优化设计论文范文

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针对不同的设计问题，其最优设计程序通常是基本相同的，首先应当了解结构的技术以及使用的要求，完成基本布局。此后再用一组设计变量来表述结构的尺寸以及物理性能等变量，此后可以写出关于设计变量的荷载函数。并能够建立起结构分析的方法，最终形成设计变量的一种约束方程，也可以说对设计变量值进行限制。在完成最优化方案之前，应当用公式来给出一个判别指标，也就是目标函数作为设计变量的函数。使之最小的一组设计变量也将成为为最优方案。

2.减速器齿轮箱体的优化设计

本论文的优化目的在于在齿轮箱结构满足强度和刚度的基础上，进行减轻重量，并完成合理均匀分布应力的优化工作。我们提出的优化具体设计为：

第一步，针对结构确定设计方案，并通过CAD软件进行建模。

第二步，通过CAD软件和有限元分析软件的连接传递到有限元分析软件中，并获得相关的应力以及位移等参数。

第三步，据实际情况进一步确定优化目的，对设计进行计算结果分析和比较，明确能够修改的结构参数。

第四步，通过修改参数，重新进行分析，并通过这种方法获得结构参数以及相应的响应值。并完成最佳参数的选取，同时得到更加科学合理的结构和尺寸。

我们做出的优化主要是针对箱体的质量的。即在外载荷不变而且不改变结构布局的前提下，对齿轮箱进行优化。将重量当作优化的目标函数，采取结构优化设计技术能够在确保质量的情况下，有效节约成本，提高质量。实现安全性、可靠性、节约型等多个层面的兼顾。因为结构布局和材料是固定不变的，所以箱体结构也是不发生变化的，仅仅是把箱体的具体部位厚度作为设计变量，用箱体工作结构的最大位移作为状态变量，把结构的质量当作目标函数。也可以说是在原设计的基础上，不对其做大的调整和改变，仅仅是对结构最大允许最大范围进行调整，达到箱体最轻的优化设计效果。引入边界条件的方法，考虑边界条件。在边界条件发生改变时，场变量函数并不需要改变，这对于通用程序有大的简化。

3.减速器优化设计的数学模型

3.1目标函数

目标函数为A=min{f(x)} =min{f(x1, x2,…, xn)}其中： A为减速器总的中心距离，也就是各中心距的综合；x为设计变量(包含中心距和螺旋角以及齿数、模数等等)； n为变量的数目。

3.2约束条件

约束条件是用来判别目标函数当中变量的取值可行与否的规定，所以减速器优化设计中提出的任何一个方案都必须满足所有的约束条件的变量所构成。在给出优化设计的约束条件的情况下，需要从各个方面进行周密的考虑。比如设计变量本身的取值要求；齿轮和零件的紧密程度等等。一般来说要充分考虑到以下几个约束条件:

一是离散性约束。其中包括齿数，也就是每个齿轮的齿数需要是整数；模数：要求齿轮模数必须符合模数系列(GB1357-78)的要求；中心距：要以10mm为单位。

二是上下界约束。螺旋角：对于直齿轮应当为零，斜齿轮取8°~15°；总变位系数：因为总变位系数能够影响齿轮承载能力，通常取0~0. 8。

三是强度约束。一般是指齿轮的齿面接触强度和轮齿的弯曲强度，依据GB3480-83标准进行。强度是否达标，需要根据实际安全系数进行实践检验。

四是根切约束。为规避根切现象，规定出最小的齿数，其中直齿轮是17，斜齿轮是14到16之间。

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（1）方案主题结合当地的文化特色。每个城市都有自己的人文背景和民俗特色，喷泉方案设计时一定要结合当地民俗特点，挖掘当地历史背景，紧扣当地文化内涵。结合音乐喷泉构成元素，突出主题。首先，灯光配色方案要符合地方特色。如在内蒙古地区要体现出草原文化，用主题色选择绿色和蓝色分别呼应辽阔的草原和蔚蓝的天空；在延安地区就要展示红色文化，用红色作为主题色。其次，在水型搭配方面突出文化主题。在新疆玛纳斯红酒文化主题广场的音乐喷泉设计时，为了体现红酒主题，特别研制了红酒杯喷头，布成从内到外5层红酒塔，结合不用的灯光和角度照射，使其远看像一个装满美酒的木酒桶，近看像一个装满红酒的红酒杯。为当地主题公园的一个标志性水体，获得了极大的成功。再次，用音乐来呼应主题。喷泉是一个结合了视觉艺术和听觉艺术的综合体，音乐也是有生命的，或低吟，或倾诉、或欢唱。当音乐与水融合在了一起，共同表现出一个共同的主题。更容易抓住观众的眼睛，引起思想上的共鸣。

（2）了解喷泉景观周围的环境特点，使喷泉景观与周围环境融为一体。喷泉坐落的不同位置，选择水型、灯光搭配，音响配置都是不同的。在步行街、小区花园等场合，尽量选择高度比较低，水落点可控的造型，例如水母、雪松、涌泉、蒲公英等等。有人水互动要求的工程必须要充分考虑水的压力因素，防止由于水压过高和意外情况造成人身伤害危险。那些建设在河流胡泊中的喷泉景观，由于与观众的距离较远时，尽量选择一些粗壮、高大水型样式，体现水的力量和气势。例如百米高喷、擎天巨柱等。了解当地的气候环境因素。中国复原辽阔，环境差距特别大。北方多风的地区多选择一些抗风性比较好的水柱造型，并适当加粗出水口径；而南方相对风较小的地区多选择一些水膜，水幕电影方面的水型；针对水位稳定性比较好的地方可以选择雪松或者涌泉水型；水位变动大的地方选择跌水或者波浪脉动水型。

（3）根据景观工程的总体要求，制定切实可行的设计方案。不同类型的喷泉对应不同的功能性。是把喷泉做成一个点缀环境的喷泉小品，还是作为一台综合性的音乐喷泉演出盛宴；是全天候使用还是在主要用于夜间；在喷泉设计初期一定要有明确的意见。每一位喷泉设计师在收到设计任务后，都会根据景观的总体风格，结合考虑总体的投资额度，提出初步的方案，做出效果图和演示动画，模拟喷泉施工完成后的具体情况，给建设方提供直观的具体的印象，然后再酌情调整，最终定稿。喷泉工程实践中有种说法是“大投入大制作，小投入凑合做，不投入没法做”，这就是说对于喷泉工程的方案确定，一定要看菜做饭，切实可行。

（4）充分了解自身喷泉设备的特点。有句话叫“没有金刚钻，别揽瓷器活”，对本公司在喷泉工程设计施工中的优势和不足一定要有充分和客观的认识。在喷泉设备选择，电气管路设计安装、水型选择和搭配方面、控制系统确定方面一定要充分和本公司的专业人士充分论证，扬长避短。在遇到与建设方意见不一致的地方要做好解释工作。不能拍脑门硬上，给后期工作埋下隐患。

2喷泉方案优化设计中容易出现的问题

（1）效果图和效果动画夸张成分太多，脱离的实际。建设方在景观工程建设前的准备阶段，对喷泉效果期望值非常高，但是只停留在概念方面，并没有太具体的形象。而销售人员为了更好的取悦建设方，在效果图和效果动画的方案制作方面过分的夸张，脱离了水和光的变化的物理规律，造成工程建设完成后无法重现动画效果，影响工程整体的进度，也影响了公司信誉。

（2）片面追求方案汇报效果而放弃表演效果。在喷泉实践当中，我们经常遇到的情况是投资预算上封顶不能动，为了喷泉方案做的漂亮，就片面的增加水型组合数量，增加喷头数量，增加配套设备，表面工作做的特别漂亮。但是为了保证正常的利润水平，在一些不突出的地方减低配置水平，增加利润点。比如把通过计算最合理的喷头口径为Φ20，可是这样做的话明显超出预算，于是就把口径缩小到Φ15，进一步能减少水泵的功率、电缆型号、控制设备规格。这样尽管和谐了方案效果和预算投入问题，但是却严重影响了喷泉的艺术表现力。

（3）喷泉水型布局不合理，数量虽多但效果不突出。这个问题在几乎在每个喷泉工程中都有体现。我在喷泉效果编程经常遇到一个困恼：表面用于表现艺术效果的设备很多，可是具体使用的时候又总不够用。以河南南阳音乐喷泉为例，圆形喷泉中心三米的园内集中了飞碟，海鸥，高射三种造型，飞碟和海鸥都是摇摆的造型，占的空间比较大，高射水型对喷高的要求比较高。这三种水型两两干扰，同时打开时形成一片水雾，什么都看不出来，更别提各自的艺术性了。在喷泉表演时，只能有各自独立打开3种组合效果，如果在方案设计时把这三个水型的位置合理安排就可能出现3种独立组合效果+3种两两组合效果+加全开效果共7种组合造型，极大的丰富了表演元素，提升艺术效果。

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二、优化企业劳动组织的设计实施措施

企业在优化劳动组织设计的时候一定要注意管理水平的提高和劳动组织人员管理措施的转变这两个方面的要求，必须方方面面以企业的发展为主，因此在优化劳动组织设计时可以从以下这几个方面实施。1.加强企业劳动人员的操作技能众多企业的生存、发展之道都是一样的，要想在众多企业中能够脱颖而后，靠的也就是企业的生产效率，而企业的生产效率主要是取决与劳动组织人员的操作技能。在这里就要求劳动组织人员能够掌握多种技能，以自己的专职为主，多种操作技能为辅的职业能力，对于工作中的一些小问题能够自己解决，避免了工作效率的低下，时间的浪费。培养复合型的技能人才为企业服务，提高企业的生产效率，降低劳动组织人员的人工成本的支出，从而使企业在市场竞争中能够稳定发展。2.创新企业人力资源的管理制度创新是一个企业得到发展的根本，所以对于劳动租住来说也要进行创新的管理制度：首先，要减少重复的工作步骤，避免浪费工作时间，根据不同的发展、生产情况，制定相对应的流程。提高企业管理人员的管理能力，增加劳动组织人员的操作技能。还有就是对于工作过程中安全措施也要重新进行规划和安排，以员工的人身财产为最大的工作基础；其次就是要加强检查的精细度，严格质量把关的力度，进行企业岗位分工化管理，提高企业的生产效率和员工的操作能力；最后就是建立完善合理的人力资源的管理制度，对于表现优秀的劳动组织中的员工要进行奖励，有能力的劳动人员要进行相关的工资补偿和职位的提高，提高劳动组织员工的工作积极性，同时还要对员工进行定期的专业培训，争取加强劳动组织员工的专业性，促进企业的不断发展。

三、注意劳动组织优化过程中的问题

在进行企业劳动组织优化设计的过程中要善于总结工作过程中的重要点，可以结合不同的关键点结合，由于企业的生产规模大、劳动组织的人员数量庞大，其没有很好的管理方案进行管理，就会出现劳动人员存在不合理的现象，劳动人员的数量导致在企业中人力资源没有得到充分的利用，所以在进行优化企业劳动组织的设计中一定要注重全方面的考虑企业岗位所需要的人才问题。与此同时还有对员工的工作定位不明确、企业的商品生产与市场需求存在差异等一些问题。针对员工工作定位不明确的这个问题，解决的方法是高层的管理者要结合企业内外部的各方面，对劳动组织人员进行科学化、规范化的人员定位，而且能够伴随市场和企业的发展进行改变；企业商品生产与市场需求存在差异这一点，主要是由于企业在生产之前没有做好充足的市场调查，市场调查不全面，有的企业甚至盲目的跟随其他企业进行生产，严重脱离自身企业的生产实际。所以在优化企业劳动组织的设计中一定注意并处理好这些问题，只有这样才能够更好的促进企业的发展。

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2有限元分析

门盖闭合过程中，门盖与汽车壳体之间存在接触非线性.同时，工作过程中汽车壳体的刚度不是恒定的，它随着变形的大小而变化，即存在几何非线性.因此本文作SOL601，106高级非线性静力学分析.非线性分析和线性分析相比，非线性分析的计算时间和计算机存储量要大得多，而且在数值计算方法和求解参数的设定上有较大区别[2].边界条件包括载荷、约束和仿真对象[3].在门盖的左右轴套上分别施加轴承力，力的大小为800KN，方向为沿着油缸的轴向，指向门盖.在汽车壳体的底部作固定约束、门盖的旋转轴处作销钉约束.同时，忽略门盖组件各结合面之间的接触变形，近似将各接触部分看作刚性接触，在FEM下为门盖的各边、面之间添加1D连接[4-5].门盖与汽车壳体之间的接触是非线性的，在仿真模型下，定义高级非线性接触，汽车壳体作为“源区域”，门盖底板作为“目标区域”，“接触参数”保持默认.有限元计算模型如图3所示，分析结果如图4所示（只显示门盖）.根据图形可知门盖最大等效应力为170.76MPa.应力主要集中在门盖的左右轴套上，即油缸与门盖连接处.门盖的材料为Q235号钢，屈服强度为235MPa，可见在该工况下门盖满足强度要求.

3优化设计

有限元分析的最终目的是进行优化设计，现在需要对门盖结构进行优化，优化的目标是模型的重量最小[6-7].约束条件是在不改变门盖模型网格划分、边界约束和载荷大小，并能满足强度要求的前提下，控制最大等效应力值不超过材料屈服强度的70%（约165MPa）.

3.1筋板的布置

根据分析结果可知，应力主要分布在左右轴套处，大部分的筋板受力极小，因此，可通过布置筋板的分布进行优化设计.为便于加工和装配，门盖筋板布置采用均匀分布的方式.设计变量为筋板的数量，原结构中单行设置的筋板数量为10，考虑减重的目标及结构的稳定性，取筋板数量为3-7.图5为筋板数量与门盖最大应力和位移关系，图6为不同筋板数量对应底板的应力分布图.结果表明筋板数量对门盖的最大应力（轴套处）影响较小，对门盖底板的应力分布位置影响较大.底板最大应力发生在门盖油缸轴线方向上的临近筋板与主横筋板接触处，最大应力为N=4时σmax=61.52MPa.综合考虑最大应力、最大位移和底板的应力分布，以及实现减重的目的，确定新结构的筋板数量为4.

3.2筋板厚度的优化

3.2.1灵敏度分析

灵敏度分析是为优化设计做铺垫.通过灵敏度分析可以确定模型各参数对输出结果影响的大小.在模型校正过程中重点考虑对输出结果影响较大的参数，排除那些对输出结果影响很小的参数，这将在很大程度上减小模型校正的工作量，提高优化设计的效率[8-9].NX高级仿真中几何优化模块下提供了全局灵敏度解算方案.设计目标为门盖的重量最小，约束条件为门盖的最大应力，设计变量为筋板厚度.为便于加工与安装，门盖结构中相同结构的尺寸应保持一致.筋板厚度参数主要包括底板厚度T1、主横筋板厚度T2、横筋板厚度T3、竖筋板厚度T4、轴套厚度T5、前板厚度T6、门盖耳套帮板厚度T7和其他筋板厚度T8.对上述筋板厚度进行全局灵敏度分析，获得各参数对设计目标影响的全局灵敏度曲线，最后将所有灵敏度曲线调整到一幅图表中进行比较，根据各参数的全局灵敏度曲线的斜率大小判断设计参数对设计目标的灵敏程度，最终确定T1、T2、T3、T4.根据各参数对约束条件的影响曲线，确定T5.全局灵敏度曲线如图7所示.由图7（a）可知底板、主横筋板、横筋板及竖筋板的厚度对门盖的重量影响较大，其中底板的影响最大.由图7（b）可知轴套的厚度对约束条件的影响最大.为提高门盖强度以及减轻门盖的重量，主要对底板、主横筋板、横筋板、竖筋板厚度进行减小，同时适当增加轴套的厚度.

3.2.2尺寸优化

尺寸优化是建立在数学规划论的基础上，在满足给定条件下达到最佳经济技术指标[10].NX高级仿真结构优化的解算器采用的是美国Altair公司的AltairHyperOpt，它拥有高效、强大的设计优化能力.结合以上分析结果，进行筋板数量等于4时筋板厚度的优化分析.在“几何优化”对话框中作如下设置：①定义目标：重量定为最小；②定义约束：门盖上的最大等效应力为165MPa；③定义设计变量见表1；④控制参数：选择最大迭代次数为20.经解算，找到最佳方案：底板厚度由原来的52mm修改为45mm，主横筋板厚度由原来的50mm修改为45mm，横筋板厚度由原来的25mm修改为20mm，竖筋板厚度由原来的20mm修改为16mm，轴套厚度由原来的34.5mm修改为35.2mm，为了便于生产，将轴套的厚度圆整为35.5mm.优化后与优化前的分析结果对比见表2.从计算结果可看出，优化后的门盖强度得到明显提高.另外，重量由原来的10496kg降低为8786kg，减重17.2%，取得了优化设计的预期效果.

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2酸浴调配模式探讨

为保证黏胶纺丝质量，酸浴进出纺丝机的硫酸浓度差应小于8g/L，为此每吨黏胶短纤维需要约200m3的酸浴循环量，一条年产6万吨的生产线每小时的酸浴循环量约1440m3，酸浴调配流程的设计会直接影响纤维生产的能耗。毛雷尔模式和兰精模式，是当前黏胶短纤维生产中酸浴调配模式的两种代表，分别对其能耗作了研究探讨。

2.1毛雷尔模式

毛雷尔模式以国内引进的瑞士毛雷尔公司生产线为代表，工艺流程如图1。在毛雷尔模式中，纺丝后的酸浴在真空抽吸作用下进入脱气装置，靠重力落入混合槽，在此进行浓度调配。然后用泵送入过滤系统，过滤后的酸浴一部分去闪蒸蒸发水分，蒸发母液去结晶析出芒硝；另一部分经加热器调整到合格的温度后进入高位槽，靠重力自流到纺丝机。毛雷尔酸浴调配模式的优点主要表现为：酸浴在循环调配过程中只需用泵提升一次，处于高位的脱气装置靠真空吸入，闪蒸装置利用过滤后的余压进酸。该装置巧妙利用了重力位差，整个调配流程简洁，动力消耗低，吨纤维耗电178kWh。该模式存在的主要缺点有以下几方面。（1）酸浴先调配后闪蒸，由于酸浴浓度增加，沸点升比调配前升高1℃，蒸发能耗增大5%。（2）流程中酸浴过滤后并行供给纺丝机和闪蒸装置，造成闪蒸装置所供酸浴被重复过滤提升，过滤系统设备配台增加了40%。（3）为维持酸浴温度，需要设置单独的酸浴加热器，由于酸浴本身具有强腐蚀性，酸浴加热器故障率高。

2.2兰精模式

兰精模式以国内引进的奥地利兰精公司生产线为代表，工艺流程如图2。在兰精模式中，纺丝后的酸浴重力流入酸浴底槽，在泵和真空的双重作用下进入脱气装置，重力流入脱气回流槽。再用泵送去过滤，过滤后酸浴重力流回过滤回流槽，部分用泵送入闪蒸、结晶系统。最后酸浴在混合槽中调配合格后用泵送到纺丝机。兰精模式酸浴调配工艺的优点主要表现为：它的二级真空脱气装置可维持酸浴进出口0.5℃的温升，不需要设置单独的加热器；酸浴先蒸发后调配，闪蒸能耗低；闪蒸装置所供酸浴没有被重复过滤。该模式的缺点是在整个循环调配过程中，酸浴被泵反复提升了3次，与毛雷尔模式相比，泵的配置台数多1.6倍，每吨纤维耗电为243kWh，比毛雷尔模式增加了36.5%。

3酸浴调配系统的节能改进

3.1新型多级闪蒸装置的开发

黏胶短纤维的闪蒸装置经历了多效蒸发向多级闪蒸的更新换代，国内多级闪蒸近20年来经历了6级向11级的升级，其中11级闪蒸有每小时12t和20t蒸发量两种[14-17]。表3是当前几种新型多级闪蒸装置的指标对比表，由表3可见，随闪蒸级数增加其能耗降低，但所需预热器面积变大，设备投资大幅度增加。尽管如此，结合当今世界能源价格的不断上涨，开发更高级数的多级闪蒸具有一定现实意义。合作开发的25t14级和35t16级闪蒸，经生产检验，运行良好。16级闪蒸比11级闪蒸节能36%，节能效果显著。

3.2酸浴温度平衡方式的改进

酸浴在循环过程中会散失热量导致温度降低，而纺丝机需要恒定的酸浴供应温度，因此在酸浴调配流程中必须设置加热。毛雷尔模式采用以蒸汽为热源的间壁式换热器进行加热，而兰精模式则是采用蒸汽喷射制造真空将酸浴脱气进而加热的方式。兰精模式的酸浴加热流程如图3所示。酸浴依次通过一级脱气罐和二级脱气罐进行两次脱气，二级脱气的真空由新鲜的引射蒸汽产生，脱除的不凝气体、二次蒸汽与引射蒸汽一起进入一级脱气罐的底部，在这里新蒸汽被落酸冷凝后与之混合，落酸被新蒸汽加热，同时有微量不凝气体向上穿过酸浴逸出，与第一级的二次蒸汽一起进入混合冷凝器。二级脱气罐的落酸温度比一级脱气罐的进酸温度提高了0.5℃，保证酸液温度略有提高，弥补了酸浴循环过程中的部分热损失。这种方式虽然省去了酸浴加热器，但脱气厂房高度增加，并且新鲜蒸汽直接冷凝在酸浴中，这部分冷凝水在后续流程中需要通过多级闪蒸去除，导致能耗增加。为克服上述模式带来的弊端，研究设计了更加简便节能的闪蒸调温模式来平衡酸浴温度，即通过提高多级闪蒸落酸温度调节循环酸浴的温度。改进后不需要设置单独的加热器，也不需要增加厂房，节能效果明显。以一条年产6万吨的生产线为例，如酸浴需要升温2℃，以闪蒸调节温度，则闪蒸出酸温度比进酸温度提高7.4℃即可达到温度平衡。3种模式的耗能对比见表4。由表4可见，闪蒸调温模式的能耗明显降低，比毛雷尔模式节汽58%，比兰精模式节汽68%。需注意的是此模式会使闪蒸能力降低10%，要求闪蒸配合得有余量。

3.3新型提硝装置的开发

在酸浴的循环调配过程中，除了维持酸浴温度平衡外，还需要维持浓度平衡。通过蒸发去除多余的水分，利用结晶和焙烧去除多余的硫酸钠，然后在混合槽补加硫酸和硫酸锌。传统的提硝流程是将闪蒸的落酸送去低温真空结晶，析出Na2SO410H2O（俗称芒硝），然后再焙烧去掉结晶水得到无水硫酸钠（俗称元明粉）[18-21]。传统提硝常用的方法为水冷结晶和酸冷结晶两种，不仅流程复杂，而且能耗高。针对传统提硝的缺点，合作开发了多级闪蒸一步提硝装置，利用硫酸钠溶液大于32.4℃时可直接结晶析出元明粉的性质，将多级闪蒸、结晶、焙烧装置合为一体。一步提硝与传统提硝耗能对比见表5。由表5可见，多级闪蒸一步提硝能耗大幅降低，较之传统水冷结晶节汽77%，较之传统酸冷结晶节汽45%，达到了节省投资、节约能源的目的。

3.4酸浴调配系统的优化设计

针对毛雷尔模式和兰精模式的优缺点，为进一步降低能耗，完善当前黏胶短纤维的生产工艺，综上所述，对酸浴调配系统进行了节能改进，工艺流程如图4。改进后酸浴调配系统采取酸浴过滤后脱气，用以避免胶块堵塞筛板。提硝流程采用多级闪蒸一步提硝装置替代传统结晶焙烧提硝，利用多级闪蒸调节循环酸浴温度，闪蒸供酸采用真空吸入调配前稀酸浴方式。优化设计后的模式比毛雷尔模式节省了酸浴高位槽、酸浴加热器、40%的过滤设备、结晶和焙烧系统，较之兰精模式节省了62.5%的泵、结晶和焙烧系统。3种模式的耗能对比见表6。由表6可见，相对于毛雷尔模式和兰精模式，优化模式在节能方面显示出极大的优势，能耗最高可降低23%。

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2剪力墙结构的设计

剪力墙长度和宽度尺寸与其厚度相比比较大，根据构件设计的要求不同，使用的设计长度与厚度则不同。一方面是墙肢的长度，剪力墙墙肢长度即为墙体截面高度，其长度不应超过8m。确保剪力墙结构的延性是设计剪力墙结构的关键。若要是避免脆性的剪切破坏，可将剪力墙设计成高宽比大于3的细高剪力墙结构。但有时由于墙体本身长度很大，要想保证比值大于3，就可以采用开洞的方法将其变为均匀的连肢体墙，而其洞口采用约束弯矩比较小的弱连梁的效果较好。另一方面是剪力墙墙肢的厚度，《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了剪力墙的最小厚度，以保证剪力墙出平面的刚度和稳定性。住宅建筑填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙墙厚也取为200mm。对于无地下室的高层建筑，为避免发生墙厚大于填充厚度的情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量避免使用一字形剪力墙，而采用L、T、Z、十字形等截面形式。按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2010中相关规定，抗震设计时，重力荷载代表值作用下，一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过表7．2．13的限值，若一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比超过表7．2．14的规定值时，以及部分框支剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及相邻的上一层根据规范设置约束边缘构件。两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁，水平荷载作用下，墙肢如果发生弯曲变形，就会导致连梁产生内力，进而约束墙肢，减少墙肢的变形，改善其受力的状态。在剪力墙结构设计中，常会出现连梁超筋的问题，可以通过减小连梁的截面高度、调整塑形方面的处理、放弃对连梁的使用等诸多方面来进行解决。

3剪力墙结构设计的优化措施

对建筑结构进行优化设计能够在保证安全性的前提下，有效降低工程成本，在剪力墙结构优化设计中需针对工程的特点，分析其中存在的主要问题，对其结构布置及设计等进行适当的调整。以下以某工程为例，对剪力墙结构的优化设计具体措施进行分析。

3．1工程概况

某高层商住楼，地下两层，地上进31层，标准层高度为3．0m，建筑总高度为98．10m，总建筑面积约为2万m2，抗震设防烈度Ⅷ度，设计基本地震加速度值0．2g，设计地震分组为第二组，Ⅱ类场地，特征周期为0．55S，剪力墙抗震等级为一级，混凝土强度为C40～C25，采用纯剪力墙结构，墙肢底部加强部位宽350mm，以上逐步递增至200mm，通过分析SATWE计算结果发现该结构设计剪力墙的利用率较低，低层墙肢轴压比在0．37～0．43之间，结构位移较好，控制在1．2以内，且结构周期、位移角较小，整体偏刚。

3．2一般优化措施

剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化，在进行结构优化设计时，不仅要注重设计方面，也要把计算列为其中重要的部分。

(1)剪力墙结构设计优化，在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度;站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。

(2)剪力墙结构计算优化，在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。

3．3具体优化设计措施

针对本工程剪力墙结构设计中存在的问题，采取的具体优化设计方法包括:

(1)主体结构结构的抗侧刚度，在高层建筑单位建筑面积结构材料用量中，房屋层数与用于承担重力荷载的结构材料用量与成正比例，而用于抵抗侧力的结构材料数量，则以建筑层数的二次方的关系急剧增加，所以参考传统工程设计经验，高层建筑的各项计算指标能否通过规范要求，抗侧刚度起着决定性的作用。因此，高层建筑结构的抗侧刚度的计算确定，在高层建筑结构的设计中是十分重要的，它是整个建筑结构设计工作中最重要的基础核心工作。优化剪力墙抗侧刚度的常用措施有改变剪力墙的截面尺寸、调整剪力墙的混凝土强度等，在建筑高度及竖向荷载已知的情况下，剪力墙高宽比比较大，而剪切变形的影响又比较小时，可取剪力墙的弯曲刚度作为设计变量，建立剪力墙抗侧刚度优化的数学模型，对设计进行优化;

(2)地震作用，当前，一般高层建筑抗震作用的计算方法主要有振型分解反应谱法和底部剪力法两种，前者在国际上被普遍用来设计高层建筑的抗震性能，后者是在高层建筑结构抗震设计时，简化计算拟静力计算水平电算求解的一种方法，该方法方便运算，但是造成的数据误差较大，会造成结构刚度、质量沿竖向变化较大甚至结构明显不对称。但此方法被运用于抗侧刚度优化分析时，可以简化计算步骤，得出最佳抗侧刚度数据后，借助电子运算方法和振型分解反应谱法，使水平地震作用及其影响都能得出准确结果。

(3)建筑结构轻型化，目前我国剪力墙结构体系高层建筑，混凝土及钢材的强度等级一般不高，自重偏大，建筑结构轻型化后，能够节约建筑材料，减小结构截面，还有利于抗震性能的结构性改善，改变建筑在地震中的受力状态。结构轻型化的措施主要有:选用合理的楼盖结构形式，合理地确定楼盖结构的截面尺寸，有效减轻高层建筑的总重量;在满足结构层间侧移、强度延性及顶点侧移控制的基础上，掌握好墙体的厚度;采用质量较轻但强度较高的建筑材料，在保证墙体轻度之外，尽量减少建筑自重。

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液压系统主要包括液压元件与管路，一般情况下，液压元件自身具有若干油口，同时和管路相连，由上述元件组成的即为液压容腔。所以，在进行数字仿真的过程中，本文通过节点法塑造液压系统的数学模型，也就是将液压管路的汇交点看作节点，塑造所有节点的流量平衡方程，从而对节点压力与进出该节点流量之和的联系进行描述，获取一组方程。对每个元件的油口进行标号，从而直观地对液压元件的不同油口进行判断。完成每个容腔压力-流量方程的塑造之后，依次对每个液压元件的特性方程进行塑造，获取每个油口的流量计算公式，即可实现液压控制过程动态特性的有效描述。

1.2液压控制元件

液压控制元件主要包括定量泵、溢流阀、平衡阀以及换向阀。下面对上述元件在液压控制中的动态特性进行分析。

2液压控制过程的优化设计

2.1改进遗传算法

基于上节获取的液压过程数学模型，采用改进的自适应遗传算法，使得交叉概率与变异概率可自动随适应值变化，获取数学模型的最优解，为塑造液压控制过程的仿真模型提供可靠的依据。

2.2基于simulink的液压控制过程的仿真模型

对液压控制过程中所涉及到的元件进行数学建模后，即可通过Simttlink提供的仿真模块对所有元件的数学模型进行描述，一个子模块可描述一个元件。再将所有组成元件的Simulink仿真子模块之间相应的输入输出相连。Simulink可为液压控制过程的仿真建模提供需要的全部子模块。所以，本文首先塑造能够反映所有元件特征的微分方程，再通过Simulink对其进行描述。同时通过Simulink中非线性模块对液压控制过程中常见的某些非线性因素进行保存，从而获取存在非线性环节的仿真模型，使得液压控制过程的仿真模型更加精确。前文所述的元件子模块均未经封装，在对液压控制过程进行仿真时，若需调整某个参数值，只需打开其所处的子系统进行调整。经过封装的元件子模块，可通过一个参数对话框实现与外界的通信，更加便于使用，适用于已经定型的仿真模块。

3仿真实验分析

本实验依据自适应交叉与变异概率思想，采用群体规模是100，最大进化代数是200的改进遗传算法完成优化。给出每个变量的取值范围，获取优化参数值集，分别采用优化后与优化前的参数值完成液压控制过程中几个元件的仿真，获取动态响应仿真曲线。

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（1）调节情绪。美国工效学家ick的实验证明，室内色彩会影响人的情绪，人们在喜爱的环境里积极的情绪反应如友好的言词、微笑能增加53%，消极的情绪反应如烦躁、敌意等下降了12%。可见良好的色彩环境对船员的心理健康具有促进作用。具体色彩与情绪效应情况如表2所示。

（2）调节温度。色彩心理学家曾做过一个实验来测定色彩的温度变化。结果发现，在蓝绿色调房间工作的人，当温度下降到15oC时就会感到寒冷，而在红橙色房间工作的人，当温度降低到10-12oC时，才有寒冷的感觉，蓝绿和红橙两种色彩感觉造成的温差竟达到3-5oC。可见，在特殊航海环境里，利用色彩可调节温度特性可以调节船员对海上环境的不适。

（3）调节时间认知。美国色彩学家弗•比林指出：在长波系的色彩装饰房间，即暖色调房间里时间感知长，短波系的色彩装饰房间里，时间感知短。这是因为高纯度、暖色对视觉刺激较强，连带着疲劳感，所以易产生时间意识。因此，在娱乐餐饮等主张短时间停留的区域多使用高纯度涂装，而在工作、学习区域采用乳白色系低纯度涂装可以淡薄时间意识，便于集中精力工作和学习。

人性化舱室色彩设计的实现

“人性化”是人本主义思想在室内设计中的体现，它强调设计为满足人的生理、心理需求而存在，关心空间使用者的生理、心理及至情感的需要。从室内设计创作思想的演变史来看，人性环境设计已成为主流，设计以人为中心，开始注重人的因素和空间使用者的生理、心理及情感需求。色彩是室内环境设计的灵魂，它一经与具体的空间形体结合，便具有强大的精神影响，能唤起人的各种情绪和表达不同的情感，所以色彩是人性化设计表达情感、意境最重要的因素。

人性化的色彩设计从色彩的功能出发，运用色彩生理学、色彩心理学等理论，合理配置色彩与照明，避免色彩视觉引起的疲劳、紧张与错视等不良影响，从而缓解人们因工作和环境带来的精神压抑和紧张感，提高工作效率和生活质量。船舶舱室色彩设计的“人性化”肯定了船员在空间色彩创造中的主导地位，强调色彩设计因空间使用者而存在，这是现代船舶舱室设计的方向，也是设计的最终归宿。在水上运动的特殊建筑空间里，探讨色彩与船员的生理、心理关系的问题，是个重要而且值得研究的课题。

1工作环境中的人性化色彩设计

驾驶舱在环境、采光、通风方面均好于其他区域，由于水手目光需室内外高频率交换，单调的室内外色环境容易导致船员色辨力降低，造成误读、误判、误操作。因此，在操纵区域的色彩配置上，应注意缓解疲劳，仪表局部采用橙色、黄色或者红色等明亮醒目色，起到警示功效。机舱内温度高、噪音大、采光差，应避免选用刺激性的暖亮色，宜选用以清、静、冷色为宜，以起到降温的心理作用。具体配色建议如表3所示。

2生活环境中的人性化色彩设计

（1）居住舱室的色彩装饰配色建议。居住舱室是调节船员心理的主要场所，宜用调和的同类色、邻近色等亲切静谧之色，有助于睡眠、休息。应避免选用易产生性幻想和暧昧感色彩，如粉红色等，或易使人兴奋和加快血液循环的红色和橙色等。配色调和时明度的构成是最重要的，一般对于接近肤色的明度6-8的亮度会产生亲近感。地面、舱壁及天花板的色相不要做明显变化，地面、墙面和顶棚的明度差依次相差1，使其逐渐亮起来，给人以安定感。例如，地面明度为6，舱壁7，天花板8，沙发的颜色比地面暗的时候，可以使用明度居于地面色和家具色之间的地垫，减少明度差，使空间稳定。具体配色建议如表4所示。

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箱梁节点是整个承重钢梁最为关键的部位，在施工中采用不同形式的加劲肋对该部位进行了加固处理。严格按照要求的尺寸，对GWJ－4号承重结构进行不同荷载状态下的分析。利用有限元软件ABAQUS对GWJ－4号钢架各部分的实际三维模型进行数值计算。该有限元软件研究实际模型在承重荷载及风荷载作用下的承载能力，着重对承重结构需要优化的地方进行分析，从而提出可行的优化设计方案。天窗闭合状态时不同受力荷载条件下对天窗闭合状态下的GWJ－4屋架的受力分析如下。

1．1．1GWJ－4屋架在承重下的受力天窗全关闭状态下的GWJ－4屋架关键部位的受力分析。看出:在GWJ－4屋架的跨中位置附近，其应力分布比较均匀，没有大的应力集中区，且最大Mises应力均小于100MPa，在此应力下支撑板是不会发生局部屈服的。最大Mises应力小于Q235B钢的单轴抗压强度，故在此工况下，箱形梁跨中部位的荷载承载能力满足要求。箱梁支座数值分析结果知，最大Mises应力约为230MPa，主要是因为梯形加劲肋存在明显的应力集中区，导致该位置出现了较大的应力。一般来说，由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静荷载作用下的强度几乎无影响，但是该结构为滑动式玻璃天窗的承重结构，需要各种交变荷载的作用，因此有必要对此支座进行优化设计，减小其应力集中系数。天窗全关闭状态下的GWJ－4屋架关键部位的位移大小分布，由于在承重荷载的作用下，箱型梁在水平方向位移值小于1mm，因此仅列出了GWJ－4屋架箱梁在天窗全关闭状态下的竖向位移分布图。从结果可以看出:在此工况下，箱形梁产生的最大竖向位移约为5mm，位置在箱型梁的跨中部位，根据钢结构的设计规范，其位移大小满足要求。

1．1．2GWJ－4屋架在承重及风荷载下的受力在承重及风荷载的共同作用下，箱形梁跨中部分的应力仍然很小，因此不再重复分析。在此工况下箱形梁支座的应力状况。在两种荷载的共同作用下，支座个别单元的应力已经超过Q235钢材的屈服强度(并不意味着破坏)，梯形加劲肋与竖向加劲肋的接触部位存在很大的应力集中，这对结构的长期稳定性是不利的，因此有必要采取措施来减轻应力集中带来的危险。GWJ－4屋架在承重荷载及风荷载下的竖向位移及水平位移。通过对比可知，风荷载对竖向位移影响很小，竖向位移的最大值约为4．7mm，最大位移在跨中部位，满足工程设计的规范的要求，这说明该屋架的竖向刚度已经满足要求。风荷载主要影响箱形梁的水平位移，在此作用下，箱形梁产生了较大的水平位移，其最大值仍产生在箱型梁的跨中位置处，为4．3mm。根据钢结构设计规范，此水平位移的大小是满足工程设计要求的，因此无需另外增加水平方向刚度。

1．1．3箱梁支座的优化设计由上面两种荷载条件下应力和位移的数值模拟结果分析可知，在天窗玻璃全关闭状态下，强度和刚度都满足要求，但其不足之处在于箱型梁支座存在较大的应力集中，这导致支座支撑板出现了个别单元的屈服。根据疲劳理论，在交变荷载的作用下，应力集中会降低结构的强度和耐久性。因此，提出了以下可行的减小支座应力集中的实施方案。针对梯形加劲肋应力集中程度高的现象，建议在支座两侧再添加两个相同尺寸的梯形加劲肋。对优化后的支座，运用有限元对其在承重荷载及风荷载作用下进行应力分析，如图8所示。可以得出，经过优化后支座的最大应力是187MPa，其应力集中程度相比未优化之前的支座已经减小很多。这说明此优化起到了良好的效果。

1．2连接板的优化设计

滑动天窗从完全关闭至完全打开过程中时，数值模拟分析，在连接板与箱梁的接触处存在较大的应力集中，这导致了部分单元的应力超过了Q235钢的屈服强度，但是需要说明的是并不是超过屈服强度该连接板就要破坏，只是很小的一部分可能会发生屈服，这对韧性结构整体的安全性影响较小。由于支架要处于不同活荷载的作用下，为了长久的安全性和稳定性，连接板所受的最大应力有必要处于钢材的最大屈服强度之下，因此有必要对该处连接板进行优化设计。针对以上分析知，连接板存在的最大问题是该处存在应力集中，导致了该处产生了较大的集中应力，从而影响结构的长期安全性和稳定性。为了消除应力集中，可以采取以下两种措施:第一种是通过构造措施减小应力集中，例如连接钢板需要倒角处理等;第二种措施是对此处连接板进行重新的设计，例如增加连接板的数量来减小每块连接板所受的应力、连接板采用强度更高的钢材等等。此处我们对第二种优化措施进行了数值模拟，验证了其可行性。

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加强材料管理。施工中的材料可以通过对主要材料（如钢材、水泥、地材）和用量大的辅材（如土工布、土工格栅、柴油）进行甲供、甲控管理，对材料的采购方式、计划、订购、保管、使用进行一系列组织和管理活动。一方面应保证适时、适地、按质、按量、成套齐备地供应；另一方面应加速材料的周转、监督和促进材料的合理节约使用,以降低材料成本。施工过程也就是材料消耗的过程,材料价约占工程总造价的50-70%。因此加强材料管理对控制成本非常重要。

机械成本控制。土方工程施工时，根据施工组织设计中土方开挖方式、开挖机械的型号、吨位，直接套用定额可算出费用。在定额中，不同容量的挖掘机，配备不同的自卸汽车，单价不相同，这就要结合施工组织设计提供的哪种方案经济合理，再结合施工企业机械设备装备情况,以提高机械的效率为目的选定最优的土方开挖施工方案。以本工程路基土方开挖为例，经分析，容量相同的挖掘机配不同吨位的自卸汽车运土,吨位大的自卸汽车土方单价高；吨位相同的自卸汽车配不同容量的挖掘机运土，容量大的挖掘机土方单价低。施工组织设计根据工期要求、施工现场条件来配备施工机械；工程成本的计算又为优化施工组织设计提供可靠依据。随着工程机械化施工程度的不断提高,机械使用费在工程成本中的比重日益增长。因此,加强施工机械成本管理和核算,努力控制机械费用,对降低工程成本有着重要的意义。

采用“四新”技术。应用新技术、新材料、新工艺、新设备,既可以提高生产力,又可以控制成本。比如:大体积混凝土通仓浇筑、碾压混凝土筑坝及用土工布代替土石坝反滤料等新技术、新材料、新工艺,即可加快施工进度,节省材料消耗,减少设备数量,又可降低工程造价。

1.2优化施工组织设计要点

优化施工组织设计是对施工活动实行科学管理的重要手段，它具有战略部署和战术安排的双重作用。它体现了实现基本建设计划和设计的要求，提供了各阶段的施工准备工作内容，协调施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互关系。施工组织设计与成本控制同等重要，二者并非想互独立的，二者是密切联系，相互确定的关系；工程成本的高低除了与预算知识有关外,其实很大程度上取决于施工组织、施工方案的先进与否,不同的施工组织、施工方案所反映的成本是不一样的。从本次研究的两个实例中就可以看出，对于施工组织设计来说，施工方案和人、材、机管理都对施工成本有足够的控制能力。施工组织编制质量是控制成本的关键；优化施工组织是控制成本的基础；采用新技术、新工艺是控制成本的主要手段。从这些方面考虑就必须对施工组织设计中施工方案、人工（费）、材料（费）（单价，采购材料形式）、机械（费）等方面进行优化设计控制。

2. 施工组织设计控制工程成本的策略

2.1合理选择施工方案

施工方案的选择是决定整个工程全局的关键，施工方案一经选定，整个施工的进程、现场状况、人员及机具的需要量及布置情况也就基本确定，施工方案的合理性，经济性，直接影响着概预算的高低和定额的查用，施工方案由与相应的设计阶段配套的施工组织设计文件提供，重点对施工方案进行认真分析，服从工期、质量、技术要求，降低成本，选择合理的施工方法、施工机械、施工顺序，进行流水施工的组织。预算编制人员要依据设计图纸准确地计算出与设计图纸相对应的工程量。当设计图纸深度有限时,还需要编制人员对设计进行延伸和细化,也就是说,不但要把图纸上的项目计算出来,还要计算出图纸中虽未做交待但实际会发生的项目。例如:采用脚手架类型,各种施工机械的性能与特性,以及建筑工程本身特点及施工中的特殊要求等。另外，对于材料成本的控制，鉴于建筑产品的特点和建筑工程概算的种类,施工设计这应该根据由大到小,由整体到局部的原则对工程项目进行多层次的分解和划细,相反计算造价时先求出每一基本构成要素的工料机消耗量和价值,然后根据设计文件等,汇总计算出整个建设项目的造价。

2.2合理进行规划设计

工程进入施工阶段必须对细节的施工过程进行合理地规划，首先要规划施工的设备、人员。对于人员的控制首先要进行人员的动员和安排布署。组建项目经理部，与业主或监理取得联系，开展息息相关业务工作；前期施工人员10天内到达施工指定地点，着手临建和施工准备工作；首批投入施工的机械设备15日内到达施工地点，保养维修，做好施工前的准备工作。人员的准备有利于缩短施工工期，进行合理化的人工控制，避免出现高薪紧急聘任的情况，并由此引发人员成本的增长。而对于设备的控制则要以就近就便的方式进行材料设备的运输，然后对施工设备进行合理地控制保养，以此来降低施工成本。例如：人员就近采用汽车、火车运送至现场；设备就近由汽车、火车、船运送至现场。

2.3合理进行技术控制

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2空调系统设计

2.1冷热源设计

该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。如图1所示为空调冷热源系统流程图。

2.2空调水系统设计

结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。

2.3热回收系统设计

为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置［1］。本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60RT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120RT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。空调热回收热水系统主要为该工程的客房区及厨房区提供生活热水，同时综合考虑了热水管网的回水加热循环。空调热回收系统的设计热水供/回水温度为60℃/35℃。如图2、图3所示分别为冷凝热回收系统流程图(空调主机侧)及冷凝热回收系统流程图(水专业侧)。

3系统节能性分析

3.1冷源系统节能分析该空调系统的冷源具有大小主机搭配、并且与风冷热泵机组互为备用，基本可以满足该项目的各种不同运行工况，同时有效避免了冷源容量配置过大，可降低初投资成本，其运行也比较节能。

3.2空调水系统节能分析空调水系统根据项目特点设计为分区两管制系统，实现客房区及餐厅区不同时段冷热负荷需求，在满足实际需求的同时运行更加节能。冷冻水泵、冷却水泵及热水泵与主机采用一对一的连接方式，以达到合理的流量分配及稳定的运行效果，同时采用定流量系统运行，减少了系统控制的复杂性，运行更加可靠，但是系统节能性相对变流量系统会差一些。

3.3热回收系统节能分析

3.3.1热回收的基本原理本工程的空调热回收系统采用了回收冷水机组的冷凝热。冷水机组冷凝热回收系统就是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程释放的热量利用来制备生活热水。所示为冷水机组排气热回收系统原理图。由文献［2］及相关厂家的实际测试数据可知，标准测试条件下(热水供回水温度一般为55℃/30℃)冷水机组的显热回收量约为制冷量的12.5%～15%范围内，很多时候可按照15%计算。当热水的供回水工况与测试工况不一致时则需根据实际情况分析，具体方法可按照文献的分析方法计算得出总热回收量。

3.3.2热回收系统设计分析由于传统热回收系统存在一系列的问题，故本文在文献的热回收系统基础上进行了以下几点的优化设计。

(1)为了减少热水罐的蓄水时间以及为了避免进水温度对主机性能系数产生较大的影响，设计工况下的进出水温度为35℃/60℃，温差25℃。

(2)蓄热水罐采用立式水罐，更好的实现了水温分层作用及热水的梯级利用。

(3)本工程的热回收系统考虑了热水管网的回水加热循环，更加充分地利用了冷水机组的冷凝热，更加节能。

(4)控制方面，在热回收系统的回水管上设置温度传感器，当回水温度超过58℃时，输出信号关闭热回收水泵，同时在用水点最远段的回水管上设置温度传感器，当回水温度低于55℃时，输出信号开启水专业的回水循环水泵。按照一台120RT(422kW)的热回收机组来分析，由文献］的计算方法可得，该热回收机组的显热回收量为63.3kW，热回收水流量为2.47m3/h，从而根据此水流量及25℃的设计供回水温差即可求出总热回收量为71.8kW，热回收系统设计的总热回收量为制冷量的17%左右。由此可知，供回水温差越大，同等制冷量的情况下的热回收量就越大，但相应的对冷水机组的性能系数影响也就越大。由以上分析可知，热回收系统的实际供回水工况是一直在不断变化的，其热回收量也是一个变数，严格来说分析一个工况范围内的热回收量才更有参考价值，这部分还有待于下一步做更详细的分析计算。

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1.1.1增加城市绿地面积。河道绿化最明显的作用是可以增加城市绿地覆盖范围。城市绿地对城市的发展有积极作用，例如净化空气、减少噪音污染、给居民提供良好的休闲场所等。受经济发展的制约，城市用地紧缺，建设者很少把有限的土地用来完善城市绿化建设，越来越多的人开始高度关注城市河流两岸的绿地建设。

1.1.2丰富城市景观。经济的快速发展使人们对城市景观的要求越来越高，丰富多彩的景观建设是城市稳定发展的保证，与钢筋、水泥建设起来的城市景观相比，人们更加青睐有绿色植物建设起来的景观。

1.2提供亲近自然的场所

城市生活节奏快，人们很少有机会近距离地亲近大自然。河道景观建设不仅可以保障城市建设环境，为城市提供丰富的景物参观点，还可以使忙碌中的居民亲近大自然，使城市居民的身心得到健康发展。

2河道绿化景观优化设计的原则

2.1坚持因地制宜的原则

河道绿化景观设计首先要坚持因地制宜的原则。不同地区河道水土条件不尽相同，河道绿地设计者需要充分考虑河道地区的水土情况，选取适合当地水土的植物。在条件允许的情况下，最好是在当地选取绿化植物，不仅能够保障植物的存活率，还便于管理工作的顺利进行。另外，因地制宜的原则还要求绿地植物需要与周围现有的景观相协调，设计者可以通过植物的颜色、线条以及形态来充分发挥植物的自然美。

2.2河道交通与景观设计相结合的原则

河道绿化还应该考虑到河道交通与景观设计之间的关系，河道景观必须是在保证河道交通正常运作的前提下进行施工建设，坚持河道交通与景观设计相结合的原则是河道作业顺利进行的有效保障。

2.3景观设计与城市规划相协调的原则

河道景观设计还需要与城市总体规划相协调，河流是城市自然环境的重要组成部分，河道绿地建设可以有效改善城市环境，在绿化植物的选择上，设计者还应该综合考虑城市发展的需要，植物种植应该与城市的总体规划相协调，将河道绿色植物的效益最大化。2.4多目标同时治理的原则河道绿化景观设计还应该坚持多目标同时治理的原则。绿色景观设计不仅是为了增加城市绿地面积、丰富城市景观，还要净化水质、保持水土，降低洪涝灾害。因此，设计者在设计河道景观时，要始终坚持把绿色植物的功能作用发挥到最大。

3河道绿化景观优化设计的方案

重庆市属于亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季温和少雨，城市光照充足，因为受季风影响降水多，而且是嘉陵江与长江交汇处，所以，水源充足，土壤以红壤和水稻土为主。这些地理因素直接影响到重庆市河道景观的设计工作，因此，设计者有效结合当地地理情况，采取科学有效的措施完善河道绿色景观设计工作。

3.1选择合适的绿化植物

3.1.1防浪林植物的选择要求。由于河道地势比较低，遇上汛期植物很容易被水淹没，因此，防浪林的植物必须有较强的耐水性，例如比较适合西南地区生长的柳树、杨树等。据有关资料显示：柳树在可以水里持续浸泡冲刷2个月左右，顺推之后依旧可以正常生长。因此，柳树和杨树可以作为西南地区河道防浪林的最佳选择。

3.1.2堤坡植物的选择要求。堤坡植物不仅可以起到美化河道的作用，还是固定堤坝、保持堤坝水土的有效保证。堤坡绿化植物的选择应该以草坪为主，比较适合西南地区绿化使用的草坪有四叶草、狗牙根等，这些植物根须发达，不仅可以有效保持堤坝水土，还有利于方便绿化管理者的管理工作。另外，堤坝上还可以种植经济作物，不仅可以美化环境、保持水土，还可以充分利用土地获得经济效益

3.2河道绿化植物的种植要求

绿化植物选取好后，设计者应该对河道两岸的距离进行实地考察，河道两侧一般要单独种植一排绿色植物，植物的种植点离河岸至少要有1m的距离，这样不仅美观大方，还有利于保障河道交通安全。假如河道两岸留土距离较大时，可以采取不同植物交差种植的方法，例如，河岸距离较大，可以种植2排植物，可以将常绿植物与落叶植物交替种植，保证河道一年四季都有绿色植物的生长。另外，河道植物还需要与河道两岸的城市环境相协调，以具有观赏性的植物或者是灌木花卉为最佳选择。

3.3种植背景树

河道绿化景观设计是城市发展的必然要求，为了有效降低城市外环线噪音污染，应该在河道绿化带最靠外的地方种植高大的植物为背景树，适合重庆市水土的高大植物有水杉、广玉兰等，这些植物不仅可以起到美化城市的作用，还能有效减少城市噪音污染。另外，背景树的选择上还应该考虑树木的季节性变化，不能全部种植落叶植物或者是颜色单一的绿色植物，多种颜色相呼应，不仅能增加河道绿化带的美感，还可以增加城市建设的知名度，加快城市建设的步伐。

3.4花卉种植，增加美感

天然的色彩能够缓解居民的生活压力。植物的天然色彩是非常丰富的，有的植物颜色随着季节的变化而变化；有的植物可以散发出清香；有的植物可以给人带来清新向上的感觉，因此，河道绿化景观设计者应该从人们的视觉和心理上，对河道植物的种植作出合理安排。例如，河道两岸可以种植花卉，花卉散发的清香不仅可以产生观赏的美感，还可以使人精神振奋。另外，设计者还可以选择果木植物种植，果木植物开花可以供欣赏，结的果子还可以供人品尝，不仅可以起到美化作用，还可以增添景观的欣赏乐趣。最后，在设计时，还应该考虑到花卉植物的季节性变化，有些植物在秋天的时候树叶变得金黄，例如银杏树；有些植物一年四季常青，例如桂花树，桂花种类繁多，很适合西南地区河道绿化景观的选择。

3.5水生植物，净化水质

河道绿化景观植物必然少不了种植水生植物，水生植物的主要作用是净化水质。城市河道污染严重，水中有大量对人体有害的物质，对河流的生态平衡造成了很大影响。种植水生植物不仅可以丰富河道绿化景观，还是解决河道污染的关键。在实际施工中，可以选择种植生命力顽强的睡莲、水生美人蕉等植物，这些植物在视觉效果上不仅美观大方，还可以给管理人员的管理工作提供方便。另外，水生植物的种植还应该坚持挺水植物与浮水植物交错种植的原则，不仅丰富了单调的水平面，还有助于植物的生长，从而起到净化水质的作用。

3.6绿化景观植物层次分明

河道绿化带最明显的特征就是狭长，这就需要设计者根据河道的实际情况，在河道绿化带的设计上坚持层次分明的原则。假如河道全线由西至东逐渐变窄，河道前景的植物层次也应该由西至东从单层变为双层，再根据河道两岸的宽度依次增加种植层数。另外，层次分明还需要设计好植物的搭配效果，一层一层之间应该坚持和谐美观的原则，不能因为植物层次太多而胡乱搭配种植植物。最后，河道东段较宽，一般种植乔木、花灌木、地被植物；西段河道较窄，种植小灌木与花灌木植物比较合适。

3.7种植其他景观小品

景观小品虽然灵活性不强，但是在河道绿化景观设计中还是能起到很大的观赏作用。景观设计时，可以在河岸的绿化带中空置出一条蜿蜒曲折的小道，时而靠近岸边、时而曲折到灌木丛中，小道的路线设计要充分考虑到观赏者的心理，路线安排上可以使观赏者每走一步就发现新鲜的景物，不仅可以起到保护河道景观的作用，还能提高人们对河道景观的欣赏兴趣。为了增加景观的趣味性，还可以在河道两岸建立一些小品雕塑，雕塑的选择可以根据城市的需求设定，例如人物雕塑、动物雕塑、实物模型等，使简单的河道瞬间色彩化、生活化，让城市居民深切地感受到绿化景观的作用。