时间:2023-03-16 15:27:05
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然而,高质量电源子系统与其配电系统之间却存在一个难题。尽管供电在任何系统中都是一种不可或缺的功能,但它却无法获得用户的直接赞赏或认同。用户需要的是额外的特性、功能和性能;供电被看作设计中固有的部分。增加特性有利于营销宣传,并获得更多的利润,而电源网络的元件成本和占板面积却没有这些好处。事实上,有些人会把电源子系统占用的电路板面积看作没有意义的负担,就像财务部门或邮件收发室一样。
电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备,也是住宅电气设计中使用较多的电气附件,它和人们生活有着十密切的关系。现在居民搬进新房后,普遍反映电源插座数量太少,使用极不方便,造成住户私拉乱接电源线和加装插座接线板,经常引起人身电击和电气火灾事故,给人身财产平安带来重大隐患。所以,电源插座的设计也是评价住宅电气设计的重要依据。笔者根据国外以及我国有关住宅规范及标准,结合多年来的实践提出住宅电源插座的数量及布置要求,供参考。
1电源插座设置数量的规定
(1)国家标准《住宅设计规范》(GB50096-1996)第6.5.4条规定,电源插座的
数量应不少于表1的规定;
(2)小康住宅电气设计《设计导则》中第4.3.5条规定,小康住宅中设置的插座数量不少于表2中的规定;
(3)《上海市工程建设规范》(DGJ08-20-2001)12.2.2条规定,电源插座设置数量应不少于表3的规定;
(4)“江苏省住宅设计标准”(DB32/380-2000)中规定,每套住宅内电源插座的设置,应符合表4中的规定;
(5)香港非凡行政区政府机电工程署1997年版《电力(线路)规例工作守则》家庭用途的装置及用具中规定,电源插座数量应不少于表5中的规定;
(6)美国国家电气法规NEC的第210-52(a)条对电源插座的布置作了更量化的规定。其中两个电源插座间的距离不得超过3.6m,因为美国规定家用电器电源线长达1.8m,一个家用电器如不能自左侧接电源插座,定能自右侧接电源插座,如图所示;
(7)小康住宅是由建设部在各大城市指导建设,面向21世纪的大众住宅,其定位标准是“科技先导,适度超前”。这将是我国住宅产业未来发展的方向。很显然,国家标准“住宅设计规范”中的电源插座数量偏少,参照国内外住宅电源插座设置数量标准,根据目前使用和超前发展的要求,建议住宅内电源插座的设置数量应不少于表6的要求。
2电源插座的选用和设置要求
2.1电源插座的选用
(1)电源插座应采用经国家有关产品质量监督部门检验合格的产品。一般应采用具有阻燃材料的中高档产品,不应采用低档和伪劣假冒产品;
(2)住宅内用电电源插座应采用平安型插座,卫生间等潮湿场所应采用防溅型插座;
(3)电源插座的额定电流应大于已知使用设备额定电流的1.25倍。一般单相电源插座额定电流为10A,专用电源插座为16A,非凡大功率家用电器其配电回路及连接电源方式应按实际容量选择;
(4)为了插接方便,一个86mm×86mm单元面板,其组合插座个数最好为两个,最多(包括开关)不超过三个,否则采用146面板多孔插座;
(5)对于插接电源有触电危险的家用电器(如洗衣机)应采用带开关断开电源的插座。
2.2电源插座设置位置要求
电源插座的位置和数量确定对方便家用电器的使用。室内装修的美观起着重要的功能,电源插座的布置应根据室内家用电器点和家具的规划位置进行,并应密切注重和建筑装修等相关专业配合,以便确定插座位置的正确性。
(1)电源插座应安装在不少于两个对称墙面上,每个墙面两个电源插座之间水平距离不宜超过2.5m~3m,距端墙的距离不宜超过0.6m。
(2)无非凡要求的普通电源插座距地面0.3m安装,洗衣机专用插座距地面1.6m处安装,并带指示灯和开关;
(3)空调器应采用专用带开关电源插座。在明确采用某种空调器的情况下,空调器电源插座宜按下列位置布置摘要:
①分体式空调器电源插座宜根据出线管预留洞位置距地面1.8m处设置;
②窗式空调器电源插座宜在窗口旁距地面1.4m处设置;
③柜式空调器电源插座宜在相应位置距地面0.3m处设置。
否则按分体式空调器考虑预留16A电源插座,并在靠近外墙或采光窗四周的承重墙上设置。
(4)凡是设有有线电视终端盒或电脑插座的房间,在有线电视终端盒或电脑插座旁至少应设置两个五孔组合电源插座,以满足电视机、VCD、音响功率放大器或电脑的需要,亦可采用多功能组合式电源插座(面板上至少排有3个~5个不同的二孔和三孔插座),电源插座距有线电视终端盒或电脑插座的水平距离不少于0.3m;
(5)起居室(客厅)是人员集中的主要活动场所,家用电器点多,设计应根据建筑装修布置图布置插座,并应保证每个主要墙面都有电源插座。假如墙面长度超过3.6m应增加插座数量,墙面长度小于3m,电源插座可在墙面中间位置设置。有线电视终端盒和电脑插座旁设有电源插座,并设有空调器电源插座,起居室内应采用带开关的电源插座;
(6)卧室应保证两个主要对称墙面均设有组合电源插座,床端靠墙时床的两侧应设置组合电源插座,并设有空调器电源插座。在有线电视终端盒和电脑插座旁应设有两组组合电源插座,单人卧室只设电脑用电源插座;
(7)书房除放置书柜的墙面外,应保证两个主要墙面均设有组合电源插座,并设有空调器电源插座和电脑电源插座;
(8)厨房应根据建筑装修的布置,在不同的位置、高度设置多处电源插座以满足抽油烟机、消毒柜、微波炉、电饭煲、电热水器、电冰箱等多种电炊具设备的需要。参考灶台、操作台、案台、洗菜台布置选取最佳位置设置抽油烟机插座,一般距地面1.8m~2m。电热水器应选用16A带开关三线插座并在热水器右侧距地1.4m~1.5m安装,注重不要将插座设在电热器上方。其他电炊具电源插座在吊柜下方或操作台上方之间,不同位置、不同高度设置,插座应带电源指示灯和开关。厨房内设置电冰箱时应设专用插座,距地0.3m~1.5m安装;
(9)严禁在卫生间内的潮湿处如淋浴区或澡盆四周设置电源插座,其它区域设置的电源插座应采用防溅式。有外窗时,应在外窗旁预留排气扇接线盒或插座,由于排气风道一般在淋浴区或澡盆四周,所以接线盒或插座应距地面2.25m以上安装。距淋浴区或澡盆外沿0.6m外预留电热水器插座和洁身器用电源插座。在盥洗台镜旁设置美容用和剃须用电源插座,距地面1.5m~1.6m安装。插座宜带开关和指示灯;
(10)阳台应设置单相组合电源插座,距地面0.3m。
3电源插座供电回路
(1)住宅内空调器电源插座、普通电源插座、电热水器电源插座、厨房电源插座和卫生间电源插座和照明应分开回路设置;
(2)电源插座回路应具有过载、短路保护和过电压、欠电压或采用带多种功能的低压断路器和漏电综合保护器。宜同时断开相线和中性线,不应采用熔断器保护元件。除分体式空调器电源插座回路外,其他电源插座回路应设置漏电保护装置。有条件时,宜按分回路分别设置漏电保护装置;
(3)每个空调器电源插座回路中电源插座数不应超过2只。柜式空调器应采用单独回路供电;
(4)卫生间应作局部辅助等电位联结;
(5)厨房和卫生间靠近时,在其四周可设分配电箱,给厨房和卫生间的电源插座回路供电。这样可以减少住户配电箱的出线回路,减少回路交叉,提高供电可靠性;
(6)自配电箱引出的电源插座分支回路导线截面应采用不小于2.5mm2的铜芯塑料线。
参考文献
1香港非凡行政区政府机电工程署编.《电力(线路)规例工作守则》1997
2北京市建筑设计探究院编.《建筑电气专业设计技术办法》中国建筑工业出版社,1998
3《住宅设计规范》(GB50096-1999).中国建筑工业出版社,1999
4李天恩主编.《小康住宅电气设计》北京中国建筑工业出版社,1999
5全国建筑电气设计技术协作及情报交流网编.建筑电气设计通讯.2001;1
在1节点、8节点、17节点接人容量为1000+j500kVA的分布式电源,其节点类型设为PQ节点,进行潮流计算,结果如图2所示。从图2中不难发现分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平,其接入位置与节点电压幅值密忉相关。相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置,对线路的电压分布产生的影响差别很大,接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大,越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。因此,在配电网规划及分布式电源接入系统设计时,需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点,确定合理的控制方式,只有这样才能改善线路的电压质量,提高供电可靠性。
2分布式电源接入系统
2.1分布式电源的分类一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等,按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源;按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联;按照并网容量分,可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等;大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。
2.2微网技术简介微网是一个小型发配电系统,由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成,具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统,能够实现自我调节、控制和管理。微网既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。从其内部看,微网是一个个小型的电力系统。从外部看,微网是配电网中的一个可控的、易控的“虚拟”电源或负荷。微网系统如图3所示。
2.3将分布式电源组成不同类型的微网目前,比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。在城镇配电网中,风力发电、燃料电池、光伏发电发电容量远小于配网负荷,对于这些小容量的分布式电源,采用与附近负荷组成微网的形式并入配网系统,通过技术措施使微网内的发电功率小于其负荷消耗的功率,使这些“不可见”的分布式电源完全等效为一个负荷。针对发电出力达到最大、负荷功率最小的工况,根据发电出力与负荷消耗功率的差值及持续时间计算出需要存储的电量,该电量作为储能装置容量的一个约束条件,再考虑其他的约束条件,为微网配置容量合理的储能装置。当出现发电出力大于负荷消耗功率时,将这部分电量存到储能装置中,在负荷功率高于发电出力时,再将这部分电量释放掉。大型的微型燃气轮机多用于需要稳定的热源、冷源的工商企业,以实现热、电、冷三联供,这些企业的负荷稳定,易于预测。微型燃气轮机的发电功率由用户对供热和供冷的要求决定,发电功率也易于预测。这样,以这些微型燃气轮机为分布式电源的微网是可控、易控的。将分布式电源纳入到微电网,并将其分为纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网两种,有效的解决了分布式电源潮流不可控的难题,给配电网的调度、运行带来的极大的方便。
2.4微电网接入系统方案纯负荷性质的微网在配网中是一个内部带有电源的负荷,将其接入到配网馈线的中间至末端,可有效地改善配电网电压分布,降低配电网网损。当微网内分布式电源突然故障或者失电时,由配电网对微网内的负荷进行供电,此时配电线路潮流增大,微网内的电压会发生跃变,如电压幅值变化超过用电设备允许值,将会对用电设备造成损坏。针对这种情况,可以利用微网内的储能装置将存储的能量进行逆变,有效地支撑电压,避免产生电压跌落,减少电压波动,有效的保护用电设备。当配电网失电时,微网自动脱网孤岛运行,孤岛的运行方式由微网内部自行控制,对配电网的故障分析、检修、试验不产生影响。对于发电、负荷可控的微网,尤其是容量较大的,在配电网规划及接入系统设计时,需统一考虑中接入位置对配电网电压、继电保护、安全自动装置的影响,需要进行充分的论证,必要时可采用专线接入系统,以确保配电的安全、可靠运行,充分发挥分布式电源的经济效益和社会效益。
金属发生腐蚀的现象随处可见。腐蚀给金属材料造成的直接和间接损失是巨大的,以至造成灾难性的破坏事故,引起严重的环境污染。研究表明,因腐蚀造成的损失一般占国民生产总值的3%~4%,其中约有15%是可以通过现有的防腐技术避免的,而阴极保护技术的发展又是与防腐技术的进步分不开的。
防腐电源是阴极保护技术中最为关键的设备。由于易腐蚀的金属构件大部分分布在野外或者地下,并且分布范围广,如石油管道、输电线路、海上平台等,所以必然要求发展可靠性高、智能化的新型防腐电源,并且要求通过工业网远程采集现场数据,进行计算分析,实现远程控制,从而提高现场设备的可靠性,实现无人管理。
1防腐电源系统的结构组成
阴极保护技术简单地说就是测量被保护金属构件的电位(即管地电位),并根据其大小变化,调节补偿保护电流大小,起到对金属构件的保护作用。图1是远程监控防腐电源系统示意图。
很显然,防腐电源是阴极保护系统中最核心的设备,其监控系统要能对其电位、电流、电压等运行参数进行检测与控制,实现网络化监控,满足实时、快速响应的要求。
2监控节点的硬件设计
系统硬件由两块电路板组成。一块为模拟板,主要对来自防腐电源的测量信号进行滤波、放大、采样保持,以及自动选择放大倍数等;一块为数字板,主要完成采样信号的模/数转换、计算(消除噪声并还原信号)、参数设置和数据传输[1]等。监控系统的总体框图如图2所示。
监控系统直接测量的是防腐电源现场的电信号,包括电压信号和电流信号。防腐电源的现场环境恶劣,待测信号中夹杂着诸多干扰信号。前置调理电路包括差模放大电路和有源滤波电路,用来抑制现场信号中的共模干扰信号和高频干扰信号。系统通过485总线与上位机进行通讯,使用约定的协议交换数据。
2.1模拟电路设计
模拟电路框图如图3所示,其中Vinl、Vin2、Iinl、I-in2为从防腐电源现场采集的信号。由于待测信号比较微弱,现场环境又比较恶劣,待测信号中叠加了很多干扰信号,为了从噪声中提取出有用的信号,采用差模调理电路和有源滤波电路相结合的调理电路对输入信号去干扰,然后通过电压分档电路估算信号的范围,提供给单片机。单片机根据给定的信号计算出合适的放大倍数,进而控制可编程放大器AD526的放大倍数,将已调理的信号放大到有效范围,输入到数字板上的AD574进行模/数转换。
2.1.1信号调理设计
通过试验对现场信号进行分析,发现干扰信号主要来自电源线的耦合干扰、电源的瞬态电压干扰和外部电磁辐射干扰。因此,这部分电路的作用有两个:一是根据干扰信号的频率特点设计滤波电路,有效地滤除干扰信号;二是对输入信号适当放大,完成阻抗转换。
2.1.2自动增益调节电路的设计
调理好的信号通过多路模拟开关进行逐一选定和处理。信号通过模拟开关后,一路进入分档电路测定范围,另一路进入放大单元放大到合适的工作范围。
AD526是专用五级变增益运放,增益级数为G=1、2、4、8、16,增益控制输入脚有三个。设计中将两个AD526串联,这样就构成了1~256增益的放大单元,变增益放大电路如图4所示。
该电路由8个电压比较器构成分档电路,单片机读取其输出信号,根据得到的分档信号设定合适的放大倍数,控制放大单元的工作,实现自动调整增益,保证每路信号都能放大到A/D的最佳工作范围,满足高精度、宽范围的设计要求。
2.2数字电路设计
数字电路框图如图5所示。单片机80C51是本系统的核心,通过扩展ROM增加系统的数据存储容量。A/D为数据采集模块,D/A为标准电流控制信号输出模块,MAX485是与上位机进行通讯的模块,Vin为模拟部分的输出信号。
2.2.1通讯接口设计
系统通过485通讯接口与上位机通讯,交换数据。RS-485采用的是一对平衡差分信号线,为半双工通讯方式。RS-485对于多站连接是十分方便的,其标准允许最多并联32台驱动器和32台接收器,这足以满足一个中型构件的多点防腐系统的要求。总线两端接匹配电阻,提高了抗干扰能力。RS-485传输速率最高为10Mbit/s,最大电缆长度为1200m。考虑到现场工作环境的恶劣性,使用TVS管实现了防雷功能,保护系统不受瞬间高压破坏,提高了运行的可靠性。
2.2.2标准控制电流输出设计
上位机将接收到的数据进行处理,运用一定的控制算法得出所需要的反馈控制信号。由于防腐电源为模拟器件电路,无法直接接收数字控制信号,因此必须通过单片机转换成模拟信号,才能控制电源工作。
系统中采用的AD421是一种单片高性能数/模转换器。它由电流环路供电,16位数字信号以串行方式输入,5~20mA电流输出,可实现远程智能工业控制。其数字输入信号通过光电隔离保证信号的准确有效,输出为标准的电流信号,具有较强的抗干扰能力,可以直接驱动相关的模拟器件。
3监控节点的软件设计
作者:张建英 范春甫 胡建云 单位:重庆工业自动化仪表研究所
系统特点我们通过对优化设计前智能切换屏存在的问题进行了大量分析,并依据《GB/T19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件和安全要求》及《YD/T5027-2005通讯电源集中监控系统工程设计规范》等相关要求,对该装置进行了优化设计,确保在设备正常运行方式、交流电源中断或充电装置发生故障的情况下,直流母线连续供电[1]。该装置具有掉电保持、信息多点处理、远程监控等特点,实现了机房对该装置进行集中监控管理的功能,设备更加安全、可靠,更加人性化[2]。据梁平供电局值班人员的信息反馈:在近19个月的运行过程当中,通过监控管理系统发现并解决相关设备问题已有3次,告警及时准确,维修人员反应迅速,没有导致输出电源中断现象发生;并且,在蓄电池充放电过程中,该装置都成功切换,除了定期巡检外,真正实现了机房无人值守。系统介绍系统参数工作方式:设有手动和远程控制方式(手动时采用刀闸并联在接触器旁);标称电压:直流48V;输入电压:2路直流-48V,正极接地;输出电压:2路直流-48V,每路分别对应10个电流为15A的配电回路;工作电压:-56V到-42V(范围通过管理系统可调节),正极接地;启动电压:≥-42.5V或≤-56.5V(可调),正极接地;故障切换时间:0秒;网络通讯:采用RS485与触摸屏通讯进行现场监控,通过以太网与上位机通讯进行集中管理;通用参数按照相关规定[1]设计。
模拟量数据采集采用EM231的8回路输入模块,用来测量母线电压和电流值;以太网模块选CP243-1作为通讯模块,和监控站进行信息联络,监控中心通过监控站对智能切换屏进行集中管理。接触器之前的设备选用的是NDZ1-400K型接触器,其主触点为常开状态,当系统出现故障或控制线圈故障时,接触器主触点失电断开,导致整个通信电源设备掉电。为了避免这种情况的发生,我们选用了天水213电器厂的单级直流接触器,型号为:GSZ2-400D,其主触点为常闭,故障时其主触点会立即闭合,同时PLC向监控站发出故障信号,等待处理。这里需特别注意的是,在检修输出设备需断电时,必须取出对应输出回路熔断器FU3、FU4的熔芯,防止故障时接触器掉电闭合。触摸屏为了方便现场巡检人员查看设备的运行状态,同时维修人员可以更加直观的查看告警记录,快速判断故障位置,我们选用威伦通科技生产的8寸触摸屏,型号为:MT4403TE。该款触摸屏配置了10M/100M自适应以太网接口RJ45,支持给予CS架构的以太网通讯,同时也可以通过以太网接多个HMI构成多HMI联机或与PC机通讯,方便了多点监控和通讯,这样,大大提高设备的可扩展性。组态软件MT5000可以实现参数设定、数据监视、运行监控、故障显示、历史记录及数据报表,功能十分强大,这也是我们选它的主要原因。开关电源开关电源在本系统中作为控制电源起着非常关键的作用。这里我们选用航天朝阳军品电源:4NIC-TX250DC/DC输入直流48V,输出直流24V。其特点是:低纹波、免维护、功率密度大及良好的电磁兼容性;在工作时,该电源是双路输入,双路输出,当任意一路出现电源故障将不会影响两路输出,而且电源输出两个回路并联使用,其中的一路出现故障将不影响另外一路的电压波动;它还具有宽电压输入范围:DC36V-DC72V,同时电压精度达到:≤±1%,纹波Vrms≤0.1%VP-P≤1%。上述这些特点正是我们选择控制电源最关注的地方,也是其它同类开关电源不具备的方面。集中监控管理系统优化设计前设备只有唯一人机交互界面——触摸屏,并且只能在现场监控,值班人员必须每天值守。不仅如此,设备没有跟其他相关设备联网,不能和其它设备联动,且只有本地操作,及不方便。优化后,设备集中监控管理系统具有故障管理、性能管理、配置管理和系统本身安全管理功能,实现了供电电源相关设备无人自动联动功能,并且可以进行远程集中管理。值班人员只需在通信局监控(站)中心对该设备集中监控,派专人进行需定期巡检和设备保养即可,无需专人值守机房。使设备更加可靠、更加人性化。
新型智能切换屏内部具有监控性能和通信接口的PLC监控模块(以太网模块),通过该模块与通信局(站)的监控站通信,最终将信息上传至上级监控中心。新型智能切换屏的工作状态通过监控中心实现的管理功能有:(1)故障管理功能:当出现熔断器熔断、接触器误动作、母线掉电、系统运行异常等情况时,具有多点、多事件同时告警的能力,并向值班人员提示故障位置及处理建议,同时支持操作人员对告警信息进行确认。(2)性能管理功能:可以进入到智能切换屏元件工作状态的画面,对其运行状态进行监控;能对告警、值班人员的操控等信息进行保留;所保存的历史数据可以以图形和表格的方式显示和打印。(3)配置管理功能:监控中心能调整PLC内部的系统参数、修改操控人员的权限等功能。(4)安全管理功能:具有完备的操作管理功能,对该装置参数设置和系统参数设置具有多级管理权限,通过操作口令可以对设备进行“遥控”和“遥调”。
为了使反激式电源开关保持高效率,需在分压限流电阻和控制芯片中间加入电切换电路。此设计可以使电源工作正常时,分压供电电阻不会一直维持在高耗能状态。
(二)U1.3842电源开关的电路设计
采用U1.3842的电流型脉宽调制器控制芯片,并利用高频变压器与电网隔离。这种组合控制器的电路比较简单,工作频率可高达500KHz,电压的调整率可达到0.01%,启动时的电流小于1毫安,工作电流为5毫安,是性能非常好的电流控制型的脉宽调制型芯片,而且该调制器管脚数量少,属于单端输出。计算出的工作频率为48.8KHz,根据时钟震荡电路中CT=4.7Nf,RT-7.5K,实验中功率留取一半作为余量,选用4个规格为0.25W、1.2的电阻并联为采样电阻,电容为3.9K。滤波及采样电路中,检流器件选用电阻。
(三)反馈电路的电源开关设计
电源开关的反馈电路设计非常重要,现在大多反激式开关设计都是用光耦PC817和TL431之间的电气隔离,实现反馈电压信号和控制芯片功能,但这样的电路电压输出的调整范围非常小,而笔者则拓展了这一范围。通过在以前的反馈电路光耦输出位置增加恒流源电路,使之吸收2mA的电流,便可实现分流总电流的目的,由此扩大光耦PC817的输出电流范围,输出电压的调节范围也就变大了,因为再经过信号LM358的放大,其中的误差也被放大,这样就因错误过大而失去了意义。所以恒流源电路直接设计在了UC3842的1脚上,就不会出现错误被放大导致控制精度的下降。也减少了反馈信号的输出时间,使电源的动态响应加快。经过改动后的电路调节范围比原有设计扩大了23%,使拓宽光耦的电流有效输入范围增大,输出电压调节范围增大。
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。
Abstract:Thisarticleunifiedtheprojectexampleindetailtodiscusstheleisuretypehotelbotanicalgardendesignidea,thebotanicalgardenlayout,thesubjectlandscapedesigncreativityandthelandscapegardeningcharacteristicandsoon,exhaustedtheoutlinedrawingenjoyablebotanicalgardenexpressionmeanstobuildleisuretypehotelbotanicalgardenfittingtogethertheidealcondition.
Keywords:TheRecreationalHotel;Botanicalgardendesign;Landscapelayout
1设计背景
张家界湘电国际酒店是一家以休闲度假、商务会议为主题的四星级商务酒店,酒店建筑布局为层层院落深进的园林式风格,建筑物依山就势,借景抒情,和张家界自然风光巧妙融于一体。由于酒店的升级,原有的园林景观仅仅停留在绿化上面,只是通过种植一些常有植物和草皮达到绿化的效果,未能充分利用酒店优越的地理环境,各个院落设计空间内外渗透不够,建筑与景观未能有机地融合,内部园林景观无序,主题不够鲜明,文化内涵未充分释放,远远达不到休闲式酒店的要求。如何将酒店内园林景观与张家界美丽的自然风光和地方文化特色有机融合,成为其园林设计关键的节点所在。
2酒店园林景观设计的主旨
本工程园林景观设计范围为酒店内部空间、主题园林景观、景观带绿化布置、屋顶平台绿化设计以及连廊等;根据酒店内园林景观现状,考虑到所处的位置、建筑风格、庭院空间、绿化现状等,拟在设计体现张家界自然风光,风土人情特色为主,特别是将张家界本土的水和石引入园内,在园内自然生成富有张家界野趣的溪流和山石,来与整个风景区巧妙融为一体,浑然天成。
3园林景观设计
3.1张家界乡土景观的挖掘
张家界为国家级森林公园,境内峰密岩险,谷深涧幽,汇峰、谷、壑、林、水于一体,有三千多座奇峰异石,八百溪流蜿蜒纵横,景色奇、秀、幽、险;景区内植被丰富,花草树木种类繁多,被誉为“中国山水画的蓝本”。
金鞭溪位于景区东部,因靠近金鞭岩而得名,全长7.5km,自老磨湾至水绕四门经索溪注入澧水。溪流穿行于峰峦幽谷之间,溪水明净,跌宕多姿,小鱼游弋其中,溪畔花草鲜美,鸟鸣莺啼,树木繁茂,千峰耸立,构成极为秀丽清幽的生态环境,被称为“世界最美的峡谷”,“最富诗意的溪流”。
3.2景观布局构想
以张家界景区特定地理环境、地质景观为设计参照,以本地植物、山、石、溪流为造景素材,根据酒店建筑层院落深进的风格,充分利用空间高差进行合理设置和景观布局。在酒店内景观构思设想上,以金鞭溪为蓝本,自五栋至大厅,营造一条贯穿整个酒店的潺潺溪流,溪流流经的每个院落都有相应的景观主题,且溪流完全效仿自然,蜿蜒曲折,水质澄清透明,若隐若现。每个院落透过四季景观特征的表现,充分展现各个庭园空间不同的园林意境和韵味,从而让宾客充分享受远离喧嚣城市,亲近自然的愉悦心情,以达到休闲生态园林酒店的终极目的。再通过水池、溪流、园路、花草树木、亭台、山石等景观元素以及园林小品等造园手法,辅以现代背景音乐系统、光电照明系统,使酒店园林真正体现古典韵味与现代气息、自然山水与人文特色合二为一的美好境界。在各景点适当位置以景石形式突出景点的人文内涵。
3.3景观布局顺序
景点布局以五栋楼为起源,接外部山泉作为水源构建一条溪流,连接整个院落,直至酒店大堂,四、五号楼楼梯地段为溪流的源头;该院落以跌水、乱石丛表达“源”的理念,体现溪流的发源;二四栋三号楼前地段为溪流的中段,该院落以栈桥、干涸的河床、浅滩表现“寂”的理念,体现石与水的文化,餐厅前长庭地段为溪流的末段,该段以宽广溪流、深潭表达“纳”的理念,体现一种海纳百川的意境。大厅内为溪流的结尾。
3.4各院落园林景观设计
3.4.1起源(四、五栋间院落)
在楼梯处堆石造山,营造“水自天上来”的氛围,寓意溪水源头自山上而来,楼梯下设浅池,上铺鹅卵石引导起源水流,细小的溪水分两道蜿蜒向前。溪水曲折、婉转,中途流经人工堆砌的山谷最后在三号楼附近拐弯流入主题景观区。
3.4.2宁静悠远(三栋前部院落)
此处庭院面积不大,地处宾馆中部,显得格外静。当细流经过之前的酝酿到达此时已较为成熟。整个庭院陆地部分铺设小碎石,一条近似干枯的河道连接着前面的细流,将水引入一小潭之中,小潭中设三个涌水口,仿地下水涌出,一条木栈道穿插其中,全院野趣横生,令人虽置身闹市,仍能体验山野之幽。
3.4.3树大荫浓(四、二栋间院落)
院中那棵生长了几十年的桂花树是全院的灵魂,以院中的桂花树为主体分别设计峰回路转景石和园中小憩石凳休息区。充分考虑了院子的可进入性,使空间更加人性化,更具有一种书香气息。
植物运用上主要有:桂花、玉兰、红枫、南天竹等,随园景肆意点缀,突出表现休闲式园林的随意和轻松。3.4.4蓄(二栋前部院落)
水流经过不断地积累到达此处已非常成熟,最后通过二栋门厅美人靠下部的跌水瀑布在二栋前积聚成了一个大的水面。依据地形又将水面做成三层跌水,水流从滚水坝跌下。水面中央设小亭,通达小亭的汀步用本地的红砂岩组成,水面一直延伸到走廊的方亭中,将方亭突出走廊的部分做成水榭的形式,周边设美人靠。水岸自然蜿蜒,用真石堆砌成自然驳岸。
植物运用上主要有:桂花、龙爪槐、芭蕉、杜鹃、荷花、马蔺等,从而将此园点缀得满园春色,情景交融,令人美不胜收。
3.4.5海纳百川(餐厅前部院落)
此处绿地地形狭长,自然形成落差,水流由二栋前大水面流经原由长亭改造的风雨桥,形成一段自然曲折的溪水,最后在自然高差处奔流而下,最后止于一深潭中,形成海纳百川的自然景观。岸线自然堆砌,石头生动活泼,趣味盎然。
植物运用上主要有:桂花、桃花、海桐、鸢尾、芦苇等,通过多种不同风格的植物和水景,将此景观映衬出江南小镇诗情画意的意境,并充分体现出主景观的大气磅礴与韵味深长。
3.4.6大堂
大堂作为迎接宾客的地方,同时又在进入西餐厅的门口,正对大门,该处布置小型水池,自然岸线,水池内养红锦鲤,在原有的墙上凹坑内布置堆石,内设流水。
3.4.7迎宾小亭和连廊
迎宾小亭内直立墙面布文化石,底部堆石,和大厅风格布局保持一致。原有连廊进行整修,靠内部墙面取消,靠外部把原有的窗面形式,改为江南园林院落院墙的景窗,创造丰富的景观空间。
3.4.8其它小块绿化及屋顶绿化
需要种植绿化的屋顶,内布50cm厚种植土,种植天鹅绒,马蹄金等,屋顶边凌空时,围绕顶边种植迎春,让其自然下垂。
其它小块绿地在院落内部的小庭院空间内,布置丛竹、芭蕉、苏铁等,从而营造出浓郁的中国古典园林氛围。
4结语
休闲式生态酒店与现代功能型酒店最大的区别主要体现在其良好的生态性和自然性方面,园林景观主题区别突出表现在“雅”与“静”上。因此,其景观园林比现代功能型酒店有更高的要求。园林景观建筑空间的流动美是中国古典园林的特色所在,张家界湘电国际酒店园林景观改造设计正是在把握本土特色的基础上,糅合中国古典园林的特色造园手法,将张家界自然风光与人文内涵巧妙地结合到一处,将动之美与静之美深蕴其中,从而给所到宾客一种如沐春风、自然舒适的惬意感受。该景观改造自2007年初施工完毕后,以其自然、野趣和富含中国传统文化趣味得到了甲方和四方宾客的大力赞赏。
参考文献:
2古典园林造园艺术
2.1意境的追求中国古典园林的发展在一定程度上起源于文人墨客及士大夫阶层对于世事的感悟与态度,避世及享乐的意识促使这2个阶层热衷于构筑“不出世既赏世”的园林形式。阶层的态度导致其意识领域的开放,使其十分重视意境及韵味,对诗画意境的追求也体现在造园态度上,追求“多方胜境,咫尺山林”般的境界。中国文人画作的特点在于写意,与西方写实相比,更多地表达了一种超脱原貌的精神,这种“开高轩以临山,列绮窗而瞰江”的情怀在园林中的体现,成为了中国园林的特点——源于自然,高于自然,虽由人作,宛自天开。通过各种身心的感受营造整体环境,来更进一步感受这种自然之美,如拙政园中的留听阁(取意留得残荷听雨声)和听雨轩(取意雨打芭蕉),留园中的雪香云蔚亭(来源于味觉的感受)等。
2.2形式的表达中国古典园林的一大魅力在于其独立性及不可复制性,留存至今的不论是皇家园林还是私家园林都有其各自的特点,根据造园的目的、造园人的心性及造园立意的不同,各自拥有独一无二的风格特色。如网师园精巧幽深、典雅隐逸的宋代园林;拙政园平淡疏朗、旷远明瑟的明代风格;留园布置精巧、奇石众多的清代风格。
2.3空间的利用园林中的不同空间布局与利用呈现出园林之间迥然不同的风格。如同借由空间的丰富组成形式,在园林整体环境构成中产生引导的作用,廊的运用常具有明显的引导意味,将人们引致某个特定景物的所在地。又如利用地形的起伏,在整体垂直立面空间中增强韵律感,亭、廊和榭在立面空间中此起彼伏,再利用建筑本身的轮廓线造成水平面上视觉的叠加,极富变化容易留下深刻的印象。再者景物虚与实使得空间渗透效果十分显著。利用障景、漏景,隔景等手段进行分隔空间的处理,在分隔的同时又使其相互连接和渗透。在密集的景物中产生丰富的变化,曲折幽深却又不显闭塞
3古典园林建筑类型
随着园林的逐渐发展兴起,人们对于建筑的要求已经不仅仅局限于住房,在这样的形式下产生了类型丰富的建筑,如堂、厅、楼、阁、馆、轩、斋、榭、舫、亭、廊、桥等。人们赋予了每一种建筑形式不同的内容加以区分各自的功能。例如,堂,一般是一家之长的居住地,也可作为家庭举行庆典的场所;楼,一般用作卧室、书房或用来观赏风景,本身也可作一景;榭,一般都是在水边筑平台,用以观赏为主,又可作休息的场所;亭,体积小巧,造型别致,供人休息、避雨。屋顶的形式多变、类型丰富是古典园林建筑的一大特色,各种屋顶运用不同,表现的效果也不同。例如,庑殿顶因其造型大气和装饰精巧多见于皇家及寺观园林;歇山顶因其屋脊灵巧富于变化在园林建筑中最为常见;硬山顶样式简单,是人字形屋顶的一种;悬山顶形式较为多变,也是人字形屋顶的一种;卷棚顶线条较为平缓,缓和建筑的耸立感;攒尖顶因其灵活轻巧多用于体量较小的建筑,平面形式多样。在这些屋顶形式的基础上,造园者又在屋顶上加盖一层,形成重檐,较于单檐屋顶更显庄重大气,二者的组合搭配提升了建筑的可观性。
4现代园林中对古典元素的运用
现今的园林建设涵盖的范围越来越广,但不论在哪种形式的园林形式中,古典园林的应用已经成为不可或缺的一部分。住宅区、公园及街道绿化中,几乎都可以看到其中包含的中国古典园林元素,如仿古建的亭台、牌坊等,但在这些古典元素的运用中很大一部分没有美感和协调感。
美之所以能够呈现在人们心里,首先,它必须是具有美的客观的现实事物展现出来的;第二,必须是人这个具有主观能动性、独立意识的高级动物,看到或者发现后,才能认可、感悟这个现实事物是美的。第一是物质美的呈现,第二是精神美的反应。物质美可以具体指向的是形态美、形式美,精神美可以直接指向的是意境美、心灵美。意境美是难以用理论去规范它的,但可以用绘画、音乐、诗歌去渲染、描述,而形态美、形式美我们可以通过美的形式法则去总结、去对应,因为这些都是有一定共性、规律所在。所以,美是可以通过形式规律表现出来的,美的形式可归纳为:①单纯齐一:在单纯中见不到明显的差异和对应的因素,在法则中最简单的形式。②对称均衡:差异中保持一致。“对称”:指一条线为中轴,左右(或上下)两侧均等,对称还可以衬托中心。均衡较对称有变化,均衡在静中倾向于动。③调和对比:调和对比反映了矛盾的两种状态。调和是把两个接近的东西相并列,异中求同;对比是把两种极不相同的东西并列在一起,使感到鲜明、醒目、振奋、活跃。④比例:是指一件事物的整体与局部,以及局部与局部之间的关系。(蔡辛克———黄金比例分割:实际上是大约3:5的比例关系,主要有变化感、安定感)美的事物中包含比例关系是有条件的。因人们在美的创造活动中,都是按照事物的内在尺度来确定比例关系的。⑤节奏韵律:指运动过程中有秩序的连续构成节奏。主要有两个重要关系:一是时间关系,指运动过程;二是指力的关系,指强弱的变化。把运动中的这种强弱变化有规律的组合起来加以反复便成节奏。⑥多样统一:形式美法则的高级形式,也叫和谐。
园林设计与美学原理的关系
园林设计中,若要营造让人心动的美景,除了园林设计中所运用的一些元素(如:植物、水、小品、地形等)外,我们还要通过美的原理、规律把所谓心动的美景设计、实施、并表现在人们的面前。首先,达到美的第一步之前,我们要通过设计、构图,对地形、植物、交通、空间尺度上,达到对整体空间格局的控制,在这个基础之上,第二步再渗入美学的形式规律,使其观者有移步换景,在任何一处停下脚步去观赏眼前的景色,都可以构成一幅美景画面。景观要素和美的规律互相渗透、相辅相成,才能建造出所谓心动的美景来。
案例分析(以兴庆宫林景区为例)
兴庆宫,唐长安城3大宫殿区之一。位于长安外廓东城春明门北侧隆庆坊。于开元二年(714年)7月,五王献宅为宫,九月起建造,新宫因坊为名,讳隆为兴,称兴庆宫。因在大明宫之南,又称南内,宫城东西宽1080m,南北长1250m,面积1.3km2。1958年在原兴庆宫的遗址上修建了一座文化娱乐与遗产保护于一体的西安市兴庆宫公园。让笔者心动的、印象当中不可磨灭的一处景象是位于兴庆宫公园兴庆湖东边湖岸约178m长的林到进水桥的这一段林荫道的步行园路。为什么觉得是最心动的美景呢?为什么要把这一处场所区域作为营造心动的美景的优秀案例呢?笔者通过以下几点进行解析:
1从规划平面的空间序列来分析
林荫道的整个空间呈带状性,其曲折的道路设计,形成了由小到大,再由大到小的空间序列形式。它利用了造园手法中疏密相间、开合有致、有收有放的布局手法。形成了空间流动时的节奏感。
2从空间视域的节奏变化上分析
整个兴庆公园在整体的造园设计手法上,大量运用了中国古典的园林设计手法,尤其体现在对空间的对比上,对景、借景、藏与露、虚与实、蜿蜒曲折、移步换景的造园特点。我们把这种空间的变化形式归纳为两种空间;即流动空间和聚集空间。流动空间———在游客、观者走动时,这里的道路蜿蜒曲折,眼前的乔木和远处的构筑物给人以起到引导和暗示的作用;聚集空间———利用远处的构筑物或建筑形成借景,给美景增添虚与实、景物互相渗透,空间形成开与合的秩序变化,游客与游客之间形成看与被看的流动画面效果,更加增添了景色的趣味和变化的效果。
3从构成景物的要素上来分析
3.3.1建筑。远处的亭帽在林中的若隐若现,成为借景之物、点景之物,有“画龙点睛”的作用;水在几个要素中,起到柔化景致的效果,它与蜿蜒曲折的小径和驳岸线形成了相映成趣的和谐之美;3.3.3铺地。青色的横向铺石,形成景园朴实、自然的美感;地形坡度的起伏,形成空间构图多样变化又富有节奏起伏的韵律感;植物在这一块区域起到了主导性的作用,设计者运用植物有层次的配植方式,形成了整个空间立面构图的层次感、韵律感和节奏感。并透过植物的植栽距离,形成空间景物的相互渗透关系。
4从这一场所的整体景彩来分析
色彩的搭配也是构成景观美的原因之一,这一块的景象,通过我们的提取,大体有以下几个色块组合的,形成了北方园林中秋冬季比较静谧、沉稳的色调美感。由于植物给我们所带来的艳丽的色块和较高的饱和度,所以在道路铺装时,所配置的色调较为灰亮、淡雅。形成明暗对比、主次色调相互映衬的和谐视觉效果。
5从它的空间尺度设计来分析
两旁较高的乔木、灌木(大约13~14m高的乔木,1.7~1m高的灌木)和中间小径(约1.7~2.7m,)形成了林荫道半私密的空间性质,使游客散步其中倍感到亲切和安全感。
6从它的画面构图美来分析
从画面的整个比例关系上来看,是基本按照黄金分割的比例原理,使整个构图张弛有度。
7从它的意境之美的构建来分析