建筑事业发展是我国城市化建设的保证,在近几年的发展中,我国各项能源均开始频频告急,低碳建筑成为建筑行业必然的发展趋势,在进行规划设计工作中,必须将地低碳建筑理念融入其中,为了对其具有更深的认识,特此展开本次研究。 1建筑规划设计时低碳建筑理念应用价值 在国家经济的不断发展中,建筑也得到了很大程度的发现,但是在建筑行业发展过程中,国家每年应用于建筑行业的能耗也呈现出逐年递增的趋势,各项能源均已频频告急,能源危机日益加剧,对我国经济造成很大程度的不利影响,基于此,在进行建筑设计工作中,必须对低碳建筑理念进行全面贯彻。与发达国家相比,我国建筑能耗明显大于发达国家,二者之间存在着很大程度的差距,因此,在进行建筑设计工作时,需要确保低碳设计理念能够得到全面应用。在目前的城市建设中,存在一部分开发商为了使建筑经济效益进一步提升,肆意压缩建筑之间的距离,同时在现代城市发展中多为高层建筑,建筑之间距离的压缩会对建筑光照造成很大程度的影响,进而造成热损失,对生态环境保护如考虑不足,不能有效保证建筑使用效率。 2利用低碳建筑理念实现建筑规划设计 2.1强化低碳建筑理念 在任何一项工作开展时,理念的强化都是其发展的基础,在现代建筑事业发展中,低碳设计理念有基础性意义,如果不能对低碳建筑理念进行合理强化,则无法保证建筑事业可持续发展。其具体应用为:在进行隔热保温设计时,大力推广节能性材料;在进行取暖系统和制冷系统的设计时,均使用节能型材料;在进行通风设计和采光设计时,将节能环保作为设计原则。建筑设计相关人员在进行材料时,第一步需要确保咱俩不会对人体造成伤害,在此基础上,尽量选择可以是资源浪费及消耗大大降低的替代材料,在目前的发展中,研究出多种复合性材料,均有较高的节能性,在进行建筑设计工作,为首选材料 2.2改进规划布局合理性 建筑是城市的重要组成,设计工作时,需要确保规划布局的合理性,保证建筑能够和周围环境完美融合,具体需要从三个方面展开。首先在进行规划设计工作时,要始终贯彻整体观念,对建筑所处的整体环境进行综合考虑,包括生态建设和风土人情,同时还需要明确当地的地形地貌以及温度变化,确保城市建设的整体型。其次,在进行建筑设计工作时,需要有效融合相关要素,实现建筑整体性提升,确保建筑可以与周边环境的基本元素有机融合,推进城市化进程。最后,在进行建筑设计工作时,需要进一步强化建筑通风和采光。通常情况下,建筑通风和采光不仅与建筑本身具有极其重要的联系,同时也会受到外部环境干扰,因此在进行建筑设计时,必须对建筑的采光和通风进行深入研究,确保能够最大限度满足建筑需求,竟然和推进城市化整体发展。 2.3提升材料应用环保性 在进行建筑工作中,需要应用到大量的建筑材料。但是传统的建筑材料通常会对周围环境造成破坏,同时浪费能量资源,对于人体的生活环境也会造成不利的影响,在很大程度上干扰城市绿色化建设。在传统的建筑材料中,存在很大一部分材料质量不能满足是不需求,对建筑质量不能进行有效保证,同时在在应用过程中还会有大量的有害气体释放,不影响建筑整体环境,同时使人们在实现应用时健康受到威胁。为了使这种情况得到有效改善,相关企业在环保材料研究方面投入了大量的资金成本,同时也得到了较为显著的发展。在目前的建筑设计工作中,环保材料的应用范围正在不断扩张,通过环保材料的有效应用,可以进一步提升建筑质量,同时也更好的满足国家相关需求。在目前的建筑设计工作中,环保材料在门窗设计中得到了周围普遍的应用,低碳节能门窗在建筑设计中也得到了进一步的普及。 2.4加强能源应用绿色性 建筑设计工作中,提升能源使用率是实践绿色建筑的重要方向,通过提升能源使用率,实现能源消耗的降低,能够强化生态环境保护相关工作。具体体现在维护结构隔热性能的提升,通过有效提升其隔热性能,会进一步降低建筑物整体能耗,确保建筑内温度不会直接受到外部环境干扰,具体需要从三个方面展开:首先,改进外墙保温设计,外墙为建筑外部设计,直接受到外部环境的侵袭,能够直接进行热量交换,因此外墙保温性对建筑钢铁保温性能具有直接影响;起床,需要对门窗保温设计强化,通常情况下,门窗是实现热量交流的重要部分,因此必须强化该部分保温设计;最后,需要推广可持续能源应用,在实现建筑绿色节能设计时,可持续能源应用具有关键性价值,同时也可以从根本上实现节能减排。 2.5强化资源应用循环性 在应用建筑物过程中通常需要消耗大量的资源,因此,建筑设计工作人员在开展设计工作时需要基于建筑全寿命应用进行,强化资源利用循环性,避免质量浪费现象的发生,而且在很大程度上也保护了当地的环境,实现建筑绿色化发展。在进行建筑材料选择时,需要倾向于使用能够实现循环利用的相关材料,同时还可以在建筑设计时加入废水处理系统,使建筑可以实现水资源循环利用。 3结束语 总而言之,在进行建筑规划设计工作时,低碳建筑理念具有极其重要的应用价值,能够有效提升建筑行业发展的可持续性。通过强化低碳建筑理念、改进规划布局合理性、提升材料应用环保性、加强能源应用绿色性、强化资源应用循环性可以使低碳建筑理念的应用具有更好的科学性,进而有效推进我国建筑事业的发展。
1公路路线的平面和纵横断面的设计要点 1.1公路的路线平面设计 (1)平面设计技术指标的确定要限制直线的最大长度,需要通过长直线型的时候,需要对景观单调的问题进行改善。与沿线具体情况进行结合,通过具体的措施来进行操作,高速公路同向曲线的最小实现长度不能超过6V,反向圆曲线的最小长度需要大于2V,设计时速约为80km/h,其次,圆曲线在平面线形当中是一种使用非常广泛的线形要素,圆曲线设计的过程中主要需要注意其加宽、超高以及半径值。 (2)圆曲线半径设计在平面线路设计的过程中,圆曲线半径是需要非常需要关注的一个基本问题,然而只关注这一点是无法达到路线行驶安全、畅顺的具体要求的,从具体实践上分析,线路如果过长或者过短直线和曲线如果搭配不当,就容易导致事故的产生,让通行能力下降,导致运营费用的损失和行驶时间的加长,并且可能会造成无法和自然景观相协调的情况,所以确定圆曲线半径的过程中一定要确保汽车能够通过一定的车速进行安全行驶,在对曲线半径进行选择的时候,需要充分的考虑到具体位置的水文与地质情况,让曲线既可以和地形情况相吻合,又能避免出现大量的工程量。为了确保汽车在行驶的过程中具有一定的安全性和舒适性,一定要加长圆曲线的长度,需要达到大约三秒以上的车程,如果无法达到此要求的时候,一定要注意充分的分析和考虑圆曲面半径增大,或者让圆曲面的长度减小。依照我国《城市道路设计规范》和《公路工程技术标准》中所规定的圆曲线最小半径。具体分析各等级公路的曲线半径,需要尽量比一般值大,只有在受到限制的条件下,才可以选择极限值圆曲线半径,在地形相同的条件下,尽可能的选择使用大半径,然而也不可以让半径过大,防止驾驶员在判断的过程中产生错误,所以一般情况下,圆曲线的最大半径需要小于10000m。如果汽车在弯道的时候,会受到离心力的影响,所以在设计平曲线的过程中一定要充分分析平曲线超高的情况,也就是把弯道外侧的车道抬高。车辆由于可以有一个向内侧的横向分力,就可以避免横向力的作用而减少离心力的影响,保证车辆在弯道上可以行驶的比较安全。 1.2公路的纵横断面设计 (1)纵断面设计公路的纵段面主要指的是沿着公路的中线进行竖向剖开之后的那个面,也就是设计线路过程中反映纵向坡度以及中线地面高度起伏情况的面。在道路设计的过程中是非常重要的一项内容,纵坡设计的过程中要对各个方面的要求和因素进行重点分析和考虑,首先需要达到公路工程技术标准的相关要求,第二,需要对沿线的水文、气候、地质、自然、地形等情况进行综合分析考虑,最后还要从经济的角度分析,避免工程造价超高的情况发生,并且需要对民间运输工具和农业机械等方面进行考虑,再设计纵坡的时候需要充分考虑相关因素,避免达到陡坡最小坡长限制值,最大纵坡值等,使用这些值的时候都要慎重考虑,以便以后在公路改造、公路等级提高等过程中留有一定余地,另外使用纵断面可以很好的将土石方开挖量计算出来,并且分析出具体的工程造价。并且可以和其他平面图进行结合,将道路的空间位置很好的体现出来。 (2)横断面设计在涉及公路横断面的时候,需要注意横断面由地面线和设计线共同组成,在设计的过程中,需要依照车流量的具体情况以及公路情况对公路的路幅进行设置,路基横断面需要依照设计规范来进行操作和确定,另外还需要注意与当地的规划相结合。尽量达到规划要求,并且与交通通行能力相适应,并且注意对投资情况进行控制,尽量节约用地,让公路的经济效益和社会效益最大化。 2工程实例分析 S303省道当中线路起点在习水县习酒镇,通过S303省道和GIS212线路相连,终点在土城镇,整个线路的长度达到了33.515km。依照公路横纵横断面以及平面设计的具体要点和要求原则,本工程的具体标准如下,公路等级设置为二级,速度控制在40km/h左右,路基宽度设定为8.5m,路基路面宽度设定为7.5m。路面主要以沥青混凝土铺面。平曲线的最小半径设置为120m,半径的极限值设置为60m,载荷设置为公路一级载荷。 3结束语 公路在设计的过程中,与行车安全、施工难度、投资情况、运用成本等诸多因素都息息相关。在线路的纵横断面设计又是公路设计过程中的一个重点和难点,需要相关技术人员不断积累经验,并从多方面进行考虑,研究设计标准当中的强制性文件,只有这样才能将和设计合理、造价经济的公路设计出来,让社会主义现代化建设更平稳快速的发展。
1工业建筑概述 1.1工业建筑的定义 工业建筑是指供人民从事各类生产活动的建筑物和构筑物,通俗的来说,凡是为工业生产服务的建筑均可称之为工业建筑。 1.2工业建筑的设计特点 工业建筑内部所进行的生产加工活动,往往会遵循一套完整的工艺流程,工艺流程由工业企业的生产技术条件和产品的生产技术特点决定,在保证合理性、经济型、可操作性等方面的前提下,实现产品从原料到成品的转化过程。因此,工艺流程具有极高的科学性和严谨性,它决定了生产的安全和产品的质量,是工业建筑设计的首要依据。 2工业建筑的立面设计 2.1工业建筑立面设计内容 建筑形体:建筑形体主要表现建筑的外部空间逻辑,是建筑立面当中最直观的视觉形象。工业建筑的形体一般相对简单,主要考虑室内空间的利用率、结构的经济性、设备的使用以及节能保温要求。围护结构:围护结构是构成建筑空间、抵御环境不利影响的构件。由于围护结构是建筑与外界环境接触的主要部分,因此它是立面设计的重要表现元素。建筑色彩:色彩表现是建筑设计当中非常重要的环节,除了能够决定建筑的艺术品位之外,还能影响使用者的心理反应。建筑色彩在符合城市色彩控制要求的前提下,通常需要迎合建筑功能。 2.2工业建筑立面设计的现状 从业主角度分析:作为单纯的劳动生产场所,工业建筑在功能的设计上多以使用率为核心,这往往导内部空间单调、工作环境恶劣,在立面的设计上则以保证内部空间的正常运行为核心,鲜有美学要求的考量。尽管近年来人性化设计理念被引入至工业建筑当中,生产模式由传统的粗放式向精细化转变,建筑内部空间和人员操作环境得到了显著改善,但外部空间仍然没有得到相应的重视。从设计师角度分析:业主长期以来的需求对设计方也产生了观念性的影响。一栋工业建筑的设计流程通常为:工艺专业提供平面与功能布局,建筑师则进行平立面的细化,该开门的地方开门,该开窗的地方开窗,门窗布置好了,建筑立面基本就设计完成了。工艺要求的主导地位与不可替代性导致设计师的想象力被功能牢牢地限制,在设计过程当中不会去考虑文化性与艺术性,更不用说去发挥主观创造性。 3现代设计理念影响下的工业建筑立面设计 3.1新材料与新技术 近年来新材料与新技术的不断涌现,使建筑设计的自由度上升到新的台阶。在工业建筑领域,钢结构的出现打破了传统建筑立面形式的束缚,往更轻快更优雅的方向发展,围护结构的材料更不仅仅只局限于压型钢板,其它材料例如耐候钢板、聚碳酸酯板、金属扩张网等均出现在现代工业建筑当中。另一方面,随着BIM技术和3D打印技术的广泛运用,复杂立面的可实施性得到大大提升。建筑师的想象空间将不再拘泥于横平竖直的方盒子,工业建筑形态将更具多样性。 3.2文化性与地域性 地域是建筑赖以生存的根基,文化是建筑的内涵与品位,任何建筑都应当尊重文化性与地域性,工业建筑也不例外。近年来一些具有鲜明地域特征和文化符号的工业建筑出现在大众视野当中,彻底改变了人们对工业建筑的传统认知,并对未来工业建筑的立面设计注入新的思想。武夷山竹筏育制场是一座用于制作游漂流竹排的工厂,建筑师将当地非常普及的材料与工艺在设计中进行针对性的运用:建筑主体采用素混凝土结构和混凝土砌块外墙,屋面采用水泥瓦,同时运用竹、木作为建筑遮阳、门窗等元素出现。所用材料和工艺均来自当地,且为了呈现其自身的特点,均未作过多表面处理。在满足经济性的前提下充分地体现出文化性与地域性。 3.3企业识别与企业形象 企业识别是指一个企业所能标识自己、区别外界的内在特点和个性。建筑设计是企业识别的重要组成元素,出色的建筑设计在提升企业形象和品牌知名度方面的作用非常可观。对于生产性企业,工业建筑的立面是最为直观的企业识别特征,通过对建筑立面针对性地打造,能将企业理念很好的传达给企业内部与社会大众。东阿阿胶位于山东聊城的新园区,其建筑立面将传统材料和现代材料相结合,传达出企业将传统技艺与现代工艺相结合的品牌定位。同时利用玻璃和金属幕墙形成的六边形符号,包裹游客服务中心的外立面,给建筑带来轻盈的通透感,而六边形的元素正是来源于公司的品牌标识。建筑师通过独特的重复出现的立面形态,将企业形象放大、使企业文化深入人心,建筑自然而然地成为了企业对外宣传的一张名片。 3.4“去工业化”设计 所谓“去工业化”,即掩盖工业建筑的标志性特征,用公共建筑的设计手法打造工业建筑,从而改变工业建筑千篇一律的呆板形象。值得一提的是,实现“去工业化”手段不仅仅只是重塑建筑的外观,还可以考虑从功能上进行拓展与延伸,并且后者能够更好的诠释“去工业化”所带来的公共性。丹麦建筑事务所BIG将哥本哈根的阿迈厄岛发电厂进行改造,建筑表皮通过玻璃与金属的重复交错,创造棋盘格式的立面语言,充满趣味性。功能上,除了垃圾焚烧的基本功能之外,还增加了小型赛车和攀岩等极限运动场地,甚至把屋顶改造成滑雪场。这一设计重新定义了废物处理和城市之间的关系,不但改善了垃圾焚烧厂一直以来冰冷孤立的形象,也展现出建筑设计对全球碳排放危机的回应,具有很深远的社会意义。 3.5工业旅游的开发 工业旅游它是将工厂风貌、生产过程、企业文化作为旅游资源,通过参观、体验、操作等方式满足游客的求知欲和好奇心的一种旅游方式。企业开发工业旅游,不但能够创造经济效益,进行自我宣传,同时还起到提升区域影响力的社会效益。工业建筑作为旅游载体,其立面设计不但要体现产品主题,还要满足参观者的审美需求。位于辽宁沈阳的华晨宝马铁西工厂是国内唯一获得4A级景区殊荣的汽车生产制造厂。厂区开放了对外参观权限,每个人都能够目睹世界顶级汽车制造商的办公环境和生产加工流程,感受先进制造技术和科学化管理所带来的高效性与人文关怀。厂区由海恩建筑事务所设计,建筑立面采用银色蜂窝铝板和玻璃幕墙结合的方式,极简精致,体现出汽车外形的特征元素和一丝不苟的德国工业精神。 4结语 科学技术的迅猛发展正不断改变着我们的思想与认知,对于工业建筑的设计,人们已经开始打破传统理念和固有思维,往人性化、可持续化的方向发展。在不久的将来,工业建筑将被重新定义,并将成为城市新形象当中一道靓丽的风景。
浅谈城市道路设计思路与技术要点:浅析宜居城市道路设计模式的转型 【摘要】传统道路的设计,依据的是人们传统的行车习惯与步行习惯,在预留公共的活动范围和自然景观的范围下进行设计。但是在城市设计的过程中,城市在逐渐追求视觉的享受与等级的分化同时,使得道路的设计缺乏合理性与实际运用的方便性。这样的设计模式,使得城市生活的丰富性与多样化失去了不少。传统模式的道路设计存在诸多的弊端,促使了道路设计模式的转型。随着新型社会的转变,多样化的设计已逐渐进行,使得城市的文化建设、城市的繁荣能够得到更长远的发展并获得城市居民的认可。 【关键词】宜居城市;道路设计;传统模式;模式的转型 0.引言 随着经济的飞速发展,社会现代化的进程在不断地运行,同时城市现代化的特征也不断的在显现出来[1]。城市规格的布局,已逐渐从传统模式向现代化转变。在城市规模的变化中,城市旧模式的建设弊端性已给城市的现代化带来一定的阻碍性。城市中道路的设计是早期的以自行车、步行,甚至于马车行驶的特点进行设计,特别是一些城市的老城区。而如此狭小的模式已不能容纳现代化的科技。这逐渐的已经阻碍了城市现代化发展的速度。为促进现代化发展的进程,城市规划中道路设计模式需要尽快的转型。 1.传统道路设计模式的局限性 传统模式的道路解决的是道路的通行能力,其设计主要由交通设计师主导,技术工完成实际的操作的方式进行设计。以前的交通工具简单,所占空间狭小,因此在道路的设计过程中,主要是根据行路的特点来进行设计。一般城市道路有主干道、次干道、快速通道以及支路的四种模式对道路进行设计[2]。较理想的设计是主干道的设计。但是随着人流量的增多,主干道所承受的压力已在不同程度的增加。在交通设计师的设计下,现今各城市的道路随着人流量的增加相应的增加了立交桥的设和天桥、高架桥的设计。但是,在一味的考虑减少交通压力时却没有将整个城市的布局考虑在内,导致整个城市的布局给人一种拥堵、混乱的感觉。同时,为了跟进整个社会经济的发展,在城市的中央设计了不少广场与公园。本来设计者们的初衷是为了减缓行人压力,给市民一种优雅和有限的城市生活,可是,如此建设反而让市民对道路的建设产生一种紧致感,完全没有居住的味道。因此,在传统道路设计中,现代化的市民生活越来越受影响,毫无居家的舒适感。 2.道路设计模式的转型 正是由于传统道路设计模式给城市居民带来的感觉不甚舒适,为了改变现有的这种模式,宜居城市的道路设计方式正在接受转变[3]。在转变这种道路带来不舒适感的同时,交通设计师们也在努力使得城市的景观更加的怡人。通过对传统道路模式的转型,使得城市给居民的感觉适宜工作的同时更适宜居住。 2.1转型道路设计的特征 虽然新型的道路设计正在进行中,但是根据传统模式的道路,在新型道路设计的摸索中已渐渐发现两者之间的共性。新型道路的设计在弥补传统道路设计不足的同时能够以城市的多样性与城市的特性为设计前提。因此,在道路设计的过程中,已不再是简单的设计城市的机动车道,在设计的过程中考虑较多的是能够预留足够的空间供居民休闲娱乐。新型的道路设计已将传统以行车率先的目的转变成了以人行需要为目的。考虑行人在步行过程中的物理需要,保证行人的安全。在新型的道路设计中,设计师们注重实际经验,根据实地调查的数据进行合理的布局与设计。避免交通事故频发的状态,提高道路上行人与车辆的安全系数。 2.2新型道路设计的城市应用 为更好地完善城市的各项设计,有助于城市的现代化建设,塑造良好的城市形象,给居民以高质量的居住环境,努力将城市的建设向新型的模式转变[4]。本来,对于道路而言,其设计本身就不具有怎样的完整性,道路的完整需结合城市各项建设的完好连接,让人不觉得突兀。道路只是城市相邻两个地方连接的纽带。为更好地将纽带的作用发挥的更加完善,新型的道路设计必在其中。在道路的设计过程中不仅考虑道路的安全性,还要保留道路两旁原有的生态性,一般在城市中能够存留下来的自然生态都有一定的作用,营造城市的自然感,贴近自然。新型道路的设计,不仅仅考虑的是交通的便利性、舒适性、同时还应考虑道路的可观赏性。城市的发展不断变化,人们的审美观也在逐渐发生改变,新型道路在道路两旁设置一定的景观供市民欣赏,使得整个城市的建设更加的和谐与自然。就如张家口旧城道路的改造。该市在新型道路设计过程中就考虑到各种不同的因素,使得在改造过程中让市民感觉城市之间各部分之间的协调组合。 2.3新型道路设计的前景 在我国新一届政府领导人大力倡导资源节约型,环境友好型的社会环境的情况下,城市的建设不仅仅是该市的基础设施的建设,道路的建设也是其建设的一部分[5]。在当下良好的发展前景下,我们应当抓住良好的机遇,把握好机会,将城市的道路从传统的设计模式转变到新型的设计模式中来,将能够大大提高整个城市的品味与特点。国外现已将可持续理念推进道路设计的模式中,我国可以借鉴相关的经验,吸引更多的社会人士对城市的规划出谋划策,城市的每一部分建设能够建设的更加完善。 3.总结 传统的道路设计存在一定的局限性,但是其同样存在一定的可取之处。在我国城市现代化的过程中,借鉴以往设计的经验,同时在设计的过程中力求创新。当然,在城市的设计过程中也应当考虑城市道路的设计模式。城市的现代化模式正愈演愈烈,而如何更好地对城市进行规划,道路设计的转型是必经之路。对于宜居城市的道路设计,更是尤为重要。其关系的不仅仅是城市的设计,更是市民的生活质量的保证。良好的道路设计模式,更容易增加市民对城市的认可度。 浅谈城市道路设计思路与技术要点:试论城市道路设计中的问题及改善对策 摘要:城市道路的设计工作是一项复杂的系统工程,并且其对于城市能否实现可持续发展的战略也是有直接的影响的,设计师应具备足够丰富的设计经验,并且对城市道路的设计工作具有一定的预见性,同时应不断的提升自身的专业技能和知识水平,准确的把握城市道路建设的精髓,为我们所生活的家园设计出最为优秀的作品。 关键词:城市道路设计;存在问题;改善对策 1 城市道路设计中的常见问题 1.1 使用年限选择不当。通常情况下,在城市道路设计规范中对主干路采用沥青混凝土材料的使用寿命要求为20 年,而水泥混凝土的使用寿命则可达到30 年。然而实际的情况却是,我国大部分城市道路路面的使用寿命都是很短的,一些路面在使用了5- 10 年时就会出现破损或是断裂等质量问题。而之所以导致这类问题的出现,有一部分原因就是设计年限选择存在问题,在设计时并没有明确的规定路面对车辆的最大承载力,也没有很严格的规范施工质量,而在选择参数时有时过于追求了其经济性,技术参数的数值往往都是很低的。导致一部分道路需要改扩建,也产生很大的改扩建费用。 1.2 横断面选择不匹配。设计师在设计城市道路时,无论是从长期还是近期的角度,其都应对横断面进行详细的考虑。然而实际的情况却并不是这样,有时只是简单的分析道路现有的情况和可能出现的问题,针对这些问题也会设计出相应的解决方案,而对于城市在今后的发展过程中道路可能会出现的问题或是提升的要求却往往都忽略了,因此,在整体改进城市的现有道路时,就经常会出现费时费工并且费钱的问题。因此,在我们进行城市道路设计这项工作时,我们应从可持续发展的角度去考虑道路建成后可能会出现的一系列问题,无论是长期还是近期都应将其考虑完全。 1.3 曲面半径的问题。要想科学合理的取用曲面半径,那么设计师就必须要重点考虑曲面附近的实际运行速度及前后衔接过程中可能会出现的问题,其应是能够达到线性指标的要求的,其在能够保证连续性的同时,还应能够很好的解决平纵均衡的问题,在设计曲面半径时应充分的考虑到道路的实际特点和自身情况,并不是曲面半径值越大就越能满足设计师的要求。 1.4 道路设计的超高问题。如果城市道路路段的设置存在着超高的问题,那么即使是低速行驶的汽车在行驶的过程中也很容易出现倾倒等交通事故。尤其一些老旧城区的道路由于各种限制没有设置超高造成了事故,给人民生活带来不便。在我们研究城市道路的设计工作,我们发现横向力系数是影响城市道路使用安全性的一个重要因素,合理选择横向分布系数才能准确的计算设计基准期内面层临界部位所受的累计当量轴次。 1.5 平纵组合。在城市道路的设计过程中,容易忽略的一个重大因素就是平纵组合。如果组合不好线形不能相互对应,相邻路段的各项技术指标不均衡,单独看平曲线和竖曲线都没有问题,但完工后的道路却是事故易发路段,在设计时有时我们会强调是条件受限,但忽略的却是行车安全。 2 做好城市道路设计工作的有效对策 设计城市道路时选择合适的参数相当重要,当参数出现了问题时,将直接导致设计的失败和工程的浪费。在开展设计工作时要求设计人员有综合的设计分析能力和较强的远期预见性。 2.1 合理选择使用年限。在确定使用年限时,设计人员必须根据道路的实际情况来选用这些参数。根据道路在道路网中的定位、交通功能以及对沿线的服务功能来确定,当道路为货运、防洪、消防、旅游等专用道路使用时,又需特殊设计。需要重点考虑的是各项基本变量与时间的关系,举例来说,当一条主干路规划设计年限为15 年,但该条道路预测的交通量饱和状态为20 年,那就应该提高该道路的路面结构设计年限,否则到了15 年又需要大修。这样就考虑了经济效益、社会效益、环境效益。 2.2 合理布设横断面。设计城市道路时,应综合的衡量道路的实际宽度,同时也要考虑在城市道路建设完成后可能会出现的一系列的变化情况,不同的城市其实际情况也是有一定差异的,那么设计人员就应分别设计出有针对性的发展策略,准确的计算出车辆行驶的具体情况,并且设计出能近远期结合的横段面方案,并预留管线位置,给远期实施留有余地。 2.3 加强平纵曲线指标控制。平纵合成曲线应满足行车安全、舒适、协调,路面排水应通畅。平纵曲线我们一定要遵守“平包纵”的原则。还比较容易忽略的是加宽,当圆曲线半径小于或等于250m 时,应在圆曲线内侧加宽。在处理老路改造时,原有的不满足要求的要注意设置超高,不满足条件的必须进行改造。对平曲线的半径也有非常严格的要求,如果其半径超过了8km,那么驾驶人员驾车行驶在道路路面上就容易产生视觉疲劳感,因此,在设计平曲线的长度时,应尽可能的将其控制在1km- 3km的范围内。 2.4 做好路面结构的选择。路面结构的选择应因地制宜,满足强度、稳定性、耐久性。需要注意的是设计时不能一味根据道路等级来确定路面结构厚度,应根据实地调查和预测的交通量来合理设计路面结构。举例来说,有些道路会过往重型车辆,即使规划的道路等级为次干路或支路,仍然需要根据相应的累计当量轴次来设计路面结构。 2.5 设计好新老路基的拼接。在城市道路的设计和施工过程中,我们常常都会忽略路基拼接的问题。而要想保证原来路基和新建的路基能够完好的拼接到一起,那么就应采取有针对性的技术措施,其中,最常采用的两种方法就是进一步的提升所填新土的压实度和挖台阶,然而如果道路的建设过程中遇到了软土地基和河塘路段,那么路基就可能存在着沉降不均匀的现象,那么如果没有严格的进行设计工作,道路就极易出现断裂和破损的问题,此时必须采取有针对性的防范措施。 2.6 控制好半刚性基层的设计。很多城市道路在使用过程中都会出现开裂的问题,这主要是由于这些道路路面基层所使用的材料都为半刚性基层,一旦出现了开裂问题,由于渗水沥青路面的面层就也会加速受到影响。在设计半刚性基层时一定要控制好级配曲线,设计时严格控制原材料质量,实验室的最佳含水量要和现场进行标定,严格控制水泥含量,必要时设置伸缩缝,面层铺设前在基层上必须喷洒透层油。 2.7 桥头跳车现象。在城市道路的交通问题中,我们经常会遇到的一个问题就是桥头跳车的现象,而导致这一问题的出现是有很多因素的,并且每一种因素的形成原因也是有所不同的,其中最主要的一个原因就是桥台和路堤之间是存在着明显的沉降差的。而要想解决这一问题,我们应先加强道路路基,有效的处理尺寸大的搭板,并适当提高地基的承载力。 结束语 在对城市道路进行设计的过程中,其最终的设计成果也就直接反映了一个城市的建设水平的好坏。而要想真正的做好城市道路的设计工作,那么就应结合现有实践经验,明确城市道路设计中的基本要求,深入的研究城市道路设计和规划等方面的工作,并对城市道路设计中存在的问题制定出有针对性的改善对策。本文便对城市道路设计中的常见问题以及做好城市道路设计工作的有效对策进行了详细的分析和探析,从而详细的论述了如何做好城市道路的设计工作。 浅谈城市道路设计思路与技术要点:城市道路设计影响因素探讨及生态理念设计分析 摘要:城市道路是城市生活的重要组成部分,与人们的生产生活息息相关,本文对城市道路设计影响因素探讨及生态理念设计进行了探讨和总结。 关键词:城市道路设计;影响因素;生态理念 城市市政道路设计是城市基础设施建设中的“重中之重”,对于缓解城市交通压力具有不可替代的重要作用。这就对市政道路设计人员提出了更高的要求,要坚持生态理念,不断优化道路设计。 1城市道路设计影响因素 1.1路基设计因素 公路路基工程的设计工作是一项复杂的系统工程,并且设计工作的好坏对公路工程建设的整体质量也有着决定性的影响。需要注意:(1)公路路基的设计高度与桥涵和洞道的高度应保持一致,这样才能最大限度的提高整个公路运行的安全性和稳定性。(2)在设计路基的高度时,应严格的遵照相应的规范和要求。在设计不同等级的公路路基高度时,与相关技术的规范和标准相比,公路路基工程的建设要求和建设技术应更高。举例来说,在设计高速公路的路基高度时,我们所设计的尺寸就必须能够有效的防御洪水和泥石流等自然灾害所带来的危害,在高速公路使用运行的过程中,即使发生灾害,其也能够顺利的通车。(3)所设计的路基高度还应与其所处环境土质的承受能力相适应。每一个公路行业的建设工作者都知道,在公路工程项目竣工验收并交付使用后,几乎都会出现开裂和凹陷等质量病害,而导致此类问题出现的重要原因就是路基的高度设计不符合要求。因此,在设计路基的高度时,如果路基所处环境的土质是常有地下水的,那么就应适当的降低路基的建设高度,从而避免路基加速沉降问题的出现。 1.2道路平面设计因素 首先应确定线位,城市道路的线位一般由规划确定,但是在设计中可以根据现场情况进行微调或进行路线方案比选。线位确定以后,再确定平面,平面的确定需要考虑相交道路、路段及交叉口的交通组织、现状建筑物、现状道路、规划横断面宽度等因素。对于平面设计的影响因素需要注意以下几个方面: (1)规划要点。在前期设计中就应向规划局申请规划要点,规划要点提供了规划中线的坐标,道路的等级、宽度,以及一些注意事项。对于平面设计,规划中线坐标很重要,一般应在地形图上将规划中线放线,然后根据横断面的布置情况,做平面图。 (2)平纵组合。规范对平包纵的规定为:设计速度较大的道路应遵守,设计速度较小的道路,现场条件不允许,可以不完全符合,没有强制要求。 (3)与桥隧的衔接。相同车道数的桥隧横断面要宽于路基,在路基与桥隧的衔接中要注意宽度渐变的设计,另外还应考虑桥梁慢行系统的空间和过街设施,以及与路基段的慢行系统的衔接。 1.3道路断面设计因素 需要考虑的因素包括:防洪标高、地台标高、规划标高、排水要求、最大纵坡要求、地下水位等。设计中往往忽略地下水位,地下水位过高,容易侵入路面结构,造成早期损坏,影响道路的正常使用。应根据地下水位的高低采取不同的对策,包括是否设计垫层、提高设计标高等。纵断面的设计变更对投资的影响较大,会造成土方数量增加。 1.3.1纵断面设计 (1)对于旧路改造的纵断面设计。城市道路中原有道路改造项目比较多,而且其道路两侧原有建筑物已经存在,建筑物散水及地下管线均已形成。因此,对于这种道路的纵断面设计,其基本原则是保证纵坡平顺过渡,同时,填挖方应参考本次设计要求中的道路结构厚度,不能大填大挖,要保证周围建筑物及相邻道路的排水要求。 (2)随着经济的发展,城市的城区也在不断地扩大。根据日益增长的人口的需求,新建道路也在不断增多。对于新建道路,要重点满足排水等地下设施的管网要求。如果前后坡差较大,则应合理采用竖曲线来缓和行车需求。 (3)对于交叉口处纵断面的设计。交叉口处纵断面的设计,首先应保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过。此外,还要能够保证转弯车辆的行车稳定,同时符合排水要求。对于旧路改造的交叉口,如果没有办法通过纵坡来满足排水要求时,则应在低点处加设雨水口,以保证行人过街及转弯车辆的安全性。 1.3.2横断面设计 城市道路横断面分幅设计应按具体情况而定。旧路一般按道路原来的横断面形式进行改造,不作调整;新建道路的横断面,需在道路红线宽度和城市市政道路规划的基础上,结合交通量预测等综合因素确定板块形式,并经过论证比对,综合考虑绿地率、道路照明设施等所有设施设备在道路横断面上的布置,最终确定横断面的布置形式。横断面的设计,包括初定与调整,都与道路平面及纵断面的设计有着息息相关的影响,因此优化和完善横断面形式在道路设计中有着不可忽略的重要作用。 1.4道路交通组织设计因素 交通组织设计是城市道路的重要环节,对其进行合理规划可以使城市交通井然有序。在城市道路设计中,主要需要考虑交叉口处的交通组织设计,因为过街行人、非机动车及机动车都会在交叉口处交汇,如果不能合理组织的话将会带来秩序混乱,导致事故频出,造成人民生命财产的重大损失。按照《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220-95)中的规定,人行横道的间距宜为250~300m。在我国的城市中,人流量大,行人通行影响机动车辆的通行。在主干路上,选择合理的开口间距及立体交叉口的形式,可大大降低交通事故的发生概率。对平面交叉口处进行合理的渠化设计,可有效分流交叉口的交通压力。 2、城市道路生态理念设计 需要全面考虑公路工程中各种生态环境的关系,减少公路工程对环境的影响,有利于沿线生态环境的保护、恢复及优化。生态公路的设计是基于环境保护来进行的设计,它不仅能够体现出自然环境与人类活动的自然和谐,而且能将公路建设与生态环境紧密联系起来,减少公路建设对生态环境的不利影响,有利于环境保护措施的实施。 2.1照明节能设计 照明是城市道路中不可或缺的部分。照明标准应按道路等级、交通量大小等选择相关标准。有必要时,可在交叉口处加设高脚射灯,这样做有利于驾驶员识别道路。在近些年来,部分城市照明已改用发光二极管(LED)光源来照明,这不但有利于节约成本,而且由于新型LED 灯的亮度提高,也有利于保证道路交通安全和车辆行驶的流畅与舒适。 2.2保护环境、融入环境 要将自然式的设计理念融入到传统式的设计理念中,这样能够使对公路沿线的自然环境破坏达到最小;改变原有的设计方法,利用原有的景观植被来进行公路设计,尽量减少人工对环境的影响;另外还要尽量多引进不同种类的物种,对沿线的文物也要进行保护,使公路真正成为环境的一部分。 2.3科学的生态绿化设计 建设生态公路,还需要对本地区的气候和土壤的特点进行分析,选用与本区域自然环境相融合的植被;在进行边坡绿化时,则要考虑土壤的结构特点。同时在选择植被时,要尽量做到多种类型相结合,避免物种单一,也可以采用散丛结合的方法,实现绿化的科学性。 3、结语 城市道路设计是城市道路建设中的一个重要组成部分。本文主要从道路设计的影响因素和生态设计理念进行了探讨,以期有助于解决城市交通问题,为城市道路建设作出积极的贡献。需要注意的是,为了提高城市道路设计水平,需要设计人员开阔视野,不断学习,勇于创新,积累丰富的经验,以便更好地解决城市交通中的供需矛盾。 浅谈城市道路设计思路与技术要点:论述城市道路设计的创新思考及新技术应用 【摘要】城市道路是城市道路交通系统的重要组成部分,是城市社会经济发展和居民生活所依赖的重要基础设施。因此,重视城市道路设计具有重要的意义。本文阐述了城市道路设计的创新思考及新技术应用。 【关键词】城市道路;设计;创新;新技术 随着城市化进程的加快,我国大部分城市都进入了快速发展的阶段,作为城市的血管――道路,在支撑城市正常运转。促进城市快速发展方面发挥着越来越大的作用。由于交通运输量的不断增大,不少城市在积极建设新道路的同时也在抓紧进行对现有道路的改造,这就对新旧道路。新旧路网的衔接提出了更高的要求。因此,设计人员要树立争先创优的观念,在工作中深入研究.积极探索.勇于创新,更好的完成道路设计工作,以便为城市的发展做出自己的贡献。 1、城市道路设计的创新思考 当今的行业存在一些问题。从大环境说,这是处于一个重视经济效益的年代,有些业主单位对项目完成时间要求过紧,造成许多设计者没有足够的时间对设计成果论证,总结和思考,甚至出现套规范、套图纸等现象,从而失去了进行创新的土壤。这些问题会造成设计成果的不合理甚至谬误,降低了工程经济效益比,也可能酝酿工程事故。 从设计行业内部分析,有的设计院缺乏激励创新机制,项目设计技术含量不高,对新技术、新工艺、新材料及新方法不够重视,容易造成“吃老本”的现象,限制了设计人员乃至设计院的长远发展。 针对以上问题,相关行业、部门应预留足够空间,重视培养设计人员自主创新能力,鼓励在市政工程行业建设中应用新技术、新工艺、新材料及新方法。同时,设计人员加强对自身综合能力的培养,合理调配工作时间,提高工作效率,主动总结和思考工作中遇到的各种问题,迎难而上,不断提高自身综合能力。 同时,中国是一个幅员广阔的国家,各地区的气候,地形地质,水文等自然条件以及经济发展状况,风土习俗均存在较大的差别。在这种情况下,设计人员统一采用的城市道路或公路规范不可能针对各地情况做出最适合和细致的规定。若一刀切,硬套规范,将难免出现雷同或者非最佳方案。这就要求设计人员能熟读规范后真正理解其内涵、核心,把握到规范编写者的意图,最后将各种规范灵活运用到现实工程,才能切实提高设计水平,做出最合理的方案。 2、道路设计应与城市、人、景观和谐共存 道路不仅解决居民出行、满足物资运输的单一功能,它如今已经是为社会经济所产生的人流、物流提供公共空间,为城市营造一个舒适宜人的生态体系,而且是具有城市形象特色的优美环境的载体。以交通功能、生活功能及生态景观功能为轴线,全方位,多角度的考虑道路设计,使道路与城市、人、景观和谐共存。 如何在满足道路交通功能的前提下,为人们提供一个舒适宜人的生态、环保城市,作为一个棘手的问题摆在了建设者的面前。据有关资料介绍,现在城市道路交通步行化和宁静化被国际社会普遍认同,少建高架路,建设有利于土地利用和环境保护的地下隧道成为一种趋势。道路设计要善于引进、消化、吸收国内、外的先进经验,结合开发区的特点,在充分论证的基础上,一些路段采取下穿的方式穿越现有道路、重要的商务区和海河等,在通过中心渔港商务区,可选取“埋”入地下的隧道方案,地面建设中心公园景观带,配套建设商务区域内部道路网,这样既较好地满足过境干道交通快捷的需要,也便于区域地面道路交通的组织,同时拓展了城市空间,提高了城市环境和居民生活质量。 3、道路设计中的新技术新方法 3.1曲线法定线 在国外许多公路设计中,普遍都是运用曲线法定线这种方法来设计,相应地,由于这种方法在众多公路设计中的应用也使得公路在投入使用后取得了一定的良好效果,所以越来越多地受到国内外许多工程师的重视。 曲线法的定线思路是在遵循一些特定规律的基础上来确立圆弧所在路线上的设计主导地位的,并且在定线的同时要根据控制因素来确定圆曲线的准确位置,进而再去利用直线和缓和曲线来决定圆弧与圆弧之间,连接和过度之间的这些关系。采取这样的定线方法,具有以下两个好处,第一是可以直接采用圆曲线来针对主要地形或者物体进行控制;第二是用直线或者缓和曲线去连接周围的曲线可以使之多变灵活,从而就不需要去寻找导线和焦点的位置。由于曲线法定线这一理念是在国外相当长一段时间内时间运用过的,因此它不仅拥有实际操作的优势,同时也具备一套相对完善和成熟的理论基础。 在实际操作中借助曲主要点的切线方向互相交错而获得的导线和交点,也可以在一定程度上满足设计以及图表的相关需要,并且进一步将其思路拓展开来,也可以使圆曲线的定位和建立更加具有灵活性,从而解决众多复杂的控制要求这一难题。 3.2网络化公路设计管理系统 我国许多公路设计研究院,普遍都存在竞争力缺乏或发展缓慢的这一现象,为了解决这一现象,公路设计院也投入了相应的人力和财力,最后得出造成这一现象的原因是由于管理体制的欠缺落后。随着社会发展的需要和为了解决这一问题的扩大,不少研究院纷纷改变了自己的管理体制,并且采用了项目管理体制。由于受诸多因素的影响,这一体制的实施也存在一定的问题,比如工程不能按期完成项目、成本总是超出预算标准、缩减或更改设计图纸以减少成本支出和缩短施工周期等。 首先,采用网络技术进行公路设计项目管理这一模式的运用打破了传统企业管理的等级制度结构,并且取代了过去分工的组织形式,构成了一个企业家联合体、非中心化的网络模式,并且实现了由各项目小组来实现网络化项目管理的协作组织模式。 其次,实现了对查询项目计划中人力资源的分配。这一操作方法是通过网络的形式,直接将项目的计划到网络系统中,各项目小组或工作人员可以通过客户端查询各自的项目任务以及项目安排,成员在登录网络平台后,首先要查看自己的任务,并且阅读相关的资料和任务要求,确认无误后在点击确定按钮,则该项目就正式启动。 再次,一般情况下公路设计都是经过不同专业和各部门之间相互合作来共同完成的,然而网络化管理系统的文档和问题这两个功能就可以直接取代以上繁杂的程序,使得公路设计更趋于方便简洁,高效适用。这两个功能的作用是,使用文档功能可以相互间提取资料,并且可以使资料共享,从而免去复杂的纸质文件交接方式;使用问题功能,可以及时地解决工作人文在实际操作中遇到的问题,并且可以通过在线进行相互交流和讨论,以确定最佳的解决问题方案。因此,这一网络化系统运用在公路设计中不仅增加了公路设计管理的科学合理性,同时也提高了公路设计的效率,节约了大量的设计时间,并且在一定程度上保证了该公路设计计划的准确性和有效性。 3.3以点为基本元素进行横断面设计法 我国公路设计所使用的设计软件一般采用的横断面设计方法都是“模板法”,也就是最为常见也是最为普遍运用的横断面处理方法。这种方法的好处在于它不需要太多的复杂程序,并且在不同的路段只需要提供相应的模板,直接套用就行。当然,有些软件也不止这点功能,相应地还提供了其他的扩展功能,比如建立自定义模板。但这一功能也存在一定的局限性,比如在比较简单和常见的路段中利用该软件的自定义模板来设计和处理基本上没什么问题,但是遇到相对复杂的横断面问题是,就会显得力不能及,即使勉强达到,也会在另一方面投入很大的时间和精力。 在所有的横断面中,都具一个共同的特点,就是都是由许多的横断面点相互连接而组成的,只要我们把这些面点控制住了,也就控制了横断面线的产生,所以这种技术的存在为公路设计的工作者提供了一系列具有专业功能性质的宏命令,有了这些宏,再适当具备一些程序开发必备的思路,横断面的设计就可以迎刃而解,轻松实现。 结语 城市道路作为城市的脉络和骨架,除了承担交通功能外,还具有生活功能、管线载体、景观功能等。但究其本质最终是为“人”服务,因此,道路设计中应将“人”作为根本的出发点。相信只要我们能在这个问题上多创新多努力,我国的城市道路建设将出现新的面貌,城市形象得以改善,城市内涵也会得到提升。
1BIM技术的概念及内涵 Building Information Modeling即建筑信息模型技术简称为BIM技术,主要通过数字化3D技术全面整合建筑工程中的各项数据信息,从而达到有效构建工程数据模型的目的。其在建筑领域的应用超过了50%。BIM技术最早发源于美国,通过对建筑工程管理过程中的设计、施工、运营、维护等诸多环节的内容进行有效综合,使建筑工程设计从纸质版文件向数字化文件转化,并通过3D可视化的方式展示出来,对工程设计人员有效处理建筑工程信息起到了非常大的帮助作用。除AutoCAD技术之外,BIM技术是建筑工程领域内的另外一项重要技术,该项技术综合利用多种专业知识一同处理建筑工程设计绘图信息,在很大程度上促进了建筑设计工程行业的发展。 2BIM技术实现的功能 2.1模型集成化应用 BIM技术能够量化整个建筑结构设计中的各项数据信息,对工程设计单元进行参数化阐述,并通过汇总结果信息构成具体建筑结构组成要件的信息化模型。BIM技术的模型集成化应用可以对建筑结构内部的各项具体构件的位置及相互关系进行精确的展示,如墙、梁、柱等重要构件,并能够对建筑设计的结构特征进行准确而真实的反映,利用系统内部的各项物理信息处理功能实现对设计结果的动态化模拟分析。建筑结构设计人员能够应用BIM技术更加全面直观的对建筑结构状况进行精确的了解,更加有效的预测判断建筑设计结果,有效避免建筑结构设计出现失误,防止出现工程建设事故。 2.2参数形成和编辑 BIM技术的核心是建筑结构模型数据库,量化参数构成了模型数据库的内部涵盖模型。所以,形成和编辑建筑结构模型的参数是BIM技术应用中的一项重要功能。在形成和编辑建筑结构模型数据库参数时,要确保建筑工程构建模型和结构实体一一准确对应,帮助设计人员更加方便快捷的利用设计模型,保证实际建设的工程和设计方案保持一致。 2.3信息共享和交换 建筑结构设计信息的共享和交换是BIM技术的另外一个功能特征,结构设计人员可以利用BIM软件通过模型封装的形式将设计结构录入到数据库中,其余设计人员在访问时就可以更加便捷有效的使用结构设计模型中的各项数据信息。在不同的建筑结构设计中,建筑结构设计人员也可以参照其他设计人员的设计结果来指导自己的实际工作,对设计方案进行调整与优化,使得建筑结构设计更具科学性和整体一致性。近年来,我国的互联网信息技术得到了快速的发展,大数据技术、云计算技术也应运而生,这为BIM技术的发展提供了更为便利的条件,BIM技术通过与模型数据资源共享的有机结合,可以更加有效的促进建筑结构设计领域协同作用的发挥。 3BIM技术在建筑结构设计中的应用 3.1BIM技术在建筑结构与场地分析中的应用 建筑结构设计工作具有科学性和系统性,建筑结构的设计内容既包括合理化构建建筑主体部分的内容,又包括了对工程建设区域有关的地质水文条件的研究和分析。BIM技术在建筑结构设计中的应用,可以利用动态数字信息有效分析建筑结构主体在客观环境因素影响中的应力表现。实现BIM技术和GIS技术的结合,有利于更加全面、深入的对建筑工程的场地条件进行分析,进而更加合理的预测判断建筑结构选型和体系结构,更加科学合理地对最佳的建筑施工场地区域进行选择,确保建筑结构设计可以与当地的地质、水文和气候环境条件相互协调,使得建筑工程的施工过程和使用过程更加安全、稳定。 3.2BIM技术在建筑结构性能分析中的应用 建筑结构设计工作的开展既要选择具体的结构构件并进行组合,又要考查建筑整体成型以后的应力表现是否能够在相应的水平、竖直和振动载荷条件下具备稳定的较高水准。所以,BIM技术在建筑结构设计中的应用应当可以更加全面有效的对建筑结构设计方案进行模拟分析,建立一个一体化的数字模型并确保其能够和建筑实体相对应。此外,还可以借助软件内置的计算分析功能对建筑结构的各项性能进行全面的分析,并通过导入相关的数据使得建筑结构设计的结构更加符合实际环境的要求,使整个结构分析过程变得更加快速和精准,一旦发现设计存在缺陷,必须立即展开修复和优化工作,更好的提升建筑结构的设计质量。 3.3BIM技术在建筑结构协同中的应用 BIM技术的应用需要由不同专业相互协同来完成建筑工程设计绘图,这是BIM技术应用的一个十分重要的特征,设计环节对信息的处理和汇总交流可以有效提高建筑结构设计的高效性、协调性。建筑工程的各项数据在BIM模型中不断地实现交流与共享,具体包括如下两方面: 1)利用中间数据问题,向异地不同设计软件提供模型设计需要的各项数据信息。 2)通过中性数据库使各项数据可以在不同专业之间进行有效的传递和共享,有机结合土建、水暖和装饰等各种和建筑工程有关的专业内容,并通过统一处理平台规范处理各项数据信息,使信息流可以在系统内畅通无阻。 4BIM技术应用于建筑结构设计中存在的问题及改进对策 4.1存在的问题 首先,缺乏标准的体系,尽管BIM技术已经广泛应用于我国建筑结构设计过程中,但是却依旧处于探索之中,缺乏标准的体系和相应的设计规范,在实际的应用中还具有很多不合理的地方。其次,BIM技术的应用成本相对比较高。BIM技术在建筑结构设计中的应用必须要投入大量的资金,且具有很高的人员及设备要求。这就要求必须在人力与设备方面投入大量资金,并且后续还要求及时对软件进行更新这也需要一定的资金支持。可见,BIM技术在建筑结构设计中的应用的成本相对比较高。 4.2改进对策 1)要建立健全项目样板。项目样板在建筑结构的设计中发挥着基础性的作用,涉及很多方面,因此必须要建立健全样板,减少工作的重复性,提升建筑结构的设计速度和效率。 2)设计结构构件必须要符合相关规范要求。建筑结构设计的重要构件包括很多,如梁、柱、墙、楼板、楼梯等等,依据性质与功能的不同能够将这些构件分成钢结构、现浇和预制构件三种,这就要求在建筑结构设计中必须要合理设计各个结构构件,建筑结构设计者应当依据构件的管线走向及相应的功能要求对构件进行科学合理的设置,有效防止各构件相互之间发生冲突。 5结语 随着经济的持续发展和社会的不断进步,我国城市化进程不断加快,大量的建筑在各个城市拔地而起,不仅体量很大而且结构相当复杂,这在很大程度上促使建筑工程设计行业得到了快速的发展。BIM技术在建筑结构设计中的应用是建筑设计行业取得创新发展的重要表现,BIM技术的有效应用能够建立起更为科学合理且高效的建筑数字模型,进一步提升建筑工程结构的设计质量,保证建筑施工的安全开展,提升建筑施工的工作效率。本文介绍了BIM技术的概念和内涵,对BIM技术实现的功能进行介绍,分析BIM技术在建筑结构设计中的应用,并提出BIM技术应用于建筑结构设计中存在的问题及改进对策,能够为BIM技术在建筑结构设计中的应用提供一定的帮助和借鉴价值。
1生态设计的主要特征分析 所谓的生态环境设计,指的就是任何与生态环境的过程都必须要保持尽量的协调,不能出现对环境的破坏,而且即使出现破坏,那么也必须要将相应的破坏降到最少,最大限度的保护我国整体生态环境。景观生态设计主要包括广义和狭义两个层面的含义,这两个层面有着很大的差别。所谓的狭义层面,指的就是运用景观生态学的原理和方法所进行的景观设计,更加注重的景观空间格局和空间过程的相互关系。关于层面来说,指的就是运用生态学的原理和方法对某一个尺度的景观进行适当的规划和设计,在这个层面上所进行的一系列景观设计,实际上都是对于景观的生态设计。但是,随着目前我国建筑行业得到了不断的进步和发展,园林工程在人们的生活当中得到了很大的普及,那么相应的生态设计的理念就需要不断地添加一些新型内容和知识。 1.1更加的节约资源 在现代社会当中,使用最多的能源属于煤或者是油等材料的燃烧所释放的能量,这些能源主要是以牺牲我国生态环境作为代价的,然后就会产生污染环境的现象。而且还一直被认为属于是清洁能源的水电,也正由于水利设施建设不够齐全,而造成了我国生产环境出现了很大的污染现象,变得越来越不清洁,严重的影响到了人们的正常生活。园林景观当中大量的施工材料都必须要从自然界当中获取,比如通过大树移栽或者是开山炸石等等各种方式,都是利用牺牲环境作为代价所取得的。通过相应的生态设计,认为采取这种方式非常不够恰当,而且能源利用效率还非常低,违背了我国生态平衡的原理。 1.2地域文化特征 生态设计必须要充分的结合各个地区当中的自然属性和人文特征,每一个地区当中都具有这个地区所特有的文化多样性,而且各个环境还有着本身的特殊性,部分建筑工程完全不顾当地的文化精髓,一味地追求新颖和奇异,完全不顾气候变化引来了各种外界植物,同时也不顾外界的各种盲目文化等等,在引入一系列文化之后,在满足了基本的新鲜感之后又无一例外的走向了衰落。通过尊重当地的风土人情、尊重当地的自然气候,可以很好地减少了部分景观设计费用,而且部分生态设计效果还非常好,得到了广大人民群众的喜欢和认同。 1.3不断的追寻生态学原理 生态学包含水文生态学、环境生态学、城市生态学等等,而且这些观念在景观设计当中有很重要的指导作用。环境生态学的整体论系统论更是指导景观设计的一个根本理论。随着当前我国生态学的不断进步和发展,景观设计学理论得到了很大的完善和进步,而且对于大范围景观设计还有着很强的指导性作用。在进行景观设计时,必须要注重生态科学技术和景观美学原则的充分结合,创造出更美的景观和作品。 2发展现状和问题分析 2.1模式过于单一 园林工程当中的设计模式太过于单一属于园林建设过程当中存在的一个非常普遍的现象和问题,在园林建设过程当中,为了使得景观效应达到最佳,通常情况下,园林工作人员都会采取整齐划一的种植方式,而且部分影响植物的因素也趋向于一致,这种规矩的方式使得水土流失的现象非常严重,很容易导致我国土壤的状况出现严重的减退或者是衰弱。比如在选择一些冷季型草木的时候,如果整体种植的面积太过于广泛,那么很容易导致一些害虫得到了大量繁殖的机会,无形当中给它们提供了生存的空间,导致植物的根部发生溃烂,或者死亡,严重的降低了整体园林植物的生存力,加大了园林工程的施工成本。 2.2树种配置不合理 在园林建设过程中,部分工程人员并没有充分考虑到各种树木之间的关系,盲目的进行大量的建设,那么很容易就会导致树种配置上存在严重的不合理现象,甚至部分植物之间还存在着严重的相克现象,如果一旦发生相应的病虫害,那么就会迅速传染给其它树木。如果没有充分掌握好树林的生存习性,将部分喜阳的树种种植到背阴的地方,不仅降低植物的生存率,也会导致树木发生病虫害,而且这种低配置的作用方式,在整体工程中还会起不到应有的效果,很容易导致园林树木常年在病虫害的侵蚀下成长。 2.3盲目引进新品种 缺乏合理规划为了不断地增强园林工程建设的多样性,管理人员会逐渐引入一些新品种树木,而且随着人们对于生态环境意识保护不断加强,园林工程在最近几年当中得到了快速的发展和进步。但是也正是由于这种发展和进步,不断的要求管理人员加大了对于园林工程的投入力度,导致管理者盲目的购买了一些新型的树木,不断的增强景观效应。但是对于适合本土生存的植物品种却选择视而不见,当植物生存到一定阶段可以发现,很多外来的昂贵的植物树木,并不能很好在当地环境中得到生存,很容易出现一系列腐蚀或者是死亡,无形中增加了工程生产成本,降低了园林工程的整体经济效益。对于这些盲目引进的新品种来说,不仅没有达到实现对于园林规划的作用,反而阻碍了整体园林建设工程的进步和发展。 3解决措施 3.1充分考虑树木的自身性能 在选择树木时,必须要根据相应的目的来选择合适的树木种类,而且在购买园林植物之前,还必须要对于不同的树种进行详细的了解和分析,对于树木生存的特点以及需求的营养物质等等进行不同的确定,还要充分考虑种植地区的环境状况,如果种植地区存在着很大的污染现象,那么就必须要选择一些耐污染性能比较强的树木,同时还需要将种植地区的地理环境充分的结合起来,只有这样,才可以更好的确保植物的生存率。在种植植物的时候,应该尽量选择一些天气比较好的情况进行植物种植,如果出现天气不好或者是其他因素,也会影响到幼苗的成活率。 3.2保持种植植物结构的多样化 要想更好实现园林规划在整体原生态保护当中的作用效果,那么就必须要在整体工程种植结构上保持多样化的特点,而且还要注重不同植物之间的分配关系。经过一些总结和调查可以发现,严重影响到植物生存率的一个重要因素就属于病虫害的影响,通过不断丰富树种的多元化,可以使得植物之间形成一种相互制约的关系,很好的减少了一些病虫害现象的产生,而且通过一系列种植结构的多元化,还可以不断地增强整体园林工程的美化效果,丰富园林景观的建设,可以使人们获得一种享受的感觉,如下图所示。在选择园林植物多样化的同时,必须要充分考虑各个植物之间的相互影响,如果不同植物之间存在着相克的现象,那么一定要严格注重不能种植在一起,只有将一些生活习性相同、不存在相互制约关系的植物种植在一起,才可以不断加强植物的多样化建设。 4结语 随着当前我国经济的不断提高,人们对于生态环境的保护意识也在逐渐的加强,所以在园林规划设计的过程当中,就必须要突显出生态工程价值。在进行设计时,必须要充分地结合当地的人文环境和地理环境,衬托出城市的发展特色,为经济发展创造出和谐的生态环境。
浅谈园林设计中行为心理学的作用:行为心理学对园林设计的应用 摘要:近年来,心理学发展迅速,行为心理学更是被应用于社会诸多领域,在解释和观察某一现象起到了非常大的作用,而在园林设计中,行为心理学同样应用广泛。本文将从行为心理学的本质出发,探讨了行为心理学在园林设计中的应用。 关键词:行为心理学;园林设计;应用;研究 园林的所有设计都是基于人的行为与心理上的实践与反映,要想寻找更为合适、科学的人类居住方案,居住地的绿化、公共绿地的设计和布局都是未来园林设计的方向,而行为心理学在这方面的运用,可以更好更快地向前发展。 1景观布局离不开行为心理学的指导 1.1行为心理学在私密空间选择上的应用 心理学家认为,人对私密空间有着不同的特殊要求,大致分为3种:第一种是一个人独处的私密空间,即没有任何外界干扰的空间;第二种是按照自己的愿望达成的某种环境,例如,在自家后院建立一个亲友相处的花园;第三种是个体在人群中不求闻达、隐姓埋名的隐士倾向。为了满足人们对私密空间的要求,设计师充分考虑行为心理学的原理,采取围合的方式,在私人院墅内建立私密的空间,满足主人对私密空间的要求,而在公共场合和城市的居住区、广场也会建立半封闭、封闭式的私密空间,在这个空间内,人们可以在喧嚣的城市中满足自己对私密空间的要求。 1.2行为心理学在稳定、安全性空间选择上的运用 每个人都需要占有和控制一片自己的空间领域,这个领域可以为其带来安全感和满足感,同时,在此领域中,人也能更好地交流协作,完成每天的工作和任务。人们认为领域的不同显示着这片领域主人的身份和地位,为了满足人们这方面的空间需求,北京的四合院就是很好的例子,利用建筑将不同的个体分割开来,而同时又利用植物将不同的家庭分割开来,这样可以为主人带来隔离后的稳定性和安全感。 1.3行为心理学在经济实用空间上的选择应用 园林建设中的投入与观赏效果是一个重要的课题,如何减少成本,将资金运用到最佳的地方,从而使得园林能够更加具有价值,它一直是一个好的园林设计必不可少的课题,行为心理学为我们提供了一定的科学方法和原理。实用性空间的利用就是减少成本的关键,而实用性空间一般为树园、草药园、科普园、专类园等,在这些特殊的空间中,能够增加人们学习和认识大自然的机会,使参与者获得满足感和充实感。另外,也存在许多实用性场所,如冠荫树下的树坛能够提供人休息;草坪开放能够让人在其中活动;设计花园和园艺设施,使游人可以动手参与园艺活动;用灌木作绿篱可把大场地细分为小功能区,既能挡风、降低噪音、隐藏不雅的景致,形成视觉控制,又也能使人们接近、欣赏植物的姿态。 2植物景观的合理配置离不开行为心理学的应用 2.1有序性设计 有序的植物景观意象是整个环境意象的框架。在道路景观中体现颇多,园林道路应该明确其贯通性,起到强烈的引导性和方向感,形式上或曲或直、或平或崎,即使是在迁回的通幽小径也有明显的规律性,向人们暗示前方会别有洞天,吸引人们前进。 2.2园林边界设计 边界有虚隔和实隔之分:虚隔,如草坪与游路边界可以用球形灌木有机散植,形成相对模糊的边界,起到空间界定作用,不过分阻隔人与自然的亲近;实隔,通常用成排密实整形的绿篱对边界进行围合,创造出2个不能跨越的空间,有效引导人流实现空间转换。 3行为心理学在园林设计其它方面的运用 3.1园林铺装中的应用 铺装设计是一项非常重要的设计,装块的大小、颜色,与周围环境的配合都特别讲究。为了满足不同的使用者的心理需求,不同类型的园林景观设计中采用各种铺装形式,吸引游人的注意力。如老年人喜静,性情沉稳,好回忆往事,视觉需求中以视觉经验为主,与流行色常保持一定的距离。 3.2雕塑小品中的应用 雕塑小品也是园林设计的重点,雕塑小品起到点缀、展示地方特色的作用,为了体现地方特色,设计师们常常在这方面下了很多功夫,如指示牌、广告牌等都体现着时代精神和地方特色,布置得当能够美化广场、展示文化、陶冶情操。园林景观中的小品设施,如阅报栏、电话亭等直接影响着景观的形成,不论在造型上还是在色彩上都要与整个景观相协调。另外,在天气变化后和季节更换后,也要及时修改这些小品的风格和色调,重点是体现特色和融入周围的环境,以此来体现美感和设计师的良苦用心。 4结语 园林设计是一门浩瀚的艺术之海,而行为心理学的运用为我们指明了一些方向,在未来的发展道路上还有很长的路要走,因此,与各个学科紧密结合是未来园林设计的发展趋势。 作者:郄亚微 单位:广安职业技术学院 浅谈园林设计中行为心理学的作用:行为心理学在园林设计的应用分析 摘要:园林空间的使用者是人,塑造景观空间时应充分考虑人的行为心理。通过分析不同人群的行为心理特点及不同类型园林中行为心理学的应用,阐述了各类群游人对园林的行为心理学需求,提出了行为心理学在园林设计中的应用及发展趋势,为设计出更好的园林提供理论依据。 关键词:行为心理学;景观空间;园林设计;应用 1概念 1.1行为心理学的概念 行为主义心理学简称行为主义,是由美国著名心理学家华生于1913年创立的心理学流派,其根本特点是排斥意识,主张行为作为心理学的研究对象。行为主义认为,心理学不该研究意识,只应该研究行为。这些反应不外是肌肉收缩和腺体分泌,它们有的表现在身体外部,有的隐藏在身体内部[1]。 1.2行为心理学的基本理论 根据人的性格、性别、社会角色不同,可以有不同的行为特征。必要性行为:就是人类日常生活所必须的活动,这种类型的行为一般不受外力的影响。自主性行为:也称选择性行为,例如出游、傍晚散步等。自主性行为受外力影响,一般与环境质量相关。社会性行为:也称社交性行为,例如朋友聚会、聚餐。这种类型的行为具有很大的可选择性,与自主性行为不同,更倾向于个人的喜好与选择。 1.3研究的意义和方法 随着人们生活水平的提高,人们对于园林空间设计的要求也越来越多。但目前大部分园林空间在设计中采用的是功能主义结合美学主义,缺乏对使用者的心理及行为的研究和考虑,造成大量公共空间不符合使用者需求,不能合理化利用,造成公共资源的浪费。因此,园林设计者应在进行公共空间设计的时候,深入研究人们的行为及心理特性,创造出不仅满足空间功能的美化空间,更应该设计建造出符合人们行为心理要求的城市公共空间,以便更好的服务于各类型的游人。研究方法:文献理论研究法、实地观察记录法、访谈法、问卷调查法。 2行为心理学在现代园林中的应用研究 2.1不同游人类别的行为心理学分析 经调查分析总结发现,人们在日常生活中存在一些普遍的行为习惯:抄近路,经观察人们总是倾向选择最短距离的路行走;逆时针转向,经观察在操场跑道、公园等场所,大多数人沿着逆时针方向运动;依靠性,经观察在开敞性空间中,人们习惯于停留在树木主干、灯柱、雕塑等能给人依靠感的物体周围;人看人,通过看别人可以了解他人,通过被人看得到社会认同的内心需要,并且通过视线接触促进交往;围观,现实生活中经常出现一群人凑一起看某个东西,就是所谓的“凑热闹心态”。 2.2园林活动空间的行为心理学分析 根据游人行为活动,将园林空间分为游览空间、休息空间、交流空间、活动空间。应根据游人情况及心理来安排,满足人们的使用要求。 2.3色彩的行为心理学分析 色彩在园林设计中的应用可以分为无彩色、冷暖色系、同类色的应用。黑白灰被称为色彩中的无彩色,通常应用在园林建筑、铺装及植物配置中。冷暖色系是指不同颜色的光由于其波长、可见度高低不同,从而使人们对其产生了不同的情绪反应和心理暗示。同类色指色轮表上互相接近的颜色在景观塑造中能体现其空间感和层次感。 3行为心理学在园林设计中的应用现状及发展趋势 有关这方面的理论研究较少,目前国外对具体类型的园林设计中的使用者的行为心理学进行分析研究,但理论研究较少,且国内基本没有这方面的研究。在后期研究时可将这些资料作为研究的理论基础来给后续研究提供便利。在行为心理学研究中,与建筑心理学相关的资料较多,而专门研究园林心理学的几乎没有,虽然园林与建筑密不可分,但还是应在实际中分析总结有关园林心理学的内容并整理成册。中国古典园林中已能看出园林设计者已考虑到人的行为心理学,但在古代书籍中并未见相关记录,导致一部分好的范例没能上升到理论继承下来。现如今,应该根据现有资料及景观,结合国外的先进理论技术,总结中国古典园林中的优秀思想,形成系统的理论研究,并加以应用。在学习国外的先进理论知识时,往往会出现学习园林心理学理论而不学习国外先进的技术,这将导致无法将其很好的用在实际设计中。因此,在学习过程中应学会灵活变通,不仅学习其理论知识,还要学会将其应用到实际的园林设计中去。行为心理学在园林景观设计中的研究与应用已成为城市园林景观建设的发展趋势。这就要求设计师在设计中兼顾不同使用人群的需求,设计出既能满足使用者功能需求又能满足使用者心理需求的公共空间。相信在不久的未来,行为心理学在园林设计中的研究理论会更加完善,从而指导设计者设计出符合游人行为心理及游览需求的优秀园林作品。 作者:罗梦 张玮 苏静 单位:延安大学西安创新学院 浅谈园林设计中行为心理学的作用:园林设计中行为心理学的重要性 1在园林空间布局中行为心理学的应用 1.1维持开放性以及私密性空间 一般来说,人可以选择的私密空间可以分为三个方面,也就是:(1)在人群中个体的隐姓埋名或者是不求闻达的状态;(2)一个人独处;(3)根据自己的愿望对环境进行支配,比如说构建一个只有几个人亲密相处,同时不被他人影响的环境。现在设计师均会选取围合的方式在城市广场中、居民居住区的花园内、城市的街头绿地中使用,而不是只限于私人别墅庭院中,这种方式会更好的创造出半封闭或者是全封闭状态的私密性空间,以满足人们的各种需求。在忙碌而又喧嚣的大都市里,有这么一片可以供人们或私语、或读书、或交谈、或静坐的清静之地,可以使人们感到安逸和舒适。而对于开放性的园林设计来说,基于行为心理学的设计会更加的简单,比如说在公园的草坪上安设遮阳避雨的场所,或者是在公园的草坪安设一些隐蔽的地方,不能一览无余;在城市广场上多种植冠荫树;在居民居住区的绿地上多种植一些观赏价值较高植物等等。上述所说的这些设计思路均可以创造更多的满足于公众的大范围的活动场所。 1.2维持宜人性空间以及实用性空间 在大多数的园林,尤其是公园中都会设置一些经济实用价值比较强的空间,像科普园、果树园等等。通过这些特殊空间的设置,可以使人们认识自然,学习到各种知识,使参与者得到充实感以及满足感。同时也可以设置一些实用性的场所,比如说在冠荫树下安设一些长椅,可以方便人们休息、乘凉;开放草坪可以使人才其中野餐、游玩;设计花园以及园艺设施,可以使人们参与到园艺活动之中;利用灌木作绿篱不仅能够将场所换分为一个一个的小场所,而且又可以降低噪音,起到挡风的作用,隐藏不太好的景致,完美的对视觉进行控制,另外这也可以使人们更加的亲近植物。 2在园林植被的配置中行为心理学的应用 科学合理的配置园林的植被,不仅可以使得园林设计变得高水平,而且还可以对人的心理以及行为产生积极影响。 2.1集中性 集中性可以给予人的视觉一种比较舒畅、轻松的感觉,像在园林的出口以及入口处种植非常多的植物,可以产生很强的吸引力,吸引人入园;在道路之间以及景观区域通过植物的集中配置来达到指引的目的。 2.2标志性 人们通过植物环境的体验可以产生出一种强烈的归属感,像季相要求、色彩以及形体特征都比较高的观赏性植物,除了可以当做园林空间树立标志外,还可以使人的心理出现一种文化的满足感以及精神的认可感。 3在园林设计中行为心理学的应用研究 国内外的各种与行为心理学以及园林设计相关的研究现状还处于发展阶段,尽管相对来说国外的研究要完善一些,但是理论研究仍是处于刚起步阶段,我们国家的研究仍旧只是在具体应用中有所体现。总的来说,在园林设计中行为心理学的应用研究有下列问题: 3.1中国传统园林已经具有心理学思想,然而尚未形成理论。在我们国家传统园林设计中,已经有非常多的地方可以体现出心理学的思想,比较符合我们国家人民的心理观念,然而这些都是零散的,还没有形成专门的理论研究。这些非常好的思想如果不能继承下来,是多么的可惜啊!所以我们国家的园林设计应当与国外的先进理论相结合,总结并分析我们国家传统园林中优秀的思想,进而汇总出我们国家独特的园林心理学,并付之于实际。 3.2大多数研究是关于建筑设计和人的行为心理学之间的关系,关于园林心理学的比较少。国内的部分研究均会关系到人的行为心理学和环境设计或者是建筑设计之间的关系,但是人的行为心理学以及园林设计之间的关系只有很少一部分研究提到。就本质来讲,园林设计和建筑设计存在着密不可分的关系,所以这种情况也是能够理解的。所以园林心理学研究同样需要在建筑心理学中不断的完善和总结。 3.3尽管有国外比较先进的理论知识进行指导,然而其并没有普及应用到园林设计中。格式塔心理学(完形心理学)是比较优秀的园林设计指导的心理学理论。尽管这种理论效果非常的好,但是其很少有设计师应用到我国的园林设计之中。所以我们除了不断的学习国外比较优秀和先进的理论知识之外,还要学习国外的先进技术,并将其应用到园林设计之中,只是纯粹的学习国外的理论知识是不可的。 4结论 一个非常成功、非常受人喜爱的园林设计作品,除了要满足生态需求之外,还需要满足以及反映出人的心理需求。就生态需求来说,园林设计者只需要通过各种现代的科学技术手段以及精确的数据就可以实现,而对于人的心理需求来说,就需要园林的设计师对人的行为心理学进行深入研究,挖掘出人的内心最想要、最需求的理想生存模式,进而使自己的设计可以满足各方需求。但想要做到这点是比较困难的,因此需要大家共同解决,共同的探讨。相信在不久的未来,在园林设计中行为心理学的应用会变得非常的成熟、非常的完善。 作者:向丽珊 单位:海南大学应用科技学院儋州校区 浅谈园林设计中行为心理学的作用:行为心理学与园林设计概述 1.行为心理学与园林设计概述 1.1行为心理学 行为心理学是由美国心理学家华生在1913年创立的一个心理学的分支,他与其他的传统心理学的区别就在于他更加强调人类的行为,从人类的心理与行为之间的相互影响的角度出发,对人的个体进行研究。而不是单从心理学的人类意识层面进行问题的剖析。这种行为心理学的思考模式综合兼顾了人类的行为与心理之间的关系,行为心理学的研究方法主要采用客观观察法、条件反射法、言语报告法和测验法等。 1.2行为心理学与园林设计 自古以来,园林设计的基本目的就是为了满足人们的居住和生活需求。通过各类园林景观和构件之间的相互搭配,能够更好地为人们营造出一个美好的居住环境。而行为心理学在园林设计中的应用,也是当前的一个新的领域,需要在园林设计时综合考虑到人的心理需求和行为方式。如老年人希望园林能够提供一个休闲的场所,因此在设计时需要考虑园林的遮阴与休憩设施的布置。而儿童则需要在园林中产生很多娱乐活动,因此在园林设计时则需要考虑到娱乐设施以及园林绿化的布置等。园林设计中考虑到人的行为心理需求,能够更好地指导园林设计更加符合人们的需求,提高人们的生活愉悦感。 2.行为心理学在园林设计中的应用方式 2.1行为心理学对园林景观布局的引导 在进行园林景观的布局时,需要考虑到人们对于园林景观的基本心理需求。因此首先需要考虑的是人们对于景观私密性和开放性的要求。尤其对于城市居民而言,更加需要通过开敞空间以及私密性空间的结合,一方面保证户外活动的连接性和沟通性,另一方面也能保证在需要的时刻能够得到一些私密性的需求。如在一些私人庭院中或是园林中,都需要一些不受打扰的区域,能够进行安静的活动,如读书、休息等。因此在园林设计时需要考虑到人们在这方面的需求,围合的方式,不仅在私人别墅庭院,而且在城市街头绿地、居住区、城市广场上,创造出满足人们需求的全封闭和半封闭的私密性空间。如通过设置一些冠荫树,同时辅以一些休憩的设施等,通过一些观赏性较高的植物的布置,给予人们在私密空间内的舒适感和愉悦度。而在开放空间内,如各类草坪和湖泊等处,则需要为人们的活动创造更好的条件。如尽量开敞的环境,动静集合的布局设计,都能够更好地满足人们对于园林开敞性和私密性等多方面的需求。 2.2行为心理学对园林主要用途的引导 一般的园林设计主要是为了满足人们的审美需求以及对居住环境的需求,然而实际上从人们的行为心理学角度出发,园林拥有了更多的功能与用途。如果一些特有的园林设置,如树园、草药园、科普园、专类园等,在这些特殊的空间中,能够增加人们学习和认识大自然的机会,使参与者获得满足感。另外从人们的基本需求而言,园林能够为他们提供基本的活动场所,而同时人们又需要活动场所中的荫蔽性和舒适性,以及活动场地划分的合理性。因此在园林设计时需要考虑到采用不同的植物组合以及格局的布置,满足人们心理上的需求。如通过灌木作绿篱既可把大场地细分为小功能区,既能挡风、降低噪音,还必须满足人的审美和情感的心理需求。另一方面可以通过设置一些园林设施,促进人们参与到园林绿化中,从而更好地引导人们的心理健康发展。 2.3行为心理学对园林服务设施的引导 园林服务设施的选择以及布置位置将会对人们造成很大的影响,只有根据不同年龄阶段以及居住区域的居民心理需求,对园林服务设施进行布置,才能更好地发挥园林的基本作用。比如公共厕所的位置在园林中要适当安排位置,在人们可以明显发现的位置,或者有明显的标识牌。每个公共厕所的距离也应该根据人们的基本行走范围来进行布置。垃圾桶等设施的布置则需要按照人们的活动范围布置在人流量较大的地方。园林中的长椅等设施周围需要设置一些荫蔽措施,从而为人们营造一个更好的休息环境,同时各类设施的布置也应该考虑到不同年龄层次的需求。 3.结语 园林设计中考虑到人的行为心理学能够更好地实现园林的基本功能,考虑到人的心理需求,并对人的行为带来一定的影响。各园林设计者应从园林景观的布局,园林的主要用途以及园林服务设施的设计等方面,来综合应用行为心理学知识,满足人们对园林的需求。 作者:周宏波 凌晓姝 单位:重庆市风景园林技工学校 重庆市动物园管理处
一、数学课堂导入的重要性 在小学教育阶段,数学知识的学习难度并不是很高,教师的主要工作是通过教学活动启发学生的思维,引导学生思考,提高学生的学习积极性,从中掌握数学知识学习的有效途经,提高数学学习兴趣。课堂导入是教学活动的起始环节,需要起到“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”的效果,可见课堂导入环节在教学活动中的重要性。首先,有效的课堂导入可以快速吸引学生的课堂注意力。小学生由于年龄问题对数学知识的学习与认知处于初级阶段,再加上活泼好动的性格很难全身心投入到课堂学习中。而有效的课堂导入可以说是起到了“先头马”的作用,能够有效吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使学生整堂课都能全身心投入进来。比如,在课堂导入环节教师讲述一个有趣的数学故事,或者拿出形象的道具,都可以在学生脑海中留下深刻的印象,也能让枯燥的课堂氛围活跃起来。其次,有效的课堂导入可以充分调动学生的积极性,发散学生的思维。小学生对于很多事物都充满好奇心,就好比获得一件新玩具,其总是喜欢从各方面进行探索,希望自己掌握其中的奥秘。而在数学课堂中,有效的课堂导入也是如此,教师在正式讲解前抛出一个问题,他们并不希望这个问题被一口解答出来,而是希望问题有些难度,使他们可以通过开动脑筋或者实践探索去寻找问题的突破口,从而获得自信心与成就感。这一过程正是调动与培养学生思维能力的过程,也能有效激发学生的自主学习与探索兴趣。最后,有效的课堂导入可以培养学生的问题解决能力。数学学科是培养学生问题解决能力的重要课程,很多学生在经过课间休息后,他们的思维处于放松状态,此时教师设计有趣的课堂导入可以快速吸引学生的注意力,通过情境创设、道具演示等为学生创设出灵活的教学情境,在这一教学环境下可以让学生的思维与数学问题之间建立联系,从而使学生摆脱掉单纯围绕问题学习的状况,让学生深刻了解学习数学的意义与应用性价值,从而培养学生良好的逻辑思维能力、判断能力、辨析能力和解决能力。 二、数学课堂导入存在的问题 有效的课堂导入可以营造轻松愉悦的教学氛围,调动学生的积极性与思维能动性。但在实际教学过程中,课堂导入还存在一些问题,教师只有掌握这些问题,才能设计出更加有效的课堂导入。首先,数学课堂导入较为单调。数学课堂导入有很多种方式,如旧知识导入,数学故事导入、课堂游戏导入、生活问题导入、悬念导入等。但在目前的数学课堂中,很多教师在课堂导入环节中普遍都是旧知识导入这一种形式,导入过程使用的语言也比较平淡,导致很多学生在课堂初始阶段就失去了学习的兴趣。教师虽然在后续的教学中使用了一些有趣的教具、微课件,教学内容也十分充实,但是由于学生在课堂导入时兴趣不高,所以教学成效并不理想。其次,课堂导入比较随意。在新课改背景下,一些教师虽然已经意识到课堂导入的重要性,但在具体实施中没有设计出有效的导入环节,还有一些教师课堂导入的方式比较随意,最后造成了课堂导入与后续教学无法衔接,影响了学生知识的接收效果。例如,在学习“垂直”这部分内容时,教师通常都是利用教室里的一些道具,如桌椅、窗户等直接去导入,然后再讲解关于垂直方面的知识点。这样的导入方式学生虽然在脑海中形成了直观的认识,但是对于垂直的作用、垂直的原因等理解得不够清晰,对这方面知识没有太多的求知欲。最后导致学生对该部分知识点的学习不够深入透彻,也没有培养出学生的问题解决意识。最后,很多学校教师秉持着“好的开始就是成功的一半”这一原则,对数学课堂导入设计与具体实施十分重视,也积极使用了多媒体设计课件,搜集了各种数学小故事,希望能够营造出轻松愉悦的教学氛围。但是片面追求新方式的导入,在课堂初始过度消耗了学生的注意力,就会使接下来的讲解显得比较平淡,无疑增加了新知识学习的难度,最后造成学生学习精力不足、兴趣不高的问题。这样的课堂导入可以说是产生了喧宾夺主的不良教学效果,影响了数学高效课堂的建设与教学质量的提升。 三、小学数学课堂导入的设计与实施策略 (一)利用复习旧知识完成课堂导入 小学数学知识的学习不是一蹴而就的,而是需要一个循序渐进的过程的。学生学习也需求根据自己已有的知识框架去认识新知识,使新旧知识能够连接起来。小学数学教材的编排较为分散,缺少系统性,教师需要通过一些教学策略将前后的知识联系起来,方便学生理解与掌握。因此,在实际教学过程中,教师在课堂导入环节中可以通过复习旧知识的方法进行课堂导入,这样不仅可以降低学生学习新知识的难度,还能帮助学生将新知识归入到自己的知识框架中,更好地完善知识体系。例如,在学习《分数的加减法》时,同分母加减法与异分母加减法会涉及到约分与通分,这就需要学生联系之前所学的旧知识。教师教学同分母加减法时可以先在黑板上列出几道简化的分数习题;在异分母加减法教学时可以列出比分数大小的习题,并带领学生去复习约分与通分知识。学生经过自己努力完成习题,既能通过做好新旧知识的联系,还能树立学习信心,缓解课堂学习的紧张感,从而提高课堂学习效率。 (二)结合生活完成课堂导入 数学与生活有着密切的联系,在生活中也能经常看到小学数学知识的影子。随着新课改的深入实施,越来越强调学科与生活之间的联系,重视培养学生的实践应用能力,使学生能够将课堂所学知识应用到现实生活中。以生活为例子设计课堂导入可以更好地启发学生思考,引出相关的数学知识,同时学生也能将数学知识应用到生活中,体会数学的实用性价值。例如,在学习《长方体与正方体》一课时,教师可以设计这样的课堂导入:“我们今天要学习的知识藏在一栋高楼大厦中,藏在冰箱里,藏在你们的铅笔盒里,你们知道它是什么吗?有没有发现它们有着相似的外形?”这样的课堂导入可以快速吸引学生的注意力,引导学生去主动思考,从而进入到学习状态中,将抽象复杂的数学知识与生活中的实物联系起来,促进学生的深入了解。或者在学习《位置》一课时,也可以联系现实生活进行课堂导入,如询问学生知不知道家与学校之间的方位。设计与生活相关的课堂导入会让学生有一种熟悉的感觉,降低学习数学知识的紧张感与陌生感,也能引导学生将数学知识与自己的生活联系起来,提高学生的探索与学习兴趣。这样自然而然就完成了课堂导入,提高了学生的学习动力,实现了数学高效课堂的建设。 (三)结合信息技术完成课堂导入 信息技术的发展为小学数学教学带来了更多的转变与机遇,丰富了课堂教学的形式,促进了现代教育的发展。如今,越来越多的学校配备了先进的多媒体设施,为传统教学带来了新气象。教师应充分利用现代信息技术设计课堂导入,并在信息技术的支持下完成课堂导入,让数学知识变得更加直观,方便学生理解与掌握。例如,在学习《图形运动》一课时,教师可以从网络上搜集一些摩天轮、旋转门、风车等动态的图片让学生进行观察,从中找出图片之间的共同点。直观形象的图片可以帮助学生更清晰地认识到该部分知识的特征,更好地理解旋转的概念,加深学习印象,进而牢固掌握知识。可见,利用现代信息技术进行课堂导入,以其强大的网络资源与内容互享优势为教师提供了更多的教学素材,更能激发学生的学习兴趣,使其主动参与到课堂学习中,提高课堂教学效率。 (四)问题教学完成课堂导入 问题是一种常见的教学形式,是教师与学生之间对话的方式。在数学教学活动中,教师可以通过设置问题为学生构建一个未知的学习环境,激发学生对知识的好奇心,进而主动学习。在课堂导入环节中,教师在教授学生新知识前可以围绕某一内容向学生提出一系列的问题,让学生在层层问题中对新知识产生探索的好奇心,产生构建动力,然后引导学生结合已掌握的知识点对问题进行依次的解答,最后完成新知识的构建。需要注意的是,教师在设计问题时需要根据学生的知识储备量设计问题,注意问题的难易程度,由浅到深地设计问题,层层递进地提高学生的解题能力。 (五)利用故事进行课堂导入 在小学数学教学活动中,好的学习氛围可以提升学生的学习兴趣,使其从被动学习转变为主动学习。故事是教师为学生营造良好学习氛围的途经之一,教师可以根据教学内容利用数学故事为学生创设教学情境,启发学生思维,引发学生思考。例如,在学习《周长》时,教师可以在课堂导入环节中为学生讲一段与教学内容相关的趣味故事,如:“小明的邻居小亮很胖,他的妈妈认为他的体重已经严重超标,想让他每天通过跑步去减重,于是小亮就按照妈妈的要求每天早上围着学校的操场跑步。”教师再提出:“小亮围着操场跑一圈是多少米?他可以成功减肥吗?”随后组织学生以小组的形式进行讨论。这样的课堂导入既可以将教学内容详细化,还能表现出其中的关联,让学生清楚知识重点,从而锻炼学生的发散性思维,提高学生的数学知识理解能力与实践应用能力。 (六)课前小游戏实现课堂导入 兴趣是学生学习的动力,数学本身是一门抽象复杂的学科,只有学生感兴趣才能集中精力学习。为此,教师可以利用有趣的游戏进行课堂导入,活跃课堂气氛,使学生始终保持学习高涨的热情。例如,在学习《小数除法》时,教师可以先设定一个简单的游戏,让学生对游戏中的一些算式进行解答,然后引导学生思考小数除法如何解答,通过游戏产生高涨的学习热情。同时,教师也要把握好游戏的量与度,以免学生沉迷于游戏,失去了游戏导入的意义。 四、结语 综上所述,在小学数学教学中课堂导入起到了关键性的作用。不同的导入方式有着不同的教学效果,教师应结合教学的实际情况与学生的学习情况合理设计课堂导入,充分起到课堂导入牵线搭桥的教学效果,使学生能够积极参与到课堂教学活动中,提高学生的自主学习兴趣与动力,促进学生数学能力的提升,从而提高课堂教学效率与质量,也为学生今后的深入学习奠定良好基础。 参考文献: [1]周美林.设计趣味导入,构建高效课堂——浅谈小学低段数学趣味课堂导入的设计艺术[J].新课程,2020(25):144. [2]吴梦雅.基于学情分析的小学低年级数学课堂导入设计研究[J].试题与研究,2019(16):84. [3]王玮.优化小学数学课堂导入教学的策略分析[J].数学大世界(上旬),2019(5):56. [4]邱关洪.在小学数学课堂教学中实施导入设计的方法之我见[J].读写算,2019(12):166. [5]吴鲲.导得“精彩”,才能入得“有效”——浅谈小学数学课堂导入设计[J].考试周刊,2014(14):88. [6]赵琳.课伊始,趣已生——小学数学课堂导入技巧探析[J].天津教育,2021(30):23—24. [7]侯尚廷.导入的艺术——小学数学课堂导入方法应用探析[J].试题与研究,2021(10):39—40. [8]孙丽娟.以导入境因导生情——小学数学课堂导入方法例谈[J].长春教育学院学报,2019(7):76—78. [9]周兴梅.优化课堂导入提升课堂效率——小学数学课堂导入作用的提升[J].中华辞赋,2019(2):60—61. 作者:赵自莉 单位:甘肃省泾川县中街小学
浅谈小学数学教学设计与应用:小学数学教学设计存在的问题分析 一、教学设计中存在的主要问题 1.对数学内涵理解不深 教学设计需要以学科知识作为根本。经调查发现,目前很多小学数学教师对有关数学知识掌握不深。具体表现如下:第一,教师对教学价值与数学本质缺乏透彻的了解,有些教师认为只要教好大纲要求的内容即可,至于深层次挖掘数学知识,对于小学数学似乎过于牵强。这些教师单纯将数学作为一种升学工具,认为学生死记硬背概念知识,实际计算时再予以套用就可以,至于挖掘数学本质、数学真正的应用价值等,都是无关紧要的。第二,很多小学数学教师未能清楚认识数学思维方法与数学史,甚至本身就不懂何谓数学美、理性精神及数学文化,这就导致难以抓住数学特征进行教学。换言之,很多教师太过注重数学技能与成绩,对数学思维与思想方式置若罔闻,理论应用于实际太过死板,教学设计都谈不上又何谈教学发展,限制了学生的学习动力与兴趣,数学素养与思维也没有被培养起来。 2.教育理念过于陈旧 很多数学教师教育理念过于陈旧,对新概念难以掌握,如弗赖登塔尔问题解决、数学化等概念未能及时了解,甚至不去接触,导致那些先进理念限制在文字层面,未能领会新理念精髓,变化也只停留在形式上,而非实质性改变。如媒体应用、体验学习与小组合作等,也只是为完成任务,设计与选择缺乏合理性。诚然,我国传统教育文化是瑰宝,但教师也应当积极引入先进理念,不然只会停滞不前。积极吸收先进教学理念,对于小学数学来讲意义重大。 3.教学设计方法与理论欠缺 目前部分教师对教学设计的理解有失偏颇,把教学设计等同于以往备课,或认为教学设计同高效教学质量并不成正比,对于教学设计和传统备课并未区分。除此以外,教学设计方法论和认识论冲突也越发明显,很多教师已掌握教学设计先进理念与优化方法,但实际操作能力不够,就不能很好地将理论应用于实际,导致其自身所掌握的教学设计理论知识成为一种浪费。 二、教学设计问题形成原因 1.教师本身素质能力偏低 有些小学数学教师是非专业任教,未经过全面系统的培训,对于数学知识特征掌握不到位,教学时很难抓住数学的本质特征,形成所谓的填鸭式教学。 2.缺乏完善的在职培训系统 目前教师培训存在培训力度较小、培训范围不广的特点。有些教师虽接受培训但都是表面功夫,培训模式单一,效果不佳。有些培训不够系统,培训过程中对那些细枝末节穷追不舍,而对教学设计的精髓未能很好地传授;有些培训理论和实际严重脱节,培训过于死板,导致教师根本无法将这些培训内容应用到实际教学中。形式方面多采用集体讲授与专家讲座等形式,未能激发教师学习的动力和兴趣,导致培训只做表面文章,成效甚微,培训并未持续下去。另外,教师对教学设计的方法及理论已经认同,并想要尝试,但培训后进入教学工作时,对探索、创造与应用的激情淡忘了,仍旧回归往常的教学形式。究其原因,在于教学设计理论同小学数学实际教学脱节,不能持续融合,实际教学同教学设计培训发展不同步,造成教师备课时不能把教学设计方法和理论灵活应用于自身教学中,使自己与学生不能享受教学设计所带来高效成果。 三、结语 综上所述,教学设计属于情境化、个性化的创造过程,不同的教师会给出不同的教学设计方案,同一教师面对不同环境,比如面对不同的学生、不同的教学大纲,所制定的教学设计方案也不同。对此,笔者认为,教学设计情境化及个性化大部分表现在教学语言、手段与方法上。数学教学的本质在于授之以渔,帮助学生拓宽思维并培养学生的创造能力,而由这些目的达成的教学设计是最重要的。合理掌握课本、重视学生的思维变化并使学生处于课堂主体地位,是小学数学教师在教学设计方面最该重视的问题。 作者:王永明 单位:奉节县朱衣镇中心小学 浅谈小学数学教学设计与应用:创新小学数学教学设计论文 教学设计对于优化小学数学教学质量,提高小学数学教学效率都有重要的影响。然而,目前小学数学教学中存在的问题是大多数小学教师对于教学设计的了解还不够深入,没有足够重视课堂内容的设计工作,由此导致的后果就是,小学数学课堂没有得到充分利用,相应的教学也没有取得理想的效果。因此,小学数学教师应该充分重视教学内容的设计,合理安排教学内容,让小学数学课堂焕发生机和活力。 一、小学数学教学设计中存在的问题 (一)对于数学的认识不够深入,教学目标不清晰 目前小学教学设计中还存在着较多的问题,如对于小学数学认识不够深入等,这就导致教师在教学设计过程中包含的知识内容多局限于课本内的知识,课外知识的涉及量和扩展量都不够,多数教师都是按照教程大纲设计教学内容,将书本的内容全部照搬到课堂下,完成授课就觉得教学任务已经完成。有些教师或许会觉得小学数学比较简单,没必要给学生灌输太多的内容和知识,或者认为数学只是一门计算工具,没有什么艺术性可言。教师的这些认识直接导致了其对于教学目标的模糊性,大大局限了教师授课的深度和广度,不利于学生对于数学的全面了解,阻碍了学生的发展。 (二)教师教学理论较为落后,不能适应新课改的要求 新课改要求小学教学理念应被赋予一些新的内容,不仅仅局限于传统的阅读、书写、计算等基础知识,更加强调学科与生活的联系,强调学生运用学科知识解决生活中问题的能力,这也是传统小学数学授课中所欠缺的部分。小学数学教学中,教师作为课程的发起者和掌控者,其地位至关重要。但是,多数小学数学教师还不能满足新课改提出的要求,教学理念还停留在过去传统授课时多年积攒的经验,对于“情境教学法”“建构主义教学法”等新的教学理论不了解,甚至没有听说过,这就导致教师还停留在“教师教、学生学”等灌输知识的阶段,忽视了学生的主体地位,教学过程也比较呆板、枯燥,从而导致学生对于数学学习兴趣的丧失。 二、创新教学设计,让数学课堂充满活力 (一)深入理解教材内容,创新课堂讲解 小学数学教材内容大多以基础性知识为主,主要培养小学生的计算和应用题解答能力,教师在设计教学内容时,可以结合教材内容进行创新性讲解,除了把握好教程中的重点内容和难点内容之外,还要给予学生充分的思考和练习时间,巩固所学知识。另外,教学设计需有一定的针对性,符合小学阶段学生的发展特点,在学生可以接受的范围内扩展相应的课外知识内容,丰富学生的数学知识。例如,在教授小学三年级数学“位置与方向”这一单元内容的时候,首先应该明确教学目标是让学生能正确分辨东西南北四个方向,具有一定的空间感知,并能用语言描述自己所处的位置。确定了教学目标后,教学设计上应该循序渐进,搜集一些关于方向的儿歌和词语,引导学生对要学习的内容产生兴趣,然后教师可以简单讲解后,组织学生以小组为单位,将学生分为四个小组,分别为“东、西、南、北”,在教室里分别找到自己的位置,并对正确的学生以奖励。另外,教师还可以进行扩展性教学,给学生讲解在森林里和航行过程中,人们都是通过什么方法来辨别方向的,引导学生发散思维,开阔视野。 (二)以学生为主体,丰富教学内容 小学数学教学过程中始终要坚持以学生作为主体,教学设计中也应该体现学生的主体地位。以学生为主体不同于过去传统的以教师作为教学活动主体的观念,更加符合当今形式下,新课改对于中小学教学发展的要求。体现在教学设计中就应该多增加学生参与此类活动,让学生自主地发现问题、讨论问题、解决问题,教师在旁边起引导和辅助的作用。教师在讲解完基础课堂知识后,给予学生一定的时间进行思考和实际操作,将课程内容与生活结合起来更能激发学生的兴趣,提高其创造力和培养其独立思考能力。丰富的教学内容能够增加学生对于数学的了解和认识,对于学生长远的发展也大有裨益。小学生还处于成长发育阶段,对于一切事物都充满了新鲜感和热情,而单纯的小学数学知识则略显枯燥,不符合这个阶段学生的发展特点,因此,在教学设计上一定要注意体现学科的丰富内涵和实际应用性,比如,在讲授怎么计算长方形面积的时候,可以组织学生自己动手测量书桌、课本的面积,通过计算得出准确答案,积极的活动参与更容易引发学生的共鸣,从而调节课堂气氛。 三、结论 总而言之,小学数学教师应该千方百计地改进传统教学模式,重视小学数学课的教学设计,突出学生的主体地位,将教学内容与实际生活相结合。通过一系列丰富多彩的活动锻炼学生独立解决问题的能力、良好的逻辑思维能力和创造力,培养其对于数学的理解和热爱,并最终取得良好的教学效果,促进学生的全面发展。 作者:王秋丽 单位:福建省漳浦县盘陀中心学校 浅谈小学数学教学设计与应用:小学数学教学设计探析 摘要: 教学设计是由教学目标的确定、教学诸要素的分析与组织、教学效果的评价等组成的一个系统工程。系统的整体观认为,只有各组成部分和谐地统一、协调于系统的整体之中,才能达到整体的优化。所以,在进行小学数学教学设计时,要综观全局,从大处着眼、小处着手,进行整体优化的小学数学教学设计。 关键词: 小学数学;教学设计;高效课堂 教学设计,亦称教学系统设计,是面向教学系统、解决教学问题的一种特殊的设计活动,是运用现代学习与教学心理学、传播学、教学媒体论等相关的理论与技术,分析教学中的问题和需要,设计解决方法,试行解决方法,评价试行结果并在评价基础上改进设计的一个系统过程。 1小学数学确定恰当的教学目标 小学数学教学目标既是教学活动的出发点,也是预先设定的可能达到的结果。小学数学教学目标不仅包括知识和技能方面的要求,也包括数学思考、解决问题以及学生对数学的情感与态度等方面的要求。对目标的不同理解会形成不同的教学设计,从而形成不同水平的课堂教学。教学目标决定着教学活动的方向,决定着教学内容、方法、手段的选择,决定着教学效率的提高。传统教学目标搞“一刀切”,忽视了学生的个体差异。要为每个孩子量身定做不同的教学目标是不切实际的空想主义,但是制定分层目标是行得通的。可以分成下限目标、上限目标、发展目标。如在教学算法多样化时,教师要求能力弱一些的学生只要求掌握基本算法即可,能力好些的学生则要求会运用多种算法,能力更好的学生在会运用多种算法的基础上学会择优或想出更好的方法。这样从学生的认知差异出发来设计差异化的教学目标,最终“促进所有学生在原有水平上得到应有的发展”。 2小学数学合理分析与组织教学要素 2.1具体分析学生情况:学生是学习的主体,要想有针对性地进行教学设计,必须进行学情分析,应着重分析学习者的起始能力、已经形成的背景知识和技能及学习者是怎样进行思维的。 (1)正确诊断。学习者的起始能力,准确地掌握学习者的起始能力是进行有效教学设计的基本前提。 (2)学习者背景知识的分析。学生在学习数学知识时,总要与背景知识发生联系,以有关知识———包括正规和非正规学习获得的知识来理解知识,重构新知识。小学数学教师对学生背景知识的分析,不仅包括对学生已具备的有利于新知识获得的旧知识的分析,还包括对不利于新知识获得的背景知识的分析。我们认识到,正确地分析学习者的背景知识,是进行有效教学设计的重要基础。 (3)学习者是怎样进行思维的。小学数学教师在进行教学设计时,不但要对学习者起始能力进行诊断,对学习者背景知识进行分析,还应关注学生是如何思维的。造成教学设计与实际教学差异的主要原因就是设计者缺乏对学生是如何进行思维的基本判断。另外,对学生学习态度、学习兴趣的分析对达成教学目标也十分重要,也是进行教学设计时不能忽视的内容。 2.2实施组织教学内容:组织教学内容是教学设计的一项重要工作。教学内容是根据具体的教学目标,解决“教什么、学什么”的问题。所以,首先要分析教材的编写特点,领会编者的意图;其次要把握教学内容在整个教学体系中的地位和作用;再次应分析教学中的重点和难点,并通过合适的内容有效地突出重点、突破难点。 2.3有效的选择教学方法:教学目标能否实现,很大程度上取决于教学方法的选择。不但要依据教学目标、教学内容、教师个人特点、学生年龄特征选择教学方法,还要最大限度地调动学生学习的积极性,真正突出学生的主体地位。 3小学数学优化教学手段 传统教学使用的是粉笔、黑板。有人戏言:一支粉笔走天下。这种单调的教学手段,制约了数学教学质量的提高和学生的发展。因此,提高课堂教学效率,要注意教学手段的优化。合理地运用多媒体辅助教学,多媒体能使课堂教学更加生动,更加直观,运用多媒体辅助教学更是成为课堂教学改革和教育现代化进程中一道亮丽的风景线。如果利用多媒体出示有趣味性、层次性、针对性的练习,配上轻松的音乐和画面。就可让学生在轻松、愉快的氛围中巩固、总结新知识。 4转变思想,更新观念,做到以学生为主体 为了在数学教育中实现我国培养全方面人才的目标,教师要解除传统观念的限制,开辟出新的教学之路。在现代教学中,教师要改变学生在课堂中的所扮演的角色,要从传统的被动听讲,转变为主动参与,让学生成为教学课堂中的“主角”。教师要开辟学生的思维空间,在课堂上要善于引导学生的思维,积极让学生展开互动,在课堂上对于学生所提出的问题要做出正确性的引导式作答,拓展学生的创新思维。让教师明白传统教学模式中的弊端,按着我国新课标的标准,培养学生多方面的能力,对于一个数学问题的解决,教师要运用多种方法方式予以解决,同时留下伏笔,给学生留有一定的思维空间。在课堂教学中,教师要留下一定的时间与学生展开互动,提倡学生对课堂上所讲述的教学内容进行激烈的讨论,提高教学效果。教师要积极学习倡导先进的教学理论,并将先进的教学理论应用到实际教学活动中,让学生切实的掌握学习方法,要用教师的主导作用充分向学生展现学习过程,显示学习方法的透明度,使学生在探求新知识的同时,学会获取知识的方法。 5注重培养学生的自学能力 自主学习能力的养成对于学生的未来发展来讲具有重大的意义,自主学习能力能够让学生自我拓展知识空间,自我学习能力是培养学生学习能力、思考能力的基础,有助于学生能够探索出属于自己的学习方式。自学能力的养成能够让学生对知识的理解更加透彻,所获得的东西要比书本上获得的更为丰富。教师必须要改变传统的教学理念,研究数学智慧分析数学方法,能够让学生真正懂得如何去学习,去思考。 6构建新的评价体系 传统的“应试教育”中的“考试制度”早已经不适合对当今学生进行很好的评价,构建小学数学素质教育的评价体系是综合评定学生各方面能力的基础。长久以来,“应试教育”模式严重的制约了学生个性化多方面发展,让学生认为“考试分数”才是实现自我价值的唯一标准,统考升学的模式让教师无法合理的对学生展开真正的素质教育,因此,要培养出个性化多样化高素质的人才,必须要改变教学活动中的教学评定,即从单一的考试评定方式变成从学生日常学习中多方面多角度入手,以多样化的指标来对学生进行全方面的评定;也要改变单一笔试的考评形式,要实现笔试、口试、面试、操作、解决实际问题等相结合的综合性考评形式,同时在进行学生中和评价排名时,要将考试分数作为参考内容,要根据学生的日常表现以及对知识的运用能力,思维的灵活度等多方面作为评定的主要内容进而提升学生的多方面能力。 作者:钟云 单位:江西省赣州市兴国县隆坪中心小学 浅谈小学数学教学设计与应用:小学数学教学设计与应用 在传统的小学数学教学当中,教师仅仅注重于对学生进行基础的课本知识灌输,并且会在不同层次上培养学生的应试能力,但是在这种教学思想的引领下,学生的实际素质根本无法得到切实的提升,而且使得学生对于数学知识的掌握程度也浅显地停留在了数学课堂当中。伴随着时代的迅速发展,我国的教育领域开始广泛地应用各种信息教学设备,并且督促教师对当前的教学方法进行多方面的改革和创新。为了迎合这样的教学趋势,小学数学教学也进行了深层次的改革,彻底转变了传统的教学模式,开始对学生的数学学习能力进行综合有效的培养,并且着重加大了学生数学学习方法的培育,使得学生的数学思维得到了实际的拓展,整体的学习质量也有了很大程度上的提升。 1深度教学资源的基础概念 在现代化的教育领域当中,衍生出了一种全新的教学资源理念,即深度教学资源,其指的是教师在进行教学的过程中,除了要对当前的教学内容进行合理的讲解以外,还必须带领学生深层次地探索这些知识的深层次概念和运用,使得学生能够深刻理解教学资源的内在含义,逐步提升自身的数学逻辑思维能力,并达到启迪自身智力的作用。而且,在这种教教学思想的引导下,小学数学教学俨然变成了一种现代化的教学,与生活之间的联系相当密切,能够不同层次地带动学生进行数学实践,以实现高质量的学习。现如今,教学主要分为两个方面的内容,首先是教,其次是学,而在传统的教学当中,对于“教”这一过程,主要由教师来完成,但是在现如今的教学理念下,教师应当尊重学生的主体性,与学生进行密切的交流与合作,进而形成全新的教学模式。而在这一教学过程中,深度教学资源起到了基础性的引导作用,教师应当合理地利用深度教学资源,使得学生能够对小学数学教学资源产生深刻的理解,整体的教学效益也会得到相应的提高。 2深度教学资源在小学数学教学中的设计方向 2.1全面覆盖 在小学数学的教学过程中,教师要想切实合理地应用深度教学资源,必然需要合理地设计,但是对于深度教学资源的设计,一直都是一个难题,教师难以找到正确的方向,很多时候不能覆盖到整个小学数学教学当中。事实上,小学数学深度教学资源的设计,需要切实涵盖小学数学课堂的各个教学板块,进而在设计数学教学资源的过程中,科学地利用各种信息科技工具,将不同的教学资源合理地引入进来,同时也可以建立较为完善的教学资源库,与其他教师之间的教学视频实现共享。一方面可以迅速拓宽学生的数学学习范围,使得数学不再是一门单一乏味的学科,转而变得充满联系性,能够与多个学科之间实现良好的融合。另一方面可以充分激发学生对于数学的学习兴趣,使得数学教学变得异常丰富多彩,整体的数学教学效率也会得到相应的提升。 2.2因地制宜 在实际的小学数学教学过程中,不同的数学教师所选择的教学方法往往存在着本质性的区别,而其在选择教学资源的时候,往往也会衍生出许多特色的教学资源,并且往往这些教学资源都对当地的小学数学教学有着相当高的适用性。为了切实迎合当前的小学数学教学现状,教师在设计深度教学资源的过程中,应当考虑到学生的实际数学学习能力,并根据当前教学的现状以及存在的各种问题,选择最为合适的教学资源设计方向,因地制宜,逐步迎合学生的实际学习要求,实现高质量的数学教学。同时,有很多的教师都会以数学课本中的知识内容作为教学资源选择的基础,而这样的状况往往会消耗教师较多的精力和时间,并且很难产生太高的教学质量。教师应当尊重学生的主体性,积极选择一些他们所喜欢的教学资源,一方面便于学生接受,全面提高学生的综合素质。另一方面可以使得数学教学变得充满趣味,整体的教学质量也会得到相应的提升。为了提高深度教学资源的适用性,教师之间还应当建立明确的资源库,相互联系,并进行资源方面的共享,使得每个教师都拥有大量的深度教学资源,能够满足实际的数学教学要求,带动学生学习的积极性。 2.3教学融合 在传统的小学数学教学当中,教与学一直是两个方面的内容,并且这两方面的内容往往不会进行太多层次上的融合。对于学生而言,其在课堂上的时间更多的是教,即被动地接受着教师的知识灌输,而学的时间则留在了课堂以外,但是小学生的自制能力往往都不是很强,其在课堂以外的时间里,很难进行自主积极地学习,这样的状况直接使得小学数学的教学效率一直处于较低的水平。而深度教学资源在小学数学教学当中的合理应用,无疑是一个全新的发展方向,教师应当对教学进行合理的融合和完善,使得学生能够在课堂内外积极主动地利用教学资源进行学习,这一过程实现了教与学的融合,整体的教学质量也得到了充分的提高。在深度教学资源的设计上,教师应当尊重学生的主体性,根据学生的实际学习需求去制定合理的教学资源,使得学生能够对全新的教学资源产生较高的学习兴趣,其最终的教学质量也会得到相应的提升。 3深度教学资源在小学数学教学当中的应用 3.1科学引导学生实现高层次的自主学习 在现代的小学数学课堂当中,教师是各种数学活动的组织者和引导者,小学生在小学阶段,所表现出来的状态并不是那么良好,其本身没有较高的认知能力,也不知道如何能够改善自身的综合素质。二深度教学资源无非是改善这一教学状况的主要手段之一,它可以使得学生加深对数学知识的探索兴趣,并且形成全新的学习方法,积极改善自身的学习效果,全面开发各种数学思维。在实际的数学教学当中,教师应当科学地设置一部分教学情境,使得学生对于数学资源的探索兴趣能够充分地激发出来,并不是学生认识到这样一个道理:只有积极主动地探索,才能实现对知识的深层次掌握。在基础的课堂教学环境中,教师首先应当与小学生进行积极充分的沟通交流,了解小学生的学习兴趣和学习方向,以及他们当前的数学学习存在的主要问题,并根据这样的状况为学生尽可能地提供一部分数学教学资源。比如,在学习认识图形的过程中,需要对圆进行认识,教师可以引导学生对圆的外观进行直接的讨论,并在教学资源的设计过程中合理地引入一部分生活事物,如我们经常见到的杯子、车轮、方向盘等,通过这些教学事物的合理引入,使得教学资源变地十分充实,能够充分激发学生的实际学习兴趣,整体的教学质量也会得到相应的提升。其次,教师在设计完成基础的深度教学资源以后,可以利用多媒体设备,将教学资源中的视频播放给学生,促使学生产生最为直接的认识,不再进行过于抽象的学习。同时,由于有了这些例子作为基础,学生的数学思维也能够得到不同程度上的开发,迅速联想到其他的生活数学元素。 3.2与学生形成良好的合作探讨学习模式 对于小学数学深度教学资源的设计与应用而言,它需要切实了解学生在数学资源学习过程中的实际学习状况,并十分强调对学生逻辑思维能力的培育,积极鼓励学生进行多方面的创新。而在实际的教学过程中,教师需要对学生生成直接有效的引导,使得学生能够与教师形成良好的合作关系,共同对深度教学资源进行合理的探讨,尤其是在学习过程中所出现的各种问题,需要加以切实的创新和优化。在整个教学引导的过程中,教师应当带领学生对各种数学教学资源进行不同程度上的探索,积极思考其中的问题和数学含义所在,并鼓励学生勇于提出问题,使得学生的数学思维能力得到全方面的提高。在对数学教学资源进行深层次的探索过程中,教师必然会与学生出现意见上的分歧,在这个时候,需要对教学资源本身进行合理的优化,而不应该盲目地对学生的意见进行否定。此外,对于一些学生所存在的意见,教师需要加以合理的分析,不能完全地否决,很多学生在对数学资源的探索过程中,已然形成了全新的数学认知,并且采用了不同的数学方法去解决数学问题,这种学习方法应当受到合理的推崇,而不应该被完全地反对。 4结语 综上所述,小学数学教学在新时期的发展当中,已然不能继续采用传统的教学模式,而在新课改的冲击下,小学数学教学需要科学地利用各种鲜明的教学资源,实现高质量的教学。在运用深度教学资源开展合理的小学数学教学时,教师应当尊重学生的主体性,与学生之间建立良好的沟通渠道,进而切实了解学生在实际的数学学习中存在的不足之处,并加以合理的优化和改善。同时,对于一些较难学习的数学问题,教师可以以资源的形式进行多方面的情境引导教学,使得整体的教学质量迅速的凸显出来,逐步改善当前的小学数学教学现状,产生极高的教学效率。 作者:赵玉婷 单位:佳木斯大学 浅谈小学数学教学设计与应用:小学数学教学设计的有效性研究 【摘 要】数学是学科学习中的重点科目,具有抽象性、应用性和复杂的逻辑思维性。小学数学学习内容相对简单,知识设计主要侧重于培养学生们的基础思维能力,掌握基本的数学计算方法。在此基础上,我们更要在以“学生为本”的前提下,创新小学数学课堂学习机制,实现教师与学生的有效整合,提高小学数学课堂教学的有效性。当今小学数学的课堂学习效率低下,严重影响了小学数学教学有效性的提高,本文结合小学生具体的数学学习情况,在积极探索、突破改进的基础上,找到实现小学数学教学有效性的正确途径。 【关键词】小学数学;课堂教学;有效性;探索 “凡事预则立,不预则废。”教学活动是一种特殊的认识和实践活动,要想在教学活动中取得良好的教学效果,教师就必须在开展教学活动前进行预设,即教学设计。它是教师为了实现教学目标,对教学中的各种要素进行系统的规划和安排,是教师不可缺少的一项专业技能。教学设计会影响教师的课堂教学行为和课堂教学质量。因此,小学数学教师在教学准备时,要进行有效的教学设计,为高效教学打下基础。 一、小学数学教学设计的含义 随着课程改革的深入,在新课程教育理念的指导下,小学数学教师备课已由过去的撰写教案悄然转变为教学设计。教案和教学设计虽然都是教师对教学进行预设的规划和安排,但反映了不同的教学观念:教案反映的是教师注重具体的教材教法研究,而教学设计则反映了教师关注以促进学生发展为核心的有效教学策略研究。我国学者刘树仁认为,教学设计是教师在备课过程中依据现代教学理论和个人经验,用系统的方法把各种教学资源有机地组织起来, 对教学中的各个部分做出整体计划和安排,制订系统的施教方案的过程。也有学者认为,教学设计是指对整个教学系统的规划,是在分析学习者的特点、教学目标、学习内容、学习条件等基础上统筹全局,提出教学活动的具体方案。小学数学教学设计就是在上述研究的基础上,结合数学学科的特点,针对小学生及小学教学的实际,为小学数学教学活动设计蓝图的过程。小学数学教学设计应该被视为一个整体的、系统的、动态的连续过程,目标是解决数学教学中的问题。 二、小学数学教学有效性途径探索 对于小学阶段的学习科目,小学数学是其中的基础与核心,学好数学不仅可以增强整体的学习成绩,培养小学生独立思考的能力,而且对思维力的纵深发展起到了潜移默化的推动作用。因此,在详细分析的基础上,本文主要针对小学生数学学习兴趣的培养和教师整体教学水平的提高两大方面进行了详细的概述。 (一)小学生数学学习兴趣的培养 1.兴趣是学习数学最好的老师 小学生正处于天真烂漫、无拘无束的发展阶段,无论是意志力、创造力还是自我的约束力都不太成熟,因此,培养小学生的数学学习兴趣就显得尤为重要。处在6~13岁年龄段的小学生正是各项认知能力快速发展的阶段,在此期间,小学生极易对逻辑思维能力强、计算难度高、排列顺序复杂的学科产生厌学的心理。这时,只有通过建立起基础的兴趣模型,让兴趣教学贯穿于小学生学习数学的始终,成为连接小学生数学学习的主线,才能通过某个有效的刺激,刺激小学生的学习兴趣。 2.培养良好学习兴趣的具体途径 (1)调动课堂学习气氛 在新型化的教学模式下,课堂不再单纯地追求教师的硬性灌输,而更加注重学生切实参与课堂的实践及将课堂所学与自我知识完美融合,将知识融会贯通、活学活用的能力.因此,教师在教授基本的数学知识的同时,可以增设多种多样的趣味数学课堂学习活动。 (2)让学生感受赞美的力量 小学生的心智还处于年幼的发展阶段,他们对事物的感知程度往往也来源于外界的赞美和鼓励,适时地对每一名学生提出表扬与赞美,特别是在小学生取得进步时,教师要及时给予学生赞美与鼓励。通过及时的赞美,小学生很容易对数学学习产生积极反应,进而提高学习成绩。 (二)提高教师整体教学水平 小学生是祖国的花朵,活泼、敏捷的性格特点是小学生的典型特征。因此,在小学生的培养过程中更应该注重小学教师整体素质的提高,任职的小学教师应该做到以下2点: 1.定期接受培训,认真研究数学教材 对于小学生来说,他们不懂得怎样很好地利用自己的课堂所学,举一反三那就更为不易,这就要求教师要不断地提高自身素质,定期接受教育主管部门举办的各种教学培训,积累更多的授课方法,引导学生活学活用,深入挖掘学生的潜能。另外,课本是数学学习的依据,教师的所有教学活动都应该围绕课本的基础概念、定理等进行适度的延伸,教师应熟练掌握一年级至六年级数学知识之间的本质联系,制订适当的教学方法。例如,讲好“两位数的四则运算”才能为日后“三位数的混合运算”奠定良好的学习基础。教师切记不能脱离教材,泛泛而谈。 2.重视学生基础,灵活运用多样学习方法 打好基础是小学生学好数学的首要任务,教师应该在日常的数学教学中引导学生学习更多的课本基础知识,加强对课本课后习题的练习,让小学生达到举一反三的效果。例如,有的地区与学校过分强调让小学生学习奥数知识,奥数确实能在一定程度上起到开拓智力的效果,但奥数知识相对较难,不可对学生统一教授,应该具体学生具体对待。小学生数学学习能力有限,不能总结出系统有效的学习方法。在一定程度上,教师的教学方法决定了学生的学习方式,教师应掌握多种学习方法,更要学会掌握不同水平学生的教学方法。 三、结束语 综上所述,教学设计是集科学与艺术为一体的创造性活动。它是一种科学,是遵循教学规律对课堂教学的理论规划;它也是一种艺术,是教师个人才华的展示,凝聚了教的智慧。课堂教学活动能给教学设计带来灵感,而教学设计也能给课堂教学带来安全感,两者密不可分。
如今在快速发展的社会中,科技和经济都取得了很大的进步,从而对工业建筑在有关的建筑体系上有了更高的要求,对于其中使用的加固改造技术来讲需要完成更好的突破。但是要想更好的提高加固改造技术使得工业建筑在整体质量上有更好的保证,在施工过程中就需要我们的工作人员实时的结合目前工业建筑结构的状况来制定合理的方案,选择合适的施工材料,结合工程目标,针对实际情况对结构加固改造做以评估,以便于能够在第一时间发展问题,并给以具体的解决措施,在施工方案上不断的完善,以便于能够更好的提高工业建筑结构的功能以及质量,因此在这里对工业建筑结构加固改造设计的要点做以探讨很重要。 一、加固改造原则 加固改造原则中,不管在任何时候都要把安全原则放在首要位置上,同时在对方案设计中也要对安全性原则格外的关注,在整个过程中一切都要建立在安全性的基础上,这样才可以有效的对工业建筑的空间给以拓展,使之更加完善。然后就是经济型原则和可行性原则,很多企业对工业建筑结构做以加固和改造都是为了保证工业生产中具有高度的安全性,从而提高企业的经济效益。首先在对工业建筑进行加固改造设计时要充分的对其成本的控制做高充分的规划,保证设计方案的经济性和可行性。在任何的工业建筑结构加固还在中,其每一个工业建筑都具有他自身的一些特点,我们要针对他的这些自身的特点设计好方案再给以具体的施工,最重要的是严格控制其给企业带来的影响。其中可以有针对性的考虑到任何的影响原因,对其作以解决。在具体的施工中要注意支撑体系的建立,其中包括,框架体系,框架支撑体系,混合支撑体系等。如果想要是的建筑中的支撑力更强,那么就可以采用钢接框架的方式设置横梁,用柱形支撑的方式来设置纵梁。可是这也要有针对性的使用,不能够实用于每一个工资建筑结构加固改造中。在对建筑结构加固改造做设计的时候要充分的考虑到企业的发展要求,有针对性的作以结合的同时还要严格的控制施工成本,要想工资建筑结构加固改造发挥出更大的优点就必须保证这两个要求的具体实现。在方案设计过程中可以多设计几个方案,这样就可以有针对性的作以选择合适企业发展要求的方案,以此来提高企业的经济发展。 二、工业建筑结构加固改造设计 在对设计工业建筑结构加固改造做方案设计时一定要综合考虑企业未来的发展,在设计中可以考虑利用新的技术做以施工。如果在施工中所使用的混泥土强度达不到规定的标准,且工业建筑在延展性性上也有一定程度的缺乏,在加固改造中也没有对其成本进行控制,等等很多的问题都需要给以具体的解决。要是有很多的问题没能够给以具体的解决方案,那么在工业建筑中的安全和适用都将得不到有效的保障,因此在对方案进行设计时需要对所有的问题作以综合的考虑,特别是在混泥土结构上。本章节就有针对性的对工业建筑加固改造技术的要点进行以下探讨。 1.增大截面加固 增大横截面积的加固技术是非常实用的在工业建筑加固改造中,在使用这种方法时可以利用钢筋网砂浆层的结构方式结合原先建筑面积进行使用,他在很大程度上提高了工业建筑工结构的承载力。其中在加固时还可以采用把新的建筑混泥土和旧的建筑混泥土利用配置锚固件的方式进行连接,这样的方式在保证建筑体完整性的同时还可以继续的加大建筑结构的承载力。在实际的施工中如果在梁中只有一面或者是两面都有配置钢筋,这个时候就要采用的钢筋新旧承受力一定要保持一致性,同时在焊接时焊接的短筋的宽度要高于原来钢筋承受力的宽度,其要保持在50㎝以内。 2.粘钢板加固 粘钢板加固的方式主要是运用于受损部位,如果在钢筋混凝土结构收到损害时就可以采用此技术针对损害的部位作以加固施工,这种技术的优点是适用于空间比较小,且建筑面积又不能得到扩大的工业建筑中,把钢板粘在建筑梁的底部,这样可以很好的加大建筑梁结构的承受力强度。一般情况下,除了以上方法之外,其实还可以采用在梁周围增加钢箍的方式,采用这种方式时要根据不同的情况来对钢板的尺寸作以具体的选择,在对钢箍进行固定时需要在梁和梁之间留一定的空间。在用铆钉固定的同时还要使用焊接的方式对其作以焊接,最后在钢板的表面涂上砂浆,粘钢板技术的使用很大程度上提高了工业建筑的承载力,所以被广泛的使用在工业建筑结构加固改造中。 3.置换混凝土加固 置换混泥土加固的方式从通常意义上来讲就是使用强度比较高的混泥土来对工业建筑中原本的混泥土进行替换,但是通常情况下,只有出现建筑结构受到破坏,使之承受结构出现问题时才会使用置换混泥土加固技术,其这种方法的优点在于节省人力,物力以及财力等。 4.粘贴纤维复合材料加固 粘贴纤维符合材料加固的方式一般适用于钢筋混泥土受弯受拉的加固,使用此技术时要求粘贴纤维的复合材料必须具有高强度的承载力,而且还要及其的对其表面进行处理,做好防护措施。如果在温度比较高的情况下,通常采用无机胶粘贴试剂来提高粘贴的质量。经过无数次的实践可以看出,这种方法既可以提高工程的安全性也可以保障其稳定性。 三、结语 综上所述,可以看出,工业建筑结构加固改造技术具有非常重要的作用在建筑维护中,我们要在工程还没有开始改造之前就要结合实际的工程情况做好方案设计,根据实际情选择符合其标准的改造技术。
摘要: 在专业教育中加入思政教育可以对当代大学生社会主义核心价值观的树立起到重要的作用,也有利于对大学生起到立德树人、艰苦奋斗精神的培养。如何在专业课堂中加入思政元素,达到润物细无声的效果是目前专业教育中的难点也是急需解决的问题。在“十四五”规划开局之年,将“十四五”精神融入到课堂教学可以增强学生对机械专业的兴趣和信心。本文以“机电一体化系统设计”课程为例,给出了每章节对应的思政元素,也对思政元素在课堂中实施的过程和课程考核方式改革进行了探讨。 关键词 : 课程思政;机电一体化系统设计;教学探索;实施策略;“十四五” 1前言 2016年,总书记在全国高校思想政治工作会议上提出各类课程与思想政治理论课同向同行并强调立德树人后,全国各高校根据指示进行课堂教学改革[1]。要求在专业课程中加入思政内容,在注重本科生基础理论教学和培养学生实际能力的同时增加思想道德教育,培养有道德、有理想的专业人才;要求高校专业课教师充分认识到在专业课中加入思政元素的重要性;要求高校教师在加强专业教学能力的同时提升自身道德素养,以身作则,以此提高专业课教学中思政教育的效果。2021年,是中国“十四五”开局之年,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出,在未来5年内新兴产业增加值占GDP比重要超过17%,这意味着我国要进行制造业升级,补齐制造业基础短板[2]。机电一体化技术是机械技术、电子技术、计算机科学等多种科学技术交叉融合形成的一门新兴科技门类,任何一项与机电一体化技术相关的科学技术存在短板,都将意味着机电一体化技术得不到快速发展。机电一体化技术是紧随时代发展趋势的一门学科,教学内容能够拓展多种思政元素,同样在协同育人方面能够发挥举足轻重的作用。在课堂教学过程中开展课程思政教育,首先要求教师能够牢牢把握思政教育的内涵和课程的关键内容,才能将课程思政达到润物细无声的境界。在课程思政过程中应该注重学生的价值观培养,把职业道德培育、人文素养提升、创新精神和创新技能以及专业知识讲授有机融合,充分将专业课程与思政课程相结合。 2《机电一体化系统设计》课程的目标 机电一体化系统设计是一门“机”与“电”结合的综合性学科,在计算机技术与日常生活紧密结合的时代,使“机”与“电”在微电子的控制技术下进行高度融合,使用现阶段已有的机电一体化系统设备,如:数控机床,机械臂,柔性制造生产线,AGV智能小车的原理、调试与维护,全面提升学生的机电一体化知识与操作技能。知识目标:了解机电一体化系统中各机构要素的作用和关系;掌握综合应用机械技术、传感检测技术、驱动技术和控制技术在机电一体化系统中的应用;熟悉机电一体化产品的设计方法。能力目标:具备一定的机电专业沟通能力,具备分析、设计和改造机电一体化产品的能力。素质目标:具备良好的工程素养、科学精神以及自主学习能力,具备沟通、组织、团队合作能力;具有一定的创新、可持续发展能力。 3《机电一体化系统设计》课程思政的内容 机电一体化技术是紧随时代发展的一门学科,教学内容可以拓展多种思政元素,不仅能够在思政元素中引入爱国精神、世界观、人生观、世界观、培养职业素养,还能够引入“德智体美劳”当中的“智”与“美”。具体教学内容与思政元素对应在表1中展示。 3.1树立自强意识,弘扬爱国精神 在讲授课程时可以结合时政热点,串联章节内容。在十四五开局之年,可以在讲授课程的第一堂课展示十四五规划当中有关机械、机电相关的发展规划,通过历史证实我国集中力量办大事的魄力与坚定,结合改革开放以来我国在科技、民生、经济等方面取得的相关成就,让学生坚信写入十四五规划的内容国家必定集中力量实现目标,并在实现制造业迅速转型的过程中贡献自身的力量,激发学习的斗志。在看到我国自身发展迅速的同时,还要正视发展过程中的短板,在“十四五”规划明确指出要补齐制造业短板。 3.2树立正确的三观 大学是一个人树立观念的重要时期,正确积极的观念可以在这个时期得到加强,错误消极的观念可以得到纠正,树立正确积极的观念对一个人的发展直观重要。这也对大学时期的思政教育提出了更高的要求。所以,老师在“机电一体化系统设计”课程教学中,要有意识地加入“三观”教育,其中以马克思主义哲学思想为统领,渗入我国传统文化,充分发挥老师的引导功能,在潜移默化中培育“三观”,使学员建立健全的人格。 3.3职业素养与工匠精神 我国在从制造大国向制造强国转变的过程中,需要一批具有技术精湛,品德高尚的职业技术人员。在这个时期,职业素养和工匠精神便尤为重要。在攻坚克难时代,巨大的精神力量是驱动着人们继续前进的源泉动力,而工匠精神和职业素质则是一个人在职业发展道路上不断进步,成功的关键原因。在中国共产党建立一百周年之时,总书记给我国的杰出共产党人授予了七一奖章,而这些伟大的七一奖章得主们都是在自已的职位上默默地忘我献身,继续坚持,为中华民族的辉煌而贡献着自身的力量。 3.4审美能力 在改革开放以来,中国人民的生活质量不断提高,进入了特色社会主义新时代,人们对生活质量的追求已经不仅仅局限于物质满足,进入了精神充实的阶段。审美能力不强是工科生的缺点,随着社会的发展,培养全素质人才,这一缺点必须得到弥补,这正好符合五育当中的美育要求。拥有较好的审美能力,不仅能够在产品设计过程中保证质量的前提下,还能够提高产品的美观,符合当下人们的追求,也有助于产品的销售。审美能力的提升不仅有助于学生在专业方向的发展,还能提高生活质量,有一双善于发现美的眼睛有助于提高日常生活中的幸福感。在课堂中可以向学生展示当下获奖的优秀艺术设计产品,增加学生的直观感受,同时能了解当下机电一体化产品设计的发展现状。 4《机电一体化系统设计》课程思政的实施 优秀的工程人才不能缺少先进的思想政治素养,还需具备较强的创新能力和国际竞争力,兼具良好的人文素养和工程伦理[5]。更好的在课程中贯彻课程思政,需要从多方面着手(图1),制定人才培养方案时将课程思政内容融合进去,加强教师思政能力建设,加强课堂互动设计,完善课程考核方式。 4.1思政元素融入人才培养方案制定 培养方案是学校培育学生全面发展的核心内容,在制订培养方案之初就对学校的培养目标和毕业条件给出了详尽的德育规定,在经过科学合理地策划后,将教学大纲、教案、训练方法等全面纳入学校思政内容,从而使立德树人的精神价值观渗透到学校整个培养流程。 4.2增强教师思政道德素养 杜绝专业教师专业教育和思政教育两边发展的现象,专业教师不仅要传授专业知识还要对学生进行综合素质培养。加强师德师风建设,尤其是加强对青年教师的培养,通过开设师德师风专题培训班,举办思政课比赛等方式提升整体教师综合素质。 4.3课堂互动增加思政内容 课堂互动是课堂设计中的关键环节,准备充分的课堂互动环节可以将思政教育悄无声息的融入到课堂教育当中,达到润物细无声的效果。结合当下国内外时事,穿插有趣且能弘扬社会主义核心价值观的事迹等,大力整合和梳理课程思政元素。机械相关专业可以结合工匠精神、航空航天精神进行思政元素融入。 4.4考核方式中融入德育环节 以往的教学考评方法仅仅着眼于对教学知识点的考核和技术应用,在教学考评方法中加入了德育环节,学生可以在过程性考评过程中提高对专业发展的思考能力,让学生自己也参与到对专业发展的探讨中去,从而调动学生的学习兴趣,提高专业发展自信,增强学生对学科专业发展的认同感。对学科有关的时事热点话题进行小组讨论,不但可以检测学生对课程理论知识的了解程度,还可以考察学生的合作探讨能力与对学科发展的思考。 5实践效果 将“十四五”规划当中机械相关的发展计划融入到课程教学当中能够有效地提高学生对专业的发展信心和农业机械的发展兴趣,在课堂教学中,学生更能够集中注意力学习相关专业知识。在期末考核过程中发现,发现将本文讨论的思政元素及方法应用的班级考核结果均有一定的提升,课程考核不合格率下降3.8个百分点。课下学生咨询学科发展方向以及探讨自身未来发展方向人数也较以往有所增多。切实表明,在思政元素中增加国家发展信心,有助于学生提升专业学习的兴趣。 6总结 《机电一体化系统设计》课程是一门新型的工科学科,将德育元素融入其中是顺势而为。从培养方案的设计之初将德育元素纳入其中,紧紧地围绕着培养方案设计制订教学大纲、编制教材,有规划、有步骤的把思政元素融于课程体系。在做好基础知识讲授的同时,把社会主义核心价值观融合进课堂中去;在保证实践技能操作满足人才培养需求时,将工匠精神、家国情怀融入到实践课程中。努力提高教师思想道德水平,构建一支有理想信念、有扎实学识的教师队伍,构建全方位的思政教育大格局,实现高素质人才的培养。 作者:刘鑫 李曰阳 宋卫海 成小飞 林小亮 单位:山东农业工程学院机械电子工程学院
交通灯智能控制系统的设计与实现:基于机器视觉的交通灯智能控制 摘 要 利用采集的路口车辆排队动态视频图像,采用边缘检测等数字图像算法,进行车辆排队长度检测。对交叉路通灯的通行时间在稳定性和通过率进行比较,再以各相位车队排队长度为输入值,建立不定相序及信号灯时间实时动态分配模型。在此基础上,利用synchro软件进行了仿真分析。 关键词 机器视觉;智能交通;实时配时 0 引言 随着计算机技术和视频技术的发展,基于机器视觉的检测技术已经应用于交通监测系统,本文通过计算机视频检测技术实时检测十字路口各车道车辆的排队长度,根据路口的实际候车队列分布情况,对交通灯采取实时动态的配时控制方案。最大程度的利用绿灯时间,避免绿灯时间的浪费和路口候车时间的增加,有效缓解交叉路口的交通拥堵。 1系统总体设计方案 本设计方案分为视频图像采集、数字图像处理、交通灯信号控制3个部分。图像采集利用安装在交叉路口四个方向的摄像头采集车裂排队长度的实时图像,并对图像数据数据进行存储和传输;图像处理利用数字信号处理器(DSP)进行实时处理,并通过图像预处理、图像分割和设置虚拟框实时分析计算交叉路口路口车列的排队长度;信号控制以车列排队长度作为输入值对时间进行动态实时分配。控制器采用可编程控制器(PLC)作为控制核心,根据接收到各个路口车辆排队的长度信息,实时配时地智能化控制交通灯。 2 基于图像的车辆队列长度检测 2.1 路口视频图像的采集 图像传感器采用数字COMS摄像头,CMOS应用半导体工业常用的MOS制程,可以一次整合全部周边设施于单晶片中,包括信号读取电路、图像信号放大器、光敏元件等,节省了加工晶片所需负担的成本和良率的损失;采用COMS芯片的摄像头成本很低,并且数字摄像头的并行接口可以很好的与DSP的并行I/O接口连接,数字COMS摄像头获取路口图像,缓存在COMS传感器内存RAM中的数字图像。 2.2 基于图像的车辆队列长度检测 1) 检测原理 车辆排队队列长度检测是实时配时智能控制的基础,本设计采用数字信号处理器DSP处理图像,并先通过图像预处理,使图像的帧灰度化;通过canny算子对降噪滤波后的图像进行边缘检测,获得完整的车辆队列的轮廓边缘;最后在轮廓图上设置虚拟框分析并计算路口车辆的排队长度。 2) 车辆排队图像的预处理 图像的预处理包括帧灰度化和去噪。数字图像处理器DSP接收缓存在COMS传感器内存(RAM)中的数字图像,在DSP中,对原始图像数据进行位图格式转化,将图像转换为BMP格式,并进行灰度转化。为了提高后续处理效果,采用3×3滑动窗口中值滤波进行去噪处理,较好保存图像边缘。 3) 基于canny算子的车辆边缘检测 本方案采用了canny边缘检测方法,检测到车辆的边缘轮廓。对先期处理过的图像采用canny算法,能够清晰的寻找到图像中的车体边缘。 3.2信号配时方案设计 配时方案的设计不拘泥于延误时间或者绿信比等参数的降低,任何一种方法也不能说是绝对的最优,更重要的是涉及到交通安全。设计时,我们针对应用最广泛最常见也是最常见的交叉路口,综合分析左转的车辆,排除右转车辆,将交叉路口分成8个相位。 1)绿灯浪费时间 在十字路口任意相位,不同时刻等候车队长度是变化的,各相位车队长度随机性很强。而每个周期都遵循没有绿灯浪费时间的规则,则可以保证总通行时间仍然是最小的。综合其他相位和优先相位,对于其他相位,应尽量多放行,但不多给时间;对于优先相位,确保没有绿灯浪费时间。 2)同时开放两个不冲突相位 本方案是固定当开放一个方向的相位时,此时可选取与之不冲突的相位进行同时开放,保证一直是两个不冲突相位同时开放,从而充分利用了绿灯时间。由于右转车流不与其他车道交通流发生冲突,故在此不作考虑。 3)信号周期 5)算法过程描述 (1)判断周期开始。若是周期起始,则根据各相位车列排队计算本次周期时长,若时长大于约束值,则使周期时长等于约束值(120s)跳到步骤3; (2)若非周期开始,排除此次周期已通过的优先相位; (3)对比各相位车列排队长度,找出最大相位,使最大相位优先通过; (4)比较与本次相位配皮的三个相位,确定2或3个通行相位,分配好时间依次开放,其时间总和应等于最大值相位开放时间; (5)某一绿灯绿灯时长结束前,若此次周期结束则跳入步骤1,若没有结束则跳入步骤2,循环执行。 6)系统整体复位功能 一旦系统出现混乱的状态,如冲突相位同时开放,则人工启动复位键,使系统从开始状态重新运行。 4 交通灯控制仿真 为进行交通信号的配时与优化,并分析路口的通行能力以及协调控制,本文采用了Synchro软件仿真。通过Synchro软件对初始数据进行仿真,输出各车道的评价参数和95th的各车道队列长度,同时输出各车道的评价参数,与优化前的参数作对比。 1)有效反应十字路口的通行能力有多种指标,通过对十字路口的车辆总延误、行程时间和平均通行速度以及车辆燃油消耗率的模拟仿真来对比改造前后的十字路口通行能力。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计 摘 要:随着我国私家车数量的持续增长,各大城市都出现了交通极度拥堵的情况,城市交通问题也越来越引起人们的注意,社会各界也都在为解决交通现状出谋划策。文章从交通信号灯的控制方面着手,研究和设计了基于PLC的自适应交通灯智能控制系统。 关键词:PLC;交通灯;自适应;智能控制 交通灯控制系统是一个具有随机性的复杂系统,他受到车辆、行人、天气等都多方面的影响,因此想要建立一种固定的数学模型是不大可能的,即使是用现有的数学方法也无法描述其系统特征。目前国内交通等控制系统主要采取定时切换的控制模式。 我国自20世纪80年代开始出现私有汽车,到2003年私家车社会保有量达1 219万辆,私家车突破千万辆仅用了20年时间,而突破2 000万辆仅用了3年时间。截止到2011年我国机动车保有量已到达2.19亿辆,汽车保有量首次突破1亿大关,占机动车总量的46%。随着经济发展、人均国民生产总值增加以及政府拉动内需各项政策的实施,私家车的拥有量也跟着急剧上升,国内各大中型城市(如北京、上海、广州、武汉等)的交通系统都面临着严峻的考验。虽然各大城市都出台了一系列的限制汽车出行、增加公共交通设施、扩宽新修道路等措施,但依然无法缓解目前的城市交通状况。交通信号灯定时切换这一种控制模式的局限性也就逐渐凸显出来,因此我们急需一种智能的交通控制系统来缓解交通信号控制的缺陷给本就糟糕的交通系统带来的压力。 智能交通控制系统的研究在国内外已经取得了不少成果,一些发达国家已采用智能方式来控制交通信号灯,其中主要运用的有GPS全球定位系统等。出于成本、设计便捷性等方面的综合考虑,我们可以考虑在各路口增加传感器探测车辆数量来控制交通信号灯的时长这一设计方案。 1 控制系统设计方案 基于PLC的自适应交通灯智能控制系统主要有车流量检测系统、PLC、控制中控台三大部分组成,其控制结构图如1所示。 1.1 系统控制原理 车流量检测系统主要负责检查各路口单位时间(60 s)内通过路口的车辆数量,并将检测结果发送至PLC;PLC根据车流量检测系统记录的数据,按预先设定的控制规律来控制相应的交通信号灯;中控台主要用来对控制系统的运行模式进行控制,如自动运行模式、人工干预运行模式等。 自动运行模式下,若东西向或南北向车流量均小于15辆/min,则系统按定时切换控制运行,双向绿灯均为40 s,黄灯3 s,红灯43 s切换运行;若某一向每分钟车流量大于15而小于30,则该向绿灯调整为50 s,黄灯3 s,另一向绿灯30 s,黄灯3 s;若某一向若某一向每分钟车大于30,则该向绿灯调整为70 s,黄灯3 s;当两向车流量均在同一范围内时,车流量较大的一向控制优先,若两向车流量均在同一范围内且相等时,东西向控制优先。系统控制流程如图2所示。 1.2 车流量检测设计 智能交通灯控制系统自适应交通情况的关键在于系统自身对车流量的判断,因此系统车流量检测的设计就显得尤为重要。调查研究表明,我国机动车辆高度一般在1~5 m之间不等,因此本方案设计在各路口100 m处架设高度为5 m的检测点,采用由欧姆龙公司生产的检测距离0~4 m的光电传感器E3JM-R4来对过往车辆进行检测,当有在此高度的车辆经过检测点时,光电开关会向PLC发送信号。E3JM-R4光电传感器参数如表1所示。 本设计采用在各路口双向设置光电传感器的形式对通过路口的车流量进行统计,并将统计信号传送给PLC。PLC对各方向传感器发送信号进行统计比较,最终确认各路口的车流量,同时对各路口车流量情况进行再比较,最后根据比较结果按预设控制方式对南北和东西向的红绿灯进行控制。 1.3 PLC控制设计 PLC为本控制系统的核心,相当于计算机控制系统的CPU,主要负责对车流量、中控台等方面的信号进行收集,并按相应的信号运行PLC内设计的用户程序,最终驱动交通信号灯。本系统选用三菱公司生产的FX2N-48MR系列PLC,其I/O分配如表2所示。 本系统运行模式分两种,即自动运行模式和手动运行模式。 ①自动运行模式下系统按图2所示的运行规则,结合车流量检测信号控制各向红绿灯进行切换。车流量信号的判断比较主要包括两个方面,一是同向信号的比较,将单位时间内来自X6与X10的信号脉冲数比较,两者中较大值作为东西向最终车流量参考值,X7与X11的信号脉冲数比较,两者中较大值作为南北向最终车流量参考值。二是东西南北向车流量比较,即将同向信号比较的结果进行再比较。 ②手动运行模式下,系统在人工干预下运行,人工干预信号包括南北向强制通行、东西向强制通行和四向禁止通行三种。南北向强制通行时,南北向固定输出绿灯亮,东西向固定输出红灯亮;东西向强制通行时,东西向固定输出绿灯亮,南北向固定输出红灯亮;四向禁止通行时,东西南北四向固定输出红灯。 2 总结与展望 本设计基于车流量的自适应交通灯智能控制系统,利用逻辑判断比较和分析算法,使程序的运算结果根据相应的程序方案进行控制,实现了交通灯自适应的智能控制,并通过了软件及硬件的模拟调试。车流量比较值、信号灯接通时间等都可以通过改变PLC中相应的参数进行调整,通过本智能控制方案,可以实现优化交通疏导,达到交通信号灯自适应智能控制的目的。 交通信号系统是一个极其复杂的控制系统,基于车流量的自适应交通灯控制虽然能缓解日趋严峻的交通压力,但其缺点也较为明显,固定的车流量判断模式是其主要缺陷之一。因此今后我们可以考虑使用现今逐渐成熟的视频检测技术,对交通压力进行直观的监测与分析,并设计相应的控制方案。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于微波检测器交通灯智能控制系统的研究与设计 【摘 要】本文主要解决根据十字路口红灯路段停车数的多少,控制交通指示灯的下次放行时间达到实时智能交通控制。 【关键词】微波交通检测器;单片机;交通灯;8255并行口 对目前十字路交通控制器研究发现,用户设定主副路口的时间后,就一直按照设定的时间在主副路交替转换下去,无法满足智能交通对于路口控制器的要求;能否找出根据实际交通状况进行调节控制是解决问题的关键,本文通过微波检测器测出的车辆数,控制定时时间来达到实时智能交通控制。 一、微波交通监测器 微波交通检测器是利用雷达线性调频技术原理,通过发射中心频率为1 0.525GHZ或24.200GHZ的连续频率调制微波(FMCW)在检测路面上,投映一个宽度为3.4米,长度为64米的微波带。每当车辆通过这个微波投映区时,都会向RTMS反射一个微波信号,RTMS接收反射的微波信号,并计算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度及长度,提供车流量、道路占有率、速度和车型等实时信息。为了检测出车道上停车的车量数,RTMS在微波束的发射方向上以2M为一个层面分展探测物体,微波束在15度范围内投影形成一个分为32个十层面的椭圆形波束(椭圆的宽度取决予仪器选择的工作方式),通过这种方式可检测出车量数。 二、交通指示灯控制过程分析 十字路口各车道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换,且黄灯点亮时间为各干道的公共停车时间。各干道车辆通行情况如下表1所示。 表1 各干道车辆通行情况 三、系统硬件设计 它主要由控制器、微波交通检测器、定时器、串行通讯电路、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。所选元件为8051单片机、各车道微波检测器、8255并行通用接口芯片、74LS07锁存器、MAX692‘看门狗’以及显示电路指示灯组成。系统总框图如图1示: 四、系统工作原理 (1)系统初始化,微波交通检测器检测各车道车辆数,通过车辆数的多少转换为各车道放行时问,通过研究发现,车道放行时间与停车数存在一种复杂的数学关系,为了使问题简单,这里用简单的公式表示为:车道放行时间=停车数*3秒,然后通过8051单片机延时程序控制延时时间,达到智能控制十字路口车辆通行情况。(2)由8051单片机通过P0口向8255的数据口送信息,由8255的PC口显示红、绿、黄灯的燃亮情况;由8255的PA、PB口显示每个灯的点亮时问。(3)8255 PA口用于输出时问的个位,P B口用于输出时间的十位,由747S07驱动芯片驱动;而P C口用于输出各个灯的情况,它的末段连接双向晶闸管采用220V交流电压驱动。(4)在交通控制程序中加入看门狗指令,当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输入到MAX692看门狗芯片的WDI引角引起RESET复位信号复位系统。(5)微波交通检测器测得的数据,通过RS。232接口传递数据至8051串行口,将数据通过编制的软件处理得到定时时间并延时。 五、软件流程图 本系统的设计,主要突出通过微波交通检测器实现十字路通灯智能控制,获得了不错的效果。通过系统将扩展,可实现摄像机交通监控的控制,盲人通过时交通灯的控制以及行人通过时播放音乐声等更加完善。 交通灯智能控制系统的设计与实现:交通灯通断智能控制预防城市道路堵车的一种方法 摘 要:在城市道路密集、路口众多的背景下,基于道路现场测量系统获取车队尾长数据,利用Matlab软件编制一种控制信号灯延迟通断的计算程序,与信号装置相配合,就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间,一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 关键词:车队尾长 信号灯 延迟通断 1 交通堵塞的成因 现代城市路网密集,大量私家车上路常常造成交通阻塞且已成为影响城市市民正常生活和工作的严重问题。而城市道路管理中不合理的交通灯通断系统更使交通拥堵现象雪上加霜,例如,多数城市采用的定时同步通断转换自动化交通灯系统,即沿同一条街道上各路口的灯光同步切换,在一定情况下会成为交通拥堵的导火索。很多人都有这样的经历,在一个路口被红灯拦下,后面路口会接二连三被红灯拦住。这不仅仅是运气问题,实际上和交通灯通断控制有很大关系。假设有一队车A在路口1等绿灯放行,欲驶向路口2,两路口的距离为D,车辆正常行驶速度为V,第一辆车到达路口2时用时D/V,此时路口2绿灯,第一辆车通过路口2。由于车队各车是不可能同时起动、同时加速的,而是从头车开始,各辆车依次起动从而形成一个“起动波”,传播速度大约为4.5 m/s(16km/h)[1]。设车队长L,与头车相比,最后一个车要走(L+D)路程才能到达路口2,而且它必须等候起动波传过来时才能起动,因此末尾车要花(L/Vb+(L+D)/V)时间才能到达路口2,如果绿灯通行时间T0小于(L/Vb+(L+D)/V),这就使得车队的尾部有可能在到达并通过路口2之前,就被下一次红灯阻挡,车队A发生截尾,跟过来的车队B就有增长的趋势,车队B增长到一定长度,也会甩尾给车队C,这样车队越积越长,进而发生交通堵塞。可见防止交通堵塞的关键在于及时制止过长车队的形成,防止车队增长的趋势。 2 一种预防交通堵塞方法思路 目前城市路口都装有摄像及图像识别系统,发现某路口车队逐渐增长,在一个绿灯通行时间内有被甩下的车队尾巴出现,通过智能干预,及时调整交通灯的通断顺序和时间,引导疏流,就有可能制止过长车队的形成,从而达到完全避免非反常交通堵塞的目的。假如发现上例路口2逐渐有被甩下的车队尾巴出现,就要延迟路口2红灯开通,即延长绿灯时间,使T≥(L/Vb+(L+D)/V),放车队A过去,消除这个尾巴。这样从路口1处开过来的车队B在接近路口2时就没有车队A的尾巴留下,车队B就不会增长,但延长的时间是有限制的,最长允许延长时间是车队B的头车刚好接上车队A的尾车,即D/V-L/Vb-L/V=0,车队A的长度占路口1与路口2之间的距离D的比例L/D=Vb/(V+Vb)。如果?T=D/V-L/Vb-L/V 0,则路口2还可以再延迟?T开通绿灯;如果?T=D/V-L/Vb-L/V 当然,和实际情况比,这里忽略了车辆行进过程中加速和减速过程,这里V实际上是两路口距离间车队的平均移动速度。 3 一种预防交通堵塞方法的程序实现 设某城市有主干道m条,n条横向街道,主干道与s条横向街道相交后,各段主干方向街道的长度为矩阵D。各路口上被甩下的车队尾巴长度组成的动态数据矩阵(截尾矩阵),如果在上述m条主干方向街道中有m1条双行道,则矩阵将是一个(m+m1)×n的矩阵。根据双行道上双向车队尾长的总和判定各双行道的优先方向,只取双行道优先方向截尾尾长,截尾矩阵化为m×n的矩阵。计算并输出延迟矩阵?T,?T=D/V-L/Vb-L/V,从而控制交通灯通断顺序。在延迟量矩阵中,?T值为负的路口实际上就是尾巴较长的路口,需要提前?T接通绿灯,提前放走积压的车辆,?T值为正的路口是尾巴较短的路口,可以延迟?T接通绿灯而不会造成该方向车辆堵塞。提前值?T大于T0,即可认为已经产生车辆堵塞。 以某7×4街道为例,输入上下行车辆截尾尾长,计算的延迟时间结果如表1所示。 通过道路现场测量系统获取车队尾长数据,应用这个程序计算的信号灯延迟时间,与信号装置相配合,就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间,一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 4 结语 现在技术获取道路现场车队尾长数据已经非常方便,Matlab软件应用也非常方便,利用Matlab软件编制的计算程序很容易实现该方案,通过控制信号灯延迟通断,控制车流,避免交通阻塞。 交通灯智能控制系统的设计与实现:一种十字路通灯智能控制系统的设计 摘 要:该文在采用车辆检测传感器实时采集十字路口各方向车流量数据的基础上,提出一套自动周期交通灯比例时长和固定周期交通灯比例时长相结合的智能交通灯控制方案,即根据车流量的实际情况,自动调节信号周期和红绿灯配时比例,以尽量减少道路交通路口的车辆滞留,实现交通灯的智能化控制。 关键词:车流量 交通灯 微控制器 随着经济和人民生活水平的提高,私家车数量的剧增使得城市交通拥堵问题日益突出。十字路口是整个交通网络控制的关键点,十字路通的有效控制能提高整个交通网络的性能。目前,我国传统的十字路通信号采用固定的时间控制,不能有效提高十字路口的通行能力。那么如何提高十字路口的通行能力和缓解城市的交通拥堵问题呢?大家设想如果可以根据十字路口各个车道上的车流量来合理分配交通信号灯的控制时间,对交通信号实现智能化控制,那么就可以提高交通系统的通行能力和效率,从而缓解交通拥堵问题。 1 硬件电路设计 1.1 系统结构图 该十字路通灯智能控制系统由微控制器、车流量检测电路、显示电路(指示灯和倒计时显示电路)和紧急控制开关组成。该系统是以传感器为核心的车流量检测电路用于车流量的智能检测,将车流量信息送微控制器进行处理,智能化控制交通灯的时间长短和倒计时的显示,起到优化十字路通的作用。紧急控制开关用于交通突发事故时的交通车辆通行控制。遇到紧急情况,扳动开关,通过硬件和程序发出一个控制信号来实现两路红灯与黄灯亮,同时关闭数码管的显示。紧急情况解除后,按复位键通过程序回到初始状态,重新开始运行主程序。该系统的结构图如图1所示。 1.2 车流量检测电路 目前,实现车流量检测的传感器有感应线圈传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波检测器、视频检测器、磁力检测器、声学检测器等[1]。目前的交通控制系统大多采用单一的车流量检测传感器来采集交通流信息,这样会导致一系列问题:(1)采用单一车流量检测器,若该检测器出现问题,则可能造成整个交通瘫痪;(2)不同的车流量检测器有各自的工作原理和特点,如超出其测试条件时该检测器将无法采集到准确的数据;(3)车流量检测传感器不断地采集数据,这些数据需要汇总到交通控制中心,由控制中心经计算后发出相应指令。车流量检测传感器的发展趋势是多传感器联合检测,在前端对联合检测的数据进行处理,这样交通控制中心获得的信息才会真正成为交通诱导、交通控制以及交通规划的有力依据。 城市中典型的十字路口为双向6车道,每个方向1、2、3车道分别为右转、直行和左转车道。在每个车道的远侧和近侧分别埋设一个车流量检测传感器检测车流量数据,两个检测器之间为各车道的检测区,设定这一距离为100 m。远侧检测器执行通行车辆数加操作,近侧检测器执行减操作,这样任意时刻检测区获得的数据即为该方向等待放行的车辆数。当某一相位绿灯亮时,系统将该车道收集的数据存储,作为判断交通状态和决定下一周期通行时间的依据。 十字路口车流量的放行采用常用的四相位方式,即按照东西方向直行车辆、东西方向左转车辆、南北方向直行车辆、南北方向左转车辆通行的顺序循环切换,交通灯之间采用短时黄灯进行缓冲警告。系统根据传感器获得的等待放行车辆数,适时控制放行时间的自动周期交通灯时长比例的方法和固定周期调节交通灯时长比例两种方法相结合,在各方向车辆数比较均衡的交通低峰时段采用自动周期,在某方向或几个方向出现交通高峰时采用固定周期自动调节交通灯时长比例方式。两种方式判断的标准是是否出现两个或更多方向的排队车辆占满计数区,即如果出现两个方向的车辆排队长度超过100 m即使用第二种控制方式,否则使用第一种方式。不管采用哪种方式,系统都要设定一个最短绿灯时长和最大绿灯时长。设定最短绿灯时长的目的是为了保证每一条道路都不会因为车流量过小而不给通行时间,设定原则是能让少量车辆安全通过路口而不影响交通安全,一般取t0 =15 s。最大时长的设定是为了不让某方向长时间占用通行权,使其他方向的车辆的延误时间增大,对于不太大的单交叉路口,绿灯时间一般不超过60 s,因此设定tm=60 s。 1.3 微控制器 系统的控制核心采用MSP430系列超低功耗的微控制器,车流量检测电路将检测的车流量信息传递给微控制器,微控制器采用某种算法进行计算处理,并将需要发送的十字路通信号信息发送至显示电路,人们通过显示电路就很容易通过十字路口了。 2 系统软件设计 该交通灯采用自动控制,在设计方案中预先设定了可调节红绿灯自动转换时间,并以自动方式显示倒计时;控制系统将在红绿灯交替阶段自动控制黄灯时间,提示各方向过往车辆通过或暂停,以达到模拟现实生活十字路通灯工作模式。程序开始运行时首先对定义的各个变量进行初始化,接下来进入while循环检测是否有按键按下,如果检测到按键,则执行中断程序,解除按键锁定后返回执行while循环。如果没有检测到按键,while循环继续,交通灯与交通灯倒计时同时执行,之后返回while循环。 3 结语 系统采用车流量检测传感器和MSP430微控制器构成的十字路通灯智能控制系统,可以根据实时检测的车流量信息调整红绿交通灯的配时比,达到交通灯智能化控制的目的,提高十字路通的通行能力。
1智能建筑中电气技术应用概述 社会发展新时期建筑行业建设规模在逐步扩大,加上社会经济与科学技术的应用,促使建筑工程行业朝着智能建筑方向发展,在智能建筑中应用智能管控技术能够使得电气应用中安全性全面提升。通过智能化建筑设计能够全面降低人工操作量,提高监管控制环节精准性。在现阶段智能建筑发展中应用电气技术具有较大可行性,在施工过程中需要结合施工基本现状对技术应用进行分析。在智能建筑中具备自动化控制中心,对建筑工程安全系数以及多项设备基本运营情况进行监管,发现安全问题之后需要加强监督,将各项监测数据及时进行反馈。除了强化智能建筑安全防护之外,通过智能电气技术的应用还能节约建筑物消耗的能源,能够为建筑行业长远发展奠定基础。在智能建筑发展过程中包含了多项控制模块,各个模块接收指令之后能够根据要求自由切换,这样能够降低建设成本以及提高运营速度。 2建筑电气施工准备阶段的基本工作内容分析 建筑电气施工系统复杂性较高,其中主要有供电、照明、电力、管网、防雷等系统构成。各个系统之间相互影响导致结构施工难度性全面提升,所以当前需要完善电气施工准备阶段各项工作。在建筑电气施工准备阶段,相关技术人员要对电气施工设计图纸内容进行分析,掌握相关问题。施工技术人员需要确定电气施工中各项关键技术的应用,明确技术体系,对电气线路基本走向等进行分析,还需要提高成本控制意识,对各类资源合理分配,实现智能建筑节能目标。在建筑电气施工设计委托书上需要包含电气应用标准相关内容,对各项设计要求、使用说明等进行分析,这样能够为电气施工图纸设计提供依据。需要对各类主要设备应用情况进行明确,提出施工电源基本应用规定和安装位置要求。掌握施工进度、质量控制等情况,对配电系统级别、用电系数等进行控制。在施工活动开展前期,施工建设部门需要对电气图纸各项内容展开规范性审核,其中主要有强电与弱电线路分布和基本布置情况。为了便于各项准备工作的有效开展,当前施工单位需要采取合理的审图行为,这样能够降低后续施工中出现各项问题。在智能建筑电气施工前期审图环节中,各项工作内容主要是对管线布局走向、设备放置等情况进行分析。建筑电气设备基本选型具有重要作用,根据施工基本情况选配相应的电气设备,比如高层建筑中提出相应防火措施具有重要作用。此外,在建筑楼层中配置变压器可以选用容量较大的油浸电力变压器,变压器基本选型中需要遵循建筑设计基本原则,提高设备安全节能性。 3智能建筑电气的设计和施工发展策略探析 3.1积极筹划强电设计规范基准方案 在建筑项目施工建设环节中强电型功能设施应用是项目运行的关键内容,也是目前建筑电气系统施工中的重要组成部分。建筑电气施工质量与建筑物整体安全性影响较大,所以在建筑类电气工程施工建设环节中,在强电体系施工中需要对各项施工方案的正确性进行探析。在前期施工过程中,各个配电室、大型用电设备以及最高与最低耗电规模需要在强电机构工程图纸中进行标注说明。建筑施工部门在对建筑结构进行施工时需要根据工程建设方案稳定进行,需要全面提升施工安全以及强电工程建设品质。 3.2配电箱安装技术 在智能建筑配电箱安装施工过程中,需要对设计要求以及施工现场基本情况进行分析,明确各项技术要求与规范化内容,在实际设计过程中需要注意相关问题。可以分开设置照明配电柜以及动力配电柜,如果将不同电柜结合,照明与动力线路需要进行分开设置。总配电柜基本安装需要靠近在电源位置,分配电柜需要在用电负荷以及用电设备相对集中区域。在配电箱以开关箱安装过程中需要采取紧固性措施。其中照明配电箱可拆卸金属板上需要设置不可拆卸的螺丝,确保保护地线能够与其有效连接。落地式配电箱中的电线保护管,管口距离可以高出配电箱基础面50至80cm,确保管路能够整齐排列。 3.3防雷接地以及电气管路施工技术 为了确保智能建筑能够有效满足基本防雷接地要求,在建筑电气安装过程中,需要确保金属构件、金属结构、保护干线能够有效连接。防雷接地施工中需要满足各项基本设计要求,在住宅建筑中可以选取保护接地、工作接地、防雷接地,保障接地电阻值<1Ω。在防雷接地材料中可以铺设抗腐蚀性较强的材料,这样能够避免材料被腐蚀氧化,确保产品应用安全性有效提升。管路预埋电气设备施工中,技术人员需要结合施工图纸以及设计要求对管线型号、规格、敷设方式等开展施工。施工中应用的PVC材质需要具备良好的阻燃性,管壁厚度不能低于2mm。在管材的结合处可以应用专用胶,这样能够提高管材的牢固性。在管路敷设过程中要防止管路出现弯折,这样会对管路造成破坏。 3.4开关插座施工技术和预留预埋 高层建筑灯开关、开关插座等需要符合安装图纸基本要求,在施工中左右与前后盒位偏差≤50cm,室内成排布置的吊扇与灯具偏差≤5cm。将门框和控制开关之间的距离控制在150至200mm。在开关插座预埋施工中需要依照现浇板基本厚度值为基础,在接线盒底中间位置需要插入吊扇钩,在板筋上进行固定。在强电施工中,需要应用PVC电线管技术以及钢管暗配技术,通过应用钢管暗配技术能够对保护管进行保护。此技术能够应用在地下预埋线路,或是深埋基础上的管路连接,能够对强电进行保护。在各类管材中,PVC电线管自身抗腐蚀性较好,在预埋线路施工中应用价值较好。 4结语 在智能电气施工过程中,需要对电气施工问题进行分析,施工安装质量对智能建筑稳定运行具有较大影响。为了全面提升工程系统质量要求,在施工过程中可以对各个细节强化管理,确保工程进度、工程质量、工程安全得到有效保障,各个施工环节能够稳定进行。
1城市建设的要求 首先,必须遵循持续发展的原则,以人为本,协调好人、建筑与环境之间的关系,最大限度地满足人们群众的精神与物质需求。第二,保护我们的自然环境,避免造成破坏。落实国家规定的各项节约政策。满足本地城市规划要求,还必须和附近的环境保持一致。第三,环境与建筑需要综合选择各种安防措施。第四,配备便捷地无障碍设施,为相关群体提供方便。第五,在各级保护区域中实施的城市建设活动,要按照政府相关政策与法律行事。现阶段,我国的城市建设具有较高的要求,必须尽可能地缩短建设工期,同时将各种配套设施建设好。公共建筑应当细分,包括娱乐、金融、教育、医疗等方面。且还应配备相应的景观绿化,确保建筑更加环保、舒适,另外还要兼顾当地条件,确保建筑物和附近环境不会对人们的健康产生威胁。 2现阶段面临的主要困境 2.1缺少科学的规划管理实施方法 根据法律流程,经过批准的城市规划才可以执行。规划里或许存在与政策相背离的环节,必须进行改进。若未通过审批,很多操作可能违法,得不到政府与人们的支持。但实际一些房企在经营运作过程中心存侥幸,私自执行并未获得批准的规划,造成严重后果。 2.2对文化遗迹缺乏足够的保护 各城市在自身的发展过程中均有许多历史建筑,是城市的记事本与文化档案。然而,伴随经济和城市化进程的发展,一些城市均失去了老味道。地方政府单纯地将经济发展当成政绩,忽视了老建筑的价值,造成土地的无序开采和利用,最终致使历史建筑被毁坏,造成城市规划中具有许多不足。 2.3规划管理中尚未构建起完善的公众参与机制 尚未构建起完善的居民参与渠道,政府在城市规划和建筑设计中占据主导地位。权利过度集中,使得监督形同虚设。监督机构一般是随和政府的意见。使得城市规划中,广大民众的参与较少,监督部门的作用得不到发挥,令规划不科学。 3建筑设计与城市规划的对策 3.1巩固建筑规划为设计提供参考 建筑规划过程中,既要考虑当前现状,又应兼顾长远利益,将功能布局规划好,预留一定的设计空间,为后期进行建筑设计提供条件。应切实兼顾到建筑物功能需求与城市及区域的发展趋势,为建筑设计创造良好的条件,提高建筑规划的科学化水平,降低设计成本;且提前预防建筑设计的常见问题,制定科学合理的应对措施,改善规划质量。 3.2基于城市规划来进行建筑设计 建筑功能与建筑物的布局设计、区位选择具有紧密的联系,而其功能扩展则需要建筑设计的参与及引导。建筑设计在实施中,在考虑建筑规划的前提条件下,还应从整体上改进建筑物布局设计,使用科学合理的设计技术,对建筑设计资源进行科学地调度,实现建筑功能与美感的协调统一。建筑设计和规划的互动中,逐渐拓展建筑物的功能表现。当前,人们高度重视节能减排、重视环保。环保型绿色建筑属于建筑设计和规划充分融合的代表性产物,深受各界人士的欢迎。规划里面明确了其方位朝向,但是,建筑设计要考虑建筑物的具体现状,在采光、能源系统等各个方面进行细化设计,最终使建筑物在功能与外观等方面均实现良好的效果。 3.3注重建筑和附近环境的协调 要想实现建筑规划与设计的统一,最直接的方式就是结合建筑物附近的环境条件,为二者的统一营设良好的条件。在建筑规划中,为发挥建筑物功能需求,需加强环保并发挥环境的作用,在建筑物和附近环境的协调中,实现建筑物功能实用性与社会审美性的有效结合。发挥附近环境条件的优势,在设计过程中尽量采用各种新的技术方法与材料,以体现当地的特色,为当地人民群众提供一个舒适、环保的环境。建筑规划、设计与附近生态环境融合方面,我国有许多典型的案例,例如昆山新区、乌镇等地在规划过程中,都兼顾到当地的环境条件,依托当地的绿地以及水地环境,构建起当地的特色建筑,体现出当地的地域魅力。 4结语 综上所述,建筑设计与城市规划对于城市的发展起着非常重要的作用,二者之间联系密切,妥善处理它们的关系能够更好地推动城市化进程。近年来,我国的经济获得很大发展,城市化进程不断提速,人民群众对建筑风格的要求日益提升,建筑设计当中,应考虑到当地的发展特点,注重建筑和附近环境的协调。
在进行电路设计的过程中,各个电子元器件经过连接串通,能让电路正常运行,使电子设备可以正常使用。使用可靠性是大多数的电子元器件的工作的核心和基础条件。对于整个电路系统来说,若有一个电子元器件不能正常使用,就会造成整个系统瘫痪。所以,相关设计人员应该要重视电子元器件的使用可靠性,然后通过合理选择和科学设计,提高电子元器件的使用可靠性,只有这样才能保证电路系统功能的正常发挥,才有利于整个系统的稳定。电子元器件大致可分为电子元件、电子器件两大类,后者主要指由半导体材料制成的基础类电子产品(如二极管、晶体管、场效应晶体管、集成电路等)。半导体器件也分无源器件(如二极管)、有源器件(如晶体管、集成电路等)两种类型。无源器件只消耗输入信号的电能,不需要给器件提供电源即可工作;而有源器件需耍专门给器件提供合适的电源才能正常工作。随着电子新技术、新材料和新工艺的不断涌现,有些元件与器件的区分已很难界定,并且许多现代电元器件已不再是纯硬件了,例如单片机和单片系统均为基于软件的芯片。 1电子元器件失效原因 1.1设计原因 (1)器件等级选用不当。设计时未充分考虑元器件在实际电路中工作的情况;或出于成本的考虑,在选择器件时选用等级较低的器件,在恶劣条件下容易导致元器件失效。 (2)器件参数选用不当。设计时未按实际电路参数要求选用元器件。如选用电容进行电源滤波,部分设计人员认为电容耐压值只需小于等于电源电压即可。 1.2元器件自身质量问题 (1)元器件的生产厂商不具备相应的资格,在加工产品时,质量不过关。 (2)元器件的生产厂商产品生产加工过程控制出现问题,导致电子元器件不合格。 1.3制程问题 (1)使用之前没有对元器件进行预处理;有一些元器件在投入使用之前要进行相关处理,之后才能完全使用,很多人员忽视这个环节。 (2)安装方式不正确带来损伤;电子元器件的安装过程之中,会产生各种应力。安装过程安装方式不正确,产生的应力就容易损伤电子元器件。同时安装过程也有机会对元器件造成碰撞损伤,选择正确的安装方式对器件可靠使用至关重要。 1.4仓储环境原因 进行元器件储存的地方不满足要求,温度湿度等方面不合长期放置元器件。 1.5运输原因 在运输过程中,没有采取相应的防护措施,在运输途中发生碰撞,导致损坏。 1.6其他电应力原因 主要产生的问题是接触不良、非法带电插拔、静电原因等。其实很多的电路系统的保护都是经过接零,就是连接地线和零线,这样操作也是满足相应运行标准的。但是,对于电子元器件而言,在电路设计中进行安装测试时,必须要进行接地保护,即分开零线和地线。然而在实际操作中,相关人员没有特别重视这个问题,造成电子元器件失效。导致电子元器件失效的原因还有很多,具体情况需要具体分析,进行分析时有需要遵循的步骤。 2电子元器件的使用可靠性提高策略 2.1合理选择和使用电子元器件 2.1.1封装结构选择 根据使用环境条件合理选择电子元器件的封装结构。如金属封装、陶瓷封装、塑料封装,使用者应根据需要合理选择。 2.1.2质量等级选择 电子元器件在选用时应当详细查阅器件手册,不同的器件名字和表面的字母都代表不同的含义,简要概括为器件的基本内容,并且还标注相关使用条件和质量方面的内容。要对相关器件的质量和命名含义有清楚的认识,认识相关品质标志,选择有一定成熟条件的厂家生产的商品。 2.1.3考虑生产制程 选择时的依据还包括器件的环境适用条件和使用操作步骤等因素,因时制宜、因地制宜地选择合适器件。 2.2控制电子元器件的工作承载负荷 2.2.1降额设计 通过相关调查,我们发现电子元器件处于满负荷状态下时容易降低使用寿命。所以,为了能正常发挥电子元器件的相应功能,在电子元器件使用过程中,要对器件本身进行降额,减少负荷。在器件选用时要参照器件说明书的相关参数进行合理选择。 2.2.2抗震设计 在选用电子元器件时,还要考虑电子元器件抗震能力。在电子产品的运输等过程中会产生振动,必须采取防止或减少振动环境条件对电子产品影响的各种方法,以保证电子产品在工作中的性能,如将小线圈用胶水固定等。 2.3特殊电路保护 在相关电路选择问题上,可以运用集成电路来替代传统的分立器件,前提是要保证电路的功能可以正常发挥。在特殊的电路系统中以及电子元器件成本较高的电路之中,要根据具体情况和相关标准做好保护措施,对于容易发热的器件,要做好散热处理,才能不影响使用。 2.4安装工作 在选择运用哪种安装的方法时,要考虑该方法是否合理有效。例如电路板的安装、器件尺寸大小等,这些因素都是有可能会影响到器件正常使用的,所以要注意避免这些问题,保证设计结构的合理性、安装工作要按正确步骤进行,不要影响器件使用,提高工作效率。 2.5检测与筛选 2.5.1电子元器件检测 电子元器件投入使用之前,要进行检测选择,这是非常重要的环节。就算是经过科学的设计、正确步骤安装之后,保证这些基本内容的前提下,还是可能会因为器件本身质量不过关导致出现问题。电子元器件检测内容包括对各种电性能参数和功能检测,一般参照电子元器件的规格书或与生产厂家约定的条件进行。 2.5.2电子元器件筛选 所谓筛选就是对电子元器件施加应力,使有缺陷的元器件暴露其缺陷并将其剔除处理。常用的筛选方法有温度筛选、老化筛选等。 2.6监督管理电子元器件的生产 我们知道电子元器件的质量好坏是有很大影响的,所以要对器件的生产过程进行质量监督,减少质量不过关产品的生产。可以采取的方法有两种。 (1)对器件供应商进行认证及分类管理,符合要求的生产厂商才能作为电子元器件的供应商。 (2)对同一品种器件多选择几家供应商,选择质优的进行采购,使供应商之间进行良性竞争,提高电子元器件质量。 3结语 在电路设备系统之中,电子元器件作为一项基本内容,它的使用可靠性对于整个系统能否正常工作、能否发挥其功效有很大的影响。所以,投入使用电子元器件时,要清楚了解它的可靠程度,确保其符合相关设备或者系统使用的标准要求,以保证电路系统的稳定性。
智能交通信号控制系统设计分析:城镇智能交通信号的控制系统设计 摘要:智能交通信号控制系统可以提高城市交通状况和整体管理水平,该文研究了城镇交通智能交通信号控制系统建设,以台州玉环智能交通信号控制系统建设为例,阐述了该系统的主要特点、总体结构、运行模式、智能控制机制等。 关键词:智能交通;交通信号控制;控制机制 1引言 交通对城市的发展具有重要作用,交通信号控制系统是解决城市交通问题的关键,如何建立基于现代电子信息技术面向交通运输的智能化管理系统,是缩短城市道路交通延误、降低交通事故、减少环境污染和燃油消耗的有效手段之一。要进行一体化的交通综合管理,交通信号控制系统正是实现城市交通智能化管理与控制的重要组成部分。随着城市机动车出行率的大幅度提高,形成复杂多变的交通环境,这对交通信号控制的适应性、智能化提出了更高的要求。本文结合台州玉环交通枢纽工程智能交通管理系统的建设实践,系统探讨了智能交通信号控制系统的设计方案。 2系统概述 不同于其他智能交通系统常用的预先设定固定时间交通控制方案,本文提出的交通信号控制系统采用有效自适应协调控制系统,系统算法包括交通自适应控制算法、感应控制算法、行人二次过街算法等。自适应控制算法能够根据车辆检测器收集的信息,比如车流量、时间占有率和车辆速度,实时调整路口信号机信号配时参数,即周期、相位差和绿信比。即交通自适应控制算法是基于路口信号机的实际的控制参数做小而频繁的优化,形成适合于实际交通状况的控制方案,以满足路通控制的需求。系统主要特点表现为:先进性、成熟性、实用性、可靠性、兼容性。 3系统结构 交通信号控制系统共分为三级:中心控制、区域控制、路口控制。结构图如图1所示。1)中心控制要完成交通信号控制中心系统内的通信,完成对交通数据的采集和优化计算。实现中心控制与综合管理软件的通信,接收及执行管理软件的管理和控制指令,同时向管理软件发送相关交通状况信息。交通控制系统的操作人员与本系统的交互接口。存储交通控制系统的所有数据,保证数据的安全可靠。2)区域控制负责控制子区范围内各路通流量采集、实时状态采集、统计查询任务、信号机事件采集、交通数据预测任务、控制子区系统优化、信号机自动对时。正常情况下,信号系统由中心进行交通优化控制。当控制中心与区域控制之间的通信链路发生故障时,相应的区域控制机将取代中心对本辖区内的信号机进行优化控制,避免通信故障引起全系统范围的优化降级。3)路口控制主要包括信号机、车辆检测设备(线圈检测器等)等。路通信号机及检测器采集路口各检测器提供的实时交通数据并加以初步分析整理,通过通信网络传送到上层控制机,用以调整配时方案;接收上层控制机的指令,控制本路口各个信号灯的灯色变换;在实施自适应控制时,根据本路口的交通需求,自主地控制各入口信号灯的灯色变换。信号机与信号控制系统采用国标通信协议。控制中心内部的所有机器以局域网形式相连,采用的协议为TCP/IP。中心控制机安装中心控制服务、数据处理服务、优化和预测服务、远程通讯服务、平台接口服务。并可选安装GPS接口服务、CCTV接口服务、交通诱导接口。实现整个信号系统的通讯、实时数据处理、监视、控制和数据存储。 4区域控制机制 1)系统软件具备对灯控路口进行子区划分的功能,交通应用软件能控制800个子区,每个子区5~10个路口,每个子区都有数字编码。子区划分的原则:相邻路口之间距离较近(一般在500米以下);交叉口的小时流量规模相近;路口的饱和度相近;路口的交通状况类似;路段中间分支较少且不存在交通源。2)系统能够按照定周期方案运行,定周期方案包括下列内容:子区数;路口编号;定周期方案数;周期时长s;绿信比数值;相位差;最大绿灯时间;最小绿灯时间;间隔时间;除了上述内容外,系统的定周期方案还包括:相位参数;相位相序;通道表,即相位与信号灯组的对应关系表;时段表,每天不同时段执行不同的控制方案;方案调度表,一年中每天执行不同的时段方案。3)信号机与控制中心通信正常的情况下,系统能够通过客户端修改控制参数,并更新数据库中定周期方案,包括正在运行的方案的周期长度,绿信比和相位差。这种方案的更新和修改不影响路口信号机的运行。4)系统控制的每个路口的定周期方案为108个,能够通过调度表和人工选择调用,实现路口的合理控制。系统控制的每个路口定周期方案的输入都是独立的,相互不干扰,这样有利于用户为每个路口的设置不同的周期长度、绿信比和相位差。 5自适应协调控制机制 1)系统为自适应协调控制系统,系统算法包括交通自适应控制算法、感应控制算法、行人二次过街算法等。自适应控制算法能够根据车辆检测器收集的信息,比如车流量、时间占有率和车辆速度,实时调整路口信号机信号配时参数,即周期、相位差和绿信比。即交通自适应控制算法是基于路口信号机的实际的控制参数做小而频繁的优化,形成适合于实际交通状况的控制方案,以满足路通控制的需求。2)最大限度提高交通信号网络的效率,并将配时方案的维护工作减少到最少。系统采用的是自适应交通信号控制系统,系统的自适应控制算法说明如下:系统软件的算法是:根据区域实时检测的交通信息:包括交通流量(PCU)、车辆时间占有率、车辆速度(m/s)等,利用交通信号控制优化模型:周期时长优化模型、绿信比优化模型和相位差优化模型,以减少车辆延误、停车次数为目标,对交通信号控制三元素:周期时长、绿信比和相位差进行优化,从而得到区域优化控制方案。3)系统的算法是实时自适应控制算法,根据路口的交通信息实时调整控制区域内信号机的控制方案。系统不是一种方案选择式的控制系统,方案选择系统是根据当前检测的交通信息与预先设定的方案进行匹配,选择设定的配时方案。4)系统的算法能够台州玉环街道网络地理特点,合理的划分子区,最大成都的实现整个区域的自适应协调控制,以实现均衡区域交通流,减少停车次数、车辆延误及环境污,系统子区划分的原则为:相邻路口之间距离较近;交叉口的小时流量规模类似;路口的交通状况相似;路口的饱和度接近;路段中间分支较少。 6交通信号控制的运行模式 系统除了能够实现区域自适应协调控制外,还能实现区域控制、线协调控制和单点控制等等。利用各种新技术,为交通管理者的使用和决策提供更多、更灵活的手段。系统可以在以下的模式下运行:联机模式是完全自适应控制,实现完全实时的交通响应运行;系统也可以独立模式运行,此时可做车感控制或定时控制;当出现通信中断等故障时,系统能够降级为无电缆线协调控制方式或进一步降级为单点优化控制、单点全感应控制方式、单点半感应控制方式、多时段定时控制、黄闪控制和关灯控制。 7结束语 城镇交通信号控制统是智能交通领域的一项重要研究内容,它可以与其他智能交通系统有机结合,实现城市交通的数字化、信息化、智能化管理。本文提出基于自适应控制算法的交通信号控制系统,可以有效应对台州玉环交通的实时变化,提高交通流动的控制效率。 作者:叶婉秋 单位:台州科技职业学院 智能交通信号控制系统设计分析:智能交通信号控制系统的设计与研究 摘 要:随着现代社会对交通运输的日趋依赖,交通系统的控制逐渐被人们所重视。建立智能的交通信控制系统不仅可以降低城市道路交通延误及交通事故发生的概率,还可以减少环境污染。基于此,本文主要对我国城市道路交通控制系统现状以及发展趋势进行了分析,并探讨了信号机硬件和软件设计的思路。 关键词:智能交通;信号控制系统;设计 随着城市建设的发展,交通拥挤问题越来越严重。近年来,各种交通事故频发,与此同时,车辆排放的大量尾气对环境也造成了严重的污染。因此,建立智能交通信号控制系统是十分有必要的。智能交通信号控制系统是将先进的信息技术、自动控制技术以及通信技术等有效集成构造的地面运输管理系统。它不仅可以增加道路网络的通行能力,还可以减少能源的消耗。 一、我国城市道路交通控制系统现状以及发展趋势 (一)我国城市道路交通控制系统现状 我国的城市交通控制系统起步较晚,在七十年代后期北京市开始采用DJS―130型计算机进行了干道协调控制的研究。八十年代以来,城市道路交通问题越来越严重。国家一方面进行以改善城市市中心交通为核心的UTSM技术研究;另一方面采取引进与开发相结合的方针,建立了一些城市道路交通控制系统。如:北京引进了SCOOT系统,上海引进了SCAT系统,深圳市引进了日本的控制系统。在国家计委、国家科委的批准下,交通部、公安部、南京市完成了“七五”攻关项目,建成了南京城市交通控制系统。 (二)我国城市道路交通控制系统的发展趋势 综合考虑我国城市道路交通的实际情况,并结合国内外先进的城市道路交通控制系统与现代科学技术成果的使用情况,我国的城市道路交通控制系统的发展将会逐渐趋于多模式化、智能化以及规整化的方向发展。多模式化主要体现在:为了使系统结构与交通流的区域变化相适应,在控制范围内的各个区域采用可灵活转换的系统结构;为了有针对性的进行系统优化,对路口能力最大、总延误最小以及排队长度最短的目标进行筛选和组合,进而确定不同的系统目标;智能化主要体现在:在传统的可变情报板以及信息广播的基础上,在城市中建立集中式GPS诱导系统,该系统应与控制系统相协调,并与智能车辆公路系统相衔接;规整化主要体现在:对于任何一个控制系统来说,其都是立足于一定的道路与交通条件下的,所以在建立城市道路交通控制系统前,要根据道路的实际情况以及交通流的状况,制定道路使用方法和交通流疏导方案,并制定出相应的交通规则,使道路与交通更为规整。 二、信号机硬件设计 国内信号机主要分为两类:一类是采用8/16位单片机作为处理器,它的特点是功能简单、方案单一。此外,这类信号机主要采用RS232或RS485通讯方式,不易实现对区域交通的协调控制,无法满足现代化交通控制的要求;另一类是基于工控机或PC104,它的优势是功能强大。但是,由于工控机和PC104都是按通用计算机标准进行设计的,而不是专门针对信号机应用设计的,从而导致硬件结构复杂,成本较高。另外,传统的RS232/485通信方式对于远距离、大信息量的信号机联网数据传输已经无法适应,而S3C44B0X又缺少集成网络控制器,故选用NE2000兼容的以太网控制器芯片RTL8019对以太网进行扩展,以太网模块如图1所示。此外,信号机需要存放操作系统、引导程序和应用程序等数据,再加上系统启动后操作系统和程序运行需要更大的空间,因此应设计外存储单元,以实现存储空间的扩展,存储器模块包括8MB的SDRAM、2MB的NorFlash和16MB的NandFlash。 三、信号机软件设计 目前,现代智能信号机需要同时执行信号灯控制、通讯和车流量检测等多个任务,而在执行多个任务的同时会带来效率低下、程序结构混乱以及功能受限等问题,从而影响系统的正常运行。为了解决这些问题,就需要引入嵌入式操作系统,以支持多种文件系统、模块化设计和基于计算机网络的通信。嵌入式操作系统采用的是一种平板式的内存模型,去除了对MMU的依赖,改变了用户程序的加载方式,开发了运行于嵌入式操作系统的函数库。嵌入式操作系统内核可以完成内存管理、进程管理、设备控制、文件系统和网络实现等功能,该系统的内核采用的是模块化设计,且许多功能模块可以独立地添加和卸载,当对内核进行重新编译时,会选择嵌入式设备所需要的功能模块,而对多余的功能模块会进行删除。通过重新配置内核,可以减小系统运行所需要的内核,缩减资源使用量,从而显著减少系统运行所需的硬件资源。 四、结语 总的来说,在交通问题日趋严重的今天,智能交通信号控制系统的建立是十分有必要的,它对于缓解交通压力、降低能源消耗以及保护环境具有十分重要的意义。 智能交通信号控制系统设计分析:智能交通信号灯控制系统设计 摘 要:为解决日益严重的城市交通拥堵问题,本文提出一种基于实时交通流量反馈调节的智能信号灯控制系统。系统实时监测城市交通网络各个路口的交通流量,并兼顾整体与局部作出决策,最后调控决策作用于交通网络各路口流量,形成调节反馈的闭环控制。与传统的定时控制方法相比,具有经济迅速的特点,能有效增强城市交通通行能力。 关键词:智能交通;信号灯;分布式计算 利用信息技术,通信技术和控制技术等高新技术开发的智能交通系统可以在现有通行条件下大幅度提高交通网络的运行效率,是解决交通拥挤问题的最经济最有效的办法。本文通过分布式信息采集系统检测道路流量,中央处理系统分析决策,分布式信号灯控制系统做出反馈,信号灯控制路口通行,直接控制道路流量,如此形成智能交通系统闭环。 一、系统方案设计 本文提出的智能交通信号灯控制系统如图所示,系统主要分为三部分:其一是分布式信息采集系统,负责为系统提供输入数据,相当于系统的“眼睛”和“耳朵”。其二是分布式信号灯控制系统,负责输出系统的决策信息,相当于系统的“嘴巴”。其三也是最重要的是中央处理系统,是整个系统的“大脑”,要处理系统海量数据,控制系统的运行。 首先,在城市道路每个路口设立分布式信息采集系统,该系统用于检测每个路口的流向信息。目前,可行的方案是借助道路路口设立的图像传感器,使用基于计算机视觉的方法检测该路口当前方向车辆数目。这些原始信息经过简单处理后,传输至中央处理系统。 中央处理系统是整个系统的中枢神经,负责对车流量信息进行分析,并作出控制决策。中央处理系统内建城市交通网络,即城市交通道路的拓扑信息,它记录每个路通信号灯绿灯延迟信息等等重要信息。工作时,中央处理系统收到每个路口每个方向的车流量数据,然后综合考虑全局,兼顾重点与局部,根据流量数据动态迭代计算,作出决策,即绿灯延迟等信息,并将决策发送至分布式信号灯控制系统。 分布式信号灯控制系统是控制城市道路上每个路口各个方向的信号灯的系统,系统包括信号灯以及嵌入式通讯设备,用以缓存信号灯延迟,接收中央处理系统控制信号并协调同步路口信号灯,受控制的信号灯作用于车流,从而控制城市道路车流量。 整个系统如此形成环路,通过“调节―反馈―调节”的方式,实时动态优化控制城市交通流量。 二、分布式信息采集系统 分布式信息采集系统用于采集城市道路每个路口的交通流量。这是一个分布式的信息系统,系统节点分布在城市交通网的各个关键路口,它们协同工作,实时监测交通流量,并将流量信息反馈给中央处理系统处理。 以一个十字路口的流量信息为例,分布式信息采集系统在此路口设有一个节点以采集交通流量信息。路通流量信息包涵单位时间内,在N方向车道上前往W、S、E三个方向的通过的车辆数目,以及W、S、E三个方向前往其他方向的车辆数目,共计4组12维数据。 为准确获得单位时间内车辆通过数,系统设计在N、W、S、E四个路口分别设立图像传感器,通过预先训练的卷积神经网络方法识别车辆,统计各个方向单位时间通过车辆数目。然后,车流量数据经过简单处理压缩,通过数据线路传送至中央处理系统。 三、中央处理系统 中央处理系统负责接收分布式信息采集系统发送的城市道路所有路口的车流量信息并进行处理,结合内建城市交通数据做出决策,最后发送控制指令到分布式信号灯控制系统。 中央处理系统内建城市交通数据,以层次化方式把城市道路分为主干道路和次要道路。为实现交通流量的全局最优,系统首先考虑主干道路。然而,交通状况评价主要关注系统局部最坏情况,如一条道路交通拥堵,所以系统会迭代考虑由主干道路围成的次要道路系统,做到局部次优,同时可以设置权重以区分对待不同区域,例如确保城市中心区域交通状况良好。中央处理系统的设计逻辑形成了由全局到局部分而治之的策略,从而达到对整个城市交通系统有条不紊的控制。 以北京城市交通道路为例,如示意图所示,对路口A,以及路口相连接的AB、AC、AD、AE四条道路为一个主干,四周4块区域为4个局部。系统首先考虑单位时间的A路口各个方向的车流量,然后根据路口相连道路的长度、宽度、车辆通行速度等指标计算道路饱和度。根据以下策略控制道路饱和度: 负载均衡原则,即调控相连道路,使其饱和度趋于一致。 最小最大负载原则,即调控道路,使其保持较低道路饱和度,并且道路饱和度在时间上趋于稳定。 假设AC、AF为长安街,实际交通流量大,计算权重高,而相比AB、AD方向流量相对较小,权重较低。所以系统调控策略会在高峰时段增加AC、AF横向通行的绿灯延时,而减少AB、AD方向纵向同行的延时。以A路口为例,其控制流程如下: 对当前路口输入数据,首先计算判断路口A各个方向流量是否变化,如果模糊计算流量不变,则对该路口决策为保持。如果模糊计算流量变化,则检查流量是否减小,如果减小则减短该方向绿灯的延时,以提高其他方向车辆通过率;如果流量增加则检查是否超过道路承载力。如果合法则提高当前方向绿灯延时,提高车辆通过率;如果不合法则发出警报,并维持当前流量。最后根据流量结合系统内部数据,计算得到路口A绿灯延时。 为兼顾整体和局部,对A路口调控策略同时作用于相邻B、C、D、E四个路口,同时上述四个路口调控策略作用于A路口调控策略:当A路口流量超过道路承载能力时,B、C、D、E路口会调整延时减少流入A路口车流,以降低局部负荷;当路口A增加某方向绿灯延时以提高路口通行能力时,路口A调整延时间接影响路口B、C、D、E路口延时,对路口A调整延时与其他路口叠加延时求和,以调整路口某方向道路整体通行能力。 中央处理系统能到“看到”城市交通状态的全貌,并且“考虑”到全局的交通流量,通过分治策略与协同控制,作出兼顾全局与局部的决策,然后落实到路口各个方向的控制延时上,最后中央处理系统发送控制指令,调整交通网络各个路口各个方向控制延时。 四、分布式信号灯控制系统 分布式信号灯控制系统是系统决策的执行者,该系统负责接收中央处理系统的控制信号,并以信号灯延时的方式控制交通流量。 系统初始设有固定的信号灯延时,同时等待中央处理系统发出控制指令,根据指令调整信号延时。系统同时缓存该延时并持续执行,直至中央处理系统再次发出调整延迟的控制信息。 分布式信号灯控制系统的设计相对简洁,由于控制系统节点与信息采集系统节点高度重合,所以在计算与通讯硬件的实现上,可以复用同一套设备。同时,系统被动调整的实现策略可以保证即使中央控制系统离线,城市交通也不致瘫痪。 智能交通信号控制系统设计分析:智能交通信号控制系统及相关问题研究分析 [摘 要]随着经济的发展和人们生活水平的提高,越来越多的的家庭购买了汽车,致使交通越来越拥堵。这就需要交通部门的协调工作,需要交通智能信号系统的控制。本文从智能交通信号灯的控制方法、交通信号控制系统存在的问题、交通信号控制系统发展对策方面进行阐述,以便更好的为交通管理系统提供帮助,并解决一些相关问题。 [关键词]智能;交通信号;控制系统;问题研究 我国现代化经济正在飞速发展 ,人们的生活水平都得到了很大的提高 ,汽车的家庭拥有率也有了显著的提高,随之而来的问题也就产生了:交通拥挤、出行难、交通事故频发等。其主要原因就是我们每年建设的道路速度没有汽车辆的增长速度快。我们要解决这个问题,就需要交通部门下大力度,从源头上解决问题的。交通路口的智能化信号灯是解决交通拥挤的一个重要办法,是交通部门研究的改革方案的新课题。 一、智能交通信号灯控制方法 交通信号灯是由红、黄、绿三种颜色的信号灯组成的,交通信号灯被分为:机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、方向指示信号灯、车道信号灯等等。智能交通信号灯的控制方法可分为:定时控制、感应控制、自适应控制。 1.定时控制 定时控制方法就是在智能信号灯的设置时,提前设计好时间等一系列配时参数,再将控制参数用电脑系统输入到智能交通信号机中,它就可以在无人操作的情况下,自己定时调控道路上的交通。定时控制的优点是:方便,快捷、节省了人力。虽然,定时控制的优点很多,但是它是没有温度的,不够人性化。例如:在半夜时,各个路口车辆稀少,或是有些路口根本没有车辆,但是定时控制依然会按照设定好的装置来进行操作,缺少灵活性。 2 感应控制 感应控制的方法是将车辆检测器安装在交叉路口进道路口的上端,其目的是用它检测到的信息来控制交通进展情况。 感应控制能较好的适应交通情况的变化,在交通状况起伏比较大的交叉路口起到非常好的控制效果。但是它只是一个单方面控制,在一个交叉口得到控制,不能同时控制整个城市的交通,在交通流量增大的时候,它又会变成上面提到的定时控制。 3 自适应控制 自适应的控制方法是电子交通系统依据不同的交通变化,例如:车流量的多少,车辆的排队长度等,来自行进行调节的控制方法。它和以上两种方法相比,是当前比较先进的、人性化的、完善的交通控制方法。它属于全面的控制方法,无论交通流动情况如何的变化,都能达到比较好的交通管理效果。 二、智能交通信号控制系统存在的问题 交通信号控制系统绝大多数是采用了外国的系统技术,或是在外国系统技术基础上的进化版。因为我国的国情特殊,是人口大国,车辆众多,所以,要设计属于具有中国特色的,符合中国国情的智能交通信号控制系统。 1.信号指挥系统实施中的问题 由于我国的人口多、车辆多、道路多,导致了交通非常拥挤,事故频繁发生,所以,从另一侧面反映了我国交通指挥系统的落后,管理机制以及全民交通法规知识的普及问题还有待提高。只有交通指挥系统的完善,才能给人们的出行带来方便和快捷。从而提高了人们的生活水平和生活质量。促进社会各个方面的进步和更好的发展。 2.信号系统应用中心的问题 我国的信号系统大部分地区还没有得到更新和发展,还处在以往的、旧的、落后的模式之中,指挥系统也不够完善,大部分城市的交通管理还是靠交警或者协警指挥,大量的浪费了人力、物力、财力,而且,效果还不是很好。系统的不完善导致了信息扩散的不广、不全面,导致了交通拥堵不能在第一时间得到疏通。 交通信号系统的控制手段不够多样化,有些地方的电子设施没有应用到实际当中。只在一些大中型城市得以实施,没有得到全面的普及,不能达到预想的效果。 交通信号系统的判断分析能力相对较差,没有灵活性。提前设想的方案是目前我国的交通控制方法,在固定好的时间段里在各个路口设置控制系统,是模式化管理,缺乏应对实际管理功能,不能更好地调节交通,疏导车辆,造成了不必要的交通事故。由于交通控制系统的时间是固定,在交通路口高峰期和闲暇期相差悬殊较大,导致车辆及行人得不到很好的调控,即耽误时间,又影响个人情绪。 3.信号控制系统研究开发中的问题 中国对交通信号的控制研发起步相对较晚 ,技术比较落后,发展缓慢,已经不能适应现代的交通环境。所以研究先进的交通信号控制系统的任务是我们现在的重中之重,理论与实际相结合,把先进的系统应用到实际中去,让它更好的发挥作用。我国的生产率比较低,进口设备资金投入又比较大,研发出符合我国国情的交通设备是现在的首要任务。 三、交通信号控制系统研究分析 1.智能交通系统是由许多小系统组成的,它们分别管理着各个不同的方面。例如:道路的畅通,车辆的管理,画面检测,等等。在他们的相互配合下才能使交通顺畅,避免交通事故的发生。拥有一个良好的交通环境,才能使一个国家经济顺利发展。世界各国的学者专家正在把红外线、温度、半导体工艺等各种技术应用到信号控制系统的研发中,应对未来的交通管理。 就我国现有的发展状况分析,交通系统的当务之急是自适应控制的使用的发展,也就是交通信号灯的智能化控制系统在实际生活中的应用。想要在技术上取得创新和进步,就要求我们在研究发明时,根据我国的国情为基础,创建属于中国特点的交通指挥系统。 2.视觉图像信号控制系统的交通 在人们的思想意识之中,视觉图像一直是医疗事业的专属,其实不然,它的应用是很广泛的。视觉图像在交通管理系统中的应用,将大大的促进交通管理系统的进步。有效的控制交通道路管理,大大减轻道路交通拥堵的现象。 视觉图像信号灯的应用,对道路交叉路口的监管起到了很好的作用。提高了交警的指挥效率,及时、有效的对拥堵道路、车辆进行疏导,使工作了一天的司机能很快的得到交通疏通,缓解疲劳压力。促进了交警与司机之间的感情,减少了很多不必要的麻烦。 视觉图像信号灯控制系统还有测量汽车车速的功能,当车辆通过信号控制系统时,其车速、车型、车牌会马上被反馈到控制中心,如有违反交通秩序的可以被记录下来,等待交警过后处理。 结束语 综上所述,由于科技信息时展迅猛,光靠交警或是协警来指挥交通的时代已经过去了,不能满足现代化的发展趋势。因此,智能交通信号系统的广泛应用,能够大大的提高交通管理系统,提高交通部门的工作效率,对交警开展工作有很大的帮助。虽然,现在我国的交通系统还没有全方位的覆盖于中国的每一条道路上,但是,也已经得到了大面积的推广和应用。我们要相信,在不久的将来,我国的交通管理系统一定会得到改变和完善。为美好的生活提供更大的帮助。 智能交通信号控制系统设计分析:城市交通枢纽智能交通信号控制系统设计 摘要:文章首先对智能交通信号控制系统的功能及应用方式进行介绍,指出智能交通信号控制系统具有先进性、成熟性、实用性、可靠性、开放性及兼容性这六大独特优势;其次又提出了交通枢纽区域交通信号控制的控制战略,包括战略控制、战术控制以及战略控制与战术控制相结合。 关键词:城市交通;交通枢纽;智能管理;交通信号;控制系统 随着信息智能化技术的不断发展,其应用的范围领域正逐渐扩大。其中,交通智能化管理领域就是重要的应用方式之一,应用了智能化管理系统的交通运输,能够实现一体化和综合化管理。而实现这一管理模式的技术基础,则是充分智能化的交通信号控制系统。由于目前我国城市化程度不断提高,城市内的机动车通行量和出行率始终处于上升趋势,因而使交通需求变得越来越复杂,对交通信号控制能力提出了更高要求,必须具备足够的智能化水平,才能保证交通运输秩序的正常运行,维护交通运输的安全。因此,必须结合城市交通规划的实际情况,设计出科学合理的交通信号控制系统。 1 智能交通信号控制系统概述 在我国经济得到了高速发展的今天,随着我国城市化进程的加快,我国交通压力越来越大,交通堵塞现象日益严重,解决城市交通问题已经成了城市建设中首要任务。如何解决交通问题,已经成为社会关注的焦点。交通信号在解决交通堵塞、规范交通秩序中起着积极作用。但传统交通信号已经无法完全满足新时代交通情况,现代交通车流量远远大于从前,在经济水平不断提高的今天,城市家庭几乎家家都有车,而车辆数目的增多,改变了我国的交通状况和交通发展,改革创新交通信号迫在眉睫。随着时代的进步,科技的发展,信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、智能技术的高度普及,智能交通信号概念被提出。通过不断实践和改革,智能交通信号控制系统已初步成型,虽然暂时无法大规模推广,但是智能交通信号系统也已经给我国交通带来了质的改变。智能交通信号实现了智能监控车流量,自动变化信号,智能指挥、规范交通,优化交通状况。下面通过两点来分析智能交通信号系统的特点。 1.1 采用高新技术 智能交通信号系统离不开先进的计算机技术、通信技术、信息技术和智能技术及感应技术,可以说智能交通信号是集各大高新技术于一身的强大智能系统,随着未来交通情况的不断变化,智能交通信号对技术的要求也会越来越高。 1.2 智能化 通过不断的实践和改革创新,智能交通系统越来越完善,现代交通信号智能系统所采用的技术、设备都能达到了城市交通所应满足的需求,不仅能够有效完成信号控制工作,更加实现了根据交通实际情况及时间段进行自动变化和科学指挥交通,并且智能交通信号系统的车流量测试功能实现了对我国街道车流量的记录,为我国交通改革提供了科学依据。 2 智能交通信号的系统设计 2.1 智能交通信号子系统 智能交通信号系统既复杂又系统,有多个子系统协调来完成对交通的引导和规范,交通信号控制只是其中的一个组成部分。 想要构建一个完整、可靠、科学的智能交通信号系统,就需要无数个子系统,这些信号子系统多分布在交通事故多发点及车流量较大路段。其中车流量计算子系统是智能交通信号的核心内容,智能交通信号系统,通过对车流量的精确的监测和计算,预判绿信号可变比率,使交通信号达到了一种动态控制。智能交通信号子系统应用的关键在于,一个区域内路段要保持状态一致,避免造成交通混乱及堵塞。不同区域路段可以根据实际情况,应用不同的方案来设计智能交通信号子系统,确保交通信号子系统的实用性。为了使交通信号在同一路段保持高度一致,可将相邻子系统互相连接,形成更大的整体系统,且内部以统一的周期运转。连接方案可以根据交通实际需求来判断,可进行永久连接或暂时连接。 2.2 智能交通信号对饱和度的控制 为了使制定出的交通信号控制战略方案更加科学,需事先将交通信号控制系统应用于交通枢纽区域中心自适应协调区域,从而对不同入口车道的饱和流量加以检测并得到准确数据信息,智能交通信号系统必须进行科学的交通饱和度监测,交通饱和度是规划交通的重要依据。饱和度测试和控制系统,应在交通主要线路设置,在这个检测和控制的系统数据库中以战略检测器的形式存在,在绿灯时段范围内,战略检测器将对车流经过时的交通流量及占有率数据信息进行采集并自动处理,最后将处理结果以数据表格的形式直观呈现,通过表格交通“饱和度”一目了然。饱和度检测和控制可利用实际的绿灯时间与绿灯时间比率进行计算。有效利用绿灯时间指的是饱和交通流情况下,恰好通过以最优车间距运行的同等车流量所用的绿灯时间。 2.3 交通信号控制相位差 智能交通信号系统设计,可以规划每个系统间控制规模,避免一个系统出现故障,给多路段交通造成严重影响,降低多方向相位差变化导致的相互作用力。智能交通信号控制系统设计应全面考虑,进行科学规划和实现,其控制范围,要根据交通实际情况,对不同流量进行不同规划,避免造成资源浪费。但设计过程中不仅要考虑到控制相位差,更应该估计到相互呼应,如某路段出现故障,可通过其他路段启动应急线路,进行暂时性的交通引导,避免交通事故,系统相互运作正常时可断开连接,避免造成干扰,实现真正的智能交通信号 系统。 3 智能交通信号控制策略 控制策略指的是在特定区域制定相关的信号控制策略,规划智能交通信号,最大程度地适应各个路通需求的变化。当某一相位的绿灯时段需求位于平均需求的下限时,可对该相位进行早断处理,如果没有需求甚至可直接略过该相位,或引入条件相位来代替。控制器处理的参照标准是检测器测得的交通数据决策,可以采用策略检测器来担负这项工作。控制策略主要针对的是控制器的运行问题,其在实施策略控制时所采取的技术与路口孤立运行时所采取的技术完全一致。策略控制实现的载体是区域计算机,因而能够对信号运行的强度加以调整。当然,策略控制与孤立控制在本质上并非相同。策略控制无法应用车间距计时器和损失时间计时器来提前终端或略过某个相位,这是因为处于同一连接上的控制器必须以相同周期的形式来运行,这样才能达到最优化的协调效果。另外,由于相位早断或略过而节省的时间,也必须追加至本地控制器的下一个相位或主相位上,从而维持相同的周期时长。策略控制的作用在于控制绿信比、周期及相位差,对变化幅度不明显的城市区域的交通流趋势进行把握;而策略控制则适用于处理各路口不同周期中速度快但程度较小的变化。为了能够制定出更加科学合理的交通控制战略,应力求将二者进行结合,从而构建更为完善的、全方位的交通控制 系统。 4 结语 本文通过对城市交通枢纽智能交通信号控制系统设计进行探究和分析,指出为了使交通运输领域得到更快的发展,提高交通运输的安全性和可靠性,必须积极应用智能化技术来实现智能交通信号,以此来改善我国目前的交通现状,智能交通将成为未来交通的发展方向。本文从多方面对智能交通信号系统进行了分析和阐述,对其具备的优势加以分析,并对交通枢纽区域交通信号控制的控制战略提出了一些看法,强调应制定科学战略来有效维护交通安全。
人与自然和谐共生理念是我国生态文明建设的重要理念,以“马克思主义基本原理”课程唯物史观关于社会存在的内容———自然地理环境对人类生存发展作用和影响为切入点,融入“人与自然和谐共生”理念进行教学,既是把马克思主义基本原理、基本立场、基本观点贯彻于思想政治教育教学全过程,也是“把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合”[1]17(以下简称“两个结合”)、“党的二十大精神”等融入思政课教学的重要渠道和方法,落实立德树人根本任务具有重要意义。 一、教学实践的反思 (一)从教学实践分析 高校思政课教学应把马克思主义基本原理、基本立场、基本观点贯彻于思想政治教育的全过程。因为“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程”[2]376。为了更好地贯彻立德树人的根本任务,实现把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,要对原有的高校思政课教学出现的一些不合理教学实践进行反思,原有的教学一定程度上存在着空洞僵化、苍白无力、与学生疏离的现象,一定程度上存在着教学固化形态,教学过程中老师唱独角戏、唱独白,搞单口相声、满堂灌输。为此,要转变原有的教学模式:1.要从教材话语向教学话语转变。很多老师因为没有把教材话语转变为教学话语,只能照着教材念,没有融入老师自己的思考,也没有针对不同层次的受众转变教学话语,因材施教,其结果只能是唱独白。2.要从理论话语向生活话语转变。理论话语具有抽象性,也比较深奥难以理解,教师在教学过程中要把抽象的理论转化为学生喜闻乐见的话语,尤其是“90后”“00后”的大学生,思想活跃,喜欢一些流行的话语和词汇,而实际上,每年新的一些流行语,很大一部分就出自当代大学生。从他们生活的语境中结合理论的高度和深度进行讲解和教学,不但会拉近同学生的距离,缩短老师与学生的“代沟”,也会使思政课真正“活”起来。3.从固化形态话语向动态话语转变。高校思想政治理论课是随着时代和理论的创新而变化和更新的,不像数学、物理学等学科,几十年可以不用变。因此,在教学中应根据时代和理论的创新变化把新的思想理论不断融入教学中,把人与自然和谐共生理念融入“马克思主义基本原理”课程教学,正是把党的二十大精神融入高校思想政治课教育教学的动态化体现,在此过程中,教学话语实现了由固化向动态化的转变。4.由灌输独白向平等情感转变。教学过程中要把学生当作平等的独立个体,教学过程中以学生为主体,在教学中让学生参与并成为主角,采取有效的交流、互动的“对话式”授课方式,在教学过程中,注重启发性教学,锻炼学生独立思考的思维和习惯,“实现高校思想政治理论课教学在理论魅力、平等沟通、生活关怀、情感共鸣和实效指向等方面的转向”[3],才能有效避免教学过程中的满堂灌、唱独白。同时,也使高校思政课教育教学具有理想导向力、思想引领力、价值吸引力和现实阐释力,使学生的抬头率提高,让高校思想政治理论课真正“活”起来,切实提高思想政治理论课教学的实效,进一步增强大学生的“四个自信”教育。 (二)从教材内容分析 “马克思主义基本原理”课程以唯物史观关于社会存在的内容,“社会存在是指社会物质生活条件,是社会生活的物质方面,主要包括自然地理环境、人口因素和物质生产方式”[4]125。自然地理环境对人类生存和发展的作用和影响,实质体现在人与自然的关系上。自然地理环境关乎人类的生存、稳定、和平、发展。“自然”“大自然”是自然地理环境、生态系统和自然规律的总称,是以自然地理环境为载体的哲学概念。自然地理环境为人类生存和发展提供前提和基础。从教材唯物史观关于社会存在的内容追问,引入自然地理环境对人类生存和发展和人与自然关系的思考。首先,立足于教材而源于教材。其次,立足于教材而高于教材。要向学生讲清楚人与自然关系理念及建设社会主义生态文明的要求,帮助学生树立自主创新的决心,建立节约资源、保护环境的意识并且树立生态文明理念。最后,立足于教材而转化于教学。生态文明建设作为“五位一体”总体布局是中国特色社会主义理论体系的重要组成部分,引导学生深刻领会生态文明建设在实现中华民族伟大复兴进程中的意义和作用。 (三)从学生特点分析 当代青年大学生正处于世界观、人生观、价值观的形成时期,其在中学时期学过人与环境的关系等方面的基本知识。但大多数同学只停留在抽象的认知层面,并没有从根本上掌握。当进入大学阶段后,大学生的自我意识和逻辑思维能力逐渐增强,喜欢思辨,逐步养成了自主学习能力、合作能力、探究能力,也渴望探索人与自然的关系。因此,高校要针对大学生的认知、心理、思维等特征,引导大学生树立敬畏自然、人与自然和谐共生的理念;培养学生以人为本、尊重规律、和谐相处的人文情怀,为实现立德树人根本任务奠定基础。1.从学生的认知目标上,高校要让学生通过学习和把握历史唯物主义的基本原理,熟记并理解社会存在决定社会意识的辩证关系原理,理解和掌握人与自然和谐共生理念,让学生从知识层面理解人与自然关系对于人类生存发展的作用和意义,也让学生理解唯物史观的基本内容,马克思主义基本原理的基本知002识。2.从学生能力培养目标上,高校通过促进思辨能力、概括能力、协作能力、探究能力、表达能力,让学生能运用唯物史观理解人与自然的关系,用发展的眼光看待生态环境问题,科学考量自己的学业、情感和职业,阐释相关社会现象,提高运用历史唯物主义正确认识历史和现实、正确认识社会发展规律的自觉性和能力。3.从实现思政目标上,高校通过强化对唯物史观和“两个结合”的认同,落实立德树人根本任务,将人与自然和谐共生理念及党的二十大精神融入思政课教学,使学生与时俱进地学习和掌握马克思主义中国化的最新理论成果,有助于青年学生坚定理想信念,树立科学的世界观、人生观和价值观,提高分析和解决问题的能力。 二、教学环境的创设 教学环境创设的逻辑演进:1.情境导入:通过播放“恐龙为人类维权”联合国气候变化大会特别短片(微视频)引起学生对人与自然关系问题的关注。2.问题提出:通过切入教材内容关于唯物史观的社会存在与社会意识关系原理中的自然地理环境对人类生存和发展的作用和影响,引出其实质是人与自然的关系问题。3.问题追问:为什么提倡人与自然和谐共生———设置小组任务,探究讨论:人类文明史上诸多文明古国为何消失?思考“四大文明古国”中,为何只有中华文明源远流长?4.观点“落地”:人与自然和谐共生理念是生态文明建设的重要理念,融入思想政治理论课教育教学具有重要意义。5.教学升华:归纳讨论成果,阐述人类文明发展的实质就是处理人与自然关系问题。6.课堂小结:思维导图展示,作业设置,在升华观点中布置作业,同时强化学生思考和实践。最后,进行教学评价。 (一)情境导入与问题提出———人与自然关系内涵作用和意义 播放“恐龙为人类维权”联合国气候变化大会特别短片(微视频):2022年11月6日至18日,《联合国气候变化框架公约》第27次缔约方大会(COP27)在埃及海滨城市沙姆沙伊赫召开。与会各方希望凝聚政府、企业和公众力量,将口头承诺转化为切实行动,尽快减缓升温速度、增加气候融资、推动绿色发展,共同应对气候变化。联合国专门机构———世界气象组织在大会开幕式上发布《全球气候状况》报告指出,今年的极端热浪、干旱和破坏性洪水已经影响了数百万人,并造成数十亿的损失。通过观看“恐龙为人类维权”微视频引发思考:自然地理环境对人类生存和发展的作用和影响,实质是人与自然的关系问题。自然地理环境对人类的作用和影响:1.关乎生存:大自然是人类赖以生存的基本条件。自然为人类提供基本的生存资料,人靠自然界生活,“因为人是自然界的一部分”[5]161。人类的生活和生产资料来自大自然,一旦离开了大自然,人类就无法生存。但如果人类过度消耗自然资源,破坏自然地理环境,会产生生态危机,也可能会导致人类走向灭亡。2.关乎稳定:人类独特生态系统有稳定临界点。当人类的活动能力影响和破坏了生态系统自身的调节系统,突破了生态系统的临界点,导致地球整体升温,冰川两极融化,海平面上升,对人类将是毁灭性的。为此,为了保护人类赖以生存的地球生态系统的稳定阈而提出的“碳达峰碳中和”目标,本质上也是处理人与自然的关系。3.关乎和平:生态资源会引发大规模冲突战争。地球自然演化而形成的大量丰富的资源,在近代经历工业革命后,至今已经消耗了大量不可再生资源,发达资本主义国家凭借先发优势,到处掠夺生态资源,甚至不惜通过发动大规模战争和冲突来实现。因此,从某种意义上来看,人类历史上任何一次战争都与争夺自然地理环境的生态资源相关,自然资源直接关乎人类的和平与安宁。4.关乎发展:生态环境为人类提供了发展资源。人类每一阶段的发展都得益于自然提供的大量资源,但人类把自然资源长期以来当作免费的资源,当某一区域的资源被消耗完了,造成人类在那一区域无法生存和发展,被迫或主动迁移,该区域的人类文明就此消失。近代以来,随着人类的活动越来越频繁,消耗的资源也越来越多,作用于自然的能力也越来越强,对自然生态环境破坏也愈演愈烈。如果按照人类传统的粗放型发展方式,自然地理环境很难为人类提供可持续发展的资源。因此,“必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”[1]50。 (二)问题追问与观点“落地”———人与自然关系及人类文明兴衰进程取向 人与自然关系在一定程度上反映了文明兴衰断流的缘由。人类四大文明古国,只有中华文明源远流长,不曾断流,而其他几支文明皆因没有处理好人与自然的关系问题而衰落或消失。或许人类曾经在文明兴盛时期,因为自己能征服自然某些区域取得的胜利而沾沾自喜,马克思主义经典作家告诫人们:“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行报复。”[6]313从人类文明发展进程的历史趋向上,原始文明阶段,人是自然的产物,人是自然的奴婢;农业文明阶段:人和自然的和谐相处,“天人合一”“天人感应”;工业文明阶段:人与自然关系发生根本改变———自然变为人的奴婢,人类征服和改造自然;生态文明阶段:重塑人与自然的关系。“人类进入工业文明时代以来,在创造巨大物质财富的同时,也加速了对自然资源的攫取,打破了地球生态系统平衡,人与自然深层次矛盾日益显现。”[7]274因此,要提倡尊重自然、顺应自然、保护自然,实现人和自然和谐共生。生态兴则文明兴,生态衰则文明衰,而处理的关键就在于:人与自然关系———实现人与自然和谐共生。因此,保护生态环境、建设美丽中国应成为发展的题中之义。积极回应人民群众所想、所盼、所急,不断满足人民群众日益增长的优美生态环境需要是新时代中国共产党人不忘初心、牢记使命的自觉担当。迫切需要大力推进生态文明建设,提供更多优质生态产品,让人民群众吃穿住行更放心、更称心、更安心,望得见山、看得见水、记得住乡愁。 (三)教学升华与教学总结———应对全球生态环境领域挑战 当代生态环境恶化的影响日益扩大,人为造成的生态环境问题日益严重,并迅速由发达国家向发展中国家蔓延,对生态安全等造成威胁。威胁着整体人类社会的生存和发展。全球变暖趋势仍在持续。1951—2021年,中国地表年平均气温的升温速率为0.26℃/10年。2021年,全国地表年平均最高气温较常年值偏高1.01℃,与2007年并列为1951年以来最高[8]。全球地表温度的上升,几乎所有的陆地地区都正在经历更多炎热的天气和热浪,这会引发更多的高温病,让户外工作更加困难,还容易引起野火燃烧和蔓延,甚至造成森林火灾。气候变化加速了物种的灭绝,当前全球物种灭绝的速度比人类史上任何时候都要快1000倍。在未来几十年内,100万个物种有灭绝的风险。极端天气、害虫入侵和疾病等威胁也都与气候变化有关。在“濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)”列出的640个世界性濒危物种中,我国有156种,约占其总数的25%[9]。气候变化等全球性生态环境问题导致当代世界生态环境风险凸显,需要国际社会共同担当和应对。积极参与气候变化等全球环境治理,不仅能推动国际社会共同构建人与自然命运共同体,展现我国作为负责任发展中大国的担当和影响力,而且可化解全球生态环境问题给人类永续发展带来的风险。 三、课堂教学的创新 人与自然和谐共生理念融入思政课教学,需要从理念上、内容上、方法和手段上进行创新。课堂教学的创新,不但要把马克思主义基本原理、基本立场、基本观点贯穿思想政治教育教学的全过程,也要让大学生理解“人与自然和谐共生———建设美丽中国”的重要理念。这样,才能把“党的二十大精神”融入思政课教学,运用时代鲜活材料,紧跟时代热点,使高校思政课教学真正“活”起来,具有理想导向力、思想引领力、价值吸引力和现实阐释力,切实提升思政课教学的实效性。 (一)思路上:实现政治性与学理性相统一 在思路上实现政治性和学理性相统一,把思政课程真理性的问题给学生讲清楚、讲明白,用真理的力量打动人。人因自然而生,人与自然是一种共生关系。生态环境没有替代品,用之不觉,失之难存。如果竭泽而渔,最后必然是无鱼可打。由反面典型案例———20世纪发生的世界十大环境公害事件可见一斑,说明人类破坏自然环境遭受的报复和危害;由正面典型案例———河北塞罕坝几代人驰而不息所创造的“绿色奇迹”,让学生理解和深刻领悟人与自然共生的真谛。同时,让学生懂得,我国生态文明是以生态规律为依循、以实现人与自然和谐共生的现代化为目标的文明新形态。在整个建设过程中,我们不是只讲索取不讲投入,不是只讲发展不讲保护,不是只讲利用不讲修复,而是像保护眼睛一样保护生态环境,要坚持山水林田湖草是生命共同体。生态是统一的自然系统,是相互依存、紧密联系的有机链条,因为“这个生命共同体是人类生存发展的物质基础”[10]363。生态系统是一个系统整体,山水林田湖草沙构成相依共存、有机关联的生命共同体。这个生命共同体的生生循环、绵延不息,葆有着人类生存发展的物质根基。 (二)内容上:实现知识性与价值性相统一 引入唯物史观关于社会存在与社会意识关系原理,科学而深入地阐释自然地理环境对人类生存发展的作用和影响,实现人与自然和谐共生的理念。实现知识性和价值性、原理性和实践性的统一。创造性讲授了树立什么样生态文明理念,怎样处理好人与自然的关系。帮助学生树立自主创新的决心,建立节约资源、保护环境的意识并且树立生态文明理念,让学生明白坚持和发展生态文明思想,建设社会主义现代化强国具有的重要意义。高校要通过教学,让学生进一步思考,如何实现人与自然和谐共生理念,建设美丽中国。首先,要处理好“绿水青山”与“金山银山”的关系,实质也是处理好人与自然的关系。绿水青山的诱人景象及其宜居宜业宜游特征,不仅会成为当地人民的生态福祉,而且会使游客、人才和投资者偏爱有加,成为引来“金凤凰”的“梧桐树”和激活土地、劳动力、资产等要素的“催化剂”。“绿水青山”与“金山银山”是一种良性相互促进作用,绿水青山在社会生产中持续“为劳动提供材料”,促进金山银山量和质的双重提升,推动社会生产力的绿色发展,而这又将回馈、绵延绿水青山的生机,保护和改善自然生产力。 (三)方法和手段上:实现育人性与成才性相统一 高校要通过设计适当的问题进行反思,把教学的内容落到实处,借助一定的教学手段,如智慧树APP教学平台、雨课堂学习小组划分、及时反馈等,推动教学活动有效进行。在落实“人与自然共生,建设美丽中国”的教学中,让学生懂得,不仅仅是停留在理念层面,既要有具体举措和政策落实,也要有法律规范和监督执行。同时,要重点解决损害群众健康的突出环境问题,加大生态安全屏障,各种生态环境要素之间的比例和空间关系得到维持、恢复、优化。保护生态环境必须依靠制度、依靠法治。“只有实行最严格的制度、最严密的法治,才能为生态文明建设提供可靠保障。”[11]210党的十八大以来颁布和实施了大量的生态环境保护法律法规文件,建立了最严格的执行机制,以制度力量提升生态环境治理效能,促进人与自然和谐共生。形成绿色发展方式和生活方式,扎实推进碳达峰碳中和工作。具体来讲,就是增加碳吸收,减少碳使用,加强碳转换,控制碳排放,最大限度地克制“生存和发展排放”。在推进碳达峰碳中和的建设中,要注重处理好四对关系、落实六项举措,即处理发展和减排的关系、整体和局部的关系、长远和短期的关系、政府和市场的关系等四对关系;落实加强统筹协调、推动能源革命、推进产业优化升级、加快绿色低碳科技革命、完善绿色低碳政策体系、积极参与和引领全球气候治理等六项举措。为进一步推进生态文明建设,改革完善生态环境监管考核体制,党的二十大进一步对改革生态环境监管作出新部署,进一步理顺环保管理体制,使监管“一杆子插到底”,提出要严明生态环境保护责任制度。同时,各地在建立多场所环境监测质量管理体系、河湖长制、林长制、环境专项监督长制等方面取得了明显成效。 四、结语 “实现人与自然和谐共生既是中国式现代化的目标之一,也是世界各国应对生态环境问题、建设绿色家园的共同期盼。”[12]要加快推进绿色发展、循环发展、低碳发展,开创美丽中国和建设美丽世界新局面。高校要将人与自然和谐共生理念融入思政课程,从思路上、内容上、方法和手段上进行创新。不但把马克思主义基本原理、基本立场、基本观点贯穿思想政治教育教学的全过程,也把“党的二十大精神”等融入思政课教学中,让高校思政课与时俱进,使高校思政课真正“活”起来,具有理想导向力、思想引领力、价值吸引力和现实阐释力,切实提升思政课教学的实效性。 参考文献: [1]高举中国特色社会主义伟大旗帜为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗:在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告[M].北京:人民出版社,2022. [2]治国理政:第2卷[M].北京:外文出版社,2017. [3]吴海江.论高校思想政治理论课话语体系的创新[J].思想理论教育,2014(1):60-64. [4]本书编写组.马克思主义基本原理[M].北京:高等教育出版社,2023. [5]马克思恩格斯文集:第1卷[M].北京:人民出版社,2009. [6]恩格斯.自然辩证法[M].北京:人民出版社,2018. [7]论坚持人与自然和谐共生[M].北京:中央文献出版社,2022. [8]中国气象局.中国气候变化蓝皮书(2022)[EB/OL].(2022-08-10)[2023-02-11]. [9]世界自然基金会.地球生命力报告(2020)[EB/OL].(2020-03-10)[2023-02-11]. [10]余玉湖,李景源.人与自然和谐共生的中国式现代化道路生态图景[J].当代世界与社会主义,2022(5):42-48. 作者:余玉湖 单位:重庆工商大学马克思主义学院
经研究发现,现阶段,我国水利工程勘测设计当中存在着诸多问题,如果这些问题得不到有效的解决,不仅会严重的降低水利工程勘测设计质量,在一定程度上对于勘测结果也会造成极为不利的影响。本文就强化水利工程勘测设计质量管理的策略做了简要的分析。 1水利工程勘测设计质量管理当中所存在的问题 就水利工程勘测设计质量管理当中所存在的问题而言,这些问题主要表现在以下三个方面。其一,相关的工程勘测设计人员综合素质普遍偏低,现阶段我国诸多相关的设计人员,在实际进行水利工程勘测设计的过程当中,不仅无法有效的将一些新型的设计理念以及设计技术应用到实际工作当中,同时他们的工作态度也存在着较大的问题,工作积极性不高。造成这一问题出现的主要原因就是部门内部没有完善的培训体系作为支持。其二,政府部门的监督管理力度不足,在实际进行水利工程勘测设计管理时,政府部门不仅无法建立起完善的监督管理机制,对于设计结果的监督极为不重视,同时也无法对整个设计过程进行全面的监督管理。其三,水利工程勘测设计部门的自律意识较差,时常会因为自身的利益而做出一些违规设计行为。进而降低了整个工程勘测设计的质量。 2强化水利工程勘测设计质量管理的策略 2.1提升工程勘测设计人员的综合素质 从本质上来讲,水利工程勘测设计质量管理工作的第一执行者就是相关的设计管理人员,因此他们的综合素质水平直接决定着整个勘测工作的质量。为了能够准确有效的提升水利工程勘测设计的质量,促进水利工程行业获得持续有效的发展,进而实现既定勘测目标,相关的工程管理人员必须要重视工程勘测设计人员的综合素质提升。为此首先必须要建立起完善的员工培训制度,对相关的工程勘测设计人员进行职前培训以及定期的在职培训。其次在进行职前培训的过程当中,必须要将水利工程勘测设计的标准,内容以及该项工作的重要性告知给每一位受训人员。最后,在进行定期在职培训的过程当中,必须要将一些新型的设计方法以及设计理念告知给每一位受训人员,以此来提升工程勘测设计人员的综合素质,进而保证工程勘测设计能够有效的发挥出应有的作用。 2.2强化政府监督管理职能 为了能够有效的提升水利工程勘测设计的质量管理水平,保证工程勘测设计能够有效的为实际勘测工作提供必要的支持,进而实现既定勘测目标,相关政府部门必须要强化自身的监督管理职能。为此首先相关的政府职能部门必须要有效的建立起市场约束机制。结合工程勘测的实际需求,以及市场的变化情况,完善自身的信用体系,资质监管体系以及信息管理体系。以此来约束不法工程勘测设计行为。其次,相关的政府监督部门必须要有效的将工程勘测设计质量监督制度落实到实际工作当中,明确监督管理的对象为设计单位。并对设计的全过程进行全面的监督管理。以此来保证水利工程勘测设计的规范性以及合法性。最后,必须要对工程勘测设计结果进行全面的审查评定。对设计方案当中涉及到的成本支出,技术理念,设计的适用性进行可行性分析。以此来保证水利工程勘测设计的质量,进而使相关的勘测部门能够有效的完成既定勘测任务。 2.3提升水利工程勘测部门的自律意识 为了能够有效地提升水利工程勘测设计质量,保证工程勘测工作能够顺利的进行下去,相关的水利工程勘测设计部门必须要强化自身的自律意识,只有这样才能够有效的实现既定设计目标。为此相关的管理人员首先必须要完善自身部门内部的管理体系,建立设计质量责任追究,奖惩制度以及内部监督管理制度有效落实到实际工作当中。其二,要不定期的对公司内部的员工进行行业标准宣传以及法律宣传,降低不法设计行为出现的概率,进而提升水利工程勘测设计的质量以及规范性。最后,必须要提升自身部门的风险防范意识,有效的认知到违规设计所造成的不利影响,进而提升自身的自律意识,有效的防范设计风险出现的概率。 3结语 综上所述,水利工程勘测设计对于勘测工作的顺利实施以及工程勘测的质量有着较强的影响。只有在高水平的工程勘测设计支持下,才能够保证勘测工作能够顺利的实施,进而提升工程勘测的质量,得到准确勘测数据。为此相关的管理人员必须要将工作重心放到强化水利工程勘测设计质量管理策略的研究上,结合行业标准,勘测的需求,以及新型的设计技术理念不断的对工程勘测设计策略进行完善与创新,以此来保证能够实现既定工程勘测目标。
建筑工程地下室结构设计分析:关于建筑工程地下室结构设计的研究 摘要:本文首先分析了地下室结构设计的重点难点,再从地下室结构的平面设计、抗震设计、保护层设计等几个方面进行了简要分析,并举出具体实例来加以说明,以资同行参考佐证。 关键词:建筑工程;地下室;结构设计;研究 1 地下室结构设计主要存在的问题 地下室工程牵涉到的专业领域非常广、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。其设计上的主要问题表现在: 1.1 结构平面的设计。 1.2 抗震设计。 1.3 地下室抗渗、抗浮设计。 1.4 地下室的结构超长。 1.5 外墙的结构设计。 2 建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析 2.1 抗震设计 通常来讲,地下室的抗震设计常遇到的问题有。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为:在多层建筑中,地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室在内已经达到八层,层数与高度都已经超过设计标准要求。地下室的顶板是上段结构嵌固。地下室的抗震等级应当和地上部分相同。若地上结构的抗震等级是二级,则地下部分的抗震等级也应当是二级。 2.2 抗渗抗浮设计 如果是在地下水位浅,或者在雨水相对较多的地区进行施工,那么,对于地下室层数为一到二层的建筑来讲,常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位,以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况,应当采取下面的几个措施来应对: 2.2.1 在设计条件允许的前提下,尽可能地提高基坑底设计标高,这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。 2.2.2 倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样,在降低抗浮水位上就占有一定的优势。 2.2.3 强化抗渗抗浮设计的另一个有效办法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况:其一是基板加载,其二是边墙加载,其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时,因为混凝土和相关的增重材料需求量太大,而使施工费用增加。 2.2.4 设抗拔桩。此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约,抗拔桩入岩一般不深,这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大,抗拔桩进不到基岩处,那就需要在桩下部设扩大头,提高抗拔桩的抗拔能力。 2.3 结构超长的处理办法 因建筑总体设计要求,地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40~60m。虽然在温度影响的角度来看,地下室受的影响相对来讲较小,但是周边环境对于地下室的约束力较大,所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。 2.3.1 安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分,钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构,应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。 2.3.2 除了伸缩后浇带以外的其它措施,包括:①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。目前,在实际工作中,已经建成的多个建筑,在应用上边所讲的办法,并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。 2.4 地下室外墙部分的结构设计 对于地下室外墙的结构设计,我们应当把重点放在土、水压力的计算上。在设计施工时应该注意下面的几点要求。 2.4.1 承载能力。地下室的外墙所要承受的压力来自水平和垂直两个方向。水平承载力包括地面荷载和侧面的土压力荷载。而垂直承载包括地下室以及上部楼盖传重和本身自重。实际上的工程设计当中,风荷载与垂直承载一般起不到控制作用。墙体的配筋主要是受垂直墙面水平承载产生的弯矩所控制。要按照墙板弯曲计算配筋。 2.4.2 静止土的压力数值。这在实际施工中应当做具体的实验来确定,如果没有实验条件,那么应把砂土系数值取在0.34至0.45之间,把粘性土系数值取在0.5至0.7之间。 2.4.3 外墙配筋计算办法。关于带扶壁柱外墙,不按扶壁柱尺寸计算,而是按双向板对配筋进行计算。由外墙和扶壁柱协调变形的机理,此设计会使外墙垂直配筋少、扶壁柱配筋不足,而外墙水平布筋产生富余。故而求地下室外墙配筋数量时,按双向板求取配筋的办法为宜。 3 工程举例 3.1 工程概况:工程场地部分略带斜坡,此外基本平整。地上18层钢筋混凝土框架,地下一层停车库、人防地下室。总高度54m。持力强为强风化岩或者中风化岩。抗震设计:丙类。 3.2 此地下室结构设计要点分析。 ①地下室顶板不置大洞口;顶板采取现浇梁板的结构,厚度25cm;楼板的混凝土强度等级为C30,双向双层钢筋配置。保证单方向配筋率超过0.25%。 ②本工程地下室顶板是地面以上结构部位的嵌固部分,抗震等级与上部相同,采用三级抗震。 ③用预应力管桩作为基础,直径500的管桩,其单桩承载力数值1850kN。 ④主楼的室内地下室部分顶板适宜承载力,考虑施工后荷载后,取5kN每平方。 ⑤此地下室用途之一是作为人防工程,故对本工程露天顶板需考虑到爆动荷载压力的影响,因此地下室顶板荷载按人防六级考虑,取值750kN每平米。 ⑥在和土壤相接处的侧壁保护层厚度取4cm,室内混凝土取1.5cm。地下室侧面水平配筋在外围,垂直配筋在内部。 ⑦本工程的地下室之底板要以抗渗抗浮的计算为主要工作。把地下水位的高度考虑在50年一遇的级别,抗渗级别设为P6,抗浮水头级别设为5.1m。 地下室底板用无梁楼盖计算办法,计算得出底板厚度60cm。 ⑧地下室抗浮设计、验算。地下室应当验算出地下的水压超没超过地下室恒载。取恒载分项的系数设为0.9,水压分项系数设为1.0。如恒载能力达不到地下室抗浮需求,就要应用到抗拔桩进行加强浮力抵抗的工作。 4 结束语 作为建筑工程整体结构的有机组成部分,地下室建筑质量的高低对建筑整体的稳固性有很大影响。在一些高层的建筑中,地下工程造价甚或超过地上工程造价。因为位置特殊,其结构设计不能不引起我们的重视。设计上要考虑的问题很多,鉴于问题的复杂性,在这里,我们的设计人员就要把握住质量与经济的两个大原则,在技术层面去研究解决地下室结构设计中存在的问题。 建筑工程地下室结构设计分析:建筑工程地下室结构设计分析与探讨 摘要:地下室是确保高层建筑结构稳定的重要措施之一,加强对高层建筑地下室的设计,不仅仅有助于充分利用建筑空间,很大程度的降低工程整体的造价,也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。在建筑地下室结构设计中,设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况,综合考虑到建筑的防火,防震,通风,采光等各个方面的的因素,在满足建筑基本功能的的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。本文对建筑工程地下室结构设计作出了分析探讨。 关键词:建筑;地下室;结构;设计 近些年来,在城市建筑设计中,经常会伴随着各种功能的地下室或者是地下车库,很多高层建筑为了充分利用建筑空间,将一些设备或者是消防池等设置在地下室,不仅仅更大程度的利用了建筑空间,节省了相关的成本费用,更大大深埋了地基,加强了整体建筑结构的稳定性,增强了建筑的抗震性能,确保了建筑的安全性,同时,也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘,避免了建筑价值的浪费。在城市用地越发紧张的今天,加强对地下室的结构设计,使得地下室最大程度的发挥出其功能,对整个城市化进程有着十分重要的意义。 一、地下室结构平面设计 地下室工程涉及的专业极为复杂,高层建筑的地下室结构设计,需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时,需要与结构专业配合,确定是否设置变形缝,通常应尽可能少设或不设变形缝,因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。 设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式,达到不设缝的目的。若地下室过长,依靠设置后浇带的方法难以解决,设计时可合理地调整平面,通过分割地下室,用较窄的通道相连,以满足使用及管道相连的要求,而将变形缝设置在通道处,这样可以使接缝较少且处于受力较小处,便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井,若采光井位置设计不当,也会影响地下室的结构稳定功能。 二、地下室外墙结构设计 地下室外墙的设计是整个高层建筑地下室结构设计的关键环节,对整个高层建筑地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候,要综合考虑到水,土压力因素,并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言,要在综合考虑多种因素的基础上,从以下几个方面做出科学合理的设计。 1、荷载 地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位,其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力,地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中,竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用,在此过程中,要充分重视水平荷载,当水平荷载垂直于墙面时候,会产生弯矩,这对墙体的配筋有着十分重要的意义。 2、地下室外墙截面设计 土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力,静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时,砂土可取0.34~0.45,黏性土可取0.5~0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑,分项系数可取1.2;水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑,分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数,当其效应对结构不利时取1.2,有利时取1.0;抗爆等效静荷载分项系数取1.0。 3、地下室外墙的配筋计算 实际设计时,配筋的计算,对于带扶壁柱的外墙,不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算,而是均按双向板计算配筋;扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋,不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理,这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。 三、 地下室抗浮、抗渗设计 在地下室建筑结构设计中,抗浮设计是重要环节,地下水位的升降是整个抗浮设计的重要依据,在具体的地下室抗浮设计时候,多会只是重视正常使用的极限状态,却很少关注洪水期和施工的具体过程,也因此出现了很多抗浮措施不完善,使得建筑局部出现破坏的现象,严重损害了工程的整体质量。在地下室的表面,一般都会有很多各种各样的建筑体,而地下室的面积很大,形状缺乏规则性,使得抗浮措施变得更为艰难,必须在细致考虑到多种因素的条件下,进行科学处理。地下室结构设计除应满足受力要求外,抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作,要达到抗渗目的,一般可采取以下措施: 1、补偿收缩混凝土 在混凝土中掺微膨胀剂,以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时,即可控制裂缝; 2、膨胀带 混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形,而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工; 3、后浇带 后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用; 4、提高钢筋混凝土的抗拉能力 混凝土应考虑增加抗变形钢筋,如侧壁增加水平温度筋,在混凝土面层起强化作用;侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致,可在墙体中部设置一道水平暗梁来抵抗拉力。当然,在采取以上措施时,同时要注意混凝土的养护。 四、地下室的抗震设计 抗震设计地下室设计最常见的问题,如果地下室的设计存在缺陷,就会对对整个高层建筑的抗震性能产生很大的影响。多层建筑中地下室的埋深必须大于地下室上地面总的高度,这样才能不计算层数,总的高度才能够从室外地面开始算。上部分结构的墙柱应该的地下室的墙柱结构相一致。地下室的顶板板面标高有变化的,如果形成错层,超过了梁高的范围,则必须采取适当的措施处理,否则将影响地下室的设计。地下室的设计规范指出,上部结构的地下室的楼层的顶层,盖应当用梁板的结构。机构计算应向下,直到地下室的楼层或者楼板。 五、人防地下室的结构设计 由于人防的要求, 高层建筑的地下室常兼作人防地下室。普通民用建筑的防空地下室人防等级一般以五、六级居多。人防地下室和非人防地下室相比, 由于增加了核爆动荷载以及对辐射等方面的要求,二者在结构设计上有较大区别, 主要体现在荷载及荷载组合、材料强度、内力计算和构造规定等方面。人防底板的荷载控制问题。人防地下室位于主体结构部分时,人防底板一般是平时荷载起控制作用;人防地下室位于纯地下室部分时, 当仅有一层地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是战时荷载起控制作用, 当有两层或两层以上的地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是平时荷载起控制作用。 总之,建筑地下室的设计是一项专业性极强的工作,涉及到的工序和领域较多,具有复杂性。因此,设计要坚持在满足基本功能的基础上,做到安全稳定,经济合理。既可以满足高层建筑地基深埋的要求,也可以防止地下室的渗漏,有助于地下室功能的更好发挥。 建筑工程地下室结构设计分析:建筑工程中地下室结构设计探讨 摘要:建筑工程地下室是整体建筑工程中非常重要的一个环节,一旦出现了什么不合理的地方,很容易就会给建筑工程带来安全隐患。因此在建筑设计中,地下室结构设计意义重大。本文通过分析在地下室结构设计中遇到的问题,进而提出了优化设计的方案。 关键词:建筑工程;地下室;结构设计;方案 引言 目前城市土地资源日益紧缺,建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。随着地下空间和建筑水平的不断发展,地下结构已向多层发展,其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的重点。地下工程具有一定的难度,因为地下环境具有不稳定性,位置和影响因素都比较多。如果在建筑和设计的过程中没有注意到这些问题而疏忽大意,将会为建筑安全带来巨大的隐患。 一、地下室结构设计难点概述 地下室工程涉及的专业极为复杂,在建筑的地下室结构设计时,需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言,塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题,但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态,对施工过程和洪水期重视不足,因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏,加上地下室防水工程是一项系统性工程,涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素,因此造成了地下室结构设计难点繁多,一般来讲概括起来为:(1)结构平面设计;(2)抗震设计;(3)地下室抗浮、抗渗设计;(4)外墙结构设计。 二、地下室结构设计中遇到的问题 1.1抗浮问题分析 针对地下室的抗浮问题,要设定科学合理的抗浮设防水位,根据具体的地下水水位要求进行研究和实时勘查,采用平板式筏板基础、增加地下室的重量、设置抗浮桩等方式方法去解决地下室的抗浮问题。 1.2不均匀沉降问题分析 地下室的不均匀沉降问题可以采用人工处理地基的方法去降低地基处理的程度,主体结构采用桩基础、主体结构部分采用整体基础也能达到较小的最终沉降量,还能充分发挥不同基础形式的作用和优势,有利于工作人员进行相关的计算,确定最终的设计方法。 1.3地下室结构超长问题分析 地下室结构的超长问题在建设中时常遇到,要解决这类问题必须设置伸缩后浇带或者采用低强度的等级混凝土、粉煤灰混凝土技术、设置膨胀加强带、适当加大分布钢筋配筋量等办法去完善这类问题。 三、地下室结构设计的优化方案 3.1剪力墙下布桩 当建筑的结构为剪力墙或框剪结构时,剪力墙主要承受地震水平力,它也是承受竖向荷载的重要构件,所以要沿着剪力墙全厂布桩,桩的中心线要和剪力墙的中心线重合,布置双排桩时,桩的承台要具有足够的刚度,并应作承台的抗弯和冲剪验算。 3.2桩基础设计 当布桩仅按照竖向荷载作用进行时,要对弯矩作用下的承台底部边桩的反力进行验算。尤其是框剪结构的剪力墙和剪力墙结构核心筒底部弯矩及剪力对基础承载力的影响较大,不能遗漏。对于水位较高的地下室和短肢剪力墙、大跨度结构等弯矩较大的承台底部桩基要验算其是否存在向上的抗拔力 3.3地下室抗浮、抗渗设计 地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态,而对施工过程和洪水期重视不足,因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外,在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑,由于地下室的面积较大、形状又不规则,且地下室上方的局部没有建筑,此类抗浮问题相对比较难以处理,须作细致分析后再进行处理。地下室抗浮,是指设计考虑不利条件下,由于地下水设计水位高于地下室基础底板,地下水在底板就会产生浮托力,如果这个浮托力大于地下室的自重,就可能导致地下室上浮变形,所以地下室的抗浮,不是指基础底面土的隆起,虽然这有一定关系,但基坑底面隆起一般发生于基坑开挖过程中,属于地基土变形的范畴。考虑抗浮问题必须通过计算,一般在作用于基础底板的地下水浮托力大于地下室的自重时,应该考虑抗浮设计,这与土类关系不大,主要受地下水位和地下室结构荷载大小控制,当然基础底面地层属于弱透水或隔水层,对抗浮设计是有利的。就目前而言,国内抗浮设计主要采用抗拔桩或抗拔锚杆,其他抗浮结构几乎很少见,且抗拔桩或抗拔锚杆必须嵌入基础底板才能起到阻止基础上浮的目的。地下室结构设计除应满足受力要求外,抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作,要达到抗渗目的,可采取以下措施:(1)补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂,以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时,即可控制裂缝;(2)膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形,而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工;(3)后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用;(4)提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋,如侧壁增加水平温度筋,在混凝土面层起强化作用;侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致,可在墙体中部设置一道水平暗梁抵抗拉力。当然,在采取以上措施时,同时要注意混凝土的养护。 3.4外墙结构设计 地下室的外墙是结构设计的重点,应按水、土压力验算,在设计时应注意以下要求:(1)荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重,水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中,竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用,墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定,而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用,仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋;(2)静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定,当不具备试验条件时,砂土可取0.34~0.45,粘性土可取0.5~0.7;(3)地下室外墙的配筋计算。地下室外墙的配筋计算。实际设计时,在外墙的配筋计算中,对于带扶壁柱且柱截面尺寸较大时的外墙,应按双向板计算配筋,其余情况的外墙宜按竖向单向板计算配筋;扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋,不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理,这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此,在计算地下室外墙的配筋时,对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块,如高层建筑外框架柱之间,按双向板计算配筋为宜,其余的宜按竖向单向板计算。对竖向荷载较小的外墙扶壁柱,其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小,适当地配以外侧附加短水平负筋加强,外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等,底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力,其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。 结束语 建筑工程结构设计是一项系统而复杂的工作,它需要深厚的理论基础以及灵活的创新思维和严谨认真的工作态度,才能把握设计重点,以合理的设计为前提,进行全面考虑,才能够避免结构设计中常出现的问题,确保建筑施工结构设计的安全性能。 建筑工程地下室结构设计分析:建筑工程地下室结构设计浅析 【摘要】地下室是确保建筑工程结构稳定的重要措施之一,加强对建筑工程地下室的设计,不仅仅有助于充分利用建筑空间,很大程度的降低工程整体的造价,也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。但是,建筑工程地下室的设计是一项专业性极强的工作,涉及到的工序和领域较多,具有复杂性。因此,设计要坚持在满足基本功能的基础上,做到安全稳定,经济合理。 【关键词】建筑,地下室,结构设计,分析 一、前言 近些年来,在城市建筑设计中,经常会伴随着各种功能的地下室或者是地下车库,很多高层建筑为了充分利用建筑空间,将一些设备或者是消防池等设置在地下室,不仅仅更大程度的利用了建筑空间,节省了相关的成本费用,更大大深埋了地基,加强了整体建筑结构的稳定性,增强了建筑的抗震性能,确保了建筑的安全性,同时,也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘,避免了建筑价值的浪费。在建筑地下室结构设计中,设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况,综合考虑到建筑的防火,防震,通风,采光等各个方面的的因素,在满足建筑基本功能的的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。 二、地下室结构设计存在的问题 地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。 其设计上的主要问题表现在: (1)结构平面的设计。 (2)抗震设计。 (3)地下室抗渗、抗浮设计。 (4)地下室的结构超长。 (5)外墙的结构设计。 三、地下室结构平面设计 建筑工程的地下室结构设计,需要多个部门的共同配合,要坚持在满足基本的使用功能基础上,综合分析建筑的防火,抗震,设备用房,管道铺设,排水通风等多个方面因素,并促使多个专业领域人员通力协作。设计人员在设计过程中,可以选择使用设计后浇带或者是混泥土外加剂,也可以选择地上设缝或者地下不设缝等方式,这些方式,都可以满足不设缝的目的,在地下室的设计施工过程中,很容易出现地下室过长的问题,这时候,仅仅依靠后浇带的设计难以解决问题,可以再实地测量勘察的基础上,将地下室平面做出科学的调整,并进行严密分割,根据需要,设计一些比较窄的通道,使得管道可以相连。为了让接缝变得更少,且最大程度的减少接缝的受力,方便维修补救。可以将变形缝设计安装在通道的外部。最后,要充分考虑采光井的位置,做出科学的采光设计。 四、地下室外墙结构设计 地下室外墙的设计是整个建筑工程地下室结构设计的关键环节,对整个建筑工程地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候,要综合考虑到水,土压力因素,并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言,要在综合考虑多种因素的基础上,从以下几个方面做出科学合理的设计。 (一)荷载 地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位,其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力,地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中,竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用,在此过程中,要充分重视水平荷载,当水平荷载垂直于墙面时候,会产生弯矩,这对墙体的配筋有着十分重要的意义。 (二)地下室外墙截面设计 土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力,静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时,砂土可取0.34~0.45,黏性土可取0.5~0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑,分项系数可取1.2;水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑,分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数,当其效应对结构不利时取1.2,有利时取1.0;抗爆等效静荷载分项系数取1.0。 (三)地下室外墙的配筋计算 实际设计时,配筋的计算,对于带扶壁柱的外墙,不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算,而是均按双向板计算配筋;扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋,不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理,这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。 五、抗渗抗浮设计与抗震设计 1、抗渗抗浮设计分析 如果是在地下水位浅,或者在雨水相对较多的地区进行施工,那么,对于地下室层数为一到二层的建筑来讲,常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位,以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况,应当采取下面的几个措施来应对: (1)在设计条件允许的前提下 ,尽可能地提高基坑底设计标高,这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。 (2)倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样,在降低抗浮水位上就占有一定的优势。 (3)强化抗渗抗浮设计的另一个有效办 法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况:其一是基板加载,其二是边墙加载,其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时,因为混凝土和相关的增重材料需求量太大,而使施工费用增加。 (4)设抗拔桩。此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约,抗拔桩入岩一般不深,这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大,抗拔桩进不到基岩处,那就需要在桩下部设扩大头,提高抗拔桩的抗拔能力。 2.地下室抗震设计问题 地下室结构设计对整个建筑工程的抗震性能有着十分重要的影响,结构设计的是否合理,不仅仅关系到整个高层建筑的工程造价,也会密切的关系到整个建筑的稳定性和安全性,因此,在进行高层建筑地下室结构设计中,要严格把握施工图纸的审核要点,地下室整体结构埋置的深度一般都要大于地面建筑的高度,同时,总体的建筑高度要从地下室外部的地面开始算。地下室的墙柱同地面建筑主体的墙柱设计之时,要通过科学的处理,保持协调一致。 3. 人防地下室的结构设计 由于人防的要求, 高层建筑的地下室常兼作人防地下室。普通民用建筑的防空地下室人防等级一般以五、六级居多。人防地下室和非人防地下室相比, 由于增加了核爆动荷载以及对辐射等方面的要求,二者在结构设计上有较大区别, 主要体现在荷载及荷载组合、材料强度、内力计算和构造规定等方面。人防底板的荷载控制问题。人防地下室位于主体结构部分时,人防底板一般是平时荷载起控制作用;人防地下室位于纯地下室部分时, 当仅有一层地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是战时荷载起控制作用, 当有两层或两层以上的地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是平时荷载起控制作用。 六、结束语 总之,加强对建筑工程地下室结构设计的分析,可以不断的提高建筑工程的地下室结构的质量,保证整个建筑工程的安全性和可靠性。
工业建筑中钢结构的应用与设计:轻型钢结构工业建筑设计研究 摘要:我国工业生产变革带动了我国工业建筑设计行业的发展,传统建筑设计中以钢筋混凝土结构为主的建筑格局已经无法适应现今社会经济发展理念,提高工业建筑设计的环保性与可循环性是当前工业建筑设计的重要任务。轻型钢结构具有造型美观、耐大气腐蚀、隔热隔声以及空间利用率高等特点,因此在工业建筑中被广泛的应用。本文就轻型钢结构工业建筑的设计进行了简要的探讨分析。 关键词:工业建筑;轻型钢结构;门式刚架设计 一、轻型钢结构工业建筑的内容和特点 以单层为主的实腹式门式刚架轻型钢结构的金属面板建筑,是最早出现的轻型钢建筑,后来因为轻型钢建筑轻质,这个优点,被引进于工业建筑中,并且随着轻型钢结构建筑的不断应用,其范围的不断扩大,一些中小型的仓库和工厂都引进了这种轻型钢结构建筑。人们通过对轻型钢结构建筑的了解和其优势的认知,得出轻型钢结构工业建筑是在冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢等充分应用的基础上的一种新型的受力构件,主要采用单层和多层的轻质的隔离材料。 (1)现场施工速度快、工期短 施工过程中速度快是由轻型钢结构的简单和轻质的性质决定的,轻型钢结构的使用可以使工期得以缩短,而且在技术上要求不高,可以实现量化生产,并使施工高效。 (2)材料重量轻 轻型钢结构目前最明显的特点是自身重量轻,这种特点决定了其在建筑施工的大量推广和使用。轻型焊接的H型钢是轻型钢结构主要采用的材料。与一般的工字钢、槽钢相比,其重量轻并有效利用钢的截面。一般情况下,采用截面利用系数较高的材料,可以达到节省钢材的目的。尤其是地基承载能力较低的工业建筑,可以充分体现这个特点的优越性。 (3)工业化程度高 轻型钢结构与其他建筑材料结构相比,建筑构造较为简单,用料单一,所以能够使自动化生产和标准化更容易实现。所以轻型钢无论在安装使用,还是在生产中,其工业化程度都很高,在工业建筑中这点是非常重要的。 二、工业建筑设计中轻型钢结构的设计方法 (1)主结构体系及支撑体系 1、主结构体系 轻钢结构一般采用轻型门式刚架结构,不同于以往的混凝土排架结构。单榀的刚架在平面内是稳定的结构体系,柱脚既可以刚接也可以铰接,较为灵活的设计方法,给设计人员带来了更多的设计思路。而在平面外需要依靠支撑体系,来使整个建筑达到稳定的结构体系,故在现场安装时,应该特别注意先安装支撑体系。在国内,由于不按要求安装支撑体系而引起钢结构建筑倒塌的情况时有发生。 2、支撑体系 支撑体系的设计在整个工业建筑中起着至关重要的地位,按其受力形式可以分为柔性支撑和刚性支撑。柔性支撑一般采用圆钢等,通常情况下只受拉力,如果有压力随即退出受力模型,改由其他杆件受力,所有柔性支撑一般为交叉支撑,一般轻型的工业建筑均采用柔性支撑,且经济可靠,变形协调。重型厂房及多高层钢结构采用钢性支撑,由于对变形要求严格,刚性支撑能更好的起到约束作用。 (2)外墙体系设计 非承重墙是轻型钢结构内外墙主要形式,组合墙是外墙体系普遍采用的方式,砌块墙一般在1-1.2m以下,彩色压型钢板在1.2m以上。镀锌或镀铝锌钢板压制成压型钢板,可以分为大波和小波、横板和竖板,钢板的刚度和自身稳定性可以通过压制波形来提高。外墙施工的程序为:主钢构施工完毕后,在柱子上进行横向墙檩的安装,并根据柱子跨度的不同,会影响其檩条大小和疏密程度,将墙檩固定好后,挂上压型钢板,将超细玻璃丝绵放入墙板和墙檩之间。若要提高其美观度,把墙体骨骼系统包起来,可以在墙檩内侧挂上一层内衬钢板。进行板型选择时,竖板的稳定性较好,更为经济,横板则比较美观大气。 现在很多的厂房除了采用普通的压型钢板外,开始运用高复合板,也被称为三明治板,它是在两层压型钢板中加入高密度保温材料然后压制而成。复合板可以做成墙檩,其对于钢板板型几乎没要求,波形板、压花板、平板都可以。这种板的保温效果不错,并且平整度高,美观且耐用,可以仿石材或仿铝板,虽然其价格要稍贵一些,但是经常被合资企业的建筑运用。开窗自由是轻型钢结构外墙的最大特点,因为墙面和柱子不是一体,所以墙面不会被柱子打断,在开窗时不会受到影响,这种方式为工厂的外墙设计提供了优秀的基础。 (3)屋面设计方法 在轻型钢结构屋面设计中,首先是建筑材料与坡度选择,现今我国工业建筑轻型钢结构中的屋面材料主要有太空钢板以及压型钢板等,目前我国工业建筑中应用较为广泛的是金属压型复合保温板、夹心板以及金属压型板,这三种材料各有其不同之处,它们之间的用途也存在一定的差异性。就一般工业建筑而言,建筑屋面坡度越大,那么对屋面排水则越有利,然而若坡度过大也存在一定的弊端,坡度过大会提升排水速度,易产生溅水现象。相应的若坡度过小,排水速度也会相应变小,水流速度过于缓慢易造成积水状况,因此在轻型钢结构设计中一定要合理控制屋面坡度。另外,轻型钢结构屋面材料也是影响工业建筑整体质量的关键因素,在屋面材料选择中相关工作人员应明确工业建筑对材料的实际需求,以此为基础选择价格适中且质量较好的屋面材料,为后期工业建筑奠定基础。其次,对金属压型钢板屋面构造设计进行合理把控,金属压型钢板屋面构造设计中主要包含板型选择、屋面开洞方式、采光带设置以及压型金属板选择等等,一般情况下大多采用轻型钢结构的工业建筑,为使建筑具备良好的采光与通风效果,会在屋面上部位置合理设置通风孔与采光带。 (4)加层构造设计方法 轻型钢结构加层设计与建筑中的普通加层存在一定的区别,其不仅具有普通加层的功能,同时还兼具了轻型钢结构本身的特点,在轻型钢结构加层构造设计过程中要考虑轻型钢结构加层的个性特点。轻型钢结构加强的主要方式是在原有建筑主体结构上进行直接性加高,在原有建筑结构的基础上得到加固以及优化主体结构的目的。当然要实现此目的需要一个经济完整并且合理的设计方案,所以做好轻型钢结构加层构造设计十分重要。由于轻型钢结构的刚度比较小、重量轻,因此在加层构造设计中应科学设置足够的横向与纵向支撑,以此来保证轻型钢结构原有的刚度与稳定性。与此同时,在加层构造设计中还要充分考虑轻型钢结构加层构造的地震效应,使板块刚度均匀分布在结构之中。 (5)轻型钢结构的防雷设计 1、轻型结构防雷设计的六大要素 在轻型钢结构防雷设计中,一定要注意相关要素,笔者认为,在具体工作中轻型钢结构防雷设计主要包括以下六方面要素:①建筑物防雷装置的接闪功能;②建筑物外部接地效果;③引下线的分流效果;④内部防雷系统中各部位的均衡电位;⑤建筑物内部各个线路合理分布;⑥建筑物内部完善设备屏蔽保护作用。 在实际工作中,不仅要充分掌握轻型结构防雷设计的六大要素,还一定要认识到,轻型钢结构建筑采用的是金属屋面,与其它屋面相比,金属屋面更容易发生雷击事故,此外还必须要注意,轻型钢结构建筑与其它建筑不同,其它建筑通常采用富兰克林常规避雷系统,但是对于轻钢型结构建筑而言,由于金属屋面较薄,不能承受传统避雷导体的重量,因此在轻型钢结构建筑的防雷设计工作中,应该针对轻型钢结构建筑的特殊性,充分考虑轻型钢结构防雷设计六大要素,认真研究屋面防雷措施。 2、闪电理论 与我们关系最密切的闪电是云地闪电,云地闪电是雷雨云中荷电中心对大地脉冲放电的过程,在整个放电过程中,不仅包括光导、回击放电过程,还含有一些其它形式的脉冲放电过程,放电过程较为复杂,其中回击等放电过程具有放电时间短、峰值电流高等特征,并且在回击放电过程中,电流脉冲平均峰值能够达到几百千安,时间最大可以持续几百微秒。在轻型钢结构防雷设计工作中,应该充分了解闪电理论及相关知识,保证防雷设计科学合理,全面提高轻型钢结构的防雷性能。 三、结语 总而言之,轻型钢结构现今已经在多种类型的工业建筑中得到了广泛应用,例如办公区、生产厂房以及办公区等等,其在工业建筑设计中具有指导性作用。因此,在轻型钢的工业建筑设计时,相关人员要严格遵守相关规定和设计标准。把握轻型钢结构自身特点,可以全面提升工业建筑设计质量,这样才能使设计出的工业建筑的结构合理并且环保经济,能够达到经济建设的需求。 工业建筑中钢结构的应用与设计:钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思 摘要:本文从钢结构设计的稳定性与设计要点出发,分析了钢结构在工业建筑设计施工环节中的应用,针对钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思考进行详细探究。 关键词:钢结构;工业建筑设计;优化思考 引言 近年来,随着建筑行业的发展,钢结构运用在工业建筑中已经成为一种趋势,这是因为钢结构有着一些其他建材不具备的特点。虽说在工业建筑设计过程中对钢结构进行了应用,但是其兴起的时间并不是太久,应用的范围也不算广。 一、钢结构设计的稳定性与设计要点 1、建筑工程中钢结构稳定设计的特点 建筑工程中钢结构稳定设计的特点主要表现为:第一,钢结构的多样性。建筑工程中钢结构设计方面的问题直接影响着钢结构的稳定性,特别是承荷载力大的钢结构部位,在进行这类钢结构部位设计时必须进行多方面的考虑,并对钢结构的稳定性进行认真分析、探究。第二,钢结构的整体性。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体,任何一个构件所具有的作用都是不容忽视的,若是当任意一个构件出现问题,例如失稳、变形等情况,那么必定会对其他构件造成影响,最终导致钢结构整体稳定性出现问题。 2、钢结构稳定性的计算方法 2.1 整体刚度计算。在现行的钢结构计算规范中,通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法,其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中,临界压力由欧拉公式给出。 2.2 整体稳定性分析。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体,其整体稳定性受各种构件的制约较大,各构件之间是否具有良好的稳定性,是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以,应对其整体稳定性进行分析。 2.3 其他特点的稳定计算。钢结构的各种组成构件又能分为两大类,为弹性构件和柔性构件,因而,在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形,进而导致钢结构内部也发生变化,最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响,所以,必须重视柔性构件的分析。 3、钢结构稳定性的分析方法 3.1 静力法。静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件,并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时,应遵循相关设定,具体表现为:直杆构件应该为截面,其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。 3.2 动力法。当钢结构的结构体系处于平衡状态下时,若是受到一定的干扰,那么整个结构体系就会产生振动,这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联,在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时,这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时,会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。 3.3 能量法。若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件,那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能,则必须满足一个前提条件,即钢结构处于相对平衡的状态下[1]。 二、钢结构在工业建筑设计施工环节中的应用分析 实际工程操作中,钢结构凭借自身特点获得了社会各界的认同。钢结构之所以在建筑行业中得到广泛应用,是因为其较快的施工速度。钢结构构件的有效应用,进一步促进了大批量的生产,这些又促进了钢结构施工的便利性。保证钢结构施工环节的优化,无形中实现了施工周期的有效缩短,达到帮助缩短工期实现节约成本的目的;和钢筋混凝土结构相比,钢结构的自重很轻,有利于优化建筑物自身重量;同样相比于其他建筑结构,钢结构建设的适应性更加强大,适合应用在那些地基承载力较弱和地震强度较高的地区。 钢结构的合理利用可以有效提高企业的经济效益,和传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构更加环保。就这点来说,钢结构更加符合国家节能减排的号召,满足建筑对节能环保材料的需求。钢结构本身就是由钢材构成的,建筑对高强度和高效能材料的需求也因此得到满足,具有很大的循环利用价值;在工程施工过程中,为了保证不出现其他问题,就需要在设计阶段对图纸和计算不断优化,在保证图纸质量的前提下,确保施工顺利进行;设计过程应该经济合理,可以满足建筑抗震和防火要求;和施工工艺以及相关产业紧密配合,促使钢结构施工过程不断优化,在保证质量的基础上满足施工过程中的各种要求。 1、工业建筑中常规钢结构的作用 在工业建筑中,钢结构的常规应用由来已久,我国多数工业厂房均采用的是常规钢结构人字梁以及工字梁,这些常规钢结构已成为工业早期时代的主要象征。而这些特征构成了我国的吊车梁式系统以及常规钢屋架系统。由于民用建筑、商用建筑以及工业建筑各有不同,在进行工业建筑时要求建筑结构能够为工业生产以及施工提供最好的跨度及空间。而传统钢筋混凝土结构已经不能完全满足现在工业生产在跨度以及空间上的相关需求,从而鉴于此基础上的钢屋架系统应运而生,屋架系统主要由屋架、系杆以及支撑组成。同时吊车梁系统作为工业厂房的重要部分,多数厂房中均设有吊车,主要由车档、吊车梁、轨道、制动结构及连接件等构成。 在传统钢筋砼结构不能够满足新时代工业建筑在相应功能及跨度上需求时多采用钢结构。比如,第一,材料堆场、大型仓库以及飞机装配车间等多采用钢结构体系,这些钢结构体系多为网架、拱架、门式刚架以及悬索等;第二,建筑物受到动力荷载影响时,多采用钢结构体系;第三,碳素厂高楼部碳素振动成型机对相应结构的耐疲劳程度和强度要求均较高时,多采用钢结构体系;第四,在高烈度区,钢筋砼结构早已超出了现行工业行业的规范以及规定,应采用钢结构以满足其新的需要;第五,原有厂房需改建或扩建时,多采用钢结构。综上即可知,钢结构在现今工业建筑中有着十分重要的作用,且应用广泛[2]。 工业建筑中钢结构的应用与设计:钢结构在工业建筑的应用与发展探析 【摘要】:钢结构建筑在近几十年得到了很大的发展,尤其近年来发展更加迅速,主要体现在钢结构建筑在工业厂房中的应用越来越普遍。 【关键词】:钢结构;工业建筑;应用与发展 引言 钢结构虽然在多次进行防腐和防火的维护以及钢结构自身的稳定性保证方面存在局限性,使得很多时候钢结构上部结构本身的造价比混凝土结构要高。但是钢结构在大跨度、施工周期及再改造方面的确较混凝土结构有很大的优势,因此钢结构被更广泛的应用于工业建筑的设计和施工中,取得了很好的经济效益。 一、钢结构的主要特性 钢结构厂房自重轻,自重仅是混凝土结构的五分之一。钢结构厂房可实现大跨度、大空间、超高层结构,且抗震性、抗冲击性、变形能力均优于混凝土结构,同时拆迁方便,可多次回收利用,环保性好。钢结构厂房制造的工业化程度较高,可以快速标准流水线安装。钢结构占用面积小,使用面积大,比传统混凝土结构建筑增加使用面积4%~8%,钢结构厂房在使用过程当中易于改造,如加固,接高,隔断等内部分割,调整比较容易,灵活方便。层高与柱网尺寸大,可提高建筑实用面积3%~5%。施工周期短,与传统的钢筋混凝土厂房相比,多层钢厂房的设计,生产,施工趋于一体化,加之现场无焊接,无湿作业,施工周期大约是混凝土结构的1/2~1/3。据研究,多层钢结构体系属于环保型绿色建筑体系,其节能指标可达50%。 二、钢结构在工业建筑中的应用 1、常规应用 当钢筋砼结构不能满足工业建筑物跨度或功能上的要求时,会采用钢结构,如大型仓库、材料堆场、飞机装配车间等,其结构体系多为网架、拱架、悬索、门式刚架等。当建筑物受动力荷载影响,会采用钢结构,如碳素厂高楼部,由于振动成型机的反复振动对结构强度和耐疲劳度都有很高的要求。当在高烈度区时,钢筋砼结构已经超出现行规范规定范围内时,会采用钢结构,如在9度区时,钢筋砼框架结构高度限高24m,而工艺流程又必需要求建筑物高度高于24m,因此只能采用钢框架结构。当原有厂房需要改建或扩建时,会采用钢结构,如一些厂房由于工艺流程的改变,厂房已不能满足现有设备的需要,则要将原厂房改扩建,钢结构受力清晰,构造简单,重量轻,施工快捷,通常为改扩建工程的首选。 2、大跨度钢结构设计 (1)钢结构较混凝土的优势 钢结构构件较小,质量较轻,便于运输和安装,便于装拆、扩建。适用于跨度大、高度高,承载重的结构。(1)钢材的材质均匀,质量稳定,可靠度高;(2)钢材的强度高,塑性和韧性好,抗冲击和抗振动能力强;(3)钢结构工业化程度高,工厂制造,工地安装,加工精度高,制造周期短,生产效率高,建造速度快;(4)钢结构抗震性能好;(5)耐腐蚀和耐火性差。 (2)鸟巢 现在的建筑不仅仅考虑他的使用性,还考虑他的观赏价值,尤其是一些标志性建筑物.鸟巢工程属于钢结构建筑,设计者先设计了他的外部形状,然后再经过复杂的力学计算,确定内部结构,所用材料的性能等等...“鸟巢”主体采用抗震墙结构与钢混凝土框架结合的体系,这种全新的结构体系具有高抗震、高安全、承载力强的特点。钢结构所使用的钢材厚度达11厘米,工程设计总用钢量为5万吨。。据专家称:“鸟巢”是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度最大、拥有多项世界顶级施工技术难题的大型钢结构工程。 (3)天津西站 变截面脊骨梁,跨越子牙河处,复兴路高架桥位于R=700m的圆曲线上,且两侧上、下坡道的渐变段进入主桥中,使主桥宽度由30m渐变36.2m,采用特种桥型,通常会将整个主桥加至等宽,造成桥梁面积和工程量的增加。本方案的设计思路为:采用梁式桥,通过精巧细致的装修装饰方法,和西站的整体建筑风格协调统一,融为一体。桥梁跨径布置为(45+76+45)m,变截面脊骨连续钢梁。中支点处梁高加高至4.2m,跨中梁高2.2m。主体结构采用连续钢梁,工厂预制,现场拼装。梁侧外侧设置圆弧形脊骨梁,内设射灯,与站房的圆弧形穹顶相呼应 (4)北京南站 为使车站成为创新且具动感魅力的地标建筑设计特别包括了一个大型标志性顶棚,其优美的弧线给众多旅客留下了深刻的印象。巨大而又对称的顶棚被分成三个部分。中间一大片顶棚衬以两旁覆盖辽阔的树冠为室内空间增添韵律。顶棚的内在结构完善且非常轻巧。以坚固扎实的框架支撑使用抗拉强度大的钢索巩固以避免被强风吹起,并且将抗暴风雪的耐力计算其中。两旁的树冠形顶棚为透气设计让空气可以自然流通。大大降低运营成本。车站规模宏大.建筑高达40m,跨度达350m~500m,足可摆放一架波音747-400客机。其透明设计很好地平衡了建筑的体量,240t的聚碳酸酷板材透光性好.使得车站给人以轻盈、通透的感觉也为月台提供了优雅、无柱式的屋顶。 3、带有大吨位吊车的重型钢结构工业厂房 (1)结构选型 按照传统的设计方法,重型、中型厂房结构形式可选钢筋混凝土排架或钢排架。由于工艺要求,柱距7m最适合布置工位和设备。如采用非标柱距的钢筋混凝土排架结构,会造成很大的设计工作量,而且施工周期长,是建设方所不能承受的。钢结构易于加工,适合非标柱距的厂房。所以可以采用12m柱距,和工艺布置也能较好的吻合。12m柱距的优势在于减少了刚架数量和基础数量,加工量减少,施工速度加快。经过比较试算,12m柱距比7m柱距的用钢量增大15%左右。所以,大吨位吊车的工业厂房,柱距过大过小都会造成用钢量的增大,结合有关资料和以往的设计经验,柱距以7~9m为宜。 (2)吊车梁制动系统设计 吊车梁(吊车桁架)是单层工业厂房的主要构件之一,它直接承受吊车起重、运输时产生的各种移动荷载。同时,它又是厂房的纵向构件,对于产地作用在山墙上的风力、加强厂房的纵向刚度、连接平面刚架、保证厂房结构的空间工作起着重要作用。 吊车梁或吊车桁架多数设计成简支结构,连续结构比简支结构虽然能节约钢材10%~15%左右,但因计算、构造、施工等远较简支结构复杂,且对支座不均匀沉陷敏感,应谨慎选用。当吊车梁支座的弹性沉降系数C≤0.05时,可采用连续结构,但应注意连跨数数目不能太多,以三到五跨为宜。 三、工业建筑钢结构的发展前景 随着信息社会发展,新工艺、新材料、新设备等新的东西,对工业建筑设计提出新的要求,灵活车间、通用厂房、高层工业大厦、工业科技园区、智能建筑日益增多,原来老一套工业建筑体系也随之更新换代。这就要求我们不得不更新观念和设计手段以适应新的技术发展。 我国钢产量多年居世界第一位,而建筑用钢量仅占总产量的三分之一左右,其中钢结构用钢量不足5%,这样来讲我国工业建筑用钢的发展空间非常大。而我国目前却在大量采用砖砌体和钢筋砼结构的工业建筑,这些建筑每年大量销毁农田耕地和排放CO2,不仅污染环境,还生产出大量的建筑垃圾。而大力发展工业钢结构建筑能在一定程度上解决上述问题。原因如下: 1)钢材是一种高强度高效能材料,具有很高再循环利用价值; 2)钢结构抗震性能好,使用灵活,施工能耗低,不产生强噪声和空气污染; 3)钢结构发展能带动一系列轻质高强墙体材料发展,减少普通墙体材料的使用量,同时为绿色建材发展创造条件。在日趋严峻的环境问题面前,发展工业钢结构建筑,替代砖砌体和钢筋砼结构是明智的选择。 结语 钢结构应用广泛,涉及到的结构形式众多,不仅包括轻型刚架结构,而且也包括桁架结构,网架和网壳结构,多层房屋钢结构,以及其它各种各样的构筑物。要进一步挖掘和发挥轻型钢结构的承载潜力,降低用钢量指标,必须从最基本的研究做起,尽快地解决目前轻钢结构存在的一些关键技术问题。 工业建筑中钢结构的应用与设计:钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思考 【摘要】文章在开始的时候对工业建筑结构设计优化的重要意义进行了阐述,然后引出对钢结构的设计中性能要求的分析,进而探讨了钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思考。 【关键词】钢结构,工业建筑,设计施工 一、前言 随着近年来工业建筑工程的快速发展,钢结构在工业建筑设计中的应用直接关系着整个建筑工程的质量,在工业建筑工程中不断完善钢结构的施工水平,可以提高工业建筑工程的整体设计施工水平。 二、工业建筑结构设计优化的重要意义 尽管建筑结构的设计优化是一个复杂且技术含量要求高的工序,但对于建筑企业而言,建筑结构的优化设计是十分重要的。企业通过设计优化计算成本,明确造价,构建结构,建立目标工程。对于一项工业建筑工程来说,结构设计就是一切的开始,而设计的优化更是对于设计的完善。只有细致的做好设计优化,才能构建优秀的工业建筑。 工业建筑结构设计优化的方法,分为对分部结构设计的优化方法和对总体结构设计的优化方法。结构设计中工业建筑结构设计的优化一般包含以下几个方面的内容:对基础结构的设计进行优化;对上部结构的设计进行优化;对护围支撑结构进行优化;对房屋总体设计结构及细节部分进行优化。近年来,随着我国经济形势的快速发展,钢结构建筑越来越多的被大家认知和熟悉。钢结构建筑已成为国际现代化都市建筑和工业建筑发展的主流。在当前中原经济崛起的大环境下,在中原工业建筑领域内,钢结构以其建设周期短、投资收益快,建筑空间利用率高等显著特点被越来越多的企业投资人所接受。 由此看来,工业建筑结构设计优化的意义在于可以最大程度地充分利用资源与空间,高效利用材料与设备,使结构功能合理、协调、安全、可靠。实现结构设计的“安全性、适用性、经济性、美观性”的最优化设计。 三、钢结构的设计中的性能要求 在现实生活中,钢结构在工业建筑的运用优势,得到了社会各行各业的重视,钢结构的施工速度是比较快的,通过对钢结构构件的有效应用,促进其大批量生产,满足其在实际工作中的需要,有利于其在施工环节的优化,促进其安装的便捷性,促进其施工周期的有效缩短,满足实际工作的需要。由于钢结构相对于钢筋混凝土结构来说,本身的重量比较低的,这有利于促进建筑物结构质量的优化,以更有利于实际工作的有效展开。其建设适应性是非常强的,比较适合一系列的较低的地基承载力环节及其地震烈度较高的区域,钢结构的应用,有利于促进企业综合效益的提升,其与传统的钢筋混凝土结构相比,也具备更加环保性,促进其钢结构体系的内部环节的不断深化,满足环保型绿色建设发展的需要。 1、抗震性能 我们在设计的过程中也要对钢结构进行抗震性能设计的优化,促进其钢结构抗震性能的提升,以满足实际工作的需要。因此,在设计的过程中,应根据地理环境的不同,考虑结构的抗震等级及要求,合理考虑结构的整体稳定性,特别的梁柱布置的合理性和整体稳定性,应考虑在地震作用下或者想风荷载的作用下要满足规范的要求,确保钢结构的受力性能的提升,保证其变形能得到有效控制。由于受到水平地震力或风力的影响,钢柱底的剪力往往比较大,因此,在设计的过程中,应考虑柱底设抗剪键,设抗剪键来抵抗水平力对基础的影响,保证工程的整体稳定,满足抗震的要求。 2、防火性能 我们在设计钢结构工业建筑的时候,还应考虑钢结构的防火要求,因为钢结构的耐火能力是很差的,当钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象;当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,在设计钢结构工业建筑时,必须做隔热及防火设计。选用良好的耐火材料,保证防火层的厚度及质量,从而满足防火要求。 四、钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思考 1、钢结构施工开展之前 应该查看工程现场,对设计图纸进行分析。在接到施工任务后应对施工现场进行仔细的勘察,主要查看现场吊装设备站位地点、现场拼装场地位置、拼装设备站位地点、现场有无障碍物、现场临时道路是否具备运输及安装条件等。仔细核对图纸并与土建及结构支架的跨距、标高进行复合。保证在没有错误的前提下进行制作。对图纸上的钢结构进行分解计算重量。主要计算几个安装、制作参数。单片桁架重量、整个钢结构重量、上、下弦支撑的重量及平台重量。桁架上下弦起拱度计算,一般按设计图纸要求进行制作起拱。一般桁架的起拱按大于24米按L/500,小于24米可不考虑。几个参数的计算务必准确无误。 2、提高钢结构工业建筑的稳定性 我们首先要进行地脚螺栓环节的坚固性的提升,促进其地脚螺栓环节的精度有效控制,确保其钢结构的有效应用。在地脚螺栓的埋设过程中,我们要促进其精度的提升,促进其下序环节稳定运行。我们要做好钢柱的地脚螺栓安装的准备工作,促进其平面控制网系统的内部各个环节的有效协调,促进其螺栓的安装精度的提升,以满足实际工作的需要。把柱脚的底板的十字线弹出,地脚螺栓的中心线弹出,柱脚剪力孔清理干净,待钢柱就位后,调整标高,把螺母紧固。 3、钢结构工业建筑的施工环节 我们要进行梁柱安装环节及其柱间支撑环节精度的有效控制,促进其空间刚度单元的稳定性,以保证其安装环节的协调。我们要进行垫板环节的有效应用,促进其定位线的精确性,促进其整体运作系统的有效优化。采用高强螺栓连接或者焊缝连接时,均匀满足设计规范的要求。保证其结构在竖向和横向的整体稳定性满足设计的要求。 4、促进结构构件的有效安装 我们要进行构件的储存工作的健全,促进其构件设备的有效应用,满足实际工作环节的需要。我们要按照相关的堆放规范,进行构件管理,确保该环节的有效运作。存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档。构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部七分之一跨处,叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐。 5、结构维护质量控制 防腐涂料、涂装遍数、间隔时间、涂层厚度及涂装前钢材表面处理应符合设计要求和国家现行有关标准,防火涂料粘结强度、抗压强度、涂装厚度、表面裂纹宽度及涂装前钢材表面处理和防锈涂装等应符合设计要求和国家现行有关标准。 压型金属板屋面、墙面维护工程主要检查成型后的涂层、镀层压型金属板,涂、镀层不应有肉眼可见的裂纹、剥落和擦痕等缺陷。表面干净、无明显凸凹和褶皱,尺寸偏差在现行国家施工质量验收规范规定范围之内。压型金属板、泛水板和包角板固定可靠、牢固,防腐涂层涂刷和密封材料敷设完好,连接件数量、间距符合设计要求和现行有关标准规定。压型金属板在支撑构件上可靠搭接,搭接长度符合设计要求和现行有关标准规定。 钢结构施工过程中,用于临时加固、支撑的钢构件,其原材、加工制作、焊接、安装、防腐等应符合相关技术标准和规范要求。 五、结束语 钢结构在整个建筑工程中有着重要的作用,在工业建筑设计过程中,如果钢结构的设计得不到充分保障,在施工过程中,如果忽视钢结构的施工管理,那么对整个建筑工程使用会产生很大的影响。 工业建筑中钢结构的应用与设计:工业建筑中钢结构的应用与设计 摘要:随着工业建筑不断发展,钢结构因其材料性能好,强度高、韧性佳等优势,在建筑工程中的应用越来越广泛。本文通过对钢结构工业建筑的特点分析,对如何优化钢结构在工业建筑的设计等方面的论述,对钢结构在工业建筑中的应用作了初步的探讨。 关键词:工业建筑;钢结构;应用与设计 引言 钢结构作为一种强度和柔度都很大的结构形式,在设计过程中首先应该注意的是结构方案的合理性,结构刚度分配要均匀,抗侧力性能要强。因此需要设计人员不断总结经验,推广先进的结构形式,把握时代脉搏,掌握钢结构设计的新理念,做出更经济、更合理、更低碳环保的钢结构设计。 一、钢结构在工业建筑的应用特点 1、建设成本低、缩短工期 与传统的砖混、混凝土等传统结构建筑不同,钢结构建筑可以使材料的加工和安装一体化,大部分钢结构在出厂时已生产完毕,在施工现场只需要利用合适的连接方式将钢结构进行组合安装,提高了施工速度,缩短建筑工程施工周期,可以使建筑工程更早投入使用。钢结构建筑模式可以统一材料标准标准和制造方法,建筑结构配件可以通用和互换,进一步提高了建筑预工程化。由于钢结构自身就可以作为韧性结构承担结构载荷和施工载荷,因此在钢结构建筑施工时不需要支横、拆模,这也在一定程度上降低了建筑的施工费用。 2、钢结构建筑更具有功能化、更加美观 在钢结构建筑中,钢结构的形体、构件和节点在一定程度上决定建筑的形象。建筑结构的设计与功能要实现一体化,这样建造出来的建筑才更富功能化,才能创造出艺术与技术并存的建筑。钢结构建筑可以挣脱结构的约束,斜线、曲线在钢结构建筑造型中的应用创造出更多新奇、优美的建筑形象。钢结构建筑强大的造型潜力是砖混、混凝土结构建筑无法实现的。由金属构件与玻璃板共同组成的建筑物的外围结构成为玻璃幕墙,玻璃幕墙一般有两种:框支承玻璃幕墙和点支式玻璃幕墙,其中点支式玻璃幕墙形式多种多样,变化无穷,具有良好的工艺性和艺术性,使建筑看上去更加美观。 3、用途广、可塑性强 由于具有轻便、韧性和耐压等特点,钢结构适用于各种建筑物的施工,特别是一些传统建筑工程很难完成的大空间跨度建筑。比如在剧院、机场以及体育场等比较大的空间建筑内,空间内柱子比较多的化不利于人们在建筑物内的娱乐和工作,而使用钢结构就可以建造没有柱子支撑的大空间建筑。其次,钢材具有可焊接和耐挤压的特点,这使得钢结构能够用于建造一些新型的钢铁建筑。比如著名的法国埃菲尔铁塔,以钢板焊接、连接而成的高层重钢建筑已经成为建筑业中的新潮流。 二、工业建筑中钢结构的设计 1、钢结构建筑整体与局部精细设计 建筑的设计不仅仅在于外观上的美感,还在于建筑间的互相协调能力。钢结构建筑也是建筑的一种,它在具有钢结构建筑特殊性的同时也具有普通建筑的一般性。所以在满足钢结构特个性设计的同时,也必须满足一般建筑的共性。 由于钢结构的特殊性,通常在建造钢结构建筑的时候,会导致部分细节部位出现偏差或者裸露在外。因而在设计钢结构建筑的时候,为力求建筑形象和建筑功能的完美结合的同时,设计复杂化和工程精细化也更加严苛。钢结构建筑具有牵一发而动全身的特点,每一个细节设计、制作、完成都有可能牵涉到整体的形成和完善。有的时候为了体现钢结构建筑独特的金属感,而将其部位、部件裸露在外。这样会更加增加建筑的难度。因而在对钢结构建筑设计时,细节的把握是至关重要的。对整个建筑而言,细节的较高质量将会带来更好地整体效果,为人们展示更美好的形象。 2、钢结构的稳定设计 钢结构建筑的稳定性是钢结构建筑设计的重难点,尽管针对设计而言他并不是需要考虑的前置条件,但是却是日后维护的重中之重,故而在建筑设计时,对其稳定性的设计也是着重的对象。钢结构建筑的失稳分为整体失稳和局部失稳。 整体失稳是通过对整体框架构建的稳定作为探讨的,在计算时可以通过长细比稳定系数带入进行验证;而局部失稳则是框架构建内部的某一部零件产生的,他间接影响着整体稳定性。因此钢结构结构建筑的整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求来予以设计。目前结构大多数是按照平面体系来设计的,例如常用的桁架和框架都是采用的这种设计。为保证这些平面结构不致出平面失稳,则从结构的整体布置来解决相关问题,亦即设计的时候增加必要的支撑构件来维持其整体的稳定性。换而言之,即是平面结构构件的平面外稳定必须和结构布置相一致。此外通过平面桁架组成的塔架等相关设施,基于上述原因,也应该需要注意杆件的稳定和横隔设置之间的关系,保持其稳定性。 三、工业建筑中钢结构的设计应用 1、工业建筑中钢结构的保温隔热与防火设计应用 有效的防火分区是建筑必须采取的保护措施之一。防火分区可以在厂房内部防止火势向其他区域蔓延、扩散,有效地控制火灾的范围。不过对于现代钢结构厂房的大跨度、大空间及其所需要的生产工艺流程来说,防火分区的设置具有一定难度。常用的放火设计有以下几种: 1.1 防火墙及防火门 在生产工艺流程和生产管理中没有特殊要求的情况下,采取防火墙是简单、有效并且造价低廉的一种方法。防火卷帘,可用于小跨度分区中。 1.2 自动喷水灭火系统 在只需分两个分区及厂房高度不超过8 m的情况下,可设置自动喷水灭火系统,使所允许的防火分区面积增加一倍,以达到规范要求。 1.3 独立水幕 这是一个较好的分区方法,不存在跨度问题,水幕喷头防火水幕带宜采用喷雾型喷头,也可采用雨淋式水幕喷头,喷头的排列不应少于3排,防火水幕带形成的水幕宽度不宜小于5m,流量21./(s-m)。但存在维护保养困难的问题,为防止误操作,应采取人工、自动两种启动方式。 1.4 防火带 由于生产工艺流程和生产管理需要而无法设防火墙时,可设防火带进行防火分区。即在有可燃构件的厂房中划出一段区域,这个区域内的构件全部采用不燃性材料,并采取措施防止烟火在分区间流窜,也可起到防火分隔的作用。 2、轻钢结构的应用 中国轻型钢结构建筑发展较快,主要用于轻型的工业厂房、粮食仓库、码头和农产品、建材、家具的各类交易市场、体育场馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。轻型钢结构由彩色钢板制成墙面和屋面,由4mm以上钢板焊接成H型钢作为承重结构,一般采用门市刚架结构并用圆钢支撑柔性支撑和高强螺栓连接。骨架用钢量一般在30kg/m2左右,施工速度快,得到业主的欢迎。 3、柱脚 柱脚为刚性固定连接,刚性固定连接分为三种形式:露出式柱脚、埋入式柱脚、包脚式柱脚,对于跨度较大,吊车荷载吨位较高的情况,认为采用埋入式更为合适,对提高和确保钢柱脚和钢筋混凝土基础或基础梁的组合效应和整体刚度有利。 4、屋架 对于具体工程,屋架设计时应考虑到排架柱对屋架下弦产生的附加拉力或压力,以及在吊车荷载设计值和永久荷载标准值组合下下弦杆是否受压,如受压时其长细比不宜超过200,根据具体情况对下弦杆进行强度和稳定性验算。当风荷载较大,屋架下弦杆在永久荷载标准值和风吸力荷载设计值共同作用下受压时,为满足λ≤200,可加密下弦系杆。 结束语 随着国内经济突飞猛进地发展,钢结构在建筑业被越来越广泛的重视和应用,钢结构工程在我国将得到前所未有的发展。因此,作为钢结构工程设计人员要加强学习有关钢结构工程的专业知识与管理内容,特别对钢结构工程设计方面的一些问题应认真细致的分析,从而确保我国高层钢结构工程的经济性和安全性。
现代环境艺术是一种比较抽象的概念,与建筑学、室内设计学和环境设计学等有着非常紧密的关系,但是又不从属于以上三者中的任何一种。因此我国绝大部分高校的现代环境艺术专业学生都需要同步学习建筑学、室内设计学和环境设计学这三门学科,很多环艺专业学生在毕业后感叹似乎什么都没学到,究其原因主要还在于现代环境艺术是一门依附性学科,在学习环艺之前必先建立对其他相关知识的认识和了解。现代环境艺术设计究其本质是一种处理景观、建筑和空间之间关系的设计艺术,这点与我国茶文化的特点很类似。我国茶文化的宽度要比其深度更甚,因而更加灵活与多样。通过研究茶文化的发展历史我们会发现,茶文化非常讲究与其他文化的相通性,同现代环境艺术一样也属于依附型文化,因此,我们可以看到茶文化在宗教、体育、音乐、美术、文学、金融、教育等方面都有广泛的应用,其应用的方向多集中于协助建立事物之间的关联,从而使得茶文化与其他文化能够互相渗透,共同发展。茶文化与现代环境艺术的发展模式如此相似,这就首先保证了二者结合的默契。在符号学的视角下,茶文化将化身为具象的文化符号,为现代环境艺术设计带来更多的思路和灵感。 1符号与符号学理论 1.1符号的定义与由来 符号是文明的启蒙,符号的产生标志着人类的实践活动开始具有记忆性,同时符号也是人类在适应自然环境的变化过程中应运而生的产物。在还没有文字的时期,我们的祖先为了方便与自己的部落传递信息,常常会在自己所经之处刻下只有自己部落人才能知晓其含义的符号,其他的人通过这些特殊符号可以了解到哪里有新鲜的果实,哪里有危险动物出没以及哪条路线走不通等等。因此,符号最初的意义在于它是信息的载体,帮助人类认识和了解这个世界。关于符号的定义,很多概念学家很难给出一个准确的说法,而目前被广为认同的观点为:所谓符号是指对世界富有意义的一切感知。这个定义非常抽象却也说明了符号存在的价值,即符号是为意义而存在的。在现实生活中,我们日常所见的包括基本的数字以及运算符号、标点、聊天用到的表情符号、图腾等等都是符号的范围,而它们无一例外都表达着某种情绪或者彰显着某种意义。世界因为符号的存在而变得更加绚丽多彩,由于符号是人们情感的浓缩,在文字表达的局限性出现时,具有象征意义的符号可以接力文字继续满足人们情感表达的需求,因此符号被定义为意义的感知是有其自身的依据和背景的。 1.2符号学理论 顾名思义,所谓符号学就是研究符号的学问。而这其中的“学问”所涉及到的内容非常之多。从纵向上看,符号学研究的范围包括心理学、哲学、宗教、玄学、历史等一些有关于存在、意义、价值的领域,重点在于找出符号在这些领域中的存在、发展及其作用。从横向上看,符号学的研究对象几乎是人类在参与社会和自然活动中一切现象,可以大体分为政治、经济、文化这三个部分,其中当属文化部分涉及的内容最多。符号学的研究起步较晚,最早开始于19世纪60年代,发源地在欧洲。而关于符号学理论的研究也经历过许多曲折。在早期符号学的探索阶段,人们将符号学朝着语言学方向研究,最终使得符号学的探索在跨入语言学门槛的时候就终结了。后来西方研究学者总结经验与教训之后对符号学理论进行了重新的探究,并且为了避免重蹈覆辙,研究者还专门归纳和总结了符号学与语言学的相同之处和各自不同的特点。最终得出的结论是:符号学理论是研究符号在人类自然与社会活动中所扮演的角色及其角色功能的理论,语言学是符号学的分支,同时符号学是最富有跨学科研究价值的理论学科。 2现代环境艺术设计中的茶文化符号 茶文化符号在现代环境艺术设计中早已被广泛地应用,并且为设计作品增色不少。需要强调的是,茶文化符号在现代环境艺术设计中的应用并非是指设计作品中出现的某种具体的符号或者标志,多数情况下,茶文化符号习惯以某种抽象的茶文化现象来指代,本文特选取两种在现代环境艺术设计中应用频次较高的茶文化符号来分别说明。 2.1茶画 茶画在唐朝时期得到了空前的发展,这跟茶文化的兴盛和唐朝对文化艺术秉持开放的态度有着莫大的关系。同茶诗相比,我国茶画因其内容深入浅出而变得雅俗共赏,从而拥有更多的观众缘。现代环境艺术致力于协调建筑与景观的排列布局关系,因此,茶画经常被作为空间与空间的过渡物,从而在视觉效果上给人以和谐的美感。建筑设计负责整体的格局,确定的是一个整体的框架,在物理学语言里被称为“定量”。而现代环境艺术设计则是灵动的,通常是参考建筑自身的特点,在有限的空间内将设计师脑海中的感性词汇借用现实中的实物来描绘和表达。因此,茶画在现代环境艺术设计中所起到的作用除了可以淡化不同空间过渡的“尴尬”之外,还可以渲染气氛、奠定整体空间的感情基调,因此,茶画是现代环境艺术设计中不可缺少的设计元素。 2.2茶色 色彩是现代环境艺术设计的关键,对人的主观感受起到直接的影响。在生活中,我们经常会发现,有些人的穿着非常简约,衣服、裤子以及鞋子都非常“素”,几乎没有其他的花纹,但是,就是因为颜色的巧妙搭配而给人一种非常舒服和高级的感觉。这就说明了色彩在整体形象中的地位远比其他元素要重要得多。同理,在现代环境艺术设计中,色彩的饱和度以及色彩的搭配学问直接决定了整体的形象。茶色的主打颜色是茶绿色,其次是茶褐色。但是,由于绿色本身象征着生机与希望,因此,茶绿色在环境艺术设计中应用程度更高。茶色在现代环境艺术中的应用为整体的设计渲染了清静的自然氛围,特别适合家居的室内设计以及茶楼环境设计。 3符号学视角下茶文化与现代环境艺术设计的结合路径 3.1利用茶民俗图腾渲染年代感 在现实生活中,人们将具有年代感的应用风格称之为“复古”的风格。而实际上,随着全世界又兴起了“中国风”的狂潮,“复古”的中国风元素正在被越来越多的人所喜爱。茶文化发源于乡村,随着时代的变化,茶文化在乡村人民的社会实践中与人们日常生活相互融合并最终形成了茶民俗。茶民俗中携带着民族或者氏族情义的图腾更是茶文化风情的极致体现。在现代环境艺术设计中,同比与茶画或者茶诗等茶文化符号,代表着茶民俗的图腾更体现了“短小精悍”的特点,其不仅在空间上能够做到“点到即止”,以免出现“喧宾夺主”的尴尬,而且赋予了建筑以故事的神秘感,为环境增添了文化底蕴。现代环境艺术主要以处理景观与空间在建筑中的布局关系见长,因此对于如何将分散的元素连接起来从而形成一个有层次、有主次、有意境的有机整体是其设计思路的重点。而茶民俗图腾既能辅佐现代环境艺术设计目的的实现,又能满足现代人对于复古元素的追求,因此,茶民俗图腾的应用是茶文化与现代环境艺术设计结合的重要举措。 3.2利用“茶意”创造美感 所谓“茶意”是指对茶文化精神的引用。我国茶文化博大精深,其文化精神集中体现在茶禅思想以及茶道精神这两个方面。现代环境艺术设计在对茶文化符号进行引用时可以不必局限于具象的茶文化符号,具有抽象含义的茶文化精神有时会让设计更自然,别具一格。茶文化精神中尤以清廉、高洁的品格而备受推崇,因而引伸出各种茶文化现象。现代环境艺术设计师如若可以敏感地捕捉到这些茶文化现象并且在建筑与空间中做好恰当的应用,那么其建筑环境将会带给人一种恰如其分的“茶意”美感,使人能够在环境中真正收获到愉悦的感受。
0引言 实验室是高校加深在校学生对理论课程的理解和培养实践动手能力的实验场地,也是研究人员进行科学研究和相关实验论证的科研场所。随着国内高校办学规模的扩张和办学水平的提高,实验室建设逐渐成为学校产学研体系的重要组成部分[1]。实验室安全是各项教学活动和科学研究顺利进行的基本保证,其不仅关系到实验室实验仪器存放安全与否,更关系到在实验室进行教研活动的师生的人员安全[2]。2019年中国实验室发展大会中提到:我国高校每年发生用电安全事故约150起。由此可见,构建健全的实验室安全管理体系至关重要。高校实验室安全管理大多采用人工巡查等方式进行实验室安全方面的维护,每间实验室配备相应的实验室安全管理人员,定期对实验室电力设备运行状况进行巡查[3]。上述“人防”方式虽然能从一定程度上保障实验室的日常安全运行,但许多用电安全隐患不易察觉,用电安全问题发生突然,实验室管理员不易第一时间知晓并处理警情,因此通过“人防”方式进行实验室消防管理存在一定的局限性[4⁃5]。随着现今物联网、大数据等新兴科学技术的蓬勃发展,高校响应国家号召,运用现代科技实现实验室信息10期化、智能化管理势在必行。本文利用物联网、云计算、大数据等技术对实验室用电情况进行实时监测和系统分析,排查实验室用电安全隐患,发生异常情况及时报警,实现信息化条件下的实验室用电安全管理工作转型升级[6⁃7]。此举可以保障实验室的财产安全和实验人员的人身安全,完善校园信息化安全管理体系,为安全和谐校园建设添砖加瓦。 1高校实验室用电安全问题分析 1.1不规范用电 实验室实验人员进行教研任务的不规范用电行为是造成实验室火灾事故的主要原因之一。近年来,高校逐渐重视对实验人员的实验室用电安全教育,但在实验室饮食、实验仪器工作时无人在旁值守等安全意识薄弱现象屡见不鲜[8]。除了实验仪器,接线板也是实验室最常见也最容易被忽视的用电设备。使用非国标的接线板,将接线板随意放置于实验仪器旁,同时使用多个接在同一个接线板的大功率电器造成接线板过载等不规范用电行为,都大大增加了实验室消防安全隐患。 1.2维护缺失 现如今,高校在实验室用电安全方面的科技支撑不足,对实验室安全进行维护管理时大多采用安全管理人员定期定点巡查等方式。但部分实验室管理人员对实验室安全管理重视程度不足,对实验室的定期巡查和维护流于形式,缺乏规范有效的监督,缺岗、漏岗现象时有发生[9]。实验室安全监管人员不能及时发现实验室内用电安全问题,为火情等危险情况的发生埋下了巨大隐患。另一方面,高校校园中部分老旧实验楼用电线路过于陈旧,电力线路检修难度大,安全管理人员检查不到位,极易产生监管死角[10]。一旦用电不慎,极易导致线路短路或线路功率过大引起火灾。 1.3安全管理体系和手段不健全 基于往年高校实验室发生火灾等事故留下的惨痛教训,近年来各大高校逐步建立起实验室安全管理体系[11⁃13]。受人力成本高等因素制约,实验室安全管理员大多由实验员、任课老师或安保等人员兼任。然而以上监管人员存在时间精力有限和缺乏专业火灾防控知识等问题,使得实验室安全管理人员责任范围模糊,造成“不愿管、不会管、不敢管”的监管乱象[14]。另一方面,学校对监管人员和实验人员的实验室安全教育培训过于形式化,实验室安全管理制度流于纸面,未能落实到具体的实验室安全管理上[15]。长此以往,会造成实验人员对实验室用电安全隐患的排查与处理不到位、不合理的问题,存在巨大的监管漏洞。一旦发生因用电安全引发的火灾等事故,会对人员生命和实验室财产安全造成不可挽回的损失。 2系统设计 运用物联网、边缘计算、大数据等现代信息技术实现高校实验室用电安全监测和管理,十分迫切且可行。为了解决上述用电安全问题,提升实验室用电安全管理问题的效率和效果,实现实验室安全管理方式从“人防”向“技防”的转变,建设信息化、智慧化实验室,本文开发了实验室物联网用电安全系统。该系统由智慧用电物联终端和实验室用电安全管理云平台构成。智慧用电物联终端是基于物联网、边缘计算和“移动互联网+”等最新技术研发的硬件设备,包括物联终端及配套部署的各类传感器。根据实验室职能、规模和所在区域等实验室信息可设置终端参数,终端和传感器对实验室的配电箱进行24h数据监控,并将电路和温度等实时数据通过无线通信动态上传至云平台。实验室用电安全管理云平台是一个综合性的物联网云平台,能够对智慧用电物联终端设备进行监测、定位和跟踪,及时获取实验室终端设备数据和运行状况,并将终端上传的监测数据批量存储在云平台数据库中。同时通过数据挖掘分析,对实验室用电安全状况和用电行为进行评估分析,提高实验室安全管理人员监管质量和效率。实验室物联网用电安全系统主要实现当实验室配电箱内电路出现过流、过压、漏电等异常情况,并在引发电气火灾等更严重的后果前及时向实验室管理人员报警,最大限度做到实验室消防警情的早预判、早发现、早除患和早扑救,减少实验室用电隐患的滋生,强化实验室用电安全预防工作,建立高校实验室的防火墙,构筑校园实验室安全管理体系。智慧用电物联终端部署于各实验室配电箱内部,与之连接的传感器布置于箱内的线缆和箱体等部位,终端以无线的方式(NB⁃IoT/4G/5G)入网,与实验室用电安全管理云平台进行数据交互。当某路监测数据达到相应阈值时,终端本地会进行蜂鸣报警,同时将数据上传至云平台,在云平台推送报警具体信息,并向发生报警实验室的安全负责人通过拨打电话、发送短信和微信平台推送等方式进行通知。实验室用电安全管理中的用电数据分析、事件电子台账、安全隐患定位等其他功能主要通过云平台实现。 3智慧用电物联终端 智慧用电物联终端是可以检测实验室配电箱内线路各项电力数据的设备,是实验室物联网用电安全系统的主要监测终端设备。物联终端通过传感器监测的数据通道包括一路剩余电流、四路线路温度、一路箱体温度、三路电压、三路电流。将终端安装在配电箱中,正常工作时终端不间断监控各个通道数据,根据设定通道数据的上下限对实验室配电箱内电力线路进行异常报警和保护。当各通道数据值超过阈值时,终端蜂鸣器报警,立即控制空开脱扣,同时上传各个通道的数据到安全管理云平台,并生成报警事件,通过微信(推送报警通知)、电话(收到智能来电)推送信息给管理员。并且当终端监测到数据出现异常变化或超出阈值,会频繁上传数据至实验室安全管理云平台,直到监测数据恢复正常,停止上报异常情况。当报警事件处理完毕后实验室安全管理人员必须手动消音并复位终端,进行新一轮的实时数据监控。终端的控制部分为一个嵌入式系统,主要用于基本功能逻辑实现、数据处理、数据通信等功能。接口电路部分主要用于电流互感器、温度传感器等传感器与控制电路的连接和驱动;指示电路则主要通过数码管、LED灯形式指示终端的运行状态和报警信息;报警电路中的蜂鸣器则主要用于产生报警声音和上电提示音等。终端内置4G通信模块(可根据信号覆盖情况更换为NB⁃IoT模块或5G模块),通过运营商网络实现终端接入,与云平台进行双向通信。由于终端使用的是无线网络通信,不需要布置信号线,在供电方面终端从配电箱内部取电,不需要额外进行电源布线,因此终端安装的施工难度和成本大大降低,可以根据实验室配电箱内部情况灵活部署。由于终端使用的传感器均为线路外部安装,无需破坏原有电路结构,不会对原有线路产生影响。智慧用电物联终端实物如图3所示,终端配电箱内实际安装部署如图4所示。 4实验室用电安全管理云平台 实验室用电安全管理云平台能够实现实验室用电安全隐患、事故的早发现、早报警、早补救,全面解决实验室用电安全监督难点。云平台接收、显示、处理、存储终端设备动态实时上传的监测数据,且根据设计主要用于智慧用电物联终端的接入,但不仅限于此。云平台不受物联网设备类型的限制,能够接入多种物联网设备,基于多类型标准协议和API开发满足海量设备的高并发快速接入,实现对终端设备的实时监控、报警推送、数据分析、详细定位等功能。目前所实现的主要功能具体如下。 4.1实时监控 云平台实时监控智慧用电物联终端上线时上传各通道数据,生成上线事件推送至云平台,同时实时推送动态到用户Web端。用户端可根据物联终端所在位置查看每个终端设备的详细信息,如设备状态、通道数据、所属类别等。云平台24h监控已上线的物联终端状态,对关乎实验室用电安全的主要因素,如线缆温度、配电箱温度、剩余电流、电路电压、电流等信息进行实时在线监测,上报排查各类安全隐患。部分数据监测页面如图5、图6所示。 4.2报警推送 当实验室的智慧用电物联终端发生告警情况,可通过Web网页、短信、电话、微信等多种方式将报警通知及报警地址实时推送给对应实验室管理员,管理员能够第一时间收到报警推送消息,即可及时联系相关工作人员进行处理,最大限度地保障实验室生命财产安全。同时,管理员可针对重点监管区域的终端进行高优先级设置,实现终端分级管理,设立多道监管防线,避免因个人疏漏所导致的严重事故。 4.3数据分析 实验室用电安全管理云平台可以实时在线显示监测线路中的电压、电流、剩余电流、温度等动态信息,把用电情况变成可视的数字化监控,查看实时采集的数据信息以及历史数据曲线,并生成统计分析数据表。运用大数据相关技术分析电器设备回路的相关参数,着重于功率、突变电流和箱体温度等与电气火灾成因有直接关联的参数,按照时间、地点、实验室类型进行智慧用电物联终端告警事件统计,生成实验室用电安全隐患分析报告,及时排查实验室用电安全隐患,并适时进行提示。 4.4详细定位 实验室用电安全管理云平台嵌入GIS系统(地理信息系统),能够对每一个实验室配置终端设备进行精确定位,并将位置信息添加在终端设备管理详情页。管理员在全景地图界面能够直观了解到当前地理位置已安装终端设备位置分布情况,有效解决人力巡检遗漏问题,实现实验室用电安全监管网络全面覆盖,消除安全监控死角。 5部署应用 实验室物联网用电安全系统已在山东大学青岛校区的公共(创新)实验教学中心部署使用,覆盖中心各实验室,实现实验室用电安全信息化管理。系统的智慧用电物联终端及传感器部署于中心44个实验室的55个配电箱中,实验室用电安全管理云平台本地部署于中心的服务器。通过开通实验中心主任、系统管理员、实验室管理员等不同权限的账号,系统使用人员可以通过Web端登录系统,使用系统各项实验室用电安全管理功能,使用手机通过短信、电话、微信等方式接收实验室用电安全事件信息。另外,还专门开发了大屏信息展示页面,应用于中心监控室大屏,如图7所示。大屏实现监控室人员对实验室用电安全数据和系统状态的监控,以及对外展示等功能。系统在中心已经部署应用了三年多时间,系统整体性能稳定,数据实时性强,用电安全事件信息推送及时,曾多次及时向电路、化学等实验室管理员提示漏电、线路过流、过压等情况,辅助排查原因并消除了安全隐患。系统应用以来,记录和存储了大量的实验室用电安全数据,形成了用电安全电子台账,便于管理和调阅;同时可以成为大数据分析和数据挖掘的数据源,供相关实验和科研项目使用,也可以通过开发,应用实时数据和历史数据进一步改进和拓展系统功能、提升系统性能。 6结语 实验室物联网用电安全系统是融合终端硬件设计和物联网、云计算等技术设计的一套高度信息化用电安全管理系统。系统管理方式从传统的“人防”监管转向“技防”管理,侧重对实验室配电箱电力线路数据的日常监测、异常报警和隐患分析排查,实现实验室用电数据信息化管理,将电气事故发生的可能性和实际损失降到最低。系统部署成本低,是实现实验室安全管理、信息化建设的良好途径,在实验室管理中具有一定的推广价值,经过实际部署应用也证明了系统的稳定性和有效性,有利于营造更加安全、稳定、和谐的校园环境。 参考文献 [1]孙淑强,张乐,周磊,等.智能监测技术在高校实验室安全管理中应用[J].实验室研究与探索,2019,38(1):272⁃275. 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室内环境艺术设计中软装饰材料的应用:软装饰材料在室内环境艺术设计中的应用 摘 要:本文主要是对软装饰材料在室内环境艺术设计的应用做了深入分析,希望能为相关的工作人员提供一定的参考。 关键词:装饰材料;室内;环境艺术 一、前言 随着社会经济和社会生产力的发展,人们的生活条件越来越好,对生活品质的要求也越来越高,社会各行各业为了适应这种趋势,都在不断提出新的观念。目前室内环境艺术设计行业中被大众认可的和比较流行的观念有:绿色生态设计、简洁设计、民族化设计、个性化设计和可持续发展设计。这些设计观念与传统的观念有所不同:传统的设计观念讲究室内精巧的造型,豪华的装饰和富丽堂皇的风格;现代的设计观念更趋向于表现自我个性,追求简洁的室内风格。在当前社会的大环境下,现代设计观念也融入了可持续发展设计、绿色生态设计和民族化设计。 二、软装饰材料在实现室内设计效果方面的优势 现代室内设计的发展促进了软装饰材料的发展,在实现这些设计的时候,软装饰材料充分发挥了它的优势。软装饰材料种类繁多,色彩、图案丰富,质感多种多样,在室内环境艺术设计中更易于实现设计师的想法。软装饰材料正好具有施工简便,保养、维护、更换及清洗方便易行的特点,而且在实现简洁设计的同时,软装饰材料具有更多的艺术元素,附加价值更多。民族化设计是近年来比较流行的一种装饰风格,它多以造型、图案和色彩来表现民族信息。个性化设计要求设计师在设计的过程中,通过对装饰材料色彩、图案和质感的把握,来展现个性化信息。对比而言,软装饰材料在这些方面具有独特的优势,由于软装饰材料在色彩、图案及质感等方面都比硬装饰材料更容易处理,因此具有品种繁多,花色、图案丰富的特点,能够适应各种不同需要,而且加工成本更低。 综上所述,软装饰材料在实现室内设计效果方面,有着无可比拟的优势。不仅如此,软装饰本身所具有的艺术元素,对塑造室内环境艺术气氛也是很有帮助的,而且对比硬装饰材料而言,在达到设计效果时所花费的成本更低,更加节省资源,充分体现了可持续发展设计观。 三、软装饰材料受人们重视的原因 在以前的室内环境艺术设计中也会有与软装饰材料相关的设计,但是其所占的比例微乎其微,并未成为设计师和居住者考虑的重点,因此对软装饰材料的研究和探讨很少,这可以从目前国内对软装饰材料研究的著作几乎为零来佐证。从以上两点可以看出,目前国内对软装饰材料的研究是比较零散的,没有形成系统化的理论。但是这种状况近年来正在发生急剧的变化,相关的调查报告表明,最近几年软装饰材料正日益受到人们的关注,这是因为近年来流行的“轻装修,重装饰”、绿色环保等理念使人们认识到软装饰材料的优势和重要性,这种优势体现在室内环境艺术设计中具体表现为两点:一是要达到同样的装饰效果,软装饰材料比硬装饰材料更容易实现,而且效果更好;二是施工简便、保养维护及更换方便,而且在价格方面也较其它装饰材料低。基于以上两点考虑,促使人们在室内装修的时候更偏向于选择软装饰材料来实现目标,被关注程度的提高极大地促进了内需,从而带动了整个软装饰材料行业的发展。 四、室内环境艺术设计中软装饰材料选择及使用存在的问题 正是因为国内近年内涌起的软装饰材料热和对软装饰材料的研究贫乏,再加上人的盲目从众和追赶时尚的心理,使得本来就缺少理论指导的软装饰材料市场变得更加混乱,因此目前国内对软装饰材料的选择和使用存在问题就显得不足为奇了。这些问题可以简单地归纳为以下几点: (1)以设计师的喜好为标准,不对自己的想法加以实现。这样不仅得不到自己想要的效果,而且还存在浪费经济的可能性。 (2)盲目使用高级、多功能材料,淡化设计过程和设计效果,以为使用高级、多功能材料就算上档次,就一定能够产生良好的室内环境。初次装饰的时候可能会节省很多钱,但是由于材料质量的低劣,使用寿命的短暂,加快了清洗维护,更新换代的速度,从而花费更多的时间和精力。 (3)过分强调软装饰材料的使用功能或者装饰功能,忽略另外一边。目前国内有不少消费者在选择软装饰材料的时候走的比较极端,要么只重视材料的实用功能和价格,要么只重视材料的装饰效果,这是因为室内装饰是一个相当耗费时间、金钱和精力的事情,有些人就只要求材料的实用功能和价格,不管材料的装饰效果;有些人则只考虑材料的艺术价值,忽略了材料的使用功能。正确的做法是在保证材料的实用功能前提下,应尽可能的货比三家,从中挑选装饰效果好的。 五、室内环境艺术设计中软装饰材料的运用趋势 (1)消费量越来越大。 从前面的调查报告可以看出,软装饰材料的消费在室内装修总消费中所占的比例有明显的上升,这说明软装饰材料越来越被人们所重视,人们越来越意识到软装饰材料的优点,随着“轻装修,重装饰”这种理念的普及,软装饰材料必将成为室内装饰的新宠。软装饰材料的消费量也会继续呈现上升的势头。 (2)越来越注重统一性。室内环境艺术设计的统一性观点源至于哲学的对立与统一,是对室内环境中各要素之间的相互联系的分析和研究,以便能实现室内环境的和谐。 具体来说,在室内环境艺术设计中,应考虑室内色彩的统一性、室内图案的统一性等。越来越多的装修实例可以说明人对室内统一性的要求正在上升,统一的室内环境能显示出和谐的气氛,能给客人留下深刻的印象,也便于形成室内基本色调。 (3)个性化趋势越来越明显。中国的室内装饰行业经过近十年的发展,已经初步形成了一定的规模,并且有与之相关的理论研究成果支撑;并且能够很好地传达自己的个性信息,所有这些都充分说明了人们对软装饰材料的选择和使用有越来越明显的个性化倾向。 从整体上来说,虽然国内的室内环境艺术设计行业还存在许多问题,但是总体的发展方向是前进的,总体水平在逐步提高,逐渐从为了装饰而设计转变到为人而设计。 室内环境艺术设计中软装饰材料的应用:软装饰材料在室内环境艺术设计中的应用研究 摘要:伴随着社会经济的高速发展,人们居住环境水平的提高,人们对室内环境的布置要求也越来越高,希望用环保、经济的装饰材料来打造舒适宜居的室内环境。软装饰材料作为当今十分受欢迎的装修材料,本文对软装饰材料的特点和设计原则进行了概述,重点对软装材料在室内设计的应用进行了探索。 关键词:软装饰材料;室内环境;艺术设计 一、软装饰材料概述 软装饰是指在房屋装修完后,把一些容易变动位置、容易更换的装饰物和家具,例如沙发套、窗帘、工艺台布、靠垫、装饰铁艺及装饰工艺品等,进行房间室内的再次布置与摆设。软装饰的设计布置可以按照房间主人的生活喜好、家庭经济情况以及室内空间的形状大小,从整体布局上规划装修装饰设计方案,尽显房屋主人的品位和个性。假如室内装饰比较过时或是陈旧需要改变面貌,房间也不需要用很多去换家具或是二次装修,只要进行一般的软装饰就能给人一种全新不同的家居感觉。软装饰与硬装饰不是分离的,而是相互依存的,软装饰与硬装饰相互协调、相互融入,会极大的增加室内的艺术效果,给人带来美的感受。 二、室内软装饰材料的设计原则 (一)比拟与联想原则 比拟作为文学中的一种修辞手法,在美学应用中也可以处处看到它的身影。联想是指人们根据现有当前的事物想到曾经看过接触到的类似、相关或是相反事物,联想可以帮助人们开阔视野、拓宽思路,引发人们的审美兴趣。通常情况下,联想的内容都是客观存在的,通过比拟手段可以使联想中的抽象意识与具体客观事物相互结合一起。如:卧室之中选择红颜色的布艺,窗户边放上长颈鹿配件以及郁郁葱葱的绿色盆栽,人们居住里面时就容易从布景与色彩中联想到活力四射、洋溢热情的非洲风格。 (二)单纯风格原则 人若单纯会让人感动,让人留恋。用在室内艺术设计上,是一种洁净、一种返璞归真,一种清极而郁的芬芳。家居风格的形成因素是多元化的,既有传统的也有现代风格的,既有物质条件也有意识形态的,此外还包括居住主人的个人才能、偏好、经历以及其他影响因素等。 (三)统一与变化原则 软装饰在整体设计布置上要按照“寓多样于统一”原则,按照位置、大小、颜色的不同将装饰材料与家具融合为一体,使软装饰与室内形成自然和谐又富有生机活力的变化与统一。家具整体上要有一致的韵味和艺术风格,居住者最好是定制成套的或是样式、格调、颜色一致的家具,加上融合人文因素,能够帮助居住者提升居住品位。 (四)突出重点原则 软装饰材料的布局与设计,要充分体现出装饰材料的主配角关系,例如一朵鲜花旁边陪衬者几片绿叶才会凸显出花儿的娇艳美丽,从而给人自然和谐的美感。假如主次不分或是重点太多,那么室内就会给人一种错综复杂的感觉,毫无美感可言,所以在设计软装饰材料时要凸显视觉中心,尽量集中人的注意力,营造出层次分明的美感。 三、软装饰材料在室内艺术设计中的应用――以织物的应用为例 软装饰主要有家居、纺织品、室内陈设以及配套工艺品等,本文对软装饰材料中最重要的织物进行了分析探讨。织物包括了帷幔与装饰织物两大部分,织物的合理搭配能够营造出室内的文雅、温和的气氛,带给人舒服的居住环境。 (一)织物与室内环境的搭配 在室内设计中,不同的织物往往所起的作用有所不同,所以设计时要有主次顺序。通常情况下,占据主要地位的织物有沙、床罩、窗帘等;其次包括了墙布与地毯等;第三才是靠垫、桌布、壁挂等。第一层次就给室内的整体装修格调与艺术风格定了基调;第二与第三层次织物要服从第一层次格调,所以在室内装饰中起到的是衬托、点缀的作用。 (二)织物的色彩运用 从艺术角度来看室内设计,室内织物的色彩搭配与花纹样式都极为重要,特别是不同的颜色呈现出不同的心理感受。如:黄色与红色等暖色调给人的感觉是积极、快乐、温馨的;蓝色、黑色等冷色调给人的感觉是个性、寒冷、神秘。在织物颜色的选取时要充分结合室内主导风格,同时要考虑温度、季节的协调性。如:在天气寒冷的冬天我们要选择红、黄暖色调从而衬托出温暖舒适的气氛,在低温中给人营造出温暖的感觉;在温度较高的夏天我们要选择蓝、灰冷色调从而衬托出凉爽、镇定的气氛,在高温中给人营造出凉爽的感觉。 (三)织物的图案应用 织物中花纹样式与图案的不同,可以增加室内艺术的韵律之美。如:一种花纹样式的不间断重复能够排列出互相联系的韵律;连续的花纹根据特定规律排列能够形成渐变的旋律;花纹样式根据特定的规律相互交叉排列能够形成交错旋律。我们可以织物图案的重复性和连续性然后按照一定的排列规律就能够得到漂亮和谐的韵律感。由于不同地区、民族、信仰的人对于相同的织物图案会有不同的感受,所以软装饰设计师在设计时要充分结合居住者的成长生活背景选取相应的图案,在使室内充满艺术、文化气氛时,也体现出了居住者的个人独特魅力。 四、结语 软装饰材料在室内装饰中的应用不单单是实体,更应该上升到灵魂核心的作用。一方面,室内环境艺术设计的效果好坏可以在软装饰材料选取与应用上的是否成功体现出来;另外一方面,我国室内设计行业是否能够创新以及创新的程度很大程度上与软装饰材料的应用有巨大的关联。 作者简介: 万淼,江苏师范大学科文学院。 室内环境艺术设计中软装饰材料的应用:软装饰材料在室内环境艺术设计中的运用分析 摘 要:随着社会的不断发展,人类的生活水平不断提高,对于室内环境艺术设计的要求也越来越高。不仅需要软装饰材料具有经济环保的特点,还要求能够充分体现室内环境的艺术氛围以及生活趣味。结合软装饰艺术,探究软装饰材料在室内环境艺术设计中的运用分析。 关键词:软装饰材料;室内环境;艺术设计;运用分析 随着社会的进步与发展,人们的环保意识不断增强,并且具有一定的艺术鉴赏能力。因此,人们在选择室内环境软装饰材料时,开始注重环保型和经济型的软装饰材料。目前,软装饰艺术逐渐受到了人们的关注和喜爱,结合软装饰艺术的现状和风格分类,探究软装饰材料的具体运用。 一、软装饰艺术 1.软装饰艺术的现状。软装饰艺术最早起源于欧洲,属于装饰物通过有机的结合所展示出的装饰艺术效果。软装饰艺术与一般的室内环境装饰艺术不同,它所追求的并非排场或者富丽堂皇的效果,而是重视室内建筑内部艺术效果的研究。目前,我国的软装饰艺术存在发展误区,室内环境设计者比较重视室内环境的硬装饰部分,使得室内空间缺乏设计感,相对单调乏味。随着人们欣赏水平的不断提高,人们开始讲究与生活环境的融合,通过软装饰艺术将相对静态的室内空间,变得更加具有生命力,使人们能够在绿色环保、科学舒适的环境中生存。 2.软装饰艺术的风格。软装饰艺术风格主要分为五类,包含欧美风格、古典风格、日式风格、中国传统风格、田园风格。其中欧美风格的特点是具有现代气息,室内的色调以简洁大方为主,通常采用组合式家具,装饰品的造型相对简洁。古典风格大部分走西方路线,装饰风格相对富丽堂皇,室内的装饰品色彩多元化、纹路复杂,具有高雅的艺术气息。日式风格具有干净利落的特点,室内面积通常较小,主要摆放日式的矮桌,突出展现室内环境的清新淡雅。中国的传统风格,主要展现中国的传统文化,采用中国独有的艺术品进行装饰,比如刺绣、书画等,并且采用中国传统风格的木质装饰品、家具,使室内环境更加具有中国传统的艺术气息。田园风格重视人类与大自然的融合,体现朴素、悠然的室内氛围,装饰品通常采用具有泥土气息的植物。 二、软装饰材料在室内环境艺术设计中的运用 1.软装饰材料。室内的软装饰材料主要包含纺织品、书画、植物、灯光、工艺品,其中纺织品属于室内空间环境中必不可少的软装饰元素;书画作品对于室内环境艺术气息的体现,起到了至关重要的作用。不仅能够展现艺术文化修养,还能通过书画渗透文化的内涵;植物对于室内空间环境起到了绿化的作用,不仅能够给室内空间带来大自然的气息,一定程度上还能起到净化空气的作用;灯光是室内环境中最为重要的元素,灯光明暗以及色彩的调节,能够体现室内环境的艺术装饰风格;工艺品的摆设,能够展现居住者的个人品味和生活追求,同样也是室内环境软装饰主题风格的展现。 2.软装饰材料的具体运用。(1)织物与室内环境之间的搭配。织物在室内环境中具有功能性的特点,并且存在一定的主次关系,比如主层为床上用品、沙发外套和窗帘织物,次层为地毯、桌布等。其中主层的织物属于室内环境软装饰的整体格调,次层织物主要起到点缀烘托的作用,充分展现室内环境的层次感。(2)织物色彩的运用。室内环境设计中织物的纹样以及色彩的运用十分重要,色彩能够带给人类最为直接的视觉体验,色彩的差异能够给人以不同的心理感受。比如,鲜艳的色调能够使人产生积极向上的心理,而相对灰暗的冷色调则会使人感到压抑,充满消极的情绪。因此,织物颜色的选择对于营造室内空间环境的气氛起到了至关重要的作用。例如,KTV等娱乐场所比较喜欢采用色彩明亮的色调,比较能够体现欢快的现场气氛,从而激发人们愉快的心情;医院属于治疗患者疾病的场所,因此通常采用暖色调,能够缓解患者和家属紧张的情绪。(3)织物图案的运用。织物的图案和花纹的不同,能够为室内空间艺术增添韵味。比如,将一种花纹样式有规律的连续重复,排列成具有特色的旋律;将连续的花纹样式同样按照一定的规律进行变化,形成具有渐变特点的韵律;将花纹样式组成部分按照一定的规律进行交叉,形成具有交错韵律的图案。只要织物图案具有一定的重复性,就能展现织物图案的韵律美,结合不同的民族、地域、宗教信仰的人对织物图案的理解。室内环境设计者应该掌握居住者个人喜好,并且尊重居住者的地域文化、宗教信仰等方面的要求,选择适合的织物图案,使室内环境更加具有独特的韵律和格调。 三、结语 综上所述,随着社会经济的不断发展,促进了我国建筑行业的发展,人们对于生活居住环境的需求也逐渐提高。软装饰材料在室内环境艺术设计中得到了广泛的应用,被越来越多的人喜爱。室内环境设计者应该积极掌握软装饰材料的特性,从而更好的运用到室内环境装饰设计的过程中,为人类提供舒适的居住环境。 室内环境艺术设计中软装饰材料的应用:软装饰材料在室内环境艺术设计中的运用 随着社会经济的不断发展,人们对于居住空间的要求也越来越高,室内环境设计越来越受到重视。过去的装修风格常常需要对居住空间进行比较大的改造,造成了资源浪费和环境污染,人们越来越倾向于使用软装饰材料来美化居住空间。软装饰材料将带给中国的室内环境艺术设计界一个重大的创新机遇,本文将着重研究软装饰材料在室内环境艺术设计中的运用理念和运用方法。 软装饰材料概述 软装饰材料是与传统装饰材料相对而言的。软装饰材料普遍拥有质地柔软的特征,从功能上来说,软装饰材料能够改善室内环境,优化居住体验,给人舒适的感觉。软装饰材料的运用是装饰工作的重要组成部分。软装饰材料一般有着丰富的色彩和图案,具有亲和力,能够塑造室内环境艺术气氛,保养起来也更加方便。 软装饰材料在室内环境艺术设计的应用现状 1.软装饰材料越来越受到重视 以往在室内环境艺术设计中,软装饰材料并不受重视。大部分室内艺术设计师都偏重于硬装饰材料的设计,好像室内空间的设计中,软装饰材料的布置不属于设计师的工作范畴一样。也没有对于软装饰材料布置的系统化的理论。但是近年来,我国的软装饰材料费用在整个装修费用中的比例不断爬升,而硬装修的费用比例却在不断下降,越来越多的人开始注意到软装饰材料巨大的发展前景。 2.室内环境艺术设计中软装饰材料选择及使用存在的问题 软装饰材料的应用目前还不太成熟,有些人已经意识到了软装饰材料的重要性,却对如何布置并不清楚。有些人盲目的追随设计师的喜好,完全按照设计师的想法来进行软装饰,导致消费者的需求没法实现。或者在选择软装饰材料时只选择昂贵的、高级的、多功能的材料,而忽视了自己的实际需求。还有的消费者走向了另外一个极端,把软装饰作为装修的主要工作,而忽略了硬装饰的需求。 软装饰材料的功能 1.柔化空间 钢筋混凝土组成的建筑空间天然的带有棱角分明的冷漠感,失去了传统建筑浓厚的人情味。软装饰材料可以很好的解决这个问题,更柔软的性质让软装饰材料给人以温暖的感受,抵消了建筑本身的冷漠感。 2.分割空间 居住空间的不同功能区需要进行分割,使用硬装修进行空间分割缺乏灵活性,软装饰材料的分割既能够保持空间的连续性,又能够起到分割效果。我国古代就会使用帘幕、屏风这类软装饰材料来分隔空间。这种方式可以随时按照喜好和需求重新进行空间分割,更有灵活性。 3.丰富空间层次 建筑中一个空间有时会有多种功能,空间的划分需要一定的层次感。软装饰材料的应用能够有效的给空间建立层次感。多种不同的装饰元素在室内空间按照视觉审美规律有序排列,相互影响,让空间富有层次和特色。软装饰材料的色调也是改变空间感的好方法,暖色调给人明朗温馨的感觉,而蓝色调则让空间显得更加空旷。少量的对比色也可以用于活跃气氛。 4.塑造气氛 空间的气氛是从多个角度塑造而成的,其中软装饰材料的作用最为明显。不管是大方、朴素、清新、庄重,这些气氛都能够靠各种各样的软装饰材料来塑造。遍布整个空间、主体统一的软装饰材料能够给置身空间中的人以精神暗示,根据色调、布置的不同形成不同的效果。除了色调,图案的应用也能起到塑造空间气氛的效果。 5.物理性能 软装饰材料一般是纺织品,纺织品有比较好的隔音功能,如果是比较厚、比较密的材料,还能够起到遮挡光线的作用。但是软装饰材料在遮挡光线的同时还能够提供基本的能见度,有利于人们的日常休息。 软装饰材料与室内环境艺术设计创新 1.绿色生态及可持续发展观念 软装饰材料在绿色生态和可持续发展中有着比较明显的优势。比如用于室内绿化的软装饰材料可以净化室内环境,同时还可以充当空气质量的监测器。其次,软装饰材料的隔音吸声效果也能够有效的降低噪音污染。第三,软装饰材料方便回收再利用,并且在自然条件下容易讲解,对于自然的污染较轻。 2.民族化设计 民族化的设计指的是在设计当中加入民族元素,塑造民族化的氛围。软装饰材料在塑造氛围这方面有着突出的作用。软装饰材料的选用的材质和图案都能够展现出民族风格。比如使用丝绸来进行软装饰就能凸显一种传统文化的氛围,使用少数民族的特有图腾就能向客人传达主人的身份或者审美情趣。如果有大量的伊斯兰元素,客人就能明白主人回民的身份。 3.人性化设计 从色彩上来看,整个空间相对统一的色调能够显示出主人的性格倾向。在小型的软装饰材料上可以使用与大环境的色彩有对比感的颜色,起到画龙点睛的作用。从图案上看,生活规律的人可以使用规则图形,喜爱二次元的人可以用动漫元素来装饰空间。不同的色彩和图案彰显出了居住者的生活品味,让居住者在空间中更加舒适惬意。 结论 综上所述,软装饰材料在室内环境艺术设计中有着重要的意义,需要引起我们的重视,本文首先分析了软装饰材料的概念、功能和在室内环境艺术设计中的运用,最后就软装饰材料与室内环境艺术设计的创新进行了分析和研究。 (作者单位:辽宁工业大学 艺术设计与建筑学院) 室内环境艺术设计中软装饰材料的应用:软装饰材料在室内环境艺术设计中的应用与研究 在物质与文化腾飞的今天,人们对于室内装饰的追求越来越高,而软装饰材料凭借其便捷舒适、搭配灵巧、色彩鲜明、层次感强的特点越来越受到人们的青睐。本文将对其发展现状、分类、应用及优点、可发展性及展望进行探讨。 引言 软装饰艺术以其优越的特性,不但使室内装饰焕然一新,而且更体现出个人的习惯、爱好甚至个人的气质与素养。在软装饰艺术蓬勃发展的今天,如何使软装饰材料更好的应用于生活,服务于生活,是一个值得探讨的话题。 软装饰艺术的发展现状 室内装饰艺术并非近现代的产物,人们对于美学,对于文化,对于精神文明的追求自古以来便一直存在,但随着近现代社会的发展,物质生活水平的提高,我国典型的“硬”装饰开始不再能满足人们的追求与喜好,加上世界文化碰撞融合的潮流,软装饰材料开始被人们所纳入自己的生活。现如今从居于时尚潮流的大都市到乡土纯情小村庄,软装饰艺术都随处可见,软装饰艺术不但被更多的人们所接纳、应用的同时也在变化与发展着。 软装饰艺术及软装饰材料的分类 1.软装饰艺术的分类 软装饰艺术在发展的同时不仅以其自身的优越性适应着不同的民族、文化,在其适应的过程中逐渐形成每个地方特有的文化类型,而且每种类型又相互传播交织,形成了多种特色的软装饰艺术风格。在我国有着我国特有文化如书法、刺绣等用于室内装饰,形成了具有中国特色的艺术风格,典雅而庄重;有简单明朗的欧美风格;有高雅大气、富丽堂皇的西方风格;有干净淡雅的日式风格以及自然淳朴具有乡土气息的乡村风格。 2.软装饰材料的分类 所谓软装饰材料通常是指在室内各空间界面的应用,且质地相对柔软的装饰材料。其应用性强,优点突出,其分类从材料可分为天然与人工材料,天然如未经加工的动物的皮毛与植物纤维,人工如人工纺织品等。从特点可分为纯装饰意义与具有实际功能的材料,纯装饰意义的材料如刺绣、字画、工艺品等,而具有实际功能的软装饰材料有窗帘、坐垫等。 软装饰材料的应用及优点 1.空间上的灵活性 软装饰材料具有良好的适用性,其搭配无论从色彩、样式、层次上都多变且较为简单,更容易迎合每个人对于装饰的不同爱好与需求,即使同样的材料在不同的环境,不同的审美观上都可以搭配出不同的效果,这显而易见的克服了死板、沉闷的装饰约束,同时给室内装饰提供了一个新方法,给我国重硬件而往往忽视舒适性的装饰理念提供了一条新思路。 2.时间上的灵活性 软装饰材料具有灵活性强的特点,软装饰材料的使用不仅可以克服空间上的装饰约束,同样在时间上也可以灵活多变,主人可根据不同的时令,不同的心情来进行不同的搭配,更好的符合与体现主人的个性与审美。 3.空间的节约性 软装饰材料的使用对于空间上做到“省”也并非难事,比如对于空间上软装饰的采用可以在不做天花板的基础上让视野变得开阔同时兼顾了室内装修的美观、舒适,更大化的拓展了室内空间,不得不说同样可以给人耳目一新的感觉。 4.实用性 软装饰材料具有一定的隔音效果,软装饰材料很多为人工纺织品、动物皮毛等,如窗帘等具有一定的隔音效果,在装饰的同时兼顾了其实用性,在繁闹的市区也能够尽可能高品质的享受生活给人一种身心愉悦之感。 5.易于更换 软装饰材料易于更换,当家居装饰太旧或者过时,需要改变时也不必花费很多的钱进行装修或者更换,通过少许新装饰以及布艺、工艺品的搭配便可以呈现出不同的面貌,给人以新鲜的感觉。 软装饰材料的可发展性及展望 1.灵活性、可变性的可发展性 软装饰材料根据其自身灵活性,可变性,克服了室内装饰的局限性,更好的突出了室内环境艺术设计的要求,符合人们对于室内装饰的追求,无论是在于空间与时间上都可以进行较为完美的适应,在很大程度上为其可持续发展奠定了根基。 2.自身的完善性 软装饰材料具有完善性,软装饰工艺是世界文化的交融,在其被人们所接受并且应用的同时就是自身完善的一个过程,每个地方的习惯、风俗不尽相同其所在各地往往就会出现不同的形式,不同的装饰方式,这不仅仅是对地方性的适应,同时也是对自身的完善,新的形势也增加了其可发展的可能性。 3.可发展性 符合绿色环保与可持续发展的价值观,软装饰材料除了灵活可变的性质外还具有可回收性,大多的软装饰材料是可以被回收利用的,这与传统的室内环境艺术设计与装饰有着很大的区别,传统的室内装饰往往很难回收,例如传统的,混凝土装饰、吊顶等,而软装饰材料可以更好的顺应社会发展的趋势。 4.认同性 软装饰材料被更多的设计者们认同与喜爱,设计者们的往往有着能够看到走在适用与时尚前沿的产品,在其优越的条件下设计师们早已发觉其优点与潜力,所以设计师们的欣赏无疑对软装饰材料的发展有着推动作用。 结语 综上所述,在飞速发展的今天,人们无论是在物质上还是精神上都时刻的丰富着自己,对于自我认知和个人生活的观念也时刻的强化着,室内装饰的舒适性开始被人们提到一个新的高度,传统室内装饰的局限以及软装饰艺术的灵活与适用性,无疑使软装饰材料逐步的成为人们生活中不可或缺产品,软装饰艺术设计的在打造舒适、适用方面、灵活的理念的同时将以全新而时尚的特点受到人们的青睐。
钢琴音乐喷泉是作为城市景观的重要组成要素以及城市不可或缺的重要人文景观之一,音乐喷泉的创新性运用无疑为城市的增添新的生机同时也能在某种程度上满足人们视觉上的观赏效果。钢琴音乐喷泉可以与特定的城市场所产生互动的效果,也能成为激发城市场所活力的重要因素。并且钢琴音乐喷泉可以为城市的文化以及魅力做出相应的贡献,成为城市发展中重要的结合点。 1音乐喷泉的场地化景观设计效果图 在城市景观设计中音乐喷泉也运用在不同的城市场所中,其形态方式等各不相同,同时与场所中发生的活动地点等各有不同的结合,能够突出城市发展中的景观设计的重要特色。此处的钢琴音乐喷泉的设计出现在城市音乐馆的广场前,作为广场的形象展示面。首先在景观设计之初预留一部分大尺度的广场空间,将广场进行重新规划设计,置入一些景观的水文元素,同时在场地的铺地设计之中采用圆形的元素营造出场地的动感化元素。音乐喷泉的设计与场地的铺地相互结合,用水柱喷泉的方式与音乐之间产生相应的互动,当钢琴音乐响起时候,水柱的高度以及方式也会产生相应的变化,能够让整体的空间感显得更加轻快。同时钢琴音乐喷泉能够与城市的广场空间产生关联,不仅是激发场所活力的重要方式,同时也是展示城市形象的重要方面,能够较好的突出城市的的景观之美。 2城市钢琴音乐喷泉景观设计效果图 城市钢琴音乐喷泉还经常出现在城市广场的转角处以及大型建筑的广场前,作为城市形象的展示面。而这种方式的喷泉设计不同于常规的广场音乐喷泉,在其形态以及体量感会有所不同。在城市转角处采用高低错落的叠水景观,高度控制在合适的区间范围内,让水不同的从上而下蔓延渗透进来,在高度平台处采用音乐喷泉的处理方式,将水柱进行均匀的排列组合形成转角的形象感。同时水柱会随着音乐的变化而发生有韵律的变动。同时音乐喷泉的节奏与韵律以及呈现出的视觉化动态图案效果能够有效的吸引外部的人进行互动化,可以让城市中的人共同参与进来与景观元素之间产生一种联系。也让城市钢琴音乐喷泉彰显出大众化与公共性。因此在城市钢琴音乐喷泉景观设计中互动化是其中展示的重点。城市钢琴音乐喷泉是比较流行的方式,在设计中将音乐与视觉动态化图案相互结合在一起,营造出比较舒适的场所空间,音乐喷泉不仅在场所中发挥着重要的展示作用,同时在自身的功能运用上通过景观环境的塑造能够提升城市居民以及大众的参与度,实现钢琴音乐喷泉的价值。 作者:李知秋 单位:英国伯明翰大学艺术与法律学部
将计算机技术运用到机械设计制造中,大大提高了机械设计制造智能化水平,在机械设计制造中占据很重要的位置。但我国机械制造设计水平同国外发达国家相比,还存在一定的距离。若是可以加大对计算机技术的研究和探索,对机械制造行业的发展是非常有利的。 1机械设计制造及其自动化 机械设计制造及自动化是一门综合型很强的学科,集工业机械、设备等各类产品的设计、制造为一体。该门学科以机械设计、制造为主,融合了计算机、自动控制等多项技术,利用各项技术优势,解决现代工程设计、制造过程中各种复杂问题,以此提升机械设计制造及其自动化水平。 2计算机技术 计算机技术在不断发展的过程中取得了一定的成果,在机械设计制造中,使用最多的有可视化、虚拟及仿真技术。计算机可视技术指的是借助计算机将机械信息转化成可视的数据信息,人们能够直接对这些数据信息进行观察、监控,从而预测机械的各项性能,掌握机械自动化运行状况,根据需要加以改进。在机械设计制造中运用该项技术,大大提升了机械设计的准确性、安全性及自动化水平。计算机虚拟技术主要利用计算机对现实情境进行模拟,实现人机交流,将人的思想观念和现代科技完美融合起来,提高机械设计制造的科学性。而计算机仿真技术主要是运用媒体形态对模型信息进行描述,将系统形态、物理及数学模型等直观、具体地呈现出来,给设计制造人员更好地进行机械制造、设计提供参考依据,同时借助计算机输入及输出功能,使机械设计自傲更加自动化、智能化。 3机械设计制造及其自动化中应用计算机技术的实践 3.1符号图形的应用 在现代机械设计制造中,液压系统是非常重要的一部分,其系统结构变得越来越复杂,而液压仿真技术的出现,大大提高了系统设计与分析的质量和效率。AMESim软件,其具备完全图形界面,在整个仿真期间都是通过图形的方式来呈现,针对液压相关元件主要运用的是基于工程领域的标准ISO符号;针对控制系统,则使用的是图表符号;针对那些没有标准符号的,则使用可以表示系统,且易被识别的图形符号。AMESim按照仿真步骤可以分成草图模式、子模型模式、参数模式以及运行模式等工作模式。在草图模式中,根据几何工程系统的基本工作原理,借助元件库各元件图表构建系统模型,完成系统模型搭建任务后,则进入到子模型模式,这时必须要为各元件挑选合适的子模型,再在参数模式下将各元件的参数设定好,如活塞直径等。最后,在运行模式下,将仿真时间、等各项初始条件设置好。完成仿真后,在根据实际情况,对相应参数进行绘图,并加以分析、探索。 3.2简化设计工作中的绘图 在机械设计制造中,涉及到很多复杂机械图的绘制,而CAD与CAM等都是很重要的计算机绘图软件,利用这些绘图软件,能够简化绘图,将复杂的机械图变得简单化,以此提升绘图效率。并且,CAD等一些计算机辅助绘图技术,可以将机械的整体结构、尺寸等准确地描绘出来,便于设计人员及时发现设计中出现的问题,并根据需要修改图纸、编辑图纸,节省时间。如在机械产品磨削过程中,可以先借助仿真技术将磨削情况进行模拟,在此基础上利用CAD等绘图软件进行机械图的绘制。借助计算机绘图技术,能够降低制图的出错率及产品生产损失,缩短制图时间。 3.3在数控编程中的应用 除了上文中所提高的计算机相关技术外,数控机床技术也是不可或缺的一部分。现如今,软件自动化编程已经成为了数控机床技术重要的编程手段。CAD与CAM等软件的应用可以提升机械设计加工的速度,机械CAD可以通过对实体质量性能进行有效查询,并完成对机械设备;零部件质量、体积等内容进行计算。模具CAD可以通过与CAM的集成应用,对复杂模型进行设计。在机械制造设计中,将CAD与CAM有效应用,能够进行机械模型的绘制,并按照机械特征来模拟与装配零件。同时,再借助其他各类技术手段,对模具途径进行有效完善,模拟加工的整个过程,生成数控程序,在数控机床完成输出与加工制造。 4结束语 总之,将计算机技术运用到机械设计制造及其自动化中,可以提升机械设计制造质量和效率,确保生产效益的最大化。随着现代计算机技术的迅猛发展,各项先进技术的应用,为机械设计制造及其自动化提供了技术支持。在未来的发展过程中,要不断地加大对计算机技术的研究和开发力度,使计算机技术向更高的层次发展,更好地为机械设计制造及其自动化服务。
近几年来,国内遭受到暴雨灾害的城市大概有400多座。传统的城市规划已经无法满足当今的要求,旧的规划导致了城市形成了大面积的无法透水区域。还有传统的快排管理方式,雨水因为城市的排水压力过大无法尽快排出,每次遇到大雨就会发生洪涝。为了改善这种情况就要合理利用雨水资源,将雨水合理利用以及约束起来。 1海绵城市 1.1海绵城市的概念 这种城市的概念比较形象,主要就是让水资源在城市中流动的更加自然。在城市中建立起完整的“海绵体”体系,从而有效地解决城市的排水压力以及水资源的利用。在解决以上问题后,海绵城市的建立同时还能改善城市气候以及美化城市环境,在解决问题上和美化环境上达到一石二鸟。最终在城市发展以及社会进步上形成可持续发展。 1.2海绵城市的实施途径 海绵城市构建的实施途径要求:维持城市的原本生态系统;恢复城市已经被破坏的部分生态系统;以最低的影响建设海绵城市。城市的开发或者是建立需要执行的基本原则就是“生态优先”,并且要求对河流附近、湿地地区等等的水资源多的地区周边的草地、林地进行保护防止被破坏。优先选择优化已经破坏的河流生态地区,借此修复生态地区的自然环境。并针对城市规划地区的降雨特点以及降雨量大小合理挖掘水渠,以此增大规划地区的水域面积。在已经建设完成的城市地区,可以采用种植草砖、下凹绿地等等的技术,改善洪流并降低城市排水压力,从而使得海绵城市建立起完整的水文网络。 1.3海绵城市的规划目标 1.3.1改善洪流压力 在河流下游的河段,因为其地势低洼致使水资源丰富,所以需要降低峰值来改善洪流压力。 1.3.2降低径流污染 原本城市的生态面貌具有优秀的生态系统和优质量的水质资源,在城市建立海绵城市的时候应该注意水质的污染情况,并通过降低雨水的径流污染改善污染水资源。 1.3.3提高雨水利用 城市可以合理的采用渗透、蓄水等等的技术来管理城市水资源,有效缓解水资源的环境。还要及时补充地下水资源以及降低城市排水压力,从而使得城市的抗洪能力得到有效的提升。利用多种技术例如雨水积蓄、湿地雨水净化等等有效改善城市生态环境。 1.3.4改善城市景观 处在流域生态敏感地带的地区具有优势的景观资源,可以选择建立最佳的休息场所。但是开发模式必须选择低冲击模式,从而能够有效保护自然环境,并且对城市的建立也有帮助。将城市水资源现状与地质条件的特点相结合,然后根据结合的特点控制径流污染。 2实例分析海绵城市理论在城市园林设计中的运用 一个公园的占地面积大概为57.68hm2,在公园中绿地占面积52.05hm2,建筑占面积1.39hm2,水体占面积0.55hm2,道路广场占地面积3.69hm2。公园内的排水水沟使用草沟构成,能够在下雨的时候将部分雨水补充进地下水。再根据计算公园年产雨量为103m3,已经远远大于了公园的景观用水量了。最后结合地形面貌,建立三座蓄水池,蓄水池的规模为300m3/座。最后根据计算算出公园内的水源使用情况,分为游客用水以及绿化浇灌用水。绿化浇灌用水等等的水资源使用全部为雨水积蓄,其中一天的最高用水量为可达570m3。若雨水集蓄量不足时,就会采用市政给水进行水量积蓄。借助相关工具分析出该公园的生态景观要素在空间上的布局关系是“基质-斑块-廊道”。使用阻力模型和分析模型对洪水过程分析。再利用CIS平台上的地形和水文以及热红外线数据进行耦合,最后的结果可以得到洪流的深度和范围以及土地类型等等的在空间上的位置。最后根据模拟结果计算出要素在空间中的敏感度。所有要素的敏感度可以作为结果,是保护海绵城市整体的依据。用相关工具分析出规划地区的地形高度,得出低洼地段的分布情况。根据结果可以找到需要保护的地段,或者当成容纳雨水的地段。再根据规划地区的数据分析,模拟出公园规划地的三维模型。再通过结合模拟水资源流向的信息以及河网信息得到公园规划地的径流图,从而更全面的了解公园规划地的自然流经形成。将水文网络中最重要的雨水径流廊道部分作为海绵城市的基本骨架。 3绿色基础设施的建设 经过对植物的冠层截留能力的研究提出,要能够实现可持续循环利用雨水,就要降低地表径流。为此应该选择种植有着高冠层雨水截留能力的植物,从而构建植物群落实现可持续循环利用雨水。可以选择以下具有高冠层雨水截留能力的植物:水黄皮、斜叶榕、揽仁树、狗牙根、倒地铃等等的植物进行绿色基础设施的建设。 4结束语 总结来说,海绵城市理论在城市园林中的运用有很大的优势。例如建设的成本相比较其他方式价格较低,总体的管理水平较低,而且可以使得城市变得更加美观。在海绵城市建设的过程中应该对城市建设的相关人员进行教育工作,使得对海绵城市理论的认识更加深刻。保护生态环境应该从人人做起,海绵城市的运用建设有助于增强人们对保护生态自然环境的重视,从而在双方面起到保护环境的作用。
1自动化技术在电子信息工程设计中的应用 近几年,我国工业已迈入现代化的发展行列,并随着社会经济与科技的发展,在工业生产领域越来越多地应用了自动化技术,凭借先进的技术优势,我国的工业发展又迈上了一个新高度,基本实现了工业生产自动化与智能化。加快了工业生产效率,对于生产设备与流程的控制管理水平也有了一定的提升。但是,我国各项先进技术的发展还不够成熟,尤其是自动化技术,虽然发展快,但起步晚,还需要不断的完善和提高。 2自动化技术 自动化技术是一门综合性较强的技术,涉及液压气压技术、控制论、计算机技术等,因其能大大提高生产效率,节省大量的人力、物力资源,因而得到人们的广泛重视,并在我国各个领域得以运用。电子工程主要是基于电子信息技术,对信息进行获取、存储的手段,电子工程设计的工作量较大,并有一定难度,自动化技术的运用能以自动化的形式完成一些设计步骤,降低了设计人员的工作压力,有效地提升了工作效率,进一步拓展了设计人员的设计思维,有助于产品创新。 3电子信息工程设计中应用自动化技术的作用 3.1提升电子信息工程设计智能化的发展速度 电子信息工程设计的主要工作内容是将信息进行处理以及精准控制,通过电子信息的相关系统,完成对该项工程的设计以及信息采集,到最后的应用环节,因此,信息因素是电子信息工程设计的重要组成部分。多数电子信息企业采用自动化技术的原因是该项技术能够改变企业的传统工作方式,节省大量的人工,并能够高效地完成工作,促进电子信息工程设计工作逐步向智能化过渡。 3.2保证电子信息工程的精准性 和传统的人工工作方式不同,自动化技术的应用在很大程度上减少了工作错误,提升了数据的准确性,充分的保证了工作的质量。自动化技术的使用能够在很大程度上超越人力工作的能力,提升设计的精准性,符合当代社会对相关技术的基本需求,并加快了电子信息工程设计工作的速度。 3.3加快电子信息工程的设计效率 在电子信息设计过程中融入自动化技术,使计算机在设计中的部分环节达到自动工作,可节省大量的人力,缓解了工作人员的工作压力。 4自动化技术在电子信息工程设计中的应用 4.1在分析电路设计以及计算机控制方面 将自动化应用技术结合到电路分析工作中,可以改进各种电路,例如:互感电路、周期性非正弦电流电路或三相电路。除分析电路设计之外,对计算机的控制也是自动化的技术工作之一。 4.2在计算机辅助设计方面 计算机的辅助设计简称为CAD,通过计算机和网络完成产品的自动化处理过程。在进行计算机辅助设计时,可将草图转变为专业的工作图,也可利用多种图片编辑软件,例如PS,对图片进行修剪或改变图片比例。在完成电子信息工程设计工作时,工作人员可输入与其相关的数据,通过计算机的整理、运算、自动设计的功能,逐步达到项目的预期设计效果。 4.3辅助办公管理 电子信息工程设计时,应对信息进行采集和处理,若是单一的依靠传统的人工作业,会影响工作的效率,难以保证相关数据的精准性。由于设计工程具有连贯性和统一性,若有一处数据出现错误,将会对后续的设计工作产生严重影响,并降低工作效率。企业在投入使用自动化设计时,能够有效地对办公工作进行辅助管理,使用过程中要详细了解自动化设计的办公原理以及使用方式,使其在办公辅助工作中发挥更大的作用,确保设计工作能够有序进行,并推进相关产业的现代化进程。 4.4在计算机的集成制造方面 在各项企业或商品不断更新的时代,应着重结合自动化技术,对产品进行不断创新,使其设计的产品更加与时俱进,符合当代社会对各项产品的发展要求,迎合市场需要。由于在很多环节都节省了人工作业,同时,也间接地节省了企业对该项产品的投资成本,工作人员能以更多的精力去完成设计工作。如今,市场竞争尤为激烈,通过该种发展战略也能为企业在市场竞争中打下良好基础,并成为企业发展的坚实后盾,促使企业获得更大的经济效益及保持企业的可持续发展。 4.5对办公管理的辅助工作 以前,对电子信息工程设计过程中的繁杂设计文件,只能依靠人工来进行处理,不仅速度十分缓慢,耗费了大量的人力物力,而且在数据处理过程中,由于精力及注意力的限制,还有各种各样的失误,造成了问题的出现。采取这样的方式工作效率十分低下,如果引用自动化技术来辅助我们对这些大量、繁杂且单一的办公文件进行处理,就可轻而易举的解决这些问题。市面上广泛应用的各种办公软件便是最好的证明。这些办公软件可以使我们通过计算机对这些大量的数据进行分析、处理、计算。不仅精确度得到了保证,而且缩短了时间,大大提高了电子信息工程设计中的工作效率,保障了设计工作的有序进行,促进了电子信息工程设计工作的进步与发展。 4.6产品设计的辅助工作 自动化技术在电子信息工程设计的各个环节都起着不容小觑的作用。CAD作为电子信息工程设计中常见的辅助设计软件,极大的减少了设计者的工作量。只需将所用的数据输入到计算机中,该软件便会自动进行数据的分析处理,最终输出设计结果。这些繁杂的操作在自动化技术衍生物的辅助下变得简单且高效,大大减轻了设计者的负担。不仅如此,在问题检查修改方面,该技术的辅助也给设计者提供了极大的帮助,设计者可以方便快速的利用该技术发现问题并进行修整,极大地提高了电子信息工程设计的智能性。 5电子信息工程与自动化技术结合的意义 在信息大爆炸的时代,大数据在给我们带来机会的同时也带来了严峻的挑战。电子信息工程领域也同样如此。如何最大程度地确保设计的精准,避免错误,如何对大量的数据进行筛选和管理是我们认真思考的问题。在我国,自动化技术已经有了一定的发展,在很多方面已经取得了极大的成就,在市面上,各种先进的软件,各种控制系统层出不穷,不断更新换代。自动化技术能够大大减少对繁杂单一工作的人力、物力投入,降低企业的生产成本。在电子信息工程中有着许多靠人工难以完成的工作,如电子工程故障检测排除,电路特性有效分析,新设计的可行性预判等复杂工作,使我们不得不做出改变。通过多年的实践,发现传统电子信息工程设计在方法和硬件上都存在着许多的局限。对此,我们应适时淘汰一些传统的老方法,紧跟时代潮流,灵活运用现代化技术手段来提高工作效率,促进电子信息工程设计的机械化、智能化,这是未来电子信息工程的发展趋势。 6结语 根据对自动化技术的应用建议以及相关经验的总结证明,将自动化技术融入到电子信息工程设计工作中是企业正确的发展方式,可利用自身功能将繁杂的设计流程简化并完美的完成,不仅提升工作效率,也是电子信息企业在社会发展洪流中走向现代化的证明。
人类似乎天生就会使用符号,用符号表达心情,用符号传达讯息,用符号沟通交流。其实,符号早已渗入我们生活的方方面面。平面设计从本质上来说也是由符号组成,可以理解为由符号的分解与符号群的组合构成。但不同的是,平面设计作为一种目的性的活动,融入了设计师的思想情感以及设计理念。虽然,平面设计最根本的功能是信息传达,但作为一种视觉化的存在,其必须能在瞬间内抓住大众的眼球才能有效地传递讯息。然而,我国的平面设计却鲜少有能让人耳目一新的感觉,很多平面设计作品都会使人产生一种“似曾相识”的错觉。机场广告牌的视觉效果没有明显的差异,书本的封面设计大同小异,商场张贴的海报也是千篇一律,平面设计同质化现象几乎随处可见,而我们也难以在浩繁的世界里遇到“怦然心动”的平面设计作品。从厚重的传统文化中走出来的茶文化囊括了丰富多姿的符号元素,将会为平面设计开辟新的发展空间。 1符号学 1.1基本内容 索绪尔在一百年前建立了符号学,并将其定义为“一门研究符号的学说”。然而,符号究竟是什么?目前为止,符号学家也难以对此作出准确界定。赵毅衡认为,“符号是携带意义的感知”,也就是说,符号与意义是相通的,符号学家据此将符号学概括为研究符号本质、发展规律以及意义的学科。符号学在法国与意大利诞生后便向欧洲扩散,继索绪尔与皮尔斯之后逐步形成了卡西尔哲学符号学和罗朗·巴尔特的语言结构主义符号学、劳特曼的历史符号学等学派,并先后形成了语言学、逻辑修辞学、卡西尔的“文化符号论”以及苏俄符号学家巴赫金四个发展模式。 1.2主要理论 索绪尔作为符号学的创始人之一,早在20世纪初便提出了以结构主义为基础的符号学理论,其从语言与言语的区分开始研究并指出“符号是语言的主要对象”,通过“能指”与“所指”这两个概念将语言符号定义为两面性的心理实体,在阐述“能指”与“所指”的关系过程中创立了“符号二重性”论,为语言符号的研究奠定了理论基础。同时,索绪尔在分析语言符号时,以语言系统内部的各项要素为切入点,提出了“语言学是符号学的分支”的观点。索绪尔从语言学的角度为符号学的发展作出了重要贡献,并将符号学的研究上升到了人类社会文化的高度,为后人的符号学研究提供了新的思考方向。皮尔斯从符号的逻辑结构入手,将符号学界定为“符号的几乎是必须的或形式上的理论”。而后,在对符号的研究中提出了“符号的三重性”论,其主张符号的基本构成是“符号代表项”、“对象”以及“解释项”,三者之间的关系变换组成了符号转化的过程。此外,皮尔斯还将符号分为图像符号、标志符号和象征符号三类。皮尔斯的符号学理论思想在当代的符号学研究领域具有相当重要的价值,并推动着符号学向更长更远的之路迈进。 2符号学对茶文化与平面设计结合的促进意义 2.1推动传统与现代的融合 茶文化作为我国传统文化的优秀代表,而平面设计则是现代艺术的产物。虽然二者存在互通之处,但是东西方文化的鸿沟依然横亘眼前。因此,茶文化与平面设计的结合不可能一帆风顺,甚至会卷入文化冲突的漩涡。而符号学视角下,茶文化中的茶画、茶诗、茶书法以及茶壶造型与茶台纹样,都可以为平面设计所吸收,只要在原有的茶文化图形元素上加以简单修改即可成为平面设计的新语言。例如,唐寅的茶画《事茗图》中的任意元素都可以为平面设计所用,青山、飞瀑、绿树、茶亭作为符号学视阈下的具体符号,势必会为现代平面设计注入新的活力。因此,符号学理论背景之下,传统茶文化为现代平面设计提供了新鲜的素材,使设计师能够以茶文化为起点利用传统文化进行平面设计,进而实现传统与现代的大融合。 2.2拓宽茶文化的应用之路 我国是四大文明古国之一,中华文明可谓源远流长。在五千年的时光长廊里,我国茶文化因其独特的文化意蕴与厚重的历史内涵而备受追捧,并一直在传统文化之林里熠熠生辉。然而,时至今日,璀璨夺目的茶文化却为五光十色的世界所湮没,年轻人被时尚的快餐文化所簇拥着而丧失了对茶文化的认知。而茶文化与平面设计在符号学的视角下相互融合,则意味着茶文化将会以视觉符号的形式融入到平面设计中,大众可以从形形色色的平面设计中了解茶文化,无形中促进了茶文化的弘扬与传承。另外,依据皮尔士的符号学理论,泛黄厚重的茶书、意境悠远的茶画以及功能多样的茶具都可以成为平面设计的灵感,一旦设计师将其应用到平面设计中,将会使人们从不同的角度加深对茶文化的认知,比如街角印着茶叶的广告牌、宣传栏里的茶德精神海报、商场展厅悬挂着的茶服等,这些无处不在的茶文化平面设计阐释了茶文化另作他用的可行性以及可能性。 2.3开创平面设计的新视角 平面设计又被称为视觉传达设计,通常是以视觉的形式表达思想与传达讯息。一般而言,平面设计所运用的设计语言以现代文化为主,无论是字体选择、版面造型、颜色搭配还是图案设计大多会采用现代艺术元素,甚少有设计师会将传统文化元素引入到平面设计领域。殊不知,传统文化的文字图形、民俗图案、喜庆纹样等符号能使现代平面设计从千篇一律的设计中脱颖而出。回归传统成为了平面设计的新潮流,引入茶文化将会使平面设计从语言符号之外的视角重新认识茶文化的符号意义。设计师在琳琅满目的茶文化中选取与设计主题相契合的视觉元素后,茶文化所蕴含的美学思想也会随之涌入到平面设计的图纸上,艺术化的信息传达使现代平面设计焕发出新的美学意蕴,与此同时,五彩缤纷的茶文化符号也会为平面设计的现代化发展开辟了广阔的空间。 3符号学指导下茶文化与平面设计的具体结合之路 3.1深入挖掘传统茶文化中的标志符号 依据皮尔斯的符号分类标准,标志符号作为一种特殊的符号能给人留下深刻印象。设计师可以从符号学的标志符号这一概念入手,深入挖掘茶文化中的标志符号,并将其渗入到平面设计中以增强视觉效果。首先,设计师可以从茶文化的基本内涵着手,从茶叶的形态、色泽以及品种逐渐向茶艺、茶道与茶书延伸,将茶文化逐一分解为某个具体的特定的元素,使其能鲜明地代表茶文化。茶艺与茶道是茶文化最为突出的代表,但设计师不能总是运用茶道与茶艺进行平面设计,必须要从茶文化的深层内涵下手,寻找更具有代表性的茶文化标志符号,例如,茶联、茶碗、茶勺等都可以作为典型的茶文化符号。其次,设计师应当结合平面设计的意图对茶文化标志符号进行创新化设计,不能原封不动地将茶文化标志符号照搬到设计之中,否则会因为主题理念不相适应而导致适得其反的效果。例如,设计师在进行西湖龙井的包装设计时,可以将西湖龙井的茶叶形态作为封面的图案,但设计师应在包装的整体设计原则之下对龙井茶叶的形态与颜色进行调整,使之与符号学的信息传达理念相符合。 3.2利用创新思维,重构茶文化平面设计符号 优秀的平面设计能给人一种良好的视觉效果,甚至能通过直观的视觉感受激发出心灵深处的共鸣情绪。符号学也包含着美学,能在符号化的过程中凸显符号的美学特性并引发大众的认同。平面设计作为符号的集合体现,所秉承的设计理念都会或多或少地受符号学的影响,亦即设计师在进行符号学平面设计时会利用符号学特有的美学原则而对设计作品进行艺术化处理。而在此过程中,设计师应当充分发挥主观能动性,以创新思维的模式将茶文化符号进行美学化重构,使其能以完美的形态融入到平面设计。一方面,设计师应当树立创新思维理念,对符号学的美学思想进行深入解读并构建独立的符号学美学框架,然后将茶画、茶书法、茶故事等一点一滴地建构到框架之中,进而建立完整的茶文化美学符号体系,从而能游刃有余地在相宜的茶文化符号上对平面设计进行创新构思。另一方面,设计师也应该从符号学的“二重性理论”出发,发挥想象力以创造性思维创设茶文化符号与平面设计之间的“指代”关系,赋予每一茶文化符号特殊的设计意义,使大众能在新建茶文化符号意义中领会平面设计的用意。
1场所环艺设计及装饰 1.1非茶场所设计趋势 非茶场所主要指与传统茶文化相对立的现代流行场所设计。目前,现代流行设计趋势分为两类。一方面,全球化背景下欧美流行文化逐渐渗透到我国人民的日常生活中,以欧美风为审美标准的场所设计开始普及。从整体欧式风格建筑商圈、到场所室内的风格设计,都以北欧冷调风、美国田园风、法国文艺风等欧美风格为主导。另一方面,为进行场所设计的创新,许多设计师都会施行场所中西结合的双向设计。例如著名的“荷花亭”饭店,便是标准的中西融合餐厅,既有中式乌龙茶,又有英国红茶。这类中西结合的场所设计中的装饰及布局都比较杂乱,场所的文化结合设计还没有找到稳固的立足点,因此,场所的融合式设计较为突兀。非茶场所的主题与文化虽不在茶传统元素分类之中,但可以以传统茶场所在现代文化中的复兴为借鉴,多角度地应用于中西、古今文化场所,制定出非茶场所的创新设计体系及融合方式。 1.2非茶场所装饰特点 茶场所的装饰特点以“茶”为主题,进行各类茶周边产品的摆放、推广。总而言之,茶场所的装饰都是为“茶文化”这一核心主题服务的,都是围绕地区的地域性或民族性茶特点来进行设计改造。非茶场所的装饰多以“审美”为主,不注重装饰的文化内涵以及与主题的契合度。在许多英式早茶馆中,场所的设计以及装饰多以混杂的欧洲风格为主,装饰的烛台是美式的、板凳和茶具又是法式的。场所的装饰设计多以现代人对高级场所的认知以及审美为主要走向,完全忽略了英国茶元素。由此可见,非茶场所也是由不同的主题进行发展的,然而其场所装饰设计理念却越来越偏离主题文化,只看外表不看内涵。茶场所虽然也有为审美而设计的西方传统装饰,但装饰作为修饰和辅助,并不影响整体的设计格局。综上,非茶场所的装饰设计越发本末倒置,忽略了主题文化的核心内涵。 1.3文化装饰价值走向 现阶段的文化装饰价值走向以“审美、新奇”为主。即不仅装饰要给人一种美感,更要给人一种独特的视觉冲击。才能够让顾客在无数个美感固化的场所中对所在场所记忆深刻。在茶场所中,以茶叶为形状而设计的洗手台、香皂盒、熏香摆件和吊灯等创意装饰层出不穷。这些装饰设计在不影响整体传统文化的同时,给人一种奇妙的审美体验,甚至能够烘托整体的场所氛围。非茶场所的装饰同样以新奇的设计为主,但因没有核心主题的支撑,场所负责人只考虑新奇而忽略了在文化主题之下扩展的文化内涵,因而找来了许多与场所主题环境和氛围不同的独特装饰。然而这些装饰无法在场所中形成整体性,与场所无法有机融合。由此可见,现代的场所文化装饰价值走向虽以审美为主,但更注重在文化内涵上进行思维发散、装饰设计,而非空洞的美学观感。 2茶文化装饰普及可行性分析 2.1茶物品表象装饰 茶物品的表象装饰是指以茶器具(茶笋、茶籝、茶舍、茶灶、茶焙、茶鼎、茶瓯)、茶叶形状及色泽、茶画、茶服饰等实体物品为基础,进行装饰设计的具象物品。茶物品的表象装饰因其做工的精美度、涵盖内容的广泛度,在非茶场所的融入普及具有可行性。首先,以茶器具和服饰为代表的装饰设计,能够在以中国元素为主题的非茶场所室内进行桌面摆件装饰以及墙上挂饰设计。其次,以茶叶形状及色泽为主题设计的各类装饰物,能够在各类外国主题场所做少数的辅助性美感装饰。除此之外,各类娱乐场所、办公场所等,都能够利用茶器具进行装饰设计。甚至在公共区域场所,以茶叶形状而设计的落地装饰、以茶盆景为主的公园装饰,都能够进行普及发展。综上,茶物品表象装饰能够在各类场所进行不同程度的装饰设计。 2.2茶文化内涵装饰 茶文化内涵装饰指以茶文化的思维元素为主,进行物品设计的装饰。茶文化的内涵装饰多具有抽象性,并且能够和各类文化融合。因此,茶文化的思维性装饰普及度,较茶表象物品的普及度可行性更高。一方面,以茶道为主体而设计出来的装饰应用较多。这类装饰多在企业办公区域或学校、小区等公共区域进行普及,并以挂画、茶字、刻石等较大的装饰物为主。茶文化的内涵装饰多在公共区域,旨在用茶德时刻警醒人民,提高自身的思想素质与道德修养。另一方面,以茶文化融合精神、茶太极精神等茶抽象精神为主的各类装饰,能够与外国或现代文化融合,并装饰在非茶主题场景内而不显突兀。此类装饰不以茶物品的表象形状为设计理念,而以茶精神的内涵为设计思路。设计的物品多以雕塑、绘画为主,旨在通过中西融合的茶文化装饰,凸显全球化趋势下我国对文化兼容并包的方针政策,促进文化繁荣革新。 2.3茶思维装饰应用 前文提到,茶文化内涵式的装饰普及应用度较广。通过研究,茶思维装饰能够应用到各个方面。茶思维装饰应用不仅指从茶的具体思维发散而进行设计的装饰,还指从理论思维层面出发,利用茶文化思维,对非茶场所中与茶无关的场所装饰设计进行创新整改的思路。茶太极思维下的融合思维能够让现代娱乐场所吸收各方文化元素,将传统精神与娱乐精神相融合,开发出大众喜闻乐见的娱乐场所。茶建构主义思维能够让设计师在环艺设计中注重整体性与细节性的统一;而茶绿色生态思维则能让环艺装饰注重生态环保,即装饰品的应用要考虑到当地的气候及生态环境,多以环保节能材料的使用为主。 3非茶场所中的茶装饰融入策略 3.1开发场景融入模拟方案 通过分析,我们对茶文化装饰融入非茶场所的探讨结论十分可行。为进一步将可行性转为实践结果,必须开发场景融入模拟方案。一方面,在计算机技术下,将装饰设计进行3D建模与场景融合,再由系统测算出装饰融入场景的契合度。提前模拟场景融入,能够节约成本,并通过人工智能系统的测算建议,对装饰的设计思路以及摆放空间进行改动。另一方面,通过计算机模拟场景融入的结果,直接通过系统复制出类似场景的不同融入方案。节约效率和人力的同时,将方案归类存档,可以直接应用在各类场景装饰设计之中。 3.2创新文化交融装饰内涵 从古至今,茶文化的内涵一直在演变、流传和扩大。近代茶科学的出现,让茶文化的内涵又多了新的科学性解析和层次。基于此,为将茶文化装饰更合理的融入非茶场所的环艺设计中,必须创新装饰设计中文化交融的内涵。在茶学之下,将茶文化内涵与现阶段的各类主体场所文化进行交融测算,找出共同点后进行有机融合。例如将中国传统茶文化的儒学“仁爱”观念与西方人权主义相结合,创建出以“人和仁”相结合的抽象装饰物。在此范例下,将茶文化与各类文化交融结合,并将其可行性的结合方案制定出体系和理论脉络。将装饰设计的内涵体系与前文的模拟场景建构体系相结合,扩大茶文化装饰的融入标准及规模。 3.3构建场所思维虚拟装饰 虚拟装饰是以茶文化为主题,在非茶场所进行仿真体验的装饰设计。在此之下的场所“思维”虚拟装饰,则多以茶思维为主,进行与顾客之间的虚拟交互。例如在国家“光盘行动”的方针下,设计师在各饭店酒楼增加3D模拟现实投影系统。基于茶思维的绿色环保理论,系统在顾客点菜前,会在饭桌上投影出世界资源缺乏的3D场景,提醒顾客不浪费、不多点。由此可见,虚拟装饰多以茶的某一特定思维为发散点,在非茶场所进行思维渗透以及智能交互。在宣扬茶思维优秀理论的同时提高顾客的互动体验度。最重要的是,茶思维虚拟装饰不会干扰到现实场所的主题设计,因此,是最容易在非茶场所普及的茶文化装饰。 4结论 通过开发非茶场所的场景融入方案、创新茶文化与其他文化的装饰交融内涵,让茶文化装饰融入的理论研究投入到实践中来,茶文化装饰逐步融入到各类场所环境中。经过场所的思维虚拟装饰构建,茶文化的装饰融入逐步向更高阶的层次发展。茶装饰不再只是起辅助作用的场景设计,而是能够烘托整体场景环境、提高整体环境设计契合度的关键因素。
职业能力主要包括职业品格、职业技能、职业知识,其中技能是核心,知识是基础,品格是内在因素。职业能力的高低,影响着一个人能否顺利完成某种职业活动。职业能力是从事职业活动必备的条件,是劳动者综合素质的体现,综合素质越高工作能力越高。环境设计专业大学生是设计行业的应用型人才,其培养目标更具有职业定向性。正因为如此,高校要采取有力措施培养学生技术转化与艺术创新能力、群体合作分工能力与吃苦耐劳精神、社会沟通交往与社会服务能力、组织管理能力,唯有如此才能使新时代环境设计专业大学生成为“中国制造2025”的中坚力量。 1环境设计专业大学生职业能力培养的影响因素 环境设计专业大学生职业能力的培养是一个非常复杂的系统工程,受到学校管理因素、思想政治工作因素以及社会企业因素的影响。第一,学校管理因素对环境设计专业大学生职业能力培养具有直接影响。对于高校而言,优质的管理体系是职业能力培养的基本保障。要培养学生良好的职业能力,必须将职业能力培养融入管理理念、管理制度之中,唯有如此才能充分发挥学校资源,运行良好的人才培养模式,培养出一流的具有特色职业设计能力的人才。因此高校必须规范管理、加强领导、充实力量、整顿组织、创新机制、健全体系、提高工作效能,增强对大学生核心职业能力培养过程的控制力。第二,思想政治教育工作对环境设计专业大学生职业能力培养具有重要影响。思想政治工作重在以摆事实、讲道理的方式教育学生勤学苦练提高技艺水准,对于环境设计专业大学生职业能力培养具有潜移默化的作用,能使环境设计专业大学生产生提高专业技能、扎根基层一线建功立业的内生动力,从而形成正确的职业认知,成长为“中国制造2025”所需的专业技能人才。第三,企业因素是影响环境设计专业大学生职业能力培养的关键因素。就业乃民生之本,从高校来讲,开展实践教学,以就业为导向培养人才,无论是培养计划还是课程设置,都要以企业的实际需求为出发点和落脚点。因此,环境设计专业大学生职业能力的形成需要学校和企业把教学与生产、研发工作结合起来,在人才培养过程中共同发力,唯有如此才能实现互动双赢、优势互补、利益共享,实现办学效益与经济效益的最大化。由此可见,加强环境设计专业大学生职业能力培养,必须高度重视管理、思想政治工作和与企事业单位对接等重要因素,唯有如此才能使他们尽快成长成才。 2环境设计专业大学生职业能力培养面临的问题 近年来,高校立足于产学研深度合作,积极优化学生职业能力培养策略,使学生的职业能力得到了大幅提升。但是由于历史和现实诸多因素的限制,环境设计专业大学生职业能力培养依然面临着较为突出的问题,是高校推进“双高”建设过程中必须认真对待的问题。 2.1对职业能力教育重视不够 高校长期以来以就业为主导,这本是正确的,但由于历史和现实多方面因素的限制,使得高校舍本逐末,将办学的主要精力放在了顶岗实习和就业安置方面,从数据上看确实完成了任务,但学生就业后是否有足够的职业能力胜任工作、能否有好的职业前景等方面关注不够,忽视学生职业能力不仅耽误其个人的生存和发展,也让高校损失了很多本应很优秀的校友,更无法满足国家对人才的需求。因此,关注学生在校期间学到了什么,关心学生是否具备足够的职业能力非常重要。随着产学研合作的深入推进,理论授课的削减和实践创作学时的增加使环境设计专业大学生对本专业将来职业发展认知不明确,对学校开设的关于设计能力、思想政治教育等课程不够重视,盲目地认为拥有独立绘图能力就能在社会上站稳脚跟,因而迫切希望尽快就业,因而对职业能力的培养也没有引起足够重视,认为自己到社会上在跟着拥有多年职业经验的老设计师学习就行,没有把提高职业能力作为自身的内在本质要求。而应届生则没有准确定位自己,整日吃、喝、玩、乐,放松了对专业知识的学习和提高,导致环境设计专业大学生在校学习期间的职业能力提升较为有限。 2.2课程教育主渠道不突出 课程教育主渠道不突出是环境设计专业大学生职业能力培养过程中面临的较为突出的问题,主要表现为高校没有充分发挥现代学徒制在职业能力培养过程中的作用,过分突出职业能力培养中突出专业知识、专业理论的传授,忽视了专业技能和专业素质的培养,特别是一些高校的理论课程的比重明显大于实践课程,片面追求课程的大而全和知识体系的完整,对实践技能的培养重视不够,专业实践性教学内容不突出,学生在顶岗实习之前独立设计、自己摸索、创新来解决问题的机会较为有限,对实践技能的指导与传授不够,导致学生设计技能熟练度低,对工作问题的解决效率低下,难以做出正确的设计理念的创新,不能很好地适应工作岗位,不能满足“中国制造2025”对劳动力素质的要求。不仅如此,一些高校在环境设计专业人才培养中片面强调专业课程的传授,忽视了对学生思想政治教育的引领,如果这一问题不能得到解决,那么提升环境设计专业大学生职业能力也就成为了一句空话。 2.3职业能力培养方式滞后 职业能力培养方式滞后是环境设计专业大学生职业能力培养过程中面临的主要问题,主要体现为在职业能力培养过程中把培养重点简单化、校企合作渠道不通畅———校企合作的内容仅限于学生的实训环节的共同教学,仅限于学生到公司实习,企业委派实践能力丰富的设计师到学校授课。关于学生的培养方案,专业设置,学生评估及职业能力测定等深层次的问题没有涉及,使顶岗实习流于形式,没有充分发挥现代学徒制的职业能力培养引领作用,没有达到校企合作共同培养和锻炼学生设计能力的目的。由此可见,高校要提高学生职业能力培养的水平,必须从办学发展的高度重视职业能力培养,在职业能力培养的协调性和培养方式上下功夫,唯有如此才能培养出适应“中国制造2025”的专业技能人才。 3环境设计专业大学生职业能力培养的策略 高校要从产学研深度合作的实际出发,立足自身的办学特点高度重视学生的职业能力培养工作,使之专业技能得到真正提升,成长为社会主义现代化建设的有用之才。 3.1高度重视职业能力培养 优化环境设计专业大学生职业能力培养,第一要义是高度重视职业能力塑造。环境设计专业大学生是家装行业的主力,也是“中国制造2025”的中坚力量。作为中国特色社会主义新时代的应用型设计人才,其职业能力如何不仅关系到其能否顺利就业,而且关系到未来家装行业设计队伍的质量。正因为如此,高校必须从办学发展全局高度重视学生的职业能力培养,将职业能力培养作为教学工作和就业指导工作的主要内容,积极探索职业能力培养的有效方法,将职业能力培养纳入学生在校学习的全过程,发挥专业教师、行业专家、辅导员、就业管理部门在职业能力培养过程中的合力,着力提升环境设计专业大学生的生产技能,达到提升环境设计专业大学生专业技能、促进环境设计专业大学生顺利就业的目的,使之成长为中国特色社会主义新时代经济发展过程中用得上、留得住的专业技能型人才。因而要着力培养学生的设计能力,在设计方法、制图能力的传授上狠下功夫,使之尽快实现独立设计和独立提案,继而尽快投身于设计实践。 3.2发挥课程教育的主渠道作用 优化环境设计专业大学生职业能力教育,关键要发挥课程教育的主渠道作用,在课堂教学中向学生传授技能,引导学生应用设计技能,使之转化为学生的职业能力。高校要根据专业的培养目标,从学情实际出发构建合理的专业课程体系,使之侧重于学生设计素养的形成和设计基本功的训练。不仅如此,高校要以思想政治理论课为载体,通过优化教学内容,激发学生提升职业能力的内生动力。在实践中,思想政治理论课教师要从学情实际出发,找寻《思想道德与法治》教学内容与职业能力提升的契合点,选取第五章第三节《遵守公民道德准则》中关于“职业道德”的教学内容结合新时代大国工匠和长白山技能名师学习成才的事迹开展案例教学,帮助学生树立成长成才的信心,将教学内容转化为学生勤学苦练的动力。不仅如此,高校要采取多种途径和方法,加大经费投入的力度,改造、补充、完善校内原有的实验实训基地,给学生提供真实的实践客体和适时的实践技能指导,使之对主要技能达到独立操作和熟练的程度。实践中,专业课教师要从学生的学习基础和接受能力出发,改变原有坐而论道式的授课方式,通过学做结合的方式使教材内容具体化为生产实践。教师在讲解《展示设计》一门课程时要根据不同类型生源采取不同的教学方法:对于设计理念突出并有很好的绘图能力的学生来说,引导学生参加“卡戳杯”吉林省会展创新创业竞赛。以竞赛的体系和要求指导学生们对展示设计这门课程的学习和空间的设计,以赛促学的方式来引导同学们成长长才,使环境设计专业大学生在学习之后形成正确的自我认知,更为准确地认识自身职业能力的特点,克服妄自菲薄和自以为是的缺点,进而正确地进行职业选择,促进学生今后的职业生涯健康发展。 3.3注重校企合作 优化新时代环境设计专业大学生职业能力教育,关键是以发挥工学结合的优势,与企业加强职业能力培养教育方面的合作,共同培养市场(企业)需要的人才,使高校的办学特色更加鲜明。第一,高校要整合学校和企业的资源,在实践中与实习实训单位深化产学交流,明确二者之间的分工,共同制定与实施人才培养目标、教学计划的管理方案,由学校负责理论教学和考核,企业负责实习工作和考核,以达到理论知识与实践动手能力的有力结合。企业可以把企业研发、企业人才储备计划和学生职业能力培养联系起来,提高企业培养的针对性。在实习中选拔那些在实习中表现良好的学生,并和这些学生达成工作意向,实现企业招聘和学生就业的无缝衔接,这样既能培养学生的职业能力和高校人才培养的实践探索,还能为企业节省培养、培训新员工的成本。第二,学校和企业要共同实施专业课与实践课教学。学院重视专兼结合师资队伍建设,聘请企业一线技术人员来校实施专业课和实践课教学,并参与对学生职业能力的考核。学校要建立了访问工程师制度,选派教师到企业培训,提升了他们实践教学能力和科技开发能力。在实施专业课与实践课教学中,校企双方要共同编写校本教材,体现了合作劳动的成果。此外,校企双方要共同为毕业生就业提供服务。学院与合作企业及用人单位密切联系,共同做好毕业生就业工作,共同进行毕业生质量跟踪调查,根据企业对毕业生的评价和毕业生本人及家长的意见反馈,改进学校的教学和管理工作。第三,言传身教在专业技能人才的培养过程中是不可或缺的,通过行业导师的言传身教提升学生的设计技能。高校要充分发挥现代学徒制的引领作用,针对不同学生的不同特点,因材施教,为他们配备德才兼具的行业导师手把手教授学生生产本领。增加顶岗实习的学时、学分比重,并增加区间考核,使学生认识到成绩都是奋斗出来的,让学生在专业实践中领悟什么是知行合一,明白自己要成为什么样的人,并为自己的目标而奋斗,同时了解“中国制造2025”的政策,清楚自己如何与国家结合,实现自己的职业理想、人生理想。2022年春季学期开学伊始,长春大学旅游学院在深化现代学徒制人才培养模式改革过程中要求学生认真跟随企业导师学习设计技能,在学习实践过程中认真总结企业导师的设计工作经验,并将之纳入专业综合实习的考察范围,使学生进一步明确了“跟企业导师学习什么、怎样跟企业导师学习”的方法,促进了环境设计专业大学生职业能力的形成。环境设计专业大学生是未来设计队伍的主力军,其职业能力的好坏关系到“中国制造2025”目标能否如期实现。面对着东北老工业基地产业结构深度调整的全新使命,高校要高度重视学生职业能力的培养和提升,使之顺利成长成才,进而在生产一线建功立业,助力社会主义现代化目标如期实现。因此,高校必须积极探索职业能力培养的策略,使之在未来的职业生涯中走得更稳、更长。 参考文献 [1]舒文.职业能力培养学校创立与运营研究[M].成都:西南交通大学出版社,2017:2. [2]孙斐,葛益娟.导游实务[M].大连:东北财经大学出版社,2018:67. [3]于冬波,杜中彬.吉林省高校环境设计专业产学研协同育人升级路径研究———以新业态发展为视角[J].现代商贸工业,2023,44(04):24-26. [4]李平.基于TRIZ理论的环境设计课程教学与创新教育融合研究[J].现代商贸工业,2021,42(29):126-127. 作者:郭维维 单位:长春大学旅游学院
一、引言 为主动应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略,教育部积极推进新工科建设,先后形成“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,旨在形成领跑全球工程教育的中国模式和中国标准,打造世界工程创新中心和人才高地。新工科建设的重点是探索工程教育的新模式,建立全面融入工程环境的课程体系,目标是让全体毕业生在知识、能力和个人素质等方面满足工程创新的要求。 二、嵌入式工程人才应具备的知识和能力 嵌入式工程师的主要工作是嵌入式系统设计和开发,包括硬件系统的建立和相关软件的开发、移植、调试等工作。一般可以分为嵌入式硬件工程师、嵌入式底层驱动工程师和嵌入式应用软件工程师。硬件工程师负责硬件系统的设计、制作和调试,包括外围电路芯片的选择、接口电路的设计、板级的测试(需要自己写程序测试硬件的基本功能)。硬件工程师需要掌握模拟和数字电子技术、计算机原理和接口技术和底层程序设计知识,具备数模混合硬件电路和数字逻辑系统的设计能力以及设计底层程序测试硬件系统的能力。底层驱动工程师负责开发与硬件关系最密切的底层软件和初级的硬件驱动程序,需要具备数字电子技术、计算机原理和接口技术、操作系统原理、数据结构与算法方面的基础知识,要求能看懂嵌入式系统的电路原理图,熟悉处理器的体系架构,熟悉各种通讯协议,能设计和调试底层的驱动程序,能根据需要对操作系统进行移植和裁剪。应用软件工程师负责设计系统的应用软件来实现应用系统的各种功能。嵌入式应用软件工程师需要掌握的知识有C/C++语言、操作系统原理、数据结构与算法。从上面的分析可以看出,嵌入式工程师的知识结构可以用一个三层结构来描述,其中C程序设计和计算机原理是两块重要的支撑构件,电路、电子技术和数学物理基础是这个知识结构的基石,而操作系统、数据结构与算法和嵌入式系统设计是上层建筑。上述分析还表明,实际研发工作对于嵌入式硬件工程师和嵌入式软件工程师的能力需求相差很大,而对于在校的大学生来说,过早地确定硬件或者软件方向是不现实的,也是不合理的。 三、目前嵌入式工程人才培养体系存在的问题 “微机原理与接口技术”是工科学生接触计算机底层硬件的第一门课程。这门课以Intel8086CPU为主线,系统讲述微型计算机系统的基本组成、工作原理、指令系统及汇编语言程序设计、半导体存储器技术、硬件接口技术、总线技术、PC的软件体系以及PC应用系统设计举例。这门课对于帮助学生掌握微型计算机的原理和硬件接口技术,建立微型计算机系统的整体概念具有非常重要的意义,是一门重要的计算机基础课。但是,随着计算机硬件的高速发展和更新换代,这门开设了30年的基础课与实际工程应用之间的距离越拉越大。首先是其内容已经陈旧,陈旧到连实验设备都不容易找到了。为了便于学生入门,这门课采用8086CPU作为模型来讲解。但是现在8086芯片已经停产了,很多学校已经不能给学生提供基于8086的实验设备。有的学校甚至采用FPGA来实现8086CPU,以解决实验的问题。其次是不容易引起学生的兴趣,因为学生无法把课堂所学应用到实际当中去。因此这门基础课逐渐出现了两种形态:一种是继续坚持讲8086架构,把这门课纯粹作为一门计算机理论课来讲,然后在后面的学期里开设重在应用的单片机和嵌入式系统课程;另一种形态是干脆用51系列单片机替代8086CPU,试图用8位单片机的体系架构解释计算机的底层硬件原理。以上两种形态都存在着明显的问题:花一个学期的时间讲那些不能联系实际的理论基础,会让学生对计算机硬件失去兴趣;而51单片机的架构又过于简单,无法透彻地解释32位/64位计算机的结构特点和相关基础理论知识。面对“微机原理与接口技术”这门课程在各个专业教学计划中的尴尬现状,许多专业又先后把“单片机应用技术”、“嵌入式系统”、“DSP系统设计”列入专业选修课,构成一个课程群。但是,这个课程群存在下列问题: 1.“微机原理与接口技术”的作用不明确,教学内容亟待调整和优化; 2.“单片机应用技术”所采用的51体系与后续的“嵌入式系统”之间跨度过大,很多学生要再花很多时间才能掌握实用的嵌入式系统开发技术; 3.课程群里的各门课程之间内容没有经过统一设计,学时利用效率低。 四、以能力需求为基础的嵌入式工程师集成培养方案设计 针对上述实际问题,我们提出一个新的面向能力需求的嵌入式工程师集成培养方案。如图1所示,这个培养方案以“工程设计实践”、“移动机器人工程专题L1、L2、L3、L4”和毕业设计作为嵌入式工程师实践活动的主线和载体。在这个贯穿整个本科阶段的实践过程中,学生通过参与实践项目,接触和运用各种适合项目需要的嵌入式处理器和系统,通过边干边学来培养自己的各种基础能力,尤其是上述第4项能力。这个新的培养方案的特点是在利用现在已经开设的教学和实践课程,加强课程教学之间的呼应。为了做到这一点,应该建立专题实践课程教学和专业课程教学之间的呼应机制和C语言教学与微机原里教学之间的呼应机制。可以采用以下办法: 1.专业课教师参与专题实践课项目的辅导,指导专题实践中学生的选题、方案设计、制作和调试。 2.专业课教学以专题实践课的项目作为典型案例。 3.专业课的教学以专题实践课项目中的某个部分完成的情况作为平时成绩。 4.C语言的教学中采用51单片机上的程序作为例子和作业。 5.工程设计实践和工程专题的项目采用C语言编程的嵌入式系统。 6.计算机程序设计课程改为学习C语言程序设计,而现在的C语言课程改为“单片机C语言”编程,放在微机原理(单片机)的后面开设。 7.在“单片机C语言”课程中加入关于实时操作系统的内容。 五、结语 以能力需求为基础,以工程实践为骨架,用从一年级的移动机器人项目到高年级的工程专题工作室项目构成一个进阶式的工程实践环境。整个嵌入式人才培养课程体系是建构在这个工程实践环境中的。教学实践表明,单片机课程为学生提供了一个很好的入口,学生很快找到了用程序实现预期功能的乐趣,建立了信心。而在单片机课程中加入的接口技术、跨平台应用和最小系统设计,为复杂的嵌入式系统打下了基础。从单片机进阶到ARM的汇编程设计,既有利于理解复杂计算机系统的工作原理,又直接为今后编写底层驱动打下基础,可谓一举两得。此方案实施两年来,学生在嵌入式系统开发方面的能力明显增强,在参加全国比赛中获得良好的成绩。 参考文献: [1]张俊梅.自动化专业微机类课程群改革研究[J].北京化工大学学报(社会科学版),2015,(2):85-88. [2]徐晓红.微机接口技术系列课程实践教学改革[J].电气电子教学学报,2015,(2):43-45. [3]陈立刚,徐晓红.“计算机硬件技术基础”教学内容改革[J].电气电子教学学报,2013,(2):77-79. 作者:王建萍 单位:深圳大学机电与控制工程学院
1.开关电源充电器充电器概述 在电子设备中,电源为重要的组成部分,能否实现电源高效管理直接影响产品性能。而针对便携式设备,对电源输出电压、体积、可靠性等有不同的要求。在电子设备向着智能化、轻薄化和多功能的方向发展的同时,包含电池在内的一些传统电源已经难以在容量、体积等方面满足设备功耗要求。而实现开关电源充电器的设计,则能对开关电源重量轻、体积小、能量转换效率高等优势进行充分利用,满足现代电子设备的充电需求[1]。 2.开关电源充电器的电磁仿真分析 从上述分析来看,开关电源充电器会受到电磁干扰的影响,所以在设计前还应加强电磁仿真分析,以便及早发现电磁兼容隐患,从而通过消除隐患完成电路合理设计。 2.1电磁干扰分析 在开关电源充电器研发方面,还要加强产品电磁仿真分析,即确定产品在抗电磁干扰方面的能力,需要对产品的电磁兼容性进行测试,保证产品质量能够满足要求。针对开关电源充电器,电源噪声干扰主要可以划分为高频震荡噪声和浪涌噪声,采用差模和共模的形式传导,会给周围空间带来辐射噪声。在实际进行电磁仿真测试时,需要完成传导测试、谐波电流测试、浪涌测试等各种测试,确定其能否实现各种电磁噪声干扰的抵抗。在实际进行测试方法选用时,还要结合开关电源电磁干扰产生机理进行分析,方能加强对电源共模和差模噪声源阻抗设计。在实际分析过程中,还要加强仿真技术运用,即完成各种元器件高频模型库的建立,通过仿真在开关电源充电器设计前完成其电磁性能的预测,确保产品得到合理设计。在电磁干扰测试时,需要对被测件产生的非预期电磁分量进行测量,利用时频特性完成产品电磁干扰特性的描述[2]。 2.2电磁干扰测试仿真 从开关电源所受的电磁干扰来看,会受到输入整流回路、开关回路、次级整流回路等各种回路中电感、电容等元器件的电磁干扰,同时也会受到电路构成的空间电磁辐射的干扰。此外,不合理的布线和结构布局,同样会给开关电源带来强烈的电磁干扰。在建模仿真分析时,还应完成元器件和子系统仿真模型的建立,利用计算机完成仿真计算,实现对电磁干扰水平的科学预估。在电磁干扰超出限定值的情况下,可以进行电路设计的修改,达到实现电路合理设计的目标。在仿真建模时,针对分立无源器件,可以通过实验测量完成简化SPICE模型的建立,如图1所示,会利用电磁场模型提取软件进行相应模型的提取,完成元器件端口电气特性的分析,将关键信号和敏感信号的传输关系得到最大限度的建立。对高频开关电源进行仿真,还要对电源外壳内部通风位置和开关面的电场分布进行分析,确定是否存在能量泄露,以免产生较大电磁辐射。针对电源屏蔽结构,需要采用PLO仿真,得到与暗室测试相符合的仿真分析结果。如图2所示,输入3V,输出3.38V,系统无漏电感造成的电压下降情况。采用该种仿真方法,则能找到系统电磁波泄露源头,如穿过机箱的电缆等[3]。通过从源头上防治电磁泄露,则能使产品电磁屏蔽效果得到改善。对子系统进行仿真,则要重点进行部件结构研究,利用CAD实现几何模型的导入,节省仿真建模时间。变压器二次侧电压尖峰得到了有效抑制,可以减少电源损耗。利用仿真得到的各种系统部件,可以对其电磁特性展开分析,完成系统电磁兼容的设计优化。采用仿真软件,也能对系统所受的仅电磁场敷设进行测量,确定系统电磁场分布情况。 3.开关电源充电器的电路设计研究 3.1电路结构设计 在电路结构设计中,采用基于DC-DC转换器的拓扑结构,利用LTC3245电路作为电源电路。而采用该种电路结构,从电磁仿真结果来看电磁干扰较小,能够拥有1:1降压、2:1降压和1:2升压这三种转换模式,通过外界快速充电电容即能结合输入电压和输出电压完成不同转换率的选择。在输入电压超出输出电压两倍时,即选择2:1降压模式,在输入电压在Vout和2Vout之间时,选择1:1降压模式,输入电压小于输出电压选择1:2升压模式。对输出电压进行检测,则能完成每个周期电荷量转移,实现转换率的调节。采用该种方式,可以降低输出纹波。在LTC3245电路中,拥有电荷泵、基准电压源、输出电压可调和PWM控制等部分,以电荷泵为核心,实现电源升降压调节。利用PWM控制信号,则能进行泵的充放电控制。利用MOS管作为模拟开关,则能使输入电阻得到减小,达到提高电路输出效率的目的。利用基准电压源,可以进行稳定参考电压的提供。而电路内部有两个电压源,即1.2V和1.4V。采用电压比较器对多路复用开关输出信号进行比较,则能实现泵脉冲信号控制,满足输出电压的调节需求。 3.2控制电路设计 针对开关电源受到的各种电磁干扰,如谐波电流干扰、线路传导干扰等,在充电器设计时可以通过增强输入和输出端口滤波设计减小干扰,也能通过加强接地处理减少干扰影响,促使电路性能得到进一步提高。在控制电路设计上,为减少电源受到的电磁干扰,还要使电流经过整流器和滤波器后进入电压调节器,以便得到稳定的直流电源。具体来讲,就是在电流经过半波整流电路后,会通过二极管VD。而采用正和负两种半波整流二极管,则能使电流在正弦周期中通过一半,达到引进负半周期参数的目的,完成全波整流器电路的设计。在信号采集方面,多数电路可以在直流电压下稳定控制。而在与负载连接方面,需要采用串联方法,促使稳压电路输出电压与稳压二极管稳压值一致,从而使电压稳定在固定值上。采取该种控制方式,无论输入电压或负载是否发生变化,都能实现稳定电压输出。 3.3电路设计效果 从电路设计效果来看,在充电器工作在固定输出降压模式的情况下,最大输出电流为180mA,电压为3.3V和5V,能够为此稳定输出。在输出电压为3.3V的条件下,电压纹波为44mV;在输出电压为5V的条件下,电压纹波为52mV。由此可见,在该模式下工作,充电器可以保持较小的电压纹波,所受的电磁干扰较小。而在输出升压模式下,最大输出电流为110mA,电压为3.3V和5V,能够为此稳定输出。在输出电压为3.3V和5V的条件下,电压纹波为48mV。此外,在充电器输入电压较大的情况下,输出电压达到5V,可以更快的完成电压转换,转换效率为73%左右,输出电压为3.3V时则能达到73%。分析原因可知,输入电压增加,输出电压不变,将导致充电器产生更大的功率损耗,因此将导致产品转换效率下降。 4.结论 在有限的时空条件中,伴随着电子设备的增多,频率资源占用的密集度不断增大,促使电磁干扰已经成为了电路设计首先需要考虑的问题。而通过电磁仿真分析,则能在开关电源充电器产品设计前对存在于元器件和电路子系统间的电磁兼容问题进行消除。在此基础上实现电路结构合理设计,则能使产品抗干扰能力得到增强,保证产品实现电压的稳定输出,因此能够更好的满足产品设计需求。
一、中职数学的重要性 中等职业教育的目标,是培养具有专业技能和综合职业素质的学生。数学是一切学科的基础,涵盖了从几何到代数,从功能到图形各方面的丰富知识。不同的专业需要学习的技能不同,所需的数学知识也不尽相同。比如,主修电子商务的学生,侧重学习计算和数理统计知识,计算机功能和严格的逻辑推理对于日后的学习工作更有用;而机电专业的学生则要求熟练掌握相关的计算机和几何方面的知识。所以,教师应选择具有实用性的数学来教授。此外,还应该因材施教,根据学生的学习兴趣和专业特性进一步优化教学课程,结合生活和工作的实践来改变教学风格和教学模式,实现学生学习兴趣、专业特性与应用型数学课程的有机结合,一方面能够有效激发学生学习数学的动力,使学生明确自己的学习目标,另一方面也提高了老师授课效率和学生学习的效率。学习数学可以培养学生观察、分析处理和解决实际问题的能力。学生通过学习基本的数学知识,逐步过渡到与相关专业和实践相结合的数学。老师可以将数学教学分成基础数学和专业数学两大模块进行,基础数学是最基本的数学知识,是学生学习专业数学的基础,也是培养学生学习数学兴趣的关键。首先了解相关的数学知识,然后应用专业知识和专业数学,结合专业模块和数学工具计算,设计和解决相关的专业问题。尽信书则不如无书,基础数学和专业数学并不局限于某一专业,应该让学生了解数学在其他专业中的应用。 二、中等职业学校一体化数学教学的 重要性 一体化数学教学模式是结合数学课程本身的特点和中等职业教育的人才培养目标,基于日常生活场景的应用分析来构建课程体系的。将一体化教学引入中职数学课堂教学活动中,对于进一步促进和完善中职数学课程,实现中等职业学校人才培养的目标具有十分重要的意义。 1.进一步优化数学课程 数学课程涉及的知识点很多,从几何到代数,再到微积分,很多概念十分抽象。大多中职学生理解能力比较差,学习数学课程有相当大的难度,再加上数学课程与专业知识相互结合,对学生的学习能力要求较高。一体化教学模式在很大程度上能够帮助学生提高数学学习的信心,让学生更愿意更积极主动地参与到学习中。在学生完成特定的学习任务的过程中,一体化教学能够帮助他们深入理解数学理论知识,从而达到事半功倍的教育效果。 2.完成中职人才培养目标 中等职业学校数学课程应该以学生为中心,以就业服务为导向,切实提高学生应用数学解决实际问题的能力。数学课程的基本任务是培养学生的数学思维,提高学生的数学素养,满足学生生活工作中所必需用到的基本数学知识、基本计算工具和基本计算技能;培养学生的数学应用意识,为学生学习专业知识、掌握专业技能奠定基础;为学生提供继续教育,终身教育和自我发展的必要条件。中等职业教育与基础教育不同,其根本要求是提高学生的实践能力和解决实际问题的能力。所以在中等职业教学活动设计时应尽可能地贴近现实生活,以满足学生学习发展的需要。一体化教学模式,不仅能够激发学生学习数学的兴趣,还可以帮助他们将课堂所学应用到日常生活中,解决在生活中遇到的实际问题。 三、中等职业学校一体化数学教学设计措施 传统的教学模式注重理论知识的灌输,而一体化教学则注重理论与实践的结合。教师通过对真实生活场景的设定,能够将复杂抽象的数学知识与学生的生活体验相联系,这样不但可以提高学生的学习兴趣,而且能使学生在愉快的氛围中体验到学习的成就感。应用型的数学教学,能够有效帮助学生们解决日常生活中和专业学习中遇到的问题,可以让学生明确自己的学习目标,结合生活体验学习数学,主动去思考感兴趣的问题,再经过互相交流、总结达到进一步提升学习技能的目的,最后将数学变成一种解决问题的工具。 1.与专业知识结 数学教师必须对学生的专业有一定程度的了解,这样才有助于在数学教学活动中将数学与学生的相关专业知识相结合,这也是一体化教学模式的一部分。虽然专业知识很难,但数学教师至少可以了解学生需要使用哪些专业知识。如在面对机械和电气专业的学生时,可通过咨询相关专业老师,将三角函数、功能图形、多面体旋转体,衍生应用和机电知识融入一体化课程教学设计中。又如在解释三角函数图形时,可以结合电工的基本正弦交流电流,让学生了解周期和频率,并通过观察图形,计算交流电的有效值和峰值,获得相位差。 2.制定目标,创建情境 数学教师要根据学习进度和学习目标,创造一种现实生活需要运用数学知识解决问题的情景,在吸引学生注意力并提高学生学习兴趣的同时,还能让学生意识到学习数学是有用的,进而促使学生主动去学习,主动去分析和解决问题。创建问题情境可以有很多方法,可以是学生练习中的问题,并且可以通过游戏找到规则。又如,在学习指数函数时,老师可以让学生们通过折纸的方式体验自变量和功能值的变化;比如,在讲到算术系列的相关知识时,老师创造“数蛙”游戏的情境,可以极大调动学生们学习的积极性,做到“在学中玩,在玩中学”。总之,创造一种与学生实际生活相关的情境,为学生提供独立思考的空间,可让学生成为学习的主体,积极参与到教学活动中并进行良好的互动交流。 3.组织学生探索交流,总结数学理论知识 当学生积极主动参与学习并开始思考时,教师应该及时、适当地引导学生完成学习目标。教师,先要求学生自行思考一段时间并得出结论,然后组织小组讨论交流来评估这种结论的可行性。为了让学生积极参与到教学活动中来,并对彼此的结论进行充分的质辩,老师应该在旁引导并及时给予表扬,最后总结此次交流活动中涉及的相关数学理论知识。这个互相学习交流的过程,可以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力,也是学生学习数学知识的必要步骤。学生能在轻松愉悦的环境中学习数学知识,体验数学的应用价值和感受学习的成就感。 4.学以致用,创新促发展 数学知识来源于生活,学生需要在掌握数学知识后,通过创建与课本类似的相关生活情景,建立数学模型解决生活中遇到的实际问题。熟练运用数学理论知识,提升分析处理和解决实际问题的能力,是学生今后进行创业创新的基础。老师应采取相关措施积极鼓励学生进行创新方面的尝试,将理论结合实际,激发学生运用所学知识来解决实际问题。例如,教师在讲授正弦定理后,可要求学生根据数学示例,自行设计场景,利用正弦定理求解宿舍楼的高度。类似应用,不胜枚举。 5.一体化评价,促个性发展 课程评价应该考虑学生之间的个体差异,以多维度、多层次的方式确定学习目标。传统的总结性评价是唯分数论,这并不足以全面评价学生学习运用数学知识解决实际问题的能力,采用一体化教学模式评价是中等职业学校数学教学的一次建设性尝试。一体化数学教学采用基本能力考核与实践能力测评相结合的综合评价制度。基本能力考核是采用闭卷考试,主要是考核学生对数学理论知识的掌握程度,考试成绩占总成绩的40%,而实践能力测评是通过多个问题选择考试形式,判断学生的数学方案和算法的正确性,由专业教师判断专业知识是否正确使用、专业技能是否完善,以此评价学生运用数学理论知识解决实际问题的能力,这部分成绩占总成绩的60%。从这种评价体系实施的效果来看,不仅减小了学生的考试压力,而且能够引导学生更加注重个人实践能力的发展。 四、小结 一体化教学理念为中等职业数学教学设计提供了新的发展思路,它不仅丰富了数学教学内容,而且通过将数学知识与专业知识深度融合,有效提升了学生们的学习实践能力。在课堂教学中,教师要用心设计好一体化数学教学情境,把解决学生厌学的心理问题作为重点,着力提高课堂教学质量。
随着新课改的落实,大部分的教师都能够转变教学理念,在课堂中运用全新的教学方式进行教学。但是就实际的教学现状来看,高中数学依然存在采用传统的教学模式的现象,难以体现全新的教学理念、教师教学水平和教学效果不佳。因此,端正教师对微课的认知,提高微课设计能力,掌握微课教学策略,以优化课堂教学,提高学生的自主学习能力,就显得尤为必要。 一、相关概念 (一)微课 目前学术界对于微课没有统一的定义,但是从大的方向来看,微课的概念都大同小异,即以某一个小的点为中心,以视频为主要表现方式,以短小精悍为特点,为学生提供线上教学的教学模式,在教学中采用微课,能够让学生接收到更加精准的教学,从而提高教学的效率。 (二)微课的特点 微课的最大特点就在于微,微表现在时间短、容量小和教学内容少上,微课的时长一般在5~10分钟左右,容量在几十兆左右,教学的内容一般为1~2个知识点。学生能够通过在线观看或下载到设备上来进行学习,学生能够根据自身的学习需求,来反复观看视频的内容,以提高自身的知识掌握程度。教师能够根据视频来进行教学反思,因此相对于传统教学模式来说,微课的教学重点更加突出,教学内容也更加精简,能够满足学生的学习需求和教师的教学需求。微课有情景化的特点。微课中所呈现的教学内容一般都具有一定的故事性,因此更能够引起学生的学习兴趣,帮助其能够积极主动地进行学习。微课的研发性特点。由于微课中所包含的知识点比较少,而且微课制作的要求不高,所以几乎人人都能够成为课程的研发者。微课所面对的对象是教师和学生,因此要将教学内容、教学目标和教学手段整合起来综合考虑,才能够达到微课教学的目的,微课的内容,应该是以激发学生的兴趣为主,围绕教学重难点展开的教学内容。微课的及时反馈特点。微课能够在短时间内对学生进行集中教学,教学的精准性强,学生能够及时了解自身对于知识的掌握情况,教师也能够根据学生的学习表现来评估其教学的效果。 (三)微课教学设计过程 微课教学设计属于教学设计的一种,它是通过对于教学需求和教学问题的具体分析,确定使用微课进行教学的一种教学方案。微课教学设计也属于教学计划,是将理论付诸于实践,将教学思想转变为实际教学活动的一个过程,因此微课的教学设计要遵循教学的基本规律。同时微课教学设计是一项有计划的活动,设计的最终目标是为了完成教学的目标,因此其设计要以达到教学目标为目标,主要为解决教学中存在的问题。教学设计中要把教学中的每一个因素看作一个整体,全面分析各个因素,确定解决问题的方法和步骤,从而达到优化教学效果的目的。微课教学设计为提高学生的自主学习能力,帮助学生更好地理解和掌握知识的过程,因此微课教学设计作为一种辅助教学方式,也是一种教育技术的应用。 二、微课在数学教学中的应用现状 (一)教师对微课的认识不足 虽然大部分教师都能够认识到微课对于教育教学的推动作用,但是对于微课的基本概念以及其制作的方法和应用认知还不够。教师基本都是在网上学习微课的制作方法,或者是直接在已有的微课资源中进行修改或者制作,再将其应用到教育教学中,只有少数的教师在运用微课进行教学之后会进行反思,并根据教学反馈对内容进行修改,以优化课堂教学。总体来看,目前的数学课堂中的微课结构不完整,且和实际教学情况相脱节,并没有真正发挥出微课的辅助教学作用。 (二)微课的使用面不高 目前数学微课运用的范围还只局限于课堂教学中,在课前或课后用的很少。由于教师对于微课和微视频概念的混淆不清,导致其在教学的过程中,把微课作为课件进行使用,让学生先看一遍微课的内容,然后根据教学的重点,重复播放视频内容,教师结合视频进行讲解和强调,虽然在形式上采用的是微课教学,但实质上依然没有摆脱传统教学模式的禁锢,学生的主观能动性没有发挥出来,导致微课没有发挥出其教学的优势。 (三)制作技术欠缺 大部分数学教师在备课时,能够意识到微课的教学优势,但是其使用的微课大部分都来源于网上下载的现成资源,能够根据实际情况,自己动手制作微课的教师少之又少。高中教师的教学任务繁重,而微课制作又耗时耗力,增加教师的教学负担,因此教师在制作微课的方面也是心有余而力不足。再加上目前国内优质微课资源的缺乏,也阻碍了微课在数学教学中的应用。 (四)缺乏系统教学设计 由于教师对于微课的认识不足,导致其在应用的过程中没有逃脱传统教学的禁锢,只是在形式上采用了微课教学,因此教学的设计缺乏科学和系统性。部分教师没有意识到,自己在使用微课的教学设计上和其之前的教学设计有何不同,不清楚教学设计到底应该如何去做。所以由于教师本身对于微课认识的不足,导致微课缺乏有效的设计,影响到课堂教学质量的提高。 三、高中数学微课教学设计 (一)设计原则 微原则。微课要保证其教学时间在5~10分钟之内,同时教学的内容要保持在1~2个知识点内,集中于重难点知识、易错点、高频考点等。在微课的设计过程中,教师要做好备课工作,根据学生的学习特点和认知规律,筛选出合适的知识内容,将其展现在微课当中,防止因为教学时间过长,导致学生注意力不集中的现象。学生主体原则。微课是翻转课堂中重要的组成部分,和传统教学方法相比,微课更加注重学生在学习中的主体地位,因此微课的设计要以发挥出学生的主观能动性为目标,提高学生的学习热情,让学生从传统的被动灌输转为主动探索。因此在对微课进行设计时,教师要全面分析学生的基本情况,了解学生的兴趣爱好、学习能力、认识基础等等,以学生为中心来进行微课设计,确保学生能够在良好的教学情境下进行学习,从而提高学习的效率和质量。交互性原则。通过师生之间的交流和沟通,方便教师了解学生目前在学习中存在的短板,从而能够更加有针对性地进行教学设计,在设计时,教师要注重体现出微课的交互性原则,转变学生的学习方式,突出其主体地位,让学生能够在平等的学习环境下进行学习,更好地理解和掌握数学知识,学会正确的学习方法。 (二)数学微课设计 1.教学目标分析。高中数学的教学总目标是让学生掌握基础数学知识的同时,培养其数学素养,为其今后的学习和生活打下良好的基础。具体表现为让学生掌握基本的数学知识和基本的数学技能,加强概括、推理、运算、数据处理的能力,拥有独立自主学习的能力,提高实践应用能力和创新能力,树立良好的数学学习信心,能够正确认识数学的价值。2.教学内容。在选择微课的教学内容时,要选取有针对性的知识点,比如教学的重难点、高频考点、学生的易错点等等,要保持目标的专一性,同时设计的类型可以丰富多样,比如新知识讲授、例题和习题或者是总结拓展之类。选题切忌不能过大,范围不能广,要尽可能地短小精悍,能够在短时间内帮助学生解决学习问题。3.制定微课设计。微课不应仅仅只应用于课堂教学,因此在微课设计方面,除了微课视频的设计模板,还要有课前自主学习指导模板和微课教学设计模板的设计。设置自主学习教学模板最终的目的是让学生能够通过自主学习来解决学习中的问题,从而帮助教师完成教学的目标,突破教学重难点,让学生能够通过自我检测,了解自身在学习上的问题,做好查漏补缺。在录制微课视频前,教师要先做好相关的PPT课件,然后再制作出微课视频制作的流程表,依据流程表中的内容来完成视频录制,流程表要保证能够提高学生的兴趣,激发出学生对微课学习的积极性,让学生能够自主地进行学习任务,从而保证微课教学的效果。 (三)微课的应用策略 1.课前。在上课之前,教师可以将制作好的微课以及配套的练习上传到网络平台当中供学生下载,学生依据教师布置的预习作业进行学习。先观看微课视频,然后再完成练习题。教师设置的预习练习题要有一定的难度,保证学生要反复观看微课的内容才能够完成。预习完成后,记录下预习中存在的问题,带到课堂中进行讨论和解决。教师根据学生提交上来的作业情况总结出学生容易出错的问题,为之后的课堂教学做好准备。2.课上。在讲授开始之前,教师先对学生预习中出现的问题进行讲解,根据课前预习阶段学生的学习情况,掌握学生对于本节课知识的理解情况,结合教学的内容设计出探索的主题,让学生以小组的形式自行探索和学习,教师发挥出自身的引导作用,引导学生进行学习。小组对学习结论进行归纳总结,推选组内的发言代表进行汇报。由师生共同对汇报的成果进行评价,将评价结果纳入到整体评价体系当中,教师对学生的学习情况、课堂表现以及小组参与情况等方面来进行综合评价,让学生了解到自身的不足,为今后的学习生活打下基础。3.课后。结合学生在课堂中的表现,了解学生学习上的薄弱环节,选取有一定难度的题目制作成微课,让学生在课下进行学习,完成课后的作业,减轻学生的学习负担,帮助其复习和巩固课上所学的知识。 (四)微课教学设计评价 评价应包括形成性评价和总结性评价,形成性评价体现在对学生课前预习情况和课堂学习表现情况的评价,总结性评价是对整个学习过程的评价,包括学生的自我评价、小组评价和教师评价。结合多种评价方式来发现教学过程中的问题,从而为今后课堂教学的优化提供依据。 四、结束语 高中数学教师在教学的过程当中,应将全新的理念带入到课堂当中,积极使用微课进行教学,完善教学的结构,改善教学的方式,为学生打造出更加高效的数学教学,为教育插上腾飞的翅膀。 【参考文献】 [1]钟显添.“微课”小环境下教师的教学探讨[J].中国现代教育装备,2013(16):46-47. 作者:顾夕陵 单位:江苏省高邮市第一中学
环境艺术设计专业人体工程学教学探析:浅谈环境艺术设计专业人体工程学教学改革的思路 摘要:“人体工程学”课程是环境艺术设计专业一门重要的基础课程,因为它理论性极强,实际教学中,教学效果往往差强人意。针对这一问题,笔者从分析人体工程学教学目标、课程现状出发,提出了几点教学改革的主要思路,希望对环境艺术专业人体工程学的教学提供参考。 关键词:人体工程学;环境艺术;设计 设计服务于人。人总是在某一个环境中使用着某些物质设施,或是生活和工作的工具,或是人类生活的空间环境。人的生活质量和工作效能很大程度取决于这些设施是否适合人的行为习惯和身体各方面特征,所以学习人体工程学,并将人体工程学的设计要素应用于设计之中,才能使设计更好的为人服务。 一、环境艺术设计专业人体工程学课程的教学目标 环境艺术设计专业涵盖内容非常广泛,既包括各类人们使用的家具、设施,又包括人们生活的各类室内外环境,作为设计专业课程之一的人体工程学的学习应该达到这样几个目的: (一)为确定空间场所范围提供依据。影响场所空间大小、形状的因素很多,但最主要的因素还是人的活动范围及设施的数量尺寸。 (二)为设计家具、设施等提供依据。家具、设施的主要功能是使用,因此,无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。 (三)为确定感觉器官的适应能力提供依据。人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物,什么刺激可以接受,什么刺激不能接受,这也是人体工程学的一大重要课题。 二、环境艺术设计专业人体工程学课程的现状分析 笔者将多年在实践教学中发现的问题,分析如下: (一)学生 (1)积极主动性不够,被动学习的情绪明显。究其原因,是由于学生对人体工程学在大量环境设计实践中的重要性缺乏广泛的直观、切身的体会; (2)实践中运用人体工程学在时,往往各种因素的复杂性会给学生的主动学习设置思想障碍。即便在教师的引导下,从学生日常接触的绘图桌椅、餐厅桌椅、会议室桌椅、学生寝室卧具、学生寝室环境、洗漱间环境、教室环境、餐厅环境及其他一些典型的室内、外环境入手, 引导学生思考并讨论这些与自己日常生活密切相关的家具及环境在实际使用中造成的种种不便的原因,也会因为问题的复杂性造成积极主动学习的障碍。 (3)环境艺术类学生大都为艺术类考生,逻辑思维能力较差,思维方式大都注重感官而缺乏理性。在实例讲解过程中,大量的尺寸分析,除考虑各种人体静态尺寸、动态功能尺寸之外,还要考虑一定的使用状态、使用方式等等,这些因素之间的相互作用,最终会导致设计结果的截然不同,因此,严密的逻辑思维能力、精益求精的设计态度,才能设计出真正符合人体工程学需求的家具或环境。 (二)教师 (1)大部分教师注重理论教学,而非以提高学生的兴趣、建立学生正确的设计思维为主要教学目标。目前的人体工程学教材内容偏重理论、原理、公式、数据,较为枯燥,使艺术类学生容易产生厌学心理。这要求教师要根据学生的实际情况和专业的重心适时调整教学计划,将以提高学生的学习兴趣和锻炼其人体工程学设计思维为主要培养目标。 (2)注重理论的全面性,而不注重解决单个实际设计问题的精确性。大量的理论使得学生有了一些人体工程学的设计意识,但针对实际问题的解决时,面对相对复杂的情况,导致学生手足无措,教师应注重设计实践的有效设计及精确的指导。 三、教学改革的主要思路 (一)教学模式上 (1)以案例教学为主,抛砖引玉 课程各章节内容的安排应以经典案例空间为切入点,提出案例,先让学生讨论如果自己遇到这样一个设计项目,应考虑人体工程学的哪些因素、应如何设计?让同学充分讨论,各抒己见,利用教学中相互作用的方法,全班讨论、分组讨论,既活跃课堂气氛又加深了学生的印象。将学生的讨论结论归纳并一一列出,同时记录学生们疑惑的内容,让学生带着疑问去听课,并要求课程之后让同学自己解决刚才遇到的问题,不足之处教师再进行纠正和补充。 (2)以实践教学为目的,理论指导实践 环境艺术设计是一项实践性较强的专业,所有的理论都是为了使学生在日后面临实际设计项目时能有法可依、有据可循。人体工程学课程本身是直接服务于环境的使用者――人的,因此,环境艺术设计专业人体工程学课程应以面向实践为主要目的。课堂之上教师讲解的各种案例,学生总会感觉离自己很遥远,是天方夜谭,针对这样的情况,教师应带领学生走出课堂,面向真实的设计项目,亲身体验设计项目时面临的种种问题,这样才会有更迫切的解决问题的欲望和冲动,从而上课时才能积极思考、主动学习,达到事半功倍之效。 (二)教学方法上 (1)纳入丰富的多媒体手段 现在的多媒体已经广泛而深入地应用到学校课堂里,教师上课不再是传统的言传身教,而是集言、声、乐、动画、媒体剪辑等等融为一体的生动有趣的视、声觉盛宴,众多高校每年一次的多媒体课件比赛,也证明了高校对教师多媒体技术的重视。为了削弱人体工程学给学生带来的枯燥、乏味的感受,教师在多媒体制作上也应花一番心思,不仅仅加入图片和文字,也可以加入一些视频,例如国内外著名设计师的设计思想、某款著名家具的设计思路等等,拓展了学生的见闻、增加了对设计专业的喜爱。 (2)循序渐进的课程设计 人体工程学是设计的尺度基础,对学生的设计思想有重要的指导作用,因此,它在设计专业课程中的地位和作用是毋庸置疑的。教师应在理论教学之后组织相应的课程设计,宜采用学生生活常见的现实生活现象为题材,可以先讨论,教师再指导,最后学生自己完成设计。整个课程应完成5-6个课程设计,有效锻炼学生的设计思维和设计能力。 环境艺术设计专业的人体工程学课程应该以培养学生以人为本的设计理念、缜密的设计思维,较强的独立的设计能力为目的的一门基础专业课程,希望通过教学改革,对人体工程学课程的教学及人才培养起到理论及实践方面的示范作用。 环境艺术设计专业人体工程学教学探析:环境艺术设计专业人体工程学教学 一、人体工程学课程现状 从课程设置来看,人体工程学是环境艺术设计专业的必修课程,通常安排在大学二年级的下半学期,是进入专业课程学习前的专业基础课,有8周的课程安排,共32个学时。在此之前,学生已学习的课程主要为基础必修课,如素描、色彩、设计构成、图案、计算机辅助设计等。从课程内容来看,人体工程学作为一门综合性的边缘学科,研究的内容和范围极其广泛。因此,许多专业都开设了此门课程,只是针对不同专业的特点,在授课内容的重点、难点及时间安排上略有不同。以环境艺术设计专业为例,课程的内容包括人体工程学及其应用、人体工程学基础(包括人体生理学知识、心理学知识、人体测量学知识)、人与环境(包括人与环境的交互作用、行为与环境、视觉与环境、听觉与环境、肤觉与环境、嗅觉与环境、人和环境质量评价)、环境行为与室内设计(包括居住行为与户内设计、商业行为与店堂设计、餐饮行为与餐厅设计、观展行为与展厅设计、人际行为与室内交往空间设计)。从教师授课情况来看,环境艺术设计专业的人体工程学涵盖的理论知识多、涉及范围广,若要在短短8周的时间内既对每个章节进行细致的分析讲解,还对每个知识要点进行扩展和延伸,时间明显不够。因此,教师通常以理论课的方式讲述人体工程学,主要讲授人体工程学的基本原理、概念、方法,课程结束后以传统的理论考式进行考核。从学生学习情况来看,相比专业课程而言,人体工程学在整个课程体系中所占学分分值较少。大部分学生认为此课程属基础理论课,以理论课的心态对待,对人体工程学课程重要性的认识不足,课堂出勤率不高,常出现迟到、旷课现象。 二、教学中存在的问题 (一)教学模式单一,教学方法陈旧 教师围绕教材内容,固守传统教学模式和思维模式,采取单一的教学方法,是导致人体工程学教学效果差的直接原因。在传统的教学理念中,教师是课堂的主导者,常常采取“填鸭式”的教学模式;学生是信息的被动接收者,习惯性采用机械的、死记硬背的方式记住知识要点,完成对课程内容的学习,很难将知识内化成与实际经验相符的内容。加之受课时的限制,教师忽视了与学生的互动和交流。这种授课方式既限制了学生的思维能力,也使教师很难收到学生反馈的信息,更无法全面了解学生的情况,进而不能针对学生的学习情况进行及时的教学调整。 (二)同质化教学,缺少与专业课程的联系 作为一门交叉学科,人体工程学常以基础课的形式引入不同学科专业,如工程制造专业、工业设计专业等。教师常以讲述的方式对课程内容进行陈述式的讲解,往往忽略人体工程学针对不同学科、不同专业具有不同的重点与难点,若均采用同样的教学方法讲授相同的内容,必然导致学生对该课程在本专业的作用理解不足,做不到有的放矢的学习,影响学习效果。 (三)缺乏实践环节,理论与实际脱节 人体工程学属应用型学科,需要在理论框架上辅以实践教学。但是,目前教学中教师讲授理论知识的时间占据了全部课时,实践部分流于形式,导致这种情况出现的原因主要有三点:一是授课教师将本门课程定性为理论课,仅按照理论课的步骤和方法,围绕书本内容完成讲解部分;二是课堂缺少实验环境,无法进行有效的实践教学环节;三是课程学时少,除理论讲授之外没有更多的时间进行实践教学,导致本门课程终究无法与专业相结合,最终沦为一门讲授纯理论的课程。 三、课程教学改革与实践 (一)明确课程定位 人体工程学包含对人的生理和心理特征、人的行为模式、人体基本数据、人与环境关系的分析,其内容是环境艺术设计顺利实施的基础。教师应围绕教学大纲的要求,明确人体工程学在专业中的基础作用,制定具有针对性的教学方案和课程设计。同时,在上课之初就应该向学生指出人体工程学课程的重要性及其与本专业其他课程的关系,充分调动学生的学习积极性,促进教学工作更好的开展。 (二)转变教学理念 “以学生为导向”的教学模式,强调学生作为教学主体在教学中的地位,改变学生以往作为教学附属者而导致学习目标不明确、产生学习惰性的现象。学生由被动接受者转变为知识体系的构建者、信息加工者,提高了学习的能动性,强化了学习效果。教学模式的转变,首先要求教师改变教学理念,由知识的传输者转变成学习的引导者,加强师生互动,及时对学生的学习情况进行评估,通过案例分析、课题讨论、现场教学等环节加强学生对知识的应用,使理论与专业有机结合起来。 (三)采用多样化的教学方法 由于受到教学条件、学时的限制,人体工程学的实践课题很难在既定的教学时间开展,但这并不意味着人体工程学只能作为理论课的形式出现。若仅注重理论框架的完整性而忽视与实践课题的结合,势必会限制其与专业课的联系,也必然会使其成为无关紧要的理论课。在有限的教学时间里,教师可采用多样的教学方式,如案例分析、实地调研、小组讨论等,将理论与实践结合。在提高学生学习能力、问题分析能力的同时,强化学生对人体工程学的认识,使人体工程学真正成为环境艺术设计专业不可或缺的基础课。具体做法如下: 第一,在教学中以实践为导向,以理论为指导。人体工程学和环境艺术设计都属于应用型学科,理论和实践相结合,才能使理论更好的指导实践。教师讲授理论时,可将文字讲解与视觉图片相结合,用图片展示空间形态,用文字做阐述,如在讲到人的行为与环境的关系时,可联系学生熟悉的校园环境,以某一行动路径为导向,分析学生的行为方式及由此形成的空间形态,并对行为模式与空间形态之间的相互制约的关系做进一步的解释。 第二,引入调研课题,开展实践教学。在学生已基本掌握概念、原理的基础上,教师可以设计实践课题,如指导学生综合运用自然观察法、实测法、资料研究法、调查分析法等,对人体、家具进行测量,制作人体模型或空间模型;或是对校园空间进行实地考察与测量,分析人的行为模式与空间形态的关系等。课题实施的方式可以是自主研究,也可以是团队合作。通过对个案的调查、测量、分析、总结,将教师口中抽象的理论与学生切身体验结合起来,转化成形象、生动、可感知的内容,以加深学生对知识的理解。 第三,设计课堂讨论环节,鼓励学生提出自己的观点。通过前期实地调研课题的开展,学生对空洞的概念、数据、原理有了更多的理性认识。教师设计课堂讨论环节,鼓励学生以汇报演讲的方式,对前期调研的成果进行总结并提出自己的观点。通过理论——实践——总结的过程,使学生完成课程的学习,提高学习能力,逐步完善知识体系。 第四,考核内容既要涵盖基础知识,又要体现专业特色。人体工程学涵盖的知识点多,教师常采用问答的模式进行考核,虽然能够考察到学生对知识的掌握情况,却不能考察到学生的实践能力,也无法了解学生综合运用知识的能力。因此,考核形式应多样化,内容应当从理论与专业结合的角度设计,如针对室内设计方向的学生,考核内容可以是“完成一套居室空间的平面布置图”。由教师提供原始建筑图,学生假定空间性质、人群使用情况等,完成对空间的分析与布局。如此,学生将人体工程学课程学到的知识综合运用于实际案例中,既得到了实践的机会,又提高了学习兴趣,同时帮助学生建立起学科专业间的联系。 人体工程学与环境艺术设计专业的结合尚处于探索阶段,教学中存在教学模式单一、教学内容晦涩难懂、专业特点不突出等问题。人体工程学的教学改革应紧密围绕专业特色,转变教学理念,明确教学目的,采用多样化教学方法,充分调动学生的学习主动性和积极性,更好地构建人体工程学与环境艺术设计专业紧密联系的学科体系。 作者:赵菁 单位:西南交通大学艺术与传播学院 环境艺术设计专业人体工程学教学探析:环境艺术设计专业人体工程学教学改革的思路 设计服务于人。人总是在某一个环境中使用着某些物质设施,或是生活和工作的工具,或是人类生活的空间环境。人的生活质量和工作效能很大程度取决于这些设施是否适合人的行为习惯和身体各方面特征,所以学习人体工程学,并将人体工程学的设计要素应用于设计之中,才能使设计更好的为人服务。 一、环境艺术设计专业人体工程学课程的教学目标 环境艺术设计专业涵盖内容非常广泛,既包括各类人们使用的家具、设施,又包括人们生活的各类室内外环境,作为设计专业课程之一的人体工程学的学习应该达到这样几个目的: (一)为确定空间场所范围提供依据。影响场所空间大小、形状的因素很多,但最主要的因素还是人的活动范围及设施的数量尺寸。 (二)为设计家具、设施等提供依据。家具、设施的主要功能是使用,因此,无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。 (三)为确定感觉器官的适应能力提供依据。人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物,什么刺激可以接受,什么刺激不能接受,这也是人体工程学的一大重要课题。 二、环境艺术设计专业人体工程学课程的现状分析 笔者将多年在实践教学中发现的问题,分析如下: (一)学生 (1)积极主动性不够,被动学习的情绪明显。究其原因,是由于学生对人体工程学在大量环境设计实践中的重要性缺乏广泛的直观、切身的体会; (2)实践中运用人体工程学在时,往往各种因素的复杂性会给学生的主动学习设置思想障碍。即便在教师的引导下,从学生日常接触的绘图桌椅、餐厅桌椅、会议室桌椅、学生寝室卧具、学生寝室环境、洗漱间环境、教室环境、餐厅环境及其他一些典型的室内、外环境入手, 引导学生思考并讨论这些与自己日常生活密切相关的家具及环境在实际使用中造成的种种不便的原因,也会因为问题的复杂性造成积极主动学习的障碍。 (3)环境艺术类学生大都为艺术类考生,逻辑思维能力较差,思维方式大都注重感官而缺乏理性。在实例讲解过程中,大量的尺寸分析,除考虑各种人体静态尺寸、动态功能尺寸之外,还要考虑一定的使用状态、使用方式等等,这些因素之间的相互作用,最终会导致设计结果的截然不同,因此,严密的逻辑思维能力、精益求精的设计态度,才能设计出真正符合人体工程学需求的家具或环境。 (二)教师 (1)大部分教师注重理论教学,而非以提高学生的兴趣、建立学生正确的设计思维为主要教学目标。目前的人体工程学教材内容偏重理论、原理、公式、数据,较为枯燥,使艺术类学生容易产生厌学心理。这要求教师要根据学生的实际情况和专业的重心适时调整教学计划,将以提高学生的学习兴趣和锻炼其人体工程学设计思维为主要培养目标。 (2)注重理论的全面性,而不注重解决单个实际设计问题的精确性。大量的理论使得学生有了一些人体工程学的设计意识,但针对实际问题的解决时,面对相对复杂的情况,导致学生手足无措,教师应注重设计实践的有效设计及精确的指导。 三、教学改革的主要思路 (一)教学模式上 (1)以案例教学为主,抛砖引玉 课程各章节内容的安排应以经典案例空间为切入点,提出案例,先让学生讨论如果自己遇到这样一个设计项目,应考虑人体工程学的哪些因素、应如何设计?让同学充分讨论,各抒己见,利用教学中相互作用的方法,全班讨论、分组讨论,既活跃课堂气氛又加深了学生的印象。将学生的讨论结论归纳并一一列出,同时记录学生们疑惑的内容,让学生带着疑问去听课,并要求课程之后让同学自己解决刚才遇到的问题,不足之处教师再进行纠正和补充。 (2)以实践教学为目的,理论指导实践 环境艺术设计是一项实践性较强的专业,所有的理论都是为了使学生在日后面临实际设计项目时能有法可依、有据可循。人体工程学课程本身是直接服务于环境的使用者——人的,因此,环境艺术设计专业人体工程学课程应以面向实践为主要目的。课堂之上教师讲解的各种案例,学生总会感觉离自己很遥远,是天方夜谭,针对这样的情况,教师应带领学生走出课堂,面向真实的设计项目,亲身体验设计项目时面临的种种问题,这样才会有更迫切的解决问题的欲望和冲动,从而上课时才能积极思考、主动学习,达到事半功倍之效。 (二)教学方法上 (1)纳入丰富的多媒体手段 现在的多媒体已经广泛而深入地应用到学校课堂里,教师上课不再是传统的言传身教,而是集言、声、乐、动画、媒体剪辑等等融为一体的生动有趣的视、声觉盛宴,众多高校每年一次的多媒体课件比赛,也证明了高校对教师多媒体技术的重视。为了削弱人体工程学给学生带来的枯燥、乏味的感受,教师在多媒体制作上也应花一番心思,不仅仅加入图片和文字,也可以加入一些视频,例如国内外着名设计师的设计思想、某款着名家具的设计思路等等,拓展了学生的见闻、增加了对设计专业的喜爱。 (2)循序渐进的课程设计 人体工程学是设计的尺度基础,对学生的设计思想有重要的指导作用,因此,它在设计专业课程中的地位和作用是毋庸置疑的。教师应在理论教学之后组织相应的课程设计,宜采用学生生活常见的现实生活现象为题材,可以先讨论,教师再指导,最后学生自己完成设计。整个课程应完成5-6个课程设计,有效锻炼学生的设计思维和设计能力。 环境艺术设计专业的人体工程学课程应该以培养学生以人为本的设计理念、缜密的设计思维,较强的独立的设计能力为目的的一门基础专业课程,希望通过教学改革,对人体工程学课程的教学及人才培养起到理论及实践方面的示范作用。
摘要: 分析了地方高校建筑学专业毕业设计存在的问题:学生积极性不高、指导教师指导水平有限、方案生成缺少逻辑、学生图纸深度不够、缺少有效管理与科学考核机制。从培养建筑学人才核心能力角度,提出了提升毕业设计质量的对策:提高毕业设计课题质量、提升指导教师能力、邀请技术专业教师参与指导、建立毕业设计淘汰机制、加强毕业设计管理和考核等。指出在就业前景不乐观的情况下,地方院校应高度重视毕业设计对人才培养质量的作用,正视毕业设计存在的问题,加强建筑学专业的毕业设计管理,采取有效措施积极解决毕业设计中存在的问题,确保人才培养质量。 关键词: 地方高校;建筑学专业;毕业设计;问题;对策 用人单位对建筑学专业毕业生能力素养要求很高:较强的方案创作能力、方案表达能力和施工图设计能力,深厚的人文底蕴、艺术修养和扎实的设计理论知识,良好的沟通、协调和组织能力。毕业设计是建筑学专业人才培养中的核心环节,通过毕业设计培养学生在各种限制条件下进行建筑创作的能力,并使方案有可操作性和可实施性,毕业后能快速适用工作岗位。但毕业设计现状,特别是地方院校建筑学专业毕业设计现状堪忧,毕业设计在人才培养方案中的达成度大打折扣。本文分析地方院校建筑学专业毕业设计现状存在的问题,并探讨相应的对策。 1毕业设计存在的问题 1.1课题质量不高,学生积极性缺失 毕业设计前,通过不同建筑类型课程设计,假题假做或真题假做,训练学生的方案创作能力和方案表达能力,培养学生的专业核心能力。通过课程设计,学生基本了解和掌握了大部分民用建筑类型的设计理念、设计方法。毕业设计是人才培养的最后一个环节,是核心环节,其要求和难度比课程设计高,约束条件多,方案须落实建筑技术材料和规范等要求,要有可实施性。因指导教师指导能力所限以及缺少技术专业教师参与,指导教师要求提交的毕业设计课题是自己熟悉和能指导的,毕业设计课题建筑类型受到很大限制,导致毕业设计课题不可避免地与课程设计建筑类型重复,只是建筑规模、场地条件有了变化。因工程实践的约束,毕业设计很难采用真题真做的形式,更多采用真题假做,甚至采用假题假做的形式。毕业设计建筑类型与课程设计重复,与课程设计指导形式一致,且受指导教师指导能力的限制,毕业设计方案难以落实技术材料和规范要求,毕业设计变成拉长了时间的课程设计,学生缺少积极性和主动性,毕业设计质量不高,毕业设计在人才培养方案中的达成度大打折扣。 1.2指导教师的数量、水平难以胜任 建筑学专业是一个应用特色鲜明的专业,对师生比和教师的工程实践能力要求很高。各地方高校由于办学经费有限,不可能完全按照国家要求配备师生比,且随着高校引进人才要求提高,高校新引进教师一般需要博士,而建筑学的博士又很少,导致地方高校建筑学教师数量难以满足人才培养要求。目前地方高校的建筑学教师主要是早期毕业的本科生和近些年新进的一些硕士、博士(占比较少),基本上是从学校到学校,普遍缺乏工程实践能力。而随着高校人才引进门槛的提高,一些有着丰富建筑实践经验的设计院一线工作人员,因为职称、学历和年龄等因素被拒之门外。这样单一的师资结构,导致地方高校建筑学专业理论与实践兼备的双师型教师队伍严重缺乏[1],对学生的专业能力培养有着很大影响。毕业设计对指导教师要求更高,教师既要有扎实的理论功底,又要有丰富的工程实践经验,只有这样才能确保毕业设计方案既有学术性,又有可实施性。教师缺乏工程实践能力,不能有效整合建筑设计和其他技术知识,不能深入指导毕业设计,使毕业设计具有较好的可实施性。因此,地方高校建筑学专业真正符合毕业设计指导教师要求的教师数量严重不够,很大比例的指导教师是赶鸭子上架,根本没有能力指导毕业设计,这直接影响学生的创作热情,最终影响毕业设计的成果质量。 1.3缺少对场地特征的深入剖析,方案生成缺乏逻辑 很多学生毕业设计的建筑方案初看好像不错,有特色,表达也很好,但经不起推敲,生成缺少逻辑性,纯粹是学生个人主观意念的表达,有些甚至是在模仿。究其原因,设计者缺少对场地的深入剖析,缺少对建筑与环境关系的深入思考,缺少对建筑使用者心理行为与建筑环境关系的研究,环境和人的行为心理没有变成建筑方案的设计起点,建筑没有深度切合环境。方案缺少对建筑场地的深入分析,折射出学生对场地特征把握能力的缺失,也折射出学生发现问题、分析问题和解决问题的能力不够,综合运用知识解决问题的能力不够。 1.4缺乏技术专业教师参与,设计成果深度不够 学生在设计课中普遍重艺术、轻技术,更多关注建筑的空间与形式,强调方案的创意,忽视对结构、构造、物理和设备等相关技术问题的考虑,利用技术知识解决问题的主动性很低。造成这种现象的原因主要是设计指导教师缺乏工程实践经验,难以进行技术指导,从而也忽视方案的技术要求。相对于课程设计,毕业设计方案要求高,方案既要有创意,又要有可实施性,图纸深度要求也高。但是,在指导教师没有能力进行技术指导,也没有技术指导教师参与的情况下,毕业设计中学生把重点还是放在功能形式及创意上,建筑方案在技术、材料、构造和规范上不能得到较好地解决,毕业设计成果深度不够,可实施性差。 1.5缺少有效管理和淘汰机制,指导过程难以管控 毕业设计阶段正是学生研究生复试、公务员考试和找工作的关键时机,也是毕业季学生各种聚会的高峰期,多数学生难以集中精力进行毕业设计。考研和就业是学生的人生大事,也是学校的大事,是高校的一把手工程。找一份理想的工作已成为学生们在毕业就业阶段尤其是毕业设计前期阶段的主要任务,毕业设计为学生的考研和就业让路变成了一种普遍现象。为学生就业着想,老师和学校管理者在学生毕业设计环节中有所放松,学生的毕业设计很少有被淘汰。毕业季的特殊性和毕业生的特殊性,弱化了学校对毕业设计的管理,毕业设计过程管理流于形式,导致学生不重视毕业设计,因而毕业设计过程管理困难,学生不给老师看图,规定时间提交不了成果,最终导致毕业设计成果质量不高,甚至存在抄袭和请人做的现象,毕业设计在人才培养方案中的达成度不尽如人意。 1.6缺少科学的成果考核机制,设计导向有偏差 目前,毕业设计的成果考核主要在以下两方面。一是对毕业设计图纸进行考核,因指导教师能力所限,在成果评判时更多注重方案的功能、空间和形式,弱化了技术要求和可实施性;二是进行毕业设计成果答辩,通过毕业答辩,主要考核方案是否是学生本人所做,对一些基本知识是否掌握,但涉及的知识不是太多,因毕业设计缺少淘汰机制,毕业答辩成了走过场。毕业设计的考核机制重结果而轻过程,重艺术轻技术,方案生成缺少逻辑和理性思考,多是模仿,建筑技术没有得到较好解决。除图纸外,对毕业设计该掌握的知识没有相应的考核,教师没有系统讲授,学生也不主动请教,毕业设计中学生接受教师的指导较少。毕业设计缺少科学的考核机制,毕业设计过程和成果都出现了偏差。 2提升毕业设计质量的对策 2.1提高毕业设计课题质量,确保学生积极参与 毕业设计课题的质量直接影响学生的积极性和主动性,最终影响毕业设计质量。为提升毕业设计课题质量,建筑学专业应加强与设计单位的深度产教融合,从设计单位的实际项目中选取适合毕业设计的课题,采用真题真做或真题假做。因生产单位实践项目的时效性较强,约束条件也较多,方案的实施性要求很高,真题真做,学生的成果不一定能达到甲方要求,毕业设计的进度安排与实际工程也难以完全一致。真题真做时,学生考虑的问题较多,对毕业设计的研究性大大削弱,因此毕业设计一般采用真题假做[2]。真题有明确的设计要求和规划设计要点,有真实的场地,学生通过对场地充分调研,充分挖掘并合理利用场所特征,方案生成有依据、有逻辑。毕业设计完成到一定程度后,把设计院完成的成果展现给学生,让学生比对设计院完成的成果,寻找差距,进一步优化方案,完善好建筑技术、构造要求。也可选取少数优秀学生根据项目情况采用真题真做,按照设计要求与时间节点,在相关技术专家的指导下,独立完成多方案的设计,为设计院提供选择方案。不管真题假做还是真题真做,都能充分调动学生和教师的积极性,真题假做能在比对设计院方案基础上完善和深化毕业设计,真题真做能得到设计院建筑技术专家的指导,为设计院提供选择方案,能高标准完成毕业设计,最终都能提高毕业设计质量。 2.2提升指导教师指导能力,确保毕业设计质量 教师实践能力是培养学生实践能力的保障,要提高学生实践能力,首先应该提高教师自身的实践能力[3]。地方高校建筑学教师普遍缺乏工程实践经验,工作中也缺少工程项目实践的机会,很难提升实践能力。以提升人才培养质量为目标,以相关政策制度做抓手,领导高度重视,从以下几方面提升指导教师的工程实践能力,提升毕业设计的指导水平和指导能力,确保毕业设计质量。 1)新进无工程实践经验的教师入职后必须到设计院完成1~2年的工程实践锻炼,加强建筑技术、建筑材料和建筑构造相关知识在设计中的运用能力,掌握最新的国家规范标准,强化方案创作和施工图设计能力,工程实践结束通过考核后才允许上讲台。教师定期轮流进行工程实践的锻炼,紧跟设计前沿,确保知识更新,制定较完善的实践考核机制,并把教师工程实践作为教师职称评聘的重要条件。教师去企业实践期间,工资和奖金正常发放[4]。 2)建设“双师型”教师队伍,创新教育教学方式。“双师型”教师队伍薄弱,一直是制约高素质工程技术人才培养和高校向高水平工程型、创新型发展的瓶颈。一方面,高校教师拥有丰富的理论知识和教学经验,但对产业发展了解不够深入、企业岗位技能实践经验欠缺;另一方面,企业工程师在企业生产实践中积累了丰富的实践经验、具备熟练的职业技能,却欠缺系统理论教学能力。因此,整合校企双方资源,完善师资共培机制、引进走出机制,建设“双师型”教师队伍,对推动产业技术学院发展、提高应用型工程人才培养质量有重要意义。通过聘请企业专家兼职教师授课、专任教师到企业挂职锻炼的校企“双向聘任”制度,共建稳定的专业实践教学团队。联合进行科研项目研发、企业顶岗实践、教学技能培训等,切实提高“双师型”教师队伍教学、实践能力,强化“双师型”专业教师队伍建设[5]。 3)深化产教融合,成立教师工作室,带领学生参与合作单位的工程实践,让师生成为合作设计单位的一支重要的设计团队,补充设计院的设计力量。签订合作协议,根据需要,学校派出教师参与企业的生产实践,企业派出优秀设计师参与设计教学,校企深度产教融合,提升教师的设计指导能力,教师和学生积极性得到提升,学校和企业达到双赢。校企合作、产教融合是解决目前我国工程教育理论与实践脱轨、学生工程实践能力弱、企业对毕业生知识结构和解决复杂工程问题能力满意度低的有效手段[6]。4)人才引进时强化工程实践能力考核,同等条件或适当降低要求优先引进有工程实践经验的教师,从源头上确保教师的工程实践能力。 2.3邀请技术专业教师参与指导,确保设计成果深度 由于建筑学指导教师工程能力缺失,应邀请技术专业教师对毕业设计方案相关技术问题进行深入指导,解决方案相关的结构、构造、材料和建造等问题。毕业设计有了技术专业教师的参与,学生在进行空间造型设计与方案创意时,能与材料技术深度融合,切实解决方案的技术问题,彻底改变毕业设计方案只停留在功能形式的追求上而可实施性差的现状。这样建筑设计方案能满足各种技术要求,毕业设计图纸更有深度,方案更具有可实施性。 2.4建立毕业设计淘汰机制,严格管控各个环节 毕业设计淘汰机制是确保毕业设计顺利进行、提升毕业设计质量最重要的管理手段,文件制度是毕业设计淘汰机制的核心。文件制度中必须明确毕业设计一定比例的淘汰率、各环节的时间节点和成果要求。文件制度经学院教职工大会投票通过,宣传到每位学生和教师,毕业设计指导委员会严格落实毕业设计文件精神。要使毕业设计各环节管理真实有效,保证一定比例的淘汰率,必须采用毕业设计系统进行严格管理,在规定的时间节点,学生必须上传阶段成果,教师根据成果给定成绩,没有提交成果的学生,阶段成果成绩记零分。且成绩一旦确定,教师就不能再更改,根据各环节成绩按照权重自动生成毕业设计最终成绩。根据各环节成绩和出勤情况,系统确定学生黄牌警告数量,根据黄牌警告数量依据文件精神,确定学生答辩资格。严格的过程管理可对学生形成威慑力,学生不敢再轻视毕业设计各环节要求,过程管理变得轻松有效。毕业设计采用学生选导师的形式,淘汰机制能给学生压力,也能给指导教师压力,学生和教师都不敢轻视毕业设计各环节,学生主动向指导教师请教,教师也会主动联系学生、严格要求学生和严格管理学生。文件制度很重要,文件制度的执行更重要,确保文件制度能执行的方法和手段是关键。 2.5优化毕业设计考核,强化学生掌握和运用知识 毕业设计考核不能只关注方案的平面功能、空间组织和建筑形式,更应强化设计的逻辑性、过程的完整性、方案前后的一致性和可实施性,应对毕业设计制定科学合理的考核指标和权重。科学合理的考核指标和权重是确保学生重视技术、材料、构造和规范的重要举措,能让学生深刻理解技术规范对方案创作的影响和重要意义,也能提升学生在各种约束条件下进行方案创作的能力。为了让学生能真正掌握相关的技术规范知识,除图纸外,可增加相关的考试环节,图纸和考试若有任何一项不通过,毕业设计视为不通过,以此强化学生对相关知识的重视和运用。 3结论 建筑学专业的毕业设计存在较多的问题,特别是在建筑市场不太景气、学生对就业前景不乐观的情况下,地方院校建筑学专业的毕业设计问题更是突出。在这种情况下,地方院校更应加强建筑学专业的毕业设计管理,确保人才培养质量。学校领导应高度重视毕业设计对人才培养质量的作用,正视毕业设计存在的问题,并采取有效措施积极解决这些问题,人才培养质量才会有保障,学校办学水平才会得到进一步提升。反之,在市场不景气、就业艰难的情况下,放低毕业设计要求,只会降低人才培养质量,降低学校社会声誉,最终影响学校的发展。 作者:彭建国 高盛 彭芳 单位:湖南城市学院建筑与城市规划学院