为您找到与试论建筑给排水中的节能设计 工业设计方法相关的共200个结果:
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(1)充分的材料准备。对那些散乱的材料而言,要在绑扎固定之后,将之转移到那些安全稳固的地方;或者是将其保存在安装好的梁上,并将之固定在钢架之上;对于在地面堆放的材料,应该做好对应的安全管理工作,防止其滑落造成伤害;在上面覆盖油布时还应该在油布上层压上重物,并在端部加以固定。
(2)做好焊接施工准备。在正式的焊接施工之前,应该根据对应的操作规范走好焊接试验工作;对进场的每一批钢筋都应该进行逐批次的自检。同时做好取样力学试验工作,在自检的基础之上还要对焊接的质量进行适当的抽查,尤其要对那些由疑问的钢筋做重点抽查,且需要对于各个试验和检查人员都应该进行专业技术的培养。
(3)放样与下料施工。在进行实际施工过程中年的放样以及下料过程中,都应该留有一定的余量,这主要是考虑到焊接完成之后,在焊缝处将出现线性的收缩,且框架结构中的桁架、梁等在受到弯矩作用之后还将拱起。虽然其收缩和变形量将与其他各种因素相关,但是结合施工实践以及具体的实验来讲,通常需要考虑的收缩量一般是:当受弯构件的总长不超过24m时,放样余量在5mm左右,当总长在24m以上时,放样余量则取8mm。
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摘要:本文针对《现代设计理论与方法》这门课的特点,以虚拟设计技术为实例,以提高学生应用能力,进而实现创新能力的培养为目标,针对《现代设计理论与方法》课程的教、学、考等方面的教学模式进行了分析探讨。
关键词:现代设计教学模式探讨
随着科学技术的迅猛发展以及计算机技术的广泛应用,设计领域正在进行一场深刻的变革,各种现代设计理论与方法不断涌现,设计方法更为科学、系统、完善和先进。传统设计方法已发展成为一门新兴的综合性、交叉性学科——现代设计理论与方法。现代设计理论与方法的广泛应用,必将为我国的工业生产带来巨大的经济效益,对提高我国工业产品的设计质量,缩短设计周期,推动设计工作的现代化、科学化方面将发挥巨大作用。
《现代设计理论与方法》涉及到的内容较多,设计方法种类繁多,而且课时有限,传统的讲解授课模式,教学效果必然是课堂气氛沉闷,学生感觉枯燥、单调,为此应根据《现代设计理论与方法》课程的特点,积极探讨教学方法,分析学生的知识结构,以应用为主导,适可兼并理论,综合应用多种教学手段,多侧面、多角度的向学生展示知识信息。
传统设计常用的设计方法有理论设计、经验设计和模型试验设计,设计过程是利用经验公式通过大量的手工或计算机计算,对所设计的产品的尺寸参数、性能等计算求解,制作模型样机,对实物样机进行试验分析、研究,有些试验是破坏性的,当通过试验发现缺陷时,又要回头修改设计制作样机,并再用样机试验,只有通过周而复始的设计——试验——设计过程,产品才能达到设计要求。
现代设计设计方法很多:优化设计、虚拟设计、有限元分析,并行设计,设计过程是利用现代设计手段,辅助计算机应用技术,在各种虚拟环境中真实地模拟产品的各种特性、工作环境,快速分析各种设计方案,进行对实物样机而言难以进行或根本无法进行的试验,直到获得最优的设计。
通过现代设计与传统设计的比较教学,使学生认识到现代设计的优点和传统设计的弊端,充分认识现代设计的设计过程、特点,以便更好的理解现代设计,利用现代设计方法进行产品设计开发,增加学习的积极性。
现代设计理论与方法设计理论复杂,牵扯的内容深,范围广,本科生很难理解和接受,所以教学中多利用现有的、成熟的设计实例,介绍其在产品设计中的使用过程、分析方法,同时兼顾设计理论的要点,使学生即会利用设计方法的设计过程、特点,同时明白设计方法的理论及应用,这样对于设计比较复杂的产品、较深的设计理论,枯燥的设计方法学习使学生能够用得得心应手,游刃自由。
要提高教学质量,还必须进行教学手段的革新。多媒体技术是利用多媒体计算机综合处理和控制文字、图形、声音、图形、图像、动画和活动视频多种形式的媒体信息,是计算机辅助教学的最佳手段,可以按照教学需要、在诸多媒体元素之间建立起一定的逻辑关系,从而把它们有机的结合并呈现出来,同时完成一系列的人机交互式操作,并在这种交互过程中完成教学目标。
建立网上教学平台,以浏览器为用户界面,将课程教学文件、教学研究、学术动态及相关信息上网,用于指导学生学习,建立教学论坛,充分利用网络功能,调动学生的学习积极性,主动性,使师生共同学习,共同进步。
由于学生课堂学习有限,很难做到现代设计理论与应用的综合试验训练,通过开设综合实验周,使学生集中一定时间,利用产品现代设计与开发过程,综合练习、理解掌握现代设计理论与方法的理念、应用和技巧,达到理论与实践的学习,充分掌握现代设计方法。
采用命题与自主命题的方式,在规定的时间内,要求学生利用现代设计方法完成某个小产品的设计开发、并进行有关的性能分析。通过举办现代设计课外作品大赛,一是可以普及推广现代设计的应用,还可以增加学生利用现代设计理论与方法能力的锻炼、增强学生的学习积极性,更好地融汇理解学习自己的专业知识。
现代设计理论与方法的特点,是培养学生利用现代设计的能力,所以考试命题应注重应用能力的培养,考试可采用多种形式,如笔试测验与产品设计应用大作业综合训练的方式进行。
上课教师根据教学的重点,选择适合的命题,要求学生利用一种现代设计方法,在规定时间内,在计算机上完成产品的现代设计与分析试验研究;同时为了兼顾更好地、更多地掌握现代设计理论与方法,可以笔试测验一部分现代设计方法,以更广泛的掌握理解现代设计理论与方法,即采用实际操作与笔试联合考核的方式进行。
这种测试方法是把设计的内容、要求发给学生,要求学生在一段时间内完成设计,并提交设计分析论文,这种测试方法灵活性强,题目可大可小,也可以因人的能力不同,适合布置设计题目,同时设计题目可以是实际工程上的真题真做,也可以真题假做,学生可以充分发挥能动性,知识性、实用性和趣味性、创造性,在虚拟环境下设计出符合要求的产品,并议论文的形式写下来,这样既可以考核学生掌握现代设计理论与方法的掌握,又能锻炼学生的创新能力。
实践证明,通过教、学、考等环节的模式教学行之有效,可明显改善传统教学模式的种种弊端,增加教学的可视性、知识性、实用性和趣味性,使教学过程生动、鲜活、附有节奏感和时代气息,激发学生学习兴趣和创造性、参与性,提高学生分析实际问题的能力,为学生将所学理论和技能应用于生产和科研工作中打下坚实的基础。
[1]张鄂,买买提明.现代设计理论与方法[M].北京科学出版社,2007.3.
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摘要:随着社会经济的不断发展以及城市建设步伐的不断加快,城市人口在逐渐的增多,各种现代化高层建设更是拔地而起,不断的增多,给城市的建筑消防提出了更高的要求。本文针对建筑消防泵站设计中的常见的问题,提出了相应的处理对策。
关键词::建筑消防泵站设计常见问题处理对策
由于建筑规模小,其生活用水和消防用水水池大部分单位都是进行合建的,因为如果分开来建的话,太不划算,所以生活用水一般都是建在消防用水的上面。当然如果上面的生活用水比较快的话,那么对下面的消防用水的质量是不会产生什么影响的;但是如果上面的生活用水量用的比较小的话,那么就会对下面的消防用水水质产生一定的影响,致使消防用水的质量不能达到防火规范中对水质的要求,无法对其消防效果产生有力的保证。
在水型消防泵站中,消防部门一般是不允许把潜水泵来作为供水水泵的,其理由是因为消防泵在水中经过了长期的浸泡之后,可以会还没有进行正常使用就因为腐蚀而报废,所以一般采用卧式或者是立式的消防泵来减少设备的腐蚀[1]。但是在北方,消防水池通常都是被建在地下的,地下式泵站中采光相当的差,而且通风效果也不好,湿度也比较高,即使采用立式或者卧式的消防水泵也是无法避免设备腐蚀的,从而对火灾时的消防效果产生影响。
在发生火灾之后,对于消防用水的回收、排放的有效性也不能进行有效的处理,归根结底在,这也就是一个排水问题。其实消防用水本身的水质对于环境是没有任何污染的,但是如果消防用水和被消防的强酸碱等有害物质进行了接触,那么也就会发生一定的化学反应,这些反应过的消防用水如果被随意排放,就会对周围的环境产生一定的危害。在之前的有关规范条例对于消防用水的排放没有明文规定,说明其重视度不够,另外在建筑的设计过程中,也只对消防的供水进行了设计,却没有设计消防用水的排放问题。
在一些规模比较小的建筑或者厂区内,其生活用水比较少,所以在建设消防泵的时候,为了能够节约物资,一般会把生活消防和生产用水建设成为一个泵站,而且在实际进行供水的时候,是由生活水泵、生产水泵以及消防用水泵各自进行提供的。这样不但没有达到节约物资的期望,反而会因为没有统一进行规划,造成管理分散,其从宏观上来看,经济效益是很低的。
为了有效的保证消防用水的质量,在设计过程中应该尽量把生活用水和消防用水的水池分开建设。另外也可以采用各建筑、小区的生活用水水池采取各自建设,生活用水水池的储蓄量也不会太大,这样在水池中的停留时间也就不会太长,可以有效的保证其水质,也避免造成水质的二次污染。而消防用水水池则可以采取若干小区或者建筑在统一区域内,合建的方式,来集中进行消防供水。对于消防用水的质量问题,目前来说比较经济合理的方法就是:(1)在每个消防用水水池建设一个消防车的取水装置,这样在附近的其他区域发生火灾的时候,消防就可以在此水池中取水,这样不但既加大了消防车取水水源,又加快了消防用水的循环。(2)也可以建设一套进行绿化、清洗道路等的杂用水水泵,以此来加快杂用水的利用。(3)如果有条件的话,可以在确保消防用水的条件下,利用消防储水来对环境用水进行补充,以及加快水循环利用。
有关部门曾经规定,不能利用潜水泵作为消防水泵,此规定可以酌情进行处理,因为消防水泵止只要可以满足消防用水的水压和水量的要求即可,跟到底是立式水泵还是卧式水泵,甚至是不是潜水泵都没有多大的关系,而潜水泵是完全可以满足消防用水的要求的。在《高层民用建筑设计防火规范》以及《建筑设计防火规范》中都没有关于禁止使用潜水泵作为消防水泵的要求,所以说有关部门的有关规定是没有规范依据的。
对于消防用水处理,最好是结合周围的环境、消防用水的水质、流量等因素综合进行考虑。另外在设计消防泵站的时候,也应该对消防用水的排放进行设计,建设排水设施。如果是工厂的消防用水排放,则可以根据工厂产品的性质对消防用水的水质进行判断,对于那些可能对环境产生污染的,可以利用工厂的污水处理设施处理后再进行排放,也可以直接建设消防用水处理设施;对于那些不会对环境产生污染的,可以根据周围环境以及下游水体自净能力确定,待水体自净后进行排放。如果是居民区的消防用水,则可以根据城市的排水设施的分布情况以及处理级别,也可以直接参考工业用水的排放方式进行处理。应该特别的注意,可以在小区以及厂区进行规划的时候,就预留消防用水排放管道。
可以在地形标高比较接近,小区之间的距离比较近,建筑物的盖度也合适的地区统一建设消防给水泵站。为了保证在给一些消防用水量比较小的区域不至于增压过高,可以采用多种流量结合的方式,运行方式采用多台水泵并联、可进行变频调速以及软启动,以此来确保不同流量用水的要求;为了确保在发生火灾时,消防水泵能够及时的启动,并且在10分钟之内消防用水可以到达任何消防设施处境,所选定的区域不应该过大,可以根据流量、流速以及管径进行详细的计算和分析,以此来确定区域范围。这样不但有利于对消防用水和排水进行统一管理,确保消防用水的可靠性,还有效的节约了资源,提高经济效益[2]。
最后,在消防车取水口的设计中,可以直接用室外的消防栓来代替。把水泵的启动按钮设置在室外地下消防栓井的井盖上,然后消防池的出水管和消防栓是相连的,这样消防人员在扑救火灾的时候,就可以直接把消防栓井盖打开,并把室外消防栓连接上水带,直接往消防车水管中灌水,然后由消防水泵进行加压消防,在此同时也要把供水泵的按钮启动,水泵则会向室外的消防栓进行供水。
[1] 郭建威.浅议建筑消防给水泵站设计中存在的问题及对策[J].中国科技纵横,2010,10:74-76.
[2] 王倩.建筑消防泵站设计中常见问题探究[J].企业技术开发:中旬刊,2012,5:159-162.
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摘要:分形学是数学中非线性科学的重要组成部分,其中的数学思想在建筑设计方面得到了充分的应用,本文首先给出分形学的相关概念及分形几何图形所具有的一些重要特点,然后,就分形学在建筑设计方面的应用进行探索,分析其在建筑设计方面的具体应用,最后,对分形学在建筑设计方面的应用进行展望。
关键词:分形学;建筑设计;应用分析
随着我国经济建设的飞速发展,人们对建筑物的审美观念也发生了很多变化,不再单纯的注重建筑的实用价值,更注重其视觉的美感。分形学在建筑设计的很多方面都有所应用,比如说表皮的分形、体的分形、细部构造分形等等。
作为非线性科学中重要概念之一的分形学,其“分形”的含义字面上理解为“破碎”和“不规则”。分形理论作为现代数学的一个分支,本质上阐述了一种新的世界观和方法论。
1.分形几何其实一直都存在于自然之中,比如:著名的KOCH曲线,给出一条直线段,将这条线段中间的二分之一部分替换为等边三角形的两条边,并且,在新的图形中,将图形中各个直线段的三分之一部分继续用等吧三角形的两条边进行替换,反复的进行操作,就形成了KOCH曲线,这条曲线的构成主要利用了分形学的原理。2.分形几何学主要的研究对象就是具有自相似性质的无限精细结构,将事物的自然形态看作是拥有无限的嵌套层次的逻辑构造,并且不因为尺度的变化而改变其相似性。
建筑设计的好坏不仅仅关系到建筑的美观,更关系到建筑的整体安全性问题,因此,建筑设计是一项非常讲究科学性的研究性工作。分形学作为数学的一个研究领域,其科学性是毋庸置疑的。其在建筑设计方面的应用相当广泛,下面就具体的介绍一下其在建筑设计方面的主要应用。
在这个方面的应用,北京奥运会的游泳比赛场馆水立方是非常具有代表性的,水立方以其简约大方的形象设计为广大的中外游客留下了很深的印象,其设计理念源于Wearie Phelan提出的“无限等体积肥皂泡阵列几何图形学”的问题解答。首先,需要生产一个与建筑物相比更大的Wearie Phelan泡沫结构阵,然后,将这个生成阵以其中的某一个矢量为中心进行旋转,最后将建筑的外部空间和内部空间中的泡沫结构剪切下去,之后剩下的部门作为建筑的屋面以及墙体构成。这样,基本的“水立方”就宣告完成了,其中,泡沫构成的建筑结构按照三个正交的坐标轴规律的进行重复构建,从而形成整体的建筑模型。分形的理念在水立方的墙体建筑以及屋面的设计应用中得到了充分的体现。其基本的结构体是利用了旋转和切割等方法加以实现的,给人的感觉就是整体观极强并且还很微妙。
1.建筑的三维分形设计。建筑的三维分形通常被称为是“体”分形,就是建筑的“体”通过适当的旋转、缩放和线性转译等相关的分形操作,把一个简单的单元变为很多个相似或相同的元素,并将这些元素合理的组合在一起,进而组成了更高一级的粒子单元,工作完成之后,继续进行新一轮的转译,不断的重复这样的过程,最终形成了很多无线多层级的单元组合。2.彼得·埃森曼的尺度缩放。美国著名的前卫建筑是彼得·艾森曼设计的的住宅是复杂性科学在建筑设计领域的首次正式应用,他充分利用了分形几何中的比例缩放原理,运用立体‘L’形的复杂旋转构造成建筑的体量,是建筑师第一次有意识的运用分形几何来表现建筑的复杂与多元。
建筑师祯文彦设计的螺旋大厦( Sprial Building,1985),以“正方形”作为其建筑的“生成元”,通过缩放的方法构造出一系列的不同大小的正方形,并将其用于建筑当中,实现了建筑的分形构造,并且,除了利用分形维度理论之外,还融入了很多异质元素,进行有序的拼接混合,充分体现出建筑物与城市之间,整体与部分之间,混沌与秩序之间的同构原理。建筑师本人声称:“螺旋大厦的建筑设计理念同城市的理念有很多相似的地方,是要将自身完全的奉献出来,让人们随意的进行切割,在被完全的肢解之后,重新获取生命”。设计师就是要有建筑本身的复杂多元性来体现社会的复杂性与多元性。
自从上个世纪二十年代开始,世界各国的建筑设计师们就在不断的寻求建筑设计方面的突破,希望能够对原有的建筑语言进行改革与创新,从而有个质的飞跃。现代数学中的分形理论以其所具有的“自相似性”、“无尺度性”、“尺度层次”、“尺度变换”等特性,引起了建筑设计领域学者的极大关注,并且不断的在建筑设计方面予以大胆尝试,并取得了非常令人满意的效果,设计出的建筑物更加的贴近大自然,并与周围环境相协调。符合人们的审美观念。但是,毕竟还是发展的时间较短,很多方面都需要进一步的摸索和尝试,在取得成绩的同时,也必须认清国内的经济建设发展状况和社会对其的认识程度,不能单凭自己的想法,随意的进行设计,否则设计出来的作品一旦不能与社会环境相互协调,将会造成不良的社会影响,对此方面的设计发展也将产生不利影响,因此,要注重设计方案的可操作性,发挥其最大的设计优势。如今的时代,为新形式、新思维创造了优越的生长环境,尤其是在当今的中国建筑市场,正处于异常活跃时期,要牢牢把握机会,为建筑设计的质的飞跃努力奋斗。
[1] 顾红男,詹巨聪.分形学在建筑设计的应用[J].四川建筑,2011,01
[2] 林秋达.从“师法自然”到“算法自然”——分形法则在建筑设计中的运用[J].福建建筑,2010/11
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在全国技工院校大发展的时机,很多技工院校都开设了工业设计专业。工业设计专业在我国是一个年轻的专业,而技工教育系统学校在学生的生源、培养目标、培养层次等方面与普通高校有明显不同的特点,尤其着重在动手能力的培养。因此,技工教育系统的工业设计专业建设就成为了一个崭新的课题。
根据国家工业设计专业职业能力要求,工业设计专业分为四类大能力,分别是设计管理能力、市场及用户研究能力、设计创意能力、模型及制作能力1。基于这四大能力所开发出来的课程,国家工业设计职业标准里面课程建议工业设计教育应该有以下课程:设计概论、设计表现技法、工程制图、计算机辅助设计、造型设计基础、工业设计程序与方法、市场及用户研究、材料与工艺、人机工程学等相关课程。这些课程无疑是非常好的,而且切中工业设计职业标准的相关能力点。但相对于理论上的设计研发能力,技工学校的教学更加在于动手能力的培养,因此,我们尝试提出三大能力构建技校工业设计专业的教学体系。
手绘是一个造型能力的课程,我们的学生多没有绘画基础,这点不同于高校。在造型能力不具备的情况下学手绘,只能从基础透视开始教起。但是,工业设计国家三级职业资格证的考试里面,手绘能力是占了很大的部分。更重要的是,手绘能力是工业设计师所常用的必要能力,没有造型能力无疑是无法从事工业设计工作的。所以手绘能力方面应该加大其课时的比重。手绘能力模块,在教学中可以落实在以下课程:结构素描、手绘快速表达、手绘效果图技法。
计算机(软件)操作能力,既是工业设计国家三级考试的考核内容,也是工业设计人员所须具备的能力。使用各种专业软件进行辅助设计,无疑是目前多数工业设计企业所使用的方法。而且,在一些设计公司中还单独设置了电脑建模师的岗位,能熟练操作软件也可以满足岗位需求。因此,在技工院校工业设计专业的课程设置里面应该重点培训,也可以根据各个院校自身师资条件的情况开设不同的设计表达软件课程。其核心目标是让学生能够使用计算机相关软件,表达设计方案。计算机(软件)操作能力模块,在教学具体可以落实在以下课程:PHOTOSHOP、CORALDRAW、AI、RHINO、INDESIGN等。
设计工作是创造性的劳动,一切的设计都是基于设计师的大脑。由于技工教育的层次与特点,结合国家工业设计职业标准,我们把这些设计研究(思维)能力解构出来,具体发展成为:设计概论、经典设计分析、设计管理、工业设计程序与方法、市场及用户研究、材料与工艺特性、人机工程学、交互式设计、项目课程等相关课程。2这样的课程组合,实际上是教学生如何去思考设计创作。我们把所有的工业设计理论研究与项目教学结合起来,笼统地形成这样的一个设计研究(思维)能力,目的是为了让技校层次的学生能够更容易更系统地学好工业设计专业。
把国家工业设计职业标准三级的相关能力点笼统地归类结构成以上的三大能力,以此构建工业设计专业课程体系,是立足于目前我国技工教育的现状发展出来的,是一种全新的尝试,需要在实践中不断地完善与改进。
广东省轻工业高级技工学校获得中职组全国一等奖,
左起选手吴庚俞,指导老师冯玉泉
冯玉泉老师获得国家级优秀指导教师奖状
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当前,世界各国都已经加强了对本国知识产品的保护力度,我国在改革开放早期所采用的引进―消化―吸收――创新基本模式已经不能满足我国新时期机械行业的发展需要。因此,提升机械设计自主创新能力才能够为我国机械行业的整体发展提供一个可行的途径。而在机械创新设计过程中,通过提高对产品创新的意识及能力,将机械产品的设计制造成本降低,提高产品的操作性能以及自动化陈谷,达到对应的环保要求,对推动我国整个机械行业的发展具有重要意义。
整个机械设计过程源自于功能要求与开发,通过作用原理分析,直到最终无力结构构思及形成。在整个过程中,机械创新设计工作必须把握这样两个基本原则。
设计之初必须对产品必须具备的功能进行确定,之后找寻得到最优的设计结构方式,以便在最短的时间内达到设计目标,之后选择正确合理的价值工程方法,将其中价值相对较低的少部分构件找出,将之作为分析对象,确认其与当前结构设计存在的矛盾,试图通过最小改动量来解决存在的矛盾问题。这种设计路径所耗费的资源以及时间都较少,这时实现目标的路径自然最短。
联想是机械创新设计过程中的一个重要方法,通过对事物之间的相似性进行分析和总结,而联想得到的结构是否合理的一个重要判据就是所设计的结构是否具有一定的相似性,而这有产品的实例直接决定。若设计的多个产品实例同时满足功能需要,则它们之间一定存在对应的相似性,表面产品具备创新设计的潜力。
机械产品结构运动方案的设计就是设计人员根据用户提出的产品功能需求而提出的从机械结构原理出发的产品功能原理构思。
运动方案是探索并解决实际问题的一个有效途径,其主要包括原动机、传动机构以及执行部件等系统运动方案的设计。其最终得到的结果必须满足机械产品结构功能的运动性能要求。设计的一种机构运动方案的好坏直接影响到产品结构、工艺、成本以及使用性能等方面的能力,是确定产品的整体质量、性能、经济性、环境以及所获得社会效益的关键步骤,是整个机械产品设计过程以及后续产品制造、使用过程的基础。对于机械结构产品而言,实现其具体的功能可以采用不同的运动方案,即可以采用不同的写原理予以实现,同时不同的功能又可以通过不同的机构来具体实现。
因此,该阶段的工作是整个设计工作的重点,设计人员必须从功能分析出发,利用创新思维对产品的活动架构进行设计、优化,最终得到理想的产品运动方案。
以汽车的前驱、后驱运动方案为例,传统的后驱运动方案具有生产制造成本高、驱动部件多、安装复杂、车内空间较小、牵引力不足以及动力效率较低的问题。在现代机械设计的轻量化、汽车乘坐舒适性以及机动性要求提高的背景下,后驱汽车已经不能满足当前人们生活的需要。基于此,汽车生产厂商通过移植、逆反思维等方式对汽车的运动方案进行创新,将发动机前置,使得发动机的输出轴直接与汽车前轮的传动机构相连,驱
其一,汽车的驱动机构得到了明显简化,零部件数量明显减少,使得汽车的造价降低;
其二,汽车整车重量下降,使得汽车的加速性能得到改善,刹车距离缩短,油耗降低;
其三,采用前置发动机的方式释放了大量的车内空间,使得车辆的乘坐舒适性得到提高。
机械产品的结构设计工作主要包括对产品的外形、各部分的配置以及总体结构的设计方面。根据客户对机械产品功能要求的不同,所设计的结构方案也存在明显差异。机械产品结构设计的一个根本任务就是要找到不同结构形态的产品设计方案,设计出新型的产品结构形式。
随着人们对产品结构功能需求的提高,人们对机械产品结构的设计提出了更严苛的要求,设计人员必须在有限的空间中尽量多的将产品功能集成至一处,使得客户的安装和使用功能得到满足。
例如,在传统的办公室中,各式各样的打印机、复印机以及扫描设备充斥在空间中,使得办公室的环境不能得到改善,人们需要一种多功能的一体化文档处理设备。办公用品厂家在了解到人们的需求之后,开始着手对办公机械设备进行改进和设计。后经分析调查,最终通过离散与综合的创新思维方式,在尽量保证产品的基本构形要求下,将打印、复印以及扫描等文档处理功能集成于一体,设计制造了一台多功能一体机,显著改善了办公室的工作环境。
在制造技术、材料加工技术以及能源应用技术得到迅速发展的背景下,机械产品设计师在动力能源的选择过程中能够选择不同的能源作为产品动力来源,包括石油、天然气、电能和太阳能等。设计工作中,设计人员可以充分发挥其自身的创造性思维、方法,对产品的各个系统进行改进甚至是重新设计,将更多的清洁能源应用与机械产品的动力能源当中。
还是以汽车为例,当前在公共交通工具中日益广泛应用的电动汽车,其主要使用的是电能,与传统的燃油汽车相比,其自身不会排放对大气造成污染的有害气体,即使按单位电能生产过程中所排放的污染物(硫、微粒)进行比较,电动车造成的其他污染物得到了明显控制。
这有利于降低人口密集的城市区域大气污染的程度,而且电动汽车还能够在晚间用电低谷时出现的富余电力充电,提高了发电设备的利用效率,使得其经济效益得到明显提升。另外,应用达到了国家提倡的节能减排目的,是创新思维在机械产品能源设计中应用的典型案例。
中国的机械产品比较落后、缺乏技术创新力量、市场比较低迷,主要是因为企业缺乏适应市场需要的新产品开发以及技术创新的能力和机制。尤其是国内很多中小型企业资金匮乏、开发新产品的能力比较差,亟需相关新产品开发技术的支持。而TRIZ理论可以推动技术创新在机械产品设计中的应用。
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实现空调节能的根本途径,就在于巧妙地利用室内外条件、维护结构及空调设备的相互作用关系,选择满足建筑节能要求的方案,既电造出舒适、高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能的目的。今天读文网小编要与大家分享:浅论中央空调系统节能相关工业设计论文。具体内容如下:
论文摘要:随着我国经济建设的发展,中央空调更加普度,对中央空调能耗问题的研究就日益重要。本文从工程“寿命周期”的观点,论述了中央空调节能的意义,并从工程现状、工程设计、工程施工和运行管理等方面提出了一些节能措施和方法。
关键词:中央空调 能耗 节能措施
浅论中央空调系统节能
1 引言
在各类建筑物中,大量采用先进设备和相应配套设备而成的中央空调系统已成为现代化建筑技术的重要标志之一,是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。对这些设备的设计、安装和运行管理不仅直接关系到业主和用户的根本利益,而且也关系到对部环境的保护。例如,在智能建筑中,集中空调系统的监控点数量常常占全楼监控点总数的50%以上,其能耗常常占全楼总能耗量的5o%以上。由此可见,中央空调系统在现代建筑中是极其重要的.尤其在现代智能建筑中,中央空调系统是不可少的组成部分。因此.研究中央空调系统能耗的意义就尤其重要。对空调系统能耗的研究要实现的目标是,如何在创造良好室内小环境的前提下利用能源,达到对外部大环境的最小破坏.以实现可持续发展的长远目标。该研究是一个非常广泛的课题.涉及许多学科。本文从工程“寿命周期(circle life)”的观点,从工程现状、工程设计,工程施工和运行管理等方面探讨了中央空调系统节能的措施和方法。
2 实际工程存在的问爱空调工程的实施是一个系统工程,它涉及到各个相关专业在设计和施工过程中的密切协调。而空调工程的实施更主要取决于是空调专业设计的正确性和合理性以及空调专业施工的规范化。但在较多实际工程中,空调工程的实施存在许多问题。关于空调专业本身的原因在此不作详细分析。
本文只对空调工程中自控系统存在的问题进行分析,原因是随着智能建筑的发展,空调自控系统是空调系统不可缺少的组成部分,且对空调系统的运行起着关键的作用。空调自控系统虽然增加了一次性投资,但可以在保持良好的室内环境的基础上节省运行费用。一个设计台理和运行管理良好的自控系统既可以大幅度地节省运行费用,使业主在较短的时间内收回自控系统的一次投资.也可以大幅度地降低对外部大环境的影响。但由于设计和运行管理上的原因,大多数自控系统运行状况不良,达不到设计的目标。北京市科协曾组织了从事自控、计算机、通讯、空调等方面的专家对智能建筑的国内外发展状况和技术内涵进过调查研究,以北京市为例,统计出用户对楼宇自控系统运行情况的评价是:满意的仅占30%,一般的占柏%,差的竟占到30%。
造成这种状况的主要原因除物业管理水平低下外,自控设计与空调设计严重脱节。空调自控系统的工程实施目前大体上经过下列工程步骤:由设计院的暖通空调专业人员进行空调设计,并提出空调自控要求,然后提交给设计院自控专业人员进行空调自控设计,或由自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工图设计,并由施工单位安装调试.最后再移交给物业管理部门进行运行管理。因此涉及到设计院、施工单位、自控设备厂商及起决定和控制作用的业主等。在这些环节本应形成密切配台,但实践证明:其中各个重要环节往往衔接不甚理想,遗留后患,给楼宇自动化系统的正常运行和节能效果带来严重的影响。
3 建立系统节能观念.选择合理的设计方案
实现空调节能的根本途径,就在于巧妙地利用室内外条件、维护结构及空调设备的相互作用关系,选择满足建筑节能要求的方案,既电造出舒适、高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能的目的。
3.1 空调室内温度的确定。
经重庆、上海、广州等地区的实践证明,夏季室内温度低1℃或冬季高1℃,工程投资将增加6%能耗增加8%,并且加大室内外温差也不符台卫生学要求。舒适性空调夏季比较理想的室内温度是比室外环境温度低5—8℃为好。
3.2 围护结构。
空调冷(热)负荷可分为围护结构冷(热)负荷和室内冷(热)负荷。下面从门窗的节能方面.进行阐述。控制窗墙比:通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%~45% ,在保证室内采光良好的前提下,合理确定窗墙比十分重要。一般规定各朝向的窗墙比不得大于下列数字:北向25%;东、西向30%;南向%。提高门窗气密性:房间换气次数由0.9次/h降到0.6次/h,建筑物的能耗可降低8%左右,因此设计中应采用密闭性良好的门窗,而加设密封条是提高门窗气密性的重要手段,密封条应采用弹性良好、镶接牢固严密、经久耐用的产品,根据门窗的具体情况,分别采用不同的密封条,如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条其形状可为条形或冲形。固定方法可用粘贴、挤紧或钉结。
3.3 空调冷热源
中央空调能耗一般包括三部分,即(1)空调冷热源;(2)空调机组末端设备;(3)水或空气输送系统。这三部分能耗中,玲热源能耗约占总能耗的50%左右.是空调节能的重要内容。如果均把各自消耗的能量折算成一次能源,则备类机组均可用单位时间内一次能源消耗能量所制取的玲量或热量进行比较。本文使用“一次能源效率OEER(W/W) 来表示.从单位能耗角度考虑.夏季制冷:离心式、螺杆式冷水机组O旺R值最高.吸收式冷水机组OEER最小;冬季供热:螺杆式、活塞式热泵冷热水机组OEER最高电热水机组最低.即能耗最高。
3.4 空调水系统。
一般空调水系统的输配用电,在冬季供暖期问约占整个建筑动力用电的2o%~25% ,夏季供冷期间占12%~24%.因此水系统节能具有重要意义目前,空调水系统在设计上存在着一些问题:
(1)选择水泵是按设计值查找水泵样本铭牌参数确定,而不是按水泵的特性曲线选定水泵型号;
(2)未对每个水环路进行水力平衡计算,对压差相差悬殊的回路也未采取有效措施,因此水力、热力失调现象严重;
(3)大流量、小温差现象普遍存在,设计中供、回水温差一般取5cC,但经实测,夏季冷冻水回水温差较好的为35,较差的只有1.5~2℃,造成实际水流比设计水量大1.5倍以上,使水泵电耗大大增加。因此,空调水系统节能应从如下方面着手考虑:
(1)设计人员应重视水系统设计,认真进行水系统各环路的计算,并采取相应措施保证各环路水力平衡;
(2)认真校对和计算空调水系统相关系数,切实落实节能设计标准的要求值,积极推广变频诃速水泵,冬、夏两用双速水泵等节能措施;(3)制冷系统冷却水进水温度的高{氐对主机耗电量有着重要影响,一般推算,在水量一定情况下,进水温度高1℃,溴化锂冷水机组能耗高6%。
3.5 空调机组和末端设备
国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多,但与国外先进水平比较.主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面。因此设计中一定注意选用重量轻、单位风机功率供拎(热)量太的机组。空调机组应该选用机组风机风量与风压匹配合理、漏风量少、空气输送系数太的机组。陈上述几点外,还应根据具体工程情况,积极推广水环路热泵,采用热回收、变风量、变水量系统等节能技术。
4 运行上的管理
4.1 做好设备及管道的保温,以减少能量的过多耗费空调设备和管道的保温,对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。如果保温效果不好或在维修后保温层修复不好,不但过多地消耗了冷量,也会由于所供冷水温度的过大温升致空调系统在对空气的处理过程中因无法保证其机器露点而使空调房间相对湿度超标。
4.2 定期对空调系统水质处理
水侧污垢、腐蚀及青苔对制冷系统影响极大,也是空调能耗高的重要原因太气中的尘埃、水分、细菌氧气及某些有害酸性气体不断地由冷却塔进^冷却水系统中,冷冻系统虽贝较为密闭,但水中溶解氧对冷冻管材也产生腐蚀作用,日积月累,空调设备将产生污垢、锈蚀、锈渣和微生物断繁殖所产生的生物污泥,使管道堵塞、制冷量下降、浪费电能。根据理论计算,冷疑器的污垢每增加0.1mm,热交换效率就降低30%,耗电量则增加5~8%。
4.3 集中空调实行计量收费
集中空调实行计量收费是建筑节能的一项基本措施.目肖在欧美已是-f}成熟的技术。据国外调查资料表明:实行集中空调计量收费后,其节能率可达8%~15%。
4.4 操作培训
加强对空调操作人员工的培训,提高管理人员素质,实行空调操作人员操作证制度。各项调节和节能措施的实施,都与操作人员的技术素质直接相关。
5 结束语
合理的设计方案、精心的施工和科学的运行管理对空调节能都是至关重要的。业主宜在建设初期就进行管理人员的选择和培训.必要时可以聘请专家加强建设过程各个环节甚至全过程(从设计方案的确定到系统的运行)的监督管理,确保建成的中央空调系统起码能够正常运行,进而追求实现一定程度的节能,在此基础上再实现运行的全面优化,以便达到最大限度的节能效果。
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根据我国供水情况,其他节能方式可考虑使用内壁光滑的供水管材,减少管道沿程水头损失;使用低阻力阀门和倒流防止器等,减少管道局部水头损失;管道水力损失降低后,相应可减少水泵供水压力,以此方式来降低供水能耗。今天读文网小编要与大家分享:住宅给排水设计中节能和节水技术的应用相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读!
住宅给排水设计中节能和节水技术的应用
能源是发展国民经济的重要物质基础,也是制约国民经济的一个重要因素,我国和世界上绝大多数国家一样面临着能源危机,而在加强能源建设的同时,最大限度地提高能源的利用效率,大力降低能耗也已经越来越得到重视。
根据<<中华人民共和国节约能源法>>的有关规定,固定资产投资工程项目的设计和建设,应当遵循合理用能标准和节能设计规范,达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目,依法审批的机关不得批准建设;项目建成后,达不到合理用能标准和节能设计规范要求的,不予验收。住宅建筑为建设部指定要求采用节能技术的建筑物之一。
根据我国现行供水情况及住宅用水情况,住宅建筑给排水节能主要有以下几个途径:
1. 尽可能利用太阳能用作住宅热水加热。
2. 合理利用市政管网余压,采用分区给水方式。
3. 采用节水型卫生器具,减少供水量,同时也减少供水能耗。
3.1. 利用太阳能用作住宅热水加热的使用范围及太阳能热水器的分类。
3.1.1 太阳能作为清洁能源,取之不尽,用之不竭。是节能的重要途径,太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成。我国大部分地区均处北纬40度以北,日照时间较长,均适合推广太阳能热水器。
3.1.2 根据现在使用的太阳能热水器技术,按集热器形式可分为平板型和真空管型。
a.平板型:在住宅中使用的小型热水器中,目前多采用自然循环方式,且为单循环,即集热器内被加热的水直接进入储水箱提供使用。结构简单,成本较低。抗冻能力弱。
b. 真空管型:全玻璃真空管结构简单,价格适中,水在玻璃管内直接被加热,其组成的家用热水器一般是将真空管直接接入非承压水箱,采用落水法取热水。也有采用金属热管组合的承压式及采用U型管组合的分离式,在不同地区都全年使用。具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力。
热管型真空管,其管内无水,具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力,可连接承压水箱,采用双循环系统,更适用于各种规模的热水系统,价格较高。
3.2.安装方式:
3.2.1 单幢建筑或多幢建筑合用太阳能热水器,并设置热水箱,用作户内热水器预热水源,单户内设置快速热水器。
优点:利用太阳能热水器作预热,可充分利用太阳能的能量。春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用要求,冬季也可充分利用太阳能,节能效果明显。可广泛使用于多层及高层住宅,可多人连续使用。
缺点:由于太阳能热水器为公用,需设置于有物业管理的小区内;由于屋顶太阳能热水器仅作预热,故每户住宅内需增设热水器,以便随时提供热水,(一般与快速式电热水器配合最佳,与其他快速式热水器配合也较好,不宜与容积式热水器配合使用-节能效果不佳);需设置热水表用来计量热水用水量。
优点:每户单独设置,控制方便,户内可不用增设热水器。
缺点:只适用于多层建筑,热水器安装高度受用户水压限制,使用热水时需要放掉水量较多,根据屋顶太阳能热水器水量不适合多人连续使用,电热器设置于屋顶,维修及管理不便,阴雨天使用时需电加热较长时间。
3. 3 使用太阳能热水器的选择方式及节能效果:
3.3.1 具体应用太阳能热水器应根据工程具体情况及住宅小区物业管理情况确定,在土建施工阶段预留热水器进出水管及管道井,在管理条件许可的情况下,应优先采用第一种供水方式,根据现有太阳能热水器技术,使用全玻璃真空管比较经济合理。
3.3.2 节能效果:用水量按每人次淋浴热水量100L/人。次考虑,常年冷水平均水温10度,淋浴热水温度40度考虑,平均每人每次淋浴耗能=100L*(40度-10度)*(4.19*103J/kg.度)=12570000 J,按每度电能热功当量3617000J/KWH计算,考虑热水器加热效率0.9,每人次淋浴用电量=12570000/(3617000*0.90)=3.86Kwh.按每人每月淋浴八次,每户三人,80%使用太阳能热水器中热水计算,每户住宅每年可节电=3人*8次*12月*3.86kwh/人。次*80%=889KWH.节能效果相当明显。
3.3.3 工程造价:按杭州市日照情况设计。太阳能集热面积计算如下:H.F.η。K1.K2=L.C.ΔT. H –太阳辐射量,杭州市为20130KJ/M2;F-太阳能热水器集热面积;η-热水器日平均效率,一般为0.5;K1-容积系数,取1.0; K2-系统热损系数,取0.8;L-产水量(三口之家按300L/天计算);C-工质比热容,4.19kJ/kg.0C ;ΔT-冷热水温差,按夏天淋浴用水量最大时计算,热水400C ,冷水250C ,温差150C .每户需太阳能集热管面积2.1平方米,工程造价市场价格约在1000元/平方米左右,包括给水管等其他设施,工程造价约2500元/户(一户三口计算),按上述节能889KWH计算,市场电能价0.53元/KWH,每年可节约费用471元,考虑部分维修管理费用,6年可收回投资(不计投资利率情况下),节能性价比极高。
在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,一般市政给水管网压力均在0.2~0.4MPa之间,只能满足三~五层多层建筑供水压力,现在城市城区土地利用率均较高,城区住宅高层建筑增多,且一般多层住宅楼层均在五层以上,供水压力要求采用二次加压。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式并采用新型供水设施,可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3Mpa,则五层及以下楼层可采用市政管网直接供水,五层以上采用无负压变频供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高,造成能耗及水量浪费。
4.1 采用分区供水方式,可节约采用市政直接供水部分楼层的加压能源。
4.2 使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较(传统加压方式为市政管网供水至水池,然后由水泵供应至屋顶水箱)有以下优点:
1. 可减少投资;传统加压方式需要建水池及屋顶水箱,使用无负压给水设备可取消水池及水箱。
2. 可减少污染;自来水在水池及水箱内增加停留时间,水中余氯余量低,微生物含量高,使用新型设备后水质同自来水。
3. 可节省大量能源;传统二次加压方式是将自来水直接放入水池或水箱中,使原有压力全部为零,再从零从新加压供水;而无负压变频设备完全利用原有市政管网压力供水,与供水管网直接串接,差多少,补多少。
4. 可减少水资源浪费,由于传统方式中,水池、水箱均为混凝土结构,渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免,而且水池、水箱需定期清洗,需要大量清洗水。
4.3 节能效果:每立方米水增压1m需要做功1000kgf.m=1*104J,水泵效率一般在0.6左右,按每度电能热功当量3617000J/KWH计算,需电能0.005KWH,按平均日生活用水量100L/人。日计算,如充分利用0.3MPa市政管网压力,相比传统水池、水泵二次加压方式,需二次加压用户(三口之家)一年可节约能源3人*365天*0.1立方米/人。
日*30m水压*0.005kwh=16.5KWH,且比传统加压方式更能节约投资;相比现行在小区内采用无负压变频给水装置,却不采用利用市政管网压力直接供水的供水方式(该方式会造成低层给水用户给水压力过高,导致低层用户能耗及水耗增加),可节约在市政供水管网压力供水范围内的用户给水能耗和水耗,若对小区给水管网进行合理设计,与室外消防栓合用给水管网,可基本不增加管网投资。总之,采用该节能方式节能效果还是比较显著的,节能性价比极高,故值得大力推广。
我国是水资源比较紧缺的国家,现我国大力提倡使用节水型卫生器具,除节水效果外,其节能效果也是比较显著的。目前使用节水型器具主要有以下几点;
5.1 减少马桶冲洗水量: 目前,我国普遍采用冲水量≥9 L的坐便器,耗水量大。若全部使用冲水量≤6L的马桶且采用两挡冲洗阀门,则住宅可节水12%,宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%.
5.2 厨房、沐浴、盥洗的节水
厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径,充气率一般可在15%左右。即节水率在15%左右。
节能效果:若在住宅中充分使用节水型卫生器具,可节约住宅生活用水量的10%左右,也就是节约用水加压能源的10%左右,节能效果跟住宅高度成正比,建筑物越高,节能效果更显著。其节能投资也比较省(节水型卫生器具比普通型卫生器具价格稍贵),考虑既节水又节能,应值得大力推广。
根据我国供水情况,其他节能方式可考虑使用内壁光滑的供水管材,减少管道沿程水头损失;使用低阻力阀门和倒流防止器等,减少管道局部水头损失;管道水力损失降低后,相应可减少水泵供水压力,以此方式来降低供水能耗。
建筑给排水节能潜能很大,若能充分利用太阳能及管网余压和充分使用节水型卫生器具及其他节能方式,可节约许多能量及用水量,是一件利国利民的大事。且其节能效果性价比较高,应值得大力推广使用。
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直到2002年末,我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前,我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出,仅到2000年末,我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤,占全社会终端能耗总量的27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大,单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,多排二氧化碳52万吨。
今天读文网小编要与大家分享的是:建筑节能设计迫在眉睫工程建筑相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
建筑节能设计,迫在眉睫
早在20世纪70年代,建筑节能概念就被正式提出。建筑节能的中心是减少建筑耗能 ,提高建筑中的能源利用效率。同时,建筑节能需以不影响人们感觉舒适度为前提,即室温冬季不低于18摄氏度,夏季不高于26摄氏度。时隔30年,2004年,围绕着石油与能源问题的“大事件”再次集中发生,而我国的能源问题更是显露无遗:石油消耗量仅次于美国、燃煤紧张、拉闸限电、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日,北京上调成品油价格……
本文将在总结国际与国内能源现状的基础上,分析建筑节能的必要性与紧迫性,同时通过调研目前国内建筑节能设计实例,评判建筑节能设计的经济效益,希望能够使社会各界意识到,建筑节能不单是发达国家的问题,我国正面临一场真正的能源危机,建筑节能迫在眉睫。
1、能源储量减少,石油仅供开采41年
目前,石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明,全球煤炭埋藏量10316亿吨,可开采231年;核反应原料铀已探明储量436万吨,可供72年使用(海水中的铀可供使用1万年,利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年);利用热核反应,海水中的锂能源可开采年限为1600万年。
可见,全世界最为依赖的能源——石油与天然气,在21世纪的前半,就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰,2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始,核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升,达到总能源消费的1/3,热核能源将达到总能源消费的1/4.
因此,在世界能源供给结构转轨的大趋势下,不考虑建筑节能而建造的房屋,终有一日会因为没有能源可用,终被社会淘汰。呼吁建筑节能,很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源,通过科学合理的建筑节能措施,采用可再生新能源,使建筑可持续发展。
2、能源需求不断增加,价格无法下降
根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“International Energy Outlook 2002”,1999—2020年全球能源消费形势如下:
全球能源总消费量将增加60%,其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍(每年增长4%,相比发达国家每年增长1.3%)。
石油:石油预计增长59%(年增长率为2.2%)。此外,石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。
天然气:争议较小的天然气将是需求增长最快的能源,预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.
煤:由于空气污染及二氧化碳排放等问题,煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.
核能:在政治问题影响下,全球核能发展情势尚难确定,但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。
可再生能源(包含大水力):预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定,所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来,随着技术的进步,比重将上升较快。
以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现,它指出截止到2020年,世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长,日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。
可见,由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现,石油、天然气的需求量仍会不断增加,但能源储量是有限的,这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。
面临能源价格,尤其是天然气价格逐步上涨,居高不下,很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用,或者售价、租金一降再降的现象。因此,建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命,建筑节能节能势在必行。
3、美国企图掌控全球石油供给,强力遏制我国、欧洲的发展
许多石油生产地区,尤其是中东地区,由于拥有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争,而其他小型区域冲突也非常多,都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡,使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁,牵动整个世界的经济。从这个意义上说,哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源,就如同握紧全球经济命脉。
因此,美国攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用,还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”:一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元;二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量,遏制这些国家的经济腾飞。
面临美国今后可能采取的能源阻扰政策,我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外,能源节约是最关键的一步。
二、我国所面临的能源挑战
1、人均储量少,先天不足,但能耗效率却低。
我国能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨,人均天然气可采储量1074立方米,人均煤炭可采储量90吨,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最终可采储量居世界第41位。因此,一旦平均到个人消费量,我国能源并非地大物博,实际上存在先天不足的弱势。
从能源利用效率来看,目前国内能耗高,能源效率低。2001年,我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元,占GDP总量的比例为13%,而美国仅为7%.同时,我国单位产品的能耗水平较高,目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%,而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。
2、我国成为能源消耗大国,进口依赖度提高。
2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨,进口原油8900万吨,分别占世界石油需求增长总量的41%、32%,约每天60万桶和260桶。
2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长,约达到2.75亿吨,进口原油数量超过1亿吨。同时,煤炭消耗量占世界总量的40%以上,天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年,我国石油需求量为4.5亿吨,年均递增12%;天然气在一次能源消费中,所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上;我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。
可见,我国能源消耗需求旺盛的同时,进口依赖度提高,这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升,危及我国能源供应安全,存在较大风险。
3、能源成为我国经济命脉所在,威胁国家稳定安全
2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年,27个省份全面告急,国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年,今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例,往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%,而今年供热用煤的储量不足40%;长春市每年锅炉供热用煤为306万吨,截至10月底只有总量的40%入库;在吉林市,每年锅炉供热用煤为46.5万吨,今年到10月底也才入库42%;吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响,北京市电煤库存一直在警戒线以下运行,到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染,北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调,北京冬季供暖承受着巨大的压力,2005年3月,北京油价再次上调,93号汽油每升上涨了0.26元。
能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要,但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说,损失可能是上百上千万;而全国27个省份同时出现问题,这种经济损失就根本无从计算,直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺,导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件,威胁到国家稳定安全。
1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3
我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。
2、高耗能建筑比例大,加剧能源危机
直到2002年末,我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前,我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出,仅到2000年末,我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤,占全社会终端能耗总量的27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大,单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展,到2020年,我国建筑耗能将达到1089亿吨标准;到2020年,空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力,这将会是一个十分惊人的数量。
据分析,我国目前处于建设鼎旺期,每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速,预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此,如果现在不开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机。
3、我国建筑节能状况落后,亟待改善
在70年代能源危机后,发达国家开始致力于研究与推行建筑节能技术,而我国却忽视了这一方面的问题。时至今日,我国建筑节能水平远远落后于发达国家。举例说明,国内绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的发达国家差许多。外墙的传热系数是他们的3.5至4.5倍,外窗为2至3倍,屋面为3至6倍,门窗的空气渗透为3至6倍。现在,欧洲国家住宅的实际年采暖能耗已普遍达到每平方米6升油,大约相当于每平方米8.57公斤标准煤,而在我国,达到节能50%的建筑,它的采暖耗能每平方米也要达到12.5公斤,约为欧洲国家的1.5倍。例如与北京气候条件大体上接近的德国,1984年以前建筑采暖能耗标准和北京目前水平差不多,每平方米每年消耗24.6至30.8公斤标准煤,但到了2001年,德国的这一数字却降低至每平方米3.7至8.6公斤标准煤,其建筑能耗降低至原有的1/3左右,而北京却一直是22.45.
因此,与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比,我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上,与发达国家存在较大的差距。而对于美国而言,全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作已基本完成,我国却没有那样强有力的能源后盾支持,在这样的国情下,建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。
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创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程,通过这种思维能突破常规思维的界限,以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题,提出与众不同的解决方案,从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。以下是读文网小编今天为大家精心准备的思修论文相关范文:试论建筑设计创新思想。内容仅供参考,欢迎阅读!
试论建筑设计创新思想全文如下:
摘要:随着社会经济的发展,建筑设计水平的提高。新时代、新理念、新需求必然会引发建筑设计的新方法的产生。随着中国建筑界与其它国家的联系越来越密切,国外的建筑设计的优秀方案让国内的建筑师们深深体会到了自身的缺陷和不足。如何结合我国的国情特色,创新出让人们满意的建筑设计方案,是目前国内建筑设计师们努力的方向。本文对建筑设计创新思想进行了探讨。
关键词:建筑;设计;创新
1、创新建筑设计的基本概念
所谓创新,就是创造新事物的能力,是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。建筑设计是现代科学技术和艺术创作的结合体,是创新思和现实条件合成的产物,是运行过程中设计构思组合所产出的全新设计理念。现代建筑设计是以人为宗旨,满足人性化需求,以改善城市环境和效率为目标,综合将城市各个要素融入到建筑设计之中,最终形成科学、合理、环保、节约的建筑群体。
2、建筑设计的创新原则
在建筑设计实践中,建筑设计涉及的范围比较广,利益相关者比较多,设计要求较高,一些设计师创新思维过于活跃,在实现设计方案的过程中严重脱离设计原则,片面追求异性化、独特性,造成实用功能和视觉效果不佳的结果,因此必须创新设计必须坚持一定的原则。
(1)联系性和动态性设计原则
联系性原则主要是指在设计过程中,不仅要注意建筑系统各方面因素,还要对建筑周围环境进行深刻的分析。动态原则主要是指把握建筑设计的内外联系以及设计发展变化的方向、趋势、动态,还要研究建筑设计的发展规律、应用效果等。动态性原则对于建筑设计来讲要立足于现实、兼顾未来、把握时代的发展方向。
(2)整体性和综合性设计原则
整体性设计原则是从建筑设计的整体效果来考虑,正确分析整体和部分关系、结构、功能,充分发挥两者之间相互制约、相互依赖、相互结合的作用。综合性设计原则是指把设计各要素、内容、结构、关系、功能等进行综合考虑,从综合的角度上进行分析,最后再归纳综合各功能。建筑设计要逐层次分析、反馈,按照差异化原则重新进行分析、修改、整合,最终达到部分和整体的高度统一。
(3)可能性和效益原则
创新设计必须要在现实条件下进行设计,要立足于当前建筑水平和技术,保证设计的可实现性。同时还要依据预算额度进行设计,以最低的成本实现最大的效果和收益。某些设计不分情形和建筑功能类型的差异,用一种特例所采用的方式、片面追求奇异空间的体验。在空间尺度或组合中,片面追求精神要素的创新,忽视功能、经济等要素和效率的原则,这些所谓的设计创新是万万不可取的。
1、生态设计
生态建筑是一门独立的学科,主要研究的是建筑和生态之间的关系。生态建筑是多种技术综合在一起的结果,在进行建筑设计的时候要对环境保护问题非常的重视,将建筑物和种植业、养殖业以及环保和能源保护结合在一起,在满足建筑物使用功能的同时也要使建筑物的使用者身心健康得到保证。在进行建筑物施工的时候,能够创造出符合环境保护要求的工作和生活空间。生态建筑是以后建筑发展的重要趋势。在进行设计的时候,可以充分利用自然条件,在建筑中尽量少用能源。在生态建筑中,可以在屋外进行电伏板设置,这样在夜间的时候,电伏板就可以为房间提供照明,在进行窗户设计的时候,可以采用落地窗,这样可以更好的对阳光进行接收,使房屋的采暖效果更好。现在进行居民建筑设计的时候,最重要的就是快速建筑,不断的扩大居住容量,对人们的居住感受和居住需求重视不够。出现了楼盘之间距离越来越小的情况,同时窗户也出现了越来越矮的情况,这种房屋在居住感觉是非常差的,但是现在房地产业的发展是非常快的,价格也越来越高,使得人们在购买住房的时候,考虑最多的不是居住感受也是价格。为了更好的提高人们的生活质量,政府和房地产开发商要不断提高绿化面积,提高空气质量,这样不但可以改变人们的居住环境,同时也能提高城市的品味。
2、人文设计
建筑不是简单的将建筑材料组合在一起,建筑体现着一个城市的发展水平,同时也体现着建筑师的设计水平,建筑体现着人们对美好生活的向往。不同地区的建筑体现着不同地区的人文特色,体现着当地的民族风情。在我国的少数民族地区,建筑的特色就是非常明显的,在佛教圣地,建筑风格就是非常明显的。建筑设计师在进行建筑设的时候要充分考虑建筑要反映的风格,同时将当地的人文特色进行考虑,在建筑设计中可以将人文特色、历史和宗教信仰都融合在一起,这样可以更好的促进建筑设计的发展。结合建筑工程施工当地的实际情况,可以更好的将建筑设计的文化内涵进行展现,同时也能通过建筑设计表现出来当地的人文环境。
3、地域与环境设计
每个地方的地域环境特点都是不同的,在进行建筑设计的时候能够将当地的地域环境特点抓住也是非常重要的,是建筑设计中非常重要的环节。为了对当地的地域环境进行掌握,在进行建筑设计以前要对施工地点的当地地域环境进行考察,因地制宜的进行改良和创新。在结合当地地域环境特点的同时也会给设计师们带来灵感。创造出巧夺天工的作品。例如:位于美国匹兹堡市郊区的熊溪河畔的流水别墅,又称考夫曼住宅,巧夺天工,堪称现代建筑设计中的典范。该别墅由著名建筑师赖特设计。赖特是有机建筑的倡导者,他设计的流水别墅充分与周围的溪流、山石、树木、鸟鸣相结合,仿佛与大自然是一体。流水别墅简直是一件艺术品。当建筑与环境完美地融合在一起,人们获得的不仅仅是绝佳的生活,工作场所,更是一种心灵,精神上的享受。
4、可持续发展设计
随着社会经济发展,科学技术发展,人口数量剧增,有限的地球环境面临着严峻考验,环境破坏,资源浪费。这就对我们建筑设计提出了难题,如何让设计出的作品即受人类社会的欢迎,又受自然环境的欢迎呢?所以可持续发展策略已经成为设计的必然选择。一些发达国家把高新技术,高投入作为充分利用自然资源,减少浪费的手段。例如,一些欧美国家建造的房子外墙全部都装上了太阳能电池板,在一定程度上充分利用了太阳能,对于家居取暖用电等节约了开支,减少了煤的利用,达到了保护环境的目的。
但是根据我国的基本国情,我们目前是不提倡大面积采用上述高成本方式。在这样的事实情况下,现阶段我们可以采用传统建筑设计结合可持续发展策略的方式,达到节能减排,优化资源配置。首先要充分利用现有资源,例如许多网友提出来世博会各国场馆完全可以再利用,将其改造成旅馆或是公寓,往往拆除会在撑不必要的浪费;再者通过高新技术的支持,开发新兴材料,用于建筑工程;第三将废旧材料重复利用,在建筑拆除或建造时往往会有许多建筑垃圾,这些垃圾经常被填埋大海或是被堆弃,一无是处。能否将这些建筑垃圾重新利用,在设计之初就将其纳入设计方案中,减少不必要的浪费。
5、结合数字化技术
科技创新给我们带来了数字化技术,将数字化技术带到建筑设计中去,给我们建筑设计师们注入了新鲜的血液。随着科技的发展,人类越来越离不开数字化。人们的工作生活都离不开计算机网络技术,例如,早先从西方欧美国家传入我国的SOHO住宅,它就充分融入了数字化技术,将办公与住宅有机的结合在一起,从而打破了上班下班的传统模式,通过网络来实现办公自动化、自由化,不仅给工作带来了自由与动力,同时也减少用地,和上班下班带来的交通压力,也在一定程度上做到了节能减排,降低了环境污染。可见数字化技术将会成为未来建筑设计不可或缺的组成成分。
现代建筑设计作为一种艺术和功能协调发展的活动,对推动我国现代化的建设有着十分重要和深远的意义。理解是设计的基础,创新是设计的灵魂,创新是时代精神,在社会不断发展的今天只有不断追求卓越,不断创新才能更大的推动建筑业的发展,让中国建筑设计水平赶上甚至超越国际领先水平。
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