民用开发（精选七篇）
民用开发 篇1
1.1 航天民用项目管理现状
航天民用项目具有投资和建设规模大、周期长、技术复杂、参与单位多、组织实施困难、项目分布广等特点, 项目管理涉及工程信息种类繁多、沟通频繁、管理难度大, 亟需建立一套适合大型、多项目管理的工程项目信息管理解决方案。尽管我国大型工程项目中的管理信息系统应用已取得很大进步, 但针对特定行业或企业还存在很多问题[1]。
1) 国内外大部分系统都不能很好地解决进度控制、质量控制、投资控制等信息集成问题, 更多地侧重功能, 缺乏针对行业的信息集成解决方案。如P3主要是为工程项目的进度控制工作服务, Median Prolog主要是为工程投资控制工作服务等。
2) 我国工程项目管理体制和模式与国外存在较大区别, 必须研发与国际接轨、适合我国国情和行业管理特点的信息系统, 从根本上提高我国大型工程项目管理水平和效率。
3) 国内大多数开发公司缺乏对大型工程项目管理的深入理解, 不能提出完整的项目管理解决方案, 代码可用性、可重复性差, 浪费了大量人力、物力和财力。
4) 系统可操作性差, 对用户工程管理和计算机操作水平要求高, 不具备支持管理决策的直观图形和报表等功能。
中国航天科技集团民用企业规模日益增长, 产品种类不断丰富, 项目投资数量日益增多, 跨地域交流日渐频繁, 对项目信息管理而言, 目的不仅在于信息获取、传输, 根本在于信息的处理和把握, 最终促进管理与决策。由于地域分散, 集团、院、厂所等对项目的管理在很大程度上相互独立, 信息处理大多是手工完成, 工作量大、处理不及时, 造成重复劳动、管理效率受限、资源浪费等问题, 因此对航天民用项目进行科学管理就显得尤为重要。随着网络技术和工作流程技术的不断发展, 为解决上述问题提供了基础和保障, 因此基于web和工作流程的航天民用项目管理信息系统应运而生。
1.2 系统建设意义和必要性
针对航天民用项目管理特点, 有必要利用计算机、通讯等先进手段, 构建一套适合航天企业特点, 通用性较强的项目管理信息系统, 提高管理效率和管理水平。[2]航天民用项目管理信息系统为航天科技集团公司各级项目管理部门提供了一个方便、快捷的工具, 实现了项目建议书、立项、可行性研究、执行到验收等关键节点的全过程管理。将科技项目管理工作搬到网络上来, 使科技项目管理工作更科学、规范, 具有较强的可操作性。另外, 还明确了项目管理者和承担者职责, 加强了主管部门等对项目管理和实施的监督检查。实现了对航天民用项目的有效管理和控制, 为项目管理职能部门和各级领导提供决策支持信息。达到协调项目进度、控制项目费用、提高工程质量的目的, 有效提高企业的经济效益和竞争能力。对规范航天民用项目管理工作具有重要作用, 同时, 对我国科技项目信息化管理工作具有一定的借鉴意义。
1.3 系统建设目标
系统旨在通过采用当前先进的信息技术和方法, 使经过处理的相关项目信息在整个集团内正确、及时、畅通地流动, 对航天民用项目进行统一、综合的管理和控制, 使主管部门与决策层能够全流程掌握项目管理中有关项目建议书、可行性研究、立项、执行到验收等情况。通过该系统的开发与使用, 可以减少中间环节, 提高系统运行的稳定性和业务系统实现的效率, 增强管理的科学性和透明度, 使项目管理流程更加规范化和制度化, 提高企业管理水平[3]。
1.3.1 规范业务工作
系统基于工作流程进行开发, 使相关工作变得规范。通过建立标准工作的环节, 定义每个环节的工作内容和职责, 可以规范管理上各个业务工作内容。
1.3.2 实现跨部门协同的业务内容
实现多级、多业务部门间管理协同, 通过构建服务于跨部门业务衔接的公共协同平台, 将可以实现分布式异构环境下的协同业务管理, 提高了电子政务应用的广度与深度。
1.3.3 对项目进度有效控制和相关资源的记录
从宏观角度管理项目, 实现对项目进度的有效监控及相关资源的记录, 实时处理数据, 及时反馈信息, 从而真正实现动态管理, 优化资源分配, 保证项目按规定程序运转。
1.3.4 提高工作效率
从工程项目建议到项目可行性研究、项目立项、项目执行、项目实施、项目验收全部在网上进行, 提高了业务处理速度, 实现了基础数据的共享。
为项目管理职能部门和各级领导提供决策支持信息系统提供高层领导最关心的项目总体情况分析, 为项目决策人员提供多方位的价值评估和风险分析。
2 系统设计、开发与实现
2.1 系统架构
航天民用项目管理信息系统具有层次化、模块化的体系结构, 主要由数据层、数据访问层、核心业务层、表现层和客户端构成[4]。
2.1.1 数据层
整个系统的物理支撑层, 采用关系数据库和磁盘文件存放有关信息, 数据库存储各种数据, 包括系统管理、项目管理、工作流相关数据及各种文档、消息和历史数据。应用程序服务器提供实例可能调用的外部程序, 实现系统应用程序调用功能。此外还依靠网络技术实现不同用户之间的消息传递和交互。
2.1.2 数据访问及基础功能层
数据访问层提供经过封装的数据存取、数据转换以及通讯接口, 其实现方式与数据层密切相关, 随其采用的服务器软件不同而变化, 但为业务逻辑层提供的无差别的访问接口, 以保证业务逻辑层的可移植性;基础功能层提供与数据访问、用户认证、权限管理、流程管理、参数管理、日志记录、全文检索以及邮件发送、短信收发、系统消息等基础功能。
2.1.3 业务层
业务层为系统核心业务实现提供工具, 如根据管理特点, 设计用户编码规则, 设定用户角色及对应的权限, 生成系统界面;根据各个页面的参数确定显示的数据, 根据项目管理流程显示用户所能够执行的操作;根据角色的数据权限为用户提供可定制的查询、统计功能, 并提供与其他系统的数据接口。
2.1.4 表现层
采用网页方式为用户提供信息显示和操作界面。以Acivte X控件方式显示格式复杂的数据, 同时AJAX技术与服务器端相结合, 为用户提供友好的用户界面和帮助信息。对于需要提供外部使用的接口, 以网页的形式提供与内部调用使用相同的接口, 保证数据一致性、完整性和及时性。
2.1.5 客户端
客户端只需要使用操作系统提供的浏览器, 以及本系统提供的Active X控件, 即可使用本系统的各项功能。
2.2 系统开发语言和运行环境
本系统是一款架构在B/S结构上的管理信息系统, 选用Windows2003服务器, 以IIS6.0作为运行平台, 以asp.net2.0作为后台编程技术, 开发工具为Microsoft Visual Studio2008, 选用SQL server数据库, 以Active X扩充其功能, 采用控件数据对象 (ADO) 访问数据库。在Microsoft技术开发平台下, 将系统设计重点放在提高工作效率、简化管理和维护工作、提高性能和可伸缩性、扩展对于不同终端设备的支持能力。
2.3 系统流程设计
航天民用项目管理信息系统主要依据国家级项目的上报和管理要求设计开发, 同时将集团公司内部项目的管理流程和方式融入系统之中, 实现了从项目全过程信息化管理, 系统流程图如图1所示。
2.4 系统安全设计
1) 身份认证
登录时, 输入用户名、密码和验证码, 提高系统安全性;用户认证信息的传输采用DES加密技术, 保证信息的安全传输。
2) 存取权限控制
为防止用户对系统进行非法操作, 对用户进行权限控制。管理员通过角色管理、正/反向授权、角色部门分配等模块, 定义哪些用户可以访问哪些资源, 以及用户对可访问资源的操作权限。进行权限分配时, 要尽量避免过大的集中权利, 降低操作风险。
3) 安全监控跟踪
对用户在系统中所做关键操作进行日志记录, 包括操作时间、地点 (IP地址) 、操作内容、操作结果等, 管理员定期对日志内容进行查看分析, 及时判断用户操作是否符合所制定的权限策略和操作规范。必要时, 可以对系统用户进行登录时间、登录IP的限制。
4) 数据存储管理
建立并实施对系统、数据库、应用等的数据备份方案与恢复计划, 当系统因某种因素被破坏、应用错误、数据丢失时, 可以通过数据存储管理进行及时恢复, 以免造成不良影响。
2.5 系统技术创新点
1) 系统采用面向工作流设计思想, 基于工作流程进行设计开发, 促进业务管理一体化, 避免部门间信息孤岛及重复劳动, 在保证数据安全的基础上实现信息数据及资源的有效共享, 辅助领导快速做出决策。
2) 系统通过采用安全证书、SSL安全机制等方式实现用户身份识别和数据加密, 同时对用户操作进行限制和监控。
3) 采用先进的分布式多层架构, 基于标准的可重用服务组件库以及开放灵活的体系结构, 方便系统扩充。突出业务流程控制管理, 业务流程内各业务批准权限、用户角色能够动态设置, 并能按照权限大小进行分级控制。
4) 通过使用开源的Openflashchart可以实时统计项目管理的进行情况。平台使用基于XML标准的通用数据交换技术以及Web Service技术等接口方案实现系统内部、外部的数据转换和交互, 提高系统数据的开放性。
5) 通过B/S+Active X技术结合方式, 集成MS Word组件, 可以自由改变文字大小、格式, 并且插入图片、公式、排版, 实现强大的信息编辑和自动打印功能, 保证内容与数据库中完全一致, 保证上报书面材料的美观。
6) 查询统计功能设计立足于避免机械查询, 综合了数据库查询、分类统计计算、窗口显示、图表输出、加密传输等多项技术, 并结合数据库具体结构和用户查询需求, 建立方便、实用、高扩展性、安全的查询统计模块。能根据需求自定义查询、统计条件、统计方式、数据输入项、输出项和输出方式, 提供快捷、全面的数据决策支持。
2.6 系统特点
2.6.1 基于角色的工作流管理
为有效监控工作进度, 加强内部信息沟通传递效率, 适应业务需求动态变化, 将工作流程进行信息化与自动化, 实现工作流程的自定义。目前, 中心内的业务流程可以看作多个承担不同工作角色的人进行交互的过程, 并且各角色的职责是相对固定的, 因此, 建立基于角色的工作流管理能很好的解决工作流的动态性问题。为实现基于角色的工作流管理, 建立角色、人员、业务目标和活动之间的关系, 将业务目标进行分解, 然后按角色分配给相应的人员, 也可以以部门为单位进行批量分配, 通过人机交互推动流程的运行, 一个人员可能担任多种角色[5]。
2.6.2 基于角色的统一权限管理
通过利用关系模型的方式, 实现对用户功能级权限控制, 动态设置用户组或用户各自的访问权限, 进而实现用户对各功能模块的操作权限控制, 有效解决系统范围广、权限分配复杂的特点, 提高系统用户的可维护性和系统安全性。基于系统特点, 建立所级用户、院级用户、集团用户之间的关系模型, 实现对每个用户的访问权限控制。
2.6.3 系统多层级可扩展技术
针对不同企业层级和管理要求, 充分考虑用户多样性和复杂性, 采用多层级代码方式, 将各层级企业及项目进行编码, 不但可以准确定位企业所在的层级, 方便进行项目查询与统计, 而且方便对企业层级进行扩充和压缩, 适应企业不同层级要求和项目流程改变的要求。在实际应用中, 系统可以通过编码扩展技术生成企业树和项目树, 全面清晰的展现项目管理层级和项目全貌。同时, 针对不同层级企业对各自管理项目的不同需求, 可在此基础上进行层级扩展, 管理四级、五级, 甚至六级企业的项目。
2.6.4 单点登录统一授权
利用Web Service技术, 建立用户认证中心, 用户通过认证中心进行身份认证后, 可以访问被授权的所有受控资源, 不再进行其他身份认证。同时, 将各系统原有的用户信息存储在一个库中, 进行集中保存和管理, 利用各系统间相互依赖的关系进行统一授权, 提高整个系统的安全性, 如图2所示。
3 系统实施
3.1 系统运行
系统经过可行性研究、系统架构建立、系统功能设计、软件研制等阶段, 开始试运行。试运行期间, 多次组织人员培训, 安排各层级业务部门进行功能测试, 并根据测试结果调整系统设置和功能, 使其更加适用和完善, 系统现已正式运行。
通过运行可以看到, 该系统具备如下优点和特色[6]:
1) 系统先进, 应用B/S模式, 操作简单、可视化程度高, 易于掌握;
2) 数据处理采用分散和集中相结合的方式, 便于数据管理;
3) 可扩展企业层级, 可根据项目管理流程的不同灵活进行调节, 系统通用性强;
4) 高度集成化, 系统面向企业, 融合了项目管理要素, 打破了单一业务管理软件的界限, 密切结合了建筑企业管理流程和管理手段, 使其更具实用性;
5) 建立了与项目管理密切联系的协同办公机制, 企业管理手段实现了飞跃, 信息能及时、便捷地传递和汇总, 减少了重复作业量, 管理效率大大提高。
3.2 实施成果
“基于WEB和工作流程的航天民用项目管理信息系统”以建立企业科技项目管理知识体系为指导思想, 以航天民用企业实际需要为出发点, 在项目建设范围内建立了一个以Web和工作流程技术为支撑的平台, 系统按照集团用户、院级用户、所级用户三级组织模式进行设计开发, 将现行以手工作业为主的管理活动提高到专业的企业建设工程项目管理平台上来, 面向决策层、管理层和业务执行层提供不同的系统业务功能, 通过该系统的实施和应用, 能够对项目建议书、可行性论证、初步设计、年度投资计划、月 (季) 进展、项目验收等各个项目阶段进行全方位的管理。
系统试运行期间, 实现了系统的稳定性、安全性、易操作性与处理能力的统一和稳定运行, 达到了原设计目标。它的多级用户权限管理、分布式实时查询等特点进一步增强了系统的通用性和可操作性。通过使用该系统, 进一步规范了航天民用项目管理, 优化了部分业务流程, 保证了业务处理的通畅和数据的准确性, 为项目主管部门提供了方便的数据查询、统计分析结果, 为高层管理者提供了详实的决策依据。航天民用项目管理系统的应用与推广, 实现了科技项目管理人员网上管理数据功能, 保证了数据的一致性, 并完全取代了以往手工操作方式, 减少了重复劳动。同时, 通过流程化的审核功能, 缩短了主管部门审核项目的时间, 提高了项目管理工作的效率, 使项目管理工作迈入了一个新的台阶。
4 经验和心得
4.1 用户需求描述准确、开发单位正确理解是系统开发成功的前提
需求开发与管理是软件项目中一项十分重要的工作, 据调查显示在众多失败的软件项目中, 由于需求原因导致的约占到45%, 因此, 需求工作将对软件项目能否最终实现产生至关重要的影响。
在航天民用项目管理信息系统的实际开发过程中, 系统需求十分明确, 用户对业务的规则、工作流程进行了详细的介绍, 开发单位通过与用户进行深入的交互, 帮助用户梳理思路, 反复修改确定系统功能需求, 在正确理解需求的前提下, 进行了需求规格说明书的编写, 清晰、明确地描述所开发软件的功能、性能和软硬件运行环境要求等。在此基础上, 开发单位正确理解了系统需求, 保证了系统开发的质量与进度, 为后续的工作奠定了良好的基础。
4.2 用户广泛应用和大范围测试、使用是系统开发成功的基础
4.2.1 用户广泛应用
系统的应用依赖领导者的决策和广大员工的参与, 在项目应用阶段, 组成了系统应用推进小组, 以便于开展各项系统应用工作。针对各级项目管理部门的特征, 制定了针对性的系统使用培训计划, 使各级人员了解系统的主要功能和重要性, 掌握系统使用方法。在此基础上向各层级业务部门推广, 确保系统开发成功后用于实际工作。
4.2.2 大范围测试
在系统开发阶段, 项目组预留了充足的时间进行测试, 安排了专业的测试人员进行全面的调试。同时, 用户全力配合, 在完成一个系统版本之后, 用户进行了多层次、大范围的测试工作, 反复提出改进意见, 形成改进意见汇总表, 与开发单位沟通后确定修改方案, 使系统各项功能得到不断地改进。
5 结论
虽然航天民用项目管理信息系统主要针对航天科技集团公司民用项目的管理需求, 但从系统的设计初期就充分考虑了系统的通用性和扩展性, 不但可以对企业内部项目进行管理, 而且可以广泛应用于国家各部委民用科技专项的管理, 对各军工集团以及多层级机构组织具有很大的推广应用价值。
参考文献
[1]上海普迪建设工程管理有限公司.国内外特大型工程项目管理信息系统发展现状和趋势.http://www.shpd.com.cn/n39c7.aspx.2005.
[2]祝彦杰, 曹隽, 卢中波, 王巍奇.B/S架构的科技计划项目网上申报管理系统[J].应用能源技术.2004, 5.
[3]马冬梅.建立项目管理信息系统提高项目运行质量[J].管理纵横, 2010, 3.
[4]刘来, 王兴芳.基于web的科研项目申报与审批系统的设计与实现[J].东北农业大学学报, 2005, 12.
[5]冯琼芝, 严隽薇, 戴毅茹.基于工作流的报表审批系统[J].管理技术.
民用开发 篇2
本文以江苏淮安民用机场工程为例, 参考近年来水利部颁发的《开发建设项目水土保持方案技术审查要点》、《关于规范审查建设项目水土保持监测工作的意见》等规范文件, 并结合目前正在编写的水保方案技术审查要点、水土保持概算编制规定等有关规程规范, 对点型项目水保方案报告书编制过程中的技术要点及问题进行探讨。
2 项目概况
2.1 项目基本情况
拟建的江苏淮安民用机场场址位于淮安市市中心以北, 涟水县蒋庵镇和陈师镇境内, 飞行区等级为4C, 规划跑道2400m×45m, 设计高程9.0m~11.0m。本工程建设总工期27个月。
项目介绍的时候注意不要漏项, 法人单位、内容及地理位置、经纬度、设计规模、设计高程、投资及筹措来源、工期等。本项目是独立的新建项目, 如果遇到改建、扩建工程, 或者与其它项目有依托关系, 都应在本节对关联项目做出说明。
2.2 项目组成及总体布置
淮安民用机场工程建设的基本内容包括机场主体工程区和场外工程区。
项目组成应从水土保持角度划分, 从可研报告中摘录过来的内容需要筛选, 与水保无关的内容无需提到, 尽可能保证整个方案前后分区统一, 特别不要遗漏绿化工程、给排水设施、供电、供水、交通道路、水系调整、拆迁安置等情况介绍, 一般可研报告提到不多, 需要和主体设计与业主加强交流, 确保工程组成的完整性。
2.3 工程占地、土石方平衡
本工程占地面积140.26hm2, 工程占地可从三方面进行介绍:首先是根据占地性质介绍, 包括永久占地和临时占地;其次是根据占地类型介绍, 参照国土资源部2007年8月发布的《土地利用现状分类》进行分类;最后是根据项目组成介绍, 与分区面积对应。如果遇到改扩建工程或者本工程与其它项目有依托关系的点型项目, 应当对关联工程的占地情况做出说明。
工程共挖55.45×104m3, 填筑151.97×104m3, 外借130×104m3, 废弃33.48×104m3。土石方数据应全部转换为自然方, 完全与主体报告一致, 主体遗漏的部分放到第五章去进行评价和补充。
3 主体设计防护措施分析与评价
从点型项目的施工情况出发, 可以从表土剥离与保护措施、截排水措施、拦挡措施、边坡防护措施、土地整治及绿化措施、临时防护措施、其它相关措施七个方面进行分析。
事实上, 在主体工程水土保持分析与评价编写过程中存在的通病是很多设计人员主观臆想, 生搬硬套, 仅仅是分析, 却没有针对性的优化。分析与评价这一章节在整个方案中是相对重要的一块内容, 应该对主体工程的土石方、占地、方案比选、施工组织等进行客观的、实事求是的分析, 并提出有利于优化主体工程、减少水土流失的内容, 对主体工程中明显不符合水土保持要求的内容比如大面积的工程护坡、落后的施工工艺、大面积的开挖等, 应予以指出并要求主体设计修改完善, 如果主体工程违反了水土保持技术规范中的限制性规定, 应当提出合理化建议或解决办法, 或者要求主体设计重新进行方案比选, 确保最大限度减少水土流失、保护生态和自然景观。
4 水土流失防治责任范围及防治分区
本工程水土流失防治责任范围总面积156.76hm2。对于点型开发建设项目而言, 要根据不同分区的地形、地貌、施工特点明确影响区的划定, 一级分区应具有控制性、整体性, 二级分区则结合工程本身特点、工程布局和施工特点布置, 要为后续的水土流失预测和防治措施布局服务。
5 水土流失预测
5.1 扰动面积、损坏水保设施数量、弃土弃渣量
本工程扰动土地面积包括整个项目建设区, 共140.26hm2, 损坏水土保持设施面积为110.96hm2, 废弃方33.48×104m3。各省对水保设施的划定原则有所不同, 补偿标准也略有差异, 这里需要参照项目所在省市的水土保持设施补偿费水土流失防治费征收和使用管理办法。废弃方要与第五章土石方分析与评价中完善后的数字统一。
5.2 水土流失量预测
水土流失量预测是水土流失预测中最重要的一个环节。本工程选用侵蚀模数法进行预测。在确定各预测单元扰动后的土壤侵蚀模数时, 通常有类比法、数学模型法、试验观测法、专家评估法、航空照片判读法等, 最常用到的就是类比工程法, 本工程预测的类比工程选用的是淮河入海水道近期工程。
需要注意的是, 类比时要对类比工程的基本情况进行说明, 特别是类比资料取得的时间、条件, 比如具体的监测时间, 监测条件和监测方法, 并列出类比工程各区各时段的侵蚀模数。接着确定本工程分区土壤侵蚀模数, 这里对修正系数的取值很关键, 主要的影响因子有降雨、土壤、坡长坡度、植被覆盖和控制措施。根据修整之后得到了本项目各区施工准备期、施工期和自然恢复期的土壤侵蚀模数, 由此计算得出各区的土壤流失量和新增土壤流失量, 然后进行综合分析, 指出主要流失时段和重点流失部位, 可以用饼图和柱状图表示, 提出防治措施布设的进度安排和指导性意见, 明确重点防治和监测的区段和时段。
6 水土流失防治目标及防治措施布局
防治目标的确定主要是依据方案第二章中的水土流失防治标准, 根据降雨量、土壤侵蚀强度、地形进行修整后, 确定防治目标。
点型项目方案本章节内容中要需要注意以下几个问题:
水利工程等审批制项目和其它建设项目有所不同。水利项目等审批制项目在本章节中对主体工程已列的措施没有要求, 所以主体工程已列的工程量和投资也仅仅体现在主体工程水土保持分析与评价章节中, 最后水保方案的投资是方案新增投资, 与主体可研报告中投资没有重复。水土保持监测中心审查的项目在本章节中要求将主体设计中具有水土保持功能且纳入水保投资的项目也在本章中介绍说明, 即不再区分主体已有和方案新增措施, 并且在措施中应当对主体已有的水土保持措施也写明设计或复核过程。
点型工程中林草覆盖率很难达到《开发建设项目水土流失防治标准》中的要求值, 常见的原因是临时占地中耕地面积较大, 大部分施工结束后恢复为耕地, 而水利工程的永久占地中大部分又被水面覆盖。为解决这个矛盾, 我们现在通常在林草覆盖率计算过程中扣除恢复耕地面积和水面面积, 如果还有其它特殊情况导致林草覆盖率达不到标准, 也可以酌情降低, 但是需要说明理由。
7 水土保持投资估算及效益分析
7.1 水土保持投资估算
本方案水土保持总投资共2053.54万元。本章节要注意的问题和防治措施布局中相同:水利项目水保方案的投资是方案新增投资, 与主体可研报告中投资没有重复;监测中心审查项目水土保持总投资则将主体已有部分和方案新增部分均包括在内, 描述中在不再区分主体已有和方案新增措施投资。
7.2 防治效果预测
防治效果预测主要根据方案设计的水土保持工程措施、植物措施的数量, 明确措施实施后六项防治指标也就是扰动土地整治率、水土流失总治理度、土壤流失控制比、拦渣率、林草植被恢复率和林草覆盖率的预期达到值。
除六项指标外, 在本章节还要对工程水土保持各项指标值进行说明, 包括扰动地表面积、永久建筑物及硬化面积、水土流失总面积、恢复林草植被面积、工程措施面积、水土保持措施达标面积、永久弃渣数量、实际拦渣数量、方案实施后土壤侵蚀模数、方案实施后可治理水土流失面积、整治扰动土地面积等, 都要按分区进行明确。
8 结语
江苏淮安民用机场工程水保方案报告书结构完整, 内容全面, 标准合理, 措施可行, 在点型工程中具有较好的代表性。以上内容是笔者根据报告书内容进行总结整理, 并对其中技术要点及问题进行的探讨, 为点型工程水保方案提供参考。
摘要：近年来, 水土保持工作发展较快, 现行的标准对指导水土保持方案的编制起到了应有的作用, 但由于相关标准及规范涉及面广、更新较快, 导致方案编制过程中仍存在不少问题。本文以江苏淮安民用机场工程为例, 同时总结近年来水土保持编写、审查及实施经验, 并结合正在编制的有关规程规范, 提出点型工程水土保持方案编制中的要点及存在的问题。
关键词：水土保持,点型项目,技术要点
参考文献
民用住宅暖通设计探究 篇3
1 居民住宅暖通设计所具有的基本特点
第一, 具有房间单台空调器的优势。主要表现在维护简单, 安装方便实用灵活, 故障发生率较低和质量可靠等方面。第二, 中央空调所具有的优势。例如室内噪声污染较小, 能够与室内装饰实现良好配合, 所占用的房屋空间较小, 个性化程度较高和室内温度分布较为平均等。居民住宅暖通设计的个性化主要表现在以下两个方面:一方面是室内空调能够根据个人的喜好与房间的设计布局, 实现灵活多样的安装;另一方面体现在个人能够根据喜好自行购买和使用。
2 采暖
住宅应设置采暖系统, 在一般情况下为集中供暖, 即采暖热水由市政热网或区域锅炉房来提供。室内的采暖设施一般为散热器或地板采暖。随着经济发展, 散热器也由原来的铸铁型进化成今天的铜铝复合型、钢制型、铝合金型等等, 新型散热器既能满足散热要求又可以配合装修美观。地板采暖较散热器采暖更为舒适, 在很多高级住宅中设计使用。设计中应注意的问题: (1) 很多情况设计散热器的形式为底进底出, 这样阀门和支管都在散热器底部, 房间更加美观。但是设计中会忽略一个问题:底进底出的散热器其散热量仅为标准散热量的90%。如果还是按照标准散热量选取散热器, 很可能造成散热量不够的现象。 (2) 地板采暖设计中要注意供水的温度不能超过60℃。超过60℃会造成室内燥热, 也影响地热盘管的使用寿命。尤其在一些改造的项目中:原来的散热器采暖系统改为地板采暖系统, 改造完成后室内过热极不舒适。解决方法:加设换热设备, 使供水温度符合地板采暖要求。 (3) 在确定系统高低区分区时应向当地供热部门了解换热站的供热能力和换热机组的定压等问题。当不能满足建筑使用时应调整设计分区方案。笔者认为在设计高层住宅时最好单独设置换热机组提供采暖热水, 这样更便于调节利于使用。
3 分户计量
新建住宅要求实施分户计量。共用立管及每户的户内采暖入口装置均设置在管道井内。户内入口装置由锁闭阀、过滤器、户用热计量表、调节阀等组成。对于室内散热器, 要求在供水管上加设温控阀, 用户可以根据自身需要关闭阀门或降低阀门开度。设计中应注意的问题: (1) 在回水中也应设置锁闭阀。如果没有设置回水锁闭阀, 则回水管段不能完全锁闭。 (2) 当住宅为商住楼时, 商业部分的采暖需要另外计量, 热水进户时也应该和住宅分开。商业进户管路不能占用住宅空间, 这样商业管路维修时不影响住宅使用。
4 加压送风系统
对于高层住宅, 《高层民用建筑设计防火规范》 (以下简称《高规》) 中规定:在不具备自然排烟条件的防烟楼梯问、消防电梯间前室或合用前室;采用自然排烟措施的防烟楼梯问, 其不具备自然排烟条件的前室应设置机械加压送风系统。
设计中应注意的问题: (1) 对于建筑高度在100 m以下的纯住宅而言, 自然排烟是简单可行且经济的排烟方式, 应该提倡使用。然而建筑高度在100 m以上的住宅, 自然排烟方式不再适合, 则必须使用机械加压送风方式。 (2) 当采用自然排烟方式时, 应注意开窗面积仅为可开启扇的面积, 不应计算固定扇的面积。如计算错误, 则造成自然排烟条件夸大。 (3) 当建筑中楼梯为剪刀梯时, 应按照两部楼梯计算送风量且风口应该独立设置。笔者认为加压送风口的位置应尽量设在当层休息平台处, 避免设置在梯跑中间, 这样更利于人员的疏散。 (4) 高层建筑通常设置地下室, 《高规》中规定在首层地下的出入口设置耐火极限不低于2 h的隔墙和防火门。因此, 防烟楼梯问的地上部分和地下部分被分为两个互不相通的空间。在设计机械加压送风系统时, 应对地上部分和地下部分分别设置风机和风口。二者可以共用竖井, 加压送风机通常置于屋顶。在加压送风机的选择上可以有以下两种方案:a.选用两台分别适合地上和地下风量的风机, 然后二者并联设置;b.选用双速风机, 高速运转时风量对应地上部分;低速运转时风量对应地下部分。
5 车库通风排烟系统设计中应注意的问题
5.1 注意排风量和排烟量的计算区别:
排风量是按照换气次数计算的, 但是在层高高于3m时, 应按照3m来计算排风量。而排烟量虽然也是按照换气次数计算的, 但是不论层高是多少, 均按照实际层高计算。这一点如果没有区分清楚, 则容易造成排烟量过小或排风量过大的结果。
5.2 在《汽车库建筑设计规范》中明确了汽车库的排风宜按照室内空间上、下两部分设置。
上部为排出风量的1/2~1/3, 下部为排出风量的1/2~2/3计算。不过笔者认为这种设计方式是针对汽车尾气中含铅量较高的情况, 随着无铅汽油的使用, 汽车尾气排放标准的提高, 这种设计方式略显陈旧。而且在很多新车库的设计实例中, 用于下部排风的竖向风道已经比较罕见了。
结束语
虽然现阶段我国居民住宅暖通设计较为简单但仍然在一些设计细节上存在需要调整之处, 这就需要居民建筑的设计和施工者进行更加谨慎和认真地思考, 避免由于不合理设计而产生的纠纷。随着我国居民生活水平和对于住宅要求的不断提高, 居民在以往的安全性和舒适性基础上又对住宅提出了实用美观的更高更新的要求。同时随着我国住宅建筑和设计水平的提高, 我国的居民建筑也会逐渐引进更多的新内容, 因此设计者应该从使用者的角度出发, 设计出更加符合居民需要的更加人性化的建筑。
参考文献
[1]冯海滨, 崔明月.热水采暖系统运行中常见问题分析[J].黑龙江科技信息, 2010 (21) .[1]冯海滨, 崔明月.热水采暖系统运行中常见问题分析[J].黑龙江科技信息, 2010 (21) .
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民用建筑串联用水系统 篇4
部品(产品)名称:民用建筑串联用水系统
认证机构:方圆标志认证集团
认证时间:2008年8月13日
有效期限:201 1年8月12日
专利种类:发明专利
批准时间:2008年7月1日
专利号:200810126029.9
专利种类:实用新型
批准时间:2008年4月29日
专利号:200820110879.5
专利种类:实用新型
批准时间:2007年6月26日
专利号:200720151414.X
专利种类:实用新型
批准时间:2008年2月5日
专利号:20082004194.2
专利种类:实用新型
批准时间:2008年11月29日
专利号:20082004308.3
生产能力/实际产量:产品处于研发中试阶段
投入市场时间:预计2009年初投入市场
市场分布情况:全国市场及全球市场
产品参考价格(元):待定
二、申报技术说明
1、申报技术的先进性与水平分析:
民用建筑新型节水技术是一种应用于民用建筑中的节水技术,它是以一台控制主机为系统核心,通过管道系统把居民生活中的洗衣、洗澡、洗菜等废水进行检测,排掉不满足标准的部分,将满足回收标准的废水进行过滤收集至吸顶式水箱中消毒存储并用于冲厕,达到了节水、节能、节材的目的。
目前,民用建筑新型节水技术在国内市场上还属于一片空白,还没有一个企业投入到这个领域中,我公司准备率先进入民用建筑新型节水领域,用优质的产品服务于人民,产品投入市场后,必将引起巨大反映,预计2010年,我们的市场占有率达到50%以上。
国际上,民用建筑新型节水技术也是属于市场一片空白,在一些人口密集的大城市,他们也是迫切需要一种占地小,效率高的现代化节水器具,我公司完全符合了他们的要求,占地小,投资少,效率高,节能环保。
2、主要技术特点与性能指标:
该技术的特点是:投资少、见效快、自动化程度高、不额外占地、能耗低、无交叉感染隐患,制水费用低廉,安装、维修方便,实现了“就地、自动、卫生、经济”。
主要性能指标是出水水质满足《GB-T18920-2002城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。
3、应用范围及条件:
民用新型节水技术是一种应用在民用建筑中的实用节水技术,应用于新建与改建的民用住宅中。
4、产品生产执行标准(采用国家标准、行业标准请填写相应标准和标准名称):
GB-T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》
三、己推广应用单位和工程名单
四、申报单位基本情况
单位名称:积水腾龙(北京)环境科技有限公司
通讯地址:北京市西城区北三环中路27号商房大厦423
法人代表:宋建国
联系人:苏静
联系电话:82011445-234
传真:62043638
邮政编码:100029
现代民用建筑设计分析 篇5
1.1 贯彻“以人为本”的设计思想, 创造尺度合适的住宅空间
人体在各个空间中的活动尺度是有比例的, 我国对住宅设计也有专门的设计规范, 其中对住宅各个空间的面积都有明确的量化要求。在住宅平面设计中, 贯彻“以人为本”设计思想, 注重对空间尺度的推敲与研究, 将人们的生活起居习惯贯通于具体设计思维中, 创造尺度合适的空间, 使一套住宅具备起居、会客、学习、储藏等基本功能空间, 各个空间尺度合理, 使人居住其中既富于亲和力, 又不显得空旷。
1.2 提高住宅舒适度
住宅是人们生活学习的重要空间, 人们每天在住宅中的时间约占全天时间的三分之二左右, 住宅中的舒适度要求比其它场合更高。国家对节能、环保等方面也出台了新的规范和规定, 在提倡节能、环保的同时, 也提高了住宅的舒适度。建筑师在设计中应提倡创新使用材料、推广新材料、与新工艺结合应用 (如建筑中水技术、分户采暖、太阳能技术、选用节水型卫生洁具等) 。
1.3 住宅功能空间的完善
我曾参观过日本的住宅, 有的房子看来虽然小, 可能只有一个卧室, 但五脏俱全, 功能特别完善。除了常规的卧室、客厅、厨房功能, 还很注重储藏空间, 卫生间的干湿分区, 洗衣机位, 甚至座便器还有单独的房间, 座便器上有龙头, 洗手水回收冲厕所, 这样不但解决了空间小安放两件套的问题, 也十分节水。然而这里的好多住宅都没能做到这样精细舒适的功能安排, 只有豪华的酒店或者大户型才能考虑卫生间的细化设计、储藏空间, 这是不能满足今日人们的居住要求的。建筑师应该多开动脑筋, 小空间能够灵活设计, 解决一切功能;大空间应该充分利用, 功能完善的同时分出空间层次, 任何一套住宅都应该考虑居住者的需求, 不能因为户型、而省去对功能的完善。
2 套型设计
一方面, 随着经济的发展, 住宅的居住人口结构发生变化;另一方面, 在老的住宅设计中, 功能体现也受经济状态制约, 其与人口结构的对应是不全面不充分的, 因此套型的变革和优化是势在必行的。设计人员应以谦虚的心态, 细致的考虑, 站在居民的角度了解他们实际的居住需求, 并把这一需求充分反映在套型的设计当中去。
不同结构的家庭对于住宅有着不同的要求。当前有别于传统核心家庭的住户骤增, 如多代居型家庭, DINK型家庭、SOHO型家庭等。即使就核心家庭而论, 个体差异也是不容抹煞的。比如为有老人看护小孩的三代居安排双主卧套型;居民的职业特征也应在住宅设计中有所反映, 比如为新兴的SOHO一族提供家庭办公空间;根据时代发展, 新增空间的安排, 比如在普通住宅也考虑保姆间的可能性等等。
对于建筑师而言, 住宅设计的方法也应当逐步走向开放:设计过程可以是有广大居民参与的交互式过程;设计目标应是根据住户需要安排的弹性空间。
3 小区环境设计
住宅小区的规划设计作为住宅产品生产中最重要的环节之一, 应充分注重溶入可持续发展思路, 积极贯彻“以人为本”的设计理念, 使住宅更加充满人性化氛围, 更好地引导优秀住宅产品的生产。
3.1 良好的交通体系
当前在住宅小区中以住宅组团为汽车交通的终端, 有效组织交通流向, 合理解决过境交通人车分离问题成为住宅小区交通规划工作的主要方向, 充分利用绿化分隔、景观引导、设施限制等办法, 尽量达到人车分离的目的;在住宅组团外围的交通空间内设立与住宅组团人数规模相适宜的露天停车场, 使人车距离不会太远, 既可使人们充分享受移步换景的外部环境景观, 也可达到交通安全, 出行方便的目的, 又可使拥有私家车的住户享受相应的便利。
3.2 构建亲密的邻里关系模式
住宅产品有其特殊性, 它既有私密性要求 (如一梯一户、一梯多户等) , 住户以两户或多户为基本社交单元, 又有一定的开放性要求, 以满足人们相互交流的社交需求。单元式住宅居住模式是工业发展的产物, 客观上已经从空间上对人们的交往增加了阻隔, 使人们的交流受到相对更大地约束。
住宅小区规划工作应以减弱或消除这种生硬的分隔进行更加主观的努力, 在平面布置阶段, 充分考虑人们的社交需求, 构建有序的交通流向, 创造良好的外部交往环境。采用丰富多样的规划手法, 合理引导人们的交往意向。以住宅组团为基本单位, 建设良好的邻里模式。
4 室内设计
过去的住宅, 大都是粗装修的毛坯房, 消费者入住后都要进行二次装修, 改水, 改电, 改墙, 打洞, 把好好的房子折腾个不亦乐乎, 但不如此就要忍耐日后漫长岁月使用不便、功能缺陷等问题, 因此尽管装修遭遇如此多的麻烦, 大多数人还是抱着长痛不如短痛的原则装修, 造成许多材料和人工的无端浪费, 由此产生的垃圾、噪音等也对环境形成一定污染, 而且因为拆改带来的安全隐患也不容忽视。
目前商品住宅生产销售中的这一现象也已引起专家的重视, 国家也出台了相关管理办法, 限制和禁止毛坯房的上市, 提倡销售精装修住宅。这样既可以节约资源, 保护环境, 又可以节省消费者的投资。设计人员也应为实现这一目标进行更加主观的努力。不仅在精装修房内合理布置水电, 合理装修, 充分考虑使用者的需求, 而且在目前还尚未退出历史舞台的粗装修住宅的设计中, 充分发挥建筑师的能动性, 以精装修的设计理念优化设计, 不是将一切不完善的地方推给二次装修, 而是充分考虑功能需求, 提供良好的装修基础, 比如设计家具摆放的可能性, 灯具、插座的位置与家具摆放统一设计, 插座的数量充分考虑家用电器的多样性;水、煤气管路的走向、位置充分考虑装修的便利性等等, 尽量减少不必要的拆改浪费。
小结
综上所述, 设计住宅时, 所有的设计理念都应该以在一定的环境背景下生活的人为标准来权衡。居室不是一幅画, 看上几眼, 赞赏一番就行了;它是一个生活场所, 处于永恒的变化之中, 与住在里面的人发生相互作用, 影响着自然界, 也影响着和我们住在一起的其他人。考虑到人文因素, 以人为本, 设计才能成功。我们所提倡的住宅设计优化也就是基于这样一个宗旨才能实现的, 每个建筑师都应担任起这样一个角色, 共同促进住宅建筑的精细化, 人本化。
责任编辑:孙卫国
摘要：随着人们的生活水平逐渐提高, 人们对住宅的要求也日渐提高, 消费者在若干年的发展中已逐渐成熟起来, 对住宅消费转向开始追求和注重住宅的品质。
民用建筑节能和建议 篇6
全世界有近30%的能源消耗在建筑物上, 长此以往, 将严重影响世界经济的可持续发展。随着世界经济的发展, 石油、煤炭、天然气的不断枯竭, 人类不得不将发展转向了成本较高的资源, 我们必须从可持续发展的战略出发, 使建筑尽可能少地消耗不可再生资源, 降低对外界环境的污染, 并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间, 民用建筑的节能改造, 既能达到节能的效果, 又能改善民生。
2 民用节能建筑存在的问题
2.1 技术不够成熟。
近几年来技能技术发展很快, 但在具体的实施和操作中一般都严格按照国家的相关的硬性规定, 例如在高层建筑中适合高层建筑的经济、适用、可靠的节能技术还不够成熟, 不能依据本地的特点实施适合本地的节能建筑体现不出本地的文化和地域特色。外墙围护结构节能体系的表面材质选用, 建筑材料的保温、防火、抗腐蚀性等的研究不够深入, 对一些建筑节能设施的资金投入不足, 如与建筑融为一体的太阳能资源, 废水的回收再利用等, 由于一些节能设备的费用较高, 使节能长期处于一种空头的示范状态,
2.2 民用建筑的节能设计不足。
在民用建筑节能设计方面, 有的设计人员对节能设计及规范没有足够的重视, 也不够熟悉。在建筑防火设计中首层与地下室或半地下室的出入口处作防火分隔, 但目前在带有地下室的多层住宅设计中, 却普遍忽略了地上、地下部分的防火分隔。在安全疏散设计中有的商住楼建筑中, 商店与住宅部分共用一个楼梯, 且两种不同使用功能的出入口没有分开设置, 而多层住宅设计中, 为控制建筑面积, 地下室层高降低到2.20m, 致使地下室楼梯平台下净高不足2m或楼梯段处净高不足2.20m等等。这些都严重影响民用节能建筑的节能设计。
2.3 建筑专业施工图不规范。
在施工图审查的过程中, 总平面图缺项问题, 发现总平面图存在的问题占总数的90%以上, 大部分设计的总平面图中只有建筑单体的平面定位, 缺少建筑间距、广场 (含停车场) 、道路布置及道路的转弯半径、宽度、交叉点、变坡点标高、坡度、坡向等竖向设计内容。它必须引起我们的高度重视, 集中表现在中小型设计单位。一般是缺少总平面图或总平面图的设计深度严重不符合建设部批准发布的《建筑工程设计文件编制深度的规定》。我们要严格实施《工程建设标准强制性条文》的相关规定, 为规范建筑市场行为, 提高工程设计质量, 从源头上杜绝建筑工程的事故隐患。
3 节能建筑设计的建议
3.1 整体与外部环境的节能设计建筑整体
及玩不环境的设计是建立在周围的环境基础之上的, 通过选址、设计与外部环境的设计达到节能的目的。首先要选址合理, 依据周围的气候、地形、水质和土质等特点进行民用建筑的设计, 充分结合相关因素为节能建筑提供条件, 保护当地的生态平衡。其次合理的外部设计, 创造节能的有力环境要在建筑周围有一定的树木和相关的保护植被等来阻挡噪音及污染, 创造人工的自然环境。再次, 合理的规划与体型设计。合理的规划与体型设计能有效的适应恶劣的微气候环境, 如在沿海湿热地区引用自然通风对节能非常重要, 在建筑上采用风洞, 形成自然风从而达到节能的效果。同时依据不同的季节, 考虑各个因素之间的平衡关系, 选择一个适合该地区的气候环境的最佳的节能建筑。
3.2 建立健全内部的技术管理体系, 加强建筑方案的评审工作, 建筑方案合理与否。
直接影响其他专业方案的优劣, 应予以足够的重视。建筑方案的优劣直接关系到节能效果的好坏, 因此建筑方案要做到符合国家现行规范及强制性条文规定的要求, 使其拥有先进的技术、适度的经济原则。遵守法规, 排除干扰, 科学合理的安排工作。要根据工程的实际情况, 制定出科学合理、切实可行的设计计划。排除干扰, 克服随意性, 如果一味迁就业主, 盲目许诺, 最终将会丢掉信誉, 丢掉市场。
3.3 加强勘察设计质量管理。
随着市场经济体制的不断发展, 特别是在勘察设计单位改企建制后, 勘察设计市场的竞争, 将是质量和人才的竞争、品牌的竞争。全力推进勘察设计单位的体制革明晰产权关系, 充分调动广勘察设计人员的积极性, 在行业内营造一个吸引人才、留住人才, 政策宽松的社会环境, 构筑一个能形成良性循环的用人机制。建立和完善企业自律、中介服务、政府监督、设计保险质量保证体系。加强标准规范培训, 努力提高注册人员和勘察设计骨干的专业技术素质。我们只有树立质量意识, 强化质量意识, 才能不断地提高工程设计质量和设计水平, 并充分发挥建筑专业在工程设计中的龙头专业的作用。
3.4 建立和完善建筑能耗的检测、统计、审计和披露制度。
目前我国尤其应该重视建立建筑能耗的后期跟踪和披露制度, 将建筑寿命周期内的能耗统计和披露制度化、规范化、透明化, 并制定一套公正规范的建筑节能检测手段, 不断完善节能建筑的责任追诉制。实现对建筑的节能检测的标准化, 将建筑能耗变成国家和老百姓都能看得见、算得清的明白账, 不是做成节能技术示范一纸空文建筑。
3.5 鼓励和扶持可再生能源的利用。
为了加强民用建筑节能管理, 降低民用建筑使用过程中的能源消耗, 提高能源利用效率, 要求有关政府应当安排民用建筑节能资金, 用于支持民用建筑节能的科学技术研究和标准制定、可再生能源的应用, 以及民用建筑节能示范工程、节能项目的推广。国家鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。同时对具备可再生能源利用条件的建筑, 政府应当引导金融机构对既有建筑节能改造、可再生能源的应用, 以及民用建筑节能示范工程等项目提供支持, 建设单位应当选择合适的可再生能源, 用于采暖、制冷、照明和热水供应等。
总结
我国民用节能工作与发达国家相比起步较晚, 能源浪费又十分严重。建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度, 为了避免国家的能源生产难以长期支撑这种浪费型需求, 因此组织大规模的民用节能建筑节能, 将避免耗费更多的人力、物力。有利于我国经济的发展。建筑节能必须依靠使用者落实, 节能建筑依靠建设者落实;建筑节能更加依靠管理和宣传, 节能建筑更多依靠技术和材料;没有绝对的节能建筑, 只有相对的建筑节能;推进建筑节能需要真正落实节能建筑。
参考文献
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民用飞机火灾探测技术浅析 篇7
关键词：民用飞机,火灾探测,防火系统
随着人们生活水平的提高和交通行业的迅速发展, 飞机成为越来越重要的交通工具。而飞机火灾作为一种特殊的火灾形式, 其特点包括:火灾征兆不明显、火灾扑救难度大、火灾燃烧猛烈、人员疏散困难、一次性死亡人数较高等。飞机上火灾的发生、发展、熄灭过程与地面常规火灾具有显著的差异。
航空火灾事故时有发生, 火灾种类复杂, 起火原因各异, 起火位置遍布发动机舱、货舱、盥洗室、APU舱等。近年来, 航空火灾事故举例如表1所示。可以看出, 飞机一旦发生火灾, 就可能酿成机毁人亡的重大事故, 造成重大损失, 后果不堪设想。
飞机一旦发生火警信号时, 为保证安全, 必须按真火警程序进行处置。过多的假火警会给航空公司带来巨大的经济损失, 而且应急着陆的过程中会增加恶性事故的可能性。所以, 提高灵敏度的同时降低误报率, 将是先进飞机火灾探测器设计的发展方向。
1 国内外航空火灾探测研究现状
随着航空科技的迅猛发展, 国外针对航空火灾探测技术开展了一系列的研究, 开发出多种可供选择的探测装备, 部分已投入生产使用。目前, 航空领域使用的火灾探测器主要被法国和美国的公司所垄断。相比之下, 我国航空防火领域的研究起步较晚。由于航空火灾涉及敏感学科, 国外公司只愿提供产品, 而在技术输出上设置壁垒, 对我国实施严格的技术封锁。因此, 研究飞机火灾探测机理及技术装备, 具有重大意义。
笔者通过调研飞机火灾探测技术并分析特点, 针对所应用的舱室特点提出不足和改进措施。
2 光电感烟探测技术
货舱及盥洗室主要采用的是点型感烟火灾探测器, 其分类如图1所示。其中, 光电式探测器广泛应用于货舱火灾探测;离子式探测器由于使用放射性元素, 在生产使用中污染周围环境, 近年来已逐步被淘汰, 仅在部分老旧型号飞机的盥洗室使用。
2.1 工作原理
光电感烟探测器主要应用于飞机货舱火灾探测, 其工作原理是利用烟颗粒对光的吸收和散射作用来探测火灾, 如图2所示。正常情况下货舱不发生火灾时, 采样空气不含有烟雾小颗粒, 由于受光元件光电管与发光元件信号灯不处于一条直线上, 发光元件发出的光线不能照射到受光元件, 光电管中接收不到光信号, 不能触发报警;当货舱失火时, 烟粒子混入烟室采样空气中, 由于微粒的散射反射作用, 受光元件感受到光信号, 产生输出的电流大小与烟雾量成比例地增加, 信号达到一定阈值时, 发出火灾报警信号。
2.2 应用环境及发展趋势
根据FAA (美国联邦航空管理局) 的规定, 飞机货舱火灾探测器必须在火灾发生后1 min内探测到火灾, 并给机组乘员视觉警示。因此, 要求货舱采用的光电感烟探测器具有较高的灵敏度, 进而带来了误报率高的问题。据统计, 国内某航空公司1997-2002年间的66次货舱火警警告记录中无一次真火警。
货舱内火灾探测误报率较高, 主要原因在于以下方面:一是气密舱内压力随飞行高度的上升而下降。低压低氧环境下, 烟气特征产物浓度、烟雾形态、粒径分布特征等参量的变化对火灾探测影响较大。地面试验中, 光电感烟探测器在低压低氧环境中几乎不响应, 无法给出报警。二是货舱内干扰源信号繁多。假火警历史数据表明, 由于飞行中的颠簸和振动, 货舱内的灰尘颗粒、货物纤维和动物绒毛等大量火灾干扰信号可引起光电感烟探测器误报。
目前, 最先进的光电感烟火灾探测器包括KIDDE Model3000和SIEMENS PMC1102。 前者应用于Being787上, 后者应用于空客A380上, 二者都具有多光路设计、多传感器复合、智能探测算法及微处理芯片等优点。
基于以上货舱环境特点与产品发展趋势, 可对光电感烟探测器进行以下改进:
(1) 设计特殊的探测器接收角度。由于烟颗粒和干扰源在粒径、颜色等方面的差异, 导致不同角度的光散射强度有所差别, 因此应选取差别最大的接收角度, 设置合适的阈值, 降低误报。
(2) 融合多种传感器。在单一光电感烟的基础上, 增加温度、气体等传感器, 设计复合型探测器。
(3) 开发先进火灾报警判决算法, 如神经网络等。
(4) 采用多光路设计。通过增加探测器数量, 设置多个不同的接收元件, 观察其变化情况, 判断火灾, 从而对白烟和黑烟的识别达到较好的效果。
(5) 增强电磁干扰保护功能。
3 气动热敏探测技术
线状火警探测器是飞机防火系统的重要部分, 常用探测器主要包括气动热敏探测器、热敏电阻火警探测器和共晶盐火警探测器, 参数对比如表2所示。其中, 气动热敏传感器被称为“零虚警”火警探测器, 在国际上已得到广泛应用, 主要用于发动机舱、APU舱、主起舱等。其使用寿命已有5亿多飞行小时, 是飞机火警探测器发展史上的一个新高度。
3.1 工作原理
气动热敏探测器可区分“过热型”和“着火型”, 过热型原理是利用密封在不锈钢毛细管内的惰性气体高温膨胀进行过热报警, 着火型是利用密封在不锈钢毛细管内经过贮氢处理的金属丝, 在高温条件下释放氢气使管内气压增加的原理进行着火报警。工作原理决定了它不受湿热、振动、电磁干扰等环境影响。从理论上说, 纯气动原理的火警探测器与原来电气原理的探测器相比, 可靠性大大提高, 降低了火灾探测系统的误报率。
3.2 应用环境及发展趋势
该探测器用于监测发动机舱、APU舱等舱室的过热及着火情况。因此, 应紧密结合发动机舱、APU舱特殊的环境特点, 对气动热敏传感器进行进一步开发和改进。
(1) 由于设有发动机灯动力装置, 舱内环境温度非常高。因此, 探测器应坚固耐用, 探测器外壳及传感线部分应采用耐高温的材料, 并满足防火、防震、耐磨功能。
(2) 舱内布置燃油通道和滑油系统, 大量可燃油料的燃烧对环境温度影响较大, 容易造成信号干扰, 从而要求气动热敏传感器能灵敏识别不同温度, 有效区分发动机环境温度和着火温度。
(3) APU舱常处于无人监管的状态, 舱内气动探测器应具有自身安全监察系统, 如有异常情况发生, 及时发出信号。
相比于感烟探测, 气动热敏探测器、共晶盐探测器和热敏电阻探测器等线状火警探测技术可以将灰尘、水蒸气等干扰源有效地去除。但是, 由于火灾初期往往是阴燃燃烧, 使得烟气的温度无法在短时间内达到探测器响应阈值。因此, 如何改善温度探测滞后性的缺点, 将是未来火警感温探测技术亟待解决的问题。
感温探测领域最新提出将光学设备 (光纤) 应用到发动机舱、APU舱火灾探测, 具有质量轻、响应时间短、维护方便等优点, 但同时无法进行过热探测、受震动影响较大等缺点仍有待解决。
4 CO气体探测技术
火灾初期, 环境温度与烟气体积分数变化幅度较小, 因而往往会延误最佳的报警时间, CO气体探测器比较敏感, 往往在感温与感烟探测器未探测到异常信号时对火灾做出反应, 因而CO气体探测器在飞机防火中尤其是电气火灾中的作用不容小觑。由于在正常情况下, 环境中的CO背景干扰性气体较少, 因此相对于感烟、感温探测器, 火灾气体探测器的环境影响因素大大减小。并且火灾初期烟雾浓度还未达到阈值时, CO体积分数往往已经能触发气体探测器报警, 能够实现极早期的火灾探测。CO探测器、感烟探测器、感温探测器等7种探测器对6种试验火的对照实验结果见表3。
4.1 工作原理
CO传感器通常具有多晶结构, 高温下晶体表面氧被吸收产生负电荷, 从而形成正负电荷的运动, 形成电势垒。当CO进入后, 由于氧离子数目减少, 电势垒减小, 传感器阻抗降低。传感器的电阻值与气体体积分数呈对数关系变化。图3是一种常用的CO探测器, 该容器内放入硅胶晶体。
4.2 应用环境及发展趋势
CO探测器多用在客舱和驾驶舱, 来保证乘客和机组人员的安全, 常见于带有排气加热系统的往复式动力飞机上, 或者装备有燃烧加热器的飞机上。其中, 客舱天花板与机壳之间设有隐藏区, 如图4所示。该区域是为提高客舱防潮隔音隔热的功能而专门设置, 选用薄膜、絮状纤维、薄膜的三明治结构制作而成, 其内部遍布大量电线, 一旦导线老化极易造成火灾。但该区域发生火灾的位置较为隐蔽, 起火初期阶段很难发现火源。因此, 如何开发能够实现更早期火灾报警的CO探测器是改进飞机上CO探测器的当务之急。
由于研究不足, CO探测器存在工作温度高、功耗较大、成本高等问题, 限制其发展。近年来, 气体探测技术取得了较大突破, 主要有光谱分析气体探测、半导体气体探测器、电化学技术等。其中, SnO2基CO探测器应用较为广泛。图5为NASA Glenn实验室研制的微型复合探测器的机构示意图, 其探测元件为SnO2, 根据SnO2导电性的变化, 确定CO的体积分数, 实现火灾探测。传感器包括一个Si基片和一个玻璃状结构, SnO2采用溶胶凝胶技术固定于玻璃交叉支架上。该技术具有体积小、质量轻、功耗低、灵敏度高、使用寿命长等优点。
5 结束语
笔者针对飞机上常见的三种火灾探测技术, 光电感烟探测技术、气动热敏探测技术和CO气体探测技术展开了研究, 介绍了各自的工作原理, 针对各探测器所应用的舱室的火灾环境特点, 对探测器的设计提出改进措施。在此基础上, 还指出了飞机火灾探测技术的不足, 为研制出性能先进的火灾探测器提供参考。
参考文献
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