智能家具论文范文
时间：2023-04-05 05:15:21
导语：如何才能写好一篇智能家具论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
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基于ZigBee的智能家居控制系统的设计
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基于Cortex—A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现
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智能家居实训室在高校的建设与实践
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基于Cortex—M3的智能家居监控系统的设计
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篇2
自1985年在德国首先出现家居数字系统基础上，很多国家或地区争先恐后研发各类系统理念方案、产品设备。同时这一现代化生活系统在全球实现了较大范围的实施。1988年，国际电子工业协会提出第一个适用于家居环境的电器设计标准，即“Homeautomationsystemandcommunicationstandards”（家庭总线系统标准，哈佛商学院）。智能家庭系统已经进入中国家庭中，其安全、舒适、高效的生活方式已成为人们的一种追求。2012年，在城市和农村住宅科技产业项目实施计划中，数字建设是中国首批新能源研发项目，此项目在实施的过程中，中央部门大力重视这个项目的实施，在建设部批准建设网络社区，有30000数字家庭在华中地区社区实施。
1.设备不统一
相对独立研发，通过添加一些简单的远程操作功能，称其产品数字家庭系统。一个家庭在多个独立的专有数字系统信息中，多个重叠数字家庭系统用户在功能上往往比较混乱。
2.产品不稳定
国内数字产业在数字家庭方面的发展中，并没有一个统一的相关标准规定，在这样的一个市场环境下，许多中型小型企业独立经营标准，加上市场炒作，不注意用户的实际体验，很多是简单增加在某一性能或功能基础上就投入市场，产品间的联系不强，互不相容，甚至互相干扰，不利于数字家庭系统的修改和扩展，只能给用户带来不好的影响。
二、智能系统在家居设计中的状态
从今天的产品体系看，国内还未树立完整的智能数字理念，市场提供的产品间大都无一定的功能与形式的联系，各类产品都独自研发与更新。部分产品研发程序中过多地在电器的使用初级阶段加入指令命令，没有一个完善的整体处理系统。构架内各类设备与电器产品联系较少，超控性能较低，使用效率不高，同时在核心的远程命令体验上的问题需要改进。从使用者的角度出发，智能数字家庭系统的出现首要功能是把人从烦琐的家庭工作解放出来，更多地来享受生活和工作之余归家的放松；同时能掌握家庭中的每一个信息数据，并分析相应的智能家电设备的智能操作以完成某些任务。此系统应用前景非常广阔，适应不同国家、地区人生活的功能需求；同时更应该注意到不同国家、地区、民族、季节等方面的不同，根据用户的需求量身定做对应的数据库、监控方式、信息源代码，保证信息记录与搜索的必要功能。
（一）智能家居系统的性能需求
1.系统10s从每个传感器节点收集的数据。
2.数据的准确性小数点后1位小数。
3.快速响应用户的请求。
4.问题处置利用图像控制。
5.各类参数信息建立在系统内，便于搜索。
（二）智能数字家庭系统功能层次
不同层的智能家居系统根据用户需求，根据硬件处理能力分配任务。系统划分为两层平台。一级使用嵌入式开发板硬件支持平台，与此同时，选择电脑作为二级处理系统平台。由于嵌入式设备的处理能力和内容容量限制，选择使用这个系统级负责数据收集平台，与一些复杂程度不高的智能家用电器的开启和关闭，发送数据到辅助平台，从个人电脑（PC）接受数据传输任务。所以利用PC机应用一个二级硬件设备、图像安保，目的是为使用者及时处置相关数据，同时处理数据的保存任务。在前期硬件设计过程中多级平台建设必须具有以下原则。
1.透明模拟。利用Java语言研发可供使用的仿真体系，并能够运行至少两个Windows和Linux操作系统上，系统抽象OSGI组件技术和设备的使用服务，以Bundle的形式。仿真平台是面向服务为主的，所以不必关心虚拟设备和服务真实设备。
2.可配置性。SmartHome是一个动态的设备，具有各种不确定因素的各式各样的工作。出现各种类型的检测要求。检测工作中会出现能搭档的数据模式。
3.模拟环节方便性能平台是二维图像版式。SHEmu平台是图形界面视觉显示领域的设备，设备工作状态之间具有互操作性，Xml通过配置文件来记录设备的不同状态，相应的图像资源在GU视图与其中某一个文件相搭配，实现不同视图对应不同设备的关系。
4.数据库统。SHEmu提供数据的分类，数据库的管理通过消息记录和初始信息来实施。
三、智能系统在居住空间中的应用
篇3
20世纪办公空间追随的是大家所熟知的现代化和技术进步之路。 21世纪以来，人类社会逐渐呈现出崭新的型态与特质。在此新时代中信息网络将会是未来世界的神经系统。而其对整个社会与个人生活的冲击，将远高于传统沟通设备所带来的影响。另一方面，全球化与信息技术的相互结合，带来了全球化的加速，打破了时间与空间的限制与障碍。对于此种多元、复杂、动态、去中心化的社会型态，“网络社会”无疑是最恰当的描述。因特网改变我们创造与沟通的方式，被称为“第三波浪潮”的信息革命，正剧烈而全面地改变人类社会。传统的垂直式企业组织结构将被扁平化和分散化的组织结构所取代。办公模式呈多元化发展趋势，出现了诸如虚拟办公、共享办公、移动办公、团队办公等新的概念。
二、国内外发展动态
我国的办公空间理论研究发展比较晚，几乎从起步，就是沿着国外的路子走，无法摆脱国外设计的影子。现代的开放式办公空间在70年代末才由外资公司带到国内，就连我们在办公间设计中使用的人体比例尺寸都是国外的。此后，我国的室内设计和家具设计工作者们不断引入国外办公空间相关的发展技术和模式，对于现代办公空间、现代办公家具、智能办公建筑的研究都在慢慢深入，为我国的办公空间设计做出了很多贡献。但是，国内很多办公场所仍然流行单元式办公室，并且不太注重室内环境与办公气氛，很多人性化的因素都没有加以考虑，造成这种现象的原因主要是社会基础在办公空间环境上的反映。其次也是现有办公空间的建筑形式决定的，另外设计师也没有切实地从使用者角度进行设计，或者单纯追求形式的表现，造成了大量冷漠、雷同的办公空间。随着信息经济的发展，我国办公建筑的发展水平逐步提高，出现了数量众多的5A级智能办公建筑，其内部空间也越来越人性化、智能化，但是对办公空间的系统化研究还处于初级阶段，只注重办公空间环境的优化，而忽视了办公空间应有的对信息化社会、新型组织结构的潜在回应。在理论研究的文献资料方面，虽然国外办公建筑的作品与理论推陈出新，但我国关于办公建筑的文献资料要么偏重于办公建筑相关设备系统，要么偏重于纯纯粹实例图片信息，还有就是偏重对办公建筑外部造型探讨，研究其内部空间理论的资料还是相对缺乏的。
办公空间作为与人们日常息息相关的建筑空间类型，历来受到人们的广泛关注。国外有许多专家学者从不同角度对办公空间进行了理论和实践的探索，并获得了许多值得借鉴的成果。国外的办公空间研究发展较早，欧美及北美发达国家都很重视工作环境的优劣，美国企业家成功的经验是：必须有一流的办公室，这是一项重要的企业投资。国外的建筑师们更是不断探索新型的办公空间，不断对可能出现的办公方式以及未来办公空间环境做出预测。北欧和日本的研究也都有自己的风格。例如日本学者主要致力于办公系统自动化的研究，预测信息的迅速发展对办公空间带来的影响等等。当工业社会逐渐进入信息社会后，智能化办公建筑逐渐成为人们研究的重心，英国办公建筑专家弗兰克·代菲在“智能化办公建筑的出现”（The emergence of theintelligence officebuilding）一文中对智能化办公建筑的特点做出了这样的描述：智能化办公建筑的特点
主要应体现在四个方面：办公室自动化、先进的通讯设备、．建筑自动化、对未来发展的第一章绪论手法。大多数研究者均将办公空间的设计
作为有机的整体来看待。同时，办公空间的设计不仅受到功能需要与技术可能性的转化的影响，而且更多的是社会文化的一种反映。
三、办公空间发展趋势
办公空间相应的发生着剧烈的变化。一个根本性的办公空间设计变革即将来临。2000年以后，这种新型的办公空间在很大程度上将变成一个网络的系统，包括高度灵活的交流空间和工作方式，它不再是传统的金字塔式的办公模式，单纯的程序性工作场所将转变为一个信息交流的场所。目前，办公建筑的建设规模和数量都在日益扩大，扮演着社会生活中越来越不可或缺的角色。对新型办公空间的研究在发达国家逐渐成为一门学科，各种专门的学术会议、期刊、研究论文不断出现在公众的视野中，深入分析研究新型企业组织结构、办公模式和相应的办公空间之间的关系，重新对现代办公空间的性质和特征做出科学的判断，并用于指导新型办公空间的设计工作，这对于适应信息时代的发展要求、创造科学的人性办公空间具有重要意义。
四、现代办公空间的设计特点
4。1人性化
自从Internet出现以来在短短的数年内，网络就使我们的生活方式发生了巨大改变，通过网络看新闻、购物、学习、娱乐、工作，甚至与人交流。网络也正在改变着我们的办公方式，只需要在显示器前点击鼠标、敲击键盘就可以进行工作从世界各地了解自己所需要的相关信息通过网络下达和通知任务，甚至进行网络会议接治客户。在此强大的技术之下孕育出两种新型的办公方式。一种是以新的管理模式和高科技的办公设备为代表的现代企业，一种是为家庭办公者和自由职业者提供SOHO（small office home office）式的办公。如此便利和高效的办公方式是否让我们充满了创造力和工作热情？答案是否定的。高科技的应用并没有使我们工作精神状态得到极大的改善，我们常常过多地依赖于电脑千变万化的网络信息与不断更新换代的操作软件把我们搞得头昏目眩。而大部分SOHO人士们常常是长时间独处变得不善于和别人交往造成心理上的障碍。据调查表明在我国新型办公模式下的工作人员40％左右的人是处于亚健康状态。现在的办公空间设计更多地强调科按发展给工作带来的高效而往往忽略了人文关怀，解决这些问题，创造出健康的可持续发展的和人性化的办公空间是我们设计师要考虑的问题。
4。2生态化
随着全球生态危机的加剧，人类越来越体会到需要保护自然、保护生态环境，需要在设计中体现可持续发展的原则。在建筑界，走可持续发展之路已经成为人们的共识，这在室内设计领域也不例外，在室内设计中贯彻可持续发展的原则正成为广大室内设计师的共识。办公空间的绿色化涉及对自然的尊重和对人体健康的关注。从对自然的尊重而言，涉及尽量引入天然采光和自然通风，尽量在办公空间内实现节能设计，通过一切技术手段减少办公空间对自然资源和能源的消耗，减少对自然的伤害，体现可持续发展的原则等内容。当然，办公空间的绿色化也表现为尽量在内部空间引入自然元素，环境心理学的研究表明：室内自然景观可以满足人类向往自然的天性，具有缓解工作压力和获得理想视觉景观的作用。因此，我们可以尽量通过运用植物、山石和水体营造富有自然气息的人工环境，为广大员工提供良好的工作环境。从关注人体健康而言，在办公空间的室内设计中，应该注重使用绿色材料。科学研究证明：以往的不少装饰材料中存在对人体有害的元素。因此从保障员工的健康和提高员工的劳动生产率出发，必须采用绿色材料，改善办公空间的室内空气质量，这在当前发达国家的室内设计中已经成为共识。
4。3智能化
其次从智能化方面分析一下：便携式电脑和网络技术的发展使人们的办公形式发生了很大的变化，据国际著名的策划公司DEGW统计，目前大约有20%～30%的白领人士处于流动状态，这些白领在全市、全国甚至全球范围内奔走，因此如何为这些白领人士提供一个舒适的工作环境就成为值得思考的问题。为了应对这一趋势不少设计师都进行了尝试。例如：美国海沃氏家具公司和上海瑞安集团就试图通过公共区域、半公共区域和私密区域的划分来应对办公智能化的趋势。在海沃氏家具公司新天地企业大厦的亚太区办公总部内，办公区分成三部分，即：公共区域、半公共区域和私密区域。公共区域向所有办公人士开放，在这一区域内设有工作式休闲椅和因特网接口，办公人员可以随时通过网络与客户联系，同时办公环境也设计得相当休闲，既可以俯瞰新天地的人工湖，又可以免费享受欧式咖啡，使人感到舒适放松；半公共区域主要为企业大厦的租户和海沃氏家具公司的客户服务，该空间可以容纳80人左右，适合进行展览、会议、小型培训等活动，并能提供餐饮服务；私密区域则通过灵活隔断与半公共区域分开，仅为海沃氏家具公司的工作人员服务。海沃氏家具公司就试图通过公共区域和半公共区域为流动的白领人士提供舒适的办公环境，促进人们之间的交流，激发员工的灵感，展示未来办公空间智能化设计的新理念。
五、现代办公空间的设计
办公空间的各项功能设计
办公空间包括了办公工作场地和相关的配套空间。其首要任务是：
1、使办公工作达到最高效率；
2、其次是塑造和宣传企业的形象；
3、再者要突出使用者的身份和个性得到体现，同时还必须具有较高的安全系数，如放火、防盗、防震等安全性能。
办公空间的室内设计程序
一、设计前期的调研工作
1、施工现场的研究
应注意的事项：
A、应记录各窗户的外部环境，以便使某些办公室有较好的朝向和景观。
B、应仔细考察建筑的结构，考虑将来装修结构的固定和连接方式。
C、应检查楼板和天花是否有裂缝或漏水，窗户的结合处是否紧密等。
D、应在现场对一些较特殊的位置和结构进行装饰处理的构思。
2、与用户沟通
考察现场之后，应充分听取用户意见，其内容如下：
A、充分了解用户的工作性质
B、了解用户的审美倾向
C、了解用户的预计投资
D、对某些特殊处理要与用户达成共识。
二、办公的平面布局与天花设计
办公空间的平面设计有三个作用：
篇4
论文摘要：介绍教育机器人在机器人竞赛及课内外教学中的应用现状，并提出其教育价值。
1 引言
自从20世纪50年代末世界上第一台机器人诞生之后，机器人技术得到了迅速的发展。机器人技术是一个国家科学技术水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，也是打开21世纪大门的钥匙[1]。
随着机器人技术的发展，其在教育领域的应用也逐步得到重视。目前教育机器人主要应用于课内外教学和参加各级各类科技创新活动，表现出了无可比拟的教育价值和极待挖掘的发展前景。
2 机器人的定义
在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人的定义却至今没有统一。原因之一是机器人还在发展，根本原因则是机器人涉及到了人的概念，使之成为难以回答的哲学问题。早在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就有专家提出了两个有代表性的定义[2]。之后又不断涌现新的见解。我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度协同性的自动化机器。”[2]
3 教育机器人简介
干国胜在其硕士论文中对教育机器人解释如下：用在教育领域的以人工智能决定其行动的机器人[2]。从学习角度讲，“教育机器人是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件”[3]。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。
国内已有一些企业和公司可以生产教育机器人或教学平台。不同种类的教育机器人不断涌现，如SmartCar[4]、SUUNY618、博思威科教育机器人等均已投入市场。
4 教育机器人产生背景
机器人技术是在二战以后才发展起来的新技术。1958年美国的Consolidated公司制作出了世界上第一台工业机器人，由此揭开了机器人发展的序幕[5]。1967年日本川崎重工公司从美国购买了机器人的生产许可证，日本从此开始了研究和制造机器人的热潮。随着机器人在工业上的广泛应用，如何加强工人对机器人的了解从而提高他们对机器人的控制也就成为一个显著的问题。机器人教育也就随之产生。2003年4月3日到7日，日本横滨举行了2003年机器人博览会[6]。专门用于教学的教育机器人从此诞生了。
国外教育机器人的研究开展较早。早在上世纪六十年代日本、美国、英国等西方发达国家已经相继在美国大学里开始了对机器人教育的研究，到了六十年代他们在中小学也开始了机器人教学，在此过程中也推出了各自的教育机器人基础开发平台[5]。我国的机器人研究在七八十年代就已开展起来，在我国的“七五”计划，“863”计划中均有相关的内容。但针对中小学的机器人教学起步较晚，到上世纪九十年代后期才得到了初步的发展，目前发展仍不完善。
5 教育机器人应用现状
教育机器人主要用于机器人竞赛和课内外教学。
5.1 机器人竞赛机器人教育对高科技社会的巨大影响已经引起了美国、欧洲、日本等发达国家和亚洲各国的高度重视，也得到了我国教育界的极大关注。国内外机器人赛事不断，引人注目。目前，全球每年有一百多项机器人竞赛，参加人员从小学生、中学生、大学生到研究者[5]。
1）国际比赛。①机器人足球竞赛。让机器人踢足球的想法是在1995年由韩国科学技术院（KAIST）的金钟焕(Jong-Hwan Kim)教授为了发展多智能体技术而提出的。1996年11月，他在韩国政府的支持下首次举办了微型机器人世界杯足球比赛(即FIRA MiroSot’96)。
国际上最具影响的机器人足球赛主要是FIRA和RoboCup两大世界杯机器人足球赛，这两大比赛都有严格的比赛规则，融趣味性、观赏性、科普性为一体，为更多青少年参与国际性的科技活动提供了良好的平台。
FIRA ( Federation of International Robot-soccer Association)是国际机器人足球联合会的缩写，于1997年第二届微型机器人锦标赛(MiroSot ’97)期间在韩国成立的。FIRA每年举办一次机器人足球世界杯赛(FIRA Robot-Soccer world Cup)，简称FIRARWC，比赛的地点每年都不同，至今已经分别在韩国(三届)、法国、巴西、澳大利亚(两届)、中国等国家举办了多届赛事。
RoboCup (Robot World Cup)是一个国际性组织，1997年成立于日本。RoboCup以机器人足球作为中心研究课题，通过举办机器人足球比赛，旨在促进人工智能、机器人技术及其相关学科的发展。RoboCup的最终目标是在2050年成立一支完全自主的拟人机器人足球队，能够与人类进行一场真正意义上的足球赛。RoboCup至今已组织了八届世界杯赛。比赛项目主要有:电脑仿真比赛、小型足球机器人赛、中型自主足球机器人赛、四腿机器人足球赛、拟人机器人足球赛等项目。
②机器人灭火竞赛。机器人灭火的想法是在1994年由美国三一学院的Jack Mendelssohn教授首先提出的。比赛在一套模拟四室一厅住房内进行，要求参赛的机器人在最短的时间内熄灭放置在任意一个房间中的蜡烛。参赛选手可以选择不同的比赛模式，比如，在比赛场地方面可以选择设置斜坡或家具障碍，在机器人的控制方面可选择声控和遥控，熄灭蜡烛所用的时间最短，选择模式的难度最大，综合扣分最少的选手为冠军。虽然比赛过程仅有短短几分甚至几秒钟的时间，用来灭火的机器人体积也不超过31立方厘米，但其中包含了很高的科技含量。目前，机器人灭火比赛已成为全球最普及的智能机器人竞赛之一。
③机器人综合竞赛。国际机器人奥林匹克竞赛。主要是亚太国家参与的一项国际机器人赛事，2002年中国北京成功举办了第四届比赛，有包括韩国、新加坡、中国大陆、香港、台湾、菲律宾、泰国在内的七个国家和地区参加了这一赛事，比赛圆满成功，第五届比赛于2003年月11月6日～10日在韩国举行。
FLL机器人世锦赛，1998由美国非盈利组织FIRST发起，目前有10多个国家(英国、法国、德国、北欧5国家、新加坡、韩国、中国)及美国的46个州参加该活动。每年秋天，由教育专家及科学家们精心设计的FLL挑战题目将通过网络全球同步公布。各国/区域选拔赛在年底举行，总决赛于4～5月在美国举行。竞赛内容包括主题研究和机器人挑战2个项目，参赛队可以有8～10周的时间准备比赛。
④其他比赛。在国外，1980年，第一届全日本机器人走迷宫比赛；1992年，第一届美国人工智能学会移动机器人比赛；1998年，第一届国际海洋机器人竞赛；2001年，日本政府举办第一届国际机器人节，举行了十几项各种机器人比赛。教育智能机器人是目前欧美国家流行的用于培养学生动手能力，计算机应用能力，和创新思维的学习工具。
孙媛媛、何花撰文指出，国际机器人竞赛有以下特点：比赛规模不断扩大，比赛项目不断完善，比赛的影响力不断完善，推动技术进步，促进学校教育[7]。
2）国内比赛。在国内，2000年，FIRA中国区比赛;2002年，CCTV杯机器人比赛;2004年，第五届全国中小学电脑制作大赛；自2005年开始的全国青少年教育机器人竞赛[8]；中国科协主办的中国青少年机器人竞赛，中央电教馆举办的中小学生电脑制作活动，教育部关心下一代工作委员会、中国发明协会举办的全国中小学信息技术创新与实践活动[9]。还有近几年各省、市组织各种类型机器人比赛。
3）机器人竞赛的教育价值。何智等撰文指出中小学机器人竞赛对当前的教育会产生重大的作用：促进教育方式的改革，培养学生的综合能力；有利于建立一门新的标准课程；寓教于乐；培养学生的团队协作精神和宽容为怀的人文品格[9]。
北京科技大学的郗安民教授在接受访谈时指出，大学生机器人比赛是一项很好的科技创新活动，不仅易于激发兴趣，而且综合了多学科的知识，是一项比较大的训练工程[10]。张云洲等探讨了机器人竞赛对于大学生教育的价值：机器人竞赛活动的开展有效激发了学生参与科技创新、开发与研制的兴趣爱好，有利于其综合素质的培养[11]。
5.2 学科及课外教学目前，除将教育机器人用于参加各种比赛外，教育机器人还被用于课内外教学，以提高学生设计、开发、应用机器人的能力和创新能力。北京、上海、广东、浙江、江苏、湖北等省市已经先后将教育机器人纳入地方课程或校本课程。到2005年底，我国已有76所中小学成为机器人教学实验学校。教育机器人正在逐步地走入我国的各类学校[3]。
王立春撰文从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等各个方面探究教学机器人所具有的独特的教育价值，指出教育机器人在教育领域的顽强生命力和巨大发展前景[12]。
张兴华以硕士论文的形式深入探究了基于机器人的青少年活动的教育价值。她从亲身体验的活动案例出发，把握了全国基于机器人的青少年活动的形势，在深入研究的基础上认为基于机器人的课外活动的教育价值主要体现在三个方面：对青少年各方面能力的培养；促进教育方式的改革；有利于建立一门新的标准课程[13]。
6 结语
教育机器人事业方兴未艾。教育机器人活动知识覆盖面广、能力锻炼多样、情感体验丰富，受到越来越多的师生欢迎，正向广大师生的普及过渡。教育机器人必将为我国的素质教育做出应有的贡献。教育机器人的前途是光明的。
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论文摘要：文中主要阐述了绿色建筑设计的标准、原则，并提出了绿色建筑的设计方法和评价方法。
发展是人类社会永恒的主题。自从20世纪90年代联合国在环保大会上提出“可持续发展”口号后，“可持续发展”战略越来越受到人们的关注，在社会发展中得到了广泛的宣传和应用，在建筑领域也掀起了一股“绿色建筑”热潮。由于传统城市发展模式、传统建筑体系是不可持续的体系，是污染环境、造成生活质量下降的体系，因此，在绿色文化的影响下，思想敏锐的建筑师开始思考，开始探索建筑发展的“绿色”道路。所谓“绿色建筑”就是一种象征着节能、环保、健康、高效的人居环境，以生态学的科学原理指导建筑实践，创造出人工与自然相互协调、良性循环、有机统一的建筑空间环境，它是满足人类生存和发展要求的现代化理想建筑。目前，“绿色建筑”已成为21世纪建筑发展的主流，越来越受到人们的重视。
1绿色生态建筑设计标准
绿色建筑是资源和能源得到有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安全的建筑。在绿色生态建筑设计中我们应该遵循以下原则:
(1)绿色建筑应尊重自然、保护生态、与自然协调发展，尽可能减少人工环境对自然生态平衡的负面影响。
(2)绿色建筑要节约自然资源和能源，最大限度地提高建筑资源和能源的利用率。
(3)绿色建筑要利于人的身心健康，避免或最大限度地减少环境污染，采用耐久、可重复使用的环保型绿色建材，充分利用太阳能、风能等自然清洁能源。加强绿化，改善环境。
(4)绿色建筑空间和使用功能应适应社会发展的变化，要求建筑空间具有包容性，功能具有综合性，使用具有灵活性、适应性和可扩展性。
(5)绿色建筑应具有独特的建筑技术和艺术形式表达现代生态文化的内涵和审美意识，创造自然、健康、亲切舒适、生机勃勃、丰富多彩，具有传统地方文化意韵和现代气息的建筑环境艺术。
2绿色建筑设计的原则
绿色建筑在设计过程中，必须针对其各个构成要素，确定相应的设计原则和设计目标。同时，这些构成要素又是设计人要具体操作的对象。在绿色建筑设计体系中，对设计原则的分析和把握具有重要的实践意义。这里以生态要素为主要对象，扼要阐述其设计原则。
2. 1整体及环境优化原则
建筑应作为一个开放体系与其环境构成一个有机系统，设计要追求最佳环境效益。建筑要体现对自然环境和社会生态环境的关心和尊重，主要表现在保持当地文脉，保护历史人文景观，重视建筑场地对地形、地势的利用，加强建筑对当地技术、材料的利用，加强绿化，减少环境污染，用独特的美学艺术让建筑体现时代精神。
2. 2简单高效发展的原则
绿色建筑应体现对能源的节省，尽可能利用可再生能源，如太阳能、风能等，加大智能化设计，广泛利用电子通讯和信息技术，要有预见性地研究建筑与社会发展的互动关系，做到近期规划与长远规划结合，为扩建和建造留有余地。
2. 3健康舒适的原则
绿色建筑应保证建筑的适用性，体现对用户即人的关，增强用户与自然环境沟通，让人们在健康、舒适、充满活力的建筑中生活和工作。主要体现在创造良好的通风对流环境，增加建筑的采光系数，保证室内一定的温、湿度，创造良好的视觉环境及声环境，建立立体绿化系统净化环境等。
3绿色建筑设计方法
3.1整体环境的设计
所谓整体环境设计，不是针对某一个建筑，而是建立在一定区域范围内，从城市总体规划要求出发，从场地的基本条件、地形地貌、地质水文、气候条件、动植物生长状况等方面分析设计的可行性和经济性，进行综合分析、整体设计。整体环境设计的方法有:
(1)引人绿色建筑理论。城市开发建设应与当地自然环境、资源、社会、人文等背景相结合，在加快建设的同时，创造性地保护和利用已有条件。一方面，改变不合理的布局模式、区域划分、空间结构和资源配置;另一方面，让城市的历史文脉、自然地理特征得以沿袭。
(2)加强环境绿化。随着社会的发展，人们已经深深地感受到环境对人的身心健康的重要性，绿化不单是可以创造空间，还可以美化环境，创造良好的生活氛围。
用绿化覆盖地面，由于大量水分蒸发，往往可以造成比较凉爽、舒适的环境;高大的乔木在地面上形成了较大树荫，减少路面吸热，同时可以净化空气，提高空间的氧含量。因此，在人居环境住宅区的设计中，一定要注意绿化环境设计，创造出良好的微气候，应该将绿化量化标准引人设计规范。当前，环境绿化主要包括小区周围环境绿化和建筑立体绿化。一、小区周围环境的绿化。尽量减少硬质铺地，扩大草坪面积，并尽可能多种植高大乔木。因为乔木的绿化效果要比同面积的草坪高几倍。目前，多数住宅小区常采用水泥砖铺地，这对小区环境很不利，应尽量采用具有渗透性的生态铺地，如格状铺地砖，方格中可以种草等。二、立体绿化。引人“土地空间化”的概念，包括墙面绿化、屋顶绿化和阳台绿化。墙面绿化主要是在强烈阳光直射面爬满绿色藤状植物，避免阳光直射墙面，降低外墙表面温度，保证室内温度的稳定性。如重庆的“天奇花园”的墙面绿化，在西墙面上设计由柱子和圈梁组成的构架，并设置种植槽和集中喷灌系统。夏季爬山虎覆盖墙面形成一道绿墙，绿墙与墙面之间形成大约300 mm宽的间层，这间层形成了良好的通风竖井，增强了墙面的散热性能，而且绿墙还能避免阳光对墙面的直射。屋顶绿化是在建筑屋顶上采用蓄水覆土种植，屋面上种植花草和一些低矮灌木，形成一个“空中花园”。阳台绿化是在居民家的阳台上种植一些花草植物。
(3)从整体出发，通过借景、组景、分景、添景多种手法，使住区内外环境协调。例如:滨临城市河道的住区宜充分利用自然水资源，设置亲水景点;临近公园或其他类型景点资源的住区，应考虑设计景点视线通廊，促成内外景点的交融;毗邻历史古迹保护区的住区应尊重历史，让珍贵的历史文脉溶于当今的景点设计元素中，使其具有鲜明的个性，并为保护区的开发建设创造更高的经济价值。笔者在雅安市滨河公园方案设计中较好的应用这样的设计思想，充分体现了《穿越时空，聆听茶香》的设计构思。得到了广泛的认可。
3. 2建筑单体的设计方法
(l)建筑的体型系数即建筑物表面积与建筑的体积比，它与建筑的热工性能密不可分。曲面建筑的热耗小于直面建筑，在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大，具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高，减少体形凹凸变化，尽量采用规则平面形式。
(2)外墙设计要满足自然采光、自然通风要求，减少对电器设备的依赖，设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计，外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。①采用良好的外墙材料，利用更好的隔热砖代替粘土砖，节省土地资源，如上海现代房地产实业有限公司成功研制了以秸杆稻草为原料的绿色建材—稻草板，并在上海青浦县推广使用，它与传统的粘土砖相比，不仅具有色彩丰富、重量轻、体积小、保温、隔热、隔音等多项优良性能，而且在环保上解决了秸杆焚烧的问题;其次它自然降解，不会给环境带来任何污染。②采用选择性镀膜窗户，其导热系数较小，能够改善室内环境的热稳定性。③加强门窗的气密性，减少热交换。④使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射，同时冬季能够调节便于采光。
(3)采用弹性设计方案，提高房屋的适用性、可变性，具体表现在建筑结构、建筑设备等灵活性要求上。①楼梯的可生长性，包括基础的预留量、楼段板承重的预先考虑，周边环境的生长预留地等。②预留管道空间，包括水电、通讯的发展空间。③家具系统的可变化性。
(4)建筑节能设计。要节约利用不可再生能源，如煤、石油、天燃气等，积极开发可再生的新能源，如太阳能、风能、水能等无污染能源。建筑材料尽可能利用可降解、可再生的材料，严格做到建材无污染、无辐射。
(5)建筑智能设计。目前，大量电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用，出现了智能化建筑，可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量，保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率，智能化的发展可以促进绿色建筑在“高标准、低能耗、高效能、低污染”状态下持续发展。
4绿色建筑的评价
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关键词：绿色生态住宅；生态型建筑；地域特色；可持续发展
Abstract: In the context of the energy crisis, to save resources, reduce pollution and ecological building design as the core content has become the mainstream and the target of the construction market. As the most massive residential building type, is to require more health, environmental protection, comfort, safety, therefore, the green ecological residential buildings emerge as the times require. From the overall situation of green ecological residential building of the ecological building, on the ecological design and energy-saving design to carry out specific research, based on a profound understanding of and Research on "ecological residential design", focuses on the ecological residential design principles of appropriate technology should be used, and through the concrete architectural practice, summarized the key consideration and application of the technology in practical engineering.
Key words: residential green ecology; ecological construction; regional characteristics; sustainable development
中图分类号：TU2 文献标识码：文章编号：
1 引言
现代城市居民在居住理念上有了全新的转变和发展，对居家健康的重视，使人们的居住意识及居住水平跃上了新的台阶，各种顺应人们居家要求的生态绿色住宅、水景住宅和高尚住宅小区也应运而生，住宅建筑设计正面临一场绿色生态革命。
对于绿色生态住宅建筑虽还没有一个统一的标准定义，笔者理解应包括以下几层涵义：首先是结合当地的自然生态环境合理地安排组织建筑与其它相关因素之间的关系，使住宅建筑与环境成为一个有机的结合体；其次是拥有良好的室
内气候条件和较强的生物气候调节能力，满足人们工作生活所需的舒适环境，人与建筑和自然环境之间形成良性的循环，能实现未来可持续发展；再次就是在住宅建筑精神上既要体现时代性，也要反映地域的历史与人文环境。
2 现代绿色生态住宅建筑的基本特征分析
生态型住宅的环境要有洁净的空气、水源与土壤，不受到不良自然环境的危害，也不易遭受自然灾害的侵袭，基本特征如下：
（1）建筑物要尽量保持和开辟绿地，在建筑物周围种植树木防风、遮荫，改善景观，保持生态平衡。重视室内空气质量，保持新风在室内的流动。重视人文景观的保护，建筑物附近有价值的古代文化或建筑遗址应予保留并予妥善安置。
（2）建筑物的资源、能源和其他消耗至最低程度。建筑物应该充分有效地使用水、能源、材料和其他资源。尽量利用清洁能源（如地热与太阳能、水能、生物能和风能），保护与改善自然环境。在满足人们的健康、舒适、安全使用的情况下降低消耗、节省资源。
（3）建筑物应有合理的朝向布局，以充分利用太阳能。建筑物的形体布置合理，应减小建筑物的体形系数，以减少采暖与制冷能耗，建筑物的围护结构应该采用高效保温隔热构造，并具有良好的自然采风系统以及充分的自然通风条件；建筑物内的房间设置、布局恰当，既满足使用舒适度，又节省能源。
（4）回收并重复使用资源。从旧有建筑物中拆除的建筑材料，如砖石、钢材、木料、板材和玻璃等，尽可能保护好，根据不同情况，力求回收利用，做到：建筑材料——建筑——建筑材料——新建筑的良性循环。并积极利用其他工农业废弃物料。使用先进技术，降低建筑运行管理费用。在结构条件允许情况下尽量不要拆除旧建筑，应对其进行改造以适应新的使用功能，节省建筑造价。
因此，现代生态型建筑是资源和能源有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安全的建筑，是“可持续发展”的建筑。
3绿色生态建筑设计的实现策略
下边着重对绿色生态建筑设计的实现进行分析，并给出其实现策
3.1建筑内部环境设计的实现。
3.1.1能源系统设计的实现。绿色生态建筑能源利用的实现，不但要对常规能源系统进行优化设计，更要注重绿色能源的利用，要将建筑节能放在首位。绿色生态建筑节能，设计师首先要做好以下三方面的工作：
（1）把建筑设计提高到比较高的水准。
（2）找到合理的优化的新能源的解决方案。
（3）寻求建筑艺术与能源方案的完美结合。当然，在做好上述的工作后，还可以因地制宜地利用绿色能源，如采用太阳能、风能和地热能等，这些能源都具有无污染、可再生的优势。
3.1.2声光环境系统设计的实现。在绿色生态建筑平面设计时，针对光环境设计来看，提倡使用新能源提供的绿色照明，如利用太阳能发电，可解决部分日常照明。其次，室内应尽量采用自然光，鼓励使用节能灯具，节约能耗。另外，还要注意避免由附近建筑的玻璃折射以及其他的光污染。针对声环境设计来看，设计师应考虑将卧室设置在背向噪声源的方向，这样可降低噪音30dB；采用隔音窗也能显著阻隔室外噪音；在住区沿路适当栽植绿色植物，对降噪也有一定效果。
3.1.3智能系统设计的实现。目前，大量电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用，出现了智能化建筑，可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量，保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率。因此，绿色生态建筑的发展也需要推进智能化的发展，进行智能系统设计。
3.2建筑外部环境设计的实现。建筑外部结构设计主要体现在环境绿化上边。（1）绿化可以有创造性思路，可以与当地自然环境、资源、
社会、人文等背景相结合，创造性地保护和利用已有条件。例如从整体出发，通过借景、组景、分景、添景多种手法，使住区内外环境协调。
（2）应该注重建筑周围环境的绿化。应该尽量减少硬质铺地，扩大草坪面积，并尽可能多种植高大乔木。因为乔木的绿化效果要比同面积的草坪高几倍。目前，多数住宅小区常采用水泥砖铺地，这对小区环境很不利，应尽量采用具有渗透性的生态铺地，如格状铺地砖，方格中可以种草等。这样，通过两个方面的努力，建筑外部环境设计要求就得以实现。
4 绿色生态住宅建筑设计时还应注重地域特色的挖掘
在把握了绿色生态建筑设计的基本要点之后，设计时还应结合当地风俗习惯、历史人文特点，注重地域特色及风情的融合与挖掘。笔者认为，建筑特别是住宅建筑，是一个地区的产物，它总扎根于具体的环境之中，受到所在地区的地理气候条件的影响，受具体地形条件及地形地貌的制约，这是造成住宅建筑形式和风格的一个基本点。
对于住宅建筑来讲，人的本体存在状态和精神层面的获取与满足状况较其它类型建筑和人的关系更加密切。因此，生态住宅建筑还应表现出相应的精神生态内涵，具体思考如下：
首先，生态型住宅建筑要表现出它的时代性。由于历史时序的标轴上，不同时期人的物质、精神生活状态存在差异，住宅建筑的物质形态也应与时间长序中其应处的点段同步，以满足居住者实际的供需关系。时代性体现着生态住宅建筑的精神与发展。
其次，现代绿色生态住宅应体现其所在地的地域文化，这是一个民族一个地区人们长期生活决定了历史文化的传统。建筑空间的流通性、室内设计的灵活性与简约作风、家具的实用性与装饰性，书画印章等造型饰物的象征性等都体现了住宅建筑空间设计的永恒特色。现代住宅建筑的生态性是一个时代的写照，是社
会经济科技文化综合反映，地域文化是其赖以生存的根基，文化是其建筑内涵的品位。建筑设计师应在地区传统中寻根，发掘有关“基因”与现代科技文化相结合，表现出生态住宅建筑的地域特性和地域住宅建筑现代特性，使居者在精神上获得亲切感和满足感。
再次，在建筑景观设计上，可以通过乡土植物和能体现当地自然风情的山石或水景的引入来突出表现本地的地域特色和人文风情，这样既强调了绿色生态建筑的人与自然的亲密关系，满足了人们对自然的向往，又最大限度地释放出本土浓郁的乡情野趣，也为绿色生态建筑设计理念进行了极佳的诠释。
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1．何为高分子化学
顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
参考文献：
[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)
[2]王守德,刘福田,程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报(自然科学版,2002,(01).
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妙手乾坤，护航新生命
作为国际上最早从事智能系统设计与新生儿监护的研究的学者之一，陈炜做了许多先驱性工作和贡献，深受业内学者的国际认可。她带领课题组提出并实现了可穿戴无线传感器系统对于健康参数的监测以及反馈，这些系统集传感器技术、信号处理、医学信息分析、用户舒适度、美观等为一体，得到了社会的广泛关注。
陈炜的临床医学信息传感研究从新生早产儿开始。新生儿是非常特殊的群体，蕴含着人类发展的希望。但新生早产儿由于其特殊性，需要待在保温箱里，和大多数婴儿成长的环境完全不同。在保温箱里，他们的各种生理信号通过凝胶电极、有线传感器和笨重的设备、众多的导线与身体直接连接来进行监测，并以相应的医学方法促进新生早产儿成长。
陈炜的一个研究方向就是新生早产儿的监护。围绕相关课题，陈炜的主要目标是：如何用先进的传感器技术和信息科学的手段为新生早产儿提供更加舒适的、接近于家庭的、能够跟父母自然交流的生存环境，让他们的身心得到更好的发展，同时也使他们的生理信号达到医学的标准，为医护人员做诊断、做治疗提供更加准确、全面的数据。
陈炜课题组设计研究了有集成纤维传感器（smart textiles）的智能服装来监测生命体征信号。她测试了多维纤维传感器在心电信号监测中的信号质量和稳定度，并与传统心电贴片传感器监测的信号作对比，对纤维传感器的大小和位置都进行了优化，提出并实现了一种基于频谱分析的优选算法来选择在各种身体姿势下可获得最佳信号质量的信道。这种新型的新生儿监护系统在荷兰马克西玛医疗中心（Maxima medical center）成功试验，其采集的心电信号满足医学分析的标准。智能新生儿监护服装项目成果于2009年获荷兰Brainport 医疗项目大赛提名并获TU/e Excellent Award二等奖。她的课题组在该领域旗舰国际会议IEEE Body Sensor Networks（BSN 2009）发表的关于智能服装监测心电信号的设计研究与测试的论文，由于其新颖独创性得到了广泛的关注。
遵循新生儿护理的发展思路和方案，陈炜带领课题组设计了一系列关爱婴幼儿的传感检测系统。她设计研发了可穿戴无线传感器系统监测体温和血氧，在医院成功测试了基于小型热敏电阻温度计的智能腰带。她还设计研发了利用近红外光谱技术的非侵入式反射型血氧监测（Reflectance Pulse Oximeter）系统，方便易用，可达到现有医用设备的测量准确度。她设计的基于电感的非接触式能源传输（Inductive contactless energy transfer）系统，具有友好的用户界面，满足新生儿监护的需要，为新生儿在保育箱内外持续提供电能，且为解决可穿戴无线传感器系统换电池的麻烦做出了贡献。该研究成果在国际知名期刊Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments的可穿戴传感器特刊上发表。
基于光电容积描记（photoplethysmograph，PPG）的心跳反馈系统是这一时期陈炜的重要设计研发内容之一。该系统将母亲的心跳通过一个小抱枕以轻微震动的方式传给孩子，以缓解患儿的紧张心情。通过在荷兰马克西玛医疗中心对10名新生儿的测试，该系统对90%的患儿有安慰效果并缩短70%患儿的哭闹时间。她还设计实现了帮助癌症患儿的有多媒体系统的时尚座椅，该设计应用网络多媒体技术提高患儿与亲友的交流。通过与荷兰的厂商合作，2012年10月产品在荷兰设计周展出，获荷兰科技时报等多家媒体报道，得到广泛好评。同年11月在荷兰凯特瑞娜综合医院（Catharina hospital）正式使用。
在新生儿监护系统的基础上，陈炜带领课题组还设计实现了拥有交互式前馈和反馈系统的心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）辅助器材，该设计利用压力传感器，电致发光的薄膜（electroluminescent foil），及电子声音节拍器来指导医务人员在执行心肺复苏任务中的准确胸腔压力和节拍。开发了用于测试的嵌入压力传感器阵列的人体模特及算法软件实时来分析压力和节拍。该研究在该领域国际顶级期刊IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine发表，在荷兰马克西玛医疗中心由20名医务人员成功测试，使用辅助器材后，压力和节拍的准确度有显著提高。
爱心飞扬，缔造品质人生
提及为何会介入医疗健康监测系统、传感器技术和信号处理领域相结合的科研工作，陈炜谈起她在荷兰的艾因霍芬科技大学的一段回忆。当时她和一位新生儿科专家同事聊起关于小儿科研究领域的一些问题时，同事告诉她，新生早产儿的皮肤非常稚嫩，保温箱内的传统的电极贴片会刺激到早产儿的皮肤，甚至会撕裂他们的皮肤，并且打扰到宝宝的睡眠，外在的刺激也会让婴孩精神紧张，对他们的生长和发育都有害。能不能有一种先进的方式，有一种新型的传感器来替代这种贴片式的传感器？
在荷兰的一家医院里，看着在保温箱里连着无数根电极贴片、与父母隔着重重阻碍的新生早产儿，陈炜的心揪在一起，“当时我就在想，如果我们的工程技术方面能够做出一些努力，不但让这些患者的生活环境更加舒适，也能更加精准地监控生理信号，对孩子以后的发展会有很大好处。”于是，一系列检测生理信号的传感器系统设计诞生了。有和普通婴儿衣服一样的纤维传感器智能服装，有传递母亲心跳的小抱枕等等。这些设计不仅是一项项科研项目成果，更是陈炜对新生儿无私的爱心、对社会深深的责任感。
就在这样的一个机缘巧合中，陈炜真正看到了自己掌握的工程传感器技术切实服务于患者。而随着技术的发展，传感器可以做得更轻、更小、更薄，易于贴近人的身体，融合在生活环境中，如衣服、生活用品、家具等，组成物联网，在并不影响正常生活的情况下测量人的生命体征、活动以及场景信息，然后数据通过无线方式传输并存储至云端，从而使医护人员及时取得信息并提供有效反馈。新型的健康监护系统不仅大大改进了舒适度，也提高了医护人员的服务质量，让医护人员可以远程得到患者精确的生理数据，便于指导病患生活和康复。
从新生儿起步，发展到对孕妇、老年人，和一些重大疾病例如心脑血管疾病、糖尿病、睡眠呼吸疾病、精神疾病的患者等特殊人群的监护，陈炜科研团队针对不同用户群体不断加强系统功能，对患者行为进行监护控和提醒。如研发了基于可穿戴传感系统的智能康复服装帮助患者进行康复训练，通过对糖尿病患者和心衰患者的饮食、饮水量还有他们每天的锻炼情况的监测，一方面提醒他们饮食的摄入量情况，另一方面也总结数据直接提供给医护人员，方便医生远程指导和监护患者康复。这样，可以有效提高病患对于自己健康的管理水平以及促进和家人、医护人员之间的交流。
不仅局限于此，陈炜在传感技术在智能设计中的研究和通信与信号处理也有突出成就，为提高睡眠质量、降低生活压力等方面的设计做出了贡献。而现在，科研成就卓越的陈炜自荷兰回到国内，在复旦大学开始了自己工作的新的征程。
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关键词：无机功能材料；教学；改革
中图分类号：G642.0；G642.3；TB34 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）05-0072-02 华南农业大学材料化学专业的培养目标是立足广东，面向珠江三角洲，培养掌握现代化学与材料学基础的基本理论和研究方法，具备新材料研究和技术开发能力，能在化学、材料科学与工程及其相关领域，从事新材料的设计、检测、研究、开发和管理等工作的高素质复合型人才。无机功能材料是具有特殊电、磁、光、声、热、化学以及生物功能的新型材料，既是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，又在农业、化工和建材等传统产业的改造方面起着重要作用。无机功能材料是华南农业大学材料化学专业的一门重要的专业课程。本文结合教学实际，从教学内容的更新、教学方法的探索和考核方式的改革等方面进行了有益的探索和实践，取得了较好的效果。
一、加强教学内容改革与优化，建立教学新体系
无机功能材料课程内容包括无机材料概论、晶态与非晶态结构、超导材料、压电材料、介电材料、半导体材料、红外材料、光导材料、变色材料、磁性材料、特种玻璃、生物功能材料、多孔材料等内容。在十多年教学中，通过精选教学内容，加强教学内容改革与优化，以“制备—结构—特性—应用”为主线，注重教学内容与学科发展前沿、现代生活和生产实际相结合，体现了授课内容的先进性、趣味性和实用性，提高了学生学习兴趣。
1.教学内容与学科发展前沿结合，体现先进性。紧跟学科发展前沿、瞄准研究热点是更新课堂教学内容的有效途径。在授课过程中，注重从国际和国内学术期刊中获得无机功能材料研究的相关信息，把研究热点与最具代表性的研究成果制成课件，展示给学生，使学生及时了解到最新的前沿知识，接触学术前沿领域，激发学生的求知欲望[1，2]。例如，在讲授压电陶瓷材料时，首先讲授传统的压电陶瓷，以PZT为基的二元系、三元系铅基压电陶瓷的制备、性能以及在国民经济和现代科学技术等方面应用；其次向学生介绍这类压电陶瓷中大量的铅在制备、使用和废弃处理过程中都会污染环境；最后介绍当前无铅压电陶瓷研究进展，包括BaTiO3基、BNT基和铌酸盐系等无铅压电陶瓷。讲授无机超导材料时，先介绍物质磁性的分类、磁性材料种类、特性和应用，再介绍当前磁性材料科学的研究热点——磁性半导体、分子基磁体以及同时具有铁电和铁磁双重性质的磁电复合材料。在讲授无机多孔材料时，介绍2012年发表在《Nature Materials》上的吸附二氧化碳的新材料NOTT-202a的结构、特性和应用前景[3]。通过学科研究前沿知识的讲授，体现了教学内容的先进性。
2.教学内容与现代生活实际结合，体现实用性。无机功能材料在日常生活中应用广泛。在课堂教学中，将教学内容与现代生活实际相结合，提高了学生的兴趣。例如热致变色材料是一种能对外界环境变化产生响应的新型智能材料，其中的无机低温热变色材料具有随温度变化颜色改变的特性，可将在商标、封签和票据上作特殊的标记进行化学防伪，用于冷冻食品、蔬菜和水果等各类食品适宜保存温度的指示，制作热变色家具、茶具和玩具，用于绘画、美术作品和广告中产生一些奇特的效果等[4]。变温磁性材料与家用电饭锅，压电材料与煤气灶和倒车报警器，变色玻璃与太阳镜，气敏陶瓷与煤气报警器，荧光材料与彩色电视机，红外材料与节水龙头，形状记忆合金与儿童矫牙，多孔材料与饮水机，无机纳米抗菌材料与保健鞋垫，超导材料与磁悬浮列车，吸波材料与隐身飞机，泡沫玻璃与新型节能建筑材料等知识的介绍，使学生感受到无机功能材料在生活中无处不在。这种理论联系生活实际的教学，增强理论课的实用性和趣味性。
二、加强教学方法和手段的更新，增强课堂教学效果
1.讲授与讨论相结合。在教师讲授的同时，开展课堂讨论式教学，既可以培养学生学习的主动性和分析问题的能力，又可以培养学生的创造性思维，从而有效地提高课堂教学质量[5，6]。本课程在教学过程中根据选课学生人数安排讨论课次数，采用方式为：首先教师提出若干个课题，如金刚砂的制备、结构和应用，无机超导体的种类、结构和应用，宝石中的化学以及气敏陶瓷的种类、特性和应用等；其次学生自由组合成2～3人小组，查阅文献和制作PPT；最后每个小组推荐一名成员上台讲授。从实施效果来看，这种课堂讨论教学改变了传统的以教师讲授为主和学生被动接受的教学模式，增强了学生学习的主动性，提高了学生查阅文献、PPT制作、语言表达和综合分析问题的能力，促进了教与学之间的互动，活跃了课堂教学气氛。
2.传统授课方式与现代教育手段相结合。将多媒体引入传统的课堂教学，是对传统的教学方式的继承、扬弃和补充，将抽象的知识直观化和形象化，激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习的积极性[5]。例如在讲授超导材料时，先让学生观看磁悬浮现象的视频，通过提出问题“为什么磁性圆片在低温下会在金属圆片的上方悬浮起来？”引入讲授内容——超导材料，然后从超导现象，超导特性，超导材料的种类、结构及其在输电、电机、交通运输、微电子、电子计算机、生物工程、医疗和军事等领域应用进行讲授。在讲授发光材料时，先利用中山大学国家级精品课程《综合化学实验》网络资源，让学生观看“化学发光材料制备”视频，了解化学发光材料制备过程、结构表征的方法和手段，观察发光现象。在讲授激光材料和压电陶瓷前，播放一段激光雕刻机制作葫芦工艺品和压电陶瓷的有关应用的视频。在讲授激光产生的机理时，采用动画展现“三能级系统”、“四能级系统”、粒子数反转和激光形成的过程。这种讲授与动画和视频的有机结合，收到良好的教学效果。
3.理论教学与实践教学相结合。近几年来，通过以下四个方面的实现理论教学与实践教学的有机结合：（1）设置无机功能材料课程的实验。实验教学是学生创新意识和创新能力培养的重要手段与途径[7]，利用华南农业大学省级化学实验教学示范中心的有利条件，开设了溶胶—凝胶法制备纳米BaTiO3陶瓷粉体，微波辐射法合成磷酸锌，稀土发光材料的制备与发光性能等实验项目，提高了学生的实验技能。（2）组织学生参观相关企业。与深圳宝嘉能源有限公司，中山东晨磁性电子制品有限公司，佛山安亿纳米材料有限公司、东莞长发光电科技有限公司和广州台实防水补强有限公司等10余家企业建立了长期的产学研合作关系，通过组织学生参观，了解镍锌软磁铁氧体材料及器件、锂离子电池等无机功能材料的生产工艺和过程，增加了感性认识，加深了对理论知识的理解。（3）鼓励学生参与教师研究课题。近几年来，学生参与教师主持的含氮共轭聚合物与无机半导体杂化光催化剂的设计、制备与催化机理研究，双功能光转换剂的制备及其在棚膜中的应用研究，一维二氧化钛纳米管装载恩诺沙星纳米囊研制及缓释特性研究，季鏻盐类复合抗菌材料的制备和性能等多项省、部级及以上科研项目。学生通过参与教师的科研，了解无机功能材料研究的发展动态，开阔知识视野，增强学习和研究的兴趣。（4）指导学生申报大学生科技创新项目。课外创新活动是培养大学生创新能力的有效途径[8]，近几年来，材料化学专业的学生获得了碳纳米管/聚N-异丙基丙烯酰胺智能复合材料的制备与性能研究，橄榄石纳米LiFePO4正极材料的模板法制备及性能研究，稀性二氧化钛纳米管的制备及其对农药降解的研究，水热法制备钬掺杂二氧化钛纳米管及其光催化性能研究，GeS簇/MOFs复合多孔纳米材料可见光催化还原CO2和H2O合成甲醇的研究，金属氧化物改性多孔碳球的制备、表征及其用于直接甲醇燃料电池的研究和竹炭为模板制备纳米钛酸锂负极材料及其性能研究等科技创新项目，增强了学生的创新意识，提高了分析问题和解决问题的能力。
三、加强考核方式的改革，体现考核客观性和公正性
为了体现客观性和和公平性，无机功能材料课程考核采取平时考核和期末考试结合办法。平时成绩占总评成绩的40%，主要考查平时作业、课堂教学参与、小论文撰写、PPT制作和课堂讨论讲授效果等。期末考试成绩总评成60%，题型包括单项选择、不定项选择题、填空题、专业名词英汉互译和简答题。其中前三项主要考核学生对无机功能材料基本知识的掌握情况，后二者考核学生运用知识的能力。
综上所述，通过10多年的探索和实践，无机功能材料的课堂教学取得了良好的效果。从学生评教结果看，2008～2012年得分均92分以上，位居学院专业课前列。学生主持与课程相关的大学生科技创新项目24项，公开发表相关学术论文50余篇，其中SCI和EI收录32篇。在今后的工作中，将不断深化课堂教学改革，加强实践环节教学，使无机功能材料课程的教学在培养适应珠江三角洲经济发展的材料化学方面高素质复合型人才发挥更大作用。
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篇10
我国的人口基数比较大，随着近几年对人口数量的控制，造成我国人口出现老年化状态，因此针对老年人居住的建筑设计越来越多，本文就以老年人居住的建筑作为研究对象，重点对老年人这个比较特殊的群体的特点进行了分析，并针对老年人居住建筑的设计中比较常见的一些问题进行了探讨，对适合老年人生活和居住的新型建筑设计进行了论述，并发表了自己的一些意见和建议，希望能为发展我国的新型老年人建筑设计提供了一定的设计参考。
【关键词】： 无障碍设计；新型老年建筑；措施；发展趋势
【 abstract 】 :
China's large population base, as the control of the population in recent years, due to population aging in our country, so in more and more old people live in the architectural design, in this paper, the elderly people live in the building as the research object, mainly in the elderly this special group of people was analyzed, and the characteristics of and in the light of the old residential buildings in the design of the more common problems are discussed in this paper, the new building design suitable for the old people's life and living is discussed, and published some of his own opinion and the suggestion, hope for the development of China's new the old design of architectural design provides a certain reference.
【 key words 】 : the barrier-free design; New old architecture; Measures; The development trend of
中图分类号：TU2 文献标识码： A文章编号：
一、引言
随着我国人口和经济的发展，我国的社会人口结构的老龄化问题已经变得越来越突出，因此老年人居住建筑工程的建设也受到越来越多的重视。我们作为建筑设计人员在建筑设计时，必须努力设计出既能符合老年人的体能、心态特征又能满足建筑物的安全、适用、卫生等基本功能要求的新型建筑，然而新型老年人建筑在设计、建造中的问题中最为关键的是建筑设计的合理化及实用性。因此本文从设计角度对新型老年人居住建筑的问题以及未来的发展方向进行了一些论述。
二、老年居住建筑设计的原则
老年居住建筑的设计原则：1、依照老年人的体能心态特征以及心里需求特点进行设计建造，坚持以人为本的原则；2、保证老年人居住室内外的环境安全，坚持周边空间自然环境条件适宜的原则；3、方便家人及家庭对老年人的照顾、护理，坚持社会交往互动相适应的原则。
三、新型老年居住设计的要求
1、由老年人的年龄可以分为自理、介助以及介护的要求，我们需要根据的不同的年龄段进行设计。由于自理、介助以及介护的不同老龄阶段的老人在心理、行为、生活方面的不同，造成对居住建筑的内部空间环境的设计以及外部周边空间环境的设计也会随之有所区别，新型的老年建筑要根据不同的受众的群体以及个体进行有针对性的设计。
2、新型老年居住建筑需要进行无障碍设计，因为老年人的生理及心理具有特殊性，所以使得老年居住建筑的设计必须符合这种特殊性需求的要求，因此无障碍设计是老年居住建筑的核心问题。对于无障碍设计应该从室内与室外的建筑空间的组成部分进行考虑，室内部分主要有：起居室、客厅以及卫生间等几个主要的组成部分，室外部分主要由：出入口、道路、公共休息设施、绿化以及照明等主要的组成部分。
3、新型老年居住建筑的公共服务要进行特殊功能设计，随着社会中的家庭结构正向小型化结构的发展，造成老年人与其子女在一起居住的情况也在越来越少。这些情况都要求老年居住建筑必须具有完善的社会化服务体系以及完备的社区服务体系。此外对于丰富老年人群体的精神需求也是我们进行建筑设计时，在公共服务需要方面需要解决的非常重要的现实问题。因此对于研究老年建筑设计最初的单一设计到目前的新型老年居住建筑已经有了许多相应配套的生活服务机构，例如建设老年俱乐部、医疗站以及老年康复中心等方便老人的机构。
四、新型老年居住建筑设计中存在的问题
1、建筑功能设计中的问题
根据老年居住建筑中的要求，需要对适应不同老龄阶段老人的老年建筑在不同功能上的进行区分设计，使其完全的符合老年人居住的特点。然而在进行具体设计的过程中很容易忽略这种按照功能划分的细节设计，在旧的老年居住建筑设计中往往仅考虑到“老人”这个条件，因此在新型老年居住建筑设计中必须对使用者的对象特点进行深入的分析，认真考虑存在的每个细节问题。在设计时应该分别对待自理、介助以及介护这三种衰老程度不同的老年人进行建筑结构功能的设计，充分体现出不同对象的功能需求。例如在一个比较大的建筑空间内要对一种、两种还是三种情况的老人进行充分考虑，并根据具体建筑的不同需求，从建筑功能的总体到细节，全方位的进行设计，这种做法是解决功能设计问题的十分必要的措施。
2、老年建筑无障碍设计问题
老年建筑的无障碍设计是根据在设计时对建筑或者环境的改良来帮助老年人由于丧失或减弱的生理以及心理机能的措施，该设计可以提高他们的生活自理能力，从而改善其生活质量。因此在老年居住建筑中的无障碍设计有着十分重要的地位，在设计中存在的问题我们可以在室内和室外两方面进行分析：
（1）室内设计无障碍
室内设计问题容易出现的地方主要在卧室、客厅及卫生间，这三个房间之间的无障碍设计主要问题是对于通道与家具的空间布置的设计。在对老年人活动最为集中重要空间进行设计时，空间布置上应该考虑发射式的连通布置，用简捷的通道方式来联通各个房间。在对各个联通环节的门口进行设计时要充分的考虑进入与倒出的空间需要。室内的地面是一个最重要的环节应该采用橡皮砖等防打滑的地面材质进行设计。
（2）室外设计无障碍
①出入口及路面，老年住宅的出入口以及交通区域等公共空间与老年人的关系十分密切，也是在无障碍设计中常常容易被忽视的地方，在对老年人活动的必经之处的路面设计时，空间角度设计要尽量缓，路面的铺设不仅要舒适，而且还要充分考虑防滑问题。我们可以通过进行一定的绿化以及划分空间来设计公共区域措施，为老年人提供比较理想的交通空间。
②社区服务空间，在老年居住建筑的社区要设计完善的公共服务设施，主要设施有老年人活动室以及医护救助站等。在旧的老年建筑设计中对于公共社区的设计仅仅是依照普通的标准来进行的，对老年人的特殊需求考虑比较少。因此在新型老年建筑中应该设计公共休息室以及无障碍座椅等公共服务设施，以期满足不同阶段老年人的需求，还应该设计拥有一些应急的智能设施的医疗救助站来完善老年人的服务。
3、公共服务设计中的问题
现有的绝大多数老建筑公寓社区，对于公共服务的配套设施主要是根据普通人的使用要求进行设计的，在新型老年建筑设计中应该不仅仅有配套设施，而且还要专门为老年人设计，使其能供老人使用方便。例如老年公寓就设在普通民居住宅楼里，就会对需要年纪较大或使用轮椅的老人造成使用极其不方便的现象。因此在公共服务设计中我们必须充分的考虑老人们的方便的问题。
五、新型老年建筑的发展趋势及措施
通过对上面问题的探讨我们应该发现新型老年建筑不仅仅再是原来的单一模式，而是可以满足老年人居住的多元化与综合化的建筑，相信在不久的将来会更加完善。因此我们要不断对老年人居住建筑的设计进行完善，以下的几种措施希望能够对优化老年居住的新型建筑的设计：
1、智能化建筑设计
随着科学技术的发展，在新型的老年居住建筑中设计、配备一些完善的智能措施不进可以使老年人更加方便，而且能使家人和服务人员更好的为老年人服务。例如在室内及室外安装人性化的智能电子控制系统等设计措施可以将起到关键的辅帮助；设计缓坡道的滚动传送能够对老年人生活进行改善，是老人的活动非常的便利。
2、需求化建筑设计
不仅要在老年人的家以及社区的周边设置便民的社会及公共服务体系，为老年人提供给老年人完善的、所需的基本服务，而且还要定期开展老年人精神娱乐活动，使老年人能切身体验便利的生活。只有深刻的老年人所需才能改进和完善老年居住建筑设计。
六、总结
老年人居住建筑的设计、建造还有许多地方要我们去不断的完善，本文仅从设计角度对新型老年居住建筑进行了一些的探讨和研究，并对未来发展方向提出了一些自己的意见和建议，希望能对新型老年人建筑的设计提供一些有益的参考。
【参考文献】：
[1]刘达,贾云燕.《论老年住宅建筑设计》.陕西建筑,2008.1.
[2]李鸿烈.《老年居住环境设计研究》.重庆大学硕士学位论文,2002.12.
[3]高宝真.黄南翼.老龄社会住宅设计.中国建筑工业出版社.2006.
