时间：2023-04-20 17:59:11
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇优化设计论文，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！
在喷泉方案设计的过程中，有一条基本原则贯穿始终：结合城市的历史文化背景、经济发展状况、自然气候条件，充分表现出喷泉景观的独特艺术魅力。喷泉景观工程并不是独立存在的，而是作为整体景观的一部分出现在出现在大型广场、公园、步行街、小区花园等场合。方案设计一定要依据建设方的整体要求，重点考虑当地的环境因素、气候因素、使用场合和方式因素，进行整体的构思，设计出整套可行科学的实施方案，城市整体效果服务。因此要把准备工作做精做细，主要有以下几方面：
（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。
（4）主题特色不突出，缺乏与周围环境的整体配合。在景观总体规划的指导下，根据安装现场周围环境进行详细的规划设计，结合周围景观的特点、氛围、环境和人文因素的相互关系，确立要营造的气氛，根据特点提炼景观主题，进一步确定主要的水型表演元素，次要元素和背景元素。可以从水型高度、灯光亮度、颜色衬托等多种手段来突出主角，弱化配角，让整个喷泉看起来更加立体。
1引言
海绵城市理念在园林绿地建设中极具适用性，而园林优化设计又是打造海绵城市过程中不可或缺的重要内容。当前，园林的主要功用是观赏、休闲、娱乐，在人们日常生活中扮演着重要角色。基于海绵城市理念，对其进行优化设计，不仅能够提高水资源利用率，而且能够有效解决水污染问题，使城市空气及环境得到净化，经济效益与生态效益兼备。
2海绵城市理念、建设原则及规划目的
2.1海绵城市理念
海绵城市即充分发挥现代城市的弹性，使其对环境变化及自然灾害具备较好的应对能力。海绵城市极为舒适，呈现宜居性特征，具备较好的渗透性和净化功能。主要实现方法是充分发挥生态、自然排水系统功能，对雨水进行吸纳和缓释，有效缓解城市内涝问题，改善城市环境，解决水资源浪费问题。
2.2海绵城市建设原则
安全性原则。参考城市防洪排涝标准，进行海绵城市建设，使城市雨水控制系统更加安全、可靠，抵制自然灾害，保护人民群众的生命财产安全，保障城市供水，为人们提供一个安全的用水环境。生态性原则。生态问题是海绵城市规划及建设中考量的重要内容，将自然排水系统应用到公园、河流、绿地等海绵体中，使雨水能够自然排放和净化，对水资源进行充分利用，使其具备较强的自然修复能力。因地制宜原则。依据区域性地质情况和水文特征等，分析园林设计中的各影响因素，以对开发设施和系统等进行针对性选择。④统筹建设原则。将海绵城市理念应用到园林优化设计中，需各部门及专业共同参与及合作，该过程中要分工明确，对各项设计施工内容进行统筹安排，达到园林预期设计目标，并兼顾社会性、经济性和环保性[1]。
2.3海绵城市规划目标
首先，提高雨水利用率。以海绵城市理念为基础，对园林进行优化设计，能够对雨水资源进行合理应用，具体实现方法是集蓄和渗透，继而对地下水进行有效补充，以对径流系数进行有效控制，使排水压力得到有效缓解。与此同时，也可以通过池塘、湿地和自然水体等，对雨水进行科学调蓄和应用，使城市生态环境得到有效改善。其次，改善城市景观。在园林优化设计中应用海绵城市理念，能够对现有城市景观进行有效改善。公园、绿地等多处于生态敏感地带，其因自身独有的生态格局，极具休闲性。但是，要改变传统开发模式，既要实现自然资源保护，又要促进城市发展，依据城市水文地质及水环境特征，实现控制目标规划。与此同时，建设园林时，很容易污染水资源，需对降水径流污染进行严格控制。
3基于海绵城市理念的园林优化设计方法
3.1转变传统设计理念
城市园林设计中，设计人员很容易沿用传统设计理念，采用水泵、管渠等设计方式，园林道路面积相对较大。部分设计人员秉承末端集中排水原则，导致园林很容易在降雨天气出现雨水淤积。海绵城市更倾向于采用自然排水方式，选择下沉式绿地等影响相对较小的排水方法，注重源头分散控制。相较于传统园林设计理念，基于海绵城市理念的园林设计方式更具先进性及可行性，不仅有助于节约水资源，而且排水畅通。设计人员也要依据园林实际情况，改变传统设计理念，选择适用性较强的设计方法，以达到良好的园林设计效果，符合海绵城市建设要求。例如，园林优化设计中，可选用渗透技术，构建雨水花园、生物滞留带、渗井等，减少不必要的水资源浪费问题，确保雨水天气排水畅通；在绿地、广场等设置湿塘以及各类渗管渠等。
3.2科学选择海绵体
海绵园林的优越性主要表现在三个方面：对园林原有生态系统进行有效保护；对已破坏生态系统进行修复。低影响开发。然而，现阶段，城市海绵园林建设中仍然存在诸多问题，海绵体吸收能力较小或者使用过程中发生损坏等。产生该类问题的原因主要是工作人员的重视度不足，其并未依据地区实际情况，对外部环境进行全面考察、分析和论证，导致海绵体选择过于随意，以至于无法达到良好的园林优化设计效果。我国国土资源辽阔，各地区环境和气候有所不同，存在较大差异，城市降水量也有差别。为将海绵体的效用发挥到最大，设计人员要依据城市园林建设要求及区域状况，对海绵体进行合理选择，确保其适用性，并进行严格的质量检查。而施工单位也要依据工作人员的调查情况，将基础设施采购工作落实到位，达到预期园林设计效果。
3.3合理设计景观，低影响开发
依据地域特征及城市园林建设要求，既要确保基础设施建设工作，又要兼顾市政设施的稳定性。降雨之后，选择源头分散的控制方法，对雨洪进行低冲击开发利用。其中，控制参数包括排水量和径流系数，对各项技术进行合理应用和开发，设置透水铺装，将蓄水池、碎石沟、渗透渠等基础性海绵设施建设工作落实到位。小径流中，采用正确的方式，对观望承受的雨水压力进行有效控制，并合理建设排水网络，使其分布合理，既要确保各项基础设施建设的完整性，又要将其与市政设施进行完美融合。有效融合景观植物。设计施工单位要对园林土壤状况进行全面分析，对其具备清晰的认识，优选改良土壤，以实现径流量控制，并进行地下水补给。与此同时，也要依据区域状况及园林优化设计要求，对草、灌、乔等各类植物进行合理搭配，注重水生植物与陆生植物的协调性，增加园林中植物种类。对园林气候和水土特性等进行综合考量，优选植物群。该过程中，也要立体种植植物，依据植物特性，确保各品种之间搭配的合理性，并考量外部土壤、气候特征，使其与植物生长要求及规律等相符合，在园林优化设计中，实现多样化种植。在园林内部设置植物群落，以对地表径流进行有效控制，使水循环时刻处于良好的运行状况，使水资源得到充分利用，减少不必要的浪费问题。依据植物实际分布状况，考量生态效益的同时，适当种植乔木、草本植物等，达到防风固沙效果。树根经长期生长，蔓延到地下，用以保持水土。该过程中需要考量的相关内容比较多，需对公园和道路系统中的雨水节点、排水方向等进行严格考量，并划定排水分区，依据场地竖向，划定拟布局低影响开发设施汇水面，并测量其面积。选择低影响开发设施类型，并对其进行合理布局。
4结语
综上所述，将海绵城市理念应用到园林优化设计中极具适用性。市政及相关设计部门要结合园林设计及建设理念，对海绵城市概念具备清晰的认识，依据园林优化设计要求，改变设计人员的传统观念，合理选择海绵体，实现海绵园林建设目标，减少不必要的水资源浪费问题，实现环境保护，为人们提供良好的休闲、娱乐场所，提高我国城市园林建设整体水平。
作者:李跃雯 单位:中国城市建设研究院有限公司
论文摘要：为贯彻煤矿“安全第一，预防为主，综合治理”的生产方针，钻孔的应用越来越广泛，特别是高瓦斯矿井和突出矿井的区域综合防突措施的预抽钻孔，每个钻场设计上百钻孔。为使繁琐的钻场钻孔设计精确、方便、快捷，笔者根据《2009最新版防突细则》解析了穿层钻孔预抽石门揭煤钻孔最小控制范围；分析确定了最少（3个）求值参数及其种类（56种）和最优求值参数的论证，并对其验证；以穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施钻场设计阐述验证。
引言
《2009最新版防突细则》第四十九条中预抽石门揭煤钻孔的最小控制范围为两个必要条件，意思不够直接明确；钻场设计繁琐，且大部分钻场设计工作者未能把钻场设计与计算机紧密结合；钻场钻孔求值参数多，求值方法多，但却未选择最优求值参数，导致设计钻孔参数不够精确。笔者针对以上情况以预抽石门揭煤钻孔为例阐述了钻孔最小控制范围和最少最优求值参数，以便精确、方便、快捷的设计钻场钻孔。
1、钻孔最小控制范围解析
《2009最新版防突细则》第四十九条（四）：预抽石门揭煤钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m。
据以上规定可知石门揭煤钻孔最小控制范围为两个充分必要条件，即：煤层倾角β＜45°时，最小控制范围需满足上、下帮巷道轮廓线外倾向12m和法向5m，左、右两帮法向5m；β≥45°时，最小控制范围需满足上帮巷道轮廓线外倾向12m和法向5m，下帮巷道轮廓线外倾向6m和法向5m，左右两帮法向5m。
根据煤层空间位置关系可知：sinβ=法向控制范围/倾向控制范围，煤层倾角β越小，法向5m所控制的倾向范围越大。经分析石门揭煤钻孔最小控制范围如图表1所示。（注：asin(5/12)=24.6°,asin(5/6)=56.4°）
表1石门揭煤钻孔最小控制范围
煤层倾角范围
上帮
轮廓线外
下帮
轮廓线外
左、右两帮
轮廓线外
β≤24.6°
法向5m
法向5m
法向5m
24.6°＜β≤56.4°
倾向12m
法向5m
法向5m
β＞56.4°
倾向12m
倾向6m
法向5m
2、钻场情况及钻场设计
煤层厚2m，倾角β=30°；石门揭煤巷道高3m，宽5m，方位α0=195°。据《2009最新版防突细则》及表1设计石门揭煤钻场如图1。（为视图清晰，抽采半径假定为5m）
图1预抽石门揭煤钻场设计图
3、最少求值参数
以28号钻孔为例，预抽钻孔立体及简化图如图2所示。线EC为28号钻孔线，面ABCD为水平投影面，线AC为钻孔水平投影线，面ADHE为钻孔铅垂剖面，线ED为钻孔铅垂剖面线；α偏28钻孔方位偏角，θ为钻孔倾角，H为穿煤孔深等钻孔参数。
图2预抽钻孔立体及简化图
由图1中钻场设计剖面图，直角三角形AED除直角外有5个参数（三角形的3角3边）均可用CAD量出；由图1中钻场设计平面图，直角三角形ADC除直角外有5个参数均可用CAD量出。直角三角形ADC与AED有一条公共边AD，所以两三角形一共有9个参数，且均可量出，但量取参数是繁琐的重复过程，为此需确定最少的参数并准确的求取所需的钻孔参数。
如图2中28号孔空间立体简化图，经分析：需求解α偏28、θ28和H28必须求解四面体ACDE，而把直角三角形AED和ADC解出，四面体ACDE即解出。直角三角形已知2个参数（除直角外）即可求解，求解两个直角三角形需4个参数，因为直角三角形AED与ADC有一条公共边，所以求解这两个直角三角形仅需3个参数，且直角三角形AED与ADC各需至少一个参数（公共边AD除外），即求解钻孔α偏28、θ和H参数仅需3个参数。
4、最少求值参数种类
经上分析：已知求解参数有9个，为计算钻孔参数方便快捷仅需3个求解参数即可，直角三角形AED与ADC各需至少一个参数（公共边AD除外），即一个三角形2个参数，另一个三角形1个参数（不包括公共边）。
无公共边最少求值参数种类：（C42-C22）×C41×C21
有公共边最少求值参数种类：C41×C41
最少求值参数种类：（C42-C22）×C41×C21+C41×C41=56(种)
5、最优求值参数
已知求解参数有9个：包括4个角度，5条边。
结合图1与图2分析：
1）、方位偏角α偏可直接量出但每个钻孔的偏角不一，且量取角度误差较大；
2）、每个钻孔的AC与DE不一，需一一量出；
3）、1、5……25号孔，2、6……26号孔，3、7……27号孔和4、8……28号孔的X(CD)各均相同；
4）、1-4号孔、5-8号孔、9-12号孔、13-16号孔、17-20号孔、21-24号孔和25-28号孔的Y（AD）和Z(AE)各均相同。
综上所述：X、Y和Z为最优求值参数。
人们在对公路高边坡进行支护优化设计之前的基础性工作就是高边坡普查。高边坡普查是指在对前期勘察资料分析的基础上，对高边坡周围的地质情况进行进一步勘探，根据勘探结果作进一步的调查研究，并且重点分析需要开挖地段的周边的岩体结构，根据具体的地质状况以及岩土结构进行相应的实验研究。要结合定性研究与定量研究来对边坡稳定性进行分类，并对设计方案进行进一步的优化，来达到更加适合自然条件的设计，并指导施工。边坡普查目的主要就在于根据稳定性对边坡进行分区，来提出更好的优化设计方案，并且筛选出需要重点研究的边坡。
2重点高边坡稳定性评价及支护优化设计
2.1基于过程模拟与控制的高边坡稳定性评价及灾害控制方法研究
高边坡岩土体具有地质体所具备的地质过程特性，对岩石进行的高边坡稳定性评价的主要目的就是对边坡变形破坏的过程以及机制进行阐述，并且基于地心力学来对问题进行刻画，实际上这种对岩石高边坡进行的稳定性评价更具体说来应该是一个变形稳定性的问题。对变形稳定性的分析是指对高边坡的变形以及相关的破坏情况、破坏机制进行研究，并且结合数学、力学以及计算机技术，利用数值模拟的方法来对边坡变形的过程进行模拟演示，并且对变形过程进行控制，基于这种模拟研究的结果对边坡的稳定性进行相关评价。变形稳定性分析的过程是在对应力环境、变形特征、破坏模式、潜在滑面位置进行模拟分析的基础上进行的，但目前对于稳定性系数以及推力值的估计还缺乏足够的理论支持，没有形成一个成熟、准确的计算方法。
2.2重点高边坡稳定性评价
对需要重点进行研究的边坡要随时进行施工跟踪，要注意对实际施工中遇到的岩体结构以及边坡变形的情况进行足够精确、细致的描述，并且要积极收集边坡以及施工过程中的反馈信息，对具体的坡体情况进行分析，根据上述资料以及研究分析，来建立相应的地质模型来反映控制性结构面空间展布特征，并且要根据具体边坡结构的实际特征来进行计算方法的选择，用来研究边坡变形的破坏模式以及稳定性情况。土质边坡、散体结构以及破裂结构边坡的稳定性大多都会受到最大剪应力面的控制，因此，对这类边坡的边坡开挖过程进行研究分析，就要在对潜在滑动面的位置的判断基础之上进行，并且根据强度稳定性分析来对相应的边坡稳定性进行评价，为支护设计的优化提高有效的参数。
2.3重点高边坡支护优化设计
在对边坡支护进行优化中，要由对变形破坏的过程进行模拟来研究边坡开挖过程的不同变形阶段，由地质体所处的演化阶段以及变形破坏机制来对支护方案进行筛选，要按照具体的规范标准来进行静力学设计，要按照数值模拟的结果来研究地质体以及治理工程结构之间的相互作用，并由此来进行方案的优化设计。高边坡优化设计要建立在精准的地质模型的基础上，利用控制过程技术来完成，而且还需要特别关注边坡的稳定性评价，根据原有的设计方案进行改进。边坡优化要注意变形控制以及灾害控制，要将采用适宜的支护措施来是变形控制在允许范围之内，要结合反馈信息以及稳定性分析结果来进行有针对性的优化。
3结语
黏胶短纤维生产工序共分为六大部分，包括原液、纺练、酸站、动力、污水及废气处理，各工序的综合能耗见表1。由表1可见，在黏胶短纤维生产中酸站的能耗占比最大，以单位产品耗标煤计，其能耗占比达到了50.2%。酸站的作用是进行酸浴的循环调配、加热、脱气、蒸发及硫酸钠结晶，以保持酸浴温度和浓度的稳定，供给纺练合格的酸浴进行纺丝。不同于原液和纺练已经固化的流程和专用设备，酸站系统的流程和设备可以灵活调整，开发先进的循环调配流程和蒸发结晶装置，有利于实现黏胶短纤维生产的节能改进。
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%。
4结论
1.1ICA寻优的一般过程
与其他优化算法类似，ICA开始于在搜索空间内随机生成的一定数目的初始解。每一个初始解都被称为一个国家，由优化问题目标函数来评价这些国家的优劣程度。其中一定数目的最优秀的国家被视为帝国主义国家，其他国家被视为殖民地国家，并且被随机分配给帝国主义国家,一个帝国主义国家及其下属的殖民地国家组成一个帝国集团。在分配殖民地国家给帝国主义国家时，每个帝国主义国家分配到的殖民地国家的数目与它的优秀程度成正比。如果某殖民地国家向帝国主义国家移动后，其新位置比帝国主义国家更优秀，则需要互换该殖民地国家和帝国主义国家的位置。各个帝国集团之间会以竞争的形式争夺殖民地国家，从而壮大自身的势力。该过程如下：首先，计算每个帝国集团的总势力（该集团中帝国主义国家的势力与所有殖民地国家势力的平均值的一部分之和），然后，当前势力最弱的帝国内部的最弱的殖民地国家将被置为自由状态；所有的帝国集团通过竞争来获取该自由殖民地国家。势力越大的帝国集团，成功率也越大。随着竞争过程不断进行，势力强的帝国集团占有越来越多的殖民地国家，而势力弱的帝国集团逐渐失去其所有的殖民地。最终，失去所有殖民地国家的帝国集团将被覆灭。当算法迭代一定的次数之后，将只剩下一个帝国，该帝国中的帝国主义国家所代表的解即为算法找到的最优解。
1.2约束处理办法
ICA算法是针对无约束问题设计的，用来优化弹簧结构参数时，必须对问题中的约束条件进行处理。在此，我们假设每个可行解都要优于任何非可行解，人为赋予非可行解更大的目标函数值,同时假设违背约束条件越多的国家，其代表的解也越劣。在算法迭代过程中，检测每个国家与前述约束条件的符合程度。假设某个国家违背了N个约束，则将该国家的目标函数值设定为N*Mnumber.这里，Mnumber为一个数值很大的数，在我们的实验中，取99999。
2、求解实验及结果分析
为了检验本文提出的方法的可行性，并与其他方法进行对比，我们选用了文献中的算例进行优化计算实验和分析。算法程序在MATLAB环境下运行。初始国家数目设置为200，初始帝国数目设置为3，最大迭代次数设置为400次。对于片数为3和4两种情况，分别进行20次实验。由于文献中并未提供[σ]1和[σ]2的值。钢板弹簧片数取为3时，采用ICA算法得到的结果要优于文献中的结果，弹簧质量减少了约2.4%，同时，两种算法得到的应力[σ]2大致相等，但ICA得到的应力[σ]1降低了约23.2%；当钢板弹簧片数取为4时，文献中给出的参数结果并不能满足应力[σ]2的约束要求，而本文的结果满足许可应力的要求。同时根据文献中的数据，原设计中弹簧质量为40.9kg，本文得到的结果为35.3363kg，比原设计减少了13.6%。
3、结论
绿色建筑设计包括场地与绿色规划、建筑设计与室内环境、节能与能源利用、节水和节材五部分内容。设计中相应体现在绿色建筑理念在在规划阶段的通盘整体考虑、适应当地建筑气候性的被动设计策略。具体包括，合理的日照与遮阳设施、良好围护结构热工设计、合理的通风和可再生能源的利用、污水处理及雨水中水利用、绿色材料用选用、良好的室内热舒适环境、声环境、空气质量等等。如何实现这些设计策略转化到建筑设计，“不显山露水”地落实到施工图上，是要解决的关键问题。其中最关键是要结合先进的计算机模拟分析手段采用“整体设计方法”。在项目初期建立一个由各个专业组成设计团队，团队定一个确定的目标——设计绿色建筑。各成员均以此目标作为准绳，来进行协调专业之间的冲突和矛盾。只有各专业的通力合作和全程积极参与才能真正实现绿色建筑的设计。
2绿色建筑优化设计过程
2.1绿色建筑的规划阶段的设计优化
在规划阶段，分析场地中的气候资源特点，结合计算机模拟的方法，从空间布局和朝向选择上对建筑的热、声、光、风场等进行优化。建筑设计项目一旦通过报规，是很难进行修改调整。如果前期仓促定案，会造成先天不足，是很大的缺憾。成都西南交通大学归谷低碳小区日照强度计算图，通过总平面设计的优化分析，对建筑物平面布置和体型的调整，优化建筑的阴影分布，保证充足的日光进入每一栋建筑内，日照效果达到最好。对建筑物进行通风模拟，以确定最佳的布局方式，并优化室内外空间布局，形成穿堂风，使建筑物达到最好的通风条件。该项目的室外风环境CFD模拟风场。
2.2建筑气候适应性与设计优化
在深入分析不同经典绿色建筑的基础上，通过对不同气候区建筑设计创作的研究，发现地域建筑的创新与发展都涉及到建筑基本属性。如功能与空间、结构与构造形式、室内外物理环境、经济投入、地域风格等，反映出安全、经济、舒适、美观等性能特征在建筑创作中的主导地位。建筑外观是在顺应气候、地形、地貌等自然条件，按照人的传统、文化、习俗和审美等的要求，作用于建筑，是地域建筑给外界的最直观的表达方式；建筑的功能是在满足工作与生活需求这一共性的基础上，对文化、、工作与生活习惯等个性特征的满足；环境问题是人工环境带给人体最直观的感受，它的好坏直接影响人体健康，也会导致资源、能源利用的差异；经济性决定了选取材料和技术的衡量标准，在经济欠发达地区，这一制约因素发挥着决定性作用；除此以外，与自然环境的协调发展是目前以及很长一段时期内任何建筑都必须面对和解决的难题之一，尊重自然，强调可持续发展的建筑产业是当务之急。通过对不同建筑的功能、文化、气候适应性研究，认为绿色建筑最显著特点之一是建筑的气候适应性。遵义市科技馆效果图，遵义市属于中亚热带高原湿润季风区，气候温和、夏无酷暑，冬无严寒。但地处山区，海拔高差较大，气流、降水以及气候具有典型的山地气候特征。建筑场地在海拔1500m以上的山地，以石作为造型理念，采用半覆土建筑形式，以厚重实体回归自然，由西向东，由南向北逐渐延伸入土中，整个体量从屋面到松林做到自然过渡，浑然一体。利用地下土壤的热稳定性和地下温度的恒温性，体现出建筑的地域特色，具有创新的理念。建筑设计按照被动优先的原则，通过计算机模拟，采用围护结构隔热、遮阳，充分利用自然采光、加强自然通风等技术措施，来减少建筑能耗，提高建筑的功能要求和室内舒适度。护结构主要为非透明实体围护结构，以减少夏季强烈的太阳辐射对建筑室内过热和空调能耗的增加，同时满足科技馆建筑室内采光与照明对科技作品、艺术作品的功能要求。半覆土建筑形式对场地内地形地貌进行最大限度的保护，避免进行大开挖，大填方。对场地内的水系和现有植物进行利用。景观专业对现有水系和植物的利用，包括现有竹林，树木，灌木等等。结合给排水专业设置雨水蓄积方案，确定雨水蓄积的方式和位置，雨水蓄积同时作为景观水景，同时满足功能和绿色建筑对水资源节约的要求。瓦努阿图国家会议中心效果图，瓦努阿图位于南太平洋，最热月平均气温为26.4℃，最冷月平均气温为21.6℃，年平均气温24.1℃。全年太阳高度角较大，直接辐射强。气候温和湿润，属于典型的低纬度海洋性气候。建筑设计尤其注重遮阳、通风。利用海洋性气候条件下海陆风的昼夜变化特点，增强自然通风效果。地形对风向和风速的修正以符合项目所在的背景风场。利用种植屋面良好的隔热机理和热稳定性，完全消除太阳辐射得热，实现超低能耗的运行方式，营造健康舒适的室内环境。昼夜海陆风和建筑平面通风流线，采用外挑屋面遮阳结合采光设计，具有遮阳功能的走廊和挑檐，在减小空调负荷，降低空调能耗的同时，可实现自然光亮度、均匀度满足使用要求，并有效控制眩光，最大限度减少昼间人工照明用电等。项目建成后，结合绿色运行手段，可望称为低纬度海洋性气候地区低能耗绿色建筑的典范。从以上工程实例可看出，具有气候适应性的建筑将有利于气候的自调节作用，这也是自古以来人类总结出的、今天流行的被动节能技术设计方法。因此，通过被动式自然能源的应用，对建筑进行优化设计，利用建筑围护结构的蓄热、自然通风等将室外温度波的衰减、延迟特性、围护结构内表面平均辐射温度（MRT）的日平均值和波幅值控制在人可接受的范围内。这种被动与主动相结合的节能技术，尽可能延长基本热舒适时间，减少采用主动干预室内热环境的方式实现热舒适环境时间，也就是说尽量减少空调和采暖时间，是气候适应性节能建筑的核心，也是我国绿色建筑的技术路线和方向。
2.3建筑形态设计与节能设计
绿色建筑设计与一般设计的根本性区别在于采用量化分析的方法代替感性认识，可以说没有定量化的分析就没有理性绿色建筑的诞生。采用计算模拟分析手段来推敲设计策略对建筑能耗的影响，进而优化建筑设计。成都双流机场T2航站楼，建筑围护结构屋面与外墙没有明显的分隔，而是屋顶由一个圆柱穹顶直接落地，屋顶采用透明材料和金属夹芯板形成虚实相间的“竹节虫”。对围护结构的热工与节能设计受到很大的限制，屋顶中天窗的比例高达28%，带来较大的空调负荷和高昂的运行费用，需对屋盖方案进行优化，经过模拟分析并与建筑设计进行交互优化调整，实现整体节能。可以看出方案一、方案二、方案四较方案三的装机负荷大34.9%、9.5%、23.9%，遮阳系数不同时的负荷，当SC=0.6)时，四种方案分别为30.2%、8.2%、0.0%、21.0%；当增加玻璃的遮阳系数由0.6降低到0.5，三个方案的装机负荷可分别减小6.7%、9.3%、8.3%由此带来设备初费用降低，机房面积减小400～2500m2，管道费用减少3％～15％左右。因此，我们在定量的计算模拟分析有时甚至纠正感性认识的错误。比如我们在采用能耗分析软件研究发现的西向水平遮阳措施对改善西向房间的热工性能也有很大的帮助，纠正了通过感性认识一般认为的西向水平遮阳措施对房间遮阳帮助不大的认识，进而可调整相应的设计策略。节能的同时为建设方节约投资，在投标方案竞争中定量地体现出设计方的技术水平和服务意识。
2.4采光遮阳与建筑设计
由于建筑进深大，侧窗采光造成内部采光不好，均匀性差，根据成都冬季日照率低和夏季太阳辐射特点，为保证大部区域白天不需人工照明，设置采光通风遮阳天窗，以及玻璃幕墙顶部通风遮阳措施，保证了候车厅深部空间日间自然采光满足亮度和均匀度要求，并在候车厅不同部位的环境平均辐射温度控制在27℃以下，使侯车大厅处于舒适性范围，同时降低空调能耗。由此，在西侧玻璃幕墙和天窗应采取遮阳措施。下图给出了采用倾角为10°的百叶遮阳措施后外进入室内的太阳辐射特征曲线图，由图可看出，采用百叶遮阳后，可以大幅消减对进入室内的太阳辐射，从而改善夏季室内的热舒适度，降低了空调能耗。
3结语
色彩的功能与效应
（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。
（2）公共舱室的色彩装饰配色建议。公共舱室要营造轻松愉快的氛围，以缓解船员因工作压力带来的紧张感，增进船员之间感情的健康交流。娱乐舱室按功能分为动、静两区，俱乐部要求热闹活跃，适用于浅暖色；阅览室要求安静、雅致，可选用浅蓝、浅绿、浅黄等浅调，使船员精神集中、情绪稳定，阅览桌椅切忌涂成白色，以免伤害其视力，以绿色及浅灰色为宜。具体配色建议如表5和表6所示。船员的心理不适会导致其缺乏食欲，进而会影响他们的体质。为此，餐厅应选择有助于提高食欲的色相，如红系、黄红系、黄系，忌灰色、芥末黄、青绿色。此外，因绿色在光照下，人的脸面有变菜色之嫌，而紫色系会让人产生戒备心理，都不是增进食欲的色相。厨房和配餐间应以白或冷色为主，可以缓和炊事的热感。餐厅的具体配色建议如表7所示。
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