再生设计方法

再生设计方法（精选7篇）

再生设计方法 篇1

1 引言

所谓既有住宅再生适应性指的是, 在住宅全生命周期中, 随着人们生活方式、城市环境以及自然环境的改变, 再生住宅的使用功能与机能也随之变化, 以满足居住品质提升、使用寿命延长和提升住宅价值的社会需求。[1]

西方发达国家的建设高峰出现在战后1970~1980年间, 在经历了大规模新建、新建与改建并重阶段后, 这些国家目前已经进入到住宅存量型社会, 住宅再生成为住宅产业的主要内容。

我国住宅大量建造起步于1978年, 由于受当时经济条件所限, 设计标准偏低, 建设方法落后。随着城市住宅建设的发展, 我国也出台了相应的住宅改造政策, 开始关注城市既有住宅 (区) 居住条件差、生活品质低、能耗高等问题。如何使我国老旧住宅 (区) 摆脱大拆大建, 提高其居住适应性, 成为城市发展的新课题。

本文根据大连市既有住宅现状, 选取上世纪八十年代至九十年代城市中心区的老旧住宅作为研究对象, 通过文献分析、实态调查、相关数据分析, 以及住宅适应性再生设计尝试, 为既有住宅提供多样化住宅再生对策, 拓展住宅再生思路与方法。

2 大连市既有住宅建设及再生概况

2.1 大连市既有住宅存量概况

从住房产权类型看, 大连市城市居民家庭自有产权住房比重逐年上升。2010年, 居民家庭住房中租赁公房的家庭占18.33%, 租赁私房的家庭占2.99%, 原有私房的家庭占0.20%, 房改私房的家庭占38.25%, 商品房的家庭占38.45%, 其他 (包括军产房和购买使用权的住房) 的家庭占1.79%, 1) 见图1。可以得出, 大连市租赁公房、租赁私房与房改私房之和占总存量六成。由于受当时经济条件所限, 设计标准偏低, 此类既有建筑诸多存在影响居住品质等问题。

从目前大连市居民住房建成年代看, 1960年前的占6.4%, 1970年的占9.9%, 1980年的占25.3%, 1990年的占30.1%, 2000年以后建成的住房占28.3%1) , 见图2。可以得出, 1980~1990年的住房约占总存量的六成。这时期的住宅建设以中小户型为主, 一梯三的单元布置居多, 两室户的占到50%以上, 三室户的几乎没有, 户型样式少, 住区的类型单一, 无社区环境和必要室外活动场所等。

2.2 大连市既有住宅再生概况

近年来, 大连市的老旧住宅以大量拆建为主, 整建性案例很少, 仅有的更新手法也比较原始。既有住宅节能改造更是少之又少。

目前, 大连市将弃管房作为重点关注对象。据统计, 大连市现有各类弃管楼千余个, 涉及6万余户家庭, 其中无主弃管楼300余个。2010年5月, 大连市研究出台了《大连市弃管房产管理办法 (试行) 》, 首次明确了弃管房的概念, 为解决弃管楼问题提供了制度保障。

今年大连市将投资5.6亿元, 规划整治弃管楼44座, 惠及2000户居民2) 。

3 大连市白云新村再生适应性设计

大连市中心区白云新村为上世纪八十年代末九十年代初所建住宅区, 属于大连典型山地特色的老旧社区。

笔者通过对白云新村靶场大院的实地观察, 问卷调查, 与居民聊天, 入户调研、测绘等方法, 对住区进行调查分析:

3.1 住区概况

白云新村内靶场大院竣工时间为1990年, 6~7层砖混结构住宅, 共有273户居民 (表1) 。社区老年人居多, 占五成以上 (图3) 。户型类型为两室半、两室、单室, 两室户占七成以上 (图4) 。房屋产权包括个人和国有租赁两种, 小区租户很少, 大部分为居民自住 (图5) 。住宅中自改造现象普遍, 如自行保温、封闭阳台等 (图6) , 小区周边配套设施较完善, 超市、银行、医院、小学、中学等比较齐全。但由于小区年代久远, 物业管理费较低, 因此, 住宅维护管理程度不能满足居民需求。小区公共设施破损严重, 小区道路通行困难, 楼前空地杂乱, 缺乏交往空间。

3.2 问卷调查

笔者在现有273户居民内随机选取30户进行抽样调查, 发放调查问卷30份, 回收30份, 回收率达到百分之百, 有效样本达到29%。以下对现有住户家庭人口与住宅环境进行了统计与分析 (表2) 。

由调查问卷可知, 现阶段居民需求如下:

(1) 对于室内环境的需求主要为空间需求, 缺少欢聚空间, 即客厅、餐厅等, 缺少辅助空间, 即厨房、卫生间、储藏。

(2) 对于室外环境的需求主要为增设垂直交通, 即增设电梯, 改造楼梯。

(3) 对于小区环境的主要需求为无障碍设施、公共服务设施、美化环境。另外居民对于小区目前的采暖与日照、维修有颇多不满。

3.3 现状调查 (图7)

现阶段既有住宅存在问题如下:

(1) 对于建筑室外环境:自行改造现象严重, 对城市面貌造成影响。外墙保温粘贴多为住户自身行为, 造成立面多处“补丁”, 影响美观。住户阳台为自行封闭, 封闭性差 (表3) 。

(2) 对于建筑室内环境:室内楼道间踏步及墙壁损坏明显, 管线杂乱。室内天棚存在渗漏现象, 墙体裂缝透寒, 室内潮气严重, 地板鼓起, 墙角发霉, 暖气和自来水管道渗漏锈蚀, 电线裸露。

(3) 社区环境有待整治, 铺地及道路损坏现象严重, 物业及政府虽进行过修补, 但对其日常维护不够重视。老年人出行成为困难。

4 再生设计提案

4.1 再生设计目标

白云新村靶场小区总体再生目标设定:点:进行有地域特点的住宅再生;线:车行道, 步行道, 散步路, 沿街景观小品、服务设施生成;面;利用山地条件, 塑造具有活力的住宅小区。保证小区老年住户无障碍生活需求, 吸引青年人群回归社区。

4.2 再生内容

根据调查结果与居民需求, 进行以下重点再生内容:

(1) 住宅户型改造——全能性、可持续性、适老性 (新增户型、扩大面积) 。

(2) 交通——无障碍化设计 (室外台阶转化, 加建电梯) 、停车 (加建地下车库) 、安全 (社区孩童较多, 进行人车分流) 。

(3) 环境——增加实用设施、修整楼前院落 (增加绿化、改进硬铺装) 、利用楼前仓库 (与活动场所结合) 。

(4) 实施被动式再生——通过节能技术, 提高居住品质。

4.3 再生手法 (图8、9)

4.3.1 水平扩展与竖向扩展 (并户) (图9-1)

对住宅单元进行水平扩展与竖向扩展, 即将原有一梯三户的格局改造为一梯两户, 或者将上下两层的户内增设室内楼梯, 相互连通, 以实现面积的扩展。

(1) 水平扩展——在适宜的位置上增加或拆除少量墙体, 以扩大或缩小生活空间。

(2) 竖向扩展——在整块楼板适宜的位置上开洞, 搭设楼梯, 实现并户, 扩大居住面积。

由于是砖混结构, 在改造过程中, 对于承重墙体的拆除, 应采取相应的技术和安全措施。如加设托换梁, 加固竖向承重构件及基础, 以及梁外包钢[2], 梁板贴碳纤维等方法[3]。

在实施过程中, 拆除墙体, 从顶层向下进行, 以防墙体或圈梁内力突增引起事故。在墙上打洞, 应先在洞口区域剔小洞, 后逐渐扩大至所需大小, 并优先考虑窗下墙开凿。同时避免猛力敲击、剔凿、或撬动[4]。

4.3.2 辅助空间 (厨房卫生间) 再生 (图9-2)

重新组织辅助空间, 使之变得完整而独立, 便于增加新功能。通过增加小阳台来确保北向房间的通风和采光。将辅助空间所需要的管道整合, 建立新的管道井, 便于维修。同时解决了原有空间管道裸露的问题。

4.3.3 垂直交通再生——增设电梯 (图9-3)

(1) 为满足社区无障碍出行要求, 借助楼梯平台, 搭建室外连廊, 为住宅单元增设公用电梯。考虑经济可行的原则, 为十四个住宅单元增设四部电梯, 以楼电梯并用的方式, 改善老旧社区的交通现状。

(2) 为满足高龄住户需求, 对首层进行降低地面处理, 保证无障碍通行 (图9-4) 。同时为了有效防冻, 改变传统的地面营造做法, 作保温防潮地面。可以选择耐潮湿 (吸湿性小) 、具有一定抗压强度的保温材料, 如发泡型聚苯乙烯 (EPS) 和挤塑型聚苯乙烯 (XPS) 等, 在适当位置作保温防潮[5]。

4.4 被动式再生 (图10)

4.4.1 1~4层设置阳光房, 加强对太阳能利用, 并提供加舒适空间。

在建筑一至四层南侧设置阳光房, 即增加附加阳光间, 改善住宅保温环境。

这种太阳房是直接受益式和集热墙式的混合产物。其基本结构是将阳光房建在房子南侧, 中间用一堵墙 (带门、窗或通风孔) 把房子与阳光间隔开。实际上, 在一天的所有时间里, 附加阳光间内的温度都比室外温度高, 因此, 阳光间既可以供给房间以太阳能热, 又可以作为一个缓冲区, 减少房间的热损失, 使建筑物与阳光间相邻的部分获得一个温和的环境。由于阳光间直接得到太阳的照射和加热, 所以它本身就起着直接受益系统的作用。白天当阳光间内空气温度大于相邻的房间温度时, 开门 (或窗或墙上的通风孔) 将阳光间的热量通过对流传入相邻的房间, 其余时间关闭3) 。

4.4.2 6~7层 (顶层) 设置被动房, 提高效能

选取多层住宅的六至七层 (顶层) 部分, 改造为被动式建筑, 对之进行节能处理, 提升住宅内部舒适性, 具体改造措施如下:

(1) 被动太阳利用:使建筑物的外部面积尽量小, 朝南的窗户尽量大 (在北半球) 。

(2) 采用超级隔热层附于既有建筑表面:用高效的隔热层防止热能从墙壁、屋顶和地板流失。这些材料要能保证最低的导热系数, 即U值低于0.15W/ (m2K) 。同时, 尽可能消除导热桥, 包括所有缝隙的密封, U值低于0.01W/ (m2K) 。

(3) 安装先进的窗 (超级窗玻璃) :即三层隔热玻璃窗——Low-E玻璃, 其U值非常低。只有0.7~0.85W/ (m2K) 。而窗框也是超级隔热的。约有50个中小企业, 在奥地利、德国、瑞士、捷克、比利时生产这种窗子。这种窗甚至在寒冷而阳光稀少的中欧冬日也能达到能量平衡而有余。

(4) 热回收:在既有建筑适当位置设置主动通风 (逆流空气/空气热交换) , 提供高质量的空气, 同时利用排废气余热的至少75%对抽进的新风加热, 此时废气和新鲜空气并没有混合。因为被动屋密封得非常好, 可以让空气变换最优化, 严格控制在0.4/h (每小时空气交换率) 。室内空气由一个小热泵调节。热泵是以太阳能天然气或司燃油驱动的。也常使用微型热泵, 以从废气中进一步获取热能, 供应给新风或热水箱。

(5) 高效的制暖系统:除了利用被动太阳能以外, 被动屋也利用内部热源, 例如照明、大型家用设备及其它电器的排热, 甚至人与家畜的体温。这些手段与全面性的保温措施结合, 可以让一般的供暖系统完全无用武之地。但在建筑设计中还是容许按住户要求装设供暖系统4) 。

4.5 环境再生 (图11)

根据目前小区人车混行的现状, 利用大连山地条件, 设置半地下停车场, 将居民的日常生活活动置于二层界面上, 交通出行置于一层平面上, 两层之间由入口大台阶以及入户电梯连通。并且通过设置楼前院落、山墙绿化以及屋顶花园等美化社区环境。

5 结论

随着城市建设的日益完善, 城市发展将由人口膨胀阶段转入人口控制阶段, 大规模的住宅开发速度必将会减缓, 新建项目的开发量会大大降低, 未来大连也必将面对大规模的既有住宅 (区) 适应性再生并最终走向可持续发展的道路。因此, 本研究以大连市上世纪八十年代末九十年代初的老旧住宅 (区) 作为研究对象。在实态调研与跟踪走访的基础上, 对这一时期的既有住宅进行分析, 总结使用中存在的问题及居民需求, 提出适应性再生尝试性设计方案, 其前提是在经济性、可行性和保持住宅原有结构的原则下, 扩大居住面积, 改善住区环境, 尽可能获得居住的高舒适度。并在节能方面考虑阳光间与被动式房屋结合的方式, 进行既有住宅适应性再生设计, 力求寻找合理的适应性再生方法, 以期为大连乃至我国以后的既有住宅可持续更新尽微薄之力。

参考文献

[1]刘旻.创造与延续——历史建筑适应性再生概念的界定[J].建筑学报, 2011, (5) :31-35.

[2]李雁, 吕恒林, 殷惠光.托换技术在砖混结构加固改造中的应用[J].建筑技术, 2008, 05:339-342.

[3]刘秋林, 赖小军.碳纤维加固技术在某建筑结构改造中的应用[J].施工技术, 2011 (S1) :73-75.

[4]石德虎.谈老式住宅结构改造[J].科技信息, 2010, 07:690.

[5]耿建鹏, 杜家林, 蔡东明, 岳钦宏, 陈云海.住宅建筑首层地面的保温与防潮研究[J].天津建设科技, 2005 (03) :20-22.

再生混凝土骨料的加工方法 篇2

1 再生混凝土骨料的性能

通过将废弃混凝土破碎、分级并按照一定的比例进行混合而形成的骨料被称为再生骨料或再生混凝土骨料。采取某种工艺对部分或全部再生骨料加以利用而形成的混凝土, 称为再生骨料混凝土, 简称再生混凝土。从再生混凝土方面来说, 其用来生产再生骨料的原始混凝土通常称为基体混凝土, 也可称为原生混凝土。可以通过对再生混凝土骨料采取特殊处理后进行分级, 按照一定的混合比例来配制满足不同性能和使用要求的混凝土骨料。

1.1 堆积密度和表观密度

再生混凝土骨料由于来源于母体混凝土, 在其表面存有一定数量的水泥砂浆, 表面一般比较粗糙, 且存在棱角。因此其水泥砂浆的孔隙率大、吸水率较高, 再加上混凝土在解体、破碎时会造成再生骨料内部大量的裂纹出现, 最终导致再生骨料的堆积密度和表观密度比普通混凝土骨料低、吸水率高。由此可知, 再生混凝土骨料的堆积密度、表观密度及吸水率主要与母体混凝土的强度等级、配合比、使用时间等因素有重要的关系。

1.2 压碎指标

再生骨料的压碎指标是表示再生骨料强度的一个重要参数。再生粗骨料由于受到本身特性的影响, 导致再生骨料的压碎指标高于天然骨料的压碎指标。再生骨料的特性与母体混凝土有关, 因此, 其强度和加工破碎方法与压碎指标具有密切的关系。母体混凝土强度越高, 混凝土再生骨料的压碎指标也就越高;水泥浆体和砂浆在加工过程中脱落的越多, 压碎指标越小。

1.3 吸水率

再生骨料中的水泥砂浆含量及机械破碎造成的损伤程度对再生骨料的吸水率有很大的影响。砂浆含量越高、内部的微裂纹越多, 则再生骨料的孔隙率高、吸水性大。同时, 母体材料强度、组成及气候条件在一定的程度上对吸水率也有影响, 此外, 再生细骨料比再生粗骨料的吸水率高。

2 几种再生混凝凝土骨料的加工方法

混凝土再生骨料加工方法一般有机械破碎法, 近年来随着科学技术的进步, 其它方法也随之产生。

2.1 常规加热法

将适度大小的混凝土废料块加热到50℃左右约2 h。通过热膨胀所产生的热应力, 使混凝土废料发生断裂, 进而使用机械破碎方法除去砂浆, 获取再生混凝土骨料。这一方法的缺点是耗时长, 而且由于混凝土废料受到均匀的缓慢加热, 粗细骨料温度也一并上升很高, 从而改变了骨料的力学性质, 导致获得的再生混凝土骨料品质降低, 影响由此生产的出的再生混凝土性能。

2.2 机械破碎法

这种技术是使用机械力碾压破碎混凝土废料, 去除砂浆获得再生混凝土骨料的方法。在国外, 这种方法使用了两种碾压设备:转子偏心轴和机械研磨。但是使用这种方法碾压获得的骨料除去旧砂浆不彻底, 而且耗能大, 破碎过程中会使骨料内部的微裂纹增加, 严重影响再生骨料的品质和后续生产出的再生混凝土质量。

2.3 酸浸破碎法

这是近年来国外学者提出的一种新方法。将混凝土废块预浸在0.1M酸性溶液中24 h, 通过化学反应除去粗骨料周围的砂浆体。用这种方法获得的再生混凝土骨料的吸水率较低, 范围在7.27%~12.17%之间, 有较好的质量。主要缺点是经盐酸和硫酸处理后的再生骨料中氯化物和硫酸盐含量的增加可能会导致耐久性下降, 并且处理后的酸液污染环境, 难以处理。

2.4 化学机械加工法

这也是国外学者建议的方法, 实质是使用组合化学降解, 将混凝土废料块接触硫酸钠溶液, 并使用机械应力使砂浆通过冻结与解冻剥离, 进而获得再生混凝土骨料。这一方法多用于再生骨料分类, 不适合于大规模再生骨料的生产。

3 结论

为了满足基础建设事业的健康持续发展, 人们经过研究提出并发展了从拆除建筑物产生的混凝土体中加工再生骨料, 生产再生混凝土, 从而有效保护自然环境的方法。目前再生混凝土已在一定程度上取代了原生混凝土, 产生了良好的经济和社会效益。

在推广使用再生混凝土的过程中, 人们也发现了一些需要研究解决的问题, 其中主要有改善再生混凝土的性能、寻求高效快速的混凝土再生骨料加工技术, 以及利用混凝土加工再生骨料的速度和效率。再生骨料的质量是制约再生混凝土应用的关键因素, 因而研究快速高效的混凝土骨料加工技术与方法具有重要的工程意义。

摘要：再生混凝土骨料的加工及质量是制约再生混凝土性能和应用的关键因素。通过对再生混凝土骨料性能的论述, 指出了再生混凝土骨料常用的常规加热法、机械破碎法、酸浸破碎法以及化学方法等的技术应用特点, 以期为再生混凝土骨料的加工提供借鉴。

再生旧家具的原则与方法探究 篇3

随着产业结构的调整和人类对大自然认识的日益深化, 掀起了一股“绿色浪潮”, 在这股浪潮的冲击下, 国家、企业、消费者对产品的环境因素有了非常深刻的认识。这样的背景下, 再生设计、为了环境的设计应运而生, 并取得了一定的成效。设计师可以说是社会的造物者, 影响着人们的生活和生存方式。再生设计不仅是一个“变废为宝”的公益性活动, 更是设计者从设计角度出发, 思考现代生活以及如何利用现存资源为人们创造出更好生活环境的过程, 是一种应对当今社会问题的设计反思。

家具作为一种大众化的产品, 其造型形式容易被公众理解, 所以国内外许多设计师通过对废旧构件的重新组合利用, 使大量的再生家具出现在了我们的眼前。他们以再生家具为媒介来表达其对社会的思考。设计师通过丰富的家具设计与实践, 发现再生家具设计作为一种“变废为宝”绿色设计的同时, 其身后有着更为深层、理性的哲学思想。对再生家具需要有进一步真正的认识, 更加系统的对再生家具设计的理论进行研究和分析。

1.1 再生设计

“Regenerative Design”再生设计的核心内涵可以分为两方面来理解:一是对现存可用物品的再次设计, 就如改良设计、改进设计等, 通过对技术、材料、艺术、情感等深入提高, 来提升产品的社会价值和经济价值;二是对现存废旧物品的再次设计, 这个层面上的再生设计是指“生态学”趋向的设计, 以生态设计、绿色设计、可持续性设计为出发点, 但是与传统的生态设计相比, 在这个层面出发的“再生设计”不仅看重的是生态的设计理念, 也是一种作为设计思想表达的媒介物, 用以传达精神信息和文化内涵。

“可再生设计”是针对一些废弃物, 利用设计手段, 把其重新利用起来再次投入使用的一种设计。他的目的是通过设计实现废弃物的再利用, 减少垃圾处理量。到目前为止, 还没有哪一本书明确的定义“可再生设计”这个概念。但毫无疑问的是可再生设计是基于绿色设计的基础上发展起来的一种设计理念, 它已经构成绿色设计的一项重要内容。

2 日用旧家具再生设计的原则

美的事物总是能得到人们的青睐, 有用之物是不会被人所丢弃重要原因。日用旧家具想再次获得人们的关注, 再生设计时遵循形式美和功能性相结合, 使其转化为具有形式美和功能性相结合的产物无疑是最有效的方法。

形式美规律是任何艺术表现形式中的一个普遍原则, 是前人通过长期的艺术设计实践活动和概括出来的一条有秩序美感的方法, 在日用旧家具的再生设计中应根据家具的使用目的、材料、结构和不同的加工方法, 有针对性地按照形式美法则, 科学地应用到日用旧家具的再生设计中, 充分体现一种艺术美感。具体体现在以下几个方面:

2.1 变化统一原则

变化是在整体统一的基础上, 求得部分的差异, 任何设计在造型形态上都要力求有变化, 如果没有变化就会使产品显得单调乏味, 不能在人心理上产生共鸣。

统一是指家具各部分之间要按照一定的规律、有机地把各部分趋向一致, 形成一定的秩序性。家具应根据使用功能、使用要求及材料结构的不同, 形成多样性。形态造型变化多了, 如果不作有规律的统一调整, 就会使家具造型没有整体感、杂乱, 从而导致部分与部分的不协调。统一应该从以下方面来考虑:

形的统一:家具造型每一部分在再生设计中力求接近。

线的统一:对旧家具进行再生设计时, 家具线型的使用, 要以一种直线或曲线为主。

色彩统一:对一类旧家具而言, 色相及明度区别不宜过大, 趋于相近较为适宜。

总的来说, 在日用旧家具再生设计中要在变化中求统一, 在统一中求变化, 使日用旧家具的再生设计更趋严谨、整齐、富有规律性。

2.2 对比原则

对比是事物与事物之间的差异性, 在日用旧家具的再生设计当中这种原则体现在体块大小的对比、色彩明度的对比、材料质感的对比所呈现出来的不一致性。对比的结果使两种形态相互作用、彼此衬托, 各自显示出各自的特点, 运用对比可使日用旧家具的再生造型具有更强烈的装饰效果。这些对比分别体现在大小、形状、质感以及色彩的对比中。日用旧家具的再生设计中, 会出现面积大小不同的对比形式, 以此来丰富形体, 小的块体衬托大的块体, 形成大小的对比, 以此来突出重点, 使整体富于变化;直线、平面和长方体是家具造型中常用的基本形状, 而弧线、曲线、圆等在家具造型中也常出现, 运用到日用旧家具的再生设计当中, 直线和长方体来设计家具造型, 容易取得协调的效果, 但会使家具显得单调乏味, 设计中若将直线、长方形、平面与曲线、弧线形、圆形结合运用, 就会打破直线形的单调感, 使日用旧家具的再生显得生动活泼;家具设计中可运用的材料种类较多, 使用不同材料设计家具常给人不同的感受, 木质材料有自然纹理, 金属材料坚硬有光泽, 玻璃材料具有通透性, 织物材料柔软度高等, 在日用旧家具的再生设计中, 合理地运用不同质感材料的材质, 是一种有效方法, 如一件家具中运用不同软硬、不同粗细、有光与无光质地的对比, 可以丰富日用旧家具的艺术造型语言, 增加旧家具再生设计的造型美感;色彩对比是指颜色明度和色相的对比, 明度对比是一种颜色的深浅搭配, 色相对比是两种互补色的对比, 如暖色与冷色的色彩运用, 旧家具的色彩比较单一, 缺少装饰性, 而现代家具非常注重色彩的对比应用, 在一组家具中常常出现2~3种颜色, 可使家具看起来既有对比又协调, 在日用旧家具的再生设计中, 可合理的运用色彩的对比对旧家具进行再生改造, 达到活跃氛围的作用。

2.3 比例尺度原则

比例属于数学上的概念, 它是指形态、大小之间的数量关系。自然中万物都有各自的形态、特征, 并具有一定的比例关系。而家具比例在日用旧家具再生设计中的表现根据家具使用功能的需要, 由设计者来确定具体形态之间的比例关系。比例是日用旧家具再生设计中重要的一环, 比例不当, 就会使家具失去美感。

日用旧家具再生设计造型整体的比例关系, 也就是长宽高之间的比例关系。家具造型整体的比例要符合人体尺度和使用功能的要求。如家具的高度要以人们取放东西便利为前提, 高和宽的比例要符合人们视觉上的审美要求。

日用旧家具再生设计整体与局部的比例关系, 局部与局部之间的比例关系。在旧家具再生设计中, 除了把握家具整体比例关系之外, 还要考虑家具各部分与整体之间的关系, 部分与部分之间的关系, 合理规划划分部分形态会获得较好的比例效果。

总的来说, 家具的比例设计, 首先要在满足服务功能的前提下, 按照形式美的要求, 进行科学的划分。前人在长期的实践中摸索出若干长方形美的数学比例关系, 即黄金矩形长边与短边之比, 运用数学中等比矩形、等差矩形和倍数分割的方法, 进行比例的设计, 达到视觉上的美感。

尺度是相比较而来的, 单一的造型不存在尺度关系, 当一种形态与另一种形态相联系时, 才能产生尺度。日用旧家具再生设计中的尺度就是要根据人体尺寸和使用要求, 形成的特定尺寸关系。家具中的比例是通过尺度体现出来的。为得到合理的尺度, 在进行旧家具再生设计时, 不仅要从家具家具功能要求考虑, 使家具造型尺寸合理, 还应考虑与人们工作和休息相适应的各类家具形式和尺寸。如椅子的高度、柜子的进深等是否与人的身体尺寸相适应, 需从审美的角度考虑, 以获得家具与家具, 家具与物、家具与人及室内空间的尺度关系。

3 日用旧家具再生设计的方法

除了以上所述的再生设计原则, 根据材料的选择、结构的重组、人机工程学以及功能的实用性, 对于日用旧家具的再生设计可以采用多种方法, 例如表面修复方式、更换利用方式、组合利用方式等, 而本文通过家具的创新思维方法对日用旧家具的再生设计方法展开探讨。

3.1 形象思维方法

形象思维是不脱离具体的形象, 通过联想、想象、幻想, 伴随着强烈的感情、鲜明的态度, 运用集中概括的方法而进行的一种思维形式。其认识过程为“感觉和知觉的摄取—有意识地与其他事物结合—重新排列、组合、筛选—产生新的形象”。形象思维将现实生活中的事物形态进行简单的分析、归纳, 与日用旧家具的再生设计相融合, 重新对旧家具的形态进行构思, 通过再生设计实现家具的基本功能与要求。

3.2 抽象思维方法

抽象思维又称逻辑思维, 是热是过程中反映事物共同属性和本质属性的概念作为基本思维形式, 即在概念的基础上进行判断、推理、反映现实的一种思维形式。其认识过程为“感性个别—理性一般—理性个别”。在家具设计中, 抽象思维方法用概念来代表现实的事物, 而不是像形象思维方法那样用感知的图画来代表现实的事物, 将其运用到日用旧家具的再生设计中也是如此, 对旧家具进行观察, 通过分析、综合、归纳、演绎的方法来形成概念并设计出相应的产品。

3.3 灵感思维方法

灵感是人们借助于直觉启示, 面对突如其来的事物时最快的一种领悟或理解。把潜在意识里储存的关于某事物的信息, 在需要解决某个问题时, 以适当的形式反映出来。虽然灵感具有不确定性, 但是灵感产生的条件是确定的, 如自身的智力水平、长期的知识积累、和谐的eai jie环境、良好的精神状态等。灵感思维的表现过程为“准备—潜伏—顿悟—体现”。虽然灵感稍纵即逝, 但有时是设计师创作的重要源泉, 纪录灵感也应该是设计师必备的习惯。对日用旧家具再生设计的灵感不会凭空产生, 是经过视觉、听觉等外界的刺激, 在一瞬间产生的或者是第一印象带来的感觉, 是一种不加论证的判断力, 是思想的一种自由创造。虽然灵感不能最直接地让设计师设计出产品, 但是灵感引申出的一系列想法是对日用旧家具再生设计中的宝贵财富。

3.4 逆向思维方法

逆向思维也叫求异思维, 是把思维方向逆转, 对似乎已经成为定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式, 从事物的相反面进行深入的探索, 寻求解决问题的办法。

4 结语

旧家具再生设计的研究不再是一种单纯的对日用旧家具外在形式上的结构复制重组, 而是致力于从深层次上探索再生设计与可持续发展之间的关系, 分析其再生设计原则与方法, 注重其再生设计的形式美与功能性, 实现人们的审美需求和对于使用物实际功能的需求, 通过再生设计赋予旧家具新的生命与使用价值, 综合利用日用旧家具, 减少对可再生资源的浪费以及对环境的影响。

摘要：随着时代的进步和发展, 人们生活水平的提高, 作为人们日常生活中必不可少的家具, 其不断的更新换代是不可避免的, 各种废旧家具的总量在不断攀升, 其中木质家具约占60%, 有关资料显示, 我国的木材资源以每年平均10%-20%的速度递减, 我国的进口木材量速度却急剧递增。由此可见, 如何处理丢弃的废旧家具使之得到重新再利用成为摆在人们面前的一个问题。研究日用旧家具再生设计的原则与方法, 分析其材料形态、结构功能, 探讨其艺术表现的可行性。日用旧家具的再生设计研究唤醒人们对于旧家具可持续再利用的认识, 实现资源再利用。

关键词：再生设计原则,再生设计方法,资源再利用

参考文献

[1]主云龙.家具设计.北京:人民邮电出版社, 2015.9

[2]牟跃.家具创意设计.北京:知识产权出版社, 2012.6

再生设计方法 篇4

混合动力汽车( Hybrid Electric Vehicle,HEV)融合了传统燃油汽车和纯电动汽车的优点,既改善了车辆的燃油经济性能和排放性能,又能保证足够的续驶里程[1]。HEV有两个及以上的能量装置,目前研究较多的是“发动机- 蓄电池”油电混合型HEV。由于蓄电池比功率较小,在汽车急加减速和爬坡时产生的脉冲功率需求会使蓄电池进行大电流充放电,严重影响蓄电池的使用寿命。超级电容器由于充放电快速、比功率大、循环使用寿命长等优点,常与蓄电池一起组成复合电源。“蓄电池- 超级电容器”复合电源可同时拥有蓄电池比能量大和超级电容比功率大的优点[2],能够提供足够大的脉冲功率,对蓄电池削峰填谷,有效地保护了蓄电池不受大电流的冲击,延长蓄电池的使用寿命。

由于车辆的体积和成本限制,车载复合电源的容量和体积也将受到限制。在城市及多坡路工况下,汽车频繁启停、加减速行驶,超级电容频繁地大电流放电,荷电状态( State Of Charge,SOC) 下降很快。文献[3]中表明在US06 工况下,超级电容器的电压变化范围为80V ~ 140V,即超级电容电量很快下降到最低值。当超级电容SOC下降至20% 左右,电容几乎不再放电,对蓄电池“削峰填谷”的作用消失。此时HEV启动和加速需求的能量完全由蓄电池提供,蓄电池频繁大电流放电,影响其使用寿命及汽车的续驶里程。

HEV制动能量回收是解决超级电容电量不足的途径之一,目前对于混合动力汽车用复合电源的再生制动系统控制研究相对较少。本文通过对复合电源回馈制动原理的介绍,分析了车辆理想制动力分配曲线和ECE( Economic Commission of Europe)法规线,采用制动强度作为汽车制动力分配的参数,在理想制动力分配I曲线和ECE制动法规的基础上对前后轮制动力分配方法进行优化。通过在ADVISOR上搭建仿真模块及结果分析,表明本文提出的制动力分配方案能够增强车载复合电源制动能量的回收能力。

1 车载复合电源再生制动原理

再生制动又称回馈制动,指的是汽车在减速或制动过程中,在保证车辆制动性能的条件下,通过与驱动轮( 轴) 相连的能量转换装置,把汽车的一部分动能或位能转化为其他形式的能量。制动过程中电机处于发电运行状态,电机发电时的制动力矩作用于轮轴上,使汽车产生制动效果。

车载“蓄电池—超级电容”复合电源结构如图1所示。车载复合电源系统由蓄电池、超级电容、双向DC / DC变换器构成。当汽车启动或加速过程中,超级电容提供峰值功率需求,蓄电池提供平均功率需求,有效地保护了蓄电池不受损害; 当汽车制动时,回馈的制动能量优先给超级电容充电,既能保护蓄电池不受较大充电电流的冲击,又为再次启动和加速提供能量[4]。图1 表明了汽车行驶和制动过程中车载复合电源能量流动方向。制动时,复合电源停止向电机供电。由于惯性作用,驱动轮的轮轴对传动装置施加作用力,传动装置连接电机的转轴,施加与电磁转矩方向相反的转矩,使电机工作于发电状态。电机优先通过双向DC /DC给超级电容充电; 当超级电容SOC达到90% 时,表明超级电容电量饱和,开始向蓄电池充电。

2 汽车制动动力学

2. 1 理想制动力分配曲线

HEV制动过程要兼顾制动的快速性和安全性,因此必须将驱动轮摩擦制动、从动轮摩擦制动以及再生制动快速高效的结合,才能构成一个安全、高效的汽车制动系统[5]。汽车制动强弱可用制动强度z表示,反应的是制动过程中制动踏板的行程。制动强度z为车辆制动减速度与重力加速度的比值,即z = j / g。

根据汽车动力学理论可知,汽车在制动状态时,随着制动力矩的加大,前后轮同时抱死的情况对汽车的制动方向稳定性及附着系统的利用都比较有利。满足前后轮同时抱死的条件,也就是要求前后轮制动力与地面反作用力的比值相同,在抱死的瞬间,前后轮制动器制动力分别等于各自最大地面附着力[6]。假设制动时前后轮的地面摩擦系数相同,由汽车制动理论可得式( 1) :

其中,Fu1、Fu2分别为前、后轮上的制动力; Fz1、Fz2分别为地面作用在前、后轮上的反作用力; a、b分别为汽车质心到前、后轮轴心的距离; φ 为地面附着系数,hg为汽车质心高度。

当汽车制动器总制动力与地面附着力大小相等时,有式( 2) 的关系:

其中,G为汽车的重力,单位为N。

由汽车理论可得必须同时满足式( 1) - ( 2) 的关系,才能保证汽车制动时前、后轮同时抱死,综合两式可得前、后轴车轮同时抱死时的理想制动力分配关系,如式( 3) 所示:

其中,L为汽车轴距。

2. 2 ECE法规线

ECE制动法规对双轴轿车的前、后轴制动力提出了明确的要求。当制动强度在0. 2 ~ 0. 8 时,前轴的利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线之上,使前轮先抱死,防止后轮侧滑,保证汽车制动时的方向稳定性; 利用附着系数满足 φ ≤ ( z +0. 07) /0. 85 ,并接近理想的 φ = z曲线,以保证较高的附着利用率。

对于前驱型汽车,ECE下边界线为:

根据式( 3) 和式( 4) 可作出前、后轴制动力分配示意图,如图2 所示。

3 车载复合电源再生制动控制策略

HEV制动力分配策略制定的依据是在满足汽车制动安全的前提下,尽可能地提高再生制动能量的回收比例[7]。汽车的制动安全性取决于前、后轮制动力的分配,再生制动能量回收大小取决于驱动轮上摩擦制动与再生制动的比例。

由电机学知识可得电机最大再生制动力矩,如式( 5) 所示:

其中,Pere_max为电机最大再生制动功率; n为电机转速; N为电机额定转速; ηere为再生制动效率,本文取0. 9; TN为电机额定转矩。

根据力矩转动定律,可由式( 5) 推出再生制动过程中最大再生制动力,如式( 6) 所示:

其中,ig为变速器传动比; i0为主减速器传动比; r为车轮半径; ηT为机械传动效率,本文取0. 9。

本文采用ADVISOR中MC_AC75 交流异步电机,其参数如表1 所示。当ig取最小值2. 8369,i0取1,车轮半径为0. 282m。由式( 6 ) 可计算出Fere_max≈ 3022N,汽车质量为1900kg,可知当制动强度小于0. 15 时,仅仅依靠电机提供的再生制动力即可满足整车制动需求,后轮不参与制动。

本文在分析电机最大再生制动力的基础上,提出一种HEV机电复合制动新方案,如图2 所示。其中A点对应的制动强度为0. 15,B点对应的制动强度为0. 38,C点对应的制动强度为0. 55。且AB线为ECE法规边界线的切线,BC线为汽车的f线( 前轮即将抱死,而后轮还未抱死的汽车前后轮制动力分配曲线) 。

在蓄电池SOC > 0. 9 且超级电容SOC > 0. 9 时,表明复合电源处于荷电饱和状态,此时为了防止过充对蓄电池和超级电容产生的损害,再生制动能量回收系统不工作,前后轮按理想制动力分配I曲线进行分配。复合电源不在荷电饱和状态时,当制动强度z < 0. 15,电机再生制动力矩足够满足制动需求,由驱动轮再生制动回收系统提供全部制动力,后轮摩擦制动机构不工作,即图2 中的OA段; 当制动强度z < 0. 38 时,前后轮制动力按AB线段分配,且前轮以电机最大再生制动力Fere_max进行制动,不足的部分由前轮摩擦制动机构提供补充制动; 当制动强度0. 38 < z < 0. 55 时,前后轮制动力按BC线段分配,且前轮以电机最大再生制动力Fere_max进行制动,不足的部分由前轮摩擦制动机构提供补充制动; 当制动强度z > 0. 55 时为紧急制动状态,为了制动安全以及制动平稳性,电机再生制动回收系统不工作,前后轮摩擦制动力按理想制动力分配曲线分配,即图2 中的曲线CD段。HEV机电复合制动新策略流程如图3 所示。

4 ADVISOR仿真与结果分析

为了验证本文提出的车载复合电源制动力分配控制方法,利用ADVISOR2002 搭建了HEV后向和前向制动力分配模块。在城市道路循环工况UDDS下与ADVISOR原始制动力分配方案进行对比仿真,工况如图4 所示。表2 给出了HEV的主要参数。图5 - 6 为复合电源模块对比仿真结果。为描述方便,ADVISOR原始控制策略仿真结果为ADVISOR,本文所提控制策略仿真结果为新策略。

图5 表明了ADVISOR原始策略与本文所提策略在SOC上的对比。由图5( a) 、5( b) 两图可以明显看出本文所提机电复合制动新策略下蓄电池和超级电容SOC均有明显的增长,且超级电容SOC增长幅度大于蓄电池。一方面由于超级电容比能量小于蓄电池; 另一方面由于制动时,复合电源控制策略判定优先让超级电容充电,当超级电容SOC较高时再对蓄电池充电。可见该优化方法能够更充分地回收制动能量,延长汽车续驶里程。

从图6( a) 图可以看出,新策略下蓄电池正向供电电流明显减小,超级电容起到了对蓄电池“削峰填谷”的保护作用,延长了蓄电池使用寿命。由图6( b) 可得,制动时超级电容充电电流明显增加,再生制动能量回收能力明显增强,与图5 所得结果吻合。

5 结束语

本文在分析理想制动力分配方案和ECE制动法规的基础上,提出一种车载复合电源再生制动能量回收控制方法,并在ADVISOR中进行仿真验证,得到以下结论:

①本文提出的HEV制动力分配新方案在满足安全性的前提下,能够尽可能多地回收再生制动能量。

②在不增加复合电源容量的前提下,能够增强复合电源系统再生制动能量回收能力,延长混合动力汽车续驶里程。

③超级电容“削峰填谷”能力得到明显增强,能够更加有效地保护蓄电池不受大电流冲击。

摘要：针对车载复合电源中的超级电容在多坡路及城市工况下长时间频繁供电的问题,文中提出一种混合动力汽车前后轮制动力分配新方案。通过分析“蓄电池-超级电容”复合电源再生制动原理,结合典型城市工况UDDS,在混合动力汽车仿真软件ADVISOR2002中对制动力分配控制模块进行建模及整车仿真,仿真结果表明在频繁加减速的城市工况中,超级电容充电电流明显增大,蓄电池的放电电流峰值得以减小,在不改变复合电源容量的前提下保护了蓄电池不受大电流冲击,增强了复合电源再生制动能量回收能力,延长混合动力汽车续驶里程。

关键词：复合电源,再生制动,制动力分配,ADVISOR

参考文献

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[5]张昌利,张亚军,闫茂德,等.双能量源纯电动汽车再生制动模糊控制与仿真[J].系统仿真学报,2011,23(2):233-238.

[6]郭金刚,王军亚,曹秉刚.电动车最大化能量回收制动力分配策略研究[J].西安交通大学学报,2008,42(5):607-611.

再生设计方法 篇5

1 研究现状

1.1 采用物理方法再生

吸附有机物后的沸石,可通过灼烧后用惰性气体反向吹扫来实现再生。马万山等[1]将处理过印染废水的多孔质沸石颗粒干燥后置于立式窑内,于650℃下煅烧20 min,除去被吸附的有机染料,恢复其多孔结构。实验表明,此类灼烧方法不会对环境造成二次污染,再生效果很好,可达到与初次使用时基本一致的再吸附效果。

1.2 采用化学方法再生

化学再生方法一般采用KCl,Na Cl,HCl或Na OH等单一溶液或其中两者的组合。在某种情况下,单独使用钠盐做再生剂效果并非最好,特别是多次反复交换,使得沸石骨架结构遭到一定程度的破坏,再生效果明显降低。

再生过程一般经过洗涤、过滤后再经再生液浸泡或冲洗,然后用纯水清洗,最后烘干。再生后的沸石以再次吸附量衡量再生效果。

谭凤训等[2]用5%的Na OH溶液再生丝光沸石,浸泡3 h可有效恢复沸石吸附CODMn,NH3-N的性能。谢华林等[3]利用斜发沸石处理低浓度氨氮废水之后,用Na Cl+Na OH的混合液进行再生实验研究,结果表明,不仅再生效果显著,而且用时也短。

1.3 联合生物方法再生

黄友谊等[4]采用“沸石生物联合吸附再生工艺”(见图1),研究结果表明,该工艺在水力停留时间(吸附池+再生池)只有3 h时氨氮平均去除率可达80%,同时投加的沸石粉能够得到充分的再生。

分析该工艺成功的关键,吸附池中饱和吸附了铵离子的沸石粉在再生段吸附能力恢复良好是重要因素。利用人工湿地或天然水系设计生物再生系统,其效果与上述工艺相比略差。

2 再生原理

2.1 吸附物的直接去除

沸石应用于有机物的处理后,经煅烧可去除吸附物。高温下,一方面其孔洞和孔穴中的吸附物随温度上升被去除,另一方面孔道得以疏通,比表面积恢复,沸石表面的某些阳离子重新被激活,更多的可交换离子暴露在沸石表面,因此吸附能力得以恢复。

2.2 离子交换作用

选择合适的包含某种阳离子的溶液对饱和吸附沸石进行逆向吸附,可还原沸石结构,使之再生。在选用钠盐与Na OH的混合液作为再生剂的情况下,离子交换不仅起到简单的置换作用,而且对沸石结构也起到修复的作用。

单纯的离子交换可用下式表示:

式中:R表示沸石,X表示沸石骨架中的阳离子,Y表示再生液中阳离子。

2.3 生物作用协同离子交换

采用生物方法时,沸石所吸附离子或被生物转化,或被溶液中Na+等阳离子置换,再生得以完成。

目前,国内对沸石生物再生研究主要见于饱和铵沸石,对氨氮的生物转化依靠硝化细菌硝化作用,其反应过程为:

离子交换过程(以再生液所含阳离子是Na+为例)为:

式中:Z表示沸石。

式(1)与式(2)结合,生物协同作用下的铵沸石再生为:

由式(3)可知,微生物的硝化作用降低了水相中NH4+浓度,打破了NH4+在沸石和水相间的化学平衡,促使反应式(2)中反应向右进行,NH4+不断地从沸石上解吸下来,直至建立新的平衡。进入溶液中的NH4+则由硝化作用氧化为NO3-。

3 影响因素

3.1 再生液选择及其质量浓度

刘玉亮等利用斜发沸石处理低浓度氨氮废水之后,经与单独使用5g/L的Na Cl溶液、KCl溶液、Na HCO3溶液和HCl溶液对比,得出使用质量比为5∶5的Na Cl+Na OH混合溶液再生时间最短的结论。再通过不同质量比的Na Cl+Na OH溶液分别对沸石再生,得出在其实验条件下质量比为3∶7的Na Cl+Na OH混合液(p H=12.42),再生效果最佳,所用时间也最短。可见,不同再生液再生效果不同,同种再生液浓度不同,再生效果也不同。

3.2 p H值

以离子交换作用为主的沸石再生过程中,离子交换往往存在着动态平衡,而p H值必定对这种平衡产生一定影响,从而最终影响再生效果。

付婉霞[5]等对铵沸石再生时,选用同种再生剂,比较了不同p H值下的再生效果,其结果见表1。

由表1可知,当一次再生p H值为11.99时,再生剂的再生效果最佳,对氨氮的吸附量也最大。

3.3 再生时间

当采用静态化学再生方法时,再生时间成为重要影响因素之一。谭凤训等用沸石处理济南某水库水样时采用Na Cl溶液进行再生实验,实验结果,初始阶段,随着时间的延长,沸石对NH3-N的吸附量逐渐提高,但超过3 h后基本不变,见图2。

当采用动态化学再生方法时,再生流速会影响再生时间。在一定范围内,提高流速可大大缩短再生时间。但利用人工湿地对铵沸石进行生物再生,可使沸石的交换容量逐渐恢复,随着时间的延长,可有效地恢复其吸附能力。

3.4 微生物作用

当采用生物再生方法时,显然微生物是影响底物消耗的一个重要因素。一方面,沸石成为微生物生长的载体,另一方面,其先期吸附的离子可为微生物生长或其他关联生物作用提供氮源或其他可消耗盐类,并在局部质量浓度偏高的特定环境下经过长期的生物作用,使得沸石吸附能力得到恢复。

黄友谊等的铵沸石生物再生实验表明,正是微生物的硝化作用促进了铵沸石的再生[4]。如,对铵沸石采用自然硝化的方法,氨氮同样是在硝化细菌作用下转化为硝氮,其质量浓度随时间延长而上升,而氨氮则刚好相反。

4 结束语

利用沸石进行废水处理后,针对不同吸附对象可使用不同再生方法,或选用不同再生剂。再生过程因受再生剂选择、再生溶液浓度、p H值及再生时间等因素的影响。特别是生物再生,因其实质是化学和生物再生的结合,更要受生物作用的制约。目前,沸石的再生虽已取得诸多研究成果,但运用于工程实际还需进一步解决以下问题:一是沸石用化学方法再生后再生液的处理问题;二是沸石生物再生目前主要针对氨氮吸附,对重金属离子吸附饱和的沸石如何进行有效的生物再生是我们亟待进一步研究。

参考文献

[1]马万山,严泽群,刘德汞.多孔质沸石颗粒处理印染废水实验研究[J].非金属矿,2001,24(1):42-43.

[2]谭凤训,武运春,李秋梅,等.沸石活化与再生实验研究[J].现代化工,2006,26(2):140-142.

[3]谢华林,李立波.改性沸石对重金属离子吸附性能的试验研究[J].非金属矿,2005,28(1):47-49.

[4]黄友谊,吴志超,陈和谦,等.沸石生物联合吸附再生工艺及铵沸石再生[J].环境化学,2006,25(5):615-618.

再生设计方法 篇6

1 生态修复技术应用

生态技术的典型应用主要有土地处理系统、人工湿地技术和人工浮岛技术等。

1.1 土地处理系统

污水土地处理技术是指在人工调控下, 利用土壤-微生物-植物组成的生态系统, 通过一系列物理、化学、吸附、过滤、净化作用和自我调控功能, 使污水中的污染物得到净化的处理方法。

土地处理系统具有施工方便, 管理粗放的优点, 在农村地区得到了广泛应用。但其处理效果受温度影响较大, 尤其是我国北方地区, 在冬季应对植物进行越冬管理, 以保证其处理效果。

段增强[2]等提出了园林地慢速渗滤农村生活污水处理系统, 该系统不仅具有技术可行、成本有效和管理方便等优点, 而且对农村生活污水处理效果良好, 其出水TN、TP、COD、TOC、NH4+-N浓度均达到一级A类标准, 为中国现阶段农村生态环境建设提供了参考。

1.2 人工湿地技术

人工湿地是指人工建造的, 利用土壤和砾石等组成湿地填料床, 并在床体上种植植物, 通过土壤和填料的过滤作用、植物的吸收作用以及附着在填料和植物根系附近的微生物的降解作用来达到净化污水的目的。

人工湿地技术不仅具有占地少、投资小、净化效果好等优点, 具有良好的应用前景。但人工湿地脱氮效果较差, 且在运行一段时间后除磷效果会大幅降低, 对富营养化水体处理效果不佳, 以致其应用受到限制。

吴振斌[3]等跟踪调查了复合垂直流人工湿地在龙型水系水质改善中的功能和效果。一年多的运行表明, 该系统与其他生态工程的协同作用有效地改善了公园内的龙型水系水质, 特别是在奥运期间, 在保证了奥运主湖水质良好的同时, 为运动员和观众提供了优美的休息环境, 取得了良好的生态、环境、经济和文化等综合效益。

1.3 人工浮岛技术

人工浮岛技术是以浮岛为载体, 在其上种植具有景观效用和经济价值的水生植物, 通过植物根部吸收、吸附、化感作用和根际微生物的分解作用吸收、分解和富集水中N、P营养元素和有机物, 缓解水体营养化程度, 抑制藻类生长, 净化水质, 最终收获植物体, 从而彻底移除污染物质。

生态浮岛不仅能够净化水质, 而且具有景观价值和经济效益, 是目前研究较多的生物-生态修复技术。

吴伟等[4]研究了人工浮岛水面覆盖率对人工浮岛的净化效果, 结果表明, 当人工浮岛水面覆盖率为20%时处理效果最好, 对TN、NH4+-N、NO2--N和NO3--N的去除率分别为39.4%、51.2%、49.7%和65.0%。覆盖率过小处理效果不明显, 过大易造成水体出现缺氧现象, 以致水体发黑发臭。

2 生态修复技术实践

以邯郸市某公园为实验地点, 距进水口200米处, 进行了人工浮岛原位修复再生水景观水体的研究。2013年5月1日~2013年12月15日, 考察了人工浮岛对污染物的去除效果, 实验结果如表1所示。

由表1可知, 人工浮岛在夏秋季节 (7~10月) 对COD、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为20.4%~43.6%、6.4%~16.2%、7.2%~17.6%、15.6%~40.1%, 冬季 (11~12月) 分别为12.6%~12.9%、5.1%~5.4%、6.4%~6.8%、9.5%~12.3%。可见, 人工浮岛在夏秋季节对水体中污染物的去除效果要明显高于冬季。

人工浮岛在夏秋季节对COD、NH4+-N、TN去除率较高, 这主要是因为此时温度较高, 植物生长茂盛, 根系发达, 且微生物数量较多, 活性较高, 对水体中污染物代谢较快, 去除效果较好;11月以后, 天气转凉, 温度逐渐降低, 植物生长缓慢且微生物活性也降低, 以致去除效果下降。

人工浮岛对TP的去除主要依靠填料的吸收作用。人工浮岛在夏秋季节对TP去除率较高, 这主要是因为浮岛填料沸石、陶粒中富含的Ca2+可与水体中的磷发生沉淀反应, 通过沉淀形式将水体中磷去除。冬季, 填料对TP的吸附逐渐趋于饱和, 且原先已吸附在基质表面的磷发生解析现象又重新释放入水体, 造成去除率降低。

3结论

在实际运用中, 应有针对性地结合城市河道的功能和特点, 在满足城市防洪安全的前提下, 因地制宜开展河流的生态修复, 把河流形态多样性与生物多样性目标应用到河道生态修复中去。

摘要：生态修复技术是再生水景观水体治理的有效手段之一。文中通过对生态修复技术的研究进展进行总结和分析, 并结合邯郸市某公园生态修复实例, 提出了我国景观河道研究和建设的努力方向。

关键词：景观水体,生态修复,应用实例

参考文献

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[3]吴振斌, 谢小龙, 徐栋等.复合垂直流人工湿地在奥林匹克森林公园龙型水系的应用[J].中国给水, 2009, 25 (24) :28-32.

再生设计方法 篇7

从焦化、加氢裂化、加氢精制、重油催化脱硫装置来的富胺液混合进入贫富胺液换热器, 富胺液被加热至92℃后进入闪蒸罐, 富胺液中的烃类轻组份被闪蒸出来并进入装置低压瓦斯管网。经闪蒸后的富胺液进入再生塔的上部, 富胺液在再生塔内在汽提蒸汽的作用下, 硫化氢和二氧化碳被解析出来, 富含硫化氢和二氧化碳的水蒸汽从再生塔顶部出来, 酸性气经空气冷却器和水冷器冷却至40℃, 进入酸性气分液罐分液, 液相经回流泵送回再生塔顶部, 酸性气则被送至硫磺回收装置。再生塔底除去绝大部分硫化氢和二氧化碳的贫胺液, 经泵加压与富胺液换热, 再经空冷和水冷冷却至40℃进入溶剂储罐。贫胺液经过贫胺液泵加压被送出装置, 另外大约总溶剂的17%左右的贫胺液经过三级过滤除去杂质后返回至溶剂储罐。

二、溶剂发泡的原因、现象及影响

我装置自2009年底开工以来, 溶剂多次发泡, 根据采样分析, 主要是在长时间生产运行中, 系统内携带的杂质逐渐增多, 除了催化剂粉末、沥青质、胶质、有机降解聚合物外, 还含大量的硫化铁或硫化亚铁等腐蚀产物, 甚至会有大量的油和烃, 这些杂质降低了溶剂的表面张力, 造成了溶剂的发泡。

从溶剂采样外观来说, 溶剂由原来的透明、淡黄色变为不透明、黑褐色, 杂质较多, 有悬浮物, 搅拌溶液样品时有泡沫产生, 泡沫高度超高, 消泡时间过长。再生塔压差增大, 液位波动较大;再生酸性气分液罐液位上升过快;溶剂补充量增大。

由于胺液发泡, 使胺液在再生塔降液管中泡沫液体高度超过上层塔板的出口堰, 塔板上的胺液无法顺利流下, 胺液充满塔板之间的空间, 造成再生塔压差增大, 胺液无法落到塔底, 塔底液位调节阀会逐渐关小, 回到储罐的胺液量逐渐减少, 胺液储罐液位会明显下降, 再生塔就会出现液泛现象, 严重时塔板上积存的胺液会直接进入到回流罐。这时最有效的方法是降低塔内气、液两相流量, 即降低胺液循环量或降低重沸器蒸汽量, 提高塔顶压力, 改变塔内平衡状态, 待塔板上积存的胺液回落到塔底, 再重新恢复生产。液泛会造成溶剂大量损失, 并影响外装置溶剂吸收效果。

三、预防及处理溶剂发泡的方法

1. 开工前蒸汽吹扫氧化铁及杂质;系统用碳酸氢钠溶液清洗8小时, 再用新鲜水清洗, 最后用氮气吹扫干净系统内存水;

2. 配制溶剂使用脱氧水, 并且溶剂储罐应该加入氮气保持微正压, 避免溶剂与氧接触发生反应,

3. 可以采用机械过滤器+活性碳过滤器+机械过滤器的三级过滤方式, 第一个机械过滤器脱除胺液中较大颗粒的机械杂质, 再经过活性碳过滤器脱除冷凝的烃、降解物等, 最后经过第二个机械过滤器脱除进入胺液中微小的活性碳颗粒, 这样对溶剂进行连续有效的过滤, 去掉溶剂中的固体物质。

4. 设备中采用合适的材质或在溶剂中加入防腐剂, 抑制溶剂中FES的形成

5. 临时向系统内添加消泡剂, 可以暂时减缓胺液发泡。常用的消泡剂为聚醚、硅油、高沸点醇类和硅酮类化合物, 消泡剂的加入要适量, 不可过多, 如果浓度过大, 它们会与溶液中的起泡物质一起形成胶团, 堵塞气液通道, 从而造成更为严重的发泡。

6. 查找胺液系统内杂质成分及来源, 消除杂质的影响

7. 对胺液进行在线净化复活, 消除胺液内的杂质及各种热稳定性盐类对装置的影响。

8. 配置新鲜溶剂

9. 上游装置减少带油带烃

四、结论