循环。 节能环保论文:关于建筑环保节能管理技术 论文摘要:文章简述了建筑合同能源管理提出的背景和建筑合同能源管理的内容,建筑节能的主要技术措施和建议。 论文关键词:建筑合同;能源管理;建筑节能;技术措施 近年来,建筑节能已经成为我国建设“资源节约型”社会这项工作的重要组成部分。自从1986年起实行第一部建筑节能设计标准以来,已经走过了20多年的发展历程,特别是近十年来较快速的发展。已取得了一定的效果,但紧迫的节能形势迫使我们需要找到另外能够促进建筑节能发展的途径。 1建筑合同能源管理提出背景 当前,我国民用建筑中,居住建筑节能设计标准较多,公共建筑节能设计标准较少,建筑节能标准体系中还出台了相关技术规程、标准或技术导则,建筑节能现行法规标准基本上偏重于建筑节能设计、施工。由于建筑能源的消费是建筑最大的运营支出项目之一,同时也是最难以估算的。日益上涨难以估算的建筑能源成本将使企业在运营发展、管理预算和资本增值计划上遭遇极大的挑战,节能能源对于客户正常的商业运作至关重要。根据合理用能的思想,需改变过去单纯以增加资源供给来满足日益增长的需求,将提高需求方面能源利用率,从而节约的资源统一作为一种替代资源,以引起建筑节能的方向。建筑合同能源管理方案及其管理机构应市场需求也应运而生。 2建筑合同能源管理的内容 建筑合同能源管理,是基于建筑市场运作的、全新的建筑节能新机制。建筑合同能源管理不单是单一推销建筑设备产品或建筑技术,而是推销一种减少传统建筑能源成本的能源管理方法。最大特点是:客户不需要承担建筑节能改造的资金、技术、风险,并且可以获得实施建筑节能改造后带来的收益和能源服务公司提供的免费建筑设备。作为建筑能源服务公司,不仅要有为各种用户提供解决建筑节能方案的能力,还要有相应的融资手段和资本运营能力。 3建筑节能的主要技术措施 从我国建筑节能的实践来看,建筑节能主要分为二部分:一是建筑本体的节能,主要有建筑物围护结构的保温隔热,二是建筑物内主要用能设备的节能,根据文献所述在各类建筑中,用能设备是节能的重点,依次是暖通空调、照明及热水供应。通过有针对性的应用能源管理计划中的各项方案,能够创造能源用户、建筑节能服务公司、政府多赢的机会,做到经济效益、社会效益的双赢。 3.1用能设备系统能耗测试评估 通过对用能设备系统能耗的测试评估,了解用能设备系统中的水量和平衡程度,了解冷却塔、制冷机、热泵、水泵、风机、锅炉及照明设备等主要用能设备的使用效率及工况。评估系统具有可靠性、可操作性,对供热通风及空调系统能耗进行统计,定期对耗能数据进行分析比较,并与其它楼宇进行对比,对楼宇能源消耗进行评估。在保证室内环境品质作为第一底线的前提下,找出各种能耗的节能潜力并提出改进建议。 3.2蓄能系统的利用 蓄能技术是一种通过峰谷电价差来降低空调、电采暖费用支出的技术。蓄冷空调系统蓄冷时,应在夜间低谷时段用电;融冰释冷时,应在用电高峰时段,以达到对电网移峰填谷的作用。蓄热锅炉夜间利用低谷时段进行蓄热,不在日问用电高峰和平时启用。这对于提高供冷(热)效率,降低费用开支,引导用户合理用电,鼓励用户多用低谷电、少用高峰电有很好的帮助。 3.3空调风系统节能运行 对于间歇运行的空调系统宜在使用前30min启动处理机组进行预热或预冷,空气处理机组宜在使用结束前15min关闭。空调通风系统运行时,在不影响风量平衡和室内气流组织的前提下,宜尽量增大送回风温差。为保持空调运行期间建筑物的内部风平衡,应合理控制新风机组和排风机的运行,防止外窗开启以减少无组织新风。在室外温度适宜时(春秋季节、夏季夜间),应充分利用新风降温,减少机械制冷运行时间。 3.4空调水系统节能运行 在空调水系统一次泵定流量和二次泵变流量中,冷冻水和冷却水泵开启台数应与开肩制冷机的台数相等并应实行“一对应”的连锁控制启停。当冷冻泵、闪动泵可变频调节时,应对其转速进行控制,使冷冻水、冷却水的供回水温差控制在一定范围内。为使循环水量与负荷变化相适应,应对水泵进行调整,使系统达到工况点避免通过调节制冷机房内的阀门控制流量大小而消耗大量的能量。 3.5多台冷源设备节能运行 在设计空调冷热源时,冷热源设备负荷量的选择一般偏大,这样导致设备选型所造成的能量浪费。在满足空调负荷需求的情况下,当有二台或二台以上冷热源设备可以选择时,应优先选择效率高,经济性好的冷热源设备运行。多台冷热源设备并联运行时,应根据负荷变化实行合理的群控措施,使每台设备均在合理负载率下运行,并且输出的总容量与要求提供的参数相一致。 3.6变风量节能与热舒适 变风量系统是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷,由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行,所以风量的减少带来了风机能耗的降低,变风量系统是追求以较少的能耗满足室内空调环境的要求。在室内温度适宜时,应避免变风量控制系统的风门完全关闭。当冷负荷较小时,应提高送风温度。采用控制送风量,维持最小送风量和送风温度等措施,可避免造成送风气流下沉和热舒适问题。对于负荷变化较大和多区域控制的建筑物而言,变风量系统节能量是比较可观的。 3.7直燃机、锅炉烟气余热回收 在楼宇中采用较多的为直燃机、锅炉。为保护燃烧设备通常排烟温度较高,大量的热能被排放到大气中既浪费能源又污染环境,应用烟气余热回收系统,不仅可以提高燃烧设备热效率,同时能降低污染物的排放量。烟气余热回收系统回收的热量,可以用来预热锅炉系统的补水或生活热水补水。 3.8冷却塔运行节能 综合考虑冷却塔水温度设定值对制冷机耗电和冷却风耗能的影响,宜使冷却塔出水温度接近于室外湿球温度。冷却塔风机采用变频调速风机,以便根据设定的出水温度控制风机的转速,以达到降低电耗的目的,对于一塔多风机配置的巨型冷却塔,根据冷却塔的出水温度及时调整投入运转的风机数,以降低运行成本。 3.9给水泵运行节能 生活给水系统采用调速泵组供水时,调速泵在额定转速时的工作点,应位于水泵高效区的末端。采用变频调速给水泵时,水泵调速范围宜在0.75~1.0范围内,当用水不均匀,流量变化大时,宜采用多台水泵组合供水(可按1台调速其余为恒速的方式运行),也可配小流量水泵和小型气压罐。 3.10洗衣房节能 根据饭店、宾馆日常的衣物洗涤量多少来调整洗衣房的作息时间,让设备在平价电和低谷电时间段运行。洗衣设备的养护时间安排在峰价电时间段,洗衣房有大量用汽设备,每天会产生大量蒸汽凝结水,对凝结水可进行回收利用。 3.11照明系统节能 根据使用房间或场所及周围环境对照明的要求,选择合理的照明方式,在保证照明质量的前提下,优先采用光效高、显色性好的光源及配光合理、效率高的灯具。合理利用天然光,采取人工照明与天然光相结合的自动调节照明方式。将智能照明管理系统纳入楼宇整个节能系统中,以实现大楼控制中心对该系统的信号收集和监控。 4结束倍 在建筑节能工程设计与实践中,如何加快推广步伐的建议: (1)建立健全建筑节能服务体系。实施供热计量收费、建筑能效综合评价、既有建筑节能改造等还需要建立建筑节能服务体系。若缺乏建筑节能服务机制,就会影响到节能工作的顺利开展。 (2)政府要起表率作用。大面积推广节能服务,不仅需要政府的支持,同时也需要作为最大用户之一的政府,在建筑节能服务方面为全国起到表率作用,以推动建筑节能产业的大发展。 (3)能源服务公司的门槛准入。建筑一体化,安全、可靠和身外之物长久的运行需要专业公司的服务和保证,这些都需要能源服务公司不仅要有系统集成的的技术能力,还要有资本实力和对新项目不断的投融资的资本运营能力。缺乏相应的资质认定,从事建筑节能服务工作的企业必定良莠不齐。 (4)鼓励国际技术的合作。国家应制定相关政府鼓励和国外能源服务公司以及其它专业技术公司的合作。鼓励在消化国外先进技术的基础上,结合我国国情自主创新,创造出具有中国特色的建筑能源服务的模式。 节能环保论文:关于环保节能的采暖方式 论文摘要:对集中供热暖气片采暖、地板辐射式采暖、电热膜采暖、分户壁挂式燃气采暖等采暖方式的供暖原理、供暖特点、优缺点及费用进行了阐述,建议根据建筑类型、供热管网条件、装修档次等选用更为节能环保的采暖方式。 论文关键词:环保节能,导热原理,特点,绿色建筑,中央空调 在20世纪我国民用建筑冬季采暖一直沿用传统的暖气片散热方式,较高档的酒店、宾馆则采用中央空调。近年来,根据“十一五”规划要求,节能、环保已成为我国建设节约型社会和发展循环经济的重要内容,绿色建筑成为我国建筑的主题,随之多种新型的采暖方式也在建筑中得到广泛应用。文中从环保节能的角度就新型的采暖方式进行阐述。 1集中供热暖气片采暖 以城市热网、区域热网或较大规模的集中供暖为热源,通过暖气片散热的采暖方式。由于其技术比较成熟,安全、可靠,使用方便,前期投入少且每天24h供暖。因而在目前,以至今后一段时期内可能仍是城市住宅供暖方式的主要方式。但随着新型采暖方式的出现,这一传统方式也显露出其缺点:供暖的时间和温度不能自己控制;散热片虽由老式立柱铸铁散热器、扁管散热器改进为艺术铝合金散热器但仍存在占空间,影响装修效果;温度达到踟℃时就会产生灰尘团,使暖气上方的墙面布满灰尘等缺点。 费用:以100m2居室为例,按太原市规定供暖的运行和支付费用为3.5元/(m2·月)。一个采暖季需支付1750元。 2地板辐射式采暖 低温辐射地板采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统 它以低温热水为热媒,通过埋设于地板下的加热管——铝塑复合管或导电管,把地板加热到表面温度18℃-32℃,均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果,是一种对房间的微气候进行调节的节能采暖系统。它可以由分户式燃气采暖炉、市政热力管网、小区锅炉房等各种不同方式提供热源。由于其具有热感舒适、热量均衡稳定、节能、免维修、方便管理等特点,成功解决了高空间、大跨度、低窗建筑物的热源紧张问题,如展览馆、大型厅堂等,提高了采暖的舒适度且改善了生活质量。在新建住宅、精装修公寓、大跨度建筑中越来越受到青睐。可以说低温热水地板辐射采暖是一种较理想的采暖方式,其优点如下: 1)具有卫生、保健的功能。根据人体对供暖的需求,理想的室内温度应当是中医所提倡的“温足而凉顶”。低温热水地板辐射采暖地面温度均匀,室温自下而上逐渐递减给人以脚暖头凉的舒适感,符合人体的生理学调节。空气对流减弱,没有污浊空气对流,室内空气十分洁净,有较好的空气洁净度。对老人、儿童尤为适用,对关节炎病人有防治作用。 2)高效节能。辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高(如设计按16℃参数使用,可达到20℃的供暖效果)而且热媒低温传送,在传送过程中热量损失小;住户也可根据需要,通过进水阀开关调节室温。与其他采暖方式相比,较为节能,节能幅度约为10%~20%。 3)因无散热器及其支管的存在,无需考虑包暖气罩等问题,便于屋内装修和摆放家具,增加2%~3%的室内使用面积。 4)铺设地暖管时,需先在楼板上铺设一层聚苯板进行隔热,同时也可增强隔声效果。 5)使用寿命长。低温热水地板辐射采暖是将塑料管埋人地面的混凝土内,如无人破坏,使用寿命在50年以上,不腐蚀、不结垢,大大减少了维修给用户带来的麻烦,可以在很大程度上节约维修费用。但其也并非尽善尽美。由于其结构特点,需有隔热层、?昆凝土保护层,总厚度约为8cid.,降低了层高;二次装修时,不能在地面钉钉子,易损坏地下管线且维修麻烦,对管材要求高,要选择耐压耐温耐腐蚀、热稳定性能好的高科技环保管材;铺设木地板则有干裂的现象,不宜选用纯实木地板,且随着时间的推移木地板可能会变形。 费用:前期安装费用较高,约55元/m2,运行费用如计量收费,可节约30%。 3电热膜采暖 电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜,以电力为能源,将特制的导电油墨、金属截流条印刷、热压在两层聚酯薄膜之间的纯电阻式发热体,配以独立的温控装置,以低温辐射电热膜为发热体,大多数为天花板式,也有少部分铺设在墙壁中甚至地板下。电热膜采暖的特点如下: 1)安全。电热膜都是铺设在地板或地砖之下,而且在膜与板之间还要铺设一层防护层,加之电热膜本身完全防水,接头亦做过防水处理,这样整个系统具有耐防水潮湿性。电热膜在工作时表面最高温度都有一定限制,因此不会发生烫伤、火灾等事故。 2)节能。现代社会,节能是硬道理,电热膜采暖系统都配置了智能温度控制器,暂不使用的房间可以调低温度或关闭,还可以根据个人需要调整室温并保持恒定,如此便真正实现了经济运行、节约能源的目的。 3)环保。电热膜采暖系统由于其本身的特殊原理,运行环境环保。没有煤灰、燃烧废气等环境污染,而且系统无噪声,没有异味。尤为突出的是,相比传统取暖系统,电热膜采暖不会产生因热空气对流引起的灰尘漂浮,使室内空气更加清洁,对人体健康几乎没有危害。 4)使用寿命长。电热膜采暖系统是一次性安装,在无外力破坏的情况下可以终身零维护保养,故障率非常低,而且本身的特殊材料也十分耐用,使用寿命长,可以说电热膜是与房间同寿。 由于其恒温可调、经济舒适、绿色环保、寿命长、免维护在精装修公寓中得到广泛应用。但其缺点是:电热膜升温较慢,一般需要1h-1.5h才能达到18℃左右;系统安装要与装修同步,且不能在顶棚上钉钉子、钻孔等。在电能供应不畅、不稳或电费标准太高的小区不宜采用。费用:以100m2为例,1d用电60度,每度电0.4元计算,一个供暖季的费用为3500元。 4分户壁挂式燃气采暖 这种方式通常是在厨房或阳台上安装壁挂炉,由壁挂炉燃烧天然气达到供暖目的,与壁挂炉相连的是室内管线和散热片,一般可同时实现暖气及热水双路供应。可自行设定采暖时间,分户计量。家中无人时只需保留4℃左右的低温运行(防冻作用)。比传统暖气先进、节能、安全,可安装在墙体上、房间角落里,还可同时提供生活热水,但存在安全、污染等隐患。在郊外低密度住宅使用比较适合。 费用:前期费用较高,安装一台燃气炉需10000元左右,且使用寿命在15年左右。运行费用以100m2为例,炉子设定温度为60℃,室温保持在20℃左右时,用煤气平均1h1个字,煤气每个字按0.8元计算,每天使用15h,约支付15元,一个采暖季共需支付2250元。 5家用中央空调系统 中央空调档次高、外形好、舒适度高。但成本高,每套机组价值约数万元,每平方米铺装成本高达500元左右,运行费用高(大多走电费),多用于饭店及高档公寓,不适合大多数普通家庭使用。 6家用电锅炉 家用电锅炉占地面积小,安装简单,操作便利,采暖的同时也能提供生活热水。舒适性高,适合面积较大的低密度住宅和别墅。但前期投人较大,运行费用较高,该产品不太适合利用低谷电蓄热供暖,以达到最为节能之功效。 7水源热泵空调系统 水源热泵空调系统是以地下水为热源,以风机盘管为末端进行强制散热的一种空调采暖系统。该系统必须设置地下补偿回水设备和集中循环水系统。除投资规模加大外,将涉及诸如水资源、环保等多方面的复杂因素,实施的难度较大,在缺水地区,禁止使用此类设备。 综上分析,各种采暖方式各有所长、各有所短。在新建建筑进行采暖方式选择时,应根据建筑类型、供热管网条件、装修档次等因素,尽量选用环保、节能的采暖方式。 节能环保论文:浅谈环保节能型建筑材料的研究现状及发展策略 论文关键词:建筑材料 节能 环保 发展策略 论文摘要:对环保节能型建筑材料的研究现状进行了综述,对环保节能型建筑材料的发展、应用进行了展望,指出建筑材料的环保节能是当前世界上普遍关注的热点问题,环保节能型建筑材料的发展离不开高新技术及新材料的应用。 建筑材料的生产和加工行业是一个典型的能源消耗型产业,其生产和加工过程中不仅耗费大量的能源,还会污染环境。据统计,2005年建材行业消耗各类能源占全国能源消耗总量的7%,其产生的粉尘和排放分别占全国工业粉尘和排放总量的63%和8. 5 %位居全国工业的第一位和第二位。由此可见,在全国节能减排工作中,建材工业具有举足轻重的作用。因而,发展和推广环保节能型建筑材料是势在必行的。 建筑材料要做到环保节能,就必须综合考虑建筑材料的生产和使用能耗,尽量采用工业废渣做原料,在保证一定材料成本的条件下,选择保温效果好的建筑材料。环保节能建筑材料是以最少的资料,并尽量利用工农业废弃物及再生材料制造出的高效能建筑材料。在生产过程中也尽量减少对大气污染和能源消耗。 1环保节能型建筑材料的发展及应用现状 1. 1环保节能型建筑材料的发展现状 1 .1. 1废弃植物纤维 废弃植物纤维是一种具有多种用途的可再生生物资源,主要是指农作物秸秆、废弃木质材料、废弃竹子等。我国是一个农业大国,农作物秸秆等废弃植物纤维资源十分丰富。 废弃植物纤维具有很多良好的性能,在环保节能型建筑材料的开发与应用中具有很大的性能潜力。 相对于其他建筑材料而言,以秸秆等植物纤维为原材料制成的砌块加工过程简单快捷,没有环境污染,可以称得上是绿色环保节能性材料,用它来建造的建筑更可称得上是百分之百的生态建筑。但是由于材料本身的特性,适用于的建筑也有一定的局限性,目前无法用于两层以上的建筑承重构件的需要,不过对于目前广泛需求的私人住宅及小型的公共建筑,秸秆砌块是非常适合的,同时也迎合了当前人们崇尚自然的心态。 1. 1.2石膏建材 石膏类建材具有的优点:1)石膏的锻烧能耗比较低(仅为水泥的1 /4、石灰的1/3),因而用石膏做建材可大大节约能源;2)石膏建材比实心砖、混凝土均节约材料;3)石膏建材具有可循环使用性,不产生建筑垃圾;4)石膏无毒无害,具有良好的耐热、耐火性。1 .1.3粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的一种工业废渣。我国2000年粉煤灰排放量1.6亿t,且每年不断递增,粉煤灰堆放占地面积大,且威胁生态环境,处置粉煤灰的一个有效办法是将粉煤灰应用于建材。利用粉煤灰代替部分赫土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等,而掺加粉煤灰生产的陶质制品是很有发展前途的新型环保节能建筑材料。 1 .1 .4泡沫玻璃 泡沫玻璃是集环保、保温、阻燃、隔潮、吸声于一体的新型建筑材料。其原料是废弃的各种颜色平板或瓶罐玻璃碎块,属于废物利用;生产的产品具有显着的环保效益;生产过程不产生“三废”。 泡沫玻璃具有自重轻、抗压强度高、导热率低、耐火性好、抗渗防水能力强、化学稳定性高等特点,是一种既保温又保冷的建筑材料。目前,泡沫玻璃广泛适用于各种场所,如代替砖和砌块,作为屋面、墙体、天棚材料和保温隔热构件。 1 .1 .5膜材料 建筑用复合膜材料具有透光性好、密度小、机械强度高、耐久、防火、保温和抗紫外线等优良特性,因而成为新一代的环保节能型建筑材料。用于建筑中的膜材料种类繁多,按材质的不同可分为两大类:1) ptfe类膜材料,其树脂的含量大于90%;2)pvc类膜材料。 膜材对自然光的透光率可达20,即使对保温隔热性能要求较高的双层膜建筑,其透光率也达4%一8%,透射光在膜结构建筑内部产生均匀的漫射光,无阴影、无眩光,白天可满足各种室内活动的需要,因而可节省大量的照明用电。膜材有较高的反射率和较低的光吸收率,并且热传导性较低,这在很大程度上阻止了太阳能辐射进人室内,减少了热量的传递,具有良好的保温隔热性能。膜材化学性能稳定,不会对环境造成污染和人体造成伤害,膜材作为一种绿色建材在发达国家得到了大力的推广和应用。 1 .1 .6其他环保节能型建材 一种纳米微胶囊相变材料可作为新型的环保节能型建筑材料,其主要成分为纳米和微胶囊化的相变材料。纳米在光催化作用下,能杀死病毒,消除voc和无机有害气体,能在不通人室外新风的情况下有效提高室内空气品质,减少空调系统的能耗;同时,微胶囊相变材料通过相变,物质的分子结构迅速地发生转变,在恒温状态下进行吸热或放热,在外界温度变化时能有效地保持室内热环境的稳定性,减少了能量的损耗,达到建筑节能的目的。 1.2环保节能型建筑材料的应用现状 1.2.1用于墙体及围护结构的环保节能型建材 节能型外墙所用建材必须兼顾合适的储热能力和好的保温隔热性能,复合型墙体是首选。 空心砌块和多孔砖是常用的、节能良好的墙体建材。在空心砌块的墙体中,可向空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料,降低墙体导热系数及砌块之间的对流换热作用。另外,用高压缩空气把絮状的或块状的玻璃棉吹到墙体空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。 节能型墙体建材应用较多的还有加气混凝土。加气混凝土是优良的低能耗新型墙体保温节能材料,是目前所有墙体材料中唯一能够满足节能标准65%要求的单一材料。它已广泛用于内外墙体、屋面、楼层和平坡屋面,不仅可以用于民用居住建筑,而且可以广泛地用于工业建筑和4层以下混合结构建筑的承重墙体。 对于建筑的围护结构,则可采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料,以减轻建筑能耗。 1.2.2用于屋顶、地板及门窗的环保节能型建材 用于屋顶的环保节能型建材有玻璃棉或矿物棉毡(垫),这些保温材料与装饰贴面复合而成的天花板,能减少阁楼空间与屋顶天花板之间的传热系数,起到隔热保温的作用。 门窗能耗占我国高能耗建筑中总能耗约40%因而门窗的环保节能显得尤为重要。塑料门窗的隔热性能比常用的钢、木、铝合金门窗要好得多;同时塑料门窗生产过程中采用清洁的生产技术,少用天然能源,生产出的门窗无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康,符合人们提出的“绿色建材”的概念,因而塑料门窗属于环保节能型建材。 2环保节能型建材未来发展策略探讨 开发环保节能型建材,从根本上改变我国建材工业发展中存在的高投人低产出、高消耗、高污染、低效益的粗放式生产方式,选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式,把建材的发展和资源利用、生态保护、污染治理有机地结合起来,这是21世纪我国建筑材料发展的战略目标。 我国建材行业未来发展战略方向应该是:大力发展环保节能型建材,采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术,尽量不使用含有对人体有害的、有机化学物质,兼顾可回收利用和循环生产,坚持走资源节约型和环境友好型的可持续发展道路。 3结语 建筑材料的环保节能是落实可持续发展重要国策和科学发展观的重要政策。建材的环保节能不仅是一个经济问题,更重要的是一个国家发展的战略性问题。政府、媒体都有责任与义务去引导消费者,只有这样我国环保节能型建筑的发展之路才能更加开阔。建设行政主管部门应强化监管力度,让环保节能工作得到贯彻落实,使建筑真正达到降低能耗、节省开支、节约资源和环境友好的目的。建筑节能型社会,需要大家的努力和参与,让健康、舒适、低能耗建筑在祖国大地蓬勃兴起,造福人民,造福社会。 节能环保论文:建筑电气节能环保技术分析 1建筑电气节能 节能环保是当前各行各业关注的重点,尤其对于建筑这个高耗能的产业显得更加重要。当前建筑电气节能的重点是充分利用电能,包括依托光能的照明系统节能的优化、电气控制的优化布置减少线路损耗、降低变压器损耗、新型节能电气产品的选用和采用节能附件等措施节约电能。国际照明协会提出了照明设计原则,对于建筑电气照明主要包括:1)照明水平的选择要依据视觉工作需要;2)节能照明设计满足照度要求;3)采用高光效光源和眩光的高效灯具;4)公共场所设置不需要时能关灯的可变控制装置;5)人工照明同天然采光相结合;6)照明和空调系统的热结合;7)定期清理照明器具,建立换灯和维修制度。在以上设计原则指导下,照明节能的主要技术措施包括:选择优质高效的电光源、选择高效灯具及节能器件、提高照明设计精度和采用智能化照明。在电光源的选择上,减少白炽灯的使用,推广使用荧光灯,特别是选择通光量维持率好的灯具。在建筑的楼道,以声控灯为主,减少照明时间,达到节能的目的。另外通过优化照度,降低灯的功率,实现节能的目的。目前照明设计的精度普遍偏低,造成建筑电气节能率低。提高照明设计精度的方法主要从管理和技术两个方面考虑,这两个方面同等重要。通过加强行业管理,提高照明设计队伍的业务素质,是行政管理部门和行业协会的主要职责。对于技术方法,应加强创新,开发新型照明设计模拟软件,建立灯具产品数据库,进行各种场景的照明模拟,提高照明设计精度。建筑电气设备的优化布置,降低线路损耗,是电气节能的又一关键。通常变电配电设备布置是以箱变为中心,然后分配到各个用电分区。变配电所以布置在建筑物分布的中心为原则,尽量靠近用电量大或用电集中的建筑分布区域。对于建筑的底层商铺,用电负荷大,应重点考虑,另外地下车库等地下设施照明用电量的区域也不可忽视。应在综合考虑整个小区功能负荷的基础上,进行优化布置,减少用电损耗。 2建筑电气环保 2.1电磁波影响 生活环境中充满电磁波,只要使用电器设备,就有电磁波的存在。由于用电设备的使用是长期的,因而对居民的危害巨大。特别是变电配电装置,电磁波辐射严重,应设置在远离居民活动区域。虽然建筑电气产生的电磁波辐射影响没要求定量的计算,一般情况下,居民住宅区工频电厂强度小于4kV/m,工频磁场小于0.1mT,是符合要求的。但也存在住宅小区变电装置距离居民活动区较近,影响居民身心健康的现象,应加以避免。为减少室内家用电气设备对人体产生不良影响,在满足使用要求和使用方便的基础上,应远离人群长期活动区。如:卧室是人休息的地方,尽量使用吊灯,电视和电话也尽量布置在大厅,减少电磁波的干扰。在距离电梯井和配电箱较近的一侧,尽量不要设置卧室,避免电磁波危害。对于有条件的家庭,设置电脑专用房,专用房布置在距离卧室较远的地方。另外,电气开关和插头在满足使用方便的基础上,尽量远离休息位置。为减少电磁波的影响,建筑电气应注重细节,最大限度的减少电磁波对人身体的伤害。 2.2光污染影响 所谓光污染是指由人工光源导致的有损于生理与心理健康的现象,主要是可见光、红外线和紫外线等造成的污染。光污染因其威胁人们的身心健康,严重影响居民的生产生活而备受关注,特别是经济发达的地区尤为严重。这其中一个主要原因是照明布置不合理,未能考虑人的视觉需要。在建筑电气照明布置中,无论室内照明,还是室外照明,都要在充分考虑视觉需要的基础上,确定亮度要求。对于室外环境,在充分考虑正常需求的基础上,防止照明对周围环境产生不良的影响。对于室内环境,亮度差别过大时,人的视觉被迫适应,次数过多就会引起视觉疲劳,甚至导致视力下降,对眼睛产生的危害很大。对于室外环境,光经过一次或多次反射,会干扰人的视觉,令人眼花缭乱,发生头昏头痛、食欲下降、情绪低落,甚至失眠等现象。因此,不合理的照明设计,不仅影响室外环境和室内环境,也威胁居民的身心健康。良好的照明条件,不仅满足生活基本需要,还能营造艺术气氛,给人以美的享受。因此,在电气照明设计中应注重降低对环境的不利影响。在照明布置时,采取避免光污染的措施。室外照明应重点考虑照明灯具的选型、灯的布置高度、照明影响范围、灯光强度等;对于室内照明,重点在照明功能布置。为防止光污染,除满足生活和学习需要外,需要室内照明与室外光照相结合,充分利用室外光线。不仅达到减少人为光污染的效果,也可以节约能源。另外应注意光线的强弱分区,如在卧室,以休息为主,可以布置相对弱一些的灯,而对于书房,为保护视力,应布置强一些的灯光。在小区内室外灯的布置上,通过调整灯的高度和灯罩大小,实现光照区域的控制,光照区以小区路面范围为主,同时避免光的反射对人的视觉产生不良影响。 3结语 在保证安全经济的前提下,注重节能和环保,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能和其他相关资源的消耗,是当前建筑电气发展的重点。建筑电气节能主要表现在照明节能、降低线路和设备损耗,建筑电气对环境的污染主要表现在电磁波影响和光污染,结合工程实践,主要节能和环保措施包括:1)进行照明精度模拟,降低照明灯使用功率;选用节能电气设备,降低能耗,提高设备运行效率。2)优化建筑电气设备布置,降低线路电能损耗。3)为防止光污染,科学进行光的强弱分布,将室内照明与室外光照相结合,充分利用室外光线,达到减少人为光污染和节约能源的目的。4)为减少室内家用电气设备对人体产生不良影响,在满足使用要求和使用方便的基础上,远离人群长期活动区。 作者:王汉席 王晗之 贾艳秀 徐建玲 单位:东北师范大学 长春市海威市政工程设计有限公司 节能环保论文:装修工程环保节能设计研究 1建筑工程装饰装修过程中的环保问题 我国在建筑装饰装修环保技术上停留在发展阶段,尤其是在技术和建材上还是处于研究阶段,没有真正落到实处,因此,我国加大了对装饰装修环保产业的管理力度。但从目前的情况看,我国在该领域的软实力还有待加强,环保产业设计与社会建设之间相互冲突,且在装饰装修的环保规定上与实际环保装饰能力存在一定差距,很多环保指标都无法满足装饰装修工程。比如在建筑材料中,有害指标与国家相应指标没有统一,需要我们对技术和材料进行相应的创新。 2在建筑装饰装修过程中加强环保设计 在当前的建筑工程装饰装修过程中,为了能更好地落实节能环保设计,必须采取有效的措施,以更好地推进各项工作的顺利开展。 2.1践行建筑工程的节能环保设计理念 目前,为了能更好地在建筑装饰装修过程中践行节能环保理念,必须在设计过程中不断改变传统的思想观念,并以节能环保理念作为根本指导方针,不断促进设计策略在工程中的实现,以便能更好地开展相应工作,不断提升建筑工程的设计水平。同时,只有在满足建筑使用功能和舒适度的前提下,加强对资源的重视程度,可有效降低高耗能的装饰装修,而在设计方案中,设计人员必须有效依托建筑工程结构,尽量避免拆散墙体,以免出现不必要麻烦,最大程度地降低资源的消耗,从而为人们提供最舒适的居住环境。 2.2建筑材料的选择 为了能够更好地践行节能环保理念,必须选用经济、节能环保的材料,不仅要求建筑材料具有一定的美观性和耐久性,还必须关注材质问题,选用各种节能环保型材料,避免其对人体带来各种不利影响。同时,还应防止室内环境出现污染问题。因此,笔者认为,只有从以下2个方面入手,才能在建筑装饰装修过程中实现环保:①选择少加工的材料,且材料材质一定要保持天然或可长期使用,且可回收利用。比如,可以在建筑设计中将竹席作为吊顶和墙面装饰的材料,还可利用竹席的色彩和质感配合多变的图案,给人一种全新的感觉,营造一种良好的环境气氛。②建筑工程的装饰装修材料不仅应具有全新、独到的材质,还应具备节能环保、经济的特征。只有这样的材料,才能在建筑装饰装修设计中得到最广泛的运用。此外,在工程设计中,还可采用柳编的整体墙面材料、家具,减少对木材的使用,起到节能环保的效用,不仅美观大方,而且经济实用,有利于为人们营造舒适的居住环境。 2.3装饰设计中的灯光设计 只有切实注重新型技能、技术的运用,才能从根本上减少有害物质的排放,保障人们的身心健康。比如,在室内设计过程中,一定要注重LED灯的运用,这样不仅可起到节电的作用,还不会产生任何有害物质,从而实现室内灯光设计的环保模式。在建筑工程的设计过程中,一定要灵活运用灯光设计,这是因为灯光设计是建筑工程节能设计的重要组成部分,所以,设计人员必须提升自身的环境保护意识,根据建筑室内的特点进行设计,注重自然灯光,可进行直接照明,并选用节能灯具,淘汰现有的白炽灯,以达到节能降耗的目标。 2.4运用简练的装饰手法 在装饰装修工程中,一定要灵活地运用简练装饰的手法,切实注重设计技术的策略研究,从而在看似平常的环境中为人们营造良好的居住氛围。尤其是在办公、餐饮或娱乐场所中,可选择一些简练的装饰手法,尽量减少各种烦琐的设计,这样不仅可减少对材料和能源的消耗,还能为人们营造良好的居住环境,切实提升设计水平。 2.5注重装饰设计的整体规划管理 在建筑工程设计过程中,要加强对施工过程的管理,在动工前期必须进行材料清单的预算处理,逐步细化各种装饰工程所需的材料用量。只有这样,才能使建筑工程材料得到充分利用。此外,我们还应尽量采用环保的装饰材料,做好施工现场的管理工作;不断加强对施工人员的管理,切实做好工程细节工作,从而更好地促进建筑装饰施工的顺利进行。 3结束语 在当前的建筑装饰装修过程中,必须对建筑装饰装修过程中存在的问题进行分析,从而更好地推动建筑工程不断发展。 作者:王文中 单位:常州中泰装饰工程有限公司 节能环保论文:暖通空调系统环保节能技术论文 1暖通空调系统中环保节能技术概述 暖通空调系统的主要功能是调节空气的温度、湿度、洁净度以及气流的运行速度。现代空气环境的恶化使得暖通空调的功能要求增加,指标更加严格。在暖通空调的设计安装过程中,节能环保技术可以应用在整个生产使用流程中。从建筑工程布局的设计到新型可再生能源的使用,再到使用环节的合理安排,均能降低能源的消耗,保证环境污染最小化,实现整个系统的健康运作。 2暖通空调系统中环保节能方法与措施 2.1调整建筑物的规划设计 对房屋进行热工改造时,要提高房屋的舒适度,就需要合理运用房屋围护架构的特点。研究表明,在建筑物墙体外侧刷上保温性能的材料之后,用电量明显降低。由此可见,房屋围护架构的优化设计有明显的节能效果。此外,建筑物的规划设计中,房屋的地址选择、朝向、体形、季节性等因素也需要在从节能环保的层面进行充分的考虑。 2.2合理设计安装暖通空调系统 在设计安装暖通空调系统时各种子系统包含的设备很多,设计者要严格按照规定的工作流程,保证设备的正常运行。同时,需将节能减排的理念充分的应用到设计的各种环节中。相关工作人员加强施工设计的管理,严格监督,保证系统实现设计目标。 2.3开发利用新型清洁能源 新型环保型能源在暖风空调系统中前景广阔。采用天然气作为空调制冷设备的能源,能有效控制CO2和SO2和排放量,减少环境污染。各种可再生能源,例如地源热、地下水、风力、海洋能等均可运用到暖通空调系统中。其中,地源热空调冬季吸收地下土壤、水等天然能量为建筑物提供热能;夏季向地下释放热量,提供给建筑物冷空气。 3暖通空调系统中环保节能技术的应用 3.1蓄冷空调 蓄冷空调是专为节能环保研制的设备,通过水、冰两种介质实现能量交换。一般地,城市用电白天紧张,而夜间则缓解很多,蓄冷空调针对这一现实,在夜间通过制冷机组制冰,白天融冰,释放存储的能量,提供给建筑物使用。这种方法有效的缓解了城市白天用电紧张的问题,节约了成本。 3.2热回收技术 热回收技术能够真正实现能源的节约和环境的保护。该技术将空调排放出的热量进行回收,实现二次利用。这种方法能够防止排放的空气直接排出室外造成环境污染,又能提高能源的利用效率。 3.3变频技术 目前空调设计有定频和变频两种。变频空调性能优越,节能效果好。通常情况下,空调设计均留有一定的冗余以便减少运行压力。使用变频技术,能够在室外温度、湿度、风力等变化导致系统运行负荷变化的情况下灵活调节系统的工作状态,真正变废为宝,避免不必要的资源浪费。 3.4低温地板辐射采暖技术 低温地板辐射采暖技术现在已广泛投入使用,既实现节能环保,又安全实效。该技术在地板下安装热水管,热水在地板下流通,释放热量,提高房间的温度。该技术的应用过程中,应注意保持地板温度低于45度。它通过对流的方式实现热量的传递,让人脚上温暖,头部凉爽,有很高的舒适度。此外,这种技术能有效的节省空间,方便计量改造,从多方面实现了节能环保的目标。 3.5替代制冷剂的应用 目前,随着大气环境的恶化,许多空调已不再使用传统的制冷剂—氟利昂。为保护臭氧层,暖通空调行业研究了可替代制冷剂—CFCS和HFCS,并取得了一定的进展。人工合成的制冷剂、天然制冷剂、碳氢化合物等亦可作为替代资源。这些环境友好型制冷剂将不会对臭氧层造成破坏,保护人类免于紫外线的伤害。 4暖通空调系统中环保节能技术的展望 科技的发展推动着各行各业的进步,应节能环保的要求,暖通空调系统中先进技术的研究也十分广泛。新型的暖通空调节能环保技术有多种方式。新风预处理系统是为全面提高空调品质提出的全新的概念,它保持了传统空气处理模式,增加了对新风的预处理功能,消除了新风对空调调节的干扰。新风预处系统能改善风量、降低相对湿度、提高空气质量。独立新风系统能够承担建筑物内的全部新风负荷、室内的全部潜热载荷及部分显热载荷。它能够解决商用建筑中的新风问题、改善室内的相对湿度。并且由于该种技术无回风,可以大大增强建筑环境的舒适度和安全性。此外,环保节能技术必然依赖于新型能源的开发推广,一旦新能源能够投入使用,暖风空调系统也必然进入一个新的阶段。 5结语 总之,节能环保技术应用的意义在于降低能源的利用效率、减少对环境的负面影响,提高人民的生活环境品质,为社会的发展提供保障。通过本文的分析,暖通空调系统中节能环保技术的应用和发展空间很大,本行业相关人员值得加大研发力度,推动行业的进步。 作者:林夏滨 单位:广东省揭阳市空港经济区环境保护和安全生产监管局 节能环保论文:公民节能环保背景下低碳经济论文 1低碳经济概述 1.1低碳经济概念 近些年来,随着人们大量开采矿石能源,二氧化碳排放量日益增多,引发了全球性的气候灾害,对人类生活环境造成了严重威胁。因此,催生了低碳经济理念。低碳经济是一个单独概念,在2003年,英国能源白皮书上,提倡未来社会构建低碳经济社会。 1.2低碳生活 根据相关专家表明,低碳经济包含低碳消费与低碳生产两种,在生产方面,并非要淘汰落后产能,而是引导公众对能源浪费与污染增排的恶习进行反思、改进,以挖掘节能减排、消费服务的环保潜力。因此,低碳经济不仅需要技术支撑,更加需要低碳生活,方可实现真实节能减排。人们生活方式如何,决定了怎样的经济。对于现代资源、环境问题,主要因人类活动引起,是一种人为问题。 1.3公民节能环保意识的重要性 对于低碳经济,必须提倡公民树立节能、环保意识,进而提升公众参与度,促进社会低碳发展。随着低碳经济不断发展,我们注重低碳社会构建,养成良好的低碳生活方式,属于社会性、系统性工程,与生产流通、服务消费等环节相关。处于这些环节中,人发挥着主体性作用。尤其是公众,能否主动树立节能意识,参与环保行动,扩展参与深度、宽度,决定了低碳经济发展效果,影响着低碳经济的目标能否实现。可以说,低碳环保属于公共性事务,是社会成员的共同责任,积极参与节能环保,是社会成员的重要责任,提倡低碳经济,是低碳生活的重要发展渠道。 2低碳经济背景下公民节能环保意识的提高对策分析 2.1提高节能宣传力度 随着公众舆论、传播力度加大,在当今社会,无论做何事,必须加强宣传。为发展低碳经济,打造节能减排工程,是全社会的大事,是社会可持续发展的重要渠道。然而,社会公众对于节能减排、低碳经济不够重视,不能正确认识能源、环境问题,公民还没有养成节能习惯。因此,必须加强宣传教育,在社会中,营造一个全面参与节能减排、环保行动的积氛围,进而提升公民环保意识,促使公民树立健康发展观念,主动实践低碳生活、低碳生产。同时,借助各媒体的导向作用。随着网络、电视媒体的不断发展壮大,许多城市在创建文明城市、卫生城市的进程中,极为重视媒体宣传教育作用。例如“,节约用水”广告“、文明出行”广告等。因此,我们必须善于利用网络、电视、报纸、广播等媒体,对低碳经济内涵、重要性进行广泛宣传,让公民了解我国资源、能源、环境等问题,使公民重视节能环保重要性,尽可能缩短节能与公民之间的距离。同时,提高节能知识普及力度,通过特殊节日,开展节能环保宣传活动。 2.2提倡低碳生活方式 在现代生活模式下,必须提倡绿色、节能生活方式,大力发展低碳经济。根据目前状况,我国公民低碳意识不够,尚未养成绿色生活方式。可以说,公民生活方式如何,对于低碳经济能否实现极为重要。在资源、环境问题日益突出的当下,我国公民如果还不重视低碳生活,必然加剧全球环境恶化,严重影响人们生活质量。因此,我们必须提倡低碳消费、低碳生活方式,促进社会的可持续发展。 2.3提倡低碳消费方式 自从二战以来,在发达国家,消费主义十分流行,进而对我国具有一定负面影响。若消费主义比正常消费严重超出,社会处于一种资源透支状况,在社会中,存在诸多奢侈与面子消费,进而导致大量能源、资源浪费,严重影响了自然。所依,必须转变消费主义错误观念,提倡低碳消费模式。我们必须优化消费方式、消费结构,树立和谐消费观念,建立生态文明社会,树立科学消费观与理性消费观,促进人与自然的可持续发展。 2.4使社会团体的教育作用得以充分发挥 目前,我国自发组织了许多环保社团,参与到环境保护、节能减排的队伍中。因此,我们必须重视环保团体的教育作用,对环保活动大力支持,进而推动低碳经济发展。我国人口总数已经达到14亿人口,无论何种数字,与14相乘均非常巨大。而社会环保团体,利用各种宣传形式、信息载体,对人们消费观进行优化,使低碳理念向人们日常生活之间渗透。例如,环保社团通过开展环境保护、节约能源的主题科普活动,通过影展与宣传板等形式,向社会公众宣传气候恶化、能源严峻的状况,向社会公众宣传环境知识、环境政策,为社会公众传递一切有关节能环保的知识,进而对公民起着重要教育作用。 3结语 综上所述,节能环保不是为了个人,而是为了全人类、全社会的生存与发展。在资源枯竭、环境恶化的当下,我们必须提高节能宣传力度,提倡低碳生活方式与低碳消费方式,使社会团体的教育作用得以充分发挥,使低碳生活、低碳经济理念日益深入人心,进而促进全球的可持续发展。 作者:冯涛 单位:贵州省六盘水市水城县环保局 节能环保论文:管窥建筑设计环保节能的必要性 一、建筑环保节能所面临的现实问题 我国建筑环保节能实施时间并不长,加之建筑设计在环保节能方面是一个系统功能,在具体实施过程中难免会出现这样或那样的问题。其中比较突出的有五个方面。建筑环保节能标准要求过低,且存在标准推行北方快南方慢的状态,尤其是中小城市,环保节能的建筑设计以及对可再生能源利用的理念并没有规模化的贯彻实施;环保节能监管不严。 监管部门对于违规的相关部门或建筑商在处罚力度上比较松散,一些交付验收的建筑对于环保节能环节比较轻视,原因在于监管尚未形成合力;建筑环保节能的氛围并有形成,无论是执法部门还是建筑部门,缺乏对于环保节能紧迫感的认识,缺乏对环保节能建筑的宣传;环保节能型建筑设计缺乏必要的政策法规支撑,但目前建筑节能政策法规存在不健全、不完善的状况,仅有少数地区出台了地方性建筑环保节能法规,但面对市场,缺乏配套的政策扶持,节能环保建筑依然难以推进。 二、建筑设计环保节能的原则 面对建筑能耗过大的现状以及建筑环保节能所面临的相关问题,了解和把握建筑设计环保节能的原则至关重要,它是科学指导推进建筑设计环保节能的总体要求。建筑设计环保节能要把握高效资源利用率原则。环保节能的理念就是突出对可再生能源的综合利用以降低非可再生能源利用带来的环境恶化影响。这就要求建筑设计应该充分考虑的建筑所需的土地、水、建材等相关材料利用率的最大化,尽可能的利用自然资源替代非可再生能源。要把握污染最小化原则。 建筑环保节能强调的就是在突出建筑使用性的同时达到对环境影响的最小化,这就要求建筑设计要考虑多种要素。比如建筑要尽量减少对土地、水和空气的污染,就地取材,减少耗材运输给环境带来的影响,多采用可回收利用的建材,达到对建材的后续综合利用;要把握基于生活适应性的生态环境和谐原则。建筑生活适应性突出的是人的需求,但人的生活环境离不开生态环境,人与自然的和谐相处才有利于实现人的生活适应性,这就要求建筑设计环保节能应充分考虑到建筑、人以及自然的整体生态和谐;要把握可持续性、推广性原则。 三、建筑设计环保节能的措施 建筑的环保节能是在保证室内较较舒适的韩静基础上,提高对通风、采暖、供水、照明等供应的能源利用率。它的设计不能以污染环境为代价换取节能效果,更不能以环保节能未有阻碍建筑的其他必备功能,诸如消防、景观等。 1.环保节能技术层面措施 1.1优化建筑朝向设计 建筑设计应加强环保节能意识。建筑环保技能设计应充分考虑建筑的室内热工环境。现代建筑在设计过程中,由于对土地、商业价值等综合因素的考虑,忽略了阳光的利用效率,造成了建筑室内热工环境差等问题。阳光不仅对居民健康有着重要的价值,对环保节能也十分有意义。因此,建筑设计过程中应注重学习和掌握日照原理的应用,合理的依据季节段、阳光照射度等因素确定建筑的朝向以及窗口的开窗度。例如在冬至后,由于阳光照射角度低,室内接受阳光面积会比夏天多,因此在设计上应充分把握太阳高度角,做出日影像图来确定阳光照射时间,提高建筑南向开窗面积,在保证阳光采纳充足的情况下减少建筑东向和北向的铠装面积,以保证热量耗损降低,稳定室内热环境。 1.2提高自然资源的综合利用度 建筑设计在水资源、风资源、太阳能、地热能资源等自然资源的综合利用上应高度重视。对于水资源可以通过雨水收集与应用等装置设计提高水资源的利用度。室内水资源装置应充分考虑饮食用水、洗浴用水、厕所用水等环节的可综合利用性,减低水资源消耗的直接性;高层建筑应加大安装太阳能接受装置,其转化的能量可以供洗浴、做饭、照明等使用。因此设计者对建筑通风设计意识要强,综合利用自然资源改善室内的热工环境;加强建筑环保节能法律法规认知意识,严格按照相关规定要求控制建筑构造的节能设计。 1.3优化建筑构造设计 建筑构造设计一方面要考虑建筑组成部门的基本功能,另一方面还需在营造舒适度与环保节能上下功夫。室内构造设计利用物理光学原理将屋顶设计为连续“W”状态有利于充分利用太阳光;屋顶透明天窗可采用双层玻璃,形成饱温、采光为一体的能源利用装置;将输水管道安置在室内楼板内侧,可以达到冬天靠热水散热取暖,夏天靠凉水降温的效果。控制建筑总体表面积设计,表面积越小、耗能越少,因此多选用长轴在东西方向的长方体构造结构;研究结果显示体形系数每增加0.01,耗能损失增加2.5%,因此,对体形系数要做到优化控制,将其控制在0.30以下为益。 2.建筑设计环保节能的监管层面 建筑行业的发展离不开监管,建筑环保节能政策的制定有利于引导建筑设计在环保节能上形成创新发展动力,而环保节能监督与处罚则对督促建筑行业加强环保节能意识,营造可持续发展的建筑设计环境具有重要意义。建筑行业监管部门一方面应根据环保节能现有标准,结合市场研究进展及时完善节能细节标准,使之具有可操作性和可发展性,形成引导合力,另一方面行业监管权责要明晰,避免部门间相互推诿情况,加强监管人员环保节能监督意识,提高执法严格程度,以规范建筑行业的节能环保行为。 作者:周园 单位:吉林建筑大学城建学院
光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨 【摘要】 随着科学技术的不断发展,通信技术的发展在一定的程度上满足了人们工作、生活和学习的需求。尤其是光通信技术的发展,使得长距离、大容量传输成为可能。基于这样的状况,本文对光通信技术的发展现状,以及未来的发展趋势进行了简要的分析与研究。 【关键词】 光通信 光网络 全光通信 前言:光通信是以光导纤维(即光纤)为传输媒质,以光波作为载波的一种通信方式。光通信涉及的技术领域包括光器件、光传输、光信号处理、光交换技术、光网络技术以及光网络的融合技术等等。光通信正朝着高速率、大容量。长距离、网络化、智能化的方向发展。本文主要对光通信技术现今的发展状况,以及在今后的发展趋势进行了简要的阐述。 一、目前光通信技术的发展现状 1.1密集播分复用技术 密集波分复用技术简称DWDM,是光纤数据的一种传输技术,该种技术是利用激光的波长,按照比特位并行传输或字符串行传输方式在光纤内传送数据。DWDM是光网络的重要组成部分,它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络、同步数字序列协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。在被开发后,基于其能在很大的程度上提高了光纤系统对于信息数据的传输量,而被广泛关注与应用。 1.2光纤接入网技术 光纤接入网,指的是在接入网过程中,利用光纤为核心的传输媒质,以此来实现用户数据信息传递的形式。光纤接入网并不是传统意义方面光纤传输系统,实际上是针对接入网环境中,所设计的较为特殊的光纤传输网络。光纤接入网主要有以下几方面的特点,其一是网络覆盖范围一般较小,在实际应用过程中不需要中继器,基于众多用户的信息数据共享光纤,导致光功率及波长的配比,存在需要利用光纤放大器来进行功率补偿的状况。其二是满足各种宽带业务的传输,并且传输质量好、数据信息传递的可靠性较高。其三是光纤接入网所应用的范围较为广阔。其四是,该项技术投放使用的过程中投资成本大,在网络管理方面较为复杂,在远端供电方面较难。 1.3 EDFA技术 EDFA是掺铒光纤放大器的缩写,是对数据信号光放大的有源光器件。基于EDFA工作时的波长为1550nm,与光纤的较低损耗波段较为一致,并且该种技术研发至今比较成熟,在实际中得到广泛的应用。掺铒光纤就是EDFA的核心元件,掺铒光纤主要将石英光纤当做基质材料,在其纤芯当中融入了相应比例稀土原素铒离子。在一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时,铒离子从低能级直接被激发到高能级,基于铒离子在高能级时寿命较短,这就使得较快以非辐射跃迁的状态,直接到较高能级上,与此同时在该能级以及低能级间迅速形成粒子数反转形式的分布。EDFA的特点是体积相对较小、功耗损耗较低、使用便捷等。能够根据用户实际使用的情况,安装在不同的应用系统中。 二、光通信技术未来的发展趋势 2.1全光网络的发展 全光网络是指信号只在进出网络时才进行电和光,以及光和电的转换,在网络数据信息传输的过程中,将会以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理,所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用,提高了网络资源的利用率。全光网络在未来的发展中,实际的应用中数据会以更快的速度进行传输,因为数据信息仅是以光的形式进行编码。消除光电转换是全光网络技术的关键工作,将使数据信息传输速率要达到万亿位级。一个经常引用的统计数据说光纤具有25万亿到75万亿位/秒的理论容量,并把这个数据与其速率通常以百万位计的铜线来进行比较,进而体现其优势。所以,在未来的发展中实现全光网络将会是提高信息数据传输技术的有效途径。 2.2 WDM技术的发展 对于WDM技术的研发和研究发现,该项技术最大的优势基于是资金成本较低。WDM是光域上的一种复用技术,形成光层的网络既全光网,是光通讯当中相对较高的阶段。建立一个以WDM和光交叉连接为基础光网络层,实现用户终端到终端形式的全光网连接,利用纯粹的全光网来消除光电转换的阻碍,将是未来的趋势。这种技术仍是基于点到点的形式,但是点到点的WDM通信技术,是实现全光网通信最重要的一步,其应用和实践将对全光网的发展起到重要的作用。 三、结论 在科学技术不断发展的进程中,光通信技术的应用较为广泛,从而使得网络通信中的信息与数字的传输能力大大的提升。随着光器件等关键技术的突破将加快全光网络技术的实现。 光通信技术论文:光通信技术在物联网中的应用探索 摘 要:物联网技术与光通信技术的结合,对于现代信息发展具有 重大意义,也是技术发展的方向。文章通过认识光通信技术与物联网,透视物联网基本结构,探索两个技术融合的现实应用,分析光通信技术在物联网技术发展中的现实意义。 关键词:光通信技术;物联网;宽带;媒介 中国通信技术近些年发展十分迅速,尤其电子通信技术日渐发达,普遍在全国领域内使用。光通信技术也发展成熟。光通信技术作为以光波作为传输媒介的技术,具有传输频带宽、容纳信息量大、抵抗电磁干扰能力强等传播特征。因此在结构复杂。内容庞大的物联网当中得到很好的运用。物联网的概念自从提出之后,就被社会各界高度关注,在全球范围内翻起了以物联网为中心的经济与技术大潮。 1 基本概念 光通信技术,就是以光波作为传送信息媒介的通信方式。与无线电波通信技术相同,光通信技术也属于电磁波通信技术,然而光波频率比无线电波的要高,波长较短,因此传播时信息容量更大。光通信技术主要有两种方式:光纤与无线,表现出高度带动性、渗透性与创造性。在信号覆盖与传播上有着显著优点。目前中国光通信技术发展相对成熟,以廉价灵活的传输特点,被运用到诸多领域内。 物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,依照原定程序协议,将现实中任何物体与互联网连接,通过信息交换与通讯,实现智能化识别、定位、监控、管理物体的网络。物联网物体本身与网络无关,是人们生产生活中存在的千万事物,在安装上传感器之后,与目前网络数据信息库链接,让人们直接去认识、管理这些事物。物联网的概念随着社会经济与科技发展,是不断演变,与概念刚提出时有了很大改进,涵盖范畴日益丰富。物联网核心能力是运输可靠、感知全面以及处理职能化这三个方面。它可以将识别的物件信息,通过场景感知,将信息聚合一起进行无缝连接处理。 尚前,光通信技术在物联网结构中发挥着巨大功能。两者互相结合,在工业、环境、军事、医疗、保健等人们各种日常生活与商务生产领域体现出优越的实用价值,造福人类生活。物联网中光通信技术主要有:光纤传感、射频识别、WiFi等近距离无线光通信技术、还有GPRS、3G、4G 移动通信技术等长距离无线通信技术。科研工作者们已经开始着手将光通信技术引入互联网终端,实现远距离的互联网检测控制、维护管理与正常运营。 2 物联网的基本结构 物质结构决定其用途,物联网也如此。物联网的分层结构模型,决定其工作环节依照顺序进行,逐步实现每一项技术功能。现在,物联网科研者普遍将物联网结构分为三个层面:感知层、网络层、应用层,每个层面的主要内容,见表1。 ①感知层,物联网最低层次组织,是物联网技术的基础层次,负责获取物体信息感知与获取。我们常见的硬件设施有摄像头、传感器网络、二维码标签和识读器、视频检测标识等。 ②网络层位于物联网技术的中间层次,连接感知层与应用层,完成数据信息的长距离运输与管理任务,直接地讲就是信息传播的桥梁,将感知层获取采集的数据信息,传送到终端应用层。其实现方式就是我们常见的各种通信网络,如GPRS、3G、4G 移动通信网络,蜂窝无线通信网络、有线通信等方式。 ③应用层,是物联网最上层,主要对数据进行运用,或者进行智能处理,将具体数据信息应用在行业当中。其表达方式就是终端显示器与数据库等,能够直接表现数据信息的平台。 物联网的基本结构决定了其对数据信息的感知、传输以及智能处理的功能。正是物联网职能、便捷的功能,决定其广泛的应用前景。 3 光通信技术在物联网中的应用现状 3.1 物联网感知层的应用 光通信技术在物联网感知层上的应用,主要形式是光纤传感技术。在光导纤维与光纤通信技术的迅猛发展形势下,光纤传感技术也同步发展起来。它是以光为载体,光纤为煤质传输信息的崭新传感技术,属于光子技术领域。光纤传感技术基本工作原理,是光波在光纤中传播时,光波主要性质会随着外界环境变化而产生物理改变。将光纤传感技术与光纤通信技术结合一起,是构建网络化与矩阵化传感体系的发展方向。光纤宽带性的特点,可以将多种传感器集中使用在单个光纤中,对多个目标进行测量,因此在物联网感知层上可以表现明显优势。 光通信技术为互联网感知层信息采集提供更好的质量保证,连接起物理世界转向信息世界的关键环节。无线光通信技术,是光与无线通信技术的结合物,利用频率高波长短特征,其通信宽带是WiFi的104 倍,4G 移动通信的100倍。 光通信技术在在RFID系统中的运用。光传感与通信技术在RFID系统上,实现电子标签与读写器两者近距离无线通信,准确识别物体上的电子标签,读取其中的数据信息。目前,光传感技术主要读取无源电子标签,改变了传统无线信号射频短的不足,提高了RFID系统的感应能力。RFID读写器对于光通信技术应用,是与互联网网络层的接入当中,创建双向功能的网关设备,将其与RFID系统相互协作与融合起来,对物品信息进行实时共享。在实际应用中,利用光通信技术的RFID系统,很好延长读写器与网络层连接距离,将读写器直接变成职能终端,更方便地接入移动通信网络。另外就是,光通信技术可以感应多个电子标签,并能防止信息之间相互冲突,减少信息干扰,保证数据信息的安全。 光通信技术在无线传感网络中的运用。传统无线网络的传感器随机分布,处理单元与通信单元自行组织。这种不稳定结构只能完成近距离传感、通信,传输距离也比较短。融合光通信技术之后,可以进行长距离传输,距离可以达到100 m。 3.2 物联网网络层应用 互联网目前信息有线通信方式中,主要就是光纤通信。以光波为媒介的传送形式,光纤通信技术可以容纳更多信息量,实现快速传播不受干扰,还可以进行长距离传输。无论是传输速度距离,还是信息安全方面,都具有无可替代的优势。并且光通信技术建设便于铺设,可以进行现20 THz 的宽带接入,十分适合物联网大数据传输需求。 GPRS在我国已成熟运营几十年,网络可靠性高,基站覆盖范围广泛,适合物联网无处不在的网络要求,GPRS数据传输速率最高值为115 kbps。采用光通信技术的3G网络技术可以提供最高2 Mbps数据传输速率,为日益增强的物联网数据业务提供了支持和保障。而4G网络技术的性能更加优越,采用正交频分复与多端口输入输出技术,数据传输率高达201 Mbps,宽带是3G的十倍。光通信技术大大提高了物联网数据传输能力,大大优化了网络层结构。移动通信的安全机制,是以人与人之间通信基础,在物联网中进行应用时,大量的数据会造成网络堵塞,信息安全性降低。光通信技术创建了多个传入传出端口,签订物与物、物与人之间的安全协议,并可以根据通信需要与物联网特征增强安全机制。 移动通信网络是以光通信技术为核心,在人与人、物与人、人与自然之间可以实现任意时间与地点的信息交换与交流。目前,中国已经形成较为成熟的移动通信网络。物联网以其作为网络层,可以更好整合社会中任意物品的信息,减少技术成本,并能保证高效的信息传输率,为开发移动物联网创造了优良的技术条件。 3.3 物联网无线终端应用 M2M设备中的光通信技术,可以满足许多数据请求,并自动包含其中的数据设备。将GPRS、3G、4G嵌入到M2M设备中,创建手机终端。这样就将手机打造成为通信、感知、信息处理的职能终端。光通信技术在将物联网终端塑造成移动通信终端上,具有十分重要的作用。他它符合移动通信网络终端的管理方式,以人与人之间通信为基础,在安全协议与多端口通信信息处理上效果良好。 在工程建设中,工作人员通过将光传感技术嵌入到设备中,可以职能处理电网、桥梁、铁路、建筑等信息,然后再与物联网进行结合,将多种施工设备、机器与基础设施等物理系统进行合理整合。让施工的大小细节,在物联网中得到科学规划与配置,节约建设成本,管理生产生活。物联网变现出的职能化特征,与数据信通过光通信技术在云计算平台中自行处理是分不开的。 4 结 语 光通信技术在物联网中的运用,不仅仅是过去几年的发展形势,也是未来发展方向。据科学家统计计算,光纤传感器可以同时测量七十多个物理量,因此将其用在工程检测、犯罪侦查、防伪识别等方面仍然很大空间。在物联网规模集成化的发展形势下,光通信技术对数据信息集束处理能力能够得到更好的适用。人与人之间的通信,人对物的信息采集、物与物之间的信息交换等都可能将是光通信技术的用武之地。 光通信技术论文:无线光通信技术的应用 [摘 要]随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。 [关键词]无线光通信技术高速率数据传输系统构成 1 前言 随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里",如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。 2 无线光通信系统的构成 无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,就可以进行通信。 一个无线光通信系统包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的情况下,每一端都设有光发射机和光接收机,可以实现全双工的通信。系统所用的基本技术是光电转换。光发射机的光源受到电信号的调制,通过作为天线的光学望远镜,将光信号通过大气信道传送到接收机望远镜;在接收机中,望远镜收集接收到光信号并将它聚焦在光电检测器中,光电检测器将光信号转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别,可以选用透过率较好的波段窗口。对基于FSO的系统来说,最常用的光学波长是近红外光谱中的850nm;还有一些基于FSO的系统使用1500nm的波长,可以支持更大的系统功率。 3 无线光通信系统的特点和优势 3.1 频带宽,速率高 从理论上讲,FSO的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同,只 是光纤通信中的光信号在光纤介质中传输,而FSO的光信号在空气 介质中传输。FSO产品目前最高速率可达,最远可传送4km。 3.2 频谱资源丰富 与微波技术相比,FSO设备多采用红外光传输,有相当丰富的 频谱资源,不需要申请频率执照,也不需要交纳频率占用费,这是一般微波通信和无线通信无法比拟的。 3.3 适用任何通信协议 适用于任何环境,不依赖某种协议。现在通信网络常用的SDH、 ATM、以太网、快速以太网等都能通过,并可支持的传输速率,用于传输数据、声音和影像等各种信息。 3.4 架设灵活便捷 FSO可以直接架设在屋顶,以及在江河湖海上进行通信,可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务,而且无需埋设光纤,可以在几小时内建立起通信链路,方便快捷,大大缩短了施工周期。 3.5 安全可靠 无线光通信的安全性是非常显著的,由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束,因此窃听和人为干扰几乎是不可能的。 3.6 经济 光纤网络的成本通常很高,铺设过程耗时,而且投资不可撤回,而无线光通信技术可以在城域光网之外提供高带宽连接,而成本只有在地下埋设光缆的五分之一。 4 无线光通信系统存在的问题 FSO是一种视距宽带通信技术,发射机与接收机之间需要严格的视线传播,当通信设备安装在高楼的顶部时,在风力的作用下建筑物会发生摆动,这样便会影响激光器的对准。由于大楼结构中某些部分的热胀或轻微的地震等原因,有时也会导致发射机和接收机无法对准。 恶劣的天气情况,会对传播信号产生衰耗。空气中的散射粒子,会使光线在空间、时间和角度上产生偏差。大气中粒子还会吸收激光的能量,衰减信号的发射功率。 传输距离与信号质量的矛盾非常突出,传输距离越大,光束就会越宽,接收的光信号质量越差。 激光的安全问题必须考虑。发射功率必须限制在保证眼睛安全的功率范围内。 5 无线光通信发挥的应用范围 可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份;可以应用于移动通信基站间的互连,无线基站数据回传;应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入;不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方;在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合;用于企业内部网互连和数据传输。 6 国内外研究现状 Canon主要产品有:CanobeamDT-50,速率从25Mbit/s到 622Mbit/s,可连接FastEthernnet、FDDI、ATM。特点是具有自动跟踪系统,调整探测器件的位置以检测激光束的光轴,所以不因建筑物的摆动而使传输中断。同时,镜头自动跟踪特性增加传输距离达2km。CanobeamIII:数据速率达到622Mbit/s,有不同的网络接口,如ATM、FDDI、FastEthernet,并可选择SNMP的TCP/IP。 桂林三十四所产品的主要性能参数有以下一些,传输速率:8Mbit/s,34Mbit/s,155Mbit/s;工作波长:850nm;通信距离:1~4km;光发射功率:小于40mW。 中科院成都光电技术研究所,开发的产品主要性能参数有传输速率:10Mbit/s;工作波长:850nm;通信距离:1~4km;发射功率:3~30mW。 深圳飞通有限公司开发出的样机,其速率有155Mbit/s、622Mbit/s以及几种,通信距离最远可达4km。 7 FSO研究的发展趋势 FSO目前存在的问题主要集中在下面几个方面:针对大楼摆动的瞄准问题;大气中粒子对光线的散射、吸收问题;提高传输速率问题。这些问题影响了传输的可靠性,所以对这些问题的研究成为FSO的发展方向。 7.1 发射、接收的瞄准的研究 在大风中或因地震引起大楼的摆动,发射机发送的光信号对不准接收机,产生的误差大,甚至通信无法实现。目前的研究方向在于提高激光的瞄准,怎样利用非机械装置来实现精确的对准和快速瞄准;在接收机方面,散射光线也带有信息,接收散射光线越多,接收的信号能量越大,但同时接收的噪声也越大,所以尽量提高接收机接收信号总功率,又不能降低信噪比成为研究目标; 7.2 减小大气对通信的影响 在不同的环境中不同波长的光线会有不同的传播特性,这些不同的特性导致了在不同环境下,不同波长的光线会有不同的吸收窗口、不同的散射函数以及不同的折射率,需要寻求一种最优波长,在通信链路中找出波长与性能的最优组合。 7.3 传输速率的提高 FSO相对于其他接入设备最大的优势之一就是带宽。现在FSO产品的速率从2Mbit/s开始,形成多个系列,比较典型的有10Mbit/s、100Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s。有的公司采用波分复用技术,速率可以达到、10Gbit/s。 综上所述,FSO的发展方向是解决大楼的抖动引起的对不准问题、大气微粒的散射问题、大气湍流影响通信问题,提高系统可靠性,在此基础上提高传输速率,使FSO发挥最大优势。 8 结束语 无线光通信已经成为现实,它是连接宽带网的一种快捷方法。文中详细地介绍了国内外目前对FSO的研究以及研究成果,分析了目前存在的问题,如果这些问题能得到解决,那么必能发挥FSO的最大潜能和优势。随着无线光通信技术的不断完善,它一定可以得到广泛的应用。 光通信技术论文:应用于飞行试验的无线光通信技术的探索及展望 【摘要】 本文主要针对应用于飞行试验中的无线光通信技术进行探索及未来发展展望。详细介绍机载无线光通信系统原理,对飞行试验中应用无线光通信系统的方案进行探讨,并对展望该技术在试飞测试领域发展方向。相比于传统的视距微波遥测技术,无线光通信技术以其突出的优势越来越受到研究者的重视,在飞行试验领域应予以探索。 【关键字】 飞行试验 无线光通信 遥测 随着我国航空工业的发展,各种新型号飞机的机载系统发展突飞猛进,这样对试飞测试提出了更高的要求,测试参数和种类的增多直接导致数据量的膨胀,同时也对遥测系统形成考验。传统遥测链路使用的是视距微波通信技术,可靠的数据传输速率在几到几十兆比特每秒量级。显然,传统遥测链路所能承载的数据量和数据种类很有限,随着试飞需求的增加,这将成为未来遥测方案设计的瓶颈,尤其针对高清视频等高速率信号传输,带宽不足的问题会更为突显。 为解决以上问题,本文旨在探索将无线光通信技术应用于飞行试验中。无线光通信技术以光波为载频传输信息,相比于微波技术传输容量大的多,远距离传输可达Gbps级,将会给飞行试验遥测提供极大的灵活性,并且还具有高度保密,无需频谱牌照等先天优势。 一、机载光通信技术 1.1 机载无线光通信技术应用案例 国外科学家很早之前就开始对机载光通信系统进行研究,并且做了丰富的试验。 1980年在美国新墨西哥白沙导弹靶场进行飞机与地面之间的激光通信试验,试验持续三个月,总计工作200小时,激光通信设备安装在USAF-KC-135飞机上,围绕地面站飞行,相距10~100km之间,完成了用窄光束进行激光光束捕获/跟踪,对准试验认证,实现下行1000Mbps,上行200kbps的信息传输。 1996年12月美国Thermo Trex公司在San Diego进行了飞机-地面站远距离的激光通信试验。机上的APT系统,粗跟踪万向支架水平可在±180°、垂直+10°~-90°范围内转动,信标光束散角为2mrad,信号光束散角为100urad。 1.2 机载无线光通信技术简介 机载光通信技术是以飞机为平台,进行空-地或空-天无线光通信。如图1.1为机载无线光通信系统上行通信原理框图。 地面站一般是可移动式车载光端机及处理系统,根据飞行计划在地面选取合适的区域驻扎。 信标光用来进行光端机之间的光束捕获,即粗跟踪,这项技术在大致方位(一般用全球卫星定位系统(GPS)系统引导到初始位置)扫描另一端光端机的信标光从而实现光束捕获,将接收到的光信号引导到定位探测器上进行精跟踪,最后调整收发端,使光束对准。 位置误差模块为位置探测器,可以探测出光信号光斑投射到其检测面的位置,根据既定规则得出的特定位置误差传送给计算机处理,进而控制粗跟踪系统和精跟踪系统进行方位矫正,实现光束对准。 二、飞行试验中应用无线光通信技术的探讨 2.1 飞行试验中的无线光通信技术 在飞行试验中应用无线光通信系统的基本结构如图2.1所示,采集器所采集到的全部或所有需实时监控的数据都可以和记录器输出的视频数据或总线数据合路后,经过电光调制,直接通过机载无线光通信系统光端机下发给地面站。地面站将接收到的光信号经过光电转换还原,解复用各路数据流以待后续处理分析。该系统还具有上行传输能力,可以远程控制整个试飞测试系统,实现遥控遥测能力。 因为无线光通信系统的传输速率很高,应对目前飞行试验遥测的强度绰绰有余,未来的飞机系统复杂,机载系统集成度以及交换信息量会越拉越大,再加上飞机航电系统的飞速发展,在未来飞行试验中有必要加大试飞实时监控的力度,无线光通信技术应由其发展的一席之地。 2.2 飞行试验中无线光通信技术的发展方向 飞行试验遥测系统引入无线光通信技术将有效缓解及应对未来遥测数据量的增加,后期此项技术还可以继续演进。 1)微波/无线光通信复合式遥测技术 微波与光波可分别应对不同的气候状况,若将微波技术与无线光通信技术结合使用,互为冗余,那么可靠性将极大的提高,确保遥测数据可靠下传。 2)全光无线光通信技术 本文介绍的无线光通信系统整体为电-光-电类型,这种架构为系统扩容的瓶颈。所以本系统一个演进方向为全光型无线光通信系统,光信号由光纤放大器放大后直接由光纤发射,通过光学天线的整形准直发射出去,接收端由光学天线直接将光束耦合进入光纤继续传输。这样,无线光通信即可称为真正的“虚拟光纤”,可协议透明的传输的光信号。并且波分复用技术,可以使系统容量成倍的增加,不同种类的信号可以调制到不同波长上同时传输。 三、总结 本文对无线光通信技术在飞行试验中的应用进行了初步的探索与展望。无线光通信技术以其突出的优势越来越受到研究者的重视,在很多领域已经商用,在飞行试验领域尚无应用。今后,传统的遥测技术会成为空地下行数据传输的瓶颈,无线光通信技术不乏为一种备选方案。因为无线光通信系统受天气影响非常严重,所以目前应用受到一定限制,但是随着技术的发展,我们有理由相信它的前途是光明的。 光通信技术论文:光通信技术在电力通信系统中的应用与组网方案研究 摘 要:随着社会的不断发展和经济水平的不断提高,电力系统的发展成为了我国社会主义市场经济体制改革的关键。在电力通信系统中应用光通信技术能够有效促进国家的发展。电力通信系统在我国电网资源的调度工作中起着至关重要的作用,所以,怎样才能够满足电力系统对通信系统的可靠性需求成为了当下最重要的问题。要知道,在电力通信网中,应用EPON技术能够降低成本,还能够提高网络的安全性。文章就电力通信网概述及其存在的问题进行分析,并通过研究光通信技术体制和组网方式,提出光通信技术在电力通信系统中的应用以及光通信技术在电力通信系统中的应用关键点。 关键词:光通信技术;电力通信系统;组网方案 1 电力通信网概述以及其存在的问题 1.1电力通信网概述 电力系统是一项非常复杂的系统,它集发电厂、变电站、输电、配电以及用电为一体。我国电网公司曾在2009年的时候公布了智能电网建设的计划,计划中说要到2020年全面建设有中国特色的坚强智能电网,也就是说利用先进的测量设备,并且在可靠的通信信息平台支撑下,将电力系统与坚强的电网网架高度融合,实现经济高效、透明开放的现代化电网。电力通信网主要分为电力调度网和电力配电网两种,电力调度网是指35kV-500kV的电压,而电力配电网则是指110kV以下的电压。在电力调度网的层次划分上,通常将35kV-110kV的层面称为接入层,将220kV的层面称为汇聚层,将500kV层面的称为核心层,而在电力配电网的划分层次上,则是将35kV-110kV层面称为高压配电网,10kV层面称为中压配电网,220V和380V层面称为低压配电网。电力调度网主要负责传送各种调度指令,它在电力系统中具有至关重要的作用,而电力配电网则是主站系统和各种配电终端的通信桥梁,在电力系统实现自动化控制上起着决定性的作用。 1.2 电力通信网存在的问题 1.2.1 电力调度网 从电力调度网的层次划分上,不难看出,其与电信运营商的层次划分大致相同,目前的电网中,有很多省份都在使用以前的MSTP设备组网,只有少数省份在使用DWDM设备组网,随着我国智能电网的不断发展,网络负荷越来越大,DWDM设备组网已经不能满足电力通信网的需要了,更何况是MSTP设备组网,所以迫切地需要各个层级的电力通信网升级。 1.2.2 电力配电网 长久以来,我国电网存在着“重发轻供不管用”的现象,这种思想严重影响着电力系统的发展。实际上,配电系统是电力接入系统,通常情况下,都是由10kV以下的电压构成的。由于我国配电网的覆盖面积很广,并且技术和手段也很多样,再加之,我国落后的“重发轻供不管用”思想,使得我国的配电设备自动化程度很差,而且还存在网架结构薄弱的现象,这些都影响了人民的生活和国民经济的发展。为此,要想实现智能化的建设目标,就要提高供电水平,让其向着自动化的方向发展,以此来实现配电系统的正常运行。 2 光通信技术体制和组网方式研究 2.1 光传送网 光网络速率是随着光传送网络的传输增多而提升的,图1是光传送网总体结构图,从图中可以看出光传送网正在朝着全光化的趋势发展。 [图1 光传送网总体结构图] 在光通信技术体制中,有MSTP、DWDM、ASON等光传送网,其中,MSTP、DWDM已经发展的非常成熟,但是ASON正在发展中,以下就是对ASON技术体制的具体分析: ASON网络是指在其指令下,完成光传送网链接和交换的网络,它主要是通过控制平面来实现资源的分配情况,进而实现智能化的网络。ASON是由ITU-T将智能光网络标准化的产物,实际上,它的发展与光网络是没有联系的,只是人们习惯将其和光网络联系在一起,如果非要将其联系在一起,只能说,ASON是智能光网络的分支,同时也是智能光网络的主流技术。ASON的技术优势在于它在自身的控制下完成光网络链接和自动交换。要知道,传统的传输网有两个层面,是网管层面和设备层面,但是ASON有三个层面,分别是网管层面、设备层面以及最重要的控制层面,它是通过控制层面来实施交换和传输的。这也是ASON网络的特点。 ASON控制平面的功能就是自动发现功能、信令功能和路由功能,ASON的协议有很多,主要是开放最短路径优先协议、链路管理协议以及基于流量工程的资源预留协议,这些协议可以统称为GMPLS协议,以下就是GMPLS各协议之间的关系,具体如图2: 图2 GMPLS协议之间的关系 2.2 光传送网组网方式 2000-2006年一直都在使用32波X2.5G的DWDM设备组网,在2006-2009年期间,采用的是80波X10G的DWDM设备组网,并逐渐向OTN过渡,而且设备也转向了ASON设备。 2.3 EPON组网方式 使用EPON技术的组网方式,如果是32个节点,那么在EPON技术中,光纤是在局端和分光器之间产生的,一共有32个光纤,那么就是32个分光器,也就是说需要33个光收发器。 EPON的组网优势有很多,比如,网络覆盖范围大、网络可靠性高,并且提供高宽带,而且具有简化网络层次的优势,EPON在光纤传输的过程中,不需要额外的电源,这样就能够使维护变得简单,只需对分光器和ONU进行维护即可。 3 光通信技术在电力通信系统中的应用 就目前光通信技术发展的情况来看,将其应用在电力通信系统中就是国家未来的发展方向。光通信技术已经有了三次变革,这三次变革都加快了我国走向国际的步伐,就是从SDH技术-MSTP技术-ASON技术,现在的ASON技术已经广泛应用在社会上了,ASON技术能够解决提供电路、传送电路等问题,同时还具有保护电路的作用,这些问题都是SDH技术和MSTP技术不能做到的,可见ASON光通信技术的重要性。可以说,光通信技术改善的同时,也给国家的用电量带来了挑战,国内用电量正在增加,电力工程所需的电缆量也在增加,在一定程度上促进了电力网格格局的形成,并且,为光通信技术提供了物理载体,在此种环境下,人们对电力的需求也在不断上升,只有光通信技术就能满足人们的需求,并形成较强的网络,增强我国电力系统的稳定性和高效性,提高我国电力输送网的质量,因此,在未来电力通信系统中一定要应用光通信信息技术。 4 光通信技术在电力通信系统中的应用关键点 4.1 组网方案的制定 现阶段,我国的光通信技术组网方案有两种,一种是在所组建的粗函数平面上开展网络创建工作,另一种是在现有的网络技术下,引进光通信技术,同时还要对网络传输工作进行改造,进而完成网络传递的工作。实际上,这两种组网方案都存在着不足,所以,在选择的时候一定要得当,这样才能保证光通信技术满足电力通信系统的性能需求,这就要求电力工作人员在进行选择的时候要从电力系统的实际情况出发,综合比较,挑选出有效的网络组建模式,以此来实现光通信技术在不同层次和构造上的需求。 4.2 业务规划分析 由于目前光通信技术的网络传输工作能够提供不同层次和性能上的服务,所以,工作人员在开展业务的时候应该制定效益最大的方案,在制定方案的时候要注意以下问题,第一,保证网络跳数出现的最少;第二,缩短业务与业务之间的距离;第三,对光通信技术的应用情况实时监督;第四,保证网络负载均衡,只有保证以上四点要求,才能使光通信技术良好地应用在电力通信系统中。 4.3 设备的选择 目前,我国光通信技术所涉及的设备还存在弊端,要想让光通信技术的优势充分地展现出来,就需要建设规范化的电力传输网,并且选择合理的设备,因此,电力工作人员在选择通信技术设备的时候,要注意以下几点,第一,要保证设备具备有效的安全性,设备网络节点的槽位数量要多,这样才能落实电力系统的性能;第二,电力工作人员在挑选卡板的时候,要保证设备应用的卡板是热备份的;第三,要保证设备能够负荷低阶业务项目的基本要求;第四,应该选择多方向的线路,并且让其集中在多个业务卡板内,以此来提升光通信技术在电力通信系统中的应用安全。 5 结束语 综上所述,光通信技术能够促进社会的进步和国家的发展,并且在人民生活方面也起着至关重要的作用。虽然现在光通信技术在电力通信系统中存在一定的问题,但是电力工作人员要完善地处理,对业务规划进行透彻的分析,选择合理的设备,制定有效地组网方案,只有这样,才能提高网络的安全性和稳定性,降低电力企业的成本,才能够在电力通信系统甚至国家的发展中起到促进作用,进而促进国民经济不断增长。 光通信技术论文:电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术 【摘 要】所谓光通信,是指传输媒质为光波的通信方式。无线电波和光波共同属于电磁波,但是光波相比于无线电波波长短、频率高,由此光波具有通信容量大、传输频带宽、抗电磁干扰能力强的优点。光通信按照传输介质的不同分为有线光通信和无线光通信,按照光源特性的不同分为激光通信和和非激光通信。其中常用的光通信技术分为大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信、紫外线通信。光纤通信是一种有线通信,随着现代光通信技术的飞速发展,在单一的通信技术基础上融合了二到三种其它的先进技术,本文主要阐述将电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的一种光通信技术。 【关键词】信息科学;光纤;光通信;光正交频分复用;通信技术 有人在上世纪30年代提出这样的观点:“总有一天光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”。随着现代通信技术飞速发展,光通信技术日益成熟,光通信的地位也日益凸显,甚至在欧美国家已达到战略地位。目前,光纤通信已经成为各种通信网的重要传输方式,其在信息高速公路的建设上也十分重要。以下将分别介绍电域正交频分复用技术和光纤通信技术,以及在两者相结合的情况下产生的新一代光通信技术。 1.电域正交频分复用与光纤通信技术 光纤通信技术是有线光通信技术中最为普遍、最为重要的传输技术,具有应用广、传输快、使用便捷等优点;而正交频分复用技术可以解决电磁信号在传输过程中相互干扰的问题。下面将分别介绍这两种典型技术的概念、原理及其应用。 1.1电域正交频分复用技术 正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing),简称为OFDM,是多载波调制技术的一种。其基本原理是将主信道分为若干个并行的正交子信道,再通过傅立叶变换将高速的数据信号产生出一组并行的低速数据流,并且把低速数据流调制到每个子信道上传输,从而完成高速数据信号的传输。这个过程有一个突出的优点,即提高系统的频谱利用率,同时降低计算复杂性。正交频分复用技术的使用具有以下几个优势: (1)有效补偿光纤色散。根据现代通信技术的不断发展和人们对通信技术要求的提高,光通信正朝着两个方向发展:一是大幅度提高单信道的传输速率,目前正趋近于100Gb/s;二是快速的网络动态调节能力。但是这两种要求是互相矛盾的,当单信道的传输速率达到100Gb/s的时候,传统光纤的色散补偿能力就变得昂贵和耗时。而正交频分复用技术在电子领域内的应用就恰到好处的解决了这一问题,通过在频域内的复数运算,利用此技术优良的计算性,从而方便的对光纤色散进行补偿。 (2)提升信道传输速率。2008-2009两年间,W.Shieh(澳大利亚墨尔本大学)和S.Jansen分别进行了“107Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验(无光色散补偿和放大的情况下)”和“12*121.9Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验(采用偏正复用和正交通带调制技术)”.两人主导的科学实验打破了制约数字通信高速发展的瓶颈,从而有效的提升了光通信的整体传输速率。 (3)减少信号相互干扰。由于光通信是一种以光波为载体的通信方式,其信号在传输的过程中会受到电磁波的干扰,而通过正交频分复技术则可以采用一定的技术在接收端分离正交信号,从而减少各个子信道之间的互相干扰。其原理在于:在使用正交频分复用技术的传播过程中,将单通道高速信息数据流分配到若干低速速率的子信道中,这样子信道信号带宽就小于总信道带宽,每个子信道上的衰落就趋于平坦,干扰降低;采用此种技术还可以增加子信道符号周期,减少码间干扰。而且由于分离开的每个子信道仅占原来整个信道的很小一部分,相对将容易达到信道均衡。 1.2光纤通信技术 光纤通信就是指以光导纤维作为传输介质传输信号,从而实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信就是光纤通信的简称。光纤通信是光通信的一种,属于有线通信,也可以看成是以光导纤维作为传输介质的“有线”光通信。通常光纤通信系统并不是指一根单独的光纤,通常情况下的光纤系统都是由无数光纤组成的光缆。 光纤的组成主要包括三部分,内芯是几十微米或者几微米的纤芯;中间层是包层,光信号利用纤芯和包层的不同折射率实现在纤芯的内的全反射,也就是光信号的传输;外层是图层,其主要作用就是增加光纤的韧性从而对光纤起到保护作用。光纤通信是以光为载体、以光导纤维为传输介质,把信息从一端传输到另一端的技术方式。光纤通信技术可以大致分为光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。通过不同的技术手段可达到低损耗、低色散、大容量的数据信息传输。 2.现代技术相结合的光通信技术 传统光通信技术包括大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信几种。为进一步推进光通信技术的发展,紧跟目前通信的发展趋势,符合用户对现代通信的要求,将电域正交频分复用技术和光纤通信技术有机融合,从而利用两种技术的优点为用户提供服务。 对于光通信而言,结合正交频复用技术与光纤通信技术的优点,合理互补两种技术的缺点,能够实现光通信技术超高速度、超大容量、超长距离传输的效果,达到为用户群更快的传输数据、更多的输送内容、更远的服务用户的目的。 3.结语 经反复的实验论证,在光通信的传播过程中,利用电域正交频分复用技术可以有效的实现光纤色散补偿、信道传输速率提升、减少信道干扰三大优势;采用光纤通信技术可以逐步实现在更广阔的光谱范围内,低损耗、低色散的传输,是传输容量能够成千倍级甚至万倍级的增长。通过两种技术的结合,产生现代化的电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术。 光通信技术论文:光通信技术课程虚拟实验教学改革研究 摘 要:引入虚拟实验教学是缓解省属地方高等院校科研设备短缺的有效方法。本文以光通信技术课程为例,研究了虚拟实验课程开设的背景与意义,详细阐述了对应的课程内容与具体的实验室建设与实施方法。最后,依据所取得的成果评价了虚拟实验课程的效果,证实了该教学改革的可行性。 关键词:虚拟实验教学;光通信技术;教学改革 光通信技术是当今信息技术领域的前沿与支撑技术之一。2013年,国务院颁布“宽带中国”计划,进一步提升了光通信技术在国家发展战略中的地位。简言之,光通信技术是光纤技术与通信技术的综合体,它具有高速、大容量的优点,但亦存在高成本、高复杂度和多学科交叉的特点。这成为该门课程实践教学开展的主要困难。而且,对于省属地方高等院校,同时面临生源基数大、实验教学经费短缺、设备更新缓慢等难题,使得该问题更加凸显。为缓解这一问题所带来的影响,基于专业光通信仿真软件,引入虚拟实验教学时必然趋势。 一、虚拟实验教学改革的背景与意义 作者所在的黑龙江大学电子工程学院,《光通信技术》实验需为两个本科专业(光电子技术系和通信工程系)学生(约180人/年)提供课程资源。原有《光通信技术》包含“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”5个基础专业实验,仅能覆盖《光纤技术》和《光通信技术》两门专业必修课程的实验教学任务,学生缺乏对“光电子器件”应用的认知。而且,光纤与光通信技术是本专业最重要的两个研究方向之一,是专业学生就业与求学的主要支撑技术。近10年来,光通信技术在“光传输”“光交换”“光接入”和“可见光电力线通信”等领域高速发展。然而,现有实验教学设备多购置于2001年,部分已陈旧、老化。与此同时,面临教学经费不足,设备台套数有限,仪器价格昂贵,由于普通高校扩招导致生源剧增的双重压力,对应的实验内容无法得到更新,课程讲授内容与实验教学脱节,学生学习兴趣低下。 图1 原有专业基础实验方案 与之相比,专业仿真软件具有价格低廉,覆盖领域广,专业性强,灵活性、操作性好等系列优点,可实现光放大器设计,光电转换器件测试,多光通信系统实时在线模拟等功能,与本专业光纤技术、光电器件与检测、光通信技术课程内容吻合。鉴于此,将虚拟实验与原有的专业实验相结合,以专业实验为基础,虚拟实验为进阶,二者相互补充、取长补短,将可有效缓解专业实验教学中所面临的困难。 二、虚拟实验教学改革的具体实施方法 (一)方案设计与实验室建设 1.保留原有的“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”作为基础实验,删除“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”两个实验,节省6学时的课程资源。 2.开设“光通信仿真设计”课程设计,以虚拟实验教学方式提高学生对于“光通信系统架构”“光纤放大器设计”“光电子器件工作特性”的掌握能力。课程设计采用机房集中教学模式,包含“光发射机/光接收机的实现”,“误码率与质量因子评价”“色散补偿特性测试”“光放大器性能优化”“格式生成与转换”五个模块,共计32学时。其中,讲授学时8学时,实验学时24学时,第一、二模块为必选,后三个模块至少任选其一。 3.将原有机房进行升级与改造,新购置计算机50台套,服务器1台套,投影教学设备1台套。更新原有网络布线与系统,实现教师与学生互动能力,提升学生间的交互学习能力,改善学生个人的实验学习平台环境。购置专业光通信仿真软件OptiSystem(12.0版)1套,可同时满足30人在线仿真需求。 图2 虚拟实验设计方案 (二)虚拟实验教学实施方法 在实际的教学过程中,该门课程对于光电子技术专业学生(年均60人)为必修课程,分成2个教学班级循环教学;对于通信工程专业学生为选修课程,根据以往统计,选修课程人员约60―80人,亦分成2个教学班级循环教学。除讲授8学时外,学生需在2周内完成24实验学时,教学资源采用开放模式提供,学生可自行安排学习时间,学时计算由智能管理系统完成。教学模式除课上教学、实验外,还包括师生在线交流与在线答疑。课程考试采用报告模式提交,3人一组,需分工明确,格式统一,数据与分析清楚有效。 图3 虚拟实验教学的实施与执行 三、效果与评价 对于通信工程专业,该门课程设置在第六学期,需学习前期的光纤基础实验。对于光电子技术专业,该门课程设置在第七学期。作为中间环节,他是专业实验的进阶,同时作为本科毕业设计的前期训练,起到承上启下作用。运行一年来,效果显著。主要体现在:(1)增加了实验教学资源,缓解了实验设备台套数少的困难,提升了学生的实践实训能力;(2)完成了课堂教学与实验教学的完整对接,教学内容与深度得到进一步提升;(3)激发学生学习兴趣,为教师的科学研究提供有效辅助。截至2014年12月,已有11名专业学生参与到教师的科研团队中,并在光通信设计领域发表EI检索科研论文3篇,申报发明专利1项,获授权实用新型专利2项,获批省级、校级创新创业课题2项。 四、结论 针对省属高等院校理工科实验教学的实际情况,以“光通信技术”课程为例,引入了虚拟教学环节,有效弥补了原有专业基础实验教学在内容更新、基础设备受限等方面的不足。虚拟实验教学作为专业实验的进阶,可有效提升本科学生毕业设计的质量,成为二者间连接的纽带,承上启下。此外,虚拟实验教学还具有投入低、见效快的特点,它应作为一种重点的教学模式在今后的理工科实验教学课程中得到广泛推广。 光通信技术论文:光通信技术在宽带通信中的应用 摘要:光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短。因此,光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。 关键词:光通信技术;宽带通信;应用 引言 光波按其波长长短,依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光,它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信;按照传输媒介的不同,可分为有线光通信和无线光通信。常用的光通信有大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信。 1.光纤通信技术 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。 2.光纤通信技术发展的现状 2.1波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器),将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。 2.2光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化,满足大众的需求,不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键,光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中,由于光纤到达位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。目前,国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。 3.网络的宽带化和光纤通信 20世纪70年代后半期,光纤作为使用传输技术引进以来,其研究开发的历史一直走传输容量大和应用领域扩大的路。支撑互联网通信量爆炸性增加的是光纤预计今后将推进图像信息等高速信息流的配送服务和TV会议等丰富的双向多媒体通信等宽带服务的引入,网络的宽带化是必然的,其中,作为构建未来宽带遍布网络的技术,光纤和移动通信无疑是璀璨的双壁。综上所述,可以把光纤通信技术的研究开发动向概括为以下三个方面。 3.1传输介质的大容量化。大传输容量技术是极大限度地利用传输介质的能力,以提高传输效率的技术,是以往所有传输系统开发一贯专注的技术。从这方面讲,具有很大潜在传输频带的光纤的大容量化是今后研究的重点。大容量化是光放大波段的扩大,在波段中信道的高密度复用、信道传输速率的高速化、远距离传输技术。即光放大波段扩大是从初期1550nm波段附近的20-30nm,大了1450-1650nm的200nm,将近扩大一个数量级。这与波长信道高密度复用和频率利用率的提高相结合。可以进行超过100信道的波分复用传输。而且每个信道的传输速率也可用以往电子式时分复用,现在达到40Gbit/s。对于光领域的TDM(Time Division Multiplexing)技术,达到了数百吉比特每秒的高速率。为实现宽波段远距离超高速传输,必须实现全信道均匀传输特性,必须进行放大器、传输码、色散管理等技术及其综合技术的研究。 3.2网络化技术。随着WDM的引入,因链路的大容量化,而使链路容量超过节点处理能力,则出现电子瓶颈这一新问题。因此,关于网络的研究正在飞速发展。这项研究是将光分插复用器或光交叉连接引入节点内,不仅是链路,而且节点也光化,利用光级别的接通技术,要有效地构建性能价格比很高的网络。光子网络的技术基础是WDM技术。但WDM技术不仅仅是点对点链路技术,其最大特点是作为网络技术来使用[3]。 3.3使用光纤的接入系统宽带化的相关技术。目前的光接入系统有两种,一种是改造现有设备的经济上较为合算的系统;另一种是可以提供新服务项目的系统。 4.超宽带通信技术的应用 通过极窄的脉冲方法来进行无线信号发射和接受的特别技术就是广义上的超宽带技术。它具有抗干扰力强、低能耗低成本高速率且系统保密性高等优势,解决了传统无线通信技术上的不足。超宽带通信技术在军事活动、雷达测试、通信领域等方面得到广泛使用。 4.1超宽带技术在国内的应用 在我国,早在“十五”863计划中,就把超宽带无线通信兼容性技术和其核心技术共存作为无线通信创新技术和共性技术的研究内容,以此来加强国内对这方面的深入研究,眼前国内仅在雷达系统方面对超宽带系统有比较深入的研究,但还没形成规模性的研究。 4.2 超宽带技术在国外的应用 在国外,超宽带系统早就已经运用在军事和民用方面。美国早在1965年就确定了超宽带技术的基础,现如今,美国在军事方面的研究已经衍生到与之相关的机关团体和企业,美国国防部已经开发了包括战场窃听网络系统在内的几十种超宽带通信系统。民用方面,近年来,国外对此研究相对比较热门,主要因为它的优点在无线电通信方面有着很大的发挥潜力,超宽带系统在国外主要应用于雷达、个人家庭等通信网络和精准定位系统。国际对超宽带无线通信的研发随着科技进步和社会发展需求越来越深入。美国早在2002年初,就正式通过了超宽带技术应用于民间的方案,确定了包括车载雷达、成像和测量与通信等系统,并给出相应的规定。 4.3超宽带技术实际应用 超宽带无线通信组网是根据超宽带技术的特点建立的管理系统,由若干装甲车的超短波和超宽带电台组成的。为能更方便的适应现存的复杂电磁环境,同时更好的增强网络通信组网的可靠性,专家们把超宽带系统和装甲车机械化部队装备的VHF/UHF频段有效结合起来进行使用,加上其成本低功、率消耗低使得部队可以长久作战。基于超宽带技术的穿透能力,不仅可以研发穿地雷达,发现埋藏的地雷,保护地面的安全,并找出敌人地下工作室给予毁灭打击,同时也可以制成成像雷达,运用在装甲机械化得部队中,帮助炮击手射击隐藏敌人。随电磁环境的复杂化和信息量的剧增,抗干扰问题和部队信息安全问题日益突出,超宽带技术的使用就解决了这一问题。因为超宽带技术功率频谱密度低、信号频谱极宽,对方不知道精确的信号参数是很难恢复,具有很强的保密性,加之其抗干扰能力强,能在噪声中顺利传输,在超复杂的环境中也能正常传送,减少对方的侦查机率。超宽带技术不仅可以满足信息安全且保密,还可以实现装甲部队通信的抗干扰性,完全符合现代军事作战的要求。 5.结束语 现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。 光通信技术论文:电力通信系统中光通信技术应用管窥 摘 要:在我国,尤其是经济飞速发展的现代社会,电力系统已经成为我国经济发展的支柱产业。在电力系统中使用光通信技术已经成为电力通信技术发展的趋势。当今社会电力通信系统中的光通信技术已经的得到了广泛的应用。本文以ASON为例,简单介绍了光通信技术的应用现状,发展前景和在在应用过程中值得注意的地方。 关键词:电力通信系统 光通信 ASON 应用 随着我国电力通信技术的发展,我国的电力系统已经和世界先进水平越来越近。我国的电力系统中光通信技术经过了三代的发展,第一代主要是大规模发展的SHD技术;第二代是以MSTP为代表的技术;第三代也就是现代较为典型的ASON技术。第一二代的光通信技术已经取得了很大的发展,至于第三代技术,虽然也应用了近十年但是仍然有很多值得注意的地方。 1 ASON通信技术在电力通信系统中的应用前景 作为新一代的光通信技术的代表的ASON光通信技术是通过信令控制实现对用户发起的业务请求等内容的建立或者拆除,使交换和传送融为一体的新技术。ASON光通信技术是在第一二代技术的基础上发展起来的,它不仅仅继承了第一二代通信技术的优点,还可以解决电力通信系统中的快速提供电路、快速传输电路以及快速对电路进行恢复和保护这三个问题。随着社会平均用电量的不断增加,对于电力光缆的应用规模也在逐渐扩大,这种网络格局的形成为ASON技术的应用和发展创造了良好的物理平台。除此之外,由于社会的发展对电网运行过程中的安全性要求在不断增加,使用ASON光通信技术已经成为电力通信技术发展的必然趋势。和传统的SHD技术相比,ASON技术在快速布置等方面有着无可比拟的优越性,并且可以给电力通信系统提供分布式的网络控制能力。并且,在电力通信系统中应用ASON技术可以提高电力光传输网的质量和性能。 2 以ASON为代表的第三代光通信技术的应用 ASON光通信技术的应用范围主要是骨干网和城域网。对于城域网来说,由于我国的城域网的业务量相对较大,对业务调度的动态性性要求比较高,再加上电力业务自身的特殊性,使得在局域网中率先应用ASON技术。城域网的特点就是电路调度频繁、对电路的开通时间等方面的要求较高并且数据业务是动态性变化的。鉴于这种特点,在城域网中就可以现在骨干层中应用ASON光通信技术,之后根据城域网的特点,进行逐渐的使用范围的延伸,最终实现在城域网中端到端的光电网络形式。在实际的电力通信系统当中应用ASON光通信技术构建城域网的例子相对较少,但是,随着电力业务逐渐向着专业化和复杂化发展的趋势以及对各种电力业务之间的关联和流通的要求的增加,这门光通信技术将逐渐投入应用。尤其是对于电力多媒体业务的应用方面,通过使用ASON光通信技术建立城域网既可以实现对业务和网络的保护又可以更好地实现对电力系统资源的保护。 3 在电力通信系统中应用ASON应注意的事项 应用ASON光通信技术已经成为一个必然的趋势,但是仍然值得考虑的就是在我国现阶段应用较为广泛的仍然还是第二代光通信技术。因而,在实现这种新旧技术之间的交替使用的过程中仍然有很多值得注意的地方,在应用这门技术之前首先要做好经济方面的评估,选择合适的交替方案,在实际应用时还应注意组网方案以及设备的选择和业务规划等方面的问题。 3.1 组网方案的选择 现阶段在选择ASON光通信技术中使用时的组网方案主要有两个:第一个方案是以现有的网络技术为主,在现有的网络技术的基础知识引进ASON的控制平台,并且通过对现有的传送网络的改进,利用现有的网络实现业务的传输;另一个方案是在现有的传送平面的基础之上重新进行网络建设。这两种不同的方案有着各自的优缺点,可以实现对ASON不同层面上功能的利用。因而,在实际的组网方案的选择过程中要根据自身建网的功能需要,选择合适的组网方式,之后如果对其他的功能还有需求的话可以在逐步增加。 3.2 设备的选择 在国内目前生产ASON相关设备的厂家主流有华为、中兴、烽火等,相对而言各有利弊。由于厂家较多,为了实现传输网的统一和完整,使得ASON的优势可以被充分发挥就要选择合适的设备。在进行设备选择时应注意以下几方面:第一方面,网络节点的槽位数量多,总线带宽大并且具有良好的通用性的设备;第二方面,在选择卡板时要根据实际的需要选择,但是主要的卡板都要使用热备份;第三方面,设备可以满足低阶业务交叉调度工作;第四方面,多个方向的线路应集中在多个业务卡板上,避免集中到一个卡板上容易造成的多方向业务中断的事故。 3.3 业务规划 由于ASON光通信网络技术可以提供不同等级的服务,因而在进行业务规划时要从业务保护的角度出发,选择合适的业务保护恢复策略。在进行路径设计时应注意以下几点:第一点,业务经过的距离最短;第二点,在距离相同的情况下,跳数最少;第三点,负载均衡。通过注意路径设计的要点保证业务的可靠性;第四点,对ASON的管理也是不容忽视的内容,在进行业务规划时要做好相关的网络管理工作,从而充分发挥ASON的作用。 4 结语 ASON光通信技术作为目前较为先进的光通信技术,对于大规模的电力通信系统有着不可替代的作用,虽然现阶段的应用并不广泛,但是,随着经济的不断发展和技术的完善,这门技术将成为构建电力通信网络的核心技术。 光通信技术论文:基于先进调制的高速可见光通信技术 摘要:基于发光二极管(LED)调制带宽限制了可见光通信(VLC)系统传输速率这一问题,从VLC系统的先进调制技术出发,探讨了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制3种调制技术。对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。 关键词: 可见光通信;正交频分复用;无载波幅相调制;频域均衡单载波调制;类平衡探测 可见光发光二极管(LED)具有高亮度、高可靠性、能量损耗低和寿命长等许多优良的特性,可用于全色显示、交通信号指示和照明光源等,是公认的下一代绿色照明产品。此外,可见光LED还具有调制性能好、响应灵敏度高的优点,利用LED的这种特性,我们还可以将信号调制到LED所发出的可见光上进行传输。LED可以将照明与数据传输结合起来,促进了一种新型的无线通信技术,即可见光通信(VLC)技术的发展[1]。VLC利用的可见光波段是未受到管制的频谱,无需授权即可使用。与传统的射频无线通信技术相比,VLC具有如下优点[2-4]: (1)绿色通信,安全环保,没有射频电磁辐射,且LED发出的白光对于人眼安全。 (2)能够同时实现通信与照明。 (3)白光不可穿透墙壁等物体,因此可见光通信具有高度的保密性。 (4)可见光不受射频信号的电磁干扰,可以应用在电磁敏感环境中,如机舱、医院等。 (5)由于频谱无需授权即可使用,所以可见光通信应用灵活,可以单独使用,也可以作为射频无线设备的有效备份。 目前,VLC得到了全球研究者越来越多的关注[5-13]。VLC技术已经取得迅猛发展,传输速率从最开始的几十兆比特每秒[5-6]到500 Mb/s[7]再到800 Mb/s[8],目前已经突破了吉比特每秒[9-10]。随着与VLC相关系统器件的开发,系统通信速率还会有更高的提升。 但是VLC技术通信速率的提高也存在着很多限制因素,其中最主要的挑战是LED有限的调制带宽。目前,普通商用白光LED的3 dB调制带宽都低于10 MHz,这很大程度上限制了VLC系统的传输速率。为突破调制带宽这一“瓶颈”,许多技术都被应用到VLC系统,如系统多维复用技术[11]、预均衡技术[12]、后均衡技术[13]等等,来提升VLC系统传输速率。采用先进调制技术,是克服可见光通信系统调制带宽限制,提升系统传输容量的有效方法。在VLC系统中,可以采用的先进调制技术包括类平衡探测-正交频分复用(OFDM)[14]、无载波幅相调制(CAP)[15]和频域均衡单载波调制技术(SC-FDE)[16]。本文从提升VLC系统传输容量出发,分析这3种先进调制技术的特点与实现方式,实现了高速VLC传输系统。通过对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。 1 类平衡探测-正交频分 复用技术 类平衡探测-正交频分复用技术(QBD-OFDM)结合类平衡探测编码技术和OFDM技术[14]。OFDM信号数据被分为多个数据块,每个数据块有两个符号的数据。在相同的数据块,第二个符号中的信号是和第一个符号中的信号在运算符号上是相反的。经过理论推导,发现二阶互调制失真、直流电流、可以完全消除,而且接收机的灵敏度可以提高3 dB,因此可以提高信噪比。 我们采用QBD-OFDM技术,实现了可达到2.1 Gb/s实际物理数据速率,并使传输距离达到2.5 m。图1为所提出的QBD-OFDM实验的原理。实验中,QBD-OFDM信号由任意波形发生器(AWG)产生,经过低通滤波(LPF)、电放大器(EA)和偏置树(Bias Tee)后调制到红绿蓝发光二极管(RGB-LED)不同颜色的芯片上。经过自由空间传输后,在接收端由棱镜聚光后,用滤光片将3个波长的光分开,最后采用雪崩光电二极管(APD)探测器接收。然后进行后端的均衡与解调算法处理。 结合波分复用(WDM)和类平衡探测子载波复用,很好地利用了多色LED的波分复用,提供了更多的传输信道。利用类平衡探测技术很好地避免了OFDM提供更多子载波时的峰均功率比(PAPR)限制,有效提升了多色LED传输速度,提高了系统误码率(BER)性能,同时增加了可见光通信的传输距离。图2给出QBD-OFDM技术和直接探测光正交频分复用(DDO-OFDM)技术的对比。两个子信道带宽为,Sub1:6.25~56.25 MHz,Sub2:56.25~106.25 MHz。每个子信道对应的调制阶数分别为,红光:256正交幅度调制(256QAM)和128正交幅度调制(128QAM),绿光:128QAM和64QAM,蓝光:128QAM和128QAM。因此,红光、绿光和蓝光的数据速率分别为750 Mb/s、650 Mb/s和700 Mb/s,总数据速率达到2.1 Gb/s,实验距离可以达到2.5 m。在距离为0.5 m时,红绿蓝3色对应的Sub1、Sub2两个子信道的BER提升为25.6 dB、31 dB、30.3 dB、25.8 dB、21.8 dB和19.3 dB。当可见光通信系统的通信距离增加时,系统误码率会增加,这是因为距离增加导致系统接收到的光信号减弱,系统信噪比降低,误码率增加。继续增加距离会使BER超过前向纠错码的门限,为使距离增加,就要使系统的传输速率降低。蓝光LED采用QBD-OFDM和DDO-OFDM的对应的Sub1、Sub2两个子信道的星座图如图2(d)的(i)、(ii)、(iii)和(iv)所示。 2 无载波幅相 调制技术 无载波幅度相位调制(CAP)是正交幅度调制的一个变种多阶编码调制技术,可以使用模拟或数字滤波器,实现灵活的子带划分和高阶调制,减少了计算的复杂性和系统结构,在数字用户线路有着广泛的应用。 无载波幅相调制信号可以表示如下: [st=at?fIt-bt?fQt] (1) 这里a(t)和b(t)是I路和Q路的原始比特序列经过编码和上采样之后的信号。[fIt=gtcos2πfct] 和[fQt=gtsin2πfct]是对应的整形滤波器的时域函数,它们形成一对希尔伯特变换对。 假设传输信道是理想的,在接收机端两个匹配滤波器的输出可以表示如下: 这里[mIt=fI-t] 和[mQt=fQ-t]是对应的匹配滤波器的脉冲响应。利用对应的匹配滤波器在接收端就可以解调出原始信号。 我们采用了无载波幅相调制技术,结合先进预均衡与后均衡算,后均衡算法采用改进级联多模算法(CMMA),实现了1.35 Gb/s可见光传输系统实验[15]。实验原理图和实验装置图如图3所示。 图4(a)到图4(c)为采用改进CMMA均衡算法所测得BER和距离的关系。实验中,每个波长上采用频分复用技术,将不同用户的信号分别调制到3个子载波上,每个子载波调制信号带宽为25 MHz,调制阶数为64QAM,因此每个子载波的传输速率为150 Mb/s,每个波长的传输速率为450 Mb/s。在发射和接收的距离为30 cm时,经过波分复用后该系统总的传输速率达到1.35 Gb/s。图4(d)对比了CMMA和改进CMMA的性能,改进CMMA性能要优于CMMA,尤其是在第3个子带更为明显。 3 频域均衡单载波调制技术 基于频域均衡的单载波调制技术(SC-FDE)是基于单载波的高频谱效率调制技术,该调制技术频谱效率和OFDM一致,复杂度一致。可见光通信系统是一个非线性非常严重的系统,OFDM存在PAPR的缺点,高PAPR对于可见光系统是一个非常大的缺点,而SC-FDE相比于OFDM具有一定优势,因为SC-FDE拥有更小的PAPR,其调制/解调原理如图5所示。SC-FDE调制技术和OFDM过程基本一致,但SC-FDE技术把IFFT变换从系统发射端移到了系统接收端。 采用SC-FDE技术,使用RGB-LED波分复用技术和高阶调制格式,并在频域采用预均衡和后均衡技术,可以在LED 3 dB带宽只有10 MHz的条件下取得3.25 Gb/s的速率[16]。如图6(a)所示。该速率是在发射和接收距离小于1 cm条件下测得,预均衡后的带宽为125 MHz,红光和绿光都采用512QAM,蓝光则采用256QAM。图6(b)、图6(c)和图6(d)分别为红绿蓝3色BER与距离的关系,并给出了每种颜色光有无预均衡的性能对比。 4 结束语 本文针对可见光通信系统的调制带宽低问题,采用先进调制方式,突破带宽限制,实现可见光通信系统大容量传输。本文分析了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制技术。通过对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。因此,先进调制格式技术是实现高速VLC系统非常重要的途径。 光通信技术论文:LED可见光通信技术专利申请分析 【摘要】 2000年可见光通信的概念横空出世,其利用发光二级管(LED)作为光源,使LED照明的同时可以进行高速通信。本文对LED可见光通信技术领域的专利申请趋势及优势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析。 【关键词】 LED 可见光 通信 专利分析 技术综述 一、数据库的选择和检索 根据数据库收集的文献量及分布特点对中文和外文数据库进行选择,其中中文数据库选择CNABS 数据库,外文数据库选择VEN数据库。 CNABS 数据库收录了自1985 年至今在中国申请的全部专利文献,其中整合了所收集到的中国专利数据信息、中国专利英文文摘数据、外文数据库如DWPI 和SIPOABS 中收录的中国文献的信息,以及深加工数据库的信息,并且包含大量丰富的字段,便于检索和后期的技术分析。 VEN 数据库收集了自1927 年至今的约97个国家和组织的专利文献,其中整合了SIPOABS、DWPI中收录的信息,涵盖了两个主要国外数据产品的全部数据,扩大了数据范围,结合各库特有的加工特点数据数据项,以互补的形式提高了数据质量,使对外文文献的检索入口统一,简化多库、转库的检索操作,检索结果可关联出各单库文献内容,在保证查全、查准的同时兼顾文献阅读的便捷性。 考虑到本文所分析主题的特点,笔者采用了以关键词为主的检索方式,在专利库中使用的关键词为:可见光通信(Visible Light Communication,VLC);发光二级管(light emitting diode,LED),检索时间截止到2014 年5 月29 日,排除实用新型专利申请,共获得287篇发明专利文献。 二、LED可见光通信专利技术的整体情况 2.1专利申请量趋势分析 下图1 为LED可见光通信技术全球专利申请趋势图。由图可见,检索到的LED可见光通信技术的专利最早出现在2004年,此后申请量有所上升,在2008年有所下降,原因可能是受金融危机的影响,自2009年以后,申请量增长极为迅速,并在2012 年达到高峰;2013年的数据有所下降,主要原因可能是近两年申请的专利还有大量未公开。 相对于其他类型的无线通信的技术,如射频通信等,LED可见光通信技术的研究起步较晚。随着无线频谱资源日趋紧张以及对节能降耗、绿色环保技术的逐渐重视,对该技术的研发将保持持续的热度,该领域的专利申请量也将继续保持稳步增长的状态。 2.2专利申请产出国和申请人分布 专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国,一般而言,一个国家拥有的原创技术越多,说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。 通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析(如下图2 所示),排名靠前的国家依次为中国、日本和韩国,并且排名前三位的国家的申请量远远高于其他国家,显示出极高的开发研究活跃度。 进一步地,对在华申请人进行统计分析发现(如下图3 和图4 所示),约45% 的申请来自企业,高校及科研院所的申请量占约43%,剩余约12%的申请来自个人申请。 中国的企业申请人中,以深圳光启创新技术有限公司代表,其相关申请量为22 件,远高于韩国三星和日本东芝;另外值得引起注意的是,个人申请人郭丰亮,其相关申请量达13件;高校及科研院所的申请量相对较少,其中清华大学、中国科学院半导体研究所的申请量排名靠前。 光通信技术论文:光通信技术实验的教学模式与实践探讨 摘 要:阐述了省属高校光通信技术实验教学存在的问题,结合我校通信技术专业实验教学实践情况,提出了创新式的教学模式-实践与仿真相结合模式和研究生参与实验教学管理等措施,新教学模式与实践措施激发了学生的学习兴趣,同时也提高了教学效果。 关键词:光通信技术实验 教学模式 创新 引言 随着高校就业压力的逐渐攀升,各个高校均想通过提高实验实践教学质量来提升学生的就业竞争力。与部属高校相比,省属高校的经费少、底子薄,实验教学条件、师资条件有限而往往导致实验教学质量不高。为了改变目前的现状,省属高校纷纷出台相关政策来提高实验实践教学质量。比如湖北工业大学提出721人才培养模式,其中的1就是要培养具有创新性的具有很强实践能力的人才培养模式,其主要措施之一就是通过改变目前实验实践教学环节的教学模式来提高教学质量。为此,本文结合我校光通信技术实验的实验教学经验,提出了创新式的教学模式-实践与仿真相结合模式,激发了学生的学习兴趣,同时也提高了教学效果。[1] 一、实验教学存在的问题 我校光通信技术实验的学时为24,每个实验约占2个学时,约开12个实验项目,即约有12套不同的实验设备,由于省属高校的经费少、底子薄,导致实验室没有配实验员,同一个实验项目的实验设备一般约为两套,这导致我们只能每班分成12组,每组3人,每组做不同的实验项目,这种做法的最大好处是节约仪器设备成本和教学成本,但指导教师一个人一堂课要兼顾12个不同的实验项目,导致实验指导教师的任务量很大而很难监管好学生。此外,没有正规的实验教材,这些因素导致部分学生心里上不重视实验。由于存在以上问题,实验课教学效果不是很理想,学生的实践动手能力较差,在就业竞争中往往处于劣势。[2] 二、新教学模式与实践探讨 针对上述存在的问题,提出了如下的教学模式和实践措施。 1.监管措施 由于以前教学存在监管难问题,本实验室提出研究生参与实验教学的新思路,得到了学院和校的认可,研究生指导费由学校以勤工俭学的方式支付研究生的劳务费。目前光通信技术实验室有两个本专业的研究生参与辅助实验教学。其任务主要是和老师一起检查学生的实验预习情况,监管实验过程和检查验收实验结果,这样每人每堂课全程负责4个实验。指导老师的任务量可大大减少,提高了监管力度,经过今年的实践,取得了明显的效果,受到了学生的好评。 2.实践与仿真相结合模式 由于学生对理论理解不是很透彻,加上光学实验光路调整较难,大部分学生对实验现象缺乏了解,往往导致学生不知道要调出什么样的实验现象。针对这种情况,目前指导老师立项申请了光通信技术实验的Matlab Gui仿真的教研项目,并立项获批。仿真界面与实际实验一致,给出了实验现象。学生在做实验前可先看Matlab Gui仿真结果,知道自己要调出的实验现象到底是怎样的,同时,程序代码公开给学生学习,鼓励学生修改代码,做出更好的界面和实验效果,采取这个新的教学模式,大大提高了学生的学习兴趣,同时可增强学生做出实验的信心。此外,这种新模式也符合学校对创新的要求。[3] 3.实验教材的编写 由于缺正规的实验教材,部分学生会因为这个原因不重视实验课。针对这种情况,本实验室组织其他老师参与实验教材的编写,实验教材按基础实验必修实验排在前,选修实验排在后,创新实验排在最后。且根据理论课内容的先后顺序编写实验内容。目前,实验教材正在交付出版社出版,相信有正规的实验教材的出现会给实验教学带来更好的教学效果。[4] 三、结论 我校光通信技术实验室经过近10年的摸索,逐渐找到了一些好的教学经验。比如引进研究生参与实验教学的监管、实践与仿真相结合模式、编写教材等。这些新的教学模式和措施激发了学生对实验课学习的兴趣,同时监管得力也使得教学效果大大提升。 光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨 摘 要 光通信技术在现代电信网建设中发挥着巨大作用,不断改变着人们的通讯生活,它是世界新技术革命的重要标志,更是未来通讯必不可少的工具。本文对光通信技术现状进行概述,并探讨了其未来的发展趋势。 【关键词】光通信技术 现状 发展趋势 1 光通信技术现状 1.2 DWDM技术 宽带城域网的建目前正成为电信建设的热点。由于DWDM技术的巨大带宽以及传输数据的透明性,人们一直希望能把DWDM作为城域网中的传输平台。在长途传输时,由于DWDM采用了EDFA将光信号直接放大,节省了许多的电中继设备,从而在很大程度上节约了成本。再者由于电中继传输距离加长,对激光器的色散容限以及啁啾特性也提出了较高要求。这些技术的应用又提高了系统成本。尽管这些高性能的器件和部件价格不菲,但是由于广域网传输距离很长,DWDM系统中很多波长通道共用光纤和放大器,所以依然可大幅降低成本。 1.2 光纤宽带接入技术 在各种宽带接入技术中,光纤宽带接入的技术是最有潜力发展的。在光纤宽带接入时,因为光纤所到达的位置不同,有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等不同的应用(统称FTTx)。在FTTx中,除了FTTH是光纤已经到达最终用户之外,另外几种光纤离最终和用户都还差一段距离,光信号终接后,还需要采用金属线或者无线接入的技术,才能达到最终接入。FTTH是光纤宽带接入最终方式,它可以提供全光的接入,因此它能充分利用光纤的宽带特性,为更多用户提供所需要不受限制的带宽,充分满足了宽带接入的需求。在FTTH应用中,主要采用点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,也可以称作是光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。 1.3 走进电信基础网络的城域光以太网技术 光以太网技术在光城域网构建中最为主流技术之一,它使得以太网的优越性扩展到了城域网范围,并且也是具有很好的扩展性,它能非常方便地扩展用户的数量。达到提高光以太网的可运营、可管理能力,该技术一直是主要发展方向。为了提高以太网的可运营和可管理能力,人们通过附加各种技术对传统以太网进行改造,试图提高其智能化的程度,具体包括一下四点:利用MPLSoE、带宽控制等技术实现对以太网的控制和分等级的QoS,利用VLAN、策略路由、Web认证等技术增强以太网的安全性和可管理性;利用AAA等技术实现对以太网接人用户的计费和行为审计;将CDN技术、L4-L7交换技术应用于以太网交换设备中,提供面向用户的个性化网络服务。 2 光通信技术发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,全光网络也是人们坚持不懈追求的梦想。 2.1 超大容量、超长距离传输技术 波分复用技术在很大程度上提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的前景应用。近年来波分复用系统发展也很迅速,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在很快扩展。提高传输容量的另一种方法是采用 OTDM技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来达到提高传输容量的,它实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 提高光通信系统的容量仅靠OTDM和WDM毕竟有限,所以能把多个OTDM信号进行波分复用, 传输容量也能大幅提高。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空很小,对色散管理分布的要求也会降低,且RZ编码方式对光纤非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统大都采用了RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 2.2 光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲, 由于在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,经过光纤长距离传输后,速度和波形都保持不变。利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信这就是光孤子通信,在零错误码的情况下信息的传递可以达到万里之遥。 光孤子技术的发展前景:在传输速度上是采用超长距离的高速通信,频域和时域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现在行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用减少ASE、再生技术、重定时和整形等,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。 2.3 全光网络 全光网将会成为未来的高速通信网。全光网是指网络中端到端用户节点之间的信号通道保持着光的形式,信号传输与交换也是全部采用光波技术,因为网络中不用光电转换器,也就允许存在各种不同的协议和编码形式,信息传输也就具有透明性。全光网的主要技术有光纤技术、SDH、光交换技术、OXC、光复用/去复用技术、无源光网技术、光纤放大器技术等。 2.3.1 全光网面临的挑战 (1)网络管理 。 除了基本的功能之外,核心光网络的网络管理应包括光层波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理。 (2)互连和互操作。 目前ITU和光互连网论坛(OIF)正致力于互操作和互连的研究并且已取得一些进展。ITU的研究集中在开发光层内实现互操作的标准。然而OIF更多的是关注光层和网络其他层之间的互操作性,并能集中进行客户层和光层之间接口定义的开发。 (3)光性能监视和测试。 目前光层的性能监视和性能管理大部分还没有标准定义,但正在开发之中。 2.3.2 发展前景 通信网发展的目标是全光网,是由两个阶段完成。全光传送网为第一个阶段,即在点对点光纤传输系统中,全程不需要任何光电的转换。长距离传输完全靠光波沿光纤传播,称为发端与收端间点对点全光传输。完整的全光网为第二个阶段。在完成上述用户间全程光传送网以后,还有不少的信号处理、储存、交换以及多路复用/分用、进网/出网等功能都要由光子技术完成。完成端到瑞的光传输、交换和处理等功能,这是全光网发展的第二阶段,即完整的全光网。 光通信技术论文:浅谈无线光通信技术的发展 摘要:现如今,人们的生活伴随着信息化的发展而日新月异,在光通信方面,人们对传输的速度的要求愈来愈高,高速率数据的使用量更是在大幅度的增加。正是由于光纤通讯的这一特点,使之成为了广域通信网中的中坚力量。在当今社会的广域通信网络中,约八成以上的信息是通过光纤通信来传递的。从这些信息来看,光纤通信百利而无一害。但是凡事有利必有弊,从光纤网络到用户之间的门户地区,假如架设光缆将产生巨大的浪费且费时费力。那该如何是好呢?笔者将通过无线光纤通信技术的实施来解决这个问题。 关键词:FSO技术;光纤;成本节约 光通信分为有限光通信和无线光通信两种,有线光通信即光纤通信,已经成为广域网,城域网的主要传输方式之一。无线光通信又称为自由空间光通信。(FSOfreespaceopticalcommunication)。FSO技术以激光为载体,用点对点或者点对多点的方式来实现连接。 一、无线光通信的简介。 光通信的出现其实比无线电通信还要早一些。波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年。但是已发明电话而著名的,家喻户晓的贝尔,在1876年发明电话之后,就想到了利用光来通电话的问题。1880年,他利用太阳光作为光源,用硒晶体(为一种链状自然金属单质矿物、三方晶系,空间群为93.21,晶体沿Z轴延长呈针状、柱状、灰色、条痕红色,解理平行三组完全,晶体易弯曲,具挠性。莫氏硬度2.25~3。密度4.8克/立方厘米,为硒化物的风化产物,由硒铅矿变来,常与褐铁矿共生。)作为光的接收器件,成功的完成了光电话的试验。而通话的最长距离已经达到了213米。在笔者看来,在贝尔毕生的发明中,光电话应该当之无愧为最伟大的发明。 无线光通信的系统组成可如图所示 如图可以看出,一个无线光通信系统包括三个基本的组成部分,发射机,信道和接收机。FSO系统的传播介质是大气,它是凭借大气进行光的信号传播。所以,只要在发射机和接收机之间存在足够的光发射功率,并且存在无遮挡的视距路径,就可以完成FSO的通信了。 对于一个无线光通信的系统来说,最经常使用的光学波长为近红外光谱―850nm,如若要支持更大的系统功率的话,也可以使用红外光谱―1500nm的波长。在FSO点对点的传输过程中,发射机和接收机的设置都是双向的,即每一端都可发射光信号和接受光信号。以便于实现双边通信。而FSO所采用基本技术则是光电的转换(photovoltaicconversion),光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径,最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置,另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。 二、FSO系统的一些关键技术。 FSO的关键技术主要包括:高功率激光光源技术,光收发天线和精密可靠的光束控制技术,大气信道的研究,高灵敏度的信号探测和处理技术,高精度的捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术等。 高功率激光器的选择是FSO技术中十分重要的一环,激光器是用来产生激光信号,并形成光束射向空间。激光器的好坏直对通信质量及通信距离有着十分重要的影响,对系统整体性能影响更大,因而对它的选择是一个重点。空间光通信的传输距离长,空间损耗大,因此激光器输出功率大,调制速率高是对光发射器的一个重要要求。 一般用于空间通信的激光器有三类,其中的.二氧化碳激光器。,输出功率最大( 10kw),输出波长有10.6m、9.6m,但缺点是体积较大,寿命较短,因为它只适合于卫星与地面间的通信而不适合FSO系统的运用。 快速、精确的捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术,是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。该系统的组成包括两个部分:捕获(粗跟踪)系统。“它比较适合在较为宽广的范围内捕获目标,捕获范围约达±1°~±20°或更大。通常采用CCD阵列来实现,并常与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构共同完成粗跟踪,即目标的捕获。捕获的视场角为几mrad,灵敏度约为10pW,跟踪精度为几十mrad;”跟踪、瞄准(精跟踪)系统。该系统是在最终完成目标捕获后,对相应目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器(QD)或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现,并配以相应伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百ad,跟踪精度为几rad,跟踪灵敏度大约为几nW。 大气信道:对于大气对激光通信信号的干扰的分析比比较有局限性,目前仅存在于大气的吸收和散射等,很少涉及到大气湍流所引起的一系列问题比如闪烁、光束漂移、扩展以及大气色散等。其实这些因素都直接影响着接收端信号的信噪比,进而影响系统的误码率和通信距离、通信带宽。因此,笔者认为有必要在这方面进行更加深入的探讨,并合理提出以上问题的解决方案。例如,采用自适应光学技术就是一个非常不错的研究方向。 三、FSO系统的优点与不足。 FSO系统是不需要向无线管理委员会申请频率执照的,所有比其他的技术都要便捷很多,而且该系统所使用的机型小巧,容易架设。能够很便捷的解决宽带接入的问题,不失为一种省钱省时省力的好方法。 1.FSO系统的频带很宽,速率很高。这是由于FSO系统的传输介质与其他的不同,它是以空气为传输介质的,所以所产生的阻碍会相对于光纤传输会更小,在相同的带宽之下,有着更大的优势。 2.FSO系统适合多种通信协议,在之前的通信系统中,一个普遍的比较麻烦的问题就是依赖与某种协议,但是FSO系统完全突破了这一限制,在现今通用的通信网络中,比如以太网,ATM等,都支持FSO的传输速率。 因此又节约了一大批的资源成本。 3.FSO系统的搭建相当方便,不论是在江河海滩上,还是办公大楼,屋顶上均能方便的架设,除了能实行地面架设以外,更不可思议的是可以直接进行空间架设。并且架设时间相当短,一般几个小时之内便可以完成,大大节约了人力资源成本。 4.FSO系统的安全性能高,由于该系统具有非常窄的波束以及良好的方向性,因此很难以被干扰或者窃听。同时,相对于价格昂贵的光纤网络来说,FSO系统的成本很低,大概只有光纤系统的百分之二十的成本。 此外,FSO系统在很多方面都可以得到合理的运用,比如可以用于军事设施或者国家保密部门的内部系统,用于施工难度高,技术难度大的省市或者边远地区,还可以作为防止光纤通信服务以外中断的后备计划,以及用于公司内部,家庭内部的局域网的连接。 当然,任何的网络通信系统都是有自身的缺点和不足的,FSO作为一种通信技术,自然界对其影响还是很大的。因为激光对位置的精准度要求很高,如果由于大自然的风,雨,雷等原因而造成了激光发射器或者接收器位置的稍微偏离,便会影响光信号的对准与接收。除了恶劣的天气,空气质量也是影响其工作的因素之一,空气中的散射粒子同样的会使发出的光信号产生偏差,所以FSO系统对于空气质量也是有一定的要求的。 由于FSO系统多半是用于短距离的传输,因此长距离传输也就成为了它的弱点。这使得该系统的运用范围变得很窄。同时,由于是采用激光技术,对人体的安全也是不容忽视的因素之一。 中国的FSO技术引进时间比较晚,所以无线光技术到目前为止仍然处于研究起步的阶段,尚未投入到大规模的使用和生产。少数的几家公司率先实验制制作出了成品,但是也还没有投入到生产。究其主要的原因,还是对该技术存在着技术拿捏上的不足以及对其可靠性有所怀疑,因而不敢进行大规模的使用。但是,在笔者看来,无线光通信在国外已经有了良好的发展,说明其大规模的使用已经成为了必然的趋势。它的便捷性,快速性以及对成本的要求较低,使得其成为了不可代替的一种通信技术手段。笔者相信,经过广泛的研究和对突出问题的解决,FSO技术将在国内有着非常大的发展前景。(作者单位:华中科技大学文华学院)
钢筋混凝土结构设计探究:浅谈建筑工程混凝土结构设计强化措施 【摘要】近年来国内建筑工程质量安全事故频发,通过在施工一线多年的从业研究发现,抓住工程设计安全这个“牛鼻子”,对于提高工程质量有着重要意义。工程设计安全是施工质量的重要保证,土木建筑工程结构设计是工程设计的重中之重,是整个建筑过程中最重要的环节。不仅关系着建筑水平的高低,还关系着人民生命财产安全和国家基础事业的发展。 【关键词】钢筋混凝土;加强设计措施;结构检测问题;解决策略 1. 外观质量检测中常见问题及相应对策 建筑外观具有直接可视性,容易被观察。普通人群通过观察建筑外观,便可评价建筑质量好坏。所以对混凝土外观质量的检测,具有重要意义。混凝土外观结构质量检测中,经常性出现露筋、空洞、疏松、裂缝和蜂窝等不同程度的损伤问题。其中最常见的就是蜂窝和裂缝。 1.1蜂窝问题的成因及对策。 当混凝土表面缺乏水分,缺少砂浆的时候,石子变得干燥,容易暴露在外,混合材料分层离析,形成一个个的蜂窝状的小孔,这就形成了钢筋混凝土外观的蜂窝问题。蜂窝问题的严重程度,应利用直尺或者百格网等有效测量工具,测量蜂窝的面积、深度和分布率。当钢筋混凝土表现出不严重的窟窿状蜂窝时,可以用 1B2的水泥调和砂浆抹面进行修整。对于较严重的蜂窝现象,必须严厉整顿,除掉表面的酥松层,将混凝土内层用水清洗干净,然后支膜,用比设计级高一级的混凝土细致浇灌、摸面。当然也可以根据实际的情况 , 用进管压浆方法进行处理。 1.2裂p问题的成因及对策。 当钢筋混凝土干涸时,拉伸应力大于其原来拉伸强度的时候,也可以说,拉伸应力超过了拉伸的极限而造成的开裂。不同的原因,会造成不同种类的开裂。早期的开裂,会逐渐引起其内部的缺陷。然而混凝土早期的水分蒸发,是开裂的主要原因。 所以必须保证混凝土的水分比例在一定安全范围之内, 防止其收缩过度。对于已出现的裂缝,可以在混凝土便面用防水砂浆、 防水卷等做一个防水层,简捷而有效。对于局部的开裂,也可以用专用填补剂填塞。 2. 加强混凝土结构安全性设计措施 为了改善土木工程结构的安全性和耐久性,需要引起国家相关部门的注意,相关研究单位及部门应该从强化混凝土工程的耐久性方面进行研究,制定相关的技术标准及规范,以此作为监督方法。要从专业的角度对结构工程进行验收与评价,完善土建结构的检测与维护机制,对土建结构的耐久性概念及意识进行强化,用科学管理手段管理从业人员,规范工程安全性管理机制,学习借鉴国外先进的技术和经验,注重科学管理与人性化管理相结合,将管理从技术规范的强制性中解放出来,鼓励技术进步和科技创新,主管部门应该按照实事求是的原则对结构设计进行论证,将建筑结构的安全设计水平提高。因此应该在土木工程结构设计方面集思广益,参考各方面的意见和建议,确保设计更加的先进、科学,更具有可操作性。 2.1安全性设计。 (1)管理方面:在设计单位的选择上,要优先选择实力强、资质等级高、管理先进的单位,要有先进的设计方法、设计理论、设计理念等,设计人员的素质要高,要具备丰富的设计经验,这样设计的质量才能从根本上提高。 (2)设计理论:对设计计算理论及方法要熟练掌握,加强理论学习,提高设计理论素质。这一方面也是对设计人员提出的,因为设计人员的素质高度直接影响设计质量。 (3)设计计算:一般而言,设计者所考虑到的设计计算项目基本都能满足安全的需要。但往往也会因为对某一方面的遗漏造成某个项目出现事故,因此设计人员要认真对待每一个设计要点,对每一个数据都要认真的去分析和核对。 (4)详细的设计图纸:受施工人员素质差异的影响,设计者经过严格的设计程序后,呈现在施工人员面前的是设计图纸,而施工人员对图纸的领会能力存在差异,对一些细节的把握有可能出现偏差,因此,设计人员要对图纸不断的进行细化,避免因为施工人员看不懂图纸而出现不必要的工程质量问题。 (5)监督管理:对设计过程及施工过程加强监管,发现问题及时修改。对设计文件的审核完成后,进入施工阶段,设计单位要与施工单位密切配合,对接联系,及时纠正施工人员对图纸的错误理解,对施工中出现的设计以外的质量问题,设计单位要及时进行纠正,对施工人员的建议要有足够的重视。 2.2经济性设计。 (1)成本管理:通过对招投标中的方案进行比对、评比,不但要选择一个安全性高的招标单位,还要考虑其在经济性方面的优势,择优选择。这样不但可以找出最安全的设计方案,还能最大限度的节约成本。 (2)合理利用标准图:标准图的作用在于可以降低设计的工作量,降低设计错误,加快设计速度。但由于未经过计算,往往会导致成本过高,因此设计人员要对各个数据进行核算,在安全的基础上,设计出最经济的方案。 (3)多参数设计的安全积累:由于土木工程中设计的材料较多,材料尺寸、用量及布置等较为复杂,因此,必须要在满足结构强度需求的基础上,做到各构件的经济性。 (4)组织协调:协调各部门关系,以大局为重。一个工程中往往是多部门共同配合来完成的,因此各部门之间要协调好关系,积极配合,才能将工程成本大大的降低。 3. 混凝土的强度等级 混凝土的强度等级,是混凝土物理指标的综合性反映。它代表混凝土的抗压能力、抗拉能力。混凝土强度等级的检测方法常见的有三种:非破损法、破损法和综合法。混凝土强度低,往往是由于使用的原材料不符合国家规定,或者在调制、保存、浇注或者后期的保养中不符合规范所造成的。它从整体上影响建筑的质量。 对于这种情况的出现,我们必须权衡现在的强度和要求的强度,向有关单位提出申报,采取有效措施,例如从根本上加固、补强,减少建筑的荷载值或者推迟建筑承受荷载时间。我们应尽量避免这种问题的发生,在建筑开工之前对钢筋混凝土进行严格检测。如果在建筑完成之后,出现这类问题,不仅浪费人力财力,还会对人身的安全构成威胁。 4. 内部缺陷的问题及对策 大型的钢筋混凝土建筑工程,常常因为各种原因,在混凝土内部出现裂缝、孔洞等问题。这严重影响到建筑的承重能力和耐久性。所以在建筑初步完工之后,必须要进行超声波检测或者钻孔洞检测。当混凝土内部检测出缝隙或者孔洞缺陷的时候,我们常常采用水泥压浆填补法。也就是把水泥通过管道注入混凝土内部,填补空缺。钻孔:要在缺陷区钻孔,钻孔的疏密与深度根据缺陷是否严重而定。压浆:计划性分批向单孔或者群孔中压浆。 通常如果浆液进入困难,则应该测试压力,重新调整。如果浆液畅通的进,则证明压力合适。压浆时随时注意压力,以免发生崩炸等安全事故。封闭开孔:压浆完成后,要封闭开孔,通常用水泥砂浆抹平并填实、检查。结束压浆后,必须认真验查压浆的质量和效果,如果仍存在不密实或者不合格等情况,需要补压或者补强,必须确保质量。进行该项修补的时候要注意,混凝土浆液配置要比原配置提高一等级。 5. 钢筋锈蚀问题和解决策略 钢筋是混凝土的骨架,起最直接的支撑作用。结构钢筋检测是混凝土结构检测的四个重要组成部分之一。钢筋锈蚀是最常见的质量问题。它会减弱钢筋的支持力和粘合力,减小钢筋的横截面积,降低钢筋的支持力。对钢筋结构的检测,分两种方式,直观性检测和化学性检测。通俗来讲,直观性检测就是用肉眼目测钢筋的锈蚀程度。化学性检测,也就是检测各项化学指标,例如 C1-含量、碳化深度、水质分析等等。用涂层修补已经形成的锈蚀部分,并可以在钢筋表面涂防锈层或者有机高分子层,钝化钢筋表现,减少其与水分和二氧化碳的接触,降低锈蚀速度。或者在钢筋表面镀一层活泼金属,例如:锌,进行钢筋的阴极保护。为了降低锈蚀速度,也可以选择从混凝土存放环境入手,在混凝土中添加亚硝酸盐, 阻止锈蚀。增加钢筋周围的混凝土质量和厚度,从物理方面改变结构,抵挡水汽的侵入。 6. 结束语 混凝土工程结构的安全性关系到国家利益及人民群众的生命财产安全,因此要从设计阶段就开始对各个环节进行保证,这样才能保证整个工程的质量安全。混凝土是建筑工程中重要的材料。它承载力大、性能优良、被广泛地运用在各种工程上。 钢筋混凝土结构设计探究:建筑工程混凝土结构设计中的不足及应对策略探讨 摘要:我国的土木工程的发展是随着我国的经济不断发展而提升的,尤其是在近些年随着经济全球化的趋势下,在经济、科技等方面有了更多的交流,使得我国的建筑技术有了更进一步的发展。而我国的人民在经济水平提升的情况下对居住的质量有了更高的要求,这就需要我们对工程施工的每个项目和材料技术等进行研究以保证工程质量,混凝土作为土木工程最常用的一种材料,对于工程质量的影响是巨大的。我们有必要对混凝土结构的施工设计进行研究,来提升土木工程的质量。 关键词:建筑工程;混凝土结构;结构设计 1建筑工程混凝土结构设计中的不足 1.1 地基与基础设计中的问题 在混凝土结构设计中,天然地基独立基础有时因为持力层土层分布不均匀,使基础坐落在软硬不均的土层上,相邻基础沉降差过大,导致基础变形过大;由于地下室在提高建筑稳定性、地基承载力、减少地震破坏以及解决建筑埋深等方面有十分重要的作用。因此,在很多建筑工程中,经常会设置地下室。当建筑选址在山地上时,由于原始地貌水位较低,设计过程中往往会忽视建筑工程竣工后由于回填土体毛细现象,导致地下室底板及外墙承载力不足,出现墙体裂缝和底板涌水现象,给工程项目带来难以解决的问题和损失。 1.2 混凝土上部结构设计中的问题 在混凝土结构上部设计时,还存在一些问题,框架结构中抗震设防防线较少;因梁跨度大,梁截面高度就大,而框架柱截面较小,导致强梁弱柱情况出现;框架―剪力墙和剪力墙结构中,剪力墙布置不均匀,出现单肢剪力墙刚度过大,应力集中,连梁刚度过强等;高层结构中忽视零应力区等现象。这样类似问题出现,会给建筑结构的安全带来隐患。 1.3土木工程混凝土结构中问题出现的原因 原材料的生产及选购,会存在一些质检员疏忽的现象,因此也可能存在采购不合格的问题。为此进一步导致混凝土质量的降低,对本身的质量产生影响,强度性能也不足。另外是水泥的强度存在问题,这些问题是水泥混凝土中非常关键的一个环节。最后是水灰比例问题,这个比例对工程质量的影响十分显著,若是对比例没有很好的关注和控制就会出现诸多的问题。 1.4钢筋混凝土结构设计中存在的裂缝问题 (1)温度裂缝。温度裂缝主要是由于外界环境温度变化明显、温差较大,混凝土会随着外界环境温度的变化产生热胀冷缩的物理反应,导致建筑结构中出现裂缝;(2)构造裂缝。由于钢筋混凝土结构中使用的混凝土的水灰比率不规范,进行混凝土浇筑时振捣不密实以及模板滑动,导致了收缩裂缝的出现。如果脱模过早、混凝土护养工作不到位或者是支架下沉等情况也会导致钢筋混凝土结构出现裂缝;(3)结构裂缝。主要针对现浇钢筋混凝土结构来说,由于结构构件之间的刚度不尽相同,所以一些结构中容易构成刚度较弱的区域,这些地方的截面突变处,非常容易出现破损裂缝;(4)收缩裂缝。在钢筋混凝土结构的养护过程中,水泥和混凝土会出现收缩的情况,随着时间的变化逐渐变硬、碳化、脱水、变小,进一步出现各种收缩裂缝,这种情况并不会消失,在二十八天的时间内持续不断的出现,这是由水泥和混凝土自身的特点决定的。 2混凝土结构设计不足的应对策略 2.1地基对混凝土结构的控制 通过优化地基对混凝土结构的约束,也可以起到提升工程质量的作用,而优化约束主要通过内外两种措施进行:对混凝土内部的控制主要是通过控制混凝土内外温差来进行的,因为混凝土本身的内部温度就会增加混凝土的约束力,再加上外部温差,两者相加效果可就不那么简单了,这也主要是为了降低温度应力,主要措施有暖棚法、蓄水法、覆盖法等,削内增外,使混凝土的约束力减少;对混凝土的外部控制主要集中在浇筑步骤上,如在进行大面积的浇筑时若浇筑层过厚,就会使得地基对于混凝土的约束力大大增强,所以浇筑时要严格注意其厚度,也可采用滑动层技术来实现削减混凝土浇筑厚度的目的,使地基对混凝土的外部约束力进一步减小。 2.2混凝土原材料和浇筑方面的控制 混凝土原材料对于保障建筑施工质量至关重要,处于基础性地位。因此,在选择材料的过程中需要强化此方面的控制,并且严格控制检测程序。生产前要对含沙量、水泥量、水灰比例做好多个环节的控制,从严格的意义上保障混凝土的施工质量。混凝土的浇筑程序也是影响质量的重要因素。混凝土的浇筑程序关乎到后期承载力的问题,因此浇筑需要使用振捣器来完成,要均匀进行点控,不能出现诸多的遗漏问题。在混凝土浇筑完成后还需要做抹压工作,并且使用保r膜及普通的塑料袋对混凝土进行有效的保护,然后定期进行洒水保湿工作,若是混凝土被晒干,那么坚韧性就会受到诸多的影响。最后,控制混凝土的温度应力。在此过程中需要减少水泥的使用,并且释放出更多的温度,适量减少混凝土的用量进而达到降低温度的目的,提升混凝土的搅拌性技术,能够让每种材料的融合性能更好,还能散热。控制和浇筑的温度也需要控制,在浇筑的过程中可能会产生非常大的热量,并且受到外部环境的影响尽量避免在高温环境下进行浇筑,也可以使用降低温度措施的办法,保障温度处于适宜范围内。 2.3混凝土的抗裂技术 混凝土在使用中经常会出现裂缝,严重影响着混凝土结构的性能和工程安全,其产生的原因一般不外乎温度应力、水化热、自缩现象等,而要提升土木工程的质量,肯定绕不开裂缝这一关。现在工程中抗裂技术的使用已经很普遍了,一般是从源头出发进行裂缝的控制,即混凝土的配备上。在混凝土配制中加入适量的添加剂是常用方法,主要是针对混凝土的自缩现象而言,加入添加剂可有效改变混凝土的自缩数值,进一步控制混凝土裂缝,但需要注意的一点就是添加剂种类的选取和添加剂添加的操作规范,必须严格按照规程行事,在适当的时机加入;除添加剂之外,无机纤维材料、金属纤维材料、有机纤维材料也是添加的重点,但它们不是作为添加剂加入,而是作为增强材料使用,目的是通过这几种材料提升混凝土的整体抗拉水平,而混凝土抗拉能力提升也就意味着裂缝的减少;第三种方法不需要添加任何东西,但需要科学地对混凝土的配制比例进行区分,因为不同配比的混凝土在性能上也会有所差异,所以需要专业人员对此进行计算,并进行设计和验证,保证混凝土的性能能够达到最优。 结束语 建筑结构设计的好坏,直接影响这后续建筑的施工以及建筑工程投入使用之后产生的经济效益,同时也关系着使用建筑人群的生命安全,以及社会影响,因此,在建筑结构的设计中一定要秉承着科学严谨的态度,合理设计,不断的通过学习和积累经验,来完善设计中出现的一些问题,以期保证建筑工程的质量,促进建筑行业的稳定发展。 钢筋混凝土结构设计探究:钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制措施 【摘 要】钢筋混凝土是工程建设中最为常见的施工材料,其刚度、硬度、抗剪力、耐久性等都较为良好,因此在建设中用途广泛。裂缝一直是困扰钢筋混凝土的重要问题,裂缝的出现不仅对钢筋混凝土的质量造成严重影响,还形成了一些潜在的安全风险。本文将对钢筋混凝土结构设计中的裂缝危害以及裂缝类型进行具体的分析和研究,并对裂缝的控制措施进行深入探讨。为钢筋混凝土的裂缝控制提供参考。 【关键词】危害;形式;机理;存在问题;防治措施 一、裂缝对钢筋混凝土结构造成的危害 1、钢筋混凝土结构内力重新分配 钢筋混凝土在实际的建筑结构中作为整体的结构部分,但所承受的力有所不同。钢筋所承受的是拉力,混凝土承受来自结构内部与外界的双重压力。当钢筋混凝土表面出现裂缝时,在裂缝处的钢筋和混凝土的受力能效丧失。钢筋所受的应力随之增大,而混凝土结构的整体性被破坏,随着裂缝的开展,混凝土受压区高度减小,压力应不断增大,指导混凝土被压坏。 2、钢筋混凝土结构的抗剪能力下降 裂缝的出现,混凝土结构遭到破坏,由整体变成多个部分。原有的抗剪作用也被裂缝分割成多个小面积部分,使得混凝土的抗剪力较为分散,抗剪面积减小,导致混凝土结构整体的抗剪性能急剧下降。 3、钢筋混凝土结构的刚度减小 当钢筋混凝土结构中所产生的裂缝较大、较深时,那么在裂缝截面的中性轴将随之发生位移,使得钢筋混凝土结构的变形机率增大,刚性减小,并随着裂缝的发展趋势而逐渐发生变化。 4、钢筋混凝土结构的疲劳度下降 钢筋混凝土中裂缝的产生不仅对整体的结构刚度产生影响,还对缩小钢筋混凝土结构的受力范围。由于钢筋混凝土长期处于拉力与压力的双重作用下,裂缝则会使结构的疲劳寿命受损,使得钢筋混凝土的疲劳度大大降低。 5、钢筋混凝土结构的强度降低 裂缝的出现会使得钢筋混凝土结构中的钢筋部分暴露在空气中,空气中大量的水分会使得钢筋表面被锈蚀碳化,还会改变混凝土的受力条件。长此以往,钢筋表面会被锈蚀,而混凝土会因此变质,使得钢筋混凝土结构的强度和刚性受到严重影响,如不能及时发现处理,将会严重影响建筑物的质量和运行安全性。 二、钢筋混凝土裂缝的种类及形式 1、钢筋混凝土裂缝的种类 第一,结构裂缝 结构裂缝是钢筋混凝结构中较为常见的一种裂缝形式。由于结构当中不同构件之间所产生的应力有所不同,因此在应力和刚度较为薄弱的区域,通常是在结构的截面处,较容易出现结构裂缝。如建筑物墙角处及钢筋混凝土楼板的板端处。 第二,温度裂缝 温度裂缝在钢筋混凝土结构中最为多见。由于混凝土具有热胀冷缩的特性,在受到外界温度的影响时,很容易出现干缩或膨胀的现象,这种裂缝在建筑的表面较为常见。 第三,构造裂缝 构造裂缝的形成对钢筋混凝土结构的影响较为严重。其裂缝产生的原因是由于在混凝土材料的配比中,水灰的比重过大,以及材料铺设出现松动和脱落,或是在混凝土的浇筑和振捣操作中没有按照规定的标准进行质量控制。另外,养护工作不到位、过早结束脱模工作等都会使钢筋混凝土结构出现构造裂缝。 第四,收缩裂缝混凝土结构在养护过程中会逐渐的硬化、碳化及脱水,这一过程一直持续,即使达到28天龄期也不会停止,这一特性是水泥基混凝土的固有特性,再加上混凝土硬化时发生化学反应再失掉~部分水分,因此整个过程中均有混凝土收缩的现象出现,此时就会形成各种收缩裂缝。 2、钢筋混凝土裂缝的形式 第一,45o斜裂缝此种裂缝通常出现在建筑物墙角处,与水平面成夹角45o,因此被称为45o斜裂缝。 第二,长裂缝此种裂缝常出现在建筑物的楼面板及屋面板的上表面,是由于房间内预埋管线造成的混凝土裂缝,一般宽度较小,肉眼几不可见。 第三,不规则裂缝裂缝呈散叶状或龟裂状,一般出现在建筑结构项层部位。在钢筋混凝土结构的跨中及端部也会出现。 三、钢筋混凝土裂缝的限制范围 有关混凝土的现代实验已经证明了钢筋混凝土结构在使用之前就已经存在着微裂缝,混凝土结构的裂缝破坏就是这些微裂缝的扩展,因此钢筋混凝土结构产生裂缝具有必然性,所以在实际使用中,钢筋混凝土结构出现有限制的裂缝是允许的,各国对钢筋混凝土构件的裂缝宽均有宽度限值的规定,如美国ACI规定的混凝土裂缝限制值为:干燥空气中0.4mm,潮湿空气中为0.3mm;而我国的则是干燥空气中为0.3mm,潮湿空气中为0.2mm。一般的,混凝土出现微小裂缝时,只要修补措施做的适当,并不会影响结构的使用功能,另外,宽度在0.2mm以内的裂缝是可以自行愈合的,其愈合的原因是混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,既而再与氢氧化钙结晶沉淀在裂缝内,结果就使得裂缝自行密实,犹如愈合一样,但愈合的前提条件是裂缝中不能有水的流动,水的流动会克服晶体之间的结合力并将沉淀的晶体带走,因此,对于一些地下钢筋混凝土结构,做好减水及防水措施对于防止混凝土裂缝的出现就显得极为重要。 四、当前钢筋混凝土结构裂缝控制设计方面存在的问题 1、未重视结构设计原则当前我国规范规定的结构设计原则为:建筑结构的设计必须要满足承载力极限状态及正常使用极限状态,前者是保证建筑结构不会发生破坏及失稳等破坏的极限标准,而后者则是保证建筑结构不出现超过正常使用状态的变形、裂缝以及可靠、耐久等其它影响正常使用的极限标准。当前许多设计人员只注重满足承载力极限状态,而正常使用极限状态却往往被忽视。 2、简化计算,导致与实际受力不符很多的设计人员在计算钢筋混凝土结构时,为求简单,往往将复杂受力体系简化为简单的结构,如将双向板当单向板计算,这样计算出的配筋往往与实际的受力情况不符,导致结构构件局部产生裂缝。 3、忽视了结构设计的整体性由于现在设计的分工,设计人员往往是你计算你的梁,我设计我的柱,忽视了结构本身的整体性及协调性,建筑结构的设计是一个整体性的设计,在计算以及配筋时,必须考虑到结构与结构之间、构件与构件之间的变形协调问题,同时,相临结构构件在角边处的应力影响现象也要重视。 五、钢筋混凝土结构的裂缝控制在结构设计方面的对策 1、合理简化结构体系根据实际情况,对复杂的结构体系进行合理简化,运用概念设计理念,对实际存在而又被忽略的变形及受力要在计算配筋时加以考虑,对于结构易出现裂缝部位,可根据经验采取适当的措施进行预防。 2、结构的形状及布置要尽量规则结构的形状及布置不规则时,由于各方向上结构的刚度不一,因此产生的变形也不尽相同,在结构的刚度薄弱处易形成裂缝。因此在设计时应尽量保证结构形状以及结构布置的规则性。 3、对板类构件裂缝控制采取防治措施对于易出现裂缝的屋面及楼面钢砼构件,在结构设计时可采用预应力混凝土,在楼面板预埋管线时,对管线进行支架固定,在管线交叉处要采用专门设计的接线盒以减少钢筋混凝土板的刚度削弱。 六、结语 钢筋混凝土结构裂缝是工程中常见的质量通病,但它的出现并非与荷载作用有直接的关系,大量的研究表明,裂缝的出现是由于结构自身的变形所引起的,要想尽量减少结构裂缝的出现,就必须在结构设计过程当中综合考虑各方面的因素,严格遵守相关设计规范及准则,当前预应力钢筋混凝土的出现,已经使得钢筋混凝土结构能够设计成为不开裂的形式,但如何进一步做好钢筋混凝土结构设计裂缝控制的工作,还是一个值得深入探讨的课题。 钢筋混凝土结构设计探究:关于建筑工程混凝土结构设计注意事项的探讨 【摘要】建筑工程结构设计不仅关系着建筑工程质量,还关系着人们的日常生活。做好建筑工程的结构设计,能够保证工程结构的合理科学,提高建筑工程的质量。本文阐述了建筑工程混凝土结构设计的要点以及建筑工程混凝土结构设计的特点与原则,对建筑结构设计的注意事项进行了探讨分析。 【关键词】建筑工程;混凝土;结构设计; 要点;特点;原则;注意事项 一、建筑工程混凝土结构设计要点 1、结构选型。结构选型需要考虑结构规则性问题、结构超高问题以及嵌固端设置问题。建筑的结构规范新旧版本有着很大的不同,在新规范中,对于结构的限制条件也有所增加。并且,新规范明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此,结构工程师需要在执行新规范时多注意不同之处,避免施工设计时处于被动状态。建筑结构的总高度在抗震规范以及高度规范当中都有着严格的限制,新规范中对于超高问题有了新的规定,增加了除了a级高度建筑以外的b级高度建筑。所以在进行结构选型时需要注意控制超高问题。建筑往往带有地下室,因此结构设计工程师需要对嵌固端设置进行重视。 2、概念设计。基于建筑工程结构的抗震能力,在结构设计过程中需要设计人员在设计时采用结构概念设计。这种设计方式对建筑师以及结构设计师有很高的要求,必需严格地遵守结构概念设计的规范规程以及各项规定,设计过程中需要对建筑结构进行全面的分析,不能仅仅依靠计算来进行设计。在进行结构体系设计时,需要对结构选型以及平面布置的规律提高重视程度,选用具有较好的抗震能力以及抗风性能,并且经济性较高的结构类型,并要对结构进行计算简图的设计,保证结构的地震力有合理的传递,并保证在两个主轴方向有相近的动力特性。另外,概念设计可以保证建筑受到中等级地震后可以通过修复继续使用,而在遇到高等级地震时可以保证不倒。为保证"中震可修,大震不倒"的目标,需要专家对设计提出具体指标,对建筑的稳定性以及弹性进行完善的设计。 二、建筑工程混凝土结构设计的特点与原则 1、建筑工程混凝土结构设计的特点。(1)建筑结构刚度的适宜性。随着建筑的高度的不断增长、侧向位移较大的建筑越来越多。因此,在建筑设计中,不但结构强度的要求非常重要,也不能忽视结构的适用性,确保了结构的合理振动频率、控制水平层位移。(2)结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免建筑在大震下倒塌,必须在满足必要强度的前提下,通过优良的概念设计和合理的构造措施,来提高整个结构、特别是薄弱层(部位)的变形能力,来保证结构具有足够的延性。因此,在结构设计中应综合考虑这些因素,合理设计,使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。(3)侧向力的把握。在建筑结构设计过程中,侧向力已成为结构形变及内部结构发生变化的主要影响因素,无论是民用建筑还是在建筑,所有在自重、雪活荷载和负荷、负荷力,再加上风、地震和力水平影响都会作用在结构上,水平荷载内力和位移逐渐增加,因此水平荷载和地震力是其主要的控制因素。 2、建筑工程混凝土结构设计的原则.(1)结构性。在混凝土结构设计过程中,要充分了解其结构与各要素是非常重要的。建筑结构决定着建筑的性能和质量,同时它也是性能的载体,还可以反作用于结构。(2)整体性。混凝土结构设计的整体性是指把各个部分组成一个整体,研究整体的功能和设计规律,从整体和部分中发现整体的特征。(3)整合性。混凝土结构设计中存在差异整合,使建筑的各个部分合理的组合在一起,差异的部分相互互补,相互支持,相互需要,保证着整合后的性能。建筑结构的形成也离不开差异整合,充分体现了它的重要性。 (4)动态性。混凝土结构设计的动态原则是把握系统的内外联系,以及发展趋势,动力规律、方式等方面,使混凝土在建筑中得到更好地应用。 三.建筑工程混凝土结构设计的注意事项 1、结构体系的注意事项。结构体系的选择应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,采用强制性条文明确规定"建筑不应采用严重不规则的设计方案。"因此,结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意,避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中,对结构总高度都有严格限制,除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外,还增加了B级高度建筑,因此,必须对结构高度严格控制,一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。 2、设缝的注意事项。温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是建筑结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝,其影响因素很多,规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制,还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况,应根据实际工程的具体情况执行相关条文。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生,在设计中,通常用"放"、"抗"、"调"等办法解决,即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。防震缝在规范中有明确规定,但应据实际情况适当放宽或缩小。 3、侧向位移限值的注意事项。高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大,为防止位移过大,规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外,为使结构具有较好的防倒塌能力,应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。 4、扭转的注意事项。建筑三心为几何形心、刚度中心、结构重心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点,即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一,在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏,应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下,高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下,由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制,高层建筑不可能全部采用简单平面形式,当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内,同时,在结构平面布置时,应尽可能使结构处于对称状态。 结束语 城市化建设的快速推进,使得建筑体型规模越来越大,对结构设计人员的要求越来越高。而建筑主要都采用钢筋混凝土结构,这种结构有着较高的强度以及荷载能力,可以保证建筑的结构稳定,因此对其进行研究分析具有重要的现实意义。 钢筋混凝土结构设计探究:谈高层混凝土结构设计中的问题及对策 摘 要:随着人口的不断增加,高层建筑在我国得到了长足的发展,高度也不断的增加。本文介绍了高层建筑设计的特点,建筑的类型和功能的复杂性,结构体系的多样性以及这些问题中存在着混凝土结构设计的问题,并给出相应问题的解决方法和策略。 关键词:高层建筑;混凝土结构设计;策略 引 言 社会责任和行业发展的需要,不断的对高层建筑结构的设计和施工提出了更高的要求,作为高层建筑的灵魂的钢筋混凝土结构设计无疑成为了重中之重的任务。为了更好的发挥高层建筑的优势,保证高层建筑的安全施工,应提高钢筋混凝土的结构的设计和管理,对设计中存在的问题要给出相应的解决方案,关键的问题更要做到全盘考虑。在设计中应突出设计内涵,把握整体机构,才能更好的完成设计目标。故本文对高层混凝土结构设计中的问题进行分析和解决。 1 高层建筑结构设计的特点 1.1 水平载荷的影响 高层楼房的自身重力加上楼面所要承受的载荷,在竖直的构件中的弯矩和轴向力是与楼房的高度成正比的;在由水平载荷对结构所引起的倾覆力矩、竖直方向构件产生的轴力与楼房的高度的平方成正比。竖直方向载荷在高楼层上一般为一定值,水平方向的风载荷其值是在结构动力特性的作用下或有很大幅度上的变化。 1.2 不容忽视的轴向变形 竖直方向的载荷在高层建筑中的数值很大,往往能够产生很大的轴向压力变形,这种结果的影响常常是跨中正向的弯矩、端支座负向弯矩变大;连续梁中间的支座点的负弯矩值减小。 1.3 侧移成为控制指标 在与普通低楼房不一样的是,由侧向力产生的结构侧移,会影响到建筑结构的整体稳定性,使其成为高层建筑混凝土结构设计的重要因素。跟随着楼房的层层增加,水平方向上的载荷压力下的侧移变形也急剧增加,因此,在结构设计中要考虑把侧移控制在某一范围之内。 1.4 结构延性是重要设计指标 一种说法是,高层建筑的结构刚度越大,其承载的能力越强,抗震的能力也越好。事实并非如此,刚度大,则质量大,质量大则造价高。为了将建筑的刚度控制在一定范围之内,需要使结构设计具有一定的柔性,即延展性。保证其在外力地震力的作用下,进入塑性变形,避免倒塌。这就要求高层建筑的钢筋混凝土结构应当具备延展性,同时具有承载能力。 2 结构选型问题 2.1 设计原则 如图1所示,为实际施工中的钢筋混凝土结构选型和内力分析图。设计人员在设计高层建筑混凝土结构时必须遵循四个原则[1]。①为保证高层建筑在计划的使用年限内的混凝土结构稳定性和安全性的适用性原则;②使用年限能应避免出现较大范围内的混凝土裂缝的安全性原则;③保证安全和质量要求的年限的耐久性原则;④必须达到相关规定性的稳定性原则。 2.2 结构的规则性问题 随着方法的不断创新和引进国外的大批经验,新的规则也相应的出现变化,增添了许多的限制条件。比如说在平面的规则性信息和嵌固端上下层刚度比方面。并且新规中明文规定了的强制性条文增多,比如说建筑不应采用很不规则的设计方案,故在设计方面,工程师应遵循新规中的这些严格限制和改变很多的条件,防止以后施工阶段工作中的被动。 2.3 结构的超高问题 新的规范是在旧的抗震规范的基础上对高度做了严格的修订,一方面把原来的限制高度设置为A级高度,另一方面增加了B级高层建筑。若是建筑高度达到了或者说超过了B级建筑高度,我们必须改变设计的方法,采取必要的措施。防止由于结构高度的变更而忽视的工程中会出现的问题,这样就会产生工程施工图审查通不过的情况,更为严重的会导致重新设计施工图,有时候还会需要重新开专家会议,这样一来对造假和工程的工期和整体的布局都产生了重大影响和损失。例如,超高建筑物的主楼体系选用3.6m的厚的现浇钢筋混凝土筏板。 2.4 嵌固端的设置问题 高层建筑物常常会有两到三层的人防和地下停车场,嵌固端的位置一般会设置在人防的顶端,但是也有可能设置在地下停车场的顶端[2]。在嵌固端的问题上,往往结构工程师会忽略嵌固端设置后导致的一些问题。例如:嵌固端上下层抗震的等级要保持统一性;楼板的设计和上下层的刚度比限制要保持一致性;在整体性上计算时,嵌固端的位置和结构抗震缝要协调。任何一个小小的设计忽视,都会给后期的工作埋下大量修改和返工的隐患。 2.5 短肢剪力墙的设置问题 设计人员在对高层建筑的短肢剪力墙进行设计时,应注意剪力墙的平面结构布局对结构承载力的均匀程度的冲击,对短剪力墙的应用的原则是能少用尽量少用,甚至不用。因为在新规中,对短肢剪力墙在高层中的应用增加了很多的限制,为防止以后工作的麻烦尽量少用。一是可以通过将剪力墙进行高度的集中化和均匀设计对剪力墙的平面结构进行优化,另一方面把高层建筑的基准作为参考,对剪力墙进行双向布置。例如,一方面使用的是全高密间距100mm,另一方面提高构件受剪承载力和受压承载力。 3 地基基础设计 工程师都非常重视地基的基础设计问题,若是地基存在着严重的缺陷,不仅仅影响的是工期问题,还会直接影响工程造价。沉降问题是首要考虑的问题,为防止不均匀的沉降对结构设计以及施工带来的灾害,较长的建筑物通常会在建筑平面的转折处和高度差异很大的位置设置沉降缝,其作用就是把建筑物分别分割成几个部分,使各个部分在设计中不受影响。天然地基是不能满足高层建筑的承载要求的,因为高层建筑的载荷往往是很大的。基础压力的设计值等于或者不超过地基承载能力的5%时,可以通过提高上部的结构刚度实现。当基础压力的设计值超过地基承载能力的5%时,可以通过扩大基础底面积和减少上部的载荷等方法。我国幅员辽阔,对地基的承载能力要求也是不同的。例如内蒙古的包头等城市多采用的是有石屑、煤灰和水泥加水拌合而成。所以在地基基础类型学习和设计方法处理时,仅仅一本《地基基础设计规范》是往往不能够满足要求的,地方性的地基基础设计和经验描述更值得我们去深深的研究。 4 结构计算与分析问题 4.1 结构安全性 结构设计中必须要考虑以人为本的安全性的问题,由于高层建筑人口居多,密度较大。在天灾人祸面前,一旦设计的不够合理,则会带来严重的灾难后果。在保证高层建筑整体的功能和质量的前提下,最大程度的去减低灾难程度。在设计中一是要考虑建筑结构的承载能力和材料的最大承载力进行比较计算。二是将结构的自振性和环境的因素考虑在内。提高自身结构安全性,减少混凝土的使用量,最大程度减少自身的重量。 4.2 混凝土结构耐久性 设计人员要尽可能的去采用一些稳定性和抗入侵性都很强的混凝土进行施工,这样在材料的选择上做了自身结构性的最优选择[3]。在具体设计过程中,要考虑到不同的构件所处的环境进行差异化的设计和材料的选用,使用45mm的混凝土保护层,保证其能延长使用年限。 4.3 抗震性 地震对高层建筑的威胁是最大的,设计中要高度重视抗震性,减少一些不对称结构的设计,一些展翼过长的设计也应该根据实际的情况设计,尽可能的科学规划和布局平面结构。确保自身的重量和结构强度的和谐分布。在计算设计时是否需要地震力的放大,考虑到建筑隔墙影响,在新规中增加了振型参与系数的概念。故而对计算结果进行分析的时候,是否要调整振型数目、各地的地震周期需要分开计算。在施工中需增大框架梁在恒活荷载作用下的的跨中正弯矩,此参数取1.1~1.2。 4.4 非结构构件的计算与设计 建筑美观或功能要求的非主体承重的一些非结构构件,以及高层建筑的顶部的装饰构件。通常按照新规中的非结构构件进行设计。 5 总 结 高层钢筋混凝土的结构设计是一个复杂的、庞大的甚至需要不断修改的设计,任何的纰漏和差错都是有可能使整个设计过程变得复杂和繁琐,甚至带来不可挽回的损失。本文从高层建筑的设计特点和设计原则出发,分析了高层建筑中的不稳定因素和对这些问题的解决方式。提高了建筑的稳定性和安全性,延长建筑的使用年限。
浅谈污水处理厂的工艺设计:BAF工艺在城市污水处理厂设计中的细节处理 摘要:简要介绍马鞍山博望东区污水处理厂的处理工艺和设计特点,阐述生物滤池工艺在中小型城市污水处理应用上的优势,对工艺设计过程中的一些设计细节进行分析,并阐明所采取的处理方法。 关键词:城市污水处理厂;BAF;设计;碳源不足 1工程概况 马鞍山博望东区污水处理厂一期规模1.0×104m3/d,变化系数1.58;远期规模2.0×104m3/d。变化系数1.49。具体进、出水指标见下表。 表1设计进、出水水质指标 Tab.1Design quality of influent and effluent 103 该项目出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准,采用BOT模式建设。 2BAF生物滤池工艺的选择 生物滤池工艺(BAF)是一种集生物反应、过滤和反冲洗再生于一体的处理工艺。近年来从诸多中、小规模城市污水治理的优选工艺中逐渐凸现出来,特别适用于BOT模式的建设,具有投资合理、运行经济、管理方便的特点。 其主要优势表现在:①流程短构筑物少占地小;②工艺设备全部国产化,投资经济;③工艺氧利用率高,节省曝气电耗;④自动化程度高,节省人工管理费;⑤污泥体积产量相对较小,污泥处理费用较低;⑥出水水质好,抗冲击负荷能力强。 3设计过程中的细节问题和处理方法 3.1提升泵房的设计考虑 须考虑泵房远期设备增设的可能,设计将泵站潜污泵集水井分两格,土建按远期规模一次建成,设备分期安装。 3.2细格栅的选择 上向流生物滤池的滤头易于为污水中的絮状纤维、毛发类所堵塞,为此对格栅机的选择显得尤为重要。 本项目细格栅设计选用一种新型的内进水网板格栅,它的进水方向和出水方向相垂直,有效增加了过水面积。其采用的一种新材料网板,更能有效针对水体中的毛发、纤维物的去除,本设计网板空隙e取2mm。 3.3沉砂池设计上的考虑 项目可研推荐采用曝气沉砂池,本设计考虑到曝气沉砂池会造成碳源的进一步缺失,且预曝气效果也会对后续沉淀池絮体沉降造成不利影响,造成加药量的增加,故本设计改用旋流沉砂池。 在对旋流沉砂池的设计时,侧重对有机物的分离,以减少有机物的流失为目的。为此桨叶数设置为4片,水力停留时间设计为50s,螺旋桨转速为26r/min,桨叶距池底50mm。[2] 3.4沉淀池设计上的考虑 沉淀池的设置保证了生物滤池对进水SS的要求,但同时也加剧了碳源不足的矛盾,所以应通过对沉淀池的合理设计,减少可降解悬浮性有机物在沉淀池中的去除。本项目沉淀池采用高密度沉淀池,设计中除采用较高的水力负荷外(含污泥回流取值7.0m3/(m2·h)),另设超越管路,在进水碳源较低的情况下,考虑进水部分超越的做法,以保证碳源的充足。 撇油管设置于高密度沉淀池前端,以清除水体中的浮渣和污油。 生物滤池的反洗废水经提升排至高密度沉淀池的前端,可较排至提升泵房再经二次提升节省电耗,另外,滤池反洗废水中含大量脱落的生物膜,其沉降性好,对沉淀有利,可有效减少药剂的投加。 3.5生物滤池段设计上的考虑 生物滤池是一种大阻力处理工艺,滤池阻力随生产时间的增长通常很快。为此,在设计中应考虑对安全水头的合理预设,并对滤池的水力作如下设计处理。 ①前级反硝化滤池采用较大粒径的滤料(6-9mm,通常3-5mm),让更多的悬浮物在后续硝化滤池(滤料粒径3-5mm)中截留,避免前级滤池的过频冲洗造成的对反硝化厌氧条件的影响,提高脱氮效率。 ②硝化滤池内的滤头不设防堵滤帽,减少生物滤池段的整体水损。 ③在合理的水力停留时间内,控制滤层厚度,减小滤层的过滤阻力,本项目反硝化滤池滤层高度设计为3.2m,硝化滤池滤层3.5m。 ④本项目滤池组并联格数较少(≤6格),利用生物滤池大阻力特性,设计采用管道配水形式,也能达到较好的配水效果。运行中,滤池的过水能力实际是一个动态变化的过程,通过对单池过水量的观测,可直接判断工况,切换反洗。 ⑤设计反硝化生物滤池含回流的水力负荷为7.1m3/(m2·h)、硝化滤池为5.3m3/(m2·h),硝化回流比R=150%。 其他一些细节设计处理: ①滤池的反洗排水管易于放空,可取消设置检修用手动阀门,减少设备投资。 ②后级滤池有前级滤池的保护,滤头为纤维物堵塞的可能小,其配水室的保护放气管取消设置。 ③将滤池的反洗降水位排水管道和反洗进水管道合并设计,优化管路系统,节约了大量阀门。 ④在出水稳流栅的基础上,增设滤料捕捉板,更有效的防止滤料在反洗过程中的流失。 ⑤废水缓冲池设曝气穿孔管,利用滤池反冲洗风机进行搅拌,减少设备投资。 3.6中水回用的考虑 该项目处理后出水SS可控制在10mg/L以下,经消毒处理后可作为中水供厂区内日常设备冲洗、药剂配制、绿化浇洒、室外消防、洗路冲厕等使用。 本项目设计一套规模为500m3/d的中水回用系统。中水管网和室外消防系统共用一套管路,其取水泵房和消毒池后的尾水排放泵房合建,管网水压设稳压罐稳压。 3.7超越管路的设计 污水厂超越管路是工艺系统正常运行的基本保证,也正是通过超越管路的设置,才能为非正常工况的调整提供可能性。 ①该项目不设全厂总超越,采用双回路供电,确保用电的安全。 ②在提升泵房后、细格栅前设置泵后超越,用于整厂停产、检修时。此时污水厂提升泵站作为城市污水管网的终点泵站。 ③在生物滤池前设置超越管道,即二级处理超越,用于生物处理段出现非正常工况时。污水可经过细格栅、沉淀池经过一级处理后排入博望河,最大限度的降低污水中的污染物浓度。 ④紫外消毒池设设备检修用超越渠道。 4设计过程中欠考虑的细节问题 设计中也有一些问题考虑不足,例如曝气生物滤池管廊设备的吊运问题,设计原只考虑了通过管廊出口处的单轨电动葫芦进行设备在管廊内的进出起吊,但是设备在管廊内的运输却未予考虑,安装时设备只能依靠人工搬运,极为不便。目前主要考虑在管廊内增加平板小车的办法来解决风机、水泵等的检修搬运问题。 5结语 近年来伴随BAF生物滤池工艺在城市污水处理厂的广泛运用,其设计布局和工艺组合的形式也在设计实践中得到不断的改进和优化,而其一些细节设计问题更应得到充分的考虑和重视,才能保证系统在今后的运行中更加顺畅、可靠、便捷和经济。 浅谈污水处理厂的工艺设计:浅议小城镇污水处理厂设计中处理工艺的选择 摘要:本文针对小城镇污水处理厂设计中工艺选择应考虑的问题,详细介绍了几种适合小城镇污水处理的方法,同时,对几种方法的优、缺点做了较为详细的讨论,为小城镇污水处理厂处理工艺的选择提供参考。 关键词:小城镇污水处理;SBR工艺;A/A/O工艺 随着“城镇化”的逐步推进,我国小城镇人口增加、经济迅速发展,污水排放量也在不断增加。许多城镇生活污水、工业废水未经任何处理,直接排入水体,对周围的环境造成了严重的污染,成为区域性水环境的重要污染源头,对城镇居民饮用水安全及生存环境构成了严重的威胁,制约了小城镇的可持续发展。建设小城镇污水处理厂,对这些污水进行收集和处理势在必行。需要根据它所处的自然地理环境条件、当地经济结构、产业结构等因素,经过分析比较,选择经济合理的处理工艺。 1 小城镇污水厂的特点 小城镇污水处理厂的规模一般小于20 000m3/d,进厂污水包括生活污水及工业废水。由于水量较少,存在以下特点: ①水量不均匀,昼夜变化大。相对于城市而言,小城镇人口少、社会分工简单,人民的生活规律较一致,污水的产生时段集中在白天,晚上水量较少。 ②水质受工业废水影响较大。由于生活水平和习惯的差异,较之城市而言,小城镇生活污水水质较为稳定,且有机物含量相对较低。因水量较少,若当地工业废水量较大,进厂污水水质将随着工业废水水质的变化波动。 ③经济效益不明显。相对城市污水处理厂而言,其吨水处理费用相应较高,经济效益不明显。 ④管理水平较低,要求设计工艺流程操作简单、便于维护。 2 适合小城镇污水处理的工艺 针对小城镇污水处理的以上特点,结合对现有小城镇污水处理厂工艺选择的调查,介绍几种适合小城镇污水处理的方法,并提出我国小城镇污水处理工艺的发展趋势。 2.1 污水自然净化处理系统 常见的污水自然净化处理系统包括稳定塘和土地处理系统。 2.1.1 稳定塘。稳定塘又称为氧化塘或者生物塘,具有投资少、运行管理简便、节省能耗的特点。稳定塘具有以下几个优点:一是处理成本低。稳定塘的结构简单、施工周期短、处理耗能低、运行维护方便且成本低,因稳定塘的污水处理成本低。二是抗冲击负荷强。稳定塘一般具有较大的容积,能够承受污水水量的波动,适应能力和抗冲击负荷强,满足小城镇污水处理的工艺要求。三是能够充分地利用当地现有的湖泊、池塘等,可以因地制宜,达到污水处理的目的。四是污泥产量少,从而减少二次污染,降低了污泥的处理处置费用。然而,氧化塘也有一些缺点和局限性,主要表现在:占地面积大,处理的效率相对来说比较低,可能产生臭味滋生蚊蝇,不宜建在居民区的附近。 2.1.2 土地处理系统。污水土地处理系统是指利用农田、林地等土壤—微生物—植物构成的陆地生态系统对污染物进行综合净化处理的生态工程。污水土地处理系统的优点有:一是污水土地处理系统可以促进污水中植物营养素的循环,污水中的有用物质通过作物的生长而获得再利用。二是污水土地处理系统的基建费用少,能够充分地利用土地和洼地等。三是污水土地处理系统的运行管理方便,而且能耗低。四是污泥得到充分地利用,二次污染少。同时,土地处理系统也有一些缺点,如果设计不当,会污染土壤和地下水,特别是造成重金属污染、有机毒物污染,导致农产品质量下降。也会散发臭味、滋生蚊蝇,甚至会影响人体的健康。 目前应用最广泛、研究最成熟的就是人工湿地处理系统。人工湿地系统由不可缺少的五个部分构成,分别是具有透水性的基质、在饱和水和厌氧基质中能够生长的植物、水体、无脊椎或者脊椎动物以及好氧或厌氧的微生物种群。它具有土地处理系统的优点,操作简单、投资省、能耗低。但其占地面积相对来说较大,比较适用于用地不太紧张的农业区小城镇。 2.2 SBR工艺 序批式活性污泥法简称SBR,又叫序列间歇式活性污泥法。它通过在运行上的间歇操作,实现了对有机物的有效降解。SBR工艺主要优点有:一是工艺处理设备少,无二沉池和污泥回流系统,运行操作简单、管理方便。二是不受污泥膨胀的困扰。三是抗冲击负荷能力强。四是可以实现好氧、缺氧、厌氧状态交替出现,脱氮除磷的效果好。由于以上特点,SBR 系统更适合水量小、分散点源、污染物间歇排放的小城镇污水处理。但同时,SBR 工艺也有一些不可忽略的缺点,由于滗水深度一般是1~2 m,因此污水提升的说水头损失比较大。设备对自动化控制要求严格,因此对管理人员的要求也比较高。同时由于SBR 工艺不设初沉池,在一定程度上容易产生浮渣。由于采用的是在时间上形成的缺氧、好氧环境,脱氮效果不好。 2.3氧化沟工艺 氧化沟工艺是活性污泥法的一种变型,在结构上是一种首尾相连的循环曝气沟渠,污水处理按照厌氧、兼性厌氧、好氧的组合方式进行。其特点在于混合液循环流动的沟状生物反应器和机械转刷曝气。该工艺具备以下几个优点:一是构筑物少,可不建初沉池以及污泥消化池,因此处理流程简单,操作管理方便。二是能够承受水质水量的冲击负荷,克服了高浓度工业废水抑制活性污泥菌活性的缺点。三是当需要进行脱氮除磷时,相对传统的脱氮除磷工艺,氧化沟具有降低运行费用以及能耗的优点。四是出水水质好,运行稳定。但是,由于一般不建初沉池和污泥消化池,氧化沟工艺增加了反应池的负荷,这在一定程度上会增加部分能耗,同时由于氧化沟的曝气装置比如表面曝气器或者曝气转刷等机械部件需定期维修,因此检修工作量较大。 2.4A/A/O工艺 A/A/O工艺是常规的典型除磷脱氮工艺。通过在生物反应池中人为的造成厌氧、缺氧、好氧的生物环境。该工艺不但能有效的去除磷和氮,而且COD、BOD和SS去除效果也优于常规的活性污泥法,还可以提高污泥的沉降性能。其主要优点:一是出水水质好。池内经缺氧、厌氧、好氧处理,处理效率提高,净化效果好,能有效控制活性污泥膨胀。二是运行效果稳定,耐冲击负荷。池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击,运行稳定。三是高效脱氮除磷,节省化学药剂使用,具有良好的脱氮除磷效果,剩余污泥含磷量高,肥效好,可利用作污泥堆肥。四是没有固定池型,可满足各种规模的污水处理。然而,由于设备数量较多,其管理运营较为复杂,设备检修维护要求较高。 2.5 厌氧水解—高负荷生物滤 厌氧水解—高负荷生物滤池是近年来为了适应小城镇污水处理的特点而产生的处理工艺。该工艺主要是将预处理工艺由传统的初沉池改为厌氧水解滤池,同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了重要的技术创新。改造后的工艺既具有高负荷、高效率的优点,又通过采用具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能的新型塑料模块填料,取消了滤池出水回流系统,从而大幅度的降低了操作运行的能耗以及建设投资费用。作为新型工艺,厌氧水解—高负荷生物滤池有以下几个突出的优点:一是与普通的活性污泥法相比,该工艺的产泥量大大减少,这就在一定程度上降低了污泥处理、处置费用,也降低了二次污染。二是由于该工艺处理系统集初沉池、曝气池、污泥回流设施以及供氧设施等与一身,因此污水处理流程简单,管理运行简单。三是工艺的抗冲击负荷能力比较强。这些优点都决定了厌氧水解—高负荷生物滤池能够适应我国小城镇污水的要求。 3 结语 通过对上述几种小城镇污水处理工艺的比较,可以得出以下几个结论:小城镇污水处理应从节约成本和管理方便入手来选择污水处理工艺,将经济、环境、社会效益达到最大化。实践证明,人工湿地处理系统不仅投资省、处理效果好,而且有助于美化生态环境,是小城镇污水处理工艺的最优方案之一。从成本出发,氧化沟工艺以及SBR 工艺设备简单,规模在5000m3/d以上的小城镇污水处理厂,可优先考虑。 浅谈污水处理厂的工艺设计:污水处理厂的除磷脱氮工艺设计研究 【摘 要】随着人们生活水平的提高,对污水排放标准的要求也相应提高了,但是目前中国大多数城镇的污水处理厂却由于各种原因的结合而导致脱氮除磷的效果相当差,出水更是难以达到标准的要求,污水处理不好,给人们的生产及生活带来了很大的不方便。因此,本文针对上述存在的问题,就污水处理厂除磷脱氮的相关工艺设计问题进行了重点探讨,希望通过对该问题的关注,来提高污水处理厂处理污水的效果,以此更好的提高人们的生活水平。 【关键词】存在问题;除磷实验;脱氮研究 0.引言 近几年来,人们的生活水平在党的正确政策带领下,取得了较快提升,各种工厂工业也如雨后春笋般涌现,然而在人们为之高声欢呼的同时,污水排放问题却让人们无所适从,虽然关于污水排放的相关政策很多,但污水排放的效果却不尽如人意,人们在反思自身不足的同时,也采取了更为先进的高科技方法,希望以此来提高污水处理的效率,本文正是在此种背景下,对污水处理厂关于除磷脱氮问题进行了重点讨论与研究。 1.化学除磷试验研究 1.1试验装置与试验方法 为有效配合除磷实验的研究,首先我们可以建一个柱高0.8m,直径0.3m的模拟水池,当水池有反应沉淀现象时,原水和混凝剂溶液均从距底部0.6m处注入,内设JJ-1大功率电动搅拌器,使原水和混凝剂充分混合,将污泥沉淀于混凝池底部排出,以去除原水中的SS 和TP,清水由出水管排出,溶药池也同样使用搅拌器使固体混凝剂充分溶解为液状,并由蠕动泵注入混凝池。化学除磷试验中首先对混凝剂的种类进行优选,并对投药量和搅拌时间两个参数进行优化。 1.2混凝剂的筛选 试验选用硫酸铝、聚合氯化铝、硫化铁和聚合硫酸铁4种常用的混凝剂,在搅拌转速100r/min搅拌时间30min的实验条件下,对各个混凝剂在不同投药量下出水的TP和SS 的浓度进行考察,优选出最佳的混凝剂。随着混凝剂投药量的增加,出水SS 的浓度不断降低,但4种混凝剂对SS的去除效果基本相同。而从对TP的去除效果来看,氯化铁和聚合硫酸铁这两种铁盐混凝剂要优于硫酸铝和聚合氯化铝这两种铝盐混凝剂,当投药量增加到30mg/以上时,投加铁盐混凝剂的出水TP的浓度都降到0.5mg/l以下,达到国家一级排A放标准对TP浓度的要求。 除了具有良好的除磷效果,PFS在价格方面也占有一定的优势,市售PFS为700元/t,市售氯化铁为1100元/t。所以,无论是TP的去除效果还是经济性方面,PFS均为理想的药剂,从实际生产技术经济方面考虑,最终选择PFS为化学除磷的混凝剂。 1.3运行参数优化 在确定使用聚合硫酸铁为化学除磷试验的混凝剂后,对投药量和搅拌时间两个参数要进行优化。 第一,对投入量参数的优化。随着混凝剂PFS投加量的增加,水中TP的浓度不断减少。当投药量达到30ml/g时,水中TP的浓度已低于0.5mg/l,去除率达到75%以上。根据铁盐除磷的化学方程式可知,每去除1mg的磷,需要1.8mg的铁。原水中TP的浓度在1mg/l至4m/l,若使出水TP浓度小于0.5mg/l,最多需要12mg/l的硫酸铁,以至少40% 有效成分计算,需要30mg/l。考虑水解等因素, 最终选定投药量为40mg/l,此时的出水TP浓度为0.3mg/l。可以保证出水水质符合一级A排放标准的要求。 第二,对搅拌时间参数的优化。随着搅拌时间的增长, 水 中TP 的浓度不断减少。时间从 5min增加到15min, 水中TP 的去除率提高了5.1%,而从15min 增加到30min, 去除率仅提高了2.0%, 故过长的搅拌时间对TP的去除并无显著的效果, 反而会增加额 外的能源消耗和构筑物的建筑体积。 2.后置反硝化脱氮试验研究 2.1试验装置与试验方法 后置反硝化脱氮试验采用三级生物滤柱设计三级滤柱分别为氧化硝化CN池、硝化N池和反硝化DN池,并同时向DN池中投加甲醇作为外加碳源, 即分别进行氧化反应、硝化反应和反硝化, 对污水中的COD、NH3-N和TN进行生化去除。其中CN池和N池使用空压机进行曝气。三级滤柱均采用上向流方式, 使用高压隔膜泵从底部注水, 滤柱中的火山岩滤料粒径分 别为 6~8、4~6、3~5mm。 2.2运行参数优化 进水中的COD和NH3-N分别在CN池和N池中进行去除,出水进入DN池后,需要在外加碳源的条件下,将水中的TN予以去除。碳源的投加量将决定TN 的去除效果,投加不足将没有足够的 碳源供反硝化反应的进行,投加过量一方面会增 加额外的经济费用,一方面还会增加出水 COD 的浓度,故中试对后置反硝化的碳源投加量进行了重点考察, 并选择易于生物降解和被反硝化细菌利用的甲醇作为碳源。随着甲醇投加量的增加,进水中可供反硝化 利用的碳源不断增加,出水的 TN 浓度也随之下降,当投加量增加到25mg/ L时, 出水TN浓度已达到一 级A排放标准以下, 但当继续投加到35mg/l时,随着进水中可被利用的硝酸盐和亚硝酸盐浓度的降低,即使继续增加甲醇投加量也难以加快反硝化反应的速率,出水的TN浓度趋于平缓。 考察投加甲醇过程中进出水的COD浓度变化趋势,当甲醇投加量在535mg/l之间时,出水COD浓度变化并不大,但继续增加40mg/l时,投加的甲醇已不能完全被反硝化反应作为碳源所利用,反而会影响出水的COD浓度。综合投加甲醇对进出水TN和COD变化趋势,确定后置反硝化的甲醇碳源投加量为30mg/l,此时出水TN浓度为9.46mg/l,COD浓度为33mg/l,均符合国家一级A排放标准。 水力停留时间HRT是指污水与滤池内微生物作用的平均反应时间,是工艺中另一重要控制参数。随着水力停留时间HRT的增长,出水TN的浓度也随之不断下降。但从45min开始,出水TN下降的速率便开始变得平缓,通常反应时间越长,微生物对基质的去除率越高,则在流量一定的条件下,对构筑物的容积要求越大。因此,结合建设费用,确定水力停留时间为45min。 3.结论 第一,污水处理厂升级改造选择化学除磷进行深度处理,选用聚合硫酸铁为混凝剂,在投药量为40mg/l、搅拌时间为15min 的条件下,使出水TP浓度保持在0.5mg/l以下。 第二,在水厂现有两级曝气生物滤池工艺基础上,增加后置反硝化工艺进行水厂深度脱氮的升级改造,可使用甲醇作为外加碳源,其投加量为30mg/l, 使出水TN及COD指标均能够达到一级A排放标准。 第三,采用后置反硝化工艺进行深度脱氮的升级改造,单池水力停留时间为45min的条件下,出水TN浓度保持在15mg/l以下,实现一级A达标排放。 总之,在高科技的社会主义市场经济大背景下,为实现效益的最大化,我们就应该尽可能的引用高新技术,来为我们的效益服务。随着人们生活水平的提高,人们的精神需求也是日益提升,但与此同时,生活尤其是工业污水却一直困扰着人们,而且也给人们的生活及工作带来了很大的不方便,更有甚者,污水如果得不到及时处理,会对我们赖以生存的地下水造成极大的污染,这样就会直接威胁到人们的生活及生产,因此污水厂无论是出于自身经济效益的考虑,还是出于对人们生活负责人的角度,都应该提高污水处理的效果,尽可能多的将污水进行有效的处理,这就需要污水处理厂除在人员配置方面下工夫外,还要多多引进先进的技术,来对污水进行有效处理,上文介绍的除磷脱氮技术研究就是应用高科技水平的很好实例。这样一来,我们不仅可以很好解决水资源严重不足的问题,解决好广大西北部地区严重缺水的问题,同时我们还可以很好的净化我们的水资源,另外,环境问题也会随着污水的处理而变得不再是困扰人们的问题,可谓是一举多得。本文重点针对除磷脱氮技术进行了相关的研究与讨论,相信通过该技术的实际应用,污水厂的污水处理问题会得到很好的解决。 浅谈污水处理厂的工艺设计:氧化沟工艺在污水处理厂设计中的应用分析 摘要:目前,在我国污水处理厂工业废水和生活污水治理的过程中,氧化沟污水处理工艺由于污水处理效果显著、操作简单、管理方便,而且有着良好的经济效益,因此被人们广泛的应用。 关键词:氧化沟工艺;污水处理厂 早期的氧化沟仅用于去除有机物,同时将氨氮氧化为硝酸盐氮,因此氧化沟工艺无厌氧区.氧化沟循环廊道内也无缺氧区,此时氧化沟在去除有机物的同时还可以反硝化脱氮。而为了去除污水中的植物性营养物,国内外又相继开发了带有厌氧区(或带有厌氧区及缺氧区)的氧化沟工艺,以保证在去除有机物的同时去除氮磷污染物。本文以福安赛甘污水处理厂生化处理采用改良型Carrousel-2000氧化沟工艺为例,对氧化沟工艺进行分析。 1.污水厂简介 近年来,随着福安经济开发区和甘棠镇临海工业的迅速发展,周边沿海乡镇人口的集聚,带来的工业和生活污染问题日益突出,目前福安经济开发区和甘棠镇产生的工业污水和生活污水就近排放,造成周边水环境污染。该水厂设计主要用于处理开发区工业企业的工业废水及生活污水。工程近期建设规模2.0万m3/d,远期增建规模2.0万m3/d一组,总处理水量4.0万m3/d。 1.1进水水质及工艺参数 设计运行参数:污泥浓度MLSS=3.4g/L一4.0g/L,污泥负荷F/M=0.08kgBOD /(kgMLSS・d),回流比R=100%,厌氧DO≤0.2mg/L,缺氧DO≤0.5mg/L,好氧DO≥2.0mg/L。 设计进水水质为BOD5180 mg/l、CODcr300 mg/l、SS170 mg/l、NH3-N35 mg/l、TP3 mg/l、PH6~9;出水水质为BOD5≤20 mg/l、CODcr≤60 mg/l、SS≤20 mg/l、NH3-N≤8 mg/l、TP≤1.0 mg/l、PH6~9。 1.2工艺流程 污水经厂外粗格栅去除直径大于15mm的悬浮物后经厂外提升泵房用潜水泵提升至厂内细格栅渠;在细格栅中去除直径大于5mm的悬浮物后在沉砂池进行砂水分离预处理,沉淀比重大于2.65的砂粒。随后污水进入浅层高效气浮池,去除比重接近水的细小颗粒。 污水进入改良型Carrousel-2000氧化沟后,在氧化沟中污水依次通过厌氧区、缺氧区和好氧区,去除大部分BOD5、CODcr、氨氮和磷,生化后的污水经配水井流入二沉池,在二沉池污水中的活性污泥沉淀下来,二沉池底部沉淀污泥,在重力作用下排放到污泥泵井,经污泥回流泵回流到氧化沟的厌氧区,二沉池上部清水通过集水槽收集后进入紫外消毒池消毒,将污水中病原微生物和细菌杀灭。消毒后出水经巴氏计量槽计量后自流排入赛江下游海域。各单体放空水均接入厂区污水管网,并经厂区污水泵井提升回流至细格栅旋流沉砂池。 二沉池排出的剩余污泥通过污泥泵井输送至污泥浓缩池,在浓缩池中将污泥含水率从99.2%降至97.5%。然后用污泥泵抽升至污泥脱水车间,再经带式压滤机进行污泥脱水后外运,脱水后的污泥约含水率为80%。 2 氧化沟的机理 2.1 氧化沟处理污水的原理。传统的氧化沟污水处理技术,是直接将污水和回流污泥引入到氧化构系统当中,并且通过表面曝气机将混合液中溶解氧的浓度控制在 2-3mg/L 左右。在掺氧量充沛情况下,使得微生物可以很好的去除 BOD,并且在氧化的作用下也使得混合液中的氨被转化成硝酸化合物。而在曝气机下游,污水水流也从曝气区的湍急状态演变成平缓的状态,根据相关的污水处理规范,将水流流速控制在一个合适的范围之内,确保活性污泥在使用过程中处于一个悬浮的状态。当微生物在将混合液中的溶氧量降低到零时,也就导致混合液呈现出一个缺氧的状态,在通过相关的化学反应,将污水中的 BOD、磷元素和氮元素进行有效的处理。不过这种污水处理方法,虽然可以有效的将污水中的 BOD 去除,但其除磷脱氮的功能却十分有限。 因此为了使得氧化后在污水处理过程中起到一个很好的除磷脱氮的效果,我们就要在传统的氧化沟中增设一个厌氧区和绝氧区。根据相关试验表明,在污水处理的过程中,技术人员将大部分回流污泥和 20%左右的污水引入到厌氧区,可以使得回流污泥中存在的硝酸化合物在碳源的作用下发生反硝化反应,为后续的污水治理工序提供了一个绝氧环境。而且当回流污泥和污水进入到厌氧区的时候,由于厌氧区中存在着很多兼性细菌,可以将污水中的 BOD 转化成VFA,当厌氧区中的聚磷菌遇到 VFA 时,又会发生一系列的化学反应,从而为磷酸盐的水解提供了能量。再通过绝氧区中碳源的作用下,就使得在对回路污泥和污水处理过程中起到一个良好的除磷脱氮的效果。最后,将回流污泥和污水引入到氧化沟当中,从而使其氧化沟起到一个良好的污水处理效果。 2.2 氧化沟除磷脱氮的影响因素。影响氧化沟除磷脱氮效果的因素有很多,不过由于磷离子和氮离子的两种处理方法不同,因此在污水处理的过程中,影响着两种离子排除的因素也存在着不同。其中影响氧化沟除磷效果的因素,主要有污泥龄、硝酸化合物的浓度以及基质浓度等,其中对污泥龄对氧化沟处理效果的影响最大,所以我们在氧化沟除磷过程中,要将其污泥龄控制在污水处理规定的范围之内。而影响氧化沟脱氮的主要原因则是溶氧量、碳源浓度以及硝酸化合物的浓度,而为了保证氧化沟的脱氮效果,技术人员在污水处理的过程中,一定要将氧化沟中的溶氧量、碳源浓度和硝酸化合物的浓度控制在标准的范围内。 3.处理的主要设施 3.1预处理 (1)细格栅池及旋流沉砂池 本工程细格栅、旋流沉砂池考虑合建,土建按远期4.0m3/d规模建设安装,设备按近期配备。 细格栅的功能是截除污水中较小漂浮物,栅条之间保持大约5mm的间隙,栅前对应1.0m的水深,电机对应的功率为1.1kw,还有一台螺旋输送机。这台输送机可以将比较小的悬浮物去除。旋流沉砂池的功能是去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开来,便于后续生化处理。旋流沉砂池2座,与格栅池共建,直径D=3.05m,沉砂池深度H=3.8m,砂斗直径1.0 m,砂斗深度2.0m,沉砂池中间设有一台可调速的浆叶分离机和一台罗茨风机,功率分别为1.1kW和2.2kW。砂水混合物由罗茨风机造成的静压输送至配套的一台砂水分离器,功率为0.37kW,分离后的干砂外运。 3.2生物处理 (1)氧化沟 Carrousel-2000氧化沟1座,将厌氧区、缺氧区和好氧区隔开,厌氧区和缺氧区均设置两沟,好氧区由四个单沟组成,整个氧化沟平面尺寸90.8×30.2m,总高度4.5m。 在氧化沟厌氧段内设潜水搅拌器2台,达到搅拌和推流的作用,规格为:MA4/12-620-480,功率P=4.0kW,采用不锈钢304。氧化沟好氧段内还配置1台DO测定仪,测量范围为0-15.0mg/L,以及1台MLSS测定仪,测量范围为0-8000.0mg/L。 (2)二沉池 二沉池进出水都是从周边进行的,对应较高的负荷,获得的处理效果非常的理想,占地空间不大,如果配水对应的设计方式比较合理的话,泥水分离会获得更好的效果。设计流量2.0万m3/d,池数:1个,池内径32.0m,平均表面负荷:qave=1.04 m3/m2・h;最大表面负荷:qmax=1.35 m3/m2・h;有效水深4.Om,沉淀池内设1台中心传动的单管吸泥机,参数为ZXJ-32-I,Ф=32m,H =4.5m,n=0.028rpm,P=0.37kW。 (3)提升污泥的泵站: 泵站的作用是使二沉池底部污泥提升至氧化沟厌氧区,并把剩余污泥提升至储泥池,同时作为配水井。潜水泵共有二台,一用一备,按最大回流比100%选择水泵流量,型号为:350WQ850-7-37,Q=850m3/h,H=7m,N=37kW,变频控制;远期增加同型号水泵一台,二用一备;回流污泥根据氧化沟污泥浓度控制回流量,剩余污泥泵与污泥脱水协调运行,同时起到均匀配水的作用。 3.3尾水处理 (1)紫外消毒池 紫外消毒池的功能是将生化处理污水进行消毒,使大肠杆菌≤10,000个/L,使出水达到GB18918-2002一级B类标准要求。设计规模是4.0万m3/d;平面尺寸:20.33×5.5m,有效水深1.7m,钢筋混凝土结构;主要设备:近期2.0万m3/d规模紫外模块成套定型设备一套。 3.4 污泥处理 要想实现污泥浓度保持不变,必须要将多余的污泥排走。通过污泥泵将剩余污泥向脱水机房转送。机房内,先通过2台螺杆泵混合絮凝剂和剩下的污泥,而后送到带式脱水机里面进行脱水。干滤饼能够实现超过百分之二十的干固含量。对经过脱水的污泥予以最终的处理之后,拉到填埋场填埋处理。二期的时候,建议作为堆肥予以很好地利用处理。 结语 氧化沟工艺是目前城市污水处理技术中出水水质最好、操作最稳定、应用最多的工艺之一。虽然目前应用中还存在一些影响处理效果的因素,但随着科学技术发展和社会的进步,该工艺必将得到进一步的提高。
新的教学体系增强了学生实验操作技能,提高了自主思考和创新能力,教学质量得到显著提高。生物化学是食品专业的一门重要专业基础课,随着科学技术的迅速发展,食品、发酵、生物工程、医药等行业均对生物化学技术的应用提出更高要求。生物化学与生物技术综合实验是食品专业理论课的配套实验课,学生通过实验教学,理解和验证理论知识,掌握研究方法和实验技术操作,培养独立操作能力,为今后从事科研及工作实践打下良好的基础。 相比理论教学,实验教学更具直观性、实践性和创新性,在提升学生综合素质与能力培养方面具有举足轻重的作用。因此,生物化学与生物技术综合实验的教学需与实践应用紧密结合,但传统的实验课程设置与生物技术的发展已不相适应,暴露出许多问题,特别是在高校“双一流”建设的背景下,生物化学与生物技术综合实验的教学改革也越来越重要。 1生物化学与生物技术综合实验教学存在的主要问题 1.1教材和教学内容陈旧 目前食品专业生物化学与生物技术综合实验课程使用的教材是学院自编的实验讲义,已有十余年未改编过。虽实验讲义根据理论教学内容选择了一些相应的实验技术,但由于生物技术发展快速,现有的实验内容严重滞后,比如对核酸的研究仅停留在简单提取和定性反应上,缺乏定量研究,关于酶方面的实验缺少分离纯化和定量检测方法的研究,蛋白质的呈色反应等实验的部分实验现象难以验证,失去实践价值,部分实验操作步骤需改进等等,实验内容设置未能与生物化学的学科发展相适应,也未能与理论课内容较好衔接。而且实验内容以验证理论的基础性实验为主,能够培养学生创新和实践能力的综合性和设计性实验较少,学生接触仪器设备的机会少,导致学生动手能力较差,创新能力和发散思维也没有得到激发。 1.2仪器设备配置不足 生物化学与生物技术综合实验涉及比色、提取、离心、电泳等主要技术,仪器设备随着技术的发展也在不断更新。由于配套资金和实验场地的限制,目前实验室能配合实验开展的主要是离心机、水浴锅等常规仪器,使用的电泳仪年代久远、操作十分不方便,现基本已经被淘汰;分光光度计与其它实验室共用,不仅设备老旧,准确度和灵敏度不佳,而且共用也带来诸多不便;实验过程仍使用移液管操作,微量取样的精确度无法保证;一些实验缺少配合检测技术的大型仪器设备;另外,仪器设备特别是大型仪器数量有限也是存在的突出问题。这些因素均限制了实验项目的选择,学生动手机会不足,大大降低了实验教学效果。 1.3教学模式单一 现有的实验教学方式为上课前由老师准备实验试剂和调试仪器设备,学生按照固定的实验步骤完成实验。因实验项目多数是验证性实验,因此学生以机械式的操作被动完成实验,不用思考实验设计,学生对实验内容并没有真正理解,对思考题常常回答不正确,导致学生对实验课的兴趣大大降低,不利于激发学生的创新能力和培养动手能力,也不利于学生实验技能的锻炼,未能对日后其他实验课程或课题研究打好基础。 1.4成绩评价体系不完善 最初生物化学与生物技术综合实验课程成绩主要由实验报告完成情况结合学生的考勤、实验操作和学习态度按一定比例进行综合评价。因实验报告均为课后提交,存在抄袭的情况,且上课时每个班学生为40人左右,学生的操作规范与否老师很难客观评价。近几年因学校教学计划的改革,本实验课程改为独立设课,采用实验操作和问答题考试作为成绩评价的主要依据,但考试内容单一、常年不变,且受实验条件的限制,考试只能选择简单的实验项目进行,无法考察学生实验内容规划、仪器操作、数据处理等能力。 2生物化学与生物技术综合实验教学改革方案 2.1更新实验教学内容 从适应食品专业和生物化学科学发展需要的角度出发,我们选择了一些常用的、重要的生物化学实验技术和方法作为实验内容。首先,删除了部分陈旧的、技术落后的实验项目,比如氨基酸的纸上层析和纸上电泳、血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳等,这些技术目前已被淘汰,对学生今后的科研工作和专业技能的提升无显著指导意义。其次,增加或修改了针对核酸、蛋白质、酶、糖类等几类重要生物物质的成熟实验技术,如植物基因组DNA的提取与含量测定、酶的分离纯化、蛋白质的SDS-PAGE、DNS法测定还原糖含量等实验项目。对于变动的实验内容实验老师带领学生教辅反复进行预实验研究,从原料选择到实验步骤和仪器参数均经过多次试验而确定实验方案,总结实验过程的关键步骤和注意事项,以保证实验教学的顺利开展。通过这些实验,学生不仅更深入地理解了理论,而且掌握了重要的生物化学测定方法和分离技术,还锻炼了实验设计能力,为今后毕业论文及科研课题的研究奠定了基础。第三,保留并整合部分经典的验证性实验,如蛋白质的两性性质及等电点测定、酶活力的测定等,删除一些不常用的验证实验如蛋白质的米伦反应,并在多年经验的积累上,对实验步骤进行优化。 2.2增加实验资源的投入 在学校和学院的大力支持下,实验室进行了翻新改造,对现有陈旧设备进行升级,配备了高速离心机、紫外分光光度计、垂直电泳仪等配置较高的仪器设备,提高实验操作的便利性和结果的准确度,并增加台套数尽可能满足学生使用需求,让每个学生都有操作仪器的锻炼机会,同时学院引进的大型仪器如免染电泳成像系统也可供本科生使用。 2.3丰富教学模式 为了让学生更好地理解理论知识,带着发现问题和解决问题的态度开展实验,要求学生在实验课前做好预习工作并编写预习报告,针对思考题及理论知识的难点自行查阅资料,老师在讲解实验内容时进行提问,增加与学生间的互动。因生物化学与生物技术综合实验是食品专业学生接触的第一门专业实验课,多数仪器是第一次接触,所以为了学生理解仪器原理,快速掌握仪器操作,提前将仪器相关资料包括文字介绍和视频演示等发给学生预习。实验前老师进行演示并在实验过程中纠正学生的操作,帮助学生规范实验操作。引入多个综合性设计实验,由学生分小组设计实验方案并自行验证,培养学生独立思考和分析、解决问题的能力。 2.4完善成绩评价方法 因生物化学与生物技术综合实验是独立设课课程,需以考试方式进行考核,因此探索科学、公正、有效的考核方法是教学改革的重点。针对以往考试形式单一、考试内容陈旧等问题,将课程成绩考核分为两部分:平时成绩占30%,主要为实验报告、出勤、实验态度、上课时的实验操作等;考试成绩占70%,其中笔试占30%,实验操作占70%。成绩评价的重点是考试成绩,笔试为三道简答题,考察学生对理论知识的掌握及运用;实验操作为利用某个仪器独立完成一项指标的测定,考察学生操作的规范性及实验结果的计算与实验报告编写,并由老师现场打分。简答题与操作题提供多个题目,均为实验内容的重点,由学生抽签决定。这样的考核方式可以真实反映老师的教学质量并检验学生的学习效果。 3教学改革实践效果 生物化学与生物技术综合实验课程的教学改革经过一年多两届学生的实践与探索,在不断试验总结的基础上形成了比较完善的实验教学体系。教学内容与学科先进技术接轨,学生实验操作技能明显增强,对实验课程的兴趣和积极性也显著提高,学习态度由被动逐渐转为主动,不再有应付实验的心态,更多的是自发思考和分析实验中遇到的问题。在上课过程中,一些学生因实验结果不理想会主动提出重做实验或更改实验方案进行尝试,有的学生会在实验结束后主动与老师交流其它仪器设备的原理和使用方法,学生对实验和仪器的探索欲明显增强。通过教学改革,学生实验设计能力得到锻炼,创新思维也得到激发,为今后其它课程的学习及课题研究打下了良好的基础。虽然生物化学与生物技术综合实验教改取得了一定成效,但实验内容的设计细节及课堂互动等问题仍需进一步研究。
今天,茶叶包装的材料选择、设计风格、质量高低,其实在很大程度上决定了一款茶叶的品质,是消费者选择购买的一个重要参考点。在这其中,茶包装材料的选择更是重中之重,从历史上看,我国茶包装在材料选择上是十分严格而苛刻的,不同的茶叶种类要选择与之相符合的材料。但是现在我国茶包装却存在一味重视设计但是对材料选择要求不足的缺陷。本文就从我国茶包装材料的现状谈起,对其选择和再利用进行研究和阐述。 我国茶叶种类丰富,但归结起来可大概分为绿茶、红茶、青茶、黑茶、白茶、黄茶这六大类。而每一类的茶叶在味道、形状等方面都各不相同,他们对包装的材料的要求也不一样。特别是在透气性、防潮性等方面,有着不同的要求。还有,不同材料的包装还会跟不同的茶叶发生一些化学反应,倘若选择不好的话,就会影响到茶叶的味道,让其品质变低。除了要选择好茶包装材料外,还要看到,在绿色环保理念深入人心的时代背景下,无论是消费者还是社会,都需要商品包装的材料选择能够有更高的环保与再利用价值,以此来减少人类对自然界的破坏,同时也能大大降低对资源的消耗,降低企业的原料成本。 1茶叶特性对茶包装材料选择的影响研究 我们知道,中国茶叶种类十分丰富,其制作工艺也是较为严格,尤其是一些较为复杂的加工工艺,让茶叶变得更加娇贵。这不仅提升了茶叶的口感和价格,另一个不可忽视的地方,就是这也同时让茶叶对包装材料有了更高的要求。因为这些经过加工的茶叶,必然会对包装的防潮性、透气性、抗氧化性等方面有更高的要求。另外,由于茶叶不耐压,甚至用手轻轻一捻便会成为碎片,因此茶叶的包装还要有足够的防挤压能力。包装材料的选择是茶产品整体包装的重中之重,其直接关系到茶产品的品位、质量与流通能力。从现实来看,我国茶叶产品的包装材料基本可以概括为塑料、纸、金属、陶瓷、竹木、复合类等几大类。在这里面,纸、塑料、金属、复合类的材料,因为结实耐用、便于运输、价格实惠等因素,被采用的最多,使用范围也最为广泛。应该说,近些年,随着科学技术的极大提升,包装材料的研究和应用也进入了一个新的时代,其中最大的一个特征,就是包装的科学技术含量越来越高,尤其是复合类的包装材料,在茶包装的应用愈加普遍。顾名思义,复合型包装材料指的是多种材质通过物理或是其它手段融合在一起,组成的一种新的包装材料。复合型包装材料的最大优势,就是其能够根据不同产品的需求,去有针对性地选择所需要的原材料,并且制造出不同特性的包装。不仅能打破过去单一材料的功能制约,又能保持某一种材料所具有的优秀特征。更重要的是,其能够将多种材料的优势合二为一,同时还能创造出新的功能和特征。由此而知,根据茶叶的自然属性和加工后对包装材料的要求,我们就可以通过科学技术手段来将不同的包装材料加以优化整合,以便让茶包装的透气性、防潮性、防氧化性、密封性等指标得到大大提升。来看看茶叶内包装的材料选择。尽管茶叶的内包装我们一般看不到,也较少能感受到它的存在与质感,但是这不等于说它不重要。恰恰相反,茶叶内包装是茶包装的关键所在。因为内包装直接与茶叶接触,因此其直接决定茶叶的品质甚至是质量安全。可以试想,加入内包装采用的是抗氧化性较弱甚至还存有一些有毒物质的材料,那么茶叶不仅仅会出现变质、受潮等不良反应,甚至还会沾染上有害物质,对消费者的身体造成不容小觑的负面影响。从这几年我国茶叶内包装实际情况看,很多企业热衷于采用一些聚酯或是铝箔等材料制成的复合类薄膜。具体而言,就是薄膜的外层采用的是聚酯类材料,而中间层则选用铝箔材质,内层选用的是聚乙烯材质。这一复合类薄膜之所以被茶包装广泛使用,一个很重要的原因就是其聚集很多材质的优点于一身,因此其一方面具有较好的气密性和化学稳定性,能够更好地保存茶叶的味道,并且能够让其不受一些有毒物质的污染,保障质量安全与稳定。另一方面,这种复合类材料的印刷适应性也更高,让企业的印刷成本得以大大降低。还有就是其物理强度也较高,因此用于茶包装的话,能够对茶叶进行很好地保护,而不至于出现破损、漏气等情况。另外,因为其中间层选用的是铝箔材料,所以其阻隔性也比较好,这就利于茶产品的长距离运输和长时间保存。 2我国茶包装的应用现状 首先,当前很多消费者对茶包装的“QS”标准有些混淆。从2005年开始,国家就实施了食品生产许可证制度管理,其中对包括茶叶在内的二十多类食品的每个生产环节都做了较为严格的规定。2007年,相关部门进一步要求,凡是在食品生产许可证制度管理范围内的产品,在出厂之前要在外包装的醒目位置印上或是贴上统一制式的“QS”标志。而那些没有加印这一标志的,是不能上市流通的。经过对我国茶叶市场的考察研究,很容易发现这样一个现象,那就是很多茶产品的终端销售商一方面负责贩卖茶叶,另一方面更是会贩卖茶叶包装。譬如说,其有散装茶叶,如果不要包装的话,那么价格会低一些。但是倘若顾客要求加装精美的包装,那么其也会拿出一些包装供顾客挑选,当然是要收取包装费的。这就会出现一个问题:由于茶叶与包装不是一体的,因此后加的包装上印刷的“QS”标志就涉嫌造假。但是往往这些包装上的“QS”标志,在一些查真伪的网站上进行查询的话,显示的却是真的。因此,这就导致市面上的一些茶产品存在安全问题,消费者在购买茶叶时,应务必当心买到此类茶产品。其次,是一些茶叶所用的包装在材料上存在较大的安全隐患和质量问题。从实际来看,尽管我国茶包装有了很大提升,在一些大型的超市、茶城或是专卖店里,茶叶包装的安全还是比较有保障的。但是也要看到,在一些农贸市场、农村小卖铺等地方,有不少经销商所用的茶包装在材质上是不达标的,有的甚至还对人体有较大的危害。产生这种情况的原因主要是以下几方面。其一,一些茶企由于产量较低、市场效益不高,不仅在主观上不愿采用那些高标准的茶包装,另外在客观上也是缺乏必要的资金去采用那些价格较贵的茶包装。所以只能选用一些材质没有保障或是定制一些较为便宜的包装。 3茶包装材料的选择原则 首先,制造商在选择茶包装材料时,必须要通过测试,来确保其能够历经茶产业链的各个环节之后,还能够完好无损。这个完好无损,一方面是要保证茶产品在外观上的完好,不会出现破损、漏气、串味等物理损坏。另一方面,还要保证茶叶的品质跟出厂时是一样的,不会发生氧化、发霉等化学反应。这个测试不是一时的,而是要严格按照产品的保质期时间长短进行测试。由是言之,作为茶企,首先要在包装材料上把好关,要针对自己产品的特性和工艺,选择适合自己茶叶的包装材料。其次,要结合自身的规模和实力,在安全与成本之间,选择最优的一条路径。从现实看,尽管我国一些大型茶企在包装制造和选购上有充足的技术和资金保障,但是对于一些小型茶企或是小作坊来讲,这一要求就难免有些高。因此,对他们而言,就要在保障包装质量的基础上,充分考虑成本因素,在安全与成本之间做出最佳的选择。从市场实际中看,一些小茶企尽管没有足够的技术或是资金去制作或购买那些较为昂贵的茶叶包装,但是其往往会跟一些包装厂进行定制。在定制的过程中,其会将包装材料、安全标准发给包装工厂,让其按照这一要求进行生产。这就在一定程度上降低了这些茶企的生产成本,但又能保证其包装的安全和质量上的稳定。而对于包装制造商而言,其一方面会瞄准高端茶企进行包装制造,另一方面还会为了走量,为了获得更多的市场份额,也愿意跟一些小型茶企合作,进行订单式生产,达到薄利多销的目的。再次,茶叶包装的材料选择,还必须要兼顾到各方面的需求和利益。茶产业链涉及多个环节,牵扯到多方利益,而每方面对包装的要求也有着不同的需求。譬如说,负责销售的部门自然会愿意产品的保质期能够更长,可以在卖场摆放更长的时间,因此他们更愿意厂家采用一些防氧化、防霉变、防潮的包装材料。而对于生产部门而言,他们会把更多的目光和精力放到包装的成本上,愿意让成本更低一些。至于消费者,他们自然会乐意挑选那些高端大气上档次的包装。而一些较好的包装材料在手感、视觉等方面反而不如一些相对较差的包装材质,如何在包装材料的质量与消费者的需求之间找到一个最佳平衡点,这考验的是茶企的智慧和策略。 4茶包装材料的再利用研究 现在,在科学技术不断发展,以及绿色理念日益深入人心的背景下,茶包装材料的循环再利用日益受到厂商和消费者的重视。从当前市场情况来看,我国茶包装材料的再利用已经有了一定的效果。譬如说,在市场终端领域,很多茶包装都会采用能够降解并且可以回收利用的纤维材料、纸质材料以及其它一些复合型的环保材料包装。而在物流领域当中,针对产品的储存和运输,同样也采用了一些能够回收再利用的包装材料,如复合再生板材、纸制品等。先来看茶包装材料中的纸质材料。应该说,与其它的可回收包装材料相比,纸质材料是较为友好的一种循环材质。这主要体现在两方面,一是纸质材料在回收上较为容易,成本较低且不需要太高的技术手段。二是纸质材料的回收再利用次数也是最多的,也就是回收利用率较高。从实际看,一般选用纸质材料的茶包装,其基本上可以被重复利用七次甚至更多。另外,有人会觉得,大量采用纸质材料会破坏森林资源,造成生态问题。其实从现在来看,这种担忧有些多余,因为当前我国造纸业所用的原料,基本上是源自一些专门种植的速生林,极少会采用那些天然的原始森林。另外,再加上纸质材料的重复使用率较高,因此从一定程度上说,我们不必多余担心。然而也要看到,尽管回收率高,但是当前我国造纸业的技术含量还有待提升,对环境有一定的污染,有的地方甚至污染比较严重。因此,今后一方面应该提高纸质材料茶包装的回收再利用次数,另一方面更是要对造纸业进行提档升级,让其更加环保,更加绿色。再来看茶包装的竹制材料。竹制材料是一种十分易得并且环保绿色的包装材料。由于竹子具有生长速度快、生长周期短的特点,因此可以供相关产业大量使用,对环境基本没有破坏。另外,由于竹制包装不需要深度加工,因此其基本不会排放有害的废水、废气等污染物。但是由于竹制材料质地较硬,无法像纸质材料一样回收打浆进行二次成型。因此,竹制材料在茶包装领域中的回收利用率较低,然而一些造型较好,具有实用价值的竹制包装,可以被消费者二次利用,装东西或是当做装饰品来使用。从这一层面讲,竹制材料是有一定再利用价值的。最后来谈谈塑料材质的茶包装。我们知道,塑料材质无论是在生产过程中,还是在终端领域,其都有着较大的污染。因此,我们在谈论茶包装材料的再利用问题时,应该把更多的目光投到塑料材质上来。一方面要在其生产源头发力,通过技术改造升级和原料的选择,让其更加符合环保标准,并且能够自然降解。另一方面,要充分考虑到其再利用问题,要通过不同材料的组合和硬度、形状上的设计,让其在后期便于二次回收和再利用。
1前言 2017年,中共中央办公厅、国务院办公厅联合下发的《关于实施中华优秀传统文化传承发展工程的意见》提出:“到2025年,中华优秀传统文化传承发展体系基本形成”的总目标;[1]2019年,国务院办公厅印发《体育强国建设纲要》,部署推动体育强国建设,充分发挥体育在建设社会主义现代化强国新征程中的重要作用[1],这表明我国民族传统体育发展已然发展到一个全新阶段。早在原始社会末期,长兵器已经是人类的手中日常工具,用于驱逐野兽、保卫家园,再到发展为冷兵时代的标志性武器。而长兵对抗作为体育运动的形式,在明代便以显露,近代民国期间中央国术馆构建了国术竞技体系,长兵对抗是其“国术”竞技对抗项目之一。新时期,中国古典武艺竞技长兵对抗的传承与创新,是为了进一步促进中国武术器械对抗的标准化发展,为中国传统体育形式,增加更多具有中国文化特质的竞技项目。恢复和发展长兵竞技对抗,作为新时期服务于中国传统体育文化复兴,以及民族体育向更符合运动化、健康化、教育化发展基本需要发展的新的尝试 2武术与长兵关系阐释 武术是人类早期生存中,自我保卫的需求而产生的一种技能,有徒手的拳术和持握武器的格斗和套路表现形式。[2]而中国古代冷兵器是指从史前兵器出现到清末鸦片战争结束,一直用于军队进行战争的军事装备,而兵器类型,根据用途及攻击距离分为短兵、长兵、抛射兵器等。[3]杨晓斌(2013)指出:“武术长兵对刺是我国传统武术训练和军事训练的重要内容之一,是两人手持武术长兵器(枪、棍等)运用扎、戳、刺等技法进行相互击刺的一种具有竞技性质的对抗运动”。[4]马廉祯教授指出,长兵对抗的概念应该“是中国武术项目内容之一,在武术枪、棍等长兵器技法的基础上发展起来的一项武术器械格斗对抗竞赛的体育运动,长兵竞技体系主要包括扎、劈的技术体系,以及对应的文化价值体系和评判制度立体构建的中国特色民族体育项目。” 3长兵器的产生与演进历程 通过文献资料的整理,发现促使长兵器的产生与演进分主要有两个因素:一是,社会生产力促使长兵器的发展。石器时期时,人与兽斗时,人类利用石头、木棒制成的原始的武器,进行猎杀或抵御防止野兽入侵,在此基础上衍生了长柄武器“矛”,这时的矛还是以木棒削尖为主形状。进入新石器时代,人类掌握了磨制和钻孔的加工技术,许多石质、骨质的矛头更利于与矛柄的绑缚,[5]复合的长柄武器的诞生,从原始的生产工具开始,随着生产力的发展,长武器的攻击性能也日益增强;夏商周时代,社会生产力水平和金属冶炼技术进一步发展,青铜武器的出现,使得长兵器形状和形制也发生了重大改变,从铜质的到青铜的,再到铁质的,到钢质的,冶炼技术的发展大幅度刺激着长兵器的演化。[6]这些因素使我国古代出现了一大批的具有代表性的长兵器,如“戈、戟、矛、枪、棍等”。二是,社会资源和利益分配。部落之间的资源争夺,推动了武器发展。进入奴隶社会以来,人与人之间的打斗已经取代了人与兽的“搏斗”。而部落与部落的“打斗”、国与国之间的“战争”,促使长兵器开始服务于“战场”,无论是步战或车马战的厮杀,长兵器都发挥着相当重要的作用。 4长兵竞技运动的历史渊源 4·1服务于搏杀、实用为主的军旅武艺 军旅实战武艺中,长兵技术以搏杀为主的军事技能,技术简单,但注重实战效果。戚继光《纪效新书》明确了军旅中长兵技术特征:“(枪)施之于行阵,则又有不同者,何也?法欲简,立欲疏,非简无以解乱分纠,非疏无以腾挪进退。左右必佐以短兵,长短相卫,使彼我有相倚之势,得以舒其气,展其能,而不至于奔溃”。[7]可以看到战时须将不同的兵器进行合理的搭配,以发挥兵器的最大效能。”[8]而这一特征在茅元仪《武备志》、唐顺之的《武编》、程宗猷的《耕余剩技·长枪法选·长枪说》、吴殳《手臂录·卷四》中均有著述。戚继光、何良臣等人出于军事训练目的,一直强调“花法”不可学,不图人前美观。温力教授亦指出:作为军事技术的武术,它简单用效的价值,正是为适应战斗的需要。[9]上述材料说明,枪是军旅作战的主要武器之一,且其技术是临战实用为主。 4·2服务于竞技、健身为主的民间武艺 随着长兵的军事价值末落,军事技术向对抗性体育比赛转化,在民间游场中,长兵技术体系得到了最大程度和最多元化的发展。宋、元时代,长兵的体育性质开始显露出来。在吴殳《手臂录》记载了“游枪”竞技形式,“敬岩在游场,遇低手不戳革枪,浅直如不见深者,拔而掷之”说明他的老师石敬岩在游场与人比较武艺展示出高超的枪艺。[10]棍由于无刃而不易造成严重伤害,一般不在封建国家的“禁兵”之列。而棍法于宋代在民间就已经形成了对抗性运动竞技项目[11];另据马明达教授的口述:元、明时代,“使棒”作为一种可供观赏的竞技活动与娱乐健身性质的运动,“打棒”甚至深入到达官显宦之家和神圣的皇家宫掖之中。在南宋时期的都城临安,更有专门使棒的武艺社团“英略社”。[12]明代,施耐庵小说《水浒传》中记载:“青面兽杨志在大名府先与周谨斗武,两人把枪去了枪尖,用毡片包了,去石灰桶里蘸了石灰,上马拼杀。几十回合下来,周谨身上如打翻了豆腐盘,斑斑点点三五十处,看杨志身上,只有左肩牌下一点白”。[13]可见这种棍的竞技活动在我国民间一直传存着。明代俞大猷《剑经》说:“用棍如读四书,若能棍,则各利器之法从此得矣。”明末,以棍法擅名的程宗猷说:“凡武备众器,非无妙用,但身手足法,多不能外乎棍。”[14]武艺家军事学家茅元仪也说:“而棍者,所以习夫手足,为短器之本”。棍作为一种双手使用的长兵器,棍的技术体系不但融合了枪的技术,更兼备有各类长短兵器的特点。程宗猷称之为“兼枪带棒”或“兼枪棒”。谚云:打人千下,不如一劄,故少林三分棍法,七分枪法,兼枪带棒,此少林为棍中白眉也。上述材料说明,棍是百艺魁首,短器之本,且在民间已经形成了较艺比赛的形式。通过上述材料整理,可见枪、棍比试在古代已经发展成为中国古典武艺竞技对抗的重要器械形式。 5近代长兵运动的衍生与发展 民国时期,西方文化东渐,强国强种背景下,张之江等人创立了中央国术馆。[15]对中国武术进行系统整合提出“国术”,而国术竞赛模式无疑不是在继承和发扬了戚继光提出“先自舞、后比试”,提倡练打结合的武艺模式;在国术学习和考试内容上结构多样而广泛,最大限度包含了武术的各类项目,真正做到了“各家拳法兼而习之”的思想。1928年,南京举办的第一次“国术考试”中就有长兵对抗项目,当时制定的《国术考试细则》和《国术考试条例)中规定[16]:术科考试,它分为预试和正试两个层次,预试中就有“刺枪”项目,以大枪对扎为技术出发点,考试者通过预试才可以参加正试,正试中仍然设置“刺枪”项目[17];1933年,上海举办第5届全运会,武术第一次被正式列为全运会的锦标项目,也是全运会唯一一次设置国术对抗赛[18],这次比赛中又有长兵对抗项目,可见长兵在当时被重视程度;1933年,第二次国考,仍在南京举行,基本上按照已经出台的条例和细则进行,仍然设置长兵项目。[19]虽然国术考试以及长兵对抗运动犹如流星一样,一闪而过,但是作为中国古典武艺一种对竞技武术形式和内容一次科学化探索,其有着极其重要的时代意义。除了这两次国考,不少省、市也都举行过选拔赛和地方性比赛。各地比赛项目不尽相同,但基本都是遵照中央国术馆的有关规定进行的,都开设了长兵项目。如,《大公报》1935年载:“鲁国术考试续开,长兵、摔角、射箭、拳脚比试,到场观众万人”;1947年“青岛市国术比赛”于汇泉体育场举行,甲组报名135人,乙组报名157人。甲组拳术(散打)130人,长兵120人,短兵120人,摔角93人;乙组拳术155人,长兵146人,短兵145人,摔角116人。[20]国考长兵项目比赛时,各选手身着以坚木所制之护衣一具,圆圈用棉布包成,头部着以铁罩,枪用木棍代替,顶上包以丝棉。每开始比试时,先用红粉涂于枪尖,以扎一次为一回合,多者为胜。[21,22]这个比赛规则在当时具有相当高的水平,从中我们可见当时的武术家相当注重技击,但由于当时规则、护具等不成熟,长兵对抗比赛中常出现头破血流的场面。根据上述材料可以肯定,长兵进入近代体育的视野,并成为正式体育竞技项目,是民国时期“中央国术馆”开始的。 6新中国长兵运动发展概况回顾 新中国成立后的1953年,天津“第一届民族形式体育表演与竞赛大会”。[23]也曾设立长兵对抗项目,由于种种原因,这是近代长兵竞技对抗运动的最后一次露面。期间中断56年之久,虽有学者、以及民间武术爱好者等在传承和复兴长兵对抗运动,但收效甚微。为此,马明达教授发表多篇文章[24,25],呼吁社会有关部门重新审视国术和恢复长兵运动。在2009年,由体育总局武术管理中心举办,“首届全国长短兵交流赛”在佛山进行,比赛时间为3天,共有来自北京、上海、武汉、广州等地的8支代表队参赛。当时长兵被列为展示表演项目、其形式是枪刺对抗,运动员场上所展示技术为军队刺杀对拼为主,使用的器材也是部队训练的木枪。直至2019年,中国大学生体育协会官方主办“首届中国大学生太极推手、长短兵锦标赛”在遵义师范学院体育馆举行。这是全国高校系统继已开展的武术散打比赛、中国式摔跤比赛之后,举办的首次武术器械对抗性项目比赛。本次大赛有来自全国各大高校的48支代表队400余人,参加太极推手、长兵、短兵三个项目的比赛。毫无疑问,这次比赛开创了近年来长短兵项目的先河,促进了武术器械对抗类项目在社会的发展。此时长兵项目确立了以“棍”为兵器形制,器械为碳纤维杆包海绵材质;男、女运动员使用的长度与重量有所不同,长棍的长度在1·8米至2·2米,重量0·7千克至0·9千克;2020年,中国大学生体育协会为了促进传统武术对抗项目的发展,于10月10日举办“全国高校长、短兵对抗项目教练员、裁判员网络培训班”,共有来自全国26个省市自治区的近千名学员参与线上培训,其中大部分参与学习是各高校老师和学生,以上林林总总材料说明当前我国武术长兵对抗运动正处于恢复发展阶段。 7当代长兵运动继承与创新意义 长兵训练项目向民族传统竞技体育转化发展和对传统文化的传承的诸多益处。 (1)在文化层面上,我国民族传统体育显示了中国人在体育科学上的智慧和创造力,蕴涵着中国人特有的体育人文精神和价值观。例如,竞赛活动中的“揖让”精神,攻防技巧中刚柔相济的理念以及身心双益的健康观和对平衡和谐的追求等; (2)在竞赛模式上,是继承了我国古代武艺器械对抗竞技的得分评定胜负模式,引用戚继光所言的“既得艺,必试敌”,既有演练之美、更要体现“打”和“试”的技击功能,因此长兵运动向竞技化发展,不仅要保留原有功能,还要在安全对抗,推动健康中国等方面发挥作用; (3)在技术体系上,融合枪棍的技术体系,形成兼枪带棒技术,在最大程度上复原了中国兵器格斗技术,用现代体育的发展模式和思维创新民族传统体育项目。 参考文献: [2]国务院办公厅印发《体育强国建设纲要》_滚动新闻_中国政府网 [3]邱丕相,蔡仲林·中国武术导论[M]·北京:高等教育出版社,2010· [4]雷晓青,薛龙,赵煜·中国古代兵器史话[M]·西安:西安出版社,2020-05· [5]梁晓春,杨晓斌·开展武术长兵对刺运动的思考[J]·军事体育进修学院学报,2013(2):46-48· [6]邱丕相·中国武术史[M]·北京:高等教育出版,2008· [7]顾留馨·我国武术中的兵器[J]·体育科技,1979(2):88-92· [8]戚继光,著·纪效新书[M]·马明达·马廉祯,点校·北京:人民出版社,2021· [9]石晓霆·中国古代格斗兵器的分类[J]·河南博物院院刊,2021(1):47-52· [10]温力·中国武术概论[M]·北京:人民体育出版社,2005-11-01· 作者:阮文翩 单位:华南师范大学体育科学学院
一、视知觉基本原理概述 通常来说,当一个人看到蓝色时,会联想到冷、静谧等,而看到红色会联想到热、张扬等;一条直线会让人觉得单调、枯燥,而一条曲线会让人觉得有趣、生动;尖锐的东西容易使人心生恐惧,圆润的东西却让人不由自主想亲近……艺术家和设计师会有意无意地将这些规律运用到他们的创作中,使作品变得有趣、生动、引人注目,并且使欣赏者更直接地理解作品、产生共鸣。这种人对色彩或形状等产生情感性或生理性反应的视觉思维现象,引起了许多心理学家、哲学家的关注和研究。在诸多理论中,格式塔心理学理论被人们更普遍地接受,也是文章最主要的立足点。“格式塔”是德文“gestalt”的音译,英文译为“form”或“shape”,即形式、形状、造型、构成的意思,许多译者把它翻译为“形”或“完形”。心理学家、艺术理论家鲁道夫·阿恩海姆在《艺术与视知觉》中提到:知觉过程实际上是大脑皮层生理力场按照韦特海默组织原理(邻近性、相似性、封闭性、方向性),将视觉刺激力转化为一个有组织的整体的过程。“形”即指由知觉活动积极组织后形成的整体,而并非个体本身所具有的形态。简单来说,当人们内心的主观意识和外在形象不符时,内心会产生弥补视觉缺陷的冲动和意识,这就是一种格式塔的“完形”过程。这就好比小学生作业中的成语补完题型,四字成语只给出其中的两个字,需要将成语补充完整,熟练背诵的人只要目光扫到这两个字就能马上反应出是哪个成语。只是视知觉的“完形”过程比成语背诵更为复杂。这个复杂的过程简单来说,就是图像通过人眼刺激大脑的某种记忆或经验从而使人产生运动的幻觉。主要的环节在于人们的大脑将它所接受的图像信息进行主观加工,虽然由于每个个体的不同导致主观加工会产生“一千个观众就有一千个哈姆雷特”的结果,但这种差别是细微的,大多数人对图像的反应一般是存在某种规律的。如图1所示,朝下走向的弧线与紧挨弧线右上方的圆,虽然是静止的图像,但观看者普遍会产生圆会沿着弧线方向滚动的错觉,并能感受到一种力的牵引,借用物理中的描述,这种牵引的力即一种使圆向下滚动的引力。这里需要引入“动力”这一概念,它最早由格式塔心理学家库尔特·考夫卡提出。阿恩海姆阐述:“每一个视知觉形式都是一个‘力’的式样,每一个视觉式样都是一个力的式样。”阿恩海姆将这一概念应用到艺术领域范畴,他认为优秀的艺术作品均具有对“力”的完美把控,能够使人感受到作品中的张力。从观察者的角度看,这一张力源于人内心对不完整的“形”的补充,即物体使观察者产生联想或带来暗示,使观察者感知到更多自己想象的内容而不仅仅是看到的内容。产生这一效果的因素从物体本身的角度看主要有两方面:形式与色彩。其中形式又可以分为简单规则型、复杂而不统一型和复杂而统一型三种。公共艺术作为一个处于三维空间、具有高度参与性的艺术作品,其表现形式是复杂、多样且具有不定性的,所以不妨简单概括为色彩、结构与方向的空间三方面,具体分析单个艺术作品中所蕴含的视知觉原理以及运用手法,从而更好地把握公共艺术与视知觉之间的联系。 二、动态构成在公共艺术作品中的应用分析 1.色彩 康定斯基曾在书中写道:“色彩可以激发人类的心灵。”色彩在人的视知觉中起到了重要的作用。色彩的动力主要通过两种方式表现:一是色彩的明暗对比,如,同等面积和形状的区域,黑色看上去更加收缩,而白色则表现出扩张感;二是色调的冷暖对比,一般来说,处于同一平面的明度下,相同的暖色要比冷色显得更加接近观看者。总而言之,色彩因对比而具有动力。这里列举英国女艺术家LizWest创作的作品——《你的色彩感知》,其中着重表现了色彩带给人视觉的流动感。在《你的色彩感知》装置中,色谱排列的灯光由远及近,由冷到暖,给人以彩虹式的流动与联想。该作品位于凯斯菲尔德画廊新艺术空间的四楼,面积约464平方米的空间本身极具纵深感,就像硕大无人的地下车库,令人感到压抑,而用T8荧光灯管和纤维素凝胶制作的人工彩色光线将天花板覆盖后,色彩使整个空间流动起来,打破了空间原本的单调、凝滞和压抑,使人获得了美的体验。 2.结构 “山舞银蛇,原驰蜡象”,静止的山原带给人的游动感,用中国画中的一个术语解释即为“势”,文章把它归类于结构。格式塔的完形理论认为,越简单的结构,越容易让人感到张力。而在公共艺术作品中,因为可用空间变大,这种张力产生的冲击力也增大。美国艺术家ChristopherDavidWhite超逼真的中小型陶瓷圆雕中有这样一件作品,其整体上呈现明显的曲折动态线,使作品整体呈现出巨大的张力,宛如米开朗琪罗的壁画《创造亚当》中的上帝之手;加之它表面烧制的超写实的植物纹理,产生强烈的朴实感和秩序感,自然而然让人从视觉上力的流动联想到生命与自然的流动。然而它所呈现的动感力受限于作品本身的大小,观赏者的视角被锁定在一个相对较小的个体上没有打开,其直观感受将降低。故而在更看重作品与人产生互动的公共艺术作品中,单个中小型雕塑的表达形式是相对保留的。但从空间的类比上,可以用景观设计为例。瑞士艺术家GillesBrusset于2017年设计的一处景观作品就充分展现了开阔空间的优越性。该作品用沥青混凝土和铝凹凸起伏模拟水纹的痕迹,与平整的大面积草皮形成对比。不过能让人联想到水的流动,主要是在于其结构的设计。从整体上看,人们可以将它近似地看成一个长方形平面,长短不一的平行波浪线条对齐于一边产生重心,从而方向性明确,构成整个作品力的主线。人们穿行于该景观中,从不同地点、视角,都可以切身体会到强烈的视觉冲击。再如临时性街道景观,它使参与者可以直观产生动感的体验。如图2所示,这是一条施工通道的设计图纸,每一个圆点处镶嵌一个凹透镜或凸透镜。该街道设计的主要目的是削弱施工带来的干扰,为周围的居民提供更加舒适的生活环境。艺术设计师利用胶合板、镜子、半球彩色有机玻璃、光学镜片等材料修饰墙体,每一面镜子中都承载一个超脱于现实的小世界。该作品除了扩宽空间这一亮点,另一个亮点在于它能够带给人流动的体验。作品以点为元素,这些点大小、距离、疏密有致,具有节奏感,从设计图看仿佛一幅散点透视的中国山水画。这样的结构设计既能让行人产生视觉延伸的感觉,又能引导行人的行动路线,可谓一举两得。 3.方向的空间 两点确定一条直线。线在空间中具有明确的方向性,一般具有视觉导向作用,将静物重新组合从而产生张力,使人从视觉冲击中获得独特的感官体验,从而直观感受和理解作品的内涵,获得审美体验。如,当代英国雕塑家、公共艺术大师安东尼·葛姆雷的公共艺术作品《走廊II》,该作品用耐候钢打造,壁厚近6毫米,长15.5米,体验者可从通道的一端走向另一端。这件作品主要通过两种手段获得空间的张力。一方面,通过光的射入形成视觉上黑与白的对比,如上文所述,黑白对比使这个空间变得更加纯粹而富有张力,使体验者获得不同寻常的感受;同时,站在通道口的观赏者可看到逐渐向自己走来的、身体由小变大的体验者,这种真实的由小及大的视觉动感体验只有在真实的三维空间中才能真实体现,而《走廊II》之所以能够产生这样的效果,是因为其入口端找到了一个空间与平面的节点。另一方面,整体的简单纯粹使它具有强大的张力。在空间中,通道本身就是一条线,有明确的指向性和力的拉伸感,增强了人的体验和感受。与《走廊II》相似,由法国艺术家VincentLeroy为巴黎大皇宫创作的浮动的巨大椭圆镜《鹅卵石》,也是一件纯粹的公共艺术作品。撇开其自身的不断转动所带来的视觉动感,它的主体——一个闭合的弧面产生了强大的视觉张力;表面镜面的材质自然而然使其附属的虚拟空间产生扭曲感,同样具有动感;镜面反射使行人自身的行动成为被观赏的对象,因人动而动。哈哈镜的有趣之处在于其映射的物体呈变形扭曲状,如一个误入宫殿的外星飞船,表面倒映出扭曲的周围环境,使观赏者在突破视觉空间的同时,感受到不同于真实世界的新奇。这种手法在公共艺术作品中的运用还有很多,较著名的如芝加哥标志性公共雕塑《云门》,该作品虽然静处于广场中心,但绝对不是静默无声。它镜子般的表面倒映出广场上来往的人,巧妙地将人的活动引入作品,扩展了作品本身的空间,是公共艺术作品中“不动之动”的典型案例。 三、结语 人的心理是奇妙而难以琢磨的,人们所看到的往往多于真实物体所承载的信息。引起视错的方法除了上述三种,还有重复、渐变、连续等多种方式,一件优秀的作品也往往运用不止一种方式。我们在总结、学习前辈经验的同时,还需要不断探索、创新以及灵活运用,这样才有可能创作出更具生命力的作品。
新生羔羊的瘤胃机能发育不完善,肠道各种辅助消化的酶还不健全,所以其消化能力不强[1]。但哺乳期的羔羊可塑性强,瘤胃发育迅速,此时进行科学的饲养管理具有重要的作用[2]。李晓刚等[3]研究发现,在羔羊开食料中添加包被赖氨酸能够增加羔羊小肠赖氨酸转运、吸收和利用,从而提高羔羊日增重。仉连平等[4]发现,中草药添加剂可以提高湖羊羔羊饲料利用率,促进羔羊生长发育,改善瘤胃发酵环境。王旭东等[5]在4月龄小尾寒羊中添加发酵中草药药渣,结果发现,小尾寒羊平均日增重显著提高。中草药苦涩味道,会影响动物的采食量[6]。有研究表明,生物学发酵的方法可以去除或掩盖部分中草药苦涩的不良风味,保证动物的采食量不受影响[7]。益生菌发酵中草药能够降解其中的大分子物质,分解小分子物质被动物消化道吸收利用,从而提高中草药药效,降低中草药毒副作用[8]。发酵中草药制剂可通过提高日粮代谢能、干物质和粗蛋白的消化率,达到促进机体生长的目的[9]。研究发现,在麻黄杂雏鸡基础饲粮中添加乳酸菌发酵中药饲料添加剂可以提高机体的消化能力,有效促进麻黄杂雏鸡的生长[10]。在断奶仔猪日粮中添加以苍术、黄柏和白术为主药的发酵复方中草药可提高断奶仔猪生长性能,增强仔猪免疫力[11]。目前,关于发酵草药作用于哺乳期羔羊的研究较少,因此本试验研究发酵草药对哺乳期羔羊增重的影响,为发酵草药在羔羊饲养中的应用提供参考。 1材料与方法 1.1试验设计 选用体重高于2.5kg、健康的新生羔羊50只,随机分为2组,每组25个重复,每个重复1只,公、母各半,分别圈养在2个环境相同的圈舍中。对照组羔羊饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中添加发酵草药,发酵草药按干物质的5%添加。中草药发酵饲料配方为黄芪、白术、茯苓、薏苡仁、乳酸菌、芽孢杆菌、糖蜜、淀粉。羔羊基础日粮组成及营养水平见表1。 1.2饲养管理 新生羔羊饲养的光照、温度、湿度等均保持一致。自由饮水,按常规免疫程序接种、消毒。羔羊饲养过程中,1周龄不进行补饲;1周后每天早、中、晚添加羔羊料与干草;第6周开始母子隔离,第7周将羔羊料由前期料转换为后期料。羔羊62日龄结束试验,保持圈舍干燥、通风良好。试验期62d。 1.3测定指标及方法 1.3.1生长性能 记录新生羔羊初生重,羔羊断奶饲喂前称重,记为断奶重,记录每天各组羔羊投料量和剩料量,计算羔羊的哺乳期增重、平均日增重、每只羊总采食量、料重比,其中TMR采食量换算为风干物质基础。哺乳期增重=断奶重-初生重(1)平均日增重=哺乳期增重/试验天数(2)每只羊总采食量=该组羊总采食量/只数(3)料重比=风干物质总采食量/总增重(4) 1.3.2经济效益 试验期间原料及羔羊价格见表2,根据表2数据计算经济效益。 1.4数据统计与分析 试验数据采用Excel软件进行整理,SPSS22.0进行单因素方差分析,Duncan法多重比较。结果以平均值和标准误(SEM)表示,P 0.05表示差异显著。 2结果与分析 2.1发酵草药对哺乳期羔羊增重的影响(见表3) 由表3可知,试验组羔羊的末重、总增重和平均日增重分别比对照组提高了32.40%、30.01%、41.67%(P 0.05)。 2.2发酵草药对哺乳期羔羊采食量的影响(见表4、图1~图3) 由表4可知,试验组羔羊精料总采食量、花生秧总采食量、TMR总采食量均高于对照组。由图1可知,试验期内,羔羊平均日采食量呈上升的趋势。由图1、图2可知,试验前期,两组间精料与花生秧日采食量相差较小。由图1~图3可知,试验后期,试验组羔羊采食量逐渐高于对照组,TMR日采食量始终高于对照组。 2.3发酵草药对哺乳期羔羊料重比的影响(见表5) 由表5可知,试验组羔羊的TMR/增重显著低于对照组(P 0.05),试验组羔羊的精料/增重、花生秧/增重、料重比与对照组相比差异均不显著(P 0.05)。 2.4发酵草药对哺乳期羔羊养殖经济效益的影响(见表6) 由表6可知,试验组总投入(饲料+发酵中草药)和增重收入分别为65.71元、1258.80元,分别比对照组高23.70元、378.60元。试验组羔羊的平均养殖经济效益达到1193.09元/只,比对照组高354.9元/只。 3讨论 3.1发酵草药对哺乳期羔羊增重的影响 新生羔羊离开母体后,由于所处环境的突然改变,导致适应能力降低,生长发育受到影响。羔羊体重、日增重是衡量羔羊生长性能的重要指标,也是进行之后配种工作安排的重要依据[12],所以哺乳期羔羊的饲养管理尤为重要。发酵草药作为益生菌与中草药结合的产物,具有益生菌平衡肠道菌群的益生作用,可以提高畜禽生产性能,调节生理代谢[13],可在羔羊哺乳期饲喂中适量添加。申红春[14]研究发现,在基础日粮上添加1.5%、2.0%发酵中草药,可以提高21~42日龄肉鸭试验末重、平均日增重,降低料重比,提高肉鸭生长性能。Wang等[15]在泽西牛饲粮中添加复合益生菌发酵的复方中草药,发现复方中草药能够显著提高奶牛的体重、平均产奶量以及乳脂含量。本试验在哺乳期羔羊饲粮中加入5%发酵中草药,发现试验组羔羊哺乳期平均日增重显著高于对照组。原因可能是微生物生长代谢过程中产生的多种胞外酶,如纤维素酶、木质素酶和果胶酶等,催化降解了植物的细胞壁,增加了中草药中有效成分的渗出,从而促进机体生长。 3.2发酵草药对哺乳期羔羊采食量的影响 饲粮组成、精粗比、饲粮适口性、营养水平、饲喂技术、羔羊的性别、年龄和健康状况、饲养环境及饮水等因素均可影响羔羊的采食量[16]。武洪志等[11]在断奶仔猪饲粮中加入发酵中草药,发现试验组仔猪的平均日采食量比基础日粮组提高17.59%。解军亮等[17]研究表明,日粮添加发酵中草药能够提高断奶仔猪平均日增重、平均采食量,降低料重比和腹泻率。本试验中,试验组羔羊精料总采食量、花生秧总采食量、TMR总采食量均高于对照组,与上述研究结果相一致。可能是黄芪等补中益气类中草药有助于维持动物机体微生态平衡,增加了肠道益生菌的种类和数量,从而增加羔羊在哺乳期的采食量。 3.3发酵草药对哺乳期羔羊料重比的影响 动物的料重比受多个因素影响,如品种、饲料、环境、管理等。邓先得等[18]研究发现,在自由采食情况下,增加精料喂量可以加快绵羊增重速度。且在适宜范围内增加精料比例,能够提高羔羊消化酶活性、生长性能和饲料利用率[19],从而降低羔羊料重比。本试验结果表明,试验组羔羊TMR/增重显著高于对照组,但精料/增重、花生秧/增重、料重比均不显著。可能是由于羔羊饲粮中加入发酵草药提高了羔羊的增重,但同时也提高了羔羊的采食量,从而导致两组间料重比差异不显著。 3.4发酵中草药对哺乳期羔羊经济效益的影响 经济效益取决于成本与产出收益,在养殖中需要控制成本,增加产出收益,获得更高的增重。羔羊断奶之后生长速度较快,饲料转化利用率相对较高,养殖成本相对较低,经济效益绝对较高[20]。本试验中,因发酵中草药价格较高,试验组饲粮投入略高于对照组,但哺乳期收益可达1193.09元/只,对照组仅为838.19元/只。可能是发酵草药提高了日粮中粗蛋白质的利用率,从而提高羔羊的增重,转化为羔羊的产出收益。本试验中经济效益的计算未考虑人员工资、场地费以及其他支出,仅考虑饲料成本。 4结论 本试验发现,羔羊哺乳期添加5%发酵草药,可明显提高羔羊哺乳期增重与经济效益。 参考文献 [1]宗学阳,张华文,史怀平.羔羊消化生理及消化道微生物研究进展[J].畜牧与兽医,2022,54(4):124-129. [2]LinL,XieF,SunD,etal.Ruminalmicrobiome-hostcrosstalkstimulatesthedevelopmentoftheruminalepitheliuminalambmodel[J].Microbiome,2019,7(1):83. [3]李晓刚,孟竞尧,唐淼梁,等.开食料中添加不同形式赖氨酸对哺乳期羔羊生长性能和血清生化指标的影响[J].饲料研究,2021,44(5):1-4. [4]仉连平,王珂,于轩,等.中草药添加剂对湖羊羔羊育肥效果的研究[J].饲料研究,2022,45(14):10-14. [5]王旭东,李秉诚,田秀娥,等.微生物发酵中草药提取残渣饲料添加剂对小尾寒羊饲喂效果评价[J].中国草食动物科学,2019,39(5):75-77. [6]董延江,陈稼,韩庆军,等.发酵中草药(本草酵素)对断奶仔猪生长性能、免疫力和抗氧化能力的影响[J].饲料研究,2020,43(11):37-39. [7]杜海江.自拟复方中草药超微粉对断奶仔猪生长性能、猪瘟免疫效果、抗氧化性、血液生化指标等的影响[D].福州:福建农林大学,2016. [8]李博,陈群.中草药发酵研究现状与展望[J].吉林畜牧兽医,2019,40(5):20-22. [9]李笑春,黄建国,敖长金.中草药添加剂对肉鸡生产性能及营养物质代谢的影响[J].中国家禽,2010,32(13):19-22. [10]李雪雁,李杰欣,李浩烽,等.乳酸菌发酵中药饲料添加剂对肉鸡生长性能的影响[J].广东饲料,2020,29(7):27-30. [11]武洪志,宋玉卓,王志龙,等.发酵复方中草药对断奶仔猪生长性能、免疫和生化指标的影响[J].东北农业大学学报,2017,48(8):15-24. [12]史怀平,党立峰,马跃,等.不同蛋白水平颗粒料对西农萨能奶山羊羔羊哺乳期生长发育的影响[J].家畜生态学报,2016,37(12):24-29. [13]王晓冰,李仲玄,姚蒙蒙,等.发酵中草药添加剂的特点及其在动物生产中的应用研究[J].饲料工业,2019,40(18):15-19. [14]申红春.饲料中益生菌发酵复方中草药对肉鸭生长性能和屠宰性能的影响[J].中国饲料,2019(3):71-73. [15]WangX,XieH,LiuF,etal.Productionperformance,immunity,andheatstressresistanceinJerseycattlefedaconcentratefermentedwithprobioticsinthepresenceofaChineseherbalcombination[J].AnimalFeedScienceandTechnology,2017,228:59-65. [16]崔晓鹏,侯生珍,王志有,等.不同蛋白质水平饲粮对藏羔羊生长发育的影响[J].动物营养学报,2017,29(3):1065-1073. [17]解军亮,张敏,尚迎辉.发酵中草药对断奶仔猪生长性能及血清免疫、生化指标的影响[J].饲料研究,2022,45(17):30-33. [18]邓先德,李卫军,朱进忠,等.不同精料喂量对绵羊育肥效果的影响[J].草食家畜,2000(2):32-34. [19]宋善丹,饶开晴,郭春华,等.日粮精粗比在肉羊生产中应用的研究进展[J].畜牧与兽医,2015,47(5):35-39. [20]宋春梅.不同营养水平对育肥羊增重的影响[J].农家参谋,2022(13):96-98. 作者:潘烁品 李晓双 李兵 侯立军 李悦欣 田树军 单位:河北农业大学动物科技学院 河北唯尊养殖有限公司 廊坊市畜牧站
浅谈钢结构防火材料的应用:钢结构厂房中的建筑防火设计浅析 摘 要:我国正趋向于发展节能型、可持续发展型社会建设,由此对于建筑设计提出了更高的要求,钢结构厂房建筑是我国生产发展的基础设施,建设数量有增无减,本文对钢结构厂房中的建筑防火设计进行研究。 关键词:钢结构;厂房;建筑防火设计 前言 一般而言,就钢结构性能来讲,主要体现在3个方面:承载性能高、稳定性能优越、安全性能可靠。随着科学技术的不断进步以及社会经济的快速发展,多层钢结构工业厂房如雨后春笋般崛地而起,已经逐渐成为了一种我国当前工业厂房建设发展过程中的新型建筑类别。 一、钢结构工业厂房特点 就其钢结构工业厂房而言,具有很强的优越性,主要表现在以下方面: 钢结构构件可在厂房里可以实现批量生产,因而施工工艺简单,同时安装便捷,在一定程度上缩短了施工的周期。钢结构构件结构体系主要运用轻钢,与其他钢材料性能相比,具有很大的优越性能,其自身的重量相对较轻。从本质上来讲,工业厂房结构运用轻钢材料,在一定程度上有助于减轻钢结构工业厂房的自重。钢结构工业厂房主要运用轻型围护结构。具体而言,采用夹芯金属板作为主要的围护材料,其材料自重相对较轻,且承载力较高,对钢结构工业厂房的基础要求水平不高,有助于缩短施工工期,提高施工质量。钢结构体系从本质上归属于绿色环保建筑,作为一种强度与效能均高的建筑材料,其再循环价值相对较高。通常情况下,无需进行制模施工。此外,在厂房用途的影响下,钢结构工业厂房每层高值都相对较大,厂房空间得到了极大的拓宽,厂房结构性能优越。 二、钢结构建筑火灾的危险性 1、钢结构的耐火性差 钢结构的耐火性很差,耐火极限低。当钢构件自身温度达到350℃时,其强度会下降1/3;当自身温度达到500℃,其强度会下降1/2;当自身温度达到600℃,其强度会下降2/3;在全负荷情况下,使钢构件失去平衡稳定性的临界温度为500℃,而在火灾过程中,一般最低的温度为800℃,所以钢结构很容易失去强度和稳定性,造成建筑物的坍塌。 2、材质易导热隔热性差,快速升温 钢铁作为建筑构件材料,相对于传统的砖混结构建筑以及钢筋混凝土结构建筑构件,钢材具有容易导热,隔热性差的特点,如果不涂抹隔热涂层,钢结构在火灾发生时,将迅速升温,导致形状变化。 3、钢结构建筑构件耐腐蚀性差 有些工厂车间会生产腐蚀性产品,腐蚀性气体挥发损伤钢结构建筑构件,发生化学腐蚀;另外钢结构还会发生电化学腐蚀,当大气中的相对湿度大于60%时,钢构件的电化学腐蚀加剧。 三、钢结构条件下建筑的防火设计 1、确定钢结构建筑的防火等级 建筑物的耐火等级是对建筑物进行防火设计的重要依据之一。长久以来,建筑物的防火问题是工程师考虑的首要问题。而最重要的基础防火设施必须要妥善处理:建筑的防火分隔、建筑的避难层设置、安全出口的设置。而钢结构建筑的构件在火灾中如若遭到破坏,则会严重影响到人员的安全。为此,我国规定了各类建筑结构构件的安全等级。耐火等级定得偏高,则施工的成本加大,造成不必要的浪费;定得偏低,则消防安全会受影响。因此,要合理确定钢结构建筑物的耐火等级。 2、设计时要做到以人为本 对于钢结构建筑物,无论其设计的多么完善,在发生火灾时还会出现意想不到的问题,因而,在这种百密一疏的情况下,必须要充分考虑到人员的疏散问题,做到以人为本。在设计人员疏散时,务必要将钢结构建筑的特点和人员密度指标综合起来考虑。在此基础上,务必加强对安全疏散路线、疏散宽度和疏散距离的设计要求。一旦发生火灾,在钢结构构件达到耐火安全极限的时间里,能够有效的疏散建筑物中的人员,使人们安全脱离火灾,避免群死群伤火灾事故的发生。当然,除了发生火灾时人员的安全疏散,在平时也必须切实制定好消防安全管理制度,要适时检查火灾自动报警系统和自动化灭火装置是否完好有效,消防监督检查是否到位,切不可因一时大意疏忽酿成悲剧。 3、钢结构防火涂料施工质量技术对策 钢材在升温初始阶段,弹性、塑性变化不大,但在250℃左右时钢材抗拉强度提高而冲击韧性下降,这种现象叫蓝脆现象(表面氧化膜呈现蓝色)。当温度超过300℃以后,屈服点和极限强度显著下降,达到600℃时强度比原来下降了2/3左右。温度上升至500℃时,屈服强度下降到常温的一半时,构件发生塑性形变而破坏,到600℃时强度几乎为零,建筑在纵向压力和横向应力作用下,钢结构就会扭曲变形,垮塌毁坏。钢结构采用防火涂料保护后,钢材导热性能降低、温升速度减慢,火灾时能形成耐火隔热保护层,耐火极限增大,从而保护钢结构建筑在火灾中,在防火设计规定的时间内不垮塌。目前,钢结构防火涂料按涂层厚度可分为三类:H类为厚涂型钢结构防火涂料,涂层厚度一般为8~50mm,粒状表面,密度较小,导热率低,耐火极限为30~180min;B类为薄涂型钢结构防火涂料,涂层厚度一般为3~7mm,有一定的装饰效果,高温时膨胀形成耐火隔热保护层,耐火极限一般为30~120min;CB类为超薄型钢结构防火涂料,涂层在3mm以下,具有良好的装饰效果,高温时膨胀形成耐火隔热保护层,一般应用在耐火极限要求在30~90min的钢结构构件。因此,涂刷钢结构防火涂料可以增强钢结构抗火灾能力,防火涂料的质量和施工质量十分关键,施工中的主要质量对策如下:防火涂料产品质量要求:用于保护钢结构的防火涂料应是符合公安部消防产品市场准入规则,并经国家法定检验机构的耐火极限和理化性能检测合格的产品,用户、施工单位和工程监理应检查其产品的生产资质是否符合消防产品市场准入规则要求,钢结构防火涂料产品的包装和铭牌标志是否有涂料品种名称、技术性能、生产批号、贮存期限和使用说明等。防火涂料中的底层和面层涂料是否相互配套,底漆是否锈蚀钢材。同时,对在同一工程中,每使用100t薄型钢结构防火涂料应抽样检测一次粘结强度;每使用500t厚涂型钢结构防火涂料应抽样检测一次粘结强度和抗压强度,以确保施涂于钢结构上的防火涂料产品质量性能符合标准和工程设计要求。 防火涂料、底漆的选用要符合标准规范要求:防火涂料的选用要严格遵守《钢结构防火涂料应用技术规范》的规定执行。根据钢结构耐火极限要求选用不同的防火涂料:耐火极限≤1h时,可选用超薄型或薄型防火涂料;耐火极限≤2.5h时,可选用薄型或厚型防火涂料:耐火极限>2.5h时,应选用厚型防火涂料。底漆的选用。防火涂料在火场中保证防火性能的一个重要前提是在火灾中膨胀体不能脱落,这除了与防火涂料配方有关外,与底漆的选择也密切相关。目前国内在钢结构上使用的底漆大多数是醇酸防锈漆,一般地说单独使用醇酸调和漆防锈,其寿命不超过3年。防火涂料涂层有一定的透湿性,所以醇酸调和漆做底漆不能保证防火涂料牢固附着长达15年以上,而且可能一旦发生火灾,醇酸调和漆在温度达到200℃左右时,即防火涂层刚刚形成隔热膨胀体时,就会因醇酸调和漆软化而脱落,从而丧失防火性能。如90min耐火极限的涂料,因为底漆选用了醇酸调和漆,导致耐火极限小于30min即发生脱落。实验证明,选用环氧树脂为成膜剂,以氧化锌或磷酸锌为填料的底漆较好。 4、钢结构条件下的建筑防火策略 钢结构条件下的建筑防火有着重大意义。第一,钢结构的防火保护目的是尽可能的延长钢结构达到临界温度的时间,以争取一切的时间救人;第二,避免钢结构在整体结构坍塌时造成人员伤亡;第三,减少钢结构在火灾后的修复成本,使得修复周期缩短,减少造成的直接和间接经济损失。主要有如下几种方法。 (1)截流法 截流法主要包括三种具体方法: a喷涂法,即是利用喷涂机直接将防火涂料喷在构件表面,以形成保护层来隔断火源。这种方法的适用范围相当广泛,可以适用于任何构件。 b包覆法,即在构件的外层覆盖浇筑混凝土或者耐火砖,将钢构件完全封闭,从而避免与火焰直接接触,从而延长温度的上升时间,保护钢结构建筑。这种方法施工简单,但是会影响建筑物美观,并且要求具有一定的空间。 c屏蔽法,即把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或者吊顶内,火灾时同样延缓了升温时间,并且这种方法能够增加室内的美观。需要注意的是,在做吊顶和墙体时一定要注意接缝和空洞。一旦出现要及时封闭,以免发生火灾时火苗窜入,引起钢构件受损。 (2)疏导法 截流法的目的是设法将钢构件与外界火源隔离。而疏导法的原理截然不同,其允许热量传到构件上,然后设法将热量从其他地方传递出去或者消耗掉。这样也可以达到使构件温度不高于临界温度的目的,从而保护钢结构。疏导法目前主要是冷却水保护这一方法。具体操作是:在建筑的空心封闭截面中注水,发生火灾时能够使得钢构件把吸收火场里的温度可以及时传递给水,同时依靠水的蒸发和水的循环将热量导出去。这样构件的温度则会最多维持在100℃左右。其实,从理论上来讲,这是保护钢结构最为有效的办法。在发生火灾时,系统相当于盛满了水的加热容器,像开水炉一样工作。根据水的比热和汽化热比较大,发生火灾时构件吸收的热量会源源不断的被消耗和排出去。需要注意的是,要保障有充足的水源和足够的水位。当然,冷却水的供给可以由高位水箱或者地下水,甚至是消防车来补给,水蒸气则由排气口排出。当水柱的位置过高时,可以将冷却水系统分为多个循环系统来冷却,以防止柱底的温度过高。同时,为了防止管柱的锈蚀和水的结冰,还可以向其中定期加入阻锈剂和防冻剂等。 结束语 在钢结构工业厂房设计的过程中,我们不仅要对钢结构厂房强度、耐久性等方面性能进行严格的要求,还要充分的体现出钢结构厂房的防火安全性能,从而有效的提高工业厂房结构的稳定性和可靠性。 浅谈钢结构防火材料的应用:钢结构防火涂料的现状和发展探讨 摘 要:文章综述了钢结构防火涂料的现状、发展、机理、分类,结合工作实际评述了新产品在建筑中的实际应用,并展望了钢结构防火涂料发展趋势。 关键词:钢结构;防火涂料 随着我国建筑业的不断发展,建筑构造的形式也日新月异,其中,钢结构建筑以其自身强度高、质量轻,并有良好的延伸性能、抗震性能并且具备施工周期短等特点,在建筑业得到了广泛应用,尤其在高层建筑以及大跨度建筑等方面显示出了强大的影响力。据统计,世界上在100 m以上的高层建筑中钢结构建筑占了总数的约79%。近年来,随着相关技术的完善,钢结构建筑技术在我国也得到了长足地应用。在我国高层建筑中钢结构建筑占了37%,多数是近几年建设起来的。随着我国各地城镇化速度的稳步推进,钢结构技术在我国建筑领域中将拥有更加广阔的远景。但由于其自身的缺陷让钢结构建筑出现了很多的瑕疵,建筑的质量安全与消防安全对钢结构建筑影响是最大的,如何处理好这两方面的问题是最急需要考虑的问题。 1 火灾中钢结构建筑所暴露出来的问题 钢结构建筑虽然自身是不燃烧体,但因其耐火性能差,在实际火场的高温下,其强度、弹性系数等都会明显降低,当温度达到600℃时,钢材就会完全丧失其强度和硬度。 ①钢结构内的夹芯材料防火性能不佳。钢结构厂房多用夹芯的彩钢板做墙体和分隔材料,而该芯材多是聚氨脂泡沫、聚苯乙烯等易燃或可燃材料填充,且燃烧时会产生有毒气体,易造成人员伤亡,2013年消防局已经正式下文杜绝使用此类易燃有毒的彩钢板。 ②钢结构因自身的抗火性能很差,受热极易垮塌,不利于消防官兵进行火灾扑救和人员物质的疏散。无保护的钢结构屋架,耐火极限只有15 min,同时,所造成的钢结构倒塌将严重影响火灾扑救,消防官兵无法进入建筑内部实施扑救,无法直接扑灭着火点。 2 对钢结构的强化以及对裸露结点的保护 在火场中,使钢结构失去稳定性的温度约为500℃,在我们常见的火场温度有800~1 000℃,此时,裸露结点会很快出现变形和坍塌,这就要求对容易起火、火灾负荷大的部位应进行强化,如可适当加密钢柱的间距,从而提升隔墙的防火承载能力。同时,也应采用喷涂防火涂料对裸露的结点进行保护。 3 钢结构防火涂料的历程 防火涂料是建筑材料中的重要成员。自防火涂料配方被研制出来,防火涂料不断向前发展,效能也得到了及大的提升,后来又出现了膨胀型防火涂料。我国防火涂料的历程,较发达国家晚5~10 a,但现在的发展速度已经有迎头赶上的架势了。不论品种类型、性能效果还是适用标准上看,已经接近国际领先水平。 4 防火涂料的机理 防火涂料的机理可归纳为以下五点: ①本身为不燃材料,使被保护的材料不直接充分地与空气接触,延缓被保护材料着火并减缓燃烧速度。 ②具有导热系数低的特点,可以阻止燃烧时高温向被保护材料的传递时间和速度。 ③氮系防火涂料受热分解出NO、NH3等氮化产物,和有机游离基化合,阻断连锁反应,抑制燃烧。 ④受热分解会产生惰性气体,充斥在了被保护材料受热分解出的可燃气体周边,使之燃烧速度减缓。 ⑤膨胀型防火涂料受到高温后膨胀发泡,同泡沫灭火机理形成泡沫隔热层将被保护材料覆盖,延迟热量向被保护材料的传递,抑制物体着火燃烧。 5 按成分的分类 ①一般的防火涂料主要用于木材、人造板等板材上,如用在建筑的木质屋架、顶棚等表面。 ②膨胀型防火涂料又划分为乳液膨胀型防火涂料、溶剂膨胀型防火涂料和膨胀无毒型防火涂料。 ③乳液膨胀型防火涂料和溶剂膨胀型防火涂料主要用于常规建筑物上。 ④膨胀无毒型防火涂料主要用于保护电绝缘管、聚乙烯管道上。 6 按效果分类 6.1 厚型 厚型钢结构防火涂料是指涂层厚度在7~50 mm的涂料,此类防火涂料的耐火极限之多可达到3 h。高温中涂层表面不发生膨胀,依靠不燃、低导热和吸热性,大幅延缓了钢结构的升温。与其他涂料相比,除开具有水溶型防火涂料的部分特点之外,因为其从自身的基质到添加剂均为无机物,所以成本低廉。然而由于其成分采用无机材料,其防火性能较稳定,纵使长期使用其性能也能保证,但其涂料成分的粒质过大,导致其外观会有凹凸不平的现象,影响了钢结构建筑的整体外观视觉,因此此类型多用于隐蔽的工程。实际中,多层工业或民用建筑、高层民用建筑的钢柱中支承柱的耐火极限要求达到3 h,此时要达到耐火标准采用此类厚型防火涂料进行保护为最佳选择。 6.2 薄型 薄型钢结构防火涂料是指涂层厚度在3~7 mm的涂料,此类涂料受火时会发生膨胀发泡现象,其机理也是以膨胀发泡形成耐火隔热的泡沫层,借此来延缓被保护钢材的升温,其耐火极限在2 h以内。对此类防火涂料,所选用的水基型的混合物必须对钢结构基材具备较好的附着力、耐水性和耐久性。其视觉美观效果比厚型防火涂料强,但差于超薄型钢结构防火涂料。 6.3 超薄型 超薄型钢结构防火涂料是指涂层厚度不超过3 mm的涂料,此类防火涂料遇到高温也是发生膨胀发泡现象,其形成的致密防火隔热泡沫层,使耐火极限一般控制在2 h左右,也是近几年发展起来的新新品种。与之前所述的厚型与薄型钢结构防火涂料相比,超薄型钢结构防火涂料的附着力更强,涂层更薄,视觉美观性也好。在满足消防规范的同时也能满足视觉美观性的要求,尤其针对有大量裸露结点的钢结构建筑中,此类涂料更是备受好评的涂料。于此同时,由于此类防火涂料涂层需要敷设的表面很薄,使得对材料的需求大幅减少,从而降低了涂料的成本费用,于此同时还能让钢结构建筑的防火保护达到消防规范要求,性能效果很好,势必成为今后行业发展的趋势。 6.4 矿物棉型 矿物棉型防火涂料是继厚型防火涂料之后的进一步升级材料,其与厚型防火涂料所采用的珍珠岩系列和氯氧镁水泥珍珠岩系列涂料相比,其矿物纤维基料对涂层强度起到了增强作用,起到防火、隔热和吸音的效果。实际应用中,已广泛使用的是快干型矿物棉型防火涂料,在施工条件有限的工地使用时,具备了降低施工难度、降低成本和降低干燥时间等多项优点。 7 结合工程实际展望新技术 在笔者于2013年7月验收的荆溪镇小城镇规划建设展示馆项目中,建设方就采用了武汉武立涂料有限公司出品的室内薄型钢结构防火涂料来处理该建筑的耐火性能,经公安部消防产品合格评定中心抽检,由国家防火建筑材料质量监督检验中心出具的检验报告显示,该NB室内薄型钢结构防火涂料在涂层厚度4.7 mm时,耐火性能试验时间为3.0 h,符合规定的耐火时间要求,其余各项技术指标均合格。该NCB室内超薄型钢结构防火涂料在涂层厚度2.00 mm(含防锈漆厚度0.04 mm)时,耐火性能试验时间为2.1 h,符合规定的耐火时间要求,其余各项技术指标均合格。从而满足了规范要求的钢柱3 h,钢梁2 h的要求。 由此得知,国内已经出现了耐火性能达到或超过3 h的薄型钢结构防火涂料新品种,它主要是以特殊结构的丙烯酸乳液作为基料粘合剂,附以高聚合度聚磷酸铵、季戊四醇(95%含量)、三聚氰胺(一等品)等为防火阻燃体系,添加钛白粉、膨胀石墨等无机耐火材料,以200#溶剂油为溶剂复合而成。各种轻钢结构、网架等已经可以采用该类型防火涂料进行防火保护。由于该类防火涂料涂层薄,使得使用量较厚型防火涂料大大减少,从而降低了工程费用,又使钢结构得到了有效的防火保护,防火效果很好。 随着对环境保护要求的不断提高,防火涂料的环保性能也提上了发展日程,向着低污染、高性能的方向提升。水基型防火涂料由于安全无毒、对环境影响小,成为今后发展的重要方向。其中,又以无机型防火涂料具备的不燃性、耐高温性,即使高温作用也不会产生有害气体的优良因素,让其在防火涂料发展中越来越受到重视。如硅酸盐膨胀型防火涂料,就是用梯次发泡的原理,让低温发泡层与高温发泡层的融合,解决了火场高温中钢结构前期导热升温快和后期涂层融化的问题。另外,采用膨胀型和非膨胀型防火涂料相结合的方法也是重要的研究方向,即涂料的配方中既有膨胀型的材料,又含有较多耐火基料的成分,再加入高熔点的无机纤维材料等,使防火涂层在火场高温的作用下形成膨胀率很低的高强度碳素表面,确保表面能够长时间在火场中迎火而不会造成脱落。 8 结 语 总之,随着我国建筑业的蓬勃发展,钢结构基材作为一种相当好的建筑材料,其应用也将越来越广泛。钢结构建筑广泛应用后的消防安全问题,直接关系着广大人民群众人生和财产的安全。然而钢结构建筑在耐火性能上存在着先天不足,为了创造出更好的消防安全环境,我们着手大力发展新型防火涂料是非常重要的和刻不容缓的。新的钢结构防火涂料产品的不断问世和深入发展,也促进着消防事业的发展,在保护国家和人民群众的生命财产安全中发挥了其重大作用。 浅谈钢结构防火材料的应用:浅谈石油化工企业钢结构防火设计 摘要:探讨石油化上装置钢结构防火设计的特点,钢结构防火材料的设计选用,钢结构防火规范的理解和钢结构防火设计思考等问题。 关键词:石油化上装置:钢结构:防火 0引言 在大型石化装置的结构设计中,钢结构以其强度高、自重轻、加强改造处理灵活,组装制造方便,施工周期短等优点而被设计人员大量的采用。据笔者初步估算,在近年来的中石化、中石油的项目建设中,钢结构框架、排架等占到结构型式的一半以上,特别是高层的化工装置框架、钢结构,往往以其较好的变形性能、优越的抗震效果而被设计人员作为设计方案的首选。 1判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说: 大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。在石油化工企业中钢结构常用于冷换框架、反应器框架、管架、厂房、泵棚、楼梯间等。2 结构选型与结构布置在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”, 它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题, 可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想, 从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确, 并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时, 它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。钢结构通常有框架、平面架、网架(壳) 、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。在石油化工企业中常见的结构形式有: 钢框架主要用于支承冷却器、换热器、卧式容器、空气冷却器等化工设备; 钢排架用于支承管道、电缆仪表槽盒等;门式钢架用于大型压缩机厂房、泵棚等。 结构选型时, 应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载, 就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线 50°内需考虑雪载),降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀、力学模型清晰, 尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围, 使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀, 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线, 否则应考虑结构的扭转, 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构, 柱子至少应能单独承受 1/4 的总水平力。框架结构的楼层平面次梁的布置, 有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁, 但是这会使主梁截面加大, 减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消, 此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。梁保住主梁和柱子。 2钢结构的耐火特性 钢结构虽然具有重量轻、空间大、施工快、便于改造等优点, 但钢材与其他材料一样, 也会受到火灾带来的不利影响。与混凝土相比, 钢材的耐火性能差。钢材虽不燃烧, 但在火灾高温作用下, 其力学性能、钢材的强度在 0~250℃范围内基本无变化, 只是在达到 300℃以上强度开始下降,500℃时强度只是原来的一半,600℃时是原来强度的六分之一到七分之一, 强度几乎丧失殆尽, 也就是钢材的耐火极限在 15min 左右。根据一些实验资料, 结构用钢当温度低于300℃时, 强度增加而塑性降低;当温度高于 300℃时, 强度降低而塑性增加。钢材的导热系数约为混凝土的 40 倍, 当构件表面受热时, 热量会很快传到其内部; 加之由于钢构件由单一材料组成, 温度分布均匀, 截面形状呈薄壁状, 受火面积大, 在火灾中升温快, 我国《钢结构设计规范》规定: 当钢结构表面长期受辐射热达到 150℃以上或在短期内可能遭到火焰作用时, 应采取有效防护措施, 以保证有效期内安全可靠。 3钢构件的防火保护方法 3.1 隔热法 用耐火材料把构件包裹起来。包裹材料有混凝土、轻质耐火混凝土或钢丝网膜耐火砂浆等, 其优点是取材方便, 价格低廉, 表面强度高, 耐冲击, 对施工技术要求不高, 但比较笨重。 3.2阻热法 原理是截断或阻滞火灾产生的热量向构件传输, 从而使构件在规定的时间内温升不超过临界温度。其做法是在构件表面设置一层保温材料, 火灾产生的高温首先传给这些保温材料, 再由保温材料传给构件。由于所选保温材料导热系数均较小, 所以必然能阻滞热流向构件的传输, 起到保护作用。 3.3导热法 就是在空心封闭截面中( 主要是柱) 充水, 火灾时构件把吸收的热量传给水, 依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走, 构件的温度可维持在 100℃左右。使构架温度不至于升高到临界温度, 从而起到保护作用。这种方法在实际生产中很难行得通, 也不适用于室外钢构架。 3.4喷涂法 用喷涂器具将防火涂料直接喷涂在构件表面, 火灾时能形成耐火保护层, 目前大型石化厂构架采用的方法主要有两种。厚涂型防火涂料( H 类) 涂层厚度介于8-50mm, 该类涂料密度较小, 导热率低, 以涂料本身的隔热性能来提高钢梁的耐火极限, 耐火极限可达 0.5-3h。薄涂型防火涂料( B 类) 涂层厚度为 7mm 以下, 该类涂料具有一定的装饰性能, 以涂层遇高温时膨胀发泡所形成的耐火隔热来提高钢梁的耐火极限。它的耐火极限可达 0.5-2h。因此薄涂型一般适用于室内钢结构。而石化企业火灾属于烃类火,烃类火灾与建筑火灾的主要区别是升温曲线不同, 建筑火灾 30min 火焰温度达到 700~800℃, 而烃类火灾升温速度快,10min 温度达到 1000℃。 因此薄涂型防火涂料虽然涂层薄质量轻, 但这类涂料耐火极限很低, 在室外使用有老化问题、在潮湿环境下膨胀的可靠性问题以及树脂分解后产生浓烟及有害气体等原因。防火涂料的一般要求原料应预先检验, 不得使用石棉材料和苯类溶剂。防火涂料可使用喷涂、抹涂、辊涂、刮涂或刷涂等方法中的一种或多种方法施工, 并能在通常的自然环境条件下干燥固化。防火涂料应呈碱性或偏碱性。覆层涂料应相互配套, 底层涂料应能同普通防锈漆配合使用。涂层干后不应有刺激性气味, 燃烧时一般不产生浓烟和有害人体健康的气味。 4设计思考的一些问题 由于石化装置防火设计中,对应于不同构件设计不同的涂层厚度在实际操作中不可行,所以根据本公式对整个装置的钢结构型号的选用上,可以通过分析比较选取适于防火的截面形式。目前在石油化工防火设计中,基本是以上述的标准构件耐火试验为基础的。实际上,基于计算的现代设计分析方法已经开始发展运用,CECS200:2006《建筑钢结构防火技术规范》以火灾高温下钢结构的承载力极限状态为基础,根据概率极限状态设计法的原则,做了抗火设计分析验算方法的推荐,对于普通的结构构件可进行一般抗火计算,对于一些特别重要的结构宜进行整体抗火计算。由于石油化工企业的火灾绝大多数是烃类火灾,标准火灾(即建筑火灾)与烃类火灾的主要区别是升温曲线不同,标准火灾的升温曲线,在30分钟时的火焰温度约700}8000C;而烃类火灾的升温曲线,在10分钟时的火焰温度便达到10000C。所以,是否在石化装置设计中进行抗火计算,需要设计师基于设计方案、建筑物的特点及重要性、技术实现手段、工程造价等因素进行分析判断。 5总结 随着我国经济的不断发展,新材料的研制开发,石油化工钢结构防火设计中需要考虑安全风险、工程造价、材料性能、施工方便等综合因素,运用先进的计算手段,选取简单、易行、优化的设计方案。
浅谈现代农业生物技术:构建现代农业生物技术需求动力机制的对策 摘要:本文试图通过解决问题方式的改变来消减一些影响农民收入增长的制度因素,提供新型的社会化服务,稳定农村基本经营制度,规范各市场主体行为,调动广大农民使用现代农业生物技术的积极性,利用新技术突破资源环境约束,实现“两型农业”的发展目标。 关键词:农业;生物技术;动力;机制 1生物技术的基本内涵 生物技术是以生命科学理论为基础,构建具有预期性的新物质或新品系,有效消除农业增长约束,优化农业生产要素配置手段和方法。它是一种涉及众多学科、知识密集,各种先导技术高度综合型的前沿技术。这门技术内涵十分丰富,它涉及到:对物质的遗传基因进行改造和重组,并使重组基因在细胞内表达,产生人类需要的新物质的基因技术。 其实人类对植物进行人工选育就是不断的基因改进过程,只不过我们现在的技术更精确了。实际上基因技术就是常规技术的延伸、发展和新的突破,打破不同物种之间天然的杂交屏障,扩大了可利用基因的范围。 2重构农业科技投入机制,促进产、学、研一体化 现代农业生物技术的发展也是一个投入产出过程,它的产出很大程度上取决于各投资主体对农业生物技术的投入量。在市场经济条件下,国家投资具有引导和补偿性,投资主要用于农业科技基础理论研究,以及用于非市场行为的生态环境保护技术研究;市场投资主体应着力投资农业技术开发、育种、种子生产等,形成相互依托,各有侧重的投入机制。 扩大与外资企业合作,利用外部资本和先进技术,推动本土生物技术产业的发展。我们虽然有很多一流的科学家,但与巨大的需求相比明显不足。另一方面我国生物类企业无论技术力量、企业规模,还是市场开发等,与发达国家相比还有很大差距。我们必须加大现代农业生物技术的科研力度,加快成果转化,用现代农业生物技来支撑农业的发展,对于一些农业生物技术创新成果的应用必须综合配套,加强政策扶持和体制机制创新,推动资源整合,打破部门、区域、单位和学科界限,在一定范围对农业科研单位的种质资源、人力资源、设施及其他资源与种子生产企业整合,建立科研、开发、育种、种子生产和经营为一体的农业生物育种的联合企业,提升市场竞争力。 3保证基层农技推广体系的公益性,分解经营性职能 农业科技创新成果能否转化为现实生产力,关键在于推广应用。长期以来,我国农业科技推广动力不足,基层农技推广机构专业人员流失,人员老化,推广能力不强的问题一直没有得到根本解决,公益性服务向经营性转变趋势明显,农技推广人员经费、待遇等问题亟待解决。因此,落实中央提出的强化基层公益性农技推广服务等相关政策,增加经费、提高待遇、明确功能、强化服务。只有这样才能保证基层农技推广的公益性,才能促使农技推广人员深入到农村,深入到农民家庭,提供更多更好的服务,让农民得到更多的实惠。 如河南农民使用的抗虫棉新品种,因抗虫棉种子比普通种子价格高出100%~250%,完全抵消了农民采用新品种所增加的效益。解决这类问题并不难,其实我们完全可以通过建立市场价格监督机制,以及销售服务的延伸,政府采购和强化基层公益性服务,来分解经营性职能,从根本上解决这个问题。 4巩固和完善农村基本经营制度,推进家庭生产现代化 巩固和完善农村基本经营制度是发展现代农业的基础。规模与效益之间没有必然的联系,不是规模大才有效率,农机完全可以小型化。应用现代农业生物技术,应在稳定和完善家庭承包经营基础上进行,同时防止一些工商企业,以发展现代农业为名,圈占农民土地,侵占农民利益。 我国农业的现实情况是只有使用高新技术才能突破资源环境约束。同时为农民提供小型农机具,小型加工设备等,推进家庭生产现代化,培育从事现代农业的主体力量。 5构建新型的社会化服务体系 新技术已使生产规模,生产地点变得无关紧要,小农经济不再是传统农业的象征,农民绿色的生活方式变得时尚。城乡一体化发展格局正在形成,要突破限制,把行政管理、公共服务等向农村延伸,构建新型的社会化服务体系。 公共交通要向农村延伸。国家花那么多钱,实现了村村通。可是农民进城的费用是城内公共交通的5倍以上,同属一个城镇管辖,不仅说不过去,而且成为一道无形的障碍,严重影响城乡交流和农产品流通。 建立新型的农村社区。要打破体制限制建立农村社区,并且招录部分当地农民从事社区管理工作。这对稳定农村、繁荣农村,意义重大而深远。 促进农村集体经济组织转型发展,分离村级行政及社会职能,利用村集体积累及补偿资金,整合资源,利用新技术开拓农村内部发展空间,促进农民本地就业。 建立从田间到餐桌的监管体系。整合部门、站所职能,实行垂直管理,促进乡镇政府的职能转变,加强对市场体系,社会服务体系的监督,建立从田间到餐桌的监管体系。 6建立激励与约束机制 建立有效的激励与约束机制,激励农业科技企业研发、生产的积极性,为农业提供有力的技术支撑。引导企业推行价格标示制度,在保护企业自身的利益的同时,又可以有效防止中间环节加价,使农民利益受损。 作者简介:邢凤义,抚松县抚松镇人民政府。 浅谈现代农业生物技术:浅谈现代农业育种生物技术 摘要:在生产实践中,为了提高粮食产量,常进行育种研究解决生产问题。利用现代生物技术培育的转基因作物是解决粮食问题的一条重要途径。随着生物细胞组织培养、DNA重组和转基因技术等一系列现代生物技术的不断改进和完善,生物技术已经成为当今世界发展最快、最活跃和最具潜力的高新技术领域之一。 关键词:农业育种 生物技术 我国农业生产的现状和发展趋势来看,仅仅利用传统的常规育种方法已经很难满足我国农业生产对作物新品种的要求,因而借助于农业生物技术与常规育种方法相结合的方式将会创造出更多的新种质,进而培育出更多高产、优质和多抗的新品种。作物生物技术育种所研究的主要内容涉及到在生物体内的细胞组织、染色体和基因等方面对其遗传基础进行改造和改良,以便获得具有更大增产潜力的作物新品种。 一、 常规育种与生物技术育种 常规育种技术是基于对种内和种间杂种优势的利用,很有限而且是依靠育种家的经验在田间和畜舍对动植物作表型选择;主要有杂交育种,单倍体育种,多倍体育种等。 而生物技术的强大之处在于能突破动物、植物、微生物之间的界限作基因的转移,这就极大地拓宽了种质资源和杂种优势的利用,而且可以直接作基因型的早期选择和在实验室内操作;可以大大提高育种的目标性和效率,缩短育种周期和减少工作量。 二、 生物技术育种取得的成就 迄今为止,国际上已成功地把有实用价值的基因如抗病毒、抗虫、抗除草剂,改变蛋白质组成、提高淀粉含量、雄性不育、改变花色和花形,延长保鲜期等的基因分别转人植物。农业生物技术育种的研究成果正在越来越多地应用于农业生产,深刻地影响着农业的生产方式和效益。据美国农业部(USDA)1996年对美国50年来畜牧生产中各种科学技术所起作用的总结,品种改良的作用居各项技术之首。1996年亚拉巴马州3/4以上的棉花是抗虫害的遗传工程棉花。另外在玉米育种研究领域,玉米育种专家和分子生物学家携手,共同致力于玉米新品种的研究与开发。认识到相互的合作才是发展现代生物技术和现代农业的正确道路,科学家们已经通过应用分子标记手段找到了我国玉米自交系的主要类群,并成功地绘制了我国第一张玉米分子标记连锁图谱,选育出了抗虫转基因玉米品种,并已走出了实验室进入了国家区试,有望在未来的几年得到推广应用。克隆技术在玉米育种上也已启动,克隆玉米部分优良基因的工作进展顺利,并取得初步成效。分子标记辅助选择技术也开始进入育种程序。在未来的育种领域,不管何类作物,都将不可避免的广泛地使用生物技术。而生物技术也将在未来的农业生产的各领域彰显其不可替代的卓越的增产潜能。 三、 生物技术育种的不足之处 然而,由于生物技术其自身的复杂性和高技术性,人类对其认识的局限性,转基因作物类品种的应用将有可能造成对农业生产环境和人类自身的伤害。在欧美等发达国家的一些科学家们也对转基因作物及产品与生物制品的广泛应用提出了疑虑和非议,出于对人类自身和生态环境的安全考虑这些疑虑和非议也不无道理,我们应当充分估计转基因类作物对人类和有益生物可能带来的不良变异和严重的生态污染。因而,我们在研究和应用转基因作物类品种时,应充分的考虑转基因作物自身的安全性,转基因作物及其产品对人与有益生物的安全性保障问题,转基因技术与传统育种技术的有机结合,改良和克服转基因技术的不利因素,建立和完善转基因技术产品的安全标准和安全评价体系,保障粮食生产安全。 四、 我国生物技术育种的发展 我国植物基因工程技术将在两个方面有明显的发展。第一,转基因的技术将会有新的突破。80年代初,最早利用一种叫土壤农杆菌的微生物作为载体将目的基因转入受体。这种细菌只能侵染大部分双子叶植物和少数单子叶植物,因而使农作物的基因工程受到很大限制。80索转化农作物的新方法,其中包括使用电击法、微弹射击法、PEG法和其它一些直接将DNA导入受体的方法。今后这些新技术将不断完善,同时还会有一些新的基因导入技术出现。第二,分离基因的技术将会有新的突破。目前在植物基因工程中所采用的基因基本上是控制生物体质量性状的单基因,即只要转入一个基因就能获得所需要的目标性状,例如抗病毒特性、抗虫特性和抗除草剂特性等。从分离单基因到成功地分离出多基因,其技术要求会更严格,这将是今后植物基因工程有待突破的一个重要方面。除此之外,我国农业分子育种经过20多年的艰苦探索之后,已经形成了比较完善的技术体系,培育了一大批新种质和新品种。这项探索性研究始于1974年,其理论依据就是DN段杂交假说,即在远缘生物间的杂交种中,细胞内的异源染色体在减数分裂中不可能进行正常配对,但异源染色体在受体细胞内一旦被裂解之后所产生的DN段有可能随其同源DNA顺序进入受体染色体,由此会使受体所产生的子代群体发生某些遗传性变异。目前,我国农作物分子育种在外源DNA(基因)导入受体的技术上已日趋完善,其中包括授粉后花粉管通道技术、幼穗穗茎注射技术、种子胚浸泡技术和茎端DNA枪击技术等。在水稻、普通小麦、棉花和大豆等主要作物上均已获得了一大批转基因新种质和新品种(品系),这些新品种(系)在生产上的增产效益非常明显。 现代生物技术在农业上的广泛应用将作为生物技术的“第二次浪潮”在下一个世纪全面展开,这将给农业生产带来新的飞跃。当今生命科学发展的一个主流方向就是进一步阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能。作物生物技术育种在今后一个时期内的研究重点就是研究与农作物产量、品质和抗性等有关的基因结构、功能及其应用。随着研究的不断深入,生物体内部的许多奥秘将被揭开,生物体生长发育和繁殖的一些机理将被掌握。 浅谈现代农业生物技术:浅议生物技术在现代农业中的应用 摘 要:生物技术已经成为21世纪具有潜力的产业之一,其应用范围和程度日益扩大,尤其是近年来在现代农业中的应用,取得了良好的效果。本文介绍了生物技术及现代农业的概况,综述了其在现代农业生产中的应用现状,展望了生物技术在未来的农业生产中的发展趋势,对现代农业生产发展起到指导借鉴作用。 关键词:生物技术 现代农业 生产应用 一、前言 目前,世界各国已经开始将生物技术视为高新技术,这是由于其可以帮助人们解决食品短缺、环境污染和经济建设等问题,有助于国家提升自身的综合国力,增强经济实力。然而,由于人类社会、经济的不断发展,以及为了发展而进行的过度环境开发利用等行为,其给生存环境带来了极大的污染和破坏。据有关资料统计,地球每小时都可能有一个物种灭绝,并且我们的地球已经面临着生态失衡、资源枯竭等严重现象。这些现象给我们走可持续发展道路带来了极大的阻碍,但生物技术的出现却给人类的未来送来了一丝曙光。 二、生物技术的发展及涵义 生物技术(biotechnology)亦可称“生物工程”或“生物工程技术”,其是指利用现代生命科学作为基础,结合其它学科的科学原理,采用最先进的技术手段,并按照预先的设计,达到改造生物体或加工生物原料的目的,从而生产出所需的特定生物产品或达到某些预定的目的。生物技术主要包括传统生物技术、发酵技术和现代生物技术。其中,现代生物技术则又是在传统生物技术上发展起来的,但其又和传统生物技术有着本质上的区别。所以,生物技术是一门新兴的、具有综合性的学科。 三、现代农业种类及概述 1.绿色农业:将农业与环境协调起来,促进可持续发展,增加农户收入,保护环境,同时保证农产品安全性的农业。“绿色农业”是灵活利用生态环境的物质循环系统,实践农药安全管理技术(IPM)、营养物综合管理技术(INM)、生物学技术和轮耕技术等,从而保护农业环境的一种新兴农业。 2.工厂化农业:工厂化是设计农业的高级层次。综合运用现代高科技、新设备和管理方法而发展起来的一种全面机械化、自动化技术(资金)高度密集型生产,能够在人工创造的环境中进行全过程的连续作业,从而摆脱自然界的制约。 3.特色农业:即是将区域内独特的农业资源 (地理、气候、资源、产业基础)开发区域内特有的名优产品,转化为特色商品的现代农业。特色农业的“特色”在于其产品能够得到消费者的青睐和倾慕,在本地市场上具有不可替代的地位,在外地市场上具有绝对优势,在国际市场上具有相对优势甚至绝对优势。 4.观光农业:即是一种以农业和农村为载体的新型生态旅游业。农民利用当地有利的自然条件开辟活动场所,提供设施,招揽游客,以增加收入。旅游活动内容除游览风景外,还有林间狩猎、采摘果实等农事活动。 5.立体农业:立体农业着重于开发利用垂直空间资源的一种农业形式。其模式是以立体农业定义为出发点,合理利用自然资源、生物资源和人类生产技能,实现由物种、层次、能量循环、物质转化和技术等要素组成的立体模式的优化。 6.订单农业:即指农户根据其本身或其所在的乡村组织同农产品的购买者之间所签订的订单,组织安排农产品生产的一种农业产销模式。 四、生物技术在现代农业中的应用 1.生物技术在绿色农业中的应用 现在经常利用发酵降解技术,也就是将有益的微生物(如乳酸菌、酵母菌)和酶等,在适宜的条件下,分解秸秆中难以被家畜消化的纤维素和木质素的一种方法。据实验测定,麦秸微贮处理后,干物质体内消化率可提高24.14%,粗纤维体内消化率提高43.77%,有机物体内消化率提高29.4%。主要采用的有自然发酵法等方法。 2.生物技术在工厂化农业中的应用 工厂化农业是以现代化农业设施为依托,主要利用生物技术中的组织培养、无土栽培等技术,实现周年性、全天候、反季节的企业化规模生产,这些产品科技含量高,产品附加值高,土地产出率高和劳动生产率高,它根本改变传统农业的生产方向。 3.生物技术在特色农业中的应用 生物技术在特色农业中的应用前景也是十分广阔的,比如利用生物技术进行食用菌的生产。2013年,河南省泌阳县全县共发展反季节高温香菇5000万袋,黑木耳2000万袋,白灵菇100万袋,鸡腿菇53万平方米,小姬菇200万袋,小平菇150万袋,平菇400万袋,毛木耳60万袋,金针菇50万袋,形成了以香菇为主,多品种发展的生产局面,总产值近13亿元。 4.生物技术在观光农业中的应用 观光农业是生物技术在观光农业中的典型应用,它是指开发成熟的果园、菜园、花圃等,让游客入内摘果、摘菜、赏花,享受田园乐趣。利用生物技术繁育的有机蔬菜如荷兰黄瓜、圣女果、大萝卜、西芹等的采摘,另外还有草莓、中华寿桃、精品梨等就是在现代观光农业中的应用。 5.生物技术在立体农业中的应用 生物技术在立体农业中的应用也很广泛,比如辣根、玉米套种的立体农业栽培,此种栽培形式是利用辣根植株矮小、耐阴、前期生长量小及玉米喜光的特点,在正常栽培辣根的前提下套种玉米,既保证了辣根的正常生产,又额外获得玉米的产量,而且玉米的产量也不低于常规生产的玉米产量。可收获辣根 15 t/hm2、玉米7 500 kg/hm2,产值共3.75万元/hm2,比单一种植玉米增加效益2.25万元/hm2。 6.生物技术在订单农业中的应用 订单农业发展的障碍表现为高违约率。违约行为表面上是农户与龙头企业的短期行为,而内在的根源则是农户提高的农作物的产量达不到企业的标准。不过将生物技术在订单农业中应用之后,农作物的产量和品质会大大提升,这样就不会因为农作物的产量达不到标准而出现违约。这样才有可能进而解决订单农业进一步发展的障碍。 五、生物技术及农业发展的展望 我国农业生物技术起步晚,与发达国家尚有一定差距,但在国家政策的扶持下,尤其是在国家“863”计划、“973”计划和“国家转基因植物研究与产业化专项”的直接支持下,已取得了很大的成绩,并初步建成了世界上为数不多的转基因育种科技创新和产业发展体系,拥有一批抗病虫、抗除草剂、抗旱、营养改良等重要基因的自主知识产权和核心技术,水稻、棉花、玉米等转基因作物的基础研究和应用研究也已取得了一批高水平的科技成果,形成了自己的特色与优势。随着农业生物技术研究的深入,一系列基因农作物新品种正逐渐走向市场。预计在21世纪,将有更多的优良农作物新品种在农业生产中得到广泛推广,并为消费者所接受。 现代生物技术是一把双刃剑,有其好的一面,也有其不好的一面,对于现代农业发展方面的优势是不言而喻的,其贡献也是有目共睹的。总的来说,现代生物技术对当代农业做出的贡献是不能磨灭的也是不容忽视的。我国的生物产业会在充分利用制度、资源以及人才与技术上的优势上,抓住有利时机并大力推进生物高新技术在现代农业上的应用,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置,促进农业快速发展。 综上所述,生物技术在农业生产领域有着广泛的发展和应用前景。发挥优势,奋起直追,我们完全有能力攀登农业生物技术领域高峰,为我国的农业发展作出更大的贡献。 浅谈现代农业生物技术:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 浅谈现代农业生物技术:现代农业生物技术论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。
环保节能论文:浅谈农业机械的环保节能设计分析 论文关键词:农业机械 环保节能设计 趋势 论文摘要:农业机械节能环保设计是一种全新的设计理念。本文在分析农业机械节能环保设计的涵义和意义的基础上.阐述了农业机械节能环保设计趋势。 1农业机械节能环保设计的意义 当前,我国的农业机械采用的是传统设计方法,资源和能源消耗大,效益低,对环境污染严重,是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展,农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废,采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小,减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力,·使废弃物、垃圾污染程度降到最低。农业机械节能环保设计不仅给社会提供了质量高、成本低的产品,而且还可以带动企业或整个农机行业的振兴与全面发展,提高我国农机产品的竞争力,有效地占领国内市场并扩大出口。节能环保设计已成为农业机械发展的必然趋势。 2农业机械节能环保设计趋势 2.1农业机械的清洁性 常用农业机械动力为内燃机提供,内燃机环境性指标主要存在问题有:消耗一次性能源石油;噪声、废气污染;热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大,废气中NOX,HC化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械,加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究,采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性,柴油低硫化与柴油润滑性,生态燃料与生态摩擦学,汽油机沉积物与汽油清净剂,柴油机颗粒与消烟助燃剂,润滑油和添加剂与排放催化转化,润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂,催化助燃/补燃,发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。 2.2产品的可回收性设计 可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题,最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如,在农业机械中常用的联接件(螺栓、螺母等)的回收与再利用。 2.3产品的可拆卸性设计 设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段,可采用模块化设计方法,即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析,在此基础上划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同产品,满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾,又可为产品的快速更新换代缩短设计周期,降低成本,有利于回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境的目的。 2.4环保产品的成本分析 由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能,因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本。 2.5材料选择 环保材料是指应来源丰富,便于利用,便于回收再利用且对环境影响小的材料。材料选择是环保设计不可缺少的部分,它也是产品开发设计早期的主要的决策之一。材料选择应尽量减少材料种类,少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料,尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有:环保设计对材料要求的确定;环保材料的选择原则;材料选择的影响因素分析;环保材料的开发与应用;新功能(指环保型)材料的开发与应用;回收物资再资源化的应用等。 3环保设计在农业机械设计中的应用前景展望 环保设计的本质特征之一,是在不影响产品的寿命、功能、质量等指标下,依靠技术手段和管理方法,以达到提高资源、能源利用率为目的的一种先进设计方法。从经济学的意义层分析,环保技术是一种资源节约型有坏配置的相对增值的技术,即在运用等量资源、能源的前提下,环保设计技术是力图比传统设计方法获得数量更多质量更优的产品、使生产过程由粗放型转向集约型的先进设计技术。中国加人WTO以后,农业机械产品的市场竞争将会日趋激烈,环保设计技术则是提高产品市场竞争力的有力武器。 综上,农业机械采用环保设计技术之后所拥有的一系列优势表明,农业机械的环保设计具有良好的应用前景。环保设计是人类实现可持续发展、拥有高质量生存环境、享受健康生活的必然要求,也是未来技术经济发展的大势所趋。 环保节能论文:普及高效节能环保型空调设备 摘要: 本文从推广节能环保型空调出发,简要论述了在其设计、生产、选型、安装、控制、维护六个环节中应采取的方法和必须注意的事项。 关键词: 节能 环保 臭氧层 温室效应 新冷媒 0 前言 改革开放二十多年以来,我国的人均寿命显著增长。这一令人瞩目的事实,除了归功于新的政治环境和经济环境以外,人们日常生活、工作环境的改善也是不容忽视的重要因素,空调设备正是营造这种使人益寿延年的环境条件的功臣。 然而,科技往往是把双刃剑。空调设备既是耗能大户,又在创造局部舒适环境的同时,给整个地球的大环境带来负面影响——破坏臭氧层;加剧全球温室效应。难怪欧洲的“绿色和平”人士不愿使用空调设备,以致2004年夏天,发达的工业国里,竟然有人被酷暑“热毙”。因此,空调设备必须朝节能和环保两个方向发展,做到亲和自然,才能广泛而长久地为人类效劳。本文就普遍推广高效节能环保型空调设备的相关问题进行以下论述。 空调设备的节能性和环保性密切相关,两者相辅相成。一般来说节能型空调总是环保型的,环保型空调也多半是节能型的,至少在整体上与节能型是相协调的。所以,两者可以相提并论,取长补短。 1 注重使用过程中节能性的空调设备设计理念 设计空调设备时不能单纯考虑制造费用,还须重视运转费用。在包含制作费用在内的整个使用寿命周期的总经费(寿命周成本)里,运转费用占55%以上,所以设备的节能在降低寿命周期成本上起到很大作用。设计节能型空调时为了尽量提高COP(=冷冻能力/消耗电力)的值,应采用直流变频控制器、磁阻式涡旋压缩机(因其电机铁芯配置了磁力比普通铁氧体磁铁强10倍的钕磁铁,并通过特殊设计产生了附加的磁阻转矩,使效率提高20%以上)、红外线传感器之类的高技术配套产品,由此制成的变频空调机可比定频空调机节能45%左右,虽然需要较高的初始费用,但据计算,该差额只需1.5~2年即可偿还。 2 制造全过程中切实关怀环境的生产经营理念 节能环保型空调设备应采用臭氧层破坏系数为“0”的HFC新冷媒,进行环境亲和型设计(Environment-friendly Design)。同时,必须确保文明生产,做到“零废弃物排放”。生产工厂本身取得ISO 14001认证自不待言,还应实行“绿色采购”,为了确保所采用的原料、器材、部件都达到环保要求,各相关厂商也都应取得ISO 14001认证。 3 最佳空调方式和最合适送风位置及能源的选定理念 空调方式对于空调设备的节能性至关重要,必须针对不同的场合和不同的空调要求,制订切实可行且恰如其分的空调方案。 3.1纠正中央空调方式的缺点 ①仅在必要的时间里对必要的空间进行空调(消除空耗)②削减输送热源的动力(采用中央空调时,输送动力的机构比例很高)③实施独立的温度控制(防止过冷、过热)。 3.2以局部空调取代完全空调 在操作场所(如车间、试验室等),温度对操作的安全和精度有很大影响,据统计,在17℃~23℃的稳定环境里所产生的工伤事故和作业失误指数最低。因此,这些场所应采取有效的定点空调(局部制冷或制热),并尽量将送风管延伸到靠近人体的地方,这与空调效果密切相关,也是空调节能的关键所在。据某一实例测定:距离送风口1.0m处风速为2.7m/s,体感温度为25.5℃,而在距离送风口2.0m处风速就降为1.4m/s,体感温度则上升为29℃。 3.3配备与空调效果相协调的通风装置 如果空调与通风互相协调,就不会因空调后的室温受到影响而浪费能源。以高温车间为例,为了减轻制冷负荷,整体通风与局部通风并用,而对操作者则提供定点空调。通风方式应以有效的局部通风(排气)将整体的通风次数n(n=每小时通风量(m3)/ 室内容积(m3))降到最低,减少室内的热损失。 在必须大量通风的场合应引入新风。对于机器发热量很大的地方,可采用全新风方式,即对新风加以空调后引入。对于只需通常排热·通风的地方,可采用回风+新风的混合方法,即在循环空气与新风混合后进行空调的方式。 3.4采用特殊的配置和工艺 用于医院、疗养所等地方的洁净空调和空气清洁器等设备需要获得空气高度净化的效果,应采用高效除菌滤网和光催化(材料成分为氧化钛)除臭滤网,这些过滤网除了集尘功能以外还有显著的除臭、抗菌功效,并具备抑制飘浮菌和病毒的作用。 3.5因地制宜地选择空调能源 毫无疑问,电力是最常用的空调能源,电动方式的一次能耗量较小,其CO2的排放量也较小。但在燃气(天然气或煤气)或燃油(石油等)供应充足而电力相对缺乏的地区可使用以吸收式制冷机为代表的热源设备。在夜间电费便宜的地区可考虑发展冰蓄热式空调机。另外,太阳能空调机可说是最理想的节能环保型空调设备,应该大有发展前途。 4 安装操作技术、附配件及器材质量绝对可靠的施工理念 安装之前应由SE(销售工程师)进行施工设计,通过负荷计算确保设备的功率与所需的空调区域相匹配,确定最佳的设备安装位置。操作必须由合格的专业人员实施,并且只能使用设备附带的配件,现场外配的铜管、电线、悬吊支架、螺栓等器材必须严格符合厂商规定的技术要求。 5 空调设备控制系统IT化的管理理念 要使空调设备的舒适性和节能性两全其美,其管理系统的IT化是关键所在,所以应选用下列控制装置。 5.1智能管理器(i-Manager,具有大规模、高等级的监控功能) 智能管理器是适应于独立空调(大楼用多联机)主体设备管理的集中监视装置,能通过专用通信线路直接联系空调设备,构成价格性能比很高的系统,可100%地利用设备信息。 5.1.1 节能功能之一 在用电高峰阶段将要超过目标电力时,可通过空调系统设定温度的换档和使室内机停止的控制方法,尽量在不影响舒适性的前提下把用电量掌握在目标电力以内。 5.1.2 节能功能之二 在维持舒适度的同时,若想进一步降低电力消费,可分别使用下列两种运转模式:(1)使任何一台室内机经过一定间隔的时间停止,或同时使多台机交替运转。(2)对室外机进行容量限制。 5.1.3 异常管理 异常发生时,内容显示于“异常记录时间显示区”,同时根据系统设定内容触发报警蜂鸣器,告知异常。并且,把过去500,000件异常状态变化资料作为档案保存在硬盘中。 5.1.4 用电量的按比例分配 借助于“由室内机运转状态得出的空调容量”可算出各室内机单位的使用电力,即使在同一运转时间里,也能通过空调负荷找出差异,从而更公平地按比例分配电费。 5.1.5 利用局域网进行远程监视 通过在远离某大楼的集中管理室和该大楼之间设立专用的局域网,就能实现远程管理,另外,对于将来增加设施(建筑物等)时也能容易地相应增设空调机和扩展局域网。 5.2空调专用网络(AIRNET)+ 智能管理器 通过智能管理器向用户提供自由的空调控制,同时还通过空调专用网络来约束未知故障的运转。以信息处理·通信技术时刻监控空调机的运行状态,借助“在线诊断系统”对故障防患于未然,由此可以节能并提高机器的使用寿命。而且,万一发生故障,可能在用户尚未发现之前,维修工程师已先行发出通知,随即到达现场排除障碍。 5.3 智能触摸式控制器 为不具备专用管理室或不想聘用专职人员时的理想选择。 5.3.1 使空调系统简便地获得高功能 通过编程以年为单位设定每日的运转停止和所需温度。大幅度地减少管理的时间和人力。并且,操作简便,无须专业人员,任何人都能管理。 5.3.2 根据空调的使用状况按比例分配用电量 通过追加相应的软件,可提供便于电费管理的按比例配电信息。 5.3.3 进行高效节能的空调管理 因常时监视各房间的温度,并在进行适当温度管理的基础上配备了设定温度范围的控制功能,所以可形成高度节能的空调运转。另外,由于避免了由事先编程所造成的无用运转,也能节约可观的经费。 6 多方位无微不至的维护管理理念 为了减少故障、保持设备的性能以达到长期实行经济的运转并延长使用寿命必须进行维护保养。为了对灾害防患于未然应进行安全检查。 6.1预防保全(Preventive Maintenance:PM) 所谓预防保全,就是预先消除运转中的征候,亦即在故障、异常现象发生之前采取对策。据统计,与事后保全相比,实行预防保全的空调设备及主要部件的平均寿命约可提高3.3~8.8年,并可有效地减少管理费用。 6.2 日常检查 每天掌握空调设备起动时、运转中、停止时的状况,并在运转日记上记录各种显示数据(如送风、吸风温度,冷凝、蒸发压力,电流、电压等)和异常现象(如漏水、异常振动、异常音等)。 6.3 定期检修 维护检修的期限和内容因空调设备的环境条件和重要程度等情况而异。一般来说,以每年分别于制冷运转前、制冷运转中、制热运转前、制热运转中实行4次为准。另外,还可采取目测检查法估计各种运转数据(如冷凝器、冷却器的污染程度,滤网有无堵塞、腐蚀?冷媒有无泄漏?轴承、V形皮带有无异常等)。 6.4远程(管理中心)检测 采用相关的信息设备,收集、输送、保存大量数据,通过对设备运转状态作365天、24小时的监视和独立的联机诊断,有效地防止故障。自动检测空气滤网、热交换器的污染状况,确保长期的高效运转。通过分析、综合丰富的数据,从而作出改善设备的提案。异常发生时立即自动地通报管理中心,迅速对应。 通常,若将机器检测与人工定期检测(目测为主)相结合,就能更放心地使用并降低产品的运转费用。 6.5 顺应空调设备的更新 由于节能技术和人们对地球环境保护的要求都在不断提高,节能环保型空调也在朝高精尖的方向更新,所以空调机的维护也应按照其更新的动向来开展。 6.6 提高冷媒的市场回收率 节能环保型空调的售后服务是很重要的一环,必须提高冷媒的市场回收率(应≥70%)。虽然HFC(新冷媒)的臭氧层破坏系数为“0”,但其温暖化系数(引起地球的温室效应)还是比较高,所以必须同样禁止向大气排放,应承担回收利用以及分解处理的义务。 6.7 废弃空调设备的回收利用 对于报废的空调设备必须彻底回收处理残余的冷媒,并有效利用其中的有价物,最终无利用价值的部分也要妥善处理,决不能因此而污染环境。 综上所述,节能环保型空调从设计到废弃应始终贯彻“节能”和“环保”的方针。如今,人们既要创造四季如春的生活条件,又要保护赖以生存的地球环境,还要为子孙后代节约使用有限的能源,因此节能环保型空调必将取代所有普通空调。随着科学的昌明和技术的进步,空调设备也在日新月异地发展变化。然而“万变不离其宗”,只有继续向“节能”和“环保”的高度攀登,才是唯一的通途。 环保节能论文:关于对环保搬迁居民安置区的低碳和节能设计探索 论文摘要:论述了建设低碳安置区的必要性和安置区设计的环保节能要求,分别针对国内外低碳社区的设计理念及环保技术进行了介绍,指出目前国内安置区节能建设应从初期选址及合理分配投资方面入手,循序渐进,逐步实现低碳、节能、减排目标。 论文关键词:安置区,环保节能,低碳社区 近年来,随着国家经济的不断发展,大量工业规划区和大型厂矿企业相继增多,因规划和项目建设涉及环保搬迁的村镇需要集中安置,在具体的搬迁工作中不仅需要解决经济适用、功能完备等问题,如何做到环保节能与低碳减排也是集中安置区设计目前面临的一个突出的问题。 1建设低碳安置区的必要性 低碳经济的实质是经济发展方式、能源消费方式、人类生活方式的一次新变革。据统计,国外低碳城市能源消费38%来源于居住用能,33%是各种商用建筑和公共建筑用能,交通用能占到22%,而即便是在伦敦这样的大都市,工业用能也仅仅占到城市能源消耗的7%…。因此可以看出,居住社区用能在城市的能源消耗占到了比较大的比重,而搬迁安置区的建设往往在当地特色、环境良好、功能完备、经济适用方面考虑较多,将低碳理念注入到安置区的社区规划、建筑设计、社区管理中。 2安置区设计的环保节能 安置区的设计要提倡节能、节地、节材,并建立起资源和能源可持续再利用的住宅体系。安置区的生活污水要采取经济适宜的生化处理方式,处理后的出水可考虑尽量循环使用,尽量少排放,绿化、道路清洗及其他冲洗用水采用二次处理后的污水,以节约水资源和减少对环境的污染。大型的安置区可形成区域内的小社区,该社区应具备生活、交通、环保等综合功能。 3国内外低碳社区案例 3.1弗班——德国可持续社区的标杆 德国弗莱堡市郊的弗班区被誉为德国可持续社区的标杆,弗莱堡享有“欧洲太阳能之都”及“欧洲环境之都”的美誉,也是全球率先实现可持续发展理念的城市之一。 弗班社区在节能减排、减少交通、社会整治及创造可持续邻里方面都取得了相当的成功经验,例如:1)使用80%木屑及20%天然气的高效热电联产再生能源装置提供弗班区的供暖系统,通过好的隔热及有效的暖气供应大约可减少60%的CO,排放;2)提倡“生活不须有车”的交通概念,减少了35%的车辆。与此同时,社区提供各种替代的运输方式(例如共乘、便利的大众运输);3)通过弗班论坛负责的社会工作,居民可参与更多的社区活动,例如创造合作社商店、农民市场及邻里中心等。 3.2上海崇明东滩生态社区 上海崇明东滩生态社区项目涵盖社区总体规划、生态发展、可持续能源、废弃物管理、绿色建筑、交通规划设计和建筑等方面的内容,主要的规划理念包括: 1)碳中和(CO零排放):热能和电力通过风能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太阳能光伏板直接获得,建立全国第一个氢能电网;2)绿色建筑:最高建筑仅有8层,采用环保技术,屋顶草坪和植物为天然隔热层,可储存雨水用于灌溉;3)绿色交通:人们的主要出行方式为步行、自行车、清洁能源公交车(燃料电池)、水上出租车,市内建有不受机动车干扰的独立的人行步道和自行车道网络,任何地方到附近公交车站步行不超过7min;4)绿色基础设施:社区建立了集水、水处理与再利用系统,社区内80%的固体废弃物实现了循环使用。 4低碳社区的发展探索 2010年上海世博会,北京的城市最佳案例选择了国奥村,这充分体现了首都对建设低碳社区的勇气和决心,游客参观完之后,都能强烈地感受到“低碳生活离我们并不遥远”。 国奥村这个中国首个成熟的绿色环保社区汇集了30多项环保技术,北京的城市最佳案例选择了国奥村,原因是:1)再生水热泵冷热源系统,可以从污水处理厂排人河道的再生水中提取温度能量,为建筑提供冬季供暖和夏季制冷的能源;2)景观花房生态污水处理系统,可以将生活污水集中至景观绿化花房,利用动植物的食物链建立起一个水体生态平衡系统,使生活污水得到再次利用,成为小区景观用水;3)这里的窗户中问都是中空的夹层,里面充着惰性气体,惰性气体能降低传热效果,同时窗户外层还有能够隔热防紫外线的膜,从而提高窗户的隔热效果;4)国奥村卫浴设备采用了“复用水”技术的洗手盆和坐厕一体化的产品。洗手盆内有特殊陶瓷阀芯,采用双档节水,防烫伤设计,有效节能减碳,并将洗手盆的污水经过过滤处理储存在坐厕水箱当中,内置自动清洁系统去除细菌和异味,坐厕比传统3/6坐厕节水25%。上海世博会国奥村的入口采用北京古建筑特色的门楼设计,而事实上,谁也想象不到,如此漂亮的展区竞多是建筑废料制成。国奥村用实际的案例,向世博游客展示了一个可以实现、并且很快就能跨人寻常百姓生活中的低碳社区案例。 “不久的将来,可能在上海也会有国奥村的项目。”国奥村负责人表示,奥运会留下来的并非只有精彩的赛事,更多的是奥运精神倡导的人、社会、城市及自然和谐相处,以及新的生活方式的推广与共享。 5结语 当时在建国奥村时,很多地方许多人都不理解。比如在选址上,要求附近有多少公共交通设施,提倡用本地的建筑材料等,其实这些要求是鼓励公众多用公共交通,少开车,用本地的材料也是为了减少运输时的碳排放。应该说,国奥村的开发使得我们在观念上有了很大的更新。 从目前国内安置区建设现状来看,真正做到低碳、环保还需要相当长的一段时间,这不仅需要搬迁人群加强自身的环保意识,搬迁安置区规划的组织者更应具备社会责任感,在安置区的建设初期从选址和合理分配投资上下大功夫,逐步把低碳、节能与减排的理念贯穿建设始终。 环保节能论文:试论城市规划要考虑环保节能意识 [论文关键词〕城市规划 环保节能 道路设计 可持续发展 [论文摘要]城市规划对城市的发展起着极其重要的指导作用,但长期以来,由于城市规划在环境保护方面、能源节能方面的局限性,致使城市发展过程中产生了一系列环保节能方面的问题。本文重在阐述城市环境污染耗能现状的基础上,提出了环保节能的主要内容,指出了城市在环保节能发展的远景目标,阐明了城市规划中环保节能的重要作用。 城市规划是一定时期内城市发展的目标和计划,是城市建设的综合间署,也是城市建设的管理依据,它与很多学科密切相关。近年来,由于环境保护规划没有与城市规划和城市建设同步落实,使城市环境遭到一定程度的破坏,环境污染日趋严重,城市环境不能进入良性发展的轨道。因此城市规划中的环保节能应该引起人们的重视。 如何在城市规划时考虑环保节能意识?本文从城市发展过程中所面临的环境问题以及基础设施的管线布置,建筑新楼及城市道路设计现况谈起,讨论城市规划当中环保节能应注意的问题。 1、我国城市现状 1.1城市发展过程中所面临的环境问题 1. 1. 1水体污染问题突出.由于城市人口的急剧增长和工业的飞速发展,大量的污水没有得到妥善的处理而直接排入水体,致使水环境遭到严重的破球。我国的水体污染近期呈上升趋势,全国有监测资料的1200多条河流中,850多条受到污染,在七大水系中,以辽河、海河、淮河污染严重,在统计的138年城市河段中,有133个河段受到了不同程度的污染。全国范围内78%的河段不适宜作饮用水水源,50%的地下水受到污染,西安、北京等许多城市也出现了供水危机。据估计,我国每年因污染而造成的经济损失达400亿元 1. 1. 2城市大气质量严重恶化。工业和交通运输业迅速发展以及化石燃料的大量使用,将粉尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、臭氧等物质排入大气层,使大气质量严重恶化.我国大气污染属“煤烟型”污染,全国城市空气中总悬浮微粒浓度普遍超标,平均浓度达309微克/立方米:二氧化硫浓度水平较高,部分城市污染相当严重,北方城市平均值达到83微克/立方米。由大气污染引起的温室效应和臭氧层破坏更是直接地威胁到人类的生存。 1. 1. 3噪声扰民现象普遍存在。目前随着我国城市工业、交通运输和文化娱乐事业的快速发展,噪声扰民的现象愈发突出,据44个国控网络城市监测,全国三分之二以上的城市居民生活在噪声超标的环境中,区域环境噪声等效声级分布在51. 5-65, 8db (a) 。 1.2城市发展中的基础设施现状 1. 2. 1遍布公路下面的管线交叉纵横 存在多头管理,各部门报规划不能协调一致,建设资金独立。常常出现修路在前,水、电、热、排污、通讯紧跟其后,分别开控路面,造成城市天天破路挖沟的尴尬局面。各种管线所用材质不环保,不经济,经常出现跑冒滴漏,不得己对道路面进行破坏。 1. 2. 2建筑住宅节能几乎没有纳入建筑考虑 只关注房屋外观和结构,不注意节能,使居住用能极为浪费。有关专家统计,通讯建筑保温,管网系统调节,提高热源效率三个方面的改进,我国北方地区采暖耗能至少可降低60%一70%。建筑不同于一般的消耗性物品,是资金含量高的持久性资本品或家庭耐用消费品,其宏观调控需要从长远着手,从规划着手,注重实施。 1. 2. 3道路设计的盲目性 道路设计时只注重道路的拓宽,不考虑道路其它综合配套设施及环境设计。例如,现在城市在拓宽道路时,把原有道路旁的树木通通砍掉,拓宽后不进行重新栽种,原有的雨水排污填死等情况。 2、城市规划如何体现环保节能 正是基于上述的环境能耗危机,近几十年来人们逐渐认识到了城市规划与城市发展之间的关系并开始运用科学的规划指导城市建设。城市环境保护规划是城市规划的重要组成部分,它是在城市总体规划中城市的性质、规模、发展方向的基础上,依据对城市环境质量现状的调查分析所制定的以保护人类的生存环境、减少污染、节约能源为目标的规划体系。按照我国环境保护应“坚持经济建设、城乡建设与环境建设同步规划、同步实施、同步发展,实现经济效益、社会效益和环境效益协调统一”的总方针和总战略,城市保护节能应主要进行以下几个方面的工作: 2.1城市环境保护规划的前期准备,这些准备工作是城市环境保护规划的基础,它包括城市的自然环境资料,例如地理位置、生态环境、气象、水文等;城市的社会与经济状况,如人口、国民生产总值等:环境状况的调查分析,如大气、水体、噪声的监测资料等;城市生态环境现状分析与功能区划等。 2. 2大气污染综合整治规划是根据城市大气质量现状与发展趋势进行功能区划并按拟定的环境目标计算各功能区最大允许排放量和削减量,从而制定污染治理方案。大气污染的治理应根据城市的能源结构与交通状况确定首要污染物即浓度高、范围广、危害大的污染物,便于治理时有的放矢、对症下药。当前我国大部分城市的大气污染主要是由采用落后燃烧方式燃煤和汽车尾气引起,由此而来的首要污染物是二氧化硫和总悬浮颗粒,因此规划的远景目标应该是改进落后的烯煤方式,提高燃烧效率,尽量使用气体燃料、型煤、太阳能、地热等无污染或少污染的能源,实行区域集中供热、消灭千家万户的小烟囱,提高道路硬化率,通过强化污染源治理和提高污染控制技术等手段创建无烟控制区。调整工业布局,根据大气自净规律科学便理的利用大气环境容量;强化污染源的治理,降低污染物的排放量;通过技术和行政的手段减少汽车尾气的污染;提高城市绿化率、选择抗污染性好的树种,大力发展植物净化. 2. 3水污染综合整治规划,水污染综合整治规划是在对水污染现状调查分析的基础上,根据受纳水体的环境容量计算最大允许排放量并确定最佳治理方案。当前我国七大水系的水质污染程度在加剧,范围在扩大,长江、黄河、淮河、松花江的污染水1996年全国工业废水排放量为502. 9亿吨,含化学需氧量704万吨、重金属1514吨,氰化物2457吨以及砷、酚类、油类等污染物数万吨;生活污水约占年排放总量24 %,主要污染物是有机物。根据我国水污染的具体情况,水污染综合整治规划应该通过改革落后的生产方式,采用少废、无废工艺实现清洁生产,是高污水处理效果和资源化利用率,减少污水排放量,修建有效的污水处理设施,加强工业废水和生活污水的治理,最终达到有效保护水资源的目的。 2. 4城市规划过程中要严格执行规划一支笔,建设一张图的原则。各部门在敷设管线时要一次到位,必须用环保节能材料进行施工,否则决不允许进行施工,例如供热、供水部门取消焊接钢管管材,采用不易被腐蚀的塑料材料管材等,这样就可以避免“天天挖沟”现象发生。 2. 5建筑采用新型材料,创新建筑材料,新型墙体、门窗和屋顶材料,提高节能效率,室内通风,供热系统等方面的技术创新,可以保障室内空气清新,避免开门窗而浪费能源。此外,需要考虑建筑材料的重复利用,减少建筑更新造成的建筑材料的浪费。总之,通过提高建筑寿命和节能水平并合理规划各小区楼房分配布局,实现可持续建筑,可以事半功倍,甚至多倍,是建设节约型社会的一个重要的高效率途径,也体现出城市整体规划与节能环保设计的重要性。 2. 6道路设计时体现环保节能.在道路施工时,对道路旁的树木,在拓宽之后适时栽种,对于树木及花草在环保方面起到的作用,大家都有目共睹。在设计道路配套的基础设施方面考虑综合利用率,体现节能。举个例子,道路上设的雨水排,它的通道应单设,不应与下水通道相连并且在相应位置设立雨排蓄水池,这样雨水和雪水就能被收集利用,回收后的雨(雪)水就可以用在园林及道路面的绿化带上,这将极大地减少地下饮用水的浪费. 3、结束语 总之,城市规划考虑环保节能设计后,不仅节约了能源的消耗,减少不必要的开支,更能提升城市的品位,为以后城市的可持续发展提供有力的保障。 环保节能论文:新型节能环保材料在建筑中的应用 新型环保型节能建材, 是人们提高生活质量的重要保证, 随着人们生活水平的不断提高, 对居住环境也有了一个更高的标准。绿色建材, 环境保护, 清洁生产已成为人类永恒的主题。因此, 我们要提高对绿色环保型节能建材的认识, 加强对绿色环保型节能建材的研究和推广, 建立有效的机制和科学的评估体系, 制定切实可行的方案, 尽全力搞好新型环保型节能材料的推广应用, 使人们有一个优良的生存环境, 为人们的健康发展尽一份力量。 一、新型节能环保材料在建筑中的必要性 1、室内污染的主要来源 室内装饰材料污染物对人们尤其是儿童存在潜在的健康危害,主要污染物包括以下3 类: (1)甲醛 甲醛是造成室内空气污染的第一大杀手,是一种无色有刺激性气味的有毒化学品,被世界卫生组织确定为强致癌和致畸物。通常情况下,装修完成后都要进行室内装饰和购买家具,由于装修和家具制造要使用大量人造板材,而生产人造板需大量使用毒性高的甲醛为原料制造的胶粘剂。由于胶粘剂中的甲醛释放期很长,一般长达15 年,导致甲醛成为室内空气中的主要污染物。 (2)苯及苯系物 苯系物包含苯、甲苯、二甲苯等,被国际癌症研究机构确认为有毒的致癌物质。苯在各种建筑材料的有机溶剂中大量存在,比如各种油漆的添加剂和稀释剂,一些防水材料的添加剂中,在日常生活中,苯也用作装饰材料、人造板家具和杀虫剂的溶剂。苯系物被人体吸人后,可出现中枢神经系统麻醉作用;可抑制人体造血功能,可导致胎儿的先天性缺陷等。 (3)氨 氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体。氨的主要来源有建筑材料中的混凝土外加剂;采用含有尿素组分胶粘剂的木制板、以氨水作为添加剂与增白剂的涂料。 氨对人体会产生严重危害: ① 以气体形式吸入肺泡,与血红蛋白结合,破坏运氧功能; ② 氨具有碱性,对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用; ③ 长期接触氨后可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状。 2. 生态环保型建筑成为国内发展主流 近年来,随着国内外低碳环保消费理念的广泛倡导,环保型消费形式逐步占据主流,住宅建筑的生产商和消费者都对建材提出了安全、健康、环保的要求。采用清洁卫生技术生产,减少对天然资源和能源的使用,大量使用无公害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康的环保型建筑材料,是住宅建筑发展的必然趋势。 发达国家相继根据各自的特点,在生态建筑发展过程中建造了一系列生态建筑示范项目。建筑形式包括办公、住宅、学校、商场等。这些论文联盟//示范建筑通过精妙的总体设计,结合自然通风、自然采光、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示了生态建筑的魅力和广阔的发展前景。 而我国建筑业也日渐扩展了对环境问题认识的范围和深度,而且把环境问题与经济、社会的发展相结合,从根本上认识环境问题的重要性,对建筑装修所使用的材料给予了硬性规定。 二、新型节能环保材料在建筑中的应用 1、新型墙体材料 墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。绿色建材是建材发展的方向,因而发展墙体材料,一定要按照建材绿色化的要求,与资源综合利用、保护土地和环境紧密结合起来,由于水泥和钢材的都具有快速传导的特性,大面积用在建筑上,对建筑的节能就造成很大的影响,就很自然的造成大量的建筑能耗的浪费。众所周知的,墙体是外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国基本上是以黏土砖为墙体材料为主,保温性能不能满足设计标准。因而在节能的前提条件下,我们应该进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。通过限制黏土砖,优化墙体材料产业与资源、环境、社会发展的关系,实现墙体材料的可持续发展,促进人与自然的和谐发展。 2、保温隔热材料 墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中占比例最大,我国多采用保温节能墙体。墙体保温式根据保温层位置的不同可分为:外墙外保温、外墙内保温和中空夹心复合墙体保温等3 种。目前我的外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不分的,建筑节能以发展新型节能建材为前提,必须足够的保温隔热材料作基础。而节能材料的发展必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。 3、防水密封材料 防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,而在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。 4、节能门窗和节能玻璃 目前我国市场主要的节能门窗有:pvc 门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。就玻璃钢门窗而言, 其型材具有极高的强度和极低的膨胀系数,具有广阔的发展前景。除结构外,对门窗节能性能影响最大的是玻璃的性能。目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。在建筑节能中门窗的节能是不可忽视的,外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量是建筑中门窗节能的必要措施。社会上普遍存在的问题是往往考虑的仅仅是采光、通风、经济和美观等方面的问题,而没有好好的去考虑有关节能的问题。其具体节能措施有: (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,jgj26—2010《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过30%、35%、50%”。 (2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 (3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。设置“温度阻尼区”。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。 5、建筑垃圾的综合利用 近几年,我国在建筑垃圾开发利用方面投入了相当大的资金, 不少地区将建筑垃圾作为一种再生资源,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或用作路基垫层及地基垫层;对不可处理垃圾则堆山造景加以利用。 6、其他节能建筑材料 太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源,随着太阳能光电转换技术的不断突破,在建筑中利用太阳能成了可能。 环保节能论文:浅论环保节能型复合柴油的研究 论文关键词:柴油 复合剂 论文摘要:系统介绍了复合柴油的作用机理、研究配制及应用发展。 1 概述 复合柴油是将水和柴油通过复合剂和复合设备复合形成的油包水(w/o)型乳液。早在100多年前,就已有人掺水使用柴油,但是因为那时的柴油掺水技术水平较低,收益不够明显以及石油危机尚未突出等原因,而使柴油掺水技术处于缓慢发展的状态。50年代末,由于环境保护需要以及石油危机等原因,柴油掺水应用技术才获得重视。到了70年代,柴油掺水技术进入到实用性的发展阶段。美国、前苏联、日本等工业发达国家竞相把柴油掺水技术列为国家重点开发研究项目,对掺水复合柴油的复合手段、复合工艺、复合装置、表面活性剂、复合机理及其燃烧动力学和对内燃机的磨损腐蚀以及规格化、商品化等多方面都进行了大量的实验和深入研究。大量的研究表明:油水混合燃料能极大地改善排放污染,节省燃油。同时,柴油掺水复合燃料对内燃机不但没有腐蚀和增加磨损的问题,反而能起到清洗剂的作用,可以降低内燃机维修费用。目前,世界各国研究燃油掺水技术的专业机构空前增加,专利文献和学术论文如雨后春笋般地涌现。在日本、美国、德国等,柴油复合剂早已作为商品销售,现已开发出第三代或第四代产品。日本专营复合油的萨米特公司推出的h一106 , h一107复合剂产品,销往东南亚各国。纵观柴油掺水技术的过去和现在,它已显示出了强大的生命力。 2复合柴油的节能、降污原理及复合机理 2.1复合柴油节能、降污原理 2.1.1“微爆”效应(二次雾化) 目前,国内外大多数专家认为复合柴油的节能是由于乳液内部的微小水珠的“微爆”效应引起的或称二次雾化。微爆是在高温环境下,由两种或多种有不同挥发性的液体的汽化引起的。由于液体的扩散速度是有限的,稳定性差的液体就会覆盖在表面,从而导致液滴迅速升温。一旦温度达到某个组分的过热极限,微爆就会伴随连续产生并变大的泡核而发生。微爆的作用是提高油滴的表面活化能。复合柴油为油包水(w/0 )型乳液,外相为柴油,内相为水。由于油的沸点比水高,所以受热时水总是先达到沸点而沸腾或蒸发。当油滴内部的压力超过油的表面张力和环境压力之和时,水汽将冲破油膜的阻力而使油滴爆炸,形成更细小的油滴。爆炸后的油滴更细小,因此燃烧更完全,从而达到节能效果。 2.1.2化学效应 有文献对复合油的燃烧化学进行了研究,提出了水煤气反应的重要性,燃料中由于高温裂解产生的碳粒子,能与水蒸气反应生成co和h2,使碳粒子能充分燃烧,提高了燃烧效率,降低了排烟中的烟尘含量。复合柴油在柴油机燃烧室高温高压条件下发生化学反应,由于复合油中水的存在,促使产生了许多oh"基团,使得消除积炭的反应()速度加快,从而达到降污的目的。有文献提出了其他一些用于解释复合油节能降污的观点,例如掺混效应、汽提效应、改善燃料与空气的混合比例减少过剩空气系数以大幅度降低氮氧化物()的产生等。 2.2柴油复合机理 复合柴油是由普通柴油、水、表面活性剂、助表面活性剂组成。柴油和水是两相互不相溶的体系,作为油包水的乳液,水是分散相,为使水的微小液滴在两相交流中足够稳定,须使用表面活性剂。柴油复合剂能使乳液稳定的因素有二:其一,降低了油一水界面张力,即降低了吉布斯函数,有利于乳液的稳定存在;其二,柴油复合剂的分子在界面处作定向吸附,生成具有一定机械强度的薄膜,阻止分散相液滴的合并聚集。由于乳液中液滴分子作不停顿的布朗运动,频繁地相互碰撞,如果界面膜的强度较小,在碰撞中界面膜容易破裂成液滴合并。因此,柴油复合剂需要二种或二种以上的表面活性剂复配而成,这种复配的柴油复合剂所形成的界面膜有较高的膜弹性,所形成的乳液也比较稳定。目前柴油复合剂的配方根据其结构大致分为五种类型:①阴离子型有烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、烷基蔡磺酸盐类、脂肪酸皂类、烷基醋墟泊酸磺酸盐类等;②阳离子型有简单胺盐类、季胺盐类等;③非离子型有脂类,如脂肪酸聚氧乙烯醋、脂肪酸山梨醇醋;醚类,如脂肪醇聚氧乙烯醚,烷基苯酚聚氧乙烯醚,脂肪醇山梨醇脂聚氧乙烯醚;酞胺类,如烷基醇酞胺等;$两型离子型有梭酸类、硫酸类、磺酸类等;④高分子型有天然水溶性胶类、淀粉衍生物类、纤维素类、合成水溶性高分子类等。 3复合柴油的配制及性能 3.1复合剂配方成分的筛选依据 (1)亲油基团与油相具有相似结构的复合剂复合效果好。根据相似相溶原理,要求复合剂的憎水基团的结构和油的结构越相似越好。结构与柴油越相似,界面上的吸附作用也就越强,这样就能既可使油水界面张力降低得多,又能使界面膜的强度大,因而稳定性就好。根据多种活性剂的性能试验筛选最终选择了与柴油的主要成分有相似分子结构的有机酸和复合剂且。 (2)混合复合剂的效果往往比单一复合剂效果好。为了形成稳定的复合液,要求复合剂不仅能大量降低水的表面张力,而且能在油水界面形成坚固的保护膜。有些物质的表面活性大,能大量降低水的表面张力;有些物质表面活性虽然较差,但能在水微粒周围形成坚固的保护膜。选择具有相似分子结构的这两类表面活性剂,把它们组合起来,就可以取长补短,达到更好的复合效果。因此,使用一种以上的表面活性剂加助剂制备的微乳液,比用单一表面活性剂加助剂制备的微乳液更稳定。因此采用了使用混合表面活性剂加助剂进行复合配方设计。 (3)辅助表面活性剂是微乳液形成的一个不可缺少的组分。一般乳状液的形成主要是由于复合剂在油/水界面的吸附,形成坚韧的保护膜,同时降低界面张力,使油(或水)较易分散。但无论如何仍有界面,从而有界面张力的存在,故此种体系是不稳定的。若再加人一定量的极性有机物,可将界面张力降至不可测量的程度;此后即形成稳定的微乳液。辅助表面活性剂是微乳液形成一个不可缺少的组分,它除了能降低界面张力外,还能增强界面膜的流动性,使界面膜的弯曲更加容易,有利于微乳液的形成。 3.2复合剂配方的筛选 虽然有以上这些理论依据,但关于复合剂中各种组分的具体确定,目前还没有成熟完整的理论模式来测算指导,必须靠经验积累和试验实践来确定每种组分的实际复合效果。因此,进行深人细致的实验选择尤为必要。 3.2.1实验试剂 ①主复合剂工:由有机酸(酸值为123.3kohmg/g)和碱溶液反应制成。 ②复合剂n:非离子表面活性剂,上海大众药业有限公司,粘度:1 000一1 400mm2/s; ③助表面活性剂:醇类,济南化工二厂,纯度98 %。 3.2.2实验步骤 通过大量的配制试验,考察了各种组分的复合效果,从而最终找到了合适的复合剂配方。所找到的复合剂配方中阴离子型表面活性剂的比例占绝大多数,而非离子型表面活性剂仅占8%左右,这就使所配制的复合柴油成本大大降低。 ①配制复合剂的小样。向锥形瓶中加人5lg有机酸,再加人8.5g碱溶液,振荡15 min,待反应完毕后,加人6g复合剂ii ,3g助剂,盖上塞子,然后采用手摇振荡的方法使锥形瓶内各种物质完全混合均匀。在室温下静置,待泡沫消失,即得到复合剂。 ②配制该复合剂的扩大样。向锥形瓶中依次加人510g有机酸,85g碱溶液及60g复合剂ii , 30g助剂,然后按上述方法配制,得到复合剂的扩大样。将锥形瓶内的复合剂静置一段时间,待液面上的泡沫完全消失后,且再用手振荡锥形瓶也无泡沫产生为止飞这大概需要3h左右。此时用手触摸锥形瓶壁已冷却至室温,待用。 3.2.3实验现象 ①在加人碱溶液的过程中,发现溶液液面上会产生泡沫。 ②在振荡锥形瓶的过程中,感觉到瓶壁是热的。 ③在振荡过程中,液面上有白色泡沫产生,并随复合剂量增加,泡沫层变厚。 3.2.4实验结果 由上述实验步骤得到含有机酸74 %(质量分数),含碱溶液12%(质量分数),含复合剂11为9%(质量分数),含助剂5%(质量分数)的复合剂。该剂为完全透明的棕色油状液体,无特殊不良气味,稳定性好,自配制起至今(半年多)无任何变化。 3.3复合柴油的配制 本此使用上面的复合剂配方来配制微复合柴油,在相同的实验室条件下,分别进行了复合柴油配制的小样试验和扩大试验。 3.3.1试验 配制方式用天平分别称取一定量的水、剂、油(0#柴油)按一定顺序加人到烧杯中,搅拌一段时间后,静置,观察到体系为透明的均相液体后,继续加人一滴剂,重复上述操作,直至体系出现浑浊为止。然后取体系出现浑浊的前一滴加剂量作为该微乳油的最终加剂量,重新按上述步骤配制乳油。从刚刚配制的乳油样中取出一部分,倒人250m1带磨口塞的锥形瓶中,保存起来,观察其稳定性如何。 2配制结果 3结果分析 ①从表2可以看出:在水占6%一20 %、复合剂占10%一21%时,均可形成乳油。特别是其中的油样1、油样2、油样3及油样4和油样6不但形成乳油的速度快,而且形成的乳油透明度高、稳定性好。 ②试验证明:在小样试验中所配制的复合剂,进行扩大试验后,仍能实现对柴油的复合,这表明该剂的复合能力没有改变。而且在小样试验中可以配成复合柴油的水、油、剂之配比,在扩大试验中同样可以配成乳油。 3.3.4复合哭油指标(以4号样为例) 4我国复合柴油的发展现状及研究方向 我国柴油复合技术研究起步较晚,最近几年发展迅速,已开发出许多较好的复合剂配方并研究了复合复合剂的亲水一亲油值(h lb值)等性质,和国外技术相比,没有合成反应,均采用多种表面活性剂复配而成,只是在复合剂的配方组成上略有差别。这些柴油复合剂配方组成的共同特点是: 1)以非离子表面活性剂为主体的高效复合剂达80%左右。此非离子表面活性剂的亲水基团为聚氧乙烯()。即一般所说的eo链。其醚氧可与金属催化剂络合,提高催化剂活性。 2)低沸点易燃有机物,如丙酮、甲苯、硝酸乙酷、正己烷等。其目的在于降低点火温度,便于内燃机起动。 3)其它辅助复合剂,如十二烷基磺酸钠等。通过表面活性剂复配,提高复合性能。 未来复合柴油技术的发展可能会集中于以下几个方向:①由于生物油的可再生性、可生物降解性和其良好的排气性能,可将柴油和生物油(植物油或动物油脂)混合与水复合。②在选用复合剂方面,可以使用复合性能更好的但相对价格比较低廉的阳离子表面活性剂或高温下可分解的生物表面活性剂。③从应用角度看应该向性质和柴油更加接近的微复合柴油发展。④相关研发机构会推出高效的磁力复合设备,降低剂水比,提高复合速度。 环保节能论文:建筑与装饰工程环保节能材料的技术分析 1建筑节能分析 建筑节能就是采用工程技术的手段,最大限度地节约温度控制、照明采光时所消耗的能量,并通过有效技术环保技术充分利用太阳能、风能等多种天然能源来调节室内的微气候环境、随着我国房地产业的迅速发展,2009年我国建筑能耗已占社会总能耗的38%左右,随着《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(jgj26—95)》以及《公共建筑节能设计标准》等一系列国家标准、行业标准的颁布和实施,要求新建居住及公共建筑的能耗节约50%,这就要求包括建筑装饰装修在内的建筑装修设计必须充分考虑到节能问题,并且通过各种有效的途径和措施达到这一目的。 2建筑节能的途径 2.1制定相关的建材法规,从立法层面的设置有至关重要的作用,承重及保温是建筑围护结构的两种功能。围护结构保温有两种方式,一种是直接使用加气混凝土墙体等单一构造的转砌墙体;另外一种是墙体与外围保温材料相结合的方式。为了不增加墙体的重量,我们一般选用一些轻盈的新型材料,入泡沫聚苯乙烯以及岩棉等。对于第二种方式来说,按照轻质保温材料与墙体的相应位置的差异,可分为三种类型:室内保温、室外保温以及墙中保温。保温效能是检验建筑外墙保温施工的重要指标,因此为了符合建筑所在地的要求,我们在架设维护结构前,必须充分了解所选用材料的具体保温热工效能,并根据保温标准来确定保温层的厚度。同时,为了防止墙体局部的热桥现象,我们必须采用恰当的施工构造方法。 通过科学开发和有效推广可再生能源的工艺技术和先进设备,尽量减少建筑对一次性能源的依赖。有针对性地重点改造那些能耗高的部位,以大力提升既有建筑的节能性能。对建筑中的常规能源系统的优化利用在满足建筑使用功能要求的基础上,减少建筑对常规能源的需求量。 2.2墙体、屋面、地面、门窗等节能工程方面:墙体、屋面和地面围护节能工程使用的保温隔热材料的导热系数、密度、抗压强度、燃烧性能应符合设计要求。严寒和寒冷地区外墙热桥部位。建筑外窗的气密性、保温性能、中空玻璃露点、玻璃遮阳系数和可见光透射比应符合节能设计要求。应按设计要求采取节能保温等隔断热桥措施。 2.3采暖节能工程方面:外墙涂漆及外墙贴面砖在过去的施工和材料工艺中,外墙漆料一般只有装饰的效用,或者可以提升墙体的防水效能,但在保温节能方面却没有作用。在现今的环保理念的倡导下,如果建筑外墙体进行了围护层保温处理,那么外墙漆料可以不具保温功能;如果外墙没有进行保温处理,那么外墙漆料必须具有保温功能,或者可以使用具有防紫外线且到热值低的外墙贴面砖。 ①采暖系统的制式,应符合设计要求;②散热设备、阀门、过滤器、温度计及仪表应按设计要求安装齐全,不得随意增减和更换;③室内温度调控装置、热计量装置、水力平衡装置以及热力入口装置的安装位置和方向应符合设计要求,并便于观察、操作和调试;积极稳妥的采用各种先进的设备、技术措施,确保空调本文由论文联盟//收集整理系统在最优化的状态下运行,节约能源,减少污染;结合当地实际条件,选择优化的采暖、空调系统方案和能源供应形式,比如,采用地源热泵中央空调系统比传统的冬季壁挂锅炉铸铁暖气片采暖、夏季分体壁挂式或窗式空调制冷节能40%~60%,比空气源中央空调系统节能30%~50%,运行费用节省30%~50%。金属幕墙和石材幕墙在隔热、节能方面,金属和石材幕墙的设置需要两种情况进行分析:第一种情况是墙体已经进行了维护结构的保温措施,幕墙的外挂仅是处于装饰效果的考虑;第二种情况是建筑外墙体没有保温功能,那么我们在挂设金属幕墙或石材幕墙时,就需要进行保温处理,一般的做法是在幕墙和墙体之间填充保温棉等材料。 2.4配电与照明方面:应坚持以下三个原则:①满足建筑物的功能;②考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用,而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收;③节省无谓消耗的能量。同时在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果。从技术上、经济上进行比较后,再选定节能设备,才能真正达到节能的目的。 在建筑规划和单体设计中要充分考虑利用自然采光;合理设计照明点;采用高效节能的照明设备;要设计相应的照明节能控制措施。比如:对于住宅公共部分节能控制措施即是指采用节能自熄开关。由于住宅公共部分是无人值守的,所以灯具在人来时点亮,人去时熄灭是很重要的。对于高层住宅电梯前室,由于其对于保证人员疏散的重要意义,所以此处只能采用翘板开关,但对于住宅大部分公共楼梯间,节能自熄开关的采用可作为一条重要节能措施。高效光源顾名思义具有高光效,显色好等优点。试验证明,白炽灯只有10%的电能转变为可见光,90%的电能转变为热辐射,而这种热辐射性又往往带来火灾隐患。细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源,应积极推广应用,尽量减少白炽灯的使用量。可直接体现节约电能的效果。 3建筑内装饰的节能设计 门窗工程在建筑物的维护体系中,窗体是建筑热量最大的部件,其散热方式及途径如下:第一,窗体框架间隙的热量传导;第二,窗体玻璃热量传导。基于以上分析和总结,我们在进行窗户安装工程时,尽可能选用树脂塑料、apvc塑料,pvc钙塑等导热效能较低的窗框材料,还要采用有效的措施防止热桥效应的产生。 室内墙面(轻质隔断)室内墙面的工艺处理是建筑节能其中一个重要的环节。处于对户内使用功能的考虑,内墙面不宜存在明显的凹凸,在兼顾户内材料耐火等级的前提下,我们应该采用隔温性好的材质,从而减少户内热能的损失。在需要进行隔断处理的房间,为了防止热量从一个房间传导至另外一个不需进行温度控制的房间,那么我们就需要在隔断材料内填充隔温材质,从而最大程度的防止热能的室内传递。 地面工程与室内墙面一样,对于室内地面使用功能的考虑,不宜有过多的凹凸,因此不回对户内的通风产生过多的影响,但是户内地面会通过与人体脚板的接触而传导热能,由于户内地面的热工舒适性因地面外层材料的吸热系数有密切关系,所以就算室内用不同材料铺设的地面的温度完全相同,但人站在上面也会有不同的感觉。因此,地面工程也是室内装饰要考虑的重要环节。 吊顶工程在建筑户内4墙面体。地面以及吊顶等6个面体中,只有天花棚架可以采用凹凸设计形式。建筑天花棚架的设计对建筑室内的通风效能有直接影响,有效合理地引导自然风入内,这样就可以起到通风散热的效果,这对炎热地区的室内节能有重要的意义。另外,进行吊顶处理后的净空高度也直接对室内节能效果产生影响,所以我们在进行室内装修时、吊顶的高度也是需要考虑的重要要素。 结语 如何通过建筑室内装修,使建筑本体达到既美观舒适又环保节能的目的,这需要建筑设计师和装修设计师的共同努力和不断研究。随着时代的发展,建筑师和室内设计师的专业范围和知识都需要得到更大的拓展,希望建筑和装修的节能方法。措施随着科学技术等的不断进步,会有更多的改良创新,也希望有更多施工工艺和新材料能发掘和利用在节约能耗上来。 环保节能论文:浅析环保节能理念在建筑给排水设计中的应用 论文关键词:环保,节能,建筑,给排水 论文摘要:节能环保是未来社会生活中一个永恒的主题,建筑给排水节能潜能很大,若能充分利用太阳能及管网余压和充分使用节水型卫生器具,可节约建筑给排水方面所需能量的50%左右,是一件利国利民的大事。而且建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与环保的要求密切相关,充分利用这些新技术实现建筑给排水的环保设计是我们的责任。本文分析了建筑给排水设计中的节能措施。 近年来我国城市生活用水量呈逐年递增趋势。城市生活用水包括居民用水和公共建筑用水等,其用水过程绝大部分是在建筑中完成的。因此节约城市生活用水必须搞好建筑节水。建筑节水节能是一个系统工程,除应制订有关节水节能的法律法规、加强日常管理和宣传教育、利用价格杠杆促进节水工作外,还应采取有效的技术措施,以保证建筑节水节能工作全面深入的开展。 1.推广应用新型节水设备 1.1推广使用优质管材、阀门 由于镀锌钢管容易生锈,会造成水质污染,长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、pp-r管、pe管、pvc-u管等就能很好的解决此类浪费问题。 在建筑排水系统中,高层排水选用螺旋消声管材可以有效的减少竖向排水时所产生的噪音问题。住宅楼室内排水水平转换管及转换后管道采用具有良好的抗振柔性连接的铸铁管道系统,与传统的塑、钢产品相比,具有坚固、耐用、耐高温、低噪音、抗腐蚀、防火等功能。在建筑室外排水系统中,能够采用聚乙烯塑钢缠绕排水管,与传统的排水排污管道如混凝土管、陶瓷管等在诸多方面有优势。其作为一种新型钢塑复合重力自流管道产品,由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接制成,其内壁光滑平整,具有高强度。该种管材具有耐腐蚀、密封性好、质量轻、安装简便、寿命长、可再生利用等优点。其采用不锈钢箍连接与电热熔带连接两种连接方式,简单可靠,达到零泄漏。 1.2推广使用节水型卫生器具和配水器具 一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如,通常淋浴喷头每分钟喷水20多升,而节水型喷头则每分钟只需要9l水左右,节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择水型卫生器具和配水器具时,除了要考虑价格因素和使用对象外,还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。 2.完善热水供应循环系统 随着人们生活水平的提高,小区集中热水供应系统的应用也得到了充分的发展,建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了。大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水,未产生应有的使用效益,因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。因此,新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本,根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式,尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。 3.控制超压出流 在我国现行的《建筑给水排水设计规范》中,虽对给水配件和人户支管的最大压力做出了一定的限制性规定,但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑,并未从防止超压出流的角度考虑,因此压力要求过于宽松,对限制超压出流基本没有起作用。如果设计时没有考虑这一方面的话会造成极大的水资源浪费。所以应根据建筑给水系统超压出流的实际情况,对给水系统的压力做出合理限定。 《建筑给水排水设计规范》第3.3.5条规定,高层建筑生活给水系统应竖向分区,各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45m pa,特殊情况下不宜大于0.55m pa。而卫生器具的最佳使用水压宜为0.20.-0.30m pa,大部分处于超压出流。根据有关数据研究,当配水点处静水压力大于0.35m pa时,水龙头流出水量明显上升。建议高层分区给水系统最低卫生器具配水点处静水压大于0.35m pa时,采取减压措施。 4.合理设计水泵运行参数 在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水、电的浪费问题,在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样,在热水供应系统中,随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现,循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件,把信号传递至循环水泵的控制系统,根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数,从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电20%~40%。 5.建立合理有效的水处理循环系统 现如今随着社会的发展,提倡建设绿色生态型小区成为住宅建设的新方向。小区建设雨水收集系统,收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统,雨水处理系统采用较先进的mbr,即膜法生物处理系统,就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。 6.消防贮水池的设置及加压 高层建筑中消防用水量与生活用水量往往相差甚远,消防给水系统设计流量可能是生活给水系统设计流量的好多倍。由于消防贮水要求满足在火灾延续时段内消防的用水总量。因此,在消防水与生活贮水池合建的情况下,会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长,余氯量早已耗尽而造成水质的劣化。所以为保证水池中的水质符合卫生标准,应定期更换贮水池中的全部存水(包括消防贮水)。当两系统贮水量相差较大时应将两系统的贮水池分建,这样既可以延长消防贮水他的换水周期,(从而减少了水量的浪费),又可以保证生活饮用水水质符合要求。同时,还应使消防贮水池尽可能地与游泳池、水景合用,做到一水多用、重复利用及循环使用。另外,高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。这样,既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题,又可以节省工程建设和设备投资,降低运转费用,便于集中管理,还可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。 7.利用太阳能用作建筑热水加热 利用太阳能制备生活热水,既节约能源又保护环境。多层居住建筑太阳能宜分散设置,在楼梯间公共部位设管道井,各户的太阳能进出水管均设在管井中,每户的太阳能集热板热水箱设置在屋面。阴雨天无法使用太阳能时,热水由设在室内的燃气热水器补充。 对于高层住宅除上部几层可以设置分散的太阳能热水器外,其它层不宜采用分散设置太阳能,应采用集中供热的太阳能热水系统。高层建筑太阳能的利用有直接利用和间接利用m。直接利用是把整个屋面均布置成几组串连集热的太阳能聚热板,在楼梯间顶部设水箱间,热水箱内设电辅助加热设备,热水采用上供下回,循环泵设置在水箱间;间接利用是太阳能板集中设置在屋面或与景观相结合,设置在小区内的道路架空间上面,换热器热水箱设在地下室设备间内,制备好的热水再用变频泵送到各用户。当太阳能不足时,用燃气式电能辅助加热。 8.结束语 随着我国城市化进程的加快,越来越多的人口由农村涌进城市,极大地促进了房地产的繁荣。在城市的总用水量中,居住建筑用水比例逐年增加,使得建筑节水节能问题不容忽视。住房的商品化后,人们花费大量的资金购房,希望买得物有所值,良好的居家环境能让业主称心如意。因此在建筑给排水设计中应全面考虑,在满足用水安全稳定性以及经济性的前提下,尽量考虑到设计中的环保节能问题。总之,如果能减少人为原因充分使用节水型卫生器具,就可以节约建筑给排水方面所需能量的5%左右。所以,我们要倡导、呼吁全民节约用水,使水资源不受破坏,并且能进入良性的水质、水量再生循环。 环保节能论文:关于建筑环保节能管理技术 论文摘要:文章简述了建筑合同能源管理提出的背景和建筑合同能源管理的内容,建筑节能的主要技术措施和建议。 论文关键词:建筑合同;能源管理;建筑节能;技术措施 近年来,建筑节能已经成为我国建设“资源节约型”社会这项工作的重要组成部分。自从1986年起实行第一部建筑节能设计标准以来,已经走过了20多年的发展历程,特别是近十年来较快速的发展。已取得了一定的效果,但紧迫的节能形势迫使我们需要找到另外能够促进建筑节能发展的途径。 1建筑合同能源管理提出背景 当前,我国民用建筑中,居住建筑节能设计标准较多,公共建筑节能设计标准较少,建筑节能标准体系中还出台了相关技术规程、标准或技术导则,建筑节能现行法规标准基本上偏重于建筑节能设计、施工。由于建筑能源的消费是建筑最大的运营支出项目之一,同时也是最难以估算的。日益上涨难以估算的建筑能源成本将使企业在运营发展、管理预算和资本增值计划上遭遇极大的挑战,节能能源对于客户正常的商业运作至关重要。根据合理用能的思想,需改变过去单纯以增加资源供给来满足日益增长的需求,将提高需求方面能源利用率,从而节约的资源统一作为一种替代资源,以引起建筑节能的方向。建筑合同能源管理方案及其管理机构应市场需求也应运而生。 2建筑合同能源管理的内容 建筑合同能源管理,是基于建筑市场运作的、全新的建筑节能新机制。建筑合同能源管理不单是单一推销建筑设备产品或建筑技术,而是推销一种减少传统建筑能源成本的能源管理方法。最大特点是:客户不需要承担建筑节能改造的资金、技术、风险,并且可以获得实施建筑节能改造后带来的收益和能源服务公司提供的免费建筑设备。作为建筑能源服务公司,不仅要有为各种用户提供解决建筑节能方案的能力,还要有相应的融资手段和资本运营能力。 3建筑节能的主要技术措施 从我国建筑节能的实践来看,建筑节能主要分为二部分:一是建筑本体的节能,主要有建筑物围护结构的保温隔热,二是建筑物内主要用能设备的节能,根据文献所述在各类建筑中,用能设备是节能的重点,依次是暖通空调、照明及热水供应。通过有针对性的应用能源管理计划中的各项方案,能够创造能源用户、建筑节能服务公司、政府多赢的机会,做到经济效益、社会效益的双赢。 3.1用能设备系统能耗测试评估 通过对用能设备系统能耗的测试评估,了解用能设备系统中的水量和平衡程度,了解冷却塔、制冷机、热泵、水泵、风机、锅炉及照明设备等主要用能设备的使用效率及工况。评估系统具有可靠性、可操作性,对供热通风及空调系统能耗进行统计,定期对耗能数据进行分析比较,并与其它楼宇进行对比,对楼宇能源消耗进行评估。在保证室内环境品质作为第一底线的前提下,找出各种能耗的节能潜力并提出改进建议。 3.2蓄能系统的利用 蓄能技术是一种通过峰谷电价差来降低空调、电采暖费用支出的技术。蓄冷空调系统蓄冷时,应在夜间低谷时段用电;融冰释冷时,应在用电高峰时段,以达到对电网移峰填谷的作用。蓄热锅炉夜间利用低谷时段进行蓄热,不在日问用电高峰和平时启用。这对于提高供冷(热)效率,降低费用开支,引导用户合理用电,鼓励用户多用低谷电、少用高峰电有很好的帮助。 3.3空调风系统节能运行 对于间歇运行的空调系统宜在使用前30min启动处理机组进行预热或预冷,空气处理机组宜在使用结束前15min关闭。空调通风系统运行时,在不影响风量平衡和室内气流组织的前提下,宜尽量增大送回风温差。为保持空调运行期间建筑物的内部风平衡,应合理控制新风机组和排风机的运行,防止外窗开启以减少无组织新风。在室外温度适宜时(春秋季节、夏季夜间),应充分利用新风降温,减少机械制冷运行时间。 3.4空调水系统节能运行 在空调水系统一次泵定流量和二次泵变流量中,冷冻水和冷却水泵开启台数应与开肩制冷机的台数相等并应实行“一对应”的连锁控制启停。当冷冻泵、闪动泵可变频调节时,应对其转速进行控制,使冷冻水、冷却水的供回水温差控制在一定范围内。为使循环水量与负荷变化相适应,应对水泵进行调整,使系统达到工况点避免通过调节制冷机房内的阀门控制流量大小而消耗大量的能量。 3.5多台冷源设备节能运行 在设计空调冷热源时,冷热源设备负荷量的选择一般偏大,这样导致设备选型所造成的能量浪费。在满足空调负荷需求的情况下,当有二台或二台以上冷热源设备可以选择时,应优先选择效率高,经济性好的冷热源设备运行。多台冷热源设备并联运行时,应根据负荷变化实行合理的群控措施,使每台设备均在合理负载率下运行,并且输出的总容量与要求提供的参数相一致。 3.6变风量节能与热舒适 变风量系统是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷,由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行,所以风量的减少带来了风机能耗的降低,变风量系统是追求以较少的能耗满足室内空调环境的要求。在室内温度适宜时,应避免变风量控制系统的风门完全关闭。当冷负荷较小时,应提高送风温度。采用控制送风量,维持最小送风量和送风温度等措施,可避免造成送风气流下沉和热舒适问题。对于负荷变化较大和多区域控制的建筑物而言,变风量系统节能量是比较可观的。 3.7直燃机、锅炉烟气余热回收 在楼宇中采用较多的为直燃机、锅炉。为保护燃烧设备通常排烟温度较高,大量的热能被排放到大气中既浪费能源又污染环境,应用烟气余热回收系统,不仅可以提高燃烧设备热效率,同时能降低污染物的排放量。烟气余热回收系统回收的热量,可以用来预热锅炉系统的补水或生活热水补水。 3.8冷却塔运行节能 综合考虑冷却塔水温度设定值对制冷机耗电和冷却风耗能的影响,宜使冷却塔出水温度接近于室外湿球温度。冷却塔风机采用变频调速风机,以便根据设定的出水温度控制风机的转速,以达到降低电耗的目的,对于一塔多风机配置的巨型冷却塔,根据冷却塔的出水温度及时调整投入运转的风机数,以降低运行成本。 3.9给水泵运行节能 生活给水系统采用调速泵组供水时,调速泵在额定转速时的工作点,应位于水泵高效区的末端。采用变频调速给水泵时,水泵调速范围宜在0.75~1.0范围内,当用水不均匀,流量变化大时,宜采用多台水泵组合供水(可按1台调速其余为恒速的方式运行),也可配小流量水泵和小型气压罐。 3.10洗衣房节能 根据饭店、宾馆日常的衣物洗涤量多少来调整洗衣房的作息时间,让设备在平价电和低谷电时间段运行。洗衣设备的养护时间安排在峰价电时间段,洗衣房有大量用汽设备,每天会产生大量蒸汽凝结水,对凝结水可进行回收利用。 3.11照明系统节能 根据使用房间或场所及周围环境对照明的要求,选择合理的照明方式,在保证照明质量的前提下,优先采用光效高、显色性好的光源及配光合理、效率高的灯具。合理利用天然光,采取人工照明与天然光相结合的自动调节照明方式。将智能照明管理系统纳入楼宇整个节能系统中,以实现大楼控制中心对该系统的信号收集和监控。 4结束倍 在建筑节能工程设计与实践中,如何加快推广步伐的建议: (1)建立健全建筑节能服务体系。实施供热计量收费、建筑能效综合评价、既有建筑节能改造等还需要建立建筑节能服务体系。若缺乏建筑节能服务机制,就会影响到节能工作的顺利开展。 (2)政府要起表率作用。大面积推广节能服务,不仅需要政府的支持,同时也需要作为最大用户之一的政府,在建筑节能服务方面为全国起到表率作用,以推动建筑节能产业的大发展。 (3)能源服务公司的门槛准入。建筑一体化,安全、可靠和身外之物长久的运行需要专业公司的服务和保证,这些都需要能源服务公司不仅要有系统集成的的技术能力,还要有资本实力和对新项目不断的投融资的资本运营能力。缺乏相应的资质认定,从事建筑节能服务工作的企业必定良莠不齐。 (4)鼓励国际技术的合作。国家应制定相关政府鼓励和国外能源服务公司以及其它专业技术公司的合作。鼓励在消化国外先进技术的基础上,结合我国国情自主创新,创造出具有中国特色的建筑能源服务的模式。 环保节能论文:浅谈环保节能型建筑材料的研究现状及发展策略 论文关键词:建筑材料 节能 环保 发展策略 论文摘要:对环保节能型建筑材料的研究现状进行了综述,对环保节能型建筑材料的发展、应用进行了展望,指出建筑材料的环保节能是当前世界上普遍关注的热点问题,环保节能型建筑材料的发展离不开高新技术及新材料的应用。 建筑材料的生产和加工行业是一个典型的能源消耗型产业,其生产和加工过程中不仅耗费大量的能源,还会污染环境。据统计,2005年建材行业消耗各类能源占全国能源消耗总量的7%,其产生的粉尘和排放分别占全国工业粉尘和排放总量的63%和8. 5 %位居全国工业的第一位和第二位。由此可见,在全国节能减排工作中,建材工业具有举足轻重的作用。因而,发展和推广环保节能型建筑材料是势在必行的。 建筑材料要做到环保节能,就必须综合考虑建筑材料的生产和使用能耗,尽量采用工业废渣做原料,在保证一定材料成本的条件下,选择保温效果好的建筑材料。环保节能建筑材料是以最少的资料,并尽量利用工农业废弃物及再生材料制造出的高效能建筑材料。在生产过程中也尽量减少对大气污染和能源消耗。 1环保节能型建筑材料的发展及应用现状 1. 1环保节能型建筑材料的发展现状 1 .1. 1废弃植物纤维 废弃植物纤维是一种具有多种用途的可再生生物资源,主要是指农作物秸秆、废弃木质材料、废弃竹子等。我国是一个农业大国,农作物秸秆等废弃植物纤维资源十分丰富。 废弃植物纤维具有很多良好的性能,在环保节能型建筑材料的开发与应用中具有很大的性能潜力。 相对于其他建筑材料而言,以秸秆等植物纤维为原材料制成的砌块加工过程简单快捷,没有环境污染,可以称得上是绿色环保节能性材料,用它来建造的建筑更可称得上是百分之百的生态建筑。但是由于材料本身的特性,适用于的建筑也有一定的局限性,目前无法用于两层以上的建筑承重构件的需要,不过对于目前广泛需求的私人住宅及小型的公共建筑,秸秆砌块是非常适合的,同时也迎合了当前人们崇尚自然的心态。 1. 1.2石膏建材 石膏类建材具有的优点:1)石膏的锻烧能耗比较低(仅为水泥的1 /4、石灰的1/3),因而用石膏做建材可大大节约能源;2)石膏建材比实心砖、混凝土均节约材料;3)石膏建材具有可循环使用性,不产生建筑垃圾;4)石膏无毒无害,具有良好的耐热、耐火性。1 .1.3粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的一种工业废渣。我国2000年粉煤灰排放量1.6亿t,且每年不断递增,粉煤灰堆放占地面积大,且威胁生态环境,处置粉煤灰的一个有效办法是将粉煤灰应用于建材。利用粉煤灰代替部分赫土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等,而掺加粉煤灰生产的陶质制品是很有发展前途的新型环保节能建筑材料。 1 .1 .4泡沫玻璃 泡沫玻璃是集环保、保温、阻燃、隔潮、吸声于一体的新型建筑材料。其原料是废弃的各种颜色平板或瓶罐玻璃碎块,属于废物利用;生产的产品具有显着的环保效益;生产过程不产生“三废”。 泡沫玻璃具有自重轻、抗压强度高、导热率低、耐火性好、抗渗防水能力强、化学稳定性高等特点,是一种既保温又保冷的建筑材料。目前,泡沫玻璃广泛适用于各种场所,如代替砖和砌块,作为屋面、墙体、天棚材料和保温隔热构件。 1 .1 .5膜材料 建筑用复合膜材料具有透光性好、密度小、机械强度高、耐久、防火、保温和抗紫外线等优良特性,因而成为新一代的环保节能型建筑材料。用于建筑中的膜材料种类繁多,按材质的不同可分为两大类:1) ptfe类膜材料,其树脂的含量大于90%;2)pvc类膜材料。 膜材对自然光的透光率可达20,即使对保温隔热性能要求较高的双层膜建筑,其透光率也达4%一8%,透射光在膜结构建筑内部产生均匀的漫射光,无阴影、无眩光,白天可满足各种室内活动的需要,因而可节省大量的照明用电。膜材有较高的反射率和较低的光吸收率,并且热传导性较低,这在很大程度上阻止了太阳能辐射进人室内,减少了热量的传递,具有良好的保温隔热性能。膜材化学性能稳定,不会对环境造成污染和人体造成伤害,膜材作为一种绿色建材在发达国家得到了大力的推广和应用。 1 .1 .6其他环保节能型建材 一种纳米微胶囊相变材料可作为新型的环保节能型建筑材料,其主要成分为纳米和微胶囊化的相变材料。纳米在光催化作用下,能杀死病毒,消除voc和无机有害气体,能在不通人室外新风的情况下有效提高室内空气品质,减少空调系统的能耗;同时,微胶囊相变材料通过相变,物质的分子结构迅速地发生转变,在恒温状态下进行吸热或放热,在外界温度变化时能有效地保持室内热环境的稳定性,减少了能量的损耗,达到建筑节能的目的。 1.2环保节能型建筑材料的应用现状 1.2.1用于墙体及围护结构的环保节能型建材 节能型外墙所用建材必须兼顾合适的储热能力和好的保温隔热性能,复合型墙体是首选。 空心砌块和多孔砖是常用的、节能良好的墙体建材。在空心砌块的墙体中,可向空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料,降低墙体导热系数及砌块之间的对流换热作用。另外,用高压缩空气把絮状的或块状的玻璃棉吹到墙体空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。 节能型墙体建材应用较多的还有加气混凝土。加气混凝土是优良的低能耗新型墙体保温节能材料,是目前所有墙体材料中唯一能够满足节能标准65%要求的单一材料。它已广泛用于内外墙体、屋面、楼层和平坡屋面,不仅可以用于民用居住建筑,而且可以广泛地用于工业建筑和4层以下混合结构建筑的承重墙体。 对于建筑的围护结构,则可采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料,以减轻建筑能耗。 1.2.2用于屋顶、地板及门窗的环保节能型建材 用于屋顶的环保节能型建材有玻璃棉或矿物棉毡(垫),这些保温材料与装饰贴面复合而成的天花板,能减少阁楼空间与屋顶天花板之间的传热系数,起到隔热保温的作用。 门窗能耗占我国高能耗建筑中总能耗约40%因而门窗的环保节能显得尤为重要。塑料门窗的隔热性能比常用的钢、木、铝合金门窗要好得多;同时塑料门窗生产过程中采用清洁的生产技术,少用天然能源,生产出的门窗无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康,符合人们提出的“绿色建材”的概念,因而塑料门窗属于环保节能型建材。 2环保节能型建材未来发展策略探讨 开发环保节能型建材,从根本上改变我国建材工业发展中存在的高投人低产出、高消耗、高污染、低效益的粗放式生产方式,选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式,把建材的发展和资源利用、生态保护、污染治理有机地结合起来,这是21世纪我国建筑材料发展的战略目标。 我国建材行业未来发展战略方向应该是:大力发展环保节能型建材,采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术,尽量不使用含有对人体有害的、有机化学物质,兼顾可回收利用和循环生产,坚持走资源节约型和环境友好型的可持续发展道路。 3结语 建筑材料的环保节能是落实可持续发展重要国策和科学发展观的重要政策。建材的环保节能不仅是一个经济问题,更重要的是一个国家发展的战略性问题。政府、媒体都有责任与义务去引导消费者,只有这样我国环保节能型建筑的发展之路才能更加开阔。建设行政主管部门应强化监管力度,让环保节能工作得到贯彻落实,使建筑真正达到降低能耗、节省开支、节约资源和环境友好的目的。建筑节能型社会,需要大家的努力和参与,让健康、舒适、低能耗建筑在祖国大地蓬勃兴起,造福人民,造福社会。 环保节能论文:建筑电气节能环保技术分析 1建筑电气节能 节能环保是当前各行各业关注的重点,尤其对于建筑这个高耗能的产业显得更加重要。当前建筑电气节能的重点是充分利用电能,包括依托光能的照明系统节能的优化、电气控制的优化布置减少线路损耗、降低变压器损耗、新型节能电气产品的选用和采用节能附件等措施节约电能。国际照明协会提出了照明设计原则,对于建筑电气照明主要包括:1)照明水平的选择要依据视觉工作需要;2)节能照明设计满足照度要求;3)采用高光效光源和眩光的高效灯具;4)公共场所设置不需要时能关灯的可变控制装置;5)人工照明同天然采光相结合;6)照明和空调系统的热结合;7)定期清理照明器具,建立换灯和维修制度。在以上设计原则指导下,照明节能的主要技术措施包括:选择优质高效的电光源、选择高效灯具及节能器件、提高照明设计精度和采用智能化照明。在电光源的选择上,减少白炽灯的使用,推广使用荧光灯,特别是选择通光量维持率好的灯具。在建筑的楼道,以声控灯为主,减少照明时间,达到节能的目的。另外通过优化照度,降低灯的功率,实现节能的目的。目前照明设计的精度普遍偏低,造成建筑电气节能率低。提高照明设计精度的方法主要从管理和技术两个方面考虑,这两个方面同等重要。通过加强行业管理,提高照明设计队伍的业务素质,是行政管理部门和行业协会的主要职责。对于技术方法,应加强创新,开发新型照明设计模拟软件,建立灯具产品数据库,进行各种场景的照明模拟,提高照明设计精度。建筑电气设备的优化布置,降低线路损耗,是电气节能的又一关键。通常变电配电设备布置是以箱变为中心,然后分配到各个用电分区。变配电所以布置在建筑物分布的中心为原则,尽量靠近用电量大或用电集中的建筑分布区域。对于建筑的底层商铺,用电负荷大,应重点考虑,另外地下车库等地下设施照明用电量的区域也不可忽视。应在综合考虑整个小区功能负荷的基础上,进行优化布置,减少用电损耗。 2建筑电气环保 2.1电磁波影响 生活环境中充满电磁波,只要使用电器设备,就有电磁波的存在。由于用电设备的使用是长期的,因而对居民的危害巨大。特别是变电配电装置,电磁波辐射严重,应设置在远离居民活动区域。虽然建筑电气产生的电磁波辐射影响没要求定量的计算,一般情况下,居民住宅区工频电厂强度小于4kV/m,工频磁场小于0.1mT,是符合要求的。但也存在住宅小区变电装置距离居民活动区较近,影响居民身心健康的现象,应加以避免。为减少室内家用电气设备对人体产生不良影响,在满足使用要求和使用方便的基础上,应远离人群长期活动区。如:卧室是人休息的地方,尽量使用吊灯,电视和电话也尽量布置在大厅,减少电磁波的干扰。在距离电梯井和配电箱较近的一侧,尽量不要设置卧室,避免电磁波危害。对于有条件的家庭,设置电脑专用房,专用房布置在距离卧室较远的地方。另外,电气开关和插头在满足使用方便的基础上,尽量远离休息位置。为减少电磁波的影响,建筑电气应注重细节,最大限度的减少电磁波对人身体的伤害。 2.2光污染影响 所谓光污染是指由人工光源导致的有损于生理与心理健康的现象,主要是可见光、红外线和紫外线等造成的污染。光污染因其威胁人们的身心健康,严重影响居民的生产生活而备受关注,特别是经济发达的地区尤为严重。这其中一个主要原因是照明布置不合理,未能考虑人的视觉需要。在建筑电气照明布置中,无论室内照明,还是室外照明,都要在充分考虑视觉需要的基础上,确定亮度要求。对于室外环境,在充分考虑正常需求的基础上,防止照明对周围环境产生不良的影响。对于室内环境,亮度差别过大时,人的视觉被迫适应,次数过多就会引起视觉疲劳,甚至导致视力下降,对眼睛产生的危害很大。对于室外环境,光经过一次或多次反射,会干扰人的视觉,令人眼花缭乱,发生头昏头痛、食欲下降、情绪低落,甚至失眠等现象。因此,不合理的照明设计,不仅影响室外环境和室内环境,也威胁居民的身心健康。良好的照明条件,不仅满足生活基本需要,还能营造艺术气氛,给人以美的享受。因此,在电气照明设计中应注重降低对环境的不利影响。在照明布置时,采取避免光污染的措施。室外照明应重点考虑照明灯具的选型、灯的布置高度、照明影响范围、灯光强度等;对于室内照明,重点在照明功能布置。为防止光污染,除满足生活和学习需要外,需要室内照明与室外光照相结合,充分利用室外光线。不仅达到减少人为光污染的效果,也可以节约能源。另外应注意光线的强弱分区,如在卧室,以休息为主,可以布置相对弱一些的灯,而对于书房,为保护视力,应布置强一些的灯光。在小区内室外灯的布置上,通过调整灯的高度和灯罩大小,实现光照区域的控制,光照区以小区路面范围为主,同时避免光的反射对人的视觉产生不良影响。 3结语 在保证安全经济的前提下,注重节能和环保,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能和其他相关资源的消耗,是当前建筑电气发展的重点。建筑电气节能主要表现在照明节能、降低线路和设备损耗,建筑电气对环境的污染主要表现在电磁波影响和光污染,结合工程实践,主要节能和环保措施包括:1)进行照明精度模拟,降低照明灯使用功率;选用节能电气设备,降低能耗,提高设备运行效率。2)优化建筑电气设备布置,降低线路电能损耗。3)为防止光污染,科学进行光的强弱分布,将室内照明与室外光照相结合,充分利用室外光线,达到减少人为光污染和节约能源的目的。4)为减少室内家用电气设备对人体产生不良影响,在满足使用要求和使用方便的基础上,远离人群长期活动区。 作者:王汉席 王晗之 贾艳秀 徐建玲 单位:东北师范大学 长春市海威市政工程设计有限公司 环保节能论文:装修工程环保节能设计研究 1建筑工程装饰装修过程中的环保问题 我国在建筑装饰装修环保技术上停留在发展阶段,尤其是在技术和建材上还是处于研究阶段,没有真正落到实处,因此,我国加大了对装饰装修环保产业的管理力度。但从目前的情况看,我国在该领域的软实力还有待加强,环保产业设计与社会建设之间相互冲突,且在装饰装修的环保规定上与实际环保装饰能力存在一定差距,很多环保指标都无法满足装饰装修工程。比如在建筑材料中,有害指标与国家相应指标没有统一,需要我们对技术和材料进行相应的创新。 2在建筑装饰装修过程中加强环保设计 在当前的建筑工程装饰装修过程中,为了能更好地落实节能环保设计,必须采取有效的措施,以更好地推进各项工作的顺利开展。 2.1践行建筑工程的节能环保设计理念 目前,为了能更好地在建筑装饰装修过程中践行节能环保理念,必须在设计过程中不断改变传统的思想观念,并以节能环保理念作为根本指导方针,不断促进设计策略在工程中的实现,以便能更好地开展相应工作,不断提升建筑工程的设计水平。同时,只有在满足建筑使用功能和舒适度的前提下,加强对资源的重视程度,可有效降低高耗能的装饰装修,而在设计方案中,设计人员必须有效依托建筑工程结构,尽量避免拆散墙体,以免出现不必要麻烦,最大程度地降低资源的消耗,从而为人们提供最舒适的居住环境。 2.2建筑材料的选择 为了能够更好地践行节能环保理念,必须选用经济、节能环保的材料,不仅要求建筑材料具有一定的美观性和耐久性,还必须关注材质问题,选用各种节能环保型材料,避免其对人体带来各种不利影响。同时,还应防止室内环境出现污染问题。因此,笔者认为,只有从以下2个方面入手,才能在建筑装饰装修过程中实现环保:①选择少加工的材料,且材料材质一定要保持天然或可长期使用,且可回收利用。比如,可以在建筑设计中将竹席作为吊顶和墙面装饰的材料,还可利用竹席的色彩和质感配合多变的图案,给人一种全新的感觉,营造一种良好的环境气氛。②建筑工程的装饰装修材料不仅应具有全新、独到的材质,还应具备节能环保、经济的特征。只有这样的材料,才能在建筑装饰装修设计中得到最广泛的运用。此外,在工程设计中,还可采用柳编的整体墙面材料、家具,减少对木材的使用,起到节能环保的效用,不仅美观大方,而且经济实用,有利于为人们营造舒适的居住环境。 2.3装饰设计中的灯光设计 只有切实注重新型技能、技术的运用,才能从根本上减少有害物质的排放,保障人们的身心健康。比如,在室内设计过程中,一定要注重LED灯的运用,这样不仅可起到节电的作用,还不会产生任何有害物质,从而实现室内灯光设计的环保模式。在建筑工程的设计过程中,一定要灵活运用灯光设计,这是因为灯光设计是建筑工程节能设计的重要组成部分,所以,设计人员必须提升自身的环境保护意识,根据建筑室内的特点进行设计,注重自然灯光,可进行直接照明,并选用节能灯具,淘汰现有的白炽灯,以达到节能降耗的目标。 2.4运用简练的装饰手法 在装饰装修工程中,一定要灵活地运用简练装饰的手法,切实注重设计技术的策略研究,从而在看似平常的环境中为人们营造良好的居住氛围。尤其是在办公、餐饮或娱乐场所中,可选择一些简练的装饰手法,尽量减少各种烦琐的设计,这样不仅可减少对材料和能源的消耗,还能为人们营造良好的居住环境,切实提升设计水平。 2.5注重装饰设计的整体规划管理 在建筑工程设计过程中,要加强对施工过程的管理,在动工前期必须进行材料清单的预算处理,逐步细化各种装饰工程所需的材料用量。只有这样,才能使建筑工程材料得到充分利用。此外,我们还应尽量采用环保的装饰材料,做好施工现场的管理工作;不断加强对施工人员的管理,切实做好工程细节工作,从而更好地促进建筑装饰施工的顺利进行。 3结束语 在当前的建筑装饰装修过程中,必须对建筑装饰装修过程中存在的问题进行分析,从而更好地推动建筑工程不断发展。 作者:王文中 单位:常州中泰装饰工程有限公司 环保节能论文:暖通空调系统环保节能技术论文 1暖通空调系统中环保节能技术概述 暖通空调系统的主要功能是调节空气的温度、湿度、洁净度以及气流的运行速度。现代空气环境的恶化使得暖通空调的功能要求增加,指标更加严格。在暖通空调的设计安装过程中,节能环保技术可以应用在整个生产使用流程中。从建筑工程布局的设计到新型可再生能源的使用,再到使用环节的合理安排,均能降低能源的消耗,保证环境污染最小化,实现整个系统的健康运作。 2暖通空调系统中环保节能方法与措施 2.1调整建筑物的规划设计 对房屋进行热工改造时,要提高房屋的舒适度,就需要合理运用房屋围护架构的特点。研究表明,在建筑物墙体外侧刷上保温性能的材料之后,用电量明显降低。由此可见,房屋围护架构的优化设计有明显的节能效果。此外,建筑物的规划设计中,房屋的地址选择、朝向、体形、季节性等因素也需要在从节能环保的层面进行充分的考虑。 2.2合理设计安装暖通空调系统 在设计安装暖通空调系统时各种子系统包含的设备很多,设计者要严格按照规定的工作流程,保证设备的正常运行。同时,需将节能减排的理念充分的应用到设计的各种环节中。相关工作人员加强施工设计的管理,严格监督,保证系统实现设计目标。 2.3开发利用新型清洁能源 新型环保型能源在暖风空调系统中前景广阔。采用天然气作为空调制冷设备的能源,能有效控制CO2和SO2和排放量,减少环境污染。各种可再生能源,例如地源热、地下水、风力、海洋能等均可运用到暖通空调系统中。其中,地源热空调冬季吸收地下土壤、水等天然能量为建筑物提供热能;夏季向地下释放热量,提供给建筑物冷空气。 3暖通空调系统中环保节能技术的应用 3.1蓄冷空调 蓄冷空调是专为节能环保研制的设备,通过水、冰两种介质实现能量交换。一般地,城市用电白天紧张,而夜间则缓解很多,蓄冷空调针对这一现实,在夜间通过制冷机组制冰,白天融冰,释放存储的能量,提供给建筑物使用。这种方法有效的缓解了城市白天用电紧张的问题,节约了成本。 3.2热回收技术 热回收技术能够真正实现能源的节约和环境的保护。该技术将空调排放出的热量进行回收,实现二次利用。这种方法能够防止排放的空气直接排出室外造成环境污染,又能提高能源的利用效率。 3.3变频技术 目前空调设计有定频和变频两种。变频空调性能优越,节能效果好。通常情况下,空调设计均留有一定的冗余以便减少运行压力。使用变频技术,能够在室外温度、湿度、风力等变化导致系统运行负荷变化的情况下灵活调节系统的工作状态,真正变废为宝,避免不必要的资源浪费。 3.4低温地板辐射采暖技术 低温地板辐射采暖技术现在已广泛投入使用,既实现节能环保,又安全实效。该技术在地板下安装热水管,热水在地板下流通,释放热量,提高房间的温度。该技术的应用过程中,应注意保持地板温度低于45度。它通过对流的方式实现热量的传递,让人脚上温暖,头部凉爽,有很高的舒适度。此外,这种技术能有效的节省空间,方便计量改造,从多方面实现了节能环保的目标。 3.5替代制冷剂的应用 目前,随着大气环境的恶化,许多空调已不再使用传统的制冷剂—氟利昂。为保护臭氧层,暖通空调行业研究了可替代制冷剂—CFCS和HFCS,并取得了一定的进展。人工合成的制冷剂、天然制冷剂、碳氢化合物等亦可作为替代资源。这些环境友好型制冷剂将不会对臭氧层造成破坏,保护人类免于紫外线的伤害。 4暖通空调系统中环保节能技术的展望 科技的发展推动着各行各业的进步,应节能环保的要求,暖通空调系统中先进技术的研究也十分广泛。新型的暖通空调节能环保技术有多种方式。新风预处理系统是为全面提高空调品质提出的全新的概念,它保持了传统空气处理模式,增加了对新风的预处理功能,消除了新风对空调调节的干扰。新风预处系统能改善风量、降低相对湿度、提高空气质量。独立新风系统能够承担建筑物内的全部新风负荷、室内的全部潜热载荷及部分显热载荷。它能够解决商用建筑中的新风问题、改善室内的相对湿度。并且由于该种技术无回风,可以大大增强建筑环境的舒适度和安全性。此外,环保节能技术必然依赖于新型能源的开发推广,一旦新能源能够投入使用,暖风空调系统也必然进入一个新的阶段。 5结语 总之,节能环保技术应用的意义在于降低能源的利用效率、减少对环境的负面影响,提高人民的生活环境品质,为社会的发展提供保障。通过本文的分析,暖通空调系统中节能环保技术的应用和发展空间很大,本行业相关人员值得加大研发力度,推动行业的进步。 作者:林夏滨 单位:广东省揭阳市空港经济区环境保护和安全生产监管局 环保节能论文:公民节能环保背景下低碳经济论文 1低碳经济概述 1.1低碳经济概念 近些年来,随着人们大量开采矿石能源,二氧化碳排放量日益增多,引发了全球性的气候灾害,对人类生活环境造成了严重威胁。因此,催生了低碳经济理念。低碳经济是一个单独概念,在2003年,英国能源白皮书上,提倡未来社会构建低碳经济社会。 1.2低碳生活 根据相关专家表明,低碳经济包含低碳消费与低碳生产两种,在生产方面,并非要淘汰落后产能,而是引导公众对能源浪费与污染增排的恶习进行反思、改进,以挖掘节能减排、消费服务的环保潜力。因此,低碳经济不仅需要技术支撑,更加需要低碳生活,方可实现真实节能减排。人们生活方式如何,决定了怎样的经济。对于现代资源、环境问题,主要因人类活动引起,是一种人为问题。 1.3公民节能环保意识的重要性 对于低碳经济,必须提倡公民树立节能、环保意识,进而提升公众参与度,促进社会低碳发展。随着低碳经济不断发展,我们注重低碳社会构建,养成良好的低碳生活方式,属于社会性、系统性工程,与生产流通、服务消费等环节相关。处于这些环节中,人发挥着主体性作用。尤其是公众,能否主动树立节能意识,参与环保行动,扩展参与深度、宽度,决定了低碳经济发展效果,影响着低碳经济的目标能否实现。可以说,低碳环保属于公共性事务,是社会成员的共同责任,积极参与节能环保,是社会成员的重要责任,提倡低碳经济,是低碳生活的重要发展渠道。 2低碳经济背景下公民节能环保意识的提高对策分析 2.1提高节能宣传力度 随着公众舆论、传播力度加大,在当今社会,无论做何事,必须加强宣传。为发展低碳经济,打造节能减排工程,是全社会的大事,是社会可持续发展的重要渠道。然而,社会公众对于节能减排、低碳经济不够重视,不能正确认识能源、环境问题,公民还没有养成节能习惯。因此,必须加强宣传教育,在社会中,营造一个全面参与节能减排、环保行动的积氛围,进而提升公民环保意识,促使公民树立健康发展观念,主动实践低碳生活、低碳生产。同时,借助各媒体的导向作用。随着网络、电视媒体的不断发展壮大,许多城市在创建文明城市、卫生城市的进程中,极为重视媒体宣传教育作用。例如“,节约用水”广告“、文明出行”广告等。因此,我们必须善于利用网络、电视、报纸、广播等媒体,对低碳经济内涵、重要性进行广泛宣传,让公民了解我国资源、能源、环境等问题,使公民重视节能环保重要性,尽可能缩短节能与公民之间的距离。同时,提高节能知识普及力度,通过特殊节日,开展节能环保宣传活动。 2.2提倡低碳生活方式 在现代生活模式下,必须提倡绿色、节能生活方式,大力发展低碳经济。根据目前状况,我国公民低碳意识不够,尚未养成绿色生活方式。可以说,公民生活方式如何,对于低碳经济能否实现极为重要。在资源、环境问题日益突出的当下,我国公民如果还不重视低碳生活,必然加剧全球环境恶化,严重影响人们生活质量。因此,我们必须提倡低碳消费、低碳生活方式,促进社会的可持续发展。 2.3提倡低碳消费方式 自从二战以来,在发达国家,消费主义十分流行,进而对我国具有一定负面影响。若消费主义比正常消费严重超出,社会处于一种资源透支状况,在社会中,存在诸多奢侈与面子消费,进而导致大量能源、资源浪费,严重影响了自然。所依,必须转变消费主义错误观念,提倡低碳消费模式。我们必须优化消费方式、消费结构,树立和谐消费观念,建立生态文明社会,树立科学消费观与理性消费观,促进人与自然的可持续发展。 2.4使社会团体的教育作用得以充分发挥 目前,我国自发组织了许多环保社团,参与到环境保护、节能减排的队伍中。因此,我们必须重视环保团体的教育作用,对环保活动大力支持,进而推动低碳经济发展。我国人口总数已经达到14亿人口,无论何种数字,与14相乘均非常巨大。而社会环保团体,利用各种宣传形式、信息载体,对人们消费观进行优化,使低碳理念向人们日常生活之间渗透。例如,环保社团通过开展环境保护、节约能源的主题科普活动,通过影展与宣传板等形式,向社会公众宣传气候恶化、能源严峻的状况,向社会公众宣传环境知识、环境政策,为社会公众传递一切有关节能环保的知识,进而对公民起着重要教育作用。 3结语 综上所述,节能环保不是为了个人,而是为了全人类、全社会的生存与发展。在资源枯竭、环境恶化的当下,我们必须提高节能宣传力度,提倡低碳生活方式与低碳消费方式,使社会团体的教育作用得以充分发挥,使低碳生活、低碳经济理念日益深入人心,进而促进全球的可持续发展。 作者:冯涛 单位:贵州省六盘水市水城县环保局 环保节能论文:管窥建筑设计环保节能的必要性 一、建筑环保节能所面临的现实问题 我国建筑环保节能实施时间并不长,加之建筑设计在环保节能方面是一个系统功能,在具体实施过程中难免会出现这样或那样的问题。其中比较突出的有五个方面。建筑环保节能标准要求过低,且存在标准推行北方快南方慢的状态,尤其是中小城市,环保节能的建筑设计以及对可再生能源利用的理念并没有规模化的贯彻实施;环保节能监管不严。 监管部门对于违规的相关部门或建筑商在处罚力度上比较松散,一些交付验收的建筑对于环保节能环节比较轻视,原因在于监管尚未形成合力;建筑环保节能的氛围并有形成,无论是执法部门还是建筑部门,缺乏对于环保节能紧迫感的认识,缺乏对环保节能建筑的宣传;环保节能型建筑设计缺乏必要的政策法规支撑,但目前建筑节能政策法规存在不健全、不完善的状况,仅有少数地区出台了地方性建筑环保节能法规,但面对市场,缺乏配套的政策扶持,节能环保建筑依然难以推进。 二、建筑设计环保节能的原则 面对建筑能耗过大的现状以及建筑环保节能所面临的相关问题,了解和把握建筑设计环保节能的原则至关重要,它是科学指导推进建筑设计环保节能的总体要求。建筑设计环保节能要把握高效资源利用率原则。环保节能的理念就是突出对可再生能源的综合利用以降低非可再生能源利用带来的环境恶化影响。这就要求建筑设计应该充分考虑的建筑所需的土地、水、建材等相关材料利用率的最大化,尽可能的利用自然资源替代非可再生能源。要把握污染最小化原则。 建筑环保节能强调的就是在突出建筑使用性的同时达到对环境影响的最小化,这就要求建筑设计要考虑多种要素。比如建筑要尽量减少对土地、水和空气的污染,就地取材,减少耗材运输给环境带来的影响,多采用可回收利用的建材,达到对建材的后续综合利用;要把握基于生活适应性的生态环境和谐原则。建筑生活适应性突出的是人的需求,但人的生活环境离不开生态环境,人与自然的和谐相处才有利于实现人的生活适应性,这就要求建筑设计环保节能应充分考虑到建筑、人以及自然的整体生态和谐;要把握可持续性、推广性原则。 三、建筑设计环保节能的措施 建筑的环保节能是在保证室内较较舒适的韩静基础上,提高对通风、采暖、供水、照明等供应的能源利用率。它的设计不能以污染环境为代价换取节能效果,更不能以环保节能未有阻碍建筑的其他必备功能,诸如消防、景观等。 1.环保节能技术层面措施 1.1优化建筑朝向设计 建筑设计应加强环保节能意识。建筑环保技能设计应充分考虑建筑的室内热工环境。现代建筑在设计过程中,由于对土地、商业价值等综合因素的考虑,忽略了阳光的利用效率,造成了建筑室内热工环境差等问题。阳光不仅对居民健康有着重要的价值,对环保节能也十分有意义。因此,建筑设计过程中应注重学习和掌握日照原理的应用,合理的依据季节段、阳光照射度等因素确定建筑的朝向以及窗口的开窗度。例如在冬至后,由于阳光照射角度低,室内接受阳光面积会比夏天多,因此在设计上应充分把握太阳高度角,做出日影像图来确定阳光照射时间,提高建筑南向开窗面积,在保证阳光采纳充足的情况下减少建筑东向和北向的铠装面积,以保证热量耗损降低,稳定室内热环境。 1.2提高自然资源的综合利用度 建筑设计在水资源、风资源、太阳能、地热能资源等自然资源的综合利用上应高度重视。对于水资源可以通过雨水收集与应用等装置设计提高水资源的利用度。室内水资源装置应充分考虑饮食用水、洗浴用水、厕所用水等环节的可综合利用性,减低水资源消耗的直接性;高层建筑应加大安装太阳能接受装置,其转化的能量可以供洗浴、做饭、照明等使用。因此设计者对建筑通风设计意识要强,综合利用自然资源改善室内的热工环境;加强建筑环保节能法律法规认知意识,严格按照相关规定要求控制建筑构造的节能设计。 1.3优化建筑构造设计 建筑构造设计一方面要考虑建筑组成部门的基本功能,另一方面还需在营造舒适度与环保节能上下功夫。室内构造设计利用物理光学原理将屋顶设计为连续“W”状态有利于充分利用太阳光;屋顶透明天窗可采用双层玻璃,形成饱温、采光为一体的能源利用装置;将输水管道安置在室内楼板内侧,可以达到冬天靠热水散热取暖,夏天靠凉水降温的效果。控制建筑总体表面积设计,表面积越小、耗能越少,因此多选用长轴在东西方向的长方体构造结构;研究结果显示体形系数每增加0.01,耗能损失增加2.5%,因此,对体形系数要做到优化控制,将其控制在0.30以下为益。 2.建筑设计环保节能的监管层面 建筑行业的发展离不开监管,建筑环保节能政策的制定有利于引导建筑设计在环保节能上形成创新发展动力,而环保节能监督与处罚则对督促建筑行业加强环保节能意识,营造可持续发展的建筑设计环境具有重要意义。建筑行业监管部门一方面应根据环保节能现有标准,结合市场研究进展及时完善节能细节标准,使之具有可操作性和可发展性,形成引导合力,另一方面行业监管权责要明晰,避免部门间相互推诿情况,加强监管人员环保节能监督意识,提高执法严格程度,以规范建筑行业的节能环保行为。 作者:周园 单位:吉林建筑大学城建学院