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生物材料发展前景集锦9篇

时间:2024-03-21 11:48:54

生物材料发展前景

生物材料发展前景范文1

关键词:可持续发展理念;生态性;景观设计

引言

早在1987年,一份由联合国世界环境与发展委员会以书籍形式完成的报告《我们共同的未来》中正式提出了“可持续发展理念”,这一清晰、创新的理念,使人们从单纯的环保思维走向了环保与人类发展的实际相结合,实现了人类对环境与发展的思考的重要飞跃。可持续发展理念自提出以来,不断演变、丰富、具体,并为各领域学科的研究提供了新的方向与视角,具有广泛而深远的影响。目前,随着城市化进程以及社会科技的不断发展进步,随之而来的全球环境日益恶化、资源过度匮乏、能源污染短缺以及温室气体的过量排放等导致气候变化等问题日益凸显,因此人们对可持续发展的理念也日益关注,而生态性景观对于环境的可持续发展具有重要意义。生态性景观的目标在于,通过景观的布局设计、景观材料的运用、景观空间的营造、景观绿化技术等方法的运用,减少环境的污染、资源的浪费,降低能耗、物耗等问题,为人们提供一个健康、绿色生态、安全、舒适的景观空间,以实现可持续的理念[1]。

1可持续发展理念下生态性景观设计的相关概念

近些年,面对生态环境恶化,自然灾害频发,可持续发展已成为国际社会的共识。从《21世纪议程》到《2030年可持续发展议程》,中国始终是全球可持续发展的坚定倡导者、积极实施者和重要贡献者。随着中国经济科技文化社会的不断发展,人们对可持续发展理念的认识也在不断深化,出现了不少新的观点,如“生态文明”“创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念”“绿色循环低碳发展”“绿水青山就是金山银山”“美丽中国”等。随着经济的增长,在满足社会日益增长的美好环境需求和人们对美好生活的需求同时,人们也意识到生态景观已成为我们一笔宝贵的财富,它是可持续发展的一种延伸,通过生态绿色的景观设计,针对当地的地域气候特征、地形地貌、水文情况等条件,遵循尊重自然、顺应自然、保护自然的理念,创建出一个人与自然和谐统一的景观。并从实际功能出发,基于不同人群对空间使用的需求,提升景观环境的舒适度,设计材料也应从绿色低碳环保的角度出发,多采用低养护型、抗污染、适应性强的植物和可再生、低能耗、废旧材料等硬质材料。在技术上采取绿色海绵设计,推动绿色、低碳的发展,以达到可持续发展与生态化的目的[2]。

2可持续发展理念下的生态性景观设计方法

在不同地区的室外景观设计中,应在最初阶段即针对地形、水体、植被、铺装等要素进行合理的布局,以及结合当地温差、风速、降雨量、日照等因素进行设计,从而减少气候带来的不利影响,提升人在室外景观环境中的舒适感。在规划设计中采用最小干预的设计方法最大限度地适应场地现状特征,并体现不同的地域文化特征。再针对不同的使用人群,划分出不同的功能空间,满足不同人群的使用需求。在植物种类的选择上,也需根据气候、地形、土壤、降水等因素,合理搭配种植树种,构建可持续化的植物系统。对于混凝土、石材、木材等硬质材料应首选低碳环保材料、废旧材料,降低能源消耗。以及通过“渗、滞、蓄、净、排”等技术和设置透水铺装、下凹绿地、生态植草沟等方式循环使用雨水,避免发生洪涝灾害,实现良好的水系统循环,从而达到可持续的理念[3]。

2.1塑造适应当地的气候及场地现状的景观

我国幅员辽阔,地形复杂。由于各地纬度、地势和地形的不同,使得气候也存在着显著差异。以一年中最冷的一月份和最热的七月份平均温度作为分区的主要指标,一年中日平均温度小于等于5℃和大于等于25℃的天数作为辅助指标,将我国划分为五个区,即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。在严寒、寒冷地区,冬季漫长且寒冷干燥,气温相差较大,太阳辐射大,日照丰富,多大风。因此在设计中应注重防风防寒,因此为了更好地降低风速,在风口处应结合当地景观地形布置如雪松、白皮松、油松等常绿乔木和景观构筑物,防止在人的活动区域中风速过高。在夏热冬冷地区,大部分地区夏季闷热,冬季湿冷,气温差较小,年降水量较大。在景观设计中应注重夏季遮阳,在人群集中停留处设置密集的遮阳树林,降低室外温度,给人一个舒适的林下活动空间。在冬季应兼顾防风防寒。在夏热冬暖地区,该区长夏无冬,湿度较高,气温差较小,多大风暴雨天气。在景观设计中要注重防晒遮阳,在人群集中区域要设置凉亭等遮阳避雨的设施,给人一个可以阻挡光照、避雨的遮蔽空间。根据不同场地现状,设计应顺应当地原有的地貌特征,减少地表层的破坏,减少施工工程量和对生态自然的影响。保护和利用场地现存的河流、沟渠、湖泊、池塘等水网,在设计中应遵循最小干预,对于保护自然环境和动植物多样性有着重要的意义。而对于有被污染的水体,应设计湿地系统,净化水质,恢复自然环境,反映了可持续发展的理念。同时,场地人文历史背景各不相同,在设计中应保留原有的历史建筑、道路、器物等,保护历史文化资源,深入挖掘历史内涵,体现当地的地域文化特征,形成具有地域文化的设计[4]。

2.2营造功能完备舒适宜人的景观空间

在景观设计中,从实际功能出发,根据不同的功能性质,以及不同年龄段人群的使用,划分出户外的功能空间。例如:完善公共服务设施,设置休憩设施、休闲运动设施、照明设施、艺术装置设施等,以及在老年人和儿童活动的场地设置无障碍通道,以及防滑、防跌落等保护措施,使得景观空间不仅具有观赏性也体现了人性化[5]。通过对日照光环境的分析,户外活动场地位置应选择在光照充足的区域,提升人在空间中的舒适度,也为植物种植的位置提供依据。基于对风环境的分析,在人群活动聚集的区域,应避免选择在强风处,如临近风口处则可以选择通过植物种植的方式以及改善微地形等方式营造较舒适的景观空间。通过对水环境的分析,生态性景观应根据水置合理布局空间,避免对水环境的污染,植物浇灌应采用节水设施,减少水资源的浪费。以及对声环境的分析,如场地周围存在噪声污染,如临城市道路、工厂、铁路、商业街等附近,应通过设置地形、构筑物、植物林等设计手段将空间围合起来,形成一定的隔离防护带,以减少噪声的污染[6]。

2.3选用环保的景观材料打造生态性景观

首先在植物的选择上应以成本低、适应性强、具有本地特色的乡土植物为主,如贵州的贵州金丝桃、华南五针松、水青冈、闵樟等;北京的沙棘、君迁子、馒头柳等;广东的细叶榕、海南蒲桃、九里香、海桐等;湖北的女贞、杜英、鸡爪槭、石楠、大叶黄杨等。在保护生物多样性的同时对维护生态系统也具有重要意义。其次,当前环境污染严重,在植物的选用上还应考虑可以吸收有害气体、净化空气的抗污染植物,如华北地区的白皮松、杜松、白毛杨、龙爪柳等;东北地区的刺槐、加拿大杨、大叶朴、冷杉、黑松等;西北地区的臭椿、国槐、白蜡、冬果梨等;华东地区的大叶黄杨、广玉兰、紫荆、夹竹桃、八角枫等;华南地区的高山榕、法国枇杷、木麻黄、黄花夹竹桃等;西南地区的芭蕉、法桐、皂荚、国槐等植物,可通过叶片吸收、吸附和滞留大气中的有害污染物,减少空气、水体和土壤的污染,达到净化和保护环境的作用。在种植时还应考虑搭配速生树,如泡桐、杨树、杉木等,以及慢生树,如黄杨、油松、银杏等,通过合理配置植物品种,形成可持续发展的生态植物群落,有利于生态系统的稳定。最后,还应选择节约型、低养护、高能效的植物,通过这些易养护、耐旱涝、耐贫瘠的植物,减少后期的人工养护,实现可持续的生态景观。景观材料不光包括植物还有硬质材料,在设计中应做到就地取材,如砖瓦、木材、竹材等,这样既降低经济运输成本,又减少维护的费用。以及选用新型低碳环保材料,如透水混凝土、人工草坪、再生木等,这些材料具有可再生性、低能耗、生态环保等特点,可节约自然资源,利于节能减排,促进人与自然的可持续发展。还应注重废旧材料的循环再生使用,通过设计手法,将废旧材料融入景观之中,例如,碎石、枯树皮、枕木等材料作为铺装材料,既能减少资源消耗,节约成本,又能体现场地的特色,体现节能低耗的可持续景观设计[7]。

2.4运用先进的技术打造可持续的生态性景观

在景观场地的设计中,还应根据当地的降雨量在人行步道、景观路等处合理设置透水铺装材料及排水渗透设施,并在周边配有溢流结构,使得雨水可以快速下渗,避免积水。在道路、广场等旁应合理设置生态植草沟,在确保排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在生态植草沟的植物选择上需要考虑到植物的耐淹性、耐旱性、净化能力等,还需要综合植物季节性变化如叶色、花期、株型等因素。多样化植物的组合,不仅满足生态排水的技术要求,还可以提升周边环境的舒适度。以及根据地形的特征,设置下凹式绿地,使得雨水径流可以自然下渗,下凹式绿地还可以将污染物以及大量沉积在下凹式绿地中并且促使污染物在下凹式绿地内得到净化,既可转变成园林植物的营养物质还能增加绿地的土壤肥力,还能消除有机污染物残留对人的影响[8]。

3结语

基于可持续发展理念的生态性景观设计,对于保护资源环境,创建一个健康有益的生态环境具有十分重要的意义。首先,景观设计要避免在选材上浪费资源和能源,降低景观建设费用。其次,还要具有适应性,深入了解地域的自然和人文历史环境,建设具有鲜明特色的可持续性的景观。最后,我们应在遵循当地的气候条件、地形地貌、水系等前提下进行设计。生态性景观设计作为可持续发展理念中处理人与环境景观关系中的重要工具,受到可持续发展理念的启示,在设计规划阶段,要遵循保护自然、顺应自然、尊重自然的理念,采用最小干预的手段,最大限度地减少人对自然环境的干扰,真正地实现人与自然环境和谐共生。

参考文献:

[1]李岚.人文生态视野下的城市景观形态研究[M].南京:东南大学出版社,2014.

[2]俞孔坚,李迪华.可持续景观[J].城市环境设计,2007(01):7-12.

[3]王磊.可持续发展理念下城市园林景观设计探讨[J].住宅与房地产,2021(06):101-102.

[4]俞孔坚,李迪华,吉庆萍.景观与城市的生态设计:概念与原理[J].中国园林,2001(06):3-10.

[5]童芸.中国当代可持续景观营建的策略研究[D].天津大学,2013.

[6]陈琛.可持续性城市滨水景观设计研究[D].华中科技大学,2012.

[7]刘燕华,李宇航,王文涛.新时代对可持续发展理念的再探讨[J].可持续发展经济导刊,2020(Z1):49-52.

生物材料发展前景范文2

关键词:园林景观设计、成本控制

中图分类号:TU986文献标识码: A

随着人们生活水平的提高,对园林景观绿化的要求也越来越高。要为居民提供和谐舒适、生态自然的人居环境,同时又要兼顾成本节约,是设计师进行园林景观设计的基本要求。成本节约不是简单的降低造价,而是在有效的成本控制下,创造最好的景观效果,满足销售的需求及居民的使用需要。

设计任务书的成本控制要求

设计任务书明确提出限额设计的要求,设计单位在限额要求的基础上进行方案设计,并对所做方案进行工程概算分析,由成本部门审查,不超出预算范围方可进行下一步的设计工作。

设计过程阶段的成本控制体现

一 、空间布局

居住小区的空间布局疏密有致,投入成本主次有别。因此,在景观设计中主次景观的成本投入也要有所区别。而且,景观空间布局同样要符合居住者日常的行为习惯,避免出现不必要的高成本景观设施。一般来说项目的主入口和示范区属于重要的景观节点,需要重点考虑。

二、竖向设计

为了成本控制,设计中应尽量减少景观构筑物,如必须设立,尽量选择物美价廉的材料。为避免过于平坦的空间造成景观的索然无味,我们在空间上考虑适当地进行地形整治,将重点地段及较大面积的景观区域进行地势上的高差处理,结合高低地势,分别种植不同高度的植物,通过植物的高低落差及前后遮挡形成视线上的变化,使整个空间具有良好观赏性,又解决了竖向景观不丰富的问题。在地势处理上,尽量保证在最短的距离内消除坡度,最大限度地留出景观观赏区,且坡度在建筑入口的部分逐渐放平,可以有效节约土方量,减低成本。在排水设计上,利用坡地结合道路的设计方法,使道路尽量落在最低点,也是排放雨水,节约成本的有效方法。

三、材料选择

1 就地取材。

根据建筑设计风格,结合项目所在地的本土材料和乡土树种来考虑景观设计,可以大大节省在异地购买材料所花费的资金。

2 材料的选择和再利用

在设计之初,方案设计师不会只注意视觉美观效果,而是在充分考虑成本的前提下,大量利用现有的地形产生直线、弧线和自由曲线作为景观构成。进入方案扩初阶段,有经验的设计师就会选择合适的材料来进行成本控制。

例如:花岗岩石材切割,每平米要加上几十块钱的加工费,切割下来的边角余料又成为了很大的浪费。如果换成卵石或洗米石等其他替代性材料,成本上大大降低,且容易产生更特别的设计效果,而且渗水性地砖等材料环保生态,有利于排水。花岗岩切割下来的边角余料,如果收集起来作为人行小径碎拼铺装,又是不错的景观材料。另一方面,尽量使用或利用市场上通行的材料规格来进行设计,这样就节省了材料的损耗。

3 材料的厚度与属性。

由于不同功能、不同位置的景观设计对材料厚度及质感的要求有所差异。所以,设计师要了解材料的使用属性,不能简单地要求所有材料均等厚度,原则上地面铺装在不上车的情况下不要使用厚度超过 30MM的石材。此外,通过精细化的设计,可以有效地控制材料的成本,并呈现出丰富的景观效果。只有考虑到材料细节问题,才能既满足景观效果又降低成本。

4从建筑上提炼主材

在低投入的前提下,硬质景观的主要元素选择昂贵的材料是不现实的,选用廉价的材料又担心效果难以达到,这时候可以从建筑墙身上寻找一种基调材料。与一般景观用材相比,建筑墙面材料相对价格低。从建筑墙身提炼出来的主要材料只要运用适当,不但可以取得不俗的效果,还可以与建筑相呼应,增强整个社区环境的整体性、协调性。

四、植物配置

植物配置是景观设计的重点,与硬质材料相比,植物具有生长性、可增值性等特点。植物种类丰富,价格弹性较大,其价值可以随着植物生长而不断增加。低投入的景观设计更应该合理利用这一弹性要素。然而现实中,很多开发商都是先将资金投入在硬景设计中,然后根据剩余资金来考虑植物的种植,这样就无法保证用于植物栽种的资金投入,到了最后可能就是草坪一铺就草草了事,建成效果也会大打折扣。

针对植物设计中存在的大量问题,我们从控制成本的角度出发提出以下建议:

1、预留植物生长的空间。

植物是景观形成的主要空间元素,充分考虑植物的生长空间,可以减少景墙、亭廊的资金投入。在设计前期设计师如能控制好植物的生长空间及种植密度,可以减少苗木的资金投入。我们在多个住宅区项目中,创造了以植物为主要素材的流动绿色空间 ,乔木、灌木、草皮、水体不断地分离与融合形成流动的肌理,随着植物生长日益茂盛,景观观赏性随之提升,而硬质场地仅以配角的形式出现。

2、运用乡土树种和野生植物。

许多场地原来都生长了大量野生植物,修整后可进行利用,不仅降低了植物成本,还体现了景观生态性,达到可持续性发展的目的。

3、提前选苗,选择实生苗

在园林绿化工程中,实生苗是指通过果实(种子)繁殖的树木或者花卉的苗子。假植苗是指幼苗起苗分级后不立即运出施工,而是集中起来,埋藏在湿润的土壤中继续生长。假植苗的价格一般要比实生苗贵。如果设计师深入考虑植物设计,就可以提前采买实生苗,并移植到苗场进行假植。当进入具体施工阶段,种植的实生苗经过断根已达到假植苗的效果,再移植到居住区种植既保证施工效果又可减低成本。

4、合理搭配植物。

植物设计可以通过增加草坪面积、缩小灌木区、适当选用骨架树、巧妙运用节点大树等方法来实现成本控制。通常居住区草坪与灌木的比例为7:3,这一方面是从造价的角度考虑的,草坪铺设一般12 元/平方米 ,而灌木往往高达100元/平方米以上。另一方面,草坪的铺设也给灌木预留了一定的生长空间。

5、生态效应

面对越来越稀缺的水资源,我们选择耐旱、易维护的植物是必要的;在景观的水设计与灌溉设计阶段,建筑应预留中水采集系统,采用绿地灌溉系统与中水收集系统相结合的方式,用收集的雨水进行绿地灌溉。灯光设计使用太阳能节能灯具,虽然前期投入较大,但在节约能源方面也是行之有效的方法。

总之,设计的目的就是在有限的建设成本范围内打造无限的视觉效果。

【参考文献】

1、 百度,百科

2 、王家锐,区域性开发模式研究,现代园林2012年03期

生物材料发展前景范文3

2、工程专业素有艺术和科学结合的专业,是永无止境的前沿文明专业,而现在中国已到了劳动密集发展的没落期了。所以现在政府正在提倡转型发展策略,而所谓的转型就是要从劳动力密集型转向科学技术密集型。

3、所以高分子材料和工程专业都是发展前景一片光明的学科。高分子材料与工程专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识。

4、能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

生物材料发展前景范文4

【关键词】装饰工程;新材料;新工艺

装饰材料的发展与建筑的发展密切相关,同时又收到科技进步和经济、社会等各方面的影响;在当前多元化发展的背景下,新材料新工艺的出现,能够更大化地满足人们多元化的需求。

1 装饰工程新材料新工艺的内涵探析

1.1 装饰工程新材料新工艺的概念

所谓新材料主要是指新近发展的或正在研发的性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异性能的一类材料。新材料新技术则是按照人的意志,通过物理研究、化学研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,总结创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料新技术既是当代装饰行业的重要的组成部分同时又是发展装饰行业的重要突破口,新材料的研发和使用,新技术的创新和应用都是至关重要的,这两点不仅仅是我们设计者要提高认识的,同样对于施工单位以及材料的研发单位都是非常重要的。

1.2 装饰工程新材料新工艺的性质

所有的装饰材料都具有自身的性质特点但对于新型的装饰材料的具有更为重要的特点。因为在提倡节能环保的今天,优质新型的装饰材料是经过多年研究的成果,并且也在多年装饰施工历程中总结提炼出的较为合理达标的装饰材料。新型材料在节能环保方面的优势较为明显,随着人们对装饰材料性能与结构的研究与认识,装饰材料的基本本质已被人们掌握,并通过新工艺、新技术等技术手段,在日益成熟的现代材料设计理论的指导下,可以创造出更多性能更好的新型装饰材料。归纳总结,除具有传统材料的优良性质,新型装饰材料还具有安装省工省时、节能环保等性质。

2 装饰工程新材料新工艺的特点及表现形式

2.1 装饰工程新材料新工艺的特点

新材料新工艺在如今的施工项目中发挥出其性质特点。主要体现在:

(1)新材料新工艺既是传统材料与工艺的延续,同时也是研发新材料推广新技术以达到改善传统材料和工艺的目标。

(2)随着高新技术的发展,新材料与传统材料产业结合日益紧密,产业结构已呈现出横向扩散的特点。传统材料产业正向新材料产业逐渐拓展,世界上很多著名的新材料生产加工企业都同时利用早期积累的大规模生产技术,生产力以及充足的货币资金投入新材料的研发和加工生产领域。这是历史必然的发展规律。

(3)基于建设市场的兴盛发展,市场对于新材料的需求极为旺盛,同时也就形成了产业规模的急剧扩大,随着社会科学技术的进步和新兴产业的快速发展,对新材料需求的种类和数量都大大的增加了,新材料的市场需求前景十分看好。

(4)新材料发展与生态环境及资源的协调性倍受人们关注,在高速发展世界经济的前提下,各国目前都不得不面对资源、环境和人口的巨大压力,世界各国都在不断加大绿色环境材料及其相关领域材料的研发的力度,政府可以通过政策、资金等方面都给予最大的支持。在目前经济全球化日益加强的背景下,能否在世界不同的地方对同一材料采用相同的标准把关是至关重要的。各国材料及其产品数据标准不一致将会引起混乱。可以直接导致低效并增加成本,不利于市场应用的国际化。因此对材料的使用者和供应商用说,不同的国家以相同方式测试材料特性是非常重要的、对于市场上的新材料,这种要求尤其强烈。

材料的生态环境化是材料及其产业在资源和环境问题制约下满足经济可承受性、实现可持续发展的必然选择。开发新材料将更加重视从生产到使用的全过程对环境的影响,资源保护、生产制备过程的污染和能耗、使用性能和回收再利用的问题。生态环境材料的三个特征是优异性能并节省资源、减少污染和再生利用。目的是实现资源、材料的有机统一和优化配置,达到资源的高度综合利用以获得最大的资源效益和环境效益,为形成循环型社会的材料生产体系奠定基础。新材料向多功能、智能化方向发展,开发与应用联系更加紧密。21世纪,新材料材料技术的突破将在很大程度上使材料产品实现智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化、长寿命及按用户进行订制。这些产品会加快信息产业和生物技术的革命性进展,也能够给制造业、服务业及人们生活方式带来重要影响。总体来说,新材料的发展正从革新走向革命,开发周期正在缩短,创新性已经成为新材料发展的灵魂。

同时新材料的开发与应用联系更加紧密,针对特定的应用目的开发新材料可以加快研制速度,提高材料的使用性能,便于新材料迅速走向实际应用,并且可以减少材料的“性能浪费”,从而节约了资源。

2.2 装饰工程新材料新工艺的表现形式

(1)装饰工程新材料新工艺的美学表现

对于新材料新工艺的美学表现来说。新材料的应用是比传统材料具有优势的材料。新材料的设计制造上是采用较为先进的工艺制作的,也同时是经过多年的推敲研发而成的材料,美感上是具有很强的优势的。首先是在视觉上,新材料的研发及工艺使其在视觉美感上很突出;其次是在触觉上,新材料是的触感上是具有强势的,用色慎重而大胆。

(2)装饰工程新材料新工艺的功能表现

新材料按性能特征可分为新型结构材料和新型功能材料两大类:结构材料是以力学性能为基础的材料,用于制造各种结构,简单的说就是受力,因此新型结构材料主要是在物理性能改良,例如强度、延展、硬度、韧性、弹性等,或是耐热性、抗腐蚀性;功能材料是指表现出力学性能以外的电、磁、光、生物、化学等特殊性质的材料,主要用于完成某种特殊功能。按材质则可以分为四大类:金属材料、无机非金属材料、高分子材料和先进复合材料。

3 结束语

装饰工程新材料新工艺的应用前景装饰工程新材料新工艺的应用范围是非常广泛的,在当今高速发展的社会形式下,建筑及室内设计行业发展也同时随之具有较快的发展,与此同时新材料新工艺的应用范围也越来越拓展开来,在建筑行业的引领下,新材料新工艺的应用凸显出来,新材料新工艺应用在建筑行业里的所有各项专业中,诸如:建筑及景观工程,室内装饰工程,给排水工程,强弱电工程计,空调系统工程,消防系统工程,监控系统工程等。由此可见,装饰工程新材料新工艺的应用范围和前景是非常广阔的。

当然,由于装饰工程新材料新工艺有其自身的特点,因此,在装饰工程中应用新材料新工艺时,需要区别对待。对于装饰工程新材料新工艺的应用方法来说,应根据项目可以进行较为具体的探讨,不同的项目具有不同特点,其应用方法也一定是不尽相同。

参考文献:

[1]林挺.古为中用洋为今用―浅谈材料在中国现代地域性室内设计中的应用.艺术与设计(理论),2009(02).

生物材料发展前景范文5

【关键词】无机非金属材料;分类;前景

当前我国的建筑行业面临着严峻的能源挑战,因此必须寻找可以进行利用的节能材料。经过探寻,发现无机非金属材料在这方面很有优势,是实现节能的理想材料。无机非金属材料的涵盖了除了金属材料和高分子材料之外的几乎所有材料领域,通常无机非金属材料具有抗高温、硬度强以及耐腐蚀等优点,但也会出现强度差、韧性不良等缺点。

1无机非金属材料在经济发展中的作用

1.1为信息技术革命奠基

人类的发展经历了诸多时代,现在正处于一个信息化高度发展的科技时代,每个时期的发展都与材料有着密切的联系。从这个角度讲,材料贯穿了人类的发展进程,是社会发展的标志性因素。在高科技背景下,无机非金属材料成为了社会发展的基础。

1.2支撑现代文明

无机非金属材料具有体轻、硬度和强度较高、抗高温、抵制腐蚀等优良特性,因而具有金属和高分子材料所无法比拟的优势,在航天、微电子以及海洋事业中大放异彩,在高科技的竞争领域中占据重要地位、起到重要的作用。

1.3可以促进经济发展

事实证明,每次无机非金属材料的重大进展都会引发一次重大变革,比如玻璃钢、芳纶纤维等材料的产生,使得火箭的外部材料发生了革新,这种效应也扩散到汽车和飞机等领域。光学纤维的横空出世,让广播电视、邮电通讯以及医学等领域出现了飞跃性的进步,这种推动效应还扩散到了印刷和自动检测等领域当中。

2无机非金属材料的分类

2.1依据分子结构划分

无机非金属材料总体上依据分子结构可以划分晶体和非晶体两大类,晶体可以分为单晶和多晶,两者都可以分为单质和化合物两个类型。单晶的单质具体有单晶硅、金刚石、集成电路材料以及工具材料;单晶的化合物可以分为碲化铋、电子器件以及半导体敏感材料。

多晶的单质可以分为多晶硅、烧结金刚石、光电材料以及工具材料。其在化合物方面可以分为传统陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三个方面;传统陶瓷又可以分为日用陶瓷、建筑陶瓷、美术陶瓷以及耐火材料四个方面;新型陶瓷中的结构陶瓷则可以分为耐高温材料、耐腐蚀材料、耐磨损材料、耐冲击材料和硬度材料。其功能陶瓷则可以分为电子功能材料、光学功能材料和生物功能材料;自然石料则可以分为装饰材料、建筑材料以及日用器皿。

非晶体主要指的是玻璃,玻璃可以分为单质玻璃和化合物玻璃。单质玻璃有无定形硅和生物玻璃两种;化合物玻璃则分为日用玻璃和功能玻璃;功能玻璃包括导光透光玻璃、电学功能玻璃、热湿等敏感玻璃以及生物玻璃。

2.2依据化学成分划分

总体可以分为单质和化合物两大类。单质分为单晶硅,如金刚石、集成电路以及工具领域等使用;多晶硅如多晶石墨、光电材料和电极等;单质硒玻璃如敏感材料;无定形碳包括生物膜材料和导电材料等。

化合物则包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分为二氧化铝和二氧化锆、非氧化物分为氮化硅和氮化铝;多元化合物分为生物玻璃和钛酸钡。

2.3依据功能划分

总体可分为工程材料和功能材料。工程材料可以分为高强高韧材料、耐高温抗热震材料、耐磨耐腐蚀材料各种界面材料以及其他材料;功能材料分为电学材料、光学材料和生物材料三种;电学材料可以分为压电材料、磁性材料、电导材料、热电材料、电子材料以及敏感材料;光学材料可以分为导光材料、透光材料和光信息材料;生物材料则可以分为生物惰性材料、生物体内可控表面活性材料、生物体内可吸收材料。

3无机非金属材料的分类的展望

按照其类型逐一展望。

3.1新型玻璃

新型玻璃应该在传统工艺基础上运用溶胶-凝胶、CVD、超急冷以及失重等工艺,通过各种微观方法实现新型玻璃领域的突破。

3.1.1新型的激光玻璃

未来会生产出输出功率更为强悍、性能品质更加优良的掺饵玻璃以及磷酸盐类型的激光玻璃,还有更新的激光放大纤维等材料。

3.1.2光集成电路玻璃

其制作方法为离子交换法,制成的成品玻璃成分包含Feo、Ce203等,本身能散发出磁光以及热光等效应。

3.1.3超平玻璃

这种玻璃主要的应用范围为光存储器,还可以应用在光磁存储器和大型液晶显等基板上面,对于那些大规模以及特大规模类型的光掩用途模板也起到较大作用。

3.2高性能陶瓷

这种陶瓷材料在性能上体现出极强的优点,比如能够抵抗高温、强度和硬度系数都很高等,因而在航天和电子领域被广泛应用。

3.2.1结构陶瓷

制作材料为碳化硅、氧化铝以及莫来石等,改进措施为增加韧性、改善纤维强度,对材料的内部构成进行调节,使之具有坚硬、耐磨、抗腐蚀等特性,可以对轴承、不锈钢等材料进行更新换代,可直接制作成发动机和电极材料等进行运用,具有使用延长寿命、节能等效果。

3.2.2功能陶瓷

其在功能方面起到的作用为绝缘、坚硬、光敏和热敏等,可以用在压电元件和磁记录存储等领域,使其成为促进信息产品容量扩大、密度增大的有力武器。

3.3人工晶体

这个材料的应用范围很广,而且前进步伐迅速。晶体原有形态和功能以及用途不断被刷新,而且新型的晶体也在不断地取代传统类型晶体,比如金刚石之所以被广泛应用就是因为其在硬度方面体现出超高的性能,其实它还具有高导热的特殊功能,可以利用这个方面将其当做热沉材料进行应用,使其具有半导体功能,让其在信息技术领域得到应用。人造水晶原本是用来发挥压电效能的,但是经过对其功能进行探索,其应用领域也变得开阔,当前还应用在延迟线以及表面波器件之中。另外,可以对辐射产生抵抗功能的水晶还被广泛地应用在航空航天领域,甚至可以在军事领域发挥出很大作用。

4总结

无机非金属材料在高科技领域占有重要地位,是伴随高科技进步而出现的朝阳产业,具有很强的发展潜力和生命力,必定在将来的竞争中脱颖而出,因此已经受到各方面的重视。本文分(下转第129页)(上接第119页)析了无机非金属材料在经济发展中的地位,详细地对其分类进行解读,展望了其应用前景。

【参考文献】

[1]栾志军.材料的分类及优化检索系统的研究与设计[D].青岛大学,2011.

生物材料发展前景范文6

关键词:居住社区;景观设计

abstract: along with our country urbanization advancement quickening, the city people quality of life, the personal status and the ecology environmental consciousness’s gradual enhancement, the urban community landscape design starts toward the emphasis environment landscape cultural property, the artistry, sharing and all good, “the pleasant + use value”, “the bright character and style + architectural feature”, “the plant layout + water scene embellishes”, “a step scenery + season to fluctuate” and so on aspects to develop.

key words: housing community; landscape design

居住区景观是城市园林景观中的重要组成部分,居住区景观设计是指住宅建筑外环境景观设计,由物质元素和精神元素构成。居住区的优美景观环境,不仅直接提高人们的居住生活质量,还能消除都市的喧嚣,松弛神经安抚情绪,从而有利于居住者的身心健康,进而从整体上可提高城市环境的景观质量。近年来,随着工业化与城市化迅速发展,城市人口高速膨胀,城市建成区扩大,房地产发展方兴未艾,以我国历史和文化为主题的中式楼盘越来越得到人们期待,而居住区景观设计也开始逐步出现了一些新的趋势,如其开始更为强调居住区环境景观的文化、艺术、时尚等。为此,本文将重点谈谈城市居住区景观设计发展新趋势。

1景观设计是发展商、建筑师、景观设计师和城市居民四方互动的过程

首先,在提出景观的概念规划开始时,就把握住景观的设计要点。在具体的设计过程中,景观设计师、建筑工程师、开发商之间要经常进行沟通和协调。不应像以前一样先规划好房子,再做景观规划设计。

其次,在进行景观设计时,应使建筑和景观能融化在居住区整体设计之中。建筑风格是景观设计风格的基础,景观设计的风格趋向必须考虑建筑的特色,因此应将居住区的景观设计与建筑设计有机结合在一起,才能展现居住区整体的持久魅力。

另外,发展商、建筑师、景观设计师和城市居民应四方互动,甚至先规划好整体环境,再把房子像种树的一样种进去,用建筑去巧妙的分隔和围合空间。分隔,即层次感,其是评价居住区环境景观设计好坏的重要标准。同时,开发商和景观设计者还应为居住者们营造一个“围而不闭,疏而不透”的空间氛围,为其提供各级私密空间,并使各层次之间有平缓的过渡;围合感的塑造应与空间性质的不同而细致地变化。如公共空间(入口广场、休息广场、主题景观、观赏草坪)的设计线条动感且颜色艳丽,强调太阳光的照射、舞台暗示,体现“人看人(交流渴望)”的乐趣;隐秘空间(入户门厅、宅前绿化、联排私院、屋顶露台)的设计则侧重静谧和私密的感受,需强调阴影、构造的细节,采用导热率低的材料及必要的视线遮蔽。

2强调环境景观的文化性

景观设计必须呼应居住区设计整体风格的主题,硬质景观(主要是指采用人工材料塑形的景观,如小品、雕塑、铺装等)要同软质景观(主要指利用绿化、水体造型的景观)相协调。不同居住区设计风格将产生不同的景观配置效果,现代风格的住宅适宜采用现代景观造园手法,地方风格的住宅则适宜采用具有地方特色和历史语言的造园思路和手法。当然,城市设计和园林设计的一般规律,如对景、轴线、节点、路径、视觉走廊、空间的开合等,都是通用的。

目前,崇尚中国文化历史及地方区域特色,已成为居住区景观设计的发展趋势之一。如今,随着历史文化的不断升温和地域特色,居住区景观设计不仅开始朝着兼具历史感和时尚感的纯正的中国风格发展,而且还充分利用居住区内的地形地貌特点,塑造富有创意和个性的景观空间。

3强调环境景观的艺术性

目前,居住区环境景观设计已从“追求欧陆风情式(如大面积的观赏草坪、模纹花坛、规则对称的路网、罗马柱廊、欧式线脚、喷泉、欧式雕像等)”发展为“回归历史”的趋势。现今,随着人们审美需求的不断提高,居住区景观设计开始提倡现代造园手法与古典园林相结合,创造出既具有历史文化又简约明快的景观设计风格。

4强调环境景观的共享性和均好性

目前,强调居住区环境资源的共享性和均好性,在环境景观规划时,根据城市的气候特点、居住者生活习惯和对户外活动要求不一等情况,尽可能地利用现有的自然环境创造人工景观,让所有的住户能均匀享受到这些优美环境,已成为居住区景观设计发展的一大趋势。

在景观设计时,应追求最佳的生态和美化作用,如合理配置乔木、灌木、草坪等绿化植物的比例;应强化围合功能强、形态各异、环境要素丰富、安全安静的院落空间,达到归属领域良好的效果,从而创造温馨、朴素、祥和的居家环境。

5强调环境景观的“赏心悦目+实用价值”

目前,居住区环境景观设计已从简约式园林发展为名贵树种的大量引进。现今,逐渐被居住区环境景观设计中所应用,由于名贵树种、稀缺植物不仅可更好的衬托居住区的品质,为居住区增色;还能使居住区引起轰动效应,因此其开始成为目前居住区园林发展的新趋势。目前,高大的古树是很多开发商的首选。

但居住区园林景观在具体设计时,应按照植物群落来布局,而不是盲目堆砌。应景也是树种选择的重要条件,周围的建筑体对树木的栽种有很大的决定作用,如古典风格的楼盘适合种植芭蕉树,现代建筑体则适合几何形状的乔木等等。让人赏心悦目又能给居住者创造实用价值的树种才是最可贵的造景方式,过分追求稀缺品种或者洋品种并不是健康的楼盘园林发展趋势。

6强调环境景观的“鲜活风情+建筑特色”

目前,居住区环境景观设计已从充满乡土味的设计特征到国内外知名机构普唱主角。现今,随着居住者的眼界与景观审美能力逐步提高,其对居住区环境景观设计开始追求品牌价值和品质感;且开发商已意识到园林景观比户型设计带给业主的感觉更直接。在这样的情况下,开发商一方面不断创新园林设计,使现代的园林和建筑遥相呼应,所有的造景都围绕一个主题,提出了夏威夷风情、北欧森林、西班牙风情、印尼风情等概念景观,如以热带风情为主题的居住区,以棕榈类植物和水景为主;以打文化牌的园林景观,以古典雕塑为主等,使居住者直观感受到整个小区的居住氛围。另一方面花重金让国外知名设计机构为园林布局造景,成为了现代城市居住区景观设计的一大发展趋势。

7强调环境景观的“植物布局+水景点缀”

目前,居住区的景观设计已从大型水景的流行变为点缀式水景的广泛运用。据调查,有大型喷泉和景观泳池的居住区是2000年左右开发的,在过去一段时间里,开发商和居住者把居住区水景的多少作为判断园林好坏的标准。但由于大型水景需要强大的循环净水系统,后期维护成本十分高昂,让物业管理员和居住者不堪重负,造成了大型水景普遍遭遇遗弃的现实。

尤其是近年来,国家提出节能节水等计划,且部分城市的水费也在逐年上涨,因此在居住区景观设计时,开发商和景观设计师们不再把水景多少作为环境景观设计的目标,在设计上变为“以绿化为主,水景点缀为辅”,即植物布局与点缀性水景并举,则成为现代楼盘造景的新风尚。

8强调环境景观的“一步一景+季节变幻”

目前,园林规划已经从简单的植物铺陈发展到现在的应景设计。这种景观特色主要体现在植物上,在有限的空间里营造出无限的风光,而不断变幻的景观、季季不同的园林,能让社区保持更多的新鲜感与活力。

应景能带给居住者更多的审美情趣,在小区里闲庭信步,不会感觉乏味,每走到一个地方都可以通过不同角度领略小区的景色,这就是一步一景。营造缓坡是当前楼盘景观设计运用得最多的,像丘陵一样高低起伏的地势,让人感觉面积增大了,植物绿化面积也更多了,小区园林更有层次感。另外,在植物的栽种上,以四季植物代替过去的常绿植物,让一年四季的景观在园林社区里得到更好呈现,使不同的阶段都有美的表现手法,让居住者感受到季节的自然变化。

9使用现代材料

材料的选用是居住区景观设计的重要内容,应尽量使用当地较为常见的材料,体现当地的自然特色。在材料的使用上有几种趋势:非标制成品材料的使用;复合材料的使用;特殊材料的使用,如玻璃、萤光漆、pvc材料;注意发挥材料的特性和本色;重视色彩的表现;diy(do it youself)材料的使用,如可组合的儿童游戏材料等。另外,特定地段的需要和居住者的需求也是应该考虑的因素。环境景观的设计还必须注意运行维护的方便。

综上所述,城市居住区景观设计是一门科学,是一门艺术,由于居住区景观是城市园林景观的重要组成部分,则其景观设计的成败及环境质量,对城市园林景观系统功能的提高和健康发展有着重要作用。因此,居住区景观在设计时,不仅体现了回归历史的发展趋势,还结合了地方特色与地域特征,展现环境景观的文化性、艺术性和共享性,并更多的采用节能、环保新材料,充分利用二次利用建筑垃圾。同时,在此基础上,居住区景观设计还顺应现代城市园林景观设计的潮流,强调环境景观设计的“赏心悦目+实用价值”、“鲜活风情+建筑特色”、“植物布局+水景点缀”、“一步一景+季节变幻”,使之创造出具有历史文化、地方特色和现代时尚等特点的优秀景观。

参考文献

1 陈 媛、王玉华.居住区景观设计[j].山东林业科技,2009.39(3)

生物材料发展前景范文7

关键词:低碳风景园林气候能源

Abstract: this paper introduces the function and characteristics of low carbon landscape architecture, put forward specific low carbon landscape construction measures for your reference.

Keywords: low carbon landscape architecture climate energy

中图分类号:TU985.13文献标识码:A 文章编号:

1前言

目前,气候的变化已成为当前世界各国共同面对的巨大挑战之一,哥本哈根会议的召开使全社会更深刻地体会到全球变暖的危机感。面对全球温室效应加剧,国际社会的共同关注,低碳发展已没有选择地成为遏制全球增温、气候变化的必然选择。低碳的发展最重要的是转换观念和思路,将低碳理念渗透到更深层面。目前,低碳理念的低碳经济、低碳城市、绿色建筑等方面已有相关的研究。而在园林方面,低碳的发展与理念的运用研究却很少,但随着低碳理论的更加完善,园林景观的建设与社会及经济的同步发展,在园林景观中体现低碳的理念已是大势所趋。

2 低碳风景园林功能特点

2.1 降低风景园林建设中的能源消耗

在我国城市化迅猛发展的同时,风景园林建设领域(特别是城市中的风景园林)的高能耗现象越来越突出.它们贯穿在从园林材料的生产到园林的施工以及后期运行、拆除、更新等各个阶段。

低碳风景园林营造可望从操作层面切实降低能源消耗。1)通过本地或就近选择材料.可大幅度降低材料在交通运输中的碳排放,由此带来总体能源消耗的减少;2)通过选择“低碳”材料替代“高碳”材料来减少风景园林建设中的碳成本,例如减少钢材玻璃、水泥的用量;3)鼓励、促进可再生能源(太阳能、光能等)和低能耗、超低能耗技术及其产品在风景园林中的推广应用(例如采用太阳能光伏发电的路灯来照明等);4)以规划设计手段合理延长园林的使用寿命,从而降低风景园林设计中的能源消耗总量。5)拒绝仅仅为所谓景观效果而设计高耗能(如大面积的玻璃墙,易散热的薄墙体.不必要的大空间等)的建筑或构筑物。

2.2提高风景园林营造和使用过程中的能源效率

现代风景园林建设中越来越多地运用采伐木材(特别是古树、大树)、新材料(包括水泥、钢材、玻璃等人工材料),并且随着频繁的城市更新,又会对“旧” 的材料弃之不用、移除重建。而低碳风景园林营造则提倡对园林材料的可持续利用.通过寻求对已成型、已使用材料的改装、重构等创新设计措施,使越来越多的园林材料得以循环再利用。各种园林材料在工程前工程中和工程后的多发利用无形中就可以提高其所包括能源的利用效率.从而实现风景园林建设的可持续发展。

2.3 增强风景园林的碳汇功能,改善生态环境质量

充分发挥绿色植物的碳 功能 将大气中的温室气体(二氧化碳为主)储存于植物根际或土壤中― ―积极扩大碳汇,是成本较低的减碳途径之一。据测算.每公顷阔叶林每年大约吸收360t碳当量、每公顷针叶林每年大约吸收930Kg碳当量、每公顷草坪每年大约吸收870kg碳当量,林木每生长1m3平均吸收1.83t二氧化碳。由此看来,植树造林、保护湿地、集约利用土地、提高城市绿化率。

低碳风景同林营造提倡充分利用绿色植物的碳汇功能,具体体现在多建生态景观,少建大面积硬地广场和草坪厂场.限建高耗电的人工瀑布、喷泉,多营造有利于户外健身、增氧减少热岛效应的林荫地等,并保留自然山体、河湖水景等存城区的原始位置.借此方法增强城市园林景观的碳汇能力.有效改善城市生态环境质量。

3 低碳风景园林营造措施

低碳风景园林营造与普通园林营造的最太差别在于,它需要计算并控制、减少其二氧化碳排放量.提高能源使用效率。通常我们可以从以下5个方面探讨其主要规则设计、材料、施工、项目维护和更新。

3.1 减少园林建设的碳足迹

碳足迹(Carbon Footprint)是指个.凡或团体日常释放的温室气体数量,它通常被用来衡量人类活动对环境的影响。每个的日常生活都会留下相关的碳足迹:所厂的车、拥有的住房和土地、采暖的方式、吃的食物等。目前在互联网上已经有了一些可以方便地测算出个人碳足迹的软件.并且同时提供抵消这些碳足迹的方案。充分理解风景园林营建过程中的碳足迹.将有助于园林设计师认真思考低碳风景园林的设计和营造。

风景园林项目的每一个要素在它们的执行和维护阶段都存在相应碳足迹,因此项目的发展应该经过严格的碳评估以控制其碳排放量― ―该评估不但应在项目实施前进行.还需持续到项目实施之后的跟踪测量,以确定这些项目既能满足使用的需求,又没有过量消耗能源、排放二氧化碳.从而确保该项目将会对社会及生态环境产生积极的影响,符合“低碳”的要求。

3.2控制园林施工中的碳排放

存园林工程施工的早期往往需要大量使用消耗石化能源的机械,这很容易造成污染、地面压实、噪声、严重的交通压力、额外的仓储空间等一系列问题。如果风景园林师尽量选择在有可能减少机械作业的场所建设园林景观.就会有效减少上述问题.从而降低风景园林项目施工过程中的碳排放.并减少大型机械作业对于土壤和植物本身的危害 .保护生态环境。

3.3 降低园林维护的碳成本

风景园林师的设计手法 对材料的选择和对风景园林管理的规划都将影响风景园林维护所需的碳威本。园林项目在施工期间的碳成本通常是一次性成本,而维护时期的碳成本则是持续的:它可以持续十几年、几十年甚至上百年。自然界中的绿色植物是持续生长和变化的,但城市的园林空间(如城市公园、街头绿地等)为了满足特定的城市功能和美学要求,经常需要将它们保持在某种特定状态下,园此通常要运用灌溉、施肥、修剪等多种手段进行长期养护.由此会带来持续不断的二氧化碳排放。如果风景园林师在设计之初更多地考虑景观生态学的原则.利用生态的、可持续的和自维持的方法去适应生态系统的变化(如地质变化、气候变化等),就可能把风景园林长期维持所需的碳成本控制在相对低的标准之下。例如,设计师可以用草地来替换人工草坪、增加植物的多样性、立体绿化、多用乔木、选择适宜粗放管理的植物品种等.这样做既可以有效减少维护园林绿地所需的碳成本.同时又可以保持园林的开放性与可迭性。

3.4延长园林的“生命周期”

风景园林的“生命周期”.是指园林景观可以保持多长时间不被移除和更新。对于现代城市园林景观而言(甚至包括赢得奖项的设计项目),有时只有20~30年的使用寿命― ― 尤其在我国城市化高速发展的近30年间.很多项目的生命周期甚至更短。典型的城市更新不但包括对原有场地、材料的大规模挖掘、移除,还要加上新的设计和建造。如此叠加带来的异常高的综合碳成本并未被人们所重视.因为人们可以找到很多理由进行城市更新:铺路的材料不耐久或很难清理、园林空间布局不台理、没有创造出安全的空间为社区提供服务等。究其原因.关键在于有些风景园林项目并没有符台社会的真正需求:它们或没有使人感到舒适、耐久、全,或没有适宜地利用土地、形成持久的自然美感。

类似的物质性问题通过设计师深入的场地调查、分析和对材料的了解,通常还是可以被逐一解决的.而真正的困难却存在于风景园林营造方式和设计师表达手段的改进― ―很多设计太过“风格化”―― 这样的园林也许在项目刚刚竣工时会热闹一番.但很快就会被遗忘、甚至淘汰:因为它们过分注重时尚、乐于追随国际设计运动、或在设计中运用过于“表面化”的个性表达。这些特点往往导致社会不能快速适应这个 “时尚”的园林景观,同时如此时髦的园林景观也很难随着社会同发展和变化 ,因此急需被更新。

作为风景园林师,其工作的重要准则之一就是要关注生态环境。因此.设计师不能只热衷于创造空间和形态过于个人化的“产品”,而是在人口增长、社区成长、艺术风格和物理环境不断改变的情况下,通过创造生态友好、具有灵活性、可以有效应的控制和降低碳排放.使作品成为真正低碳的风景园林。

4 结语

低碳风景园林的兴起时代的需要,它合乎当展的理念,体现了人们追求和谐,可持续发展的愿望。不管是在省市还是在郊区,建设低碳风景园林都将有其重要的生态价值。我们的未来需要低碳,子孙也会继承这一认识,将低碳走的更远,使得世界成为舒适的人居环境。希望本文提出的一些建议可以为发展低碳做贡献,也希望我国的低碳园林事业蓬勃发展。

参考文献

陈,低碳经济与园林绿化可持续发展[J]、建设科技.2010(19)

赵彩君,刘晓明.城市绿地系统对于低碳城市的作用[J].中国园林.2010(06)

生物材料发展前景范文8

关键词:材料物理 课题式教学 模拟仿真

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(a)-0074-02

Discussions & Assessments on the Teaching Methods of Material Physics

Yan Bo,Ma Hongfeng

(College of Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou Zhejiang,China 310023)

Abstract:Material Physics which has a great storehouse of information is a subject in relation to the basic knowledge and the advances in modern science.In respect of these difficulties,there can be a problem for students to learn it well in just one semester. Considering with the embarrassment that exist in traditional teaching method,we discuss the feasibility of introducing Topic-Type teaching method as well as numerical simulation into the class.

Key Words:Material Physics;Topic-Type Teaching Method;Simulation

培养高质量的创新人才是我国高等教育教育改革发展的历史任务,形成有利于培养创新人才的教学环境和教学方法是高等教育现在的基本出发点。材料(人类生产生活中用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质)以其宽泛的定义而出现在生活的各个领域,而材料物理,是用物理、化学方法研究材料特性及应用的一门学科。这就造成了材料物理课程具有基础理论强,概念较多,信息量大的特点;而传统教学中的“满堂灌”方式存在着很多诟病,迫使我们重新思考材料物理课程的定位与完善。

建设创新型国家、提高综合国力是我国发展战略的核心与关键。实现这一目标的重点是培养大量的创新人才,这是当代中国高等教育最重要的历史使命。然而,传统的教学方法存在的问题总体上不利于创新人才的培养,因此,改革教学方法成为当前和今后一段时期高等教育的重要任务。

1 结合研究背景进行课堂教学

材料物理这类课程最大的特点是知识量极其丰富,各个方向发展又具有很深的专业背景,往往会牵涉晶体学、固体物理、半导体基础、光学等理论,有时还会涉及跨学科的内容,同时课题比较前沿,即便从事材料研究多年的科研人员也未必能够全部把握。人类对于信息的摄取具有选择性,经常会忽略自认为无用的信息,有时恰好这部分知识来发挥着重要的作用,作为学习者事先是很少会去了解背景知识的。这样,教师在授课的时候,可以先把知识点的研究历史人物及背景意义进行说明,让学生有个大局观,加深对于知识点的了解,增加学习的兴趣。上课过程,教师可以从简单的例子出发,结合教师自己的研究以及全球最新的研究进展,有针对性的启发引导,集中学生听课的注意力。

2 引入课题式教学方法

所谓课题式教学方法是指在学生学好一定基础课的前提下,利用学校的科研条件,在导师的指导下对学生进行创新能力和科研能力的培养[1]。

研究性学习重在学习的过程、学习方法的获得和思维水平的提高。这一目标的达成重在体验。因为知识的获取过程在于:学生从老师的叙述中有选择性地学习知识,它存在着体验不够的缺陷;学生作为研究者亲自体验知识获取的过程。一门课程不但要反映知识本身的性质,而且还要反映求知者本质和知识的获得过程。[2]

教师可以事先布置若干课题,阐明这些研究的意义,然后由3~5个学生自由组对,让学生自主进行合作性地学习,完成对该课题的研究背景,国内外现状,技术瓶颈,以及可能的突破整个过程的调研。然后让学生来讲这些课题,这样会极大地调动学生学习的主动性,提高课堂效率。课题的选择可以按照力、热、光、电、磁学五大类应用选取:“新材料在智能外墙上的可行性、航天航空复合材料的选取、温差电效应与材料的发展、太阳能等新能源材料、有机光电显示材料的发展、制氢、储氢对材料的要求、生物材料、存储器件与材料的发展”等几个目前新近研究专题,还可以根据研究发展进行适当调整。

除了以上选题以外,还可以添加几个科普性质的选题以增加学生对于科学研究的了解,如“历年诺贝尔物理学奖与材料物理”或者“分析xxx杂志文章引用率很高的物理背景原因”等等。

3 模拟仿真软件的应用

除了普通教学中采用的PPT等多媒体形式给出已有的实验数据、器件模型等,还可以借助计算机数值模拟软件,让学生更加直观地了解给定物理场下材料的变化情况,并且增加对于材料物理过程的理解。由于材料物理课程面向高年级本科生而开设,考虑到高年级学生已学习过数值分析的基本知识,适当介绍各类工程数值模拟软件,有利于学生以后科学研究或是工程应用的开展。在实际研究中经常会遇到一些稍复杂的问题,而且很难推导出解析解,如一些非线性偏微分方程的求解,这就需要借助于特定的数值分析软件来模拟实现[3]。常见的数学编程类软件如MATLAB,多物理场模拟软件如COMSOL、ANSYS以及时域有限差分软件如FDTD,材料能带计算软件如Material Studio等等。教师可以根据学校教学资源、经费状况选择适当的仿真软件。必要时,可以尝试编写相应的软件程序来实现模拟。

很多时候,材料的模拟涉及多个物理场的过程,而且软件的模拟远没有想象的那么简单,模拟仿真的过程实际上是物理思维的过程。学生通过模拟软件的使用,能更进一步了解方程求解的原理,背后的物理意义。高年级学生通过电动力学的学习,对于方程的由来与应用已经有了初步的了解,但就一般来说,传统教学中所涉及的电动力学问题仍然属于满足一定对称性的特殊情况,大多数实际的情况要复杂得多,这个时候求解析解并不是最方便的;数值方法求解的物理过程,如电磁过程这类的模拟需要求解偏微分方程,根据偏微分方程的性质,需要设定满足一定条件的边界条件,这样方程的解才会唯一。如何根据想要求解的问题而设置边界条件和初始条件是困扰很多学生的主要难点,同时引导学生如何简化问题的过程,又是培养物理思维的重要手段。

完成这样的一次模拟,学生需要查阅大量的文献,能够让他们充分了解各类科学数据库资源的使用方法,同时养成做笔记的好习惯,这些对于培养科学研究的优秀人才能启到一定的作用。

参考文献

[1] 孙英,蒋耀庭.开展“课题式”研究,培养低年级本科生创新能力[J].高等工程教育研究,2007(4):136-139.

[2] 赵晓霞.大学本科研究性学习的特征[J].现代大学教育,2006(5):105-108.

生物材料发展前景范文9

关键词:地产园林;景观设计;存在问题;解决措施

中图分类号:K928 文献标识码: A

引言

伴随着社会主义市场经济的迅猛发展,我国城市的规模不断扩大,为了满足社会生活需求以及城市经济文化的发展需要,园林建设在我国掀起了一阵高潮,各个地产施工企业也逐渐认识到绿植设施在其中的重要性,因此园林景观目前的发展可谓是空前的,城市园林绿化建设在城市基础性设施建设中所占的比重也在不断的增加。城市的园林绿化景观已经成为了影响城市环境质量以及城市形象的非常重要的因素,这也符合国家提出的建设绿色生态城市的理念,满足民众对和谐健康居住场所的要求。

一、地产施工中园林景观设计的重要性

近些年来,随着我国城市化进程的加快,造成了我国城市规模的不断扩大,地产施工中园林景观也逐渐被领导者所重视。园林景观是地产工程中景观的主要体现者和功能的主要承载者,园林景观设计是建筑设计中不可忽视的重要内容。同时园林景观设计又具有复杂性和独特性的特点,在设计中难度也有一定的难度,也要求设计师有一定的审美。

1、提高审美情趣、美化环境。地产园林景观不仅能陶冶人们的审美情趣和情操,给人以美的享受,还能给地产建筑增添生机与活力的景色。在园林景观设计方面,我们可以利用植物的形态特征表现特质美,利用植物的色彩和季相变化表现季节美,利用植物的装饰特性表现艺术美,利用植物的寓意和象征表现社会美。如下图:

2、协调丰富的园林空间可提升观赏艺术。园林植物在地产景观中不仅可以美化环境,还可以为人们创造丰富的观赏艺术空间。园林绿地中不同的植物配置形式,园林观赏空间也可形成不同的景观效果;同时,植物的绿色能使园林形成统一的空间环境色调,在变化多样中求得统一感,适当的运用植物材料往往能够使空间环境比例、尺度显得更为协调。在园林设计中,可根据设计目的和空间性质,相应地选取各类植物以及不同的配置形式来组合不同的园林空间。如图所示,相信会给居住者带来一定的观赏美感:

3、创造平衡的生态居住场所,发挥园林景观的生态效益。景观生态学上衡量其好坏的一个重要标准就是看其植物种类的多样性和本土化程度。物种多样性是维持生态系统稳定的关键因素。在园林景观设计中,由于物种的多样性、景观的多样性和功能的多样性。多样性的植物景观,能保持空间上的异质性,维持群落的稳定性。因此,在功能方面,我们可以利用具有多样性的植物材料本身的特性,使其发挥生态作用、防护作用、实用作用和社会经济作用。如下图,相信这样协调的搭配,与自然的和谐共处,一定会带给居住着和观赏者美的享受。

然而,由于地产园林设计施工中自身的特点和属性,决定了地产园林设计是一项长期的、反复的工作。在地产园林绿化体系中,园林景观设计只占地产园林景观体系很小的一部分。如何保持住宅区园林植物的生存和健康的成长对地产园林绿化建设有着重要的意义。因此,园林景观设计工作对地产园林绿化体系的构建有着积极重要的作用。只有对园林景观设计有着高质量和高水平的设计施工,才能充分体现地产中绿化的生态价值,景观价值和人文价值。

二、地产园林景观设计施工中存在的问题

1、地产公司在委托景观专业设计公司时,通常没有一个完善的景观设计书,双方沟通不畅通,意图了解不全面。因此在施工中对项目所处的地理位置,当地的地貌类型,周边的便利设施等都没有一个全面的了解和探究。它只是设计师对项目的一个大体上的认识,没有经过相关人员的评审。再者开发商中也存在实力悬殊,规范参差不齐,景观认识不足等问题。

2、园林植物栽植合理性的问题

良好的土壤条件是栽培好园林植物的关键,但理想的天然土壤很少,因此在种植时应对土壤的成分和养分进行检测与改良。当前很多用于园林景观的植物并非种植在改良过的土壤质地上。或是部分土壤改良不彻底,给栽培后的植物造成养护困难。部分园景观化设计的工作人员对植物学的研究较浅,过于追求设计规划,忽略了植物的特点以及生长环境。季节性植物搭配种植不明显,绿化形式过于简单,无特色。

3、只注重眼前效益忽视了后续的科学管理问题

很多地产业将施工设计的重点放在了园林景观的建设上,只注重形式,看重的是园林景观工程的实施,而忽略了园林景观建设达成后的管理工作,经常导致园林无人看管,环境受到破坏或是因无人管理而造成植物的枯黄、死亡。对新品种养护不科学,经常导致部分园林植物不能充分地发挥出己身特色,达不到应有的观赏效果,使得园林景观观赏性未能取得良好的成果。很多地产施工方往往只注重即时效果,一心希望植物种下去立刻产生效果,而忽略植物是缓慢生长的过程并且其生长同时也具有季节性。

4、景观与地产建筑搭配协调的问题

众所周知,合理的园林景观搭配对地产施工的重要性不言而喻,和谐的园林设计既是对整个地产建筑品质的提升,也反映出了设计师的与众不同的审美与良好的审美情趣。然而,实际生活中存在一些为了凸显某一方面的利益,忽视了园林景观设计的重要性,或者配置的园林景观与所想反应的主题不搭的现象,这些问题都是在今后设计中所应注意的。景观的均好性容易忽略,在布局上因为一些客观因素的存在,比如楼宇朝向或者地势特点等,这些对于楼盘的品质、销售价格等都会有一定的影响。好的景观设计应该使景观和建筑一体化,共同营造“主题情境化效应”,使到访者停留。

比如上图,协调的亭台水榭的搭配和浪漫的薰衣草景观不仅会达到吸引顾客的目的,还能提升施工设计方的文化品位。

5、地产公司经常做成本优化工作,为减低造价节约成本降低了景观效果,造成设计施工工作重复,并且使楼盘品质大打折扣,反而没有达到吸引顾客的效果。功能性设施不可以任意优化,领导不能随意拍板,否则楼盘品质的降低会影响销售,导致销售业绩惨败。

三、对地产园林景观设计实施中存在问题的改进

1、遵循园林景观工程施工工艺及技术规则,合理安排施工程序。园林景观施工工程与市政建筑类工程在施工工序上有着共同的特性:园林景观设计施工中首先应完成场地平整与测量定位等全场性工程,然后按单位工程的划分逐个或交叉进行园林小品工程、给排水及喷灌工程、电气安装及灯光照明工程,这样不仅有利于工程施工的相互衔接,减少工种之间时间上的交叉冲突,而且有利于节约工程成本,提高工程文明施工程度。

2、质量保证措施:质量保证措施包含的体系较多,首先是工期保证措施:做好开工前准备工作,按总进度计划编制:日周月计划并逐级保证合理安排夜间作业、合理安排劳动力工种之间立体平行交叉作业。其次就是降低成本措施:工程质量一次性验收达标,减少返工损失的现场科学管理,减少二次搬运费用的材料组织采购,质优价兼合理安排施工调度,缩短工期,减少人工机械与周转材料费用支出。再者安全文明施工保证措施:建筑施工安全检查标准、封闭施工设置安全警示标牌、现场专职保洁及环境卫生。

园林景观设计施工中流水施工方法和网络计划技术的采用,有利于工程项目的计划管理与顺利实施,地产园林景观设计施工中受植物季相变化的影响非常明显,在编制园林景观工程施工部署及施工方案时:必须采取常绿落叶与喜阳阴性等搭配树种和在高温冷冬季节的技术措施。土方工程应避开雨季作业,以防土壤团粒结构的破坏,从而影响植物生长所依赖的立地条件。

4、设计师在进行园林景观设计中应当充分挖掘优质材料,同时最大化的降低成本,将本土材料应用与景观设计中,避免绿植产生的不适感,利用本土特色的材料也会体现本地风格的特色,是一举两得的好办法。适当的加大一些耗资高的材料,按照把握整体的设计原则,做到对园林景观建设材料的搭配合理性。设计师也不能忽视绿色环保无污染材料的重要性,这些对人类来说都是至关重要的,当然可能其所需的价值就更大,这无疑会造成景观成本的增加,建议使用仿生塑料材料既可以节约成本,又符合生态环保的规律。

5、尽量减少暂设工程,合理储备物资,减少物资运输量,科学布置施工平面图。园林景观工程的特性一般为工期较短、施工时效快,园林绿化苗木、安装管材及其他材料一般实行有计划采供,而不采用物资储备方式;土方工程可就地取土或选择最佳的运输方式工具和线路,减少运输量上的成本。

6、进行园林景观施工时,对苗木等材料的采购要交给专人负责,采购工作应有计划地进行。树木花卉有一定的生长期,因此不宜提前买好储存,这样不利于其对环境的适应。

结束语

综上所述,园林景观设计工作在地产施工中的重要作用是不可估量的。在相当程度上,园林景观设计的好坏在很多时候都会影响到地产施工建设的持续发展。只有按照科学的园林景观要求进行施工设计,才能够不断地促地产行业的持续发展,同时发挥出园林在其中的重要作用。只有设计人员充分认识到景观设计工作的社会经济性、持久发展性,才能促进地产建设补发的加快,才能在城市建设发展中有一席之地,优质的景观设计也是地产行业发展的必然趋势。

参考文献:

[1]甘永力.生态保护景观的安全格局[J]. 沿海企业与科技. 2009(07)

[2]黄磊磊.谈谈园林绿化工程中草坪养护及管理[J]. 价值工程. 2010(18)