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對于設計實質的解釋多種多樣,其中一種簡單的闡述是:設計就是解決問題。那么,解決什么問題?怎么解決問題?應該是設計過程中經常需要思考的內容。當代人類社會面臨著很多問題,如環境的日益惡化,資源的枯竭,社會老齡化等等。面對這些問題,具有時代責任感的設計師們也通過思考和設計實踐,給出了他們的答案。例如,針對殘障人、老年人等,設計師們提出了無障礙設計理念,之后又發展為通用設計理念。通用設計理念,無關種族、性別,充分考慮文化差異,體現了設計的人文關懷。同時,應用通用設計理念,可以彌補人機工學在實踐過程中的不足,更好地實現綠色設計的原則。因此,應該更加清楚地認識到通用設計原則的優勢,并應用在設計實踐過程中,充分體現通用設計理念的當代價值。
一、通用設計理念的起源和發展概況
(一)通用設計的起源
隨著人類平均壽命的提高,以及二戰后殘疾人口的驟增。20世紀初,美國社會的人口結構發生了變化,社會中老年人和殘疾人數量迅速的增加。與此同時,對于弱勢群體的關心和照顧也被重視起來。20世紀50年代的無障礙設計運動極大地提高了社會對殘疾人的關注,并且從20世紀60年代開始,美國通過各種立法,逐漸確認殘疾人的各種社會權益,保證其正常的工作權力和不受歧視,并提供了受教育的機會;在公共設施、電信和交通運輸方面也規定應為殘疾人士提供必要的考慮。隨著1990年OXO公司推出“好握”概念系列廚房用具(圖1)及一系列優秀的適合行動不便人士使用的產品之后,商界開始意識到為老年人和殘疾人服務能夠帶來的巨大經濟效應,這也大大促進了通用設計理念的發展以及在各個設計領域中的應用。自此,通用設計理念開始受到廣泛關注并迅速發展起來。
(二)通用設計的發展概況
“通用設計”一詞由美國設計師羅納德?麥斯(Ronald L.Mace)提出并在1987年開始大量使用。他對通用設計的描述為:“通用設計不是一項新的學科或風格,或是有獨到之處。它需要的只是對需求及市場的認知,以及以清楚易懂的方法,讓我們設計及生產的每件物品能在最大的程度上被每個人使用。”經過近10年左右的發展,1997年由通用設計倡議者所提出,適用于環境、產品和交通工具設計之用的通用設計七項原則得到國際上的普遍認同。這七項設計原則分別是:公平使用原則、靈活使用原則、容許錯誤原則、低體力上的付出原則、提供足夠的空間和尺寸原則。
通過對通用設計概念起源于發展概況的考察與分析,得知通用設計理念是以人為本設計思想最典型的體現。同時,大量設計實踐也證明,通用設計理念已經廣泛而深刻的影響了眾多設計領域,并產生了大量優秀的作品。這些優秀產品的意義并不在于提出新的產品功能或者新的解決問題的方法,而是讓產品使用起來更加得心應手、舒適、省力,完全符合了當代社會以人為本的時代精神。因此,將通用設計理念應用在產品設計過程之中,并將通用設計和人機工程學、綠色設計概念結合,可以切實實現人機工程學中將“人”作為系統主體的設計要求;更加有效的實現綠色設計提倡的“3R”原則,從而達到更好的滿足使用者需求以及節能環保的要求。
二、通用設計的優勢
(一)通用設計彌補了人機工程學在設計應用中的不足
通用設計理念強調設計的廣泛適用性,即大多數人可以使用的理念,提出了“考慮多數人”的設計原則。因此將通用設計的七大原則作為指導,可以具體考量設計中人的因素。人機工程學是研究人、機械及其工作環境之間相互作用的學科。在這個“人-機-環境”的整體人機系統中,存在幾種相互關系,其中的“人與機械關系”和“人與環的關系”,都涉及人的問題。從人機工程學發展過程得出,人機學所關注的主要對象已經從機器為主轉移到機器適合于人,因此,如何讓機器適合于人的使用是現代人機工程學的主要問題,而通用設計的七項原則恰恰可以幫助尋找設計中人的因素。
從人機工程學角度來看,在課桌椅產品的設計過程中,需要考慮的設計問題包括課桌桌面的離地高度、桌面尺寸、桌面傾角、椅子的座面高度、座面的尺寸和椅背的傾角等等問題,而這些設計問題都已經被提出并根據人體測量方法給出了相應參考數據。利用這種測量人體尺寸,通過試驗的方法來進行設計,是人機工程學應用于產品設計的一般方式。這樣的方式可以解決產品的標準化設計問題,并在一定程度上實現了“機器適合于人”的要求,但是,如果僅僅使用“標準人”的測量數據來制作課桌椅,還遠遠達不到適合于多數人的要求,這也是人機工學在實際應用中的欠缺所在。
如果應用通用設計七項原則,我們可以從產品的使用公平性、產品的易用性、是否省力等方面對方案進行有效的補充,從人的心理和生理方面滿足更多使用者的不同需求。例如:同一款有輪子的座椅,一個健全人可以輕松的扶住座椅的扶手以固定座椅并坐到椅面上。但是對于一個非健全人(如失去單臂或雙臂)或者是老年人(上肢力量較弱的使用者)來說,坐下的過程中就會顧慮椅子移動(或轉動)的問題。類似這樣的問題,僅用人機工程學原理來設計時很難發現。因為從人機角度,這把有輪子的椅子已經適合了95%(甚至更高)的人的身體尺寸,并且滿足了人坐姿時的生理要求。然而,這樣的設計卻忽略了使用者在使用產品的全過程中的需求,上面的這個問題,用通用設計的“公平使用原則”就很容易發現,進而解決問題。所以,通用設計理念特別強調人的因素,注重不同人的不同需求,是對人機工學的有益的補充,真正實現了設計的人文關懷。
(二)通用設計的應用可以促進綠色設計概念的推廣
在20世紀80年代末,出現了以節約資源和保護環境為產品設計理念、強調人與自然和諧共存的綠色設計。綠色設計概念是人們對于現代文化所引起的環境及生態破壞的反思。綠色設計提出了“3R”設計原則,即減少環境污染、能源消耗,產品和零部件的再利用和再生循環。綠色設計將會給人們提供更宜人的綠色產品,這不僅讓消費者受益,同時也能促進全人類的可持續發展,應該貫徹在設計全過程中。
應用通用設計原則,同一產品可廣泛滿足大多數使用者的需求,從客觀上就起到了降低能源消耗的問題,同時更加容易實現產品的回收和再利用,大大促進綠色設計概念的推廣。
如果一款鼠標被設計為左右對稱的造型,無論是慣用右手還是慣用左手的人,都可以正常使用,即最大程度地滿足了使用者的需求。這也是遵從了通用設計的“公平使用”原則的,客觀上這也會減少生產成本和材料的消耗。同時,只使用同一套模具,也更有利于實現模塊化設計,模塊化設計所體現出的經濟效益特征是非常顯著的,可以大大降低產品生產和回收再利用成本。著名的汽車生產商――大眾汽車公司近期在中國上市的幾款車型中就明顯反映了這一點。大眾汽車旗下的邁騰、速騰、寶來、高爾夫車型,在同一時期基本都采用了相似的發動機、底盤部件,這些通用部件的采用,保證了大眾產品的品質穩定性,贏得了消費者的認可,同時也為大眾公司的產品降低了生產成本、維修成本和保養成本。
三、通用設計理念的當代價值
從20世紀初開始,設計界就提出了通用設計、綠色設計以及人機工程學等設計理念。雖然這些概念研究的對象和內容都不相同,但都關注了大多數人,關注了廣泛的適用性以及對人類自身發展的思考。
然而,觀察國內產品設計發展潮流,這種考慮大多數的思想并沒有得到應有的重視,設計師往往追求產品的個性表現。當一個產品被確定生產后,會調動大量的社會資源和自然資源來實現方案本身。但是,市場的需要變化很快,以消費為目的設計的產品不耐久。從這個角度來看,如果一個產品,只滿足小部分使用者甚至是特定使用者的需求,僅僅為了表達個性,追求產品的差異性,那么,設計物作為資源的消耗載體,勢必造成資源的不合理利用和過度浪費。
其實,我們身邊不乏兼具“廣泛適用性”和“充滿個性”的優秀產品。由日本設計師Masashi Watanabe設計的釘子(圖2)以及美國OXO公司設計的簸箕(圖3)等作品就是其中的典型代表。
通用設計原則作為一種行之有效的手段,大大促進了人機工學和綠色設計概念的在產品設計中的應用,使產品更加具有人文關懷,在產品開發過程中更加注重環保。在設計過程中充分思考通用設計所提倡的設計原則和理念,考慮產品的廣泛適用性,將通用設計理念更好地與人機工程學研究結果相結合,更全面的使產品適合于人。并通過應用通用設計原則,更好的實現綠色設計的概念,在做好產品的同時,加強設計師對于環境保護,資源有效利用的意識。
結語
通用設計理念不僅是一種設計原則,更能引發對當代設計的思考。隨著中國社會各種文化現象更迭速度的加快,流行趨勢以及人們對于消費品的需求也瞬息萬變。作為設計師,迎合消費者需求無可厚非,但設計師更應通過自己的作品,不僅滿足消費者千差萬別的要求,還應引導消費者的消費理念甚至影響社會流行的趨勢。這就要求設計師本身應具有良好的人文素養及高度的社會責任感,真正從人自身出發,廣泛的考慮人的需求及全人類發展的需要,讓作品更加具有存在的價值。
參考文獻
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二、視障者觸知覺研究的實驗設計展開
(一)視障者觸知覺敏感度實驗1.實驗目的通過預備實驗1了解盲人在利用指尖進行精密觸知中,對信息載體的尺幅,厚度,凹凸效果,信息物表面的曲折效果等方面的敏銳程度做一些初步了解。并根據研究發現,調整深入實驗。進而在這一過程中的大致了解盲人的觸摸行為習慣。2.樣本設置讓被試者觸摸不同比例、結構關系的4種表情符號和3種水果圖案,先期發現盲人在觸知覺上的習慣和能力上的問題,從而根據問題設計下一步實驗。4種表情分別是基于獨立正圓板上的:笑臉、哭臉、苦臉、正常臉。圖案高度概括為兩點一線。3種水果分別是:橡膠、草莓、菠蘿。圖案概括為強化輪廓的平面形。實驗樣本分為測試尺幅、厚度、凹凸、邊際效果、繁簡度5組。(1)尺幅實驗組:選直徑為20mm、25mm、30mm的圓盤各1個為底板,用笑臉圖案基于圓板之上。笑臉的大小基于圓板等比縮放。圖案厚度為0.2mm(2)厚度實驗組:選擇直徑為30mm的圓盤3個為底板,用哭臉圖案基于圓板之上。三個圖案厚度為0.2mm、0.4mm、0.6mm(3)凹凸實驗組:選擇直徑為30mm的圓盤2個為底板,用苦臉圖案基于圓板之上,分別制作凹凸效果。圖案凹凸深度為0.2mm(4)邊際實驗組:選擇直徑為30mm的圓盤3個為底板,用常臉圖案基于圓板之上。三個圖案圖案與底板的關系分別為:直角過度、頂部圓倒角過度、頂部底部雙圓倒角過度。圖案厚度為2mm。(5)繁簡實驗組:選擇直徑為30mm的圓盤3個為底板,用橡膠、草莓、菠蘿圖案基于圓板之上。圖案厚度為0.2mm3.依據4種表情圖案的選擇,是出于形態本身識別難度上的考量。難度差異度越小的圖形,會得出可信度越高的實驗結果。3種蔬果的設置,基于前期走訪盲校得知盲生對常見水果有觸摸認知經驗,也想借此了解他們有無相應的圖形概括能力。3種厚度的設置,主要以盲人在日常生活中經常接觸到的硬幣規格為參考。雖然這些厚度并非專為盲人設計,但是因為他們不能避開而使用,因此有一定的參考價值。圓板直徑也參考硬幣,稍放大而得。4.實驗分析在實驗統計的時,發現實驗設計有一定的問題,難以采集有效數據,錄表比對發現問題,不宜用作可以采信的結論作為下一步的實驗研究。
(二)視障者最佳觸知覺浮凸高度實驗1.實驗目的根據預備實驗1中得到的初步結果,決定通過針對厚度觸知的專項預備試驗2,欲得出盲人的在手指精確觸知覺過程中的信息載體的最佳厚度范圍。2.樣本設置讓被試者觸摸尺寸大致相同的5種幾何圖形。通過改變厚度,了解盲人在精細觸摸時,在厚度訴求上的最適范圍,并獲得可信的數據。兼以發現其他有價值問題。5種幾何形分別是基于獨立正圓板上的:正方形、長方形、正三角形、正圓、橢圓形。圖案均為高于底板的平面。每個幾何形均設置5種厚度,分別是:0.2mm、2.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm。圓板直徑30mm。總計25個樣本。3.依據在之前考察盲校過程中,通過調研選擇盲生可以識別并表述的圖形,有利于展開實驗,記錄正誤判率。5種圖形的選擇,出于形態本身識別難度上的考量。難度差異度越小的圖形,會得出可信度越高的實驗結果。5種厚度的設置,主要以盲人在日常生活中經常接觸到的硬幣規格和銀行卡號凸起厚度為參考。雖然這些厚度并非專為盲人設計,但是因為他們不能避開而使用,因此有一定的參考價值。以此數值為中間值,分別向前和向后推出5個一組的等差數列。最適應范圍將再這個區域中通過實驗被精確下來。圓板直徑也參考硬幣,稍放大而得。4.試驗流程樣本在用于給被試實驗中混為一組,隨機抽取進行觸摸。完成一個樣本,立即排除,直至25個樣本完被單人觸摸完成。單人完成后,換被試重新實驗,直至完成所有被試。每個樣本在被觸摸過程中,以入手觸摸為始,以被試完成示意為止。記錄單人單樣本的被觸知時間,并標記正誤判。5.實驗分析近似相態的存在容易導致性格不鮮明一方被觸判較慢。在實驗的五種圖形中,正三角形在盲人組和常人組中均為觸判耗時最少的圖形。盲人組中顯示橢圓形耗時最多,常人組中以正方形耗時最多,但橢圓形仍次之。常盲共同統計的數值中,耗時最多的仍是橢圓形。橢圓形在形狀上接近圓形,正方形在形狀上接近長方形。推測錯判來自圖形的形狀接近,而正三角在道具中沒有設置接近形態,故沒有產生錯判。由此可以假定:被觸物需要通過個性鮮明的形態來降低誤判率。在連續觸判信息的活動中,被觸形態存在近似性容易產生錯判,近似度越高,錯判率越大。指端精密觸判的最適厚度為0.6mm左右。從以上數據統計來看,被試者在0.6mm這個厚度值上平均耗時最短,且盲生組和常人組的分開統計結果一致。實驗結果同預期大致相符,在指端精密觸判時,被觸物的最佳厚度約在0.6mm左右。在五種厚度方面,0.2mm這個數值顯示無論是盲人組還是常人組均耗時最多,且明顯高多于其他4種厚度。而在數列另一段的1.0mm這個一厚度也顯示較快的觸判速度。從而實驗表明,對于一件信息載體的物,它的最宜觸判厚度應該在0.6mm左右。
近年來,隨著工程建筑的快速發展,在城市建筑和環境設計中已經開始廣泛地運用通用設計。由于目前我國的殘障人士較多,但是在無障礙設施上還不是很健全,要想推動社會進步,必須要重視這一問題。本文筆者就通用設計理念在無障礙建筑設計中的應用進行探討和分析,根據通用設計的要求,提出有關應用技術。促使通用設計理念在無障礙建筑設計中的推廣和發展,從而促使建筑設計能夠滿足不同人群的需求,推動城市建筑設計和環境的和諧發展,加速我國社會經濟的發展。
一、通用設計的概述
通用設計這一概念最早是由美國的Ronald L.Mace 教授所提出的,所謂通用設計其實就是指環境設計、產品設計以及建筑設計等要適用于所有人群。對此,在進行設計的時候,要充分考慮所有人的不同體能特征以及認知能力等,使所有人都能使用,充分發揮出通用設計的廣泛性和通用性。通用設計在設計上主要有以下幾個原則:第一,使用的靈活性和公平性原則,即設計必須適應所有人的能力以及愛好等,促使所有人都有能力使用這項設計;第二,使用的直觀性和簡單性原則,不管使用者的語言能力、知識、經驗等程度如何,設計都必須要便于理解,并且在使用上也要方便;第三容錯性原則,即因無意識的操作所引起的危險和后果都應在最小范圍內的設計;第四,信息明確性原則,不管使用者的感知能力程度如何以及周圍環境的情況如何,設計都必須要傳達出相關的必要信息;第五,尺度空間的適用原則,不管使用者的移動能力、姿勢如何,在使用、接近和操作的時候,設計都必須要提供相應的空間大小以及寬敞度。
二、通用設計理念在無障礙建筑設計中的應用
隨著城市文明建設的不斷發展,我國在無障礙建筑設計上提出了更高的規定,由于目前我國的殘障人士較多,但是在無障礙設施上還不是很健全,要想推動社會進步,必須要重視這一問題。對此,筆者將結合實例來進行闡述有關通用設計在無障礙設計中的運用。
(一)在建筑物外的坡道和臺階上的設計
1.建筑物外設計坡道的時候,其坡道主要是指輪椅坡道,這種坡道在寬度、坡度、高度、地面以及扶手等方面都必須要滿足乘輪椅者的通行。對此,一般坡道的寬度設計為1.2m,其坡度在1/16,同時在坡道的起始處上,水平面的寬度為1.5m,且鋪上有警示標志的地磚。此外,坡道的地面還要使用防滑地面磚,在坡道兩側設置相應的扶手。但要注意的時,在設計扶手的過程中,扶手的起點處和終點處應該延長一點,其延長的長度必須要大于0.3m。
2.在建筑物的臺階、平臺以及踏步設計的時候,必須要嚴格按照無障礙設計的要求以及工程的實際情況進行設計,在臺階上還要采用防滑具有警示的地磚,并且在警示地磚之間要利用導向盲道來進行連接,做好防滑措施。
(二)建筑物室內的設計
1.在建筑物室內進行設計的時候,要注意公共部分和戶內部分,其中在公共部分中主要包括電梯樓梯將等一些共用空間,在設計電梯間的時候,要根據電梯轎廂與梯廳無障礙設計的要求,嚴格按照規定的要求來進行候梯廳的設計,候梯廳的深度不能小于1.8m,要注意的是在電梯口處還要設置盲道的警示標志,在轎廂的正、側面處設置相應高度的扶手。選擇電梯類型的時候,要結合工程建筑物的實際情況來選用電梯。在設計樓梯過程中,要設計具有休息平臺的臺階和梯段,其梯段和臺階要采用直線型的,其中居住類型的建筑物梯段寬度必須要大于1.2m,而公共建筑的梯段寬度則要大于1.5m。同時在建筑物設計的時候,要考慮到殘疾兒童,在扶手高度上進行調整,并在樓梯的兩側還要設置雙層扶手,并同時還要在扶手的端部處設置盲文示意圖,注明所在位置和方向等。由于大部分的視覺障礙者都會使用樓梯來上下樓,因此,在設計樓梯的踏步立面和頂面以及起始處的立面和頂面的時候,要注意區別開來,同時樓梯踏面應該保持平整但是不能光滑,在踢面和踏面注意要用顏色或者其他方式將其區分開來。公寓建筑物和住宅建筑物的公共樓梯的踏步寬度最小為0.28m,高度最大為0.16m。此外,在建筑物內的樓梯周圍不要設置影響安全通行的突出物等。樓梯的導向標識處還應注意經常出入公共設施和交通設施等殘障人士。在休息臺和樓梯的起始處應該鋪上警示地磚,如果樓梯的下面還存有一定空間的話,為了避免視覺障礙人員誤撞,應該還要安裝相關的防護設施等,并且要格外注意關于樓梯的照明問題。
2.戶外部分主要有餐廳、衛生間、廚房、客廳、臥室、陽臺以及儲藏室等組成的,在這些空間進行無障礙設計的時候,一般采用的都是流線型,流線的便捷才能保證建筑物內部之間的干擾,確保殘疾人員在使用空間的時候,擁有一個順暢的使用流線,同時還有一個安靜的環境。室內空間的分區清晰并明確,這樣使用者在空間使用時就不會出現干擾現象,給使用者帶來更為便捷的生活。廚房一般不作為殘疾人士專用設計,因此,在進行設計的時候,可以將其忽略。在衛生間設計上,在戶內應該分為兩種,其中一種是為殘障人士設計,如果衛生間靠近臥室的話,其中在衛生間各項洗漱構件的旁邊,還應設置相應的并能進行調節的扶手設備,從而使其符合不同年齡階段的殘障人士,此外,還要注意衛生間地面的防滑和排水。在臥室設計上,必須要考慮殘疾人士對于空間的要求,比如對于坐輪椅的殘障人士來說,在設計臥室的時候,必須要有一定的回旋空間。而在客廳設計時,必須要保證其采光好、通風好等,最好減少客廳到居室的門的數量,確保廳內的空間通透和完整。由于餐廳是家庭經常聚集的地方,對此,在空間設計上,無障礙空間的尺度要相對較大一些,這樣才能確保使用者在使用的過程中更為便捷和安全。在陽臺設計上,要根據建筑物的實際情況以及該區域的天氣環境情況,做好相應的防滑和排水措施,并設置相應的扶手欄桿高度,使其符合無障礙設計的要求。
三、結束語
綜上所述,隨著社會經濟的不斷發展和進步,人們生活水平的不斷提高,殘障人士也越來越受到社會的關注和重視。建筑作為人們居住的基本條件,在進行建筑物的設計過程中,必須要充分地考慮到殘障人士,結合殘障人士的具體情況,并根據通用設計的要求,從而保證其在生活和生存過程中的安全。在無障礙建筑設計的時候有效利用通用設計,使其建筑使用更加便捷、舒適和安全,采用人性化的設計,不斷完善和充實設計規范,促使建筑設計能夠滿足不同人群的需求,從而促進城市建筑設計和環境的和諧發展,推動我國社會經濟的發展。
參考文獻:
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2飛控系統設計理念生命周期
飛控設計理念生命周期在立項論證階段,建立飛控設計理念和提出新的設計理念;在可行性論證階段,確認與評估新的設計理念;在預發展階段、工程發展階段中,具體應用設計理念
3飛控系統設計理念哲學特點
飛控設計理念哲學本質是正確處理設計理念與客觀世界(市場、技術、駕駛員、航空公司等)的關系,正確認識和洞察客觀世界,把握變化,發展規律,遵循其規律辦事情,具體有以下特點:創新性、發展性、系統性和適用性。
4飛控系統設計理念影響因素分析
影響先進飛控設計理念的因素有駕駛員、航空公司、新技術、歷史、文化、市場、關控的民機事故、適航當局、飛機級設計理念等,具體如圖2所示。
4.1駕駛員
駕駛員已習慣飛機傳統中央駕駛桿盤操縱方式。操縱習慣必然影響著側桿或者其他新型操縱方式的設計,也影響著“駕駛艙操縱理念”。駕駛員具有自己邏輯思維能力,包括定性和定量判斷,直接影響飛控設計人員的“駕駛員邏輯思維設計理念”和“駕駛員感知設計理念”。反過來講,設計人員不要以自己的邏輯思維推測駕駛員的邏輯思維。針對駕駛桿盤的邏輯思維必然不同于側桿的邏輯思維。
4.2航空公司
由于航空公司維修成本占有一定的比重,為了降低維修成本,民用飛機MSG維修理念是飛機設計制造方、使用維修方和管理當局共同研究的成果,成為各國管理當局共同認可和使用的維修理念。同時,航空公司不僅考慮到自己的運行成本,同時也考慮減少培訓成本。而側桿培訓成本顯然高于駕駛桿盤的培訓成本,航空公司需要設計人員擁有“高效的培訓理念”和“減少多余的功能和操縱動作”,從而降低側桿培訓成本。
4.3歷史文化
針對民用飛機而言,先期大多數飛行員來源于軍機,擁有超高技能,能夠嫻熟操縱飛機。但是由于市場迫切需求,目前大部分飛行員來自民航培訓,直接影響“培訓理念”和“自動化與自動控制”設計理念。由于民用飛機飛控系統一直采用駕駛桿盤為特征的機械操縱系統,機械操縱系統和駕駛桿盤必然對駕駛桿盤操縱方式設計、控制律設計、飛行品質影響,直接影響到“飛行品質評定”和“遵守傳統機械操縱特性”設計理念。先進飛控設計理念與飛機制造商本國文化不可分割,比如“浪漫悠閑”、“封閉文化”、“社會責任感”等文化直接影響了飛控系統設計理念。
4.4市場
市場不僅包含目標市場份額,而且包含產業鏈價值,是創造性需求的源泉,也是飛控系統設計理念重要來源。同時,為了占領市場和增加市場份額,直接影響到先進飛控系統“營銷設計理念”。比如:采用陣風減緩技術并沒有對航空公司運行和駕駛員產生良好的效果,但是為了配合市場,而采用的“市場營銷”理念。
4.5新技術
針對新型民機而言,不是為了新技術而上新技術,其核心不是代表先進性。新技術的應用理念是必須為“民航運輸創造成效”,比如多電飛控、駕駛艙隨動一體化等。
4.6民機事故
2009年6月1日凌晨,法國航空公司一架A330飛機在執行巴西里約熱內盧-巴黎的AF447航班中,在正常巡航高度上,突然失去升力,從10668米(35000英尺)巡航高度急墜入海,沉入大西洋海底,全機228人全部罹難。初步分析認為,飛機在高空飛行時遭遇過冷水滴,這些過冷水滴導致空速管結冰。飛機因缺乏有效空速指示,飛行人員無法準確操作,導致飛機進入失速狀態。為了避免事故,在飛控系統設計中必然采用“場景分析設計理念”和“場景培訓設計理念”。
4.7適航
針對共模故障而言,FAA審定設計理念與EASA的理念不同,FAA批準過沒采用非相似設計的飛控系統。而EASA審定理念,必須采用非相似硬件和非相似軟件。針對審定結果和過程而言,FAA理念更傾向于結果,而EASA更傾向于過程審定。
4.8飛機級設計理念
“飛機級設計理念”是先進飛控設計理念的頂層輸入,是先進飛控系統設計理念的重要組成部分,比如“靜暗駕駛艙”設計理念、國際標準化、系列化等設計理念。
5飛控系統設計理念體系結構
先進飛控系統設計理念體系結構分為4層,第1層:歷史文化;第2層:適航理念和市場理念;第3層與飛控相關的飛機級設計理念(“系列化與通用化”、“靜暗駕駛艙”、“安全、高效、舒適”、“國際開放標準化”、“嚴格流程化”)、“以人為中心”的設計理念、新技術(多電、多總線、分布式);第4層:系統設計理念(“簡單可靠”、“獨立功能”、“獨立通道”、“余度”、“容錯”、“場景分析”、“adhoc(突發奇想)驗證”等)。
6飛控系統設計理念評估方法
結合設計理念影響因素,從市場調查、民機飛機事故、新技術研究、歷史文化等中提取新的設計理念,建立一套評估方法:飛行員、航空公司、航空專家、概率計算、確認方法和確認平臺等,對飛控系統設計理念確認和評估。
7民機事故與飛控系統設計理念關系數據庫
飛機設計史上很多的技術進步以及設計理念的演變都來源行事故的教訓和啟發,飛控系統設計理念同樣如此。查詢和收集關控的民機事故,梳理和總結關控的民機事故原因,利用概率統計方法,結合C++Builder界面開發工具+數據庫SQL+Excel豐富圖標,建立關行控制民機事故與設計理念的關系數據庫。利用該數據庫能夠對民機事故進行統計生成各種圖表,近30年與飛控相關的統計表具體如圖3所示,為提取新的設計理念提供有效的數據支持,比如:在近30年,失去液壓故障為2次,表明:現有概率設計3套液壓系統存在不合理地方,需要改變設計理念,增加電源方面備份,提高系統安全性
中圖分類號:TU96+2文獻標識碼: A 文章編號:
暖通空調是指能對室內進行暖氣、通風和空氣調節的一種控制系統,它可以很好地控制和調節室內空氣的溫度和濕度,提高室內的舒適度,但由于暖通空調要消耗大量的能源,勢必會對大氣臭氧層造成破壞,并和溫室效應的產生造成影響。將綠色建筑理念應用于暖通空調的設計當中,不但可以最大程度上避免暖通空調對環境造成的破壞,也符合當今社會綠色、低碳、環保的發展潮流,并使暖通空調具備了生態功能,其發展也具有更加廣闊的前景。
1 基于綠色建筑理念的暖通空調設計原則
1.1節約原則
節約原則指的對暖通空調系統所使用的材料以及能源進行最大限度的節約,它包括兩方面內容:一是節約材料的原則。節約材料,既包括投資建設初期,也包括后期運行維護期間,節約原則可以貫徹到暖通空調系統的全部環節,包括制冷機、風機、水泵等設備以及其控制系統、管理系統方面的每一個環節。二是節約能源的原則。節約能源的適用范圍與材料的節約一樣,包括了暖通空調系統的整體環節,不同之處在于,能源的節約的重點是在暖通空調系統的運行、維護期間。此外,暖通空調系統必須注意完善其跟建筑物周圍結構、室內照明等之間的相互關系,兩者之間應該做到互補的作用,而不能夠造成資源的重復浪費。
1.2回收利用原則
回收利用原則指的是,暖通空調的局部或整體在報廢后,其中的某些零部件如管材、非運轉件等仍然完好,或者經過輕微維修、保養及清洗后,再經檢測證明其性能達到繼續使用要求的,本著物盡其用、綠色環保的目的,將這些部件進行回收再利用。由于暖通空調系統的每個分部或局部基本上都是一個相對獨立部件,其內部都能夠進行自由拆卸,其中的一些通用部件或性能要求不高的非主要部件經簡單處理后,可以進行回收,在暖通空調的運行維護中再次利用,這也符合暖通空調綠色、生態的原則。為了實現回收利用原則的最大化,在進行暖通空調設計時,在保證使用性能及綠色環保的前提下,盡量選用通用部件,以方便回收利用。
1.3廣泛回收原則
廣泛回收原則與回收利用原則最大的區別在于:回收利用原則是籠統的回收,而廣泛回收是對暖通空調的整體、局部報廢或運行維護過程中拆卸下來的零件,將其進行分門別類的整理后再進行回收,是一種系統的回收。
1.4循環回收原則
循環回收原則是以資源再生為基礎的。在對暖通空調系統中的材料進行回收利用、廣泛回收后,將其余的廢料分類后,送到專門的資源再生工廠進行回爐再生,從而實現“原料產品廢料原料”的再生循環模式,使暖通空調設計達到綠色、生態、環保的目的。為了使循環回收原則得到最大化的應用,在暖通空調設計時,對材料的選用特別是一些易損件材料的選用就非常關健,我們必須盡可能地先用可再生材料,并且可再生材料也要最大限度地使用再生成本較低的,以避免再生成本過高造成資源的浪費。
2基于綠色建筑理念的暖通空調設計措施
2.1降低能耗
暖通空調系統是一個龐大且復雜的系統,其整體能耗較大,因此,在設計時必須注意降低能耗。可以從以下三方面著手:(1)、使用耗能較少的材料及設備。例如:對于需要保溫的部份,其材料應該盡量使用熱導性差的材料,風機等則應該盡可能地采用有效功率較高的,而制冷機就應該采用能耗級別較低的,這樣就能從源頭上減少能源的消耗;(2)、提高能源的有效利用率。例如:使用保溫性能更好的保溫材料,對熱媒介輸送管道等進行保溫,減少熱能的損失,提高其有效利用率;⑶采用更科學合理的施工手段。例如:在鋪設送風管道時,根據物理學原理,彎道越多,能源的損耗也就越大,必須盡可能地減少彎道的數量,在必須使用彎道時,也盡可能使用能源損耗較小的圓弧彎道來代替直角彎道。以上三方面必須綜合應用,才能最大程度地滿足最低能源消耗的標準。
2.2 保護環境
保護環境是人類有意識地保護自然資源并使其得到合理的利用,防止自然環境受到污染和破環;對受到污染和破壞的環境做好綜合的治理,以創造出適合于人類生活、工作的環境,協調人與自然的關系,讓人們做到與自然和諧相處。傳統的暖通空調會對周圍環境造成破壞,因此,綠色建筑理念適用的暖通空調的設計要達到保護環境的目的,就必須從以下幾方面著手:一是采用可再生的綠色材料。綠色材料的可再生性能,能夠避免產生工業垃圾,從而避免了對環境的污染,例如:用人工合成制冷劑HFCs來代替傳統的氟利昂,由于HFCs的ODP值為0,在空調系統中作制冷劑不會對臭氧層造成破壞,從而保護了環境;二是使用可再生能源或清潔能源。可再生能源如太陽能、風能等,不僅能夠循環再生,重復利用,而且其排放物清潔、無污染;而清潔能源雖然不一定能夠再生,但卻能做到無污染排放,不會對自然環境造成破壞。另外,還可以采用熱回收技術,將空調機組所排放的熱量進行回收再利用,不但能夠避免能量的浪費,提高了能源的有效利用率,還有效減少了熱污染,基于綠色建筑理念的暖通空調設計優質方案,應充分利用自然界的可再生能源及清潔能源,并充分利用各種先進技術,盡可能地減少污染物的排放,使建筑物周圍環境不受破壞,并與周圍環境和諧共處、協調發展。
2.3 改進建筑的熱工性能
建筑的熱工性能不但關系到建筑自身的能耗大小,還會對暖通空調的能耗造成影響。主要是建筑墻體及其附屬部份的保溫性能。改進此部份的熱工性能,需從門窗的制作、安裝精度、使用新型材料并采用平開窗的開啟方式來提高密閉性,降低空氣滲透。與此同時,使用新型的建筑保溫材料對墻體進行保溫,能降低能耗。
2.4 地源熱泵
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源進行供熱、制冷的高效節能系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現由低品位熱能向高品位熱能轉移。在暖通空調系統中,地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源:在冬季,通過換熱利用地能中的熱量加熱室內空氣,并供給室內采暖;在夏季,則利用地熱能實現制冷劑循環,把室內的熱量抽取出來,釋放到地能中去。由于地源熱泵系統的能量來源于自然能源,是一種可再生能源,它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣,是一種非常理想的“綠色空調”,地源熱泵是目前為止人類可使用的對環境最友好和最有效的供熱、制冷系統,因此,地源熱泵技術應用在暖通空調系統中,不僅能夠減少能耗,還保護了環境。
3 結論
基于綠色建筑理念的暖通空調設計是一項復雜的系統工程,需要綜合考慮到方方面面的問題,但是設計得當的話,卻能顯著提高環境收益、經濟效益和居住者的工作效率、居住的舒適性以及健康性,也順應了國家的節能減排的能源發展方向,提高了自然能源的可持續開發利用,保護了自然生態環境,因此,加強和優化綠色建筑理念在暖通空調設計中的應用研究具有重大的戰略意義。
參考文獻:
(1)“零”污染與“零”噪聲原則
要做到最大程度地控制掘進機液壓系統工作介質的污染,首先要在零部件的原材料、生產加工,機器的組裝中把好關,認真做好“井上”的每道工序,不要把“井上”的污染和噪聲問題帶到“井下”去。考慮好材料介質間的相容性,盡量將液壓元部件和管路中的毛刺、雜質清理干凈。盡量防范噪聲污染,嚴格保證零部件制造和安裝質量,產品結構設計科學合理的同時,也要考慮液壓系統的優化,設置蓄能器(吸收振動和噪聲),使用液壓膠管、彈性聯軸節、減振墊等。
(2)提效減耗原則
在保證掘進機液壓系統輸出功率要求的前提下,還要做到“高效”,盡量采用變量系統、效率高的液壓元件,提高液壓系統壓力和各種能夠提高效率、降低能量損耗的措施,使能量損耗降到最低,效率達到最高。
2掘進機液壓系統綠色環保設計原則的應用
2.1掘進機液壓系統工作介質污染的控制在掘進機液壓系統設計過程中,應本著預防為主、治理為輔的原則,充分考慮污染源對液壓系統的影響,從根本上控制污染。
(1)設計階段除了要合理選擇液壓系統元件的參數和結構外,可采取以下措施控制污染物的影響:①在泵吸油口處設置粗過濾器,在變量泵的高壓油口處和比例閥前后設置精過濾器,定期觀看發訊器,及時更換濾芯(見圖1);②所有需要切削加工的零件,孔口必須有一定的倒角,以防密封件切壞,也便于裝配;③所有元件在完成加工工序后和組裝前都必須認真清洗,消除毛刺、油污、纖維等異物,并將所有外露接口用塑料蓋和塑料袋蓋好扎緊;④裝配后選擇與工作介質相容的沖洗介質清洗;⑤液壓系統試用時,新油加入油箱前要靜置沉淀,過濾后才能加入油箱中,必要時可設中間油箱,進行新油的沉淀和過濾,以確保油液的清潔。液壓系統運行一段時間后,如發現工作介質變質,必須打開油箱底部的放油塞,將臟油放掉,補充新油。
(2)掘進機液壓系統工作介質對外部環境的污染經常檢查膠管、接頭座、組合墊圈、油缸活塞桿等處是否有工作介質的“滴漏現象”,發現后及時處理或更換;應盡量采用高黏度的液壓油,以減少泄漏;嚴格控制工作介質的溫度;開發液壓油的回收再利用技術。
2.2掘進機液壓系統噪聲的控制
2.2.1機械噪聲
(1)在掘進機液壓系統中,電動機、液壓泵和齒輪箱等的轉速都很高,如果它們的轉動部件同軸度不高,就會產生周期性的不平衡力,引起轉軸的彎曲振動。這種振動傳到油箱和管路時,會因共振而發出很大的噪聲,因此應對轉子做動平衡試驗。
(2)機械零件缺陷和裝配不合格而引起的高頻噪聲。因而,必須嚴格保證制造和安裝的質量,產品結構設計應科學合理。
(3)在掘進機的泵站中,泵站電機與變量泵間的聯軸節采用彈性聯軸節,既降低了噪聲,又符合煤礦井下的防爆要求,同時,在泵站電機的底部加裝減振墊,可以有效地吸收振動、降低噪聲(見圖2)。在泵站護板內側加裝用玻璃絲做的降噪片,可以有效地降低泵站所產生的噪聲污染。
(4)掘進機工作時的振動會使操縱臺內部的各種閥上的接頭座松動,在操縱臺架的底部加裝減振墊,也可以有效地起到吸收振動、降低噪聲的作用(見圖3)。
2.2.2流體噪聲
(1)在掘進機液壓系統噪聲中,流體噪聲占相當大的比例,這種噪聲是由于油液的流速、壓力的突變,流量的周期性變化以及泵的困油、氣穴等原因引起的。以液壓泵為例,在液壓泵的吸油和壓油循環中,產生周期性的壓力和流量變化,形成壓力脈動,從而引起液壓振動,并經出油口傳播至整個液壓系統,同時,液壓回路的管路和閥類元件對液壓脈動的反射作用,在回路中產生波動,與泵發生共振,產生噪聲。
(2)當開式液壓系統中混入了大約5%的空氣后,在系統中的壓力低于空氣分離壓時,工作介質中的氣體就會迅速大量地分離出來,形成氣泡,這些氣泡遇到高壓便被壓破,產生較強的液壓沖擊和噪聲。為防止空氣混入,泵的吸油口應足夠大,且應沒入油箱液面以下一定深度,以防吸油后因液面下降而吸入空氣,為減少液壓沖擊,可以延長閥門關閉時間,并在易產生液壓沖擊的部位附近設置蓄能器,以吸收壓力波;另外,增大管徑和使用軟管,對減少和吸收振動都很有效。
2.3掘進機液壓系統的節能設計
(1)設計掘進機液壓系統時必須多途徑地降低系統功率損失。液壓系統的節能設計不但要保證系統的輸出功率要求,還要盡可能經濟、有效地利用能量,達到高效、可靠運行的目的。液壓系統的功率損失會使系統總效率下降、油溫升高、油液變質,導致液壓系統發生故障。
(2)在液壓元件的選用方面,應盡量選用效率高、能耗低的元件,如選用效率較高的變量泵,可根據負載的需要改變壓力及流量,減少能量損耗,選用集成閥以減少管連接的壓力損失等。采用各種現代液壓技術也是提高液壓系統效率、降低能量損耗的重要手段,如壓力、流量補償控制,負載敏感控制以及恒功率、恒壓控制等。如,在掘進機的液壓系統中采用帶負載敏感控制、恒功率控制和壓力切斷控制的變量泵(見圖4)加比例多路換向閥,發熱量低,泄漏小,溢流損失小,效率可以提高近30%。
隨著我國城鎮化建設的加快,房屋建筑的數量越來越多,能源和資源消耗量越來越大。當前,由于能源供應短缺,如何進一步優化暖通空調系統的節能設計,降低能源消耗和對周邊生態環境的破壞,成為建筑行業普遍關注的重點問題。因此,綠色理念受到建筑行業的密切關注,經實踐證明,在建筑暖通空調系統設計中科學融入綠色理念,對于保護生態環境具有重要作用。[1]在此背景下,本文在簡要概述綠色理念的內涵、意義等的基礎上,總結了暖通空調系統節能設計存在的問題和基本原則,并且從科學優化熱工性能、選取合理的空調熱源以及利用智能化技術來降低空調能耗等方面出發,探討了綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的應用。
1綠色理念相關概述
1.1綠色理念的內涵
綠色理念是指利用特殊建筑技術或施工方法,降低建筑領域的能源消耗,減少環境污染的科學發展意識和理論體系。在當前全球能源短缺的大環境下,建筑設計領域必須全面關注綠色理念的內涵和優勢,并利用科學措施來大力推廣綠色理念,以提高建筑的節能性。[2]
1.2綠色理念在建筑暖通空調節能設計中的應用意義
1.2.1有利于降低能耗,減少環境污染如果建筑暖通空調系統設計不合理,不僅會大大增加能耗量,還會造成社會能源供應緊張等問題。而有效運用綠色理念,不僅能大大提高建筑暖通空調系統的節能水平,有效減少能耗,還能保護生態環境。[3]例如,科學應用節能技術可以有效減少水源、土壤以及空氣中的污染源,進而降低建筑物周邊生態環境的污染程度。此時,建筑暖通空調系統將變成支撐節能工作的平臺,進一步保護人們賴以生存的自然生態環境。[4]1.2.2有利于能源的回收利用建筑暖通空調系統運行過程中往往會產生一些廢棄物,如果能借助綠色理念來實現這些廢棄物的回收利用,將會進一步提高資源利用率,降低不可再生能源的消耗量,從而增強節能效果。[5]比如,建筑暖通空調系統可以通過熱回收裝置來回收余熱等。
2暖通空調系統節能設計存在的問題
2.1節能意識薄弱
當前,在使用空調的過程中,大部分人往往缺乏節能意識,很難準確理解節能技術的內涵,更無法將環保意識與經濟發展有效融合。例如,一些人往往認為節約就是節能,他們很難理解普通空調和節能空調價格產生差距的關鍵原因,因而不會投入更多的資金來購買節能空調。長此以往,普通空調的長期使用會給能源節約造成阻礙。
2.2使用新技術比較少
由于節能設計不科學、環保意識薄弱等因素,暖通空調系統長期處于能源消耗較大的狀態;而不重視新技術的應用,又進一步降低了暖通空調系統的節能效果。當前,許多新技術合理融入了綠色理念,并具有良好的應用效果。但要想引進這些新技術,建筑企業不僅要投入大量的成本,還需要大量的科技人才。所以,一些建筑企業為了節約成本,未及時引進新技術,而是繼續使用傳統的暖通空調系統,這顯然與綠色理念相悖。
3綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的應用原則
3.1節能環保原則
目前,我國經濟實現了快速發展,但是有些建筑企業在發展過程中忽視了對資源的保護,或者不注重節約能源和資源,進而導致能源和資源浪費,生態環境遭到嚴重破壞。因此,設計人員在建筑暖通空調系統設計過程中,務必以節能為基本原則,為經濟的持續健康發展創造有利條件。良好的生態環境能夠進一步提高人們的生活質量,促進經濟的長足發展。因此,設計人員在建筑暖通空調系統節能設計過程中,應嚴格遵守環保原則,落實節能設計要求,進而降低建筑暖通空調系統在運行過程中對人們的生活和周邊生態環境所造成的負面影響。
3.2可回收和可循環利用的基本原則
要想在建筑暖通空調系統節能設計中融入綠色理念,設計人員就需要始終堅持可回收與可循環利用的基本原則,從而有效提高資源的可回收利用率。例如在構建建筑暖通空調系統時,設計人員宜選用可拆卸零部件,以便及時更換個別損壞的零部件,從而延長整個暖通空調系統的使用壽命。而被更換的零部件也可經過二次加工變成其他制造業的原材料。對于不可回收的零部件,設計人員應注意控制用量,以避免資源浪費和環境污染等問題的發生。
3.3經濟性基本原則
在建筑暖通空調系統節能設計過程中,設計人員要充分落實經濟性基本原則,從而在進一步節約成本的同時,降低能源消耗。目前,提高能源利用率是實現節能設計最直接的途徑,也是建筑企業減少各種不必要支出的有效手段。
4綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的應用
4.1科學改善熱工性能
改善熱工性能是一個重要的過程。在準備階段,施工人員必須事先明確設備性能、型號以及相關注意事項,為控制損耗做好準備,以免影響到建筑的熱工性能。對此,在設計階段,設計人員就需要兼顧建筑的形體系數和固有性能,對建筑暖通空調系統節能設計方案進行全面優化。除此之外,設計人員還應以落實地板熱輻射管理為前提,科學應用綠色理念,合理選擇施工材料和設計方法。例如,根據建筑采暖設計的標準和指標,設計人員可以計算出能夠有效提升人們居住體驗的地板溫度(見表1),從而進一步優化建筑暖通空調系統節能設計方案,改善熱工性能。
4.2合理選擇空調熱源
建筑暖通空調系統的順利運行離不開鍋爐房、熱電站以及地源熱泵等設施的支撐。對此,設計人員可以在科學選取空調熱源的基礎上,對其進行優化利用。例如,選取地源熱泵作為建筑暖通空調系統的熱源,不僅可以降低能耗,還可以減少大氣污染。另外,設計人員還需要嚴格根據實際環境的狀況來合理選擇熱源。比如,在冬季溫度相對較低的北方地區,大多數居民都會通過安裝暖通空調系統來調節室溫。而暖通空調設備運行過程中會消耗大量的熱能。此時,如果設計人員選用鍋爐房作為單一熱源,那么不僅難以滿足居民的取暖需求,還容易對周邊環境造成較大的污染。正確的做法應該是充分結合地區環境特征以及不同熱源的特點,采用組合熱源的方式為建筑暖通空調系統提供熱源。
4.3積極應用智能化技術
現階段,在建筑暖通設計過程中合理應用余熱循環技術,是全面提高熱能利用率的重要途徑。同時,余熱循環技術還能確保建筑暖通空調長期保持高運行效率的狀態,進而提高建筑暖通空調系統的節能性和運行效果。此外,能源在輸送過程中難免會出現一定的損耗。為進一步減少損耗,設計人員不僅要優先選用能耗較低且質量較好的配件材料,還要利用微機來精準控制能源輸送的全過程。變頻技術和蓄冷技術都是當前建筑暖通空調設計常用的綠色智能技術。其中,變頻技術可以更加科學地調整建筑暖通空調系統的負荷,進而提高該系統的節能性;蓄冷技術則可以更好地調節能源的使用水平,緩解能源供應壓力,從而在維持室內溫度的同時,充分發揮自身的節能效益。比如,在合適條件下,蓄冷技術可以把水變為冰塊,進而利用冰塊融化時產生的冷氣來降低室溫,并以此來有效降低能耗。
4.4提高清潔能源的利用率
當前,城市建設規模越來越大,建筑物的數量越來越多,建筑暖通空調系統在運行過程中造成的能耗和環境污染也越來越嚴重。因此,提高清潔能源在建筑暖通空調設計中的利用率迫在眉睫。比如,設計人員可利用相關設備來采集和儲存太陽能,再通過轉化設備將太陽能轉化為電能,為建筑暖通空調系統的運行提供必要的能源,從而有效避免傳統熱能對環境造成的污染和破壞。因此,相關單位務必加大太陽能技術的研發力度,盡可能把其他能源替換成太陽能等清潔能源,從而在有效控制建設成本的同時,進一步優化能源結構,改善周邊生態環境。此外,自然風也是建筑暖通空調系統節能設計中經常采用的清潔能源。設計人員常常利用自然風來協調空調系統和通風系統之間的關系,進而降低建筑暖通空調系統的運行壓力,實現節能目標。對此,設計人員需要全面掌握當地的風力資源情況,科學布置門窗等結構,進一步改善建筑自然通風效果,提高建筑調溫、除濕性能,有效降低建筑暖通空調系統的能耗。需要注意的是,在應用自然風的過程中,設計人員還需要重點關注室外空氣質量,必要時可以加裝凈化裝置來凈化空氣,以免給人們的身體健康造成不良影響。
4.5擇優選取管材和元件
在建筑暖通空調系統的節能設計過程中,設計人員還應充分結合綠色理念來挑選管材和元件。例如,設計人員可以根據當地環境特點,選用隔熱保溫性能良好的管材和元件,嚴格控制關鍵制熱元件的質量和性能,從而在降低能量損耗、提高運行效率的同時,全面保證建筑暖通空調系統的節能性。
5結語
綜上所述,在建筑暖通空調系統節能設計中應用綠色理念,可以有效保證建筑暖通設計的節能性和實效性。對此,設計人員在設計建筑暖通空調系統過程中,需要重點改進原有設計模式,將綠色理念合理融入設計方案中,從而在降低能耗、提高資源循環利用率的基礎上,制訂出最佳的建筑暖通空調系統節能設計方案。
參考文獻:
[1]劉足文.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計的應用[J].江西建材,2016(21).
[2]李玉心.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計的應用探討[J].知識經濟,2014(12).
[3]周磊.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計的應用探討[J].四川建材,2017,43(12).
中圖分類號:TB657 文獻標識碼: A
一、綠色建筑的內涵
在經濟寬裕和物質富足的條件下,現代社會的發展方向逐漸向節能環保的發展理念想靠攏,“綠色建筑”正是這個背景催生出來的理念,也是建筑工程發展肯定會走的一條路。“綠色建筑”的理念體現在建筑的設計上面,表現為對材料、能源的節約利用,和建筑功能上的環保和健康。綠色建筑是當前時代對建筑業提出的可持續發展要求,體現了以人為本的宗旨。
綠色建筑的內涵是人通過建筑的建設和使用,與自然和諧統一,而暖通空調正體現了其內涵。暖通空調強調對資源的節約利用,在以人為本宗旨的指導下,利用先進的環境控制技術來對資源和環境合理利用,創造出舒適健康的環境空間供人們生活和工作。綠色建筑的設計原則要求通過建筑模式的改善,對環境和物質進行合理的利用,并通過對能源的再利用降低資源和能源的浪費,將綠色建筑的理念和原則應用到暖通空調的設計之中是完全可行的。
二、城市建筑暖通設計體現的全新理念
1.實用性強
眾所周知,在進行任何設計方案中,經濟實惠是首要的考慮因素。城市建筑暖通設計亦是如此,而廉價實用在暖通設計理念中起到非常關鍵的意義。在城市暖通設計理念中,實現廉價實用的效果,從另外一個方面來說,也符合了城市居民的實際要求,要想較好的實現這一目標,那么在實際的設計方案選擇過程中,建筑暖通施工設計人員必須進行多方面的考慮,最選擇一種最經濟實惠的方案。早期的暖通設計理念中,主要是以風冷,水冷的技術作為支撐,在很長的一段時間內,在我國的城市建筑暖通設計中廣泛應用,后來也出現了溴化鋰的設計方案,盡管這種設計方案熱能調節范疇非常大,然而因為前提的投入成本非常大,維修費用也驚人等因素的影響,使用率非常低;而目前,出現了一種暖通地源,以及水源的熱泵技術使用地熱資源,基本原理是將制冷制熱雙向調節的系統運行,這樣不但廉價而且實用性較強,但是唯一的缺陷在于,這種暖通設計方案,需要進行地下鉆孔埋管,以及強大的技術基礎,最終頁導致這樣方案沒有辦法進行推廣使用。還有一種暖通設計是變制冷劑流量的系統,這是使用變頻的控制手段,這種方案能夠有效調節制冷劑循環與制冷劑流量,符合室內溫度的調控,這種設計方案,不僅環保節能,還擁有強大的靈活性。
2.環保節能
我國目前經濟的正朝著良好的方向發展,建筑行業領域也有了較快的發展,但是總體上來說,建筑物所消耗的資源總量比例在城市的能源的總耗比上,幾乎接近一半以上。這對于城市的總體發展來說,是一個巨大考驗。其中暖通的能源消耗總量比例也是相當驚人的,因此在未來的建筑暖通設計理念中,應該使用全新的節能方法,減少暖通使用的能源消耗率。從建筑物的暖通設計來分析,這是一個相當繁雜的階段,其目的是在保障暖通設計方法科學合理的同時,還能夠真正意義上達到暖通節能的成效,減少城市建筑物的能源消耗,要想做到這一點,那就必須要求建筑暖通設計人員,在實際的工作中,充分的發揮自身的優勢,從當地的具體的實際情況入手,讓生態環保意識體現在暖通設計新理念中。
三、綠色建筑中暖通空調設計的特點及要求
1、暖通空調的設計要求
在綠色建筑的理念的指導之下,暖通空調的設計要做到以下幾點,才符合綠色建筑對暖通設計的要求:
(1)在技術和經濟都允許的條件下,盡可能地利用可再生的自然資源,風能和太陽能是干凈污染的可再生資源之一,可以采取一定的技術方法在空調的冷熱源中進行充分的利用;
(2)在滿足符合要求的條件之下,能夠利用效率高、耗能少的設備就不要用效率低而且耗能太高的設備,成本運算可以適當進行平衡來為設計提供支持;
(3)將風機、水泵等設備更多地運用到輸送系統之中,這些設備的變頻節能技術將會極大的節約資源,減少能源的消耗和浪費;
(4)除了上述節約能源的各項措施外,還要減少設備安裝和運作給環境帶來的污染,暖通空調的設計要以保持室內空氣質量為要求,適當地采取降低運行噪音等技術,創造出綠色和諧的運行環境,保障人們的生活健康。
2、基于綠色理念的建筑暖通空調系統節能設計實施措施分析
作為新興的理念,綠色理念在建筑工程中的發展還遠沒有成熟,這就需要設計人員在理念的指導下,不斷探索方法,積累經驗,關于如何將綠色理念運用到暖通空調的設計中去,以下措施可供參考:
(1)高效利用能源的措施
先進建筑行業的能源消耗標準,相對于過去已經有了10%至60%的下調,因此對暖通節能的設計,不僅有社會上的要求,更有硬性標準進行監督。加大對新型節能技術的研發力度,以及對可再生資源的開發利用,是暖通空調設計的最主要的兩個節能的措施;
(2)保護環境的措施
1引言
隨著電氣系統的不斷運用和信息技術的不斷發展,電氣自動化設計研究越來越重要。人們在現實的生活生產中,對于電氣設備的自動化、智能化、集合化的需求越來越強烈,所以原有的電氣系統不能最大化的滿足市場需求,因而優化和創新電氣設備的自動化設計是所有電氣設備設計者的亟需解決的問題。電氣設備的控制系統設計在當下的實際需求下,逐漸趨向于專業化設計、智能化設計,致使電氣系統的自動化程度得到進一步加深,為電氣系統的發展和進步奠定扎實的基礎。
2電氣監控系統的應用分析
2.1系統自動診斷
隨著時代的發展和進步,電氣系統的運用越來越普遍,在電氣系統中運用自動化控制技術,能夠有效地對系統實施在線監測,操作人員可以通過相應的數據分析,便能準確地掌握設備的運用狀態,及時發現故障并加以排除,同時能夠有效地對設備實施提前檢查,做好相應的養護和維修工作。這也是在線監測和故障診斷的具體體現。在電氣設備中,運用這種技術,能夠在設備出現相應的問題的時候及時報警,對故障還具有一定的指示作用和效果,在維修和保養電氣系統的過程中,這種技術具有較高的實用價值,對操作人員也有較高的輔助效果和作用。
2.2電氣監控管理系統的控制方式
自動化控制技術作為一種新興技術,具有自動診斷、自動分析等特點,對電氣設備的運轉、維修、養護等具有重要的積極作用和意義。運用電氣自動化控制電氣設備的方式主要有兩種,一種是就地控制,就地控制是指充分運用獨立的計算機處理技術和控制技術的一種就地控制裝置,對設備的各項功能進行有效的控制,就地控制分為就地手動控制和就地自動控制,就地手動控制主要是指利用就地控制裝置上的開關或按鈕,以人工手動方式實現對設備進行有效的啟動和關停控制。就地自動控制主要是利用就地控制裝置的控制器自動實現對設備進行啟動和關停控制控制,其操作要求和程序通過編程固定在控制器中上所實現的控制方法。另外一種是分布式控制系統,分布式控制系統又叫分散控制系統,主要是借助微型的處理器作為基礎,具備相應的控制功能、顯示功能、分析處理功能等多種功能為一體的新一代儀表控制系統,其主要特征是集中管理和分散控制,實現系統的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等,具有較高的現實作用和意義。就命令執行而言,分布式控制系統明顯優于就地控制系統。在電氣系統中,運用這些系統,能夠很好地對系統進行實時監控,保證系統有效、安全、可靠地運行。
3電氣系統自動化設計的分析
3.1集中式監控體系統設計
在現有的電氣設備中,控制站的防護等級相對而言還比較低,要保證各個系統功能能夠有效地發揮,在電氣系統設計方面應該注重集中監控的作用和效果。在這種情況下,電氣設備既要注重系統本身的監控性能,還要注重各個功能的有效運行,因而設計上應該以集中監控管理系統作為設計的最終目標。在這種集中監控管理系統中,不僅能夠提升處理器的運行速度,還能對整個系統實施全方位的監控,充分發揮監控主機的作用,減少冗余度。但是,這種設計也存在一定的局限性,其電纜的適用量增加,工程投資成本加大,信號容易因電纜長距離輸送影響其正確性,值得系統運行的相關數據的可靠性下降。
3.2遠程監控電氣控制系統自動化設計
在電氣系統設計中,為了有效地減少投資成本,提升材料的使用率,減少電纜使用量,保證電氣系統設計的質量和效果,可以根據實際情況實施遠程監控。從遠控監控的角度出發,運用現代化的科學技術,合理科學的設計電氣系統結構,既能有效地增加系統的靈活性,還能對系統進行全方位的監控,具有較高的現實意義和作用。要保證遠程監控的有效實施,就要注重通訊技術的運用和提升。因為遠程監控的電氣系統很大程度上是依賴于總線通訊的速率的。所以,在設計遠程監控的電氣系統的時候,應該運用現代化的科W技術,對系統進行相應的優化和改造,提升總線通訊速率,縮短對監控模式的訪問時間,保證遠程監控的質量和效果。
4結語
隨著時代的進步和社會經濟的發展,電氣系統自動化設計研究越來越頻繁。要使得電氣系統自動化設計更加現代化、實用化、智能化,就必須要注重專業設計人員的培養。由專業設計人才對電氣系統自動化進行相應的研究和分析,提升電氣系統自動化的設計水平,擴大電氣系統的信息采集處理容量,優化電氣系統的通訊技術傳輸功能,以最大化地發揮電氣系統的自身優勢,以便提高電氣系統的工作效率,在設計電氣系統自動化的過程中,應該根據實際需求加以設計,既要注重電氣系統的自身的規模設計,也要注重電氣系統的功能設計,如此才能最大化地發揮電氣系統自動化的作用和效率。
參考文獻:
剪紙是以紙張、樹葉、金銀箔紙、樹皮、布、革為載體,以剪刀或刻刀為工具而形成的一種鏤空藝術。剪紙在我國有著悠久的歷史,而且是作為民間最普及的藝術形式,其跨越民族跨越區域的廣泛流傳特性,也成為我國民間藝術的一朵奇葩、中國民間藝術的瑰寶,也成為世界的藝術寶庫中一種珍藏。同時,也反映出這種簡單的藝術形式的良好群眾基礎,剪紙利用自己特定的表現語言,表現出了美麗和吉祥的寓意,以自己的特殊形式傳達著中國的傳統文化。在剪紙藝術兩千年的發展史,使的它濃縮了中華文化的傳統理念,世世代代的傳遞著這個中華古老民族的審美情趣、人文精神和思想感情。隨著中西方藝術理念和藝術價值的融合過程中,以現代化的設計理念來詮釋我國傳統剪紙藝術不僅有利于剪紙藝術的發掘,而且可以使我國古老的民間藝術走出國門,走向世界。
二、傳統剪紙藝術設計的統一性
剪紙藝術作為一種鏤空藝術,主要分為陰刻和陽刻兩種表現方式,但是無論那種表現方式,任何一個剪紙所呈現出來的畫面都必須連續在載體上出現,以紙張為載體來說,所有作者想要借用的事物之間必須相互聯系的在一起,整體完整的出現在同一張紙上。這就要求作者在創作剪紙的過程中,要有充分的構思,借用線條將各個事物聯系在一起。在這個過程中,不僅對作者的版面布置有很高的要求,同時,剪紙作為一種藝術形式,各事物之間的聯系不能太過于生硬,這就要求作者在創作過程中充分發揮想象,利用點線面將各個事物之間極富藝術感的連接在一起。在這個過程中,作者以整體性為主要的指導思想,采用其他的表現手法將各事物之間有機的結合在一起。
三、傳統剪紙藝術設計布局的空間層次性
藝術來源于現實,但是又不拘泥于現實,有著超越自然法則的空間形式,剪紙作為構建特定的層次性方面,和其他藝術形式相比,有著更明顯的層次性特征。剪紙藝術作為一種雅俗共賞藝術形式,就是因為剪紙藝術表現的是一種充滿空間層次感的世界,剪紙中所表現出的事物之間并沒有因為剪紙載體的限制而出現跳躍,各事物之間進行有條不紊的排列組合,令人賞心悅目,心曠神怡。在剪紙藝術中無論是在構圖、還是對于具體構圖的表達都體現出了一定的層次性,體現出現代設計理念中秩序重構以及多樣性統一的法則。在構圖的過程中,或者按照某一具體的邏輯順序,如由遠及近,或者利用構圖的對稱,或者利用構圖事物的具體細節表達,將這一鏤空藝術的美感發揮到極致。
四、傳統剪紙藝術設計的表現手法
浪漫在我國傳統剪紙藝術中是一個貫穿始終的線,無論是作者在創意構圖到具體表現,從具體事物的表現手法,從剪紙的效果還是欣賞著的角度,浪漫是不可或缺的主要因素。在傳統的剪紙藝術中,尤其在北方,剪紙藝術多用來作為出嫁或者是春節等喜慶的節日出現。剪紙的能工巧匠們多利用一些動物的憨態可掬的形象來表現出喜慶吉祥的寓意,他們在表現手法中多用夸張、擬人等浪漫主義表現手法。這種浪漫主義非紀實手法,作者利用富有想象力的形式來對剪紙內容進行重構,在剪紙的整個畫面中,作為一種表現形式可以逃脫自然法則,添加作者的想象和升華,是整個畫面具有詩情畫意和想象的趣味在里面,讓整個畫面呈現在欣賞者面前時,獲得一種愉悅的心情。
五、剪紙藝術設計的傳統與借鑒并舉
“一把剪刀多有用,能剪龍、能剪鳳,能剪老鼠會打洞;能剪雞,能剪鵝,能剪鯉魚戲天河。”在這句贊美我國剪紙藝術的歌謠中,不僅展現了我國傳統剪紙藝術的風采,同時也不難發展,即使現在還看現代剪紙,所借用的事物也無出其右,我國在剪紙藝術中的繼承性是非常之強的。在我國傳統的剪紙藝術中,不難發現通常借用一些具體的動物或者花卉來代表吉祥的寓意,這與我國古典詩詞歌賦的借代手法是相同的,是我國傳統文化的一種體現方式。例如,牡丹意味著富貴;鯉魚意味著富足和連連高升;龍鳳者主要在婚慶時使用,意味著夫妻二人舉案齊眉、幸福美滿。在現代剪紙的設計手法上面繼承以上各種深入民心的借代事物的同時,與時俱進的增加了很多現代元素,讓整個畫面在呈現出中國古典特色的同時,也不失現代的美感。
在圖5-1中,作者繼承了傳統的一些表現事物的手法,如剪紙中的龍鳳圖案、著裝古典服飾的男女,當然作為婚慶窗花必不可少的繁體“?”字;同時增加現代元素,最主要的“心形”圖案,和 “我們結婚啦”充滿現代氣息的獨白。在畫面上,借用傳統和現代元素最明顯的對比則是繁體“?”字和“心形”圖案,繁體“?”字代表中國古典剪紙在用于婚慶時必不可少的表現元素,和現代人在婚慶時必不可少“心形”圖案同時出現在同一張剪紙藝術品中,讓欣賞著在駐足觀看時,既有中國古典的吸收,又有現代元素的借鑒,老少皆宜,美不勝收。