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如果齿形误差大,渐开线齿面就会不平滑,就会有波谷与峰谷的产生,这样在啮合线就会不连续的产生冲击。可见,由于齿形误差而产生的噪声音调比较尖,频率也比较高。齿圈径向跳动和齿形误差在轮齿每次啮合中通常能引起多次冲击振动,特别是在直齿啮合时噪声会更大。磨齿,剃齿和滚齿的正常加工得到的齿形形状不同,它们产生的噪音也不同。剃齿是现在比较常见的齿轮加工方法。剃齿容易产生中凹齿形的危害,啮齿过程中的啮合系数在1到2之间变化,齿形中凹造成的冲击和噪音是很明显的,而想要解决中凹齿形需要对剃齿刀进行修形。由于齿轮中部被过切的中凹现象是由各接触点分压力的变化产生的,所以需要将刀具齿形进行修型成中凹,从而得到齿轮的中凸齿形。一般情况下,齿形中凸量在0.002到0.005mm之间。此外,当剃齿刀齿数和被加工齿轮齿数得比为奇数时,可以有效避免累计的误差。
2接触精度和运动精度对噪音的影响:
齿向误差影响齿长方向的接触,基节和齿形影响齿高方向的接触,它们都会产生高频噪音,而齿圈径向跳动和周节累计误差会产生低频噪音。齿轮传动受安装与制造的误差,齿轮在传递功率时有变形的发生,造成载荷沿齿宽方向的分布不均匀,使偏载的现象出现。想要使齿轮的接触精度提高,使轮齿的承载能力增加,使齿面负荷均匀,可以使用齿向修形的办法。一般情况下,为了方便加工,提高接触精度,减少噪音,通常使用齿端修薄的方法,做成鼓形的齿向,使轮齿在啮合的时侯在中部接触渐进向两边延展。齿向修形就是为了使齿面形状理论上的齿形有差距,而有意识地沿着齿线的方向对齿面做小量的修削,齿向修型分为鼓形修整与齿端修薄。齿端修薄就是在一小段齿宽范围内,对轮齿的一端或者是两端,根据越接近齿端削薄量要越大的规定,削薄齿厚。鼓形修整就是为了使轮齿和相啮合齿面在齿面中部区域接触,将齿廓修形和齿向修形并用。此外,需要注意的是在剃齿加工的过程中,可以通过利用工作台摇摆机构或利用成形剃齿刀实现。鼓形量根据齿宽来确定,一般情况下控制在0.01到0.025之间。齿向修形图如下所示:(其中标明了设计齿向,设计齿形,理论齿向和理论齿形)
3减速箱体孔精度对噪音的影响:
孔的尺寸精度、中心距误差和同轴度误差都会对噪声产生影响。孔与轴承的配合公差的选择对整机噪音的影响也是非常大的,一般情况下孔与轴承外圈的间隙在0.01mm左右时,可以有效地降低轴承对整机的噪音影响,此外选择适当的油品对降低噪音也有好处。齿轮箱体是一个典型的弹性结构系统,它会在轴承动载荷作用下产生振动,辐射噪声,可见,想要降低噪音,需要合理的设计箱体的振动特性与结构。为了减少噪音,使在动态激励作用下的箱壁振动达到最小,应当做好几何约束,应力约束和频率约束等相关的约束条件。此外,为了减少系统的振动,需要注意在箱体结构设计中让箱体支点和轴承支承座之间的结构联系保持足够的刚度。为了减少振动噪声的幅度,对于较大面积的薄壁,需要设置加强筋。
一、轴承设计
(一)轴承种类的选择
新型结构自关节轴承性能优异,具有广泛的适应性,可满足水利工程各种工况条件的使用要求,并且具有很高的可靠性。1、弧形闸门支铰具有很高的承载能力,很好的减摩性、耐磨性(在有泥沙的工况条件下使用,应能保持较好减摩性和耐磨性)以及很高的可靠性;新型结构自关节轴承具有很好的减摩性,脂摩擦系数为0.03-0.04,可降低启闭力,同时,由于该轴承动静摩擦系数极为接近,可使闸门运行平稳。对于希望价格较低的需求者,是一种理想的选择。2、平面闸门定轮由于平面闸门定轮轴承大多要求较低的摩擦系数,因此,新型结构自关节轴承应为首选。3、液压启闭机液压启闭机支座轴承应选用具有较低的摩擦系数,很高的承载能力和很好的耐磨性能,因此,新型结构自关节轴承应为首选。
(二)轴承的规格的选择
1、当量载荷的确定弧形闸门支铰轴承、平面闸门滚轮轴承在承受径向载荷的同时,还承受轴向载荷。弧形闸门支铰轴承的轴向载荷主要是由于支臂的斜角布置及变形引起的,平面闸门滚轮轴承的轴向载荷主要是由于门的变形引起的。在有轴向载荷时,我们应先求出当量载荷,然后再进行选择计算。在其中,我们也需要明确一个问题,对于平面闸门滚轮轴承、弧形闸门支铰轴承、液压起闭机支座轴承来说,它们都属于低速重载。并且由于滑动累计过于较短。例如:对于弧形闸门支铰轴承来说,在五十年当中所累计滑动的距离也达不到1000m。所以,我们就需要从静载考虑轴承的计算,而在上述的(4)、(5)式当中,轴承的许用静载就可以选用P0。另外,在计算的基础是正常的荷载。
二、
自关节轴承自身的自性能良好,当存在条件的时候,其自身的性能也能够得到一定程度的提高。所以,将条件加以改善,就能够延长其使用寿命。另外,脂也具备一定的防腐性能,也能够提高密封性。对于轴承来说,具备理想的便捷的特性,而的有效是非常必要的。而本文设计的轴承所带的脂有10年到12年的使用周期。
传统工业建筑设计的弊端
随着国民经济的快速发展,工业经济收入水平持续上升,工业企业的规划发展也更加多元化。但是,目前我国工业建筑设计方案,还远远不能满足现代工业建筑设计的要求,依旧存在着诸多问题。质量是建筑的命根,质量上的缺陷是建筑设计的最大缺陷。设计阶段是工业建筑项目的初始环节,设计方案是否合理,对工程建设的质量有决定性影响。传统的工业建筑设计,仅限于常规的生产需求,多数只是为了向企业提供生产空间,并没有考虑设计方案存在的质量问题。如在设计厂房建筑时,对占地面积、空间改造、建筑性能等问题没有充分考虑,造成建筑设计方案与实际生产要求不相符,设计方案存在明显的质量问题。我国正在大力推进节能减排工作,这也要求建筑行业朝着“环保节能”方向发展,以促进整个工业产业链的优化改造。在工业化生产的背景下,建筑物设计改造中出现了多种“污染问题”,产生了一定的负面效应。设计人员没有充分考虑绿色建筑的要求,建筑防污处理不够理想。以电力建筑物为例,变电站建筑施工需要占用大量的土地,建筑方案设计不合理,就会造成土地资源的浪费,或者出现在森林区域肆意开发等问题。从工业建筑项目投资的角度考虑,无论是中小型还是大型工业建筑,都需要投入巨额的成本资金。建筑设计关系到成本耗资的数额,如果设计人员的成本控制意识不强,对项目规划需消耗的费用缺乏全盘考虑,那么就可能导致资金的浪费。如工程设计师对工业建筑材料的分配不合理,导致材料采购成本增多;建筑结构设计不合理,则会造成了工程的返工返修现象,增加了项目建造成本。
绿色建筑设计理念的主要内容
鉴于传统工业建筑设计的缺陷和不足,新时期工业建筑设计应以“绿色环保”为宗旨,从环保、节能、除污、低耗等方面详细分析,设计出更加科学的建筑方案,建造出更加优越的工业建筑物。“保护环境,避免污染”,这是绿色建筑设计的核心思想,对绿色工业产业的发展有着重要意义。根据工业建筑设计标准,设计人员必须要结合前期勘测得到的数据信息,制定“环保型”建筑方案。工程设计师可以从材料、结构、外观等方面全面提升工业建筑的绿色效果,严格防范有害建筑的形成。能耗问题是限制工业建筑发展的重要因素,过大的能量消耗,对工业生产活动造成了较大的阻碍。绿色建筑设计理念对建筑节能提出了新要求:一是节能系统,工业厂房建筑尽量采用外墙保温系统、内墙保温系统等结构,避免热能过度耗损带来的不便。二是节能材料,广泛采购新型节能材料,提高工业建筑的综合性能。除了对工业建筑的结构进行改良设计,还需配备高性能的除污系统,以此来改善工业建筑的使用性能。“除污”是绿色建筑设计思想的新内容,要求为工业建筑提供多功能的操控系统。通常应在建筑物内部安装自动化除污系统,利用除尘器、除烟器等装置维持建筑物内空气的正常流通,防止各种污染现象的发生。热能耗损过大是影响工业建筑内部环境的一大因素,由于传统建筑设计条件有限,对热能消耗问题未能采取有效的处理措施。新时期绿色建筑设计应坚持“低耗”原则,对建筑内、外部的热能消耗加以控制。比较常见的低耗设计是采用“保温系统”,在冬、夏两个季节协调热能供应,营造良好的工业生产环境。
工业建筑设计融入绿色理念的表现
目前,国内建筑行业总体实现了绿色改革,绿色建筑成为了建筑市场发展的新趋势。越来越多的工业建筑设计体现了“环保、节能、绿色”的新理念。在绿色理念指导下,设计单位对工业建筑物的建造工艺进行了优化改进,以保证后期施工符合绿色建筑物的要求。常见的改造方式是简化工艺,在保证建筑设计质量的前提下,对原始工艺精简调整,以适应节能降耗的建筑设计要求。建筑行业新型材料的出现,大量绿色材料的普及和运用,为实现建筑节能创造了条件。首先,改造混凝土材料。混凝土是工业建筑的基本要素,设计人员对混合料进行了绿化改造。如智能混凝土,具有性能强、材质优、成本低等优点。其次,更新工业建筑装饰材料。如内外墙体材料、地面材料、顶棚材料等,均采用了新型的绿色环保材料。除污系统是基于自动化控制平台的新系统,设计人员常根据工业企业的生产情况,结合存在的污染问题,配备专业的除污控制系统。针对空气污染,可在厂房适当位置安装排烟系统,及时把有害气体输送到厂房外部,或者完成相应的空气净化处理。此外,工业污水也是绿色建筑设计需考虑的问题,多数企业已经在工业厂房内配置了给排水系统,避免了污水聚积产生的污染。从现有的工业建筑来看,建筑物的主要结构可分为“单层、多层”两种形式。每一种形式的建筑物都得到了全面优化,整体结构形式在不断改造升级。就多层建筑而言,设计人员注重结构空间的利用,适当降低每个层面之间的高度,减少建筑能耗,降低结构承载。同时,在工业建筑结构交接处设置加固构件,增强了建筑物抗震、抗病害的能力。
建筑绿色设计方案的管理
设计单位选定工业建筑方案之后,还应对设计方案实施优化管理,以确保建筑物结构满足企业的生产需求。绿色建筑设计管理的内容包括:勘测管理。按照工业建筑设计的要求,对工业生产区域的地质情况,进行详细勘测,收集多项数据以辅助设计。数据管理。利用计算机建立自动化数据管理模式,将企业提供的建筑数据输入计算机,进行自动化处理,以获得可靠的工程数据,为设计人员提供必要的指导。综合审核。监理单位应安排专业人员,对工业建筑方案进行全面审核。对方案中存在的问题,要及时提醒设计单位进行修改,实现绿色建筑设计的最优化。
设备安装
1)总配电柜挂墙安装底边距地1.2m,配电箱为嵌墙暗装,安装高度为底边距地面1.4m。2)除注明外,开关底边距地1.3m、插座底边距地0.3m暗装。开关选用跷板开关,插座均采用安全型插座。
导线选择及敷设
1)室外电源进线由上一级配电开关确定校验后再行最终确定。2)进线选用YJV22-1kV铠装铜芯电力电缆,应急照明支线选用ZR-BV-500V铜芯阻燃导线;照明支线选用BV-500V聚氯乙烯绝缘铜芯导线。干线、分干线沿桥架或穿SC钢管暗敷设;支线均穿SC管沿墙及楼板暗敷设,保护层厚度不小于15mm。3)消防配电线路敷设具体要求可参见《建筑设计防火规范》相关条文。
照明系统
1)光源:一般场所选用T8三基色荧光灯管配节能型电子镇流器或紧凑型三基色节能灯。2)在走廊、主要出入口等处设置疏散照明。安全出口灯、疏散指示灯,以及应急照明灯采用带蓄电池的灯具,应急照明供电时间应保证不低于30min。应急照明灯具应带不燃型保护罩。应符合GB13495和GB17945国家标准。3)照明配电装置的线路,增设一根PE保护接地线。4)开关、插座和照明灯具靠近可燃物时,应采取防火保护措施。其他类型灯具防火保护措施可参见《建筑设计防火规范》相关条文。
节能措施
1)光源:灯具均选用三基色灯具高效节能型,荧光灯灯管为节能型三基色T8灯管。采用电子镇流器或节能型电感镇流器,灯头补偿功率因数应大于0.9。荧光灯灯具效率应满足GB50034-20043.3.2-1表要求。照明灯具选择镇流器应符合GB50034-20043.3.5表要求。2)照度要求:门厅100lx,走道50lx,宿舍100lx,图书阅览室300lx,活动室100lx。3)照明功率密度最大值要求:门厅6W/m2,走道4W/m2,宿舍7W/m2。图书阅览室11W/m2,活动室7W/m2。
避雷、接地系统及安全防范措施
1公寓楼避雷
1)此项公寓楼工程避雷级别按三类设计。公寓楼的避雷设施应能满足阻止直击雷和雷电波的侵入,在地下1层总配电箱旁设总等电位箱。2)接闪器:在公寓楼屋顶避雷接闪器为10的镀锌圆钢;避雷带在檐口顶板明敷或在屋面明敷;网格公寓楼应小于20m×20m或者24m×16m,采用镀锌圆钢作避雷带支架,支架间距为1m,高为0.1m。避雷带与做引下线的柱内主筋应可靠焊接,所有外露焊接部分应做防腐。3)接地极与引下线的施工做法按相关图集及规范要求设计,这里不再详述。
2接地系统及安全措施
1)本公寓楼的各接地系统的接地共同采用同一的接地极,接地电阻要求应小于1Ω,实测电阻不满足要求时,要增加人工接地极。2)在公寓楼的地下室设总等电位联结,要求MEB箱应与各类金属管道及强,弱电进线管以及避雷引下线和基础接地极等做必要联结。3)公寓楼的接地形式为TN-C-S系统,电源线在入楼处做重复接地。4)引至进线柜PE母排的MEB线采用BV-1×16铜线,穿PC25管沿墙、地板暗敷设,其余MEB线采用40×4镀锌扁钢沿地下室底板暗敷设,预埋件与基础钢筋网连接,做法参见国标02D501-2。5)水平与竖向敷设的金属管道及桥架两端就近与接地干线相连。6)过电压保护:在总电源配电柜内设置第一级电涌保护器(SPD)。7)综合布线引入端等处设过电压保护装置。8)接地支线必须独立和接地干线相互联结。9)带有淋浴设施的厕所应设局部等电位联结,并在厕所内引两根大于16钢筋到LEB箱,应将厕所的金属管件做联结,局部等电位箱暗装底距地0.3m。
综合布线系统
1)由室外引来的数据网线(大对数电缆)至1层的弱电总箱,再由配线柜配线给各层的用户。机房设备由电信部门设计,本设计仅负责总配线架以下的配线系统。2)本公寓楼网络和通讯设计为非屏蔽综合布线系统,出桥架后穿镀锌钢管暗敷。网络的垂直干线选择光纤,水平一般可以选用超5类电缆。3)语音与数据插座,可用RJ45超五类型插座。
【关键词】仿生、抽象、界面、和谐与共生
前言
自然界到处充满活生生的“优良设计”实例,对设计师而言,是个取之不尽、用之不竭的“设计资料库”。诸如无生命的山川河流,有生命的飞禽走兽,还有多姿多彩的花草树木,除有丰富的造型之外,绚丽的颜色也给人以视觉上的无比享受。这些动植物经历了几百万年的适者生存法则的自然进化后,不仅完全适应自然,而且其进化程度也接近完美。这些自然的“优良设计”,有的机能完备,让人叹服;有的结构精巧,用材合理,符合自然的经济原则;也有的美不胜收,让人爱不释手;有的甚至是根据某种数理法则形成,它合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。这些生物形形的奇特本领耐人寻味,使人浮想连翩。我们在赞赏之余,是否能从这些精妙的设计中,获取一些灵感呢?回答是肯定的。
一、历史上的仿生
人类在遥远的岁月似乎就认识到能从自然生态系统中领悟到自身生存、发展、进步的真谛。人类从蒙昧时代进入文明时代就是在模仿和适应自然规律的基础上发展起来的。回顾中国的古文明史,不难看到人们较早就留下了模仿自然生态的痕迹。从远古原始人构筑的人首龙身、人面鸟身等“人心营构之象”,到现实生活中以各种动物形态为原型的实用器皿,如牛形灯、猪、鹰形壶等。从神话传说中人的羽化飞升,到春秋战国时期的鲁班从草叶的齿形边缘中“悟”到了锯的原理等,大量的事例记述了人们对自然生命的外在形态和功能创造性地模仿。
国外亦然,古时人们看到鸟儿在天上自由自在地飞翔,就向往人也能象鸟一样飞上天,于是便用各种方法模仿鸟。经过漫长岁月,从最初的木制飞人发展到今天的超音速飞机,终于实现了人类在蓝天上自由飞翔的梦想。达芬奇被认为是现代仿生学之父。在大约公元1500年,他完成鸟翅模型之后,又画了一系列的无法实现的飞行设备草图。大约400年之后,奥托成功了,他根据鹳的翅膀制造的滑翔机成功地飞行了250米,而且他也取得了"滑翔机之父"的称号。而我们小时侯玩的竹蜻蜓,便是现代直升飞机的趋形。一直以来,许多研究者都在不断尝试把自然界的形态和功能类比的应用于科学。
由此可见人类师法自然思维由来已久,这便促成了仿生学的诞生,仿生学是在生物科学与技术科学之间发展起来的,模仿生物系统的原理来建造技术系统的一门新兴边缘学科。仿生学恰似“桥梁”和“纽带”,连接着生物科学与技术科学。仿生设计则是在仿生学的基础上发展起来的。它以仿生学为基础,通过研究自然界生物系统的优异功能、形态、结构、色彩等特征,并有选择性的在设计过程中应用这些原理和特征进行设计。
著名的德国工业设计师路易吉.科拉尼是仿生设计理论的大力倡导者和实践者,他那蕴藏着人类责任感的设计哲学思想,以及呼吁人类社会与大自然和谐统一的设计观念,都具有极其深刻的划时代意义。他鲜明的仿生设计原理与方法、强烈的造型意念和极具旺盛生命力的设计,成功地影响了后代设计师。
运用仿生性思维进行设计,可作为人类社会生产活动与自然界的锲合点,使人类社会与自然达到高度的和谐统一,仿生设计正逐渐成为工业设计发展的大趋势。
二、现代工业设计中的仿生
现代社会文明的主体是人与机器。人类在这种文明所导致的生态失调状况下开始反思并力求寻找新的出路,建立人与自然、机器的对话平台,共生哲学观强烈地呼吁人与机器、生态自然与人造自然之间合理的建构,创造人类社会与自然高度的和谐。那么,师法自然的仿生设计就是一种良策和新理念。
仿生设计是人们在长期向大自然学习的过程中,经过积累经验,选择和改进其功能、形态,从而来创造更优良的人造物。尤其是当今的信息时代,人们对产品设计的要求和过去不同,既注意功能的优良特性,又追求形态的清新、淳朴,同时注重产品的返朴归真和个性。提倡仿生设计,不但创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品,同时赋予产品形态以生命的象征,让设计回归自然,增进人类与自然统一。
德国著名设计大师路易吉·科拉尼曾说:“设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中”。这话道出了自然界是蕴含着无尽设计宝藏的天机。归纳现代工业设计中的仿生,其主要表现在以下几个方面:
1、形态的仿生
形态从其再现事物的逼真程度和特征来看,可分为具象形态和抽象形态。
1)具象形态的仿生
具象形态是透过眼睛构造以生理的自然反应,诚实地把外界之形映入眼睛膜刺激神经后感觉到存在的形态。它比较逼真的再现事物的形态。由于具象形态具有很好的情趣性、可爱性、有机性、亲和性、自然性,人们普遍乐于接受,在玩具、工艺品、日用品应用比较多。但由于其形态的复杂性,很多工业产品不宜采用具象形态。
2)抽象形态的仿生
抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特征。此形态作用于人时,会产生“心理”形态,这种“心理”形态必需生活经验的积累,经过联想和相象把形浮现在脑海中,那是一种虚幻的,不实的形,但是这个形经过个人主观的喜怒哀乐联想所产生的形变化多端、色彩丰富,这与生理上感觉到的形大异起趣。
归纳起来抽象的仿生形态具有以下特征:
1)形态高度的简化性和概括性
形态高度的简化性和概括性,指的是形态本质的抽象表现。通过对生物形态或非生物形态的科学分析,结合的我们的生活经验,均可证明一切形态的本质都是一种内力的运动变化。这种内力运动变化是产生形态的根据。在研究形态时,设计者从知觉和心理角度有意无意地都把形态的内力运动变化感受为生命活力,再通过形态抽象变化,用点、线、面的运动组合来表现生命活力。因此,形式上表现为简化性,而在传达本质特征上表现为高度的概括性。
这种形式的简化性和特征的概括性,正好吻合现代工业产品对外观形态的简洁性,几何性以及产品的语意性的要求,因此,它大量的应用于现代产品设计。
2)形态丰富的联想性和想象性
抽象仿生形态作用于人时,产生的“心理”形态必需生活经验的积累,经过联想和想象才浮现在脑海中。因此,它充分地释放了人无限想象力。同时因人的生活经验不同,因此经过个人主观喜好联想产生的“心形”也不尽相同,产生形态生命活力的感受自然丰富多彩。
3)同一具象形态的抽象形态的多样性
设计者在对同一具象形态进行抽象化的过程中,由于生活经验、抽象方式方法以及表现手法不同,因此抽象化所得形态有多种。
抽象仿生形态应用于产品开发时,在生产和销售中有以下优点:
1)生产便捷
抽象形态的形式简洁,这吻合了现代工业产品提倡的简练几何外观的特征,因此,对生产设备并没有特殊的要求,开发商可以方便快捷的进行生产,这为各种工业产品的仿生生产提供了无限可能。
2)产品形态多样化
具象形态不胜枚举,抽象后的形态更是不计其数,这为仿生的工业产品形态的多样化提供了选择的可能。
3)满足不同层次的顾客
抽象形态的联想性和想象性充分地释放了顾客的自由想象力,人们不但可以感受到产品形态的有机、可爱、情趣、亲和、运动等特点,同时因联想和想象不同,有的想起自己可爱的小宠物,有的想起一段美好的爱情,有的想起一个老朋友,有的想起一次愉快的旅行等,正所谓仁者见仁,智者见智。顾客从不同的角度感受到仿生形态赋予产品的艺术美感和想象空间,这就更容易满足不同层次的顾客,从而激起他们共同的购买欲望。
4)产品回归自然
抽象仿生形态的本质特征是由内力运动变化而产生的生命活力。这种特征赋予仿生产品以生命的象征,让产品回归自然,建立了人、机器、自然对话的平台,这种共生的哲学观合理地构建人造自然和生态自然之间的和谐,增进了人类和自然的统一。仿生型家具是模仿动物、植物等生物形体制作的家具,其形象十分逼真,以寄托对大自然的依恋之情,此种家具给人以大自然的感觉。
总之,具象仿生停留在模仿生物表层,思想性和艺术性的含量相对低一些;抽象仿生集中于提炼物体的内在本质属性,是一种特殊的心理加工活动,属于高层次思维创造活动,它侧重揭示物体的理念内涵。在现代仿生设计中,高、新、精、尖的工业产品,更适合用抽象仿生。
2、功能的仿生
人们发现,动植物的某些方面的功能,实际上远远超越了人类自身在此方面的科技成果。生存在自然界中的各种各样的动植物能在各种恶劣复杂的环境中生存与运动,这是因为其运动器官和形体与恶劣复杂环境斗争进化的结果。植物和动物在几百万年的自然进化中,不仅完全适应自然,而且其进化程度接近完美。今天,我们生活在科学技术飞快发展的时代,学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能,已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。许多事实说明,仿生学是发展新技术的金钥匙。
仿生学的思想是建立在自然进化和共同进化的基础上的。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁,并且对解决技术难题提供了帮助。通过再现生物学的原理,人类不仅找到了技术上的解决方案,而且同时该方案也完全适应了自然的需要。其目的就是分析生物过程和结构,并将此分析用于未来的设计。
在创造物质文明的过程中,人类常常将生物的某些特性运用到创造发明之中。例如科学家根据蜻蜒的飞行原理研制成功了直升飞机;根据加重的翅痣蜻蜒在高速飞行时安然无恙,人们仿效其在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动的棘手问题;又如根据蛙眼原理,科学家利用电子技术制成了雷达系统,能准确快速地识别目标;根据萤火虫100%的光能转化效率原理,人类制成的冷光源,将其发光效率提高十几倍,大大节约了能量。再如仿昆虫单复眼的构造特点,人类造出了大屏幕模块化彩电和复眼照相机;仿狗鼻子嗅觉功能,人类造出了电子鼻可以检测出极其微量的有毒气体等等诸多令人惊叹的创造。
尽管如此,自然界的动植物千千万万,其许多高超的技能与奥秘人们尚未完全掌握,但可以相信,随着仿生技术的发展,各种仿生发明会源源不断地被应用到人类的生活中来。
在创造物质文明过程中,工业设计师该怎样更好利用仿生发明来创造产品呢?首先,要明确科学家或工程师与工业设计师职责的不同,前者解决物与物之间或物体本身整体与部分之间的关系;后者解决物与人之间的关系,即构建人机对话的平台。因此,工业设计师实现产品创造的基础是仿生技术发明的实现。这样,工业设计师就有两种方式来更好地利用仿生发明开发产品:
1)科学家先实现成果,工业设计师结合人类的需求转化为仿生设计
科学家先实现了仿生发明,但由于知识结构的差异,科学家不可能对市场和人的需求有一个全面而准确的定位,就不可能成功将其成果转化为市场所需求的产品,更不可能创造人性化的人机界面。而工业设计师正好能准确地捕捉到市场需求,结合优秀的仿生发明创造出人们所需求的产品,同时构建友好的人机对话平台,从而创造更多有价值的产品。
2)工业设计师先提出设想,科学家择优实现的互动仿生设计
科学家还没有实现某种仿生发明,工业设计师通过对自然现象的细心观察和经验总结,结合对市场需求全面而准确的认识,提出某种产品的构想或概念。科学家择优实现这种仿生技术,这使得工业设计师创造这种仿生产品成为可能。通过工业设计师和科学家的互动,从而创造有价值的产品。
因此,工业设计师要关注最新的仿生成果,同时也要细心的观察自然。
3、结构和材料的仿生
随着仿生学的深入开展,人们不但从外形、功能去模仿生物,而且从生物奇特的结构和肌理中也得到不少启发。人们在“仿生制造”中不仅是师法大自然,而且是学习与借鉴他们自身内秉的组织方式与运行模式。有的结构精巧,用材合理,符合自然的经济原则;有些甚至是根据某种数理法则形成的,合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。这些为人类提供了“优良设计”的典范。
例如蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角109°28’和锐角70°32’完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。
最新科学研究指出,生物体都是由少数很简单的物质构成的,诸如糖、蛋白质和水之类。生物体的不同部分,从柔韧的皮肤到坚硬的骨骼,性能如此多样,关键在于从原子排列成分子,及从分子组合成纤维,晶体等半成品,在结构上的千差万别,就是由于结构的奇巧精致,形成了各种优越奇特的性能。
解生物体构造的这些奥秘,最直接的目的就是研制新型的“仿生材料”。研究人员模仿鲍鱼壳的微观结构,将铝分子充满在碳化硼分子之间,已初步研制成功新型的陶瓷材料,除了既坚硬又柔软以外,还可以感测并适应周围环境的变化,如果飞机机翼材料具有这种性能,那么遭到损害时能够感知并自行修复。具有和生物机体相同弹性的材料,伸缩自如,能成功地用来制作人工动脉。
因此,工业设计师也要积极的关注仿生发明中精巧的结构和奇特的材料,并且巧妙地应用这些结构和材料,结合市场的需求创造出人们需求的产品,同时也要细心的观察自然,提炼自然的精妙,提出更多的构想,为科学家的探索提供更多的思路,从而创造更有价值的仿生成果,为人类创造更加精美更加丰富的产品。
总之,破解生物体结构之谜,研制仿生材料的路还很漫长,目前人类只不过刚刚起步前行,但是仿生材料的应用前途无量,却是绝无疑义的。
4、界面仿生
在现代工业产品设计中,单纯地从形态、功能、结构或材料的某一个方面来仿生是很少见的,更多的是综合形态、功能、结构和材料的多个方面来进行仿生设计,而且还从大自然的生存哲学即和谐与共生的角度进行仿生设计,诸如绿色仿生设计,可持续仿生设计等。这种既从自然界的个体表现形式,又从自然界的总体生存理念的仿生设计,与界面设计的功能性设计和情感性设计是相吻合的,因此,我把这归结为界面仿生设计。
要理解界面仿生设计,首先要知道界面。所谓界面,即人机界面,是人与机器进行交互的操作方式,即用户与机器互相传递信息的媒介,其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能,使用户感觉愉快、兴趣增强,从而提高使用效率。
美国学者赫伯特.西蒙提出:设计是人工物的内部环境(人工物自身的物质和组织)和外部环境(人工物的工作或使用环境)的接合。所以设计是把握人工物内部环境与外部环境接合的学科,这种接合是围绕人来进行的。“人”是设计界面的一个方面,是认识的主体和设计服务的对象,而作为对象的“物”则是设计界面的另一个方面。它是包含着对象实体、环境及信息的综合体,就如我们看见一件产品、一栋建筑,它带给人的不仅有使用的功能、材料的质地,也包含着对传统思考、文化理喻、科学观念等的认知。“任何一件作品的内容,都必须超出作品中所包含的那些个别物体的表象。”分析“物”也就分析了设计界面存在的多样性。
因此,为了认识和分析仿生界面设计,可将其分类为:
1)功能性界面仿生
功能性设计界面接受物的功能信息,操纵与控制物,同时也包括与生产的接口,即材料运用、科学技术的应用等等。这一界面的仿生侧重于功能、结构和材料的仿生,它反映着设计与人造物的协调作用。
2)情感性界面仿生
情感性设计界面即物要传递感受给人,取得与人的感情共鸣。这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情,而不是个人的情感抒发。设计师“投入热情,不投入感情”,避免个人的任何主观臆断与个性的自由发挥。这一界面的仿生侧重于用形态、色彩、肌理等引发心理情感,体现大自然和谐与共生的精神哲学的仿生设计,它反映着设计与人的关系。
如在计算机的设计中,硬件方面人们逐渐采用多种方式与机器交互,如自然语言接口、计算机支持的协同工作、眼动跟踪、姿势识别、三维输入、表情识别、听觉界面等,进行着功能性方面的界面仿生设计;软件方面广大的软件研制人员开发计算机用户愈为迫切需要的符合“简单、自然、友好、一致”原则的人机界面,即情感性方面的界面仿生设计。
总之,随着计算机广泛应用,它已经变成家喻户晓的商品,可以任意地装在人们的口袋里,用来帮助人们处理日常的办公业务和生活事务,自然的人机界面与和谐的人机环境已逐步变成信息世界关心的焦点。其他产品同样如此。因此,仿生设计使产品有更加完备的功能性界面和更加自然和谐的情感性界面,更好地满足人的需求。
三、未来工业设计中仿生的前景
今天,我们生活在科学技术飞速发展的时代,学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能,已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。许多事实说明,仿生学是发展新技术的金钥匙。例如研究显示,不远的将来一种仿生电子眼可望诞生。因为科研人员已揭开眼睛是如何看到经大脑“翻译”的图像。他们已发明一种称为“细胞神经网络”的电脑微型集成电路,据此将发明仿生“电子眼”可以用来进行类似视网膜功能的图像处理。又如美国宾夕法尼亚大学医疗中心耳鼻喉科的医生不久将开展“仿生耳”植入手术,让从前失去听力的成人重获听力。再如科研人员以猴子作为人的替身,正在研究人大脑的思维与记忆的生理活动。他们设想,如果仿照人的神经系统,把它运用到电子计算机上去,就有可能诞生具有高级神经活动的生物计算机,那就是仿生学划时代的贡献。所有这些都预示着仿生科技前途似锦,而且仿生科技的探索永无止境。
另一方面,神奇的大自然向人类展示着精妙绝伦的生命形态和绚丽多彩的悦人色彩,同时,大自然还无声地阐释了自然界的生存哲学——和谐与共生。这种和谐的设计哲学呼吁人类社会与大自然之间的高度和谐统一;共生的设计哲学则呼吁着人与机器、生态自然与人造自然之间建立合理的建构,搭建人与自然、机器共生的对话平台。
总结
综上所述,运用仿生性思维进行设计,不仅创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品,而且赋予产品以生命的象征,让设计回归自然,增进人类与自然统一。因此,工业设计师要学会师法自然的仿生性设计思维,创造人、自然、机器和谐共生的对话平台。
参考文献:
〔01〕《视觉和仿生学》倪海曙主编知识出版社1985
〔02〕《仿生学纵横谈》邵海忠编著江西人民出版社1981
〔03〕《世界现代设计史》王受之编著中国青年出版社2002
可以说设计文化是一种审美的追求与情感的表现,从视觉传达的角度看,科技的发展扩大了人们的视野与思维方式,人们要求用全新的形态与目光改变自己的视点角度。一个物体的鸟瞰、主观、宏观、微观,不一定面面俱到,可以从形色、空间、光影、意象等方面来改变视点,提炼作品的内容。比如形,它是光与色和意象的,那么我们把它分解重新组合应当是一种思维方式的科学训练过程。如果我们用非现实的形态,用平面来表现主体,就有一种虚构的效果,打破了人们平时的视觉现象,这应当是一种设计的理念表现。现代绘画中的不少作品都是先把它们分解成视图,然后是重新的设计与组合,这种不同时空的形态造型与设计,应当是设计的意识。
设计的基础是文化,是造成视觉传达的一种形式,可以说,无论从哪种角度去评价,设计都体现了一个国家、一个区域特有的文化个性,应当说,设计无论在东方还是在西方,它们都是相通的,由于科技与信息的发展,设计理念与设计作品固然会受到外来文化的影响,但作为我们本土的设计,应当在多元的设计理念中融入我们民族传统文化的个性,这应当是一个较大的飞跃,现代的设计观念与文化和民族精神的结合应当是永恒的。考证中国自身设计文化的发展史,可窥其形成华彩缤纷的宏大文化体系,这是我们民族的东西。据考证:“在史前距今6000年―5000年间,神州大地出现了以‘神龙’、‘祥凤’为主流的原始图腾文化,分别以此为识微的两大部族集团,大概在互相兼并融渗中,形成了炎黄两大部族系统为主的华夏民族聚落,从而又产生了无数大小古城、方国,相继发展成为超越原始公社更为高级的国家雏形。这在以‘红山文化’、‘龙山文化’、‘良渚文化’为主要代表的时期,已发现相当发达的遗存,表明正处于由原始氏族制社会向奴隶制社会飞速过渡的伟大历史转化阶段。这时的原始建筑,围壕聚落,古城方国以及祭坛神庙,古墓群葬等大发展,也初步开创了原始环境艺术的初级空间设计思维的史绩。以龙凤为主的吉祥装饰工艺美术文化的创辟,则影响至今,流传世界。”②民族的精髓以及文化与现代文明的精神文化相融合,产生具体文化底蕴与个性的设计作品,我们每一个人都是一个独特的生命,而在我们的设计作品中也应当给作品以独特的生命。
具有个性与时代感的作品,这是作者自身文化修养、品德,人们经历与情感因素,创作激情与灵感来源于自身对设计艺术的追求和理解。
早在20世纪初,包豪斯这座设计学院虽然只生存了14年,但它的设计理念与设计精神,却对当代设计产生了不可低估的作用,艺术与工艺的结合,建筑、雕塑、绘画三位一体的大美术观,形成了现代高级文明的设计意识观,应当说它的设计理念与信息时代数码应用是不矛盾的。西方目前不少的设计理念更多地融入个人情感于文化的内涵。
其实,绘画作为一种文化,它也包涵很多的设计意识成分。如迈克斯、恩斯特、萨尔瓦多、达利等人,他们把色彩用作实现他们的“非现实”图画的表现手段。而蒙得里安,使用纯度的黄色、红色和蓝色,像有重量那样来建造画面,它们的形状和色彩在精致平衡效果中相一致。他的目标既不是追求不正当的表现,也不是理智上的象征主义,而是追求真实的,视力上明晰的,具体而和谐的图形。
以上都可以看出,设计关键是要用自己的理念与文化去创造、思考,表现自己的设计理念。沃尔特・佩特说:“所有的艺术都在不断地向着音乐的境界努力。”应当说,节奏是音乐中的节拍,它是一种均匀的重复。节奏的变化影响着画面的效果,它可以是一种舒缓的音乐,也可以是一种强烈的摇滚,韵味是在节奏中的变化。它使音乐变得优美,同样也使设计作品充满着美感形式。有节奏感的设计作品,不仅是作品好坏的象征,也是设计者情感与个性的流露,美国普渡大学的一位教授说:“不是有了个性,作品就一定会成功,但成功之作必定是有个性的。”当我们探索把文化个性融入作品时,它往往带有值得借鉴的文化原始精神。
设计作为现代文化的重要组成部分,它同其他文化和审美文化、宗教文化一样,对人们的思想观念、生活方式产生着深刻的影响,研究设计理论与其走向离不开设计文化的发展,从设计文化的角度来认识与了解设计艺术,应当是设计艺术的本质问题。艺术设计是一种文化,而视觉传达的信息是艺术设计的本质,设计文化是人们价值观与行为的引导和启示,是特定文化意识的显现,它具有明显的视觉传达的特征。它是一种文化创意,希尔利・保利可夫认为:“创意就是用一种新颖而与众不同的方式来传达单个意会的技巧与才能,即所谓客观的思考,然后才是天才的表达。”应当说,今天的设计,更多的应当是设计要以人为本同时也重视设计的功能与社会价值,并且充分认识文化的本质问题,不同的历史与社会发展阶段,都具有不同的文化特征与生产和生活方式,这种生活方式的演进应当是文化性质的反映,设计中的生存状态应当是文化发展的一个象征。而文化的这种象征性本身已经具有设计艺术中的符号特征。
从文化发展史来看一个民族文化的强弱盛衰,不取决于其原有文化空间的占有,而主要取决于对其文明竞争契机的把握,从这个意义上说,设计被定为英国的“国定课程”。1987年1月上旬,在唐宁街10号撒切尔夫人的首相官邸,举行了第二次的设计研讨会,会议的目的是从第一次1982年以来对美国的设计的援助和振兴活动的发展进行研究,并研究代表英国最尖端的设计教育。可以看出设计教育在英国的重视程度。著名的英国皇家科学院院士李约瑟先生说:“21世纪是设计的时代。”应当说随着社会生产力的进一步发展,人类社会的不断进步,人类对生活的要求质量也越来越高。随着信息科技的发展,设计是艺术与科学的有机结合,是对当今知识价值的又一次革命。它在讲究功能的同时,实用性、经济性与文化特征是共存的。它是联系着人与文化和社会的媒体,设计影响着人们的生活与行为方式。但它又在为人们设计一种更为合理的文化生存方式。应当说,设计是一门综合性的学科,它是人类思想文化的反映,同时也在满足着人类的生活需要。
设计是人类的智慧,文化与科学的结晶。“它已不局限于增强产品的商业获利性,以提高物质生活水平为目的。而是以设计形态,向传统生活体系中迷信、妖饰、虚伪心理、生理及思维方式提出了新的挑战。”③对加强国民进取素质提供了可靠的依据。
参考文献:
①②胡照华:《中国工艺美术简史》,西南师大出版社,第2、14页。
③锡南:《设计不再乌托邦》,《中国美术报》1989年29期。
剪力墙是指在建筑工程中用于承受地震、风荷载等作用引起的水平荷载墙体,剪力墙也可以称为抗震墙、抗风墙,剪力墙的主要目的是为了避免建筑承受剪切作用造成的破坏。剪力墙结构是指采用钢筋混凝土墙板承受来自水平方向和垂直方向荷载的结构,在剪力墙结构设计中,施工单位经常会使用钢筋混凝土墙板代替建筑物框架结构的梁柱,从而有效地控制建筑结构产生的荷载,剪力墙结构具有良好的刚度、抗震性,在建筑结构设计中有十分广泛的应用。
2剪力墙结构的设计原则
剪力墙的特点是外平面承载力小,内平面承载力大,外平面刚度小,内平面刚度大,因此,当剪力墙和外平面方向的梁连接时,会产生墙肢平面外弯矩,因此,在设计过程中,要尽量避免剪力墙的外平面搭接。在进行剪力墙结构设计时,要尽量沿着主轴的方向进行多向布置,尽可能的将不同方向的剪力墙连接在一起,但要防止出现拉通对直的现象;在进行抗震设计时,要尽量保证两个方向的侧向刚度相同,并且剪力墙结构要尽量简单,防止出现单向有墙的情况,同时要尽量保证各个方向的剪力墙分布均匀,从而充分发挥剪力墙结构的工作性能。剪力墙的数量要科学、合理,如果剪力墙比较多,会增加抗侧力的刚度,从而引起震力和重力的增加;如果剪力墙数量比较少,结构的抗侧力则会减小。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1剪力墙平面布置
在进行剪力墙平面布置时,要尽量防止出现单向有墙的情况,剪力墙要沿着主轴及其他方向进行双向、多向布置;剪力墙的抗侧力刚度不能太大,一般情况下,为了充分发挥剪力墙结构的抗侧力刚度和承载力,可以适当的增加剪力墙的间距,从而保证剪力墙结构的抗侧力刚度合适。设计人员可以根据经验公式T=(0.05-0.06)n(其中n为层数),计算出T值,从而判断剪力墙的数量及侧向刚度。如果计算结果T比搭模计算周期T1大,则可以适当的增加剪力墙的数量;如果计算结果T比搭模计算周期T1小,则说明剪力墙比较多,可以适当的减少剪力墙的数量或者凿开一些合理的孔洞,降低剪力墙的刚度。
3.2约束边缘构件处理
无约束边缘构件剪力墙和有约束边缘构件剪力墙相比较,其极限承载力降低40%,极限层间位移角就会减少一倍,对地震能量的消耗能力就会减少20%,因此,在设计剪力墙结构时,要根据不同级别的剪力墙轴压比,选用相对应的边缘构件。剪力墙边缘构件可以分为约束边缘构件和构造边缘构件两种情况,对于一级剪力墙和二级剪力墙结构,当剪力墙底部加强部位上面的普通部位和三级、四级非抗震设计建筑底部加强部位轴压比小于相关规定时,要设置构造边缘构件;当一级剪力墙和二级剪力墙结构,当剪力墙底部加强部位和高层建筑、重力荷载作用下墙体的轴压比大于相关规定,要设置约束边缘构件。
3.3剪力墙墙身钢筋
在进行剪力墙结构设计时,一般情况下,对于四级抗震设计和非抗震设计,剪力墙水平方向和垂直方向的分布筋配筋率不能小于0.20%;对于一级、二级、三级抗震设计,剪力墙水平方向和垂直方向的分布筋配筋率要小于0.25%。
3.4剪力墙连梁问题
在剪力墙结构中,在水平荷载的作用下,墙肢会发生变形,从而引起连梁产生内力,这时连梁端部的内力会减小连接墙肢产生的变形内力,从而约束墙肢变形,连梁对剪力墙结构十分重要,因此,在进行剪力墙结构设计时,要注意连梁问题的处理。连梁超筋是剪力墙连梁常见的问题,其本质是剪力剪压比无法满足相关要求,当墙段比较长时,连梁容易超筋的部位大多集中在中间段;当墙段中墙肢截面高度相差比较大,并且分布不均匀时,墙肢处连梁容易出现超筋现象。出现连梁超筋现象后,可以采用以下几种方法进行处理:(1)可以通过调整剪力墙中连梁弯矩剪力塑形进行处理;(2)根据实际情况,适当的减少连梁截面高度;(3)当连梁破坏对垂直方向的荷载影响不大时,可以从地震作用的角度进行思考,放弃使用该连梁,计算独立墙肢在多遇地震情况下的结构内力,墙肢配筋则应按照两次计算得出的大内力进行。
4建筑剪力墙结构设计的要求
4.1平面结构布置
平面结构要具有良好的整体性,同时要做到简单、均匀对称、规则,对于长度、宽度比较大,或者不规则的平面结构,要设置合理的温度伸缩缝,从而有效地提高结构的整体性,为增强抗扭效果,要尽量沿着周边布置剪力墙,对于质量中心和结构刚度中心偏差比较大的结构,在地震作用下,受扭转力的影响会产生巨大的破坏,因此,在设计过程中要注意尽量将质量中心和结构刚度中心重合在一起。
4.2垂直结构布置
关键词:室内设计原理依据
第一章室内设计的含义和基本观点
人的一生,绝大部分时间是在室内度过的,因此,人们设计创造的室内环境,必然会直接关系到室内生活、生产活动的质量,关系到人们的安全、健康、效率、舒适等等。室内环境的创造,应该把保障安全和有利于人们的身心健康作为室内设计的首要前提。人们对于室内环境除了有使用安排、冷暖光照等物质功能方面的要求之外,还常有与建筑物的类型、性格相适应的室内环境氛围、风格文脉等精神功能方面的要求。
由于人们长时间半生活活动于室内,因此现代室内设计,或称室内环境设计,相对地是环境设计系列中和人们关系最为密切的环节。室内设计的总体,包括艺术风格,从宏观来看,往往能从一个侧面反映相应时期社会物质和精神生活的特征。随着社会发展的历代的室内设计,总是具有时代的印记,犹如一部无字的史书。这里由于室内设计从设计构思、施工工艺、装饰材料到内部设施,必须和社会当时的物质生产水平、社会文化和精神生活状况联系在一起;在室内空间组织、平面布局和装饰处理等方面,从总体说来,也还和当时的哲学思想、美学观点、社会经济、民俗民风等密切相关。从微观的、个别的作品来看,室内设计水平的高低、质量的优劣又都与设计者的专业素质和文化艺术素养等联系在一起。至于各个单项设计最终实施后成果的品位,又和该项工程具体的施工技术、用材质量、设施配置情况,以及与建设者的协调关系密切相关,即设计是具有决定意义的最关键的环节和前提,但最终成果的质量有赖于:设计-施工-用材-与业主关系的整体协调。
室内设计的含义
室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准,运用物质技术手段和建筑美学原理,创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。这一空间环境既具有使用价值,满足相应的功能要求,同时也反映了历史文脉、建筑风格、环境气氛等精神因素。
上述含义中,明确地把“创造满足人们物质和精神生活需要的室内环境”作为室内设计的目的,即以人为本,一切围绕为人的生活生产活动创造美好的室内环境。
同时,室内设计中,从整体上把握设计对象的依据因素则是:
使用性质-为什么样功能设计建筑物和室内空间;
所在场所-这一建筑物和室内空间的周围环境状况;
经济投入-相应工程项目的总投资和单方造价标准的控制。
设计构思时,需要运用物质技术手段,即各类装饰材料和设施设备等,这是容易理解的;还需要遵循建筑美学原理,这是因为室内设计的艺术性,除了有与绘画、雕塑等艺术之间共同的美学法则之外,作为“建筑美学”,更需要综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、造价标准等多种因素。建筑美学总是和实用、技术、经济等因素联结在一起,这是它有别于绘画、雕塑等纯艺术的差异所在。
现代室内设计既有很高的艺术性的要求,其涉及的设计内容又有很高的技术含量,并且与一些新兴学科,如:人体工程学、环境心理学、环境物理学等关系极为密切。现代室内设计已经在环境设计中发展成为独立的新兴学科。
对室内设计含义的理解,以及它与建筑设计的关系,从不同的视角、不同的侧重点来分析,许多学者都有不少具有深刻见解、值得我们仔细思考和借鉴的观点,例如:
认为室内设计“是建筑设计的继续和深化,是室内空间和环境的再创造”。
认为室内是“建筑的灵魂,是人与环境的联系,是人类艺术与物质文明的结合”。
我国前辈建筑师戴念慈先生认为“建筑设计的出发点和着眼点是内涵的建筑空间,把空间效果作为建筑艺术追求的目标,而界面、门窗是构成空间必要的从属部分。从属部分是构成空间的物质基础,并对内涵空间使用的观感起决定性作用,然而毕竟是从属部分。至于外形只是构成内涵空间的必然结果”。
建筑师普拉特纳则认为室内设计“比设计包容这些内部空间的建筑物要困难得多”,这是因为在室内“你必须更多地同人打交通,研究人们的心理因素,以及如何能使他们感到舒适、兴奋。经验证明,这比同结构、建筑体系打交道要费心得多,也要求有更加专门的训练”。
美国前室内设计师协会主席亚当指出“室内设计涉及的工作要比单纯的装饰广泛得多,他们关心的范围已扩展到生活的每一方面,例如:住宅、办公、旅馆、餐厅的设计,提高劳动生产率,无障碍设计,编制防火规范和节能指标,提高医院、图书馆、学校和其他公共设施的使用效率。总之一句话,给予各种处在室内环境中的人以舒适和安全”。
白俄罗斯建筑师E?巴诺玛列娃认为,室内设计是设计“具有视觉限定的人工环境,以满足生理和精神上的要求,保障生活、生产活动的需求”,室内设计也是“功能、空间形体、工程技术和艺术的相互依存和紧密结合”。
室内装饰、装修和设计的区别与联系
室内装饰或装潢、室内装修、室内设计,是几个通常为人们所认同的,但内在含义实际上是有所区别的词义。
室内装饰或装潢:装饰和装潢原义是指“器物或商品外表”的“修饰”,是着重从外表的、视觉艺术的角度来探讨和研究问题。例如对室内地面、墙面、顶棚等各界面的处理,装饰材料的选用,也可能包括对家具、灯具、陈设和小品的选用、配置和设计。
室内装修:Finishing一词有最终完成的含义,室内装修着重于工程技术、施工工艺和构造做法等方面,顾名思义主要是指土建施工完成之后,对室内各个界面、门窗、隔断等最终的装修工程。
室内设计:如本节上述含义,现代室内设计是综合的室内环境设计,它既包括视觉环境和工程技术方面的问题,也包括声、光、热等物理环境以及氛围、意境等心理环境和文化内涵等内容。
室内设计的基本观点
现代室内设计,从创造出满足现代功能、符合时代精神的要求出发,强调需要确立下述的一些基本观点:
一、以满足人和人际活动的需要为核心
“为人民服务,这正是室内设计社会功能的基石。”室内设计的目的是通过创造室内空间环境为人服务,设计者始终需要把人对室内环境的要求,包括物质使用和精神两方面,放在设计的首位。由于设计的过程中矛盾错综复杂,问题千头万绪,设计者需要清醒地认识到以人为本,为人服务,为确保人们的安全和身心健康,为满足人和人际活动的需要作为设计的核心。为人服务这一平凡的真理,在设计时往往会有意无意地因从多项局部因素考虑而被忽视。
现代室内设计需要满足人们的生理、心理等要求,需要综合地处理人与环境、人际交往等多项关系,需要在为人服务的前提下,综合解决使用功能、经济效益、舒适美观、环境氛围等种种要求。设计及实施的过程中还会涉及材料、设备、定额法规以及与施工管理的协调等诸多问题。可以认为现代室内设计是一项综合性极强的系统工程,但是现代室内设计的出发点和归宿只能是为人和人际活动服务。
从为人服务这一“功能的基石”出发,需要设计者细致入微、设身处地地为人们创造美好的室内环境。因此,现代室内设计特别重视人体工程、环境心理学、审美心理学等方面的研究,用以科学地、深入地了解人们的生理特点、行为心理和视觉感受等方面对室内环境的设计要求。
针对不同的人,不同的使用对象,相应地应该考虑有不同的要求。例如:幼儿园室内的窗台,考虑到适应幼儿的尺度,窗台高度常由通常的900~1000cm降至450~550cm,楼梯踏步的高度也在12cm左右,并设置适应儿童和成人尺度的二档扶手;一些公共建筑顾及残疾人的通行和活动,在室内外高差、垂直交通、顾所盥洗等许多方面应作无障碍设计;近年来地下空间的疏散设计,如上海的地铁车站,考虑到老年人和活动反应较迟缓的人们的安全疏散时间的计算公式中,引入了为这些人安全疏散多留1min的疏散时间余地。上面的三个例子,着重是从儿童、老年人、残疾人等人们的行为生理的特点来考虑。
在室内空间的组织、色彩和照明的选用方面,以及对相应使用性质室内环境氛围的烘托等方面,更需要研究人们的行为心理、视觉感受方面的要求。例如:教堂高耸的室内空间具有神秘感,会议厅规正的室内空间具有庄严感,而娱乐场所绚丽的色彩和缤纷闪烁的照明给人以兴奋、愉悦的心理感受。我们应该充分运用现时可行的物质技术手段和相应的经济条件,创造出首先是为了满足人和人际活动所需的室内人工环境。
二、加强环境整体观
现代室内设计的立意、构思,室内风格和环境氛围的创造,需要着眼于对环境整面的考虑。现代室内设计,从整体观念上来理解,应该看成是环境设计系列中的“链中一环”。
室内设计的“里”,和室外环境的“外”,可以说是一对相辅相成辩证统一的矛盾,正是为了更深入地做好室内设计,就愈加需要对环境整体有足够的了解和分析,着手于室内,但着眼于“室外”。当前室内设计的弊病之一-相互类同,很少有创新和个性,对环境整体缺乏必要的了解和研究,从而使设计的依据汉于一般,设计构思局限封闭。看来,忽视环境与室内设计关系的分析,也是重要的原因之一。
现代室内设计,或称室内环境设计,这里的“环境”着重有两层含义:
一层含义是,室内环境是指包括室内空间环境、视觉环境、空气质量环境、声光热等物理环境、心理环境等许多方面,在室内设计时固然需要重视视觉环境的设计,但是不应局限于视觉环境,对室内声、光、热等物理环境,空气质量环境以及心理环境等因素也应极为重视,因为人们对室内环境是否舒适的感受,总是综合的。一个闷热、噪声背景很高的室内,即使看上去很漂亮,待在其间也很难给人愉悦的感受。一些涉外宾馆中投拆意见比较集中的,往往是晚间电梯、锅炉房的低频噪声和盥洗室中洁具管道的噪声,影响休息。不少宾馆的大堂,单纯从视觉感受出发,过量地选用光亮硬质的装饰材料,从地面到墙面,从楼梯、走马廊的栏板到服务台的台面、柜面,使大堂内的混响时间过长,说话时清晰度很差,当然造价也很高。美国室内设计师费歇尔来访上海时,对落脚的一家宾馆就有类似上述的评价。
另一层含义是,把室内设计看成自然环境-城乡环境-社区街坊、建筑室外环境-室内环境,这一环境系列的有机组成部分,是“链中一环”,它们相互之间有许多前因后果,或相互制约和提示的因素存在。
香港室内设计师D?凯勒先生在浙江东阳的一次学术活动中,曾认为旅游旅馆室内设计的最主要的一点,应该是让旅客在室内很容易联想到自己是在什么地方。明斯克建筑师E?巴诺玛列娃也曾提到“室内设计是一项系统,它与下列因素有关,即整体功能特点、自然气候条件、城市建设状况和所在位置,以及地区文化传统和工程建造方式等等”。环境整体意识薄弱,就容易就事论事,“关起门来做设计”,使创作的室内设计缺乏深度,没有内涵。当然,使用性质不同,功能特点各异的设计任务,相应地对环境系列中各项内容联系的紧密程度也有所不同。但是,从人们对室内环境的物质和精神两方面的综合感受说来,仍然应该强调对环境整体应予充分重视。
三、科学性与艺术性的结合
现代室内设计的又一个基本观点,是在创造室内环境中高度重视科学性,高度重视艺术性,及其相互的结合。从建筑和室内发展的历史来看,具有创新精神的新的风格的兴起,总是和社会生产力的发展相适应。社会生活和科学技术的进步,人们价值观和审美观的改变,促使室内设计必须充分重视并积极运用当代科学技术的成果,包括新型的材料、结构构成和施工工艺,以及为创造良好声、光、热环境的设施设备。现代室内设计的科学性,除了在设计观念上需要进一步确立以外,在设计方法和表现手段等方面,也日益予以重视,设计者已开始认真的以科学的方法,分析和确定室内物理环境和心理环境的优劣,并已运用电子计算机技术辅助设计和绘图。贝聿铭先生早在80年代来沪讲学时所展示的华盛顿艺术馆东馆室内透视的比较方案,就是以电子计算机绘制的,这些精确绘制的非直角的形体和空间关系,极为细致真实地表达了室内空间的视觉形象。
一方面需要充分重视科学性,另一方面又需要充分重视艺术性,在重视物质技术手段的同时,高度重视建筑美学原理,重视创造具有表现力和感染力的室内空间和形象,创造具有视觉愉悦感和文化内涵的室内环境,使生活在现代社会高科技、高节奏中的人们,在心理上、精神上得到平衡,即现代建筑和室内设计中的高科技和高感情问题。总之,是科学性与艺术性、生理要求与心理要求、物质因素与精神因素的平衡和综合。
在具体工程设计时,会遇到不同类型和功能特点的室内环境,对待上述两个方面的具体处理,可能会有所侧重,但从宏观整体的设计观念出发,仍然需要将两者结合。科学性与艺术性两者决不是割裂或者对立,而是可以密切结合的。意大利设计师P?纳维设计的罗马小体育宫和者灵展览馆,尼迈亚设计的巴西利亚菲特拉教堂,屋盖的造型既符合钢筋混凝土和钢丝网水泥的结构受力要求,结构的构成和构件本身又极具艺术表现力;荷兰鹿特丹办理工程审批的市政办公楼,室内拱形顶的走廊结合顶部采光,不作装饰的梁柱处理,在办公建筑中很好地体现了科学性与艺术性的结合。
从宏观整体看,正如前述,建筑物和室内环境,总是从一个侧面反映当代社会物质生活和精神生活的特征,铭刻着时代的印记,但是现代室内设计更需要强调自觉地在设计中体现时代精神,主动地考虑满足当代社会生活活动和行为模式的需要,分析具有时代精神的价值观和审美观,积极采用当代物质技术手段。
同时,人类社会的发展,不论是物质技术的,还是精神文化的,都具有历史延续性。追踪时代和尊重历史,就其社会发展的本质讲是有机统一的。在室内设计中,在生活居住、旅游休息和文化娱乐等类型的室内环境里,都有可能因地制宜地采取具有民族特点、地方风格、乡土风格,充分考虑历史文化的延续和发展的设计手法。应该指出,这里所说的历史文脉,并不能简单地只从形式、符号来理解,而是广义地涉及规划思想、平面布局和空间组织特征,甚至设计中的哲学思想和观点。日本著名建筑师丹下健三为东京奥运会设计的代代木国立竞技馆,尽管是一座采用悬素结构的现代体育馆,但从建筑形体和室内空间的整体效果,确实可说它既具时代精神,又有日本建筑风格的某些内在特征;阿联酋沙加的国际机场,同样的,也既是现代的,又凝聚着伊斯兰建筑的特征,它不是某些符号的简单搬用,而是体现这一建筑和室内环境既具时代感、又尊重历史文脉的整体风格。
五、动态和可持续的发展观
我国清代文人李渔,在他室内装修的专著中曾写道:“与时变化,就地权宜”“幽斋陈设,妙在日异月新”即所谓“贵活变”的论点。他还建议不同房间的门窗,应设计成不同的体裁和花式,但是具有相同的尺寸和规格,以便根据使用要求和室内意境的需要,使各室的门窗可以更替和互换。李渔“活变”的论点,虽然还只是从室内装修的构件和陈设等方面去考虑,但是它已经涉及了因时、因地的变化,把室内设计以动态的发展过程来对待。
现代室内设计的一个显著的特点,是它对由于时间的推移,从而引起室内功能相应的变化和改变,显得特别突出和敏感。当今社会生活节奏日益加快,建筑室内的功能复杂而又多变,室内装饰材料、设施设备、甚至门窗等构配件的更新换代也日新月异。总之,室内设计和建筑装修的“无形折旧”更趋突出,更新周期日益缩短,而且人们对室内环境艺术风格和气氛的欣赏和追求,也是随着时间的推移而在改变。
据悉,日本东京男子西服店近年来店面及铺面的更新周期仅为一年半,我国上海市不少餐馆、理发厅、照相馆和服装商店的更新周新也只有2-3年,旅馆、宾馆的更新周期约为5-7年。随着市场经济、竞争机制的引进,购物行为和经营方式的变化,新型装饰材料、高效照明和空调设备的推出,以及防火规范、建筑标准的修改等等因素,都将促进现代室内设计在空间组织、平面布局、装修构造和设施安装等方面都留有更新改造的余地,把室内设计的依据因素、使用功能、审美要求等等,都不看成是一成不变的,而且以动态发展的过程来认识和对待。室内设计动态发展的观点同样也涉及其他各类公共建筑和量大面广居住建筑的室内环境。
“可持续发展”一词最早是在80年代中期欧洲的一些发达国家提出来的,1989年5月联合国环境署发展了《关于可持续发展的声明》,提出“可持续发展系指满足当前需要而不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展”。1993年联合国教科文组织和国际建筑师协会共同召开了“为可持续的未来进行设计”的世界大会,其主题为各类人为活动应重视有利于今后在生态、环境、能源、土地利用等方面的可持续发展,联系到现代室内环境的设计和创造,设计者必须不是急功近利、只顾眼前,而要确立节能、充分节约与利用室内空间、力求运用无污染的“绿色装饰材料”以及创造人与环境、人工环境与自然环境相协调的观点。动态和可持续的发展观,即要求室内设计者既考虑发展有更新可变的一面,又考虑到发展在能源、环境、土地、生态等方面的可持续性。
综上所述,现代室内设计的基本观点可以归纳为:
第二章室内设计的内容、分类和方法步骤
现代室内设计,也称室内环境设计,所包含的内容和传统的室内装饰相比,涉及的面更广,相关的因素更多,内容也更为深入。
室内环境的内容和感受
室内环境的内容,涉及到由界面围成的空间形状、空间尺度的室内空间环境,室内声、光、热环境,室内空气环境(空气质量、有害气体和粉尘含量、放射剂量……)等室内客观环境因素。由于人是室内环境设计服务的主体,从人们对室内环境身心感受的角度来分析,主要有室内视觉环境、听觉环境、触感环境、嗅觉环境等,即人们对环境的生理和心理的主观感受,其中又以视觉感受最为直接和强烈。客观环境因素和人们对环境的主观感受,是现代室内环境设计需要探讨和研究的主要问题。
室内环境设计需要考虑的方面,随着社会生活发展和科技的进步,还会有许多新的内容,对于从事室内设计的人员来说,虽然不可能对所有涉及的内容全部掌握,但是根据不同功能的室内设计,也应尽可能熟悉相应有关的基本内容,了解与该室内设计项目关系密切、影响最大的环境因素,使设计时能主动和自觉地考虑诸项因素,也能与有关工种专业人员相互协调、密切配合,有效地提高室内环境设计的内在质量。
例如现代影视厅,从室内声环境的质量考虑,对声音清晰度的要求极高。室内声音的清晰与否,主要决定于混响时间的长短,而混响时间与室内空间的大小、界面的表面处理和用材料关系最为密切。室内的混响时间越短,声音的清晰度越高,这就要求在室内设计时合理地降低平顶,包去平面中的隙面,使室内空间适当缩小,对墙面、地面以及座椅面料均选用高吸声的纺织面料,采用穿孔的吸声平顶等措施,以增大界面的吸声效果。上海新建影城中不少的影视厅,即采用了上述手法,室内混响时间400HZ高频仅在0.7S左右,影响演播时的音质效果较好,而音乐厅由于相应要求混响时间较长,因此厅内体积较大,装饰材料的吸声要求及布置方式也与影视厅不同。这说明对影视厅、音乐厅室内的艺术处理,必须要以室内声环境的要求为前提。
又如近年来一些住宅的室内装修,在居室中过多地铺设陶瓷类地砖,也许是从美观和易于清洁的角度考虑而选用,但是从室内热环境来看,由于这类铺地材料的导热系数过大,给较长时间停留于居室中的人体带来不适。
上述的二个例子说明,室内舒适优美环境的创造,一方面需要富有激情,考虑文化的内涵,运用建筑美原理进行创作,同时又需要以相关的客观环境因素作为设计的基础。主观的视觉感受或环境气氛的创造,需要与客观环境因素紧密结合在一起;或者说,上述的客观环境因素是创造优美视觉环境时的“潜台词”,因为通常这些因素需要从理性的角度去分析掌握,尽管它们并不那么显露,但对现代室内设计却是至关重要的。
室内设计的内容和相关因素
现代室内设计涉及的面很广,但是设计的主要内容可以归纳为以下三个方面,这些方面的内容,相互之间又有一定的内在联系:
1、室内空间组织和界面处理
室内设计的空间组织,包括平面布置,首先需要对原有建筑设计的意图充分理解,对建筑物的总体布局、功能分析、人流动向以及结构体系等有深入的了解,在室内设计时对室内空间和平面布置予以完善、调整或再创造。由于现代社会生活的节奏加快,建筑功能发展或变换,也需要对室内空间进行改造或重新组织,这在当前对各类建筑的更新改建任务中是最为常见的。室内空间组织和平面布置,也必然包括对室内空间各界面围合方式的设计。
室内界面处理,是指对室内空间的各个围合-地面、墙面、隔断、平顶等各界的使用功能和特点的分析,界面的形状、图形线脚、肌理构成的设计,以及界面和结构的连接构造,界面和风、水、电等管线设施的协调配合等方面的设计。
附带需要指明的一点是,界面处理不一定要做“加法”。从建筑的使用性质、功能特点方面考虑,一些建筑物的结构构件,也可以不加装饰,作为界面处理的手法之一,这正是单纯的装饰和室内设计在设计思路上的不同之处。
室内空间组织和界面处理,是确定室内环境基本形体和线形的设计内容,设计时以物质功能和精神功能为依据,考虑相关的客观环境因素和主观的身心感受。
2、室内光照、色彩设计和材质选用
正是由于有了光,才使人眼能够分清不同的建筑形体和细部“,光照是人们对外界视觉感受的前提。
室内光照是指室内环境的天然采光和人工照明,光照除了能满足正常的工作生活环境的采光,照明要求外,光照和光影效果还能有效地起到烘托室内环境气氛的作用。
色彩是室内设计中最为生动、最为活跃的因素,室内色彩往往给人们留下室内环境的第一印象。色彩最具表现力,通过人们的视觉感受产生的生理、心理和类似物理的效应,形成丰富的联想、深刻的寓意和象征。
光和色不能分离,除了色光以外,色彩还必须依附于界面、家具、室内织物、绿化等物体。室内色彩设计需要根据建筑物的性格、室内使用性质、工作活动特点、停留时间长短等因素,确定室内主色调,选择适当的色彩配置。
材料质地的选用,是室内设计中直接关系到实用效果和经济效益的重要环节,巧于用材是室内设计中的一大学问。饰面材料的选用,同时具有满足使用功能和人们身心感受这两方面的要求,例如坚硬、平整的花岗石地面,平滑、精巧的镜面饰面,轻柔、细软的室内纺织品,以及自然、亲切的本质面材等等。室内设计毕竟不能停留于一幅彩稿,设计中的形、色,最终必须和所选“载体”-材质,这一物质构成相统一,在光照下,室内的形、色、质融为一体,赋予人们以综合的视觉心理感受。
3、室内内含物-家具、陈设、灯具、绿化等的设计和选用
家具、陈设、灯具、绿化等室内设计的内容,相对地可以脱离界面布置于室内空间里,在室内环境中,实用和观赏的作用都极为突出,通常它们都处于视觉中显著的位置,家具还直接与人体相接触,感受距离最为接近。家具、陈设、灯具、绿化等对烘托室内环境气氛,形成室内设计风格等方面起到举足轻重的作用。
室内绿化在现代室内设计中具有不能代替的特殊作用。室内绿化具有改革室内小气候和吸附粉尘的功能,更为主要的是,室内绿化使室内环境生机勃勃,带来自然气息,令人赏心悦目,起到柔化室内人工环境,在高节奏的现代社会生活中具有协调人们心理使之平衡的作用。
上述室内设计内容所列的三个方面,其实是一个有机联系的整体:光、色、形体让人们能综合地感受室内环境,光照下界面和家具等是色彩和造型的依托“载体”,灯具、陈设又必须和空间尺度、界面风格相协调。
人们常称建筑学是工科中的文科,现代室内设计能否认为是处在建筑艺术和工程技术、社会科学和自然科学的交汇点?现代室内设计与一些学科和工程技术因素的关系极为密切,例如学科中的建筑美学、材料学、人体工程学、环境物理学、环境心理和行为学等等;技术因素如结构构成、室内设施和设备、施工工艺和工程经济、质量检测以及计算机技术在室内设计中的应用等等。
室内设计的分类
室内设计和建筑设计类同,从大的类别来分可分为:
1、居住建筑室内设计;
2、公共建筑室内设计;
3、工业建筑室内设计;
4、农业建筑室内设计。
各类建筑中不同类型的建筑之间,还有一些使用功能相同的室内空间,例如:门厅、过厅、电梯厅、中庭、盥洗间、浴厕,以及一般功能的门卫室、办公室、会议室、接待室等。当然在具体工程项目的设计任务中,这些室内空间的规模、标准和相应的使用要求还会有不少差异,需要具体分析。
各种类型建筑室内设计的分类以及主要房间的设计如下:
由于室内空间使用功能的性质和特点不同,各类建筑主要房间的室内设计对文化艺术和工艺过程等方面的要求,也各自有所侧重。例如对纪念性建筑和宗教建筑等有特殊功能要求的主厅,对纪念性、艺术性、文化内涵等精神功能的设计方面的要求就比较突出;而工业、农业等生产性建筑的车间和用房,相对地对生产工艺流程以及室内物理环境的创造方面的要求较为严密。
室内空间环境按建筑类型极其功能的设计分类,其意义主要在于:使设计者在接受室内设计任务时,首先应该明确所设计的室内空间的使用性质,也即是所谓设计的“功能定位”,这是由于室内设计造型风格的确定、色彩和照明的考虑以及装饰材质的选用,无不与所设计的室内空间的使用性质,和设计对象的物质功能和精神功能紧密联系在一起。例如住宅建筑的室内,即使经济上有可能,也不适宜在造型、用色、用材方面使“居住装饰宾馆化”,因为住宅的居室和宾馆大堂、游乐场所之间的基本功能和要求的环境氛围是截然不同的。
第三章室内设计的依据、要求和特点
现代室内设计考虑问题的出发点和最终目的都是为人服务,满足人们生活、生产活动的需要,为人们创造理想的室内空间环境,使人们感到生活在其中,受到关怀和尊重;一经确定的室内空间环境,同样也能启发、引导甚至在一定程度上改变人们活动于其间的生活方式和行为模式。
为了创造一个理想的室内空间环境,我们必须了解室内设计的依据和要求,并知道现代室内设计所具有的特点及其发展趋势。
室内设计的依据
室内设计既然是作为环境设计系列中的一“环”,因此室内设计事先必须对所在建筑物的功能特点、设计意图、结构构成、设施设备等情况充分掌握,进而对建筑物所在地区的室外环境等也有所了解。具体地说,室内设计主要有以下各项依据:
一、人体尺度以及人们在室内停留、活动、交往、通行时的空间范围
首先是人体的尺度和动作域所需的尺寸和空间范围,人们交往时符合心理要求的人际距离,以及人们在室内通行时,各处有形无形的通道宽度。人体的尺度,即人体在室内完成各种动作时的活动范围,是我们确定室内诸如门扇的高宽度、踏步的高宽度、窗台阳台的高度、家具的尺寸及其相间距离,以及楼梯平台、室内净高等的最小高度的基本依据。涉及到人们在不同性质的室内空间内,从人们的心理感受考虑,还要顾及满足人们心理感受需求的最佳空间范围。从上述的依据因素,可以归纳为:1、静态尺度;2、动态活动范围;3、心理需求范围。
二、家具、灯具、设备、陈设等尺寸,以及使用、安置它们时所需的空间范围
室内空间里,除了人的活动外,主要占有空间的内含物即是家具、灯具、设备。对于灯具、空调设备、卫生洁具等,除了有本身的尺寸以及使用、安置时必须的空间范围之外,值得注意的是,此类设备、设施,由于在建筑物的土建设计与施工时,对管网布线等都已有一整体布置,室内设计时应尽可能在它们的接口处予以连接、协调。诚然,对于出风口、灯具位置等从室内使用合理和造型等要求,适当在接口上作些调整也是允许的。
三、室内空间的结构构成、构件尺寸,设施管线等的尺寸和制约条件
室内空间的结构体系、柱网的开间间距、楼面的板厚梁高、风管的断面尺寸以及水电管线的走向和铺设要求等,都是组织室内空间时必须考虑的。有些设施内容,如风管的断面尺寸,水管的走向等,在与有关工种的协调下可作调整,但仍然是必要的依据条件和制约因素。例如集中空调的风管通常在板底下设置,计算机房的各种电缆管线常铺设在架空地板内,室内空间的竖向尺寸,就必须考虑这些因素。
四、符合设计环境要求、可供选用的装饰材料和可行的施工工艺
由设计设想变成现实,必须动用可供选用的地面、墙面、顶棚等各个界面的装饰材料,采用现实可行的施工工艺,这些依据条件必须在设计开始时就考虑到,以保证设计图的实施。
五、业已确定的投资限额和建设标准,以及设计任务要求的工程施工期限
具体而又明确的经济和时间概念,是一切现代设计工程的重要前提。室内设计与建筑设计的不同之处,在于同样一个旅馆的大堂,相对而言,不同方案的土建单方造价比较接近,而不同建设标准的室内装修,可以相差几倍甚至十多倍。例如一般社会旅馆大堂的室内装修费用单方造价1000元左右足够,而五星级旅馆大堂的单方造价可以高达8000~10000元。可见对室内设计来说,投资限额与建设标准是室内设计必要的依据因素。同时,不同的工程施工期限,将导致室内设计中不同的装饰材料安装工艺以及界面设计处理手法。
正如第二章第三节,有关室内设计的程序步骤中已经明确,在工程设计时,建设单位提出的设计任务书,以及有关的规范和定额标准,也都是室内设计的依据文件。此外,原有建筑物的建筑总体布局和建筑设计总体构思也是室内设计时重要的设计依据因素。
室内设计的要求
室内设计的要求主要有以下各项:
1、具有使用合理的室内空间组织和平面布局,提供符合使用要求的室内声、光、热效应,以满足室内环境物质功能的需要;
2、具有造型优美的空间构成和界面处理,宜人的光、色和材质配置,符合建筑物性格的环境气氛,以满足室内环境精神功能的需要;
3、采用合理的装修构造和技术措施,选择合适的装饰材料和设施设备,使其具有良好的经济效益;
4、符合安全疏散、防火、卫生等设计规范,遵守与设计任务相适应的有关定额标准;
5、随着时间的推移,考虑具有适应调整室内功能、更新装饰材料和设备的可能性;
6、联系到可持续性发展的要求,室内环境设计应考虑室内环境的节能、节材、防止
污染,并注意充分利用和节省室内空间。
从上述室内设计的依据条件和设计要求的内容来看,相应地也对室内设计师应具有的
认识和素养提出要求,或者说,应该按下述各项要求的方向,去努力提高自己。归纳起来
有以下一些方面:
1、建筑单位设计和环境总体设计的基本知识,特别是对建筑单体功能分析、平面布局、空间组织、形体设计的必要知识,具有对总体环境艺术和建筑艺术的理解和素养;
2、具有建筑材料、装饰材料、建筑结构与构造、施工技术等建筑材料和建筑技术方面的必要知识;
3、具有对声、光、热等建筑物理、风、光、电等建筑设备的必备知识;
4、对一些学科,如人体工程学、环境心理学等,以及现代计算机技术具有必要的知识和了解;
5、具有较好的艺术素养和设计表达能力,对历史传统、人文民俗、乡土风情等有一定的了解;
6、熟悉有关建筑和室内设计的规章和法规。
室内设计的特点和发展趋势
一、室内设计的特点
室内设计与建筑设计之间的关系极为密切,相互渗透,通常建筑设计是室内设计的前提,
正如城市规划和城市设计是建筑单体设计的前提一样。室内设计与建筑设计有许多共同点,即都要考虑物质功能和精神功能的要求,都要遵循建筑美学的原理,都受物质技术和经济条件的制约等等。室内设计作为一门相对独立的新兴学科,还有以下几个特点:
1、对人们身心的影响更为直接和密切
由于人的一生中极大部分时间是在室内度过,因此室内环境的优劣,必然直接影响到人们的安全、卫生、效率和舒适,室内空间的大小和形状,室内界面的线形图案等,都会给人们生理上、心理上有较强的长时间、近距离的感受,甚至可以接触和触摸到室内的家具、设备以至墙面、地面等界面,因此很自然地对室内设计要求更为深入细致,更为慎密,要更多地从有利于人们身心健康和舒适的角度去考虑,要从有利于丰富人们的精神文化生活的角度去考虑。
2、对室内环境的构成因素考虑更为周密
室内设计对构成室内光环境和视觉环境的采光与照明、色调和色彩配置、材料质地和纹理,对室内热环境中的温度、相对湿度和气流,对室内声环境中的隔声、吸声和噪声背景等的考虑,在现代室内设计中这些构成因素的大部分都要有定量的标准。
3、较为集中、细致、深刻地反映了设计美学中的空间形体美、功能技术美、装饰工艺美
如果说,建筑设计主要以外部形体和内部空间给人们以建筑艺术的感受,室内设计则以室内空间、界面线形以及室内家具、灯具、设备等内含物的综合,给人们以室内环境艺术的感受,因此室内设计与装饰艺术和工业设计的关系也极为密切。
4、室内功能的变化、材料与设备的老化与更新更为突出
比之建筑设计,室内设计与时间因素的关联更为紧密,更新周期趋短,更新节奏趋快。在室内设计领域里,可能更需要引入“动态设计”“潜伏设计”等新的设计观念,认真考虑因时间因素引起的对平面布局、界面构造与装饰以至施工方法、选用材料等一系列相应的问题。
5、具有较高的科技含量和附加值
现代室内设计所创造的新型室内环境,往往在电脑控制、自动化、智能化等方面具有新的要求,从而使室内设施设备、电器通讯、新型装饰材料和五金配件等等都具有较高的科技含量,如智能大楼、能源自给住宅、电脑控制住宅等。由于科技含量的增加,也使现代室内设计及其产品整体的附加值增加。
二、室内设计的发展趋势
随着社会的发展和时代的推移,现代室内设计具有以下所列的发展趋势:
1、从总体上看,室内环境设计学科的相对独立性日益增强;同时,与多学科、边缘学科的联系和结合趋势也日益明显。现代室内设计除了仍以建筑设计作为学科发展的基础外,工艺美术和工业设计的一些观念、思考和工作方法也日益在室内设计中显示其作用。
2、室内设计的发展,适应于当今社会发展的特点,趋向于多层次、多风格。即室内设计由于使用对象的不同、建筑功能和投资标准的差异,明显地呈现出多层次、多风格的发展趋势。但需要着重指出的是,不同层次,不同风格的现代室内设计都将更为重视人们在室内空间中的精神因素的需要和环境的文化内涵。
3、专业设计进一步深化和规范化的同时,业主及大众参与的势头也将有所加强。这是由于室内空间环境的创造总是离不开生活、生产活动于其间的使用者的切身需求、贴近生活,能使使用功能更具实效,更为完善。
4、设计、施工、材料、设施、设备之间的协调和配套关系加强,上述各部分自身的规范化进程进一步完善。
1.1立项
该院的科技项目大多属于自主立项。科技项目立项主要根据院中长期科技发展战略,结合院业务发展需要及解决勘测设计过程中需要解决的关键技术问题,一与国家的产业鼓励政策和发展方向保持一致,开展引领型科技研究;二立足专业前沿,了解相关技术在国际、国内和行业中的发展水平,体现目前市场特色和先进性,根据市场需求开展领先型科技研究;三解决生产实践和工程中的难点和问题开展,解决工程实际问题,改善工艺,提高效率;四在提高工效、设计质量等方面做标准化、模块化,结合工程实际和三维设计开展,做出自己的特色和品牌。每年末申报下一年度的科技项目。项目实行项目经理(即负责人)负责制,立项经过严格的程序审批,由项目负责人提出立项申请(包括项目内容、所用关键技术、预期目标、成果、进度计划、人员分工、经费概算等),经其所在部门领导批准、院科技专责审核、分管部门的院领导批准。在所有项目中,经院科学技术委员会集体讨论选拔出一些有技术含量、有影响、有深度的项目作为院重点科技项目,形成一般项目和院级重点项目分级管理。项目立项时,要分析评估科研项目在技术、资金、人员配置、成本等方面存在的风险,使企业在较低的风险水平上以较低的成本实现创新收益;与外单位合作开发的项目,要对合作单位进行尽职调查,签订合同,明确双方投资、分工、权利义务和研究成果产权归属,同时分析评估项目在技术、资金、人员配置、成本等方面存在的风险,制定风险防范措施。委托外单位承担的科研项目要进行招标,签订外包合同,明确研究成果的产权归属、研究进度和质量标准。
1.2实施过程
科技项目的管理分院、室两级管理。项目在进展过程中,一般项目主要由部门领导负责协调、督促、检查项目计划实施情况。安全技术部(科技主管部门)每季度对一般项目、每月对院级项目的计划实施情况进行检查,必要时请专家对阶段性研究成果进行评审。
1.3结题评审
项目完成后,项目负责人将所有项目材料(如技术报告、图纸、软件编制说明书、软件测试报告、用户操作手册等)准备齐全、规范,报安全技术部科技主管,申请结题评审。(若因某些原因中途要取消所立项目,项目负责人应提出“科标业项目撤消申请”,说明其理由,经安全技术部科技专责审核、主管院领导批准后方可取消所立项目。)一般每年四季度集中进行结题评审。结题评审由安全技术部组织、院科学技术委员会、评审委员会对项目进行评审。评审先进行形式审查,然后再由相关专家仔细审阅,提出初步意见。最后开会讨论,由评审委员会给出最终评审意见。
1.4经费
科技项目的经费来源于上级补助的专项经费和院自筹科技经费。项目在实施过程中发生的费用暂时按项目计列。项目经费在评审委员会对项目进行评审时一并讨论确定。项目金为项目批准经费减去实耗成本,实耗成本指项目的直接耗用成本(不含人员的工资、“七金”)。项目金待项目完成、结题评审、项目所有材料完成归档后(评审结束一个月内)结算,由项目负责人负责分配到项目组每个成员。对于项目组中途取消的项目,其所发生的直接耗用成本即为该项目经费。
1.5奖励
评审时,评审委员会对所有项目根据创新性、应用性、效益性、推广性几个方面进行打分,评出优秀科技进步一、二、三等奖,并颁发奖金。科技进步奖每年评审一次,凡获院科学技术进步一、二等奖的成果可以推荐向院外申报更高级别的奖项。
1.6考核
科技项目纳入综合业绩考核,安全技术部每年对各部门科技项目的完成情况进行考核。对因主观因素未按期完成的,严格按照《全面考核管理办法》,扣部门考核分。
1.7保密
对于有创新、有突破的技术,及时确认是否申请专利或作为非专利技术、商业秘密进行管理。对于确认需要保护的技术及时申报专利、作为技术秘密保护的申请行业专利技术。为鼓励员工开展个人创新和知识产权创作活动,专利、专有技术的成果完成人均获得相应荣誉和奖励。
2科技项目管理经验
近几年,该院科技工作取得了显著成绩,实现了专利、软件著作权、专有技术多方面零的突破。思考近年来科技管理工作,取得的经验有:
(1)院领导高度重视科技创新工作,科技管理机构、机制健全,管理制度完善;配置有经验的科技专责管理人员。领导班子高度重视科技创新工作,各项管理工作规范有序,科技组织和管理机构、机制健全,配置有经验的科技专责管理人员。不断加强制度建设,强化管理,出台了《全面考核管理办法》、《目标管理办法》、《经营业绩考核管理办法》、《专利及专有技术管理办法》、《科标业及科技论文管理规定》等一系列较完善的管理制度。
(2)科技工作有目标、有计划、有考核、有落实、有措施,科技管理规范、扎实有效;滚动制定科技中长期发展规划,每年年初制定科技工作目标、指标和科技计划、完成措施,指标分解到部门,研发项目实行项目经理负责制,责任落实到人。对科研项目与生产任务同等重视,同步安排。在众多立项的项目中,选拔一些有深度、有影响的项目作为院管重点项目,在项目进行过程中,每月按项目进展计划检查实施情况,并在月度例会上公布,纳入综合业绩考核,确保按计划完成。
(3)科技交流和技术合作为科技创新铺路搭桥。近两年,随着我院科技管理力度加大,我们不定期邀请西安通大专利有限责任公司专利专家来我院指导专利申请、著作权等有关知识产权申报方面的工作。使科技人员的知识产权保护意识明显加强,申报技巧和能力有了很大提高。
(4)加大科技创新奖励力度,调动了科技人员创新的工作热情近几年,我院修编了《专利及专有技术管理办法》、《科标业及科技论文管理规定》,加大了科技创新奖励力度,进一步调动了科技人员创新的工作热情。
3存在问题
虽然我院在勘测设计、科技创新方面虽然取得了一些成绩,但与全国其他电力设计院相比,还存在较大差距。主要表现在:一是创新与综合能力不强,项目起点和研究平台低,缺少核心技术,在业务中起关键作用的专利很少;二是虽有大量工程技术人员,但研究型创新人才少,尤其缺乏专家型、大师级的复合型领军人才;三是科技创新动力不足,设计人员重生产、轻科技,没有形成生产、科研两条腿走路的有效机制。
4设想及建议