功能设计论文范文

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2软件不可靠的解决对策

2.1做好软件的评估审核

在实施软件技术发展研究的过程中，需要随时做好软件的审核评估工作，以减少错误现象的发生概率。为保障软件技术发展各个环节的标准一致，我们需要把软件开发设计依据程序化实施，规避出现开发环节的跳跃性问题。能够在软件开发过程当中要及时进行对软件的审核评估，这样可以随时察觉开发过程中出现的问题。有关的审核人员需要由管理、设计及保障人员共同组成，也包括不同岗位、各个领域的专家，以确保审核的专业水准。软件的评估审核主要课题是考察设计人员交付的软件文档是否与之前文档的准则与要求相统一，而且需要在考核后通过书面报告的形式得出相关的处理方案和评估结论，而质量保障工作人员则能够根据审核的意见与结论进行具体的操作。通过这一系列环节的任务能够有效降低软件开发的不可靠风险，以提升安全可靠性。另外，我们必须建立系统的质量监控体系，完善管理机制，不应该一味地实施软件开发人员的编码、独立设计与单独测试，规避增加技术管理缺陷的发生概率。

2.2功能设计合理化

对计算机软件进行合理化功能设计是非常有必要的。应当知晓软件设计出来是要让客户使用的，因此，我们必须意识到客户是使用的主要群体，而且软件的功能设计必须符合客户的普遍需要，这样该软件的开发才有意义。假使客户要求的功能没有，用户则会以为软件设计技术存在着重大的失误。所以，软件在开发之前，程序员不能总是以满足自己的喜好来实施设计，必须要按照客户的需求合理取舍，实现软件设计与用户需求的平衡。另一方面，使用适当的语言设计软件程序过程中，如若选择的语言设计相对比较合适，就会取得事半功倍的效果，假如使用的语言设计不合适，那么该语言就很有可能不符合软件的需求。譬如你要设计一款管理学校图书馆的应用软件，就必须依据图书馆数据量的大小挑选最能符合软件功能需求的数据库软件，再选择兼容性比较强的接口软件。

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1.1内涵的功能性解析

符号学中强调符号的能指与所指，而内涵的功能性是建立在符号的所指语义基础上的，两者存在一定的对应关系。传统元素的内涵容纳了社会意识形态、个人情感表现、文化意义传达等多方面，中国传统元素在家具设计中的应用是一种对时代性文化特征的功能性表现及个人情感的倾诉。符号中所指所表现的语义并不是一成不变的，而是随着时代的发展发生着一系列变化，同时因文化差异及审美需求的变化而发生改变，也就是说不同的文化或者时代背景条件下，我国传统元素所表现出的符号化特征有着不同的发展趋势，同时也会产生不同价值。传统元素在家具设计中的应用建立在内涵功能性的基础上，是一种凌驾于使用功能之上的特殊情感，能够塑造特殊的文化意境，同时也透漏出不同的审美意向。

1.2外延的功能性解析

中国传统元素的外延功能性解读建立在对符号的能指语义基础上，传统元素作为一种可以感知的客观存在，有其独立的外形，也有其独有的物质功能性，也就是有其独立的使用功能及文化价值。首先，传统元素在家具设计中的能指语义由外形、色彩、材质、纹理等语义构成，人们可以直观感知其物质功能性，也就是家具设计可以借助传统元素的能力呈现其功能性。其二，中国传统元素的物质功能性并非仅仅是其使用价值的呈现，而是有着更深的层次的表现，比如代表了中国优秀造型艺术及民族艺术的黄花梨圈椅，不仅仅彰显出是过人的智慧，而且也体现出独特的审美价值及社会认同感，这种外延性特征如果在家具设计中巧妙运用，可以有效增强人们对传统艺术的认知度与保护意识，提高用户的文化品味。

2传统元素在家具设计中的应用原则

随着科技的迅猛发展，伴随着全球化的影响，中国的家具设计正在被西方的思想侵蚀着，文化的发展逐渐变得单一化。设计师在设计家具时，汲取传统元素中的部分精髓的同时，也要遵循设计原则，才能够很好地将文化的民族性、特色性体现出来，这已经成为设计领域很重要的原则。优秀的作品往往能在我们情感深处产生共鸣，并能够很好地诠释我们民族的文化。

2.1在布局中的应用

对于中国风格来说，在布局上可以从多个方面进行体现。在中国的传统文化中“中庸之道”拥有不可替代的地位，它不仅体现在中国人的生活习惯上，同样也体现在为人处世上，使浓厚的文化在传统家具设计中发挥得淋漓尽致。设计师在设计家具的同时也会注重造型的左右对称，以及装饰图案的分布，诠释了我们民族文化“中规中矩”的美。对称式的布局不仅仅体现在这些上面，还有家具的数量，摆设的位置，其中位置是否是在房间的中轴线上等等。这样的陈设方式看起来庄重而沉稳，也符合了用户传统的审美观念。在现代的家具设计中，把握“以人为本”的思想，将传统家具设计的精华加以提炼并升华，在把握传统元素的神韵的同时，通过适当的工艺、手法给予加工，以求达到匠心独运之妙。

2.2在色彩中的应用

色彩在家具设计中发挥着重要的作用，对其合理的使用，能在一定程度上提升美的感受。随着人们审美情趣的不断提高，在家具色彩的选择、周围环境与家具的色彩配置中的选择也越来越挑剔。色彩作为家具设计中重要的元素，在家具设计的人性化、个性化设计上拥有不可替代的作用，因此合理地把握色彩在家具设计的应用，才能够让传统元素在家具设计中达到更加完美的效果。在进行家具设计配色时，主要遵循“墙浅、地中、陈设深”的原则。其次，在选择颜色时，同样还要考虑材料的各方面配置，要将二者进行充分的考虑达到合理的应用。材料作为色彩表现的载体，同时受光源的影响体现着不同的色彩倾向。一种风格由一种材料，而材料本身的色彩也代表着一定的属性。当看到明黄和朱红两种颜色为主的搭配，装饰华丽、气势磅礴，我们一定会联想到皇家建筑，这是色彩的词汇，家具设计的词汇则来自材料的表达。材料组合是有语言的，会说话的，同样它们的图案和色彩也是有语言的。它们就是靠这些语言描绘出天马行空的美妙世界。

2.3在造型中的应用

中国上下五千年的发展形成了独特、庞大的文化体系，中国的传统元素以其独特的魅力在浩瀚的设计星河中熠熠生辉、光彩夺目。中国传统元素经过时代的洗礼，在形式、内容等方面有着亘古不变的美，将它的神韵巧妙地植入家具设计中，让二者巧妙地融合到一起，赋予家具设计和谐完整的“民族之美”。在进行家具设计时，绝对不允许照搬传统元素原本的造型，而应当从形状、色彩以及材质等方面汲取灵感，多方面挖掘与设计主题相关的元素进行设计，以此来体现设计主题的个性特点及风格。除此之外，在对其进行一定程度上的现代化处理，定能达到更加和谐完美的效果。

3传统元素在家具设计中的应用策略

前文提到，不论是在外延，还是在内涵方面，传统元素应用于家具设计都有着极高的价值，而如何将传统元素融入家具设计，笔者将根据自己的理解及设计实践进行总结和分析。

3.1对传统元素的直接运用

传统元素的艺术地位是不容小觑的，而将其引入家具设计，必然会对家具设计注入新的活力，同时也符合了人们返璞归真的艺术追求。中国的传统元素有着典型的地域化特征，而且其图案纹样、造型特征都较为明显，特别是一些传统家具设计中的常用元素，比如桌案、圈椅等，现代家具中大可直接拿来使用，这种使用看似简单，但是对独特艺术文化魅力的传承有着积极的作用。当然这种运用也不单纯是随手拿来，堆叠拼凑，而是融入了作者思想的再设计，这种再设计是保证传统元素形体性特征的基础上完成，以家居的再设计去映衬传统元素，在现代设计中挪用典型纹样，如龙凤呈祥、太极八卦、吉祥文字等等，不仅提升了家具设计的装饰性，而且将传统文化注入到设计中。

3.2对传统元素的再设计

并不是所有的传统元素都能直接使用，而且考虑到家具设计的功能性与系统性需求，家居设计中运用传统元素还需要建立在对传统元素充分理解的基础上，同时对传统元素的一些构图特征、色彩、文字等进行必要的再设计，之后再融入家具设计中，只有这样，才能承载文化的基础上更加符合当代人的审美需求，而且更容易实现家居的功能性。随着社会的不断发展，人们的审美需求也会随之变化，因此简单的传统元素堆叠无法满足当代人的审美需求，这个时候，我们就不仅仅需要对传统元素进行再设计，而是需要在把握传统元素神韵及精髓的基础上，吸收接纳现代思想，并且将其融会贯通，形成一种新的视觉形象，将这种新的形象融入家具设计中。

3.3对传统元素神韵的应用

冯冠超先生指出：“真正具有世界性的艺术，绝不诞生在民族艺术贫乏颓萎的地方，而必是诞生在民族艺术繁荣茁壮的土壤上。”传统艺术的形体可能无法满足人们的需求，但是中国天人合一、中庸、以人为本的传统思想仍然在潜移默化中影响人们的行为，而这也正是传统艺术的精髓所在。当今的家具设计可能已经完全脱离了传统元素的形，但是仍然离不开其神韵的影响。元素的使用有显性与隐性之分，家具设计中没有明显运用传统元素，并不代表这种元素不存在，而很可能传统元素仅仅是以一种立场、一种态度或者一种精神的方式存在，比如当今的中国特色家具设计并非都具有固定的中式纹样，而仅仅是在形体的相似性、色彩的统一性、神韵的契合性等方面入手进行设计，同样可以体现出典型的中式特色，而且这种家具设计更容易被年轻人所接受。当然这也是家具设计发展的必然趋势，也是传统元素在家具设计中应用的必然趋势。

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其次，对印刷知识的匮乏阻碍了许多平面设计师的发展。因为不了解，许多设计师认为自己的设计就是电脑屏幕上的样子，这很危险，因为技术的原因，它与实际的输出效果还有较大的差距。不熟悉印刷的特性与缺陷，许多设计师在做设计的时候不断地给印刷找麻烦，设置障碍，这很愚蠢。平面设计师需要了解的印刷知识有许多，比如说各种品牌印刷机的性能、同一机型不同规格的性能、不同品牌油墨的性能、四色油墨与专色油墨的特性、不同品牌、规格、品种纸张的性能、特殊工艺、后期加工及装订等等，这些都是设计师在做设计时需要为客户考虑的问题。

那么，懂了电脑，懂了印刷流程，就可以称作平面设计师了么？可能还不行，毕竟以上说的与“设计”还没有直接的关联。就平面设计而言，还有许多特色性的规律，对于这些我的兴趣更大。

A、平面不平

二十多年来，我自己有过很多幸运的事。比如在我吃这碗饭之初，偶然在旧书摊上买过一堆“TIME”杂志，这是永远令我感到兴奋的回忆。因为那时我正被眼花缭乱的设计弄得五迷三倒，无师可从，这堆旧杂志让我开了眼，见识了正点。

认真阅读TIME杂志，一切有关平面设计的技巧都囊括其中，而且毫不张扬，温文而雅，为抄袭者提供了大量改头换面的空间。我对平面设计的理解很多来自这堆旧杂志。

“平面不平”是我对平面设计中画面效果的一种理解，很多人把它叫做版式、构图、结构、形式感…都可以，我喜欢把话说得简单。拜读了很多好的设计后，我感到设计师们都在有意无意地追求着“不平”的效果。即利用各种平面元素，在平面材质上（比如纸张等），努力拉伸视觉空间。这一理论，画家塞尚早我们一百年就开始尝试了，并已作到了极致。令我很感叹的是一百年前最不商业的令人类恐慌的艺术变革，一百年后却变成了最最商业的平面艺术，多有意思。

这一空间概念涵概了自然空间感受与矛盾空间感受。随设计师的爱好、版面要求、视觉冲击需求、自由选择。现在已经没有很多人大惊小怪了，但无论展现自然空间感受，还是矛盾空间感受，设计师所使用的技巧（或称元素）是有规律的。把它们归纳在一起也有一大堆。比如：打洞；夸张暗影效果；使用极具真实性与质感的图象；实物元素与绘画元素的对比使用；利用色彩之间的反差效果；利用线与色条的叠压效果；利用文字与图形、文字与文字的叠压效果；文字之间大小比例关系的对比等等。因为篇幅所限，不作细解，今后可将范例作品与理论文字对照比较，一目了然。

B、色彩中的音乐

色彩是平面作品中的灵魂。想运用好它一定要了解一些纸张与油墨的知识。不同纸张与不同油墨的组合，会产生出绝对不同的效果。但我们与画家的区别是：平面设计师手中的颜料只有四管儿，但它可以依靠网点的疏密特性，调和出所有我们可感知的颜色。这真是一项神奇的发明，作为印刷技术的原创民族我们感谢德国人。

利用网点与纸（白色）的配合，我们才能让油墨显得更均匀、鲜艳和干净。但这只是技术上的事，设计师在设计工作中对色彩的运用还要更多的依靠灵性。

我常希望身边的设计师朋友们能学习一些音乐，这并不是故弄玄虚，用音乐的理论解析色彩真是简单直白，这是我的发现。

a.首先懂得音乐的人都知道在乐器上找不到一个固定的音，音符“叨”随调式改变着位置，不同的调式传达出不同的感情，适合着不同的乐器与人声。这与我们运用色彩的道理是一样的，整幅画面的基调与情绪是通过画面色彩的冷暖传达出的。但从小我们头脑中的色彩冷暖关系就是固定的。红色偏暖，蓝色偏冷。其实这是一个错误的概念。如同音符一样，颜色随周围环境的变化转换着调性（冷暖关系）。懂得这一道理，蓝色也可以被我们渲染成暖洋洋的样子。

因为屏幕的关系，平面设计师已经不习惯给颜色以文学式的命名，比如洋红、群青、湖蓝，取而代之的是更简单，更直接的4个数字。这很好，符合商业时代或叫数码时代的要求，是个机械式的要求。对色彩调性化理解是对平面设计师灵性的训练。

b.其次和弦与旋律概念在平面设计中的应用

玩乐器的朋友都懂得另一个道理，无所谓哪一个音好听与难听，音符一定要放到一起去，才能叫音乐，否则“叨”“叨”“叨”一直按下去一定是噪音，“叨”“咪”“嗖”放在一起就变成了和弦“C”。这好比颜色中红蓝白的搭配一样，永远和谐。和弦可以继续往里添加新的音符，比如加个“来”这个和弦马上变了情绪，变成了一个7和弦。如果把“咪”换成降“咪”就更是大相径庭地跑到蓝调里去了，就好像在红蓝白的组合中，配上紫色或桔色给人的视觉感受是截然不同的。和弦一直可以添加音符进去，成为9和弦，13和弦……在色彩上就好比我们常说的高级灰。

明白这个道理后，我们就会更直接地理解颜色是应该分组使用的。这些组合的基础应该向和弦C、D、E、F…一样，有一个最原始的搭配，设计师想不断变化，就在这些组合里求变吧。你一定要把没关系的颜色放在一起，就象”发“和”希’谁也不挨着谁，两者之间没关系，你的画面一定平淡；如果你一定要把敌对的颜色放在一起，准会难看。运用和弦的道理去理解色彩，你会立刻跳出色彩贫乏的误区，发现眼前可用的颜色太多也太美了。合理搭配的色彩组合把画面的视觉空间不断拉伸，让画面不仅绚丽而且厚实，这就是色彩和弦的作用。但仅仅有了和弦就能成为音乐吗？不对，音乐还需要旋律，没有旋律的音乐不好听。那么，平面作品的旋律是什么呢，它是我们眼睛观看一幅作品的过程。一幅招贴也罢，一本宣传册也罢，都存在着一个先看到什么，再看到什么，最需要人们看到什么，记住什么，回味什么的问题。这些就构成了平面作品的旋律，让观众的眼睛什么时候紧张，什么时候休息，最后停留在哪个地方，这是设计师最需要动脑子考虑的问题。

c.节奏

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1．2行业发展的需要依据我国当前的国情，由于能源短缺问题，致使人均能源严重不足。据相关数据表明，综合房屋建筑施工中的能源耗能和建材耗能约占总耗能的37%，这一比例随着市场经济的发展仍在逐年的加大。因此，加大对房屋建筑施工中的节能设计措施，是建筑行业发展的需要。

1．3贯彻国家可持续发展战略的需要在我国，当前经济发展的战略条件为可持续发展，如何实施这一发展战略，就要求我们针对建筑行业中的实际情况，进行节能设计，抵制房屋建筑施工中的能源浪费，把方针政策落到实际建筑过程中，是贯彻国家可持续发展战略的重要举措。

2房屋建筑节能设计中存在的问题

2．1节能设计并未达到节能要求就目前建筑设计特点来看，主要关注点都放在了对房屋施工设计的建筑环境上对，对施工中能源的消耗节能意识不加以重视，楼体整体不朝阳，还有为了达到利益最大化，保证交工时间，一些建筑商在进行房屋设计的时候，技术设施匆匆忙忙的进行安装，存在相当多的隐患问题，房屋建筑实用性达不到标准问题严重。

2．2节能材料单一，技术水平较低根据我国气候特点，我国冬冷夏热的气候特点使我们在进行房屋建筑上就要有严格的节能设计。冬天需要取暖，如果在建筑设计上，墙体做保温就可以大大降低供热系统中的煤炭，对降低能源消耗有一定的促进作用。但是由于在进行住宅墙体保温设计的时候，我们使用的材料大多是一次行能源。大多都采用聚苯板、聚氨酯，而每生产1t聚苯板大约需要消耗2t的原油，每生产1t聚氨酯大约需要消耗2t的石油化工原料。在新材料和新技术开发上相对落后。大多依赖国外的技术，本国特色的节能技术较低。

2．3房屋建筑工程验收方法部完善在进行房屋建筑是都达到标准问题上，我国普遍采用建筑热工法。主要测量内容是用热流计和热电耦对墙体的热流密度、室内外气温、保温建筑墙体的室内外表面温度以及热流计的两表面温度进行测量和简单的对比。以点带面的进行测量，楼体的整体节能是否符合标准没有一个准确的数字作为依据。

3改善房屋建筑施工中节能设计的措施

3．1树立节能意识，提高房屋建筑节能标准房屋建筑设计中，要根据生活和自然需要进行设计，树立节能意识。例如最常规最传统也是最合理住宅朝向设计的时候要遵循空间朝向南，或向南偏东，或向南偏西。这在一定程度上可以得到充足的日照，可以增加房屋冬季的日照要求，充分利用天然的能源，可以减少煤炭资源的浪费，也可以从根本上改善室内热环境的要求。同时在进行住宅配套设施设计的时候，要充分考虑人们日常行为特点进行设计。对施工时间有计划的进行合理的住宅布局，在安装配套技术设备上要细致检查确保设备发挥良好的现实作用。再进行建筑体形系数确定时要对比好建筑物与室外大气接触的面积，保证能耗最低。由此看来，再进行房屋建筑设计的时候，楼体表面不宜凹凸太多，楼体之间要保证良好的通风，这对房屋节能都有良好的促进作用。

3．2提高节能技术水平，研究多种节能材料目前，在我们国家房屋建筑的节能设计水平较低，主要依赖于国外的技术。针对这一问题，我们要针对国外的先进技术进行深入的研究，增加交流学习的机会，构造出符合我们国家基本需要的节能设计技术。针对材料单一的问题，可以在进行住宅建筑设计时采用材料优化组合进行搭配设计使用，采用复合材料构造出复合节能墙体。复合墙体分多个墙体层，主要有墙体结构层、空气层、保温隔热层、保护层、饰面层。这些层体在一定程度针对节能都有一定的有效作用，在很大程度上也会改变住宅建筑传统的墙体保温板结构，对保护环境节省能源有一定的积极作用。近20年来太阳能技术的发展就给节能带来了很多的收益，我们可以利用太阳能这一特点，进行房屋建筑设计的时候将太阳能装置纳入设计规划中，预留太阳能安装位置。这在节省能源问题上可以解决很多问题，节省很多常规的能源。

3．3加大房屋建筑节能验收监督力度加强监督力度，是为了更好的满足生活需要。从根本上解决房屋使用寿命低，能源浪费的问题。加大政府的验收力度，对不合格的住宅建筑坚决进行打击控制。再进行楼体强温验收工作上，就改善测量方法，采取多种方法测量，进行平均值对比，改变一点带面的传统验收方法。经过多方考据得出精确值的测量方法可以真正意义上完成在节能的基础上服务好大众生活的任务。

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电力工程技术得技术含量很高,它可以通过电子设备实现电能的转化和控制,大大降低电能的消耗和机电设备的损耗,极大的提高了发电机和机电设备的工作效率。当前，电力工程技术中还涌现出同步开断技术的智能开关、新型超高压输变电技术的高压直流输电、电气传动技术的高压变频等一大批高精尖技术。

2、电源领域的运用

不同用户，尤其是大用户往往采用不同的电子设备和电器元件，为了满足各类用户的用电需求,电力工程技术为接入智能电网的用户提供了个性化的电源供应,如直流电源、交流电源、恒定频率的交流电源等等。

3、输电过程中的运用

因为智能电网的运营需要具备电能质量高、电网工作状稳定的条件,而这些条件的满足需要电力工程技术中的谐波抑制技术和无功补偿技术作为支撑。随着电力工程技术的不断发展和智能电网建设的不断完善,大批适应智能电网发展需求的新型装置应运而生,比如超导无功补偿装置和薄型交流变换器。对于线路较长、输电容量较大的输电工程,一些国家通常采用直流电的输电方式。而我国则在此基础上，采用晶闸管变流装置来作为送电和受电两端的整流阀和逆变阀装置，对这些新技术和新设备的采用,极大的提高的电网输送的容量,同时在极端天气下还增强了输电网络的稳定性。这些装置技术含量高，有效地解决了电力输送过程中电网突然断电和电压的不稳定等现象,极大的提高了输电网络的可靠性。因此,高技术含量和高效率的电力工程技术和相关的配套装置是我国新型智能电网建设取得突破性发展的有力保障。

二、智能电网建设过程中电力工程技术的具体应用

1、电能质量优化技术

该技术在智能电网建设中的运用，需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上，对供用电的接口所具备的经济性能进行分析，从而建立起用户经济性以及技术等级这两个评估体系，并借助法律法规的不断完善，来促使智能电网的建设向经济且优质的方向发展。电能的质量优化技术的运用，具体涵盖了直流有源滤波器相关技术、自适应静止无功补偿技术、电气化铁道平衡供电技术、统一电能质量控制器以及连续调谐滤波器关键技术等。这些技术能够使得电能的质量大大提高，并且降低了其使用的成本，从而具有较大的运用市场。

2、高压直流输电技术

首先，线路造价低，节省电缆费用。其次，运行电能损耗小，传输节能效果显著。直流输电导线根数少，电阻发热损耗小，没有感抗和容抗的无功损耗，且传输功率的增加使单位损耗降低，大大提高了电力传输中的节能效果。最后，线路走廊窄，其节约的土地量是很可观的。除了经济性，直流输电调节速度快，运行可靠。在正常情况下能保证稳定输出，在事故情况下可实现紧急支援，因为直流输电可通过可控硅换流器快速调整功率、实现潮流翻转。此外，直流输电线路无电容充电电流，直流线路无电容充电电流，电压分布平稳，负载大小不发生电压异常不需并联电抗。

3、能源转换技术

目前国家下大力度整治空气污染物的排放，到2020年较2005年二氧化碳的排放量减少40%，而我国发电系统仍主要依赖于热力发电。因此大力开发和利用新型清洁能源，减少大气污染和温室效应，已成为衡量一个国家可持续发展的重要指标，通过使用先进技术进行能源的转换和高效利用已经成为了现代低碳经济能源利用的核心。目前,我国着重开发大规模电厂并网技术。电网未来的发展趋势应该是范围大、运行可靠的光伏发电技术等。但是,我国的能源转换技术和世界先进水平还有较高的差距。因此,我们要加大相关的技术和资金投入,进一步研发能源转换的核心技术。比如智能电网建设中能量转换技术的发展方向就是提高可再生能源的利用率和各种并网技术的效率等。

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1为建筑机电设备提供基本的运行条件

为机电设备的运行提供足够的动力，是对建筑机电节能工程设计最基本的要求。保证机电设备的正常稳定运行，需要做好以下几个方面的工作：（1）保证机电线路的安全性；（2）控制方式科学合理；（3）防雷技术措施，如安装防雷装置；（4）特殊场所中，需要应用防静电技术、防浪涌技术、防火技术等。

2减少损耗

建筑物首先要满足使用功能与安全上的要求，在这个前提下，将建设投资降到最低，比如选用先进节能设备、优化线路设计、降低运行费用和维护成本等，从而节约电能以及其他能源的耗用。

3负荷科学化

在设计的时候，选用科学的设计系数，合理地调整负荷。在某些较为特殊的情况下，采用合理的用电节能措施，以达到负荷率、设备利用率最优化的效果，最终实现节约电能的效果。简而言之，在做建筑机电节能工程设计时，应该遵循以下原则：适用、安全可靠、经济实惠、技术先进等。

建筑机电节能工程设计实践操作

1机电设备的节能

1.1空调系统的节能

空调系统的能量消耗主要体现在2个方面：（1）为建筑制冷或制热所消耗的能量，如电、煤、油、汽等；（2）为房间提供空调循环水和暖热风时，水泵、风机所消耗的电能。针对空调这2个方面的能量消耗问题，可以采用如下方法进行控制：（1）合理控制室内温度参数；（2）合理利用和控制室外新风量；（3）利用自然资源（如地下水、室外空气）；（4）减少输送系统的动力消耗（如水泵耗电、风机耗电等）；（5）动态调整空调控制参数防止过冷或过热；（6）从排风中回收热量。空调能耗是建筑能耗的重要组成部分。据某城市的统计数据可以看出，空调的用电量在全市用电总量中的比例竟然高达30%，城市的供配电系统因而承受着空调系统带来的极大压力。所以，对空调系统进行优化节能，已经刻不容缓。

1.2照明系统的节能

建筑的照明主要包括3大方面：室内照明、公共区域照明、泛光照明。根据建筑照明区域和作用的不同，可以从以下几个方面进行照明系统的节能控制：（1）充分利用自然光；（2）划分区域确定照度标准；（3）采用高效光源；（4）选用合适灯具；（5）合理设置光源的控制方式。建筑照明和人们的生活、工作、学习密切相关，既要满足人们基本的照明需求，又要实现节能控制并不是一件容易的事情，还需要不断的探索与实践。

1.3给排水系统的节能控制

直接给水、恒压给水、高位水箱给水是3种常见的给水方式，高层建筑通常采用高位水箱、生活给水泵、低位蓄水池构成的给水系统。给排水系统的能耗集中体现在2个方面：（1）为水循环提供动力所消耗的电能；（2）水资源的消耗。

给排水系统的节能可以采取的措施有：（1）推广应用新型节水设备；（2）变频水泵的使用；（3）开发第二水资源，如中水；（4）给水管网爆管预防；（5）完善热水供应循环系统；（6）消防贮水池的设置及加压。水是万物之源，是人们赖以生存的基础，而我国的人均水资源占有量并不高，控制水资源的消耗意义重大且任重道远。

1.4电梯系统的节能控制

随着高层建筑日益增多，电梯愈发显得重要，其能耗也在逐年增加，在建筑能耗中的比例也在逐年提升。因而，很有必要对电梯系统进行节能控制。电梯系统的节能控制可以从以下几个方面着手：（1）电机拖动系统的节能控制，分为2种情况：1）提高电机拖动系统的运行效率；2）将运动中负载上的动能、机械能、位能转换成电能，即电能再生。（2）其他节能途径，如科学地并联建筑内所有电梯，并用智能系统进行控制。

2电压等级选择

选择电压等级时，可以参照以下情况：（1）城镇的低压配电电压适合选用220/380V，高压配电电压适合选用10kV。（2）向企业供电时，应该考虑用电设备特性、供电回路数量、供电距离等因素，还要结合该地区公共电网的现状以及规划，进而综合确定。（3）小负荷用电用户接当地的低压电网是较为适宜的。用户的负荷超过200kVA、单台设备功率超过250kW、供电距离超过250m且负荷超过100kVA，这3种情况采用高压供电是较为合适的。

3供配电系统设计

在进行供配电系统设计时，应做到以下几点：（1）系统应该简单、实用，配电级数适宜，不可太多。（2）考虑电负荷的分布以及容量情况，将变压器置于负荷深处，尽可能地缩短低压供电半径，从而节约电能以及金属的用量。（3）10kV配电系统应该灵活方便，具备很强的适用性。可以采用的形式有环式、放射式、树干式等。（4）供电范围要明确，线路、变配电所交错重叠供电是不适宜的。

4变压器的选择

选择变压器时，应该考虑变压器的有功功率损耗，变压器的负载率以及负荷不平衡的状况。以三相电源供电为例，可采用如下方法平衡负荷：（1）把单相机电均匀地分别接在三相电源上，尽量保证以下关系：最大相负荷≤三相负荷平均值的115%，最小相负荷≥三相负荷平均值的85%。（2）220V照明负荷的线路电流不超过30A时，适合单相供电；超过30A时，适合三相四线制供电。（3）正确运用单相自动补偿设备。

5减少传输损耗

电路功率损耗一大主要原因就是电阻的存在。该损耗同电流大小、电阻大小成正比例关系。改变电流是不合适的，想要降低线路上的损耗，只能通过减小线路电阻的方法。以下3种方法可以有效地降低线路电阻：（1）导线材质的电导率要小。（2）布置导线时，尽量节省距离，缩短导线长度。（3）增大导线截面。线路比较长的情况下，根据载流量、热稳定、保护的配合及电压损失等条件确定理论截面后，再加大一级导线截面。

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年底，国务院办公厅转发人力资源社会保障部、财政部和教育部《关于义务教育学校实施绩效工资的指导意见》，规定全国各省(自治区、直辖市)义务教育学校从2009年1月1日起实施绩效工资制度。Ⅲ自该文件颁布以来，各地相关主管部门和学校都高度重视，本着积极稳妥的态度推进这项改革。依据多种来源的信息，截止到2009年底，多数地市都已出台有关绩效工资改革的政策或实施办法，但绩效工资落实情况却相对滞后。不少地市义务教育学校教师的基础性工资已经落实到位，但奖励性工资如何发放仍然悬而未决。绩效工资改革在实践中出现了一些亟待关注的问题。比如，有些地方教师的工资在改革之后不升反降；又如，有些教师认为绩效工资分配办法不合理，一线教师的收入少于干部，分配方案偏向领导。类似问题的讨论及网络上教师对绩效工资改革的热议引发了我们的深层次思考：如何设计绩效工资才能有效激励教师?本文拟从期望理论、公平理论、认知评价理论等心理学理论视角分析绩效工资发挥作用的机制，探讨绩效工资有效激励教师的策略。

一、基于期望理论的分析

期望理论是由北美著名心理学家和行为科学家弗鲁姆，(V.H.Vroom)于1964年在《工作与激励》中提出来的一种激励理论。弗鲁姆认为，人总是渴求满足一定的需要并设法达到一定的目标。这个目标在尚未实现时，表现为一种期望，这时目标反过来对个人的动机又是一种激发的力量，而这个激发力量的大小，取决于目标价值(效价)和期望概率(期望值)的乘积，用公式表示就是：M=∑V×E0其中，M表示激发力量，是指调动一个人的积极性，激发人内部潜力的强度；V表示目标价值(效价)，这是一个心理学概念，是指达到目标对于满足他个人需要的价值。同一目标，由于各个人所处的环境不同，需求不同，目标的价值也就不同；E表示期望值，是人们依据过去经验判断自己达到某种目标的可能性是大还是小，即能够达到目标的概率。后来，弗鲁姆发展了这一公式，将其转变为：M=∑E×I×V0新增加的变量I表示工具性，指个体相信自己表现好就能获得回报的信念。这个公式说明：一个人越是相信自己只要努力就能提高工作绩效(E)，并能因为绩效提高而获得相应的奖赏(I)，而且认为这种奖赏很有价值(V)，那么他的动机力量就会越强烈。

与传统的工作动机理论不同，弗鲁姆在期望理论中引入了认知变量，帮助我们深入理解动机激发的复杂机制，为员工激励提供了重要的心理学理论基础，对当前正在实施中的教师绩效工资制度改革具有一定的启发和借鉴意义。基于期望理论和期望公式，我们认为，要使绩效工资能有效调动教师的工作积极性，激励其不断改进工作，需要注意以下几点。

首先，学校要使教师相信他们的努力能产生绩效。管理者要在双向沟通的基础上为教师设置合适的绩效目标。从期望理论来看，教师会在他们相信其个人努力能导致成功绩效的程度上受到激励。也就是说，只有教师相信，假如辛勤工作他们就有能力和资源来达成绩效标准，他们才有可能为目标达成而付出努力。相反，假如学校给教师设置的目标过高，可能导致教师自暴自弃，放弃达成目标的努力。所以，学校为教师设置的目标必须是可达成的，而且要具有适度的挑战性。同时，学校还要通过校本培训、教学研讨、工作坊等多种方式，为教师达成目标创设条件和提供支持，帮助教师通过努力改进绩效，体验成就感和工作乐趣，形成积极的自我效能感和目标实现期望值。

其次，学校要加强绩效评估与奖励性工资之间的联系，真正确立多劳多得、优劳优酬的分配体制。假如员工绩效优异却没有得到奖励性工资，或者有些员工没有成功的绩效却得到了奖励，绩效工资制度就不会有效激发员工的工作热情。具体到中小学教师绩效工资改革实践中，假如一所学校没有建立一套准确、有效评估教师工作绩效的考核系统，绩效工资发放主要依据教师的岗位、职称、年资等因素，与教师的实际工作表现缺乏直接联系，“干多干少一个样”“干好干坏一个样”，那么通过绩效工资制度激励教师的初衷就无法实现。但值得注意的是，教师的教育教学工作十分复杂和特殊，他与工厂中的工人作业或商业领域中的销售工作不同，其绩效目标和绩效评估指标一般难以操作化。在实践层面上，如何将硬性绩效评估指标与软性绩效目标结合起来，如何体现教师工作的特点以及如何在教师绩效表现与绩效工资之间建立适度、合理的联系，尚有待进一步探索。

最后，管理者要精心设定奖励性工资的数额，使之具有足够的吸引力。依据期望理论的解释，奖励的效价是一个十分重要的变量。也就是说，奖励本身是否能满足员工的需求，在员工看来是否很重要，会在很大程度上影响激励的力量。正在实施的教师绩效工资制度中，奖励以工资形式呈现。依据三部委颁布的文件，奖励性绩效工资占工资总量的30％，主要体现工作量和实际贡献等因素。但从执行情况来看，有些学校因为担心教师收入差距拉大之后引发不公平感，所以态度和做法都十分谨慎，实际上直接受工作表现或实际贡献影响的奖励性工资份额一般不足30％，一般在5％～15％之间。这样，绩效优异的教师与绩效差的教师之间的工资差距就相应地缩小了，在一定程度上降低了奖励性工资的吸引力和效价，制约了绩效工资的实际效果。所以，学校在地区性指导意见所确定的框架之下，要适当增加奖励性工资的份额，拉开不同绩效水平教师的收入差距，真正建立一种多劳多得、优劳优酬的分配体制。

二、基于公平理论的分析

公平理论是由北卡罗来纳大学的心理学家亚当斯(J.S.Adams)于20世纪60年代提出的。他的基础来源于费斯汀格(L.Festinger)的认知失调理论和霍曼斯(G.C.Homans)等人的社会交换理论。尽管公平理论与期望理论有差不多一样长的历史，但是直到最近，公平理论才受到较多的关注，也引发了管理者对公平感激励意义的广泛兴趣。

公平理论关注员工怎样对分配决策的内容作出反应，经常被叫做分配公平。他可以预测人们对组织中的分配是否公平作出判断，也可以预测当人们认为已经被不公平对待时会怎样反应。亚当斯将雇佣关系描述为一种交换关系，在这个关系中，员工贡献投入并获得相应回报。员工一般关心回报是否公平。人们在知觉一个结果是否公平时，首先会计算自己的回报与他们的投入之间的比率，然后把自己的这个比率同他人的比率进行比较，从而得出是否公平的结论。当员工发现自己的收支比率与他人的收支比率相等或现在的收支比率与过去的收支比率相等时，便认为这是合理的、公平的，因而达成心理平衡，工作积极性高；当员工发现自己的收支比率与他人的收支比率不相等或现在的收支比率与过去的收支比率不相等时，便会心理失衡，产生不公平感。

公平理论不仅深化了员工激励研究，而且为薪酬设计提供了一个基本的理论框架，对当前实施中的教师绩效工资制度具有以下几点重要的启示。

首先，管理者要高度重视教师的公平感受。亚当斯指出，不公平感会使个体产生紧张感，紧张感与不公平程度是成比率的。当员工发觉自己的回报不足、收支比率相对较低时，他们恢复公平的主要方式有：第一，通过减少努力与缩短工作时间来改变投入；第二，通过要求加薪、改善工作环境、增加认可等方式改变回报；第三，对投入或收获进行认知上的曲解，作合理化解释以减轻个人压力；第四，从另外的角度看待比较对象的投入与回报，采取一定方法来改变他的行为，或迫使其离开组织；第五，选择另一种比较的对象，获得主观上的公平感；第六，离职。不难发现，这些方式对员工个人发展与组织绩效改进来说都具有一定的破坏性意义。因此，在义务教育阶段中小学设计绩效工资制度时，必须充分考虑教师的公平感受，避免引发较大范围或较大程度的不公平感，防止出现实施了绩效工资之后教师积极性不升反降的尴尬局面。特别需要注意的是，公平感是一种主观感受，而不是客观的环境特征，管理者在绩效工资设计与实施过程中要多倾听教师声音，了解教师的感受；及时发现和调整教师心理层面潜在的问题。

其次，绩效工资制度要体现基于公平理论的薪酬设计原则。从公平理论的逻辑分析来看；员工的公平感深受他所选择的参照者的影响。依据参照者的差异，分配公平又可以进一步区分为外部公平、内部公平和个人公平。这三种公平刚好与薪酬设计的外部竞争性原则、内部一致性原则和个人贡献原则相对应。科学合理的薪酚设计要兼顾这三个基本原则，解决好三类公平问题。具体到教师绩效工资设计，有关文件已明确指出，规范后的义务教育教师津贴、补贴平均水平，由县级以上人民政府按照不低于当地公务员平均工资水平的原则确定，而且在同一县级行政区域内合理统筹，使义务教育学校绩效工资水平大体平衡，这为确保教师工资适度的外部竞争性提供了有力的政策保障。相对而言，教师绩效工资设计的内部一致性原则和个人贡献原则需要管理者给以更多的关注。一方面，中小学管理者要基于严谨、规范的工作分析，明确中层干部、教研组长、班主任、任课教师等不同岗位的职责与要求，评估每种岗位的价值，并据此确定每一种岗位的平均工资，体现薪酬设计的内部一致性原则。另一方面，管理者还要深入研究教师绩效考核办法，客观、合理地考核教师的工作表现，并依据绩效考核结果合理确定奖励性工资的分配办法，在个人贡献与奖励性工资之间建立联系；克服“干好干坏都一样”现象，以有效激励教师做好本职工作，提高工作绩效。

最后，管理者还要注意程序公平。有研究者指出，计划和执行决策的过程才是感知公平的决定性因素，而非之后所得结果的多少。当程序被知觉为不公平时，员工会针对组织作出报复性反应。而假如员工感到程序是公平的，那么即使结果不公平，他们也可能不会作出负面反应。这一意义上来说，程序公平比分配公平更重要。受此启发，中小学在设计与实施绩效工资制度过程中，要注意程序上的民主性与公平性，而其中最为关键的是提前告知、申诉的权利和要求解释的权利。只有这些基本的权利获得了有力的保障，只有程序上的公正得到了教师的认可，绩效工资才有可能发挥其积极的激励作用。

三、基于认知评价理论的分析

认知评价理论是由美国心理学家德茨(E.L.De-ci)和瑞安(R.M.Ryan)在20世纪80年代提出的一种动机过程理论。他起源于德茨在20世纪70年代初所进行的系列相关实验。这些实验研究试图回答的问题是：有了外部奖赏之后，个体的内在动机是会削弱还是会增加，抑或是保持不变?实验发现，当个体受内在动机支配参加某项活动，结果又因此受到了外在的物质奖赏时，驱动个体参与活动的内在动机就会被削弱。从这些研究发现出发，德茨和瑞安于1985年提出了认知评价理论，用以解释外部奖赏及有关环境因素是如何对内在动机构成影响的。这一理论指出，外部事件(如给以奖赏、评价、设定最后期限以及其他动机性投入)对内在动机的影响，是以个体对外部事件的认知为中介的，取决于这些事件对个体胜任感和自我决定感的知觉产生了什么样的影响。而事件究竟是促进还是妨碍胜任感和自我决定感，主要取决于个体知觉到外部事件的信息意义与控制意义。奖赏(和其他外在事件)的信息意义一般促进个体的胜任感和自我决定感，从而增强内在动机；控制意义则一般导致低自我决定感，所以会削弱内在动机。具体到物质奖赏，他一般被个体认为是一种引诱，让人去参与某件事或表现出某种行为，而假如没有这些奖赏个体可能不会去做这些事或表现这种行为。因此，从整体上而言，物质奖赏会被个体知觉为控制性的，会导致内在动机的削弱。但需要指出的是，并不是所有情况下使用物质奖赏结果都是消极的，在适当的人际情境下，假如使用表现依随奖赏(Per-formance-ContingentRewards)，即依据个体在活动中的表现是否达到某个优秀标准或超过某个既定标准来确定他能否获得奖赏，个体也可能将奖赏知觉为信息意义，从而发挥激励作用。

尽管认知评价理论后来受到一些批评，但这一理论对绩效工资和员工激励具有相当重要的现实意义。将认知评价理论与薪酬设计联系起来，我们发现，教师绩效工资制度和其他各种外部奖赏手段一样，是一把“双刃剑”，他的作用可能是积极的，也可能是消极的。为了能更好地发挥绩效工资制度的激励作用，笔者有两个建议。

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2．挖掘机作业操纵的完全自动化。液压由传统的半液压式向全液压式挖掘机发展，控制方式分别经历了简单的杠杆操纵、液压操纵、气压操纵，一直到目前的液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，在危险地区或水下作业采用无线电操纵。

3．随着新技术、新工艺的迅猛发展，挖掘机日趋系列化、通用化、标准化。

4．对可靠性、稳定性以及使用寿命提出更高的标准和要求。

5．采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。改善驾驶员的劳动条件，加强对驾驶员的劳动保护。

6．中、小型液压挖掘机的液压系统趋于变量系统的转变。

7．更注重环境保护，CAT、小松等厂家纷纷推出满足三次排放要求的挖掘机。

二、应用领域

(一)挖掘机用途

挖掘机是一种多用途土石方施工机械，主要进行土石方挖掘、装载，还可进行土地平整、修坡、吊装、破碎、拆迁、开沟等作业，所以在公路、铁路等道路施工，桥梁建设，城市建设、机场港口及水利施工中得到了广泛应用。所以挖掘机兼有推土机、装载机、起重机等的功能，能代替这些机械工作。

(二)挖掘机的分类

(1)按作业过程分为单斗挖掘机(周期作业)、多斗挖掘机(连续作业)。(2)按用途分为建筑型(通用型)、采矿型(专用型)。(3)按动力分为电动、内燃机、混合型。(4)按传动方式分为机械、液压、混合型。(5)按行走装置分为履带式、轮胎式、汽车式。(6)按工作装置分为正铲、反铲、拉铲、抓铲、吊装。

三、创作灵感

一直以来，常规挖掘机的功能比较单一、作业空间有限，同时单一机械的利用率低，能耗较大，因此单一功能的工程机械对于工作效率的提高极为不利，对于资源是极大的浪费。这款“多功能挖掘机”以常规挖掘机为基础，打破传统的设计思路，巧妙的集成多种工程机械的功能特点，突出环保理念，将普通挖掘机的传统铲斗改进为多功能机械臂，包括三个模块组成的机械手和一个可更换的破碎锤模块，通过圆形液压泵的驱动使该车机械前臂同时具有了挖、铲、抓、破碎(或钻)、拆卸等多种功能，四驱三角履带使该车具有了复杂地形下的良好适应能力，这款多功能挖掘机的应用可以极大的减少单一机械应用的数量，减少工程机械转场能耗，减少污染，而“一机多能”也是今后工程机械发展的趋势，该车正是这个理念的产物，它所具有的优点使其在未来具有广阔的发展前景。

四、图解功能说明

铲斗在不进行任何机构变换情况下，和常规挖掘机铲斗相同，具有挖掘功能;机械前臂在创新的圆形液压缸的驱动下可以使机械前臂的三个模块分开，成为一个多功能的机械手;机械前臂在动臂部分的液压缸驱动下，机械前臂会进行180°的旋转，此时切换为破碎锤模块，在作业时，破碎锤也可以更换为钻机，满足不同需求。该车在不工作时，三段式动臂可以最大限度的折叠，减少占用的空间，比普通挖掘机等工程机械更易存储、运输;该车采用的四驱三角液压履带可以每个履带轮单独运动，灵活性高;可调节的配重系统可根据车体负重和平衡情况调节重心，保持平衡，因此，其地形适应能力比普通工程车更好。

五、作品创意

(一)机械前臂具有挖掘、破碎、抓、握的功能

机械前臂在不进行调整变换的情况下与常规挖掘机相同，具有常规挖掘机铲斗的铲土挖掘功能，机械前臂上部集成破碎锤模块，同时可以将破碎锤更换为钻机，以满足复杂作业情况的需要。机械前臂在创新的圆形液压缸结构的驱动下分开为三块，可成为机械手，具有抓取物体、拆卸的能力。

(二)四驱三角履带

该工程车行走部分采用四驱三角液压履带，履带可以单独上下旋转，对地面具有良好的覆盖作用，让机器对复杂地面具有更好的适应性。

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关于拱坝表孔设计及消能

根据某水电站下游河道狭窄、下泄流量大的基本特征，有意识地发挥拱坝泄水水舌的向心作用，使两边的表孔水舌在空中交汇，这种上下对冲消能方式可以实现碰撞消能，从而减轻坝下冲刷。实际上，挑流水舌空中碰撞的消能效果也不错，可用于较高的拱坝枢纽中。此外，该水电站厂房布置远离大坝也能避免不良影响，在这样的拱坝上只能采用上下对冲形式，下面通过优选的拱坝表孔设计方案，最终确定中孔、两边孔水流碰撞消能及横向扩散碰撞消能；增大落水面积，最终有效地解决该拱坝表孔的消能冲刷问题。

二、拱坝表孔设计方案研究

2.1高挑坎方案研究

首先，为保持应设计左、右边表孔的挑坎高程和挑角不发生变化，于是将窄缝可以改为等宽出口。

其次，要使3个表孔都能单独泄水消能，并且不允许产生冲刷边坡岩体等的不利情况，拱坝左、右两边的表孔在同时泄水时，两个水舌就会恰恰合成一道。

再次，当3个表孔联合起来一起泄水流出时，两边表孔水舌能从上向下与中表孔水舌在空中碰撞。于是，边表孔水舌压制中部表孔水舌，中表孔水舌顶托边表孔水舌，相互碰撞后的水舌呈发散的一股（如下图所示）：

图（1）水舌平面图

图（2）水舌形态示意图

由此可见，在高挑坎方案设计中，因为中表孔挑坎与两边表孔挑坎的高程的落差不是很大，两水舌的交汇角度又很小，即仅为20度，如图（2）水舌冲撞消能的效果不是很理想。此分析表明：水舌交汇角越大，消能率就会越大，因此在该工程中，降低挑坎高程并选择合适的挑角是加大表孔水舌交汇角的有效途径。

2.2低挑坎宽扩散角方案研究

关于低挑坎宽扩散角方案的研究，要是低挑坎方案中仍保持边表孔不变，则中表孔的挑坎高程就会进一步降低，甚至且略高于下游的最高水位线，其泄槽斜面坡度也表现为中表孔。在这种设计之下，单独泄水时，中表孔水舌落水处的挑距可以表示为C’

2.3低挑坎窄扩散角方案研究

研究低挑坎窄扩散角方案发现，为了减小中表孔单独开启时挑流水舌可能冲刷岸坡的问题，设计方案表明中表孔挑坎的扩散角及其空中的消能率也会受到影响。其实，目前已有无数资料表明，原型水舌扩散程度大于模型试验，如果能适当收窄模型上的扩散宽度，则会更加有利于避免工程运行中随时会产生的岸坡冲刷。

三、探讨拱坝表孔消能问题

3.1关于参数取值的问题

从拱坝表孔消能问题来看，由于拱坝坝顶较薄．需要对溢流剖面的设计尽量小一些。其主要措施为取较小的定型设计水头值，一般H取值都会根据容许负压的大小来规定，取堰顶最大作用水头的75％或95％，这些规范中都有有明确规定。然而，对于3级以上拱坝的最大作用水头H值，洪水标准则按1 000年及以上洪水重现期来确定定型水头，所设计的溢流头部较肥大，所以洪水重现期有待进一步研究。反弧半径R取得值愈大，则挑距愈大，对泄洪消能的设计非常有利，但是整个拱坝坝顶却很薄，反弧半径R取得大，相应溢流剖面就会越大，这会从某种程度上加大施工难度，所以这种情况对拱坝本身结构非常不利。因此，在满足拱坝泄流消能的前提下，设计时应尽量缩短溢流头部的水平长度，从防止空蚀的角度出发，以鼻坎流速不大于20 m/s为宜；一般R取(0.9到1.2)。与此同时, 整个工程为了减少施工难度, 也可以将所有的溢流头的水平长度控制在拱坝顶部厚度的2．5倍之内。

图（3）距(射距)冲坑计算与实测成果对比图

从图（3）距(射距)冲坑计算与实测成果对比图可以观察到，由于拱坝表孔受到水流向心集中的影响很大，所以在设计时应当尽可能采用较大的溢流半径，而取较小的中心角。

3.2关于表孔挑距的问题

目前,拱坝表孔消能问题已经引起了许多工程专家的重视,其中的表孔挑距问题也是一个值得探讨的议题。在整个工程运行的过程中发现, 当R／h大于2．5时，也就是说它的实际测量值与按挑流公式计算的成果十分接近，即下泄水流呈挑流特性；但当R／h小于2．5时，下泄水流则会呈射流特性，其实际测量值会与按跌流公式计算成果接近。鼻坎流速口, 鼻坎坎高k是影响表孔挑距的两个主要因素。比如说, 挑距(射距)与流速t，(或流量)和鼻坎坎高k成正比；但是鼻坎流速与鼻坎坎高会成反比例，这个原理表明鼻坎越高，其流速就会越来越小，最终形成了同一个工程的一个挑距(射距)最大的组合。此外，要是拱坝表孔的下游岩体完整，我们可以通过试算采用挑距最远的方案来处理此问题，如果工程拟采用下游护坦消能工来解决冲刷问题时，我们必须从节约投资的角度考虑问题，尽量采用较小的挑距(射距)方案。

3.3关于其坑深度的问题

除了参数取值和表孔挑距以外，其冲坑深度的问题也非常明显，这就要求工程技术人员不断地拓展新的拱坝表孔设计方案，针对其冲坑深度问题改善工程的相应部位，从而解决此类问题。其实有一些冲坑深度的问题还是比较明显，像利用经验公式计算最大冲坑处的水垫厚度，具有向心集中下影响入射水流；按水流分散程度不同来思考，但是设计时却难以分清水流的分散程度，而且实施起来也不方便，再加上参考应用中的分数系数是根据地质条件好的高坝资料进行统计分析而得来的，根本不具备通用性，所以这些理论在工程应用中很难有效地指导实践；另外还有的是以单宽流量乘以流量向心集中系数计算，通常的流量向心集中系数主要是从鼻坎末端算起的拱坝半径(溢流头半径)与挑距的关系计算出来的，但是大多时候没有考虑水舌四周有扩散的影响情况，因此不利于泄水消能，正确的方法应当考虑0.8到0.9的折减系数才行得通，即在实施时要考虑水舌四周有扩散影响情况时，计算的结果才与实际的现场测量基本相吻合。

结束语：

综上所述，随着我国现代化步伐的不断进展，水利行业也有待进一步改革与完善，不断促进我国国民经济向更高阶段迈进，有效利用并节药能源是我们必须坚持的首要原则。因此，讨论拱坝表孔设计及消能问题是一个及时又重要的任务，合理的拱坝表孔设计方案能给拱坝工程提供优质的消能效果。在相关工程技术人员的共同努力下，以优质设计方案作为拱坝表孔布置和消能的最佳方案，有效革新水利工程、保证质量，使水电站拱坝表孔的泄水消能问题不再令人担忧。

参考文献：

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1.工业厂区给排水中存在的节能问题

1.1水资源的不合理利用

在一些工业厂区内，由于没有对水资源进行很好的分质、分区供水，没有针对废水、雨水的回收工作进行分析和规划，工业生产、消防及生活用水全部取自生活用水水源，导致工业厂区的运营成本过高，这不仅造成了水资源的浪费，也使得工业用水的成本增加。

1.2给排水管网设计不合理

在一些工业厂区内，给排水管网的管道布置不合理，出现绕路，管路布置不顺畅等现象；管径计算不合理，造成管径设计偏大或偏小；还有在管材的选择上不合理；造成管材浪费以及在水的输送过程中，损失较大，利用率不高。

1.3热水供应系统中热源的不合理利用

在一些工业厂区内，热水供应系统中，没能将工业厂区内的废热、余热充分的利用起来，导致热源浪费，从而降低了经济效益。

1.4建构筑物的用水器具和配水器具选择不合理

在一些工业厂区内，建构筑物内使用的卫生器具和配水器具并非节能型器具，造成水资源的浪费及供水设备选型参数过大[1]。

2.提高工业厂区给排水设计的节能性的主要措施

2.1合理利用市政管网余压,采用分区给水方式的节能措施

对于位于城镇中的工业厂区，应合理的利用市政管网的压力，在城市供水系统中，市政给排水管网的压力一般是0.2~0.4MPa之间，在工业厂区内，采用分区供水的方式，可以降低二次加压的能源消耗。在工业厂区的供水方面，要尽量的使用市政管网直供，只有当市政管网不能满足水压要求时，再由工业厂区加压设施进行加压供水。对于加压设备也应根据用水特点进行合理选择，一般生活用水系统，选择使用变频供水设备给水系统，工业用水可以直接选用加压泵加压供水，这样根据不同的工作状况选择加压方式，一般可以节能至少30%，而且还可以降低设备损耗，延长设备的使用寿命。另外，一般来说对于工业用水水质要求不高的厂区，在场地条件允许的情况下可以考虑设置高位水箱供至工业用水。厂区内的生活用水和生产用水可实行二级计量（一级全厂区，二级各建构筑进户），这样可以大致掌握整个厂区的用水情况。

2.2提高厂区水资源综合利用效率

水作为社会生产和生活中必须的能源之一，由于人类不断的开发利用，造成严重水资源的缺乏，日益增长的水资源需求和水资源严重缺乏已经成为全球的一大矛盾。在我国的600多个城市中，有108座城市处于严重缺水状态，300余座城市处于缺水状态[2]。水资源缺失严重制约着我国社会经济的发展。可见，防止水资源危机，解决水资源供需矛盾成为我国长期发展的必要因素，节约用水必须成为指导方针。中水设施通常是由原水收集、存储、处理以及供给等构成的。通常来讲，我们把厂区中的生活污水、生产废水收集后经过处理，达到复用水水质标准后，回用于厂区绿化浇灌、生产用水或者某些建筑物内的使用等，称之为工业厂区中水。可见建立污、废水处理站能够把厂区内生产废水和生活污水进行处理，对其进行再利用。通常可用于绿地浇灌，道路冲洗或厕所的冲刷等，如果厂区生产用水对水质的要求不是特别高的话，处理后的中水也可以应用于生产中。中水的有效利用，可以提高厂区水资源的综合利用效率。雨水利用的过程类似于中水，是指将雨水收集后，通过一定的方法对其进行处理后，达到符合某种水质标准的水，然后对其利用的过程。雨水的利用，不仅可以对淡水资源起到节省的作用，而且还能增加部分的淡水资源。处理后的雨水有多方面的用途，如用于厂区的绿化、厕所的冲洗等，同时也可以把部分的雨水排到绿化带，使其流到地下。为了增加雨水的利用率，如果厂区有足够的条件也可以将雨水收集起来，对其进行处理之后，作为厂区景观用水。这样也可以提高厂区水资源的利用效率，达到节约用水的目的。

2.3厂区热水系统热源的节能选择

通常在工业厂区内，食堂和浴室是主要定时供应热水的。所以要想在给排水节能，对于热水系统的热源选择上是重点。在热水系统的热源选择上，优先采用厂区内的废热，在厂区生产过程中，会产生大量的废热，如果不加利用，只会白白浪费，如果利用废热对冷水进行加热，可以极大的减少能源的损耗。另外还可以考虑使用太阳能加热，太阳能属于一种新型的能源，是节能的重要途径，而且太阳能是一种清洁能源，不会造成环境污染。我国很多地区都处在北纬40°以北，所以日照时间是可以保证的，太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、配水管、循环管以及循环泵组成。但是太阳能也有一定的缺陷，那就是太阳热能的密度低，而且不稳定，能源的供给不是实时的，所以要想提高太阳能热水系统可靠性，就必须采用一些辅助手段去辅助能源的供应，保证即使在连续的阴雨天气，热水系统仍然能够正常使用。太阳能热水系统的节能效果是十分明显的，但是在实际设计中，要考虑到冬天寒冷天气，尤其是在我国北方一些冬季比较寒冷的地方，要将太阳能热水器的抗冻性能以及承压能力考虑进去[3]。

2.4.选用节水管材,使用节水型卫浴用品

配水器具和卫生器具的选择，关系着建筑节水工作的成效。厂区在选择时，要在满足使用功能的条件下，优先选用节水节能型器具。具体措施有以下几点：2.4.1选择节水型坐便器，水箱的容积要小于6L[4]。2.4.2卫生间采用能消除长流水的水嘴和器具。比如红外感应水嘴、感应式冲洗阀便器等。2.4.3在浴室内，选择用脚踏开关淋浴器,多于3个淋浴器的配水管道布置成环形。另外，在建筑设计过程中，厂区要根据现状，采取针对性措施，优先考虑节水节能器材。如，使用减少管道局部水头损失的低阻力管道阀门和低阻力倒流防止器；使用内壁光滑、耐腐蚀、结垢少、污染小及成本低廉、安装方便的塑料管材。

3.结束语

总的来说，在工业厂区进行合理的给排水节能设计，不仅能够提高厂区的节能性以及经济效益，同时还可能为能源的利用作出一定的贡献，因此我们有必要做好工业厂区的给排水节能设计，要认识到工业厂区给排水节能的重要性，并努力做好每一个环节，为解决能源危机贡献一份力量。

作者:夏青 单位:中煤西安设计工程有限责任公司

参考文献:

[1]黎献纲.建筑给排水设计中的节能减排[J].住宅与房地产,2017,03:87.

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二、电气节能技术在石化企业工程设计中的应用

1电力系统节能

电力系统节能要从变压器选型、系统功率因素提高、线路功率损耗、减少高次谐波这四个方面论述：

1.1变压器选型。

变压器是在电力系统中是较为常用且较为普遍的电气设备，尤其在石化企业中，大量的变压器投入使用。7×24小时运行，其消耗电能量也是相当之大。通常我们在选择变压器时，需要根据变压器的负载率这一指标来进行选择。Pf是变压器的额定负载有功损耗；Qf是变压器的额定负载漏磁功率；β是变压器的负载率；Ud%是短路电压的百分比值。当变压器的负载率β处于40%～60%之间的时候，可以使得变压器的额定负载有功损耗PL取得极小值，那么我们在实际选择变压器时，应尽量使得其负载率处于40%～60%之间。另外，为了提高石化企业的经济效益，减少生产过程中的能源消耗，建议在工程设计的时候对变压器的选择采用国家新型的、高效节能的产品。

1.2系统功率因数的提高。

在电力系统中，功率因数占据着举足轻重的地位。如果能够提高功率因数，那么就意味着能源的利用率会得以提高，同时生产和电力成本、线路电压都会相应减少，而设备的利用率会大大改善。石化企业就会以最小的投资得到最大的经济收益。大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：cos()//()1/222PSPPQ在实际运转的电网中，功率因数cosφ反映了电源输出的视在功率的利用率，cosφ是一个大于0小于1的数，那么，当电气系统的功率因素无限趋向于1时，电路中的无功功率就越小，意味着视在功率的利用率越高，从而电能输送的功率就越大，这样就可以通过提高功率因素来降低电路损耗。一般的，功率因数有两种方式来提高，分别是自然提高和人工补偿。自然提高功率因数比较简单，主要是电动机的选型上，选择合适的电动机和变压器，避免电机的空载运行。第二种人工补偿方式主要采用同步电动机补偿、动态无功功率补偿、并联电容器补偿的方式。

1.3减少线路的功率损耗。

根据公式P=I2R可知，只要电流经过有电阻的介质就会产生能量消耗。那么在一个大的工程中，有成百上千的设备以及设备线路，减少线路的功率损耗对于电气节能的贡献是相当可观的。根据R=ρL/S可以得出，在工程设计中应当合理地设计电气线路的走向，减少线路的长度L以及合理地选择线路的粗细S能够有效地降低线路损耗。

1.4降低高次谐波。

在我国使用的交流电的频率为50Hz，当正弦波受到外界干扰时就会发生畸变，畸变越严重，高次谐波分量越大，基波的分量越小。在具有高次谐波电压和电流的电网系统中，对电动机的正常运行起作用的仅是电网的电压和电流的基波部分，而系统中的高次谐波电流和电压部分，则只能产生有功损耗和额外的无功损耗。同时，高次谐波会产生过电压、过电流直接影响到工作的可靠性。解决电网高次谐波主要是采用无源滤波技术（电容、电感组成的滤波器吸收高次谐波）和有源滤波技术（由先进的电子控制和电力电子设备组成，通过探测系统瞬间的畸变波形，并产生与之相反的畸变波形与其抵消，从而输出标准的正弦波）。

2稳定电压节能

稳定供电电压至额定电压，系统供电效率最高。电压的不稳定，高电压和低电压都不能形成高效供电。绝大多数的用电设备，它在额定电压工况下效率最高。如果供电电压高于额定电压，就会产生过高的空载电流，造成能源的浪费。如果供电电压低于额定电压，负载不变时就会产生过大的负载电流，造成线损的增加，也会造成能源的浪费。要选择合适的供电电压，如果压力变化过大，可使用带有有载调节开关的变压器。

3照明系统节能

在满足正常照明需求的前提下，优先选取发光效率高、能源消耗小的节能灯、电磁感应灯、LED灯等。这些灯的寿命长、能耗小，可以满足节能的要求。在我国，电网的标准电压是220V，但是存在一个电压的-10%～-7%的电压偏差。过高的电压经过照明系统会产生大量的热量，同时也会影响到照明设备的寿命。通过控制照明系统中回路电压，能够起到节约用电和延长照明设备使用寿命的功能。

4电子设备节能

在石化企业中，电子设备节能主要包含工作计算机、打印机、复印机的节能和工业使用的PID控制系统节能。在日常工作中，企业的每一位员工需要养成顺手关闭计算机显示器、下班后关闭计算机的习惯，在使用操作系统时尽量设置为省电模式。另外打印机、复印机在不使用的时候选择待机或直接关机减少耗电量。工业使用PID控制系统设计时选择低功耗的模块。

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2系统设计的测算依据及说明

目前需改造的甲机房大厅面积525平方左右，机房内布4台TSW2500型500kW短波发射机，由于设备发热过大，故对每台发射机做单点降温处理。预计单台发射机外溢至室内空间中的热能约为50kW，共计4部，致使机房目前室温较高，全年冬季室内平均达到27摄氏度，夏季室内气温最高达40摄氏度，严重影响设备寿命、设备使用环境的安全可靠性并且夏季超出人员作业的可承受环境温度，估测降温需提供制冷量计算如下：

2.1对于制冷量需求的测算

单台设备热负荷*台数+环境热负荷*面积=需要的制冷量(kW)即：50kW*4+15m*35m*0.14kW/m2=273.5kW（备注：0.12—0.18kW/m2为机房环境热负荷的估算范围，由于我台机房空间较大，设备密度较小，单机功率过大，故按照热密度0.14kW/m2估值。）补充说明：机房层高6米，3米以上的空间气温对人员及设备影响较小，所以不需过多考虑对3米以上空间正常气温的处理。

2.2对于换气次数需求的测算

甲机房打厅内空气体积：35*15*6=3150m3，依照机房建设标准，机房内每小时换气应保证20-30次，即2-3分钟一次。故需求量为3150*20~30=63000~94500m3/h热负荷估算原则负荷特点现阶段设备的集成度越来越高，精密性也越来越高，使得机房的负荷特点更加显著地表现为：机房设备散热量的95%是湿热，热负荷大、湿负荷小、热湿比极大。单位体积发热量越来越大。在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小，要消除余热必然是大风量。此外，因为设备24小时不间断运行，所以需要空调系统一年四季不间断地运行。余热量大：机房内95%以上的热量来自设备；余湿量小：机房内潜热量来自人体出汗蒸发以及新风含湿量，由于人员较少且新风是经过热交换后进入机房，余湿量很小；循环风量大：需要较大的风量来解决机房内散热；焓差小：由于室内温湿度允许变化率较小，所以焓差小；热负荷大，冬季仍需制冷。机房专用空调正是依据上述特点研制开发而成的，显热比可达到90%以上，并可通过中央控制器调节温度及相对湿度，温度精度可控制在±1℃，相对湿度可控制在±5%，充分保障使用功能，并达到节能目的。

2.3系统设计与实现

2.3.1设备及风管布局图如图1增设4台100kW大功率恒温恒湿冷冻水型机房精密空调，控制室内温湿度并加速室内空气循环达到30次/h。精密空调室外制冷主机采用高效率热交换的风冷模块机组，运行稳定可靠，整机制冷效率较高。建立风管将4台100kW大功率冷冻水型机房精密空调出风口并管并延伸至机房各个要道，多点定点矩阵化送风，避免局部热岛效应。建立分支风管与PSM设备已建立的冷却系统对接，利用现有的单点设备冷却系统风道辅助对设备进行降温以减少设备向室内空间逸散的热量。2.3.2气流循环方式（保证送风回风风道畅通无遮挡）发热设备高度在2.5M内，热量逸散区域在落差3M空间内影响周边气温，精密空调送风风道从3M—3.5M高空将冷气流吹出，与下部热空气混合，由精密空调强力回风口风机抽回，每个过道形成局部气流循环，热量被不断带走经过精密空调处理成冷风继续优化室内温度。精密空调回风口带温湿度探头，如果回风口（即混合气流）测定温度达到所限定的温度标准，机组停止制冷，仅风机运作带动气流循环，极为节能。2.3.3动力与环境监控拓扑图机组标配:RS485接口及232接口，可以方便接入常规通用的监控系统中，也可直接选择BMS所使用的楼宇协议（如MODBUS等)，便于监管机房运行情况。名义工况：进/出水温度7℃/12℃参考工况：进/出水温度10℃/15℃参考工况：进/出水温度12℃/18℃G4标准空气过滤网声级测试在距机组1m开阔地带图3拓扑空间图2.3.4技术特点大风量、小焓差、高显热比专业设计。蒸发器采用亲水铝箔，高效内螺纹管设计，耐腐蚀、长寿命、高效率。电极式加湿器，避免干烧的危险，能快速产生纯净蒸汽，具有自动清洗功能，检修时不停机。智能除湿保证除湿速度快、精度高。风机选用后倾无壳式第三代高效EC风机以达到节能的要求。金属框架G4标准过滤器，过滤效率高达90%，确保机房洁净要求，可反复清洗降低运行成本。机组全正面维护设计，不受安装环境限制，维护更方便。高品质制冷配件确保机组在各种条件下稳定运行，寿命10年以上。智能控制器融合完善控制逻辑、实现多重保护。大屏幕4行*30列LCD液晶全中文图形显示，机组运行状态、温湿度曲线、报警记录等。提供500条历史告警记录。群组控制，实现备份、轮巡、层叠、避免竞争运行功能。远程监控，提供RS485、MODBUS、SUNRISE-PLUS、TCP/IP监控方式。2.3.5方案特点能完全满足降温需求及室内风循环换气需求。不与室外气流交换，机房内洁净度在机组运行状态下每小时室内空气完全过滤24遍，机房内将越运行越洁净，同时减轻运维人员换洗过滤网的工作量。机组可方便接入各种通用监控系统，便于运营管理。可随意设定机组温度，例如设定至30度，那么机组在30度以下将停止制冷，只有风机运转保持室内空气流通，高效节能。机组设计使用寿命15年，运行稳定性高，运维成本很低。对机房外观及内部主体构造没有任何改动。