納米技術的起源范文

時間:2023-12-13 17:54:01

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納米技術的起源

篇1

關鍵詞 納米技術 化工 應用

中圖分類號: TQ02文獻標識碼:A

Application Analysis of Nanotechnology in Chemical Industry

WANG Jingxia

(Department of Chemistry and Chemical Engineering of Jining University, Jining, Shandong 273155)

AbstractWith the development of science and technology, nanotechnology has been more and more into people's daily lives, and the chemical industry as a pillar industry of national economy, apply nano-materials and nano technology-based high-tech to chemical production, will certainly have a positive role in promoting. Therefore, this paper analyzes the application of nanotechnology in chemical industry.

Key wordsnanotechnology; chemical; application

1 納米技術的特點

納米是一種新的度量單位,當物質達到或者接近納米尺度范圍以后就會形成一種特殊的結構層次,使其本身所具有的諸如強度、韌度、比熱、導電磁等性能發生突變,從而表現出一些新的性能。這種性能既不同于原來內部結構中單個的原子或分子,也不同于宏觀物質所構成的材料的性能。下面就對納米材料所表現出的一些特殊性能進行細致分析:

(1)力學性能。提高材料的硬度、韌性以及強度一直都是材料研究的主要方向。而具有納米結構的材料則能夠表現出更強的力學性能,由于納米材料的強度與粒子直徑成反比,而材料中粒子的細化以及高密度的存在極大程度的降低了納米材料的位錯密度,使得臨界位錯圈直徑遠大于納米粒子的直徑,這也就避免了在納米結構中發生位錯滑移和增殖,即納米晶強化效應。(2)磁學性能。當粒子間的尺寸達到納米范圍內時,粒子間的相互作用就會發生變化從而影響到物質材料的宏觀磁性。在納米結構中,各粒子的磁性隨著方向的變化而改變,所表現出的磁性 也與粒子的形狀、結構以及內應力有關,并且具有明顯的體積效應。(3)電學性能。在納米結構中,由于晶界面上原子體積分數增大其電阻也就高于同類的粗晶材料,甚至發生尺寸誘導。利用納米粒子的隧道量子效應和庫侖堵塞效應制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點,有可能在不久的將來全面取代目前的常規半導體器件。(4)熱學性能。由于在納米結構中的界面原子的密度很低并且排列混亂,也就削弱了彼此間的藕合作用,所以就使得納米材料的比熱和熱膨脹系數都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值。因此,在儲熱材料、納米復合材料的機械耦合性能應用方面有其廣泛的應用前景。

2 納米技術在化工行業中的應用

由于納米結構在強度、韌度、比熱、導電磁等性能上都明顯優于同類型的物質材料,因此可以利用這些納米技術制造出一些具有特殊功能的材料,并將其運用到化工行業生產當中。目前,納米材料已經在高力學性能環境中得到了廣泛的應用,在化工行業當中利用納米技術制造的超微復合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、表面涂層以及劑等都有著非常重要的應用。

在化工生產的過程中,為了提高化學反應的速度和反應速率,要在反應過程中添加一些催化劑。傳統的催化劑存在著明顯的缺點,造成生產原料巨大浪費的同時也大大降低了企業的經濟收益,甚至還會帶來嚴重的環境危害,而如果使用納米材料作為催化劑,利用其表面活性中心多這一特點,可以有效地提高化學反應速度和反應速率。由于納米材料所具有的特殊性能,將其利用于表面涂層技術當中也是化工行業研究的重點。表面涂層技術按照用途的不同可以分為結構涂層和功能涂層。其中結構涂層的作用是用來提高和穩固基體材料本身所具有的性能,例如有用來增強基體材料的硬度以及耐磨性、抗氧化能力、耐熱耐腐蝕性等的結構涂層。而功能涂層則是指給基體材料增加一些本身并不具備的功能,從而提高基體材料的整體性能,例如有增加導電性、絕緣性的電學功能涂層,增加光反射、光吸收以及消光的光學涂層以及增加熱敏、濕敏、氣敏的敏感性涂層等等。而納米結構在強度以及韌性方面都有極強的優越性,能夠很好地起到靜電屏蔽的作用,因此用納米材料做為表面涂層,能夠很好保護基體材料的同時也可以使其本身的功能得到進一步的提升。另外,也可以在傳統表面涂層的基礎上配合使用納米材料,即為納米復合體涂層。這種將納米結構的優勢與傳統涂層技術相融合,進而達到優勢互補的方式,將傳統的表面涂層工藝提升到一個新的高度。由此不難看出,納米涂層具有良好的應用前景,將為涂層技術帶來一場新的技術革命,也將推動復合材料的研究開發與應用。

納米技術在精細化工領域也有著極為廣泛的應用。由于精細化工的涵蓋面非常廣,產品數量眾多,并且涉及到人們日常生活的方方面面。因此,將以納米技術為主的高新科技融入其中,進一步改造和提升精細化工的產品性能是其未來發展的趨勢。例如利用納米結構制造高強度的聚合物材料、研制納米色素以及納米感光膠片等等。在橡膠、塑料、涂料等精細化工領域,納米材料也能夠發揮其重要作用。在橡膠中加入以納米材料作為添加劑,可以有效地提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力,并且能夠增強相交的耐磨度。將納米材料運用到塑料生產當中,可以很好的提高塑料的強度和韌性,并且能夠增加塑料本身的致密性以及防水性能。而且在粘合劑和密封膠當中添加SiO2,利用SiO2表面的一層有機材料使其具有了親水性這一特點,在添加到密封膠以及粘合劑當中,使之能夠迅速形成一種硅石結構,從而限制了膠體流動,加快固化速度,并且由于顆粒尺寸很小,可以進一步提高粘合劑的粘結效果以及密封膠的密封性。

目前,我國納米技術在化工行業中應用正在穩固前行,所以還需要加大科技創新,以及對基礎技術的研究工作,建立出一套完整技術創新體系和管理機制,提高我國化工行業整體效益和競爭力,為企業創造出一個良好的發展環境,也只有這樣才能順應時代的潮流,使傳統的化工生產工藝在新形勢下重新煥發生機,并且帶動整個化工產業的發展。

3 我國納米技術應用的展望

納米技術雖然起源于國外發達國家,但是目前在我國也具有極大的發展潛力,國家也在不斷提升對這方面的關注程度,一方面增加對納米技術的研究經費,并密切關注納米技術以及納米材料的基礎研究工作。另一方面積極推動地方政府和企業對于納米技術的應用,從而實現了以基礎研究到產品應用的完整體系?,F階段,我國對一些納米材料的研究也取得了令人矚目的成就。在物理、化學方面采用多種方法研制出的高密度、性能優越的納米陶瓷,以及制備出的金屬合金氧化物、碳化物等納米化合物,并且建立了相應的基礎設備,能夠真正意義上做到控制納米微粒的尺寸大小,制成納米薄膜以及其它納米材料與傳統材料相比較而言,在強度、硬度、韌性以及擴散度、可塑性、導電率等方面都有顯著提升。并且我國還在世界上首次發現了氧化鋁晶粒在拉伸疲勞中應力集中區所表現出的超塑性形變;在顆粒膜的巨磁電阻效應、磁光效應以及自旋波共振等領域也取得了卓越的成就;設計并研制出了納米復合氧化物體系,它對中紅外波段吸收率高達 92%,并將其應用于紅外保暖纖維。目前,納米材料和納米技術這項誕生于二十一世紀的嶄新技術已經逐漸打破了人們的傳統生活理念,并從根本上解決了人類所面臨的諸如能源、環境保護以及醫藥衛生等重大問題。

4 結語

伴隨著社會的高速發展必將會對能源、環境、材料技術提出新的要求,并且對其性能的要求也會越來越高。因此,以納米材料為基礎的納米技術的誕生,將在未來對整個社會的發展起到至關重要的作用。因此可以預見,不斷出現的新型納米材料,以及納米技術的不斷改良,在未來將是納米技術的時代,所以現在要加倍重視對納米技術的研究工作。

參考文獻

[1]張立德,牟季美.納米材料和納米結構[J].科學出版社,2001.

[2]郭英.納米材料的應用分析[J].硅谷,2010.

[3]馮新建.納米技術及其在化工行業中應用[J].新疆化工,2008.

篇2

蒸蒸日上的凝聚態物理學

自從80年代中期發現了所謂高臨界溫度超導體以來,世界上對這種應用潛力很大的新材料的研究熱情和樂觀情緒此起彼伏,時斷時續。這種新材料能在液氮溫區下傳導電流而沒有阻抗。高臨界溫度超導材料的研究仍是今后凝聚態物理學中活躍的領域之一。目前,許多國家的科學工作者仍在爭分奪秒,繼續進行競爭,向更高溫區,甚至室溫溫區超導材料的研究和應用努力??梢灶A計,這個勢頭今后也不會減弱,此外,高臨界溫度的超導材料的機械性能、韌性強度和加工成材工藝也需進一步提高和解決??茖W家們預測,21世紀初,這些技術問題可以得到解決并將有廣泛的應用前景,有可能會引起一場新的工業革命。超導電機、超導磁懸浮列車、超導船、超導計算機等將會面向市場,屆時,世界超導材料市場可望達到2000億美元。

由不同材料的薄膜交替組成的超晶格材料可望成為新一代的微電子、光電子材料。超晶格材料誕生于20世紀70年代末,在短短不到30年的時間內,已逐步揭示出其微觀機制和物理圖像。目前已利用半導體超晶格材料研制成許多新器件,它可以在原子尺度上對半導體的組分摻雜進行人工“設計”,從而可以研究一般半導體中根本不存在的物理現象,并將固態電子器件的應用推向一個新階段。但目前對于其他類型的超晶格材料的制備尚需做進一步的努力。一些科學家預測,下一代的電子器件可能會被微結構器件替代,從而可能會帶來一場電子工業的革命。微結構物理的研究還有許多新的物理現象有待于揭示。21世紀可能會碩果累累,它的前景不可低估。

近年來,兩種與磁阻有關的引起人們強烈興趣的現象就是所謂的巨磁阻和超巨磁阻現象。一般磁阻是物質的電阻率在磁場中會發生輕微的變化,而巨磁和超巨磁可以是幾倍或數千倍的變化。超巨磁現象中令人吃驚的是,在很強的磁場中某些絕緣體會突變為導體,這種原因尚不清楚,就像高臨界溫度超導材料超導性的原因難以捉摸一樣。目前,巨磁和超巨磁實現應用的主要障礙是強磁場和低溫的要求,預計下世紀初在這方面會有很大的進展,并會有誘人的應用前景。

可以預計,新材料的發展是21世紀凝聚態物理學研究重要的發展方向之一。新材料的發展趨勢是:復合化、功能特殊化、性能極限化和結構微觀化。如,成分密度和功能不均勻的梯度材料;可隨空間時間條件而變化的智能材料;變形速度快的壓電材料以及精細陶瓷材料等都將成為下世紀重要的新材料。材料專家預計,21世紀新材料品種可能突破100萬種。

等離子體物理與核聚變

海水中含有大量的氫和它的同位素氘和氚。氘既重氫,氧化氘就是重水,每一噸海水中含有140克重水。如果我們將地球海水中所有的氘核能都釋放出來,那么它所產生的能量足以提供人類使用數百億年。但氘和氚的原子核在高溫下才能聚合起來釋放能量,這個過程稱為熱核反應,也叫核聚變。

核聚變反應的溫度大約需要幾億度,在這樣高的溫度上,氘氚混合燃料形成高溫等離子體態,所以等離子體物理是核聚變反應的理論基礎。1986年美國普林斯頓的核聚變研究取得了令人鼓舞的成績,他們在TFTR實驗裝置上進行的超起動放電達到20千電子伏,遠遠超過了“點火”要求。1991年11月在英國卡拉姆的JET實驗裝置上首次成功地進行了氘氚等離子體聚變試驗。在圓形圈內,2億度的溫度下,氘氚氣體相遇爆炸成功,產生了200千瓦的能量,雖然只維持了1.3秒,但這為人類探索新能源——核聚變能的實現邁進了一大步。這是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚變反應距實際應用還有相當大的距離,技術上尚有許多難題需要解決,如怎樣將等離子加熱到如此高的溫度?高溫等離子體不能與盛裝它的容器壁相接觸,否則等離子體要降溫,容器也會被燒環,這就是如何約束問題。21世紀初有可能在該領域的研究工作中有所突破。

納米技術向我們走來

所謂納米技術就是在10[-9]米(即十億分之一米)水平上,研究應用原子和分子現象及其結構信息的技術。納米技術的發展使人們有可能在原子分子量級上對物質進行加工,制造出各種東西,使人類開始進入一個可以在納米尺度范圍,人為設計、加工和制造新材料、新器件的時代。粗略的分,納米技術可分為納米物理、納米化學、納米生物、納米電子、納米材料、納米機械和加工等幾方面。

納米材料具有常規材料所不具備的反常特性,如它的硬度、強度,韌性和導電性等都非常高,被譽為“21世紀最有前途的材料”。美國一研究機構認為:任何經營材料的企業,如果現在還不采取措施研究納米材料的開發,今后勢必會處于競爭的劣勢。

納米電子是納米技術與電子學的交叉形成的一門新技術。它是以研究納米級芯片、器件、超高密度信息存儲為主要內容的一門新技術。例如,目前超高密度信息存儲的最高存儲密度為10[12]畢特/平方厘米,其信息儲存量為常規光盤的10[6]倍。

納米機械和加工,也稱為分子機器,它可以不用部件制造幾乎無任何縫隙的物體,它每秒能完成幾十億次操作,可以做人類想做的任何事情,可以制造出人類想得到的任何產品。目前采用分子機器加工已研制出世界上最小的(米粒大?。┱羝麢C、微型汽車、微型發電機、微型馬達、微型機器人和微型手術刀。微型機器人可進入血管清理血管壁上的沉積脂肪,殺死癌細胞,修復損壞的組織和基因。微型手術刀只有一根頭發絲的百分之一大小,可以不用開胸破腹就能完成手術。21世紀的生物分子機器將會出現可放在人腦中的納米計算機,實現人機對話,并且有自身復制的能力。人類還有可能制造出新的智能生命和實現物種再構。

“無限大”和“無限小”系統物理學

“無限大”和“無限小”系統物理學是當今物理學發展的一個非常活躍的領域。天體物理和宇宙物理學就屬于“無限大”系統物理學的范疇,它從早期對太陽系的研究,逐步發展到銀河系,直到對整個宇宙的研究。熱大爆炸宇宙模型作為本世紀后半葉自然科學中四大成就之一是當之無愧的。利用該模型已經成功地解釋宇宙觀測的最新結果。如宇宙膨脹,宇宙年齡下限,宇宙物質的層次結構,宇宙在大尺度范圍是各向同性等重要結果??梢哉f具有暴脹機制的熱大爆炸宇宙模型已為現代宇宙學奠定了一定的基礎。但是到目前為止,關于宇宙的起源問題仍沒有得到解決,暴脹宇宙論也并非十全十美,事實上想一次就能得到一個十分完善的宇宙理論是很困難的,這還有待于進一步的努力和探索。

“無限大”系統物理學還有兩個比較重要的問題是“類星體”和“暗物質”。“類星體”是1961年發現的,一個類星體發出的光相當于幾千個星云,而每個星云相當于1萬億個太陽所發出的光,所以對類星體的研究具有十分重大的意義。60年代末,科學家們發現一個編號為3C271的類星體,一天之內它的能量增加了一倍,到底是什么原因使它的能量增加如此迅速?有待于21世紀去解決?!鞍滴镔|”是一種具有引力,看不見,什么光也不發射的物質。宇宙中百分之九十以上的物質是所謂的“暗物質”,這種“暗物質”到底是什么?我們至今仍不清楚,也有待于下世紀去解決。

原子核物理和粒子物理學則屬于“無限小”系統物理學的范疇,它從早期對原子和原子核的研究,逐步發展到對粒子的研究。粒子主要包括強子(中子、質子、超子、л介子、K介子等)、輕子(電子、μ子、τ輕子等)和媒介子(光子、膠子等)。強子是對參與強相互作用粒子的總稱,其數量幾乎占粒子種類的絕大部分;輕子是參與弱相互作用和電磁相互作用的,它們不參與強相互作用;而媒介子是傳遞相互作用的。目前,人們已經知道參與強相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”組成的,但是至今不能把單個“夸克”分離出來,也沒有觀察到它們可以自由地存在。為什么“夸克”獨立不出來呢?還有一個不能解釋的問題是“非對稱性”,目前我們已有的定理都是對稱的,可是世界是非對稱的,這是一個有待于解決的矛盾。尋找獨立的夸克和電弱統一理論預言的、導致對稱性自發破缺的H粒子、解釋“對稱”與“非對性”的矛盾,是21世紀粒子物理學研究的前沿課題之一。

從表面上看“無限大”系統物理學與“無限小”系統物理學似無必然的聯系。其實不然,宇宙和天體物理學家利用廣義相對論來描述引力和宇宙的“無限大”結構,即可觀察的宇宙范圍;而粒子物理學家則利用量子力學來處理一些“無限小”微觀區域的現象。其實宇宙系統與原子系統在某些方面有著驚人的相似性。預計21世紀“無限大”系統物理學將會與“無限小”系統物理學結合得更加緊密,即宏觀宇宙物理學和微觀粒子物理學整體聯系起來。熱大爆炸宇宙模型就是這種結合的典范,實際上該模型是在粒子物理學中弱電統一理論的基礎上建立起來的。可以預計,這種結合對科技發展和應用都會產生巨大的影響。

二、跨世紀科學技術的發展趨勢

科學技術能否取得重大突破的關鍵取決于基礎科學的發展。所以,首先必須重視基礎科學的研究,不能忽視更不能簡單地以當時基礎科學成果是否有用來衡量其價值。相對論和量子力學建立時好像與其他學科和日常生活無關,直到20世紀中期相對論和量子力學在許多科學領域中引起深刻的變革才引起人們的足夠重視??梢哉f,20世紀幾乎所有的重大科技突破,像原子能、半導體、激光、計算機等,都是因為有了相對論和量子力學才得以實現??梢哉f,沒有基礎科學就沒有科學技術、社會和人類的發展。

20世紀重大科技成果的成功經驗證明,不同學科間的互相交叉、配合和滲透是產生新的發明與發現,解釋新現象,取得科學突破的關鍵條件之一。例如,核物理與軍事技術的交叉產生了原子彈;半導體物理與計算技術的交叉產生了計算機??梢灶A計,21世紀待人類掌握核聚變能的那一天,一定是核物理、等離子體物理、凝聚態物理和激光技術等學科的交叉和配合的結果。這也是21世紀科學技術的發展趨勢之一。

篇3

【關鍵詞】精細化工;問題;發展趨勢;關鍵技術

引言

精細化工,顧名思義就是指生產比較精細的化學產品的行業的統稱。精細化工的產品種類眾多,產品的科技附加值高,其產品直接服務于各高科技領域,直接體現著一個國家的化工發展水平。因此,世界上許多國家都加大了在精細化工方面的研發和生產投入,以不斷提高在國際市場上的競爭力。精細化工包含的領域很廣,不同的國家對此有不同的定義,通常來說,精細化工包含了醫藥、合成材料、食品添加劑、飼料添加劑、油添加劑、電子化學品、生化產品等,隨著經濟及科技的不斷發展,精細化學品的應用領域還在不斷擴大。

一、精細化工的發展現狀及面臨的問題

精細化工的發展起源于上世紀70年代,當時由于傳統的煤化工和石油化工的工藝路線和效益不佳,導致德國、美國和日本等國的化工企業開始走精細化的路線。他們致力于專用化工產品的生產,如仿生醫療品、抗癌藥物、高效除菌劑和殺菌劑等的生產。到上世紀末,美國和西歐國家的化工產品精細化率已經達到了60%以上,而瑞士已經高達90%。

我國的精細化工發展起步較晚,從上世紀80年代開始起步,在上世紀末我國的化工產品精細化率達到了35%,與發達國家存在著明顯的差距。國內精細化工產品的80%需要進口,在比較高檔的皮革涂染劑和織物整理劑方面的缺口更為明顯??偟膩碚f,目前我國在精細化工產品的質量、產品種類及生產經驗和設備先進程度方面都與國外存在著非常明顯的差距。

隨著經濟全球化趨勢的快速發展,一些跨國公司通過兼并和收購,調整經營結構,進行合理改組,獨資和合資建立企業,使國際分工更為深化,技術、產品、市場形成了一個全球性的結構體系,并在科學技術推動下不斷升級和優化。在這方面,許多跨國公司來華投資,也推動了我國精細化工的發展。但我國傳統精細化工的發展現狀從總體上講仍然是產量比較大,而質量比較低。我國已成為世界大宗傳統精細化工產品的制造中心,產品出口比例很高,但高端產品仍然依靠進口;大部分的精細化工產品都是引進的國外生產技術,在品牌建設上做的還遠遠不夠,大部分的生產企業其實只相當于是國外化工巨頭的生產車間。另外,我國的精細化工企業布局也不合理,大部分集中在我國的東部地區,并且面臨著較大的節能減排壓力。

二、精細化工的發展趨勢

由于精細化工在各行各業的廣泛應用,世界上的主要發達國家都把精細化工的發展提升到國家戰略的層面,在資金和政策上給予了大力支持。預計精細化工將會呈現出以下幾個趨勢

(1)產品的種類越來越多

隨著新科技革命的繼續進行,近些年來,能源、原材料、航天、信息、生物技術不斷發展,而精細化工產品在這些領域都有著廣泛的用武之地。比如,在保健食品和各種改變結構的食品生產中都離不開食品添加劑,在信息技術發展中需要功能更加先進的無機非金屬材料,在現代醫學上所用的各種人造器官很多也屬于精細化學品。目前在發達國家,精細化工產業的年增長率達到了4%左右。而我國由于化工產品的精細化率還比較低,而我國的經濟和科技發展速度比較迅猛,因此為了滿足我國正常的發展需要,在精細化率不斷提高的同時,精細化工產品的種類肯定也會越來越多。

(2)精細化工產品的性能將會更加完善

不斷完善精細化工產品的性能也是今后世界精細化工發展的重點方向,未來精細化工產品的物理功能、化學功能、生物功能等更為完善,這些精細化工產品包括功能膜材料、有機電子材料、信息轉換與信息記錄材料等。如由于電子工業、情報和信息科學技術的發展,對導電功能材料的需要越來越多,目前,導電塑料、導電橡膠、透明導電薄膜、導電膠黏劑和導電涂料等的發展很快,并已經工業化。對信息技術的發展來說,十分重要的材料是光導纖維材料、各種信息記錄材料和新型傳感器用的高分子材料等,此外,精細陶瓷的研究、開發日益受到重視,主要開發的材料有:高絕緣性陶瓷,它用于集成電路的基極和放熱性絕緣基板等。

(3)向著綠色化方向發展

綠色發展是相對于傳統的化工發展方式而言的,精細化工的綠色化是指在精細化工產品的生產和使用過程中對周圍環境的污染較小甚至沒有污染產生。發展綠色精細化工必須發展綠色精細化工技術,例如采用生物技術生產精細化工產品,利用計算機技術實現精細化工業的自動化,開發反應條件更容易控制、轉化率更高的新技術與新工藝等。這方面已有一些成功的案例,例如以水性涂料、粉末涂料代替溶劑涂料,從產品使用而言對環境的危害將變得更??;以可降解材料代替不可降解材料,使報廢產品的處理變得簡單,且無環境危害之憂。發展綠色精細化工也是突破經濟發達國家“綠色壁壘”,發展生產的要求。例如歐盟在2002于其“官方公報”上公布了禁用和限制使用17類紡織助劑,這是因為這些助劑的生物降解性低于95%。無疑這將使可供選擇的紡織化學品數量大大降低,我國作為紡織品貿易的大國,在上述環節上遠遠不能滿足歐盟嚴格的“綠色”要求,因此發展“綠色”精細化工是我國經濟發展的必要保障。

三、精細化工發展中的關鍵技術

精細化工的技術含量比較高,涉及到的技術范圍也比較廣,精細化工的發展呈現出多學科交叉綜合的發展趨勢。在精細化工的發展中涉及到的關鍵技術有納米技術、催化技術和生物工程技術等。

(1)納米技術

納米技術是近些年來發展非常迅速的高科技技術,其應用范圍十分廣泛,在精細化工行業也有著廣泛的應用,成為影響精細化工發展的關鍵技術之一。將納米技術與精細化工相結合可以生產納米聚合物如用于制造高強度質量比的透明絕緣材料、高強纖維、離子交換樹脂等;日用化工及其它行業利用納米技術可以生產出更高檔的化妝品、納米色素、納米感光膠片、納米精細化工材料等。

(2)催化技術

催化技術是化工產業發展必不可少的技術,對精細化工行業的發展來說也是如此,但相對于傳統的化工催化技術來說,精細化工行業的催化技術又有著新的特點。為了促進精細化工產業的發展需要開發可用于工業生產的稀土絡合催化劑、膜催化劑、固體超強酸催化劑等新型催化劑,同時還需要發展相轉移催化技術、立體定向合成技術、固定化酶發酵技術等特種生產技術。

(3)生物工程技術

生物工程技術是21世紀最有發展前景的技術,將生物工程技術與精細化工相結合,可以有更多種類的精細化工產品和技術被開發出來,會將精細化工行業的發展推向一個更高的階段,使精細化工產品的研發出現質的飛躍。在未來需要重點發展重組DNA技術和生物反應器技術,這是生產干擾素和多肽等產品的基礎。

參考文獻

篇4

各國家都致力于開發新型電子技術,并將其應用到生產領域中,獲得明顯成績。電子技術的研發與應用結合了計算機網絡技術與電子技術的優勢,不僅為傳統工業的生產發展帶來巨大推動力,也實現了電機技術應用到實際生產的可能性。文章主要研究了電子技術的發展與應用,以供參考完善。

關鍵詞:

電子技術;工業領域;具體應用

電子技術是為了有效解決實際問題,按照電子學原理,通過電子器件來設計與制造出的一種具有特定功能電路的學科。電子技術因其自身具有高效性與實用性的優點,不僅能節省能源消耗,提高生產工藝流程自動化控制系統水平,減少驅動設備占用空間,還可緩解工作人員的工作壓力,提高生產效率,被廣泛應用到工業領域中,得到認可,并在工業領域中發揮越來越重要的作用。

1電子技術的發展分析

(1)數字化。在傳統電氣技術中,基本都是通過模擬信號來運行,這一階段的信息技術簡稱為模擬電路,起源于上世紀六七十年代。隨著電子技術的迅猛發展,數字信號處理技術得到不斷完善,逐漸向數字化發展方向轉變。即是通過計算機技術來控制電子技術,防止模擬信號畸變與失真,以提升電子技術的抗干擾能力。(2)智能化。電子技術的智能化主要是通過智能化電子焊接、機器和控制系統來運行工作,不僅能夠緩解工作人員的工作壓力,還可降低工作的危險系數,被廣泛應用到電力、交通、冶煉、輕紡、機械等傳統工業以及航天、通信產業中。(3)微型化。隨著信息技術與計算機網絡技術不斷發展,電子技術發展逐漸向微型化方向轉變,納米技術和電子技術的深度融合,形成了納米電子學,讓電子技術發生了一次重大的改革。納米作為一種新興的衡量單位,是一種幾何尺寸不大于1cm3的電子技術產品,具有體積小、運動靈活和耗能少等特點,已被應用到生物醫療、軍事和微機械技術中。(4)綠色化。綠色化電子技術的應用,能夠為國家節省電力和有效資源,從而建立一個環境友好型的社會。尤其是近年來,隨著國家大力倡導綠色節約型社會下,綠色化電子技術在各個領域中發揮了重要作用,為各種綠色開關電源的發展提供技術支持,不僅有效解決能源緊缺問題,節約能源資源,還可提高開關電源的性能與工作效率。

2電子技術在工業領域的具體應用

2.1電力工業

電力工業的發展離不開電子技術,據有關數據顯示,發達國家在用電用戶最終使用的電能中,經電力電子變流裝置處理的電能約占總電能的60%,可見電力系統在現代化發展中,電子技術是關鍵。而直流輸電在電力系統遠距離、大容量輸電中占據重要地位,作用是通過閘管變流裝置控制送電端的整流閥與受電端,提升電力系統的性能,減少運行損耗。近年來研制的靜止無功發生器、有源電力濾波器、電網中間接口、超大磁體儲能系統等電子裝置 ,無一不是采用電子技術。例如在電力的高壓直流輸電中應用電子技術,由發電廠中的交流供電提供電能,通過穩定直流電具有無感抗、容抗和無同步的變流裝置處理電能,將其輸送到換流變壓器中將電壓升高后,及時傳送到晶閘管整流器,經直流輸電線路與變壓器處理后,按照用戶系統的要求作出反應提升電力系統瞬時穩定水準,從而為用電用戶提供電能。

2.2機械工業

機械生產制造與電子技術的應用密不可分,電子技術的應用效率直接影響到產品生產質量與水平。因此在機械工業生產制造的過程中,要想增強自身競爭力,提高生產水平,必須充分發揮電子技術在機械工業中的效率。我國目前在機械工業中電子技術的應用,常見于數控機床、汽車電子化、機電一體化產品、電動汽車、工況電機車斬波調速、風機水泵的交流變頻調速裝置、礦井提升機和礦山卷揚機等電子設備中。例如在柔性制造線生產汽車零部件的過程中,為提高機床的自動加工效率,某汽車集團在剛性生產線與自動線的基礎上,應用電子技術建立一個互動式溝通網絡,通過數臺數控機床配置自動物流線與桁架機械手重構生產工藝制造流程,在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工,并且可通過中央計算機系統,輔助單機控制與中央控制之間的互鎖關系進行監控,確保機床連續無人運轉8小時、開動率達75%,從而實現柔性加工及管理。

2.3交通運輸

交通設施作為我國交通運輸不可缺少的一部分,它的發展離不開電子技術的研發與應用。目前我國已研制出引用晶閘管、GTR和GTO交流傳動裝置等電子技術,常見于城市地鐵、無軌電車、直流斬波器、輕軌電動車輛、磁懸浮列車和工礦電動車輛的牽引裝置中。例如電子技術在磁懸浮列車的應用,列車的電子元件與設備主要由懸浮控制器中的功率斬波器、牽引變頻器、D/D變換器以及其他電力電子設備組成,其中懸浮控制器中的功率斬波器安裝于軌道的下部和車輛的轉向架上,按照電磁學原理,通過功率斬波器對懸浮電磁鐵中的電流進行調節,將輸入電壓與輸出電流控制在240V、100A內,確保懸浮穩定。

2.4電化學工業

電子技術不僅應用到電力工業、交通運輸、機械工業外,還用于電化學工業中。在電化學工業的應用,主要包括直流電源、電解鋁、電解食鹽水、電鍍裝置以及冶金工業(高頻、中頻感應加熱電源、直流電弧爐電源和淬火電源)等設備,不僅能夠提高生產效率與產品質量,還可降低能源消耗。目前,我國已采用SIT期間研發出80kW以下200kHz與10kW級400kHz的固態高頻感應加熱電源,獲得明顯成績。

3結束語

綜上所述,電子技術作為工業穩定發展的核心技術,不僅能夠改善制作工藝,簡化工作流程,還可提高生產效率與產品質量,降低能源消耗。但是要想真正達到提升生產效率與產品質量的目的,還需將其靈活應用到電力工業、機械工業、交通運輸和電化學工業等工業領域中,發揮電子技術應有的效用。

參考文獻:

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[4]徐海榮.電力電子技術的發展趨勢及應用研究[J].工程技術:全文版,2016(12):166.

篇5

如果你是一個懂得生活品質的人,喜歡細細品味一個城市的細節,那么這里應該就是你的天堂。時尚在這里,融合到了生活的每一個細微之處:每家門口艷麗的鮮花,廣場上與游人一起分享食物的麻雀,這里讓我充分感覺到了人生的閑暇之樂,并保持著自然和生命的和諧。在這里你看不到車輛和行人的爭搶,相反一切都是那么從容。好像所有的人都在享受著生活,就像在街道邊享受咖啡的老人,一舉一動都是那么的優雅。那種感動,是任何圖片都無法形容的。

和北京6 個小時的時差并沒有讓我感到絲毫困倦。第一天到達佛羅倫薩的酒店,已經是北京時間早6 點,當地時間晚上12 點了。我有個習慣,不管游歷任何一個城市,都喜歡將行李放到酒店以后出去走一走,這確實是一種真實的感受,當你身臨其境的時候,你不由得經受著各種各樣的感觸。在酒店外,深夜的街道是那樣的寧靜和安謐。走在街道中,淡黃色的燈光,照在路邊不高的三層小樓的外墻和窗戶的鮮花上,讓你覺得。這種地方,就是隨便按動快門,你都可以捕捉到那種未曾見過的靈動。在他們每個人家厚重的木頭門后邊,你可以感覺的是他們優雅而恬靜的生活,偶爾你甚至還可以聽到門縫里悠揚的音樂彌散出來,撒在月光下的街道上,那種感覺太美妙了,只有熱愛生活的人,才可以如此真切地感受到那份異國他鄉的生活。我仔細地品味著這份期待已久的感覺,來的卻是如此的真實。

佛羅倫薩市長在市政大廳接待了我們,并且親自帶我們參觀了市政大廳和議會大廳。里邊精美的壁畫,宏偉的氣勢,給我們每一個人留下了深深的印象。最后甚至還把我們帶到了舊宮的陽臺上!舊宮以前是著名的邁第奇家族的宮殿,這個家族富可敵國,曾經資助過許多藝術家,例如達芬奇、米開朗琪羅、但丁和拉斐爾等。在意大利人的意識里,意大利是對世界特別是西方文明擁有巨大貢獻的國家,他們認為所有的現代文明,都是在以前古老文明的根基之上發展來的,所以一定要保護以前的古老文明。

這次陪伴我一起意大利之行的,還有《數碼攝影》雜志和尼康公司。以前我一直使用尼康的D2X 數碼單反相機, 這次尼康公司提供了最新的D3,和最新納米技術的尼克爾24-70mm F2.8 鏡頭,讓我感受到了尼康頂級相機系統的再一次突破!首先是超高的感光度,在ISO 設置選項的H2 設置里,感光度甚至達到了25600。而且每秒種12 張的高速連續拍攝,讓我不會放過任何一個精彩的瞬間!和D2X 不一樣的是,相機的存儲槽變成了2 個,基本上我的兩張4GB 的CF 卡足夠應付。可以感覺得到,這款相機是為了今年的奧運會而開發出來的,對于專業時尚的攝影師,高超的畫質是很關鍵的。D3 在噪點和白平衡的控制上,比D2 時代又提高了很大一塊水平。但唯一美中不足的是,最低ISO 只有200,不過可以通過軟件調節到ISO 100,在此之后,專門為時尚領域而推出的D3X 類的相機,一定會改變很多。

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關鍵詞:GIS技術 三維仿真 管網監控 監控預警 應急

一、GIS技術及應用現狀

地理信息系統(geographic information system)是以地理空間數據庫為基礎,采用地理模型分析方法,適時提供多種空間的和動態的地理信息,為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。

GIS最早起源于20世紀60年代“要把地圖變成數字形式的地圖,便于計算機處理分析”這樣的目的。1963年,加拿大測量學家R.F Tomlinson首先提出了GIS這一術語,并建成世界上第一個GIS(加拿大地理信息系統CGIS),用于自然資源的管理和規劃。那時的GIS注重于空間數據的地學處理。20世紀70年代以后,隨著計算機軟硬件水平的提高,以及政府部門在自然資源管理、規劃和環境保護等方面對空間信息進行分析、處理的需求,GIS得到了鞏固和發展。進入20世紀80年代,GIS的應用領域迅速擴大,商業化的軟件開始進入市場,其應用從基礎信息管理與規劃轉向空間決策支持分析,地理信息產業的雛形開始形成。

目前,國家大力推進信息化與工業化的融合,以信息技術改造傳統產業,政府和企業對空間信息技術的應用需求日益顯現。石油行業是一個綜合了多學科、多專業交叉滲透的技術密集型行業,其特點是產業鏈長,相關行業多,分布廣,企業規模大,數據量大,不易管理。在國外的石油行業中,GIS技術已成功應用于勘探開發、管道運輸、地面建設、設施和資產管理以及銷售,成為石油企業廣泛應用的技術。在綜合管理方面,基于三維GIS平臺,結合ERP、數據庫管理系統,直觀展示管理區的實時狀況,提高監管人員的工作效率;在管道監控方面,GIS集中應用于管網的全天候的實時在線監控,保障管道的安全性完整性,同時也可實現新增管道規劃與建設工作的開展和實施;在海洋石油平臺應急管理方面,GIS技術強大的海量數據存儲和空間分析能力成為突發事故應急的重要技術支撐,保障了海洋石油平臺的安全監管。

二、在油田信息化建設中的應用研究

目前,油田信息化建設逐步從“數字油田”轉換到“智慧油田”?!皵底钟吞铩钡母拍钭钤缈勺匪莸?991年,在《Oil & Gas Journal》雜志上就出現了智能油田(Smart Field)詞匯和論述。當時數字油田尚處于構想階段。1999年,中國石油大慶油田有限責任公司在國內首次提出數字油田的概念,并將數字油田作為發展的戰略目標?!爸腔塾吞铩笔墙柚鷺I務模式和專家系統,全面感知油田動態,預測油田變化趨勢,持續優化油田管理,虛擬專家輔助油田決策。智慧油田具有包括傳感器、人工采集與數據集成在內的全方位感知能力,通過一體化的集成運營中心和協同環境,實現全面的數據聯系和共享。GIS技術在石油行業信息化的多個領域得到廣泛的應用。

1.油田三維仿真管理信息系統

油田三維仿真管理信息系統基于GIS、RS、物聯網、數據庫、虛擬仿真、軟件開發等結合先進的模型技術,集成多源海量數據,可為石油企業建立數據和信息及資產管理體系,實現油田區域的三維空間信息展示。結合石油企業的特點,系統可為企業的土地管理、規劃選址、施工進度、設備管理等提供基礎數據,實現基礎地理信息的查詢、展示和管理,集成空間數據庫、屬性數據庫及三維仿真場景,從而形成完善的油田區域三維仿真管理系統。

2.油田管網監控預警

油田管網監控預警系統利用GIS、遙感(RS)、計算機圖形學、可視化、數據庫等技術,實現油田管線管網的綜合信息化管理。該系統實現了對于油田管網的空間信息及屬性信息的高效管理,應用GIS技術,將管網所布設的監測點數據進行存儲、處理、分析、顯示、全天候在線監控管網主要監控點及管網設施運行情況,一旦發生泄漏或設備運行異常,通過統計及空間分析,系統完成自動報警及事故分析評估,報送主管部門,保證以最快的速度對事故點進行處理,從而進一步保障了事故應急處理的時效性和權威性。

該系統基于GIS平臺,通過獲取多源管線設施數據,將各種管線、相關設施、設備的分布,在空間信息系統中反映出來。通過進行各種統計分析和空間分析,為領導部門提供輔助決策信息;同時一旦發生泄漏,可實現對各種可能發生的事故進行預警,降低環境污染及爆炸事故發生概率,事故后評估功能也為事故處理提供決策支持,實現管線信息管理的科學化和自動化。系統的總體架構如下圖所示。

3.海洋石油平臺溢油應急管理

海上溢油突發事故應急管理是一項巨大的系統工程,涉及到多個對象、更大范圍,一旦發生事故可能造成巨大的環境污染及跨國糾紛。因此,這就要求海上石油平臺的應急管理信息系統功能更加完善,降低事故發生概率,減少溢油污染。

石油平臺溢油應急管理信息系統主要實現應急管理中的監測信息和應急資源的信息管理功能,應急物資優化調運和溢油擴散敏感區域應急管理支持功能,把屬性數據與空間數據融合,使決策更加直觀。本系統綜合應用了GIS、RS、數據庫、軟件開發等多種先進的信息技術以及專業模型,以前端監測數據、空間地理數據、相關屬性數據為基礎,提供海洋石油平臺溢油事故應急處置及決策分析,提高事故處理的科學性和時效性,為海上石油平臺的應急指揮提供了重要的技術支撐。

隨著信息技術的發展,GIS技術與物聯網技術、GPS技術、RS技術、納米技術以及生物技術等高新技術的發展及集成,使得石油行業信息化管理系統的功能更加完善,可實現多類型業務數據與空間地理數據相結合,從而進一步實現油田區域土地規劃、管網安全監控預警、突發事故應急及輔助決策分析等多維度管理。隨著“智慧油田”、“智慧管道”的發展,GIS技術作為其重要的技術支撐,必將在石油行業的信息化建設中發揮重要的作用。另外,GIS技術與企業現有信息化系統的集成, 能夠更加有利的提升GIS的應用價值,也必將使得GIS技術在未來的智慧油田建設及完善工作中得到更加廣泛的應用。

參考文獻

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關鍵詞:無機化學實驗;綠色環保模式;改革措施

無機化學實驗是化學專業學生進入大學后接觸的第一門實驗課程,對于培養學生的動手能力、創新能力具有重要的作用。近年來,隨著招生規模的不斷擴大,實驗室造成的污染也逐漸加重,當前無機化學實驗的主要目的在于鍛煉學生的實驗操作技能,而幾乎忽略了環保意識的培養。師范院校的大學生肩負著培養祖國下一代的偉大使命,因此在無機化學實驗中推行綠色環保模式,使環保意識深入人心顯得尤為重要。

1.努力提高學生的環保意識

當前中國作為最大的發展中國家,經濟飛速發展的同時也造成了環境的嚴重污染。高等師范院?;瘜W專業畢業的大學生將來大部分是未來的中學化學老師。在實驗中給學生灌輸環境保護的知識和理念,使他們認識到環境污染的危害性,學會正確處理實驗中產生的“三廢”污染,將會潛移默化地影響我們的下一代。因而對于21世紀的青年大學生,改變傳統思維方式,加強環保意識培養至關重要。[1]

2.跟隨時展,改革實驗內容

目前我們所用無機化學實驗教材中的內容和形式過于陳舊,重復內容多,試劑消耗大,實驗時間長,學生興趣低,不利于發展學生的創新思維和提高學生的創新能力,也不利于綠色環保理念的滲透。因此有必要合理調整實驗內容,認真選擇實驗項目,淘汰一些對環境污染較大的實驗項目,如硫化氫、氯氣等的制備實驗,毒性大的含汞試劑的性質實驗,盡量選擇低毒、污染小、價格相對便宜的試劑為原料的實驗。在鍛煉學生綜合實驗技能的同時,節約大量實驗藥品和實驗經費,最大限度地提高原料的利用率,減少污染源。另外教材應緊跟時展步伐,可以涉及一些納米材料合成的實驗。例如,以FeCl3為原料制備納米氧化鐵(Fe2O3),再進行納米材料與普通材料的對比,可以讓學生深刻感受到納米技術的好處,也激發了學生探索的精神。另外還可以增加與生活相關的實驗。例如,可以做生物體中幾種元素的定性鑒定實驗。

3.要正確處理實驗中的“三廢”

對于H2S、HCl等酸性廢氣,常見的處理方法是用堿液吸收,而NH3等堿性氣體用稀酸吸收,可以用點燃大量CO氣體轉化為無毒的CO2再排放。在密閉體系內做有毒氣體實驗時,在通風櫥氣體出口處加裝多孔性固體吸附劑,將有害物質吸附處理后再排放到大氣中。[2]此外,我們還可以在實驗室種植一些吊蘭、虎皮蘭、蘆薈等能凈化空氣的綠色植物。無機實驗中的廢渣主要是一些制備實驗的產物,應該集中在一起盡量回收利用,或者統一深埋處理。如,堿式碳酸銅可進一步進行熱分解反應和制備其他銅鹽。[3]無機實驗室中產生的“三廢”污染最主要是廢液。要有效處理每次試驗中產生的大量廢液,我們可以在分類回收的基礎上,做一個處理有毒廢液的知識庫,這樣可以提醒學生在做完實驗后還要做好后續工作。例如,在做ds區金屬實驗時,鎘、汞元素的廢液都是有毒的,因此實驗后廢液應倒入回收瓶,再進行處理。含汞鹽廢液應先調pH至8~10,然后先加過量的硫化鈉,再加硫酸亞鐵,這樣就可以使汞沉淀下來,過濾分離。[4]再如,我們在實驗室常用的鉻酸洗液失效后可以用高錳酸鉀氧化法使其再生,重復使用。

4.使用藥品要綠色化

在使用藥品時,我們要遵守5R原則,即減量(reduction)、重復使用(reuse)、拒用(rejection)、回收(recycling)、再生(regeneration)。[5]使用反應物時要盡量選擇無毒或毒性小的試劑。例如,可以用雙氧水、臭氧代替氯氣做漂白劑或氧化劑,硫代硫酸鈉代替硫化氫氣體做還原劑,用銅離子、鋅離子、氫氧根離子和硫離子代替毒性較大的鉛離子、銀離子、鉻酸根離子做沉淀劑,[6]在不影響實驗效果的前提下,降低成本,減少污染物的排放。萃取實驗常用乙醚萃取乙酸水溶液中的乙酸,但是乙醚沸點低,易揮發燃燒,安全性低,且用乙醚做萃取劑,用量大,成本高,易污染環境。若用水做萃取劑,從乙酸乙酯—乙酸混合液中萃取乙酸,實驗效果也很好。

5.進行微型或半微型實驗

微型實驗是20世紀80年代起源于美國的一種國際上公認的可以體現綠色化學理念的化學實驗的新方法新技術,其實際用量是常規的0.1%~10%。[7]這樣一來,與傳統實驗相比,消耗的藥品減少了,節約了開支,節省了時間,減少了污染。例如,在做Cu2+的鑒定實驗時,傳統實驗為取一滴0.5mol/LCuCl2溶液于試管中,加一滴6.0mol/LHAc溶液酸化,再加一滴0.5mol/L亞鐵氰化鉀溶液,實驗結果為有棕紅色沉淀產生,表示有Cu2+存在。我們只需要將普通試管換為小試管(10mm×75mm)即可做微型實驗:取一滴0.1mol/LCuCl2溶液于小試管中,加一滴2.0mol/LHAc溶液酸化,再加一滴0.1mol/L亞鐵氰化鉀溶液,結果同樣為產生明顯的棕紅色沉淀。[8]通過比較我們可以發現,微型實驗所需藥品濃度降低很多,這樣節省了藥品,減少了污染,而且不影響實驗結果。但由于所用的試劑很少,實驗中很小的誤差便會給實驗結果帶來較大影響,尤其是大一新生,基本操作還不熟練,所以實驗時必須加強指導、認真仔細檢查,盡量減小誤差。

6.采用連續實驗的方法

這是指將實驗順序做一個調整,將同一元素的實驗放在一起做,使前一反應的產物作為下一反應的反應物。將原來的產物轉化為反應物,不但減少了有毒物質的排放,還節約了時間和藥品,實驗的連貫性也增強了,有利于學生系統地掌握知識,構建知識框架。例如,實驗課本中將第一過渡系元素的性質實驗放在了重鉻酸鉀的制備、高錳酸鉀的制備、二氧化鈦的制備、鈷(Ⅲ)配合物的制備實驗前面,我們可以調整實驗順序,將這些物質先制備出來再進行第一過渡系元素的性質實驗,也可以在制備好一種物質時就直接做這種物質的性質實驗。[9]再如,在銅的氫氧化物實驗中,可以將生成的氫氧化銅留著,接著做氧化亞銅的生成和性質實驗。

7.采用全封閉的實驗系統

現在我們做有關硫化氫、氮的氧化物、氯氣等有毒氣體實驗時,對于廢氣通常都是未經收集處理便直接由通風櫥排入大氣中。這雖然能減少對實驗室的污染,但卻給大氣帶來污染,危害周邊居民的健康。若我們采用全封閉系統,可以把這些有毒氣體收集起來,進而轉化為無毒氣體,或者用試液吸收這些有毒氣體。例如,在注射器內進行銅與濃、稀硝酸的反應,將一氧化氮、二氧化氮收集在注射器內,再用氫氧化鈉溶液吸收,這樣就解決了有毒氣體隨意排放的問題。再如,做Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-的還原性試驗時,由于氯氣、溴蒸氣對人體氣管、肺部、眼、鼻、喉都有強烈的刺激作用,所以我們應在全封閉的體系內做實驗,收集廢氣,然后用NaOH溶液吸收。

8.計算機模擬實驗

在當今計算機水平如此發達的時代,化學實驗中也可以充分利用這一技術來幫助我們學習。這樣一來,大大激發了學生的興趣,尤其是對于元素性質驗證實驗。元素實驗所需藥品種類繁多,產物種類多,廢液廢渣不易處理,再加上由于做實驗人數多,時間長,有的藥品由于放置時間過長而被污染或失效,從而使得實驗現象并不明顯。但若借助計算機教學,學生通過聲音、動畫、文字等,達到身臨其境的效果,這樣學生會加深印象,更好地掌握知識點。例如,在剛進實驗室的第一節課,我們就可以利用多媒體教學來學習無機化學實驗操作,使學生了解化學實驗的規范操作和錯誤操作,以加深印象。再如,在做ⅠA、ⅡA元素的焰色反應時,要求用到鉑絲,但由于鉑絲價格昂貴,難以實現。但若用鐵絲代替則影響實驗效果,這時我們可以利用計算機模擬實驗來觀察LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、SrCl2、BaCl2溶液在氧化焰中灼燒的火焰顏色,這樣觀察起來結果清晰、準確。與傳統教學相比較,實施計算機模擬實驗,做到了零污染、零投入,對于那些毒性較大、易燃易爆、存在安全隱患的實驗,無疑是一個很好的選擇。

9.改良實驗考核方法

合理處理“三廢”是山西師范大學現在比較薄弱的一項工作,應該在每次實驗時都強調這一點,多加強這方面的訓練。傳統的考核制度并沒有將學生對“三廢”的處理情況列入其中,為了加強學生的環保意識,應將“三廢”尤其是廢液處理情況也作為考查內容之一,占到總成績的10%。這樣無形之中學生便會自覺處理廢氣、廢液、廢渣,營造一個好的實驗環境。隨著綠色化學概念日益深入人心,無機實驗的綠色改革也迫在眉睫。建設綠色化學實驗室、加強學生的環保意識是一個漫長的過程,任重而道遠,需要對規章制度的完善和對儀器設備的改進,需要加強對實驗室工作人員的環境意識和綠色化觀念的灌輸,需要我們共同的努力。

參考文獻:

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[7]吳茂英,肖楚民.微型無機化學實驗(第二版)[M].北京:化學工業出版社,2012.

[8]北京師范大學無機化學教研室等編.無機化學實驗(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2001.

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論文關鍵詞:新興產業,文獻綜述,政策建議

一、新興產業的概念及起源

1新興產業的概念

新興產業是指隨著新的科研成果和新興技術的發明、應用而出現的新的部門和行業?,F在世界上講的新興產業,主要是指電子、信息、生物、新材料、新能源、海洋、空間等新技術的發展而產生和發展起來的一系列新興產業部門。

2新興產業的研究的起源

研究新產業的成長最早可以追溯到17、18世紀間以威廉·配第、亞當·斯密為代表的古典經濟學家,古典經濟學之父亞當·斯密在其經典著作《國民財富的性質和原因的研究》中提出了市場分工理論。他寫道:“分工起因于交換能力,分工的程度,因此總要受交換能力大小的限制,換言之,要受市場廣狹的限制。”,這段話被后來的經濟學家稱之為斯密教條,斯密定理即由此而來?,F代國外學者對于新興產業成長和培育的研究主要集中在關于政府的作用以及市場需求的影響因素上。

3新興產業的行業特征

新興產業區別于傳統產業,我國經濟學家,中國人民大學商學院李悅教授在產業結構與產業政策講話的第五講《新興產業與傳統產業結構》中提到了,新興產業的主要特征是:第一,開始建立時產值比重不大,但生產增長率高;第二,多是技術知識密集型產業,科研經費高,職工的科技水平高;第三,產品的附加價值高;第四,對于國民經濟現代化具有較強的推進和帶動作用。

結合新興產業的行業特征,發展新興產業具有重要的意義:首先,技術的創新與新興產業聯系在一起,技術創新可以產生新興產業,發展新興產業也可以促進技術的創新。伴隨著最近二十年間發生的諸多技術革新,出現了信息、生物技術、納米技術等一系列新興產業;其次,新興產業作為社會新專業生產或專業服務的集合,是社會生產分工發展的最新成果。發展新興產業可以加快社會分工發展變化的過程,由原有產業間分工結構逐步衰退、消亡,新的產業間分工結構逐步形成、發展;第三,新興產業作為一種新的供給力量,其產品適應了市場需求變動的新趨勢。發展新興產業可以推進和帶動國民經濟。

二、新興產業的發展理論

1國外關于發展新興產業的理論研究

20世紀中后期,學者開始研究新興產業的發展,典型的兩大理論是:

(1)“TFP全要素”理論。20世紀50年代中期,美國麻省理工學院教授索洛建立其模型,即經濟增長中減去資本和勞動的貢獻率后,即為技術進步對經濟增長的貢獻,稱之為全要素貢獻率(TFP)。TFP通過假設將復雜的經濟問題簡化處理,主要包括:市場條件為完全競爭市場;技術進步是中性的;生產要素投入主要是資本和勞動,且資本和勞動在任何時候都可以得到充分利用等。由于此前提假設帶來了TFP在使用上的局限性:首先,要求資本、勞動力得到充分利用,這與實際生產情況差別較大;其次,借助經濟計量和數學推導,用總生產函數間接地測定“余值”作為技術進步的貢獻?!坝嘀怠辈粌H包含了狹義的技術進步,還包括了其它因素的影響.如市場環境的改善、自然災害的減少、勞動質量的提高等。如果不能區分這些因素,將直接汁致技術進步貢獻力的高估。雖然TFP理論存在弊端,在經濟國際化的大趨勢下,經濟增長成為各國在全球經濟競爭中生存的重要條件。

(2)新經濟增長理論。20世紀80年代中期,以羅默和盧卡斯為首的一些經濟學家開始探討用新的理論來解釋經濟的增長,強調經濟增長不是外部力量而是經濟體系內部力量,尤其是在內生的技術變化。新經濟增長理論認為,只有資本的不斷投入和勞動力的持續增長,經濟未必保持持續增長。因此,盡管某些特定的技術突破可能是隨機出現的,但技術的整體增長同投入的資源成正比;技術進步可以提高投資的回報率,具有遞增的邊際生產率。

“TFP全要素”理論和新經濟增長理論都強調了技術在經濟增長中的重要地位,而新興產業的主要特征就是技術知識密集型產業,因此兩大理論為新興產業的發展提供了理論基礎。

2國內關于新興產業發展的研究

國內學者結合產業結構調整、產業發展等問題,對新興產業及扶持政策、主導產業及主導產業的培育與選擇問題進行了大量研究。

張勝榮、金高峰在《新興產業的競爭戰略》中提出了新興產業進行戰略選擇時的幾條建議,首先要塑造產業結構,要從整個產業的角度出發,和其他新興產業一起尋求和制定游戲規則。其次,正確對待產業的外在性,在新興階段,企業自身的成功在某種程度上依賴于產業中的其他企業的發展。還要選擇正確的進入時間,進入過早或過晚都對企業都會產生不利影響,一般認為,早期進入新興產業是有利的。最后,掌握預測技巧,圖景方法是一種非常有用的工具。

黃南在《世界新興產業發展的一般規律分析》中指出,產業政策的正確引導是新興產業崛起的重要手段。他在分析了很多國家和地區的產業發展歷程后認為,制定合理的產業政策,通過產業政策的積極引導,可以促進各種要素資源向新興產業的集中和傾斜,這確實是發展新興產業的一種十分有效的手段。

關濤、張永岳在《新興產業群的發展與產業經濟學的學科思考》中討論了新興產業群出現的必然性,發展新興產業群不應該盲目地模仿日本或者歐美的做法,產業組織和產業結構同時應該成為我國產業經濟學關注的核心,并應該據此形成我國產業經濟學的特定學科范式。

他們還提出了,體制性障礙的存在是我國新興產業群的一個重要特征,伴隨著新興產業群的發展,體制性障礙這一問題會進一步突出。

林文在《戰略產業演變機理及產業培育可行性分析》一文中得出戰略產業形成的重要結論:需求收入彈性大,關聯效果強的產業易演化成新的戰略產業。并且認為戰略產業主要培育時期是產業發展的幼稚階段和成長階段。在幼稚階段應該主要是確定研究與開發戰略推動技術發展;在成長階段應該主要培育產業和市場的規模。他將戰略產業的轉換機制分為兩部分,第一步是由科學技術孕育戰略產業,第二步是戰略產業發展成為支柱產業。

總的來說,國內對于新興產業的研究只是停留在理論的層次上,并沒有提出切實可行的政策建議和具體的發展措施,也沒有提出像國外“TFP全要素”理論和新經濟增長理論那樣的發展理論,雖然已經有學者把上述理論運用與我國的現實相結合,但是由于我國特殊的國情,國外的理論在我國還是存在一定的局限性,這在一定程度上制約了國內新興產業發展理論的創新。

三、新興產業發展與政府之間的的關系

現代國內外學者對于新興產業成長和培育的研究主要集中在關于政府的作用的影響因素上。

在分析政府在新興產業發展中的角色時,國外與國內理論出現了明顯的分歧。一方面,國外的學者認為政府在新興產業的發展中作用輕微,新興產業的發展更多的的是依靠市場競爭;另一方面,國內學者則認為政府在新興產業的發展中是直接干預者。兩種截然不同的觀點主要是由于我國的特殊的經濟體制決定的,我國還沒有完全實現市場經濟體制,政府在企業的發展中的作用還是重大的。我國在發展新興產業的過程中應該逐漸完善市場經濟體制,使企業完全參與到市場的競爭中去,只有這樣,我國的新興產業才能在世界經濟中占有一席之地。

新西蘭學者TobyHarfield在《新興產業的競爭與合作》一文中主要研究了新興產業對于追求利益的競爭和行業間合作關系的處理,并說明在新興產業出現的過程中,相對于政府的鼓勵措施,市場競爭對于新興產業的發展更為必要。

美國學者NicolePohl于2005年4月發表《日本產業振興一政府角色與市場的平衡》,探討了日本產業振興合作組織(IRCJ)作為政府調控市場的一個半公開組織的目標以及與市場的關系,分析了產業振興合作組織由于功能不是很明確,在產業的擴大再生產方面不能達到預期目的,相反,該組織的目標只是提供一個區域性的安全網絡。

郭輝勤在《新興產業亟須政府干預》認為,目前以演繹西方理論為主的企業核心競爭力理論同我國的現實脫節。要振興我國的新興產業僅僅依靠企業自發的能力修養無濟于事,必須由政府直接干預。政府干預不是僅指一般意義上的宏觀調控、政策導向、減免稅收和扶持資助。具體來說,就是要吸收計劃經濟的優點由國家直接創建、掌握和控制一批新興行業的國有企業,還要借鑒市場經濟的優點,把研發、制造、服務等繁雜的環節通過競標外包的形式甩給社會企業,籍以迅速形成一批由這些國有虛擬企業為龍頭的新興產業群落,整體提升企業的核心競爭能力。

陳洪濤、施放等在《基于政府作用的新興產業發展研究》中導出了政府對新興產業作用的模型,接著詳細闡述新興產業發展水平衡量因素及政府行為的作用程度評價指標,指出當前我國政府在產業政策、產業激勵政策、外部環境和國際合作四個方面,對新興產業發展的支持方式的重要性。

四、寫作思路

通過對新興產業發展理論的文獻綜述,對國內外的理論研究有了一定的了解,應該說國內在新興產業方面的研究還是不夠的。我打算選取具體的某一個具體的新興行業作為研究對象。

首先,要界定這一行業,發展的必要性。

其次,運用產業結構,產業組織學知識,從市場容量、創新條件與環境、投入要素的供給狀況和政府政策、其發展前景等方面分析這一行業的市場結構,上下游產業鏈以及在整個經濟中的地位;

第三,結合文獻綜述部分分析國內外關于扶植發展這一產業的政策措施及發展歷程;

第四,找出存在的問題,提出自己的建議。

參考文獻

1 亞當·斯密.國民財富的性質和原因的研究[M].商務印書館,2002

2 張勝榮、金高峰.新興產業的競爭戰略[J].特區經濟,2008,(5).

3 黃南.世界新興產業發展的一般規律分析[J].科技與經濟,2008,(10).

4 關濤、張永岳.新興產業群的發展與產業經濟學的學科思考[J].貴州社會科學,2007,(2).

5 林文.戰略產業演變機理及產業培育可行性分析[J].資源·產業,2005,(2).

6 郭輝勤.新興產業亟須政府干預[J].經營與管理,2004,(7).

7 陳洪濤、施放.戰略產業演變機理及產業培育可行性分析[J].西安電子科技大學學報,2008,(7).

篇9

關鍵詞 基礎教育;創新思維

一、何謂創新

近代以來人類文明進步所取得的豐碩成果,主要得益于科學發現、技術創新和工程技術的不斷進步,得益于科學技術應用于生產實踐中形成的先進生產力,得益于近代啟蒙運動所帶來的人們思想觀念的巨大解放??梢赃@樣說,人類社會從低級到高級、從簡單到復雜、從原始到現代的進化歷程,就是一個不斷創新的過程。不同民族發展的速度有快有慢,發展的階段有先有后,發展的水平有高有低,究其原因,創新能力的大小是一個主要因素。

什么是創新呢?創新是指以新思維、新發明和新描述為特征的一種概念化過程。具體指的是,以現有的思維模式提出有別于常規或常人思路的見解為導向,利用現有的知識和物質,在特定的環境中,本著理想化需要或為滿足社會需求,而改進或創造新的事物、方法、元素、路徑、環境,并能獲得一定有益效果的行為。

創新一詞最早起源于拉丁語,它原意有三層含義,第一,更新;第二,創造新的東西;第三,改變。創新是人類特有的認識能力和實踐能力,是人類主觀能動性的高級表現形式,是推動民族進步和社會發展的不竭動力。一個民族要想走在時代前列,就一刻也不能停止創新。創新在經濟,商業,技術,社會學以及建筑學這些領域的研究中有著舉足輕重的分量。

創新從哲學上說是人的實踐行為,是人類對于發現的再創造,是對于物質世界的矛盾再創造。人類通過物質世界的再創造,制造新的矛盾關系,形成新的物質形態。發現與創新構成人類對于物質世界的解放,為人類自我創造及發展的核心發展的矛盾關系。只有對于發現的否定性再創造才是人類產生及發展的基本點。實踐才是創新的根本所在。創新的無限性在于物質世界的無限性。

在社會學領域,創新是指人們為了發展的需要,運用已知的信息,不斷突破常規,發現或產生某種新穎、獨特的有社會價值或個人價值的新事物、新思想的活動。創新的本質是突破,即突破舊的思維定勢,舊的常規戒律。創新活動的核心是“新”,它或者是產品的結構、性能和外部特征的變革,或者是造型設計、內容的表現形式和手段的創造,或者是內容的豐富和完善。

二、創新思維的含義及作用

上文中我們知道了創新的含義,接下來筆者將引入創新思維的概念。在此之前,先來談談思維的概念。

思維它有多種形式,思維有多種形式,有抽象思維、概念思維、邏輯思維、形象思維、意象思維、直感思維、社會思維、靈感思維、反向思維、相關思維等等。創新思維是其中的一種。

那什么叫做創新思維呢?創新思維是指以新穎獨創的方法解決問題的思維過程,通過這種思維能突破常規思維的界限,以超常規甚至反常規的方法、視角去思考問題,提出與眾不同的解決方案,從而產生新穎的、獨到的、有社會意義的思維成果。

通俗來說,創新思維就是不受現成的常規的思路的約束,尋求對問題的全新的獨特性的解答和方法的思維過程。不要受什么約束,要全新的。尋求對問題的全新的獨特的解答,這樣的思維過程叫創新思維。創新思維它是相對于傳統性思維、是所有人都有的。但是,不是所有的人都能夠運用它,大量的創新思維被埋沒了。人們常常被傳統性的思維,常規性的思維占了主導,從而導致創造力沒有發揮出來。

創新性思維對一個國家、一個民族來說十分的重要。創新思維是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。迎接未來的科學技術挑戰,最重要的是堅持創新,勇于創新。相對論之父愛因斯坦在美國高等教育紀念高等教育300周年的紀念大會上,有一段這樣的講話。他說,沒有個人獨創性和個人志愿的統一規格的人所組成的社會將是一個沒有發展可能的不幸的社會。管理大師德魯克他說,對企業來講,要么創新要么死亡。我們人類社會就是一部創新的歷史,人類社會發展的歷史,就是一部創新的歷史,就是一部創造性思維實踐,創造力發揮的歷史。

三、基礎教育中的創新思維

1.創新思維在我國基礎教育中的作用

創新思維對我們培養人,培養人才,培養高素質的人才有著非常重要的作用。由于我國長期處于舊的教育制度之下,創新思維不夠。我們的國家很難培養出具有創造力的新型人才。所以給我們的中國教育,尤其是基礎教育,提出了一個非常重要而嚴峻的課題。我國的基礎教育要培養學生的創新思維,最大限度的發揮學生的創造力。

2.如何在基礎教育中運用創新思維

首先,應該是教育觀念的創新。擁有相對成熟而又開放的教育觀念,是教師走向成熟的基本標志。教師一方面立足自身教育生活經驗的積累,不斷反思總結、提升;另一方面,積極接納外在的優秀教育理念,保持個人教育思想空間的源頭活水,在個人教育經驗與外在教育知識的不斷交流碰撞之中。獲得個人鮮活的教育理念的生長、生成。

在培養學生的創新思維中,有幾個障礙需要克服。一是思維定勢。一個人的思維一旦定在那兒了,就會鉆進牛角尖出不來,那么創新思維就不可能展現出來。為什么思維會進了牛角尖,進了死胡同,出不來呢?這個思維定勢是怎么產生的呢?一是服從權威,二是從眾心里在作祟。權威說過了,我們就沒法說了,我就定在那兒了。從眾心理,就是個體順應了群體,盲目地有理無理地順應了群體,順應了先驗,我過去是這樣的,我的思維也定在那兒

除了順向思維以外,我們還有逆向思維,也叫反向思維,倒過來思維。美國著名的物理學家費曼,有個著名的叫費曼設想《在底部還有很大的空間》。說的是,我們從小都聽過鐵棒磨成針的故事。我們的思維都是把這個大的物件加工拆分成小的物件。費曼這個物理學家就提出,可以把很小的東西加工成大件,這是一種逆向的思維。二十世紀80年代出現了納米技術,就是根據費曼設想來的。除了逆向思維以外,還有轉向思維。轉向思維包括前向思維,后向思維,由上而下的思維,由下而上的思維。

其次,應該是個人知識的創新。作為教師,知識更新的問題不再只是一種外在規定,而成了一種內在需要,敢于面對知識更新的時代需要,開放自己的知識結構,有選擇地吸納能提高個人綜合素養、更好地引導學生的知識,以一種“活到老,學到老”的生存姿態,去實踐“教學相長”這古老的教學格言。

百年大計,教育為本。教育大計,教師為本。教師是教育創新的主體,廣大教師,要率先垂范,做先進生產力和先進文化發展的弘揚者和推動者,做青少年學生健康成長的指導者和引路人,努力成為無愧于黨和人民的人類靈魂的工程師。教師要不辜負人民的希望和重托,牢記神圣使命,志存高遠,腳踏實地,默默耕耘,國敬業的楷模,努力辦好讓人民滿意的教育。身為教師要加強自身的思想道德修養,學為人師,行為世范,做學生的表率。要做到生命不息,學習不止,嚴謹篤學,與時俱進,做終身學習的先行者。

在教育過程中,教師和學生都是最主要的要素,兩者缺一不可;不能強調一方面的作用,而忽視另一方面的作用。正確的師生觀應該是教師起主導作用,學生起主體作用。教師在教學和學生學習過程中不能當旁觀者,而要積極地引導學生學習,要嚴格要求學生,使學生獲得扎實的基礎知識和得到較好的訓練。因此,新型的師生觀對當代教師提出了更高的要求:要具備教師的職業意識和職業道德;要有較強的業務能力;要具有較好的心理素質和思想素質。只有如此,才能形成融洽的師生關系。“沒有愛就沒有教育,沒有興趣就沒有學習”。

第三,應該是教育方法的創新。教師的教育創新最終要落實到教師的教育行為之中。落實到教師的教育方式方法之中。當然,教師的教育行為創新,不是為創新而創新,而是在觀念和知識引導之下的創新,是有內涵的創新。新本身不是一種價值,只有當教師行為的創新真正體現時代教育發展的需要和個人對教育的真知,這種創新才是我們所追求的有價值的創新。

總之,創新思維是一種按不同方向思考問題、多種途徑解決問題的思維方式。在基礎教育中培養學生的創新思維,有助于他們主動地、獨創地發現新事物,提出新見解。創新思維的提出,更新了學習者的學習觀念,是學生學習方式的革命,是學生生存與發展的基礎,是實施素質教育的重要內容,是未來人才的必備素質。

參考文獻:

[1]姚本先.大學生心理健康教[M]育.北京師范大學出版集團.安徽大學出版社,2012:272-275.

篇10

Abstract: Starting from the concept of "Green", the article presents the concept of Green Residential Area, and sums up the standard system of Green Residential Area widely used in society, and evaluates its shortage.

關鍵詞: 綠色住區;概念;標準

Key words: green residential area;concept;standard

中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)05-0068-03

0 引言

步入21世紀以來,隨著人類對生態環境的關注,生態與可持續發展的思想已越來越成為新世紀人類社會的共識。在世界范圍內,綠色建筑的概念正逐漸深入人心。在我國,處于高速城市化進程中的人們也在這樣的國際勢下也不斷的反思和總結,生態建筑、綠色建筑觀念不斷的被提出和研究。

從《綠色中國生態住宅技術評估手冊》、《綠色奧運建筑評估體系》到《綠色建筑評價標準》提出與建立都代表我國在綠色建筑領域的重要探索的成果。

我國的建筑能耗占到了全國能耗的四層以上,而在這個數字中住宅部分又占到了相當的比重,且重要性很高,但是關于綠色住區的“綠色度”評價尚沒有統一的標準,本文從闡明綠色住區的概念出發,總結了當今常用的綠色住區的評價標準,希望能為關于綠色住區的相關研究提供基礎。

1 綠色居住區的基本概念

1.1 “綠色”概念的起源和發展 “綠色”的概念在很早以前便被人所熟知和發展。自西方工業革命以來,隨著新興技術的大力發展伴隨著的生產力的大幅度提升,人類干預和破壞地球自然生態的活動越加強烈。同時,人們在改造自然的過程中對自然環境的巨大破壞也導致了日趨嚴峻的生態危機的產生。到了20世紀60年代末,人們普遍開始意識到生態危機已經成為影響人類生存的最大的危機之一,并展開了對人與自然和諧共處的辯證關系以及人類在這個星球上所擔負的社會責任問題等問題的思考,并基于此提出了“綠色”思想的輪廓。

1962年,由美國著名陸地生物學家雷切爾·卡遜發表其著作《寂靜的春天》一書,首次披露并展現了如果放任當時人們繼續破壞生態環境的情況,若干年后可能出現的可怕前景,這部著喚醒了美國乃至全世界人民對環境保護意義的重新審視,促使了世界范圍內環保事業的發展,并對傳播“綠色”概念及推動“綠色”運動起到了重要作用。

1972年,由來自10個國家的約30人所成立的羅馬俱樂部,提出了名為《增長的極限》的報告。再次給當時社會的傳統發展模式敲響了警鐘,并被評為與《寂靜的春天》齊名的重要大眾環保著作。該報告首次闡述了關于地球的容量是有限的、一味發展經濟而無視對自然環境破壞的事實必將導致地球災難性的崩潰等概念,將生態環保問題納入了應由全人類共通解決的問題范圍內。

在當時面臨世紀之交,人口數量爆炸與人類活動規模的膨脹己將人類對環境的影響擴展與深入到全球的情況下,《增長的極限》的出現導致了世界范圍內“綠色”意識的覺醒和爆發,國際社會開始對環境保護事業投入大量的關注,同時,“綠色”理論和概念開始作用于指導社會發展的各個方面,并一直在各行業中扮演著重要角色。

1987年,隨著世界環境發展委員會發表的《我們共同的未來》的報告,標志著可持續發展觀的正式形成,至此成為“綠色”的核心含義。綠色概念的發展已步入成熟階段,綠色模式的發展已成為歷史發展的必然趨勢。

1.2 綠色住區的基本概念 1992年,里約熱內盧聯合國“環境與發展會議”召開,會議通過的“21世紀行動議程”中提出了促進人類住區可持續發展的舉措。1996年,伊斯坦布爾舉行的聯合國第二屆人類住區大會,提出了兩個主題:“人人享有適當的住房和日益城市化進程中人類住區的可持續發展”,在新的社會背景之下更加確定了綠色住區的可持續發展宗旨[1]。

縱觀“綠色”思想的形成過程,結合住區理論與“綠色”概念的實際含義,可以得知綠色住區的概念原型應該是由“綠色”概念中可持續發展理論與基本住區設計理論的結合產生,同時受到“綠色”建筑概念的影響成為綠色建筑體系的重要組成部分,并逐步由住區內微觀具體的建筑綠色模式發展至宏觀的整體住區,最終形成綠色住區概念,即可持續發展下的人類聚集地。

具體來說,綠色住區的建設基本原則是自然生態系統與人類生活的良性循環,從高效利用自然環境和保護環境的角度出發,在住區建設之始,以綠色技術為支撐,在使用過程中能夠最大限度地節約自然資源(節能、節地、節水、節材)、完成住區內資源自我循環維持,以達到保護環境和節約住區維護成本的目的,從而為人們提供經濟適中、環境優雅和生態平衡效益三效合一的人居環境。

1.3 綠色住區的基本特征 由居住區的基本概念得知綠色住區應具有高效、和諧、系統、動態、循環五方面特征。高效,指充分利用自然資源與文化資源實現聚居環境與建筑體系的經濟、生態、社會效益的最大化。和諧,指資源利用與保護、實現自然資源與文化資源可持續性相結合。系統,指將住區中的各要素與各層級納入到一個整體系統來考慮.動態,指順應時間與空間的動態發展規律。循環,指住區各系統資源的循環共生。

其中,高效與和諧是“綠色”的表象特征,系統、動態與循環特征均滲透其中,成為實現高效、和諧的內在特征。實現綠色住區的核心問題,即將住區各要素形成的生態循環體系、建筑節能體系、基礎設施維護體系、景觀評價體系、文化宣傳體系綜合形成新的整體系統,運用動態發展觀念,尋求其各自與整體資源的最佳平衡互進、循環共生,從而完成綠色住區的高效與和諧發展。

2 “綠色”住區的評價標準

2.1 “綠色”住區評價的基本概念 綠色住區的實質是要營造一種在經濟高度發展的同時仍然保持人與自然和諧共生的住區環境,其設計之初就要考慮社會、經濟、生態環境等諸多領域之間相互聯系、相互制約的復雜情況。

同時,綠色住區系統在建立成功后需要達到的目標遠遠多于傳統意義上的住區系統,這就決定了針對綠色住區的分析評價工作具有綜合性、整體性以及多學科交叉的特點,綠色住區系統中對其包含的各學科進行分類評價的工作是對相關設計方案擇優評價的基礎,這也是“綠色”住區評價的基本概念。

2.2 綠色住區的評價體系與標準 目前“綠色”住區在國際上的評價體系尚處在發展階段,而“綠色”建筑的評價體系發展相對成熟,通過對如英國的BREEAM,美國的LEED,加拿大的GBTool等評價體系的研究后可以發現,這些評價體系發揮的基本作用十分相似,只是在各國具體國情的影響下,其中的評價項目的制定有所區分。

但是總體關注的焦點依然是圍繞環境質量,使用者的健康狀況和經濟平衡這三個方面,以及設計、規劃和管理這三種手段,評價機制包括指標項目、評價標準(一般以現行國家或地區規范以及公認的國際標準作為參照和準則)、執行評價3個方面[2]。

現今我國的綠色住區的標準可以在2009年《廣東省綠色住區標準》的基礎上,關于綠色居住區的評價標準主要由規劃設計,建筑工程,建筑材料,生活能源,住宅功能,環境建設,物資消耗,物業管理,文化藝術,住宅產業這10項基本指標組成。

2.2.1 綠色住區的規劃設計標準 規劃設計標準包括:

第一,在區位和用地方面首先要符合當前城市的總體規劃,與周邊環境相協調;對場地內原有適宜的地形、地貌、植被和自然水系要積極保留,住區建成后還應對洪澇、泥石流、滑坡等自然災害有一定的抵御能力。

第二,住區內建筑物規劃需合理布局,需全面考慮建筑物的朝向、采光、日照、通風等情況,主要居住用建筑的房間朝向盡量滿足南北向或接近南北向;容積率、綠化率及建筑密度要符合規劃要求,避免超度開發。

第三,住區內交通要與外部交通相連接,住區與最近公共交通接駁站(如公交站、地鐵口、公共自行車租賃點等)的直線距離控制在500米以內;住區內要形成人車分流,流線有序的交通系統,防止安全隱患的出現,住區內主要車行道設置應盡可能遠離住宅樓,以減少車輛尾氣及噪音對居民生活的影響;在住區內建筑出入口、住區道路接駁處等主要公共場地內應設置完善的無障礙設施,形成室內外無障礙設施的連接與貫通;消防車道設計為隱蔽式,在不妨礙消防車通行的情況下車道內可以種植草皮作為公共休閑綠的一部分;住區內停車場車位需充足,滿足住戶/車位比不小于1:1,室外停車場宜采用透水磚鋪設并輔以綠化為車輛遮陰。

2.2.2 綠色住區的建筑工程標準 綠色住區在建筑設計方面因遵循以下幾個要求:

第一,住區內建筑物在布局時要考慮當地的氣候特征,建筑護結構選用輕質材料,形成開敞式大空間建筑空間類型,提高室內熱循環效果;

第二,在住區出入口、各主要道路以及公共活動場地的鋪裝要選取平整,防滑的材質并符合相關無障礙設計要求;

第三,建筑物立面設計要與周邊環境相協調,造型設計簡潔美觀。建筑結構設計要結合當地生態環境,充分利用現有光能、風能建立相應設備;住房內各功能空間布局需緊湊,給排水、燃氣、電氣、空調等設備及其管線布置合理,對于部署在室外的管線要安裝隱蔽措施,避免出現空間的浪費,以期符合國家相關節能、節水、節才要求規范。

2.2.3 綠色住區的建筑材料標準 住區內建筑外墻和屋面應采用具有蓄熱系數高、導熱系數低、憎水性強的節能材料,杜絕使用實心粘土磚;室內裝飾可選擇含有納米技術、氣凝膠技術或生物化學技術等高新技術的裝飾材料。

如利用納米材料的高吸附性的特征,開發出可抗菌殺菌,除臭凈化室內空氣且具有高度自潔能力的墻材;利用二氧化硅氣凝膠自身低密度、低導熱率和折射率的特點,建造環保型高效保溫、輕質、隔聲的墻材。

在常規室內材料的選擇上,需按照國家頒布的相關10項“室內裝飾裝修材料有害物質限量”標準,選擇對人體健康和人身安全無害的裝飾材料。

2.2.4 綠色住區的生活能源標準 為保證綠色住區內的生活能源利用最大化,在結合各地住區實際自然資源和氣候條件情況下,普及安裝可以利用太陽能、地熱能、風能的設備,如太陽能熱水器、住區內照明系統采用利用太陽能或風力發電的照明設備;建立住區雨水收集循環利用和中水處理系統,完善住區水資源的循環使用;實現太陽能光熱(光電)系統實現與建筑一體化。

2.2.5 綠色住區內綜合環境建設標準 住區內噪聲控制等級在白天≤50dB,夜間≤40dB,對臨街區域受噪聲干擾較大的居住樓,需安裝膈音性能好的雙層玻璃、中空玻璃或隔音圍護設施,減少噪聲污染對住區內居民的生活影響。住區內不得設立任何空氣和噪聲污染源、無揚塵污染源、空氣中總懸浮顆粒物數量和可吸入顆粒物數量控制在國家標準以內;住區內地面盡可能選用透水性良好的鋪裝材料,保持室外綠地有一定面積的土壤具有良好的通透性。住區內排水系統需實行雨污分流的排水體制,通過兩條管道分別將住區產生的生活污水引入市政污水處理系統,而將雨水通過雨水管道直接排入河道,在水資源緊缺地區可加強雨水的收集利用工作,建立相應的雨水收集儲藏庫,作為住區內景觀用水或道路清潔用水儲備。

住區內綠化質量標準應滿足:綠地率≥35%綠地率≥35%,綠地覆蓋率≥70%,人均公共綠地不低于1平方米;喬木多選種遮陰效果良好的闊葉樹種,盡量保證每百平方米內喬木數量不小于3株;積極開發住區內建筑屋頂、墻面以及陽臺的立體綠化,利用墻面植物的蒸騰、光和作用對太陽輻射起到吸收、控制、調節的作用,令建筑外側圍護結構的受熱量大幅衰減,從而降低室內空間的溫度同時亦可減低建筑物外墻對周邊環境的熱輻射影響,擴大住區綠化面積提升住區整體綠化量。

通過開發屋頂綠化,還可以進行一定的雨水量收集分流,減輕地下管網的壓力。

2.2.6 綠色住區的物資消耗標準 住區內產生的如果皮、樹葉等具有易腐蝕性的生活垃圾,可以就地掩埋于小區綠化中,通過自然分解的手段將其轉化為肥料,降低住區垃圾處理的成本,減少對住區環境的污染并能滿足住區生活垃圾處理無害化、減量化和資源化處理的原則;對于住區內產生的無法自然降解的居民垃圾,如廢舊家具、廢舊電器、過期書報等,要實行垃圾分類收集方式,對于住區內產生的廢舊電池,要集中收集并定期送往專業部門處理,防止垃圾的無序傾倒造成二次污染。

3 總結

當今社會,綠色象征著生命、象征著健康、在綠色建筑的發展已經成為21世紀建筑發展的趨勢時,發展綠色住區是人們普遍的要求,這是當今世界環保的普遍趨向。人們對污染日益嚴重的城市環境感到越來越不能忍受,當人們經濟條件達到可以自由選擇居住地和追求環境優美的住宅時,必然產生巨大而持久的需求[3],由此可見,綠色住區的發展具有很大的空間潛力。

如何在住區建設過程中、營造出即符合當地生態自然情況,又具有自我更新能力,能夠提供舒適使用空間的場所,是我們在綠色住區的實施過程中必須關注的實際問題。

我國綠色住區行業的發展尚處在起步階段,主要原因在于:

首先是開發商及設計人員對“生態”、“綠色”住區的概念缺乏全面系統的認識和理解,當前環境下許多所謂的“綠色”宣傳口號僅僅局限于住區環境綠化量的增加以及園林小品造型的自然化上,將“綠色”住區簡單的理解為充滿綠量的住區,這些住區的景觀看起來很美,但是卻很少從居住者的健康需求入手,在這些華麗的景觀背后缺少了對實用性以及綠化隊小氣候等方面的影響的考慮,從本質上說,就是并沒有理解“綠色”住區的真正內涵。

其次,由于我國“綠色”住區的設計創建工作尚處在初級階段,且“綠色”住區的的評價涉及到了多學科的交錯,其中蘊含的指標選擇,評價體系的構建等工作極為復雜,與發達國家綠色住區的相同因素比較,我國住區生態標準的量化還很不夠,主觀評價多,可操作性較差;有的指標很多小區還無法做到,如住宅產業化、廢棄物處理等,有的指標還需要商榷[4]。

總體來看,綠色住區評價體系的標準化研究是一個地域性和階段性相結合的問題,不同地方應根據自身具備的生態環境、人文環境及經濟環境制定符合實際情況的“綠色”住區評價體系。我們可以從中國自身的實際情況出發,通過借鑒國外一些成熟的生態社區或綠色建筑的相關研究成果,建立一套以政府調控為手段,以科學理論為支撐,以居住者實際居住體驗為主體,營造出有機可持續性的住區喜用,達到人與自然的真正和諧統一。

參考文獻:

[1]王晶.我國現代鄉村綠色住區規劃與設計初探[D].西安建筑科技大學,2007.

[2]卓剛.從綠色住區標準看住區生態存在的問題[J].中國園林,2007,(7):15-16.