时间:2023-03-17 17:59:35
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇设计概论论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
概念书籍设计将书籍艺术形态设计转换成有效表现思想创造性设计,旨在充分展现设计者的创造力,启发创新思维意识。概念书籍设计是根据书籍内容对视觉想象的内涵进行提升,探寻可以参与其中的文化元素,对原有信息内容进行再创造的意识。使受众在与书籍交流的过程中,对语言、时间等多方面因素形成更深刻的、多元化的、全新的认识。
在概念书中,文字既是文章的一部分,又是插图的一部分,被赋予了双重身份。文字作为有意味的图形,表达文字以外的内涵。独立创作的原创插画为主要表现内容,书籍的文字、用纸、折手和装订等都围绕插图来进行设计。这里赋予了传统意义上的插图新的意义。插图可作为书籍的主体出现,兼有表达书籍内容的功能。既是书籍具体内容的体现,又是抽象意念的表达。在概念书中可以围绕插图进行模切、拉页以及页与页之间连接关系的特殊设计。概念书的设计是图形摆放方式和图形处理方式的研究。一直以来,由于的技术和成本问题,没有得到充分的重视,目前书籍的装订方法还是以经济、简便的胶订和骑马订为主。但也有很多设计师在书籍的装订上下了很大的功夫,线装、铆订、胶订辅以织物等,方法多种多样、灵活巧妙。概念书中可以利用现有的装订形式进行形态上的创新,也可以设计、实验新的装订方法。
在概念书的设计中,纸张的质感、纹理、透明度、柔韧度、反光度等都可以成为概念书设计的亮点。概念书的纸张不再局限于目前印刷常用的铜版纸等纸张,还包括用于包装的纸张、用于工业产品过滤的纸张、砂纸等。可以用一些现有的纸张或其他材料进行再加工,制成新品种的纸张。概念书印刷的方法可以颠覆传统意义上的印刷方法,可以通过丝网、铜板、木板印刷等办法来创作,也可以通过喷画、烙印、粘贴等手段进行创作。随着技术的更新,未来也有可能成为新的印刷方法,推动装帧艺术的发展。
随着电脑和网络的普及,电子媒体成为一股不可忽视的力量,电子图书成为书籍设计中的重要部分。总之,概念书籍的设计充分体现了书籍思维方式上的未来性。现在国外的概念书籍,在形态上已经摆脱了书籍的传统模式。以独特书籍设计语言来传达书籍的思想内涵,并体现强烈的个性。从表现形式、材料工艺上进行前所未有的尝试,并且在人们对书籍艺术的审美和对书籍的阅读习惯以及接受程度上寻求未来书籍的设计方向。
2概念书多元设计
在进行概念书的设计时,应从外到内,由于书籍语言的多元体现,为阅读过程带来无限拓展的可能性,书籍设计不仅仅属于平面设计范畴,还存在空间设计等领域的设计概念,以构成三维的空间关系,从而形成可观、可触、可感的艺术形态。它包括形态的写实感,如质感的表现和结构的准确表达;另一方面也依赖娴熟的技术和对材料特性的把握,以实现艺术模仿与创造。就艺术而言没有观察、没有借鉴、没有对比,就没有认识,没有创新,只有观察到的才可能有表现,这就是观察的意义,这就是设计创新的基础。
在现实生活中,我们要通过观察进行思考,没有深入的观察就很难激发灵感,产生真正的设计;没有认真的观察,就很难产生具有创造力的设计。通常自然形态以人物、动物、植物等自然界中具象形态为依据,通过观察、归纳或夸张、变形等手段创造出艺术形态,它与超级写实主义相比为设计者提供了一份自我表现的空间。概念书的设计具有同样的特点,运用适当的“跨界”语言去表现另外一种事物,会得到一个全新的、充满想象力的创作物象。概念设计通过抽象的形态表现丰富的内容,使读者可从与作品有关的蛛丝马迹中展开一系列思考、联想和欣赏过程。当你处在抽象的环境中,你会不由自主地展开想象、联想,在抽象艺术作品面前自然会心随其动,展开美的想象。由于概念书籍设计材料,常可以木、布、金属、塑料等为媒质进行设计,这种概念书,看到的似乎不是书籍,而是立体的、建筑艺术的观念,是设计师心中浪漫的书籍之梦。总之,不同的材料,能为书籍灌注特殊的精神气质与内涵。在不游离书籍主题的前提下,借助材料的特性引申出与众不同的创意,表达出更深层广泛的含义,为读者提供阅读想象的畅游空间。
适航要求中的结构约束主要包括民机某部分系统或子系统必须具有的物理结构组成及对象的某些形状、尺寸要求。此处将物理对象的材料类型和相应的强度要求也纳入了结构约束的范畴。此类要求常见于CCAR-25部C分部(结构),D分部(设计与构造)等。对于结构约束的表达采用以下形式:<OS,(ES,PS)>。(3)式中:OS代表物理结构特征的主体,ES和PS代表两种结构约束类型,ES为结构组成约束,如要求必须存在某种物理结构;PS为某物理结构的空间尺寸、形状限制。例如CCAR25.777(e)中规定了襟翼和其他辅助升力装置的操纵器件在驾驶舱的位置要求:“操纵台上部,油门杆之后,对准或右偏于操作台中心线并在起落架操纵器件之后至少254mm”。该条款要求属于结构设计要求,条款中出现了数值型约束,表达方式为{操纵器件:起落架{*}@≥"254mm"},相应的概念图索引如图5所示。按照上述方式建立了包含CCAR25部B分部“飞行”、C分部“结构”、D分部“设计与构造”和E分部“动力装置”共290条适航条款的概念图本体库,基本覆盖了民机设计中性能操稳、结构强度和动力燃油部分的适航要求(除A分部“总则”,F分部“机载设备相关”和G分部“使用限制和资料”外)。采用以上方式从适航条款中提取设计约束信息的完备程度,并依此建立的适航条款的概念图索引很大程度上决定了后续能否根据设计任务检索到所有适用的条款要求,即条款检索的完备性,对于民机设计至关重要。因此,为尽量保证能够从条款要求中完备地提取关键“概念(包括设计特征、指标或参数)”,需经过以下过程:①通过适航条款的字面分析,包括研究条款条文、条款相关的修正案和咨询公告等文件进行初步提取;②参考已有同类机型(同级别)的型号取证数据,通过对比和构型差异分析进一步补充和完善;③在此基础上进一步由各专业有丰富型号经验的设计师进行评议、完善和确认。即便如此,这种完备性仍是相对的,因为一方面,随着航空技术的进步和航空事故的教训,适航要求也会不断修订、发展和完善;另一方面,随着民机制造商型号经验的积累和技术能力水平的提升,对于适航条款的理解会逐步加深,这种信息提取的完备性也会不断提高。
2适航要求的识别和检索机制
适航要求识别与获取的目的在于根据当前设计任务检索适用的适航条款要求,本质上属于一种依据索引的文本检索[13]。与传统的关键词检索相比,用于建立设计任务和适用条款要求之间映射的索引不是若干离散的关键词,而是一种由概念图表达的结构化索引,构成索引的“概念”之间具有内部关联性;另外,由于适航条款的概括性,建立条款索引的概念集中包含的很多概念术语超出了条款文本范围。例如,CCAR25.581闪电防护条款的条文中并未明确提及飞机的燃油系统,但燃油系统设计必然需要考虑该条款要求。因此,“燃油系统”要包含在该条款索引的概念集中,而这种情况主要依靠设计师的经验知识来保证。针对适航条款的特点,本文提出一种基于匹配度的适航条款要求检索方法,即某适航条款对于当前设计任务的适用性可通过设计任务中包含的民机设计特征与条款约束的设计对象之间的匹配度来衡量。2.1匹配度对象(设计特征)之间的匹配过程包括两个步骤:首先判断当前设计对象与条款约束的对象名称是否一致;若对象名一致,则进一步判断对象属性值之间的一致程度;否则,两者完全不匹配。此处,设ai为当前设计对象a的第i个属性值,bi为条款约束的对象b与之相对应的属性值,则M(aibi)表示两者属性值之间的匹配度函数。若ai和bi为枚举型取值,则匹配度计算公式如式(4):2.2检索算法根据上述介绍,基于匹配度的适航条款检索算法如图6所示,详细的检索步骤描述如下:步骤1输入飞机的某设计特征(系统、子系统及其结构组成)作为当前设计特征Pc(当前设计对象)。步骤2读取Pc相关的特征约束C(Pc),这里的C(Pc)主要来自于对于产品整体的属性约束或继承自父级特征的属性约束。步骤3读取Pc的关联特征,生成关联特征集;此处的关联特征包括Pc的下一级结构特征,以及与Pc在功能或结构上存在关联关系的其他设计特征;此处构建关联特征集的目的在于扩大适用条款的检索范围。步骤4从适航条款数据库中读取第一条未被检索过的条款作为当前条款,如果成功,则进一步读取该条款约束的目标对象Pc’及其特征约束;否则退出程序。步骤5比较Pc和Pc’,如果Pc=Pc’,则进一步比较其属性特征C(Pc)和C(Pc’),并按式(6)计算其匹配度Mi。步骤6如果Pc≠Pc’,则该条款的目标对象与当前设计特征不匹配,但可能与Pc的某项关联设计特征相匹配。因此,进一步读取Pc’的关联对象集Pr’,判断Pr与Pr’是否相交,即按照式(7)计算Mj。步骤7若Mi>0,则当前设计特征与条款约束的目标对象一致,该条款为当前设计特征的主要适用条款,从而将该条款录入适用条款集;否则转步骤8。步骤8若Mj>0,则当前条款为当前设计特征的相关条款,属于次级适用条款,也将该条款录入适用条款集;否则,当前条款为完全不适用条款,转步骤9。步骤9将当前条款的状态标记为已检索过的条款,转步骤4。步骤10适航条款数据库中的所有条款都被检索过,退出程序。
3实现与应用
根据本文提出的方法进行相应的软件实现。采用技术,利用VisualStudio2008软件开发平台和SQLServer2008数据库系统开发出一套民机适航要求的识别与确认系统,用于辅助某民机制造商的适航工程师(型号各分系统适航审定计划的负责人)根据某些设计任务中的民机设计特征检索适航条款数据库,形成型号各专业适航审定基础中适用条款集合的初步方案。以民机起落架系统中的部分设计特征“主起落架及舱门”为例检索其适用的适航条款要求。首先,定义当前的设计任务,包括明确目标设计特征,定义目标设计特征所在型号的飞机级特征参数要求,并将主起落架系统的父级系统和子级系统作为关联设计特征,形成当前设计任务的概念术语集用于检索,如图7所示。依次根据目标设计特征“主起落架及舱门”及其关联特征(如父级设计特征起落架系统,子级设计特征收放系统、机轮系统等)检索适航规章数据库。此处以CCAR25.721条为例(如图8),首先进行当前设计特征与条款约束的目标对象名称的比对;若一致,则进一步进行(飞机级)特征参数的匹配。
4结束语
1.改进设计的意义机械加工中所使用的各种工具均储放在工具箱之中,因而工具箱具有汇集与保存各种加工工具的特征,其通过有效的空间配置,将各种工具有序地放到各种模块当中,从而确保工具能够得到有效的保护,并方便使用与检查。就机械加工而言,其车间中涵盖着各种各样的机床,如车床、铣床等,这些机床通常均配备着不同的工具箱,这些工具箱里也都放置着不同的工具。由于所放置的刀具对于生产过程的影响很大,因而如果工具箱设计的不合理将很有可能带来生产上的低效率,有必要采取科学的设计理念,来保证工具箱设计的合理性。总体而言,工具箱设计的完成,不仅可保障机床操作人员的人身安全,避免以往设计中工件、器具掉落对人员的伤害;另外,新型工具箱可方便地随意移动,大幅提升了工具箱的使用效率。
2.改进设计的问题尽管机械加工机床工具箱的设计十分重要,仍然存在着如下问题:一是工具箱的层次划分并不合理;二是工具箱的内部构造不符合生产的需要;三是工具箱的质量太大,难以满足柔性生产中的快速移动的要求。这些问题不仅导致生产效率降低,而且也有可能造成工人在使用当中发生安全事故,对人身安全带来一定的威胁,并且也不利于较为贵重的量具与刀具的保管。因此妥善的进行工具箱的再设计,并且与生产的实际情况紧密结合,有助于防范这些问题的出现。
二、机械加工机床工具箱的改进设计建议
1.改进设计方案进行机械加工机床工具箱改进设计的首要任务是明确这一改进设计的具体方案,其作为总体的指导思想,直接影响着工具箱的具体设计工作。基本看来,在当前强调柔性生产及考虑当前工具箱所存在问题的基础上,改进设计方案有必要关注如下一些方面:一是工具箱设计存在台面设计问题,这使得放置在台面上的各种工具很有可能被无意的碰落,因而改进设计必须关注工具箱的层次问题;二是层次改进设计的首要任务是确立台面的位置与高度,在这一基础上,进行分层次的划分,确保工具箱的不同层次的划分较为合理,所使用的各种工具在工具箱中得到合理的摆放;三是由于当前工具箱较重,不利于快速移动,因而要关注工具箱的四个脚的位置,有必要配备轮子等装置,以便于移动。
2.材料的选择与零件的配合就材料的选择而言,机械加工机床工具箱在生产中有着很重要的作用。一般在实际中工具箱的外门要使用45#钢,而工具箱的内部框架、箱盖以及层底等要采用Q235,就零件间的配合连接而言,箱底层和万向脚轮可以进行固定支撑之间的配合调整。这3个零件需要通过焊接的方式连接在一起,框架与箱底层、层板和框架之间、框架与层挡板之间也是采用焊接方式。在顶层板、内门、外门以及箱底层之间都需要留出一定的间隙,用作门的旋转和打开。
3.改进设计的内容一是抽屉及箱体均使用1.2mm冷轧钢板,经磷酸盐处理后,外加静电粉体烤漆,以达到防锈效果。箱体四周每隔25mm应镶有滑轨固定沟槽,以方便抽屉弹性调整变换的使用。为确保箱体结构坚固,底部应附有调整脚,可保护箱体,并改善因地面不平整而造成的晃动现象。二是旋开式连杆锁装置,一经上锁,抽屉即全部锁住。抽屉铝合金把手内部设有安全扣装置,未经人为操作,抽屉不会滑出掉落。可选用锁王系统,一支锁王钥匙可开启500组不同锁号的工具箱,管理方便。抽屉四周每隔19mm镶有一槽孔,并可配合槽隔板、横隔板作弹性间隔。抽屉使用3mm特殊滑轨设计,并配合轴承滑动、单轨抽屉开度90%,每屉荷重100kg,复轨抽屉100%全开,每屉荷重200kg。三是全宽式铝合金把手设计,并附有标示纸及PVC透明胶片。滑轨设有固定扣定位,以防搬运时掉落。抽屉把手外缘与箱体平整,不露出箱体外部,防撞、安全、美观。抽屉、把手与面板可分离的组合式设计,可微调抽屉面板间距,并可节省零件更换费用。四是背挂板精准方孔设计,可搭配各类挂钩,拆装调整容易,方便工具定位。使用宽幅转轮,移动更稳固、轻巧灵活,两只定向,两只万向附剎转轮,四轮平均荷重400kg。分类盒可单独或排列使用,方便收纳,适合小型零件、螺丝的分类储存。应用精控安全锁,确保坚固耐用,故障率低槽孔可配合隔板,可随意调整屉内空间。使用条纹胶垫可防止工具滑落,并保护漆面不受损。应用组合式分类盒,可单独或排列使用,方便收纳,适合小零件、螺丝的分类储存。隔板可与槽片组合应用,拥有更适当的空间配置。
4.改进设计的保障一是建议成立改进设计工作小组。工具箱的改进设计与信息技术的变化息息相关,工具箱改进策略的制定不宜限定于某项信息技术的规格与现状,而是应采用通透性设计,并建立不断检查修正的机制,以确保改进设计计划的可行性与时效性。因此,建议改进设计部门成立专门工作小组,研究制定各项改进作业标准。二是加强设计人员信息教育培训。工具箱改进设计过程涉及到车间管理人员、工具箱使用人员及信息化作业人员,为有效规划及管理,在工具箱改进设计工作的召集人应由主管负责人担任,而从事工具箱改进设计的人员不仅需要具备相当程度的工具使用与信息化素养,也必须不断吸取新知识,以掌握信息技术的发展。目前工具箱使用与改进人员通常缺乏信息及电脑背景,建议工具箱改进设计人员应配合时展趋势,加强信息教育,以应对电子化作业的发展趋势,充分学习与应用信息化技术来进行工具箱的重新设计。
三、小结
以等离子工作腔为分界面,次临界包层被分为内包层和外包层两部分[9],考虑能在ITER装置上实现包层便利地安装拆卸,在总体结构上,次临界包层在环向360°被设计成36瓣。单瓣包层分别由第一壁(FirstWall,简称FW)结构、支承结构、燃料区结构、产氚区结构、锆包壳结构和出入口汇管结构等组成,环向张角为10°,径向厚度为0.47m,极向高度为10.24m,在三维空间上呈“D”字型结构,如图1所示。
2第一壁结构
第一壁结构是次临界包层的重要功能部件,它需要承受热载荷、14MeV高能中子和带电粒子辐照的同时作用。为了提高第一壁材料抗辐照损伤的能力,选用低活化铁素体/马氏体(RAFM)F82H钢材料。第一壁结构如图2所示,在第一壁的上下端及中间部位设计有燕尾结构,其目的是使第一壁与燃料区一侧的锆包壳相互嵌合以固定第一壁,第一壁径向厚度为10mm,内外包层面向等离子体面积分别为7.55m2和13.89m2,结构体积为0.21m3,质量为1.69t。
3支承结构
支承结构由极向纵骨、加强筋板、周向筋骨、径向筋骨等结构组成。经分析,次临界包层结构在运行工况下受力复杂,共需承受重力、系统压力和热应力三种主要外载荷,单瓣包层重量约30t,系统压力是燃料区内嵌冷却剂管道所承受的15.5MPa水压,热应力为燃料区中大量U-10Zr合金的裂变释能而产生的沿极向和径向的温度梯度分布。为了实现对整个内外包层在极向的结构支承,在内外包层中分别设计有4根极向纵骨,纵骨在内外包层截面中的设计位置示意如图3所示。在周向和径向设计加强筋板、周向筋骨、径向筋骨以提高包层的稳定性以及整个支承结构的刚性。支承结构是由具有优良抗弯和抗压性能的SS316L(00Cr17Ni14Mo2)不锈钢通过焊接加工制成,它是整个包层的支承和固定结构[10]。以内包层为例。
4燃料区结构
燃料区结构由裂变燃料U-10Zr合金、内嵌冷却剂压力管和支承结构中的加强筋板及部分径向筋骨组成[11]。4.1燃料区燃料区是组成次临界包层活性区的基本结构单元,其主要功能是实现中子倍增和通过核反应而产生大量裂变能,它是包层的主要释热部件。燃料采用U-10Zr合金,这主要是由于U-10Zr合金燃料铀密度高,Zr对中子吸收少,实现能量输出与放大性能好;二是合金燃料导热系数大,利用内嵌冷却剂压力管能够及时地带走活性区核热;三是合金燃料可以更容易地进行“简单干法”后处理,可把燃料加热到1700℃左右,达到沸点的裂变碎片便可去除燃料区。加强筋板和部分径向筋骨承担作用在燃料区的外载荷并把这些载荷传递到支承结构上,同时加强筋板还兼顾对内嵌冷却剂压力管的定位与导向作用。4.2内嵌冷却剂压力管燃料区中6层内嵌冷却剂压力管道被设计成由底至顶完全贯通的结构,且按照三角形交错排列。由于受ITER装置本体结构空间的约束,内外包层随着极向位置的变化而引起了管间距离和铀-水体积比变化。外包层6层冷却剂管道按48根与47根相间排布,共有285根,内包层6层冷却管道按32根与31根相间排布,共有189根。
5产氚区结构
产氚区是整个聚变-裂变混合能源系统实现氚自持的关键功能结构,产氚区结构由氚增殖剂小球区、慢化冷却水管、管间连接板、“蛇形”氦气回路和支承结构中部分径向筋骨组成[12]。产氚区中的慢化冷却剂管道和氚增殖剂小球区在空间上是互相独立的单元。在结构上,为了保证燃料区中富余的中子进入产氚区后进一步被慢化再与锂-6反应而生产氚,并及时带走一部分多余的核热,产氚区中慢化冷却管道被设计成由底至顶完全贯通的结构,由慢化冷却管和管间连接板把产氚区分成9层,各层之间的空间便构成了氚增殖剂小球填充区。为了形成“蛇形”氦气回路,管间连接板的高度不等,形成高低错位设计以便控制氦气流动方向,部分径向筋骨承担作用在产氚区外载荷和传递来自燃料区的外载荷到支承结构上。同样,由于受ITER装置本体结构空间的约束,内外包层随着极向位置的变化而引起了慢化冷却层和氚增殖剂厚度的相应变化。
6锆包壳结构
锆包壳是核燃料裂变产物的主要屏障,燃料区和产氚区均有锆包壳完全包覆,从而防止裂变产物泄漏到活性区或整个包层,燃料区和产氚区的锆包壳为一种箱匣式密封结构。对于燃料区锆包壳,由于在第一壁的上下端及中间部位设计有燕尾结构(图2),相应地在燃料区径向内侧的锆包壳上设计有对应的燕尾槽,如图7所示。为了保证锆包壳的结构密封,在燃料区径向内侧锆包壳的周向侧设计有金属型挤压密封卡槽,如图8所示。从图3可以看出,有2根极向纵骨设计在燃料区和产氚区包壳层顶角部位,相应地在燃料区径向外侧锆包壳顶角处设计有极向纵骨半槽。对于产氚区锆包壳,由于有2根极向纵骨设计在燃料区和产氚区包壳层顶角部位(图3),相应地在产氚区径向内侧锆包壳顶角处设计有极向纵骨的另一半槽。同时由支承结构可以看出,在周向两侧和径向外侧设计有径向和周向筋骨,相应地在产氚区周向两侧和径向外侧的锆包壳上设计有筋骨贯穿槽。
7出入口汇管结构
由于受ITER装置本体结构空间的约束[13-14],次临界包层的出入口汇管只能在有限空间中实现各类功能管道的汇总,其中包括燃料区中的大量内嵌冷却剂压力管、产氚区中慢化冷却水管和氦气管。考虑大量冷却剂压力管与汇总管之间焊接的可操作性,在燃料区的上下端部先设计一个焊接顶盖。燃料区的内嵌冷却剂压力管先汇入上下环形总管中,该汇总管再与ITER上下端口出入口总管相接并引出到外面的主回路系统。在产氚区中,慢化冷却管和氚载带管均采用“蛇形”流气结构设计,这样9层慢化冷却管只需要汇总一次后连接慢化冷却总管,再经ITER上下端口出入口总管引出到外面的氚回路系统。对于氚载带管,先在产氚区上下端设计有出气和进气槽,然后再通过氚载带管把进出气槽的载带气体引入到氚载带气总管内,再经ITER上下端口出入口总管引出到外面的氚回路系统,以出口为例燃料区和产氚区汇管结构如图11所示。
8结论
在工程规划设计中,随着计算机的广泛应用,多以长系列法进行兴利调节计算,但有时或因工作周期短,或因进行多方案比较,中小设计流域可能还受资料条件的限制等,典型年法还是有其独到的作用。在供水水库的兴利调节计算和水电站的水能计算中,由于供水过程是较为均匀的,典型年法和长系列法的成果较为接近,而对灌溉水库来说,由于其需水过程是不均匀的,有其相对的需水高峰,因此,选择不同的典型年份求得的灌溉库容与长系列成果可能差异较大。本文以贵州省遵义县水泊渡水库为例,说明典型年选择中应注意的问题。
2工程概况
遵义县水泊渡水库地处贵州省的北部,位于乌江的二级支流上,工程坝址以上集水面积241km2。流域多年平均降水量1040mm,多年平均径流量1.13亿m3,是一座以灌溉为主兼顾供水的中型水库,总库容6550万m3,设计灌溉面积11646.5hm2,城镇日供水4万t。灌区位于遵义县南部,是贵州的粮食主产区之一,作物组成以水稻为主,兼有小麦、油菜、玉米、茶园等粮食和经济作物,复种指数1.8~2.0,灌区多年平均干旱指数0.75,为一般干旱区,以夏旱为主,特别是伏旱影响最大。变化规律为三年一小旱,五年一中旱,十年一大旱。
流域属无资料地区,其径流计算以邻近的湘江站为参证站,采用水文比拟法结合降水修正来推求,用水过程则根据历年各种作物的设计节水灌溉定额推求。在所选用的1971~1996年资料系列中,丰平枯年份分别占9年、8年、9年,且包含了1975、1986、1993年等中等干旱年及1972、1981、1990年等大旱年,以及1977、1991年等丰水年,因此,其来、用水过程代表性较好,这为以下的分析研究打下了坚实基础。水库P=75%设计年来水量8840万m3,P=85%设计年来水量7800万m3。
3典型年比较
根据规范要求,该灌区位于南方多雨区,作物以水稻为主,其设计保证率的范围为75%~95%,本文主要针对P=75%和P=85%进行分析;调节性能的研究范围为不完全年调节至完全多年调节。灌区作物以种植中稻为主,并且以中稻的需水量为最大,其灌溉期为5~8月。根据湘江水文站水文年及(5~8)月平均流量系列,/%P=75%典型年选择1975、1979、1980、1993年进行比较,P=85%典型年选择1972、1981、1986、1990年进行比较,各典型年的年及(5~8)月平均流量和经验频率见表1、表2。
表1P=75%典型年比较表
ComparisonoftherunofffortypicalyearswithP=75%
--------------------------------------------------------------------------------
年径流
(5~8月)径流
年份
--------------------------------------------------------------------------------
Q(m3/s)
P(%)
Q(m3/s)
P(%)
--------------------------------------------------------------------------------
1975
7.41
74.07
12.4
62.96
1979
6.68
85.19
11.1
70.37
1980
7.65
66.67
10.4
77.78
1993
7.13
77.78
11.6
66.67
设计值
6.87
75.00
10.9
75.00
--------------------------------------------------------------------------------
表2P=85%典型年比较表
ComparisonoftherunofffortypicalyearswithP=85%
--------------------------------------------------------------------------------
年径流
(5~8月)径流
年份
--------------------------------------------------------------------------------
Q(m3/s)
P(%)
Q(m3/s)
P(%)
--------------------------------------------------------------------------------
1972
6.98
81.48
8.38
88.89
1981
5.17
92.59
8.13
92.59
1986
5.50
88.89
10.4
81.48
1990
4.03
96.30
5.83
96.30
设计值
6.09
85.00
9.14
85.00
--------------------------------------------------------------------------------
由表可见,对P=75%来说,1979年全年及(5~8)月实测流量与设计值最为接近,其它年份来水均比设计值丰沛;而对P=85%来说,1981、1990年的经验频率均高于设计频率,实测流量均小于设计值,1972、1986年的经验频率和实测流量与设计值相近,另外,1990年干旱是建国以来最严重的干旱,其重现期为50年一遇,1972年干旱排第二位。单从年和(5~8)月平均流量来说,P=75%典型年份选择1979年较好,P=85%典型年份选择1972年较好。
典型年年内径流分配过程以湘江水文站实测径流过程进行同频率修正,用水典型按长系列用水量进行选定,灌区P=75%年用水量6060万m3,P=85%年用水量6540万m3。为进行不同调节性能的比较,假定不同的年用水量放大系数(即表3、表4中的K),求得各个用水量相应的用水过程,进行长系列和典型年法兴利调节计算,长系列法求得的库容作为设计库容,成果见表3、表4。从表中可见:
(1)在P=75%的4个典型年中,以1975年为典型求得的库容与设计值最为接近,而以最理想的1979年为典型求得的库容为最小。各典型年年库容与设计库容的比值,最大为1.42倍,最婿为0.36倍。
(2)在P=85%的4个典型年中,以干旱最严重的1990年为典型求得的库容与设计值最为接近,而以比较干旱的1972年为典型求得的库容为最大,其它年份的库容均小于设计值,特别是年及(5~8)月平均流量的经验频率均达92.6%的1981年为典型求得的库容远小于设计值。各典型年年库容与设计库容的比值,最大为1.41倍,最婿为0.13倍。
表3P=75%不同典型年的年库容比较及年内亏水折算系数成果表
Comparisonofyearlystoragecapacityofeverytypicalyearand
conversioncoefficientofyearlydeficientwaterwithP=75%
--------------------------------------------------------------------------------
项目
K=0.54
K=1.00
K=1.08
K=1.28
K=1.46
K=1.58
K=1.67
K=1.76
--------------------------------------------------------------------------------
1975年
652
1599
1813
2376
2973
3452
3835
4176
1979年
240
821
936
1544
2320
2859
3293
3679
V年(万m3)
1980年
186
868
1029
1663
2439
2979
3413
3798
1993年
616
2037
2277
2915
3456
3832
4135
4403
--------------------------------------------------------------------------------
长系列V兴(万m3)
520
1435
1733
2434
3137
3788
4244
4635
--------------------------------------------------------------------------------
年内
亏水量
313
1107
1730
2288
亏水
库容折算系数
0.524
0.304
0.237
0.201
--------------------------------------------------------------------------------
调节性能
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
完全
年调节
年调节
年调节
年调节
多年调节
多年调节
多年调节
多年调节
--------------------------------------------------------------------------------
那么为什么不同的典型年求得的库容差异如此之大,而且与典型年选择的结论完全相悖呢?可以从历年的径流过程及灌区干旱特性来分析原因。虽然各个典型年的全年和(5~8)月的平均流量和经验频率与设计值较为接近,但其分配过程各异,因此,求得的库容千差万别。各典型年5~8月逐旬平均流量过程线见图1。图中可见:
表4P=85%不同典型年的年库容比较及年内亏水折算系数成果表
Comparisonofyearlystoragecapacityofeverytypicalyearandconversion
coefficientofyearlydeficientwaterwithP=85%
--------------------------------------------------------------------------------
项目
K=0.50
K=1.00
K=1.19
K=1.35
K=1.46
K=1.55
K=1.63
--------------------------------------------------------------------------------
V年(万m3)
1972年
877
2771
3498
4114
4542
4905
5231
1981年
86.6
1029
1993
2783
3332
3797
4214
1986年
443
954
1924
2714
3263
3728
4145
1990年
737
2040
2538
2959
3454
3919
4336
--------------------------------------------------------------------------------
长系列V兴(万m3)
646
1967
2731
3573
4336
5346
6473
--------------------------------------------------------------------------------
年内
亏水量
271
1389
2180
2877
3508
亏水
库容折算系数
0.714
0.443
0.404
0.496
0.609
--------------------------------------------------------------------------------
调节性能
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
不完全
完全
年调节
年调节
多年调节
多年调节
多年调节
多年调节
多年调节
--------------------------------------------------------------------------------
(1)P=75%:1975年属中等干旱年,6~8月较干旱;而1979年用水关键时期7~8月来水均匀;1980年干旱月份较少,6、7月份来水较丰沛;1993年径流分配过程较恶劣,5~7月来水较枯,其年库容为最大。因此,P=75%典型年选择1975年为宜。
(2)P=85%:1990年伏旱自7月份持续到8月底;而1972年的径流分配过程相当恶劣,5月下旬的径流量占(5~8)月径流总量的40%以上;1981年的来水丰枯交替出现,径流分配过程则较为均匀;1986年虽5月和8月来水较少,但5月份的用水也少。因此,P=85%典型年选择1990年为宜。
图1各典型年5~8月逐旬平均流量及均值过程线
Thetendaymeanflowdischargeanditsaveragevalueintheperiod
fromMaytoAugustineverytypicalyear
总之,由于典型年法要进行同频率修正,移用的是其径流分配率,因此,在选择典型年时,除了注意年、灌溉期实测流量和经验频率与设计值相近外,还应注意径流过程的代表性及灌区的干旱特性,可选择多个典型年分析、比较,以期选择最合适的典型年份,既经济又合理地确定水库规模。
4典型年法年内亏水的处理方法
当水库调节性能高于完全年调节时,当年来水不能满足需求,需进行多年调节。一般认为,水库的兴利库容由年库容和多年库容所组成。年库容由所选典型年推求;多年库容拦蓄丰水年的多余水量以补充枯水年的年水量的不足,多年库容一般用线解图法推求,这里提出一种较为简便的方法,就是将年内亏水按系数折算到兴利库容中。对于供水水库,年内亏水可全部作为兴利库容;对灌溉水库而言,因其用水过程不均匀,有相对集中的灌溉季节,水库可进行多回运用,因此不可能将年内亏水100%地计入库容,根据分析,从表3、表4可以看出,设计保证率愈高,年内亏水折算系数愈大,P=75%为0.20~0.50,P=85%为0.40~0.60;对于同一保证率来讲,以刚刚跨入多年调节时为最大。在省内其它地区,当流域的径流特性和灌区的作物组成、灌溉制度、复种指数等差别不大时,也可能存在着上述的变化规律。
另外,在现场踏勘或成果框算时,如果已知每亩田所需的灌溉库容,就能较快知道设计灌面所需的灌溉库容,从而确定水库的大致规模。对本灌区而言,P=75%时,完全年调节到完全多年调节每亩田所需的灌溉库容为190~240m3;P=85%时,则为210~360m3。当灌区的干旱特性及流域径流特性基本一致时,每亩田所需的灌溉库容相差不大。如:黔东灌区的道塘水库,P=85%每亩田所需的灌溉库容为220m3;独山南部灌区的谭尧水库,P=75%每亩田所需的灌溉库容为183m3(两库均属完全年调节性能)。
5几点结论
1.在灌溉水库的径流典型年选择中除了要求年、灌溉期径流实测值及经验频率与设计值相近外,同时径流的分配过程也要与设计保证率相匹配,可结合灌区的干旱特性选择多个典型年份进行分析、比较,以合理、准确地确定工程规模。
1.1线条训练
线条是造型的基础,物体的骨架,其好坏决定了型的成败。应每日加强各个方向直线,任意弧度曲线,同心、偏心、透视圆的练习,并在此基础上进入透视直线,曲线及圆的练习,因为未来造型时几乎全部是透视线条。练习初期应养成线条拖拉快,线条不互相交错或上下重叠的习惯。
1.2真实世界的产品光影及透视
尽管我们身处在现实世界里,但却忽视了身边物体的光影,以至于学生无法建立起物体的体量关系,从而无法真实地反映现实物体,结果也就没有物体的感觉。课程进行到这里再追究前导课程素描是否学得到位已无实在意义。关键是如何弥补:利用身边已经坏掉的数码产品,将其置于一个光源下,认真观察各个面、边缘光影及产生的透视,并将其用素描的光影表现出来,然后拆解各个零部件,观察各个零部件的大小、材料、工艺及连接方式,再将其以爆炸图的形式排列,同样进行绘画。反复进行加强训练,以加强学生对现实物体的感知。
2讲步骤
2.1构思图
构思图就是体现设计思维过程的一种方法与形式。从根本上说,构思图可能并不是图画,而是对设计题目思考过程中随手记录下的一些文字片段,帮助我们记录思考内容、完善逻辑思想、激发设计灵感。当这些文字通过一定的手法被适当美化后,就变成了具有设计感的图画,即构思图。构思图的形式多种多样,树形图、发散图、网状图、漫画等都可作为构思图的形式。
2.2设计雏形图
确定了设计方向后就进入了实际设计阶段。设计雏形图通过简练的线条或几何形体快速提炼所思考产品的造型,勾画大概结构形体,具有较强的随机性和随意性。设计雏形图是设计概念直观而感性的表达,较少经过理性思考,能够提供灵感以深入设计。
2.3设计草图
设计草图介于设计雏形图和效果图之间,是在确定产品大体造型后对设计雏形图的进一步深入表达。设计草图的复杂与精细程度要比雏形图高,也更为严谨。同时草图也应考虑产品的结构、细节等诸多方面,提出不同的设计方案,可以着淡彩加强草图效果。
2.4设计效果图
设计效果图是产品手绘中绘制精细程度最高、最能够表现产品效果的图,是一幅画面的主要部分。设计效果图在草图基础上继续深入刻画,特别注意表现产品的细节、结构、材料等。效果图要严谨、规整,避免出现模棱两可或表达模糊不清的情况。这就要求在画效果图前要通过草图等方式对产品的每个细节都考虑周到,然后再动笔,做到胸有成竹。效果图着色要细致、精美,表现出恰当的光影效果。在着色完成后要对效果图进行强调结构线、描边、提亮高光、加强阴影等处理,进一步完善细节,使效果图更加丰满、生动、立体。
2.5设计说明
设计说明是对产品补充以说明性文字,对一些难以通过图示表现的内容进行补充说明,通常可以包括的内容有产品设计理念、创意来源、使用方法、材料、适用人群、设计点等。设计说明的文字可为成段落、成块状的形式,也可以配合箭头用简练的词语在产品的细节处解释说明。
2.6情景图
情景图可看作特殊的设计说明,是对产品应用过程细节的描述,能够表达出文字所不能的很微妙的使用情况。情景图绘制应清淡、透气、活泼,着淡彩色,常采用彩铅或很淡的马克笔。情景图数量不宜过多,3个以下最佳。情景图经常会使用到人物躯体、手部等来表现产品使用情况,因此有必要学习一些简单有效的人物绘制方法。
2.7设计三视图
三视图是能够正确反映物体长、宽、高尺寸的正投影工程图,分为主视图、俯视图、左视图三个基本视图。这是工程界一种对物体几何形状约定俗成的抽象表达方式。产品手绘中的三视图一方面要严格按照机械制图的要求绘制,尺规作图;另一方面,产品手绘的三视图不必绘制得过于复杂,表现出产品的主要轮廓线和结构线即可。三视图可以根据画面情况上着淡彩色,适合布置在画面角落的位置。
3求效果
3.1色彩
产品的色彩需要通过效果图来展示,但效果图所传达的颜色并不完全等同于实际产品的真正颜色,更多的是一种设计性的、概念上的传达与展示。以马克笔为例,效果图的着色有几个原则:(1)效果图应同时具备黑白灰的无彩色和有彩色。无彩色能够突出表现光影、稳定画面;有彩色可以提亮产品效果,增强产品表现力。二者之间配合能够使画面沉稳,同时凸显有彩色,使整幅画面明快,易于引起观赏者兴趣。有彩色和无彩色的比例以3:7或4:6最佳,着重表现产品色彩效果时比例可以对调,但尽量避免5:5的情况出现,这样易使产品显得呆板。一种颜色的着色区域尽量集中且成块状,若色块过于分散、面积较小或成条状就无法良好地体现产品颜色效果,给人凌乱、破碎的感觉。(2)主体有彩色,色系尽量单一。通常情况下一个效果图内主体采用同一色系的有彩色,可在按钮等细节处采用第二种色系的颜色加以点缀,但数量和面积都不易过大。主体有彩色的单一使用能够避免大红大绿同时出现在一个效果图中给人艳俗、杂乱感觉的情况出现。(3)注意色彩的过渡效果。过渡是马克笔着色时一个重要的原则和方法。通过同一色系邻近色的配合使用,无论是有彩色还是无彩色都能表现出细腻的过渡效果。黑白灰的过渡能够细致表达产品光影效果,有彩色的过渡可以生动表现产品的色彩状况。过渡增强了效果图的设计感、细腻感和柔和性。着色时应由浅及深,层层叠加着色,注意浅色层的保留。(4)光影效果要一致。对于整体,一整幅画面的光影效果要一致;对于局部,一个效果图上产品的各个部位光影要一致。这要求在着色前理清光影关系,确定暗部和两部,注意留白,可在画线稿时通过排线确定暗部范围,便于着色。
3.2材质
表达材质是效果图绘制的更高水平的体现,需要在颜色、线条、纹理、高光和辅助装饰上共同配合才能生动表现产品材质,具有一定难度。若无能力一些特殊的材质可不刻意表达,转而通过文字解释说明。现对几种常见产品材质的画法作简要说明:(1)塑料。塑料是目前产品中最为常见的材质,画法也较为简单,按照一般马克笔着色的方法即可。通常情况下尽量避免出现黑白灰等无彩色的塑料,多用有彩色的塑料,易于表现。(2)金属。表达金属材质常采用冷灰色系的马克笔,单一地使用无彩色铺出过渡效果,笔法上采用常规着色方法。注意金属的高光较为强烈,着色时注意留白,后期可用高光笔加强高光表现。金属材质着色时要特别注意光影关系,清楚区分表达出亮部、暗部与反光。若金属表面覆有涂层,应按照塑料画法来表达。(3)木质。木材常选用深黄色或暖灰的色系,颜色层次上单一,常采用浅色平铺、深色表达暗部。木质留白较少,后期可用高光笔、色粉来表现高光。木质的表现笔法上较为柔和、慢速,不表现清晰的笔触。后期需要用速写笔在着色区域绘制木纹,体现纹理效果。木纹绘制的方向应与材料最长边的方向一致,且符合透视。(4)玻璃。玻璃的手绘表达没有金属、塑料、木材那样具有很强的表现效果。相反,玻璃材质往往占据较大的空间且表现力弱,给画面空洞的感觉,因此在产品材质中尽量少用或不用玻璃材质。表现玻璃常用几种特定颜色的马克笔,多为非常淡的蓝绿色,且着色面积比例较小,大面积留白。若效果图中玻璃材质的后方还有别的材质,考虑到玻璃透明的特性也需要表达。透过玻璃的材质绘制时在原有的基础上选择邻近色中更浅的颜色,着色面积不宜过大且不要与表现玻璃的笔触重叠,常作溜边处理即可。玻璃材质也可在着色完成后用高光笔、色粉等来加强高光的表现。(5)织物、橡胶、石材等。这几类材质的表达与前者区别较大。线条上较为柔和、随意,具有一定的不确定性。但这并不代表着绘制这些材质的线条时故意矫揉造作、画得歪歪扭扭,而是一种严谨但较为轻松随意的线条,流畅程度上不及硬质的工业产品。常采用暖灰色系的马克笔,常规方法着色,注意画出褶皱感且留白较少。在完成着色后需要绘制一些装饰性的线条来突出材质效果:织物需画出缝纫线和褶皱线,石材需画出石纹等。
3.3细节
作者:王漪
摘要:随着我国国力的增强,医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展,作为我们医疗工程设计人员,要不断了解学习最新的医疗设备,学习了解国内外的新规范。关键字:医院电气设计电气安全供电负荷
1医院的分类及规模版权所有
根据我国医院建设的规划,综合医院按床位可分为300、400、500、600、800及1000床。
按照医院等级可分为三、二、一级医院,目前经常涉及的一般为二级以上的医院。
在这些范围内的医院就用电负荷而言,有一类负荷,还有部分二类负荷及三类负荷。
医院按照功能划分,一般分为门诊部、医技部、护理部、行政部、后勤部等。目前综合性医院的布局有分散式、集中式和半集中式。目前建筑设计中考虑节能及使用便利,多采用半集中式。
2医院负荷分析
2.1医院负荷计算
按照目前调研的医院负荷情况,医院的用电负荷比例仍然以空调照明为主体,医疗设备用电所占比例很小,这也许与我国目前的医疗设备的水平有关。根据日本有关资料,80年代的医院变压器安装容量为250~300va/m2,当然日本等国的用电负荷计算与变压器的安装容量与我国差别很大,总体变压器容量较我国大很多。但这其中医疗设备用电占50%。而我国目前医疗设备用电总体占不到20%。因此目前我国的医院设计的用电负荷总体上仍然是以空调照明为主要负荷。其中空调电制冷的45%~55%,照明30%,动力包括医疗用地15%~25%。
根据近10年来完成的医院工程的运行情况可以得出如下结论,我国医院的用电负荷标准与商业写字楼相比是较低的。综合医院护理单元照度需求较低
由以上数据可以看出,医院虽然为功能性民用建筑,用电设备较多,但它总体照明的标准比起商业楼、写字楼要低。从用电负荷计算的角度而言并不高,按照北京市供电规划8va/m2,即可满足要求。医院变压器安装指标并不是很高,一般在65~75va/m2之间,分析原因如下:
真正意义上的医疗用电负荷并不多,且大型设备的需要系数较低。
综合医院护理单元的面积所占比例较大,此部分用电量较低。
医院目前的运行状况,全日制的门诊医技面积不大,白天空调等用电高峰时照明需求较小。
2.2医院的负荷性质及负荷类型
医院供电系统应遵循国内供电规范,并参考国际iec相关标准进行设计,按照我国现行医院等级和标准地区医院及二类医院的供电等级为一级或二级负荷。因此电源一般采用两路10kv供电。根据医院的规模可分为如下几类系统形式;
1采用两路10kv电缆专用供电、自备柴油发电机,重要设备末端采用ups供电。此类系统适用于特级及三甲级医院。
2采用两路10kv电缆专线供电,重要设备末端采用ups供电。此类系统适用于三甲级医院。
3采用两路10kv供电或一路10kv专线供电,一路低压供电,此类系统适用于二甲级医院。
4一路10kv供电,重要设备末端采用ups供电,仅用于一级医院。
根据医疗建筑用电负荷的特殊性并考虑到医院的可持续发展,低压系统建议采用如下形式:
电压波动大的空调及动力负荷为一个低压系统,如空调采用专用变压器供电;
电压波动小的照明及一般医疗用电插座负荷为一个低压系统;
电压要求高且自身压降大,医用数字检影成像系统设备,单独采用一台变压器。对于电网电压变化较大的系统,建议采用有载调压变压器。
按照iec标准,医院各部位的供电等级,接地方式见表2。
2.3应急电源系统
医院存在着大量的一级、二级用电负荷,应急电源系统一般采用柴油发电机系统、ups系统。柴油发电机容量一般为变压器总安装容量的15%~20%。而重要设备则采用ups系统。
3低压配电系统
医院用电负荷一般分成照明系统、医疗动力插座系统、空调系统新风机、空调机、风机盘管,应急照明系统等。
大型、重要性设备由配电变电所放射式供电,一类负荷均为双路供电末端自投。冷水相组、真空吸引、x光机、ct机、mri机、dsa机、ect机等设备主机、烧伤病房、血透中心、中心手术部的电力及照明、ct机、mri机、dsa机、ect机的空调电源、电梯及屋顶排风机、洗衣房及营养部的动力也分别由变电所低压屏放射式供电。
树干式供电由变电所将各类电源分别引至各竖井,通过母线输至各层。各竖井内分别设有照明、配电、空调及应急照明配电箱。配电、照明分别放射至各科室的配电、照明配电箱,各科室的计量表设在竖井配电箱内,空调配电箱配电至末竖井区域内的普通空调机及风机盘管。应急照明配电箱由双路电源供电并自动切换,供各应急照明灯及防火卷帘门,排烟风机的用电。
医技检验科、血液透析室等处的仪器对电源要求较高,部分电源通过稳压器后备ups供电。
4数字检影成像设备的配电要求及内阻计算
数字检影成像设备是医院的重要设备,现代医院数字检影设备的种类很多,目前比较常见的有:x光透视机、x光摄影机、x光治疗机、x光造影机包括x光介入机、心血管造影机dsa、计算机断层扫描机ct机、同位素断层扫描机ect、磁共振机mri以及x刀、γ刀、直线加速器等设备。根据设备的不同用途、设备的工作制分为长期工作制、短时反复工作制。各种设备工作制见表3。
目前,许多x光机同时具有摄影、造影、透视、治疗等多种功能。
4.1数字检影设备供配电系统
数字检影设备工作原理各有不同,但统一的一点是对电源的要求较高。由于数字检影设备的以上特性,如果医院有一定规模,此类设备应由专用变压器供电。设备球管电流在400ma以上的设备应采用放射式供电。
心血管造影机、磁共振机、同位素断层扫描机ct机、大型介入机等设备的主机电源一般需要双路供电。且有些设备本身需要冷却,设备有冷水机组,此部分的电源与主电源同样重要。主电源进一步分成高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源及插座电源。此类设备的布置一般为扫描室、控制室两部分。系统的电源一般送至控制室。大型设备还专门有电源室配电室。
心血管造影机房的高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源采用一般配电方式,其插座电源与胸腔手术室的要求相似:病人可能接触用电设备采用it系统及局部等电位接地,电位差小于50mv。设备厂家对于电源的要求引出了电源内阻这一技术指标。设备对电源电压的要求越高,电源内阻越小。
4.2用电负荷计算
x射线机瞬时最大用电负荷一般由设备厂家提供,如未提供也可根据如下公式计算:
sm=1/k×1/f×esf×10-3
sj=a×ssm/η
4.3电源变压器容量的确定
1单台设备的计算负荷。
2二项式法计算多台设备计算负荷。
多数数字检影设备是短时反复工作制,因此,进行负荷计算时可以采用较小的需要系数,根据目前一些医院的实际运行结果表明,4台设备同时曝光的可能性很低,日本有关资料也表明,选择电源变压器时,4台以下的设备可以按1台容量进行考虑。10~15台设备的场所采用防止同时曝光设备可共用1台变压器。
4.4保护设备的选择
数字检影设备瞬时电流很大,保护设备宜用熔断器。目前多数设备的技术要求中已对保护设备提出具体要求。
4.5配电线路导线截面的确定
数字检影设备的配电线路导线截面要满足设备的内阻及压降的要求。
电源变压器内部电阻:rt
电源变压器额定容量:ptkva
电源变压器相数:三相
电源变压器电压变动率:ε%
额定二次电压:vtv
1计算变压器内部电阻rt
rt=2×ε×0.01×vt2/pt×103ω
计算干线电阻r1ω:
考虑到低压开关的电阻及其它接触电阻,电源变压器和电源变压器二次侧的干线电阻为总电源电阻的80%。
r1=80%rg-rtω
最大允许内阻:rgω
计算干线截面:amm:
单相设备a=2×p×l/r1mm
三相设备a=p×l/r1mm
由上可见,要满足设备内阻要求,实际就是要满足设备的电源电压要求。它受来自变压器阻抗、变压器至设备的配线长度、配线截面三个方面的因素的影响。
在系统设备时,应尽量减小变压器阻抗、减小变压器至设备的距离、在满足电源内阻的条件下、减少配线电缆截面,以节约投资。
5医院的电气安全及电力系统保护方式
医院电气安全是医院电气设计的一个重要环节。涉及到的电力系统的保护方式有接地保护tn-s系统、局部中性线不接地系统it系统、医用局部等电位接地电位差小于10mv、建筑物总等电位及卫生间局部等电位接地、漏电保护lm=30ma。
一般场所的移动式设备均采用了漏电断路器进行保护。冶疗室、功能检查室、手术室、抢救室、心血管造影室dsa、卫生间浴室均设置了局部等电位连接。中心手术室的配电系统为保证病人的安全采用了it系统。
医院接地问题,是一个较为敏感的问题,它涉及到病人的安全,设备正常运行等。按照我国现行各类规范中医院设计的规定,我院目前设计采用的是防雷接地、电力系统接地、设备保护接地公用接地系统。目前各医院及设备厂家经常提出医疗设备、医用等电位接地要单独设置接地极,且要求与防雷接地、保护接地绝缘。实践证明,由于场地的原因,这些单独接地极不可能完全与建筑物的金属大地绝缘,而一旦绝缘遭到破坏,医用等电位接地与电力系统的保护接地则可能不是一个等电位,此时,在患者的周围如果存在这样两个电位,将产生触电的危险。
电气设备对病人的影响,即电击。电击包括宏电击和微电击。防止宏电击可以采用接地线及漏电保护器来完成。而引起微电击的主要因素是电子仪器的泄漏电流及病人所处的环境非等电位。因此减少泄漏电流及局部等电位,是在保证电子仪器cf型绝缘的条件下的克服微电击的重要手段。
减少泄漏电流的方式是将电源进行隔离。通过隔离变压器,二次侧两相导线对地高阻抗,减小了系统的泄漏电流。当泄漏电流在0.7ma~2ma范围内设绝缘监视报警。以上系统称之为局部it系统。采用局部it系统辅以局部等电位连接,就可以保证防止心脏手术及检查中的微电击。目前,我院地本工程中对需要仪器进入心脏区域的局部地区,如心脏手术室、icu等处配置了上述系统。以上配电方式也是国际电工委员会iec所倡导的。电子仪器的接地宜采用共用一点接地。基于目前电子仪器的频率较高,要求地线短而粗,地线过长反而成为干扰源。
目前我国与国际上防雷接地的规范是除爆炸危险场所外均为利用建筑物金属体作为防雷、接地体,因此建筑物内的所有金属体如钢筋等不可避免的与防雷系统为一体。而作为病人周围的金属体如水管、金属门窗等均与建筑物金属体连接。为保证病人的安全,也要求设备仪器等的保护接地与病人周围的金属体局部等电位。因此防雷接地、设备的保护接地是不能分开设置的,否则病人反而会因接触到不同电位而有触电的危险。因此,此类与人体有接触的医疗设备是不能单独接地的。
医院目前有着越来越多的先进仪器和设备,多数归结为敏感电子设备。而雷电对敏感电子设备的影响,可通过设置spd加以保护。对于有大电流接地的医疗设备的接地,应避免接地线过长,宜采用就地接地,因采用局部等电位接地,周围的病人也是相对安全的。
对于电磁干扰的问题,为减少电磁干扰的感应效应,我院采用了如下措施:
1建筑物及房间外部设置屏蔽,如建筑中含金属的墙、柱均可以作为格栅屏蔽分流,将建筑物金属等电位连接。
2电气线路采用穿金属管,减少干扰。
关于雷电对病人的影响,由于雷电的陡度大,散流快,建筑中含金属的墙、柱均可以作为格珊屏蔽分流,且病人周围采取了等电位的措施。因此在屏蔽范围内雷电病人是安全的。在手术部等设备进入病人体内的部位均位于建筑物内部,没有外墙,因此病人是很安全的。
我们认为在医疗工程中防雷接地、电力系统接地、设备保护接地采用公用接地系统是可能的,也是必须的。只有完善好这一方法,病人的安全才能得到保证。我院在近几年的医院工程设计中均采用了上述接地方式,实践证明也是很有效果的。该做法不仅节约了大量投资,而且真正实现了病人的电气安全。数字检影等设备投入使用的后,图像清晰,运行良好。
在国内,推行iec关于医疗场所局部it系统的设计思想也是为进一步保证病人的安全。由于没有相应的强制规范及投资等方面的原因,这一设计思路在设计中很难得到充分的体现。目前仅在与心脏介入相关的场所设置了it系统,而在iec推荐标准中目前要求多处场所设置该系统。
6手术部、icu、血透等场所的配电系统
中心手术部是医院的核心,手术部的配电采用双路电源末端切换。这包括手术室内配电及手术室洁净空调系统的配电。电源由变电所专线供电。每一间手术室应单独设置配电箱,按照新的《医院洁净手术部建设标准》中的规定,容量不能小于8kva。每间手术室的电源进线是否采用三相进线。主要根据布局及医院的具体要求进行。目前部分手术室内设置的高低温冷柜等三相设备,电源三相引起的情况越来越多。作为与病人接触的电源部分,应尽量考虑单相供电。每间手术室考虑3~4个插座组,其中一组在综合医疗柱上,每组插座组3~4组插座及2~3组接地端子。手术室内设置观片灯、书写板照明、接地中心可设置在配电箱内。配电箱可与手术室内的控制面板结合。控制面板上有各类气体出口、时钟及定时钟、实施空调检测及控制、照明控制、废气检测及排放。
心血管造影室除数字成像系统采用专门配电外,室内设置要求与心脏手术室相同。
目前国内心脏手术室、icu、心血管造影、抢救室、血液透析等采用局部it系统。iec标准强烈要求it系统不配出n线,目前病人接触的用电设备均为单相设备,通过隔离变压器配出的it系统均为单相。
it系统应注意如下问题:版权所有
必须设置绝缘监视装置;
尽量减少系统容量,减小系统线路的长度;
增加线路的绝缘等级;
辅助以局部等电位接地,等电位干线保证在16mm2,支线在6mm2以上;
配电线路采用穿钢管敷设,减少干扰;
变压器二次出线采用双极保护开关。
7照明设计
由于经济发展水平的差异,我国与国外发达国家的医院照度标准相差甚远,发达国家的照度标准约是我国现行标准的5~10倍。目前完成的各医院工程的照度水平在我国现行标准的基础均有所提高,如一般环境为150lx、诊室等为200lx、医技科室300~500lx、病房100lx。实施后效果良好,体现了现代化医院的良好形象。设计中应注意医疗功能性用房照明的特殊要求。
诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处采用高显色荧光灯,以便于观察病人的情况。色温在3500k左右,病房、急诊观察室、治疗室等处的顶灯采用漫反射型灯具,以减少眩光。在病房建议用间接照明,手术室、手术部清洁走廊、传染科、污物、污洗等处与业主结合确定是否设置紫外线灯。
对特殊场所的照明采取了不同方式:磁共振扫描室、理疗室、脑血流图室等需要电磁屏蔽的地方,灯具采用了直流电源;测听室的照明采用白炽灯;眼科暗室采用可调光的白炽灯。
8其他
医院发展快,变化多,在设计中我们将配电箱设置在夹墙内,此方式配合吊顶线槽配电,使系统更加灵活,方便日后用电的发展需要。在检验科、中心实验室等用房设置了沿墙附设的电气配电槽,并将电源断路器设置其上,以适应实验室用电设备多,用电变化多的需求。
在病房设置综合医疗槽、槽内设置插座组,接地端子,局部照明等,并在床头方向距地0.3m处加设一组电源插座,方便电动床等固定设备的使用。
随着我国国力的增强,医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展,作为我们医疗工程设计人员,要不断了解学习最新的医疗设备,学习了解国内外的新规范。工作的重点应在如下几点:
全面协调原则:根据周围环境特征、城市现状和上位规划的要求,结合九曲村的本底情况、政府与企业诉求和村民意愿,确定主要性质和规模,统一规划、统一布局、分阶段实施,共同形成九曲村的开放空间体系。尊重历史、尊重村民的原则:尊重村民和使用者生活和行为的普遍规律,满足行为感受和精神需求,将服务和有益于“人”的健康舒适作为规划设计的根本,力求创造“美丽九曲、幸福生活”的情景交融的温情空间。文化传承原则:保留历史古建记忆,延续水乡传统文化;挖掘地方乡素,打造本土文化活动;远期引入现代时尚文化,实现新旧结合。特色放大原则:突出九曲水乡的人文特性和历史特性,强化符合水乡三大特色的文化传递功能。运用雕塑、装饰等手法,增强区域的凝聚力和旅游的吸引力。经济效益原则:以创造经济效益和社会效益为主要目的,低成本投入,集中合理的保护修缮高效使用的活动空间,丰富业态,远期达到综合性和多样性衍生,形成区域的特色内聚力与外引力。
2规划策略
为实现以上三大目标,规划提出“尊重、放大、引入、建立”四个行动策略。最大限度的尊重和保留村庄的乡土风貌和水乡风情,延续传统水乡文化,采用经济适用、以人为本和低冲击的环境改造的原则,加强环境综合整治,保持村庄的干净整洁。完善配套设施,建设慢行交通体系,适量限制机动交通进入村庄,合理规划停车设施和公交设施,建议设立专项管理部门进行管理。放大本村的特色资源要素,例如:水系、植被、埠头、建筑(阳台和金色屋顶),不对要素做大的改动,通过适度的现代处理手法和软装饰艺术的方式增加景观的趣味性。利用区位优势和本村水乡特色,分阶段的引入业态,发展商业,如特色小吃街、精品酒店、观光农业园、创意产业及其他特色休闲消费类型,活跃经济,形成本区域的休闲商业模式。建立九曲村特色品牌体系,积极打造村庄公共活动节点和建筑室内外空间,形成具有特色的、体验性强的休闲互动场所。进一步整合资源优势,形成集吃、住、玩、娱、购于一体的九曲村服务综合体系。开发模式政府主导,加大政企合作、市场引导的手段,对村民物业利用方向的提出调整建议,转变部分土地职能,同时积极鼓励村民投资参与,根据市场经济发展规律进行引导开发。
3分级制定的改造策略
根据九曲村发展现状、用地性质、上层次规划、周边用地功能和多方诉求,确定其主要性质和规模,统一规划、统一布局、分三期实施。一期以环境整治为主,保护开发为辅,确保环境整治有序的进行,给村民提供一个最佳的生产生活环境。归纳为“完全保留、局部装饰、整体改造”三个层级,尽量按照原来的式样、颜色、材料进行修复开发,保护、还原长期形成的原生水乡环境。二期以完善配套设施为主,引入部分业态为辅,整旧如故,以存其真,针对“配套设施、开放空间、文化符号”三大关键要素提出“六、七、三”系统改造工程。具体做法是“拆、迁、修、补、饰”,即拆除不协调建筑,搬迁造成污染的工厂,用旧材料和传统工艺修缮破损的老街、旧屋、桥梁等,恢复或补建部分旧建筑,市政管线尽量地埋铺设,空调等设施全部遮掩。同时建立古建、古树保护体系,引入滨水商业休闲、传统埔坊、精品酒店、特色接待、标志建筑、创意工坊、特色老建筑体验等业态,形成古镇旅游品牌体系。三期以特色提升、品牌打造为目标,注入新的功能到古村落中,全面提升九曲村景观特色,导入主题式的休闲业态,利用传统村落格局和建筑肌理,融入时尚文化元素和异域文化进行业态升级。进一步整合资源优势,形成集吃、住、玩、娱、购一条龙的九曲服务综合体系,通过建立九曲村的品牌效益,促进当地经济的快速发展。经济发展增加村民收益,解决就业问题,使人口回流。
4切实可行的实施建议
4.1特色活动实施建议
为丰富游客、村民和设计师的日常生活,规划结合各类文化活动场所和慢行交通设计“文化活动链”,建立特色活动体验体系。主要活动有:时尚文化活动——艺术展览节、创意交流沙龙、采摘节;传统文化活动——粤剧大赛、龙舟赛、九曲棕子节;宗教文化活动——妈祖祭奠活动、地母祭奠活动;日常生活文化——篮球赛、舞蹈赛。
4.2重点项目实施建议
4.2.1天后宫宗祠文化区
对现存的文物古祠进行保护,结合周围的古木和现存的宗祠文化活动,整合利用周围环境,建设富有鲜明宗祠文化特色的区域空间。采取政府引导,政企合作,承包给开发商管理的模式,按照中式宗教建筑的典型形制,结合修缮场地、扩建天后宫、保护现状古树、结合滨水环境创造滨水视线景观和亲水活动空间、完善设施、引入各类活动(捐赠仪式、重要法式、许愿、斋饭节等)。
4.2.2创意铺坊
利用便利的交通、老建筑的特色、规划的完善配套设施、塑造的标志性印象等几大优势,通过恢复性改造,挖掘旅游文化内涵,增进游客的体验值,保护文化遗产。政府引导,积极鼓励村民投资参与,调整旧村人口居住布局,迁出部分居民,清理河道,完善配套设施,引进大量的创意产业项目,创造具有竞争力的创意个性化的商品和服务。
5结语