学术期刊封面设计创新探讨:学术期刊封面设计原则的分析与探索 摘要:阅读封面是读者接触期刊的第一步。期刊封面能否在第一时间吸引读者,并且直观地反映期刊的主旨,对于它的发展是至关重要的。现如今,简单的封面设计已经渐渐不能满足读者对于文化和审美的需求。单一的形式不能达到让人眼前一亮的视觉效果,从而影响着读者对于期刊的期待。本文通过对我国部分学术期刊封面设计的现状分析,提出学术期刊封面设计的几点设计原则。 关键词:学术期刊;封面设计;设计原则 一、我国学术期刊封面设计现状及意义 人们对一个刊物评价的高低,不仅同登载的文章有关,还同它各方面的设计有很大的关系。其中,封面设计的好坏是很重要的一个环节。封面设计需要同文章的内容、每一期的主旨或者和期刊的定位保持一致。这样,读者在没有阅读内容之前,便能从封面传播的信息中,对这期的内容进行一番判断。并且封面的设计,也会激发读者的好奇心,进而产生阅读欲望。学术期刊在分类广泛、五花八门的期刊中,属于理性、权威的刊物。刊登在其中的文章都是深奥有远见的,蕴涵大量的知识,有着浓厚的学术氛围。这是大众对于学术期刊的一个良好的印象,但同时这种印象也让很多人对学术期刊望而却步。为什么大众会产生这样的想法呢?除了文章本身的专业性之外,很大一部分原因也取决于其封面带给人们的严肃甚至于无趣的感觉。 在国外期刊装帧印刷日趋精美,我国出书人也已认识到“没有装帧,就没有出版”,开始将装帧设计看作书籍出版战略的重要环节时,学术期刊却仍旧致力于证明文章的质量是否过关,才是检验好坏的唯一标准。因此,现如今的封面设计往往还是被看作次要工程,只要封面保持规范、低调和儒雅的气质就可以了。并且因为学术期刊内容综合性强,包含学科广泛,难以找到文章的共同点,因此很多编辑工作者便以简单的形式来做设计。这样的理念持续了很长时间,但社会发展至今,此理念则显得过于呆板和沉重,以至于让大众对于学术期刊产生了敬而远之的心理。通过对一些高校学术期刊封面的研究发现,他们的封面大都存在着模式化、单一化、轻艺术的特征。构图简单但无新意和特色;颜色单一或者为了方便,直接放一个建筑物的照片。这种无装饰或者少装饰的理念并没有带来庄重严谨的效果,反而让人产生过于严肃和呆板的印象,而且也没有让读者第一时间抓住主旨,只是单纯地作为一个封面存在着。学术类的书籍,里面虚的部分很少,没有花哨的图像来吸引读者的视线,所以封面作为读者阅读期刊的第一视觉点,便应该承担相应的责任。 近几年来,我国学术期刊在数量和质量上都有了飞跃。根据全国高校资料中心的统计,1977年,中国高校学报大概只有150家,30年后的2007年,高校文科学报数量就已达到1130多家。到目前,国内大约有9230多种综合期刊与专业特色期刊。在内容上,学术期刊的定位已经非常明确且可变动的方面很小。但是,在期刊的封面设计上,我们仍有很多工作和想法可以实践。这对于期刊的工作者来讲,是一个对于自我的挑战;对于读者来说,可以更容易地理解一本期刊的办刊宗旨,并且提高他们对封发表在一本用心制作的期刊上,是对他们的一种肯定与鼓励。因此,学术期刊的封面设计是一种精神的回馈,学术期刊封面设计的自我提高、自我完善、自我发展,对全面提升我国学术期刊质量,有着十分重要和深远的意义。 二、国外学术期刊封面设计现状 国外很多学术期刊工作者,一直在不断地进行期刊的探索和突破。和我国期刊工作者稍有不同的是,国外大部分期刊不仅要求提高稿源质量,同时要求在期刊封面设计上也要与时俱进。不管何时,科学与人文的融合是科学家与哲学家长期以来的追求,共同关注的话题。一些著名的学术期刊,封面采用一幅或者多幅精美的图片,图片除了蕴含着大量有关刊物的内容、除了体现了学科背景之外,精美的图片还能够从视觉上陶冶读者的情操。久而久之,这样的封面构成了一系列图片作品、串起了一整个故事以及一期刊的历史。这种插图式的封面设计广受国外学术期刊读者的喜爱。因此,“可视化”作为近几年重要的传播手段,备受影响因子较高的国外顶级学术期刊的重视。 可视化的传播运用图像、插画等形式,在推动科学、文化发展的进程中,发挥了重要的作用。能有如此好的效果,其原因在于它可利用的艺术形式的多样性。它可以运用中国的水墨艺术形式、日本浮世绘的风格、简洁明快的线条、甚至可以是卡通的形式,随着内容和主题的变化,表达的形式也随之变化。这对于打破传统、枯燥、古板的学术期刊封面样式,带来了新的途径和发展。如2016年8月刊出的Cell杂志封面,针对里约奥运会而策划设计的运动相关研究成果的主题封面,封面图片描绘了中间体对NAD+支持肌肉功能,将奥运热点与抽象的科研成果进行完美结合;国际材料学科知名期刊《Journal of Materials Research》,2016年第6期封面的照片揭示了其中一篇有关复合材料在拉伸过程中失效裂纹的起源,并为该材料的增强机理――载荷传递提供了证据。 随着席卷全球的数字化、网络化的发展,国外一些顶级学术期刊开始将其封面动态化。据调查,动态化在国外顶级学术期刊封面中的应用高达80%。利用电脑渲染等方式,将读者不能很好理解的封面主题,在不影响学科准确性的前提下,结合艺术的处理手法将其制作成动态的形式,有助于更好地理解和诠释一些科学类期刊抽象的研究主题,并且充满了人文科学的味道。 三、基本设计原则 (一)科学性原则 1.规范性原则 无规矩不成方圆,在出版界同样如此,每种类型的刊物都有它相对应的规范,学术期刊作为学术和权威的代表,更要符合标准。仅就封面而言,公开出版发行的学报包含诸多项目:(1)中文刊名(2)汉语拼音刊名(3)国际通用文种(如英文或拉丁文)刊名(4)中国标准刊号(包括国内统一刊号及国际标准刊号)(5)出版年份、卷次、期次(6)分版分科学报的学科属类(7)条形码(8)主办学校全称(刊名已反映主办学校全称者可不标)。不仅如此,在字符的使用方面也有很多讲究。在期刊封面设计中,期刊的刊名是很重要的一个设计因素。对于文字的选择,要从字体和字号以及期刊的类型和主题来考虑,要选择合适的字体和字号强调并突出刊名,避免用花体或者异体等不符合规范以及学术期刊的严谨性的字体。 2.连续性原则 与通俗类刊物和独立出版的书籍不同,学术期刊的封面设计是连续统一的。所谓连续统一性,是指以时间为单位,要求确定这一时期内,每一期刊物封面设计的一个走向和趋势,让读者可以清晰地察觉出,在此时间段内整体的学术氛围特点。而通俗类的刊物和独立出版的书籍则没有这样的要求,他们的封面设计是求新求异的,要最大限度地表现每一期的特点和优势,要充分地自我展示,尽量打破以前的模式。我们可以把这类刊物比作是单独的个体,而学术期刊是存在于集体环境中的,要遵循集体环境的纪律,展现出集体的气质和面貌。在这里需要强调的是,虽然学术期刊具有“集体性”,但是每一期期刊也是作为个体存在的。很多设计者会将连续性等同于一成不变,这是认知上的一个误区。连续性是要寻找每一期期刊之间的相同点并且延续下去,而不是给他们都穿上相同的外衣,彼此之间就像是克隆体一样。那么,设计者应该如何去确保连续性呢?首先,连续性的想法可以看做是封面设计的一个前提,设计者要讨论出整体表达的意境氛围;然后,将这种集体的意识贯穿在每一期的设计中,确立版面的布局、图形图案、颜色等其中一个或者几个要素。比如,我们可以保持颜色和字体的统一来确保“集体性”,通过变换每一期的排版和图形表达个体语言,这样既保证了连续性的原则,又展现了每一期的“个体性”,风格统一又充满变化。 3.统一性原则 学术期刊是学术权威的象征,在期刊的封面设计上也要充满知识性,要避免同休闲类或者生活类型等刊物混为一谈。编辑人员要充分了解学术期刊的定位,从期刊面向的读者群体出发,要符合学者、技术人员、喜好专业知识的读者的品味,竭力营造学术氛围的同时,结合艺术的表现手法,设计出,简洁、大方、严谨的期刊封面。这就是我们所说的形式与内容的统一。 在封面美术设计中,不管是具体还是抽象或隐喻的表现手法都必须紧密贴近刊物的性质和内容,切不可把一些与刊物内容不相及的图像生搬硬套于封面,否则会削弱刊物的主旨,给读者造成误导。不掌握期刊的本质,是无法实现和创造出好的封面的。学术期刊内容和封面的恰当定位,可为期刊巩固其在学术领域的地位注入强大的力量。封面设计是对多种信息整合浓缩并释放的一个过程,要求设计者具有较高的整合信息的能力并且懂得如何用设计语言将这些信息表达出来。例如《河南师范大学学报》自然科学版,从封面提供给我们的信息当中,我们很容易就可以总结出这是有关自然、环境、科学等信息的刊物,这样的设计很简单直观又能充分表达出期刊的科学性;同样属于科技类学术期刊,《航天器环境工程》,其封面背景也以地球为主,但是通过航天器卫星运行的轨道以及背景颜色所展现的深邃遥远的感觉,让人很直接地联想到了太空航天等内容。 (二)个性化原则 现今出版发行的书籍刊物数量庞大、种类繁多,除却内容之外,想要从中脱颖而出,第一时间吸引读者的视线,便要求书籍刊物具有独特的个性。个性对于人而言是非常重要的,一个人缺少个性会稍显平庸,淡化他在其他人心中的印象,不过普通对于人来说并不是一个缺点,但是对于设计来说,没有特点、无印象的设计却是致命的。从这个方面来看,梳理封面的个性化就显得尤为重要了。很多人认为,对于学术期刊来说,封面是没有必要彰显个性的。这种看法很容易误导人们的想法――学术期刊是无个性的、无趣的。其实,学术期刊正是因为它的学术性,因此才在各类刊物中成为一个特别的存在。所以,在封面设计时,也不应该抹掉它的特别与个性。就像衣服之于人一样,人的内在固然重要,但是好的形象在人物评价时会起到加分作用,正所谓是“内外兼修”。但是“个性”,并不是为了彰显特别而做出一些不符合自身特点的事,而是最大限度地体现和发展自身的特点。清楚这一点后,在设计时就可以避免很多故意而为之的行为。比如:运用五花八门的、和文章内容或是期刊自身特点不相关的奇怪图形;或者运用卡通漫画形式的封面都是不适合的。虽然在视觉上很突出,但与期刊本身并没有什么关系,更称不上是符合个性化的原则了。 个性化的封面设计,所达到的效果不只是第一时间汇聚x者的视觉焦点,学术期刊个性化的封面设计也是具有“品牌价值”的,它能够直观地、快速地让人掌握一本期刊的“品牌特征”:它的普及度、行业地位、美誉度等。想要快速地掌握这些,通过阅读几篇文章是做不到的。然而个性化的封面设计是一本期刊内在的融合与释放,是一本期刊的“代言人”。因此封面就成为了建立“品牌价值”对话的平台。 学术期刊因其具有学术性和严谨性,在封面设计上会有诸多限制,常常会造成多个期刊封面似曾相识的感觉,形成独特的个性,是在设计时需要着重考虑的问题。《船舶与海洋工程》的封面设计,仔细观察可发现,设计者在设计时是极为用心的,颜色、图像的运用都十分有技巧。整个封面以蓝色为主,背景利用曲线形成一道道波纹,中心是一座帆船的剪影,每一处都同船舶与海洋紧密相连,但又不落俗套,独具匠心;《科学信号》的封面很有趣味性和科学性,像是被解构的分子或是细胞,又像是一个人在冲读者招手。这样的封面不仅体现了形式和内容统一的原则,符合规范又具有特色。 个性化的设计往往是具有艺术美学性的。设计时要充分掌握期刊的精神,并且利用各种元素――图形、线条等,各种表现手法――具象、抽象等,掌握各种表现语言并融合各种美学特征,这就是个性化设计的关键,这一过程也是艺术创作的过程。因此我们可以说,学术期刊的封面设计中,个性化的原则和艺术美学性的原则是不可分割的。在下文,我们将会具体分析艺术美学性的原则。 (三)艺术美学性原则 美学适用于各行各业,因为它是从人的角度出发,寻找万物与人审美的和谐统一。从实用性角度来考虑,设计作为实用性美术,最为贴近大众的审美,因为设计的主旨是服务于大众的,可以帮助达到功能的实现。一个成功的期刊封面设计是具有“引力”的特点,它可以引起读者的注意,提高阅读的兴趣,从而促进销量,让更多的人阅读;从精神角度来考虑,期刊的封面设计是具有艺术性的。设计师从整合内容、主旨,到提取关键要素,解构再创造的过程是艺术创作的过程。读者从欣赏封面的装饰效果出发,这种效果带给读者视觉上的冲击并引起共鸣的过程,是艺术欣赏的过程。并且由于封面的设计融合了整本刊物的核心思想,是期刊精神的浓缩,随着每一期刊物的出版,期刊封面也阐述着不同时间段的精神,它是具有时代感的。好的封面会让期刊不仅仅是一本刊物,当它充分体现出人文艺术特征的时候,便有了收藏价值。所以,在期刊封面设计中,美学的设计原则是不可或缺的。 1.简约的构图排版设计 现代主义建筑大师密斯・凡・德罗的一个非常重要的设计思想就是“少即是多”。人们在经历了各种美术运动后,开始重新审视装饰和艺术,反对维多利亚时期过度装饰的风格,提倡简单的、抓住精髓的、具有实用主义的设计,不画蛇添足,反而能够带给人们更多的感受和思考。极简的设计会带来精神上的放松,让人们从复杂的生活跳脱到一片干净、宁静的世界,这也是充满禅意的设计风格。简约的设计原则不仅对建筑设计有重要影响,而且也深入各个设计学科,国外很多优秀经典的刊物、书籍封面设计都遵循着这个原则。 简约的设计不代表“零设计”“无设计”,而是简单大方,排除杂乱的排版、减少花哨的颜色和繁琐杂乱的图形、图案,使封面更加直观和清晰,更有秩序美。学术期刊代表着严谨的态度,过于复杂繁琐的封面会破坏这种知识带给人们的美感。简约的设计不仅符合学术期刊的精神风格,也符合美学的表现形式。像绘画中强调的“留白”,即以少许胜多许,留下相当多的空白,让读者品味有意味的形式,产生无限想象力。 学术期刊封面的构图元素包括色块、符号、线条、图形以及其他装饰等。应用这些元素设计,既可以表达期刊的核心、定位、内容,也容易满足学术期刊简约的设计原则。如国外教育类期刊,封面设计简洁、高端,将刊名置于中心,第一时间锁定视线,黑色的背景,彩色的线条,除此之外没有过多的装饰,但是却会让人思索良久;《编辑学报》同样也是利用简单的色彩和线条来表达简约的设计原则,其设计的高明之处在于用三条线将整个封面做了切割,并且比例协调,像是黄金分割一样有一种理性美。左侧的空白让整个封面空间得到了升华,充满了张弛有力的味道。 2.色彩的运用 色彩在视觉传达中有着优先于图形与文字的优势,是视觉传达中最活跃的因素。色彩是人类情感的直接体现也是最具有感情的表达方式,能够直观地体现出人的审美和品位。色彩总是在不知不觉中发生作用,左右我们的情绪。著名书籍设计家吕敬人说:“不同的色彩传递给我们的情绪是不同的,在阅读过程中,读者是用心灵去体会颜色的姿态,对颜色产生情感的共鸣,恰当到位的色彩运用,对读者来说是一次美感体验。”在视觉传达中,不同色彩所带给我们的心理感受是迥然相异的,色彩表达了情感从而产生色彩心理。例如,在距离相等的情况下,不同的色彩所产生的距离感是不同的,这就是色彩的前进感和后退感;对比强烈的色彩给人突出的感觉,温和的色彩给人圆滑的感觉;密集的色彩给人丰满的感觉,疏松的色彩给人简洁的感觉,等等。封面设计中的字体与色彩语言也是有一定联系的,文字的清晰程度即文字的识别性往往可以通过颜色表达出来,亮色相比暗色的字更能刺激人的视觉。例如《南水北调与水利科技》,在图左边的设计中,刊名采用亮色衬于深色的背景上,既是深色面积较小,仍然在视觉上突出了刊名;右边的图中,刊名虽然与刊名背景做了对比,但下方的深色图像背景更加抢夺视线,所以淡化了刊名的清晰度。 学术期刊的封面能否吸引读者,在成功的版面设计下,色彩有着锦上添花的作用。色彩是一种静态的语言,每一种颜色都有它自己的特点,再配合图案、文字,体现刊物的气质和格调,展现出很多不同的动态效果。设计时,可以选用黑白灰这种常用的组合方式,体现素雅和沉稳,彰显其深厚的底蕴。也可以打破常规,运用对比色、亮色与暗色、冷色与暖色等各种对比关系来获得色彩美的效果,w现出层次感,跳出以往学术期刊给人留下的比较沉重的印象,使读者眼前一亮。封面色彩的设计不能单一地看某一个颜色,多个颜色配合所产生的效果和象征性才能形成整体性。但从学术期刊的严谨性、严肃性、专业性考虑,用色种类不应太多,色彩的搭配不可运用得过分艳丽、浮夸、轻狂。相对其他的期刊,学术期刊颜色的选择应当贴合期刊的主题并且要符合期刊的性质,才能与相关领域内阅读者的审美情趣相符合。稳重、优雅的学术期刊封面色彩设计,会使学术氛围更加的厚重。颜色确实可以赋予一本期刊更多的生命力,但是它是从属于期刊的,不能跳脱出期刊的内容和风格,它是具有表象意义的。比如儿童阅读的刊物就不能用过于晦暗的颜色;男性阅读的刊物常用黑色,黑色显示刚毅的特征;学术期刊具有一定的权威感,封面忌用颜色的堆积,哗众取宠。《重庆电子工程职业学院学报》和《航空学报》都没有多余的装饰,仅仅是利用颜色就有强烈的视觉感。图5中颜色的变化和选取都极为柔和不夸张,仿佛电子云一样的效果,证明了电子工程也是充满美的学科;《航空学报》在颜色选取上极为简单,蓝色和白色象征着天空,版面干净又有张力,将有限的封面空间无限扩大。 3.图像的应用 图像在视觉上,具有强烈的认知感。当人类还没有发明文字的时候,远古时期的人们是用画图的方式记录并传播文明的。经过岁月的变迁,人们发明了象形文字代替复杂的图形,又经历了一系列的演变到我们现在使用的文字。因此,我们可以将文字看作是图形的一种,它们都是传达思想和内容的主要形式。图像之于表达外,它的艺术性是不能忽视的。当我们谈到可视的艺术时,是离不开图像的。现今的学术期刊封面设计中,图像的应用很广泛,但是却往往丢掉了其艺术的特点。目前我国很多高校学报的封面设计,相较于国外某些学术期刊,图像应用还处于初级阶段,常用的方法是把学校的背景图直接放到封面上,或者直接截取某篇文章中的图片放到封面上,这样的图像运用是缺少思想的,而《湖南城市学报》在这一点上相对做得比较好。它用手绘线条的方式将建筑物的外观呈现出来,这是一种艺术的变形,不但达到了使用建筑图像的目的,而且使封面更为简洁大方;而《现代职业教育》这种方式则逊色很多。除了上述例举的固定图形之外,系列化的图像应用,可以更好地做到增加阅读兴趣和利于收藏的效果。系列化不但保证了每一期刊物的独立性、个性,更是对每一阶段登载文章主旨变化的总结和表现。在具体设计时,我们可以将图像分为具象和抽象的两种形式,配合一些形式上的变化,就可以达到很好的效果。像医学期刊或者工学技术类期刊,因其内容往往比较抽象,可以通过提取主要内容并通过抽象化的图形进行表达。 (四)创新的原则 现在,纸介质的传播方式逐渐受到新媒体网络融合时代的阻碍和考验。人们对于新媒体传播方式的接受度之高,阅读纸介质期刊人数的不断下降,应该引起每一位编辑同仁的关注。唯有创新,才能够迎合时展的脚步。就学术期刊封面设计来说,仅仅将做好的封面以电子化的形式放于网络上,是不够的。国外顶级学术期刊,已经将可视动态化作为封面设计的新思路和设计发展的关键。动态化的封面可以就某期主题做分析演变,使读者对这期主题有更形象、更直观地了解,从静态思考到动态分析,不仅达到了阅读的趣味性,也是对阅读理解的一个升级。因此,我国学术期刊封面设计者也应加入、加快对动态化封面制作和设计的学习研究中,把握好时展方向, 四、结论 每本书都有自己的声音和色彩。翻书有声、设计有声,这些声音交汇在一起,才能形成一幅幅画面和故事。封面作为书籍刊物的门脸,是读者阅读的第一步,它应该是肩负着重要责任的。尽管学术期刊是严谨的,但是它也有自己的声音和故事。在设计学术期刊的封面时,设计者要遵循好的传统并且不断致力于打破学术期刊封面设计死板的模式,时刻关注时代的发展趋势,把握好设计的几个原则,重新塑造读者对于学术期刊的印象。 学术期刊封面设计创新探讨:学术期刊封面设计的美学审视 封面是学术期刊的重要组成部分,它体现着期刊的办刊特色、学术层级、价值判断和审美情趣。随着人们物质文化生活水平和美学修养的普遍提高,学术期刊在努力提高办刊总体水平的同时,也应当注重期刊的艺术表现力,讲究期刊的封面设计和装帧,使其达到庄重、简朴、美观、大方的视觉审美效果。 学术期刊封面设计的美学原则 审美性原则。学术期刊的内在内容主要是指一些有学术价值的研究论文或研究报告,外在形式则指封面的装帧、版式设计等。提升学术期刊刊物层次不仅要严把选题、组稿、审稿、编辑等质量关,还应当抓好封面装帧设计这一重要环节。努力做到学术期刊既有编辑内容美,又有编辑形式美;既有具体美,又有抽象美。因此,学术期刊编辑应当学会用现代编辑美学知识,加强审美意识,充分挖掘期刊蕴涵在学术气质、个性特色、文化意蕴、科技氛围中的美学因素,把握好装帧艺术的设计理念,诱发读者的审美情趣,使学术期刊封面有淳厚的审美力度。 学术性原则。学术期刊是传播科学知识,弘扬学术精神的前沿阵地,是促进教学科研成果转化的重要基地。学术性永远是学术期刊的第一要务。这一本质属性不仅体现在学术期刊刊载的具体内容上,也体现在学术期刊对封面形式的美学追求上。因此,任何偏离或违背学术性原则的期刊,其封面设计都是不成功的。 个性化原则。学术期刊内容的学术性决定了其形式的严肃性,但它不同于通俗文艺期刊和科普类期刊,个性特征明显,主要表现在能够让读者感知、接受和认同期刊的风格定位上。在对学术期刊进行封面设计时,应兼顾其环境文化和个性特征,既注重统一规范,又不能设计单调;既强调美观新颖,又要防止“市俗化”、“花哨化”偏向;既突出实用性,又要不落俗套,以致失去个性。只有这样,学术期刊才能在有限的版面资源中,无限地彰显其个性特征和独特创意。 稳定性原则。学术性期刊与通俗性刊物在封面设计风格方面明显不同。一般来说,通俗性刊物注重时尚性,求新求美,其封面设计的主题元素呈现出多元性和易变性的特征;而学术期刊讲究严肃活泼,不落俗套,其封面、装帧、版式设计严格按照国家标准(GB)和国际标准(ISO)的条文规范执行,具有较强的稳定性。 学术期刊封面设计中的美学体现 学术期刊的形式美。在标志色设计方面,学术期刊的表现往往过于保守,表现在构图简单,色彩暗淡,在封面层次设计上也比较单一,严肃单调、缺乏活力,很久以来都是学术期刊封面设计的主旋律。其实,从编辑美学角度来看,灰色调和呆板的构图不一定就是学术期刊的主要元素,学术期刊不是天生的“灰姑娘”。在具体封面设计中要注重标志色的选择。一般来说,彩色标志较灰白色标志具有更强的视觉冲击力。据了解,有些学术期刊在选定标志色时一般通年一色,也有经常变化的。凡此种种,各有利弊:不变化给人以单调感,变化频率过快又使人难以捉摸。因此,学术期刊在选择封面的标志颜色时应遵循有变化,但变化不宜过多的原则。很多学术期刊将一年列为一卷,以卷为周期,在一卷之内进行色调更换,既有新鲜感,又有规律性。按季出版的学术期刊,可依四季之景的不同来选用标志色。例如:第一季度选用绿色,象征着春天的勃勃生机,第二季度选用蓝色,象征着夏季的万木葱茏;第三季度选用黄色,象征着金秋的累累硕果;第四季度选用褚色,象征着寒冬的深沉凝重。双月刊的学术期刊,第一期选用橙色,第二期选用绿色,第三期选用蓝色,第四期选用黄色,第五期选用灰色,第六期选用褚色。有些学术期刊在封面的四分之三以下的位置,用一条反白线分开,以破为活,有的在封面上放一幅风景照。只要选用合适,达到学术期刊整体和谐的审美效果,也是可取的。另外,为了体现学术期刊的严肃性,封面的标志色一般不宜超过三种。在对学术期刊封面所选用的图案、文字和色彩进行设计时要遵循简洁大方的原则,如果线条、色彩过分繁琐,其审美效果反而会适得其反。《陕西师范大学学报(哲学社会科学版)》在设计其封面时便十分注重这一方面,其封面设计图案简洁、线条明快,看起来醒目大气,富有活力。 作为学术期刊封面信息中的首要元素,刊名应置于封面的突出位置上,一般来说,刊名要放在封面的上部或者下部大约l/3的位置处,这是比较醒目的位置。刊名文字可以横排或竖排,为了达到良好的视觉效果,还可以在刊名的周围加上线条、花边或者底纹等图案进行修饰。对于封面上的其他信息,比如英文刊名、条形码、卷、期、国际刊号和国内刊号等,可以选择采用黄金分割法等方法,运用对称、统一以及视感错觉等构图原理,巧妙布局,使期刊封面各构成要素排列有序、重点突出,达到学术期刊封面设计的视觉美感。为体现学术期刊的学术性和严肃性,在不影响期刊封面美感的前提下,封面上的其他文字信息也可以采用正规的印刷体,但字号一定要小于刊名文字的字号,不能喧宾夺主。 学术期刊封面图形设计形式多样,一般可分为写实图形、写意图形、抽象图形和意象图形等。封面设计时应对必须标注的如刊名、刊号、卷期号、责任者的文字、符号等信息要素在规范许可的范围内进行艺术加工,但必须体现期刊的学科特点和定位,用最具有表现力和个性化的构图方式,力求用简洁、抽象而又寓意深刻的构图和画面凸显主题,构建风格独特的封面图案。可综合运用形象、图案、色彩、文字等艺术手段,使各要素之间互为衬托。有时,也可以用写实或写意的手法凸显需要表达主题、展现封面这一作品的艺术内涵。 学术期刊个性美。受刊物定位的影响,学报的个性也呈现出多姿多彩的个性化倾向。如专业特色、地方特色等。如何运用艺术的手段将学术期刊的内在特色表现出来,也是编辑美学需要解决的问题。笔者认为,学术期刊可通过特定的色块、标准字、图案和徽标等元素凝练特色,展现期刊封面的个性美。 利用色块来展现刊物的特色。如,为强化“航空”院校特色,《郑州航空工业管理学院学报》在进行封面设计时大胆使用了大面积的天蓝色板块,让人耳目一新,使人在阅读时能够自然联想到刊物的风格和特色。 选择特定的标准字凸显刊物特色。学术期刊的封面文字也不一定全部采用正规的印刷体,有时为了反映特定的刊物内容,可以对封面文字进行技术处理,使其能够准确反映一定的内容。例如《天津纺织工学院高教学报》的封面刊名在经过技术处理后,采用了类似针织形状的文字,别开生面,其行业特色与专业特色一目了然。 使用具有代表性的图案或者徽标表达刊物特色。某些学术期刊在设计封面时独具匠心,大胆采用一些有代表性的图案和标志,以此加深阅读者对刊物的认知程度,使人过目不忘。 学术期刊整体和谐美。学术期刊的整体和谐美体现在多方面,如构思独特、富有创意、排列有序、变化有章、色彩和谐、基调分明。学术期刊在进行封面设计时必须努力做到以下“三个统一”。 封面外在形式与表现内容相统一。封面设计是期刊刊载内容的表现形式,两者是有机统一的一个整体,并不互相矛盾。因此,在进行学术期刊的封面设计时,要充分考虑期刊刊载的内容,反映期刊的内容。由于期刊内容的丰富多样性,封面设计形式也应做到活泼多样;又由于学术期刊所刊载的是科学知识和论证严谨的学术论文,所以在表现形式上也应严谨求实,避免选用一些过于花哨、低俗、怪异的表现形式。 封面的各种构成要素相统一。期刊封面设计的主要元素包括文字、图案、线条、色块等。在进行期刊封面设计时,要将封面的整体美作为第一要务,努力将几种要素协调统一起米,力争做到整体构图工整协调,色彩选择赏心悦目,字体字号搭配错落有致。 封面设计做到每期风格的连贯统一。在日常出刊过程中,要保证期刊每期封面设计的相对稳定性。如果必须对期刊设计作出部分调整,也要保证前后各期封面设计风格的一致性和封面主题元素的连续性。举例来说,在确定学术期刊封面版式设计后,为有效体现灵活性与连续性的统一,可以在每期封面的线条、文字、图形固定不变的前提下,适时变换封面的颜色、色块,也可使用相同的线条、色块、标准字,仅仅变换封面固定板块上的图片。 总之,学术期刊的编辑工作者不仅担负着传播科学文化知识的任务,同时编辑工作本身也是将审美理念和审美追求传递给读者的过程,它使广大读者在获取知识营养的同时也得到独特审美的体验。学术期刊编辑在提高自身专业水平的同时也应当注重编辑审美学的学习与运用,将学术期刊真正打造成为具有一定学术价值和审美价值的品牌期刊。 (作者单位:郑州航空工业管理学院学报编辑部) 学术期刊封面设计创新探讨:院校学术期刊封面设计革新 封面设计是如今书籍装帧中一个最重要的项目,人们对书籍的第一印象便来源于封面的设计,其美丑直接决定了读者对该书籍的取舍。多年来,高校学术期刊与学报的封面设计大多没有得到重视,很多高校学术期刊在早年的创刊初期并没有“封面设计”这一概念。而近年来,由于网络与计算机的兴起,电子版书籍逐渐取代实体书籍,而高校学术期刊很大程度上成为为作者服务的目的性刊物,从而忽视了学术期刊的封面,使得其不仅不具有艺术性,更谈不上“设计”之说。本文就如何更好的讲高校学术期刊的封面设计创新展开问题探讨与研究。 一、高校学术期刊封面设计的特点与内容 (一)学术期刊封面的构成元素 学术期刊的封面,从大体来说,主要以稳重、朴素、严肃等为特点,着重突出学术的理论性,不讲究花哨的风格,这与高校注重学术研究的特点相辅相成。大部分的高校学术期刊封面,大致上分为两大类,一类是以简单的色块和文字构成,没有太多的图案等元素,以文字的排列为主,色块与线条为辅;另一类是将本校的标志性建筑艺术化处理之后放置于封面上,直接作为封面的主要元素呈现于公众眼前。 (二)学术期刊封面的色彩运用 为了体现学术的庄重,严肃的特点,绝大部分高校学术期刊的色彩采用了单色或加套色底纹[1],并运用了蓝色、绿色、暗红色、米黄色等安静沉稳的色彩。也有小部分期刊运用了渐变色,这就使得稳重中略带一点活泼,打破了整体一色的单调、沉闷。也有部分期刊使用两种不同的色块的搭配,这样就显得醒目,并带有一定的装饰性。 (三)学术期刊封面的文字安排 将本校的校名原字体照搬上期刊封面,是绝大多数学术期刊的选择,这样便直接反应了本校的校名特点;另外还有的期刊使用手写体,如名人题字;而标准字体则是除上述两种选择之外的最佳选择了。在高校学术期刊的封面文字安排上,一般有标准中文名,标准英文名,国内与国际刊号,年卷期号,各方收录等信息,一目了然。 (四)学术期刊封面的构图 一般来说,期刊名称在封面上方的比例在学术期刊的封面设计中占比较大的比例,其次的就是在侧面。在构图上来说,人们的阅读习惯为从上到下,所以首先要知道这是什么刊物,最先映入眼帘的就是刊物名称。而在中国的学术期刊中,英文名称很大程度上成为一个装饰性的文字,有不少学报将英文名称刻意的放大,成为装饰封面的一部分。在背景的选择上,纯色的背景占大部分,有的则以抽象的图形辅助文字。 二、高校学术期刊封面设计应遵循的原则 (一)学术性 无论怎么改革高校学术期刊的封面,首先最基本的是不能跳脱其学术性的原则。学术期刊与一般的文艺杂志,时尚杂志不同,在封面设计上要遵循庄重、严肃的规律,整个设计要文雅、大方,流露出一种书卷气[2]。从这一点来说,就要求设计者把握好设计的“度”,从学术的角度出发,营造特有的学术氛围。 (二)现代感 学术论文的研究,需要与时俱进,及时研究当下社会问题。同样,高校学术期刊的封面设计也是如此,要具有时代感,现代感。在设计过程中,可以利用比较流畅的曲线,代表飞速发达的时代元素,也可以运用类似光束的效果,或者是利落的几何体、点阵等。这类简单抽象的元素在设计中,往往代表的就是现代感。 (三)特色化 形成特色,突出风格。学术期刊的封面不必常常更换,这是与时尚生活期刊的不同之处,所以在特色风格的形象上较之其他刊物有所削弱。而一个好的封面设计,可以给高校的学术期刊带来强烈的存在感,结合该校的特质,或地方的特色,体现刊物的宗旨,有创新,有突破。 (四)主题化 很多高校的学术期刊,有文理版之分,为了区分,往往只会在封面整体颜色上做出改动,而封面内容不变。这种区分方式只有对该期刊熟悉的读者,才会从颜色上进行分辨。社哲版在封面图案上,可以运用中国传统的图案、特有的纹样、或是篆书体等古文体作为底纹;自科版则可以将数字符号、公式等艺术化处理后作为底纹。这样就能让读者对不同的刊期进行快速的区别。 (五)艺术性 目前,在市面上的书籍装帧中,封面设计的表现手法,强烈的艺术感占据了半壁江山,各种抽象的,超现实的,简单的,强烈的手法使设计达到很好的效果。虽然强调独特的艺术性手法,但是由于学报的特殊性质,局限了很多好的设计形式,设计者在体现艺术性和形式感的同时,必须注重内容和形式的完美统一。 三、高校学术期刊封面设计应遵循的艺术设计要求 (一)合理布局在众多的高校学术期刊中,封面设计的布局大多分为左右布局和上下布局。刊名作为最主要的部分,设计者往往在这方面做设计变动。由于中文刊名常常用到比较规范的字体,设计者可将英文刊名夸张艺术化,如首字母放大并占比较大的面积,在版面设计中,字体设计在一个规矩的框架中,不同的文字,词组有大有小,这就让人感觉既活泼又统一。但同时需要注意的是不能喧宾夺主。 (二)色彩搭配单一用色是大多数高校学术期刊封面设计的选择,单一用色能很大程度上避免多色彩太过华丽的装饰性。一般来说,学术期刊封面的色彩不宜过多,三套色以下为佳,但极小面积的使用多彩色,反而能达到醒目的作用。在用色上,尽量避免对比色的出现,多使用同色系,尽量选择温和、安静的色彩搭配。如果希望刊物的封面醒目些,可以考虑使用较亮眼的淡色系来多色搭配;如需使用灰色系,要注意灰彩色容易显“脏”的特质,并且不建议使用满黑来作为学术期刊的封面色彩。 (三)体现质感好的封面设计要搭配好的纸张和印刷技术,纸张的选择从另一个方面突出了刊物的质量。由于高校学术期刊的严肃性,庄重性,选择一种有质感的纸张作为封面,便大大的提高了刊物的整体水平。另外,建议摈弃粗糙的印刷方式,选择相对精美的印刷,由于封面设计对于一本刊物来说是至关重要的第一印象,粗糙的印刷将直接影响到读者的对这本刊物的看法。 (四)特殊工艺如今在印刷手段上,已经有越来越多的工艺能体现出设计者的设计意愿,例如凹印、凸印、烫金、植绒等等手段。设计者在这些工艺的选择上,针对高校学术期刊的特点,可以小范围的应用,比如刊名使用凸印,会显得比较精美,但有些工艺却不宜大面积使用,比如烫金字,这就需要设计者把握这个度。与其他期刊相比,学术期刊的封面设计需要相对低调,相对朴素,而太复杂的印刷工艺成本略高,这对于高校的编辑部来说,是一笔并不需要的开支。 (五)整体配合除了封面的设计,还有书脊、封底等部分的设计,期刊的封底有刊物的一些详细信息[3],在编排版式上也需要设计者注意美感,对字号的选择,排列的方式,都应该与封面的设计协调,整体,统一,首尾呼应。其他部分的设计,也是高校学术期刊封面设计不可或缺的一份子。 四、结语 高校学术期刊,是高校中比较特别的一部分。其封面设计,是相对独立的艺术创作,更是体现高校综合素养的展现过程,但往往容易遭遇忽视。封面的设计,只有确定了设计理念,才能出色的设计出既符合学术期刊的内涵,又体现艺术特色的作品。作为学术前沿的大学校园,学术刊物在一定时候可以直接反映该校的文化素质,并且具有一定的社会影响力,这就要求不论是期刊编辑,还是从事学术刊物封面设计的业务人员,都需要有一定的美学修养和艺术眼光。好的封面不仅能给读者留下好的印象,并给予读者美的享受,而且能树立良好的社会形象,是不可忽略的艺术价值。
近年来,国内很多城市已经开始重视对公共绿地的设计利用,公共绿地工程亦多为政府投资建设与管理。但是从公共绿地设计现状来看,不少设计效果不佳,创新性不足,且重复性高,并没有从城市公共绿地的实际情况出发,景观效果也不能较好满足实际需求。设计中也没有有效进行成本控制,存在材质养护成本和建设成本过高,实用性不强等问题。本文重点以川杨河南岸(申江路-张东路)绿化工程项目为例,探究如何打造一个兼具实用性与功能性、符合上位规划和实际情况、环境优美又具有低养护特点的公共绿地景观。 1项目概述 项目位于川杨河中段南岸,为川杨河两岸生态廊道建设的分段实施工程,绿带宽度50m,分为东西两块。西块绿地西起申江路,东至张江路,北接川杨河,南临华夏高架路,绿地形状呈L型,绿地面积约为8.7001hm2。东块西起创新河位置,东至张东路,绿地面积2.8193hm2。根据川杨河及两岸的生态绿化建设规划,项目位于第Ⅲ段(罗山路—外环段),将作为生态涵养区向重点建设区过渡的绿化空间。项目位置紧贴申江路高架,周边申江路、张东路等均为浦东重要的交通道路,场地交通条件便利。地块内有三路高压线,三路均为220kV,高度为25m,分布于申江路东侧。项目周边已建绿地较少,居住区较多,周边居民对于休闲娱乐场地的需求较大,建设集娱乐活动、休闲健身功能的活动场地迫在眉睫。 2公共绿地的设计要点 工程是典型的公共绿地设计,为了提升园林景观设计效果,从以下几个方面进行了重点设计。 2.1总体设计 设计以一条城市慢行系统贯穿整个绿廊,沿线布置休息亭廊、林下活动场地、广场休憩空间、运动场地及设施,在发挥林带生态效益的基础上,为周边居民提供散步、慢跑、骑行、交流、聚会等多样的休憩绿色场所。结合广场休憩空间及景观设施,绿地形成了多元化空间。绿化配置增强水岸绿化及场地绿化的趣味性和游览性,提高绿化空间联通。通过对绿化生态的营造,构建了绿色生态廊道,将自然与城市紧紧联系在一起,为市民提供休闲交往和感悟自然的空间。 2.2交通设计 设计中考虑到人们对交通的需求,主要设计两类园路,分别为3m宽园路和5m宽园路。3m宽园路为健身步道,5m宽园路兼具健身步道和自行车道功能。园路贯通整块绿地,将游人引导到各个景观节点。以“硬质园路+无障碍草坪”的搭配设计园路满足6m宽防汛通道要求。 2.3竖向设计 园林微地形的营造不仅有利于场地的排水,也有利于改善小区域范围内的小气候,改善绿化生境。川杨河南岸(创新河-张东路)地块,竖向设计最高处堆高1.2m,通过微地形打造优美的林冠线,营造更为有层次的空间,提供更为惊艳的景观感受。川杨河南岸(申江路-张江路)地块,竖向设计平均堆坡0.9m,最高处堆高1.2m,堆高区域为乔灌木种植地带。微地形结合青砖景墙的设计,塑造时代感极强的景观空间。健身步道两侧通过竖向设计,营造林荫步道的景观感受。申江路东侧地块以绿化设计为主,竖向设计与绿化种植相互呼应,以两侧低,中间高的设计形式,堆高慢行步道两侧土方,形成步道于密林间的景观效果。 2.4功能分区设计 为了将公共绿地最大限度有效利用,设计按照具体需求进行了功能分区设计,分为三个特色区域。慢行健身区,靠近张东路,位于项目东侧地块,设计定位为“生态、体育”,健身区域通过蜿蜒的园路串联,以慢行跑步道和篮球场为主。该区域将生态与体育融合,以人性化的同理心设计,动静皆宜,给游人提供放松娱乐休闲的场地。活力运动区,北至川杨河,西临申江路,是一块呈“L”型用地,以“现代、动态”为主题,主打运动、休闲、健身。以蜿蜒的园路通往各有特色的悠闲地坪和运动广场。在设计时,以篮球场和网球场为依托,结合青砖复古景墙打造更为现代、多变,更具动态的川杨河畔。运动设施与绿地穿插结合,提供丰富的活动空间。游憩观赏区,位于项目用地西南侧,定位“绿色、景观”,整体构思为绿色观景,绿地功能以防护林为主。园路结合出入口设计开敞地坪,提供游人更多的活动空间。设计阳光大草坪区域,适合游客嬉戏娱乐、休闲野餐。 2.5铺装设计 园路设计采用了蜿蜒自然式和几何规则式相结合的形式,贯穿园内各景观节点和活动设施,构成全园的骨架和环路。铺装材质选择以低养护和实用为考量,3m园路采用灰色沥青,5m园路设计灰色沥青和红色沥青,活动广场的铺装材质主要采用花岗岩、塑胶地坪、舒布洛克透水砖、青砖等。 2.6绿化种植设计 如何通过合适、合理、科学的方法将苗木进行有机梳理和结合是本次进行植物设计的重点。绿化种植设计分为三块:东侧地块以观叶为特色,骨干树种采用银杏、黄山栾树。景观树种选用香樟、女贞、垂柳、无患子、合欢、桂花、桃花、腊梅、垂丝海棠。配景树种选用池杉、水杉、构树、垂柳、白玉兰、石榴、紫荆、夹竹桃、木芙蓉。北侧地块西侧上有高压线,故西侧以低矮植物为主,该地块特色树种为樱花。骨干树种采用樱花、白玉兰。景观树种采用银杏、香樟、桂花、黄山栾树、合欢、桃花。配景树种为重阳木、垂柳、红枫、夹竹桃、慈孝竹、腊梅。南侧地块根据现状情况,考虑到高压电线安全等因素,故植物设计时选用低矮树种为主;以木兰科植物和蔷薇科植物为主。特色树种为白玉兰和红叶李。骨干树种采用白玉兰、紫玉兰、红叶李。配景树种选用榉树、黄山栾树、腊梅、垂柳、悬铃木(嫁接)。 3设计中解决的关键问题 项目设计结合规划资料、根据实地勘察情况以及周边环境分析解决了一些关键问题,从而使项目得以顺利实施,主要在以下方面: 3.1结合规划 项目位于川杨河生态廊道规划Ⅲ段,定位为科技之河,隶属于景观游憩区。根据规划对建设标准的规定,本项目的绿地率应不小于绿地总面积的70%。项目设计时紧扣规划定位,通过景观手法打造生态和谐的绿色廊道。 3.2低养护景观打造 低养护型景观是指在养护工作中并不需要加以过多的关注,可节省人力、物力与财力投入的景观。在选择绿化植物时,不盲目追求即时效果,尽可能选用乡土树种,建设有地方特色的植物群落,适当增加粗养护型植物的应用,不盲目追求高端搭配。景观材质选择上多采用低养护成本的铺装材质,既符合景观要求又降低后期的养护成本。 3.3“软硬结合”打造防汛通道 绿地设计3m宽沥青园路贯通整个绿地,靠近川杨河一侧设计了5m宽沥青园路,涵盖跑步和自行车道功能。为满足6m宽防汛通道要求,采用“硬质园路+无障碍草坪”的搭配设计园路,即“5+1”或“3+3”共6m的设计形式,以“软硬结合”的方式既满足防汛通道要求又不影响景观效果。 3.4高压电线区域设计 地块内有三路高压线,分布于申江路东侧。树木生长高度与220kv220kV输电线路距离应超过4.5米m以上,因此该区域种植设计以株高小于5米m的小乔木为主。 3.5植物的特色设计 整体绿化种植设计采用自然式的混交林,以常绿树为骨架,大量运用落叶景观树种,以不同的绿化林组团分隔出或开敞或私密的空间环境。主要道路及轴线道路区域则以树阵展现大气简洁之美。在道路节点处等位置加强景观乔木及花灌木的运用,形成节点绿化景观。林下栽植适生性的常绿灌木,路边营造花境等植物景观,突出植物季相变化特色,形成了多树种、多类型、多层次的绿化景观。 4结语 综上分析,在对公共绿地进行园林设计的过程中,需要考虑上位规划、绿地实际情况、周边环境分析、周边居民诉求、建设养护成本等多方面因素,结合城市发展的具体定位,剖析设计中存在的具体问题,采取针对性对策,提升总体设计效果,设计出因地制宜、兼具功能性、实用性和观赏性的景观。
在平面设计过程中,视觉元素的合理使用不但能提升设计作品的审美效果,而且能保证作品的经济性,让作品实现创新。色彩、文字、图形等元素是平面设计中重要的组成部分,同时也是最基本的视觉审美元素。设计师在设计中要重视审美元素的组合,这样可以更直接地呈现商品自身的价值,给消费者带来视觉冲击,引发消费者的购买欲望,最终实现推广与营销。 一、平面设计构成元素 1.图形 图形是平面设计中最基础的元素,而且其作用和效果也非常明显。图形主要由点、线、面组成。点是线和面的起点,点的表现形式也是图形中最基础的部分。图形需要清楚地显示出设计中的重点。 2.文字 文字是人类最伟大的发明之一,文字的文化内涵非常丰富,其也是文化传承的重要载体。在设计过程中,设计师要想合理地对文字进行处理,就要了解文字所表达的含义与背景,要根据文字的内容与颜色、图形等进行结合,这样可以让文字表达变得更丰富,其审美价值也会变得更高。 3.色彩 色彩可以让平面设计变得更有魅力,吸引力更强,从而让图形和文字能够发挥出最大的效果,呈现出明显的优势,更贴近产品定位,使消费者更深入地了解到其中的含义。 二、在平面设计中视觉审美元素的应用优势 1.提高设计作品的经济性 现阶段,大部分商业设计都会涉及平面设计,而经济性是商业设计中不可缺少的一个因素。为了让整个设计作品更具商业特点,提升自身的经济价值,满足消费者的需求,设计师要准确把握设计的优势与亮点,实现创新,吸引消费者。 2.体现设计作品的秩序性 将视觉审美元素运用到平面设计中,设计师一定要严格按照审美标准实施设计,因为混乱、无序的元素搭配不但会影响作品,而且会给人带来视觉上的厌恶感,不利于向消费者传达产品信息。所以,在设计过程中,一定要了解不同审美元素的优势,以提升视觉效果。 3.呈现设计作品的创新性 视觉元素具有强烈的表现能力,运用在平面设计中能给人带来视觉上的享受。视觉元素的运用能让整个设计作品变得更有创新性。设计师在进行平面设计时,为了作品的情感表达和外观美感,会把一些特殊符号运用到设计中,从而让设计作品更有冲击力、创新性。 三、视觉审美元素在平面设计中的运用策略 1.重视构图功能性的发挥 将视觉审美元素运用于平面设计中,一定要发挥出构图的优势,让图片具体、形象地表达出设计思想与主题。所以,构图是十分重要的。具体来说,可以从以下几个方面入手:第一,重视构图的层次感。在进行构图时要主次分明,避免喧宾夺主的情况出现,突出作品的主题。第二,重视构图的视觉牵引。一件设计作品离不开构图,视觉审美元素的合理搭配可以调动人们的想象力,从而加深视觉印象。 2.重视视觉冲击效果的表达 将视觉审美元素运用到平面设计中,一定要重视视觉冲击效果。色彩是平面设计中重要的组成部分,合理使用色彩能提升设计的视觉效果,从而提升作品的魅力。色彩可以呈现非常多的情感,如悲伤、快乐等;同时,色彩自身的内涵也非常丰富,是文化传承的重要形式之一。 3.色彩的合理使用与效果 商品的外观和包装要足够吸引消费者,这样才能够激发消费者的购买欲望。色彩的使用要和图形相符,这样才能呈现出良好的宣传效果。一旦色彩使用不合理,就会影响作品的整体效果。当然,不同的消费群体对色彩的认知也是不同的,要根据消费群体的年龄段进行选择。如,成年人比较青睐稳重的色彩,而儿童则喜欢鲜艳的色彩。 四、结语 文字、图形和色彩是平面设计中不可或缺的组成部分,同时也是最基本的审美元素。这些审美元素具有视觉冲击性,可以提升设计的艺术内涵,体现设计的经济价值。在平面设计过程中,设计师一定要重视视觉审美元素的合理使用,在发挥构图功能性的同时,也要呈现出画面的视觉效果,这样才能全面表达出平面设计的艺术价值。
浅谈室内环境设计的色彩效用:浅谈室内环境设计中的色彩效果 摘要:室内环境设计中的色彩搭配是一个重要的设计因素,与室内的装饰、材料、布局、照明等良好的结合,才能营造出协调、舒适的空间氛围。通过室内环境色彩搭配的和谐,配色的协调来体现室内色彩环境的整体性,统一性,整体色彩的和谐搭配,可以营造一个有利于心理健康的居室环境。 关键词:室内环境设计;色彩运用;色彩搭配 室内环境设计是人类改善生活环境的一种创造性的活动。室内环境设计作为独立的形式出现的时间并不长,包涵的内容具有特殊性,涉及很多边缘学科理论,在现代社会,环境艺术设计得到迅速的发展,挺向多层次、多样化、多风格的发展趋势。协调的室内环境能让人产生舒适的感觉,而这种心理上的感受又体现在和谐的色彩搭配与空间的布局上,协调的色彩搭配能使人感到清新、爽朗的感觉,只有当色彩与室内环境完美的结合,与使用者的工作、生活方式、审美情趣等相符合时,才能真正的使人与环境达到协调之美。 1 室内环境设计的发展 早在原始社会,我们的祖先就能够利用树枝做骨架,树叶做屋顶等形式作为遮挡风雨,抵御野兽袭击的居住场所。人类构筑建筑物大约有五千多年的历史,建筑的内部空间布局也就自然存在,室内设计也就与建筑设计有紧密的联系在一起。具历史学家研究考察得知,早在原始社会的半坡村(西安)遗址,是最原始、最简单的建筑形式,并已考虑按功能进行空间分隔,比较合理的布置房屋内部格局。房屋呈方形或圆形两种形式比较常见,在方形房屋中有一圆形的浅形火坑,一侧为卧室,另一侧为休息,浅火坑靠近门口,并安排有进风的浅槽,以使门口进来的冷空气得到加热,使室内温度升高。圆形房屋内的火坑位于中央,门内两侧设有短墙,用来引导限制气流保持内部温暖不会降低,根据需要对空间进行合理分配,力图使内部空间应用尽量合理化。室内环境设计随着社会的进步而发展,用不同的方式记录下时代的烙印,反映出一个时代的生活方式与精神面貌。 2 室内设计的色彩因素 光是万物之源,由于光的存在,才产生色彩,没有光便没有色彩。在环境设计中色彩是最基本的要素,它的存在离不开具体的物体,却具有比形态、材质、大小等更强的视觉感染力,不同色彩的引导着人类的不同感情,不同的色彩搭配,也相应的透露出设计者不同的情感挺向,具有文字、语言无法替代的作用。色彩的设计不仅要考虑美学理念,还要运用色彩心理学、生理学等相关理论知识。根据不同场合、时间、空间需求,相应的选择色彩搭配,使色彩本身的美感作用达到最好的统一。由于眼睛的特殊性,人在接受色彩的过程在会产生不同程度的偏差,在室内不同的光照下同一色彩会呈现不同的色彩效果。现代科学研究证明,当视网膜上某一部位发生光刺激时,会引起邻近部位的对立反应,色彩通过属性的特征给人以主观的心理反应,导致某种心理活动与情绪的产生,相同的色彩在不同的室内环境中给人产生的感觉也不尽相同的,不同个体对色彩的审美心理也有不同的体会。色彩刺激的直接性,通过联想,使色彩产生象征意义,影响人的情绪与心理活动。象征性色彩是各民族在不同历史、文化背景下的产物,既有共性也有个性,是人类文明的一部分。色彩在室内环境设计中对空间效果的调节起着重要的作用,通过调整室内空间感觉、光线明暗体现室内空间的个性来引导观者的视觉美感。在传达视觉信息中要符合环境的需要,视觉信息中积极、正面功效才能发挥的更好。 室内色彩设计需要根据建筑物的特点,不同的使用性质与需求以及停留时间长短所需环境气氛等因素,确定室内主色调,合理选择恰到的色彩配置。室内环境色彩设计由多种色彩组合,主要有背景色、主体色和强调色三大类。配色方法也有单色相配法、类似色配色法、对比色配色法、双重补色配色法、三对配色法、六角色配法等。室内色彩主调的选择是色彩设计中首要的问题,贯穿整体室内空间。色彩的呼应、重复给人以视觉上的联系与运动意向,色彩有节奏的布置排列从而产生韵律,室内环境色彩搭配的和谐一定要考虑配色协调关系,来体现室内色彩环境的设计整体性、统一性,辅助色彩和点缀色彩搭配的合理运用最能增添艺术气息,从而打造出舒适、高雅的室内空间。各种色彩合理搭配的巧妙组合,使室内色彩达到完美多样统一,创造出心旷神怡的室内环境效果。 室内色彩设计主要通过整体色彩的和谐来进行室内主体色调的延伸。而室内空间主体色彩的选择更要符合色彩功效学和色彩心理的要求,根据色彩所具有的固有特性引导空间的视觉效果,用色彩划分空间得到希望营造的特殊气氛。在一些特殊地理环境的室内环境设计还应考虑地域气候特征和风俗习惯等。地域的气候特征对室内色彩基调的选择主要表现在气温方面,直接影响人们生活的舒适感,视觉上的需求导致不同的心理反映。 室内环境色彩设计按照空间来划分,可分为商业空间、城市交通建筑空间、办公空间、文化教育空间、医疗空间、家居空间等等。由于室内色彩直接影响人们的情绪,所以能够直接影响人们在环境中逗留的时间,在选择室内色彩时应根据空间的用途、功能的不同来选择正确的色彩搭配,通过色彩协调性去获取心理上的平衡,比如在医疗手术室中由于医生长时间接触血色,易引起疲劳,色彩大多运用冷色来加以调节;在餐饮空间如果想营造可以休息久坐高雅的环境,则应使用淡雅色,以快餐为主的餐厅则应使用一些比较艳丽的色彩;体育竞技场馆经常采用纯度比较高的红黄等色彩来刺激运动员的求胜欲;阅览室、图书馆以营创安静的环境,则用偏冷纯度比较低的色彩。每个空间对色彩的需求各自不同,只有充分了解色彩设计的属性特征,才能创造出一个视觉舒适的空内环境。 3 结束语 人类赋予了色彩不同的性格特征,环境中的色彩变化也直接影响人类的行为活动。随着生活品质的不断提升,人类对环境的要求也逐渐升高,不论是公共室内环境,还是家居室内环境,都越来越强调色彩和图形完美结合,通过用色彩和图形来调整人的心理状态。 作者简介:焦静,女,新疆师范大学研究生。 浅谈室内环境设计的色彩效用:室内环境设计中的色彩效果研究 摘要:建筑行业飞速发展的同时也带动了设计行业的发展,其中室内环境设计就是近年来关注度较高的话题。室内设计中最主要的内容就是通过色彩的搭配为室内增加色彩,给人以不一样的感受。虽然色彩要依托很多具体的物体而存在但是色彩给人的感觉更为直接,更容易给人带来满足感。本文从色彩给人带来的感觉出发,简单介绍了在室内设计中色彩的设计情况和效果。 关键词:室内设计;色彩;效果 色彩给人的感觉向来是最直观的,也是最容易引起人们的共鸣。不同年龄的人对于色彩的理解也不相同,儿时我们眼中的彩虹色,是现在我们认为的不同颜色按照不同比例的调和色。人们对于色彩的理解和想象也会受到文化背景和时代的影响。因而,在进行室内设计时就要充分考虑到不同色彩给人们的感受,进而为人们打造一个舒适、安逸的生活环境。 一、不同色彩给人们的视觉和心理感受 不同的色彩给人们带来的视觉和心理感受也是不同的。人们对于色彩的感受会使人的情绪产生变化,进而影响到人们的生活。具体来讲,色彩给人们的感受可以分为以下几个方面:第一方面,冷暖感。虽然色彩没有温度,但是由于色彩会给人们带来联想,因而人们会对不同类型的色彩产生不同的感觉。比如红色、橙色,骄阳似火,自然界中带给我们光和热的火焰和太阳就呈现出这几种颜色。因而,这几种能给人带来温暖的联想就被称为暖色;同理,那些给人带来寒冷感的颜色就是冷色。第二方面,软硬感和轻重感。色彩的纯度和明度的变化,会给人带来软硬感和轻重感。那些高明度的浅色不仅仅会使人感受到柔软,还会使人感到轻松;而那些暗的纯色则给人刚强的感觉。第三方面,空间感。色彩给人带来的冷暖、轻重、软硬的感觉组合在一起就会影响到人们对于空间的感受。比如,同样面积的色块,如果是暖色的,并且是高彩度高亮度的,不仅仅会使人感到大,还会给人以近的感觉。 二、室内设计中色彩的设计和搭配 室内设计的过程中,设计人员要根据不同的色彩进行搭配,进而体现出业主想要的感觉。在设计的过程中,色彩的选择和搭配主要分为三步,第一步是对主体色的选择;第二步是确定背景色;第三步是确定点缀色。 (一)主体色的设计 室内环境设计的过程中主体色设计主要指的是对家具一类陈设的色彩设计。由于主体物在室内环境中占据着重要的地位,因而在设计过程中选好主体色就等于为整个室内设计奠定了色彩基调。主体色的设计要考虑整个室内设计的色调,而后续的色彩设计都要和主体色相互呼应,进而营造出不一样的感觉。例如,当室内色彩的主色调为蓝色时,主体色就要选择和蓝色相适应和融合的淡蓝色或者绿色,从而保证整体色彩的和谐。设计的过程中选好主体色,不仅仅可以保证整个室内的色彩和谐,平衡还可以在后期室内环境的使用环境过程中促进色彩功能的提供。 (二)室内环境设计过程中背景色的设计 背景色在室内设计中占据的比重最大,背景色主要分布在室内空间的基础环境中。背景色不仅仅可以起到调控室内色彩的作用,还可以烘托其他的颜色。背景色的设计没有固定的原则,可以根据顾客的需要或者根据要呈现出的感觉。例如,老年公寓的背景色就可以设计为较为轻柔的颜色,进而营造一种安静、温馨的气氛;如果是一般的家庭公寓就可以针对不同的空间的功能,设置不同的背景色,年轻人的房间就可以将背景色设计为活泼动态的粉色。 (三)室内设计过程中的点缀色的设计 点缀色的设计属于室内设计中的收尾工作。点缀色的设计是在室内的设计基本完成之后,通过某些特定颜色的点缀,来升华室内环境的色彩设计效果。做好点缀色的设计,不仅可以体现出某些色彩特殊的魅力,还可以起到某些特定的功能。比如,在快节奏的写字楼内,为了缓解工作人员的压力,可以在室内摆放一些绿色的盆栽,这样既可以缓解室内紧张的气氛也可以为工作人员提供一个环保的工作环境。 三、室内环境设计的色彩效果 在室内设计的过程中,通过色彩的搭配和设计可以重现建筑物的性质和作用。一般来讲,室内的色调是由背景色决定的,之后,利用主体色的地位,通过色调的变化来呈现出不一样的感觉。 室内环境设计的过程中色彩的效果还和功能分区有着密切的联系。不同的空间的色彩效果,会直接影响到使用者在空间中的心情。因而,为了更好地呈现出设计效果,设计人员首先要做的就是了解室内的功能,进而通过色彩的搭配呈现出不一样的效果。 四、结语 自古以来,人们就赋予不同的颜色以不同的特点。比如,绿色代表生机,红色代表热情,紫色代表高贵等。色彩的搭配水平的提高不仅体现了我国室内设计行业的发展,也表明了目前我国在室内设计过程中对人的情感的尊重。随着色彩的效果越来越明显,为了更好地利用色彩的效果提升室内环境的设计质量,设计人员就要不断加强对色彩的理解,不断完善自身的设计水平,进而为人们营造一个更为舒适的生活工作环境。 作者简介: 张国忠,水族,贵州平塘县人,贵州省黔南民族职业技术学院,本科学历,助教,艺术设计专业,研究方向:室内设计方向。 浅谈室内环境设计的色彩效用:浅谈室内环境设计中的色彩作用 摘 要:色彩的运用是室内环境设计的重要元素,充分发挥其功能特性,有利于创造出和谐、舒适的情境,满足大众对环境的心理和生理的需求。研究色彩在室内环境艺术设计中的作用和效果,为室内环境设计的色彩运用提供参考和依据。 关键词:室内环境;色彩;冷暖色调 我们生活在一个丰富多彩的大千世界里,色彩是万物的基本属性与外在表现,来自于我们的生活,同时也服务于我们的生活。在我们认识世界的过程中,色彩不仅是描绘客观事物的途径与手段,它更是通过调动对方对色彩情感的体验进行内心世界表现的重要工具。色彩的存在,使每一个家庭,每一个生活场所无不透露着生命的气息,充满着美妙的生活情调和欢乐的居住气氛。 一、色彩是室内环境的重要元素 色彩是一种视觉语言形态,具有三个基本表现要素,即色相、明度和纯度,可分为无色彩系列白、灰、黑与有色彩系列红、橙、黄、绿等两大类别,并且具有冷暖之感,所以有冷色调和暖色调之分。 有资料表明,人进入室内后,在最初的几秒钟内,对室内75%的印象均来自于色彩,而后才能对形状、质感有所感知。而且在现代环境设计中不再局限于简单地对室内空间做划分和材料运用,而是更为重视与环境、与生态、与人文等方面的关系。而色彩的本质特征刚好能弥补室内对生态方面视觉需求的不足,从而可以更好的链接环境-生态-人文之间联系。因此,当色彩逐步走进人们的精神世界,作为一种美的享受被人们列入装饰艺术的一部分时,它也自然融入到室内设计中了。 二、有利于塑造环境氛围,满足情感需求 现代室内的色彩往往是通过对人物场景空间的色彩布局和构成、视觉气氛的渲染、画面构图的经营、色彩运动的变化,使对象从强烈的视觉中感受某种情调。心理学家对此曾做过许多实验,他们发现,在红色环境中,人的脉搏会加快,血压有所升高,情绪兴奋冲动。而处在蓝色环境中,脉搏会减缓,情绪也较沉静。同时颜色还能影响脑电波,面对红色脑电波反应是警觉,面对蓝色则是放松。所以快餐店多选用红黄色系进行装饰,这种色系创造出活泼、动感的氛围,容易使人们的精神处于兴奋状态,以便快速用餐,达到快餐店运营的目的;而西餐厅、咖啡厅则多采用明度低的棕绿色调,创造出深沉、有品位的氛围,容易让人们处于沉稳、安静、放松的状态,达到享受和喜爱该环境的目的。 三、有助于室内空间的规划与处理 在室内设计中,功能问题总是被最先考虑的问题。以色彩来划分室内不同的功能区域既省时省力、经济快捷又效果明显。不同的空间有着不同的使用功能,色彩的选用也要随之功能的差异而做相应变化,并要充分考虑人的行为生活习惯。一般来说在学习、办公的空间环境中,常常选用明度、纯度低的色彩,单调、安静的感觉更适合大家长时间的在环境里活动;在餐饮区域则宜选用明度高的暖色调色彩,若选用黑色或纯度太低的颜色则使人感到沉重、压抑和不洁净的感觉;在卧室选用纯度低、明度中等的淡雅色彩或是暖色调色彩,符合隐蔽、亲和力强的需求,其色调的平稳、安静利于休息;而在娱乐空间中,鲜艳明亮、对比强烈的色彩则能刺激大家的心理和生理,使之更加欢乐,空间功能也突出。 另外色彩可以调整空间,通过色彩的冷暖特点使观者在视觉上产生一种错觉,从而改变空间大小和高度给人的感觉,同时改变空间的整体氛围。如空间过于高大时,可选用深沉的暖色调,增加亲切感;当空间过于局促时,可选用明亮的冷色调,使界面后退,减弱局促感。 在室内空间中,色彩的运用灵活多变,但色彩的用量是受室内空间限制的,色彩不宜过多,否则就显得杂乱。室内空间越大,我们便可以运用多种色彩进行装饰,以达到使其不至于太过空洞和单调,有画龙点睛的效果;而在相对较小的室内空间中则需要精简色彩数量,否则大量的色彩会给人一种拥挤、烦躁的感觉,使室内的空间在视觉效果上显得更加狭小。 四、结语 在生活中,人们追求完美的色彩感受和色彩效果。色彩使环境具更加鲜活的生命张力,更能提升整个环境的视觉效果,让室内锦上添花。相比一间单色的房间,我们更乐意去欣赏一副色彩绚丽的画面,它让我们的视觉更加丰富,对环境情感的波动也更为强烈。好的色彩设计,不仅能提高工作效率和生活质量,美化环境,还有利于身心的健康。但同时要注意,除了考虑室内不同空间的功能特点外,还要考虑材料本身的颜色及家具与其它物体的色彩搭配;既要有统一感又要拉开层次,使色彩丰富而不混乱,以适应不同空间的功能需要和不同使用者的审美需求。在未来的时代中,色彩还将继续发挥它的魅力,为室内环境艺术增添美观性,在不断的探索中升华色彩对室内环境的表现效果。 浅谈室内环境设计的色彩效用:探讨室内环境设计中的色彩设计 色彩是室内环境设计中最灵动、活泼的元素,不同色彩的结合会创造出不同个性、层次与情调的室内空间环境。本文从室内环境和色彩的基本概念出发,研究色彩对人的精神和心理的感觉,发挥色彩对人精神的调节作用从而创造一个室内环境和谐、温馨、人性化的氛围。 室内环境概述 1. 室内环境设计的概念 室内环境在满足人们的居住、舒适、安全的情况下再要求一种艺术审美感受的精神功能,让室内环境在拥有使用功能的前提下满足人类的其他的功能,其中地域环境、文化背景等是其中的重要要素,室内环境设计主要的是满足人们的物质和精神功能的设计,是人性化的设计的主要运用。 2.室内环境设计的特征 室内环境设计具有目的性和功能性,室内环境设计具有语言性。设计语言的具体内容就是利用各种点、线、面设计元素,通过一定的原则。将造型、质材、色彩、陈设、家具等表达在各个室内空间的虚实界面中。设计的语言性就是把室内空间的造型和结构相结合,把室内空间的线条语言、色彩语言、造型语言综合的设计,使室内空间有更多的层次感。 室内环境设计具有技术性和人性化的特点。人性化主要是考虑人们的感受、需要、情感、人性的差异。能通过对室内空间的设计,使人们能有轻松、舒适、安全的心理感受,使人们有更加健康和快乐的心理状态。 色彩设计的概念 1.色彩的物理性质 (1)光与色 光的物理性质由它的波长和能量来决定。波长决定了光的颜色,能量决定了光的强度。光映像到我们的眼睛时,波长不同决定了光的色相不同。波长相同能量不同决定了色彩明暗的不同。在可见光中红光波长最长,紫光最短,黄光适中,实际上是不同波长的光刺激人的眼睛的视觉反映。 色彩只有通过视觉才能被被人识别,而视觉的产生则是靠光线,物体通过光线反射到人们的视线中,眼睛之所以能看见色彩,是因为有光线的作用才得以看清四周的景物。因此,色彩是由光线产生的。所以说:光是色的源泉,色是光的表现。 (2)物体色 物体色是通过光产生的的色彩,透明的物体是通过光的色彩产生物体色,不透明的物体则是由光的照射颜色被物体吸收部分和物体本身的颜色的结合。物体色表面饱和度是物体本身吸收光线的强度与光线的反射力度,还有物体的表面材质有关。 2.色彩的分类 (1)无彩色系。没有明确的色彩相貌,即不能体现色彩效果的色彩,我们称为无彩色。(2)有彩色系。有不同相貌的色彩,我们称为有彩色,如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。(3)金属色系。工业品材料所特有的色彩,具体呈现为有着金属光感的色彩。(4)极色。极色就是极度对立的颜色。橙色定为暖极,为最暖色;蓝色定为冷极,为最冷色;黑、白两色也是极端对立的颜色。 色彩与视觉心理 1.色彩的平衡感 在一个室内空间中,如果色彩越接近、越统一,感觉越调和,越能被视觉所接受,但是这里也存在一个度的问题。明度太高,纯度太低,及时他们的色相明确,人的眼睛也是很难辨认或使眼睛疲劳。不能使人们在室内空间中有一个舒适、放松的心情。所以室内环境色彩设计必须考虑到人的视觉平衡感。 2.色彩的嗅觉与味觉 色彩的嗅觉。在人们的心理上,生活中的物体由色到嗅、由嗅到色是两种同时发出的感觉。色彩的味觉。在人们的日常生活经验中色彩与味觉产生一定的联系。 3.色彩的触觉 触觉是人摸上去所感觉到的质地感,在色彩中也会让人产生那中颜色带给我们的触摸感。在长期的实践中,人们会常把一种色彩与一定质感联系起来,从而积累了从色彩中能感觉出质感;色彩的软与硬,色的柔软与坚硬和色的纯度、明度有关。色彩的冷暖,红、橙、黄等色为暖色,白是冷色,其实冷暖只是相对来说的,没有绝对冷暖的色,只有相对冷暖。 色彩在室内环境设计中的应用 1.客厅的色彩 客厅作为家庭最主要的活动中心,起居室的墙面、地面、顶棚以及家具构成了色彩设计的主要对象,也是客厅空间的主体色彩,客厅因在整个的室内环境中占得空间比例较大,因此,它的整体的色彩设计影响着整个室内空间的色调。客厅的大小决定着色彩的倾向与色调,小空间的客厅以淡雅色为宜,常选用高明度的色,达到视觉上开拓空间的效果;大空间的客厅可选择中度的色调,也可选择低明度得色调,主要是用色彩的调节作用来选择色彩的色调。环境色彩可选用明快、热烈的色彩搭配,可用家具等一些陪衬物品的纯度较高的对比色调节整个的环境色彩的色彩效果,取得对比而又协调的色彩总体效果。 2.卧室的色彩 首先,由于人们的喜好、年龄、职业及文化背景的不同,所以对卧室的色彩风格要求必然也不同,年轻的人追求时尚,艺术家追求浪漫,年长的喜欢稳重,儿童则喜欢活泼热情,所以卧室要根据使用者的个性进行色彩搭配。其次,现在社会发展速度的加快人们的压力则逐渐的增大,卧室则成了人们舒缓压力的主要空间。一般卧室以柔和、安静、偏暖的色调,也可以是中低度的灰色调,色彩以安逸最佳,强调人工光源与色彩的高度结合,烘托整个空间的温暖的色彩氛围。 3.餐厅和厨房的色彩 餐厅和厨房的一般是中小型空间,色彩宜选用浅亮和明快的色彩,扩大空间的面积,家具色彩也可以选用活泼的色彩,也可运用对比色彩。餐厅的功能是进餐,其色彩设计的功能要提高人们的进食欲望,并具有安全、洁净的象征性,所以餐厅的色彩适宜考虑黄色、橙色系列的色彩。暖色的色调能促进食欲,并且能创造一个温馨温暖的就餐环境。但餐厅也可根据个人喜好选择色彩,餐厅是家人就餐联络感情的地方和招待客人的场所,所以应选择合适的色彩来营造一个良好的就餐环境和氛围。 (作者单位:齐鲁工业大学艺术学院)
目的,通过对书信文化和艺术设计的分析,从而探寻两者之间的相互关系和共同点,思考文化转化设计的必要性和可能性。方法,分析家书文化的内涵,提出文化应用于设计的必要性,总结二者的相互关系,为设计提供可能性。结论,文化为里,艺术设计为表。艺术设计是一种文化现象,凝聚着创作者的情感,是对现实世界的情感把握,也是创作者情感的反映。 一、名词概念 (一)书信 书信一词,最早称为“书”,也称“尺牍”,见于司马迁《史记•仓公传赞》,在《说文解字》里:“牍,书版也。从片。”秦汉时期的简牍长约当时的一尺,故称“尺牍”。1现今,《现代汉语词典》里的释义是“按照习惯的格式把要说的话写下来给指定的对象看的东西”,这个解释是狭义上的,只要是写给特定的人的文字甚至字符,都可以被认定是广义上的书信。本文指的家书的概念同样是广义上的,包括狭义的家庭成员之间的书信,也包括情侣间、师生间、朋友间来往的私人信件。1975年,在湖北云梦睡虎地4号秦墓中,出土了两封木牍家书,是迄今为止我国发现的最早的书信实物。2古往今来,书信的表现形式也是多种多样的。据写信不同时期、内容、形式、媒介,书信的称谓也有不同。除此之外,书写上也有很多规矩,比如抬头结尾、尊称谦称、提行偏位、启廪致敬、落款署名等。 (二)书信文化 文化在《辞海》中的界定是:“人类历史发展过程中所创造的全部物质财富和精神财富,也特指意识形态。”E.B泰勒在书中指出“就广泛的民族学意义来讲,是一复合整体,包括知识、信仰、艺术、道德、法律、习俗以及一个社会成员所习得的其他一切能力和习惯。”3这两种定义都将文化解释为社会发展过程中人类创造物的总称。书信文化,内涵丰富:物质层面上,包括书信实物、书写媒介,字体、无实物的书信内容、封装的物品和方式、邮政系统、相关书籍等等;精神层面上,包括书信规范和礼仪,对收信人情真意切的情感,反映的价值观和时代背景,书信发展过程中的故事和典故,还有书信产生的教育和认知功能等等。2因此,当提及书信文化与艺术设计的关系问题时,更多的是指二者之间的精神层面的关系问题。 二、文化应用于艺术设计的必要性 (一)社会现状 当今社会经济发展迅猛,商业文化环境下,人们对物质的过分追求使得设计让位经济利益,求新求异,缺乏文化色彩。设计浮于表面,没有文化深度,经不起时间的冲刷,难以给人深层感受。 (二)不同视角下文化植入的必要性 站在企业的角度,企业如果谋求长足的发展,究其根本在于产品本身,而企业间的竞争实质上是产品文化性的竞争,靠文化俘获消费者,从而形成品牌的忠诚度。对于艺术设计作品本身,需要兼具两方面的属性,一种是外在的审美属性,靠造型语言等实现,满足基本的审美需求;另一种则是内在的精神层面属性,可以借助文化植入实现,赋予艺术设计作品内容,打动观者,引起共鸣。设计需要创建有价值的概念文本,这是设计话语权的核心和本质。确立属于这个时代的文化立场,需要理解现下的时代文化是什么?4从消费来讲,当今的人们消费的是文化而不单单是产品,是一种能够满座人们精神需求、审美情趣和价值观念的文化。对于设计师而言,有文化情怀很重要,方能设计出有文化气蕴的作品,所以,如何使自己的设计具有文化内涵是当代设计师亟待思考的问题,另外,对于文化本身来说,由于缺乏主观的保护,传统文化正在一点点的从历史的车轮中流失殆尽,被人们慢慢遗忘,最终丢失掉一个民族引以为傲的根本。今天的人们,生活节奏加快,被即时通讯软件占据了生活的大部分时间,很少会提笔书写,即使提笔,也忘却了礼仪传统和笔墨间流淌的风骨、态度、价值观念,写来苍白无力,总觉得缺了点什么。所以,如何摆正传统文化位置,将文化合理地植入设计之中,使设计带有鲜明特色,却又不会变成“土特产”,成为现代设计师亟待思考的问题。 三、书信文化和艺术设计的关系 (一)互为表里、相辅相成 文化与艺术设计相辅相成。首先,文化是艺术设计的土壤,没有文化核心的艺术作品难以给人留下深刻的感受。而艺术设计则是枝叶,需要不断地从文化中汲取营养,且二者互为表里,艺术设计也同时是文化的反映物;同样。好的设计可以使人感受到文化的沉淀。 (二)同为情感、价值观念等的外化 书信文化是传统文化重要的组成。家书作为书信文化的核心组成,内容上具有私密性,相对真实地反映写信人的状态,有着更高的史料价值、文化价值和礼仪价值。家书的字里行间中可以体现中华民族文化的精髓,包括核心价值观念,传统礼仪,民族风骨、态度、情绪、情感等等。拿抗战时期的家书来说,笔者包括国共双方的将领、战士,海外华侨,平民百姓,从不同的视角描述了战争的细节,字里行间中流露出更多的是在面对外敌侵略、战火纷飞的情况下,全国人民的家国情怀和民族团结意识,感人至深,令读者为之动容;此外,还有两岸家书中所表现的思乡情怀和认祖归宗的文化传统。1949年后,内战原因国民党军队去往台湾,两岸隔绝几十年,许多人便与大陆亲人相隔两地,思乡念祖之情不言而喻。近40年后才得以回乡探亲,物是人非,令人心生感慨;在一些民国时期的家书中,如胡适、鲁迅等,表现出了民国文人的形象,他们有学识、有理想、有报负、有风骨,对现代人具有启示作用;在一些家书中还提到了为官做人之道,曾国藩在家书中主张微观廉洁自守,陶渊明在教育儿子的信中也提到为官者,将“廉”字放在首位,西晋文学家羊祜在给儿子的信中指出恭敬、忠信的重要性。5这些为官做人之道,也是书信文化中留给现代的宝贵财富。以上种种,都是书信文化的精神层面的重要内涵,代表了民族精神的核心,值得保留、继承和发扬,在引起观者共鸣的同时对现代社会具有现实的进步意义。站在艺术设计的角度,艺术的根本是感情的产物,艺术设计作品是创作者精神世界的反映,当人们站在艺术作品前,不单单是在欣赏艺术品本身,也是在跟创作者对话,进而产生共鸣。感知的过程也是价值观传递的过程,传递价值、情绪、情感、态度、个性等等。 (三)书信文化应用于艺术设计的意义 艺术设计的创作者的表达也不是凭空的,需要文化提供灵感,因此感受不同的文化带来的视觉、听觉、心灵冲击,从文化中选取能够引起共鸣的或者具有正向引导作用的价值点,进行设计创造,并将此传递给观者、影响观者,从而改变他们的生活方式和价值观念,或者增添他们生活中的仪式感、情感意识等等。让观者在艺术设计作品前能感受到文化熏陶,产生文化联想,进行文化思考,这是设计所要达到的理想状态。这便是文化应用到艺术设计的意义所在。因此,书信文化是源泉,通过艺术设计将书信文化中的价值传递给观者,使得文化以一种更通俗和大众的方式得以保留和发扬。去感染更多的人的内心和生活。 四、总结 现代都市人面临快节奏、碎片化的生活,通过读书来感受传统文化似乎变得“奢侈”,所以从设计中诉说传统文化变得更容易被接纳。书信文化应用于艺术设计最重要的意义是改变,塑造当代人的精神面貌,从而影响一代人,有助于文化自信的生成,将书信文化应用于艺术设计具有深远的现实意义。所以书信文化和艺术设计的共同点是,二者都是包含情绪、情感和价值观念等等,区别在于表现语言的不同,前者是文字语言,而后者是造型语言、色彩语言等的集合,因此二者是可以相互转化的,书信文化可以赋予艺术设计更多的内涵,而艺术设计也丰富了书信文化的表现形式。进入艺术设计的具体过程,那么对书信文化更详尽的分类分析则会更为详尽,设计的表现也会因不同类型的书信文化更为多样。
文化遗产与环境艺术设计诌议:非物质文化遗产与现代环境艺术设计研究 摘要:“环境艺术设计”一词的叫法源自日本,随着社会的发展,人与自然与社会的和谐发展成为时展主题。环境艺术设计是比建筑更广泛,比城市规划更有内涵,比工程更有人性的一门艺术。在我国,环境艺术设计更加偏向于室内外设计、建筑装饰、景观园林、城市规划等,可以说这是狭义上的环境艺术设计。环境艺术设计要有自己的特点,也就是民族本土文化特点的彰显,才能走向世界。我国是世界上非物质文化遗产最多的国家,几千年的传统文化留下了丰富的艺术宝库。本文从非物质文化遗产的角度出发,探讨在现代环境艺术设计中,如何充分利用我国的非物质文化遗产,实现环境艺术设计的创新。 关键词:非物质文化遗产;环境艺术设计;继承;传扬 联合国教科文组织《保护非物质文化遗产公约》定义:“非物质文化遗产指被各群体、团体、有时为个人所视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识体系和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。”非物质文化遗产的最大特点就是与人们的生活生产方式息息相关,是通过家庭、师徒、学堂等形式传承下来的。截至2011年11月底,中国入选联合国教科文组织非物质文化遗产名录项目总数已达36项,如:昆曲、中国古琴艺术、广东粤剧、皮影戏、京剧、中医针灸、中国书法、中国剪纸等。 1现代环境艺术设计概述 现代环境艺术是伴随着环境而产生的一门与人类生存紧密相关的艺术形式,作品强调与环境的依存、融合关系,强调作者艺术观念的表达,使作品与环境紧密的融合起来。 现代环境艺术设计是一门新兴的学科,是一门伴随着社会发展而兴起的学科,目前,社会上对环境艺术设计人才的需求量特别大,高校也一直在致力于培养适应社会发展的环境艺术设计人才。而中国的现代环境艺术设计要创新就必须与中国的传统文化结合起来,形成具有自身的民族特色,才能逐渐走向世界。 2非物质文化遗产对现代环境艺术设计的启示 2.1审美意象的组合 中国传统的非物质文化遗产大多都有各种审美意象的组合,就拿传统的书画作品来说,中国传扬几千年的水墨画在当今可谓是艺术的瑰宝。在表现形式上,虚与实的结合是最为突出的,中国书画讲究笔不到而意到,给观众大量的留白去思考和想象,虚虚实实、实实虚虚,虚实相生的意境美是中国书画最为明显的特征。从更广泛的角度来说,画家创作出来的作品是实,给观众想象的空间是画家通过作品展现出来的虚。中国人讲究意境美,讲究含蓄美,讲究“多一分嫌多,少一分嫌少”恰到好处的美感。中国非物质文化遗产中有着丰富的艺术资源供现代环境艺术设计去撷取,任何一点的形式都可以经过现代化改造而独具魅力,将审美意象组合起来表现在现代环境艺术设计中,让人们处于和谐美好的环境中,给人们生活带去无限的想象空间。 2.2抽象美 现代环境艺术设计中任何的细节都会影响到整体,就拿室内设计来说,从空间布局到室内装饰品的选择,任何细微之处都可以让人感受到不一样的美感。那么在现代环境艺术设计中如何给予观众广大的想象空间呢?中国非物质文化遗产还有抽象美之说,如:中国的戏曲就是抽象美的典范,从舞台的这边到那边就是两个天地,只是一个手势就可以让人联想到现实广阔的场景,观众从抽象的表达中感知无限的想象空间。现代环境艺术设计上如何展现抽象美呢,如:通过景与景之间、空间与自然之间的相互穿插、因借来展现出无穷无尽的感觉,就像苏州园林一样借助景与景、景与空间之间的各种形式来展现出人与自然的和谐,展现人类的巧夺天工,给人无限的想象空间。 3现代环境艺术设计对非物质文化遗产的继承和传扬 中国有一句老话叫“天人合一”,它强调了人类的发展要顺应自然,要实现人与天、地之间的和谐统一,这一思想正符合现代环境艺术设计的理念。现代环境艺术设计要实现创新,在审美上可以追求中国非物质文化遗产的“自然天成”之美、“闲适恬淡”之美、“简单大方”之美、“虚实相生”之美,通过抽象的艺术语言展现别具一格的现代环境艺术设计。 3.1对非物质文化遗产的继承 现代环境艺术设计对非物质文化遗产的继承可以从两个层面来说:一个是物质性继承,一个是精神性继承。首先,物质性继承是指现代环境艺术设计对中国传统非物质文化遗产表面形式的继承,比如说,中国很多的仿古建筑就可以说是一种物质性继承,在现代建筑中加上一些传统的表现,如在屋顶的设计上,在室内装饰上糅合进一些传统的文化元素进去,让人感受到中国的古典美。但是,在现代环境艺术设计上,单纯的物质性继承是无法实现发展和创新的,要有更深层次的精神性继承。 其次,精神性继承是通过对非物质文化遗产中展现出来的审美意象、文化底蕴、风俗习惯等的深层次探讨,并在现代环境艺术设计中将审美习惯、文化底蕴表现出来,达到古人追求的“天人合一”的境界。比如说,在室内设计中,以人性化为基本设计理念,实现室内设计的适度而含蓄,从空间布局到装饰品的选择上给人营造出平静淡雅的舒适空间。在一些材料上将中国古典元素杂糅进去,形成中国古典的抽象美和似是而非的无限美感。 3.2对非物质文化遗产的传扬 非物质文化遗产中有着丰富的文化底蕴,不仅是物质形态的表现,更为深层次的是精神文化的展现。在现代环境艺术设计中,不能照搬传统文化,要将传统文化与现代文化、西方文化结合起来实现创新,才能逐渐形成具有中国特色的现代环境艺术设计,对中国非物质文化遗产中展现出来的文化运用现代思维进行一定的改造,实现对非物质文化遗产的传扬。现代环境艺术设计是一个非常广泛且有着深刻文化内涵的艺术,既要考虑到空间组合,又要考虑到当地的风俗习惯,还要考虑到审美的融合,非物质文化遗产为现代环境艺术设计提供了深刻的文化内涵,提供了时代性元素,提供了人性化的理念等,这些都将不断促进中国现代环境艺术设计的创新。 文化遗产与环境艺术设计诌议:非物质文化遗产与现代环境艺术设计 一、传统书画作为中国非物质文化遗产的特点 中国传统艺术包括书画、戏曲等是中国非物质文化遗产中的重要组成部分。我们欣赏中国画会常常看到这样的画面:不见房屋,只露出一面酒旗;停着的小船,无船夫,也无过客;小径虽幽,却没有行人,蜿蜒曲折,似景中,又似在画中……中国的艺术形式普遍倾向于以神写形,形不似而神韵在,这和西方艺术中以形写神是大异其趣的,从而凸显出中国非物质文化遗产中一个独特的特点――对意境的表现。意境是中国古典美学的一个重要范畴,它在中国的美学理论中占有非常重要的地位。意境说的形成和发展经历了漫长的过程,思想渊源可以一直追溯至老庄哲学。魏晋南北朝时期,出现了意象说;到了唐代,从王昌龄,刘禹锡到司空图,随着“境”的概念的提出,意境说也逐渐浮出水面;宋到明清,意境说的提法更加成熟,在诗歌美学、书画美学领域都占据十分突出的地位。可以说,意境这一美学概念贯穿唐以后的中国非物质文化遗产发展的整个历史,渗透到几乎所有的艺术领域,成为中国美学中最具民族特色的艺术理论概念。很多评论家以它作为衡量艺术作品的标准。马致远的小令《天净沙?秋思》――“枯藤老树昏鸦、小桥流水人家、古道西风瘦马、夕阳西下、断肠人在天涯”。情景交融,形神兼备,全词是几组审美意象的组合,有深秋村野的萧索镜头,有天涯旅人的断肠心态,它们的组合,既强化了见诸文字的各组意象的比兴作用,也生成了文字之外留给人们用想象来补充的一片“虚白”,衍生出极度孤寂、冷漠的“象外之象”、“景外之景”,蕴含着离乡游子羁旅中极度悲苦、凄凉的弦外之音。 审美意象的这种组合,类似于电影镜头中“蒙太奇”组接。前苏联电影大师爱森斯坦说:“两个蒙太奇镜头的队列,不是二数之和”,对列所产生的是“一种新的表象,新的概念,新的形象”,这种“蒙太奇”组接通过意象与意象的整合、剪辑,产生连贯、呼应、悬念、对比、暗示、联想等作用,经由“以实生虚”在组合体中产生大量“虚白”,强化原有意象的比兴效应,派生出本身所没有的、远大于它们相加之和的东西。在对于“虚白”的应用上,齐白石确实做到了加一分则多,减一分则少。它的画常常逸笔草草,言简意赅,以一当十。他画虾,常常匠心独运地处理画面中的虚实关系,对照关系,留下大量空白,由观者自己意会这水与虾,虚与实的关系。因而他的虾给人一种更为生动、鲜活的感觉。再比如他的《蛙声十里出清泉》,并没有直观刻画对象,而是选择了一群游畅、嬉戏的蝌蚪,为观者留下了大片的想象虚空,反而更加强化了艺术的感染力与天真烂漫的童趣。清人郑绩在论画时曾概括说:“生变之诀,虚虚实实,实实虚虚,八字尽矣”。虚实相生,确实是意境产生的关键所在。关于意境中的“实”与“虚”的相互关系,宗白华有一段话,他说:“艺术家创造的形象是‘实’,引起我们想象的是‘虚’,由形象产生的意象境界,就是虚实的结合。”由此展开,非物质文化遗产中的景物客体都具有一种“象外之虚”的“意义空白”和“不确定性”,这个“意义空白”和“不确定性”就是广阔的想象空间,它对艺术鉴赏的再创造想象具有诱发力,这一点,从更为抽象的书法艺术中有更为明显的表现。当我们欣赏一幅书法作品的时候,如果我们避开文字内容的羁绊,首先打动我们的是在线条的流动中所蕴含的一种线条的美,即线条在构图中的虚实奇正,长短纵横所产生的抽象美。书法艺术是一种抽象符号艺术,它依靠单纯的线条的架构演绎出千变万化的视觉艺术形象,以唐朝的怀素与张旭为例,他们的书法,以狂草的形式出现,而这种形式也给予了他们在法度内的最大发挥空间。计白当黑,虚实相生,淋漓尽致地表现了书法的抽象美。 谈到抽象美,中国非物质文化遗产中的戏曲可以说是抽象美的典范,它把对空间、时间、人物、行为的刻画抽象为一个符号、一种极致。一将、四兵就代表了千军万马,骑马只用马鞭挥挥,划船就只有划桨的动作,从舞台的一边到另一边,可以代表两个不同的时空……它不重描摹,而重造意的发挥,使观众通过抽象的语言,体会到表演者传达的信息和塑造的表演意境。而正因为它的抽象,因而为观者留下了广泛的想象空间,由观众和表演者共同完成了对舞台、故事的塑造,也因而更加地引人入胜。就像中国传统的盆景艺术,“一卷代山、一勺代水”以极为有限的视觉元素来诱发观者极为广大的想象空间。“善悟者观庭中一树便可想见千林,对盆中一拳亦即度知五岳”。意境客体的“以少总多”为观者提供了艺术再创造的广阔天地。刘熙载在《艺概》中说:“意不可尽,以不尽尽之”。邵梅臣在《画耕偶录》中说:“一望即了,画法所忌,山水家秘宝,止此‘不了’两字”。传统园林追求富有天趣的诗情画意,借鉴了画论中的“不尽尽之”、“不了了之”的手法,在叠山理水和建筑空间处理上,采用了许多巧妙的“以不结束来结束”的做法。景与景之间,空间与自然之间相互穿插、因借,似乎总有无穷无尽的感觉。计成在《园治》一书中,概述造园的一系列法则,如“虽由人作、宛自天开”,“巧于因借、精在体宜、处处邻虚、方方侧景”等都贯穿着园林开发中对自然与人工和谐融洽的环境美的高度关注,体现出对“天、地、人三材,参赞天地之化育”天人合一的高度哲学观。 二、中国非物质文化遗产对现代环境艺术设计的启示 艺术创作不是孤立的,它必然受到价值观、哲学观、自然观、审美观等深层意识形态的制约。中国非物质文化遗产中所渗透的道家思想是显而易见的。《老子? 第二十五章》说:“故道大、天大、地大、人大、域中有四大,而人居其一焉。人法地、地法天、天法道、道法自然”。这被西方许多现代艺术设计师认为是最大的人本思想和最符合可持续发展的思想,而“道法自然”也可以说是中国非物质文化遗产中的理论核心和根本依据。它强调了被古人视为最高法则和最高生活美学的境界。“天人合一”即天、地、人三者之间,要有一种非常和谐的关系,它肯定了人与自然的统一性,强调顺应自然。在审美上追求“大巧若拙”的美,“虚静恬淡”的美,“自然天成”没有人为造作痕迹的美。欣赏中国非物质文化遗产之美,不仅仅是体会其视觉上的形式美感,更是体会它通过一种表现性的或抽象性的艺术语言所表达出的总体的合谐一致,因而形式上的逼真程度是次要的,而捕捉和描绘各种事情在形式上的微妙特征和情感上的相互关系,才是能够开启心灵的源泉,抒发由形式带来的愉悦之情和体现人类智慧的途径。 通过以上对中国非物质文化遗产的表现形式及对其所进行的抽象概括,我们似乎可以探求到环境艺术对中国非物质文化遗产继承和发展的一些途径。由于篇幅所限,在此,我们不再对环境艺术进行细分,仍沿用现在国内艺术院校对环境艺术的定义和范畴。 三、现代环境艺术对非物质文化遗产的继承 1、 对非物质文化遗产的物质性继承 所谓物质性继承,指的是对非物质文化遗产如园林、建筑表层形态和形式特征的延续。如对传统建筑形制的研究,对中国传统民居、院落、园林的调研都属于此类。依笔者愚见,在对待物质性继承的路子上,不应停留在对形制的考证上,那是艺术史家或建筑史家需要去解决的问题,而对一个普通的在实践中摸索提高的设计者来说,恐怕是对材料、结构的内在逻辑的探索显得更为重要。虽然,我们在实际工作当中,也会遇到一些需要完全模仿古型的地道的仿古建筑,但必竟只是某些特定地区、特定环境的特殊需要。 2、对非物质文化遗产的精神性继承 所谓精神性继承,指的是对传统文化深层文脉、审美习惯、哲学传统的延续和发展,因而我们前文引用的诸多非物质文化遗产的形式也是作为对非物质文化遗产精神继承的一个参照。比如前文谈到的传统文化对意境的处理,对空间中虚实关系的处理,对事物对象的抽象处理等等方法,直至上升到“天人合一”、“道法自然”的哲学高度,对现代环境艺术设计是非常有启示意义的。首先,在“天人合一”、“道法自然”的原则指导下的环艺设计应该将人本放在最为重要的位置上,无论是对建筑、景观、还是室内,都应以符合人性为基本标准,适度而含蓄,使人们在物化的环境中达到心灵与精神的平和状态。其次,在具体的表现方法上,借助抽象的手法,将非物质文化遗产中的特征通过物质材料表达出来,使物质材料在结合了对非物质文化遗产的提炼与抽象的观念后,成为超越自身的抽象文脉符号。在以往的设计实践中,对传统形式的描摹是比较常见的手法,而非物质文化遗产中那“似是而非”的意义不确定性的深层美感却被忽略了,在这一点上,台湾设计师领先一步。他们往往并不排斥古典装饰元素,在许多作品中,我们都能看到许多精彩的装饰细节,但他们常常又将古典元素经过现代的材料、工艺、以理性的逻辑思维将它们重新打散、抽象、组合、穿插成为独特的传统文化的符号,进而在深层的精神层面表达中国非物质文化遗产中的意境美、抽象美,含而不露,确实达到了“妙在似与不似之间”,因而,我们从中可以学习的也许不是某一种传统元素的处理手法,而是在对待它们的角度上,是一种批判继承的学习态度,这也符合普兰姆敦所说:“批判的地域性是21世纪设计界的理论主流(大意)”。 结语 日本著名建筑师黑川纪章曾指出:“不能只把眼睛看得见的东西作为传统照搬到现代建筑中来,而要注意眼睛看不见的东西。”这也是许多设计者的共识和共同的努力方向。逐步摆脱对物质传统的依赖,把主视点转移到对精神性传统上来,就可以绕开关于中国传统形式与现代设计的诸多矛盾,从而为非物质文化遗产与现代艺术找到新的结合点。只顾传统而不顾时代的发展、文化的开放,就会导致文化艺术的自以为是、萎糜不振、停滞不前,从而不利于自身文化的发展推广。但一味地追求与国际接轨而无视自身文化的精髓,也将会是无根之水、无本之木,终不会常久、稳固。因而充分借助于传统文化艺术中的优点,将之提炼,发展,就可以为中国非物质文化遗产与现代环境艺术设计的结合找到良好的出发点。 文化遗产与环境艺术设计诌议:分析文化遗产与环境艺术设计 1抽象美 现代环境艺术设计中任何的细节都会影响到整体,就拿室内设计来说,从空间布局到室内装饰品的选择,任何细微之处都可以让人感受到不一样的美感。那么在现代环境艺术设计中如何给予观众广大的想象空间呢?中国非物质文化遗产还有抽象美之说,如:中国的戏曲就是抽象美的典范,从舞台的这边到那边就是两个天地,只是一个手势就可以让人联想到现实广阔的场景,观众从抽象的表达中感知无限的想象空间。现代环境艺术设计上如何展现抽象美呢,如:通过景与景之间、空间与自然之间的相互穿插、因借来展现出无穷无尽的感觉,就像苏州园林一样借助景与景、景与空间之间的各种形式来展现出人与自然的和谐,展现人类的巧夺天工,给人无限的想象空间。 2现代环境艺术设计对非物质文化遗产的继承和传扬 中国有一句老话叫“天人合一”,它强调了人类的发展要顺应自然,要实现人与天、地之间的和谐统一,这一思想正符合现代环境艺术设计的理念。现代环境艺术设计要实现创新,在审美上可以追求中国非物质文化遗产的“自然天成”之美、“闲适恬淡”之美、“简单大方”之美、“虚实相生”之美,通过抽象的艺术语言展现别具一格的现代环境艺术设计。 2.1对非物质文化遗产的继承 现代环境艺术设计对非物质文化遗产的继承可以从两个层面来说:一个是物质性继承,一个是精神性继承。首先,物质性继承是指现代环境艺术设计对中国传统非物质文化遗产表面形式的继承,比如说,中国很多的仿古建筑就可以说是一种物质性继承,在现代建筑中加上一些传统的表现,如在屋顶的设计上,在室内装饰上糅合进一些传统的文化元素进去,让人感受到中国的古典美。但是,在现代环境艺术设计上,单纯的物质性继承是无法实现发展和创新的,要有更深层次的精神性继承。其次,精神性继承是通过对非物质文化遗产中展现出来的审美意象、文化底蕴、风俗习惯等的深层次探讨,并在现代环境艺术设计中将审美习惯、文化底蕴表现出来,达到古人追求的“天人合一”的境界。比如说,在室内设计中,以人性化为基本设计理念,实现室内设计的适度而含蓄,从空间布局到装饰品的选择上给人营造出平静淡雅的舒适空间。在一些材料上将中国古典元素杂糅进去,形成中国古典的抽象美和似是而非的无限美感。 2.2对非物质文化遗产的传扬 非物质文化遗产中有着丰富的文化底蕴,不仅是物质形态的表现,更为深层次的是精神文化的展现。在现代环境艺术设计中,不能照搬传统文化,要将传统文化与现代文化、西方文化结合起来实现创新,才能逐渐形成具有中国特色的现代环境艺术设计,对中国非物质文化遗产中展现出来的文化运用现代思维进行一定的改造,实现对非物质文化遗产的传扬。现代环境艺术设计是一个非常广泛且有着深刻文化内涵的艺术,既要考虑到空间组合,又要考虑到当地的风俗习惯,还要考虑到审美的融合,非物质文化遗产为现代环境艺术设计提供了深刻的文化内涵,提供了时代性元素,提供了人性化的理念等,这些都将不断促进中国现代环境艺术设计的创新。 3结束语 将非物质文化遗产中的文化元素充分的运用于现代环境艺术设计中,实现现代环境艺术设计的发展创新,实现具有中国特色的现代环境艺术设计,促进现代环境艺术设计逐渐靠拢“天人合一”,实现人与自然的和谐发展。
一、水墨元素融合平面设计 早在唐朝时期,水墨元素便已出现,至五代时期初步成形,宋元期间进入鼎盛时期,直到近现代仍然不断发展。经过数千年的历史传承,水墨艺术不仅形成了自己的特色,并且具备了浓厚的时代气息。无论其风格还是技法,都充分展现了中国画中的水墨元素。水墨画通常以宣纸为载体,在绘画过程中,主要通过控制水与墨的浓度展现相应的色彩,其艺术魅力十分独特。平面设计进入我国的时间并不长,中国平面设计在一定程度上受到西方设计理念的影响,导致中国平面设计很难与民族元素融合。从20世纪80年代开始,水墨艺术受到设计师的关注,曾经掀起一阵潮流,成为设计领域的宠儿。在社会发展的同时,现代人的审美需求也出现了变化,更倾向于简单、大方与美观。在现代平面设计中引入水墨元素,能够让设计风格更加含蓄、庄重,从而将民族风格和西方现代艺术更有效地结合在一起,不仅能极大地丰富现代平面设计的内涵,也使得设计的形式更加灵活多变。大量水墨元素在现代平面设计中的应用,不仅让人倍觉亲切,同时充分体现出地域色彩。从某种程度上讲,民族个性引领了现代平面设计的发展。民族文化越来越多元化,现代平面设计除了具有审美价值之外,更注重解放个性,从传统文化中汲取灵感,然后进一步创新。从上述内容可知,将传统的水墨元素引入现代平面设计并加以运用,已成为一种必然。 二、水墨元素运用于平面设计 1.笔墨技法在平面设计中的运用 水墨艺术的精髓在于独特的笔墨技法,同时也是水墨艺术区别其他艺术的核心,是现代平面设计借鉴的关键。对水墨艺术而言,笔法尤为重要,画家可以运用不同的笔法表现物象的特征。无论是曲直、粗细还是刚柔,表现手法都不同。水墨艺术最注重的就是在创作过程中根据题材选用不同的笔法。除此之外,水墨艺术还十分注重根据需要表现的效果选择对应的运笔方式。对水墨艺术而言,笔断而意不断是十分重要的。此外,运笔力度对水墨艺术而言也十分重要,如同现代平面设计中的造型。在现代平面设计中,设计师十分注重线条的运用。可以通过线条来展示用笔的技巧和轻重力度,通过设计效果来体现水墨元素中所包含的丰富情感。就作品风格而言,水墨元素在现代平面设计中得到了较为广泛的运用,如淡墨法、泼墨法等。此外,现代平面设计还大量借鉴了水墨笔法,水墨艺术通常比较简洁单纯,在最大程度上削弱了细枝末节的影响,使整个作品看上去浑然一体。同时,笔墨技法的运用也充分体现了艺术的本质特征,在很多方面与传统水墨元素相类似,如物象造型、运笔方式以及用墨技巧等。 2.构图章法在平面设计中的运用 传统水墨创作构图与现代平面设计的布局有异曲同工之妙,即对整个物象的位置进行设计。精妙的构图不仅能带给人极其丰富的情感体验,同时还能带给人不同的心理感受和艺术方面的熏陶。散点透视等技巧在水墨画中得到了充分运用,不仅巧妙打破了画面的局限,使作品看起来更加生动,构图章法亦极大地提升了画面的意境,使得平面空间更加开阔,可以从聚散程度、虚实相称以及疏密布置等多个方面使视觉效果更加鲜明。此外,黑与白的运用对传统水墨艺术也极其重要,即采用留白的方式体现作品丰富的意蕴,进而形成独特的视觉感受。留白在现代平面设计中也十分常见,主要通过借鉴水墨的构图章法,进一步拓展了艺术想象空间,进而赋予平面设计作品独特的意韵。 3.独特的意境美感在平面设计中的运用 在艺术创作的过程中,水墨元素并不注重对色彩的追求,只通过黑白两色尽情抒发创作者内心的情感。黑白两色的运用使艺术作品突破了现实的束缚,从而体现出对自由的热烈向往。通过单纯的黑白两色能够让人们充分品味水墨元素的空灵,而水墨艺术独特的墨韵也正源于此。水墨艺术最主要的特征是简约与含蓄,只需简单数笔便能充分体现出物象的气韵,充分符合现代平面设计的艺术审美需求。通过设计作品能够让人感受到艺术带给人的心理体验。 综上所述,平面设计在运用水墨元素时,必须注重作品的意境和美感,不仅需要摒弃固有设计理念所带来的制约,同时需要将心灵置于高远的境界,充分体会艺术之美。设计师在进行设计时,要注意保留足够的空间,让观者自己细细品味和想象。
一、现代平面艺术设计中的视觉语言 现代平面艺术设计呈现出商业性和艺术性融合的趋势。优秀的平面设计作品具有独特的艺术价值,设计师要展现这种价值,就需要在视觉语言上下工夫。在现代平面艺术中,视觉语言主要表现在三个方面。 1.文字符号 平面设计中,符号学深刻地影响着设计作品的表现形式。现代平面艺术设计中的文字符号,如果对应符号学中的符号分类,应为指示符号,即涉及的对象之间存在时空或因果关系。当然,仅从文字本身来说,文字是人类传达讯息的工具,突破了语言的时空限制,是人类智慧的结晶,在现代平面艺术设计中是视觉传达最直观的方法。如,田中一光设计的《大阪水族馆》表意功能非常强烈,该作品用简单的线条、点等构成一幅水中鱼儿的图画,并在作品右上角用文字点明该设计的主旨。无论任何视觉媒体,文字都是其重要的构成要素,文字的编排质量将直接影响作品的视觉传达效果。因而,文字是提高作品诉求力、赋予其审美价值的重要视觉语言。假如文字编排不好,作品的效果就会大打折扣。 2.色彩符号 从符号学的角度来说,色彩符号对应象征符号,意指涉及的对象之间无必然或内在联系,它一般是一种约定俗成。新生儿眼中的世界是黑白的,没有色彩,随着生理结构的完善,其世界有了色彩,并在持续成长中对色彩赋予特定的意义。在现代平面设计中,设计师会针对特定主题运用相应的色彩传达主题。如:科技类产品的平面广告设计多用冷色调以增强科技感;食品类产品多用暖色调容易引起食欲。 3.图形符号 图形符号对应的是符号学中的图像符号,这在平面设计中是与文字同等地位的构成要素,它是传达作品设计意图最直观的视觉语言。图形是视觉艺术中非常重要的视觉信息交互方式。在设计中就是将图形语言化,赋予其语言特征和功能,受众在看图时正好反过来,用视觉方式和语言手段解析图形中的信息,从而完成视觉传达。事实上,视觉艺术中审美的核心不在于视,而是在于“味”,即作品中图形所表现的意味。如,田中一光的《日本舞蹈》海报,他用简单的几何图形的组合构成了一位日本艺伎的形象,意味浓厚。虽然该作品为商业服务,但是其艺术价值非常高。又如,世界自然基金会的一则平面广告,它有两张图:一张蓝色的水面上凸显出鲨鱼鳍,另一张则只有蓝色的水面,构图十分简单,但意蕴深刻。特别是结合广告词“恐惧和更加恐惧”,更能凸显主题,引人深思。由此可见,现代平面艺术设计的视觉语言是符号化的,文字、色彩、图形这些符号紧密结合,才能构成优秀的作品。 二、现代平面艺术设计中对视觉语言的思考 优秀的平面设计必定是创意、商业性、艺术性和视觉表现力集于一身的作品。艺术带有强烈的暗示性、联想性和隐含性作品,如,凡·高的名画《星月夜》就是典型的艺术,体现着作者的艺术追求。但是现代平面艺术设计则不一样,虽然冠有“艺术”一词,但艺术是排在商业之后的。因为设计强调的是应用,要求明确、精确、清晰。纯粹的艺术作品给人精神的享受,它没有特定的要求,每个人在观赏绘画作品时所能收获的东西是不一样的。而平面设计是一种实用艺术,需要为商业服务,所以现代平面艺术设计属于艺术的范畴,但不是纯粹的艺术。它可以用艺术的手段来优化,使作品成为经典,但不能过于突出。视觉语言是平面设计的重要组成部分,设计师合理运用视觉语言,可以创作出经典的作品。从现代平面艺术设计的视觉语言来看,它受到后现代意识的影响非常大,直接打破了传统图形图像的结构与存在方式,在实际的平面设计中往往会采用比较多的方法来对图形进行解构。大量运用重复(视觉元素间距、色彩、高度、宽度等的重复)、对比(色彩对比、图形像素对比、文字对比等)、亲密(构图方式与排版方式,图形、文字亲密结合)等手段来做设计。同时,受到立体主义的深远影响,在图形结构上通常会将形体空间以几何化分解来表现,如上文提及的《日本舞蹈》《大阪水族馆》。从这个角度看,现代平面艺术设计视觉语言的绘画性不同于传统绘画艺术。传统的绘画艺术的表现多局限在自然光影的重现上,对主体同样也是再现性的。而平面设计中由于材料、工具以及绘画表现手法的多样化使其绘画性突破了传统绘画艺术的局限,并使设计师更专注于创意。值得注意的是,虽然现在做设计的工具很方便、高效,基本绘画理论知识包括色彩运用、造型、构图等,依然是必不可少的。 三、结语 现代平面艺术设计与传统绘画艺术在视觉语言上有着非常相似的地方,设计师的平面艺术设计视觉语言受到美术相关理论的影响。
1概述 随着经济和社会的进步,人们在追求较高生活质量的同时,也注重环保、可持续发展等,因此,为了满足人们的需求,在建筑工程中应用了新型的被动式超低能耗建筑设计,这种设计在建筑行业被广泛应用。在建筑设计中,不但要保证建筑材料的质量,还要保证建筑材料能达到环保标准,甲醛等含量也要达到一定标准,不影响人们健康,以促进生态、经济可持续发展。被动式超低能耗在建筑设计中的应用,需要建立在建筑学和建筑气候学的基础上,才能更好的实现可持续发展。 2被动式超低能耗建筑的相关知识简介 2.1被动式超低能耗建筑的基本概念 被动式超低能耗建筑是指建筑能够适应气候特征和自然条件,冬暖夏凉,不惧风吹日晒,具有良好的透气性和隔热性,通风良好,并应用环保、可持续循环利用的建筑材料。其最突出的特点是可以用最小的能源消耗来调节室内温度。与传统建筑不同,被动式建筑不需要像传统建筑一样加热或降温,它是利用新型建筑材料在一定基础上进行的室内温度调节。 2.2被动式超低能耗建筑的设计原则 被动式超低能耗建筑在设计过程中遵循可持续发展、安全环保等原则进行设计。它在设计过程中以低能源消耗为设计目标,并在此基础上和气候、环境等外在条件实现完美搭配。在不同气候区,设计师为了实现可持续发展、节约能源、减轻消耗的目标,在进行设计前就先对施工现场以及当地气候条件、自然条件等进行考察,并根据不同的地点、气候等“因地制宜”进行合理规划和设计。与此同时,设计者还要考虑建筑风格,使建筑在兼具美感的基础上实现节能减排的目标。除此之外,设计师还要考虑建筑成本等预算,将预算控制在合理范围之内,最终实现可持续发展的目标。 3被动式超低能耗建筑的意义 随着我国经济和社会的不断进步,人们的生活质量也得到了提高,如果用传统的建筑材料,也会造成资源浪费,不利于保护环境,因此,如果运用被动式超低能耗建筑进行设计,不仅能够节约能源,而且还有利于人体健康,更有助于保护环境,合理利用能源。同时,被动式超低能耗建筑的使用,也带动了科技的进步,推动了科学技术的发展。正是由于人类的需要,才促使一些新发明诞生,有利于推动科技进步。 4被动式超低能耗建筑设计的基础和应用具体分析 4.1建筑气候分析技术 建筑与气候有着非常紧密的联系,在进行建筑方案设计时,设计人员要充分考虑气候对设计的影响,同时这也有利于建筑节能的实现。设计人员进行气候分析的关键内容就是需要对建筑室内具有的微气候以及室外气候条件与人体的热感觉要有充分的了解。随着科学的发展这些内容通过先进的设备仪器就能有效的做到非常方便。目前,对建筑气候分析方法广泛应用的可以分为两种:①较为常见的图形分析法;②表格分析法,其应用也非常的广泛。这两种分析法的共同点都是以人体的热舒适度为依据,并深入的分析建筑所在区域的气候特征情况,进而为被动式技术的选择提供可靠的依据。同时由于我国地域的跨度比较大,每个区域的气候环境都有很大的差异,且气候环境也比较复杂,因此针对我国的气候环境的特点,必须要建立一个符合我国国情的建筑设计实际需求的气候分析技术。 4.2被动式气候分区 在某一区域要想明确被动式技术是否符合应用条件,以及采取什么样的技术,最主要的取决于室外的气候条件情况。因此,要科学的区划研究对气候的共性与差异、以及被动式采暖与降温区划。其中对气候区划主要是选取区划指标,而由于室外气候影响因素不同,对不同的被动式技术所涉及的建筑设计参数也不同。比如夏季通风技术,建筑降温除了利用建筑材料的降热属性,还要看建筑设计是否合理。再如利用太阳能进行取暖,直接将太阳能安在天台等阳光照射的地方,合理利用资源,而且降低了能源消耗,有利于生态环境的可持续发展。当然,利用太阳能加热,也要考虑季节,春季、夏季、秋季最为合适,使用太阳能也比较方便,但是,一到阴天、下雨或冬季,太阳能就不能发挥它的优势了。因此,对被动式太阳能采暖进行划分,有利于提升资源利用率,有助于建筑物充分利用太阳能资源,实现资源的高效利用,促进环保。 4.3被动式超低能耗建筑指标体系的建立 被动式超低能耗建筑是指在合理利用资源的基础上,实现可持续发展的目标。它充分利用各种新型建筑材料,以帮助人们实现资源的合理配置和优化,要求设计师在设计的过程中根据低能耗、环保等特点进行建筑设计。 4.3.1健康舒适的建筑室内环境标准 被动式超低能耗建筑要求冬季温度大于20℃,在夏季,通过开窗通风等自然风改变室内环境,以促进室内气候适宜,给人以舒适清爽的感觉。在冬季,通过供暖系统以使室内环境达到适宜温度,有利于促进心情愉悦。在夏季,保证室内温度,保证不同季节有不同的适宜温度。 4.3.2科学合理的控制性性能指标的制定 控制性性能指标应该在设计之前制定好,设计师应该在建造施工之前就开始去勘察,了解一下施工现场场地、地形、气候等地貌,提前构建、设计好超能低耗建筑。控制性能指标可以从建筑材料、建筑功能、室内温度等多方面构成。 5总结 保护环境,实现经济、生态的可持续发展至关重要,被动式建筑设计技术在一定程度上解决了这一难题,科学技术也需要不断进步和创新,以解决实际生活中的问题。基于此,本文从被动式超低能耗建筑设计的概念及特点,被动式超低能耗建筑技术的意义和应用等方面做出了详细的介绍。
随着现代经济、生产技术的不断发展,人们对于生活质量的要求日益提高,服装早已不单单是驱寒保暖的物质必备,在文明社会的人际交往中,服装是展现个人审美品位、精神面貌、个性气质的外显,甚至成为人际交往的名片。服装的流行既是潮流先锋们个性特征的表达,又是消费大众趋同从众的心理特点在消费行为上的结果,它引领了市场的生产和销售,是服装设计教学的重要内容。在市场需求的推动下,高校在服装设计的人才培养中,应充分重视行业与市场发展的趋势和特点,根据市场的实际需求来制定人才培养方案和教学内容,采取科学的教学方法,探索适应社会生产实际的教学模式,为社会培养符合需要的高级专业人才。因此,学校在教学实践中对于市场导向应该保持敏感态度,打破传统教学模式,以市场导向为主,通过对专业学科知识的学习,将服装设计方法、美学原理、工艺技巧和面料知识等进行融汇贯通,培养学生的设计能力、动手能力和创新能力。 一、对教学手段的改革 随着我国传统服装行业的转型升级,过去以低附加值生产加工为主的服装企业正逐渐向着自主创新、培育本土品牌方向发展。与此同时,“互联网+”催生了大量的电商服装品牌,市场对于掌握现代设计方法、生产技术和信息技术的高级人才需求呈现出多元化的发展趋势,除了传统的服装设计师和制版师,伴随行业的发展和市场对专业人才的需求变化,服装陈列师、服装搭配师、时尚买手、时尚编辑、时尚插画师、时尚博主等相关职业纷纷涌现。在这一趋势的推动下,服装市场对学生在专业知识的深度和广度上要求进一步提高。传统的高校服装专业教学往往过于强调专业理论的学习而忽视设计实践的训练,在技术应变上更是要远远落后于企业生产技术的更新步伐,学生的知识结构与企业需求难以匹配。基于市场导向和生产技术的发展对人才需求的变化,高校的专业教育应顺应这一大趋势,制定紧密贴合市场需求的人才培养目标,根据人才培养目标对课程结构进行科学的构建,改革传统的教学手段,一方面充分利用现代信息技术、教学手段和教学资源,如“MOOC”慕课教育、微课平台,拓展学生的学习渠道和专业视野,提升学生的学习兴趣,提高课堂教学质量。另一方面,虚拟仿真技术在服装销售领域的应用也推动着服装专业教学从内容到手段的变革,虚拟仿真实验教学平台为学生提供了更为高效的技术环境,从打板、修板、动静态模拟效果到服装在虚拟环境中的展示,实现了与产业技术更新的对接,使人才的技术能力与市场需求相适应。 二、对教学方法的改革 科学的教学方法是教学任务实施过程中对教学效果的保证,也是实现人才培养的重要途径。在教学实践中,尽管教学方案设计完美,但是如果缺乏有效的方法,其作用也难以发挥出来。设计人才的培养终其目的在于为社会提供符合经济发展和生产需求的人才储备,因此,市场导向成为高校人才培养目标的指挥棒。应用型人才的成长离不开市场培育的沃土,如何将实际的生产实践与专业理论教学相结合,形成相辅相成、互为促进的良性模式,是近年来高校教育改革的重要内容。在教学改革中,转变教学方法,将市场实际项目、专业赛事引入课堂,结合专业设计教学的内容进行消化融合,使学生的学习不再是纸上谈兵、方案不再是空中楼阁,从而提高课堂的教学效率和作品质量。就目前来看,构建项目制教学法是高校改革教学方法的一个重要途径。所谓项目制教学,就是将真实的设计项目引入专业课程教学,围绕项目要求进行信息的采集和方案的设计,设计创作有着明确的现实目标和品牌需求。项目制教学打破了传统教学重理论、轻实践的失衡局面,使学生成为教学活动的主体,能够鼓励学生发挥其自身的长处,调动其积极性参与到服装设计的实践中来,对于强化学生的专业技能具有重要意义。在高校服装设计专业实施项目制教学的过程中,应注意以下几个方面:(1)注意项目特点与教学内容的匹配关系。项目制教学解决的是学生在知识的实际应用过程中所遇到的问题,起到启发思维和引导创意的作用。因此,教师应该切合市场当前的需求来进行项目教学,根据课程内容选择相应的项目进行教学环节的设计,使两者的关系达到融汇贯通。(2)在项目制教学中,教师和学生之间应建立平等的合作关系。在进行项目教学时,教师和学生一样成为知识的探寻者,教师充分利用教学内容对学生的创作思维进行启发,将学生学习的热情和积极性调动起来,教师也应该融入到学生的团队中,为学生确立科学的学习方法,引导学生不断将项目教学进行优化。(3)建立完善的项目教学评价机制。在课程结束时应及时对教学效果、项目实施过程、实施结果进行综合评定,针对过程中存在的问题和结果的质量作客观的分析。而这样的分析、评定的主体应交由企业、学生自己以及后续的市场反馈,以此将项目教学的优势充分体现出来。 三、对教学内容的改革 服装设计是实践性特别强的专业,除了理论知识的学习,实践教学是培养学生专业技能的重要环节。我国服装产业近些年的不断发展和升级,服装市场呈现出细分的态势——在产品类别上的细分、风格上的细分、功能上的细分等等,相应的对服装从业人员的素质和专业技术要求也在不断更新。高校的服装专业教学应充分重视市场正在发生的变化,在教学内容和课程设置上作出相应的调整。我国开设服装设计专业的院校,除了少数纺织服装专业院校外,还有占大多数比例的综合性院校,共计200余所,在进行专业方向设置和制定人才培养方案时,不宜“一刀切”式一味追求大而全,而应结合各院校的实际情况和所在区域服装市场的发展需要,采取切实可行的方案和措施。在教学内容的改革方面,高校应结合自身在师资力量、办学条件、专业特色定位等方面的情况,确立相应的人才培养目标,构建科学的课程体系,制定相应的教学内容。随着中国社会人口的老龄化和二孩政策的推行实施,中老年服装、功能性服装、童装、亲子装等的市场需求越来越大,一个企业在产品线开发上往往具有相对明确的品类定位,作为专业设计师也往往有明确而具体的研究发展领域。过去笼统的理论教学,脱离实际的课程设计,往往造成毕业生在就业时的无所是从,看似什么都会一点而实际在生产实践中才发现无法适应企业生产的要求。因此,在教学内容的设置上,可根据产品的分类进行模块化教学,以市场为导向,细化教学内容板块的划分,应对市场变化的需求。另一方面,近年来国家高度重视对传统文化的传承和保护,传统服饰文化的宝贵资源有待挖掘和开发应用,市场上越来越多旨在传承中华传统服饰文化的自主品牌纷纷崭露头角。高校作为人才培养的重地,在文化传承和创新应用上负有不可推卸的责任和使命。结合各院校所在区域的地方民族文化特色,引导学生进行深入研究并从中汲取灵感创新发展,是当代高校服装专业教学改革的重要课题。广西师范大学服装与服饰设计专业立足广西少数民族文化资源优势,在教学内容的设置上,以地方少数民族服饰文化为重要线索,融入服饰色彩与图案、服装材料再造、服装结构设计、民族服饰设计、服装配饰设计、创意服装设计以及毕业设计等课程的教学内容,从图案、色彩、材料、工艺、结构等方面对民族服饰资源进行教学研究和设计开发,获得了较理想的教学效果和社会影响力。从近年来的中国大学生时装周各个院校的毕业设计命题和作品来看,也越来越明显的反映出高校对于传统文化在专业教学上的重视程度。 四、对教学模式的改革 在现代市场环境的影响下,加强高校与企业的合作,推进教学实践基地建设,为学生的设计实践打造紧贴市场的平台和空间,是人才培养与市场需求接轨的有效途径。蓬勃发展的各类互联网销售平台,为仍然身处高校学习阶段的学生提供了门槛较低的接触市场的机会,利用互联网营销手段,鼓励学生积极参与大学生创新创业项目,为学生未来的就业和创业打下基础。 1.“学校+企业”打造理论到实践应用的平台 高校和企业分别是人才的输出和输入单位,两者在人才培养和需求目标上应该具有一致性。校企合作并不是一个新鲜的话题,但在实际教学活动中却常常容易形成重形式而轻内容的结果,甚至是为了完成专业建设指标而进行的任务式合作,没有实现学校教学与企业实践的真正对接。在合作中,学校应该结合企业的产品开发需求和生产节奏来对课程结构、授课时间、教学内容进行灵活调整,以实现合作效果的最大化。同时,在教学中适当增加一些营销学和心理学的相关课程,提高学生的市场分析能力,提升品牌意识,并能够运用专业理论知识为企业的生产和发展献计献策,实现专业建设与企业发展的携手共进。 2.“教师+设计师”组建专业教师团队,为人才培养提供师资保障 在教学过程中,师资力量是人才培养质量的重要保障。高校教师在科研、理论研究上具有较高的学术水平,但在生产实践方面由于工作性质的不同而有一定的欠缺,在结合市场实际项目指导设计实践时往往力不从心。针对这一情况,学校可以根据合作企业的实际,挑选一些在服装设计生产一线具有丰富经验的设计师参与到教学中来,充实实践教学的师资力量,使学生在专业教师团队的指导下进行学习,提升教学效果和教学质量。 3.“学生+品牌”从校内培育到校外发展,实现大学生创新创业 鼓励学生在校期间在老师的指导下创新创业,甚至创立自己的品牌,利用互联网销售平台接触市场,了解市场需求,并接收市场反馈信息,为毕业后的自主创业积累市场经验。同时,促进学生在学习过程中的自主性和自觉意识,使学生在学习中目的明确,对专业的认识能够有效结合自身的未来职业规划,提升专业上的综合素质。 五、结语 基于市场导向的高校服装设计专业教学改革,是高校为应对服装市场发展对人才需求的变化而作出的能动反应。对教学手段、教学方法、教学内容和教学模式的改革,其目的就在于为社会生产提供适应产业需求的高素质专业人才,实现高校专业教学与市场需求的对接,在提升人才培养质量的同时提升生产企业的竞争力和软实力。
由于高层建筑工程中电气工程项目越来越复杂,并且不同电气系统之间联系也日益紧密,如果没有能够对高层建筑电气工程供配电系统进行合理的设计优化,也就无法发挥出现代高层建筑的实际功能。本文对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行全面的分析,不断优化供配电系统的整体质量,促进电气工程设计的良性发展,保证建筑使用者的满意度。 高层建筑中电气工程供配电系统包括暖通空调系统、消防系统、电梯系统、智能泊车系统。这些标准设施不仅能够完善现代高层建筑的整体使用性能,也能够提高高层建筑的整体使用安全。供配电系统作为电气工程最主要的设备能源供给基础,其设计的可靠性与安全性对建筑工程整体使用性能来说具有非常重要的影响。由于高层建筑自身的整体构造非常复杂,所以对电气工程供配电系统的设计也提出了更高的要求。 1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则 供配电系统作为高层建筑机电工程的重要基础,不仅承载着建筑电力系统电能的配用环节,而且也可以分为区域变电站和用户变电站两种部分。高层建筑的供配电系统主要服务对象就是以建筑使用者以及建筑内部电气设备为主,所以供配电系统的稳定运行,能够对建筑电力系统整体的安全性能具有非常重要的影响。一般来说,高层建筑相关的供电系统主要采用的是单方向流动的模式,由电源端至用户端,这样就能够保证电源分配和降压的快速处理,使得外部电能转化为可供用户端直接使用的电能。由于现阶段高层建筑电压并不超过110kV,所以结合建筑设计的实际需求即可。通过科学合理的判断用电量、系统负荷等基础参数,综合各种可能出现的问题,这样才能满足建筑基础整体的使用功能,也能够保证高层建筑供配电系统的可扩展性。在高层建筑电气工程供配电系统设计时,也必须遵循安全节约、节能环保的设计要求。设计人员在进行供配电系统设计时,必须要充分的考虑到节能环保的需求,只要根据科学的方式判断设备型号,尽量避免出现能源资源浪费的情况加强供配电系统的成本控制。此外还应该选用节能环保的材料,最大程度上减少高层建筑供配电施工,环境污染等问题。 2高层建筑电气工程供配电系统的具体设置 2.1高压配电系统设置 在高层建筑中,由于电气工程的需求非常高,所以必须要加强电气工程设计工作,这样才能够保证高层建筑整体运行能力。高层建筑的电力资源使用设备非常多,而且高层建筑大多数都采用两路独立的电源,如果同时进行供电时能够有效提高电气工程的应用质量。高压配电系统作为高层建筑中最关键的部分,能够对电源稳定供电起到非常良好的作用,通常情况下高压配电系统必须采用单母线分段式的设计,这样才能够保证线路的正常使用,并且也可以进行自动切换,相互之间还能够成为彼此的备用设备,保障电力的正常运行。母线通常是分段数目的,能够与电源线回路进行匹配适应。 2.2供配电系统配电箱的设置 为了能够保证电气接线的整体要求,配电箱必须要将开关设备保护电气测量仪表以及相关的辅助设备共同组装到封闭或者是半封闭的金属柜上,这样才能够形成低压配电装置,通过自动开关或者手动开关的方式能够实现电路的接通或断开。当线路运行不正常或者出现故障时,则可以利用其他的线路进行切断或报警,在各个发配变电所中,利用测量仪表的方式也能够保证各种运行参数得以全面凸显,也能够充分的调节部分电气参数,具备提示或警告的功能。在高层住宅建筑中,照明配电箱的回路必须要满足照明系统的需求,客厅卧室、厨房、卫生间的插座,都必须要有单独回路供电。在空调回路设置的过程中必须要设置成独立式的空调回路,除了壁挂空调插座之外,其他的插座回路都应该安装漏电保护装置。 2.3电气设备低压断路器的选择 在现代高层建筑中,由于照明系统、供电系统必须要以低压断路器对主体电器进行控制和保护,所以低压断路器的安全性和可靠性就尤为重要。与传统的保险丝和闸刀相比较来看,低压断路器具有更全面的保护功能,能够对当前变电所以及动力照明系统提供最广泛的保护功能根据电源的种类。电气设备低压断路器可以分为直流和交流等两种电路,根据结构类型又可以分为封闭式和框架式两种低压电路。当空气开关中安有失压保护装置,一旦电压降低到了额定电压的50~60%左右就必须对不重要的用户进行切除,否则很有可能导致电动机烧坏或者是电网电压无法恢复,而这种失压保护会马上启动,使得欠压脱扣线圈在线电压上并联。等到电压恢复正常供电时会吸住衔铁,当电压降至额定电压的50~60%时,吸力没有弹簧的拉力大十衔铁就会撞击锁扣,断开触头,所以低压断路器最主要的目的就是对线路的保护,根据保护对象的不同还可以采取具有针对性的保护措施。例如在变电所所采用的低压断路器中,不仅可以具有低压断路器通用的保护装置,而且还能够具有远程控制的功能,实插座线路上低压断路器的有效安装。 2.4变压器的设计 为了保证变压器的正常运行,提高变压器安全性和可靠性,所以必须要充分的考虑变压器的运行条件,将成本和能源消耗控制在最低,所以在智能建筑变压器的选择时应该以低能耗材质的高效变压器为主,保证变压器的负荷率在最佳状态的70~85%左右。如果变压器的容量和负荷率始终保持在平稳状态时,可以减少变压器的数量,而增加变压器的容量,这样就能够有效的节约能源,提高能源资源的利用效率。由于受到季节性负荷,很容易导致电能质量受到影响,所以可以设置专用的变压器来应对季节性的负荷变化,实现灵活投切,保证变压器经济运行,避免由于轻载运行而造成能源损耗。例如在夏季空调负荷比较大,所以可以使用单独的变压器作为空调变压器,通过这样能够充分发挥出空调的季节性特征,减少能源消耗,保证变压器的经济效益。 2.5减少线路损耗 在电力传输过程中,由于各种各样的因素,所以线路损耗无法避免,但是可以通过恰当的设计来减少线损。当电流从线路中流通时,由于不同的线路材质以及负荷会造成一定的功率损耗,所以必须要保证电网的功率因数得到全面提升,选择更好的材质,尽可能减少线路中的电阻,避免电网无功功率。 3结论 本文对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行分析,能够明确在高层建筑中电气设备非常多,而且施工非常的复杂,如果不能够科学合理的设置供配电系统,不仅会增加电能负荷,也会造成高层建筑电气工程供配电系统无法正常运转,造成严重的经济损失,甚至会出现安全事故。在高层建筑电气工程供配电系统设计的过程中最主要的就是保证安全可靠的运行,通过加强高层建筑用电安全的关键设计,对电器设计中低压供配电系统可靠性问题进行研究,并且提出相应的解决对策,能够保证电气设备整体的运行效率。
1项目概况 嵊州市文化传媒中心建设工程位于嵊州市杨港路南侧,西侧是嵊州国际会展中心。总建筑面积为98159㎡,建筑主要功能有融媒体、书城、职工培训、青少年培训中心、共享演播厅、共用食堂、健身中心等。融媒体与职工培训为高层建筑,位于用地东侧;书城、青少年培训中心及共享演播厅等为多层建筑,位于用地西侧。地下部分为一层,包括汽车库、人防、设备机房、垃圾收集间等功能。 2智能化设计系统规划 项目团队经过实地调研,综合业主要求,参照相关案例,明确了本项目的智能化系统设计架构,除此之外,本项目建设时还需注意:①文化传媒中心的室内移动通信覆盖由移动、联通、电信三家移动通信运营商投资建设,本设计主要实现该移动信号覆盖所需的入户及主干线槽路由需要;②文化传媒中心后期需要建立A级数据中心,本设计预留相应房间面积及柴发进出线套管条件,竖井位置,并且完成所有与消防相关联的设计内容;③本设计预留各项工艺控制室的强弱电总接口;④本项目信息化应用系统预留配套智能化点位及实施条件,包括但不限于信息发布系统、OA系统、一卡通系统、青少年培训中心、职工之家中使用的多媒体教学系统和智慧班牌管理系统、图书馆中使用的图书馆管理系统、融媒体中心中使用的采集和汇聚系统、策划指挥系统、内容生产系统、综合服务系统、内容审核系统、融合发布系统、前期制作设备管理系统、后期制作设备管理系统、设备固定条码管理系统、节目带库管理系统、新闻文稿管理系统、广告综合管理系统等;⑤项目设计预留网络安全设备、防护策略,多媒体会议系统,LED大屏的智能化控制点位及实施条件[1]。 3智能化设计要点 3.1综合布线系统 3.1.1工作区 ①数据点、语音点采用六类非屏蔽信息插座,接口类型为RJ45;数据点和语音点并排安装时,采用双口插座面板。②公共区域设置吸顶式AP。每个办公室一个吸顶/面板式AP,无线AP点不提供插座面板,网线直接接入无线AP网络接口;无线AP点的数量应满足区域全覆盖的要求。③大堂服务台每个接待位设置1个网络点、1个语音点。 3.1.2干线子系统 干线子系统中,办公网敷设1根满足OM4标准的12芯室内多模光缆;智能化专网敷设1根满足OM4标准的12芯室内多模光缆。语音干线采用1根50对3类大对数电缆。室外敷设8芯单模光缆。光纤干线距离超过300m时,采用零水峰(OS2)单模光纤。垂直线缆还需满足CMR及以上防火等级。 3.1.3设备间 设备间采用六类数据配线架、光纤配线架及110语音配线架。每层楼弱电间将设备放置到位,前端点位需根据后期内装深化布点。融媒体中心业务网、办公网、智能化专网在端接时,采用不同的六类数据配线架进行管理。语音电话线端接在110配线架上。消控室与网络机房通过1条12芯多模光缆实现数据互通。 3.2程控交换电话系统 ①在消防控制室设置程控交换机,预留通信运营商接入端口,为单体提供语音信号;字程控用户电话交换机为1200门。需中继线100对,直通电话约为200门。②点位设置:在重要设备房、普通办公区的工位及大堂招待前台设置模拟电话,办公室可考虑设置IP电话。③前端点位由使用部门结合精装深化设计。 3.3计算机网络系统 ①计算机网络系统由交换机、路由器、网关/防火墙、服务器、无线AP、无线网络控制器等组成。系统共设置3套计算机网络系统:办公网络、融媒体中心业务网、智能化专网,各网络相互物理隔离;系统采用核心层+汇聚层+接入层三层结构。②办公网网络配置网络管理服务器、网络边缘WEB服务器、防病毒服务器和OA服务器。③办公网络、融媒体中心业务网、智能化专网的核心层交换机,部署于职工培训总弱电机房内。汇聚层设置于地下车库、融媒体、青少年培训中心、书城、职工培训和演播厅各自的网络机房内。④视频监控系统、入侵报警及紧急报警系统、出入口控制系统、停车场管理系统、建筑设备监控系统、智能照明系统、公共广播系统、能源管理系统和环境监控系统接入智能化专网,通过划分不同的VLAN实现系统间的网络分隔。⑤无线网络采用AP加无线网络控制器的集中管理方式,无线网络系统接入办公网。⑥无线网络管理器管理容量应满足各中心无线AP同时接入的使用要求[2]。 3.4广播及背景音乐系统 公共广播系统由中心服务器、管理电脑、网络控制主机、数字功率放大器、消防接口设备(按需配置)、数字呼叫站、扬声器、扬声器线路检测系统、扬声器完整性检测系统、音量控制器、音源设备、室外音频线路防雷设备等组成。①系统运行于消防专网(TCP/IP)。②系统所有设备(包括交换机)应采用消防电源,后备电源应满足当地消防要求。③室外需结合景观设计设置公共广播喇叭。④公共广播系统包含背景音乐系统和紧急广播系统,二个系统采用一套设备,管理端放在融媒体消防控制室。⑤室内公共广播与消防广播喇叭共用,如有需求,增加室外及地库背景音乐喇叭的布点;布点、线路敷设须满足相关消防规范的要求。 3.5入侵报警及紧急报警系统 ①入侵报警系统采用总线式报警系统,由前端部分、通讯网络、报警主机及管理电脑等组成。②在首层出入口设置微波和红外双鉴探测器,完成对设防区域的防入侵监测,(预留,后期根据内装合理布置点位);在残疾人卫生间设置报警按钮。③卫生间的紧急报警按钮应带防水、防潮功能。④系统提供与其他系统的接入/集成接口,实现安防系统平台化管理;提供系统接口,可与第三方集成。 3.6出入口控制系统 ①出入口控制系统采用TCP/IP的构架,出入口控制系统由中心服务器、管理工作站、控制器、电源、读卡器、电磁锁、开门按钮等组成。门禁控制器和服务器之间利用智能化专网(TCP/IP)联网;门禁控制器与读卡器之间是采用现场总线RS485的方式通信,可以连接各种类型的RS485门禁读卡器。②采用非接触式刷卡方式,读卡距离要求≥5cm,对卡无方向性要求。③门禁电锁采用断电开磁力锁,磁力锁拉力不少于2.70KN(600lb),开锁后延时3s~5s;门锁带门磁探测器,出入口控制系统应能显示门的开关状态。④出入口控制系统应提供与消防控制系统的接口连接,发生火警时,出入口控制系统应断电开锁[3]。 3.7无线对讲覆盖系统 ①系统采用3信道无线数字对讲系统。分别给内部管理人员、工程维修人员、安全保卫人员使用,3个信道应可同时在线进行通信,且不会互相产生干扰。对讲手持台及充电设备,暂定10台。②系统设计所采用的频率应为当地无线电管理局获得许可,并可在建成后能获得系统使用许可证。③系统覆盖区域为地下室及地面各层建筑区域;地下室、地上每层设置室内吸顶天线。④系统采用室内吸顶天线、同轴电缆、功分器、耦合器、干线放大器等设备组成的室内无源分布系统来实现信号的覆盖。 3.8能源计量管理系统 能源管理系统是在对能量(电、冷\热水)监测的基础上,对建筑能耗参数计算、分析和对比,最终达到建筑节能的目标。本工程采用与设备网共用网络接入交换机和传输的组网方式,由远程计量主机、通信网络采集模块,自动采集水表(自来水、中水)、电表及能量表的数据,并将其通过远程计量总线传送到管理中心计算机上,实现计量采集。根据本工程的实际需要,每个功能区楼层配电箱均设置计量电表,给水管处设置计量水表。建筑能源监测系统监视整体建筑内部能源使用与消耗情况。提供能源消耗的分析与诊断报告,可及时发现能源消耗异常,给出超标预警与管理策略,使得项目建筑达到能源的节约。 3.9信息发布及查询系统 ①信息导引与发布系统应采用TCP/IP网络结构,运行于办公网络,占用一个VLAN。②系统中心服务器与播放终端形成C/S架构。③系统中心服务器与管理工作站形成B/S架构。④系统能够提供API接口及开发服务,可按需求进行适应性的软件功能开发,能与第三方软件系统进行对接,统一对接ESB,并按指定的接口标准进行对接。第三方系统包含但不限于环境监测系统、客流统计与分析系统、会议管理系统(会议室信息的发布及更新)等。 3.10车位引导及反向查询 系统车位引导系统是能够引导车辆顺利进入目的车位的指示系统。由数字式视频检测器对车位进行检测,通过显示屏显示空车位信息,司机通过该信息,实现轻松停车;反向寻车则提供车主车辆所在位置及寻车路线,使车主方便快速的找到车辆停靠的位置。该项目采用视频车牌识别+蓝牙定位技术实现车位引导及反向寻车功能。系统主要由数字式视频检测器、车位引导显示屏、总入口屏、系统服务器及管理电脑组成。车位引导及反向查询系统与停车场管理系统运行与智能化专网(TCP/IP),占用一个VLAN。每1~6个车位正上方设置一个数字式视频检测器带车位显示,有车时红灯,无车时绿灯。在地下车库的交叉口、转弯位置根据需要设置车位引导屏,引导屏根据行车的方向可能性选择单向、双向、三向引导屏,引导屏用于指示行车方向的剩余车位;在地下一层入口处设置层显示屏显示下层车位数量;在地下车库入口设置总入口屏,用于显示地下车库的剩余车位,当车位已满时,提示满额,并限制车辆进入。查询机安装于地下室一层电梯厅出口处;查询机需提供二维码收费。 4结语 综上所述,嵊州市文化传媒中心项目作为具有特殊功能的建筑类型,其智能化系统的应用具有一定的特点和代表性,以期给同类项目提供一定参考。 参考文献 [1]李超,张虎.社区会所智能系统工程设计[J].智能建筑电气技术,2011,5(1):88-92. [2]马鲜艳.农业科技中心智能化系统工程设计[J].安徽农业科学,2011,39(33):20890-20892. [3]铁锐.浅谈建筑智能化系统工程设计中存在的问题与对策[J].科学之友,2010(6):18-19. 作者:李山 单位:江苏省建筑设计研究院股份有限公司
不仅我们,随着信息传播速度的加快,世界上好多国家的国际友人都对中国的文化产生了浓厚兴趣,有些甚至不远万里来到我们国家,为的就是学习我国的汉语文化,研究我国汉字,学习诗词歌赋,本文来和大家一起探讨下汉字在艺术设计中的几个审美特征。 我国文字一直在不断地演变发展,虽然在古代,汉字具体起源说法不一,但是现在汉字的构成都由横、竖、撇、捺和点等基本元素构成,虽然这些基本元素看起来没有什么出奇之处,但是他们却承载起了中国文化,正是这些简单笔画,构成了有浓厚艺术性的汉字,可以让中国人通过他们看到全世界,也可以让全世界人民通过他们了解我们中国。 一、汉字的艺术设计 从功能上来说,不管是汉字也好,还是其他国家文字也罢,产生的意义,主要无非是用于记录,最初用来记录时间,记录生活中一些事物,记录一些简单情节等,汉字就是这种记录的过程中发展演变出的典型产物,比如山,水,月,川等象形字,最早就是画出这些事物的形状来表示他们的具体含义,通过“水”字,我们可以想象河流的主干分支,通过“月”字,我们可以想到弯月的形状,通过“雨”字,我们仿佛看到了雨景,通过“井”字,我们仿佛看到了一口井,通过“伞”字,我们仿佛看到了一把可以遮风挡雨的“避雨亭”这些字通过不断发展,人们会在原基础上逐渐加一些东西,或者逐渐去掉一些东西,使之有新的意义,比如“冰”字就是在水的基础上加了两点,就有了新的含义,再比如“刃”字,其意思是刀的锋利面。这是文字产生的基本方式之一。 二、汉字的审美特征 当今社会,是一个信息量很大的社会,文字充斥于每个角落,人们通过教育,通过平时的学习,可以阅读汉字,明白汉字所要表达的意思,这在我们的生活中似乎是司空见惯的景象,但是我们可能在使用汉字的同时,忽略掉了汉字的审美方面特征,那么汉字有哪些审美特征呢? 1.汉字排列起来有一种协调的美感 经常使用文字我们不难发现,有些文章虽然篇幅很长,内容颇多,但是我们阅读后并不感觉繁琐,也感觉不到不和谐,这是什么原因呢,就是因为汉字的搭配比较和谐,产生了协调美,有些字本身就能给人的视觉产生协调感,比如“口”,“田”,“十”等字,这些文字工整对称,给人强烈的平衡感。这些表现,其实就是文字的协调美。 2.汉字排列的格局美 汉字在单个字构造时就能显示它的格局美,就像我们经常用到的汉子“家”,它由“宀”和“豕”上下两部分构成,“宀”是房屋,人类早期,房屋的产生是为了祭祀或者家族聚会,“豕”是野猪,俗话说“一猪二熊三老虎”,由此可见,野猪对人类的危害之大,用野猪来祭祀,是很郑重的仪式,这两部分有机结合,构成了“家”这个字,汉字的格局美,由此可见一斑。 3.汉字构成的空间美 汉字不仅协调美,格局美。在汉字的空间构成上也有很多说法,汉字有时候会用两个字叠加到一起表达一种全新的含义,比如“歪”,上边部分表示否定,下面部分毫无疑问是褒义词,表示板正,规矩等含义,然而两个字叠加到一起,就变成了歪,和正意思相反,这多么有意思。再有就是汉字“卡”上边是上,下边是下,卡到中间,上不去也下不来,简单的构造,蕴含生活的智慧和哲学,同时充斥于汉字间的空间美。 4.汉字构成的动态美 有些文字看起来很普通,但有些文字是象形字,它的意思和形状有很大的关联性,比如“水”和“川”可以透过文字想想到水流的湍急与渠道,形象表现出了河流的灵动性,这就很好的以静态的文字便显现出了动态美,再比如“田”,农民所种植的农田以平原作物为主,一个“田”字,形象反应出了农田灌溉是的动态,一块农田用方方正正的沟渠隔开,展示了欣欣向荣的农田景象,进而想到收获季节粮食的大丰收。这些都是经过笔画搭配展现丰富含义的汉字,简简单单将汉字的动态美勾勒了出来。 5.文字排版的艺术美 汉字几千年的发展,是一代代人不断改进的结晶,通过研究文字的发展历史我们可以看出,文字是不断改变的,尤其是汉字,甚至某种程度的说文字的改变,象征着中国文明的前进脚步。通过上下五千年的不断改变,文字中不规则,不美观的东西越来愈少,规矩的元素慢慢占据主要地位,多数汉字呈现横平竖直的状态,这都是一代代文人墨客不满当时汉字形状,不断改进,最后取得的成果,这就是汉字的艺术美。 三、总结 汉字是世界上最古老的文字之一,而且现在是世界上使用人数最多的文字,不管从哪方面来看,汉字都是一种优秀的艺术品,每个字有一种形状,且每个字都有一个或者多个意思,这个特点容易让人有想象空间,也是与英语等字母文字的主要区别,从石器时展到现在,汉字从最初的简单象形文字逐渐发展到现在成为一个复杂的文字体系,从甲骨文,大篆,小篆,隶书,楷书等到今天的简体字,甚至有些文字已经改头换面,但我们可以说,汉字在很好的完成了记录功能的同时,把自身的审美特性传承了下来,通过世界文字的比较,我们可以知道,这是个几乎不可能完成的任务,我们的文字,从单个文字,从字里行间,都充斥着美学,都夹杂着艺术,大浪淘沙,现在的汉子,经过时间的洗礼,将知识与艺术性,完美地融合在了一起,这是我们中华民族留下的瑰宝,留下的精神文物,也是我们中国民族的骄傲。
所以,高陡岩质边坡的稳定性十分重要,关乎水利工程质量的好坏。这些问题将会影响人们正常的工作生活,特别是水利工程中高陡岩质边坡,影响的范围很大,尤其需要重视。 1引言 自从改革开放以来,我国的科技水平和经济水平都在不断提高,尤其是水利工程,在各个方面有了大幅度的提高,比如数量和规模都比之前要大很多。但是水利工程在建设过程中,所处的环境很特殊,在没有投入运行之前,需要长时间浸泡在水中甚至受到水流的冲刷,经常出现边坡失去稳定性的情况,造成一些事故的发生。因此我国的水利工程中存在的最大的问题就是高陡岩质边坡的稳定性问题,它既影响了工程的进展,也影响了工程的安全运行,严重阻碍了工程的进展。为了使我国的水利工程前景更加明朗,提高高陡岩质边坡的稳定性,本文主要分析了高陡岩质边坡破坏的具体原因、高边坡破坏的类型和采取怎样的措施在防止高陡岩质边坡失稳。 2我国水利工程边坡的特点 当前,水利工程中普遍存在高边坡,土质边坡高度大于20m或岩质边坡高度大于30m成为高边坡,而高坡岩也根据高度的不同而分为陡坡和急坡,陡坡的坡度在30~60°之间,急坡的坡度在60~90°之间。我国水利工程边坡的特点总结起来有下面几种: 2.1边坡的地质条件复杂 由很多方面都能够看出来边坡的地质条件比较复杂:①边坡复杂的地质组成成分较为复杂;②边坡复杂的的结构构造较为复杂;③涉及的方面较多,比如受到高地下水位和高地应力的作用。 2.2边坡工程规模大 一般情况下,边坡的工程在我国的水利工程建设中的规模都比较大。其实一种原因是边坡的开挖高度逐年增加,由原来的一百米到如今的数百米。另一个原因是,边坡的开挖体积也在不断加大,以前只是数十万立方米,而现在已经达到数千万立方米,增长的速度惊人。 2.3边坡设计和施工的高要求 边坡设计的成功与否和施工技术的好坏直接影响边坡的稳定性。边坡的发展趋势要提前预测,还要考虑到施工时和施工结束后,工程运行中各种原因的影响,以及边坡的稳定性可能会受到边坡岩体和滑坡体的物理力学指标变化的影响。只有考虑到这些问题,才能够拿出科学的施工方案和有效的解决措施。 2.4治理措施针对性强 水利工程的日常维护工作之一就是边坡加固处理,因为在加固过程中会涉及多个方面,所以要采取针对性的处理方法。处理边坡加固有多种方法,其中包括预加固、抗滑桩、控制爆破、混凝土回填等方法。 3高陡岩质边坡的破坏形式和变形类型 高陡岩质边坡的破坏种类细分的话有很多种,但大致可以分成三种,坡体变形、坡面变形和边坡变形。①坡体变形,当工程中的地质环境条件很差的话,就会形成不良坡体或者岩体结构,也可能形成软弱夹层或者不利结构面,这种结构面的特点是彻底贯穿并且延伸距离很长。②坡面变形,坡面变形一般受外力作用的影响较大,坡面会因为风化,雨水冲击或者剥蚀等环境因素作用而导致变形。③边坡变形,边坡周围的地质要求是很高的,如果边坡周围土质含水量超过最高限度或者是地质条件太差都会影响边坡的稳定性,甚至出现变形。高陡岩质边坡有以下几种变形种类:滑坡、坍塌、错落、倾倒和崩塌,滑坡可由滑体的物理特性分成土质滑坡和岩质滑坡。坍塌在高陡岩质边坡变形中一般不会是整体坍塌,通常都是局部坍塌变形。错落是指边坡整体在竖直方向下错的情况。崩塌也不会是整体崩塌,可将崩塌分成滑动、倾倒、节理面崩塌。 4影响高陡岩质边坡稳定性的因素 水利工程还在建设中,高陡岩质边坡的稳定性会受到各种因素的影响,其中最重要的一个原因就是地质的构造。作为最基础的影响因素,断层的性质和节理裂隙的性状都取决于地质的构造。如果高陡岩质边坡的稳定性很差,首先要考虑是否因为地质构造的影响。除了地质构造,水文地质条件也是一个重要的影响因素,众所周知,岩体会受到地下水的影响而发生软化,进一步使岩体的硬度降低。而且同时期也会因为重力的作用,增大下滑力,从而引发高陡岩质边坡失去稳定性。除了上述所说的两种原因,第三种就是降水量,降水量过多,雨水渗入边坡中,会提升土质体或者岩体的含水量,使岩体的抗剪强度大大降低,岩体和土质体的接触面失去了抗滑稳定性,边坡稳定性受到威胁,滑坡现象就会发生。第四种是地形地貌的影响。水利工程的施工要求很严格,如果边坡的规模和形态不合格,会使边坡顶部出现张应力或者坡脚处出现剪应力。边坡的稳定性会因为这些外力的影响而降低。第五种因素是人为因素,水利工程施工时,需要大量的人力物力和技术的支持,如果在开挖时采用爆破的方法,巨大的振动会降低边坡土的稳定性。 5高陡岩质边坡加固处理措施 5.1混凝土抗滑结构 在加固处理措施中,最常用的就是混凝土抗滑桩,操作也不是特别繁琐,把抗滑桩的1/3~1/4处埋在滑坡面下面的固定基岩中,这样可以使边坡的下滑力减小,这样滑坡体的向下滑动的趋势也会变慢。如果还想要强化防滑力度,要在固定抗滑桩时及时向里面灌入砂浆,把抗滑桩和抗滑桩周围的岩质连接成一个整体,大大加强了防滑力度。除此之外,使用抗滑桩不仅能够使工程处理的费用相应程度的减少,还能够有效的处理浅层或者中层的滑。因为具备这些特点,抗滑桩在边坡处理技术中的使用越来越普遍。除了混凝土抗滑桩,还有一种常用的加固处理技术就是混凝土挡墙,这种技术在水利工程边坡加固处理中经常见到,混凝土挡墙具有简单的结构,最主要的部分就是墙体,墙体具有很大的质量,可以借助自身的重力使下滑体的下滑力受到阻碍,也使下滑体的受力平衡被动改变,把滑坡体的变形方向纠正过来,阻止变形现象的继续。在实际施工中,只要准确确定好挡墙的位置,并且计算出挡墙具有的高度,高陡岩质边坡的加固处理就能够有效完成。同时要考虑到挡墙需要承受水的侵蚀,可以采用在挡墙上设计一些排气孔,这样不仅能够保护挡墙,也能够使挡墙上的静水压力降低。 5.2锚固技术的应用 一种把拉应力作为最主要的作用力的技术是锚固技术,工程应力可以由锚杆和锚索来承受,并且利用锚杆锚索将这种应力输送到土层或别的部位,以此使工程应力大幅度降低。使用锚固技术通常还细分为两种方法,一种是锚固洞加固,另一种是锚喷混凝土护坡。锚喷混凝土护坡是凭借着巨大的冲击力喷射形成,这种技术成本低,而且形成的效果好,强度大。如果和锚杆配合使用,可以节省大量的成本,所以锚喷混凝土护坡在业界广受喜爱。 6高陡岩质边坡地质勘察设计 在进行勘察设计工作时,要全面调查已经形成的变形或者失去稳定性的边坡和边坡的治理情况,为了将潜藏的因素找到,可以采用钻探、物探等方法,这样可以有效的解决地质灾害的问题,既要考虑地下水的分布情况、填充情况也要考虑到层间夹层的分布、岩层、断层等问题。在具体的施工中,如果发现实际的工程地质和勘探中的地质有很大的差别,就要立即进行补充勘探,并且加强监测工作,还要完善有关的施工方案。 7结束语 随着我国经济科技的日益强盛,各行各业也在不断发展,水利工程方面更是取得了不小的进步,规模也在不断增大,随之而来的就是边坡高度的提高,越来越复杂化,在进行高陡岩质边坡勘察设计中要结合边坡的地质条件、灾害原因以及解决方案来进行分析,本文具体对高陡岩质边坡的影响因素、形成灾害的原因和对其加固处理的方法进行探讨,针对高陡岩质边坡制定出合理的方案。
本文从机械设计制造及自动化的概念出发,分析了机械制造自动化的优点以及未来的发展趋势。机械设计制造及其自动化在国民经济中处于极其重要的地位,是其他技术领域的支撑。各种自动化机械设备大大提高了劳动生产率,保证各项工程的有效建设,同时实现生产效率的大幅提升。 1机械设计制造及其自动化的优点 1.1高效性 机械设计制造及自动化首先的优势便是大幅提高了生产力,同时又节约了生产时间。机械设计制造及自动化跟传统的制造业相比,生产率提高的一个明显表现便是在生产制造的过程中所需的工人数量大大下降,同时整体生产过程并没有因为人员的减少而失去秩序性和条理性。传统的机械设计制造过程中,工作人员需要严格遵守生产中的规则规范,遵守的前提自然是需要先了解这些规则和规范,这就需要花费一定的时间,生产进度自然就会受到一定的影响。依靠机械设计制造及自动化便可以完美地化解这一症结。仅需要有专门的人员对机械进行开启,机械便会严格按照预设的程序与步骤去高质量的完成整个生产。既保证了生产的标准化与规范化,又保证了生产的高效率。 1.2安全性 传统的机械手工操作在实际的工作中极易引起事故,在工人进行操作的过程中,由于工人自身的疲劳或是操作不当,便会引起人身安全事故,轻则受伤,重则死亡,同时企业也会因为事故的发生受到经济损失。机械设计制造及自动化可以改善这种状况。在实际的操作工作中,工作人员不需要自身亲力亲为,只需要通过电脑程序便可以对机械进行控制,一方面增加了工人的安全性,另一方面,工人的工作环境也有了明显的进步。机械设计制造及其自动化能够满足机械功能内在需求,任何产品都有其独特的功能内在要求。所谓机械功能内在要求,也就是机械的开发目的,机设计制造及其自动化能够满足机械开发的基本要求,同时也符合输出端的输出量。实现了产品设计、制造、功能的有效融合。 1.3环保性 传统的机械制造业对工人的依赖程度高,工人需要自身具备良好的工作技能和素质才会把工作中的失误降到最低。但是还是会有工作人员在实际操作过程中的过失出现,而弥补过失的办法便是重新进行生产和加工,这种情况的出现便导致了人力物力的极大浪费,这与环保和可持续发展的理念不符。机械设计及自动化对于生产的准确性便有了充分的保证,生产效率与产品质量保持共同的水平,给企业节约了生产成本,环境污染也降低了。 2机械设计制造及其自动化的发展趋势 2.1智能化趋势 在互联网和人工智能高速发展的今天,机械设计制造及自动化也必然会实现智能化的改造。智能化的改造对我国机械发展具有重要的意义,可以促使我国机械走向世界,占据更多的国际市场。同时发挥人工智能的优势,运用智能思维帮助人类分析难以预测的问题,帮助人类构建虚拟化的思想,让人类思维与实际的操作实现有效的结合。可以运用先进的智能技术切实提高生产率同时保证生产过程中的失误率降到最低。 2.2虚拟化趋势 当前的机械制造业仍然采用传统的方式进行设计与制造,首先在图纸上整体的工作流程以及相关的产品功能都在设计图纸上表现出来,实现穷极所有可能出现的情况。图纸设计完成之后便依据图纸的信息进行产品的实际制造,根据图纸的信息进行生产制造的过程中,随着制造的进程的不断推进,可能会出现图纸上没有反映出的问题,甚至会出现没有发现的问题。这样在产品投入生产中会浪费很多的资源,也会出现资金的浪费,最重要的会导致生产时间的延长。虚拟化的技术提前模拟产品的生产,及时看到在生产制造过程的各类问题。在实验的进程中,还可以根据问题的出现及时对制造进行修改和完善,出现一个问题,解决一个问题,从而达到最优的效果。 2.3网络化趋势 现代科技需要融入到机械制造业中去,现阶段的机械设计过程已经开始出现一些现代科技的影子,但是网络化的程度依然不高,在进行机械设计制造产品时,大部分情况下还是需要人工的帮助。在今后的设计工作中,一定会把自动化技术更多地融入到实际的工作中去,保证网络化的实现。通过网络化,我们可以解决自身解决不了的专业问题,确保生产不受外部因素的影响。 3结语 传统制造业在科技高速发展的今天已经受到了很大的冲击,不得不考虑对自身的转型与改造,传统制造业的低效与损耗必然会被生产过程的自动化所取代。同时,机械制造及自动化也符合我国整体的发展理念,推动了我国的机械制造业水平,也可以实现我国科学技术的进步,为其他行业的发展提供有力的支撑,保证国家整体经济目标的实现与国民经济又好又快地发展。
0引言 面对目前科技高速发展的新形势,将自动化融入到传统的机械设计制造中,既符合新形势的需求,也是制造业发展转型发展的必然趋势。机械制造业的自动化技术的应用,对机械设备自身的稳定性、节能性以及实用性得到提升来讲,呈现出十分出色的状态,推动了现代化机械设备的持续发展。 1自动化的使用 1.1计算机综合制造系统 该系统属于一类集成形式的制造生产系统,它借助于单向辅助技术将自身融合成一个整体,以实现创立信息共享平台以及规范的数据模型的目的,以此提升制造机械设备的工作效率。此系统涵盖了电子信息方面领先的生产技术、现代化开展管理工作的理论知识以及领先的材料,此系统是以全新类型的自动化在管理方面的理论知识、计算机以及传感器为基础,对机械设备的制造工作进行控制,以此方式让其制造效率得到提高。还有,机械设备是整个设计生产环节的集成部分,大范围的呈现在并行的项目当中,这一项目当中的强调中,从制作的需求出发,对产品的使用年限进行考虑,以此为前提,让减小研发和生产这两项工作的周期、减小设计以及维护工作出现的重复率问题等这几个方面的目标得以实现。 1.2柔性自动化制造技术 这一技术是按照产品的制造信息,对数字加工这项技术以及设备,还有其生产物料的储存、运输系统进行协调。以此为前提,提升对存在差异的加工以及制造产品的适应能力。这项技术能够对信息进行控制,主要是借助于计算机,其实质是使用计算机对产品进行制造期间的数据展开监督管理工作,以达成动态对制作规划实施调节;另外,第二层当中计算机承担的工作,是把最底层计算机开展工作的实际情况,传输到之前一层的信息中心;最底层区域计算机承担的对生产工艺设备接口位置的运行情况,进行收集以及监督检测,还有,根据之前一层下达的工作命令,在第一时间对制作环节的施工进行调节。还有这一制作技术当中储存和运输系统承担的工作,是根据下述的流程来实现对制作物料进行储存及运输工作:借助于前端生产环节的工业机器人,实现操控信息系统。 1.3自动检测技术 自动检测技术能够得到发展的前提条件,是传统意义上使用的仪器以及传感器。普遍而言,在对机械设备进行生产期间,自动检测这一技术的使用,不用将大量的人工投入到制造环节当中,能够让产品最终达到的合格率得到显著提高。还有,在这一系统内,使用的主要是对信息进行处理的系统,是微型计算机,以此方式确保了检测工作的可依赖性。 2发展趋势 2.1绿色环保 在对机械设备进行设计制造期间,要最大限度的减小废品出现的概率、拆卸性、运输环节造成的污染等问题。在工业生产当中,同样要十分重视环保工作的开展,机械项目生产和它的自动化工作,要朝着绿色可持续方向发展,大多数国家的创新领域已经证实了这一问题的可行性。国内的所有高校当中,关于环保的比赛项目逐渐增多,同样也证明了这一领域的重要性。在后期的发展当中,国内必然会在环保领域提出更为严格的要求,相关的法律法规同样将趋于完善。 2.2人机一体智能化 在之后的发展阶段,除了上述提到的绿色发展以外,智能化同样属于机械项目生产和其自动化进行发展的主要方向。因此必须要构筑出操作性极强的人机一体智能化系统,这样才可以让人机智能生产这项技术真正达成。该系统不止可以实施人工体力劳动,另外还可以实施脑力方面的劳动,也就是能够替代人脑。这一技术的使用,很大程度上减小了相关工作人员的工作量,另外,可以让公司对人力、财力以及物力等进行优化配置,让机械生产行业可以更为优质的发展。 2.3网络化 网络化的实现,是基于网络技术的不断发展。目前,网络的普及率十分高,这一技术的诞生,让经济全球化得到更快的发展,对所有行业都产生了影响,人民的生活同样由此出现了巨大的转变。若是机械设备自动化在对产品开展设计制造工作时出现了故障问题,有关的技术以及设计员工未处于第一现场,之前的处理方式是让设备停止工作,随后联系相关人员对出现的问题进行解决。此方式不止对生产进度造成影响,同样会导致工作效率减小。可是,若是使用网络化对制作流程进行控制,就算发生了上述提到的问题,技术人员也能够借助于网络化,及时对设备出现的故障问题进行处理,能够让机械设备以最快的速度重新投入生产,让制作加工的效率得到显著的加大。 3结束语 随着社会的发展与进步,将自动化融入到对机械进行设计制造当中已经是未来发展的必然趋势。目前能够做的,就是借助于现有的技术以及理论知识,为其最终的实现奠定坚实的基础,推动其快速实现与发展。
集成电路设计专业人才培养模式探索:集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的探究 摘 要:结合当前经济形势,分析了我国集成电路设计与集成系统专业人才的供求关系以及该专业人才培养模式的局限性,以现有集成电路设计与集成系统专业的课程体系为基础,提出了基于CDIO理念集成专业的人才培养目标。以培养“具有扎实理论基础,宽扩的知识面,善于分析和解决问题的集成电路设计与集成系统专业及相关专业高级专门人才;具有专业技能、很强的实践和科研创新技能的高级人才”为目标,制定了以项目为导向的人才培养模式的具体实施方案。 关键词:CDIO;集成电路设计;人才培养模式 随着经济全球化的飞速发展,现代企业急需高技能人才,企业的用人标准逐渐提高,毕业生的就业形势越来越严峻。同时,又有相当一部分毕业生动手能力差,分析问题、解决问题的能力弱,难以满足社会要求。为了缓解企业人才的需求和大学人才培养模式之间的冲突,国内外各高校都开始积极调整现有的教学模式,提出工程创新教育与课程教学模式相结合的全新理念,即CDIO(构思,设计,实施,运行)理念。它是“做中学”和“以项目作为核心的教育和学习”的集中体现,以产品的生命周期为载体,让学生将理论知识和实践有机结合起来。在CDIO理念的指引下,培养学生的工程能力,通过对项目整个过程的构思、设计、实施和运行作为载体的操作来提高学生的工程实践能力,这些能力包括个人的学术知识,个人的终身学习能力,团队的沟通能力和系统的控制能力等[1]。 作为一门新兴专业,集成电路设计与集成系统专业具有门槛高、内容新、发展快、属于交叉学科、与产业联系紧密、实践性强等一系列突出特点。它还没有像其他专业一样形成完成的知识体系,也没有制定出专业的人才培养规范,导致我国各高校培养出来的集成电路专业人才无法适应现代企业的需要,造成高技能人才的紧缺[2]。因此,研究基于CDIO理念的集成电路设计与集成系统专业人才培养模式,切实做好集成电路设计与集成系统专业的工程教育,改革高校的工程教育模式,培养出能适应经济和社会发展需要的专业人才是十分必要的。 一、集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的局限性 作为具有很强的工程性和实践性的专业,集成电路设计与集成系统专业的人才培养目标应定位于具有较高的工程素质、很强的实践和科研创新技能的高级人才。但由于我国集成电路专业人才培养模式存在局限性,导致企业需求与人才能力相脱节,具体局限性表现如下。 1.教学严重学术化,过分重视学生的理论教育,而轻视实践教育。在教育教学过程中,忽视了学生的自学能力和实际的动手能力,使得教学与实际相脱离。 2.专业课程之间存在知识的冗余,课程内容之间的相关性、相承性、互补性得不到有机整合,使得学生对项目的思路混乱,阻碍了学生构思能力的提升。 3.实验与实践环节缺乏系统的规划,导致实验内容陈旧,实验方法单一,实验模式过于呆板。而实验内容大多为针对理论教材的验证性实验,呆板的实验模式和实验内容很难使学生对学习产生兴趣,不能充分挖掘学生的创新能力。实践环节没有明确的培养目的,缺乏整体规划,实践环节是学生工程实践能力提高的重要环节。因此,实验与实践环节应与教学大纲相辅相成。 4.专业教师缺乏企业管理经验和工程训练能力。大多数教师虽然学位和学历很高,但一直从事教育教学工作,缺少实际工程背景和实践经验,带领并指导学生做实际工程项目时,学生遇到的实际问题得不到很好的解决。 二、基于CDIO理念集成专业的人才培养目标 集成电路设计与集成系统专业旨在培养具有良好的科学素养和国际竞争力,适应社会主义现代化建设需要的高级人才。通过基础与专业、理论与实践相结合的培养模式,培养既具有良好的文化修养和科学素质,又具有坚实的理论基础,同时具有丰富的集成电路开发、设计和工程管理能力的应用型高级人才[3]。通过大学四年的学习,使得集成专业学生毕业后掌握得以下几方面的知识与能力。 1.具有深厚的理论修养、扎实的专业基础知识、开阔的视野和高尚的职业素养。 2.具有良好的科学素养和较强的外语应用能力,对全世界科学和技术的发展动态有敏锐的观察力。 3.具有工程推理与判断、发现问题和解决问题的技能,能够进行科学研究和开发应用实际的项目。 4.具有良好的沟通、组织协调、团队合作的能力。 5.能够掌握集成电路的基本设计原理,熟悉制造工艺,能从事或参与集成领域产品的研究、开发、设计、制造、测试、应用、销售和管理工作。 三、CDIO理念下集成专业的人才培养模式的具体实施 (一)制定基于CDIO理念的专业教学大纲和实验大纲 将CDIO理念融入到专业教学大纲和实验大纲中,结合具体实际的项目制定集成专业课程大纲。大纲应体现以下四个方面的内容:基本技术和理论知识、个人的专职技能、人际交往能力和在现实社会环境中的CDIO能力。因此,制定专业教学大纲时,首先考虑在低年级引入导论课程,使学生对专业前景、发展方向有清晰的认识和了解。其次,要充分考虑课程导论与其他相关课程之间的内在关系。考虑课程的教学对象与教学目标、课程的内容、学时具体分配及主要的教学方法、实践环节的要求、课程与教师考核等问题。大纲制定过程中,自始至终都要充分体现CDIO理念、本专业的教学课程同企业项目之间的紧密关系。在制定实验大纲时要结合教学大纲,明确实验目的,将每门课程的实验按照基础类型、设计类型、创新类型和综合类型的比例合理划分,充分考虑实验学时、实验内容、使用的工具及具体方法等问题,培养学生的动手能力、创新能力和应用能力。 (二)制定基于CDIO理念的模块化课程体系 按照CDIO理念的教学大纲对学生能力的要求,结合集成专业培养应用型人才的定位,建立了以“基础课程、专业课程、实践课程、核心特色课程”相结合的模块化课程体系[4]。其中,基础课程主要由公共基础课程、素质课程、学科基础课程三部分组成,通过基础课程的学习,使学生具有良好的科学素养和文化修养的同时,又具有坚实的理论基础。专业课程主要包括专业平台课程、专业方向课程,由教师课堂传授专业知识。实践课程主要包括课程设计、生产实习和毕业设计。培养学生具有良好的科学与工程素养,具有较强的自学能力和分析解决问题的能力。核心特色课程主要包括专业选修课程,聘请国内外集成专业资深教授、企业高级人才以实际项目作为案例进行授课。 (三)举办基于CDIO理念的电子设计竞赛 电子设计竞赛是在教师启发引导下,学生通过竞赛来提高自己的自主学习能力、创新实践能力。围绕指定的竞赛题目,或学生以小组形式自主选择的题目,让学生进行构思,设计,实现和运作,将所选题目进行产品化。通过构思,分析客户的需求,预估产品的功能,设计技术方案,制定技术程序,并对小组成员进行分工,细化每个成员的任务。设计的任务主要包括产品的规划、原理设计、技术方案等。以构思和设计为基础,将最终的设计方案转变成实际产品,并对产品进行测试的过程即为产品的实施过程。对产品的运作主要包括对产品的前期程序调试,对系统功能进行改进。通过电子设计竞赛,将CDIO理念的构思、设计、实现和运作融为一个有机的整体,提高学生的工程实践能力,充分培养学生独立发现问题、解决实践问题的能力,培养学生团队合作能力和大系统掌控能力。 (四)基于CDIO理念的教学方法改革 改变传统的教学手段和教学方法,在教育方法上力求做到教师讲授与学生实践相结合,个人学习与团队合作学习相结合,让学生“主动学习”。将案例教学引入到课堂中,采用 “探究式”的授课方法,引导学生主动思考,并分组进行讨论,确定解决问题的方法,给学生创造实验环境去验证方法的可行性[5]。聘请校外专家、学者或企业工程管理人才为学生做专题讲座,进行辅导与授课,并定期派学生到企业去学习与实践锻炼。 (五)加强教师队伍建设,提高教师的CDIO能力 为教师提供去国外或者企业学习与交流的机会,让教师亲自参与到项目实训中,通过与企业项目工程师学习与合作提高教师自身的工程实践能力。聘请集成领域的国内外专家、学者、企业的项目经理、工程管理人员、工程设计人员,与本专业教师共同组建一支“多样性、复合型、高精端、产学研”的师资队伍,一起承担集成专业的人才培养任务。 针对我国目前集成电路设计与集成系统专业工程人才紧缺的现状,本文提出了CDIO理念下的人才培养模式,强调高校学生的专业知识技能和实践创新的工程能力,有效地解决了企业和人才能力相脱节的问题,从而为社会和企业培养更多合格的“专业型、创新型、应用型”的工程人才,更好地推进高等工程教育的改革,使我们的创新实践教育更上一个台阶。 集成电路设计专业人才培养模式探索:集成电路设计与集成系统专业创新型人才培养的课程体系研究 摘要:集成电路设计与集成系统本科专业是国家特设专业,又是一个多学科交叉、高技术密集的新兴专业。目前国内没有形成完善的专业规范,因此如何合理、有效地设置课程体系成为本专业建设的重点和难点问题。本文对集成电路设计与集成系统本科专业人才培养特点进行了研究,确定了创新型人才培养目标定位,根据学科交叉融合发展规律,确定了人才培养规格,提出了一种理论与实践并重融合的课程体系。该课程体系具有系统性、完备性、交叉融合性,通过教学内容的有机组织,实现知识的连贯性、内容的先进性和实用性,将为集成电路设计与集成系统本科专业的创新型人才培养奠定良好的基础。 关键词:集成电路设计;集成系统;本科专业;创新型人才;课程体系 一、引言 集成电路产业是信息产业的基础和核心,是推动信息产业发展的源泉和动力。国务院于2000年6月25日颁发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(18号)》,大力支持和鼓励我国集成电路产业的发展。在国家政策的扶持下,我国集成电路设计业发展迅猛,伴随着国内集成电路的发展,对集成电路设计相关人员的需求也日益增加。教育部于2003年开始批准设置“集成电路设计与集成系统”目录外本科专业,2012年普通高等学校本科专业目录中调整为特设专业,以适应国内对集成电路设计与应用人才的迫切需求,截止2014年,全国已有28所高校设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。国务院于2011年1月28日颁发了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(新18号)》,要求高校要进一步深化改革,加强集成电路设计相关专业建设,紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式,加强专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地建设,努力培养国际化、复合型、实用型人才。 “集成电路设计与集成系统”专业涉及的新概念、新技术、新方法不断涌现,是一个工程性和实践性很强的本科专业。集成电路领域技术和管理人才严重不足、人才质量普遍不高已成为制约我国集成电路产业健康、快速发展的瓶颈。国家集成电路产业“十二五”发展规划提出加强人才培养,着力发展芯片设计业,2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》进一步指出,要着力发展集成电路设计业,加大人才培养力度。因此,研究适合本专业的理论与实践并重融合的课程体系,培养创新型集成电路设计人才具有十分重要的现实意义和历史意义。 二、集成电路设计与集成系统专业人才培养的特点 集成电路是推动当前经济发展的重要技术,由于集成电路设计与集成系统领域发展迅速且新知识、新技术层出不穷,多学科交叉融合,毕业生就业具有国际性,要求教学体系和实践平台建设必须跟上最新的产业需求,才能培养出适合社会和企业需要的集成电路设计与集成系统创新型人才。在进行集成电路设计与集成系统领域创新型人才培养时我们需要紧紧抓住以下几点。 1.集成电路设计与集成系统专业是新兴专业,国内还没有形成该专业的人才培养规范,目前国内各高校该专业的教学计划是从国外或者相关专业延伸来的,系统性、完备性差,还没有形成完整的知识体系。 2.集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科,因此要利用综合性学科知识为该类人才的素质培养服务,从注重单一知识和能力的培养,要转变到注重综合知识和能力的培养。 3.集成电路设计与集成系统是国家特设专业,根据高校自身办学特色和市场需求设置的专业,需要针对企业对该类人才的需求,将企业需求融入课程体系,与企业联合制定培养方案,建立核心课程体系,实时调整专业课程教学内容。 4.集成电路设计与集成系统专业具有较强的工程性和实践性,不仅要具有较强理论知识基础,而且要具有较好的工程实践能力以及一定的创新能力,需要建立一种基于项目驱动的多层次的实践教学体系,保障四年工程实践训练不断线,逐步提升学生的工程实践能力和创新能力。 三、集成电路设计与集成系统专业课程体系的构建 根据集成电路设计与集成系统专业人才培养特点,按照通信、计算机和集成电路融合发展的科学规律,结合我校学科专业优势特色,确立了本专业人才培养的课程体系。 (一)人才培养目标 2006年全国科技大会上提出,到2020年,我国将建成创新型国家,使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。具有较强的自主创新能力是创新型国家的主要特征之一,只有培养具创新精神和创新能力的人才,才能提升自主创新能力。集成电路产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是最能体现科技进步对创新型国家贡献率的行业。 因此,本专业旨在培养德、智、体、美全面发展,适应社会主义现代化建设和信息领域发展需要,掌握宽广的人文知识、坚实的自然科学知识以及扎实的专业知识,具备工程实践能力和创新能力,具有自主学习集成电路与集成系统领域前沿理论和技术的能力,能在集成电路与集成系统领域从事研究、设计、实现、应用的高素质创新型人才,为全面实现创新型国家提供强有力的支撑。 (二)人才培养规格 集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科,如图1所示。其中,图1中①就是通信算法(应用)的直接IC(实现)化的ASIC、FPGA电路或者可重构电路;②就是算法(应用)的指令集合(体系结构)化的目标程序;③就是指令集合(体系结构)的IC(实现)化的处理器;④就是集成电路技术发展推动的先进处理器。 根据多学科融合发展和人才培养目标定位,确定了本专业知识、能力、素质的人才培养规格如下。 1.知识结构要求。(1)具有坚实的自然科学理论基础知识、电路与系统的学科专业知识、必要的人文社会科学知识和良好的外语基础。(2)具有通信系统、计算机系统结构、信号处理等相关学科领域的基础知识。(3)掌握集成电路与集成系统领域的基础知识和工程理论。(4)掌握集成电路与集成系统电子设计自动化(EDA)技术。 2.能力结构要求。(1)具有使用电子设计自动化(EDA)工具进行集成电路与集成系统设计的能力。(2)具有较强的科学研究、工程实践及综合运用所学知识解决实际问题的能力。(3)具有了解本专业领域的理论前沿、发展动态和独立获取知识的能力。(4)具有自主学习能力、创新能力、协同工作与组织能力。 3.素质结构要求。(1)具有良好的思想道德修养、职业素养、身心素质。(2)具有奉献精神、人际交往意识和团结协作精神。(3)具有一定的文学艺术修养、科学的工程实践方法。(4)具有一定的国际化视野、求实创新意识。 (三)课程体系 集成电路系统设计涵盖“系统设计、逻辑设计、电路设计、版图设计”四个设计层次,课程体系应覆盖四个设计层次需要的所有知识点,各知识点之间要具有连贯性、系统性和完备性。集成电路设计与集成系统专业具有很强的工程性和实践性,通过计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养,强化学生的工程实践能力和创新能力。集成电路设计与集成系统专业是一个多学科的交叉新兴专业,课程体系中应该包含通信、计算机和集成电路的相关知识点,各知识点之间要具有交叉融合性。集成电路系统设计是一个高速发展的学科领域,知识和技术更新速度非常快,课程体系应该体现先进性,使得学生能够接近先进的技术前沿,同时课程体系中也应该包含一些面向企业的工程设计与实践的实用性课程,进一步提高学生的就业竞争力和工程创新能力。 因此,根据人才培养规格和特点以及课程体系的连贯性、系统性、完备性、融合性、先进性和实用性,结合我校自身优势特色,构建了如下页图2所示的知识、能力、素质协调统一的理论与实践并重融合的课程体系。课程体系以能力培养为导向,集中实践环节为支撑,核心课程为基础,一组集中实践环节和核心课程培养一种能力。同时,设置综合素质教育模块和课外科技创新活动模块,提升学生的工程素质和创新能力。 课程体系主要突出计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养,进行分学年重点培养。第一学年主要培养学生的计算机应用能力,第二学年主要培养学生的电子技术应用能力,第三学年主要培养学生的嵌入式系统设计能力和集成电路设计能力,第四学年主要培养学生的工程创新能力,通过设置“数字集成电路”、“混合信号集成电路”、“嵌入式系统”三个方向课程模块,实现人才的个性化培养。 通过嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力和工程创新能力培养过程中的集中实践环节和核心课程设置,将集成电路设计与通信/计算机相结合,体现课程体系的交叉融合性。将集成电路系统设计层次中的“系统设计”贯穿于工程创新能力、嵌入式系统设计能力培养,“逻辑设计”体现在电子技术应用能力培养中,通过“电路设计”与“版图设计”实现集成电路设计能力的培养,实现了课程体系的系统性和完备性,通过教学内容的组织实现知识的连贯性。 课程体系设置了一系列集中实践环节和独立设课实验(集成电路EDA技术实验、微处理器设计实践)以及课内实验,在教学内容的组织上将软件无线电(SDR)系统(包括算法、体系结构、集成电路)设计与实现的科研成果融入教学过程,实现四年工程实践训练不断线,体现课程体系的工程性和实践性。同时通过下一代无线通信系统的核心器件――SDR系统处理芯片设计为牵引,设置通信集成电路系统工程设计与实践相关课程,采用世界主流EDA厂家先进EDA工具完成集成电路EDA技术实验以及集成电路系统设计,实现课程体系的先进性和实用性。 (四)教学内容组织思路 以“高级语言程序汇编语言程序机器指令序列计算机组成(CPU、存储器、输入输出、数据通路与控制单元)计算机部件设计计算机部件(FPGA和专用集成电路)实现整机(FPGA或专用集成电路)实现面向通信、信号处理领域系统(嵌入式系统、数字集成电路、模拟集成电路)设计与应用”为主线组织教学内容,体现知识的连贯性,培养学生的计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力。通过通信集成电路系统工程设计与实践(包括数字集成电路工程设计与实践、嵌入式SoC工程设计与实践、模拟集成电路工程设计与实践等),将软件无线电(SDR)系统的设计与实现的科研项目成果融入课堂教学,贯彻我校“教研统一”办学理念,突显我校信息通信行业优势特色,培养学生的工程创新能力。 四、结论 课程体系设置是专业建设中的关键核心问题,对人才的培养质量起决定性的作用。本文充分考虑了集成电路设计与集成系统专业多学科交叉融合、工程实践性强等特点,结合我校本专业在通信专用集成电路设计、专用处理系统设计方面的优势特色,形成了通信、计算机与集成电路设计相结合、理论教学与项目实践相结合的课程体系。以能力培养为导向,以集成电路设计和嵌入式系统设计融合为主线组织教学内容,培养学生的集成电路设计与嵌入式系统设计(计算机应用、电子技术应用、微系统设计)能力,通过面向通信领域的集成电路与嵌入式系统工程设计与实践,提高学生的工程创新能力。 集成电路设计专业人才培养模式探索:集成电路设计专业创新型人才培养模式探索 摘要:集成电路产业是电子信息产业发展、促进社会信息化的基础。创新型人才是集成电路产业发展的重要因素。随着集成电路设计相关人员需求的日益增加,国内很多高校都开设了集成电路设计相关本科专业。针对目前集成电路设计本科人才培养模式存在的问题,结合长沙理工大学实际,通过改革课程教学、完善实验实践环节、增加就业相关知识三个措施增强学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,逐步建立集成电路设计专业创新型人才培养模式。 关键词:集成电路设计;创新型人才;培养模式 集成电路的产业规模和技术水平已成为一个国家综合国力的重要标志之一。近年来,我国集成电路产业发展迅速。2004年,我国集成电路产量为211亿块,销售额为545.3亿元。2011年一季度,我国集成电路总产量达到191亿块,销售额达348.4亿元,中国已经成为全球集成电路产业发展最快的地区之一。 我国集成电路产业经过多年的发展,已基本形成了四业(设计业、制造业、封装业和测试业)并举协同发展、四个相对集中的产业集群(长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区和京津地区)和多个国家集成电路产业化基地。[1,2]一直以来,国家对集成电路产业的发展高度重视,《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中将IC产业放在了电子信息产业的第一位。[3]随着我国集成电路设计产业突飞猛进地发展、繁荣,对集成电路设计相关人员的需求也日益增加,仅靠国内少数高校的研究生已很难满足产业发展的需要。为满足快速发展的集成电路产业对人才的需求,2001年教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。[4]集成电路设计在国内众多高等院校都由原来纯粹的研究生教学逐渐转为由本科教学开始。 本文从课程体系设置、实验实践教学等多方面详细分析了目前集成电路设计本科教学存在的问题。在此基础上,从三个方面提出了集成电路设计本科人才培养的改革措施,探索集成电路设计本科创新型人才培养模式。 一、集成电路设计本科人才培养存在的主要问题 1.课程设置及课程内容不合理,从而降低了学生的学习热情 目前,国内多数院校的集成电路设计专业在本科阶段主要开设有“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”、“数字集成电路设计”和“模拟集成电路设计”等专业课程。对于这些课程的开设主要存在下列问题: (1)不重视专业基础课程的教学。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路方面的基础课,为后续更好地学习集成电路专业课提供理论基础。如果这些基础课程没学好,学生在学习后续相关专业知识时就会比较困难,进而直接导致学业的荒废。但有些高等院校将这些课程设置为选修课,设置较少的课程教学课时量,甚至少数院校不开设这些课程。 (2)课程开设顺序上存在很多问题。在部分高等院校的培养计划中,“固体物理”课程和“晶体管原理”课程同一个学期开设,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“固体物理”课程的基础,从而很难快速地进入状态,学习兴趣受到严重影响。 (3)基础课程的理论性太强,学生学习的兴趣不高。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是专业基础课程,理论性较强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。然而,一般来说,本科学生都比较厌烦复杂的理论分析和繁琐的公式推导,特别是基础相对较差的学生,再加上较强的数学基础要求,学生学习的积极性受到极大打击。此外,部分高校设置的专业基础课程教学课时量较少,学生不能全面、深入地学习,进一步削弱了学生的学习热情。[5] 2.实践教学量不足,学生动手能力差 电子设计自动化(Electronic design automatic,EDA)是集成电路设计技术的必备基础手段。集成电路设计专业的本科毕业生必须掌握一些常用的EDA工具,对将来工作和继续深造学习都具有很大的促进作用。为了推广EDA工具的使用,许多EDA公司实施了专门的大学计划。我校购买了CADENCE软件以及高性能服务器,搭建数/模混合集成电路设计EDA平台,并与ALTERA公司共建了EDA/SOPC联合实验室。但学生的实际使用情况却喜忧参半,难以实现软件使用量的最大化。一方面,购买的软件等资源主要供学生实验课上使用,其余时间学生很少使用。另一方面,教师在上实验课时一般都采用填鸭式灌输方式,而不是学生自己摸索,从而难以理解、使知识融会贯通。因此,学生很容易忘记实验课上学到的知识点,在后续的工作或学习中要用到相关软件工具时需重新学习。动手能力差成为了集成电路设计方向本科生择业时的一大障碍。[6] 3.门类分科不合理,属性不一致 无论是从专业内容还是专业性质上分,集成电路设计方向都应该属于工科性质。然而,我校将该专业划归理科专业。这将导致虽然学习的课程与内容和其他高校工科性质的集成电路设计方向基本一致,毕业时学生却是获得理学学士,造成很多学生在就业时遇到问题。许多单位招聘时首先看的是毕业证和学位证,使得很多学生错失了就业的好机会。最终直接导致下一学年选择该专业的学生越来越少,只能靠调剂维持正常教学。另一方面,学生对集成电路产业现状和发展趋势了解甚少,对集成电路设计专业的优势了解不够,对集成电路设计人才市场需求和该专业的良好就业形势认识不清,从而不能充分激发学生的学习兴趣。 二、创新型人才培养的具体措施 1.改革课程教学,增强学生的创新能力 建立由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成的集成电路设计专业课程体系。压缩公共基础课,取消与集成电路设计方向关系不大的基础课程(比如计算机文化基础课程)。合理安排专业基础课程和专业方向课程的开课顺序、课时量。在教学内容和教学方法上,集成电路设计的教师应该做到“授之以渔,而不是授之以鱼”。对于集成电路设计方向的本科生而言,其学习的内容是集成电路相关的最基础理论知识、电路结构及特点。其学习重点应该是掌握基础的电路结构以及分析电路的基本方法等,而不是电路各性能参数的具体推导。因此,教师在讲授“固体物理”和“晶体管原理”等集成电路设计专业基础课时,应该尽量避免冗长的公式及繁琐的推导,以免影响学生的学习兴趣。另外,适当减少理论教学中复杂的公式推导,而着重半导体器件工作原理和特性的物理意义的学习,既可使学生容易接受又有利于后续专业方向课程的学习。 2.完善实验实践环节,培养学生的创新能力 实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。对于集成电路设计专业而言,完善实验实践教学环节需要从以下三个方面着手: (1)增加实验教学的课时量。目前,集成电路专业本科教学中的实验教学量过少。以“模拟集成电路设计”课程为例。总课时量为48学时,其中理论课38学时,实验教学仅10个学时。38学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。仅10个学时的实验教学还包括2~4学时的EDA工具学习,留给学生独自进行电路设计的就只有6~8个学时。学生不可能很好地理解理论课所学知识,更谈不上融会贯通,极大地削弱了学习兴趣。因此,增加本科教学的实验教学课时量可以有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。 (2)完善和优化由课程设计、课程实训、生产实习、毕业实习和毕业设计构成的专业实习实践教学体系。该实习实践教学体系具备分级教学和多层次教学的特点,对集成电路专业创新型人才的培养具有重要作用,尤其是其中的课程设计和毕业设计。课程设计和毕业设计是理论基础和工程实践的有机结合,可以很好地培养学生的工程素质和创新能力。在这两个环节中,选题是关键,也是难点。选题既要具有一定的工程背景又要让学生感兴趣,从而不但培养学生的工程能力,而且激发学生学习的主动性、积极性和实践创新能力。 (3)应该将以CADENCE软件为主体建立的数/模混合集成电路设计EDA平台,以及与ALTERA公司共建的EDA/SOPC联合实验室作为开放式电子设计训练和综合创新性实验基地的重要组成部分,成为学生进行课程设计和毕业设计以及课外实践活动的平台,从而实现软件资源使用的最大化。 3.增加就业相关知识,增强学生的竞争能力 据相关部门统计,极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路设计方向相关工作,多数选择改行或继续学习深造。这是因为一方面本科生基本知识储备不够,更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。然而,集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。因此,就个人的长远发展而言,集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因而,教师在讲授集成电路设计方面知识的基础上应有重点地讲授基本的集成电路版图、集成电路工艺流程、芯片测试等相关内容。 再者,定期举办学术报告会,让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势,了解集成电路产业的市场需求,了解集成电路设计及相关人才市场需求,了解集成电路设计专业就业前景,从而激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。 三、结论 集成电路产业是我国的新兴战略性产业,是国民经济发展与社会信息化的重要基础。创新型人才是发展集成电路产业的关键。因而,大力推进集成电路产业的发展必须提高集成电路设计人才的培养质量。目前,我国内集成电路设计本科教育尚处于孕育发展阶段,虽适应IC产业发展的需求,但仍存在很多问题需要解决。本文根据调研结果分析目前集成电路设计本科人才培养存在的问题,结合我校实际情况提出了几项改革措施,但远没有涉及集成电路设计本科创新型人才培养模式的诸多方面。但是,可以预测,有政府的大力扶持和相关教师及学生的共同努力,我国的集成电路设计本科人才培养定会逐步走向成熟,最终建立完善的集成电路设计本科创新型人才培养模式。
一、引言 在现今网络通信技术不断发展的过程中,更多的人们通过移动设备进行上网。对于移动设备来说,其具有不同的品牌与种类,在屏幕分辨率方面具有较大的差异,该种情况的存在,则对网络设计师提出了更高的要求,即需要能够保证在不同设备上完美的呈现同一个网页。在具体网络设计教学中,这也是其中的教学重点,需要将通过信息技术的应用融入到教学当中,更好的实现设计目标。 二、关键设计技术 在自适应网页设计当中,其关键设计技术有:第一,媒体查询技术。该技术是CSS3当中的技术,其作用即是支持同一个页面的不同视窗,允许用户能够根据设备性能对特定的CSS样式进行选择。在实际应用当中,通过几行CSS代码的应用,则能够使用户根据屏幕方向以及视窗宽度对页面内容的显示方式进行改变。通过该技术的应用,则能够在不经过修改的情况下将页面内容在输出设备的特定范围内进行显示,而如果不对该技术进行应用,开发人员则无法以设备性能为基础对CSS样式进行选择,可以说,通过具体设计中该技术的应用,能够较好的实现自适应网页设计目标。具体来说,对于一个页面内容,当具有较小设备宽度时,网页则会存在较为拥挤的情况,如设备宽度较大,页面也会存在较为空旷的情况,无法充分利用网页剩余空间。在该种情况下,如当浏览器宽度变化时根据需求对全部或者部分内容进行显示,则能够有效实现用户体验的增强,对此,通过HTML5当中data-email属性的应用即能够实现该目标。同时,在调整屏幕分辨率时,页面运行效果也会存在状态转换的情况,该过程速度较快。对此该种情况,则可以通过transition技术的应用实现页面中效果的平滑过渡,逐渐显示页面内容的缩放变化,以此进一步实现用户的体验提升;第二,流动布局技术。对于某个特定的设备来说,单纯通过媒体查询技术的应用即能够对自适应网页设计目标进行实现。但对于该方式来说,其在实际应用当中也存在不足,即无法对不同分辨率的设备进行良好的适应。此时,单纯通过媒体查询技术的应用则无法满足要求,而需要对具有更强适应性的设计方式进行应用,而要想对该目标进行良好的实现,即需要对固定、刚性的布局进行摒弃,而对流动布局进行应用。通过流动布局的应用,则可以通过上下文感知方式实现对图片尺寸的良好调整,更好的实现设计目标。 三、传统教学方式 自适应网页设计是现今计算机专业当中的重点课程,对于计算机专业学生来说,网页不仅具有对信息进行承载的作用,同时也需要做好设计者技术水平、综合技能以及专业水准的体现。对此,网页设计对于计算机专业学生的具体学习具有了更高的要求。在以往教学活动开展中,教师通常的做法即是将相关知识分成不同类型的案例,组织学生在多媒体机房当中对相关案例进行演示,在此过程中学生跟着教师学习与练习,并在学生进行操作的过程中由教师对其进行适当的辅导。在该模式当中,学生则很容易出现以被动、机械方式实现对知识接受的情况,即仅仅掌握教师在课堂当中讲授、指导过的内容,而无法掌握创新方式,且在具体学习热情方面存在一定的不足。在学习过程当中遇到部分无法良好解决或存在困难的问题时,也很容易影响到其学习积极性。对于该种情况,即需要能够在学习当中积极做好转变,通过信息技术的应用实现以往教学模式的改变,在帮助学生更好获取知识内容的基础上使其能够形成较高的学习热情,在掌握良好自适应网页设计技术的情况下形成好的独立创新意识以及后续发展能力。 四、网页设计同信息技术的结合教学 在具体教学当中,将网页设计同信息技术结合可以说是网页教学体系当中的关键部分,而并非简单是辅助手段的应用,即能够通过信息技术的应用帮助学生在更为丰富的资源情境中进行学习,以此对以探究互动为主的学习活动进行形成,其主要作用体现在:第一,教学方式。在具体教学当中,有效教学即是使学生能够主动、积极参与到教学当中的一种方式,即成为设计学习活动的中心,能够按照小组协作的方式开展学习活动。在此过程中,学生能够以共同、独立的方式进行思考,在实际学习当中需要对何种问题进行了解,进而如何实现问题的处理与解决等等。在整个过程中,学生获得的并非是课本上传统的理论知识,而是对相关问题进行解决的方式与方法。在信息技术环境当中,学生能够较好的以环境当中真实案例的应用在实际学习任务当中做好知识的学习与建构,通过该方式的应用,不仅能够实现学生学习兴趣的良好激发,且能够使其通过多途径方式的应用实现具体问题的解决,在实现自身主观能动性发挥的情况下实现对主动学习的转变,以此更好的达到学习目标;第二,教学范围。在信息技术应用的情况下,则能够通过网页设计课堂同信息技术的整合实现课堂范围的延伸在对可视进行突破、超越课本局限的情况下使其能够随时随地的开展学习活动。在网络环境当中,学生则能够获得同以往单纯课本教学方式相比更为广泛的知识来源,且能够同教师、专家与教师进行更好的交流与沟通。在该过程中,学生在知识获取范围方面将超出课本局限,在具体学习当中不仅仅处于某个课堂、图书馆或者实训室当中,且教师也不在是课程活动开展的中心,而是将学生作为学习的主体,教师在该过程当中积极发挥引导作用的情况下构建学生的学习环境。可以说,通过网页设计课程同信息技术两者间的有效整合,则能够在对教学效果进行提升的基础上使原有的教学方式获得本性的转变,使其能够在学习当中主动、积极的构建相关知识,在实现相关学习任务完成的基础上做好问题解决方法的掌握,在实现专业能力提升的基础上获得更好的协作水平;第三,教学结构。在以往网页设计课程开展中,主要将教学中心确定为“教”,在该过程中,学生将以被动的方式实现对知识的接受,同时,网页编程部分内容具有较为抽象的特点,并因此使学生在学习过程当中存在较大的困难,并因此影响到其学习积极性。而在信息技术的应用下,教学设计则将从中获得较大的转变,获得教学同学习同等重要的教学结构,以此使学生能够主动的参与到活动当中,在对最大能动性进行发挥的基础上实现主动学习目标。教师方面,在信息技术背景下,教师即能够更好的体验如何通过计算机网络的应用实现对新知识的获取,做好新知识的科学传播,同时,其也能够积极的引导学生通过计算机网络实现新知识的获取,以更为合理、高效的方式开展学习。同时,教师也需要能够充分结合学生特点做好教学内容整合,通过对教学环境的合理创造将信息技术优势在教学活动当中进行充分的体现。即教师不仅仅负责对知识的传授,且需要能够精心的设计不同教学环境,通过丰富教学情境的提供使学生能够更好的展开学习活动。在该过程中,教师也需要能够做好学习进度的管控,对学生在学习当中出现的问题做好示范,积极引导学生做好既定任务的完成,以此做好教学目标的实现。学生方面,在信息技术应用中,学生也不再是被动的进行知识学习,而需要以小组为单位,以计算机网络资源为基础开展各类学习活动。在具体学习中,则可以积极进行组间以及组内写作,通过信息工具的充分利用进行远程求助以及技术讨论,更好的参与到教学环节当中。在此过程当中,对于现有知识无法解决的问题,则可以通过信息技术的应用做好相关问题的解决,在逐渐实现学习任务完成的基础上达到学习目标。在信息技术应用过程中,也能够帮助学生做好学习空间与时间方面限制的打破,对学习所需的知识进行及时查阅,以此帮助学生更好的做好知识掌握,在形成探索欲望的基础上形成更高的学习兴趣,不断提升自身的网页设计水平;第四,教学重点。在信息技术网页设计教学中,教师需要能够做好教学思路与重点的把握。在具体教学设计当中,首先需要能够多次分析教学内容以及情况,通过科学主线的建立更好的达到学习目标。教学内容方面,需要在进行多次分析与调研的基础上同现今职场需求相结合,通过对比方式的应用对普通页面与自适应页面两者间的不同进行指出,帮助学习者以此对自适应页面的优势与特点进行感受,对学习形容形成更高的兴趣;其次,在教学资源应用与活动制定方面,需要能够对不同学生的个别特征以及差异性进行充分的考虑,以此帮助不同水平学生也能够在学习当中实现丰富学习资源的获得。在具体教学设计中,也可以进行授课对象学习情况分析,如果在分析当中发现学生在自适应网页学习当中存在困难,则需要积极做好针对性措施的应用,以此保障活动以及教学效果;再次,在具体教学活动开展中,需要给予学生更多展示自我的机会,以此帮助学生在学习当中更好的表现自己,在对自身能动性进行发挥的基础上自发开展学习;最后,需要充分同教学情况分析结果相结合,在反复讨论与探讨的基础上做好适合教学模式的制定,同市场需求结合对具体项目开发以及页面设计需求进行获得,在环境创设、页面分解与优化的基础上通过信息技术的应用对教学内容远程辅导、资源信息化、内容模块化以及手段形象化等活动进行实现,以此帮助学生能够以更为愉悦的心情进行学习,更好的达到教学目标。 五、结束语 在上文中,我们对信息技术在自适应网页设计教学中的应用进行了一定的研究。可以说,在现今网页设计课程中,将信息技术融入到其中不仅是一种趋势,同时也是未来教学活动开展当中所必须的一种方式。在具体教学中,需要教师能够对信息技术在网页设计当中的重要性与作用做好把握,以科学方式的应用不断提升教学效果。
浅谈高层建筑设计中的生态建筑学:高层建筑设计中生态建筑学的运用探讨 【摘要】随着市场经济的快速发展,我国的城市建设发生着日新月异的变化。同时伴随着生活水平的提高,城市居民人口数量的不断膨胀,城市的生存空间被压缩,土地资源变得十分紧张。为了节约城市居民用地资源,解决人们的生存环境问题,高层建筑的设计理念越来越被许多城市所采用,逐渐成为现代城市的标志。但是随着高层建筑规模的不断扩大,出现了一系列的问题,严重影响了人们的生活。本文在基于生态建筑学概念分析的基础上,指出生态建筑学的设计原则和设计目标,分析生态建筑学在高层建筑设计中的运用,为现代高层建筑设计提供新的思考。 【关键词】高层建筑;生态建筑学;建筑设计;应用 引言 伴随着城市化进程的不断推进,高层建筑成为城市发展的重要标志。虽然高层建筑有效的缓解了城市居民用地的紧张氛围,充分合理的利用了土地资源,但是高层建筑却为人们的生活带来了许多问题,严重影响了生态和环境等的平衡。一方面,由于高层建筑所占空间的特殊性,在周边建筑的局部范围内,会对光照和空气质量产生很大的影响,而且当高层建筑的高度达到一定高度时,会造成空气气流的变化,风速也会发生急剧变化,引起局部气候的改变。另一方面,高层建筑由于自身结构的多样性,例如,电梯、空调机组以及自然风等的作用会产生噪音,这种噪音在高层建筑之间传播会显得特别突出,严重对人们的生活产生了影响;与此同时,高层建筑大多运用玻璃作为外墙的装饰,这种布局会产生大量的光污染,对人们的视觉造成影响。因此,将生态建筑学运用到高层建筑设计中,不仅能保护生态环境,提高人们的生活质量,而且开拓了高层建筑的设计的思路和视角。 一、生态建筑学概述 所谓生态建筑学,就是在生态学的基础上,将其与建筑学相结合,以自然生态结构为体系,来构建建筑的人工生态体系。在生态建筑设计过程中,要根据实际的情况,结合当地的自然生态环境和生态结构体系进行分析,并且将建筑、生态、现代科技等多方面的技术相融合,充分全面的对建筑与生态环境的相互影响关系进行分析,最终把建筑与生态合为一体,构建一个环保、安全、健康的居住环境,让居民、生态环境和建筑三者形成一个良性循环系统。 在高层建筑设计中融入生态建筑学的理念,不仅能充分利用周围的环境资源,有机的将自然生态战略运用到高层建筑设计中,而且还能创造一种健康、富有生气活力的居住氛围,有效的提高了城市居民的居住环境质量。对于高层建筑,在建筑过程中,会消耗非常多的资源,很容易造成浪费,而且高层建筑对环境和生态稳定都有一定的影响,密集的高层建筑还会增加人们的心理压力等等。为此,在高层建筑设计中加入生态建筑学,不仅实现了资源的可循环利用,减少了污染物的排放,保护了自然生态结构体系,使得高层建筑在保证经济效益的同时,还提高了居民居住环境的质量水平。 二.生态建筑学设计原则和目标 在高层建筑设计中加入生态建筑学的设计理念,将人工建筑与自然环境进行有机的结合,所以在高层建筑设计过程中,要充分考虑高层建筑与自然生态环境之间的相互影响关系,以及相关的物质能量转化形式。下面将从生态建筑学设计的原则和设计的目标两方面对高层建筑的设计进行阐述,让生态建筑学在高层建筑设计中充分发挥其优势。 2.1 生态建筑学设计的原则 随着经济的快速发展,对资源的需求也越来越大,在资源短缺的形势下,在高层建筑设计中生态建筑学设计的原则就是要注重资源的再生利用,即五个原则:Revalue再评价、Renew更新、reuse重复利用、reduce减少消耗和recycle循环利用。第一,Revalue是再评价、再思考的意思,即在高层建筑的建造过程中,大多是从艺术的角度对高层建筑进行评价的,而完全没有考虑建筑对周边环境的影响,所以在设计时,要对高层建筑采用发展的眼光进行再思考和评价,才能得到最佳的设计方案。第二,Renew是更新改造的意思,对于陈旧的高层建筑,在安全性满足的前提下,对其进行更新改造,实现废弃资源的重复利用,这样就能减少人力财力的浪费,而且还能保护生态环境。第三,reuse是重新利用和重新使用的意思,对于高层建筑,可以重新利用和回收那些剩余可用的资源,减少对自然的索取,争取最大程度的保持自然生态体系的平衡。第四,recycle是回收循环利用的意思,对于生态系统中一些稀有、紧缺和不可再生的资源,要对其进行回收,反复进行使用,或者进行再次加工进而再次使用,与此同时,也要注意使用的方式,以便增加材料资源的使用寿命,实现资源的重复利用。 2.2 生态建筑学设计的目标 对于高层建筑的施工,都需要消耗大量的资源,在这个过程中,会产生许多的污染废弃物,对周围的自然生态环境和施工环境造成很大的影响。将生态建筑学的设计理念引入到高层建筑设计中,充分发挥了其优势,因此,生态建筑学设计的目标就是要降低高层建筑中对资源的使用量,减少资源的消耗,尽可能的降低有害物质的排放,并且要对有害有毒物质进行无害处理,保护环境,坚持走可持续发展的道路,提高高层建筑居民的生活环境,在提高经济效益的同时,维护自然生态环境体系的平衡。 三.生态建筑学在高层建筑设计中的应用 在高层建筑设计中,应把握生态建筑学的设计目标和原则,为构建一个安全、健康、舒适的居住环境而努力。下面对生态建筑学在高层建筑设计中的应用进行探讨,分析其中的优势方面。 3.1舒适化的设计思路 伴随社会的不断发展,人们对生活环境的要求越来越高,更加注重居住建筑的舒适性。因此在高层建筑设计过程中,要尽可能的采用对人们的身体没有危害的建筑材料,尽量不适用具有挥发性的物质,同时要保证高层建筑室内的空气流通,建立防干扰的设备。另一方面,要充分利用建筑周边的自然资源,营造一个舒适、健康的环境,降低建筑设备的使用率,利用可再生资源,例如自然采光、通风等。 3.2 注重生态型高层建筑空间的组合设计 在高层建筑的设计过程中,设计者要充分考虑建筑空间之间的相互组合和搭配,例如,院落的设计、休闲场所的布局和建筑空间的经济成本等问题。在结合生态建筑学的理念后,还要进一步对高层建筑的能源消耗和舒适度等的需求进行充分的考虑。由于高层建筑不同空间对温度、风景和采光的要求的不同,因此在设计时要从居住环境的要求进行合理的设计。此外,在建筑平面设计时,高层建筑的朝向主要以南北朝向为主,同时,要把楼梯、卫生间等空间布置在采光和通风较好的场所。最后,在空间组合设计时,要从整体上进行考虑,对于外部生态环境的结构要进行合理的优化,不能破坏其空间层次结构,要构建多方面的绿化系统。对高层建筑的局部环境进行净化,改善周边的气候环境,并且进行景观设计,把室外的绿色生态系统融入到高层建筑的内部,充分将自然与建筑相结合,让居民感受到自然的清新。 总结 在高层建筑设计中融入生态建筑学的设计理念,不仅能充分利用周围的环境资源,有机的将自然生态战略运用到高层建筑设计中,而且还能创造一种健康、富有生气活力的居住氛围,有效的提高了城市居民的居住环境质量,为现代高层建筑设计提供了新的视角。 浅谈高层建筑设计中的生态建筑学:高层建筑设计中生态建筑学的应用 摘要:针对生态建筑学在高层建筑设计中的应用,做了简单的论述。生态建筑设计,要以人为核心,注重建筑节能设计,充分融合建筑环保节能理念,提升高层建筑设计的合理性与科学性。在实际应用的过程中,要注重实现生态环境和节能的一致性,采用生态表皮设计,以打造舒适的建筑环境。 关键词:生态建筑学;高层建筑设计;节能性;环保性 湖南省将森林覆盖率、绿色建筑覆盖率等生态环境指标,纳入到规划体系中,加大生态建筑建设力度。在构建可持续化发展城市形态时,严格保护生态资源,实现城市规划和生态保护有效连接。在环境保护方面,实施生态控制线规划,明确禁止开发区域与限制开发区域,因此对生态建筑设计,提出了更高的要求。 1生态建筑学概述 生态建筑学设计理念提倡节能效应与环保效应,将生态环境和建筑相互融合,利用自然生态理念与模式,开展高层建设设计,要从实际出发,充分利用科技与生态等的优势,融合各类因素,形成绿色、安全的人居环境。高层建筑建设资源消耗量较大,对自然环境造成的压力也较大,引入生态建筑学,可以实现资源循环利用,确保高层建筑建设的效益。 2生态建筑学在高层建筑设计中的应用原则 2.1最优原则 基于生态建筑学,开展高层建筑设计,坚持结构方案最优原则,需要做好全面的调查工作,明确建筑区域情况。以建筑选址为例,要明确地质条件,了解建筑区域的经纬度与气候条件等,以合理设计建筑朝向,进而保障自然通风技术与太阳能资源的利用率。除此之外,要明确建筑区域周围的绿化情况,在前期规划设计时,做好后期规划设计,确保高层建筑设计的合理性。 2.2合理化原则 高层建筑结构设计时,要注重建筑的稳定性与安全性设计。为确保建筑设计的安全可靠,需要精确计算建筑结构参数,对结构设计方案,进行合理化、数字化处理。因为基于生态建筑学的高层建筑,多应用各类节能技术与材料等,设计人员若能将节能理念,有机的融合到高层建筑设计,做好建筑设计的把控,则能够实现绿色生态建筑设计[1]。2.3环境互动性原则基于生态建筑学,高层建筑设计要以人为核心,考虑到建筑使用者的需求,采取人性化设计,坚持舒适性与方便性,使得建筑能够更好的为使用者服务。设计人员可以充分的利用节能技术,实现环境与建筑友好相处。譬如:高层建筑水资源消耗量较大,若将污水全部排放,会造成水资源浪费,甚至会污染环境,因此要加强水资源回收利用,收集雨水和生活用水,利用处理技术,用作厕所冲水与景观水体。可以设置分质排水系统,例如图1所示,实现水循环利用。 3生态建筑学在高层建筑设计中的应用方法 3.1实现和周围生态环境的友好协调 开展高层建筑设计,实现和周围生态环境的友好协调,要充分利用生态环境资源。在保护环境的前提下,充分吸取环境资源,譬如:高层建筑采光设计,需要制定多种方案,做好方案评选,以确保建筑能够获得较多的光照,减少电能的使用;对于高层建筑空间格局以及朝向设计,增加通风面积,减少对空调的依赖程度,降低能源消耗。高层建筑自然通风形式,主要包括幕墙开窗、双层通风幕墙。其中幕墙窗开启方式主要包括固定窗、平行外推窗等。双层通风幕墙主要包括内循环、外循环、开放式双层幕墙。双层幕墙和传统幕墙相比,能够实现节能50%,可以达到较高的性能[2]。 3.2采用生态表皮设计 建筑表皮生态设计,指的是建筑外围护结构,包括外墙、屋面、楼板等,高层建筑外围护墙体能量消耗较大,可以占据整个建筑能源消耗的1/4左右,因此设计人员不仅要注重建筑装饰功能,还需要注重建筑表皮的支撑功能,从人的生理舒适度与辐射热等因素考虑,营造健康舒适的环境。譬如:某建筑表皮覆盖系统设计,采取了双层结构,包括隔热玻璃与多孔通风层,利用双层表皮,确保建筑内部气流保持正常,避免受到天气变化的影响。外部空气可以通过建筑外皮进入到通风层,建筑内部设置控制板,来控制自然通风系统,形成缓冲气流,输送到建筑主体,以减弱外部风的影响,制造出自然风。 3.3融合舒适化理念 高层建筑是常见建筑物,人们对高层建筑物的质量要求不断提升,追求舒适的居住环境,对建筑结构与功能的要求较高。基于生态建筑学,开展高层建筑设计,需要合理选择原材料,避免使用有害材料,影响居住者的健康与生活质量,因此设计人员需要做好质量把控,合理选择建筑原材料。在设计建筑空间时,需要做好空间组合的设计,确保空间生态性,保障辅助空间能够达到自然采光与通风的要求[3]。 3.4遵循生态建筑学设计原则 基于生态建筑学理念,提高资源利用率是建筑设计的主要目标。在开展高层建筑设计时,需要遵循生态建筑学设计原则。坚持再评价、更新、重复利用、减少消耗、循环利用基本原则。建筑设计原则,提倡不仅要考虑建筑的使用功能与美观程度,还需要做好周围环境评价工作,包括城市气候与植被覆盖,以打造和生态环境相互协调的结构样式,实现高层建筑和自然环境的永续共存。譬如:某节能环保大厦,充分利用建设区域的水资源与地热资源优势,构建了水循环利用系统与地源热泵系统,同时采取分区设计的方式,充分利用自然资源,以河水和地热资源,作为冷热源,提升建筑水源热泵系统的性能,除此之外,在屋顶还设置了光伏发电机组,极大程度上提高了可再生资源的利用率,降低了非再生能源的利用率,降低了能源消耗,提高了建筑的节能性与环保性。从建筑到室内外装修材料上都大量采用具有环保与高科技含量的可循环使用材料,如有机涂料、中空夹层玻璃等环保材料,大厦建成后将具有冬暖夏凉的效果。 4结束语 随着环境污染与能源日益短缺,高层建筑成为发展的主要趋势。在高层建筑设计时,需要加强对生态建筑学的运用,减少高层建筑建设对自然环境的影响,实现能源节约,维护生态平衡,实现建筑可持续发展。 作者:陈明 单位:郴州市城乡建设档案馆 浅谈高层建筑设计中的生态建筑学:高层建筑设计中生态建筑学的重要性 摘要: 城市化建设的不断推进,促进了建筑业的发展,为了城市建设发展更加的井然有序,同时也为了土地资源的节约利用,更是为了给人们提供更多的公共活动空间,使得高层建筑不断增多,但是由于材料和能源消耗大量的浪费,高层建筑建设导致生态环境一定程度的破坏和污染,基于此,本文阐述了高层建筑的负面影响,对高层建筑设计中生态建筑学的应用及其注意事项进行了简要分析。 关键词: 高层建筑;影响;建筑设计;生态建筑学;应用;注意事项 生态建筑是以生态为基础的生态与建筑结合的产物,具体而言,是结合当地的自然环境,运用生态学、现代科学技术和手段,从而使建筑与环境有机的结合。以下就高层建筑设计中生态建筑学的应用及其注意事项进行探讨。 1高层建筑的负面影响 建筑工程建设的最终目的是为了人们更好的居住,随着城市化建设的不断推进,使得高层建筑不断增多,但是高层建筑会给社会生态、人们的居住环境等带来一定的负面影响。主要表现为:①对环境造成的影响。高层建筑内往往都伴随着高科技的运用,电梯、中央空调机组、风的作用等都会产生一定的噪音,在局部空间中尤为明显,造成了高层建筑的噪音污染,影响着高层建筑的舒适度。同时,高层建筑外墙大多采用的玻璃幕墙,在太阳光、紫外线等光线的作用下,会产生大量的光污染,不仅会对行人的视觉产生干扰,对人体健康构成威胁,还会影响飞行动物,造成许多飞行动物撞击在建筑上。②对生态气候的影响。高层建筑高耸入云,密集而又狭窄的空间加快了空气的流动,从而在高空形成高速气流,气流的变化会对建筑周身的天气带来一定的影响,尤其在雨雪等天气状况不好的情况下,会对人们的出行带来很多的不便,甚至会改变建筑物周边的气候。 2高层建筑设计中生态建筑学的应用分析 高层建筑设计中生态建筑学的应用主要表现为:①节能环保设计。有效的节约能源资源是高层建筑设计的目标之一,也是生态建筑学的基本要求,为了达到这一目标,所选择的能源资源都是一些低能耗和可再生资源,大大降低了对不可再生资源的使用。在进行生态建筑设计中,要充分利用建筑物所在地的可用能源资源,比如在高层建筑设计时,将太阳能作为建筑主要的能源来源,并将其合理运用,不仅能够大大降低煤炭、电力资源的使用,还能充分利用取之无尽用之不竭的太阳能资源。但同时,过度的使用太阳能资源会带来一定的光污染,因此在利用太阳能资源时,还必须采用恰当的防护措施,如安装节能门窗、遮阳挡板等,这种设计充分体现了节能环保的目的。②舒服化设计。为了更好的体现生态建筑理念,在高层建筑设计过程中,在考虑到现有的空间条件下,要对建筑结构进行合理的设计,不仅能够给人以视觉上的美感,还能达到室内通风情况良好的效果,促进空气的对流。在建筑材料的选择上,也应尽量避免采用含有对人体有害物质的材料,为人们的居住提供一个健康的环境。在高层建筑电梯上的选择,由于楼层太高,电梯是必须的,但是因此也带来了一定的噪音污染,为了解决这一问题,生态建筑学建议采用国内外研究的先进成果,设计时保证每层楼彼此独立旋转,采取格外的形状和碳素材料以减轻噪音带来的污染。③环境友好设计。高层建筑的出现会对周边的环境甚至是地区长期的气候带来一定的影响,一定程度上会破坏当地的生态平衡,这就需要在生态建筑时,充分考虑到高层建筑与周边环境之间的依存关系,对外部环境进行空间上的合理设计,形成立体的合理的多层次美化体系,从而保证高层建筑周边的生态平衡。 3高层建筑设计中生态建筑学应用的注意事项 高层建筑设计中生态建筑学应用的注意事项主要表现为:①结构平面布置的注意事项。在设计生态型的高层建筑物时,处于水平荷载的作用中结构侧移是制约建筑物最主要的因素。布置建筑物的平面时所遵循的原则例如形状、对称性等都影响着建筑自身具有的抗侧压力,不对称和不规则甚至是比较复杂的平面结构都会对建筑本省造成不利的影响。所以,在布置结构平面时应该使建筑物功能作用得到满足后,还要将建筑物的抗侧压力尽量提高。②建筑物构造的注意事项。由于不同高层建筑物具有的功能和特性不一样,意味着其内部空间也不一样,再加之建筑物结构技术的不断发展,使得不同构造的建筑物具有不一样的优点。比如悬挂这种结构,是一种允许主框架落地但是其他都可以不落地的结构,而巨型结构则是由大截面其斜、竖杆所构成的担负竖向力和水平的一种结构。③高层建筑节能的注意事项。a.节能会受到建筑的朝向的影响。但同时也会受到季节的印象,因此在设计生态型的高层建筑时要具体全面的将环境的因素给考虑在内,最好设计出来太阳高度角图,对不同的季节朝向不一样的太阳高度进行分析,进而得出在打开窗户时拥有的最大的采光面积那侧,让室内可以得到最多的太阳光线,使损失的热量可以有效减少,让室内的温度保持稳定。b.在建筑物的外表面最好使用节能材料,依据不一样用途的建筑物来选取最适合的材料,其中具体的材料主要有透气、遮光和吸声等材料。 4结束语 综上所述,生态建筑最主要的目的是保护环境、节约资源,为人类营造健康的生态环境。但是高层建筑在一定程度上产生了一些负面效应,高层建筑设计中生态建筑学的应用是科学发展观在建筑领域的具体践行,因此对高层建筑设计中生态建筑学的应用进行分析具有重要意义。 作者:黄长文 单位:青海省建筑勘察设计研究院有限公司
前言 随着土地资源日益紧张、环境质量加速恶化、城市发展混乱等问题日益突出,开展对城市地下空间大规模整体式开发是城市合理化发展的必然趋势。通过地下商业服务建筑的开发可以有效地缓解地面交通拥堵状况,在尽量少增加城市建设用地的前提下,实现城市空间的立体开发,提高土地利用率,节约土地资源,在一定程度上缓解高昂的地价和开发建设矛盾。 1工程概况 本工程总建筑面积1.67万m2,位于繁华区路面底下,平时可作为地下商业街,人行过街通道,战时可作为大型人防工程,功能为二等人员掩蔽所、物资库及人防电站。按地下一层设计,工程主体总长约771m,宽18~24m,主体上方覆土1.7~2.1m,地下一层结构层高5m,底板厚0.5m,埋深7.2~8.1m。 2项目建议书及可行性研究报告 2.1战备、经济和社会效益首先分析 该区域此前存在的问题:人防工程严重匮乏;没有人行立交和过街地道,人车混流,存在安全隐患;设施旧,形象差,存在消防隐患;无经营品牌的定位及区划,诸如个人合股承包商场再授权于物业公司管理,只注重短期市场回报;业态单一,休闲娱乐少,IT、数码等严重缺乏,各业之间互动少等等。后面三大效益逐一进行分析。本工程建成后将引进现代化商业管理系统,不仅为市骨干人防工程,在战时提供人员、物资掩蔽场所,和平时期还将成为城市居民休闲、购物及娱乐场所;改善硬件设施,将各商务类别统一整合,以实现分区经营、批零结合,创造良好购物环境;多条24h过街通道的设计,能规范引导不同类别人流、车流、货流,从而有效利用城市地下空间,改善交通环境;提高城市综合防灾能力;提供就业岗位,创造国家、地方税收;整顿并规划有序、合理的城市地下管网;美化城市景观;加强该地段整体商业效应,巩固其商业中心地位。此外根据周围商厦的铺租标准及营业情况进行类比,估算项目投入使用后多少年可收回成本并开始盈利。 2.2地下管线现状及综合管线规划 场地主要分布有给水、电力、电信及排水管等,此前道路东西两侧人行道各有一条由北向南的雨污合流排水渠,在与步行街交叉路口有一横穿道路,连接道路东西两侧排水渠的排水管,埋深2.5m。根据室外管网规划,雨、污分流,雨水管、污水管设于机动车道上,取消横穿道路的排水管,排水方向沿路调整;为美化道路景观及方便使用和检修,其它管线敷设于人行道上。再根据实际情况,综合考虑人防工程出入口的设置,两侧人行道至少预留有2.5m净宽以上的空间敷设其它管线。 2.3方案比选及评价 本工程属市政用地开发建设地下空间,各出入口设于道路两侧人行道上。引接城市给水、排水、电力、电信方便,施工运输条件便捷。道路市政管线、道路工程和人防工程建设统一规划,在保证市政管线埋设深度要求条件下,人防工程按一定的埋深设置,以解决人防工程与城市市政道路各种管线之间的矛盾。该路段周边为2~12层已有建筑,鉴于该项目建设的地质水文条件和周边建筑物大部分建设年代早、基本为天然基础的实际情况,为确保安全,本工程仅设地下一层。设计主要考虑:在道路两侧设置楼梯出入口,兼顾人行过街通道,达到人车立体分流,解决安全疏散和消防的问题;设置垂直无障碍电梯兼货梯,货物通过垂直电梯送至地下一层商铺区。机动车道两侧人行道6m宽,出入口3m,除个别十字路口外,出入口间距80~90m,并起到过街分流作用,对人行道人员流动的影响较小;同时出入口为其旁边商铺带来人流即经济效益。设置了两个方案供选择,区别是方案一中设备区分散布置,而方案二集中布置,但是方案一的平面布置更紧密结合地形及周边环境,更合理;且方案一的商业面积比方案二增加约2.2%,更加适合商业、经济、投资上的需求,经济效益更好。综合考虑推荐方案一。 2.4技术分析之建筑平面布局 地下商业街在城市道路下修建多以廊式组合为主,按地面道路的宽度可以设置为单廊式或多廊式。本工程主要采用7.2m×6m的柱网,地下一层平时按中间一条通道两侧商铺及功能房间进行布置,其中分别居于南北两段中心的两个路口设有卫生间,由南至北的另外三处交叉路口依次设有平战共用发电机房,消防控制室、高低压变配电房、冷冻机房,消防水池、水泵房。进风口结合楼梯出入口设置,排风口分散布置,这里结合地面规划,力求与周围环境协调一致。垂直交通采用楼梯、自动扶梯,并设有2个无障碍电梯。 2.5技术分析之建筑消防设计 ①依据的主要消防设计规范:《人民防空工程设计防火规范》(GB50098-2009);《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-95)。GB50098-2009规定:水泵房、污水泵房、水库、厕所、盥洗间等无可燃物的房间,其面积可不计入防火分区的面积之内;②各出入口均为露天敞开设计,楼梯出口段在地下均设防火墙及甲级防火门,可满足防火间距的要求。③人防工程围护结构(外墙)均为400mm厚钢筋混凝土剪力墙,防火墙采用250~400mm厚钢筋混凝土墙或200mm厚加气混凝土砌块墙,顶板为500mm厚钢筋混凝土板,底板为500mm厚钢筋混凝土板,满足一级耐火等级各构件耐火极限的要求。④商场的室内地坪与室外地坪高差小于10m,其安全出入口均为封闭楼梯间。⑤本地下商业街设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统,且采用A级装修材料装修,每个防火分区按不大于2000m2划分,防火分区划分采用防火墙和耐火极限≥3小时的特级防火卷帘(设于主体中间通道部位)进行分隔。每个防烟分区均不大于500m2,采用挡烟垂壁进行划分。⑥消防控制室设于安全出入口一侧,能直通地面,建筑面积约24m2。⑦各封闭楼梯间、消防控制室、设备用房及相邻防火分区间的疏散门等均设常闭甲级防火门,甲级防火门的耐火极限应为1.20h。⑧商业部分的每个防火分区均至少设计两个直通地面的安全出入口,且于相邻防火分区的防火墙上设置疏散口,两个疏散口之间的最远房间门及最远点至疏散口的距离均不大于40m,位于袋形走道的最远房间门及最远点至疏散口的距离均不大于20m。房间内最远点至该房间门的距离均不大于15m。商场营业厅内任意一点到安全出口的距离不大于37.5m。⑨地下商店每个防火分区的疏散人数,应按该防火分区内营业厅使用面积乘以面积折算值和疏散人数换算系数确定,面积折算值取70%计,换算系数地下一层取0.85人/m2。⑩地下商业街各防火分区疏散出入口宽度计算,根据GB50098-2009第5.1.6条规定:每个防火分区安全出口的总宽度,应按该防火分区设计容纳总人数乘以疏散宽度指标计算确定,地下一层疏散宽度指标应为每100人不小于0.75m;第5.1.1条规定:在一个防火分区内,设置通向室外、直通室外的疏散楼梯间或避难走道的安全出口宽度之和,不宜小于第5.1.6条规定的安全出口总宽度的70%。 2.6技术分析之防护单元 战时防护单元结合平时防火分区设置,物资库每个防护单元面积按不大于4000m2设计,二等人员掩蔽所每个防护单元面积按不大于2000m2设计;战时掩蔽物资17000m3、掩蔽人数1200人。每个防护单元均有两个以上的战时出入口,均为楼梯式。出入口均设防护密闭门、密闭门各一道,满足抗力等级6级的要求。工程进风、排风(烟)系统口部的消波设施有两种,活门+扩散室以及设双门+集气室方式。电缆及油管穿防爆波井进入工程主体。 2.7技术分析之竖向设计 为避开城市道路地下管线,顶板上方覆土一般在1.5m以上;在保证商业与通行功能前提下,为减小总体埋深、方便使用,采用无梁楼盖加柱帽结构体系。地下一层室内净高3.4~4.4m,满足平时地下商场安装空调通风管道、消防自动喷淋等设备管道和人员使用的净高及战时各功能净高的要求。路面南北高、中间低,从北端到步行街路口,本工程采用与地面机动车道同坡度设计(也与规划室外排水管网坡度相同),从步行街路口到南端,本工程采用与规划室外排水管网同坡度设计。 2.8施工方法 目前使用较多、较成熟的地下工程的施工方法有明挖顺作法、盖挖逆作法及暗挖法,各有优缺点。本工程位于城市道路下,机动车道边距离商铺仅6m,当采用明挖法施工时,围护结构离商铺近,封闭路面时间长,对商铺的经营有较大影响,容易引发群体性不满。综合本项目的地质条件、地理位置和相关因素,本工程采取“盖挖逆作法”施工。施工期间加强车辆管理,出土车辆均覆盖篷布,避免扬尘;开挖深度以做边坡支护技术要求为准。针对不同类别的地下管线采取合理措施进行保护。 2.9施工期间交通疏解 根据经验本工程采用逆作法及分段施工以减少对道路交通功能的影响。工程各出入口、风井的施工局部封闭,原通行此路段的宾馆游客车辆或住宅小区私家车绕便道进出停车场。施工期间为方便行人横跨工程建设路段,在四个路口搭设临时通道。 3初步及施工图设计中需要注意的小问题 ①吊顶采用轻质龙骨。②过街通道应均匀布置,且出入口数量在满足规范要求的前提下应适当,不然太多不利于管理,并影响沿街商铺的正常营业。③冷却塔位置的选择应充分考虑地面环境。④充分了解建设路段管线情况,如本工程南端路口有天燃气管道,主体及出入口设计都应根据规范要求避开。⑤注意人员、物资掩蔽的通顺便捷性。⑥充分考虑出入口、通风口及其他孔口的相关位置的合理性。4结束语当然设计中需要考虑的问题还有很多,总之在人防工程的设计中,我们需要熟练掌握相关规范及标准,同时还应注重平战结合以及全面考虑问题,在工作中不断丰富自身的专业知识,从而提高自身的设计水平。 参考文献: [1]胡绮.浅谈地下商业建筑的安全疏散设计[J].安徽建筑,2013,20(02):30~31. 作者:王芳芳 单位:广州市人防建筑设计研究院有限公司
引言 电力公司营销收费财务管理系统的主要特点是可靠性、实时性、准确性和高效性,并不断发展电力系统。未来电力行业中,财务管理系统会有非常重要的地位,一方面是管理系统本身的优势,另一方面是满足市场需求。统一营销数据、规范和参数,开发和应用财务管理系统不能更加方便电力用户用电,也能提供管理电力营销的水平,实现电力营销的智能化。 一、电力公司管理营销收费财务的现状 电力公司是建设电力工程的专业化施工单位,为人们提供稳定、可靠性电力。为此,电力公司要构建耗能低、高效优良且优质的营销系统,促进电力和社会经济发展。如今,我国电力公司在管理财务方面存在一些问题,其主要体现是:(1)没有建立管理财务的完善体系。如今,我国有不同规模的电力企业,造成施工部门出现混乱。电力公司应该设置成本核算体制、财务收支体制,然而因各种因素导致一些企业未及时设置。(2)电力营销收费管理系统具有一定风险。电力企业所建立的营销财务管理系统不可避免会出现一些风险,比如违规操作的风险、操作风险和技术风险等。其中技术风险的来源主要是设计的电力管理系统不够健全,导致管理系统本身不够稳定,并存在一些不安全因素。黑客或不法用户会强行侵袭信息化财务管理系统,可能导致电费统计出现误差、重复或遗漏等问题,电力营销也出现紊乱,对电力营销的正常工作造成影响。而操作风险主要就是操作人员的失误所导致。而违规操作的风险则是工作人员通过隐蔽技术和职务便利进行错误操作导致风险。 二、在电力营销收费中设计财务管理系统的原则 在财务管理系统设计中,应该严格遵循以下原则,以确保系统设计的科学化和规范化:(1)简洁原则。在财务管理系统中,计算机能将凭证、报告等全过程都完成,大幅度降低了人工干预水平。复杂核算比如数据汇总、凭证过账等都交给计算机完成,使核算过程得到简化。(2)多元性原则。信息处理方式多元化,不但能实时处理,也能成批处理,结合实际需求处理数据,并且信息提供方式多元化。(3)集成性原则。以互联网为基础建设企业会计的信息化系统,企业信息网中纳入所有经营和生活活动的信息采集点,网络管理子系统能借助网络直接对大量数据进行采集,并连接外部相关系统和公共系统,实时转化大多数信息。(4)智能性原则。在电力企业中,网络会计不但具备普通会计软件的工作,比如核算,同时也具有管理和控制功能,特别是辅助决策和预测方面,在人工控制下能从复杂决策中选择最优的决策,大幅度提升智能化水平。 三、设计电力营销收费的财务管理系统 1.总体设计财务管理系统 财务管理系统的总体架构主要指系统结构模块,主要有两种模块:B/S结构和C/S结构[1]。其中B/S结构模式能使客户端统一化,把实现系统功能的核心汇集在服务器位置。客户机在安装浏览器后,就可以借助WebServer和数据库实现数据交互。 2.设计系统的功能模块 电力营销收费财务管理系统的组成模块主要有:用户管理、对账管理、记账凭证、应收管理、实收管理、预收管理、科目管理、呆坏账管理和权限管理这九个功能模块。这些模块能借助信息整合化平台,和外部有关业务实施业务协作与数据交换,建立营销技术的完整体系,同时也能提供给客户各种类型的服务,实现流程协作和信息共享,并处理各个类型的业务,提供电力公司决策、经营和管理的信息化支持[2]。(1)设计应收管理模块。应收管理主要指每天都要将应收报提交上去,每月将这些应收报汇总为应收月报,并结合应收月报进行应收凭证的制作,之后编制应收报表与科目平衡表。(2)设计记账凭证的管理模块。管理记账凭证主要指制作凭证、记账和审核,凭证类型主要有付款凭证、收款凭证和转账凭证。(3)设计对账管理的模块。对账管理主要是对银行存款实际余额加以掌握,避免记账出现差错,要结合银行对账单对账目进行核对,确保银行存款完整与安全。在得到银行对账单后,要明确对账单和银行日记账之间的关系,结合对账结果制作调解银行余额的表格。(4)设计用户管理模块。用户管理的内容主要是删除、修改、查询和新增用户信息。 3.设计财务管理系统界面 (1)设计系统管理员的登录界面。在将财务管理系统打开后,点击系统就能进入系统管理员的登录界面。登录界面包括管理员登录名、登录密码,并有帮助、确定和放弃这些选项。(2)设计凭证管理的子系统界面。在进入到账务管理的系统之后,单击凭证管理就进入到管理凭证的子系统中。 四、结语 对于电力企业来说,财务管理有重要价值。在网络技术时代,电力企业要积极设计电力营销收费的财务管理系统,尽快实现财务管理的信息化,提高电力企业电力营销的信息化水平,从而推动电力企业的良性发展,为社会提供更好的电力服务。
前言 商业综合体建设在一些中小城市还处于初期发展阶段,设计单位和施工单位在这类建筑设计方面还存在经验不足、安全措施落实能力较差等问题,导致商业综合体设计方案无法满足建筑性能需求。尤其在消防设计方面,在初期设计阶段,可能由于对消防设计认识不足或设计方案缺乏长远效应,而造成消防设计实用价值不高,通常需要进行大量调整,对消防设计经济收益的提高有不利影响。 1商业综合体消防设计中存在的问题 本文在对商业综合消防设计中存在的问题进行分析时,主要从实际案例出发,具体探讨消防设计中的缺陷。以商业综合体A为例,该建筑总面积达37861m2,高度为99m,属于一类高层建筑[1]。在对其消防设计问题加以分析时,发现主要体现在以下方面:一是针对建筑物的管理力度不够,通常出现占用消防通道、封堵疏散楼梯的现象。产生这一现象的原因在于建筑物内包括功能不同的活动空间,如产品展示、企业办公室等,当对综合体功能属性不明确时,将有部分面积不一、性质有所差异的商家占用消防通道区域,主要是由于对综合体管理能力较差导致的问题。这类商家大多具有流动性大以及营业时间较短的特点,在不同类型商家交替运营时,势必会进行空间格局的调整,为消防设计带来了较大难度。其次,商业体A的消防设计还存在消防控制主站与商业综合体间距过大的问题。一般来讲,商业建筑与住宅区运用同一消防系统,如果综合体和控制中心间距离设置不合理,当发生火灾时,物业人员将无法及时采取应对措施,会造成较大的经济损失。最后,综合体中的消防设计还存在疏散楼梯通道没有与外墙结合设计的缺陷,使得楼梯间通道过长,无法起到及时疏散人流的作用。商业内部楼梯间设置应从节省建筑内部空间、划定防火分区等方面着手,尽可能沿着外墙设置独立疏散空通道,在发挥楼梯间作用的同时,促使商业内部空间利用率的最大化,为营业场所的设计保留可调整的灵活区域。 2解决商业综合体消防设计中缺陷的对策 2.1注重建筑消防管理工作 对于消防设计合理的商业综合体来讲,需要确保设计方案体现出前瞻性,以便为物业管理工作的开展创造有利条件。在消防设计阶段,应首先明确商业性质以及不同场所功能,将同类型商家集中起来,同时在此基础上,可鼓励商家参与到设计过程中,促使消防设计服务以及物业管理服务更加规范化。例如,大多数商业综合体实际进行方案设计时,将聘请专业的咨询公司,以便做到对商场相关信息的充分掌握。咨询公司可结合综合体具体情况将商场远期变量信息结合到消防设计方案中,从而实现以商场属性为导向,充分借助物业管理作用,实现商业综合体中的消防系统具有较大优势。 2.2提高建筑构件燃烧性能和耐火极限 有关商业综合体内部构件的规范要求,建筑构件应具备较好的耐火极限及燃烧性能[2]。首先,对于防火墙来讲,主要是由不燃性构件组成的,在商场火灾防范上取重要作用,要求其耐火极限超过3h,以便为人流疏散提供足够时间。商场内承重墙以及疏散楼梯间墙面同样应是钢筋混凝土框架结构,具有较好的耐火性能。除了墙体采取不燃材质外,在疏散通道设计上,可选用陶粒混凝土材料或石膏板墙,这类材料的耐火极限通常可达1h以上。例如,大多数商场在重要墙面材质设计上,将主要从强度、耐火性等角度出发,通过采用阻燃性能较好的工程材质,是消防设计时需要重点考虑的问题。另外,建筑梁柱等构件应优先采用钢筋混凝土结构,特殊要求采用钢结构时,应按防火要求在构件上喷涂防火涂料,能极大程度增强耐火性能。同时,楼板以及楼梯间应从承载能力和耐火极限等角度考虑,优先选择钢筋混凝土楼板。在上述建筑构件施工时,一般需要在施工完成后喷涂一层耐火材料,是提高构件耐火程度的有效措施,进而保障综合体内部消防体系的完整构建。 2.3构建完整的防火分区及安全疏散体系 在进行综合体内部消防体系设计时,应考虑到确保建筑内人群的全部安全疏散。为了达到这一目的,需将商业空间划分出不同的防火分区,每个防火分区需要注重内部疏散系统的构建,包括照明产品、疏散通道以及指示标志等,在这些构成部分的共同作用下,可实现较好的疏散效果。对于大部分商业综合体来说,一般包括多部疏散楼梯,在每个防火分区内,可容纳的人数是固定的,在设计疏散宽度时,可明确计算出疏散楼梯的疏散人数。除了疏散楼梯外,商场内还包括专用安全出口,可将这些出口列入疏散系统中,同时,通过计算防火分区内部到安全出口的距离,判断人群疏散时间,保证连接通道畅通,以确保消防设计合理性。在建筑中庭的设计上,主要是依据防火分区消防设计要求进行设计的。针对防火分区、火灾控制以及人员疏散等方面采取有效预防措施,如设计单位在中庭设计上,结合建筑平面布置,将耐火极限≥3.0h的甲级防火卷帘应用在消防系统中,发挥防火卷帘的防火分割作用,能达到控制火灾漫延的效果。防火安全区域内构件材料应尽可能选择耐火极限较高的材料,并设置自动报警自动喷淋系统和防排烟系统,确保区域空间安全。同时在疏散通道宽度和防烟前室面积设计方面,应确保有足够预留通行宽度和人流停留面积,从而建立起全面的完善消防系统。 3结论 综上所述,商业综合体内部消防设计对保护人们人身财产安全有重要意义,有必要对消防设计的合理性进行论证,以便做到对火灾的有效防范。由于商业综合体内人员密集,在进行消防设计时,要对建筑进行定性,结合建筑功能及人员流动情况来设计消防系统,从而充分发挥消防工程应有的价值。目前商业综合体中的消防设计还存在一定缺陷,需要加强对解决措施的研究,包括完善商业开发模式、提高商业综合体消防控制管理水平等,从而增强建筑物消防安全性。
中国传统元素在现代标志设计中的运用:论中国传统印章元素在现代标志设计中的应用 摘要:在现代标志设计中,许多经典的作品都融入了具有中国特色的传统文化元素,如传统剪纸、中国书法、京戏脸谱、祥云图案、中国结等。在当代世界经济文化不断发展的背景下,艺术设计工作者愈来愈感觉到“中国设计”的重要性。如何从传统的艺术元素中获得灵感,设计出具有民族特色、富有创意和文化内涵的作品是至关重要的。本文就传统印章元素如何应用在现代标志设计中进行了初步探究。 关键词:传统文化;印章元素;标志设计;应用方法中国传统印章元素以内涵丰富、题材广泛、形式多样、流传久远的特点成为东方文化的一处独特景观,是其他艺术形式难以替代的。把传统印章元素融入现代标志设计之中,必定会使企业形象更具社会性和文化性。 1传统印章元素与现代标志之间的联系 (1)文化意蕴的一致性。印章早在四五千年前就已在中国出现,是渊源深远的中国传统文化艺术形式,至今仍然是一种广泛使用的社会诚信表现载体。传统的印章以文字或图形为设计表现形式,以金属、骨质、石材等为载体,以刻或铸的手段制作,最终以印章所钤盖的印蜕来展示作品。标志和印章有很多相似之处,同样以文字或图形为设计元素,或作为个人或团体的凭信,或用于识别、佩戴等。 (2)功能的相似性。标志设计将具体的事物、事件、场景和抽象的精神、理念通过特殊的、经过加工的图形表达出来,成为现代视觉传达系统的一个重要组成部分。标志是一种具有象征性的、特殊的、大众传播标记或图形符号,其传达信息的功能很强,在一定的情景下可以超过语言文字。现代很多的标志都由传统的印章、汉字、图形等演变而来。印章作为中国传统艺术的一个门类,融入了多种艺术元素,如书法、图形、雕刻等。形式结构由点、线、面相构成,其形式多样、风格多变,于方寸之间营造出万千气象。从设计的视角来看,印章也可纳入平面设计的范畴。 (3)形式美规律的相通性。现代标志设计是由图形、文字和色彩为基本元素构成,并以计算机为主要工具,文字在传达信息的同时,还起着美化装饰的功用,这一点与中国传统的印章艺术有着相通之处。印章设计中强调黑白对比,变化中求均衡,有“计白当黑”的布局,在现代标志设计中,同样讲究统一变化、动静结合、疏密对比等传统构图法则。由此可见,无论是传统印章艺术,还是现代的标志设计,都有着共通的艺术形式美的规律。 2传统印章元素在标志设计中的应用 传统印章元素是中华民族本土文化的产物,在我们的现代标志设计中运用传统印章元素作为载体进行代设计意念的表述,更有助于信息准确、快速的传达,往往更容易被受众所接受。现代标志设计借鉴传统印章元素的方式可分为形、意、神三种: (1)形的借用――对传统印章元素简化与概括,合理选择与取舍。标志设计以高度提炼、概括,以形传神,以图形化、符号化的形式向人们传达信息,区别于模拟自然,状物写形的绘画创作。标志的一个显著特性就是识别性、认同性。在文化交流、商贸往来等方面,标志甚至超越了文字语言,为不同的文化架起沟通的桥梁。所以,在运用印章元素进行现代标志的设计时,应抓住印章元素最核心和最具特色的核心进行提炼、概括、加工,使其既具有标志的简洁性、概括性,又具有丰富的传统内涵。 (2)意的延伸――对传统印章元素“意”的拓展与延伸。中国传统图形符号往往蕴藏着深层的意义。很多标志借用图形符号的内在意义来表达外在含义,是“观念的外化”。在长期的文化历史积淀过程中,一些观念内涵已逐渐固化在这些特定的图形符号上,形成了这些观念符号特有的文化内涵。当这种观念符号与现代标志设计所需表达的特定含义相吻合时,便会作为一种符号进入现代标志设计,成为现代设计表情达意的最佳载体。 我们应该把握好传统图形的精神实质与文化内涵,将现代标志设计与传统印章设计元素更好的结合,并让这种文化气韵在标志设计中自然地显露出来。如1917年鲁迅设计的北大校徽造型,简洁的轮廓给人现代的感觉,徽章用中国印章的格式构图,笔锋圆润,笔划安排均匀合理,排列整齐统一,线条流畅规整,整个造型结构紧凑、明快有力、蕴涵丰富、简洁大气,透出浓厚的书卷气和文人风格。虽距现代已近一个世纪之久,却依然散发出浓厚的现代气息和深厚的文化底蕴。 (3)神的传承――更高层次的升华。在传统印章元素取形、达意和传神三种过程中,传神则可以说是一种更高层次的升华,是对前两者的超越。一方面,传统符号在现代标志设计中的应用,是对传统艺术视觉形式的突破和传承。通过深入体会和领悟传统艺术的内在精神,创造出超越传统物化表象的全新的视觉形态,传达新的文化神韵。另一方面,印章作为一种凭信,还有诚信方面的含义,是在很严肃的文件或场合中才使用,我国有很多标志就是以印章为设计元素,从推广上来说,这样更有说服力和感染力,容易让人识别和记住,如2008年北京奥运徽标――“中国印,舞动的北京”,成功地运用了中国传统的印章元素作为徽标的主体图案,会徽中的“京”字造型为一个舞动的运动员形象,并体现出中华篆书之美。英文字体设计采用“汉简”书法,将中国传统的印章、书法等图形巧妙结合起来,在传统的文化语境下传达了特定的文化含义,充分表现了中国深厚的文化底蕴和奥运会的人文情怀。“印,信也”,以中国古老的印章为徽标,寓意着诚信与承诺。北京奥运会会徽不仅为中国传统文化走向世界提供了一个良好的契机,同时也是徽标设计史上的一个重大突破和创新。 3结语 在传统艺术中寻找创新和规律,一定要注意把握历史性与时代性的统一,形式与内容的统一,以新的视点、新的思考去揣摩传统印章与现代标志设计之间的关系,探讨印章在标志设计中的表现形式与表现方法,在借鉴国外设计的新技术、新思想、新理念和新材料的基础上,注重对中国传统艺术中的美学思想、设计理论的研究,深刻理解中国传统艺术所表现出来的民族精神、博大的自然观和人文情怀,使中国的标志设计水平有新的突破,从而设计出更有文化韵味的现代标志。 中国传统元素在现代标志设计中的运用:中国传统文化元素在现代标志设计中的应用 摘 要:中国为世界四大文明古国之一,有着悠久的历史、传统的文化,这些传统文化元素在发展与演变的历程中,既有一贯的脉络,又有各自多姿多彩的风貌,蕴含着丰富的民族传统的民族精神。同时,这些传统文化元素也为现代标志设计提供了丰富的表现形式和图式语言。本文将对中国传统文化元素在现代标志设计中的应用进行具体的阐述。 关键词:中国传统文化元素 现代标志 设计 作为一种特殊文字或图形组成的大众传播符号,现代标志能够通过特殊的文字、图形等方式将具体的事物、事件、场地、理念等表达出来。同时,它以精炼的形象能够引导人们通过对符号的识别、联想等思维活动,传达一定的信息,吸引人们的实现,因此在现代社会中运用得十分频繁。中国传统文化不仅是东方文化也是世界文化的宝贵财富,它在题材、内容、形式等方面都是其他艺术形式难以取代的,而这些元素也都为现代标志设计提供了重要的参考,并逐渐成为现代标志设计者的广泛认可。总体上来说,应用于现代标志设计的传统文化元素可以分为汉字书法元素、图形元素、传统思想元素三种类型。 1 汉字书法元素在现代标志设计中的应用 汉字是在象形文字的基础上,经过漫长的演变发展而来的文字。它主要通过象形、指事、会意、形声等几种方式来传达一定的意思,且带有图形化、符号化的特征,这一点在书法中表现的最为明显。例如甲骨文、小篆、隶书、楷书等书法艺术在表现形式上不仅注重字体的造型变化,而且十分注重文字的虚实结合、轻重统一等关系。再如篆刻所谓中国独特的一种艺术门类,随着外在形式的不同,字体风格也不相同,如篆刻通过朱文、封泥表现出来时,风格也会不同,这些都为现代标志设计提供了丰富的参照,使的汉字书法元素也在现代标志设计中得到了广泛的运用。 例如2010年世博会的会徽,它以汉字“世”为基础设计,其中暗含三人合臂相拥的图形,从形象上看犹如一个三口之家相拥而乐,表现了家庭的和睦。就广义层面而言,这个标志代表了“你、我、他”,再进一步也想也代表了全人类。就狭义层面而言,这个标志也表达了世博会“理解、沟通、欢聚、合作”的理念,洋溢着中华民族精神。同时这个文字又与“2010”巧妙组合在一起,深刻地体现了2010年世博会的精神。再如,在中国传统文化中,印章不仅代表着一份职责,也体现郑重的约定。在2008年北京奥运会上,会徽的设计中就选择了中国传统文化符号――印章,将其作为标志的主题图案,这在整个奥林匹克会徽设计史上是一个重大的突破和创新。以中国传统文化中的印章作为会徽寓意拥有数千年诚信传统的中华民族给世界的庄严承诺:世界给我以信任,我给世界以辉煌。同时,印信上的阴文又将“京”字形幻化为一个飞奔迎接胜利的运动员的形象,充分体现了奥林匹克的运动精神,充满动力或活力。可以说,这个标志将中国文化同奥运会的精神完美的融合在一起,是现代标志设计中的杰作。 2 传统图形元素在现代标志设计中的应用 将传统图形元素应用到现代标志设计中,就是将传统图像所表现出来的物象外形和结构灵活的应用到现代标志设计中,这也是提高现代标志设计创意性的方法之一。我国的传统图形注重实形的完整性和装饰性,十分关注形与形之间的穿插、呼应与礼让关系,追求图形的完整与对称。将传统图形元素运用到简洁的现代标志设计中,就需要设计师对传统的图形进行一些取舍、提炼和加工,把具体、鲜明的图像经过新的设计与重组,将其杂糅到现代标志中,从而使现代标志中的图像含义清晰、形态古朴真实,具有较高的辨识度,因而便于大众接受,切实发挥现代标志的作用。 例如,中国国际航空公司的标志形似一只腾飞的凤凰。而凤凰在我国被认为是神鸟,相传凤凰出现的地位都会被幸福和吉祥包围,所以不管在我国古代,还是现代,人们都将其看做是祥瑞之禽。国际航空公司采用凤凰高飞的形象作为标志,寓意本航空公司的飞行既安全、快捷,又旨在为人们带来幸福与美好,同时凤凰具有较高的辨识度,也就有利于国际航空公司塑造自己的形象,可谓一举数得。 3 传统思想元素在现代标志设计中的应用 早在远古时代,我国先民就“仰则观以天文,俯则察以地理”“远观诸物,近取诸身”,对宇宙和生命进行了思索。到了春秋时期,百家争鸣,各思想流派纷纷大呼他们对世界、生命、伦理、道法等的见解。经过时光的淘洗和沉淀,这些思想都成为我国朴素哲学思想的基石,在中华民族的民族灵魂中扎下了根,因此,可以说,中国传统思想元素对于国人的影响是十分深远的。这些思想由于影响深远、辨识度高,因此也常被运用到现代标志设计中。 例如中国银行的标志,标志造型十分简洁,但寓意却十分深远,总体上来看,中国银行的标志的外形是一枚铜钱,这不仅象征了银行的业务范围,其中的“中”字也表明了它中国银行业的身份。此外,这个标志还融合了中国传统思想体系中“天圆地方”的宇宙观,中心的方孔以“中”线贯穿,象征流通与联系,外面的圆则象征中国银行面对世界的态度,体现了银行的特征和文化。再如中国联通公司的标志,采用的是佛教“八宝”之一的“盘长”的造型,取其“源远流长,生生不息”之意。标志中迂回往复的线条象征着现代通信网络,寓意中国联通公司的业务尽然有序,天长地久。这种在标志中运用佛教思想的做法,不仅增强了中国联通公司的形象力,也多了一丝文化气息和亲和力。 4 结语 中国传统文化元素是现代标志设计者取之不尽的资源宝库,设计者可以从这些汉字书法、传统图形、传统思想资源中寻找其与设计对象的切合点,以便设计出符合民族特色、时代精神的标志。而将这些传统文化元素应用到现代标志设计中的关键就在一个“巧”字,即不管从构思到形式,都要从客观出现,表现自然合理,不可强求。在应用中设计者只有尊重客观条件,才能使现代标志达到主客观在艺术内容与形式的统一。 中国传统元素在现代标志设计中的运用:浅谈中国传统文化元素在现代标志设计中的应用 摘 要:在信息高速发达的现代社会中,标志无处不在,标示设计的重要性显而易见。标志不仅仅传递着企业文化信息,而且还传递着社会发展的重要信息。中国作为世界四大文明古国之一,有着悠久的历史、传统的文化,中国传统文化元素是我们五千年的优秀文化的积累与沉淀,具有很强的民族情感,是东方文化乃至世界文化的宝贵财富,不管是题材、内容还是形式,它都是难以替代的,其外在形式与内在精神更显示出中国文化的博大精深,对现代标志设计也起着相当重要的作用,它赋予现代标志的民族时代感,丰富积极的生命力,使现代标志设计形式丰富,含蕴深邃,在平面设计内有着不可磨灭的地位。 关键词:传统文化元素;现在标志设计;应用 一、中国传统文化元素的特点 我国是一个具有五千多年历史璀璨文明的古国,在漫漫历史长河形成了自己独特的传统文化, 传统文化元素的影响一直持续到了今天。在我们生活中,吃的、穿的、住的、用的还都是受到它的影响,传统文化已经深入到我们的骨髓。 二、现代标志设计的特点 标志,也称作LOGO。具有功能型、识别性、显著性、多样性、艺术性、准确性、持久性。是信息传达的一种独特方式,表现形式多样,一目了然,方便人们认知和记忆。标志最初的形式可以追溯到人类产生的初始阶段,那时我们的祖先在居住的洞穴里、劳动工具上就开始以图形符号的方式来传递信息,后来有些符号被作为图腾成为战争和祭祀的标志,逐渐演变成为租旗、族徽。国家产生后,又将其变化成为国旗、国徽。如今标志设计也成为一种精神文化的象征,不仅在社会企业气着决定性的作用,而且对于国家、社会团体乃至个人的根本利益有着极其独特的独特功用。如:交通标志、安全标志等。 标志设计是现代视觉传达系统的一个重要组成部分表现手法简练、概括。标志设计是一种特殊文字或图形组成的大众传播符号。它作为现代视觉传达系统的一个重要组成部分,将具体的事物、事件、场景和通过特殊的图形表达出来。它以精练的形象表达一定的含义,并借助人们的符号识别、联想等思维能力,传达特定的信息,吸引人们的视线,使人们在看到标志的同时,自然而然产生联想,从而产生对品牌的认同感。 三、中国传统文化元素在现代标志设计中的应用和体现 中华民族是一个历史悠久的民族,中华民族的文化是中华民族的骄傲,是各个中华儿女的自豪。中华民族文化传承至今,从未中断,这是一个奇迹。当世界四大古国中其他三个古国文化渐渐没落之时,中国传统文化依然傲立于世界的东方,不得不说中国的传统文化有其独特之处,如果将这种具有深厚历史气息的文化完美的融入现代标志设计之中,那将是中国现代标志设计能力迈入世界标志设计强国之列。在现代社会中,标志也随着时代的进步而不断的更新.而中国传统文化以其厚重和博大精深的底蕴给现代标志赋予浓厚的文化特色和鲜明的时代特色。现代标志设计的理想境界是和谐的,但这种和谐不是通过点、线、面等基本因素的简单堆积或叠加,而是通过图形创意、文字编排、色彩冷暖等视觉元素的运用,使各元素之间以有机的整体性来呈现不同的视觉形式美感,同时也能够使它们更准确、有效的达到为主题概念服务的目的。中国的传统美术最求意境美,有别于西方的生动性和形象性,中国的传统文化元素在现代标志设计中充分体现了审美价值取向和历史文化特征。下面将中国传统文化元素在现代标志设计中的应用和体现分三方面介绍: 1、传统图形在现代标志设计中的应用和体现 “图形化”及“符号化”是标志设计的原始形式,中国的标志设计不重视些事,而是看重传神,即具体又抽象,一般就是将几个传统图形提取精华,再把一系列元素进行变形、打散等形式从新组合成新的标志重组,使其既保持传统图形的形体特点,又含有现代设计的韵味,进一步表达出某种情感和思想。目前中国元素在设计领域的大量运用折射出中国传统文化的强势崛起。如:北京2008年奥运会在火炬、标志、志愿者、礼仪小姐服装等都不同程度运用了中国传统文化元素,既具有传统文化的意蕴,又具有现代设计所具有的时尚感。中国传统的哲学思想对现代标志设计也有很大的影响。 “太极图”也经常被设计师借鉴,这种互补的构想具有层次感和厚重感,具有强烈的视觉冲击力,有助于设计理念拓展延伸。 2、书法艺术在现代标志设计中的应用和体现 书法艺术在现代标志设计中体现的淋漓尽致,现代设计师常常会用到文字的组合编排进行设计,书法字体运笔的轻重、虚实、强弱、节奏韵律,净化了的线条如同音乐旋律一般,竟成了中国各类造型艺术和表现艺术的灵魂。汉字是世界上唯一的古代一直演变过来没有间断过的设计形式,在现代设计中也是非常有效的设计元素。如:工商银行,农业银行的标志以及我们生活当中常吃的“康师傅”。 3、印章艺术在现代标志设计中的应用和体现 印章艺术是以汉字或图画为基础发展而来的,是中国传统文化不可缺少的一部分,它不仅包含的是民族的风格,还体现了文化与艺术的融合,随着时代的发展,印章已经是我们生活当中不可或缺的一部分。将印章运用到现代标志设计中,不仅可以产生惊人的视觉效果,也可以显现出中国传统文化。 小结:我国是一个具有五千多年历史璀璨文明的古国,在漫漫历史长河形成了自己独特的传统文化,它的影响一直持续到了今天。在我们生活中,吃的、穿的、住的、用的还都是受到传统文化元素的影响,传统文化已经深入到我们的骨髓里。在信息高速发展的今天,信息化、视觉化现代化将使当前的世界潮流形式美感也趋于丰富和个性,也体现了国际化标志的发展趋势。只有民族的才是世界的,因此,以中国传统文化为主题元素设计出具有文化性、社会性、民族性和世界性的成功标志,为现代标志设计创造一个更广阔的发展空间是新一代设计师们所面临新的课题。
1概述 一次性机械设备和零件相较于传统机械设备零件,其最大的特点是使用寿命短,但其材质较轻、体系较小。一次性机械设备在军事活动中(例如火箭和导弹等消耗性、一次性、瞬间性产品)应用十分广泛。一次性机械设备虽然寿命短,但其质量要求并不能降低,反而由于应用于军工等环境的特点,其质量要求往往更严格。一次性机械是机械设计、机械制造和机械自动化专业学科中较为重要的部分之一,也是依靠融合高科技技术的产业。 2一次性机械设计的特点 2.1一次性机械化设计的多元化。随着我国科学技术水平的不断进步和市场经济的不断发展,机械设计产品、设备和零件已经融入了各行各业,并成为人们生活、工业生产和军工活动不可缺少的元素。一次性机械的设计也在各种高尖端机械设计制造中得以广泛应用。针对一次性机械在各行各业中的大规模应用,其设计方式具有独特的多元化。例如在伺服电机设备、火炮控制系统、医疗微创手术技术等方面均有发展空间。 2.2一次性机械设计的稳定化。凭借大量的资料显示一次性机械设备在实际科技生活中的应用,其发展速度远远快于普通的机械设备,追根究底就是采用正常的机械设备设计模式,在很多地方并不能最大化的压缩工业生产的所需成本,起到优化设计确保机械承载能力的预期效果,而采用一次性机械设备的话其内部结构的稳定性则大大增强。 2.3一次性机械设计的性能优势。一次性机械设计虽然在使用寿命上和磨损度上不占优势,但其在短时间内的机械强度、机械精度和机械性能保持度均可超过传统机械器件的性能,在前期、短期的工作过程中展现的优势十分明显,十分切合我国工业高速发展的背景。 3一次性机械设计的应用 3.1一次性机械设计应用前模型的建立与测算。在设计一次性机械设备或零件前,必须精确建立应用数学模型,以达到设计要求。在电动方面的一次性设备结构的设计上,要确保电动机械整体结构的科学性,全面升级设备的设计实力,用科学理论化的手段给予机械设备设计方案的合理性。例如在锥齿轮儿类设备的设计开展时,就要特别注意在材料上进行调制处理,凭借正火处理的方法,针对可能影响齿轮失效的问题进行排查处理,从传统的设计模式中总结经验,就以往的齿轮疲劳导致的老式机械问题进行特别的设计,建立齿轮接触面强度计算模型,采取高强度的计算模式,加大材料接触强度对比。 3.2一次性机械设计应用前的性能测试。当一次性机械设备的设计方案确定后,接下来要进行机械设备的实际性能测试。在测试过程中,必须尽量贴近设备实际运行环境,例如电机机械设备中,对设备最大负荷的测试,是其减速器装置是否满足设计要求的保证。一次性机械设备在测试中必须不断进行有效完善,对设备研究和改善做到精益求精。 4一次性机械设计的使用条件 4.1多方面影响因素的排除。一次性机械设备的设计过程中,其影响因素较多,必须一一进行克服与回避,才能提高一次性机械设计的质量。首先在一次性机械设计的过程中将操作人员的行为因素作为重点,由于在设计与操作过程中,操作人员的素质、经验以及能力均布相同,因此必须对操作人员的综合能力进行有效划分和分析,提高操作人员团队的素质素养,是保障一次性机械设计产品质量的关键。其次是根据设备的使用量、运行量及使用频率、生产大环境相关参数进行合理分析,在一次性机械设备的应用中,必须考虑其失效和磨损的可能性,以保证一次性机械设备的使用效率达到最高。除此之外,还要考虑设备的周期疲劳因素,以各种有效手段提升设备的强度和质量,从而更好适应当前时代下科技发展,建立科学、高效的一次性机械设计的体系。 4.2科学确保使用效益的最大化。在电动机对航天器的控制实践中,由于一次性机械设计在整体空间局限性的影响下,因此要参考长期设备使用的方式完成设计。在电机减速装置的实践中,应当结合实际背景开展设备的一次性机械设计,以发挥最大收益为设计目的。在电机运转设备的实践中,根据设计要求必须降低电机运转整个过程中的复杂程度,以实现降低传动机整体质量的要求,从而实现设备长时间稳定运行的目的。由此可见在一次性机械设计的时间中,必须对电机的转动效率进行合理的数学模型建立,并根据实际参数整合,调整电机转动参数,从而提升装置齿轮整体运行性能。 5结论 一次性机械设计,是提高相关设备综合性能的关键技术,在中国提出的“中国制造2025”的首个十年发展纲领下,一次性机械设计的应用,配合非标机械化设备、非标自动化设备和智能制造机电一体化设备,将为从传统制造向智能制造转变注入一剂强心剂,为工业化快速发展提供坚实的依靠。
目前,我国计算机信息技术水平正在不断提升,并且,我国多个行业的发展都离不开计算机技术的支持,无论是工业生产还是系统开发,计算机技术的全面普及都起到了非常关键的作用,也使得我国社会经济结构的整体稳定性得到了很大的提升。因此,在展开软件开发工作的时候,应该注重对用户界面进行全面优化,从而使用户整体操作的安全性以及舒适性得到有效提升,这样一来也可以使用户的相关需求得到更好的满足,从而使得软件开发企业的发展空间以及受众群体得到有效扩增。同时,还应该对人视觉观察的状态情况进行精准分析,从而保证用户在体验用户界面的时候,各项因素之间具有较高的协调性,这样一来可以有效降低用户界面的操作难度,这对进一步扩大应用界面的客户群体也是有很大帮助的。 1计算机软件用户界面设计的原则要求 1.1关于最佳视区的设计 在对软件用户界面的最佳视区展开设计的时候,应该注意其核心是要对用户的需求进行满足,因此,在界面的整体布局上应该尽量秉持着简洁、合理的原则,这是非常重要的,这样一来也可以有效提升人机交互的效率。同时,在进行用户界面设计操作的时候,还应该注意要遵循协调性的原则,同时使得界面的最佳视区与有效视区的面积得到提升,注重对其进行等量分割。一般情况下,人头部静止但是眼睛在正常活动的时候,水平方向左25°为最佳视区。可以通过对用户界面的科学合理设计,来界面上的重要内容都集中在最佳视区当中,这样一来可以实现对内容的有效组合,同时也在很大程度上减少了用户漫无目的浏览相关内容所花费的时间。同时,在对屏幕对角线以及交叉线进行设计的时候,应该注意对用户的直视点进行精准选择,通常正上方四分之一的位置是用户注意力的重点,应该将其作为设计要点展开操作。 1.2保持界面的视觉平衡 在对界面视觉平衡进行保持的时候,应该注意保证界面的对称性,人的视觉感觉与整个画面往往会呈现出一定的倾斜度。因此,想要使界面保持平衡感应该注意对这种倾斜度进行补足,当整个界面简洁性得到有效提升之后,界面的整体清晰度以及识别程度也就得到了很大的提升,这样一来也势必可以有效达到应用者的心理要求。此外,还应该注意控制图片与文字之间的距离,无论距离过大还是过小都有可能导致其出现文字偏离用户视线的情况,这也会对用户的整体界面操作舒适感产生一定的影响。同时,在对相关内容进行布局安排的时候,还应该注意尽量要减少一些花哨的强调以及装饰,要将所有重要的内容体现在一个方块形的区域当中,这样一来可以使内容的整体感得到有效提升,同时也可以给用户带来更加理想的操作体验。 2计算机软件用户界面设计的要点分析 2.1软件框架的设计 在进行计算机软件用户界面操作设计之前,首先应该展开对软件框架的设计,这是非常重要的。在展开整个软件系统框架设计的时候,其整体设计过程往往具有一定的复杂性,在实际操作的过程中会设计到多个环节步骤,对相关设计工作人员的自身专业素质有很高的要求。同时,在进行框架设计的过程中应该注意对相关操作步骤以及操作程序进行明确,同时还应该注意做好各个节点的分析工作,从而保证各个系统之间的连接更加顺畅。为了可以有效满足界面设计的简洁要求,应该注意尽量减少对界面中重要内容的无谓装饰,这样一来也可以使界面空间的整体利用率得到有效提升。在对界面分辨率进行确定的时候,应该根据界面中布置内容的实际情况来进行操作,通常情况下,在对内容布置情况进行确定的时候,应该注意要预留出状态栏、滚动条以及菜单等位置。同时,还应该注意对界面做好色彩搭配,尤其应该将商标设置在突出的位置,从而让用户更容易发现。一般情况下,滚动条应该设置在界面的右侧,而状态栏应该设置在界面的底部,这样一来既不会影响到界面的整体整洁性,同时也使得用户的操作更加方便。另外,在进行软件框架设计的时候,还应该注意对界面的色彩进行有效搭配,要保证界面的综合色彩氛围柔和,从而给用户带来更好的操作体验。 2.2图形图像的设计 对于用户界面设计而言,图形图像的设计是非常关键的,人对于界面中各项内容的记忆往往是通过文字、图片以及视频等产生的。并且,人们往往对整篇的、关联性不大的内容记忆效果较差,同时,对图片以及视频内容的记忆往往会超过对单一文字的记忆程度。这主要是由于图片以及视频等等可以在很大程度上起到刺激人们脑神经的作用,从而给人们留下了更加深刻的印象。同时,与文字相比较,图片以及视频的方式往往是将所传递的信息更加具象化的展示了出来,使得人们可以对其进行更加直观的理解。此外,将抽象化的信息以及事物应用更加具象化的方式体现出来往往可以给人们留下更加深刻的印象,这种方式可以使事物本身的内在性质得到更好的凸显。同时,还应该注意对视觉图形的独特造型元素进行确定,这是非常重要的,在界面设计的过程中,还应该通过几何图形、面、点以及线等多方面的结构来构成视觉元素,这样一来可以使视觉元素更加直接简明的展示在用户面前,用户也更加容易对界面中所传达的信息内容进行理解,同时也使得界面上的内容展示更加生动。 2.3界面的色彩设计 在展开界面色彩设计的时候,应该注意抓住设计中的要点,在对色彩进行选择的时候,应该注意对色彩的结构进行精准搭配,通过不同的颜色来展现出相应的功能,这样一来用户在对其功能性进行理解的时候,应该注意对界面中各项功能性进行明确,应该设定有按钮以及图表,这样一来更加方便用户进行操作,同时也使得人机交互工作的展开更加便利,同时,用户在操作的过程中也可以获得更加理想的操作体验。在对颜色进行利用的时候,应该注意对界面各个部分的颜色进行综合调适,从而形成一个具有尝试性的分辨元素,相关设计人员在展开设计工作的时候也就更容易对界面的色彩产生敏锐的感觉,在今后进行设计工作的时候,可以使界面内容以及色彩的安排更加合理。但是,通常情况下,人的感知器官是具有一定局限性的,因此,在进行界面设计的时候,还应该保证所传递的信息在用户可以准确感知并且理解的范围之内,对颜色进行合理安排就显得尤为的重要,人类对于绿色以及黄色最为敏感,而对蓝色字体的综合敏感程度较低,因此,在对用户界面字体颜色进行设计的时候,应该注意尽量避免使用蓝色字体。同时,还应该注意对图表的尺寸大小进行精准控制,保证其在人类的视觉所识别的范围之内,这样一来也更加方便用户对其进行实际操作。 3结束语 现阶段,我国计算机技术水平正在不断提升,并且在我国多个行业都有非常广泛的应用,计算机软件的种类也变得越来越多,因此,要注意对软件的功能性进行重点完善。在展开软件设计工作的时候,用户界面设计是其中的重要组成部分之一,做好界面设计可以为用户提供一个更加舒适的、轻松的操作环境,当用户的操作舒适度得到有效提升之后,必然会对软件的整体认同度有很大的提升。同时,在对计算机用户界面进行设计操作的时候,还应该注意对界面内容布置、颜色选择以及图像设计等等几个方面的内容进行精准明确,从而使得用户界面的空间得到更加科学合理的应用,不要出现浪费界面空间或者使相关内容分布过于拥挤的情况出现,这样势必会对用户界面的实际体验造成一定的影响,也只有对用户界面进行不断完善才能够使用户的整体体验舒适度得到有效提升。 参考文献 [1]冯秀清,司杰,赖晓风.计算机软件用户界面应用设计分析[J].电脑知识与技术,2018,14(15):71-72. [2]廖仲夏.试论计算机软件界面特点和应用设计[J].数码世界,2018,20(5):39-40. [3]薛静.计算机软件用户界面特点及其应用[J].微型电脑应用,2019,35(1):110-112. [4]章玉宛.怎样设计你的“苹果”——浅析iPhone及应用软件的用户界面[J].美术教育研究,2014,11(5):86-88. [5]谭敏,周新,兰红.安卓动态桌面设计与实现[J].计算机科学与应用,2018,8(10):1491-1502. [6]熊杰,陈忠.设计模式在组态软件图形用户界面中的应用[J].长江大学学报自然科学版(理工卷),2015:247-248,258,417. [7]沈卫东,徐志刚,杨得玉,等.基于三维CAD软件SINOVATION的梁设计软件开发[J].现代制造工程,2018,20(11):77-84. 作者:李大虎 单位:杞县人民医院
机械制造与自动化节能设计理念分析:机械制造与自动化中的节能设计理念 摘要:机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械自动化的优势进行了阐述,并通过机械制造与自动化设计的过程进一步加深对节能设计理念的理解。 关键词:机械制造;自动化;节能设计 引言 各行的发展带动了经济的发展,随之而来的便是严重的能源浪费。在生产生活中,自动化和机械制造的结合,很好的推动了经济的发展。现在人们面临的是能源减少问题非常明显,然而对能源的需求却不断增加,在机械制造中加入相关的节能技术已经成为了制造业发展的必要。所以在发展制造业的同时必须保护好环境合理的进行发展。 一、机械制造自动化的优势 1、生产能力和工作质量高 机械制造自动化大多采用高精度、高灵敏度的机械化设备,由自动化控制系统进行生产过程的自动化控制,大大减少了因人为失误带来的产品质量不合格现象。在机械制造生产中,由自动化控制人员启动自动化控制系统,系统就会严格按照事先设定的生产流程进行自动化操作,大大提高了生产能力和生产效率,保证了最佳工作质量。 2、安全可靠性高 不论是自动化控制系统还是自动化设备,一般都自带事故报警、自动诊断处理等功能,当生产过程中遇到事故时,就减免了人身伤害的发生,提高了生产过程的安全性。另外,自动化设备多采用电子元器件,电子元器件相比于传统机械设备,它不存在机械磨损,使用寿命得到了大大提高,保证了自动化控制系统的可靠性。 3、改善行业的劳动形式 随着机械制造自动化程度的不断增加,人们逐渐从繁重的体力劳动转化为高知识、高技术性的脑力劳动,机械制造的产品也愈趋向于技术密集型,在改变机械制造行业的劳动形式的同时,也大大促进工业现代化的发展。 4、节约能源消耗 节约能源是我国可持续发展的重要战略目标。机械制造自动化的应用,在节约人力资源的同时,也大大提高了能源的利用率。 5、自动化技术应用面广 抛开机械制造自动化产品不谈,针对产品生产过程中使用的自动化控制技术,包括自动校验、自动保护、自动报警、自动处理等,不仅仅适用于机械制造业,同样可以应用在工业、农业、建筑业等领域,其优势也同样显著。 二、当下机械制造及其自动化发展状况 机械制造在我国发展以来,以非常快的速度在不断地发展。在我国的工业发展中起着越来越重要的作用。由于近年来随着计算机行业的发展,更多的将计算机集成技术运用到了机械制造业中,使机械制造很好的与自动化相结合,机械制造业的自动化,使其更加快速"安全地完成作业,极大地推进了机械制造业的快速发展,效率高成为现在机械制造及其自动化的一个代名词。机械制造及其自动化虽以极快的速度发展起来,并且起到了很好的带动作用,但是应当注意到,我国的机械制造及其自动化仍然处于初级阶段,需要从各方面去发展。另一方面,我国的机械制造与自动化起步比较晚,许多技术不是很成熟,与发达国家相比,存在很大的差距。需要在技术上去追赶,同样由于技术上的落后,产品质量往往不是很好,需要在产品质量上进一步加强。这是我国现阶段机械制造及其自动化的发展现状,应该看到进步,但更重要的应该是看到不足,进一步发展它的技术。 三、环保型材料的使用与节能 1、设计尽量采用可再生、可回收的材料和资源,降低资源消耗。在选取机械制造与自动化的相关材料时,应遵循可再生、能回收、易分解的原则,且这些材料在加工时不会排出有害物,无法对环境造成污染。特别是一些结构用零件,其结构设计一定要满足易装配与易分解的原则,杜绝有毒材料的使用,提高材料的循环利用率。 2、在设计中尽量利用长寿命、低能耗、轻重量原则。一般情况下,产品的寿命得到延长就意味着机械生产产量的减少及其报废速度的降低,对原材料的消耗也有所减少。与此同时,产品能耗的降低也从另一方面减少污染,保护了环境;轻重量更是有助于降低对材料的能耗。此外,还应从减少对环境的负荷方面展开设计,让设计符合通用标准,实现机械构件的通用性,为此在设计中要从综合性考虑设计对象的具体功能,将结构强度、尺寸标准、材料选取综合的权衡,从而实现节能目标。 3、尽量考虑采用低环保负荷,并保证零件报废后的处理污染最小,综合成本最小化的材料机械制造与自动化设计中尽量不要使用氟利昂、含氯橡胶、树脂和石棉等材料。如非主要部位的零件应当尽量采用工程塑料或非金属材料,在设计中尽量开发和使用新型的环保材料,还要减少重金属的使用。另外,在材料选取的时候也要考虑到零件报废后的处理过程,做到处理简单、费用低、污染小等环保要求。零件的肢解、破碎等简单方便或者满足焚烧或者回收。 四、机械制造中环保型材料的使用 1、选择可回收、再生的资源或者材料,从而减少资源的浪费和消耗。在机械制造或者材料选取的时候,为了达到环保的目的,可以选择那些能够分解、再生、回收的材料,还应该保证材料在加工的时候,不能够产生大量的废气废水废渣。特别是在进行结构用零件生产的时候,一定要选取那些分解和装配都比较容易的材料,从而保证机械化过程中材料的可再生率。 2、在进行设计的时候应该遵守重量轻、能耗低、寿命长的原则。对于机械生产而言,提高寿命能够大大降低机械的报废量和产量,减少了材料的消耗的同时也能够减少其对环境的污染。此外在实际的时候,还必须考虑到怎样更好的减少环境的负荷,实现机械以及其构件的通用性,所以在设计的时候还必须考虑到综合性的问题,做好各方面的权衡,达到节能的目的。在设计的时候,还应该考虑到零件报废后的处理问题,尽量将成本降到最低,在进行自动化设计和机械制造的时候,最好不选去那些含氯橡胶、氟利昂、石棉以及树脂的材料。若是那些零件不是主要部位的,则应该尽量采取非金属的材料或者工程塑料,并且设计的时候,尽量使用那些环保效果比较好的新型材料,尽量减少使用重金属。此外,在选取材料的时候应该充分考虑到零件报废之后怎样进行处理,尽量保证处理的能够比较简单、使用的处理费用比较少、给环境造成的污染也比较少。 五、合理的设计制作工艺保证节能 1优化或改进产品设计 (1)前面已经提到了设计的优化,可见一般情况下,机构越简单,涉及的产品零件越少就可以在制造过程中减低能耗。另外,零件本身的形状对于制造过程中的能耗也有影响。所以应当发挥零件设计的优化的作用,即保证产品的基本性能的情况下,尽可能的简化零件、减小体积、优化产品的结构减少零件数量。 (2)根据生产的条件选用合理的材料,在前面已经详细的表述了材料选取的原则和实现的目的,在这里再次强调材料的适应性,即考虑实际生产过程不同材料对能源消耗的差异来选择低能耗的材料。 2、设计低能耗的工艺流程 对于同一种零件或者产品,在实际的生产过程中可以采用不同的工艺进行加工,但是不同的加工工艺消耗的能源是不同的,合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动,即利用合理的工艺设计让设备达到最佳的运行载荷,尽量的让设备处在满负荷运转,避免出现能量的浪费。因此在保证生产效率和制造质量和经济性等前提下,降低制造工艺能耗。 (1)选择正确的加工方式 在一个零件的多种加工方式中,应当选择适合现场设备的最佳加工方式。例如:锻压,可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻和温锻的能量利用效率高于热锻压,但是冷锻压的工艺要求往往会造成环境的危害,所以采用温锻压将优于冷锻和热锻。 (2)选择合理的工艺参数 在确定加工方式后,恰当的工艺参数就是节能的另一个重要因素,如毛坯形状和加工余量等。比如对于直径相差较大的阶梯轴类零件,可以采用直径棒料作毛坯,也可以采用精锻毛坯,但在毛坯制备方面所消耗的能量却相差很大,因此应综合考虑,优化选择。 (3)选用可以节能的冷却工艺 在机械制造与自动化的过程中一般都需要使用到冷却液,因此在加工中冷却液的选择也是工艺性节能的重点考虑层面。在原则上应尽量少用或者不用油冷却。 (4)进行合理工序改进和设计 在节能设计时,不仅要正确选用合理的节能工艺,还应合理地安排加工工序。 结束语 在经济发展的过程中,机械制造和自动化发展的速度都很快,但是在经济发展的同时,还必须考虑到能源的节约和环境保护的问题。能源危机已经出现了一段时间,并且解决起来也比较困难,所以在机械制造的过程中必须注意节能,在经济发展的同时,保护好能源和环境。 机械制造与自动化节能设计理念分析:浅议节能设计理念在机械制造与自动化中的应用 摘 要 在目前的制造业中,能耗较高的产业是机械制造和其自动化,在机械制造过程中引入相关节能设计的理念具有较大的意义。在机械制造和自动化过程中引入相关节能设计的理念可以从以下这几方面入手:对其材料进行合理的选择、对设计进行优化并对其工业进行有效的改进。只有在这几个环节中融入节能设计的理念,才能达到节能的目的。本文对节能设计理念在机械制造与自动化中的应用进行了分析,为制造业中的节能减排提供有利的条件。 关键词 节能设计理念 机械制造 自动化 机械制造和其自动化的有效结合虽然使各行各业得到了迅速的发展,但也造成了许多资源的浪费。随着相关资源、能源不断的衰竭,对机械制造及其自动化的发展造成了一定的限制。因此,制造企业应该进行节能设计,将绿色的节能技术用于机械制造和自动化中,这样可以让企业的资源、能源得到最大限度的节约,从而使其生产成本得到减小,促进其经济效益和社会效益的提升。 1目前机械制造和自动化的发展状况 国内自发展机械制造业以来,其发展的速度是十分迅速的,这促进了国内工业的不断发展。因为近些年计算机技术的发展,促使机械的制造和自动化有机的结合,使制造业更加安全、快速地进行作业,让高率高成为了机械制造和自动化中的代名词。自从机械制造和自动化发展以来,其在各行各业中起到了带动的作用,但国内机械制造和自动化的起步相对较晚,很多的技术还不够成熟、完善,和发达国家比较还有很大的差距存在。需在其技术方面去追赶,但同样因技术落后使产品的质量比较差,产品的质量也需要进一步的改进。这是国内目前机械制造和自动化的发展状况,相关企业应该对其进行有效的改进,这样才能使机械制造和自动化发展的前景更加广阔。 2机械制造和自动化中节能设计优势 在机械制造业中进行节能设计可以使其资源得到节约,节能设计可以理解为环境意识的设计、生态设计、自然环境的设计等。内涵主要在于对机械产品进行制造时所需的各种资源循环的利用,使其对环境造成的影响可以得到减少。对机械产品进行设计的时候应该满足可拆装、可回收的相关要求,这是进行节能设计的新条件。传统的产品是从其功能、寿命等基本的属性来进行考虑,在对产品进行设计、开发时,先对市场情况进行分析,再进行图纸设计和制定方案,除此之外还应该对其设计理念及方案进行不断的修改、审定,之后才可以真正进行生产。传统的机械制造设计理念使其设计、制造的周期都显得较长,产品生产之后的拆卸工作比较困难,且回收难度也十分大,有的产品报废后无法进行回收利用,这就对能源、资源造成了较大的浪费,更有甚者还会对环境造成严重的污染。因此,相关企业应该不断推广节能减排的设计理念,节能设计可以根据对原料、自然环境等进行合理的选择来进行,这不但可以让传统设计优势得到较好的发挥,还能达到节能降耗的目的,使资源得以有效、合理、科学的利用,还有利于对废弃物进行回收利用,从而达到持续发展要求。 3机械设计中节能理念的应用 机械设计最关键的是前期设计方案的制定,节能机械的设计内容包含其产品设计的相关理念,应以先进的理念、技术作为主要的依托,且需与自然环境相适应,做到节约资源及可持续的发展。目的是从综合角度对其经济性、实用性、环境性等进行考虑。要想让以上的节能设计要求得到满足,节能机械设计应从下面几方面来进行。 3.1对节能机械的产品成本的需求进行分析 对机械产品进行制造的时候,必须做好前期科学、合理的设计工作,特别是在产品初期,必须将其回收再利用考虑到设计中,这样才可能达到节约资源的目的。因此,对节能设计理念下机械产品的成本进行分析时,必须将污染处理、产品回收再利用、代替等因素全部考虑到设计中,才能设计出节能的机械产品。 3.2对机械产品可拆装及再利用的设计进行分析 要设计出比较节能的机械就必须对其可拆装性进行改善,要想节约成本和降低对资源的浪费,应该将其可拆装性、可回收性充分考虑到设计中,在进行设计时将这两个特点也设计进去,从而让机械制造实现对资源进行充分利用及实现节能设计。 3.3对节能机械的设计数据库进行完善 数据库是对设计数据进行充分掌握的一种有效方式,设计人员可以在数据库里将其制造时所需的全部数据做好相应的备份,对设计数据进行分析和存储,这样就可以把机械设计的开支、资源选用等以数据化的方式呈现出来,并将此当作节能设计的基础。 4对节能加工的工艺进行优化 4.1优化现有的产品结构 机器的结构简单,所需的设计零件也就会越少,其制造的过程中耗能也就会越少。机械设计过程中的零件形状对其制造过程中的耗能也有重要的影响,因此,在进行设计的时候不仅要让产品的基本性能得到保证,而且还要对其零件尽可能地进行简化,对其产品结构进行优化,减少零件的数量。 4.2因地制宜并根据外部环境对加工工艺进行选择 对单个零件进行加工的时候,应该充分考虑其现场设施的匹配,如零件锻压工艺的锻压方式有热锻压、温锻压、冷锻压。其中,热锻压的能源利用的效率比温锻压、冷锻压的都要低,但采用冷锻压对环境带来的危害却比温锻压、热锻压的危害高出许多,因此应该多使用温锻压工艺。 4.3合理安排工艺工序 在进行节能设计时,应该合理的调整其加工工序,对其工艺方法进行有效的优化,才能让节能设计目标得以实现。如对冷轧薄板进行生产时,因为冷轧时钢板需经受塑性的变形,所以必须要通过退火处理之后才可以进行繁杂成行的加工。在加工的环节中必须对所有工序的环保功能进行优化,让能源的利用率尽可能增强。 5选用环保的材料来达到节能 5.1选用可回收和可再生的资源 在对机械制造和自动化材料进行选择时应该遵循可回收、可再生、易分解的原则,这类材料、资源的使用可以让其所排放出的有害物质大大的减少,且对环境造成的危害较小。此外,还必须杜绝使用一些有毒的材料,应该努力让环保材料、资源的循环利用效率得以增强。 5.2对零件报废后污染处理的成本进行考虑 在对机械制造和自动化进行设计时还要对其零件报废后污染处理的成本进行考虑,可以采用综合成本较小、环保的材料,应尽量避免对含有石棉、氟利昂、树脂、氯橡胶等的材料。 6机械制造和自动化未来的发展趋势 机械制造和自动化的技术发展主要受到计算机技术水平发展的限制,现在,机械制造和自动化技术的应用在不断的大规模化、国际化,这要求和自动化相关的网络技术、计算机集成技术必须全面的发展,必须跟上世界的步伐及和国际接轨。必须将节能环保的设计理念引入到机械制造和自动化中,这样机械制造和自动化相关技术的运用才会更加的全面,产品的质量才会得到不断的增强,进而做到节能减排及促进其经济效益的提升。 综上所述,当前国内机械制造中的能源浪费情况较为严重,只有将节能设计的理念运用到机械制造的设计中,使用环保型、节能型的材料对其工艺进行科学合理的制造。这样才能让机械制造的高效性、稳定性得到提高,从而提高材料的环保性能及降低设备的耗能,使机械制造和自动化的整个过程更加节能。 机械制造与自动化节能设计理念分析:机械制造与自动化中的环保节能设计理念 摘要:工业文明的进步带动了经济的快速发展,然而随之而来的便是严重的能源浪费。在生产生活中,自动化和机械制造的结合,很好的推动了经济的发展。现在能源减少问题已经非常明显,然而人们对能源的需求却还在不断增加,在机械制造中加入相关的节能技术已经成为了制造业发展的必然趋势。机械制造业对世界各国的工业生产都有着非常重要的作用,本文从机械的优化设计与节能、机械材料使用与节能、设计制作的工艺与节能等方面进行分析研究,并对节能设计的理念内容进行阐述,把节能设计的理念融入进机械制造与自动化的设计及生产作业过程中,使系统的设计具有高效性,节能性,并使材料更加环保,设备的能耗更低,让整个机械制造与自动化的过程更加合理。 关键词:机械制造 自动化 节能设计 机械制造与自动化是高能耗的一个产业,也是使用计算机和计算机的外围设备,协助工程人员优化完成产业的产品设计与制造的一项新技术。在机械制造与自动化中加入节能设计理念,主要是加入机械优化设计、机械材料使用、设计制作的工艺三者在节能方面的优化和改善,这样不仅能减少废气及废物对环境的污染,也能节约能原材料,还能增加机械的使用年限。 一、机械的环保节能与优化设计 (1)低公害发动机的选用 发动机作为工程机械系统中的最大部件,对环境有着很大的影响。因此,采用噪声低、排放量低、油耗低的环保型发动机有助于缓解环境的压力,提高机械的加工效率。 (2)液压系统的设计 液压系统一定要保持清洁,这样才能有助于液压的有效传动,这就要求设计师们对液压系统进行精心设计,将油液中的磨损物以及微尘垃圾杂质进行彻底清除,使故障发生的几率减小,从而延长其使用寿命,减少配件的更换次数,增加换油的时间间隔,严格控制污染。渗漏是港口机械液压系统在运行过程中常见的现象,会对周围的环境造成极大的污染,因此,液压管的设计常使用密封优良、防老化能力突出、耐腐蚀性强的优质管路。此外,为了有效降低软管的损坏与废弃量,还应在设计过程中尽可能以硬管代替,减少由于管道破裂而造成不必要的环境污染。 (3)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 (4)配备自动加脂装置 通常情况下,以传统手动方式来进行润滑脂的加注工作往往既耗时又费力,同时,溢出的油液还会对周边的环境造成污染。因此,应给机械系统配备自动加脂系统,实现对各个设备的定时加脂,比如集中润滑系统,该系统能对各铰销定时加注黄油,其油量已于事前计算并设定好,在保证销轴充足油量的同时还不会造成油液溢出浪费,方便又环保。此外,小型机械出于对设计成本的控制,可使用新型轴套材料与密封性的销轴,或者安装二级防尘装置,有效防止内部油脂排出以及外部异物进入,使润滑油加注的时间间隔得以延长,从而降低环境污染。 (5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。尽可能使用硬管,以免软管发生破裂而造成油液的流出,进而对环境造成污染。 二、机械制造中环保节能型材料的使用 1、选择可回收、再生的资源或者材料,从而减少资源的浪费和消耗 在机械制造或者材料选取的时候,为了达到环保的目的,应该选择那些能够分解、再生、回收的材料,还应该保证材料在加工的时候,不能够产生大量的废气、废水、废渣。特别是在进行结构用零件生产的时候,一定要选取那些分解和装配都比较容易的材料,从而保证机械化过程中材料的可再生利用率。 2、在进行设计的时候应该遵守重量轻、能耗低、寿命长的原则 对于机械生产而言,提高寿命能够大大降低机械的报废量和产量,减少了材料的消耗的同时也能够减少其对环境的污染。此外在实际的时候,还必须考虑到怎样更好的减少环境的负荷,实现机械以及其构件的通用性,所以在设计的时候还必须考虑到综合性的问题,做好各方面的权衡,达到节能的目的。在设计的时候,还应该考虑到零件报废后的处理问题,尽量将成本降到最低,在进行自动化设计和机械制造的时候,最好不选去那些含氯橡胶、氟利昂、石棉以及树脂的材料。若是那些零件不是主要部位的,则应该尽量采取非金属的材料或者工程塑料,并且设计的时候,尽量使用那些环保效果比较好的新型材料,尽量减少使用重金属。此外,在选取材料的时候应该充分考虑到零件报废之后怎样进行处理,尽量保证处理的能够比较简单、使用的处理费用比较少、给环境造成的污染也比较少。 三、合理的设计制作工艺保证节能 1、优化或改进产品设计 (1) 前面已经提到了设计的优化,可见一般情况下,机构越简单,涉及的产品零件越少就可以越多的在制造过程中减低能耗。另外,零构件本身的结构形状对于制造过程中的能耗也有影响。所以应当发挥零构件设计的优化的作用,即保证产品的基本性能的情况下,尽可能的简化零构件、减小体积、优化产品的结构减少零件数量。 (2) 根据生产的条件选用合理的材料,在前面已经详细的表述了材料选取的原则和实现的目的,在这里再次强调材料的适应性,即考虑实际生产过程不同材料对能源消耗的差异来选择低能耗的材料。 2、设计低能耗的工艺流程 对于同一种零件或者产品,在实际的生产过程中可以采用不同的工艺进行加工,但是不同的加工工艺消耗的能源是不同的,合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动,即利用合理的工艺设计让设备达到最佳的运行载荷,尽量的让设备处在满负荷运转,避免出现能量的浪费。因此在保证生产效率和制造质量和经济性等前提下,降低制造工艺能耗。 (1) 选择正确的加工方式 在一个零件的多种加工方式中,应当选择适合现场设备的最佳加工方式。例如:锻压,可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻和温锻的能量利用效率高于热锻压,但是冷锻压的工艺要求往往会造成环境的危害,所以采用温锻压将优于冷锻和热锻。 (2) 选择合理的工艺参数 在确定加工方式后,恰当的工艺参数就是节能的另一个重要因素,如毛坯形状和加工余量等。比如对于直径相差较大的阶梯轴类零件,可以采用直径棒料作毛坯,也可以采用精锻毛坯,但在毛坯制备方面所消耗的能量却相差很大,因此应综合考虑,优化选择。 (3) 选用可以节能的冷却工艺 在机械制造与自动化的过程中一般都需要使用到冷却液,因此在加工中冷却液的选择也是工艺性节能的重点考虑层面。在原则上应尽量少用或者不用油冷却。 (4) 进行合理工序改进和设计 在环保节能设计时,不仅要正确选用合理的节能工艺,还应合理地安排加工工序。 四、结束语 机械制造自动化作为先进技术的重要组成部分,既是机械制造业的重点应用技术,又是机械制造技术的发展方向。近年来,我国机械制造自动化技术得到了快速发展,机械制造的总规模和产品的总产量不断增加,中国已成为世界前三的机械制造强国。 机械制造与自动化节能设计理念分析:基于机械制造与自动化中节能设计理念的研究 摘要:本文从机械的优化设计与节能、机械材料使用与节能、设计制作的工艺与节能等方面进行分析研究,并对节能设计的理念内容进行阐述,把节能设计的理念融入进机械制造与自动化的作业过程中,使系统的设计具有高效性,节能性,并使材料更加环保,设备的能耗更低,让整个机械制造与自动化的过程更加合理。 关键词:机械制造 自动化 节能设计理念 1、前言 机械的制造与自动化是高能耗的一个产业,也是使用计算机和计算机的外围设备,协助工程人员优化完成产业的产品设计与制造的一项新技术。在机械制造与自动化中加入节能设计理念,主要是加入机械优化设计、机械材料使用、设计制作的工艺三者在节能方面的优化和改善,这样不仅能减少废气及废物对环境的污染,也能节约能原材料,还能增加机械的使用年限。 2、机械制造与自动化中的节能设计理念 机械制造与自动化属于高能耗类型的产业,在其产业中增添节能设计的理念,具有重要的现实意义。在机械制造与自动化的环节中增添节能理念需要从三个方面进行,也就是优化设计,合理选材和改进工艺,只有把节能设计理念融进这三个关键的环节中,才可以实现节能,达到节能和减排目的。 2.1机械的优化设计与节能 2.1.1设计环保安全性高的驾驶室 安全环保型的驾驶室的设计,应满足以下条件:防紫外线辐射性质的玻璃,全密封的整体样式和经过减震降噪的处理;在室内配置一个无氟环保类型的冷暖空调;设计FOPS和POPS的驾驶室,为了保证驾驶员安全;采用人机工程学的设计原理对其进行设计,如可全方位地调节司机的座椅、功能集成性的单操纵的手柄、驱动器具有可调动转向的功能、全自动的换挡装置、电子监控和故障自动诊断的系统,再加上美观性的颜色搭配。这种环保安全的关怀驾驶室的设计,大大改善了司机工作的环境,并能缓解司机的疲劳,从而提高其作业的效率[1]。 2.1.2选用低公害的发动机 发动机是工程的机械系统中最大的部件,它产生的噪音等环境污染影响很大。因此,在选择发动机的时候,需要采用噪声较低、排放量较小、耗油量少、效率高的环保类型的水冷增压型柴油机,这样能缓解环境污染的压力,并能提高机械加工的效率。 2.1.3设计高效节能的液压系统 保持传动的液压油等的清洁,对工程机械液压的传动起到非常大的帮助,因此设计师们精心地设计机械的液压系统就显得很有必要,清除油液中的微尘垃圾和机械的磨损物等垃圾杂质,能大大减少机械中液压元件的故障和磨损,从而延长机械中常用的液压元件使用寿命,降低了液压油更换的频率,并延长了换油的间隔时间,减少工作时对周边的环境的污染,同时也能节省人力、物力和财力。液压系统发生渗漏将对周围的环境造成污染,这已经是港口的机械在运行中经常存在的情况,液压管路需要使用耐腐蚀强、防老化比较突出、具备优良的密封性能等优点的进口优质的胶管;并且为了有效地减少软管损害度和废弃量,设计时,应尽可能地用硬管取代软管,避免出现采用容易破裂的软管时,油液流出对环境造成巨大的污染。 2.1.4配备能自动加脂的系统装置 一般情况,以传统的手动方式实行润滑脂加注工作,具有耗时又费力的缺陷, 而且溢出来的油液会造成周边环境污染。如果给机械配备能自动加脂的系统,并实现其对相应设备进行定时加脂的效果,如集中润滑的系统,此系统可以对各铰销进行定时地加注黄油,而且家住的优良油量事前已经计算出来,并设定完好,不仅能保证销轴的充足油量,也能保证油液不溢出来,造成资源的浪费,这样很方便、环保。另外,出于对小型机械设计的成本控制,可应用新型的轴套材料和密封的销轴(或者安装一套二级的防尘装置),能有效地防止内部的油脂排出,也能杜绝外部的异物进入,使润滑油在加注时间的间隔上得以延长,达到减少环境污染的目的。 2.1.5设计可靠性高的系统 在设计系统的时候,尽量使用可靠性较高、较成熟的技术,并使用在市场中经受过考验的成熟零部件,可延长各处关键系统(或零件)使用的寿命,从而减少更换的次数。如降低制动的元件更换频率,间接地减轻其对周围环境造成的破坏和污染。 2.2选择机械的材料与节能 选择的材料尽量是环保类型的,以减少对环境的污染,同时延长材料的使用寿命。 2.2.1采用环保负荷低、成本少、污染小的材料 机械制造与自动化的设计中不要采用原料是氟利昂、树脂、石棉以及含氯的橡胶等的材料。除主要部位外的零件尽量用工程塑料(或非金属材料),设计时尽量开发并使用环保型材料,并减少使用重金属的数量。此外,材料选取时,也需考虑零件报废之后的处理细节问题,对材料的处理做到简单化、低费用、少污染等的环保要求。 2.2.2采用可再生和回收的材料与资源 选取和机械制造与自动化相关的材料,必须采用可再生和回收,而且易分解的材料,而且需保证选取的材料,加工前后都不会排出某些有害的物质或气体,对环境不会造成污染。尤其是某些结构的零件,其设计应满足容易装配、容易分解的条件,防止使用有毒的材料,从而提高材料循环使用的效率。 2.2.3选材需遵循长寿命、轻重量、低能耗的原则 延长产品寿命,就表示机械生产的产量得到减少,机械报废的速度也会降低,原材料消耗也会相应地减少。同时降低了产品的能耗量也就意味着环境污染也得到减少,间接地对环境起到保护作用;轻重量就会降低运输成本,也会减少运输的次数,从而减少运输车排放的废气;从减少环境负荷方面进行设计,符合通用的标准,并让机械的构件符合通用性,就能降低能耗量,设计时也需综合性思考设计对象所具有的功能。将结构材料的强度、尺寸的标准、材料的选取等都考虑周到和全面,才能选到优质、耐用、少污染的好材料[2]。 2.3设计制作的工艺与节能 2.3.1设计优化的产品 优化(或改进)产品的设计,可从以下几点入手:(1)发挥产品零件设计中的优化作用,就是在保证产品基本的性能后,再简化零件、减小零件体积、优化产品结构,减少零件的数量;(2)根据生产条件,选用比较合理的产品材料,并由于实际生产中不同材料均对能源存在消耗差异,因此,可根据这差异选择低能耗材料。 2.3.2设计能耗低的工艺流程 同种零件(或产品),在实际生产中可采用工艺不同的流程进行加工,但不同的工艺流程,所消耗能源有很大的不同,对加工工艺进行合理的设计,能减少加工的载荷波动,尽量让设备处于满负荷的运转,避免能量浪费。 具体的方式有:(1)改进与设计工序:节能设计时,要选用节能的工艺,并合理安排加工的工序。(2)选择最佳加工方式:对于零件的加工方式,应选择与现场设备相适合的最佳方式。如冷锻、温锻能量的利用效率都比热锻压高,但冷锻压工艺会造成环境危害,因此,可采用温锻压方式;(3)选择较理想的工艺参数:选择理想的工艺参数能产生节能效益。如直径差值大的阶梯轴一类零件,既可选择直径棒料为毛坯,也可采用精锻为毛坯,但毛坯制备上两者消耗能量差异较大,应综进行优化选择;(4)选用节能性强的冷却工艺:机械制造与自动化中会用到冷却液,因此,选择冷却液时也应侧重于节能方面,也可少用(或不用)油冷却[3]。 3、结束语 随着国家经济的快速发展,国内机械制造与自动化产业也在蓬勃兴起。机械制造与自动化的发展,带来的不仅仅是经济的利益,也有对环境的污染等,因此,在其中注入节能的设计理念,才能使机械制造与自动化产业更上一层楼,使国家的制造业经济也能长久持续地发展下去。
现代工业建筑设计及发展浅析:关于我国现代工业建筑设计现状与应对策略的探讨 摘要:我国现代的工业建筑与过去相比无疑取得了不菲的成绩,但我放眼望世界就会发现我国的建筑设计水平还存在较大的差距。本文通过对现代工业建筑设计现状的分析,然后提出了一系列进一步完善现代工业建筑设计的应对策略。 关键字:现代;工业建筑设计;现状;策略 随着社会经济的不断发展,我国工业建筑的环境与需求也在不断地在进行各种转变。首先,在现代工业随着科学技术的进步而飞速发展,工业产品进一步要求精密化、自动化、微型化且环保化,工业生产变化的同时使工业建筑设计的要求也随之发生变化。其次,在各城市都有着经济技术开发区以及现代工业聚集地,人们对生活质量越来越重视,对城市的风貌也随之有了更高的追求。再次,企业之所以越来越重视工业建筑设计是因为其建筑能够有效反应其企业文化及精神面貌,是企业外观形象的重要部分。 我国工业建筑设计的现状 经济技术开发区的兴建 在进行现代城市总体规划的时候都会将新兴的工业区纳入,不仅仅是生产建筑,同时还要对辅助配套建筑进行完善,并且还对厂区环境进行更具精密的设计从而将城市现代化的风貌以及企业精神充分的展现出来。例如武汉的东湖新技术开发区、北京亦庄经济技术开发区、深圳八卦岭综合工业小区等。工业新区的建设还可以有效推进城市住宅区、商业区以及能源供应区的开发与建设。 2.旧城区改造的完善 在我国,无论是沿海还是内地都新建了许多以某个大型企业骨干为中心的工业基地或者工业城,例如武钢、宝钢、包钢、中国一汽、东风汽车公司、金山石化公司等。改革开放以来,旧的厂房都进行了一系列挖潜改造与生产结构调整从而使之焕然一新,中国第一汽车集团公司便是最好的例子。旧城区的老厂房有的就地更新有的易地重建。例如北京的大北窑金属结构厂就更换地址进行重建,而旧址则成为了中国国际贸易中心,整体建筑面积多达40多万平方米,如此看来易地重建有时候还能促成双向的发展。 新型工业建筑的兴起 在施工工艺技术的大力发展下,我国从国外引进了不少的现代工艺。将高新科技与新工艺融合到工业建筑之中,从而促使工业建筑的形式进一步发展与完善,促使现代工业建筑更具多样化、标准化与定向化。当前就出现了现代交通能源建筑、高多层厂房等新型工业建筑,它们不仅结合了通用性与灵活性的建筑要求,同时还使土地资源得到了充分利用。 现代工业建筑设计的应对策略 坚决遵守城市设计原理 所以,城市化要给予多方面的考虑,否则只会使这个国家的城市化陷入混乱的境地。现代城市所面临的各类问题中,属在城市中心的工厂或者是工业生产项目所造成的困扰最大。工厂不仅会给城市带来直接污染,同时还牵扯到城市机能与城市交通,对城市品质还有可能造成不良的影响。所以在进行工业建筑设计的时候要充分结合城市设计理论,有效协调城市与工业建筑的关系。在选择厂址的时候必须具备科学论证且通过了严格审查;城市中原有的工业厂房,影响不大的小型企业应该对其发展进行限制,敦促其进一步完善科学技术从而减少对城市的影响;而对于影响较大的,如生产规模大、污染干扰严重的重型企业则应该促使其进行逐步外迁。另外,还要有效利用城市设计原理来处理城市与工业园区的关系,积极吸取国外经验同教训。例如,苏州工业园的规划就十分成功的展现了文化古城同新型工业园的和谐共存。 注重工业建筑造型设计的个性特征 工业建筑与民用建筑是不尽相同的,然而它们之间的基本原理确实一致的。它们虽满足着人们不同的需求,但是应该同时具有时尚、优美且富有文化内涵的环境与建筑空间。所以在进行工业建筑设计的时候也应该同时赋予其艺术性,这也是一种文化的体现。在创作中可以将人文因素引入其中,并重视对地域性以及长索性的了解。同时,建筑师为了使自己的视野更为开阔,还要对地域文化脉络进行延续。这样一来不仅仅是开拓了视野,还能有效地改造与保护传统建筑,并且增进了工业企业与公众的沟通,对企业形象的树立带来了积极的影响。例如,2000年建成的广州羊城晚报印务中心,建筑师在设计的过程中要始终贯彻以展现工业美学与企业文化为中心,做到高感情与高科技设备的功能的有效融合,从而成功建立其了一座赏心悦目的新型工业建筑。 充分贯彻可持续性思想 由于经济与认识的原因,我国许多工厂只是一个单纯的生产场所。不仅选址不当、环境恶劣、设备陈旧、污染严重从而给城市环境质量带来极大的影响,与此同时这类工业企业还带来了论巨大的废物排放量。所以,在现代工业建筑中贯彻可持续性思想无疑具有着重大意义。首先,要工业建筑的热功能性要得到充分加强,并且促进被动式能源利用技术的发展。建筑师在设计现代化工业建筑的时候要充分考虑到平面设计、空间设计一家细部装饰处理,从而达到节能的效果。其次,关于工业建筑设计的指导思想方面要有机结合发展、环境以及人类等因素,从而使工业建筑在满足生产的同时还为劳动者创造现代化的工作环境,并且还要使自然免受侵害。再次,要对落后或者旧建筑的改造与再利用引起重视。建筑并非一次性消耗品,为了促使其充分到达自身使用周期,要对一些废弃的工业建筑进行改造,从而满足其他用途。例如中山岐江公园就是建筑师创造的一个特殊遗址公园,建筑师将已经废弃的粤中造船厂利用进来,然后对原有的机械设备、自然环境以及工业建筑物的景观进行了一系列设计与改造。 总之,建筑不仅仅是建筑,同时它还是一项艺术。建筑是在设计的时候不仅要结合高新技术凸显现代化还使建筑富含文化底蕴。我国现代工业建筑设计若要进一步完善,所采取的策略应当建立在其总体发展趋势的基础之上,与此同时还要与我国的理论基础、技术水平以及经济基础充分结合起来。 现代工业建筑设计及发展浅析:浅谈现代工业建筑设计 【摘要】回顾工业建筑发展历程,展望工业建筑设计发展趋势,总结目前国内工业建筑设计不足之处。 【关键词】工业建筑设计;趋势;不足 工业建筑的发展进程 十八世纪,随着工业革命的到来,生产技术发生了根本的变革,大量的使用机器,带来了大规模的工业建设,许多新技术与新形式产生,工业建筑也从此诞生了。它更加注重功能与形式相互适应,大胆尝试新的建筑材料和结构形式,建筑造型开始净化,摒弃了传统繁琐的装饰手法。 1909年德国现代设计奠基人之一的彼得·贝伦斯(Peter Behrens)在柏林为德国通用电气公司所设计的透平机制造车间(AEG Turbine Factory)被西方称之为第一座真正的“现代建筑”,成为现代建筑史上的里程碑。 作为包豪斯(Bauhaus)创始人的格罗皮乌斯(Walter Gropius)于1911年和梅耶尔(Adolf Meyer)共同设计的阿尔费尔德的法古斯工厂(Fagus Werk,Alfeld),采用非对称的构图;简洁整齐的墙面;无挑檐的平屋顶;大面积的玻璃墙;取消柱子的建筑转角等处理手法,和钢筋混凝土结构、玻璃、金属协调统一,产生了一种新的建筑形式美,它也成为第一次时间大战以前最先进的一座工业建筑。 大跨度建筑在十九世纪末开始有了很大的创新,尤其在第二次世界大战后的几十年又有了新的突破,此时利用钢筋混凝土薄壳结构来覆盖大空间的做法已经越来越多。工业厂房为了节约空间,倾向于坡度平缓的扁壳。1945~1951年的英国南威尔士布林马尔橡胶厂(Bryn Mawr Rubber Factory),通过采用厚度为9厘米的扁壳,柱网尺寸达到27×21米。 1955年由丹下健三设计的原町图书印刷厂是一座新型的工业建筑,在90米跨度悬臂钢桁架中部由一对钢筋混凝土柱支承,整个屋顶由十一件这种钢桁架构成,四面为玻璃墙面带遮阳设施,内部空间开敞灵活,反应了当时日本工业建筑已经步入现代化水平。 二十世纪八十年代,当时正值英国电子时代的没落,政府为了发展电子工业,投资建造了Inmos微处理器工厂,把这个项目委托给理查德·罗杰斯(Richard Rogers)。Inmos微处理器工厂的前身是罗杰斯十年前建造的Reliance Controls电子工厂,这个工厂的特点就在于它是一个可以生长的建筑,一个单层的钢结构厂房,36米跨度、中间无柱的车间,可以根据生产要求不断地灵活调整生产路线。 随着现代科技、工艺的发展,国外的工业建筑已经发生了很大的变化。通过建造联合厂房、多层或高层厂房,实现对土地的节约利用;通过对厂区绿化,把绿植引入车间和生活空间;通过对废气、废水、废渣等的排放进行综合治理,严格控制标准,避免由于现代化大生产,工业高速发展,对环境和生态平衡所造成的污染和破坏。另外,工业建筑的设计思路已经更新,更加重视艺术创作,发挥建筑师的作用,工业建筑的重要性也日益突出。 我国现代工业建筑的发展 我国自1949年解放以来,经过几十年的社会主义经济建设,大量的工业厂房和工业基地诞生。从最开始的效仿苏联工业建筑设计,到期间的、赶英超美,再到改革开放后的大发展。60年来,我国的工业建筑取得了辉煌的成绩,也走了不少弯路,付出了很多代价。随着中外设计合作的增多,更多的国外先进的技术被引进,我国的工业建筑也出现了新的面貌。主要表现在以下几个方面: 一批新兴的经济技术开发工业区拔地而起。这些新兴的工业区都纳入了城市总体规划。除了生产建筑之外,还有完善的辅助配套建筑、精心设计的厂区环境,体现了企业精神和城市现代风貌。工业新区的建设依托于旧城,同时又带动了城市商业区、住宅区、能源供应中心以及大市政的开发建设。例如深圳的八卦岭工业小区、蛇口工业区、厦门湖里工业区、沈阳南湖科技区、北京亦庄经济技术开发区、上海虹桥经济技术开发区等。 高科技的现代工业建筑蓬勃发展。随着工艺技术的发展,大量的高新技术被采用,主要体现在以下建筑类型: 多高层厂房,如河南平顶山锦纶帘子布厂是单多层结合的工业建筑,总建筑面积达17.31万平方米;上海丝织厂织机大楼为7层25米单跨的高层厂房,车间内部无立柱,全空调系统,技术夹层设在大跨桁架结构空间层内,采用钢绞线曲线后张预应力大跨度框架剪力墙体系。 灵活通用车间,如1986年建成的兰翔机械加工车间,宽72米,长192米,柱网为12米×12米,能承受不大于1吨的悬挂吊荷载。厦门工程机械厂的柱网扩大到18米×18米,灵活布置的悬挂吊起重荷载可达5~10吨。漳州港机厂的柱网达24米×36米,用悬臂吊和龙门吊解决15吨的运输问题。上述车间全都采用轻钢网架结构。 洁净密闭车间,如友达光电(苏州)有限公司、摩托罗拉南京研发中心等,造型简洁新颖、色彩明快、功能合理、技术先进,体现了现代工业建筑特点。 现代交通能源建筑,如北京空港四机位机库、北京与上海的空港配餐楼(工业化厨房)、波音747模拟培训中心等航空附属建筑都达到了新的水平,至于城市热电厂、水力发电站和核电站等在规模和技术等级上都已步入世界先进行列。 现代仓储建筑,如大型冷库、民航货运库、观光平台等都有了较大发展。 工业建筑设计的发展趋势 融合性 工业园区的形成,使不同功能建筑相互交叉。与城市的交通、市政、科技、文教和服务设施相依托;共同带动城市经济、技术、社会服务的发展。生产和生活、产业与科教、工业与民用等不同功能内容相互交叉、相互渗透。 可持续性 可持续发展的概念是当今社会发展的主题,其基本思想是既满足当代人的需要,又不对后人满足其需要的能力构成危害。从广义来讲,可持续发展战略诣在促进人类之间以及人类与自然之间的和谐,形成一种平衡的状态。 1993年美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计指导原则》(The Guiding Princip of Sustainable Design)中列出了关于建筑设计的六项指导原则: 完善建筑空间使用的灵活性,以便减少建筑体量,将建设所需的资源降低到最小; 针对当地的气候条件,采用被动式能源策略,尽量使用可再生能源; 树立建筑材料蕴含能量和循环使用意识; 增强适用技术的公众意识,结合建筑功能要求,采用简单合适的技术; 重视对地段的地方性、地域性理解,延续地方场所的文化脉络; 减少建造过程中对环境的损害,避免破坏环境。浪费资源及建材。 属于广义建筑学范畴的工业建筑,同样也应该遵循这些指导原则进行可持续设计。 文化性 纵观当代建筑的发展思潮,从现代主义到后现代主义,到高技术派。到新理性主义,到解构主义,甚至这些年重新引起人们关注的新现代主义,建筑思潮的发展沿着一条不确定的轨迹一直向前,但在最近这十年,建筑思潮已不再像以前那么单一,明显,而是各种风格和理念的混杂,我们很难分辨出那一个是当代建筑思潮的主流。 从深层的原因分析,这种局面的到来是90年代以来文化及艺术多元发展的结果和最终反映,而对于建筑来讲,建筑思潮不过是艺术更新与变革的一种反映,建筑本质上最终仍然是功能,空间这一类东西对人的生活产生影响的东西,当然不是说形式和视觉上的形象对人类的生活不起作用,从这个层面去说,综合性可能正是目前普遍存在的一个现象。 当代建筑发展到今天,在注重功能技术的同时,越来越关注有关未来发展的种种因素,除了生态建筑和可持续建筑持续,有关建筑的种种探索一直未断,作为文明载体之一的工业建筑,承担的责任不仅仅是生产,工业建筑的设计实践已经成为现代建筑思想理论的核心。 创新性 现代社会随着技术的不断进步,新的技术手段不断孕育新材料的诞生,并且运用到实际的工程中去,材料技术的进步,迫使新的施工工艺的出现,从而带动了工业建筑外部形式的多样化发展。随着网壳结构、膜结构等新型结构形式的产生,一大批造型新颖的建筑纷纷涌现,多彩炫目,夺人眼球。 人性化 人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑中去。“人类工程学”作为一种边缘科学、方法论,是随着大工业生产和军事科学的发展而产生的。人性化设计必将要求建筑师摒弃传统的重生产工艺、轻人的行为、心理要求的倾向,将建筑设计的中心从以往的生产设备转移到以人为本的理念上来,重视并努力体现对人的关怀。在工业建筑空间设计上,创造让人产生归属感和亲戚感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。 多元化 随着科学技术的提高,强大的现代资讯技术使得远距离的模仿成为可能。建筑可以超越其所在环境和地点的限制,人们能够随心所欲的得到需要的形象。当代建筑给人最突出的印象不在是各民族间差别迥异的传统建筑,而是全球性趋同的方格子建筑,这说明建筑趋同现象已经跨越传统和地域的界限,而成为全球性的了。“建筑文化的全球化与多元化是一体之两面”。 我国工业建筑发展的不足 我国正处在“十二五”期间,面临着建设宏伟蓝图的大好时机。工业建筑在取得长足的进步之后,要寻找差距、承认差距、扬长避短,走向世界。在市场化、全球化、地域化的世纪网络中,我们面临诸多的不足。主要表现在以下几个方面: 观念上的不足。工业建筑属于建筑范畴。建筑设计中的一般规律,工业建筑都存在,但工业建筑还有它自身的特点。对建筑师来说,工业建筑与体育馆、医院、住宅一样,都是不同功能、不同工艺类型的建筑。在建筑艺术上,工业建筑和民用建筑在功能布局、空间处理上是相通的;在新技术、新材料、整个设计程序、方法上也是相通的。我们有理由呼吁管理者、开发者和建筑师不带偏见地共同关心和提高工业建筑设计水平。 教育上的不足。工业建筑设计水平和建筑师的水平、学校教育、在职培训有着密切关系。在学校教育期间,应让学生对工业建筑有全面的认识。通过建筑史、设计原理、材料构造、工程实践等环节,让学生了解工业建筑的历史、现状和发展方向。通过对工业建筑的了解,培养学生运用科技新知识解决好工业建筑的整体性、综合性、灵活性等问题,并学会运用“工厂美学”、“机械美学”的观点来处理好工厂建筑大尺度、大比例、大色块、大空间的相互关系,进而训练其发展思维,鼓励其独创性。 建筑师发挥的作用不足。一般说来,工业建筑项目中的总设计师往往是由工艺专业人员担任,建设师仅仅负责参加前期工作,对地方规划局、建委的审查申报;在施工过程中进行综合协调。建筑师在工业建筑设计中的地位尚未被确认。另外,受到工艺、总图、结构和机电等专业的限制,建筑师的作用仅仅是对工业建筑外观形象加以修饰,对上述专业的设计内容一般没有发言权。而且建筑师在市场经济条件下对业主的服务存在误区,一种是缺乏服务思想,粗放设计,缺乏对建筑合理性和科学性的推敲,在工程设计中留下许多隐患,造成使用上的不便;一种是过分迁就业主的眼前利益,为节省投资成本,降低装修标准,放弃造价较高的新型材料,去掉与生产无直接关系的辅助用房、福利用房,使建筑本身失去内涵。 结束语 本章一方面从历史发展角度,谈论国内外工业建筑的历程,同时对国内近期的发展趋势做出一番阐述;另一方面总结归纳出国内现今与西方的差距。正是基于这种背景之下,我国建筑行业不断受到西方建筑文化的冲击。在新的时期内,建筑师们应该不断学习、取长补短,从而设计出优秀的工业建筑作品。 现代工业建筑设计及发展浅析:探析现代工业建筑设计的新思路 摘 要: 随着社会的发展和科技的进步,工业厂房设计从以往的以生产设备为中心朝着以人为本的方向发展,人的因素在建筑中越来越重要,创造让人产生归属感和亲切感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。本介绍了当前我国工业建筑的现状, 从建筑设计角度探讨了现代工业建筑设计的设计思路。 关键词 :现代工业建筑; 设计思路; 发展趋势 正文: 经过近几十年的建设,我国工业建筑亦取得了辉煌的成就,特别在改革开放以后,工业建筑出现了新的面貌,无论在量还是在质方面都有了较大的提高。但以往在工业建筑设计中只考虑满足企业生产工艺和生产空间的要求,就是先生产后生活,重生产轻生活,在设计中建筑师难以发挥其应有的作用,工业建筑几乎成为生产设备外壳的简单包装。 现代工业都以电子信息工业、化学、生物、金属机械为主的高科技产业,即由劳动密集型提升为技术、咨询密集型。因此,现代工业建筑设计不仅要满足生产需要,同时还应满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求。纵向与我们自己的过去比,成绩斐然;横向与发达国家比,在观念上、体制上、技术上和教育上还在较大的差距。 1目前国内工业建筑的现状 1.1新建一批经济技术开发区 这些新兴的工业区都纳入城市总体规划, 除了生产建筑之外,还有完善的辅助配套建筑, 并有精心设计的厂区环境,体现了企业精神和城市现代风貌。 1.2旧城区改造 我国在沿海和内地都已建成许多以大型骨干企业为中心的工业基( 工业城) ,如宝钢、 鞍钢、武钢、包钢、一汽、二汽、一重、二重、金山卫石 化公司、扬子石化公司等。通过改革开放,近年来又使这些老厂房调整生产结构、挖潜改造焕发青春,如长春一汽——大众新厂。城中的老厂房有的易地重建,有的旧貌换新颜。 1.3新型工业建筑蓬勃发展 随着施工工艺技术的发展,引进了不少国外现代工艺工业建筑中大量采用了高新技术, 新工艺使得工业建筑形式不断发展,日趋完善,实现了标准化、定型化、多样化。例如多高层厂房、现代交通能源建筑等一批新型工业建筑的出现不仅满足灵活性、 通用性的要求, 还节约了土地。 2工业建筑设计的新思路 随着全球经济观念的推广,给工业建筑的发展带来了新的思想,工业建筑必然也会受到新思潮冲击而发生一些变化,工业建筑形象、空间的多重性等地位的重要性日益凸显。 2.1注重与城市规划相结合 工业建筑的规划设计必须依托于城市总体布局环境设计,工业建筑是一个较复杂的系统工程,涉及到方方面面。无论是新建厂还是改建厂,无论是在城市还是在乡村,无论是近期建设还是长远规划,都必须纵观全局、统筹安排,特别是对产生有污染源的工厂,要进行全面整治,达到国家治污排放标准,才能保证城市环境不受污染。 2.2大力贯彻可持续性思想 我国的工业建设在几十年的奋斗中形成了自己的工业体系,但由于经济上和认识上 的原因,许多工厂仅仅是单纯的生产场所,存在着选 址不当、设备陈旧、环境恶劣、污染严重等问题,极大地影响着城镇的环境质量,亟待加以改造。同时,工业企业的废物排放量也十分巨大,在工业建设和工厂设计中增强环境意识,用可持续发展的思想来指导我们的设计工作,无疑有着极为重要的意义。 2.3突出工业建筑造型特征 工业建筑虽然不能完全等同于民用建筑,但其基本原理是一致的。它们在满足不同使用要求的同时,也应创造宜人、优美、时尚、有文化内 涵的建筑空间及环境。因此,工业建筑同样具有艺术性,也是一种文化的 表现。其次,从工业建筑的形象意义看,工业建筑尽管以生产为基本特性,但这并不意味着它们总是以粗、笨、重、脏的建筑形象出现。在工业建 筑创作中引入人文的因素,重视对场所性、地域性的理解,延续地域文化脉络,有助于开拓建筑师的视野,有助于传统建筑的保护与改造,电有助于加强工业企业与公众的沟通、 树立企业形象及得到公众的认同。 2.4注重建筑空间 空间具有多重性,对当前的中国工业建筑姑且可分为三种——室内 空间、 室外空间、 过渡空间。当然从不同的角度有多种分法,但马丁·海德 格尔认为“ 空间从位置取得其存在, 而不是从空间本身。” 也许这正是空 间的基本所在。空间具有物质和精神的双重性,其大小、比例、形态、质感、颜色、环境、光线、空建筑与结构设计气质,都给不同的人以不同感受,或给同一个人不同时段以不同的感受。尤其在工业生产车间里面,这点更为显著,也许在工作的时间里,空间的本身和感受无时不在变化。工业的迅速发展对空间的可变性和适应性提出更高要求。其包括所有空间、也涵盖了所有空间的所有品质。 2.5重视建筑设计理念 (1) 构建开放的空间形象和集中的建筑布局,例如,在方案设计时可以考虑以线性的空间布局,生产区沿发展轴的排列、带状的绿化、沿城市道路的景观带等,形成园区开放、动态的空间体系。生产区内相对集中的布局方式, 以便为实现资源共享(动力、超净工房)和废水等集中处理提供保障。 (2)塑造优美的环境和 良好的城市景观:营造良好的园区环境,并注重建筑群体与环境的融合。一方面是工业生产的要求,另~方面也是现代高新企业展现自身形象、塑造标志性景观的需要。 (3)营造适于交流的场所和人性化的空间努力创造一个鼓励人与人之间,人与自然之间, 园区同城市之间相互交流的空间,并将对人性化的设计始终贯穿在每个空间中,使园区成为具有吸引力的能充分发挥人力资源聪明才智的场所。 3对工业建筑设计发展趋势探讨 为适应现代工业建筑的总体发展,工业建筑设计必须在符合我国经济、技术水平需要的基础上,朝以下趋势发展: 3.1现代工业建筑向大、高、轻方向发展 大:指的就是大空间、大体量和大跨度。高:指的是高层厂房和空间。轻:指的是轻质材料和轻型结构以及轻巧的造型。大空间和大跨度的设计使得工厂内容空间更兼灵活和充足,更能够适应现代化大型机械设备的更替,提高了厂房的利用价值。修建高层厂房可以减少土地的利用,节约道路投资,以此来扩大绿化用地,改善工厂环境。开始采用轻型的结构骨架,以及轻型的材料为主,比如带保温隔热材料的钢板等等。随着工业技术的不断改革,运输工具的不断革新,生产设备的自动化进程不断加快,厂房所能承受的负荷也大幅度减小。因此,很多工厂采用了轻型钢结构代替厚重的钢筋混凝土结构,对加快施工速度和保证施工质量都有着重大的推动意义。同时,由于轻型结构的厂房拆装方便,也有利于厂房的改造和扩建。 3.2工业建筑设计中贯彻可持续性思想 在工业建筑设计中贯彻可持续性思想:①必须加强工业建筑的热工性能,发展被动式能源利用技术。作为生产空间的工业建筑,因其投资大,容量大使用周期长,对企业的节能增效起着重要的作用。近些年来,我国新建工厂因产品精度要求和工艺水平提高、大都采用人工空调来调节室内温湿度,这样使得能源的耗费大大增加。因此建筑师在进行现代工业建筑设计时,从平面设计、空间设计到细部装饰处理,都应尽量从节能考虑。②在指导工业建筑设计的思想上,应将工业建筑与人类、环境、发展有机地结合起来 做到工业建筑既能适应生产工艺的需要,又为劳动者创造符合现代文明的生产生活环境,还不会使自然环境遭受侵。 4 结 语 建筑需要回归艺术,工业建筑也需要回归建筑。随着高科技产业区迅速蔓延、网络信息时代的到来、工业建筑的使用者知识水平和专业技能的不断增长、产品生产和更新换代周期的不断缩短,对工业建筑以及工业建筑环境设计提出了新的挑战。 现代工业建筑设计及发展浅析:浅谈现代工业建筑设计的发展趋势 【摘 要】 现代经济与社会的发展对工业的发展提出了更高的要求,工业建筑也要根据环境和企业项目的需求进行设计,本文对工业建筑设计的心要求,以及工业建筑的总体布置、内部空间设计、节能设计和发展趋势进行了简要探讨。 【关键词】 工业建筑 节能设计 一、现代经济发展对工业建筑设计提出新要求 近年来,随着社会经济的发展,工业建筑存在的社会环境、社会需求也在发生着变化,其设计要求主要表现在以下几方面。 1、在现代工业聚集区、各经济技术开发区等城市工业新区,人们对生产生活环境质量越来越关心,要求越来越高;城市工业新区的城市面貌和城市景观也有了更高追求。 2、工业建筑作为工业企业外观形象的重要因素,反映一个企业的精神面貌和企业文化,越来越被企业重视。 3、现代工业迅猛发展,科学技术进步,工业生产产品向的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等发展,工业生产的变化,对工业建筑设计的要求发生了很大的变化。 4、建筑新科技、新材料、新工艺的发展对工业建筑设计提供了更广阔的空间。 二、工业建筑的总体布置 工业项目特别是电厂项目的总图设计一般会有总图专业设计专项布置,总图以工艺流程为主,综合考虑经济、使用方便,合理地进行布置,建筑师在此阶段也需参与其中,与总图专业一起结合工艺管线环境要素,因地制宜地综合考虑建筑的单体布置、群体组合、道路形式、 空间序列安排及环境绿化等方面的问题。例如厂前生活办公区与厂房区的位置关系处理、人流进厂的视觉感受等,通过对总体布置的参与设计,可以提高整个厂区的功能空间及环境设计质量,增强工业项目总的人文关怀。 三、建筑内部空间设计 工业建筑其主要功能是生产,根据工艺设计体块布置相应的模块,如火力发电厂,主厂房一般由汽机房、煤仓间、集控楼、锅炉房等几大模块组成,整个设计一般以工艺流程的安排为主,但并不意味着建筑师一味地按工艺管道布置图被动地进行设计,建筑师应该与工艺专业进行沟通和配合,在不增加管道费用或者只是稍微增加个别费用,但能达到很好的空间效果的情况下,对设备、管线进行合理有序的综合布置,避免杂乱无序,特别是主要的疏散通道楼梯等人员流动比较大的地方,应尽量营造宜人的工作空间环境,以电厂设计为例,汽机等工艺专业应根据大的原则将各种类管道布置好,建筑师此阶段必须介入,与工艺专业进行沟通协调,在不影响大的原则的情况下,调整各类管道布置,营造一个好的空间环境 同时主厂房内部也有一些功能房间,如主控室、值班室、休息室、工具间、卫生间、工程师室等,这些房间人流相对比较集中,其位置主要由生产工艺的安排,工业设备的布置情况而定的,但其平面和外型只要用心设计,在条件限制的情况下创造出优美的室内小品,既可以满足生产使用功能的要求,又调节了厂房内部建筑空间效果。 同时,建筑师应通过色彩对室内空间进行设计,但在颜色使用时须统一协调,与整个项目的设计理念相符,如通过颜色对各类设备进行区分,将比较危险的设备管道涂以警示颜色,其他管道使用暖色,室内地板、天棚、柱子涂以相应的颜色,合理的颜色有助于美化室内空间,极大地提高企业的形象另外,建筑师应重视对采光、照明、通风的设计,以避免出现眩光、通风不畅等,努力为生产者提供舒适的室内工作环境,实现建筑的人性化设计理念在进行室内空间设计时,建筑师可以借鉴我国传统园林的一些设计手法,如渗透、借景、对景等来引进自然风光,改善内部环境。 四、工业建筑的节能设计 随着经济的高速发展,对能源的消耗越来越大,工业厂房的建筑设计需在满足经济、安全、美观几个原则的前提下,力求在设计阶段做到以最小的资金投入去获得最大的使用效益。 以电厂为例,我们在建筑设计中,一般采取以下措施来达到节能的目的: (1)围护结构材料的合理选用。对有空调要求的建筑物的墙、天面隔热层等围护结构的材料,采用导热系数低、热阻值高、质量轻的隔热保温材料,如加气混凝土砌块、复合泡沫隔热板等新型材料;对综合办公楼等公共性建筑的设计,执行GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》,门窗采用涂膜玻璃、中空玻璃等材料,以有效地降低建筑物的能耗损失。 (2)充分考虑天然采光和自然通风。对厂区有人值班的建筑物或房间设计,充分考虑天然采光和自然通风,尽量减少人工照明和机械通风 (3)尽量降低建筑日常的维护管理费用。根据工业建筑的特点,在满足工艺及规范要求的前提下,尽量简化一般附属建筑的体型设计,减少开窗面积,采用稳妥可靠的构造措施 耐久实用的装饰材料,以降低日常的维护管理费用在节能设计上,建筑师应与工艺、采暖等专业共同协调设计,通过合理布设厂房剖面,在满足要求的情况下,尽可能降低采暖和空调降温的能量消耗。 五、对工业建筑设计发展趋势探讨 为适应现代工业建筑的总体发展,工业建筑设计必须在符合我国经济、技术水平需要的基础上,朝以下趋势发展: 1、现代工业建筑向大、高、轻方向发展。大空间和大跨度的设计使得工厂内容空间更兼灵活和充足,更能够适应现代化大型机械设备的更替,提高了厂房的利用价值。修建高层厂房可以减少土地的利用,节省占地面积,节约道路投资,以此来扩大绿化用地,改善工厂环境。开始采用轻型的结构骨架,以及轻型的材料为主,比如带保温隔热材料的钢板等等。随着工业技术的不断改革,运输工具的不断革新,生产设备的自动化进程不断加快,厂房所能承受的负荷也大幅度减小。因此,很多工厂采用了轻型钢结构代替厚重的钢筋混凝土结构,对加快施工速度和保证施工质量都有着重大的推动意义。同时,由于轻型结构的厂房拆装方便,也有利于厂房的改造和扩建。 2、现代工业建筑常采用单元化设计。单元化设计是指采用标准柱网设计成标准单元。单元化设计是为了适应建筑构件的工业化生产和机械化施工的需要而产生的一种设计方式,它可以减少装配式构件类型和规格,适应厂房的扩建,增加其通用性。常见的单元化设计方式有两种: (1)一次性规划,分期按单元建造。为了便于分期投资、简化设计,适应工业化生产构件和机械化快速施工的要求,可采用一次性规划、按单元分期建造的方式。这样不仅方便设计和施工,而且扩建时对工厂原有的生产影响很小,各期建筑也可以保持相对独立和完整。 (2)由若干个定型单元组合成厂房。这种方式在缩短设计和施工周期、满足工艺要求和使用灵活性等方面,都有较突出的优点。这种单元是多功能单元,在满足多种功能要求的前提下,应做到结构基本统一。 3、重视工业建筑的人性化设计。人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑中。工业建筑作为生产资料,理所当然要为生产服务。在生产过程中,操纵生产的最活跃的因素是人,以人为中心来创造良好的工作和生活环境是不言而喻的。对于我国现代工业建筑的人性化设计,大致可以从两方面出发:首先是人与内环境的关系,即作为工业建筑使用主体的生产者与生产环境之间的关系,主要指人与人、人与机器之间的关系。其次是人与外环境的关系,即生产者与工厂外部环境、生活环境之间的关系。 4、工业建筑设计中贯彻可持续性思想。在工业建筑设计中贯彻可持续性思想,首先必须加强工业建筑的热工性能,发展被动式能源利用技术。作为生产空间的工业建筑,因其投资大,容量大使用周期长,对企业的节能增效起着重要的作用。近些年来,我国新建工厂因产品精度要求和工艺水平提高、大都采用人工空调来调节室内温湿度,这样使得能源的耗费大大增加。因此建筑师在进行现代工业建筑设计时,从平面设计、空间设计到细部装饰处理,都应尽量从节能考虑。其次,在指导工业建筑设计的思想上,应将工业建筑与人类、环境、发展有机地结合起来。做到工业建筑既能适应生产工艺的需要,又为劳动者创造符合现代文明的生产生活环境,还不会使自然环境遭受侵。 现代工业建筑设计及发展浅析:现代工业建筑设计方法与特色塑造 内容提要现代工业的蓬勃发展催生了大量工业建筑,然而它们大多面孔近似于民用建筑的“简化版”,缺乏自身特性的确切表达。作为工业产品(商品)设计、生产的“容器及载体”,工业建筑设计不能仅限于满足其功能工艺等物质诉求,在建筑形式上必须“量体裁衣”,满足特定产业、企业个性表达的精神诉求。本文以某科技产业园区规划设计方案为例阐述了现代工业建筑设计的方法和特色表达的途径。 关键词工业建筑、设计方法、特色表达 一、前言 19世纪欧美国家第二次工业革命之后,机器化大生产逐步取代了小规模手工作坊而成为社会生产力发展的核心,作为装载生产机器和劳动工人的“容器”——现代工业建筑诞生了。工业建筑为了追求生产的功能性与经济性,它与当时的先进技术紧密结合,造型简单,便于标准化快速建造,这一优点非常适应当时城市化扩张的需求,很快被吸纳到“民用”等其他建筑领域,逐渐形成了一套功能至上、带有技术主义倾向的现代建筑美学。新中国成立后,建设部紧随世界现代建筑发展的步伐,提出了建筑 “经济、适用、美观”的三个基本原则。这一方针在此后若干年适应了社会生产力的发展,对我国城市化建设起到了巨大的推动作用。 然而自上世纪90年代以来,随着世界经济的发展及信息时代的来临,发达城市的建筑形式作为一种时尚文化符号在全球各城市间迅速传播普及,千城一面的现象日愈突出。此时人们开始反思现代主义建筑过分强调功能理性,而漠视地域、人文等因素的弊端,寻找建筑除其功能之外的“意义”。时至今日,民用建筑领域对现代建筑理论的修正以及对“经济、适用、美观”原则的重新诠释已卓见成效,大多民用建筑正朝着“朴素的个性”方向健康发展。而工业建筑领域,建筑形象的转身却良莠不齐,大多工业建筑的面孔仍近似于民用建筑的“简化版”,缺乏自身特性的确切表达。 那么,如何才是工业建筑正确的设计方法?又如何进行建筑的特性塑造呢?为了更直观阐述作者对这两个问题的观点,下文以某TFT-LCD偏光片产业园区规划设计作为实例进行探讨。 二、规划实例分析 (1)项目背景 偏光片(Polarizer)是液晶面板关键零件(材质与电影胶片和相机胶片相似),其主要作用是可以将不具偏极性的自然光转化为偏振光,透过液晶的转向,来控制光线的穿透与否,进而产生面板明暗之显示效果。液晶显示产业的飞速发展促生了对偏光片的巨大需求。而在中国大陆,偏光片的生产厂商只有深纺乐凯和温州侨业公司。但这两家公司原有的生产线及工艺技术落后,只能生产低阶的TN-LCD型偏光膜,不能生产高阶的TFT偏光膜产品。该项目的建设投产,有望改变偏光片产业的原有格局,从而实现TFT上下游整个产业链全部国产化、高端化。 (2)地理区位 项目位于深圳市坪山新区聚龙山片区,用地呈南北向不规则扇形,地势平坦。南面是园区主要道路青松路,毗邻已建成的赛格三星园区,远处是群峰连绵的马峦山景区;基地东侧与建设中的湿地公园相接;其余两侧均规划有园区次要道路,西侧毗邻商住区,北侧毗邻聚龙山公园,区位环境优越。 (3)厂房栋数层数分析 根据TFT类产业生产工艺的要求,厂房的建筑层数不宜超过3层,而且单栋厂房平面尺度要求较大。构思初期我们进行了多种总图布局比选,发现布置3栋厂房时,单栋厂房平面尺寸最大仅能达到120×90米,尺寸稍小,可能制约将来生产线排布。因此最终采用了布置两栋生产厂房的方案,这样单栋厂房平面尺寸可以到达150×120米,给日后的生产线灵活排布及施工建设带来便利。 (4)功能分区与建筑布局 项目用地南临主干道清松路,布置研发办公区,利于烘托园区建筑形象。用地北接聚龙山公园,布置员工生活区,适合员工休息及活动。生产区位于地块中央,西面临接规划七路,货物进出便捷。生产区两栋生产厂房根据地形特点呈夹角布置,在中部设装卸货场,生产配套用房布置在货场东端,位于两栋厂房之间,管线短,对其他部分干扰小。 研发办公区西侧布置研发楼,东侧布置办公楼,两栋建筑与生产厂房共同围合成庄重大气的入口广场,提升园区建筑形象。 用地东侧毗邻湿地公园,适合人行及休憩活动,因此,用地东侧沿河布置休闲景观带,实现园区景观与湿地景观渗透融合,构成一个无明确边界的开放自然景观系统,体现高科技园区的人性关怀,激发员工的工作热情,实现城市、自然、企业的利益共赢。 整个园区根据其产业特点因地制宜布置为研发办公区、生产区和生活区三部分。各个功能区对内形成有机组团,对外形成富于韵律的完整界面,由东侧休闲景观带将整个园区串接为一个有机整体。 (5)建筑空间与景观 研发楼与办公楼围合的入口广场,一面迎向城市道路,另一面与优美的河面形成对景,如同园区的“客厅”与城市空间交融、对话,构成园区开放型空间节点。 两栋生产厂房之间的生产辅助用房周围不宜作为活动场所,但该空间却有利改善厂房通风、采光条件及景观视野,而且可以使硕大的厂房凭添了几分张力,此处构成园区私密型空间节点。生活区宿舍、食堂及北侧厂房共同围合出一个较大的生活庭院,为内部员工提供休息及活动场所,属于半开放型空间及空间节点。 各个景观节点采用点、线、面的手法由用地东侧的休闲景观带将其串接为一个抑扬有序的空间及景观序列,人们在轻松愉悦中沿河岸树木与草地到达园区的各栋建筑,体验高科技园区的人性化魅力。
浅谈风力发电机控制系统设计:风力发电机组并网运行研究 论文关键字:风能 发电机 电能 论文摘要:风能是一种清洁,安全,可再生的绿色能源,利用风能对环境无污染,对生态无破坏,环保效益和生态效益良好,对于人类社会可持续发展具有重要意义。进入20世纪70年代,在世界范围内爆发的能源危机告诫人们,要生存就要寻找开发新能源,此后各国政府纷纷制定能源政策支持新能源的开发利用。现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点。国家对可再生能源的利用,特别是风能开发利用给予了高度重视。 近年来,世界风力发电事业蓬勃发展,截至2006年年底,全世界风力发电装机容量已达7422万千瓦,预计到2010年全世界风力发电装机容量将达到149.5吉瓦。 我国风能资源丰富。据中国气象科学研究院的初步测算,我国陆地10m高度处可开发储量为2.53亿kw,海上可开发储量为7.5亿kw,总计约10亿kw,风能利用潜力巨大。2005年以来我国每年的风电新增装机容量连年翻番,2005年装机容量126万kw,2006年装机容量260万kw,2007年装机容量590万kw,至2008年底风电装机容量已超过1000万kw。国家规划,到2020年中国风电装机规模将达3000万kw。在国家政策和资源优势的推动下,中国风能开发利用取得了长足进步。 风力发电在并网时由于冲击电流的存在,会对电网电压产生影响。由于风力发电是一种间歇性能源,风电场的功率输出具有很强的随机性,所以为了保证风电并网以后系统运行的可靠性,需要额外安排一定容量的旋转备用以响应风电场的随机波动。各种形式的风力发电机组运行时对无功功率的需求不同,依靠电容补偿来解决无功功率平衡问题,发电机的无功功率与出力有关,由此也影响电网的电压。 大型风力发电机组的投入运行,使大规模风力发电场的建设成为可能,风电事业正逐步向产业化迈进。在某些地方,风力发电已经在电网中占有了相当的比重,它的运行状况直接关系到整个电网的安全性和可靠性。为了更加安全、充分的利用风力资源,迫切需要深入研究大规模风电场并网运行的相关技术问题,是保证并入大规模风电场后电力系统仍然可以正常稳定运行的重要前提。 国内外研究现状 过去很长一段时期以来,由于结构简单、运行可靠,风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式,但采用恒速恒频方式的风力发电机组发电效率较低,而且机械承受的应力较大,相应的装置成本较高。近年来,随着大规模电力电子技术的日趋成熟,同时为实现不同风速下实现最大风能捕获从而高效发电,国内外正在采用变速恒频发电方式,变速恒频发电方式可以大范围内调节运行转速 ,来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化,可以最大限度的吸收风能 ,因而效率较高;控制系统采取的控制手段可以较好的调节系统的有功功率、无功功率 ,但控制系统较为复杂;低风速下风机转速相应下降,从而大大降低了系统的机械应力和装置成本,近年来变速恒频风力发电机组成了大容量风力发电设备的主要选择方向。 恒速恒频风力发电机组的并网包括同步发电机的并网和异步发电机的并网。同步发电机在重载情况下并网,若不进行有效的控制,常会发生严重的无功振荡和失步,对系统造成严重的影响。用于风力发电的同步发电机与电网并联运行时,常采用自动准同步并网和自同步并网方式。前者由于风速的不确定性,通过该方法并网比较困难;后者的并网操作相对简单,使并网在短时间内完成,但要克服合闸时有冲击电流的缺点。异步风力发电机控制装置简单,而且并网后不会产生振荡和失步,运行比较稳定。然而,异步发电机直接并网时会产生发电机额定电流5-7倍的冲击电流,不仅对电网造成冲击而且影响机组寿命;另外异步发电机本身不发无功功率,需要进行无功补偿。 变速恒频风力发电系统有多种,例如同步发电机交/直/交系统的并网运行和双馈发电机系统的并网运行。在变速恒频风力发电的众多种方案中,最具优势的方案是采用双馈感应发电机的并网型交流励磁变速恒频风力发电机组。 同步发电机交/直/交系统并网运行时,由于采用频率变换装置进行输出控制, 因此并网时没有电流冲击, 对系统几乎没有影响。由于同步发电机组工作频率与电网频率是彼此独立的, 风轮及发电机的转速可以变化, 不必担心发生同步发电机直接并网运行可能出现的失步问题。在风电系统中使用阻抗匹配和功率跟踪反馈来调节输出负荷, 可使风力发电机组按最佳效率运行, 向电网输送更多的电能。 双馈发电机系统并网运行时,风力机起动后带动发电机至接近同步转速时电网, 并网时基本上无电流冲击。风力发电机的转速可随风负载的变化及时做出相应的调整, 产生最大的电能输出。而且通过调节双馈发电机励磁电流的频率、幅值和相位,可以保证发电机在变速运行的情况下发出恒定频率的电力,并可以调节无功功率和有功功率。 交流励磁变速恒频风力发电系统中,发电机和电网之间是一种柔性连接,尤其对无刷双馈电机而言,对发电机转子侧交流励磁电流的调节与控制,就可在变速运行的任何转速下满足并网条件,实现变速恒频无冲击电流的高效并网。其励磁绕组与电网间的双向变频器功率,仅为发电机系统的一小部分功率。可以预见,在未来几年内,无刷双馈电机在变速恒频发电系统中将会获得广泛的应用,对全国的风力发电等机电产品的更新换代起推动作用,产生显著的经济和社会效益。 研究(设计)内容 对主要风力发电机组类型进行对比研究,不同机型的发电机原理、结构、运行特性和对电力系统的影响不尽相同,有必要进行研究。 对风力发电机组并网方式进行比较分析研究,主要是同步发电机的并网方式和异步发电机的并网方式进行比较分析,并对目前主流的变速恒频风力发电机组中的双馈感应发电机进行重点探讨。 电压水平是电力系统稳定运行的重要指标,研究了风力发电并网运行后电力系统的电压特性。 从风电场接入地区的中枢点电压水平、风电系统负荷的轻重、风电场的无功补偿容量大小等各个方面分析探讨影响风电机组最大注入功率的各种因素。 综合分析几种常用风力发电机的并网控制技术,分析比较它们各自应用于风力发电上的优缺点。并提出风力发电技术今后的发展趋势。 研究(设计)方法及技术路线 首先建立几种常用风力发电机的数学模型,建立风速、风力机模型,并利用已建立的数学模型对发电机原理进行探讨,研究各风力发电机的运行特性,并就各种发电机并网时对电网的影响进行理论探讨,特别是与电网有功、无功交换功率及对电网电压的影响进行探讨,找出合适的并网运行控制方案。 本课题研究的难点有:1)风力发电机数学模型的建立;由于风力发电机类型较多,不同电机的数学模型不一样,不能建立统一的、适应各种机型的数学模型。2)该课题的探讨主要停留在理论上,并进行适当的仿真计算,难以进行实验验证 时间安排 第九周 详细地了解设计题目、设计任务、设计要求、预期效果。本周内主要完成:①明确设计任务的具体内容。② 完成开题报告。③编制初步设计方案 第十周 通过分析设计任务,提出各自的问题。 第十一周、第十二周 ① 将设计任务再次细化,提出更加具体的问题。② 开始设计预期目标的整体方案,包括相关硬件、软件方案,提出可行性。 第十三周、第十四周 ① 设计方案更加具体化,使之更加清晰,明确提出可达到的预期效果。② 再次论证方案的可行性。③ 对设计方案各部分进行系统的分析计算,解决设计中出现的具体问题。 第十六周 总结前两个阶段的工作成果,编写设计说明书。 第十七周 ① 妥善保存设计系统。② 修改毕业论文,并完成打印。③准备答辩 预期成果 预期成果为几种常见风力发电机组的并网运行控制方案,并以论文论文的形式表达出来。可能的创新点为:考虑充分利用电力存储或者能量存储技术,降低风能资源的随机性对电网造成的不利影响,改善风能资源的利用条件,尽可能达到可控的目的。 浅谈风力发电机控制系统设计:大型风力发电机组旋转机械的状态监测及分析 【摘 要】本文对大型风力发电机组旋转机械的状态监测进行了分析,论述了大型风力发电机组旋转机械状态监测的重要性,介绍了振动信号的采集和分析过程,以及大型风力发电机组容易出现的故障。 【关键词】大型风力发电机组;旋转机械;状态监测 大型风力发电机组通常都是位于草原、戈壁滩等广阔偏远的地区,分布的面积非常广,离监控中心的位置很远,大型风力发电机组的电子装置和发电机组又比较复杂,在这样的情况下,大型风力发电机设备就会很容易出现故障。而状态监测作为一种重要的手段,能够保障风电机组设备的正常运行,优化机组设备,在机组设备出现故障时,及时作出诊断,由此看来,对大型风力发电机组旋转机械的状态监测进行分析和研究,是非常有必要的。 1、大型风力发电机组旋转机械的状态监测 大型风力发电机组在运行的过程中,需要时刻对正在运行中的状态参数进行监测,并且将数据传感器采集到的数据进行处理,通过得出的结果对大型风力发电机组旋转机械的状态进行评估和预测,这样即使是远程控制,也可以最大程度地提高大型风力发电机组的工作效率,减少故障的产生,降低维修的费用。通常的监控系统采集到的数据是有限的,只能采集到一部分数据,例如振动量就无法采集到,这就可能会导致故障预警不准确,使设备的存在安全隐患。想要实现对大型风力发电机组全方位的控制和监测,在大型风力发电机组的监控系统中加入状态监测,是一种十分有效的方法。大型风力发电机组旋转机械的状态监测是scada系统的一个组成部分,结构和scada是一致的,都是由上、下位机等组成的,上位机在完成数据交换和传送命令的时候,要通过网关和下位机的plc控制组相连接,plc控制组主要包括a/d转换模块、i/o输入输出模块、cpu模块和电源模块等。整个监测系统的核心部位就是plc控制组,程序如果想要顺利的执行,就必须要先上传到plc控制组。plc控制组中的a/d转换模块的主要作用就是信号转换,将采集到的信号转换成为监测系统可以识别的信号;i/o输入输出模块的输出功能就是实现操作对象命令的执行,输入功能则是将plc控制组和各个传感器连接,进行数据的采集;cpu模块的主要功能是运算和判断;电源模块的主要作用是保持电源的稳定性,保障其它的各个模块都能正常的工作。只有各个部分之间相互配合,才能更好地对大型风力发电机组旋转机械进行状态监测。 2、旋转机械振动信号的采集 旋转机械的部件在有许多阻力的情况下,产生的响应,称之为机械振动。机械信号振动的采集要通过传感器,传感器的选择一定要准确,要选择最为恰当的,并且安装在合适的位置,通过制定的软件进行数据的采集和传递。传感器要根据所处的环境以及监测部位的振动情况来选择,传感器的灵敏度要好,抗干扰的能力要强,这样才能保障数据的可靠性。传感器在安装方面,也是需要特别注意的,如果安装的位置不恰当,不仅会影响到测量结果的准确性,还可能会导致传感器自身出现损坏。电涡流式的传感器是一种非触碰型的传感器,非常适合监测机轴的转轴相对于轴承座的振动,电涡流式的传感器有两种安装方式:①第一种方式是根据主轴的垂直和平行方向,将传感器用支架固定在轴承座的侧边;②第二种方式则是在轴承座中分面上夹角45°的位置处,垂直轴颈安装两个传感器,用支架固定。在安装的过程中,如果出现了两个传感器的位置过于靠近,则要注意防止交叉影响。其它的传感器,如压电加速传感器和磁电式速度传感器在安装方面是差不多的,都是安装在轴承座上,为了获得最佳的监测效果,也可以用螺丝将传感器牢牢地固定在机座的表面。 德国劳埃德船级社 gl 认证的在线状态检测标准,规定了几个必要的振动测试点,具体内容见表1。 在具体的发电场工作中,可以根据机组的类别和监测情况等增加测试点,使重要位置和容易出现损害的位置得到监控保障。 3、旋转机械振动信号的处理分析 在大型风力发电机组设备旋转机械测试出的振动信号,都不是单一的,通常都是两个或者更多信号形成的综合性信号,这时,就需要对振动信号进行处理,将信号的特征扩大化,这样的做法,有利于对监测设备的状态进行最为准确的判断。信号最基本的处理方法主要有频域分析、时域分析、相域分析和幅域分析:①频域分析:频域分析就 要将信号的频域机构进行确定,简单来说就是将信号中所包括的频率成分以及这些频率成分幅值的大小搞清楚。主要的内容就是通过傅立叶的变换,以频域的形式对信号进行描述,傅立叶的正逆变换、倍频分析、小波变换、三维坐标图等;②时域分析:时域分析就是信号在时间区域之内进行的变化以及分析,主要的内容包括时域平均、瞬态记录等;③相域分析:相域分析指的是对相位随时间的变化以及相位值的测量值进行分析;④幅域分析:幅域分析指的是将信号在幅值上进行处理,主要的内容包括均值计算、概率密度和概论分布函数等。当今时代,微电子计算机发展迅速,对振动信号的分析主要采用数字式分析机来完成,分析仪所进行的数字频率分析的计算工作量是非常繁重的,fft作为一种傅立叶变换的快速算法,能够节省计算所耗费的时间。通过快速傅立叶变换,可以迅速的识别出旋转机械振动信号的振动频率。 4、结语 大型风力发电机组旋转机械的故障分析和预测方法,可以通过状态监测技术实行,利用状态监测技术把机组的状态发展和信息提供出来,通过这些信息来减少安全事故的发生。在线监测技术的优势可以预测可能发生的故障,这样就可以优化风力发电机组旋转机械的运行和使用,所以在线状态监测技术对安全生产和提高机组的经济效益有着不可忽视的重要作用。 浅谈风力发电机控制系统设计:风力发电机组控制系统论文 1风力发电机组控制系统的构成分析 在风力发电机组中,其控制系统关系着机组是否能够安全稳定的运行。控制系统可以分为本体系统与电控系统,也叫做总体控制。其中,本体系统又可以分成空气动力学系统、发电机系统以及变流系统和其附属结构;电控系统是由各种不同类型的模块组成的,分为变桨控制、偏航控制以及变流控制等等。与此同时,本体系统和电控系统之间已经实现信号的转换,比如空气动力系统里,桨距主要受变桨控制系统控制,这样做能够发挥风能转化的效率,同时也能使得功率平稳。由于风电机组的标准不同,其控制系统也是不一样的。根据功率可以将发电机组分定桨距和变桨距发电机组以及变速型机组三种。其控制技术也是由原来的定桨距恒速恒频控制向变桨距恒速恒频发展,而后再发展到变桨距变速恒频技术。 2对定桨距风力发电机组的控制分析 在定桨距风力发电机组里,主要运用的是定桨距风力机与双速异步发电机,所采用的控制系统是恒速恒频技术。运用这种技术,确保了机组运行的安全和稳定。定桨距恒速恒频技术主要应用了软并网技术、偏航技术以及空气动力刹车技术等等。发电机与电网之间有晶闸管,晶闸管的开度对于冲击电流有很大的影响。使用恒速恒频技术对晶闸管的开度进行调控,进而来对并网瞬间产生的电流进行限制。风力发电机组控制系统的相关分析文/江康贵蒲上哲在风力发电中,发电机组的控制技术是确保机组正常运转的关键。风力发电机组的控制系统是一个综合性较强的系统,因此,加强对控制系统的研究分析,对于确保机组安全稳定运行至关重要。本文拟对机组中的几种控制系统进行分析。摘要此外,利用这种技术,经过传感、检测等能够实现自动偏航以及自动解缆的功效。在定桨距风力发电机组中,桨叶的节角距是固定不变的,如果风速比额定的风速要大很多时,那么桨叶本身的自动失速就会失去效能,不能让输出的功率更加的平稳。 3对变桨距风力发电机组的控制系统分析 变桨距风力发电机组所使用的电机是可以调节滑差的绕线式异步发电机,风力机使用的是变桨距风力机。和定桨距风力发电机组相比较,变桨距风力发电机组有更大的优势,主要表现在输出功率更加的平稳,此外,还有在额定点上有着非常高的风能利用系数,同时还有非常好启动性能以及非常好的制动性。变桨距风力发电机组的控制系统主要使用了转速控制器1和2,以及功率控制器。为了能够最大限度的将由风速引发的功率波动降低,机组还应用了转子电流控制技术。这种技术可以对转子的电阻进行调节,从而确保转子电流对恒定电流的给定值进行有效的跟踪,进而保证输出功率的稳定。在发电机并入电网以前,发电机的转速信号控制着系统的节距值大小,发电机的转速有控制器1控制,变桨距系统会依据给定的速度参考值,对节距角进行调整,从而让风轮拥有比较大的启动转矩。在并网以后,发电机组主要由控制器2和功率控制进行管控。与此同时,要把发电机组的转差调整到1%,节距的大小应根据实际的风速进行调整。在风速比额定值高的时候,伴随着风力的不断加大,风力机逐渐的吸收更多的风能,发电机的转速也将变快。对于转速的调节,主要通过改变节距来进行。随着桨距角的改变,发电机输出的功率就会维持在一个稳定的值上,不会出现大的波动。某个时段的风速不稳定,一会上升一会下降。上升的时候,输出功率也随之上升,转子电流给定值相应的改变,从而使得转子电流控制器工作,将转子回路的电阻改变,提升发电机转差率,那么发电机的转速会逐渐上升。此时,风力又开始降低,在功率控制的作用下,发电机的转速也随着下降。这样,在风速上升和下降的过程中,发电机的输出功率基本上没有出现变化,这样就维持了功率的稳定,确保了发电机安全稳定的运行。 4对变速风力发电机组的分析 与恒速恒频技术相比,使用变速恒频技术,能够在风速较低的情况下,叶尖速比能够一直处于最佳的状态,从而获得最大的风能。如果风速比较大,使用风轮转速的变化,对部分能量进行调节,进而增加传动系统的韧性,确保输出功率的稳定性。变速风力发电机组的总体控制可以分为三个区:恒定、转速恒定以及功率恒定。在恒定区,随着风速的变化,发电机的转速也出现了变化。受功率—转速曲线的影响,发电机的转速达到一定的值后就保持不变,然后进入转速恒定区。在这个区里,转速控制对发电机的转速进行控制,确保转速不变。当风力进一步增大,功率也增大,达到极限后,功率进入恒定区。变速风力发电机组的控制系统主要就是变速恒频技术。双馈异步发电机在绕线转子异步发电机的转子上装有三相对称的绕组,同时,三相对称交流电又与这三线绕组接通,从而产生了一个旋转磁场,这个磁场的转速和交流电的频率以及电机的极对数的关系非常密切,我们可以通过下面的公式来看:在这个公式中,n2代表的是绕组被接入频率是f2的交流电之后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度,p代表的是极对数。从上面的公式中,我们可以得知,只要频率发生改变,既可以使得转速发生变化;如果通入转子的交流电的相序发生变化,那么磁场的旋转方向就会发生变化。我们可以假设n1是电网频率为50Hz的时候发电机的转速,n是发电机的转速,因此,只要是n±n2=n1,那么异步电机的定子绕组感应电动势的频率就不会发生改变,始终维持在50Hz。 5结语 综上所述,当前风力发电已经越来越引起人们的关注了。风力发电机组中,控制系统对于维持机组的未定具有非常重要的作用。本文主要分析了三种控制系统:定桨距风力发电控制系统、变桨距风力发电控制系统以及变速恒频控制系统,这三种控制系统随着风速的变化能够实现对输出功率的调整,使其保持平稳的状态,进而维持了风力发电机组的安全稳定。 作者:江康贵蒲上哲单位:汕头市众业达电器设备有限公司 浅谈风力发电机控制系统设计:风力发电机组振动优化设计论文 1风电机组振动特性研究分析 风电机组中发生共振的现象时有发生,为了避免机组发生较大振动,需对塔筒以及整个风力发电机轴系进行共振裕度分析。塔筒为细长结构,可采用梁模型进行简化处理得到塔筒的1、2阶弯曲频率。轴系计算中,重点关心了机组的1、2阶扭转自振频率。风力发电机组的激振源较多,主要有转频、电网频率以及叶片通过频率,振动特性分析较为复杂。通过机组工作转速与固有频率的CAMPBELL分析以及机组的共振裕度分析表,从而可得出结论,该机组动力特性良好。塔筒为细长梁模型,一阶弯曲固有频率一般介于1倍工作转频至3倍工作转频之间,因此塔筒的频率必须首先保证避免共振。同时发电机部件由于激振来源较多,主要来自转频、电网以及叶片通过频率等,振动特性分析较为复杂。对于机组振动特性的分析,可以通过机组CAMPBELL分析. 2强度优化设计 为提高风电产品的市场竞争力,机组在保证性能的基础上,要具备成本优势以及开发效率优势。基于以上目的,优化设计的方向和目标大致分为以下几个方面。 2.1以降低重量为目标的多参数强度优化设计 降低重量主要是要通过减小产品的尺寸来实现。在保证产品的刚强度各项性能指标满足要求的前提下进行,即优化之后进行。许用应力值:σ≤[σ]疲劳损伤因子:D≤1,D<0.5(焊缝) 2.2基于工艺成本控制的多目标强度优化设计 对于产品某些加工部位的表面光洁度可进行优化设计,对产品成型工艺可进行降本优化改进。例如,在保证疲劳可靠性的前提下,由原来的表面光洁度2.5μm增至12.5μm,显然降低了加工的难度,节约了加工成本。同样,由原来的锻造成型改为铸造成型,同样可降低机组的制造成本,并满足批量产生的需求。在工艺优化设计中,同样需保证结构的抗疲劳性能,需满足以下疲劳性能指标:疲劳损伤因子:D<1,D<0.5(焊缝位置)。 2.3整体提高产品性能的全新优化设计 上述2种优化方式与方法,参数的调整系统性不强。借助计算软件的先进优化算法,例如遗传算法等,可以对结构的重量、疲劳可靠性等进行系统的优化分析。 2.4基于软件设计开发平台,自主编程定制优化 设计流程,缩短开发周期为了能够满足批量产品的设计需求,在大量分析计算经验积累的基础上,对于某些特定问题,借助软件的设计开发平台,开发全参数的强度分析设计软件。 3风电机组中几类特殊难点问题 3.1螺栓连接强度分析计算 风机和发电机部件中,螺栓连接及焊缝连接是最常用的2种连接方式。对于此类问题的静强度与疲劳强度分析,考核标准以欧洲的标准体系British、GermanorDNV或美国的ASME标准为主。对于塔筒分段的链接螺栓,有学者提出了采用分段线性模拟螺栓在不同阶段受力的方法,该方法简单易行。对于塔筒与主机架、主机架与发电机主轴、轮毂与发电机等部位的连接螺栓,由于载荷较为复杂,采用上述经验公式已不能满足要求,需要借助FEA分析方法。结合载荷谱,通过计算最终得到螺栓的疲劳损伤值。 3.2焊缝连接强度分析计算 关于焊缝疲劳问题,国际焊接协会IIW-2003、欧洲标准Eurocode3part1.9、英国标准BS7608、挪威船级社DNV的相关规范,以及美国机械工程协会ASME规范,均给出了相应的计算方法。东方电机一般采用国际焊接协会中的热点应力法来分析焊缝疲劳。首先,在FEA分析模型中建立热点应力的参考点,单位载荷作用下,得到2个参考应力点的应力分量,然后通过外推公式,最终得到热点位置的应力分量。通过查找和选取相应的疲劳等级DC,计算之后得到焊缝损伤。若损伤因子D<0.5,可满足抗疲劳的要求。 3.3传动链疲劳分析难点 传动链的疲劳问题较为复杂。主轴轴承的装配,使得载荷在该位置的传递出现了较大的非线性因素耦合效应,主要来自于3个方面: (1)轴承轴向及径向紧量装配。 (2)轴承内部滚子与滚道的接触。 (3)螺栓预紧作用的非线性效应。这使得FEA模拟仿真结果具有较大的不确定性,成功解决此类问题的难点在于准确模拟滚子与滚道的接触应力传递。 4结语 风电机组的研发设计虽然借助于较为完备的标准体系,但对于工程中出现的复杂多样的事故及问题,有时却没有标准可供参考。所以,风电机组的整机分析、机电耦合振动分析、风流场与复合材料耦合振动响应分析、机组应力及位移响应分析、机组疲劳断裂损伤的深入研究等,均有待更为深入的研究逐步解决。此外,产品优化设计也是一个多因素集成的工作,往往需将设计工艺制造难度、材料成本、电磁性能、通风散热性能、强度振动性能、软件计算性能等诸多因素予以综合考虑,才能创造性价比高、具有市场竞争力的产品。 作者:李源 陈昌林 谭恢村 单位:东方电气东方电机有限公司
摘要: 标志设计是品牌形象设计的基础,是代表品牌核心理念的符号,是高校广告设计专业中具有重要地位的必修课程。在教学过程中,图形造型能力的培养一直备受关注,文章主要阐述的是标志设计中图形造型要素的制作过程与方法,以“潭门渔”品牌标志设计为主题,通过学情信息、调研收集、头脑风暴、教学案例制作流程分析、多元评价等步骤探究标志设计中图形造型要素制作的能力培养方式。 关键词: 标志设计;图形;造型要素;制作能力 标志设计在生活中无处不在,随着社会的发展,人们的品牌意识逐渐加强,而标志设计是品牌形象设计的基础,所以其市场需求量非常大。但是由于设计师的设计水平参差不齐,再加上庞大的需求量,导致市面上出现了大量粗制滥造的设计作品,所以培养优秀的设计师,树立正确的艺术观和创作观已迫在眉睫。高校作为设计师进入社会前的最后一站,在设计师能力培养方面有着不可推卸的责任,而标志设计在平面设计课程中属于难度系数较大的课程,对创意理念、造型表现以及实用性要求极高,所以在制作能力培养方面绝不能马虎。 1标志设计课程阶段学生学情及教学内容 在课程开始之前必须要了解学生现阶段的学习情况,从实际出发设定课程内容。学生在学习标志设计之前已经学习了《三大构成》《图形创意》《字体设计》《版式设计》等设计课程,拥有了最基本的创意思维和创意表现能力。不容乐观的是,学生的设计经验太少,即使前面的课程训练已经提供了大量的设计能力基础,学生也不能做到融会贯通,所以课程流程设置要更加完善,案例分析要更加详细。标志设计共有三种形式,图形为主,字体为主以及图文并重。学生应循序渐进,先进行稍微简单的图形为主的标志设计训练,按照正确的设计流程学习与反思,切记抄袭或模仿他人作品。现代学生处于科技迅速发展的信息时代,获取信息渠道众多,但由于网络知识碎片化,他们对设计的认识还不够系统和全面,学生的设计表现经验不足,一些好的想法无法实现,所以需要经过正确引导,以学生为本自主探究,充分了解设计内容,激发创作灵感。在课程教学设计中,应注重设计思维的培养,可尝试多种教学方法展开课程探索。整个课程教学“以学生为中心”“以职业能力为核心”“以市场需求为着力点”,构建以任务驱动式的项目化教学体系,将行动领域转换为学习领域,构建出基于工作过程导向的课程体系。在完成任务过程中,教师多以引导为主,培养学生遇到问题时可自行解决问题的能力,以此来掌握课程的知识内容,重视思维的培养。 2资料收集与创意构思 教学开始之初应先发布任务,让学生了解每一个流程的目的,从而加强学生自主学习自主探究的能动性。任务发布之后便是资料的收集调研与创意构思。本文以“潭门渔”标志设计为例,阐述标志设计中图形造型要素的制作方法,所以课程开始之前可以通过视频、官网信息或微信公众号等诸多渠道使学生了解“潭门渔”品牌相关任务信息,信息中提到近年来为适应海洋生态保护的需要,潭门逐渐转型发展休闲渔业,以此助力乡村经济,通过创建“潭门渔”品牌来扩大地域知名度。从信息中可找到关键词“休闲渔业”“生态保护”“助力乡村经济”等,可从关键词中找出品牌设计理念,以此来展开视觉设计。设计形态可从地域特色、人文风俗等方向进行资料收集,安排学生根据现有信息继续扩展,大量收集相关图片、视频、文字以及同类型优秀作品等。资料收集过后进入到汇总分析阶段,学生分组讨论,头脑风暴,绘制思维导图,制定标志方案,并以小组为单位阐述汇报。绘制的思维导图中不仅要有文字信息,还要加上与文字相对应的简易图形。大部分学生在绘制思维导图的时候不愿意附上图形信息,觉得太过麻烦,只有文字信息就足够了,但是在人类的潜意识里,图形信息会更具有识别性,脑海中信息的归纳会更加全面,所以对于初学者来说,只有文字信息而没有图形很容易导致部分信息遗漏。思维导图完成后便可以进行创意构思了,将总结出的元素信息合理融合,形成初步想法,并绘制粗略草图记录下来。通过头脑风暴进行创意构思可培养学生善于观察、善于分析、善于思考的能力。 3案例制作流程与分析 设计案例展示是学生掌握设计方法的有效途径之一,通过个别案例的制作,可让学生了解一个标志是如何产生的,中间都有哪些流程,学生应根据案例制作流程举一反三,并大量练习。标志图形往往简洁易懂,所以外行人会认为设计标志是非常简单的事情,殊不知其中的“门道”非常多。接下来依然以“潭门渔”标志图形造型要素制作为例进行阐述分析。 3.1素材选择 在标志设计中,选择合适的素材极为重要。根据之前收集的资料可得到大量主题相关的设计形象素材,例如鱼、渔船、渔民、“南海明珠”雕塑、“船舵”雕塑、大型渔船琼琼海渔01599号、更路簿、渔港牌楼等。为了使案例浅显易懂,选择了素材中的鱼和渔民两个元素。渔民象征着勤劳、朴实、热情,鱼则象征着收获,渔民和鱼组合起来能够表现出收获的喜悦以及朴实的幸福,也给人一种热情好客、健康原生态的感觉。素材的选择直接影响后期的造型设计,例如渔民的着装、捕鱼的姿势、鱼的外观以及鱼的动态等都可以作为造型设计的参考,所以参考物的形象尤为重要。 3.2造型提炼 提炼造型在之前学习的设计构成课程中有相关训练,对于学生来讲不是陌生环节。在头脑风暴的环节中已经绘制了粗略草图,所以接下来就是根据之前的构思进行精细绘制。学生将所选参考素材尽可能简化、轮廓化,将复杂造型提炼简洁清晰,再将素材合理的组合在一起。在标志设计中,图形越简洁大方,视觉效果就越突出,越容易被人们记住。然而很多设计师为追求简洁或某种境界使图形造型晦涩难懂,从而偏离了最初的设计目的,所以提炼造型的前提是保证造型的识别性。 3.3造型调整 将提炼并组合完成的素材进行细致调整,教师展示错误示范,将学生在制图过程中容易遇到的问题展示出来,例如整体构图不均衡、部分细节处理不到位、线条形状粗细变化不合理等。通过造型调整可培养学生发现问题并解决问题的能力。 3.4标准制图 标准制图部分通常在电脑上完成,即通过比例标示、弧度角度标示、几何定位等方式将标志规范严谨的制作出来。在绘制标志图形草稿时,无论造型能力多强,都会有一定偏差,所以设计者应在原有草稿基础上进行标准制图,在制图中,严格按照规定的比例、角度、弧度绘制,不能存在任何偏差,避免出现节点不顺滑、曲线不柔美、正负形空间形状不协调美观等问题。在初学者中,最容易犯的错误就是直线角度不标准和曲线节点不顺滑的问题,比如在直线较多的造型中,本应平行的线不平行,应该呈垂直或水平的线歪歪扭扭;或者在曲线较多的造型中,柔美的曲线上总会出现违和的尖突。而这些“小毛病”在初学者眼中往往被忽视,他们似乎是注意不到的,但是却能感觉到自己设计的造型看起来不太舒服,又不清楚具体哪里不舒服,所以教师应该在学生绘制图形之前将易犯的错误展现出来,演示辅助线及辅助图形的应用,如果碰到类似问题,学生可以自行解决。在标志造型比例掌控方面也是有很多“讲究”的,例如苹果手机的标志图形,虽然看起来是一个简单苹果造型,但是它的每一条线、每一个弧度都是严格遵循黄金比例绘制的。在掌控造型比例方面有很多标准比例参考,例如著名的斐波那契螺旋线,也称“黄金螺旋线”,被视为世界上最完美的经典黄金比例。通过黄金比例的运用可使线条与线条之间比例更加匀称,观感更加舒适。标准制图的练习可培养学生严谨科学的专业态度和缜密的逻辑思维能力。 3.5造型美化 绘制完成的基础图形首先要添加颜色,在添加色彩时要根据品牌调性进行配色,以“潭门渔”标志图形为例,理念中包含“休闲渔业”“海洋保护”,主形象选择了鱼和渔民,鱼依托于海,给人以清凉纯净之感,所以主色调可以选择冷色系的蓝色,辅色可以选择暖色系的橙色,代表了渔民们的热情好客。如果添加颜色后发现整个标志形象稍显单调,可以通过添加层次来丰富标志效果。层次添加包括装饰线的添加、色阶的添加、渐变效果的添加、立体效果的添加等,添加的层次会使标志形象更加完善、更加精致美观。造型的美化可提高学生的观察能力和审美能力。通过以上几个流程,如图1所示,我们可以制作出标志设计中的图形造型要素,并根据客户要求确定图形风格,即图1所示的最终美化成果,一个偏具象形,一个偏抽象形。偏具象形的图形细节多一些,形象更好识别,接受度更大一些;偏抽象形的图形细节较少,更加简洁且容易记忆,视觉效果更突出一些。无论是哪一种风格,都有各自的闪光点,设计者们要做的就是保障设计的识别性,掌握多种设计技巧,不局限于一种风格,为客户提供更多可选择的优秀方案。 4多元评价 各小组将美化完成的标志图形通过多媒体学习平台展示出来,并详细汇报设计思路与设计过程,各小组作品将通过组内自评、小组互评、教师点评这三个步骤完成多元评价。 4.1小组自评 在小组自评过程中发现学生能够将自身大部分的优点和缺点总结出来,自信中充满了自省。作为初学者,学生很清楚自身的问题大多为造型的美观度,有很多优秀的想法无法付诸实践,即使实践出来也达不到预期效果,这是一个需要长期积累经验的过程。 4.2小组互评 作为竞争对手,组与组之间的评价会显得更加客观,从旁观者的角度去看其他组的作品,会给出不同角度的意见。例如被评价方自认为优秀的创意想法是否能够被品牌受众群所接受、表现形式是否太过大众化等,而这其中给予的部分意见甚至连老师也会忽 略掉。 4.3教师点评 教师点评会将各组的优缺点更加清晰化的表达出来,好的地方不吝于夸奖,不好的地方逐个指出并悉心解答。首先从创意思维开始点评,不放过每一个细节,例如资料收集的方向是否正确、素材的选择是否恰当、绘制的草图中是否有被遗漏的好点子等。到电脑绘图阶段,客观评价学生在造型方面的优缺点以及细节处理是否到位等。多元评价是学生主动获取、应用、并掌握知识的一种活动。如果按照老式的教学方法只有教师一人进行点评,那么很容易造成知识技能单一化片面化的局面,学生的发展应该是全面化、多样化、个性化的。世界在向多元化发展,教学也一样,多元评价能够起到激励与纠正的作用,能够使学生学会反思、交流并得到全面提高。 5结语 课程内容主要是激发学生的创造精神,培养学生的实践能力,为学生树立正确的艺术观和创作观。通过任务驱动使学生明确设计目的,增强学生的学习主动性;通过资料收集与分析,提高学生观察能力、分析能力和思考能力;通过浅显易懂的案例使学生掌握课程的重难点,增强学生发现问题并解决问题的能力,提高学生审美能力,树立学生科学严谨的学习态度。在教学过程中应发挥学生所长,激发学生职业梦想,引导学生立足时代、扎根人民、深入生活,树立正确的艺术观和创作观,以美育人、以美化人,积极弘扬中华美育精神,全面提高学生的审美和人文素养,增强文化自信。 参考文献: [1]卫阳虹.基于项目导向、任务驱动的高职标志设计教学改革研究初探[J].美术教育研究,2019(18):166-167. [2]孙静.试论高职院校标志设计课程教学改革[J].老字号品牌营销,2020(7):110-111. [3]姜一鸣,徐睿智.高职教育课堂存在的问题与对策——以《标志设计》单元设计为例[J].课程教育研究,2016(20):247-248. 作者:朱天骄 单位:海南软件职业技术学院
智能建筑设计是当前建筑行业的重要发展趋势,想要实现智能建筑设计的目标,就必须要对各类电器技术进行合理运用,使智能建筑的功能结构及运行安全得到有效保障,为建筑居民提供更好的居住环境。 1电气技术在智能建筑设计中的应用意义 1.1有利于实现建筑功能的多样性 在进行智能建筑设计时,对电气技术进行合理运用,以多元化的信息作为基础,通过合理设计能够使建筑物的功能更加多样化,有效提高建筑物的使用性能。同时,对各种电气技术及信息技术进行充分利用,使建筑物中的繁冗部分得到简化,并使其更加多样化,使智能建筑的功能更加符合居民生活的实际需求。 1.2有利于确保建筑设备的稳定运行 一般在进行智能建筑设计的时候,都会引进较多的弱电装置,导致智能建筑本身具有较强的复杂性,对电气设计及施工人员的专业水平有着较高要求。尤其在进行电气施工的时候,需要安排专业人员对电气施工过程进行有效监督,把控电气施工的整体质量,杜绝电气技术中强弱电的相互影响,使电气工程的稳定运行得到有效保障。为确保电气施工的顺利进行,需要对各个施工环节及顺序进行合理安排,确保各个分项工程能够相互配合进行施工。 1.3有利于促进电子监控的优化及完善 在进行智能建筑设计过程中,对电气技术的应用涉及到多个方面和内容,同时,在进行智能建筑的施工时,传统的计算机中央集成控制模式已经逐渐淘汰,转而改用了更加先进的互联网模式,通过网络技术使建筑监控系统融于一体,使其能够及时将信息传递给互联网系统,使建筑物监控系统地运行水平得到有效提高。 2电气技术在智能建筑设计中的具体应用 2.1在照明系统中的应用 相比较传统建筑中的照明系统,智能建筑中的照明系统具有能耗低、视觉效果好等优势,能够有效满足建筑居民对照明功能的需求,使照明系统地运行效益得到有效提高。在智能建筑的照明系统设计中都会选择低耗能的环保节能材料,再通过智能化设计对自然光进行合理运用,对灯光进行科学布局,能够使照明系统的光能照明率得到有效提高,使电力能源的消耗量得到有效控制。同时,在智能建筑设计及施工的时候,对智能科技进行合理运用,能够使建筑物的照明系统更加适应环境变化,有效保证照明系统的稳定运行。 2.2在电梯系统中的应用 一般电梯系统都是由中央集成系统进行统一管理和控制,使其能够与其他设备系统的运行相互协调,使电梯系统能够更好地服务于建筑居民,使电梯的运行效率得到有效保障。但是在进行电气系统的设计时,设计人员要充分考虑到电梯的坠落、断电等安全问题,可以在电梯机房内部设置一条单独的接地线,通过备用电源为电梯升降提供充足的电力能源,有效减少电梯故障造成的不良影响,使建筑居民的生活质量得到有效提高。 2.3在变配电系统中的应用 变配电系统主要作用就是对各个设备的用电情况进行有效监控,是保证智能建筑用电安全的重要途径。通过变配电系统的监控作用,能够有效实现对电路功率及电流等指标的实时监测,也能够对所有电力开关设备进行有效监控,并针对配电柜的高低压进行控制,使建筑内部的电力得到有效监控。同时,在变配电系统的运行中,一旦某个设备系统存在断电等故障问题,将直接显示在变配电系统中,使相关工作人员能够及时对其进行处理,使建筑电气系统的运行质量得到有效保障,实现智能建筑的功能要求。 3结语 在进行智能建筑设计过程中,对电气技术进行合理运用,能够有效实现建筑功能的多样性,使建筑设备的稳定运行得到有效保障,使建筑监控系统得到优化和完善,对提高居民生活质量有着较好的积极影响作用,为智能建筑设计的进步和发展提供有利支持。
工业建筑设计及建筑结构探析:转型期人性化工业建筑设计初探 【摘 要】人性化的工业建筑设计是体现以人为本,创造良好的生产环境,运用人体工程学原理和环境心理学等理论,对建筑进行设计或改造,创造更安全,美观,舒适的建筑环境。本文结合温州天和汽车部件有限公司新厂区的设计,探讨人性化工业建筑设计。 【关键词】工业建筑 人性化 设计 美感 引言:在新建筑的探索中,工业建筑的角色从来不寂寞,曾经由贝伦斯设计的德国通用电气公司透平机车间(柏林)就是一个代表,成为现代建筑的雏形。 经过三十多年的改革开放,高污染,高排放的粗放式经营的工业模式已经走到尽头,面临转型,可持续发展的工业新模式起航,新模式对工业建筑提出新要求―人性化设计。 温州天和汽车部件有限公司新厂区是最先投入建设的温州海涂围垦项目,各级领导赋予较大期望。本设计突破常规的厂房设计理念,独树一帜,同时又融入周围的环境,成为飞云江入海口一道亮丽的风景线。 1.工程概况 本项目位于温州瑞安经济开发区,东临东海,属亚热带海洋型季风气候区。项目西南侧为规划中的公共绿地、横二河,西北侧和东北侧分别为规划中的围一路和东二路,周边均为工业用地。厂区地理位置优越,区域经济较发达,交通便利,工业集中。项目建设用地面积约21亩,总建筑面积约2万 m2,拟建两幢楼,其中: 生产车间:约1.5万m2 综合楼:约5千m2。 2. 总体规划构思和理念 2.1、处理好厂区环境和区域环境的关系,解决新厂区和工业园区的整体和谐,把厂区融入环境,充分利用横二河及河边公共绿化景观带的环境景观优势,同时处理好规划道路和厂区功能区块的关系。 2.2、处理好厂区内部的布局、生产工艺和空间组合的关系,各建筑之间比例、尺度等关系,内部道路、广场、休闲绿化区的功能关系,,功能分区明确(生产区、生活区、绿化休闲区)。 2.3、研究各建筑的美学空间关系,及设计风格和产品的关联关系。从动态和静态两个方面,对厂区视觉美观角度,作出统一的设计。 3. 主厂房建筑设计 3.1多样化功能空间设计 设计中我们尝试在内部空间中设置休息中庭、宽敞的回廊、内院等空间形式,创造出不同比例和尺度的多样化空间,和不同私密层级的空间环境,给工人提供一个休息场所,使环境更有人性化。 3.2运用色彩设计 利用色彩心理学的知识展开设计,对车间管线、不同的机器设备、墙壁和顶棚均开展色彩设计,可以有效的建立识别系统的同时,也能为单调的厂区形成丰富的色彩效果,贴近生活,使环境更有人情味。 3.3管网设备布局设计 在生产车间中,机器设备和管线,占据大部分空间,在满足工艺流程的条件下,布局要按照美学原理布置,条理有序,对不雅观、易产生光污染、声污染等部位应进行隔离或遮挡,对生产工艺各环节,进行分析,安动静分离布局,有污染和无污染的分离布局。满足工艺流程和理性的基础上,创造人性化的室内环境。 3.4外立面造型设计 主厂房立面设计,造型高底层次错落――单层的动力房配合上方的混凝土构架通透造型,虚实结合,与东侧顶层构架造型,互相呼应,仿佛跳动着的音符。车间东南角处,深色立柱造型,拔地而起,配合幕墙玻璃造型,在蓝天白云倒影下,仿佛欲直冲云霄,动感强烈。相似造型,在后一排车间中重复出现,视觉效果得到,二次加强.外墙色彩统一,营造了一个统一,简洁,明快的现代企业形象。 3.5屋顶活动场地的设计 在当前中国人多地少,用地紧张的现实条件下,在地面增加活动场地困难重重,为解决员工活动场地的迫切需求,建设屋顶活动场地是不二选择。 3.6隔音降噪,空调通风设计 本项目在设备的选型上,选用低噪声的设备,对噪声相对较大的设备加装隔声、消声措施;加强设备的维护,杜绝因设备不正常运转时产生的高噪声现象;构建独立的发电机房,采用厚墙及隔声材料封闭,进风出风口安装消声器。 3.7工艺陈列、工业体验馆的设置,结合休闲旅游的开展设计未来。 本项目设置了工业产品制作体验区,为工业旅游的推广做好准备,对于企业形象的宣传,提高产品的知名度有很大的影响。 4. 综合楼建筑设计 4.1楼层功能布局设计 首层架空设计,设置员工活动场地,方便雨天和日晒条件下的室外活动。二层食堂餐厅。三层办公用房.,四层~六层宿舍,七层员工活动室。 4.2无障碍设计 设置无障碍电梯和无障碍居室,为残障人士就业和生活提供便利,彰显人性化的关怀。 4.3员工交流活动室设计 七层设置员工活动室,方便员工交流学习;七层局部大露台设计,露台地面种植绿化景观,上方设置7米高透空构架,员工在亲近大自然的环境中生活。 4.4屋顶生态设计 屋顶地面种植绿化景观,上方设置透空构架,美丽的屋顶花园,又一处员工休闲的好去处。同时为夏季的顶层隔热,冬季保温,默默的工作着。 4.5外立面造型设计 为打破传统综合楼的方盒子感觉,设计中利用房间的退台或挑出,使立面产生丰富的光影变化。底层花岗岩的门台造型,及东南角7层多高的4个不锈钢立柱,从地面垂直贯通到顶,支撑起顶部构架,使整栋大楼更显气势。 5.环境绿化设计 5.1理念:“以人为本,环境为先”遵从自然环境与人融合协调,追求环境园林化,生活环境健康化,展示人与环境相存相依的企业文化。 5.2运用植物造园和造景的手法空间构成布局方,突出布局的整体性,景观的完整性和视觉上的渐变性,并采用3-4层高低错落的植物体现丰富的层次感观。 5.3多种植对工业区,具有杀菌消毒,吸烟滞尘,具有降低噪音,涵养水源,保持水土作用的树种。 5.4同时考虑屋面和室内设绿化,种植花卉灌木,还配备了休息廊、草地、小径、假山瀑布、跌水,动静结合得当,高低错落有致,景景相扣。 结语:在温州天和汽车部件有限公司新厂区的人性化工业建筑设计探讨上,充分挖掘人性化设计的可能性,为推动工业建筑设计进步出一分力。 工业建筑设计及建筑结构探析:对工业建筑的建筑设计的浅谈 摘 要:随着我国经济的发展和工业化程度的不断提高,工业建筑在我国建筑业所占的比重越来越大,工厂建设对工业建筑设计也随之提出了新的要求。本文就工业建筑的建筑设计进行分析。 关键词:工业建筑;建筑设计;分析 一、工业建筑的内涵 建筑学是应用科学,建筑的目的是以技术和艺术手段创造预期的理想人工环境,使人类在从事特定的生产活动中得以舒适的生活和工作,因此建筑与社会、经济、历史息息相关。民用建筑与工业建筑因其使用性质不同,关注的重点不同,所以建筑的内涵也具有差异性。由于民用建筑面对的是社会大众,更多的则是表现文化、美学的内涵;而工业建筑必须首先满足生产的要求,其外形经常超越大众所熟知的常规形式和固有类型,成为功能主义的典型,从而表现出极强的适应性、经济性和高科技的特征。 二、工业厂房设计理念 随着全国各地环保搬迁的进程,重工业厂房逐渐搬离主城,随着建筑观念的改变,重工业厂房设计除了考虑功能的实用性,还应赋予建筑以科技化,人性化,多元话的特性,使工业厂房不仅满足其使用功能,也能体现工业建筑的艺术美,赋予了现代工业建筑新的设计理念。 1、节能设计 节能是可持续发展工业厂房的一个最普遍、最明显的特征。它包括两个方面,一是建筑营运的低能耗,二是建造工业厂房过程本身的低能耗。这两点可以从一些工业厂房利用太阳能、自然通风、天然采光及新产品的运用中体现出来。 2、绿色设计 指从建筑的原材料、工艺手段、工业产品、设备到能源的利用,从工业的营运到废物的二次利用等所有环节都不对环境构成威胁,绿色设计应摒弃盲目追求高科技的做法,强调高科技与适宜技术并举。 3、洁净设计 洁净设计是强调在生产和使用工程中做到尽量坚守啊废弃物的排放并设置废弃物的处理和回收利用系统,以实现无污染。这是工业厂房科持续发展的重要措施,强调对建设用地、建筑材料、采暖空间的资源再生利用,因此有效的利用资源、能源,实现技术的有效性和生态的可持续发展,建造负责人的,具有生态环境一时的工业厂房常成为必然。 三、现代工业建筑设计方法 1、工业建筑节能设计 现代工业建筑不但需要美观、安全,而且还需要经济、实用。建筑设计应具有可持续发展的设计理念,在设计中减少能源的消耗,注重节能技术与可再生资源的利用,提高能源的利用率。 2、有效使用土地资源 工业设计也应当按照工业用地的建筑密度、容积率和绿化率严格设计,将分散的厂房集中设置,减少大面积、单层厂房数量,提倡将工艺流程相近,联系紧密的厂房进行联合化设计,从单层向多层发展,节约土地资源,提高用地的使用率。 3、可再生能源的利用 设计中应充分利用自然资源。比如: 在满足工艺流程的条件下,综合考虑平面及立面设置,尽可能采用通风、自然采光,减少机械通风及照明的能源消耗。现有资源的统筹使用,也是降低能耗的有效手段之一。比如: 在控制楼的设计中,控制室与配电室的位置布置合理,就能大大减少电缆桥架的长度。集中布置空调使用房间就能有效减少空调数量等。 4、智能化设计 工业建设设计要积极的引入自动化和电子通讯技术,力争实现智能化建筑设计,逐渐推进绿色建筑的高效能、高标准及低污染的最终实现。 5、工业建筑绿色设计 在工业建筑的设计中切实的引入绿色建筑理论能够实现工业建筑的可持续发展。因此绿色建筑设计要力争实现设计与当地自然环境和社会人文环境的有效结合。 构建开放的空间形象和集中的建筑布局 我国的工业建筑一般采用的都是线性的空间布局,在园区的构建上主要坚持动态和开放的空间体系设计思想。为此,为实现资源的共享和污水处理的高效性,在建筑的施工中应采用相对集中的布局方式,以此来不断促进工业整体环境的高效构建。 6、协调住区内外环境 工业建筑的设计要坚持科学的发展观,要从整体出发来运用分景、借景、组景和添景等多种有效手段,最终实现工业建筑的一次设计和科学设计。在协调住区内外环境时要坚持远近结合、统筹考虑和突出重点的原则,通过分部实施来促进工业建筑的可持续发展,最终达到营造良好环境的目的。 四、工业建筑设计的创新 1、工业建筑设计的空间创新 工业建筑设计空间创新分为外部空间和内部空间。外部空间创新对于工业建筑具有很大影响。所以要满足多样创新的城市空间,使建筑在城市中保持原有的地域特点和文化特色,它要求满足城市多样性的要求,打破现有的卫星城镇的形成分散的结构形式,重新建立通过工业建筑和城市间的互补关系,工业建筑和工业园区逐步向城市开放,推动城市文脉的传承,调整建设团结,使工业园区富有活力;要与城市建立互动关系,丰富厂区环境,加大绿化力度,降低建设投资和土地资源,形成系统的高科技产业研发和生产基地;不断营造生态环保的厂区空间,保持生态完整性,促使人与自然协调,科技与环境共生。通过绿色建筑产业和减少对环境的破坏自然生态系统的因素,将景观、建筑、植物融为一体,将损失降至最低,追求建筑自然一体化。另外,增加个性怡人的生活空间,提高厂区环境自然度,加强生产环境生活性,使工人能够真切感受到建筑与自然和谐的感觉。 内部空间创新。工业建筑更多提供了空间,空间是建筑的灵魂。生产空间是工业建筑中最重要的组成部分,能进一步促进企业的发展,体现着工业建筑的整体设计特点。所以在创新中要求提高空间灵活性,即工业建筑内部空间的可变性。提高空间可生长性,以更好地满足工业建设施工进度的要求。提高空间适宜性,充分考虑主观感受;要做到服务空间创新,创造舒适的服务环境,充分考虑员工的生产生活质量,以加强建筑内部空间外层空间开放。建筑学能每个人提供交流的机会,促进了工业建筑的开放,同时注重人的审美感受,营造的美丽的厂区环境和建筑;要做到交流空间创新,建筑师应该提供一些功能空间以加强与公众的交流,并注重企业内部交流,并使员工在工作之余能得到有效的休息。 2、工业建筑设计的形象创新 随着时代的发展,工业建筑开始注重工业建筑形象的独特性表达,地域不同,形成了不同的社会文化,而生产是工业建筑的主要特征,使用强大的本地特征或传统建筑造型,是建筑师建立反映区域文化通常采用的方式。它表现在对传统材料的应用,容易使房屋和环境融入。现在企业开始重视工业建筑形象的产品特征表达,工业件建筑与城市的界限日益模糊,开始显示其工作过程和生产过程是开放的,从而为企业赢得更大的市场效果。工业旅游已成为旅游业的亮点,工业建筑作为提升企业形象的理念,增强公众参与性等手段达到体现企业文化的目的,促进营造一个温馨,欢快的交流气氛,起到了很好的广告效应,增强了企业的社会影响力。 工业建筑形象的生态性表达与创新。以无公害型”工业建筑形象为标准,绿色建材采用清洁生产技术,因为绿色建材能够有效的节约资源。树立“能源型”工业建筑形象,从天然植物资源和使用功能出发,反映在技术含量高的理性,另外生物型”建筑同时考虑对人体与环境的双重保护,能保证工业建筑的室内温度,从而降低建筑的能源消耗。 结语:现代工业建筑设计要从建筑的节能设计方面入手,加快低碳建筑的建设。建筑设计师应就地取材、因地制宜地进行设计,设计出符合时代要求的,有文化内涵,环境宜人的工业建筑。 工业建筑设计及建筑结构探析:工业建筑设计中现代设计理念运用分析 【摘 要】工业建筑也不再单单是工业厂房那么简单,它已经融入了人们的生活,传统的建筑设计理念越来越不适合当前时展的潮流。论文笔者结合某省某公司的大型煤矿选煤厂项目设计,对现代建筑设计在当前工业建筑设计中的应用分析,充分体现了大工业集约化、以人为本、可持续发展、保护生态的建筑本质,强调由内到外的理性构成、组合,应用新技术、新材料创造简捷明快的几何形体,体现现代工业建筑时代气息。 【关键词】工业建筑;建筑设计,规划设计;景观设计 1. 引言 (1)在几千年的历史长河中,中国人的祖先留下了辉煌的建筑文化遗产,然而,在将近半个世纪的建设,特别是近20多年的城市化加速发展的过程中,全国各地在城市的改造和兴建中,出现了不少令人遗憾甚至痛心的问题,说明在工业建筑设计中存在还没有摆脱传统束缚,运用现代建筑设计理念,放手创造新工业建筑的现象。 (2)近年来,我国每年完成的建设工程投资额中,工业建筑和民用建筑之间的百分比53:47,工业建筑占了建筑工程的一半以上,我国的工业建筑迅猛发展,与此同时,现代工业也已从早期以加工业为主转型为技术工业、电子信息工业、化学、生物、金属机械工业为主的高科技产业,即从劳动密集型转型提升为技术、资讯密集型。现代工业建筑设计需要适应并满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求,将工业建筑的特点、功能与地域、民族、文化、企业相结合,充分发掘并塑造独特的企业形象、丰富企业文化的内涵、追求工业建筑与环境的整体协调,创造我们这个时代的工业建筑新形象。 (3)某省某公司的大型煤矿选煤厂项目,建设内容有主厂房、筛分车间、皮带机栈桥、综合办公楼、食堂及倒班宿舍等。本次设计遵循现代建筑设计理念,坚持“以人为本”,在追求最佳效益、技术进步的同时,尊重现有环境,保护、利用、整合自然资源,建设成一个环境清新舒适、生产便捷高效、具有现念的绿色高技术产业基地。 2. 规划设计理念 2.1 构建开放的空间形象和集中的建筑布局:方案以线性的空间布局,如成品煤生产区沿发展轴的排列、带状的绿化、沿城市道路的景观带等,形成选煤厂厂区开放、动态的空间体系。生产区内相对集中的布局方式,为实现资源共享和废水等集中处理提供了保障。 2.2 塑造优美的环境和良好的城市景观:营造良好的选煤厂厂区环境,并注重建筑群体与环境的融合。一方面是成品煤生产的要求,另一方面也是现代高新企业展现自身形象、塑造标志性建筑的需要。 2.3 实现分期建设的步骤和持续发展的目标:线性的空间布局使厂区能够在统一的框架下自由生长,弹性化的建筑布局,从而使厂区始终处在动态的、充满活力的、持续的发展状态中。厂区建设树立科学发展观,做到远近结合、科学设计、突出重点、统筹考虑、一次设计、分部实施,做到既能满足当前煤炭生产的需要,亦为实现可持续发展创造条件,并能保证对周边及自身环境无污染的要求。 2.4 营造适于交流的场所和人性化的空间努力创造一个鼓励人与人之间,人与自然之间,厂区同周边城市之间相互交流的空间,并将对人性化的设计始终贯穿在每个空间中,使厂区成为具有吸引力的能充分发挥人力资源聪明才智的场所。 2.4.1 规划结构。 按照总体规划、分期实施、持续发展的目标,将一期、二期用地整体设计,形成了“一轴”、“一带”、“两环”的空间结构。“一轴”指贯穿用地的南北向发展轴,是将各主要成品煤生产的建、构筑物串接起来的连廊。规划中赋予其丰富的内涵: (1)通过连廊加强了成品煤生产区内各建、构筑物间的生产和人员的联系。 (2)现代选煤技术的展示廊道。 (3)衔接一期、二期工程,实现可持续发展的空间骨架。 (4)体现人文关怀的休憩、交流场所。 “一带”是指位于成品煤生产区同煤炭科研管理区之间的带状绿化,既合理划分厂区功能分区,也是厂内“线性”模式的开放空间,为人员休息、交流提供良好的环境。“两环”即环绕生产区的大交通环路以及在一期用地内的小环路,是主要的人流、车流和物流的通道。 2.4.2 功能分区。 考虑到用地的不规则形状以及煤炭生产厂区一期、二期衔接的需要,将主要的成品煤生产区布置在用地的东侧,即用地相对规整、规模较大的区域,便于生产区的延伸和布局;将厂区内的管理区布置在场地的西侧。两个功能区之间以绿化带作为隔离和过渡,也是厂区内的休闲和生态区。 2.4.3 景观设计。 将综合办公楼同主厂房及筛分车间以整体的建筑群体形象展现在周边城市面前,建筑与城市道路间大片的绿地和水面更加衬托出厂区集中、开放的布局和现代的建筑形象。绿化带的设计掩映于各个建、构筑物之间。 3. 建筑设计理念 3.1 创造更为灵活的煤炭生产厂区室内、室外空间,各个建、构筑物间纵横交错的连廊、厂院空间,将阳光、新鲜空气、绿化植物引入煤炭厂区各个角落,营造舒适优美的工作环境,体现人文、生态的设计理念。 3.2 以一横一竖两道人文性质的连廊组合几个体块,横向的连廊以一组开放的绿化空间为主,使建筑空间内外有机的联系在一起,纵向的连廊为一个带有玻璃采光顶的序列空间,充分体现人文关怀的理念,在这一半私密性的空间中,作为建筑的真正灵魂核心――人,将被得到充分的尊重。空中连廊与蓝天白云结合在一起,将使这一个体现煤炭工业化发展和管道集中的“信息走廊”摆脱了给人冷冰冰的感觉,而洋溢着浓郁的人性品质,通过丰富的交往与过渡空间的设置,创造了停留与景观观赏空间,使高科技的工业建筑,具有浪漫宜人的诗情画意,科技和人文在此得到交融。 3.3 自20世纪70年代的能源危机以来,以节约能源和资源、减少污染为核心内容的可持续发展的设计理念逐渐成为工业建筑设计师们追寻的方向,曾经以展示现代工艺技术为主要特征的“高技派”也开始致力于关注本土文化和地域气候,形成了一套独具特色的气候观,走上一条从“高技术”到“生态技术”的探索之路。山西省多个大型煤炭选煤厂考虑企业自身可持续发展的要求,方案满足现有工艺生产要求,同时适应今后技术发展变化;采用有效节能和环保措施,注重工业厂房内各个建、构筑物的使用功能和生态特质。集中布置的大型选煤建、构筑物:根据生产工艺,各个建、构筑物是一个联系紧密的有机整体,集中布局有利于节约用地,提高生产效率。采用统一模数,达到构件尺寸统一、加速建设进度、节约能源和资源、减少建设投资的目的。工业建筑设计师们在注重建筑与城市文脉和自然环境相协调的同时,根据当地的气环境候条件,在建筑采光与遮阳、自然通风等技术环节上积极的尝试,建筑设计师们利用先进的结构、材料和工艺,他们最追求创造一种健康、舒适的人工建筑微气候,适宜的室内温度和湿度,并尽可能多地获得自然采光,最大限度地获得自然通风。建筑关系人类的生活质量,风格和形式是第二位的,“以人为本”的精神在此得到最深刻体现。 3.4 大面积、大体量的各种建、构筑物以其恢弘的气势,壮观的造型和精美的细部使其具备鲜明的个性和可识别性,形成特色鲜明、统一完整的建筑格调。丰富的建筑轮廓线,构成一组气势磅礴,造型优美的新型工业建筑。 4. 论文结束语 此方案经过缜密的分析、测评,在整体意念上,摒弃了传统工业厂区规划中各个选煤建、构筑物与综合办公楼,附属用房等具有民用性质空间的分割,对立状态,充分体现整体与和谐的理念,将各个选煤建、构筑物与综合办公楼等具有民用性质的建筑一体设计,以一个凯旋门的意象,把两大部分功能清晰地分开,但同时又把两大部分体量有机的结合在一起,“门”的整体意象又同时隐喻着“科技之门”和“厂区之门”的双重含义。造型设计具有强烈的个性,通过与各个建、构筑物大跨度、大尺度的连接关系形成壮观的建筑轮廓线,独特的建筑体形,个性化的现代工业建筑成为周边选煤产业的地标性建筑。 工业建筑设计及建筑结构探析:浅谈现代工业建筑设计的发展趋势 【摘 要】经济的发展促进了工业的繁荣,同时为适应工业生产的不断变化,也对现代工业建筑的设计提出了新的要求,不仅要满足当前企业生产需求,而且还要考虑企业长远发展以及节能环保等因素的影响。本文从工业建筑总体布置、内部空间设计、节能环保设计等几个方面讨论了现代工业建筑设计要点,对现代工业建筑设计的发展趋势进行简要探讨。 【关键词】工业建筑;设计;发展趋势;可持续 0.前言 随着经济和社会的发展,我国工业化的步伐不断加快,在新的历史时期,工业生产以及自然环境、社会环境对工业建筑的需求也在不断变化,工业企业以及工业区的整体规划、外观以及内部设计等影响工业企业和工业区的整体面貌,而且随着人们对节能环保的重视以及新材料、新工艺的出现使得传统的工业建筑已经不能满足人们的需求,各种高科技的不断应用给现代工业建筑设计提供了广阔的发展空间。 1.现代工业建筑设计要点 1.1现代工业建筑整体布局设计 工业建筑在总体布局设计时应当以工业生产的工业流程为主,综合考虑实用性、经济性等方面的因素,尤其是各种工艺管线的布置,还要考虑周围环境的影响以及对环境的影响,要根据工业建筑占地面积情况,从整体上考虑建筑单体与整体的关系,合理划分建筑周围的道路和绿化带,一方面要保证其为工业建筑整体服务,另一方面还要做到规划合理,不占用额外空间。对生活区、办公区与生产区的位置处理上,不但要考虑观感感受,还要考虑工业生产对生活和办公区域的空气、噪声等影响,可见,在对现代工业建筑设计的整体布局上,不但要发挥出建筑的使用功能,还要促进建筑物与周围环境的和谐共存。 1.2工业建筑内部空间设计 首先,对于工业建筑来说,其最主要的功能就是工业生产,因此应当以此为主要考虑因素,根据工艺的设计对建筑物内部空间进行合理的规划和利用,但在设计时还要注意不能墨守成规,应当因地制宜,以火电厂为例,其主厂房由汽轮机房、煤炭存储间、控制楼、锅炉房等组成,设计时要既要考虑工艺流程的顺序,还要考虑模块之间相互的影响,如避免明火区域与煤炭存储间过于挨近,防止造成火灾等。其次,对于内部空间各个房间和管线的布设要有合理的顺序,一般情况下以经济性和有序性为主要原则,但如果增加费用不高,却能够达到更好的空间效果则应当另行考虑,例如电厂主厂房内部的主控室、休息室、卫生间、办公室等功能性房间的设计应当在满足使用功能的前提下尽量为增加建筑物内部整体空间效果服务。除此之外,设计人员还应当充分运用色彩,一方面使工业建筑内部在视觉上更加美观,另一方面也起到对各类构筑物、设备区分的作用。例如对室内墙体、地面和顶棚涂刷暖色调的涂料,使室内空间更加赏心悦目,而对有危险性或潜在危险性的设备、管道等涂以带有警示性的冷色调颜色,要求这些颜色在地面、墙体等背景颜色的衬托下要更加显眼。最后,设计人员要充分考虑工业建筑的采光通风,避免出现眩光、通风不畅等现象,为工业生产人员提供安全、舒适、人性化的工作空间。 2.现代工业建筑设计发展趋势的探讨 现代工业建筑的设计应当适应我国经济的发展和节能环保的需求,具体来说其发展趋势有以下几点: 2.1工业建筑的大空间、大跨度和高层化趋势 工业建筑的占地面积一般很大,随着土地资源日趋紧张以及工业生产现代化步伐的加快,各种大型机械设备不断得到应用,对建筑面积的需求量也呈现增长的趋势,因此必须不断开发工业建筑的空间利用,为使工业建筑内部的空间更大、布置更灵活,一是需要减少柱子、墙体的数量,因此,大跨度、大空间的工业建筑将会是现代工业建筑的主要发展趋势之一,二是可增加工业建筑的高度,充分开发土地可利用空间,在过去很长一段时间里,工业建筑高层化无法实现的因素主要是机械设备重量太大,一方面很难将其运输到较高楼层,另一方面对高层建筑的楼板承受负荷也提出了很高的要求,然而随着建筑施工技术的发展,楼板承受荷载的能力已经得到很大程度的加强,同时工业生产自动化流水线也向着重量轻、体积小的方向发展,在空间布局上,可考虑将较低层数作为生产用房,而将较高层用作办公等,这些都给工业建筑向着高层化发展提供了良好的条件。 2.2单元化设计 单元化设计就是采用标准柱网的结构将工业建筑设计成标准单元,一方面有利于工业建筑的整体规划,增加工业建筑的通用性,另一方面有利于厂房的扩建,是现代工业建筑发展的主要方向。单元化设计的方式主要有两种: 第一,总体规划,分期建造。这种方式有利于节约前期投资,便于工业企业根据自身的发展实际情况扩大生产规模,并且由于单元化设计的通用性,简化了后期的设计,在工业建筑扩建时对既有建筑的正常运行无影响。 第二,用定型的单元组合成厂房。这种方式可根据设计要求直接组合,极大缩短了工期,具有较强的灵活性,并且对于后期改造来说,只需要更换某单元即可,可根据使用功能的要求快速完成改扩建。 2.3节能型工业建筑 传统的工业建筑对能源的消耗较大,无形中增加了工业企业的运营成本,为达到节约能源的目的,应当在对工业建筑的设计上考虑节能效果,力求降低投入,收到良好的经济效益。一般来说,可采取以下措施来达到节能的目的: 第一,提高建筑围护结构的保温隔热性能,将工业建筑内部空间受到外界气温的影响降至最低,减少供暖和制冷系统的运行消耗。实际设计中,可采用导热系数低、热阻值高的保温隔热材料,如使用加气混凝土砌块来替代传统的实心砖,采用聚苯板等保温材料,优先选用外墙外保温的形式,以免出现冷桥现象。围护结构的门窗是保温隔热的最薄弱环节,为减少建筑物的能耗,可用中空玻璃、真空玻璃、low-E玻璃等替代传统平板玻璃,提高门窗的隔热能力。 第二,为减少空调和照明设备的使用量,可在设计时考虑充分利用自然光和自然风,例如对于自然采光来说应将生产线尽量布置在靠窗位置,增加天窗,对于建筑通风来说可采用新风系统,利用室外自然风与室内空气的循环流动,增加室内空气的洁净度和含氧量,对工作人员的健康有利。 3.结束语 综上所述,现代工业建筑的设计好坏对于工业建筑的施工进度、运行成本、使用功能和观感质量等诸多方面均具有重大影响,并且现代化的工业生产、资源、环境等因素也对现代工业建筑设计提出了新的要求,因此要根据当前的实际情况,对工业建筑进行科学合理的设计。 工业建筑设计及建筑结构探析:现代工业建筑设计及建筑结构的发展趋势 摘要:工业建筑与人们的生产、生活密不可分。工业建筑的发展体现了社会经济的变革。近年来,随着我国社会环境的变化,工业建筑设计之弊病日益凸显,笔者以多年的设计工作经验,简述当今工业建筑的特性及设计 关键词:工业建筑; 特点;发展趋势 建筑学是应用科学,建筑的目的是以技术和艺术手段创造预期的理想人工环境,使人类在从事特定的生产活动中得以舒适的生活和工作,因此建筑与社会、经济、历史息息相关。民用建筑与工业建筑因其使用性质不同,关注的重点不同,所以建筑的内涵也具有差异性。 由于民用建筑面对的是社会大众,更多的则是表现文化、美学的内涵;而工业建筑必须首先满足生产的要求,其外形经常超越大众所熟知的常规形式和固有类型,成为功能主义的典型,从而表现出极强的适应性、经济性和高科技的特征。实际上,由于生产工艺的不同使得相应的生产空间也不相同,因而所对应的建筑物(构筑物)大多数都没有约定俗成的建筑艺术造型、空间变化和建筑装饰的要求。根据工业建筑的这些特性,建筑师在设计中就应当从工艺流程、地域环境和使用要求着手,采用不同的建筑手法加以区别对待。 一、 现代工业建筑的一般特点 建筑师要搞好工业建筑的设计, 首先应明确对工业建筑形象创作的认识。工业建筑的空间形象一般受三个因素的制约:一是生产工艺流程对空间尺度的要求;二是规划部门的经济技术指标要求;三是社会对工业建筑的时代要求。其中第一点是最基本的,工业建筑是为生产服务的,它的艺术形象必须依从工业生产本身的功能,符合工艺流程的塑造。建筑对工艺只有绿叶配红花般地有机融合,才是建筑师创作工业建筑形象的正确态度。当然,这也不是说一切都得由工艺专业这个“龙头”拍板,而是各个专业都是在保证生产这个主题下共同塑造工业建筑的良好形象。其次,建筑师应当了解工业建筑发展中的一些特点。从工业建筑发展实践看,现代工业建筑大概表现这样几个特点。 1工业建筑发展史及我国工业建筑的发展现状 现代工业建筑的发展已有200多年的历史,它18世纪下半叶起源于工业革命最早的英国。随后蔓延到美国、德国以及欧洲、亚洲等几个发展较快的国家。20世纪初期,由于社会发展,技术更新,生产机械化,使得工业建筑的重要性日益突出,被人公认为一种新的建筑类型。我国鸦片战争后出现了工业建筑的雏形,但真正有较大发展是在解放以后。上世纪50~70年代的厂房大多在“先生产,后生活”的方针下指导建成的,工业建筑往往只考虑满足企业生产工艺和生产空间的要求,较少考虑环境因素对人的关怀,结果工业建筑设计几乎成了生产设备构筑物的简单包装。工业建筑的形象成了“傻、大、黑、粗”,存在着土地利用率不高,耗能,环境污染严重,工作环境及生活条件差等一系列问题。 近年来,由于我国经济发展迅猛,工业建筑也随之飞速发展;而与此同时我国工业也从早期的劳动密集型产业向知识技术密集型转变。另外,由于经济水平的提升,以人为本、可持续发展、和谐发展等观念也逐渐深入人心,因此工业建筑在满足生产功能这个最基本的需求之外,也与时展相适应,有了一些新的设计理念与发展趋势。 2 大体量大空间 大面积、大体量的联合厂房以其恢弘的气势,壮观的造型成为现代工业建筑的普遍现象。由于现代生产机械化、自动化工艺流程的进步,专业化系列设备的连续配置,厂房自然要长、要宽,尺度要大。同时多跨联合可以适应工艺流程的不断发展变化。 3 形象个性化 现代工业建筑形象作为企业的外包装,是吸引人才、宣传企业产品、树立企业形象的重要标志。现代工业企业的发展愈来愈重视自身的形象。产品质量固属根本,而工业建筑本身同样是企业重视的广告形象。因此,要求工业建筑的形象创作要表现出生产特征乃至经营管理理念和企业文化内涵,通过耸立着的建筑载体告之于社会。如我院正在设计的合加环保生产基地,业主一再强调要体现环保企业的形象及与众不同的个性化形象。 4 环境人性化 与以往人们印象中的烟飞声噪、古板单调的工厂气氛不同,现在的工业建筑空间环境已大为改观。厂区环境的绿化,厂房外观的清爽,厂房内部空间的开阔,内部组成与设计的生活化,文化内涵的渗入等等,促使今天的工业建筑日愈人性化。工业建筑空间环境不只是创造劳动与生产价值的地方,也是才智发挥、心理和谐、生活快慰、文化互应等共生的天地。如我院正在设计的合加环保生产基地,业主一再强调高品位的景观设计,在业主的支持下,我们充分利用横贯生产基地的城市排洪明渠,使其成为该基地厂前区一道亮丽的风景线。 二、现代工业建筑的形象设计 了解现代工业建筑的生产要求与发展特点, 是建筑师进行工业建筑形象设计的前提。现代工业建筑会随着时代的发展而不断变化,它的建筑设计与技术设计也应随之相应改变,并且会在实践中不断增加新的内容。此外,搞好形象设计还需要建筑师主动地发挥才智。 1 简洁美 工业建筑本身的体型(基本为矩形)为简洁美提供了先天条件。建筑师可以运用其简洁的体量创造单纯的美。工业建筑在简单的体块中可稍加变化,如在单纯大色块中局部变化色彩(如勾勒水平连续的檐部线条;重点入口处变化色块等);又如在长条块体中进行节奏与韵律的变化等。今天, 许多现代大型工业厂房大多集中建设在开发 区、城郊工业区,它们远衬山峦,近邻郊野,与自然景观相呼应。在表现简洁美的同时,借助于其他辅助建筑设施及环境因素的调整,沟通起人与机器尺度的联系,创造人与生产环境的整体和谐。 2 特性美 各类工业建筑自身的生产特性直接关系着不同工业建筑的形象。如要求高洁净条件的生产厂房,可以做成全封闭式的无窗厂房建筑,大片墙体创造出实体美;而采光要求较高的精加工之类的机械厂房,可以夸张其窗户或幕墙,表现透明的建筑美。 3 韵律美 有规律的变化和有秩序的重复所形成的节奏,能产生具有条理性、连续性为特征的韵律感。现代工业建筑存在很多重复的因素,可有意识地对这些构图因素进行重复和渐变的处理,能使工业建筑形象给人以更加强烈而深刻的印象。 三、工业建筑设计的发展趋势 1生态化 人类与自然和谐共生,“可持续发展”思想已成为人们的共识,在此原则下,提出了生态建筑学的理念。有关工业建筑的各种生态化建筑的探讨,已从建筑理论的研究深入到建筑设计的实践中,并与新建筑形式创造性地结合在一起。对工业建筑区域的环境设计、节能、节地、环境保护、防止污染等问题给予了极大重视,并广泛应用。运用生态学中的共生与再生原则,结合自然并具有良好生态循环方面,将是工业建筑发展的主要方向之一。 2高科技化 工业建筑在本质上应是先进科学技术的主要载体,其设计指导思想不能只局限在形式美、图形美上,而更要重视高科技的掌握及应用。 在科技应用方面,工业建筑设计的新动向也越来越多地表现在:①采用高新技术及设备以满足现代生产工艺、现代化管理、科学技术快速发展的需要,满足生产产品微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染化等要求;②采用新结构体现技术美,在满足现代生产工艺的同时,达到结构美和建筑与空间形象美的统一;③利用高科技信息技术,合理设计物流、人流及信息流,特别在信息流方面,体现越来越充分;④利用高科技材料,提高工业建筑的灵活性、通用性和多样化的要求等。 3节能省地 工业建筑设计历来就很重视设备节能,利用自然通风,利用自然采光。但工业企业合理提高建筑密度,发展节能省地型的工业厂房,严格控制新增工业建设用地,并加强监督和监管,仍是今后工业建筑设计面临的重要任务。
研究指出,在改扩建过程中,应以不中断交通、保证基本的服务功能为基本要求进行严格的阶段划分,以保证改扩建工程的顺利完工。近年来,交通主管部门对普通公路路网进行了调整,通过升级改造等方式进一步优化通行环境。因此,公路工程的改扩建设计成为了近期公路设计工作的重点。设计是工程建设的基础。没有高品质的设计,就不会有好的工程质量。由于改扩建项目很难做到全封闭施工,所以在设计文件中除了包括技术设计外,还应包括交通组织设计。 1公路工程改扩建设计的原则 1.1突破技术难关 公路改扩建的关键是解决新老路基不均匀沉降产生的纵向裂缝和新旧构造物结合处产生的纵向裂缝两大难题。(1)在路基方面,应优选透水性较好的砂砾、碎石等作为填料,保证路基的强度;对加宽段基底进行冲击碾压或强夯,是解决新老路基不均匀沉降的关键措施;搭接范围内的充分压实是保证新老路基整体稳定不开裂的必要手段。(2)在构造物方面,应尽量增加工后沉降时间,尽可能释放因变形产生的不均匀内力是防止和减少新旧构造物出现纵向裂缝的关键所在;采用加强的刚性连接措施,是彻底解决纵向裂缝问题的重要保证。(3)在排水方面,结合纵、横断面设计,尽可能采用自然排水的措施,保证路基路面的水稳定性;对于村屯路段,应采用U形槽或石砌边沟排除路面水。(4)在路面结构方面,应结合各路段的交通量,灵活采用多种结构,在保证路面强度和耐久性的同时,尽量降低工程造价。 1.2因地制宜,结合实际情况进行设计 要本着保证结构安全可靠,同时又不增大造价的原则,灵活采用单侧加宽、双侧加宽的处理方法。1.3严格遵循相关规范和标准在公路改扩建设计中,要严格遵循相关规范和标准,包括工艺、材料的技术标准和指标等。 2公路改扩建设计中常见的问题及处理措施 2.1路线 (1)长直线路段对于设计速度为80㎞/h的一级公路,直线长度不宜大于1600m;小客车一般运行速度为80~120㎞/h,大货车一般运行速度为40~75㎞/h,所以直线长度不宜大于2000m~2400m。直线路段长度过长,容易使驾驶员放松警惕,形成“道路催眠”作用,并无意识地提高行驶速度,存在安全隐患。因此,除了控制直线段长度外,还需要通过交通标志、标线等手段提升驾驶员注意力,具体措施如下:①增加公益标志,提醒驾驶员注意力集中;②设置限速标志,警示驾驶员降低车速;③设置车距确认标志和车距确认标线;④设置地点距离标志。(2)曲线段行驶中的车辆遇到曲线路段时,驾驶员需要根据线形条件进行转向。如果曲线半径小于运行速度的一般最小半径,驾驶员需要控制速度,并且以更大的角度转动方向盘,以顺利通过弯道路段。具体处理措施如下:①对于部分路段平曲线和竖曲线半径不满足设计速度对应的视距要求的,应通过交通标志、标线等手段对驾驶员的视线进行科学诱导,并控制行车速度;②在曲线路段设置线形诱导标、轮廓标,引导驾驶员视线,预告公路线形。(3)长大纵坡对于长下坡路段,主要的改进措施包括:①修建停车观光区;②修建紧急避险车道,避险车道指示牌如图1所示;③设置强制减速下坡车道;④加强长大下坡之前和坡段上的标志标线施划,给驾驶员提供足够的提醒信息。对于长上坡路段,建议采取的交通工程措施是:通过“大型车靠右行驶”诱导,减少大型车与小型车之间的干扰。 2.2桥梁 (1)对于桥梁较多的路线,为确保桥梁路段的行车安全,应重视灾害气候下的交通安全保障设施建设,例如在风速较大的桥梁路段护栏上设置风障条,以减少侧风对行车安全的影响。(2)对于桥梁的较小半径平曲线上坡路段,考虑到货车因超载而导致运行车速偏低,容易侧翻,且大货车与小汽车速度差较大,可设置爬坡车道,并设置大型车靠右告示标志。(3)对于部分桥梁位于半径较小的平曲线或直线段接小半径曲线路段,且坡度大于3%的情况,建议位于弯道路段的桥梁可考虑加强线形诱导,位于纵坡路段的桥梁可考虑施划减速振动标线,位于弯坡路段的桥梁可考虑加强线形诱导,并施划减速振动标线。 2.3隧道 (1)由于隧道路段的“黑洞效应”、“白洞效应”和“边墙效应”,驾驶员视觉受限,导致隧道口成为交通事故的多发地点。当隧道口处于平曲线或竖曲线路段时,驾驶员由于无法清晰地辨别前方道路情况,交通安全隐患往往更加严重。应设置如下安全设施:①在隧道入口处设置警告、禁令标志;②在短隧道入口处设置隧道开车灯警告标志、隧道名称标志;③采取适当的限速措施;④隧道内道路车道分界线采用振动标线;⑤路侧采用主动发光式轮廓标和突起路标,形成照明过渡。(2)对于隧道进出口线形过渡不佳的情况,隧道平、纵面设计中均应考虑隧道洞口内、外各3s设计速度行程长度范围的线形一致性要求,且平、纵面线形指标均需在允许范围之内。当无法有效改善线形时,可通过加强交通工程措施予以改善,如采取速度控制措施、设置视线诱导设施等。(3)对于出口位于半径小于1000m曲线上的隧道,交通安全隐患较大。条件允许时要进一步优化隧道洞口过渡段的平面线形,条件受限时采取速度控制措施,并将加强视线诱导以及护栏的衔接过渡。(4)对于处于坡度较陡路段的隧道,应采取速度控制措施,如设置限速标志、铺装抗滑减速路面等。(5)长隧道中,驾驶员在长途行驶后容易疲倦,应设置足够的视线诱导、警告标志以及信息提示标志,提高驾驶员注意力。 3交通组织设计的原则 国省干线以交通功能为主,是路网的主要骨架,在改扩建过程中很难做到全封闭施工。不中断交通、保证基本的服务功能是公路改扩建施工过程中的基本要求。在桥涵工程、路基工程、路面工程、交通安全附属设施施工的不同阶段,对通行车辆的影响差异较大。在各工序、各分项工程同时施工时,为了维持一定的通行能力、服务水平,并保证行车与施工人员的安全,在做好绕行疏导工作的同时,施工现场必须采取必要的防护措施,严格划分警告区、上游过渡区、缓冲区、作业区、下游过渡区和终止区的范围。交通组织可划分为如下四个阶段。(1)路基施工期路基施工包括软土地基处理、路基加宽、大中桥基础及下部构造施工、涵洞及小桥的加宽改建。路基施工中土石方工程量大、造价高、工期长,但对路面交通影响较小,通过设置施工便道及其他必要的安全防护措施,可以维持原路的通行。(2)路基上部搭接、桥梁上部施工改建期施工过程中为了弥补原路边坡开挖对行车安全的不利影响,可在施工区间内侧设置混凝土隔离墩、固定彩钢板等进行警示及防护,并安排专人疏导交通,维持原路的基本通行功能。(3)路面施工期路面施工期是指基层、面层、桥面铺装及部分交通安全设施的施工阶段。路面施工组织最复杂,施工前应规划好分流路线,在现场设置引导标识。设计中应结合分流方案对改扩建公路上保留车辆的组织方案进行重点研究,并进行多方案比选。(4)沿线设施施工期这一阶段主体工程已基本完成,需要完成剩余的交通标志设置、沿线设施设置、绿化等工作。这一阶段外部交通分流结束,主线可以通行,可在主体工程完成后合理安排工期。 参考文献: [1]岳晓昑.长下坡路段交通安全分析与评价[D].西安:长安大学,2009. [2]杜智民,王恩东,王玉兰.长下坡路段交通安全评价方法[J].公路,2008(12):49-54. [3]徐慧芬,唐伯明,徐建涛.长大下坡路段交通安全分析[J].重庆:重庆交通学院学报,2007. [4]符锌砂,高捷.高速公路纵坡路段货车运行车速预测[J].公路交通科技,2008(6):139-143. 作者:王芳 单位:鞍山市公路勘测设计院有限公司
引言 本文根据装配式建筑的特点,对装配式建筑结构的节点及安装关键技术进行了研究探讨,相比于传统装配式建筑节点设计及安装方式,本文研究的内容主要包含自主研发的调节支撑系统对预制墙板进行固定调平,利用新式墙板连接节点提高整体安装效率及可靠性,新式预埋件安装对埋件的预制精度和强度的提升,适用于变电站的装配式结构改进优化了变电站的整体布局,方便后期的安装和使用[1,2];整体安装过程具有吊装操作简单,节点连接可靠,调整快捷,定位准确,施工方便等优点,解决并改进了装配式建筑节点连接及安装施工等主要技术难题。 一、结构设计 1.节点连接 基于装配式建筑墙板连接方式,设计了5种剪力墙与双T梁板的连接节点形式及连接构件,整个结构具有良好的整体性和连接刚性,在保证结构整体稳定性和抗震性能的前提下最大限度的减少了现场施工难度。主要节点连接形式包括:剪力墙-基础连接节点、剪力墙水平连接节点、剪力墙垂直连接节点、剪力墙-双T梁板连接节点、双T梁板连接节点。为保证结构横向抗剪刚度,剪力墙垂直连接节点采用焊接,其余所有节点均为高强螺栓连接。所有新型节点在沙特阿美项目均已得到成功的实践应用,主要适用于单层小跨度预制装配式结构(装配层高不超过12m,横向单跨最大不超过20m),特别是对于变电站及高低跨的单层建筑,具有较好的应用效果,其他类型的装配式建筑均可参考借鉴其节点连接形式。(1)剪力墙-基础连接节点节点构造详图如图-1所示,混凝土剪力墙预制时底部每隔500mm预埋E51型镀锌钢板,3个直径20mm高强螺栓与钢板内侧焊接固定;现浇混凝土底部基础预埋2个直径20mm高强螺栓;安装时在剪力墙底部连接位置提前安放20mm调平垫块用于剪力墙板垂直度调整,剪力墙板调整固定后与基础通过ACC-01型镀锌角钢采用预埋高强螺栓连接,最后预制混凝土剪力墙与基础之间的缝隙采用高强度灌浆料进行灌浆抹平。(2)剪力墙水平连接节点节点构造详图如图-2所示,每块混凝土剪力墙两侧预制时每隔500mm预埋E66型镀锌槽钢,3个直径20mm高强螺栓分别与槽钢两侧内边焊接固定;剪力墙内侧预埋4个高强螺栓套管;安装时先利用剪力墙内侧4个高强螺栓将预制盖板和调平垫块固定,通过M20高强螺栓对剪力墙水平及垂直度进行调整,两块剪力墙板调整固定后通过ACC-03型镀锌钢板采用预埋高强螺栓连接,最后预制混凝土剪力墙之间的缝隙采用高强度灌浆料进行灌浆抹平。(3)剪力墙垂直连接节点节点构造详图如图-3所示,在建筑纵向混凝土剪力墙端内侧每隔500mm预埋E53型镀锌钢板,横向混凝土剪力墙在相同位置预埋E54型镀锌角钢;两剪力墙调整固定后通过ACC-04型镀锌角钢采用满焊方式连接,最后预制混凝土剪力墙之间的缝隙采用高强度灌浆料进行灌浆抹平。(4)剪力墙-双T梁板连接节点节点构造详图如图-4所示,混凝土剪力墙内侧预制时每隔500mm预埋E56型镀锌钢板,4个直径16mm高强螺栓在镀锌钢板内侧焊接固定;延T型梁翼缘板每隔500mm预埋E59型镀锌角钢,4个直径16mm高强螺栓在镀锌角钢内侧焊接固定;安装时利用两块ACC-05型镀锌角钢分别将T型梁翼缘板上下面与剪力墙通过高强螺栓固定,最后预制混凝土剪力墙之间的缝隙采用高强度灌浆料进行灌浆抹平。图4剪力墙-双T梁板连接节点(5)双T梁板连接节点节点构造详图如图5所示,混凝土双T梁预制时在翼缘板上部边缘每隔500mm预埋E60型镀锌角钢,5个直径12mm高强螺栓与镀锌角钢内侧焊接固定;安装时两块T型梁上部通过ACC-07型镀锌钢板采用高强螺栓连接,最后连接处上部采用高强灌浆料进行灌浆抹平。图5双T梁板连接节点 2.预埋件 所有预埋件均为镀锌防腐,根据预埋件的位置不同,将新型的预埋件结构分为以下几种形式。(1)预埋件位于现浇砼上表面时,据预埋件尺寸和使用功能的不同,采用以下几种固定方式:a、平板型预埋件尺寸较小,可将预埋件直接绑扎在主筋上,但在浇筑砼过程中,需随时观察其位置情况,以便出现问题后及时解决。b、角钢预埋件也可以直接绑扎在主筋上,为了防止预埋件下的砼振捣不密实,应在固定前先在预埋件上钻孔供砼施工时排气。c、大面积预埋件施工时,除用锚筋固定外,还要在其上部点焊适当规格角钢,以防止预埋件位移,必要时在锚板上钻孔排气。对于特大预埋件,须在锚板上钻振捣孔用来振实砼,但钻孔的位置及大小不能影响锚板的正常使用。(2)当预埋件位于砼侧面时,可选用下列方法:a、预埋件距砼表面浅且面积较小时,可利用螺栓紧固卡子使预埋件贴紧模板,成型后再拆除卡子。b、预埋件面积较小时,可用普通铁钉或木螺丝将预先打孔的埋件固定在木模板上,当砼断面较小时,可将预埋件的锚筋接长,绑扎固定。c、预埋件面积较大时,可在预埋件内侧焊接螺帽,用螺栓穿过锚板和模板与螺帽连接并固定。 3.变电站结构 建筑结构主要分为下部混凝土框架结构和上部预制板结构,其中下部框架结构主要为建筑物底部提供1.5~2.5m架空层,方便直埋的高压电缆从架空层底部穿入电气室并连接空气绝缘开关的安装与施工,架空层还有利于将地面与室内空气绝缘开关等电气设备隔离,起到防潮的作用。 二、安装优化 1.可调节式墙板支撑系统 预制墙板就位后借助可调节式支撑系统进行水平度和垂直度找正,支撑杆必须考虑10%的余量,确保预制板安装过程中数量充足,支撑杆配置前要进行连接性和调整性检查。(1)墙板支撑系统由多个可调节式支撑杆组成,可调节支撑为多段式结构。为充分发挥机械效能,预制墙板支撑杆固定后机械吊车可撤离。通过专用配套支撑系统对预制墙板进行临时加固和垂直度调整。(2)当相邻预制墙板安装两块或以上时,对墙板构件间节点进行螺栓连接。调整支撑系统保证两连接板之间的间隙和垂直度,将全部螺栓进行初拧,从中心向四周扩散方向进行。 2.墙板翻身吊装技术 预制墙板运抵现场后,利用滑轮采用双机三点抬吊方式翻转预制墙板,翻转完成后,解除辅助吊车,主吊车将预制构件吊装到指定位置,运用座浆垫板加螺母调平法对墙板进行水平找正。 三、与同类先进成果主要技术指标比对 技术性能指标主要体现在大型预制构件吊装方法、墙板可调节支撑系统、新型节点连接方式、预埋件安装、装配式变电站结构改进等创新技术的应用方面。本文研究方案通过上述创新技术的应用保证了施工质量和进度,实现了施工过程的整体可控、简单方便、安全快捷、低碳环保,比较如下表1。 四、总结 (1)采用两车三点方式及滑轮对预制构件进行翻身竖直及吊装。先进性:构件受力均匀、翻身平稳可靠、调整方便、安全系数高。(2)运用由可调节式斜撑杆组成的专用配套支撑体系对其进行临时加固。先进性:固定牢靠、可快速对预制构件垂直度调整、加快施工速度、保证施工质量。(3)节点均为高强螺栓连接。先进性:节点强度高、整体稳定性及抗震性能好、施工方便、现场无需焊接和二次灌浆工作、大大提高现场工作效率和施工质量。(4)在预埋件上进行打孔和焊接固定筋。先进性:埋件处气泡空鼓少、与混凝土贴合紧密、固定牢靠、定位精度高。(5)增加底部架空层。先进性:方便进线和检修、节省室内空间、防潮防水。 五、结论 本文主要探讨并详细阐述了装配式建筑整体结构及安装优化设计,主要包含利用配置合理的支撑调节系统对预制墙板进行组装调节,新型高强度的螺栓连接节点、新型预埋件的应用、变电站特有的架空层设计等,实现了装配式建筑安装的高效率、低成本、一体化,并在阿美项目均取得了成功的实践应用,产生了良好的经济效益、社会效益、环境效益,为预制装配式建筑设计及安装施工特别是变电站方面积累了宝贵经验,同时为其他各类装配式建筑结构设计及安装提供了实际的借鉴参考,具有广阔的应用前景和可观效益。 参考文献 [1]张勃.装配式建筑在变电站土建设计中的应用[J].城市建设理论研究,2019,(26):60. [2]金俊杰.装配式变电站建筑结构优化设计[J].建材与装饰,2017,(20):219-220. 作者:陈修贵 赵洪琦 滕平强 单位:中国电建集团山东电力建设有限公司
水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主保护配置方案设计论文 1引出两个中性点情况下的主保护方案 1.1分支组合方式的选择 根据柘溪发电站的4个并联分支的基本情况,本文主要考虑的是12-34、13-24以及14-23这三种分支的组合形式。 1.2横差保护分析 在仿真实验的过程中,我们对各种分支情况下的零序横差、裂相横差以及这两种横差保护相互联合作用时候的保护效果进行了统计整理,在实验的过程中,将零序横差的保护选择为0.04IN,并将其作为动作门槛,裂相横差的保护采用比率的制动特性,,差动的门槛选择为0.2IN,斜率为0.3。根据我们对零序横差以及裂相横差的保护可动作的故障数统计结果分析,我们可以看出柘溪的横差保护具有如下特点: a.两种横差保护对同相异分支的故障动作的反映灵敏度均不高,个别的分支的动作数目可以达到18种,这主要是由于同相异分支短路的匝差太小,大部分不超过1匝所造成的。 b.同相异分支的短路故障的保护效果显示相隔的分支组合要强于其他的组合情况,而这主要是因为同相异分支的短路现象只能够发生在相邻的分支之间,比如第二分支只能够与第一或者是第三分支发生同相异分支形式的短路故障,所以采用分支相隔的组合方式具有比相邻分支组合更强的保护效果。 c.无论是零序的横差还是裂相的横差对于异相的短路故障均具有较高的反映灵敏度,这也是因为同相同分支之间的短路匝差比较小的缘故。所以柘溪水力发电站在今后的发展过程中需要不断的加强对同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护力度。 d.同时,仿真的结果表明,零序横差以及裂相横差保护的故障动作效果之间具有较强的互补性,所以为了提高保护的效果,可以考虑将二者同时装设在同一个系统中。 1.3纵差保护分析 我们对发电机组中的各种不同分支的组合方式条件下的纵差保护的动作效果进行了效果的统计与分析,差动的门槛以及斜率的数值均与以上仿真工作中的条件相同。仿真的结果表明,纵差保护具有如下特点:a.完全的纵差保护不能够实现对于同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护作用,但是可以实现对于2832中异相短路故障的完全保护动作;b.不完全的纵差保护对于各种的短路故障形式均具有较高的反映灵敏度,但是对同相同分支或者是同相异分支的故障的动作不够灵敏;c.对相间故障具有较高的灵敏度的保护是单套的不完全的纵差保护,但是能够实现对于异相短路故障100%动作率的只有双不完全纵差保护。 1.4联合保护方案分析 上述的各种保护方案在单独作用的情况下均有着一定的局限性,不能够收到令人满意的效果,所以需要研究横差保护与纵差保护协同作用的保护方案。通过对组合方案条件下可动作故障数的统计分析,我们得出了结论包括: a.如果选用的是3种中性点侧的分支组合方式,那么最好选择12-34式的分支组合,以便达到最高的故障动作效率; b.如果裂相横差与零序横差均不对这种匝间的短路进行反映,则不完全的纵差保护方案也不能够起到很好的保护作用或者是具有较高的动作率; c.这种联合保护的方案对于异相的短路故障具有较高的动作率,几乎可以实现全部类型故障的动作,但是提高零序横差或者是裂相横差的保护门槛的时候,组合的保护方案并不能够显著的提高动作的效率,所以在现场值不确定的条件下为了提高保护的动作率,可以增加一套纵差保护,进而为异相故障提供双重化的保护效果。 2结束语 在各种规模的水力发电站中,发电机都是关键的设施。但是因为发电机分支结构以及定子绕组结构的方式各不相同,所以实际的主保护方案的设计需要根据实际情况进行选择。本文仅仅例举了柘溪水电站的引出两个中性点情况下的保护方案的设计思路,希望能够对相关的工程设计以及学术研究有所帮助。 作者:冯业海 单位:南宁广发重工集团发电设备公司设计部 水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主接线创新设计研究 摘要:在简要介绍传统水轮发电机定子主接线的基础上,结合实例介绍“首—尾”,“首—首”及“尾—尾”交替接线方法在水轮发电机定子圈式线圈主接线中的应用及其优点。 关键词:水轮发电机;圈式线圈;定子主接线;设计 1概述 一般水轮发电机都采用三相双层绕组,三相双层绕组又可绕成叠绕组和波绕组两种。在整数槽绕组中,每一对极下每相所占相应槽号在磁场下所处的位置完全相同,每一对极就是一个循环,所以无论叠绕或波绕,其接线均较简单。在分数槽绕组中,每一个极下每相所占的槽数实际上是互不相同的,部分极下多一个或少一个槽,但每一相在不同极下所占总槽数是相同的。由于水轮发电机槽数较多,有些低速大容量水轮发电机的槽数竟多达700槽以上,因此分数槽波绕组的接线是比较复杂的,而分数槽叠绕组的接线方式则和整数槽时基本一样,只是前者是以单元电机的极对数进行循环的。本文主要讨论分数槽叠绕组的接线方式。 2实例分析 柬埔寨马德望多功能大坝项目是笔者公司设计的中容量立轴、轴流转桨式水轮发电机组,于2016年10月正式发电,发电机型号为SF6300—24/4250,额定功率6300kW,额定转速250r/min,飞逸转速601r/min,额定点效率96.5%。定子装配外径5000mm,定子机座高1600mm,定子铁芯整圆由18拼片组成,每片11槽,全圆共198槽,即定子共有198个线圈。每极每相槽数为23/4,为分数槽,采用3支路并联,循环序数为3233。 2.1传统发电机圈式线圈主接线“首—尾”连接方法的原理及其缺点 传统发电机定子圈式线圈主接线“首—尾”连接方法对于定子并联支路数为2及以上的绕组接线一般采用顺时针或逆时针方式按“首—尾”交替的方式连接。柬埔寨马德望多功能大坝项目发电机定子的槽数为198槽,每极每相槽数为23/4,为分数槽,采用3支路并联,循环序数为3233。 2.2“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替主接线方法的原理及优点 “首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替主接线方法主要针对传统发电机圈式线圈主接线“首—尾”连接方法中的缺点,在传统接线方法上作了较大更改,使其圆周方向上的铜环(导电环)长度最短,高度方向上铜环层数最少。与传统的接线方法相比,新的接线方法主要在原来的基础上作了以下调整:将每相引出线的主引出线和中性点引出线的其中一个支路的电流进、出方向对调。以图中的U1相为例,传统的接线方法中+Y方向左侧的U相引出线为第三个支路电流流出方向,应接至U相主引出线所在导电环,对应编号为3U1,而-X下方的U相引出线为第三个支路电流流入方向,应接至中性点引线所在导电环,对应编号为3U2。新的接线方法将上述两个接头对调(对调后该支路内部接线顺序需要作相应调整),改进后的接线中U相所在的两个导电环圆周方向上的跨度均缩小了近一个支路(约120°)。同理,将V相和W相也作相应更改。三相全部更改后,1U1与3U1,1V1与3V1,1W1与3W1三处相邻两引出线变成了“首—首”交替;而3U2与2U2,3V2与2V2,3W2与2W2三处相邻两引出线则变成了“尾—尾”交替;加上没调整的两个支路的“首—尾”交替方式,组成了新的“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方式。新的接线方式大大减少了铜材(导电环)用量和固定导电环线夹的数量,同时可降低定子机座高度,节省材料成本,经济效果显著。 2.3方案比选 柬埔寨马德望多功能大坝项目在做方案时笔者将两种接线方式的图都画好了,但是怎么选择,笔者跟同事及领导讨论了较长的时间。根据业主要求,该项目的交货期只有8个月,交货期很紧,如果沿用传统的接线方式,车间操作工在制作过程中没任何难题,可以确保在交货期内顺利完成。但如果采用新的接线方式,万一车间操作工在制作过程中接错了一个支路,则返工会额外增加许多工作量,不但造成人工成本增加,关键是工期可能会被廷误,从而给公司带来损失。经过一番思想斗争,包括笔者在内的几个年轻人并没有采用照搬传统的接线方式,而是决定尝试着用新的接线方式来替代。经过多方面比较和反复考虑,最终选择采用“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法。改进后的接线方法在实际操作中也不复杂,只需要提醒车间操作人员每相有一个支路需要将接至主引出线和接入中性点引出线的引线按图纸对调下即可。至于每相对调那个支路要根据该项目主引出线及中性点引出线的方位来定,调整的最终目的是为了使高度方向上导电环的层数最少,圆周方向上导电环的周向跨度最小。 3结语 柬埔寨马德望多功能大坝项目发电机做好已经好几年了,发电也已经半年多了,经过一段时间的运行考验,从电站的反馈信息来看,机组的各项性能均达到设计要求;说明“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法对机组运行没任何不良影响。此外,据车间操作人员反馈也没有出现接线过程出错,或不好接的情况;相反由于改后导电环层数少了,圆周跨度短了,每个环之间基本都错开了,反而对接线有利。我们之前担心会因为车间操作人员不小心接错线进而影响工期的问题几乎没有。由于过去传统的圈式叠绕组定子主接线大都采用“首—尾”交替的接法,而“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法在笔者公司还是首次使用,还在尝试阶段,在定子出厂之前及电站成功运行之前,笔者的很多同事包括笔者在内都对此存在一定程度的担忧。通过此次顺利生产过程及电站的实际运行效果,使笔者单位的同事及笔者本人对“首—尾”,“首—首”,“尾—尾”交替的主接线方法有了比较深的了解,为以后设计制造同类机组提供了成功的经验。 作者:刘吕芳;陆松 单位:浙江金轮机电实业有限公司 水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主绝缘损坏原因探究论文 1、设计、制造不良造成水轮发电机绝缘损坏 1.1为降低成本和缩小体积,设计时主绝球裕全偏低,同时某些部位主绝缘包扎层数不够有脱节现象。 例如,某小型水电站机组于1988年底投产发电到2000年运行共12年,实际运行时间不到5万小时,1996年就出现1号机差动保护在发电机升压过程中动作。经检查是A,B相相间主绝缘击穿。2号机在1998年大修过程中进行预防性直流耐压试验时突然击穿主绝缘。经查找为槽底线圈主绝缘对地击穿。经检查发现电机定子线圈绝缘偏薄,某些部位包扎不严,有多处绝缘开裂,不得不进行贴补处理。 1.2生产工艺直接影响着发电机的质量。 水轮发电机组铁芯振动现象时有发生,而且在运行中往往较难正确判断。如某电站1990年投产的水轮发电机组,在投产后不久,运行人员发现机组升压并网后,当负荷带到一定程度时产生异常尖叫响声。经技术人员分析判断为铁芯振动。其主要原因是制造时芯片叠压得不够紧,引起硅钢片在运行中振动。如不及时处理可能会引起硅钢片因长期振动疲劳而折断,最后割破线圈绝缘造成接地短路或相间短路故障,严重时往往无法在现场修复,需要运回制造厂进行铁芯压紧和重新嵌线处理。经采用新工艺在现场压紧后,通过2倍于额定电压的直流泄漏试验和直流耐压试验,然后又进行1.5倍额定电压的交流耐压试验。目前运行还较正常。 2运行环境对发电机主绝缘损坏的影响 2.1运行环境温度直接影响电机的寺命。 已投入运行的小型水轮发电机组大多数采用沥青云母绝缘,这种绝缘采用云母带在 整个线棒直线和端部连续包扎后,经真空浸漆处理,以消除端部搭接的缺点。但沥青软 化点低,主绝缘耐热等级极限较低,一般为105K。真空浸漆工艺复杂,掌握不严就不易 浸透,内部有可能存在气泡,造成线圈质量很不稳定。又由于某些电站为了提高运行水头 厂房建设得很低,为了防止台汛季节尾水通过窗户淹没设备,多数主机层墙上没有设置通风透光窗户,运行环境温度很高,机组散热不良,加速绝缘老化。特别是有的线圈制造不良,绝缘材料含有气隙,使绝缘温差增大,最热点的温度直接缩短定子绝缘的使用寿命。 2.2小水电站地处边远山区,在电气接线上往往处在线路的末端,电压偏移很大。 特别是丰水季节,400V机组的母线电压有时升高到470V,6kV母线有时竟达到7kV。小型电站的并网变压器只有三档分接开关.远远不能满足实际运行的需要而不得不抬高发电机出口电压。 某电站低压机组1978年投产发电,由于长期的高温和电压偏高影响,在夏季发电时电机主绝缘对地击穿,弧光放电将电机的定子铁芯及机壳烧成一个大窟隆,致使 事故后修复工作十分困难。 3、不良检修对发电机主绝缘的破坏 立式水轮发电机进行扩大性检修时,多数需要吊出转子,并且水轮机的转轮也需要通过定子膛中吊出进行补焊。在起吊中如果稍有不小心或吊车技术不熟练就会撞击定子线圈。 某电站水轮发电机组在第一次大修过程中,由于水机底环锈蚀严重,使用顶起螺丝无 法将底环吊出,改用15吨吊车硬性起吊,致使吊环脱落,而15吨吊钩猛烈撞击定子线圈端 部,造成电机端部绝缘多处受伤。 4、机组线圈主绝缘损坏的措施 (1)防止铁芯松动。在大修清扫定子铁芯时应注意观察,如发现铁芯出现红粉,表明该 处有松动.可用电工刀及其他薄型片状工具进行试插松动程度,正常时铁芯齿部插入深度一般不超过3mm。运行中还要注意线圈的紧固情况,在上下层线圈同相且电流方向相同时,作用力最大都压向楷底。如果线圈在槽内固定不牢,就会发生振动导致线圈表面防晕层磨损破坏,同层异相线圈电流方向相反时产生切向交变弯曲力矩最大,也会破坏绝缘。对有松动的线圈应及时将槽楔打紧,必要时可用斜键槽楔。端部松动可用无纬玻璃丝带加强绑扎,绑扎后喷以环氧树脂漆固化。 (2)防止电腐蚀。使用环氧粉云母作主绝缘的水轮发电机组在运行中暴露出的问题主要是电腐蚀。电腐蚀分为内腐蚀和外腐蚀,内腐蚀是因为主绝缘和防晕半导体支间有气隙,对地电压分配在主绝缘和气隙两种不同的介质上.使气隙游离放电;外腐蚀是因为防晕层与铁芯间气隙游离放电。内腐蚀首先破坏主绝缘和导线之问的粘结胶,使绝缘脱壳、胶线松散。产生电磁振动、胶线磨细折断,损坏主绝缘;外腐蚀首先是磨破防晕层,加剧电晕放电,造成线圈表面绝缘损伤。 为了防止电腐蚀,可采用下列措施: (1)电腐蚀的轻重程度与线圈所处电压有关,腐蚀大部发生在发电机电压大于4kV以上线圈中,可在电机运行一段时间后,采取线圈中心点与出线端倒位措施缓解。 (2)运行电机若发现有臭氧味,往往是电腐蚀的前兆,可用局部放电仪进行检查。小水电系统一般都不具备这个条件,可以在环境较暗的情况下用肉眼进行初步观察。若在线圈槽口与线圈端箍连接处等部位出现兰色辉光,则有电晕现象。需要进行检修处理。 水轮发电机组控制系统设计:混流式水轮发电机组主轴系统振动特性分析 摘 要:针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题,应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,分析主轴系统固有频率及振型变化的特点,研究主轴系统的振动特性,并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型. 研究结果表明,主轴系统在多种外激励作用下,除了产生强迫振动外,还可产生主共振、分数共振等复杂的振动现象. 研究结果对进一步研究主轴系统动态特性有一定的参考价值. 关键词:混流式水轮发电机组;主轴系统;振动特性;ANSYS 0 引 言 混流式水轮发电机组在强大的电场、磁场和水动力的共同作用下,其运行常伴有激烈的振动,这就造成某些部件会受到一定程度的破坏,严重影响水轮发电机组的安全稳定运行,给水电站造成重大经济损失.大多数学者[1-4]通常以转轮为研究对象,应用有限元分析软件对其进行分析,以确保水轮机组的安全稳定运行.在实际的水轮发电机组系统中,机组主轴是系统的转动部件,也是能量转换的关键部件,工程上机组出现的强烈振动现象以及发生破坏的部件大多与机组主轴系统相关,目前对于发电机主轴系统的研究还不够深入,因而深入研究机组主轴系统的振动特性就显得极为重要.虽然试验研究能够较好地研究水轮发电机组主轴的振动特性[5],但存在成本高、周期长的缺点,有时还难以达到预期效果.随着计算机技术的发展,人们越来越多地应用计算机技术分析系统的振动特性,并取得很好的应用效果.[6-10]本文以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,应用大型有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,通过该模型对系统的固有频率及相应振型进行仿真,对系统所受的主要外激励频率进行分析计算,并在此基础上对主轴系统的振动特性进行分析和研究. 1 有限元模型 以某水电站的主轴系统为研究对象,该系统主要由发电机转子、主轴、水轮机转轮、推力轴承和导轴承组成,见图1. 主轴系统各部件材料及其物理力学参数见表1. 简便而不失一般性,建模过程中对主轴系统模型作如下简化:(1)主轴系统为一定常系统,并且为线弹性体;(2)主轴系统各部件之间作联结处理,将联结后的主轴系统看作1个整体,3个导轴承和1个推力轴承均被假设为刚性支承;(3)主轴系统结构上的圆角和倒角、转轮上冠法兰上的螺栓孔、主轴法兰上的螺栓孔、上冠上的减压孔等,在模型中均不加以考虑. 用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,具体步骤如下:(1)基于特征的参数化造型,建立主轴系统的三维几何模型;(2)对主轴上的3个导轴承处沿图 2 主轴系统的有限元模型x和y方向的径向位移及推力轴承处沿z方向的轴向位移进行约束;(3)采用SOLID92单元对模型进行网格划分,这里划分为222 657个单元和74 192个节点.通过以上步骤即可得到主轴系统的有限元模型,见图2. 2 外激励频率 2.1 转频激扰力 当发电机定子内腔和转子外圆之间气隙不均匀时,定子和转子间就会产生不均衡磁拉力,即转频激扰力,称该力的频率为转频.其计算公式[11]为 式中:n为转轮额定转速. 2.2 尾水涡带激励大量的运行实践和模型试验表明,当混流式水轮机在部分负荷工作时,尾水管内产生不稳定流动,即出现尾水涡带现象,尾水涡带一般呈螺旋状摆动,从而造成低频压力脉动,出现功率摆动、噪音、空蚀和机组与厂房振动现象,给水电站运行带来极大危害.尾水涡带的频率[11]一般可表示为 式中:H为设计水头. 2.3 弓状回旋激励当机组转动部件与固定部件不同心、局部有缺陷或转轮上水流不对称时,将在运行中引起摩擦,从而使转轮周期地推向1侧,引起弓状回旋振动.混流式水轮机的出力超过某一定值时,有可能出现弓状回旋振动.此时水轮机转轮在外水封内沿转动方向作椭圆轨迹的弓状回旋.其振动频率f3约为转频的2~3倍,近似于弓状回旋的自振频率. 2.4 涡壳中的不均匀流场激励涡壳中的水流并不像理论假说的那么均匀,因此在涡壳齿部易产生撞击进口水流,从而对转轮引起振动.其振动频率的计算公式[11]如下 式中:n为转轮转速;Z为转轮叶片数. 2.5 推力轴瓦激励因推力轴瓦不平造成机组在运行中出现较大振动,经原型振动测试分析得出其振动频率[11] 式中:n为转轮转速;p为轴瓦数. 3 振动特性分析 应用ANSYS分析机组主轴系统可得到系统在自由振动状态下的前9阶固有频率值及其相对应的振型.固有频率值见表2,相对应的振型见图3. 通过分析可知,主轴系统的振型主要表现在转子与转轮的振动形式上:第1阶振型为转子绕轴线的扭转振动;第2,3阶振型为转子的摇摆振动;第4,5阶振型为转轮的摇摆振动;第6阶振型为转子的轴向拉伸变形;第7阶振型为转轮绕轴线的扭转振动;第8,9阶振型为转子的弯曲.研究对象中n=75 r/min,H=59.8 m,Z=13,p=16.代入式(1)~(4),可分别得到各外激振频率,见表3. 由于尾水螺旋涡带频率很低,为0.38 Hz,在额定工况下对机组主轴系统产生强迫振动;由于转频激扰力的2倍转频和3倍转频的数值与主轴系统的1阶固有频率十分接近,则在转频激扰力的作用下可引起主轴系统产生1阶模态的分数共振;由于弓状回旋激励频率与主轴系统1阶固有频率比较接近,则在弓状回旋激励的作用下可引起主轴系统产生1阶模态的主共振,其表现形式为转子绕轴线的扭转振动,见图3(a);由于涡壳中的不均匀流场激励频率与主轴系统的第7阶固有频率较接近,则在涡壳中的不均匀流场激励作用下可引起主轴系统产生7阶模态的主共振,其表现为转轮绕轴线的扭转振动,见图3(e);推力轴瓦激励对发电机转子影响较大,由于其频率与主轴系统的第8,9阶固有频率接近,则在推力轴瓦激励的作用下该激励容易诱发机组产生第8,9阶模态的主共振,其表现为转子的弯曲,见图3(f). 可见,主轴系统在各种激励下会出现比较复杂的振动现象. 4 结 论 应用ANSYS对某水电厂的混流式水轮发电机组主轴系统进行振动特性的有限元分析.对主轴系统的前9阶固有振动频率及相应振型进行仿真,对机组在额定工况下受到的主要激励频率进行计算,并对主轴系统在这些激励影响下发生共振的可能性及共振表现形式进行分析.结果表明:研究工作对进一步研究主轴系统动态特性具有一定的参考价值. 水轮发电机组控制系统设计:灯泡贯流式水轮发电机组的安装与检修 摘要:随着我国经济社会的不断发展,对电力的需求越来越大,水轮发电机组也越来越受到关注。文章介绍了灯泡贯流式水轮发电机组的安装与检修流程,及压注意的相关事项,以保证发电机正常运行,水电站顺利发电。 关键字:灯泡贯流式;水轮发电机组;安装检修 水力发电的实现离不开一种重要装备――水轮发电机组,因此,安装水轮发电机组在水力发电工程中具有非常重要的作用。在水轮发电机组的安装过程中,要根据相关的安装实例、经验和设备安装使用说明书,主要进行动态控制,还要跟踪关键部位、重要工序的安装。安装完成后要进行必要的检修,以确保机组的正常运行。 1 安装前的准备工作 1.1 开箱验收设备 按照水轮机组的安装进程,组织供货商、使用单位和安装单位的代表开箱验收要安装的设备,如果设备与合同所列设备相同方可交予安装设备进行安装。要提前半个多月开始开箱验收安装设备,一旦发现设备存在问题,如设备数量不足、存在质量问题、与合同设备型号不符等,要及时告知供货商,然后由供货商对设备进行更换或补齐不足,这样就不会对机组安装的进度产生影响。 1.2 安装人员的水平 安装水轮机组要有合格的、技术过硬的安装队伍。因为不同的安装队伍,其人员组成、人员水平是不同的,所以,要对安装人员的技术水平、自身素质进行考核,这是十分必要的。 1.3 材料等物资的检查 施工单位自行购买的焊条、材料等,都要有相应的出厂监测资料或合格证件,在经过严格的审查后才能使用,避免产品以次充好、以劣充好的情况发生,确保原材料的质量符合标准和要求,对使用的各种量具、计量表等的准确性和有效性,对现场人员进行查验或审查,保证其具有岗位操作资质。 1.4 设备的存放 要按照相关的规范、规定和厂家对指定产品的技术要求存放设备,如一定要对放在露天场所的设备做好防晒、防雨措施,而且要用物品将其垫高,堆放设备的场所要做好排水准备,如修建排水沟,周围要堆砌临时围墙。对一些特殊设备一定要做好防潮措施。 1.5 工程的移交 土建移交机电安装工作面时,一定要认真检查施工场地,到满足工作面移交条件后,由土建单位代表、监理工程师、安装单位一起办理工作面移交手续,如果在这个工作面上,土建单位还有没有做完的工作,或者土建单位有一些工作一定要在安装完机电设备后才能进行,在安装完成机电设备,并且监理工程师也验收合格的前提下,按照相同的方式将其移交给施工单位继续施工。 1.6 安装措施的落实 在安装水轮发电机组前,安装单位要提交水轮发电机组的安装组织措施,对转子、发电机定子等关键的机组部件,还要提交具体的施工组织措施。为了确保措施到位,要安排相关人员或单位审查施工组织措施,同时,供货商要根据不同安装阶段安排相应的技术人员到现场进行监督、指导,确保顺利安装。 1.7 认真检查设备 安装水轮发电机组前,要全面对各种部件进行清洗,并仔细进行检查,记录好关键部件的尺寸、椭圆度、公差。为了确保质量,要对有些部件拆开进行检查,或者通过一定的试验来检查,总之,在安装之前要保证设备符合要求。 2 水轮发电机组的安装流程 灯泡式电站机组没有曲线型流道如蜗壳、肘形尾水管等的施工,这与装设轴流式和混流式机组的常规电站不同,所以可以将土建施工速度加快。加之,灯泡式发电机组能够在轴承、主轴等安装完后,同时对发电机和水轮机行安装,因此能将建设电站的时间大大缩短。 3 关键部件安装与检修 3.1 安装管型座 作为灯泡贯流式机组最重要的基础部件,管型座是整个机组和流道的主要传递力和起支撑作用的部件,机组其它部件的质量直接受其安装质量影响,因此要对其中心、水平和标高等严格进行控制,尤其是两端面法兰的平面度和垂直度。按照通常水电站的施工特点,在具备安装管型座的条件且还没有形成桥机和厂房时,不能将组成后的管型座整体调八安装间机坑进行安装。为了将工期缩短,在工程土建施工过程中,布置混凝土大型垂直起吊运输机械时,可以考虑采用分瓣吊装管型座、组圆在机坑内垂直拼装的方法。 3.2 安装主轴及组合轴承 发电机和水轮机使用的是共同的主轴。水导轴承、组合推导轴承等装配在主轴上。轴承是属于启动为重载静压,运行为动态的类型,高压油顶起装置设置在水导和组合轴承下面。油泵不仅在机组运行时提供润滑油给各个轴承,轴承油箱和高位油箱之间还有一部分油在循环,在断电情况下,各轴承可以通过高位油箱来供油,这样就对停机过程起到了很好的润滑作用,保护了机器设备。安装间装配完主轴后,从管型座上游侧框架孔调入流道后水平转90度,然后缓缓向下游移动大轴,直到其达到安装位置。为了使主轴及轴承的各项参数都能达到设计标准,要使用生产厂家提供的专门调整工具进行调整。 3.3 安装转轮 在安装间完成转轮的解体、清扫、组装工作后,再测试转轮的动作和耐压程度,吊装要在测验满足要求后进行。吊装前,拆下一叶片,将吊具装好,通过桥机的主、副钩使转轮翻转180度,然后使用副钩从水轮机坑将转轮吊八和主轴把合,用电加热法将联轴螺栓打伸长,待紧固后再装上拆下的叶片。 3.4 安装转子和定子 磁极和转子支架构成了转子,转子支架整体到货,螺栓将磁极把合在支架上,很容易组装。挂装磁极前,要先测量绝缘电阻,然后根据重量和极性装配。挂装后,转子的直径和圆度要通过磁轨圈和磁极之间的调整垫片进行调整,各个半径和平均半径的差的绝对值要保持在一定范围内。全部组装完转子后,再测试交流耐压能力,然后喷漆,最后使用翻身工具和转子起吊从发电机坑将转子吊八,以联接主轴。 定子与转子支架一样,也是整体到货,在安装间要将制动器、挡风板和管路装设好,装设完后测试定子的交流耐压能力。为了避免定子在吊装过程中变形,要使用生产厂家提供的专用平衡梁吊装定子。 3.5 安装灯泡头 转子吊装前,要将灯泡头吊八流道,为了使灯泡头能临时落在支墩上游侧,用在中墩上固定的手拉葫芦在灯泡头接近发电机支墩时往上游方向拉,定子就位后,然后再吊起使之与定子组装,定子在桥机松钩时用千斤顶顶起来,让定子保持在没有连接灯泡头之前的状态。之后,发电机辅助横向支撑、垂直主支撑、机组导流板、发电机承压盖板等再依次安装上去。 4 水轮发电机组的检修 安装完灯泡贯流式水轮发电机组后,要对整个设备进行几次全面的检查,保证灯泡贯流式水轮发电机组能够顺利运行,否则将给将来的使用造成重大的隐患。下面介绍几种可能的隐患: 4.1 转子―点接地 在发电机组使用过程中,“转子一点接地”光子牌一直亮灯,而绝缘电阻绝缘情况良好,在对转子系统进行全面检查后,发现转子到集电环的引线中有一条电缆外皮被电缆夹夹损,导致电缆夹嵌入电缆皮内部,并且有明显的放电灼伤痕迹。这主要是安装时电缆接触面和电缆夹没有按照规定的要求进行有效的绝缘包扎,电缆夹收夹较紧所致。 4.2 主变低压侧真空断路器故障 在设备使用过程中,某一台发电机突然停机,经过检查发现,主变低压侧真空断路器跳闸引起了发电机甩负荷过速事故停机。而主变低压侧系统保持正常,而主变低压侧真空开关无法正常合闸,将其打开发现有大量尘污附在储能操作机构内。对其进行清污,并加入一定的润滑脂,操作机构恢复正常,合闸也能正常进行,发电机也能正常运行。这是由于安装过程中环境太差,而安装完毕后又没有进行检查所致。 5 安装过程中需要重点注意的问题 (1) 要对水轮机组过流部件中密封部位的有关尺寸进行仔细的检查,并根据有关标准进行渗漏试验,保证密封件的压缩量能够满足设计要求。 (2) 在进行主轴安装和调试时,应该对上游侧与管型座定子把合法兰的同心度进行检查,以确保对管型座把合螺栓和定转子空气间隙的安装和调整能够顺利进行。 (3) 从主轴吊人机坑的完成至机组正式发电大约需要1~2个月的时间,所以,要对镜板、发导轴颈和水导轴颈等部位进行如设置除湿机、涂抹凡士林等防锈处理,以确保镜板和轴颈部位不会发生锈蚀。 (4) 在进行受油器座的安装时,要充分考虑到机组运行时灯泡头上浮量的问题,对受油器体和浮动瓦的间隙进行合理控制,保证上部小于下部,使其两侧的间隙处于相等的水平。同时,受油器的支撑应该具有足够的强度和刚度,以免因受油器振动过大而造成浮动瓦及其它部件的损坏。 (5) 水轮机组各个部件的联结螺栓的预应力应该符合设计标准的要求,同时,还要确保转动部位螺栓锁定的可靠性。 [6) 施工人员在定转子内进行施工时,要注意采取相关措施避免各类工具和零件落入气隙或被遗忘在定转子内。 (7) 要对机组各个部位的高压顶起装置、轴承润滑油系统、轴瓦及其油孔进行彻底的清洗,在润滑油的管路安装结束后,还要注意采用循环滤油的方式对其进行冲洗,并保证各轴瓦的进油边尺寸符合设计及有关标准的要求。 (8) 水轮机组各部分的瓦轴间隙要满足设计图纸的要求,主轴和筒式瓦之间不能存在偏斜的问题,在机组安装全部结束后要重点对水导瓦间隙进行检查。 6 结语 水轮发电机组是水电站中最重要的设备,也是安装机电的关键,因此要保证发电机组按照要求进行安装,并且要对安装过程进行监督。安装完成后,要进行必要的检修,将各种隐患排除,保证发电机正常运行,确保水电站顺利发电。
电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化精品课程建设的实践 【摘 要】从课程内容体系结构的构建、教学方法及手段的改革、实训基地和教材的建设、教学团队建设和课程网站建设等方面阐述电子设计自动化精品课程建设的工作,为其他精品课程建设提供借鉴。 【关键词】精品课程 电子设计自动化 项目教学法 电子设计自动化课程是我校电子信息工程技术、应用电子技术和太阳能光电子技术专业的核心专业课程,其前身叫“Protel电路设计”。2010年我校的“电工电子与自动化实训基地”获自治区高等职业教育能力建设专项项目并获自治区财政支持,建设了电子设计与生产工艺实训室和大学生创新实训室,随着印制电路板的设计、生产制作设备和电子产品生产工艺生产线投入教师教学和学生实训中,从而形成了电子设计自动化课程。2014年电子设计自动化课程被确认为校级精品建设课程。 精品课程应该体现学科现代教学思想,符合现代科学技术和地方产业发展或行业技术的需要,有利于带动高校教育教学改革,科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性是精品课程较显著的特点。 一、加强课程内容体系结构设计,对接岗位能力选取教学内容 (一)电子设计自动化课程的内容。一是基本知识的学习。将电路原理图的绘制、元器件封装库制作和使用、印制电路板(PCB)的设计和打印等基本知识融入项目进行学习。二是以电子产品设计、制作实例进行综合实训。把印制电路板制作、电子产品生产工艺与规范融入这一阶段的学习和实训,培养学生电子产品的设计和制作能力,满足职业岗位能力培养的要求。 (二)教学内容的选取符合岗位能力培养的要求。邀请企业工程师到我校讲座、指导实训,参与课程大纲、课程教学内容、实训内容、实训指导的制定,使我们的教学能跟上行业的新技术、新工艺,培养的学生符合行业、就业岗位的需求。 依照项目教学法设置教学内容,将实际开发项目、典型产品案例和学生创新项目引入到教学当中,基于工作过程构建学习情境,如表1所示,教学情境的设置遵循由感性到理性,由简单到综合的过程。首先通过学习情境1单管放大电路的印制板制作这个简单项目的实训,使学生掌握绘制原理图、生成网络表、合理的规划印制板、导入元件的封装、元件的布局及布线这些制作印制板的基本知识。然后再进入学习情境2、3的学习,进一步巩固上面的基本知识,同时引入元件封装库的制作等知识的学习。最后通过学习情境4加入复杂原理图绘制和多层印制板的制作等内容。整个课程以电路的原理图、PCB 图设计、元件封装制作为基础,以培养学生印制板的制作、电子电路设计和制作能力为核心,将课程建设成集能力培养、职业素养训导和学生创新能力培养为一体的教学平台。 二、加强教学方法与手段改革,不断提高课程的教学质量 电子设计自动化是一门实践性很强的课程,采用项目教学法、任务驱动法将理论知识融入电子产品制作中,实现理论与实践的有机结合。充分运用精品课程网站的教学资源,利用网站的“电子论坛”“在线讨论”及时为学生解决问题,引导和启发学生自主进行知识的建构,激发学生的学习兴趣,全面提高学生的实践动手能力和创新能力。 (一)采用集“教、学、练”于一体的项目教学模式。以企业项目、真实产品和学生创新项目设置教学情境,以项目为载体学习电路原理图的绘制、元件封装的制作和PCB板的制作等基本知识,克服了传统的计算机辅助软件教学和实际使用脱节的教学模式,实现了理论与实践的紧密结合。该课程在机房和电子设计与工艺实训室进行教学,建设了一套电路制板设备和一条焊接工艺生产线,做到了教学环境一体化。“电工电子与自动化实训基地”的大学生创新实训室和电子设计工艺实训室是全天开放式运作模式,学生可以随时进行电子电路的设计和制作。 (二)把综合项目化为子任务,做到深入浅出,激发学生的学习兴趣。根据产品制作的过程,将项目化为一个个子任务,让学生在完成项目的过程中掌握制作印制板的基本知识和技能,进而完成相应电子产品的制作、调试,使学生能感觉到学习的快乐和动手制作的成就感,让学生成为学习的主体,不再是被动的学习。 (三)采用分层次教学。对于能力强、乐于助人的学生进行强化训练,增强他们的分析问题能力和动手能力,培养成为班级的“学科带头人”,并鼓励他们多帮助其他同学。而对于理解能力不强、动手能力较差的学生,采用多关注、主动引导他们解决问题,培养学习兴趣,保护他们的学习积极性。在这些年的教学中发现培养班级“带头人”在班风、学风建设中非常有用,能带动整个班的学习积极性。 (四)与企业合作教学。利用校企合作的平台开展教学,把电子产品的调试与制造工艺阶段的学习部分尽量放在企业进行。设计的学习情境尽量以企业项目、真实产品为载体,缩短了教学与行业、产业的距离。安排行业工程技术人员定期到学校交流,他们不断带来新的行业或技术信息,使课程教学和技术进步保持同步。 (五)建立有利于激发学生学习兴趣、动手能力和创新能力培养的考核体系。包含考勤、课堂表现、阶段学习效果评价,从理解能力、动手能力和团队合作能力进行评价,达到既能奖励动手能力强、愿意帮助他人的学生,又能保护落后学生的学习、动手积极性。电子设计自动化课程教学在培养学生的创新思维、动手能力、实践技能以及团队合作精神等方面起着重要的作用。在教学中以人为本,以学生为中心,激发并保护学生的学习兴趣和动手制作的积极性。 电子设计自动化精品课程教学内容的设置、教学活动的开展与技能竞赛相结合,突出了职业技能的培养。培养学生能够完成按照电路原理图进行元器件的选择、电路原理图的绘制、PCB设计,完成PCB图和制板文件,制作出电子产品的PCB板,并在电路板上装配、焊接与调试,为参加电子设计大赛和技能大赛打下坚实的基础。经过这些年的教学改革探索与实践,我们专业的学生参加自治区级以上的职业技能大赛和全国大学生电子设计大赛,获自治区级以上一等奖6个(18人次)的好成绩。 三、加强课程教材和实训基地的建设与使用 (一)教材使用与建设。根据就业岗位的调查研究,紧跟行业的新技术、新工艺,符合高等职业教育的特点,及时更新教学内容,综合使用下面几本教材:《Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计》(第二版),《电子技术实践与训练》(第三版),《电子产品工艺与质量管理》。编写了《电子设计项目化实训教程》,选择典型电路、电子设计大赛的典型题目编写实训教程,把电路板的设计与制作流程、电路安装与调试编写成实训指导书,能很好的指导学生学习和实训。 (二)校内实训基地与实训设备建设。我系电工电子与自动化实训基地,自2010年获自治区财政支持建设以来,建设了电子设计与生产工艺实训室、电工电子实训室、单片机与CPLD实训室、大学生创新基地等,具有良好的教学设备与专业技能实训条件,建有一套完整的电路制板设备和一条电路焊接工艺生产线,满足单层和双层电路板的设计制板要求,包含了手工焊接和自动焊接,直插式元件焊接和贴片元件焊接设备,能满足教师科研和学生实训的需求。 我系的教学用机房,大学生创新基地等实验室的电脑都已联网,学生可以方便地共享课程资源,通过“电子论坛”“在线讨论”充分互动,良好的教学资源和教学环境有效地促进学生的自主学习和课外拓展学习,实现了优质教学资源的共享。 (三)校外实习基地的建设与利用。电子信息产业是桂林的优势产业,其总产值占广西电子信息产业产值50%以上,电子信息企业多达上百家。通过对桂林无线电五厂等电路制板企业的深入调查研究与合作,与4家企业建立稳定的校企人才培养基地,充分利用企业先进的设备和资源,将电路板的制作工艺、电路的焊接和调试阶段的学习和实训放在企业进行。利用学校和企业这两种不同的教学环境和教学资源,将课堂教学和企业实践教学有机结合,构建与地方产业对接的实践教学体系。 四、课程网站的建设 精品课程网站是展示课程建设成果的重要平台。教师通过这个平台共享优质教学资源,学生则能在平台上利用课程资源自主学习,提高教学效果。网站资源的优质性、网站的导航和交互性是网站能否发挥其辅助教学功能的关键。学校建设了优质课程共享平台,精品课程也放在其中,有专职人员对网站进行定期维护,保证精品课程网站正常运行。 (一)共享课程的优质资源。共享了工具软件、教学课件、项目实训教程、电子制作实例、电路仿真、工业制版流程、电子产品生产工艺质量管理等资料。根据使用网站人员的评价反馈,紧跟行业的新技术、新工艺,就业岗位的要求,及时更新教学内容,改进教学方法和手段,保证教学资源的优质性。 (二)网站设置良好的导航。精品课程网站信息量大,为了更好地指导学生利用网站进行自主学习,需要有良好的导航。导航的设计顺应学生的认知心理,做到界面友好美观,操作简单直观,让学生能主动、愉快地自主学习,主动建构专业知识。 (三)建设交互性强的课程网站。课程网站设置“电子论坛”“在线讨论”模块,教学团队的成员定时回答学生提出的问题,与学生交流,打造一个学生与学生之间,教师与学生之间的互动平台,能吸引更多的学生主动参与课程的学习,激发学生的学习兴趣。 五、学科教师队伍的建设 为实现人才培养目标,精品课程建设的重要任务是教学团队的建设,电子设计自动化是理论与实践联系紧密的课程,因此,“双师型”教师的培养则成了教学团队建设的主要任务。首先,学校政策有保障,制定了相应的人才引进和培养机制。人才引进方面更青睐有企业工作经历的专业技术人员,应届毕业生则要求参加过全国电子设计大赛,并获得全国级别奖项的毕业生。同时鼓励教师获取职业资格证书,组织教师参加企业一线实践、培训,一旦获取职业资格证书,学校给予精神和物资奖励。其次,我们把最后一学期的顶岗实习分成三个阶段,分别放在大一、大二、大三,增加与企业交流、学习的机会,并指派老师带队到企业进行校外实训,我们的老师也加入企业的生产管理中,能更好的接触行业的新技术、先进的生产工艺和企业的管理理念。定期召开教研室交流会,交流教学心(下转第74页)(上接第59页)得和体会,以便协商解决教学过程中遇到的问题。同时鼓励青年教师积极申报教学、教改科研项目,从中不断提高课程教学水平和教学效果。 精品课程建设是一个系统工程,也是一个长期的过程,为使精品课程网站真正起到辅助教学的功能,提高教学效果,应该做好以下几点:教学体系、方法和手段先进性是精品课程建设的基础,课程教材和与地方产业对接的实践教学建设是精品课程建设的重点,课程网站的交互性和教学资源的优质性是精品课程建设的关键,学科队伍的建设是精品课程建设的保障。 电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化技术的发展与应用 摘 要:随着集成电路和微电子技术的发展,电子设计自动化技术(简称EDA)已经成为一门电子领域的重要学科。EDA技术的发展与应用成为21世纪电子设计的主流方向。本文主要介绍EDA技术的发展内容,展望EDA技术的应用蓝图。 关键词:电子设计;自动化发展;应用蓝图 一、电子设计自动化技术的概况 现代电子产品多体现开发周期短、更新换代快、功能多重、能耗偏低等特点,产品体积日趋小巧,相比较传统电子产品,其广泛运用现代科学技术,电子设计自动化程度提升,产品的竞争力迅速提高,能够更有效运用现代化科学技术,以适应时展变化。而这归因于电子设计自动化技术,集合众多学科的最新研究成果发展而来的一门新科学领域技术。 电子设计自动化技术内容主要为大规模可编程逻辑器件(简称PLD)、硬件描述语言(简称VHDL)、软件开发工具(主要为MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和实验开发系统四个方面。大规模可编程逻辑器件是EDA技术的设计载体物质,帮助用户利用编程实现逻辑功能;硬件描述语言是电子系统设计实现功能的表达手段;软件开发工具则是系统化、自动化的设计工具,帮助EDA技术设计电子系统;实验开发系统则是有助于电子系统设计的系列下载工具和硬件验证工具。 电子设计自动化技术的发展也并非一日而成,由一学科而诞生,其发展经历三个阶段:计算机辅助技术(简称CAD),计算机辅助工程设计(简称CAE)和电子设计自动化(简称EDA)。 (一)CAD阶段(20世纪70年代) 早期电子系统硬件设计经由分立元件向集成电路模式发展,硬件设计随之进入早期发展阶段。硬件设计主要采用集成电路,并将其焊接在电路板上,做成早期的电子系统,而对系统的调整试验则是在PCB上进行。制作过程的复杂性要求,传统的利用手工图纸方式无法实现,因此过程高度复杂的产品设计工作由CAD工具,利二维图形编辑和分析完成。在20世纪70年代EDA技术发展阶段,电路板画图工具受到计算机工作平台的约束,其设计的性能较差,工作时间受制约有限。 (二)CAE阶段(20世纪80年代) 20世纪80年代推出了新的EDA工具,伴随着计算机和集成电路的推广发展而来的计算机辅助工程设计阶段到来――CAE阶段。其推出的EDA工具主要核心为逻辑形式模拟、计划性分析、模拟故障分析和自动布局布线,解决之前无法完成的对工具功能检测的重点问题。设计师在产品制造之前可以提前知晓产品的功能,利用计算机生成有关产品制造的文件,帮助在设计古城有效对产品性能进行早期分析检测。 EDA工具核心之一――自动布局功能与早期阶段产品设计工具解决人工重复绘图的缺陷相比较,80年代的CAE工具可以保证设计和制造出最优的电子产品,该工具不仅可以为产品开发提供便利,也能帮助设计人员提供最佳脑力创作。然而,电子系统复杂多样化,EDA工具无法全面满足设计要求,无法对产品设计元件进行优化处理。 (三)EDA阶段(20世纪90年代) 这一阶段EDA技术向电子产品自动化设计方向大幅度进步,归功于微电子技术的迅猛发展――芯片集成于工作效率的技术创新。集成电路高速率设计和电子系统的高水平发展趋势,极大促进了电子设计自动化技术取得进步发展。EDA工具实现设计、测试、生成文件等系统化的电子系统设计自动化,其不仅仅具备系统设计能力,并且包含各个工艺标准元件库,实现系统设计能力独立化,帮助设计工程师熟练设计电子系统[1]。 二、EDA技术应用蓝图 EDA技术应用前景广泛,可应用于高校实验教学活动、产品开发和科研、电器设备的更新换代与改造。随着软件开发功能的完善,电子系统可以集成在一个芯片上,产品设计硬件则可以利用软件方式完成,全面实现系统的编程和升级活动,因此,在科研活动和产品的开发过程中,EDA技术可被广泛运用。 各高校电子类专业较为火热的教学活动以及研究课题,都较多借用EDA技术设计各种复杂的数字系统,完成系统的开发与实验,同时也可以便捷地应用该技术进行硬件验证,简化数字电子设计实验的流程,而不同的学生可以根据自身的设计完成各项实验活动,便于高校教学活动的进行,也有利于提高学生的自我创造能力。这种技术大大简化了高校实验教学成本,因而也被推广应用。 采用EDA技术可以对机电设备中的电器控制系统进行重新设计或改造,设计时间较短,成本较低,同时可以提高机电设备的性能,增加产品的技术含量。电子产品更新换代速率愈来愈快,为满足市场消费需求,不一定要求所有的工程师创造出新的产品设计,在传统机电设备的基础上,对设备电子系统进行规划设计或改造,有利于产品额外价值的实现[2]。 三、总结 进入21世纪90年代,随着集成电路、微电子技术和芯片组合技术的发展完善,EDA技术在数字系统和微电子技术领域不断发展,现代电子系统设计成为电子领域发展的重要内容,同时EDA技术也需要在PLD和VHDL方面做出不断的更新完善,使之在计算机、工业、电器等领域广泛拓宽应用市场,利用电子设计的优势制造出领域更宽广的电子产品。在此可以展望EDA技术的兴起将超越电子设计领域向其他领域发展,设计不再单纯是电子类专业的设计,电子系也不再是工程师的代名词。 电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化实验环境的建设与管理 【摘要】介绍了电子设计自动化(EDA)实验环境的建设与管理的经验,简要分析了由此给教学产生的实际影响。 【关键词】EDA教学,实验环境,管理 由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。 1 EDA实验环境的建设 EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。 在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则: (1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。 为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。 (2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。 (3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。 (4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。 (5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。 2 EDA实验环境的管理 在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到: (1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。 (2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。 (3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。 3效果分析 (1) EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。 (2) EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。 (3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。 (4) EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。 电子设计自动化课程教学探析:VHDL语言在电子设计自动化中的应用 【摘要】随着电子技术的飞速发展,当今数字系统的设计正朝着高速度、大容量、小体积方向前进,其容量也由原来的几千门发展到几百万门,传统的自底而上的设计方法已经难以适应形势,电子设计自动化应运而生。其中VHDL语言就是电子设计中常用的一种语言。本文就VHDL语言在电子设计自动化中的应用进行了分析讨论。 【关键词】VHDL语言 电子设计 自动化应用 一、前言 近些年,随着电子技术及计算机技术的不断发展,使用原来的方法进行系统及芯片的设计已经不能满足要求了,需要具有更高效率的设计方法,运用VHDL语言进行电子设计就是在这种情况下开发的,而且被越来越广泛地应用到电子设计自动化中,显著地提高了开发效率及产品的可靠性。 二、电子设计自动化和VHDL语言概述 1、电子设计自动化概述。电子设计自动化又称为EDA技术,它是在上世纪70年代的集成电路技术茂盛发展下诞生的,与集成电路的复杂度是紧密相关的。在第一代电子设计自动化EDA中,其主要功能是进行图形编辑交互及设计规则检查,所要解决的问题是进行PCB布局布线或者晶体管级版图的设计;第二代电子自动化设计EDA系统,主要包括逻辑图的设计输入、逻辑综合、芯片布图、模拟验证及印刷电路的版布图等,随着集成电路尺寸越来越小、规模越来越大、速度及频率越来越高、设计越来越复杂,HDL的设计方案应运而生,随后具有描述语言的VHDL被提出来了。 2、VHDL语言概述。VHDL语言是指超高速集成电路的硬件描述语言,它是一种很快的电路设计工具,其功能主要包括电路合成、电路描述及电路仿真等电路设计工作。VHDL语言是由抽象及具体硬件级别进行描述的工业标准语言,它已经成为了一种通用硬件设计的交换媒介,很多工程软件供应商已经把VHDL语言当做了EDA或CAD软件的输入/输出标准,很多EDA厂商还提供了VHDL语言编译器,同时在方针工工具、布图工具及综合工具中对VHDL语言提供了支持。 三、VHDL语言的特点 1、VHDL语言具有较强的描述功能,能够对支持系统的行为级、门级及寄存器传输级这三个层次进行设计,和其它硬件描述语言相比,VHDL语言的行为描述能力更强,这种较强的行为描述力能够有效地避开具体器件结构。对大规模的电子系统的逻辑行为进行描述与设计,VHDL语言已经成为高层次设计中的核心,也是它成为了电子设计系统领域最好的硬件语言描述。 2、VHDL语言能够支持大规模的设计分解,及已有设计再利用,大规模的设计不可能有一个人独立地完成,需要多个项目共同的组成,VHDL语言中的设计实体概念、设计库概念、程序包概念为设计的分解及再利用提供了有力的支持。 3、VHDL语言具有较为丰富的模拟库函数及仿真语句。这使它能够在任何设计系统中,很早地就能对设计系统功能中的可行性进行查验,并随时可以对设计进行模拟仿真,将设计中的逻辑错误消除在组装前,由于大规模集成电路及应用多层的印刷技术器件组装完毕之后。很难进行修改,这就使得逻辑模拟变得不可缺少,运用逻辑模拟还能够减少成本缩短调试及设计周期。对于中小规模的集成电路,仅运用模拟就能够获得成功数字系统设计;而大规模集成电路,则需要运用逻辑模拟进行逻辑网络设计的检查与分析。逻辑模拟系统对于集成电路来说,是不可缺少的重要手段。 4、VHDL语言本身生命周期就较长,在VHDL语言设计中,并不包含和工艺相关的信息,其设计和最终工艺实现是无关的,能够使设计通过门级仿真之后,在用合适的工具映射到不同的工艺当中,当工艺进行更新时,就不需要进行原设计的修改了,仅改变映射工具就可以了,对于已经完成的设计,尤其是和工艺技术相关的参数可以运用VHDL语言所提供的类属进行描述,或者进行子程序功能的调用,可以在源程序不改变的情况下,仅修改类属的函数及参量就可以了,这样就可以改变电子设计的规模及结构了。当然在VHDL语言也有些不足之处,像没有WAIT语句、不能处理动态结构、不能等待时序等,但它整体还是有很多优点的,并为硬件设计带来了很大地方便,被很多用户所接受,也得到了很多厂商的有力支持。 四、电子设计自动化应用VHDL语言的开发流程 VHDL语言的开发流程主要为文本编辑、功能仿真、逻辑综合、布局布线、时序仿真及编程下载。其中文本编辑器能够进行VHDL语言环境的编辑,其文件保存为,功能仿真是指将文件调入VHDL的仿真软件中,并进行功能的仿真,对其逻辑功能进行检查以验证是否正确,也称为前仿真,对于那些相对简单的电子设计可以忽略这一步,在布线完成之后直接进行时序仿真:逻辑综合是指将文件进行逻辑综合并在设定的约束条件下进行综合。就是把语言综合成布尔表达式及信号连接关系,综合之后会生成,电子设计自动化的工业标准文件:布局布线则是将文件调到PLD厂家所提供的软件之中进行布局布线,这样就可以把已设计好的逻辑安放到PLD 内了;时序仿真是指利用布局布线时所获得的精确参数进行后仿真的验证:编程下载所指当确认方针没有错误后,就将文件储存到目标芯片中。 五、VHDL语言在电子设计自动化应用中的作用 VHDL语言在电子设计自动化中的应用,能够有效地打破传统硬件电路的设计界限,借助硬件的描述语言设计出与相关要求相符合的硬件系统,运用VHDL语言对电子设计自动化的应用,与C语言的语法类型是相似的,具有很好的可读性,掌握起来也较为简单,运用VHDL语言进行硬件电路的设计打破了原有地先画出电路的原理图,再进行元器件及实际电路定式的搭建,可以灵活地御用VHDL语言描述的硬件电路功能进行信号的连接和定时关系,在总体行为的设计一直到最终逻辑形成网络表的文件,对于每一步都要进行仿真的检查,在仿真结果分析中,能够发现电子自动化系统的设计中所存存在的问题,这样更有利于电子设计自动化应用的完整,并且其设计效率更高,时间周期更短,VHDL语言已经被广泛地应用在电子设计自动化中了。 六、VHDL 语言在电子设计自动化应用中所要注意的问题 1、文件名和实体名要相同,其后缀均为.Vhd,程序的存储路径不能有汉字出现,变量要放在结构体之中,变量并不是全局量,仅能在进程语句及子程序中进行使用。 2、关于顺序语句和并行语句问题,要把并行语句直接放人结构体里就可以了,而顺序语句就要放在process里了,虽然process自身是并行语句,但它的内部确是顺序语句。 3、在条件语句中,条件的覆盖是不完整的,综合器会把多余的锁存器引入进来,一定要对条件所覆盖的范围进行考虑,通常的处理方法是加上else语句进行条件补全,顶层的文件在进行存盘时,其文件名是不能和底层的文件名相同的。 七、结束语 随着电子技术和计算机技术的不断发展,电子产品也在迅速发展着,电子设计自动化技术改变了传统的数字系统设计方法及实现手段,而VHDL国际标准语言与电子设计自动化技术工具的结合,能够有效地降低设计的风险,缩短设计的时间周期,提高设计效率,随着VHDL语言在电子设计自动化的应用越来越广泛,并将会给硬件的设计领域带来很大的变革。 电子设计自动化课程教学探析:关于中职学校电子设计自动化课程改革的研究 【摘要】现本文就从背景、思路、方法以及课改特色等几方面对中职学校电子设计自动化课程改革进行相关探索。 【关键词】中职学校;电子设计;教学课改;课改方法 在中职学校电子设计自动化的人才培养过程中,应当明确电子设计自动化的重要性以及其对专业人才的需求方向,传统的教学模式已经不适用现代电子科技课程的教学,必须要对中职学校电子设计自动化课程进行教学改革。进行中职学校电子设计自动化教学课改,必须要明确课程改革的思路。 1.中职学校电子设计自动化课程改革的背景 电子设计自动化是现代电子设计技术的核心,是现代微电子技术和现代电子设计技术的有机结合,为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性,对于现代电子科技的发展有着重要的意义。 1.1 社会需要 改革开放以来,我国电子信息产业实现了持续快速发展,特别是进入21世纪以来,产业规模、产业结构、技术水平得到大幅提升。近年来,随着电子设计自动化开发工具功能的不断完善,使得现场可编程门阵列技术以空前的规模和速度渗透到各行各业,并成为当今电子设计领域中应用最为广泛的可编程逻辑器件之一,同时使得社会对电子设计自动化的人才需求量也越来越大。 1.2 人才缺乏 然而在经过企业的专家调研、访谈,中职学校毕业生的回访等信息反馈后,发现大家对现在中职学生的电子设计自动化技术的应用能力表示遗憾。在实际的电子设计工作中,大部分中职学生都不能将学习到的知识运用到实际工作中去,等学生在工作中才明白电子设计自动化技术对以后的发展和复杂数字系统的设计、产品的升级更新的重要性时已经为时已晚。因此,现代的中职电子设计自动化教学的主要任务是要建立一个健全的电子设计教学体系,以解决学生只是学习零碎的知识而用不出来的矛盾与尴尬。为了使中职学校电子信息工程专业的电子设计自动化教育紧跟社会的发展,改变现今中职与社会脱节的现状,必须要对现有的中职电子设计自动化专业教学课程进行改革。 2.中职学校电子设计自动化课程改革的思路 在科技的推动发展下,社会对电子设计自动化的技术人员的专业要求逐渐增高,培养大批掌握现代电子设计自动化技术的人才成为目前高等院校电子设计自动化教学的主要目的。然而目前的电子设计自动化教学手段和方法仍然存在一定的陈旧思想与就教学误区,对于其实行中职学校电子设计自动化课程改革势在必行。 2.1 对专业岗位群进行企业调研 在进行课程调研时,要与专业调研相结合,在选取调研对象时应广泛选取不同性质、不同类型、不同规模的企业的工程技术人员进行调研。调研的方法可以采用问卷调查法,通过调研及座谈根据电子信息工程技术、应用电子技术专业人才素质的要求,把所涉及到的职业活动分解为项目,再对工作项目进行分析,获得每个项目的具体工作任务,并对完成此项任务所需要的职业能力作出详细的描述。 2.2 以工作过程为导向,设计学习情境实施的教学资料、教学方法与组织 在教学方法上,不拘泥于某几种教学方法,而是根据中职学生的个性特征及教师的教学特点,运用各种各样的教学方法达到教学的目的。在教学组织上,采用模拟项目开发的方式,按照企业管理方式进行项目管理,让学生身为“准员工”体会工作环境和工作过程,强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心。 2.3 根据行动领域设计学习领域及学习情境 结合电子设备装接工的国家职业标准,确定了“电子设计自动化” 这一行动领域对应的学习领域学习目标与学习内容,再按照中职学生学习规律与职业成长规律将学习领域划分为5个学习情境,构成5个学习情境组成的学习情境库,方便对不同基础的学生组织教学。 2.4 确定课程标准 融入电子制图员、助理电子设计师职业标准、企业标准、电子设计的主流器件、新技术、新工具等“六新”,结合企业操作技能要求和工艺标准,确定课程标准。然后,根据典型工作任务的特点,将各教学内容进行知识的解构。按照中职学生职业成长规律与认知学习规律,以项目的形式,将课程分解为若干学习情景,将之前解构的各知识点重构到相应的学习情景中,真正实现“用什么,学什么”。 3.中职学校电子设计自动化教学改革的方法 在课程教学改革中,应当贯彻以学生为主体的指导思想,引入校企合作、任务领域的开发机制。课程标准修订和课程设计过程中要与企业紧密合作,以企业对新型电子产品设计研发能力的要求为课程核心。 3.1 调查研究法 中职学校可以成立专门的课程改革团队,深入行业企业一线进行人才需求调研、岗位工作知识能力素质要求调研、学生岗位工作适应性调研、专家访谈、毕业生访谈等,收集课程改革第一手材料,然后进行数据汇总、处理和分析,把用人单位对学生的要求与课程改革有机地结合起来,使课程改革与建设方案更加符合社会需要,更具有针对性和可操作性。 3.2 探索实践法 探索实践法主要是指在实际的教学组织过程中,按照中职学校电子设计自动化课程改革方案不断优化教学方法,提高中职学生学习效率和教学效果,特别是提高教学质量的自我监控能力,以实践的方式探索适合中职信息工程类专业学生电子设计自动化课程的教学方式及方法。 3.3 试点对比分析法 通过试点班级、试点教师实施课改教学,记录课程教学的过程以及出现的问题,主要包括学生的主动学习意识和课程的参与度,学生的学习态度和学习效果,教师的教学组织是否合理,讲义的内容组织是否合理,教学资料是否充分等;然后进行纵向的历史对比分析和横向的试点与非试点对比分析,找出课程实施中的问题,并研究提出解决问题的方法和措施。 4.改革要贴近中职学校电子设计自动化课程的特色 针对中职学校实际教学情况以及设施条件,结合当前社会对电子设计自动化人才的需求,在实行电子设计自动化课程改革时,应当建立起具有本院特色的课程改革体系,因材施教,以使本院学生更好的融合所学电子设计自动化知识在实际工作中的应用。 4.1 工学结合,“教、学、做”合一 以职业能力为核心、融入职业标准,以真实工作任务为载体,创设“教学做”一体化的教学情境,实行行动导向的教学模式。 4.2 提出虚实结合、软硬结合、实验室与网上虚拟实验实训结合的新的实践教学体系 充分利用网络的虚拟实验实训室,开展虚拟平台的仿真教学。实现教学资源的校内、校外共享。 4.3 学习与工作接轨,能力培养贯穿始终 体现课程设计与教学活动的“渐进性、真实性、实用性、先进性”,学生学习的过程就是实际的工作过程,实现了与实际工作的零距离接轨。 5.结束语 中职学校电子设计自动化教学的改革对于现代社会的发展有着重大的意义,在新的时代背景下,电子科技成为引领社会发展潮流的主要科学技术,而当前的电子设计自动化教学效果远远达不到社会的需求,因此,明确思路,采取措施方法,创建具有特色的中职学校电子设计自动化教学体系是当下中职电子信息学校发展中的工作重点。