空间设计总结篇1
关键词:旅游度假区;景观设计;城市设计导则
目前,随着城市的设计与管理日益精细化,城市设计的角色也愈加成熟,作为衔接控制性详细规划和项目实施之间的重要层次,对城市公共领域与城市景观的具体方案设计进行规定与指导,并提供城市公共空间环境进行有效管理的依据[1]。多个省市也出台了相关的《城市设计导则》,以将城市设计纳入现行规划管理体系,并与控规和规划实施管理有效衔接。
本文将就城市旅游度假区景观设计导则的编制进行分析研究,以南京市高淳区固城湖旅游度假区为例,研究在景观环境与开放空间为设计主体的项目中,如何通过制定景观设计导则来规范、引导景观环境空间的设计与建设实施。
1景观设计导则的界定及作用
参考王建国对于城市设计的研究[2],可以认为景观设计导则是一套规范城市景观设计的指引性文件,旨在为景观规划设计提供设计引导,同时为政府部门或经营管理部门提供一套管理操作的技术依据。导则以条文、表格和必要的说明性图件构成,主要内容包括确定景观系统的结构和布局原则,确定主要的设计原则与控制指引,对重要开放空间提出必要的设计指导与控制引导的原则、措施。
在各省市已的设计导则中,均有针对于城市景观及开放空间的专门章节和内容,作为针对建筑体块以外的开放空间及相关界面的控制性规定。而对于旅游度假区这一类以景观开放空间为设计主体、依赖于景观特色和意向、对景观风貌与环境品质要求高的地区,景观设计也需要更为专项的城市设计策略,来进行引导和控制。
2景观设计导则的控制要素与内容
关于景观设计导则的控制要素与内容,目前还没有通用的标准。实践中,可以参考各省市的城市设计导则中关于公共开放空间控制要素的内容。
例如,《江苏省城市设计导则(试行)》中将景观设计导则的控制分为片区、地段、地块3个层面,控制要素涵盖空间景观结构、开敞空间系统、景观设计、开敞空间及环境设计6个主要方面[3]。
而《北京城市设计导则》则将城市设计中需考量的要素分为公共空间设计要素与建筑设计要素两大类,其中的公共空间设计要素包括基本类、交通类、环境类和设施类4个类别的24个要素[4]。
此外,建设部住宅产业化促进中心的《居住区环境景观设计导则》就对绿化种植景观、道路景观、场所景观、硬质景观、水景景观、庇护性景观、模拟化景观、高视点景观、照明景观9个方面,进行了细化的景观设计指引与控制。
综合以上规范的要求及各类专项研究,我们可以将景观设计导则划分为片区层面的总体控制与场地层面的要素控制两个层面。其中,片区层面强调整体空间构架与形象特色的控制与塑造,需要明确区块内开放空间的结构体系、分类,提出主要的景观轴线、节点与空间属性;而场地层面则需要对包括街道景观、绿地、广场、水体等要素进行类型化的标准控制(即“通则”)与细化的设计要求与引导(即“细则”),如表1所示。
表1景观设计导则的控制层次与要素
通过对以上要素的规范和标准,可以实现对景观及开放空间的空间布局与环境品质的基本控制。
3案例――固城湖旅游度假区景观设计导则[7]
3.1项目概况
固城湖旅游度假区位于南京市高淳区,毗邻固城湖,总占地面积约为600hm2。现状为连片的蟹塘,生态基底良好。规划依托“堤、水、林、田”资源,以现代滨水田园文化为开发理念,打造运动康体、休闲度假为主题,以滨湖湿地休闲、水上体育赛事体验、人居和谐的田园风光为载体的水上体验度假旅游综合体。
由于整个度假区的建设实施与市场密切相关,其中的项目可能按地块由不同投资与实施主体分期建设,因此制定一套依托于控规层面的设计导则,对于保证度假区统一的环境品质和实施的灵活性很有必要。最终的设计导则分为建筑设计导则和景观设计导则两个部分,其中景观设计导则对于固城湖旅游度假区的开放空间制定了多层次的引导与控制内容。
3.2景观设计导则的编制框架
首先,从规划度假区总体层面,对景观空间的结构体系进行界定与分类。
其次,将地块层面的景观设计导则分8个方面进行编制:街道景观、公共绿地、广场、水体景观、植栽、铺装、城市家具及灯光照明设计导则(由奥雅纳灯光照明团队负责编制)。其中,街道景观、公共绿地、广场、水体景观4个章节,对公共地界空间中的景观设计进行控制。而栽植、铺装、城市家具及灯光照明设计则涵盖了所有的公共地界空间与非公共地界空间中的景观设计内容。(如图1所示)
对于8个方面的景观导则内容,分为总则、细则与图则3个层次。针对特定的景观系统,总则部分在旅游度假区总体层面进行结构控制,并提出通用性的要求。之后,对于每类景观进行分类,并提出相应的控制内容与要素。最后,将控制内容叠加于空间,从而得出具体的景观设计图则。
3.3具体控制内容
从规划度假区总体层面,整个度假区的景观开放空间以永圣湖与滨湖公园为核心,生态湿地与水系河道形成生态骨架,街道景观构建绿色廊道网络。(如图2所示)
对于8个控制类别,具体内容如下:
3.3.1街道景观。首先,确定旅游度假区街道景观设计的通则。主要内容包括:创造连续的景观意象,提供舒适、安全、多样体验的步行环境。结合建筑退后范围作整体景观设计,保证公共与半公共及私人空间的连贯。尽可能采用本土、易于管理维护的植物和材料,有利于保育自然环境。街道铺面应尽可能采用可渗透材料,增加雨水渗透,减少雨水径流,条件允许的情况下,应使铺面略高于植栽区。设置生态边沟、雨水花园与雨水滞留池,促进雨水自然下渗,净化水质。
其次,将街道按照功能与道路等级分为主干道街道、门户街道、环湖慢道、堤旁路、支路景观5类,制定相应的设计导则,创造街道景观个性。具体要素包括:a.控制性要素:包括道路红线宽度、人行道宽度、道路两侧生态边沟宽度、道路公共绿地宽度及建筑后退红线宽度;b.引导性要素:植栽布局、树种建议、铺地建议等。(如图3所示)
3.3.2公共绿地。公共绿地中的景观设计通则包括:结合旅游区空间架构体系和周边用地功能开展设计,创造具有层次、多样化、可以反映地区特征的公共绿地空间。满足各开放空间的不同功能,提供完备的户外设施。鼓励连续步道与自行车道贯穿公共绿地系统,提供安全、舒适、多样的游赏体验。尽可能采用本土、易于维护的植物和材料,维护和保育生态环境。
公共绿地空间按功能可分为:滨湖公园、堤花园、生态净化湿地、滨河绿带四类。
对公共绿地景观的控制规范一般包括:功能、特征、重要景观元素、游径设置、植栽、铺地等方面内容。此外,针对各类公共绿地空间的特征,对于座椅和休憩场所的设置间距,湿地和生态敏感区域中尽量减少对自然环境的影响的措施均有特别的规范与指引。
3.3.3广场。广场空间按功能分为:旅游游憩广场、停车场与交通集散广场、入口转盘广场。
广场景观设计通则包括:结合旅游区交通组织、人流集散功能设置广场,并提供相应的配套设施。设计风格宜现代、简洁,与周围环境协调统一。铺装尽可能采用可渗透性材料,如透水混凝土、石料板材、彩色混凝土、预制砌块等。
栽植方面,选择集中成片绿地占广场总面积的比例与绿化覆盖率2个指标来控制广场中的绿化。街道家具方面,设置喷泉、水池、座椅、花坛、雕塑等可供娱乐、观赏、休憩的设施,提倡可体验的雕塑,让游人参与互动。
3.3.4水体景观。水体景观分为湖体及河道两部分。总体来看,面状的湖体和线性公共游船河道均为塑造景区特色的重要元素。河道水体设计需满足基本的水利要求。结合开放空间和河岸两侧公共绿地进行设计控制,创造符合不同活动分区特征的多样化亲水感受。建议采用湿地植物净化和设置河岸植物过滤带等措施,保证进入湖体及河道的水质。
驳岸处理是水体景观的另一个关键要素。结合永圣湖以及河道所经地区的环境特征与功能要求,将规划区的驳岸划分为5种类型:滨水广场和码头驳岸、游船河道驳岸、生活运动休闲驳岸、沙滩驳岸和湿地驳岸。分别对驳岸的空间结构、材料、入水坡度、水滨绿带宽度进行引导性控制。
3.3.5栽植。旅游度假区的植栽总体原则包括:营造与度假区景观配合的自然环境,选择丰富季相变化的植物种类,适当配置芳香植物。植林率原则上控制在70%以上,而其中60%用于种植乔木,常绿与落叶乔木比1:1~1:2,乔、灌、草和湿地植物多层次的丰富搭配,建立合理的生态群落,增强生态性。乡土物种比例达85%以上,提高生态稳定性,减少维护成本。增加物种多样性,布置多种类型栽植群落,吸引昆虫和鸟类,维护生物链体系。避免种植产生过敏源较高的物种。
3.3.6铺装。旅游度假区铺地总体原则包括:铺地的材质与质量应满足所有人群安全使用的要求;铺装材料宜选用可渗透性材料,注重节能与环境可循环利用;地面铺装的材料、质地、色彩和拼装图等应有助于体现地块的完整性和个性,与空间中其他服务设施要素综合考虑。
铺地按照材料分为6类。石材建议用于入口广场或环湖景区次要道路铺地等区域。砖石宜采用可透水的彩砖、砌块材料,可用于主要广场节点、转盘广场、景点内次要道路等景观节点。木质栈道、木桩等木制材料可营造亲切自然的氛围,用于湿地相关的道路和场地铺装。嵌草主要用于生态停车场地面,与生态透水砖石配合使用。砂石可用于主要场地局部需要精雕细琢的部分。推荐景区内道路以及场地使用可透水的面状材料。
3.3.7城市家具。旅游度假区城市家具设置的总体原则包括:设施种类齐全,满足游客旅游活动需要。尝试采用当地可回收性材料。家具风格统一,并体现度假区特色与高淳当地文化。
城市家具可分为4类。公共休闲家具主要包括休息座椅、健身娱乐设施、电话亭、公共饮水器、邮筒、售报亭、照明灯具等。交通通行家具包括路灯、交通指示灯、交通指示牌、路标、人行天桥、候车亭、路障、自行车停放设施、加油站、无障碍设施等。公共卫生家具主要包括垃圾桶(烟灰皿)和公共厕所。信息系统家具主要包括户外广告、信息张贴栏、布告栏、导向牌等。艺术美化家具包括花坛、雕塑、喷泉、叠水瀑布、地面艺术铺装、装饰照明、景观小品等。
对于城市家具的控制性要求为:公厕间距不大于500m,垃圾箱间距不大于150m。
3.3.8城市家具及灯光照明。景观照明导则包含了5方面原则:创造一个印象深刻的舒适环境与参观者体验,促进对设施的使用。协助路线寻找并帮助游客在度假区中辨识方向。创造不同区域间的连续性与协调性。控制来自活跃度较高的区域对邻近区域以及夜晚天空的光污染及光逸散。节约能源。
根据人的活动强度以及对自然环境的保护程度,将规划区划分为4个照明分区,包括:活跃的公共区域、服务与居住区、开敞空间和环境保护区。对于分区内的道路、地标、建筑与景观照明分别进行了亮度、色温与灯具选择方面的指导。通过恰当的照明,保证道路与人行道照度,保障公共空间夜间使用安全,同时突出滨湖景致。生态湿地采用低照度照明,避免对自然系统的干扰。在邻近自然保护区域的界面设置过渡区域,避免光溢散到保护区域。
4结语
景观设计导则作为针对公共开放空间的专类城市设计,控制内容涉及景观结构、道路绿化、植物配置、地面铺装等多类要素。对于核心开放空间以及对于空间品质要求特别高的地区,如:城市公园、广场、旅游度假区等,需要建立有效的设计规则和管理策略,以实现对景观品质的引导。
不同属性的公共空间有其特殊的关键控制要素,设计导则也需要有所侧重。如高密度的城市建成环境中需要特别注重对于道路交通组织、人行及过街通道、公共服务设施等方面的控制与引导。此外,随着生态与可持续设计趋于普遍化,多个与景观空间相关的生态控制要素,包括可渗透铺装、雨水收集等方面的控制原则、设计策略和指标,成为研究的热点。本文仅以旅游度假区为例,对景观设计导则的分类控制进行了探索。对不同类别的公共空间开展更为精细化的导控是进一步研究的方向。
参考文献
1王曙光等.城市设计导则的控制要素研究及应用[J].城市规划学刊
2008,z(1)
2王建国.城市设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2009
3陈振羽等.从项目实践看城市设计导则的编制[J].城市规,2000(4)
4奥雅纳工程咨询(上海)公司,南京市高淳区固城湖旅游度假区规划
深化设计,2013(7)
注:本文设计导则案例来自奥雅纳工程咨询(上海)公司、美国欧沃兰建
空间设计总结篇2
关键词:数据库;SQLSERVER;计算
中图分类号:G250.74文献标志码:A文章编号:1674-9324(2013)22-0146-03
一个数据库实例能够以最佳状态运行是以良好的设计为基础并配合合理的硬件部署和软件协助实现的。本文针对占有市场份额很大的数据库产品SQLSERVER,讨论数据库实例设计方面的优化技术。在数据库的设计中,我们可以依据概念结构设计的结果得出数据库的具体模式结构,从而进行合理的部署。数据库的初始大小是设计中的一个关键问题。数据库初始大小过大,会浪费我们不必要的硬盘空间,数据库初始大小过小,SQLServer会经常根据需要进行数据库的扩容,从而增加了系统运行负担,因此数据库的初始大小是优化技术的一个关键。那么数据库的初始大小应该设计为多大合适呢?
SQLSERVER的数据库存储空间的大小由以下几个因素决定:堆或者聚集索引的大小,非聚集索引的大小。本篇仅对堆的大小估算进行讨论。
一、估算堆的大小的步骤
1.估算表中将存储的行数:Num_Rows=表中的行数。
2.指定固定长度和可变长度列的数量,并计算存储所需的空间:计算每组列在数据行中所占据的空间。列的大小取决于数据类型和长度说明。Num_Cols=总列数(固定长度和可变长度);Fixed_Data_Size=所有固定长度列的总字节数;Num_Variable_Cols=可变长度列的数量;Max_Var_Size=所有可变长度列的最大字节数。
3.保留行中称为空位图的部分以管理列的为空性。计算大小:Null_Bitmap=2+((Num_Cols+7)/8)取整数部分。
4.计算可变长度数据的大小:假设所有可变长度列均百分之百充满。如果表中有可变长度列,确定在行中存储这些列所用的空间:Variable_Data_Size=2+(Num_Variable_Colsx2)+Max_Var_Size如果预计可变长度列占用的存储空间比例较低,可以按照该比例调整Max_Var_Size值,从而对整个表的大小得出一个更准确的估计。如果没有可变长度列,则Variable_Data_Size取值为0。
5.计算总的行大小:Row_Size=Fixed_Data_Size+Variable_Data_Size+Null_Bitmap+4其中的数值4是数据行的行标题开销。
6.计算每页的行数(每页大小为8K,页首的12个字节用于存储页的基本信息,因此有8096可用字节):Rows_Per_Page=8096/(Row_Size+2),由于行的存储不能跨页,因此每页的行数应向下舍入到最接近的整数。公式中的数值2是计算行数时引入的行大小余量。
7.计算存储所有行所需的页数:Num_Pages=Num_Rows/Rows_Per_Page估计的页数应向上舍入到最接近的整数。
8.计算在堆中存储数据所需的空间量(每页的总字节为8192):堆大小(字节)=8192xNum_Pages。
二、下面以employees表为例,估算存储该表所需的堆空间大小
employees表结构如下:
CreatetableEmployees
(EmployeeIDint,
LastNamenvarchar(20),
FirstNamenvarchar(10),
Titlenvarchar(30),
Birthdaydatatime
HireDatedatatime
Adressnvarchar(60),
Citynvarchar(15),
PostalCardnvarchar(10),
HomePhonenvarchar(12),
)
其中的固定长度列有EmployeeID,Birthday,HireDate共计3列。
其中可变长度列有LastName,FirstName,Title,Adress,City,PostalCard,HomePhone共计7列。
固定长度列的总字节数:Fixed_Data_Size=(int)4+(datetime)8+(datetime)8=20
假设所有可变长度列均100%充满,Max_Var_Size取表中的Address列的长度60,则可变长度列的总字节数:Variable_Data_Size=2+(7x2)+60=76
保留空位图大小:Null_Bitmap=2+((10+7)/8)=3(下取整)
行的总大小:Row_Size=20+76+3+4=103
每页的行数:Rows_Per_Page=8096/(103+2)=77
假定该表将存储1000条记录,则存储所有行所需的页数:
Num_Pages=1000/77=13(上取整)
该表存储所需的空间量:8K*13=104K。估算出数据库中所有表(堆)的大小求总和就得到数据库的初始大小。假定数据库EMP中还有5张表,每张表的堆大小估算结果分别为,220K,171K,128K,350K,760K。则数据库的初始大小为=104K+220K+171K+128K+350K+760K=1733K,约2M(上取整)。
定义数据库的物理结构
CREATEDATABASEEMP
ON
(name=’EMP_DAT’,
Filename’d:MPfileEMP_DAT.MDF’,
Sieze=2M,
Maxsize=5M,
Filegrowth=1M
)
LOGON
(name=’EMP_log’,
Filename’d:EMPfileEMP_LOG.LDF’,
Sieze=1M,
Maxsize=3M,
Filegrowth=1M
)
三、总结
讨论数据库的初始大小,对于某些实例非常有效。比如数据增加不大的一类管理系统,一旦数据录入结束,后期运行维护时产生的数据非常小,这样数据库基本无扩容,只要确定好数据库的初始大小即可。在确定物理数据库的各文件属性时,SIZE属性就是本文讨论的主要问题。另外,数据库文件的部署(FILENAME属性),数据库的增长方式(Filegrowth属性)也影响数据库实例的运行效率。数据库的增长方式有两种,按M字节增长和按百分比增长,一般情况下,我们将数据库的增长方式设置为按M字节增长较优。如果考虑到数据库的安全性,可以将数据库文件同RAID磁盘阵列技术结合,合理部署数据库文件的fliename属性。将文件部署于不同的磁盘上,既加快了数据库的读写速度,又提高的数据的安全性。合理设计、恰当部署是数据库在设计阶段进行优化的起点,SQLServer的数据库优化技术还体现在诸多方面,比如索引的设计优化、查询的优化等。因篇幅有限,在此不多讨论。
参考文献:
[1]明日科技.SQLSERVER2005开发技术大全[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[2]粘新育.SQLServer2005数据库应用技术[M].北京:中国铁道出版社,2011.
空间设计总结篇3
【关键词】暖通空调;设计方案;存在问题
近年来,随着科学技术和国民经济的发展,以节能环保为主的新型建筑结构不断的涌现了出来,同时暖通空调领域也出现了众多新的设计方案。面对着诸多的设计方案,由于设计角度和分析方法的不同,对于业主和施工单位所造成的认识也不尽相同。目前的空调工程中,对于设计方案和存在问题进行比较,其中还存在着明显的混乱状况,使得设计工作人员在工作中无所适从。因此,就需要我们在工作中对设计方案进行合理、全面的优化和总结,针对其中能够存在的问题加以完善和处理,进而提出相关的预防和解决策略,以期达到最佳效益要求。
1.暖通空调设计方案分析
设计方案对于暖通空调工程设计的成败关系极为重大。近几年来,伴随着科学技术的迅速发展和节能环保要求的体不断提高,暖通空调工程已成为现代化建筑施工中必不可少的基础设施,其方案设计的优劣直接关系到工程的施工质量和效益,同时也决定着整个工程功能的发挥和室内舒适度。就目前暖通空调方案设计分析,其在设计工作中需要主要的要点有以下环节:
1.1方案可行性和可靠性
暖通空调方案设计问题是一个方向性、全局性的话题,其中不仅关系到高层建筑室内环境参数能否满足使用者要求,而且直接决定着整个工程的投资、维修、舒适度和可靠性。经过多年的工程实践总结得出,在暖通空调方案设计工作中,其设计是否合理还关系到建筑周边环境、建筑物美观性、室内可用空间等体系。因此,在设计中需要从方案的可行性和可靠性等多个不同的角度入手去总结,使得方案能够满足高层建筑使用功能要求的同时,还能够符合当前国家法律和政策的需求。
1.2方案设计的经济性
经济性对于当前的的空调设计分析是极为关键和重要的,也是现代化工程设计中最值得我们关注和重视的环节。截至目前,在经济性比较的时候首先一直的都是对于方案的使用条件、设备选用档次、室内空间舒适度、美观性等相关情况进行比较,也只有这样才能够在工作中充分的发挥出方案的经济性效益,也才能够确保整个工程的经济性要求。
2.暖通空调方案设计中需要注意的相关问题
随着科学技术的发展,建筑工程项目中,以很节能和环保要求为主的新型工会曾体系逐步涌现了出来,同时也给暖通空调的发展与施工带来了基础平台。根据多年的工程实践分析和总结得出,在目前的空调工程中,由于方案设计不合理、不科学造成的经济损失极为重大,这也就促使了目前工程设计中相关工作人员从多个不同的角度去总结和归纳,从而保障空调方案设计和选择的合理与科学。
2.1方案应吸收设备工种参加
现在有不少工程,在方案阶段只有建筑师埋头创造,不吸收设备工程师参加方案设计,结果建筑方案中选后设备空间没有考虑,造成设备设计很大困难。机房设在某一角落,风道拉得很远,既不经济也影响通风效果;进风口与排风口挤在一起,不合规定;管道夹层当机房使用,噪声、振动直接影响上、下客房,不但增加了消声减振的费用,还难以取得满意的效果。诸如此类举不胜举。要改变这一现实,要想适用、经济、美观地建造起现代化建筑,建筑师在方案阶段就吸收设备工程师参加设计实为当务之急。
2.2调节性和可操作性问题
暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的,因此系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。
设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高,可以减少管理人员的数量和劳动强度,从而使人工费减少,但使一次投资增加,对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制,应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程,宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑,系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。
2.3安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性成为必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统,并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响,例如,重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案,因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
2.4环境影响问题
随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高,环境保护问题越来越受到人们的重视,而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源,因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制,而且限制的区域不断扩大。在这些区域内,环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势,避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时,要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求,不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。
空间设计总结篇4
[关键词]内陆,核电站;抽真空系统;三背压;凝汽器;简化设计
1引言
汽轮机组运行时,在汽轮机排入凝汽器的蒸汽中含有一些不凝结气体,它们包括漏入汽轮机真空系统的空气、化学补充水和低压加热器疏水在凝汽器内逸出的气体等。在凝汽器中,汽轮机排汽不断的凝结,不凝结气体不断的被“浓缩(含汽比例不断减少)”,并流向凝汽器的空气冷却区,“浓缩”后的不凝结气体必须及时的抽走。否则不凝结气体不仅占有凝汽器的汽侧空间,影响蒸汽凝结,降低真空,导致机组的出力和经济性降低。而且其中的氧气、二氧化碳气体会对换热管束产生腐蚀,并增加凝结水的过冷度,还使氧气、二氧化碳等气体溶于凝结水,影响凝结水的品质。机组正常运行时凝汽器汽侧抽真空系统会持续抽出不可凝气体,保持凝汽器的真空。因此,必须综合考虑抽真空系统的初始造价、机组运行经济性、运行可靠性和系统布置等因素,选择合理的抽真空系统配置方案。本文针对某内陆核电项目原则性热力系统的配置,遵照凝汽器抽真空系统的相关设计标准,对抽真空系统方案的拟定、比选和最终方案的确定进行详细阐述。
2工程概况
某内陆核电厂规划容量为4×1250MWe级核电机组。厂区一次规划,分期建设。本期工程建设规模为2×1253.09Mwe核电机组。反应堆堆型为美国西屋公司的AP1000先进型压水堆,汽轮发电机为东方动力集团生产的1253MW级机组。循环水采用二次循环形式。凝汽器冷却面积为138006m2,启动抽真空容积为6600m3,采用三背压、三壳体、单流程结构,循环水冷却水依次流经三台凝汽器。抽真空系统须及时抽出三台背压不同的凝汽器壳体中的不凝结性气体,在循环水系统正常运行时,保持各凝汽器壳体在额定背压下运行。
3抽真空系统相关设计依据
如《HEI》表面式凝汽器第6.5.2节所述,机组正常运行时,每个凝汽器壳体设置独立的抽气设备(即并联抽气系统)。当多壳体凝汽器机组采用单一的抽气系统时(即串联抽气系统),每个壳体漏入的空气量会不相等,冷却管的脏污程度不同,冷却管内的冷却水流量也不相同,而且每个凝汽器壳体之间的管道压损不等,导致部份不凝结气体积聚在低压壳体中,各壳体的压力将在最高背压壳体的压力处于平衡状态,引起多壳体凝汽器最终的凝结水出口含氧量水平增高。对于多壳体凝汽器应考虑采用独立的抽气设备或其它措施,以保证充分抽气。即凝汽器每个壳体采用独立的抽气设备,机组采用并联方式的抽真空系统。
4方案比较
根据HEI标准规定,结合火电机组的双壳体双背压凝汽器运行经验,确定凝汽器每个壳体采用互相独立的抽气设备,即机组采用并联方式抽真空系统。本文将列出四种并联抽真空的系统配置方案,并对每种方案的系统运行性能、系统初期投资、系统中设备的占地面积、启动抽真空时间、电机功率等进行分析,比选出最合理的配置方案。
4.1四种真空泵配置方案介绍
4.1.1方案一:配置4×33.3%真空泵,三运一备,不设固定备用
图13运1备(无固定备用)方案系统简图
4.1.1.1系统特点
本方案的优点:抽真空系统仅设置四台33.3%容量的真空泵,初期投资较少,占地面积较小。
本方案的缺点:系统运行的控制逻辑复杂,可靠性和安全性较低。
系统正常运行工况下,为避免四台真空泵因长期运行而过度磨损,须定期切换备用真空泵,让四台真空泵轮流停运,并对停运真空泵进行检修和维护,因此系统运行时须定期切换,四只动力隔离阀动作较为频繁,损坏几率较大,一旦四只动力隔离阀中任何一只故障无法动作,都将造成整个系统无法正常在四种工况之间切换,严重时将造成三台凝汽器壳体之间连通,使中、低压壳体的运行压力逐渐升高,并在高压壳体的压力处处于平衡状态,引起多壳体凝汽器最终的凝结水出口含氧量水平增高,使机组运行出力减少、经济性降低,凝结水含氧量升高,对凝结水管道造成不利影响。
4.1.1.2方案评价结论
本方案的控制逻辑复杂,仪控联锁控制设计繁琐,与AP1000核电厂简化系统设计,以提高系统可靠性和稳定性的设计思想不相符。系统内的设备只存在相互依存的关系,完全不具有独立性,当系统中某些设备(如抽真空母管上的动力隔离阀)故障停运时,将导致整个系统无法正常切换、甚至不能正常运行。
本方案配置的抽真空系统在系统运行的可靠性和稳定性上存在缺陷,发生故障的几率较大;若采用本方案,将影响整个机组运行的稳定性和安全性。因此,建议不采用本方案。
4.1.2方案二:配置4×33.3%真空泵,三运一备,设固定备用
图23运1备(固定备用)方案系统简图
4.1.2.1系统特点
本方案的优点:抽真空系统仅设置四台33.3%容量的真空泵,初期投资较少,占地面积较小;控制逻辑与方案一相比有一定的简化。
本方案的缺点:虽然控制逻辑较简单,但设置了易发生故障的动力隔离阀,使系统运行的可靠性和稳定性降低。设置固定备用真空泵,机组运行期间无法对运行真空泵定期进行检修和维护,造成运行真空泵过度磨损,使用寿命缩短。
4.1.2.2方案评价结论
本方案的控制逻辑简单,但是由于在真空泵以外还设置了三只动力隔离阀,影响了系统运行的可靠性和稳定性,三个不同背压的凝汽器壳体的抽真空子系统之间仍不具有完全的独立性,系统运行期间三个凝汽器壳体的壳侧仍然可能发生连通。另外,本方案设置固定备用真空泵,机组运行期间无法对运行各真空泵定期进行检修和维护,造成运行真空泵过度磨损,使用寿命缩短,造成设备使用浪费。因此,建议不采用本方案。
4.1.3方案三:配置5×33.3%真空泵,三运两备,设固定备用
图33运2备(固定备用)方案系统简图
4.1.3.1系统特点
本方案的优点:设置五台33.3%容量的抽真空泵,总容量为167%,系统能在较短的时间内完成启动抽真空;控制逻辑与方案三相比有一定的简化。
本方案的缺点:动力阀之间的联锁关系繁琐,系统运行的可靠性和安全性较低;过多的设置旁路支管和动力阀门,给系统的布置造成了极大的困难;设置固定备用真空泵,机组运行期间无法对运行真空泵定期进行检修和维护,造成运行真空泵过度磨损,使用寿命缩短。本方案中备用泵的切换过程与方案二类似,此处不做详细说明。
4.1.3.2方案评价结论
本方案的控制逻辑简单,但是由于在真空泵以外还设置了六只动力隔离阀,影响了系统运行的可靠性和稳定性,三个不同背压的凝汽器壳体的抽真空子系统之间仍不具有完全的独立性,系统运行期间三个凝汽器壳体的壳侧仍然可能发生连通。另外,本方案设置固定备用真空泵,机组运行期间无法对运行各真空泵定期进行检修和维护,造成运行真空泵过度磨损,使用寿命缩短,造成设备使用浪费。另外,设置五台真空泵在初期投资上较之设置六台真空泵,也没有明显的优势,且增加了设置六只动力隔离阀的额外投资,因此,建议不采用本方案。
4.1.4方案四:配置6×33.3%真空泵,每两立对应一个凝汽器壳体,每个壳体的真空泵一运一备
图43运3备方案系统简图
4.1.4.1系统特点
本方案的优点:系统控制逻辑简单,在真空泵设备包之外不单独设置动力隔离阀,提高了系统运行的可靠性和稳定性;每个凝汽器壳体都单独配置一个抽真空子系统,三个子系统之间完全独立,因此,在系统运行时不会出现凝汽器壳体的壳侧连通的工况;真空泵无固定备用,每个子系统内的两台真空泵定期切换,定期对真空泵进行检修、维护,有利于延长真空泵的使用寿命;而且由于三个凝汽器壳体对应的抽真空泵相对独立,对于真空泵的布置方式比较灵活,可集中布置,也可将分别布置每壳体的两台真空泵,提高厂房空间的利用率。六台容量33.3%的真空泵启动抽真空阶段全部投运,总容量达到200%,可在较短的时间内完成启动抽真空。
本方案的缺点:初期投资相对增多,总占地面积较大。
4.1.4.2方案评价结论
本方案为每个凝汽器壳体设置单独的抽真空子系统,满足HEI标准的要求;真空泵设备以外,不单独设置动力隔离阀,简化了系统的控制逻辑,符合AP1000核电厂简化系统设计,以提高系统可靠性和稳定性的设计思想;另外,本方案初期投资多,占地面积大的缺点对整个系统的设计影响不大,在下文的方案比选中将详细论述。综上所述,建议采用本方案。
4.2方案比选
根据东方汽轮机厂提供的资料,遵照HEI标准要求,计算出的真空泵选型初参数如表3所示。
真空泵厂家依照表3中的参数进行真空泵初步选型,给出单台真空泵售价、电机功率、启动抽真空时间及真空泵外形图,具体参数比照如表4所示:
表3真空泵选型参数表
表4方案比选参数表
方案名称真空泵台数(台)运行真空泵台数(台)总造价
注:1、本表中列出的参数为单台机组的统计参数。
2、某核电工程为三壳体单背压凝汽器,机组采用串联方式的抽真空系统。
如表4所示,方案四与其他三种方案相比,六台真空泵的总造价虽有提高,但是差距不大,在系统选型设计可接受的范围内;且方案四将整个抽真空子系统分为三个相互独立的子系统,各子系统的设备和管道布置相互独立,互不影响,因此方案四在布置上具有更好的灵活性,有利于整个抽真空系统在厂房内合理布置,结合抽真空系统设备及管道在厂房内的布置情况,确定方案四的系统设置能满足抽真空系统在厂房内的布置要求,而且表4中列出的造价未考虑其它方案中增加的动力隔离阀及其控制系统对系统总造价和布置造成的影响,因此方案四在总造价和总占地面积上的劣势可不予考虑。方案四中六台真空泵电机总功率虽然较大,但是正常运行工况下,只有三台真空泵运行,电机总功率为330kW;启动抽真空阶段和故障工况下,电机总功率才达到660kW,而系统绝大部分时间处于正常运行工况,因此功耗不多。此外,采用方案四,机组的启动抽真空时间最短,仅为20分钟,能在机组的启动阶段迅速建立真空。
5结论
根据HEI设计标准中关于凝汽器抽真空系统选型设计有关规定的要求,基于AP1000核电厂简化系统设计,提高系统可靠性和稳定性的设计思想,综合考虑系统运行的稳定性和可靠性、系统控制逻辑实现的难易程度、系统的布置、真空泵总造价、占地面积、电机功率、启动抽真空时间等因素,确定使用方案四――配置6×33.3%真空泵,每两立对应一个凝汽器壳体,每个壳体的真空泵一运一备,作为三背压凝汽器抽真空系统的配置方案。
参考文献:
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[2]NuclearRegulatoryCommissionNUREG-0800,StandardReviewPlan,Sectionsaddressing"CondenserAirRemovalSystem",10.4.2,Revision3,August2007
空间设计总结篇5
关键词:GIS;体育设施;可视化;全景
中图分类号:G80-05文献标识码:A文章编号:1007-3612(2010)04-0027-04
体育设施是指作为体育教学、训练、竞赛、锻炼和体育娱乐等活动之用的体育建筑、场地、室外设施以及体育器材的总称。是满足人民群众日益增长的文化生活需要和体育事业发展必不可少的重要条件之一。目前,我国对城市体育设施的管理整体水平不高,大部分的管理还是基于纸质资料的管理,有些地区虽然建立了相应的管理信息系统,但大多数都是基于纯数据库的方式,缺乏空间信息的表达,难以实现空间上的查询、统计和分析。通过利用地理信息系统(GeographyInformationSystem,GIS)和全景(Panoramic)技术,以电子地图的方式对城市体育设施资源进行可视化管理和分析,可以有效管理和充分利用城市体育设施资源,以此为基础还可以实现城市体育设施资源的合理布局规划、建设和运营管理等。本研究所涉及的城市体育设施主要包括公共体育设施、学校体育设施、社区体育设施和体育俱乐部设施四大类。
1我国体育设施概况和系统设计目标
1.1我国体育设施概况近年来我国体育设施数量比以往有显著提高,以体育场地设施为例,根据我国第5次全国体育场地设施的普查结果,截至2004年,我国共有体育场地850080个,比1995年第4次全国普查提高38%。这些体育场地从所属的系统看,教育系统拥有的最多,共有558044个,占我国场地设施数量的65.60%;而体育系统有18481个,占总数的2.20%;新疆建设兵团有3394个,占总数的0.40%;系统有7174,占总数的0.80%;武警系统有12850个,占总数的1.50%;铁路系统有14544个,占总数的1.70%;其他系统有235593个,占总数的27.70%。通过以上这些数据不难看出,随着我国经济的快速发展,体育设施建设的数量和布局正逐渐增多和复杂化,因而尽快建立城市体育设施空间管理系统对于体育设施的合理规划和管理十分必要。
1.2系统设计目标城市体育设施信息系统的本质是基于网络的信息服务。城市体育设施信息系统的目标是以直观的图像或矢量数据为搜索引擎,让人们在一个“真实”的环境中进行信息的管理、检索、查询、分析和应用,从而使城市体育设施信息得到科学管理和维护,并且能为体育设施各种应用系统提供统一的可视化空间基础信息服务平台。
2系统总体设计
2.1系统总体框架结构城市体育设施信息系统的总体架构如图1所示。系统总体采用数据层、逻辑层和应用层的三层结构架构。其中系统应用层采用了C/S(客户端/服务器)和B/S(浏览器/服务器)混合设计模式进行架构,B/S模式主要用于地理信息和属性信息的查询与功能;C/S模式主要用于数据的维护、更新、查询、分析和统计等功能。
2.2系统功能设计系统主要包括功能(图1):1)数据输入编辑,将空间数据和属性数据输入系统并编辑;2)多媒体数据管理,为体育设施添加文字、图片等多媒体资料,其中360度全景图片是系统的特色功能;3)地图浏览,主要实现地图的放大、缩小平移等,是GIS的必备常用功能;4)信息查询,实现体育设施属性信息和空间信息的双向查询;5)属性信息统计,也称专题图统计分析功能,可对各种属性统计信息通过条形图、柱状图等专题图显示;6)空间信息分析,对空间对象进行缓冲区分析、拓扑叠加分析等GIS分析;7)数据输出,将统计分析和空间分析结果打印输出;8)系统管理,实现系统设置、用户注册和系统帮助。
2.3系统数据库的设计与实现与一般数据库只见数值和文字不同的是体育设施信息系统数据库要求能直观地看见图形。因而系统的数据库包括空间数据库、属性数据库、数学模型库和多媒体数据库等(如表1),其中空间数据库和属性数据是系统的核心数据库。由于数据类型的多样性和数据类型的庞大,因而系统采用主流数据库SQLServer2005和ArcSDE空间数据引擎应用模式来实现数据库的建设。
2.3.1空间数据库的设计与建立系统空间数据库主要包括矢量数据和栅格数据。存放具有空间关系,需要空间定位的点、线及多边形的空间信息及其相关的基本属性信息。数据库的建立过程如下:首先,收集城市最新的1:10000或1:50000地形图,采用扫描仪和手工输入相结合的方法输入图形数据,图形数据的扫描过程实际是图形的栅格处理。其次,对扫描输入的栅格图像进行矢量化。在图形矢量化的过程中,空间信息的输入采用分层方式进行,即对图形中不同属性的空间信息进行分类,建立起不同的图层。最后编辑图形数据,主要对输入的图形数据进行检查、修改、更新及加工,以便得到净化的输入数据,作为实现系统功能的基础。
本系统的空间数据库主要包括体育设施分布图层、居民居住地图层、行政境界图层和交通图层等,数据库内容要素参照国标分类标准划分为9大类。
2.3.2属性数据库的设计与建立属性数据本身是非空间数据,但它是空间数据的重要组成部分,只有同空间数据相结合,才能表达空间实体的全貌。属性数据是输入、检索、查询、评价、统计、分析和规划设计的基础,为了对体育设施属性数据科学管理,我们采用面向对象的数据库结构模型(图2),使系统中的各对象的属性层次关系更加清晰,数据编辑更准确。系统中每个对象的基本数据表结构则根据普通数据库的结构进行设计如表2。
3系统技术实现方法
城市体育设施可持续发展信息系统以WindowsXP为开发平台,系统采用VisualBasic为软件开发环境,MicrosoftSQLserver2005进行数据管理和维护,客户端通过ArcSDE数据处理引擎来访问系统数据库,B/S部分主要采用Ar-cGISEngine提供嵌入式GIS组件开发,C/S部分采用利用ArcIMS的AreIMSDesigner数据。
4系统的主要功能与实现方法
4.1系统界面开发系统总体使用VisualBasic和Arc、GIS进行界面设计和菜单组织,不但使得系统界面美观,而且能够方便进行功能之间的切换,具有很好的操作性和观赏性。
系统主功能界面包括场馆信息录入、场馆查询、360全景展示、统计分析、对比分析、地图操作功能等多个功能分区和工具栏(图3)。
4.2系统查询功能城市体育设施查询功能包括属性查图、图查属性、条件查询和模糊查询,每种查询满足用户某一个特定的需求。
在城市体育设施信息系统的数据结构中,每一个图形数据都会对应相应的属性信息。图形与属性之间通过某一个唯一的标识进行关联。当你想通过图形查询相应的属性时,只需提取其唯一标识,到属性数据库里进行查询,便可得到对应的属性。同理,也可以实现由某条属性信息查询其图形记录。以属性查图的应用为例用户若想要知道某个体育设施的位置,可以直接输入体育设施名称,确定后即可在地图上显示你所要查找的体育设施(图4)。查询功能代码编写如下:
4.3体育设施全景展示全景视图是虚拟现实和计算机视觉中一种重要的场景表示方法,它指的是在固定的视点连续照相后,生成垂直方向180°和水平方向360°的图像视图。通常有两种方法来获得全景图(图4)――直接的方式和图像拼接的方式。前一种方式可以很容易地进行,但它需要使用全景相机等特殊的器材,而且这些器材通常是十分昂贵的,因此后种方法的使用便十分普遍。本研究全景视图的生成方法正是采用后种方式,利用若干离散局部图像作为基础数据,经过排序、拼接和融合等一系列图像处理后生成全景视图。
全景试图导人浏览系统后用户可以对这个体育设施进行漫游,整个漫游过程由鼠标控制,也可由按钮或菜单控制。在漫游过程中当鼠标运动到热点区域时就会出现一个红色边框的热点图像,用户双击之后就可以进入这个热点图像相对应的全景图中,从而进行上下、左右、放大、缩小等的观赏,用户还可以随时退到体育设施导航图中,或退出当前漫游的体育设施(图5)。体育设施360°全景展示可以让用户更全面的了解体育场馆的整体建设情况和建设风格。克服了大量照片进行体育场馆展示时因频繁切换照片产生的零散感,使人有一种身临其境的感觉。
4.4体育设施空间信息统计分析功能空间分析功能是城市体育设施信息系统区别与一般信息系统的主要方面。空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术,其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据,是将空间数据转变为信息的过程。城市体育设施信息系统的空间信息统计分析功能主要包括信息统计功能和空间分析功能两个部分。
信息统计功能主要是通过调用所选择的空间体育设施可实现对体育设施属性数据的统计。统计分析包括简单统计和综合统计。简单统计包括对体育设施属性数据的最大值、最小值、平均值等的计算;综合统计实现统计数据直方图、线型图、饼状图等统计图的生成,将直观的统计结果提供给用户(图6)。
空间分析功能则主要是通过调用体育设施空间数据实现对体育设施的缓冲区分析、拓扑叠加分析、相交分析以及空间统计分析等。缓冲区分析用于进行不同体育设施布局和体育设施影响范围分析等;空间叠加、相交分析用于对体育设施各种环境信息进行组合,从而生成体育设施综合决策信息。
空间设计总结篇6
【关键词】FPGAPCIe总线直接内存读取赛灵思
PCIe总线是一种完全不同于过去PCI并行总线的一种全新总线规范,PCIe总线通过高速串行差分方式进行数据传输,其优势在于带宽更高、延迟更低还能降低系统功耗。基于此,主要介绍基于XilinxVirtex6系列FPGA的PCIe总线的DMA功能实现。
1PCIe总线层次结构
(1)在设备的发送部分,首先根据来自设备的信息在事务层形成事务层包(TLP),储存在发送缓存器里,在数据链路层,在TLP包上串接一些附加信息,这些信息用于对方接收TLP包时进行错误检查。在物理层,对TLP包进行编码,占用链路中的通道,从查封发送器发送出去,最后通过光或电等介质和另一方通讯。其中数据链路层和物理层包平常不需要关心,在FPGA的IP核中封装好了,把PCIe功能变成完成事务层包的处理。
(2)用FPGA实现需要的PCIe功能,简单的说就是完成TLP的处理。TLP有三部分组成,帧头、数据、摘要(或者称ECRC)。TLP头标长3或者4个DW,格式和内容随事物类型变化;数据端为TLP帧头定义下的数据段,如果该TLP不携带数据,那该段为空。Digest段是基于头标、数据字段计算出来的CRC,成为ECRC,一般Digest段有IP核填充。所以,PCIe的处理在用户层表现为处理TLP中头标和数据段。
(3)BAR空间申请。在PCI设备的BAR寄存器中,包含该设备使用的PCI总线域的地址范围。在PCI设备的配置空间中共有6个BAR寄存器,因此一个PCI设备最多可以使用6组32位的PCI总线地址空间,或者3组64位的PCI总线地址空间。这些BAR空间可以保存PCI总线域的存储器地址空间或者I/O地址空间,目前多数PCI设备仅使用存储器地址空间。XilinxPCIe硬核提供6个32bit基地址寄存器BAR0~BAR5,本设计使用一个32bit的bar0寄存器来存储DMA操作的寄存器地址,地址空间位250M,初始地址为32’hFFFC_0000。
2基于PCIe的高速DMA传输设计
CPU通过PCIe总线写BAR0地址空间数据来配置,本设计将PCIe的BAR0地址空间存储DMA控制、缓存器地址、读取数据长度及接收或发送数据的校验信息。当CPU写FPGA外部存储器时,FPGA发出对CPU的DMA读请求,之后等待CPU发送DMA数据。同样的,当CPU读FPGA外部存储器时,FPGA发出对CPU的DMA的写请求,之后CPU等待PCIe接口发来的DMA数据包。
3设计工程实现
由于本设计DMA数据传输用硬件描述语言(Verilog)实现,所以综合仿真测试也是整个设计中很重要的一环。本设计用仿真工具Modelsim进行功能仿真,仿真正确后用ChipScope进行抓图。图1、图2为DMA读写时序图。
4结束语
本设计是基于XilinxVirtex6系列FPGA芯片基础上完成,已在实际的工程当中得到了验证,FPGA比ASIC强大之处在于灵活性和可配置性。本设计通过赛灵思PCIe硬核很好的实现了串行高速DMA传输,有效的提高了系统传输数据速率。
参考文献
[1]郭从良.现代信号数据获取与信息处理系统[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]周林,殷侠.数据采集与分析技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
[3]马鸣锦,朱剑冰,何红旗等.PCI、PCI-X和PCIExpress的原理及体系结构[M].北京:清华大学出版社,2007:4.
[4]TomShalile又DonAnderson.pCI系统结构(第四版)[M].北京:电子工业出版社,2000.
作者简介
姚明超,男,满族,黑龙江省哈尔滨市人。现为贵州大学硕士研究生在读。研究方向为大数据与信息工程学院微电子与固体电子学。