关键词：建筑设计地域文化时代特性
我本人是从事建筑设计的，就是大家都知道我是一个建筑师，当然我在高等学校里面是带研究生，就是把设计和培养人才，结合起来的。所以，这几年，特别这几十年来，一直从事建筑的创作活动，从我搞了这么多工程里面，我深深体会到，要把建筑与文化这个问题谈清楚是很不容易的。特别是从事具体设计人员，我只能够先把我这几十年来的一些创作体会跟大家谈谈，最后呢也想通过做的一些作品，做一点说明。
大家都知道，建筑是时代的一个产物，是社会的一个重要反映。随着世界经济技术文化的发展，人在利用改造大自然的同时，确实是取得了非常大的成就。全世界从大建设中，得到了好处和受益的同时，带来对资源环境的破坏，和地域文化的消失而担心忡忡。而作为一个中国的建筑师，处在这个时间里边遇到了一个非常好的从事建筑创作的黄金时代。
但另一方面，在巨大的建设的面前，在心理上，综合素质上，都准备不够，也深深感觉理论上观念上跟不上时展的步伐。在当前新的世纪到来的时候，我认为整个建筑界就我们一方面是非常好的形势；另外一方面从创作方面也是处于一个比较迷茫的这样的一个过程。所以我就感觉到，当前整个建筑创作，在同步发展的同时，也处于一个新的十字路口。
进入21世纪，特别是加入WTO之后，建筑创作应该往哪个方向走，我认为一个建筑要满足一般使用功能上的要求，也不是很难。但要把一个建筑作为一个精品，来创作来设计，是很不容易的，我自己就是通过这几十年的建筑创作，深深体会到建筑要有一个整体观和可持续发展观，建筑创作要体现地域性、文化性和时代性。
我想建筑是一个地区的产物，世界上是没有抽象的建筑的，只有具体的地区的建筑，它总是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，受具体的地形条件，自然条件，以及地形地貌和城市已有的建筑地段环境所制约的，这是造就一个建筑形式和风格的一个基本点。
建筑的地域性从广义上来讲，它首先受地理的气候，区域的影响，比如说在我们南方地区，炎热地区跟北方寒冷地区建筑显然是不同的。即使是同一个地区，山区的建筑和滨河的建筑也是不雷同的，比如说我们广东，我们这个地方也属于跟岭南一个大区域，这个属于亚热带海洋气候，它日照时间长，高温多雨潮湿，四季长青，所以人们往往形成一种喜爱，室外活动，崇尚自然。建筑处理着重通风，遮阳，隔热，防潮，逐渐形成了轻巧通透、淡雅明快，朴实自然的岭南建筑风格。
建筑如果从建筑的地域性，如果从狭义的角度来讲，我认为主要是指建筑地段的具体的地形，地貌条件，和城市周围的建筑的环境。这是具体影响和制约建筑空间和平剖面设计的，乃至建筑形式的重要因素。建筑师要以生态观的角度顺应自然的地形地貌的要求，与地段环境，融为一体，要用城市的观点看建筑，尊重城市和地段已形成的整体的布局和肌理，以及建筑与自然的关系，在体形、体量、空间布局，建筑形式乃至材料色彩等方面下工夫，采用与地区相适应的技术条件手段，再结合功能，整合，优选，融会贯通，就有可能创造出有个性的精品。
当然，建筑的地域性还表现在地区的历史，人文的环境之中，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，建筑师应该在地区的传统中，来寻根，发掘有益的“基因”，与现代科技文化相结合，使现代建筑地域化，地区建筑现代化，我觉得这才是建筑师真正广阔的创作空间，也是建筑师取之不尽的源泉。
下面几个照片我想谈一谈建筑的地域性的问题，我先把这个照片放一下。这是大家都知道的，是我们客家民居，就是围屋，就是福建田螺坑的一个客家民居。我先把这几个放一下，大家可以看一看，这是山区村落的肌理，一看就是一个山区的这种民居。大家可以看得出来，这种建筑形式的出现，是跟这个特定地域的环境，跟这个地区的气候环境完全结合一起的。这种村落是世界上独一无二的，是完全体现了一种聚居功能，它的防卫功能，以及就是中国传统的家族的观念的中国传统的文化把它糅合在一起，成为一种聚居的村落的形式。这是跟一个地区的地域环境，和地区的文化是完全分不开，为什么这种形式出现？每一个建筑就是一个家族，这几百人住在一起，家族里面是非常团结的，非常统一的，有主次之分的，很严格的，家族跟家族之间是完全一种封闭性的，没有交往的，这个大家都知道。这个有圆的有方的里面，每一家一栋，这个项目准备申报联合国项目的。我们是一个聚居形式，是特有的。这种村落也可以看得出来，就是山区村落，显然跟我们其他地区的地域环境不一样，形成不同的空间模式。
这是我们岭南地区的建筑，下面几张图，可以看得出来，是我们岭南地区这种特定的气候条件，形成的一种就是我们台山一带的塔楼的民居，它这种形式。我刚才讲到岭南建筑的话，它既保留了中原文化的固有那种可以说这种村，院落的布局，就是民居的形式，同时，由于它也受外来文化的影响。所以，岭南建筑就是一种交融能够吸收交融的这样一种建筑概念，这可以看得出，很多装修，很多处理，都受西方的南洋建筑的一些影响，是一种兼容的，就是一种综合性文化。
所以看得出就是一个建筑的形式的来由，是跟地区的文化，地区的特点来的，它不是无缘无故来的。你看，这是东莞可园，东莞可园的话它是一个很好的所谓广东四大名园之一，它吸收了中国园林的固有的传统的手法，但是呢，它很多你比如说，这种院落的布局的话，错落有致，空间利用，但是它也同时跟大自然的结合，跟环境结合，由于气候炎热。另外就是可以看得出来这个房子，这个房子的一些处理完全西洋的手法，它是中外交融的岭南园林你完全看得出来，很多装修的手法，做法，都是南洋建筑，它是融汇得很好的。
当然，这个是威尼斯水城，完全这样由于一种特定的地域的环境，形成另外一种城市的肌理，船就是他们的一个交通工具。
第二，关于建筑的文化性，大家知道，就是建筑具有双重性，它既是物质的财富，又是精神的产品；它既是技术产物，又是艺术的创作。一座优秀的建筑，其精神内涵的作用常常超越功能的本身。但凡精品都能传译一定的精神内涵，有很高的文化品味的建筑。历史上每一个时代，都产生一批不朽的建筑作品，其文化意义和艺术感染力，常常成为一个历史时期的文化的标志，国家和民族的精神的象征。
建筑作为一个文化形态，它既是人类文化大体系的一个组成部分，又与社会经济，科学技术，政治思想息息相关，各种观念，无时不在制约着建筑文化的表达和发展。随着信息社会的到来，社会生活的方式，文化观念，美学观念，价值观念都发生很大的变化。在一个强调人与自然生态环境协调，科技与人文同步发展的这一个知识经济时代，建筑文化也呈多元化的方向发展，但我认为这并非各行各素，无章可循。
从建筑创作的角度来看，我认为，一个设计首先要融合城市和自然的环境，表达这个建筑项目的性质和文化的特征。简单来说，建什么设计什么用途的建筑，首先就应该表达这类建筑的共性和特有的文化的内涵。就等于说我们设
计一个校园建筑，它总要表达校园那种高雅的，学术殿堂的，这样一种非常有机的这样一个建筑的形态；我设计一个商店，可能是一个购物环境很好，非常休闲的这样一种环境。每一大类型的建筑，它要固有着一种文化内涵表达。
中国建筑文化源远流长，有丰富深远的文化哲理，重情知礼，以人为本，创作思维上强调天人合一的整体观。作为中国又是一个多民族的国家，各个地区的地理条件，经济技术和建筑文化有明显的地域的差异。中国的传统文化正是由各个地区，各个民族各具特色的地方建筑文化所组成的。比如像我们广东，有两千多年的历史，它源于百越文化，从秦汉以来，中原文化也开始南传，并先后融入荆楚和吴越的文化，共同构成了岭南文化体系的基础。随着广东广西一带，广东沿海对外开通和海外的交往，中外文化在这片土地上交融、孕育、发展，使岭南地区既保留了中国传统文化的根基，又受到了外来文化的熏陶，各种方式的跨文化交流，促进了岭南文化的发展和形成。所以，兼容性是岭南地域文化的一大特色。所以这个地区建筑创作，就应该吸收岭南传统文化的内涵，融会到现代建筑文化之中。在建筑创作中，建筑师应该自觉地继承地方建筑文化传统，吸收精华，弃其糟粕，就能够创造出有地区文化特色，和有生命力的优秀作品。
这是南越王墓博物馆，大家都比较熟悉的作品。它这个作品最大的一个优点就是把两千年来的汉代文化的一个特征，与岭南地区这种特有的地域环境结合，和当地的岭南一些材料一些做法结合，以一个现代建筑的手法把它表现出来。所以它是充分体现一种建筑的地域性，文化性和时代性的一种统一，有人把它理解为是一个新的地域主义的建筑。我们的材料就是完全是地方性的材料，这是用我们家乡的红砂岩，这个是我跟莫伯兹院士共同做的一个作品。
这可以看得出来，我们这个汉墓，这些东西都是原有石头，汉墓在底下，这个是完全的保护性的措施，把它盖起来，它的特点就是有很高文化的品味，表现了西汉文化的一种特有的特征和表现了作为一个纪念建筑一种共性的特点。我们把两千多年汉代的文化和纪念建筑的一些共性，和岭南地区的气候材料等等的关系把它融合起来，以一个现代建筑手法把它表现出来，是这样一个作品。
这是搞的一个市长大厦，这是48层，这是28层，这个建筑当然是一般的超高层的建筑，它最大的一个好处就是我们形成了一个市民广场，在很有限的地区里面。不像旁边是一个中讯广场，是广州一个大的标志性建筑，它这个建筑非常好，但这个建筑可惜太靠近马路了。我们设计的时候，把它让出来，形成一个城市广场，形成一定的广场文化，把它围起来，这个地方。所以这样的话，使得市民有个非常好的活动空间。超高层建筑本身，我们是用非常简洁的手法把它表现出来，是一个风格非常统一的作品，这个看得出来是一个广场。
第三个小点，我想谈谈建筑的时代性。建筑是一个时代的写照，是社会经济科技文化的综合反应，所以当今科学技术日新月异，新材料，新结构，新技术，新工艺的应用，使建筑的空间跨度高度和空间的品质有了很大的灵活性。信息网络技术改变了人们的空间观念，和工作模式，新功能，孕育了新的建筑类型，科学技术带来的变化，使建筑创作进入了一个新的时代。当今信息技术已经渗透到社会的每一个角落，知识经济带来社会观念的变化，和思维模式的更新，极大地影响着人们的审美观和价值观，多元的综合的观念和思维方式，将逐渐起到主导的作用。我认为，随着信息时代的到来，社会生活方式也发生很大的变化，人与人之间更需要沟通跟交往，交流，以人为本，回归自然，已经成为现代人的普遍的要求。
建筑作为一个时代的写照，新的技术体系，新的思维方式，新的科学技术，必然带来了新的设计观念和思想，现代建筑创作很自然地就应该适应当今时代的特点和要求，建筑要用自己特殊的语言，来表达所处的时代的实质，表现这个时代的科技观念，揭示思想和审美观。归根到底，是时代精神决定了建筑的主流风格，把握时代脉搏，融合优秀地域文化的精华，建筑才会创新和向前发展。当然我们强调创新和时代精神，并非排斥传统和地区特色，创作有中国特色的现代建筑，关键要处理好时代精神和弘扬传统建筑文化的关系。弘扬的目的是为了创新，创新也必须原有的文化根基上发展。继承传统并非在新建筑上贴标签、贴传统符号，或者部分构件的复制；而是吸收整体的文化的内涵，这既有中国文化的传统，也是世界人类建筑文化的精华。
还特别要重视吸收地域建筑文化的优秀传统，努力寻求传统文化与现代生活方式的结合点，不断地探索传统审美意识与现代审美意识的结合方式，并融会到新的建筑中去，才能够创作出有文化品味的现代建筑。建筑的地域性文化性时代性是一个整体的概念，三者又是相辅相成的，不可分割的：地域性本身就包括地区人文文化和地域的时代特征；文化性是地区传统文化和时代特征的综合表现；时代性正是地域特征，传统文脉与现代科技和文化的综合和发展。如果建筑师能够很好地理解和综合应用建筑的三性，强调整体性和统一性，创作真有特色的建筑。
这是我跟莫院士一起搞的岭南画派的纪念馆，这是借鉴于新艺术运动一些手法，表现岭南画派的一个特征。它里面是方庭小院，水庭等等都是岭南常用的手法，把它表现出来，就是这个建筑。像这种建筑如果拿到北方去，完全不可能，这是一个特定的地域条件，特定的文化和特定的功能形成这样一个建筑，第二个地方也不可能这样盖的。
这是我前段时期搞的一个广州歌剧院，这本来也是进入优秀方案。市长还不满意，所以现在搞了两次国际竞赛，现在正在搞第三次国际竞赛，我又有参加了，前两次我们都进去了。这种建筑可能在北方不适应，它是在珠江边一个歌剧院，1800座的歌剧院，这个建筑的主要意图，就是广州是一个花城，又是一个非常活跃的，兼容性的一个城市，所以我们表现一种欣欣向荣的，就像一个艺术之舟正在重新开始新的丝绸之路一个航行一样，比较飘逸的一个建筑形态，这是广州歌剧院。
这是奥林匹克体育中心，这个都是我们跟日本合作的，他们的方案我们完成的。2001年不是开全运会的时候，八万人的体育场，它主要是一个飘逸，表现一种飘逸的，那是广东人的那种比较开放的，比较敢为天下先的这样一种社会风气，一种市民的心态。所以他们能够接受这种方案，通常我们的体育馆，都是闭合的，只有像我们这个，把它完全分开了。
这个是我搞的一个鸦片战争海战馆。这个工程呢，就是一个是鸦片战争的主题，表现一个鸦片战争主题。它是把海战这种特定的内容和历史环境结合起来，形成一个纪念性很强的一个博物馆，这是鸦片战争海战馆。这个房子的话，从外边看起来，它既像一个海战里面的一个战船，又像一个炮台，海战主要是炮台，一个炮台群，又像一个军民团结力量的象征，把这几个糅合起来，抽象跟具象相接的手法，把它设计出来。这个已经盖起来，这是盖起来的一个照片，它是填海工程，是填海填出来，就是面对珠江口大海的一个地区，这是位于虎门的。
这是我们搞的东莞文化中心，它这个建筑主要的一个特点就是本来这个地区就是一个文化很强的一个民居区，我们把它拆了重新搞一个文化广场，我们的目的希望形成文化广场。旁边是一个市民广场，我们这个建筑设计主要是应用城市设计的概念，把这个房子作为广场的延伸。所以我们这个房子的话，里面是五万平方米是各种各样的文化内容，而且房子本身这个地形是层层叠摞，每一层都可以上到屋顶，屋顶花园，这是作为南方地区人们活动的一个场所。所以整个房子盖完之后，它的房子本身就是广场的延伸，就是广场的延伸的部分，所以本身两部分使用，里面可以使用，外面的天台，它的屋顶也是有使用的功能。
这个原来是一个方案，就是没有盖的九一八纪念馆的方案。因为大家都知道“九一八”这块地的话，是一个非常长条的，大概差不多800米长，一个刀把形的一个地形，70米左右宽。我们当时这是一种构思方案，在这个做的过程里面，没有盖，我们就是应用这样一个概念：我们就既然是“九一八”，这是我们中国抗日战争的开始，也是经过八年抗战打败日本侵略者这样一个意念。我们在设计里面就要用抽象跟具象相结合的手法，这个地形，既然是个刀把形地形的话，我们就好像地形就像日本那个关东刀一样，就是从造型方面像一个刀给埋在地上，一半给砍断了，一半埋在地上，就意喻中国人经过八年的抗战艰苦奋斗，最后战胜了日本，走向了光明，走向胜利。为了达到这个目的，我们的参观的话，从地上开始参观，埋进地下之后，先从地上看，经过迂回曲折的过程，最后逐步，参观流线逐步上升，最后找走到这个地方，非常高的。由于太远了，这个800米长，我们就500米收了它了。前面搞了一个水池，一个日晷，一个雕塑，瞭望远景，象征着美好的未来。希望这个建筑能从功能，从形式方面把它完全统一起来。就写了一种抽象和具象相结合的语言，用简单的内容配合，共同表达这个纪念性的一种主题，就是真理必然胜利，正义必然胜利，这样一种信念，就是一种概念性设计。我们当时做的时候，就把形式和内容完全统一起来，正好这个体型也是个刀把形的，像日本的关东刀这样一种情况，这是一个小的作品。
这是国外的一个跟地形地貌结合非常好的是大西洋岸边摩洛哥的一个屋顶的一个山上边。它是充分利用地形，面向大西洋，地中海那一带，形成非常好的一种跟自然结合得非常好的一个旅馆的设计，我觉得这个是非常好的一个作品。
这是日本的东京的新搞的一个歌剧院，它是一个文化品味的表达，现代建筑文化品味的表达，是非常成功的。这一是个公共的大厅，这个地方是公共大厅，它公共大厅里面的它的装修手法你看这个是每一个剧种，每一个剧种的表现都是表达一个内容。另外这个地方因为照相没照出来，里面是非常丰富的文化内容。这整个空间布局是非常好的。
下面几个我想谈谈校园建筑的设计。我有一大批校园设计，我就先谈谈概念。
大家都知道，我们国家这两年，进入一个高等教育的高潮，就是正好我们碰到这样一个机遇，就是这两年我主持搞了几十个大学校园，而且是由于它投标，我们有一批博士硕士的话，非常敬业，就这方面，做了相当多的校园设计。这种大学校园设计的话，它一个基本理念，就是说，当今就是随着社会的发展，新世纪，社会对人才的追求，发生了很大的变化，过去我们是从书本上培养人才，现在强调培养一种综合性的人才，开拓性的人才，创新性的人才。这个培养出来学生，应该承担作为一个合格公民的他的社会的职责，所以从一个从书本改成以素质教育为中心的这样一种教育理念，那我们实现这种教育理念，在我们大学校园规划里面，体现了一种整体性的，把整个校园也不是作为单栋建筑来考虑，整个校园的规划和设计，体现了这样一种新的培养模式。这种新的大学校园体现了我们规划里面，体现了一种校园规划的整体性，它的综合性，还有它那个学科的交叉，和新学科的出现。怎么形成一种网络化、组团化的结构布局？还有适应于现在大学校园的开放性和社会化的要求？这是一个意念。
另外一个意念的话，大学校园里面现在强调人的话，强调一种交往，就是环境与人，这样一种大学校园的环境下熏陶，培养出高层次的人才，另外跟生态环境的结合等等，这都使大学校园发生了很大的变化，
所以我们搞了一大批校园的规划。这是顺德校园的规划。它是一种结合岭南地区的气候，中间形成一个，这是一个交通体系，中间形成一个非常好的网络化的大学校园中心区，在这个区里面完全是步行为主的，是一种交往性空间，里面都是一种网络化的结构。所以这是学生区，这是运动区，成一个“品”字形的布局，景观非常好，互相瞭望，这个看得出来，这是一个顺德的校园规划，现在已经盖起来了。
这是上海的淞江大学城的规划，现在大学城的模式也是一种新的模式。它重点是形成这样一个非常好的水网生态带。这是一个学校，这是学生区，之间的联系通过非常好的水网带把它连成一个整体，这也是上海淞江的大学城。
这是已经盖好的一个华南师范大学南海学院，这是非常好的一个校园，它是从设计到施工完用只11个月，整个大学搞起来，是少有的，不到一年的时间。我这个在学校《学报》介绍过。这样一个不大的校园，我认为我现在搞的校园，这个是比较好的。它不大，五千学生，五百多亩地，它是非常好的一个环境，形成一个教学中心区，这个尺度非常好，整个建筑的品味要比较统一和高雅，这是教学中心区，这是学生区，这是运动区，就是整个大学校园环境非常好。
把刚才这种大学新的教育理念，体现在这个大学校园规划里面去，形成一个非常好的教学和学习的环境，这是当时正在盖好的时候拍的一些照片。可以看得出，中心区，看到校园文化，这是校园的一部分，这是校园的部分。
下面这几个，这是浙江大学，也是影响比较大的一个校园，现在已经盖起来了。这个校园的话，就是可以看出来，这是两公里长，这是一公里宽，整个是一个非常好的生态网络。它的特点就是说，我们把江南水乡这个特色和浙江大学作为百年老校的一种海纳百川的这种校风，和现代教育里面的这种组团的结构，网络信息化时代一些要求，把它糅合在一起，形成一个新的校园规划。
这中间是一个非常大的生态带，我们借用了王羲之《兰亭序》里面谈的“曲水流觞”这样一个典故，应用到这个江南水乡这样一个大学生里面去，正好回应了高等学校文人雅士积聚的地方，回应了“曲水流觞”那个的故事，用这个理念把它表现出来，形成一个非常好的生态带。交通网络是在外边，里面是教学群，这个图就是现在已经盖起来。因为当时校园的绿化正在搞，所以我们就画了一个透视图，非常好的一个设计，光是这一组建筑群是七万平方米了，这非常大的。这是我们正在搞的一个设计，中间是一个非常大的交往廊，这个廊十米宽，五百多米长，中间是各种各样的学生活动在这个里面，把它连接成一个整体。
建筑的地域性文化性时代性是一个整体的概念，地域是建筑赖以生存的根基，文化是建筑的内涵和品味，时代性体现建筑的精神和发展。三者又是相辅相成的，不可分割的。如果建筑师能够很好地理解和综合应用建筑的三性，强调整体性和统一性，就能创作具有特色的建筑。
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关键词：土建工程地基沉降计算
为了保证建筑物的安全和正常使用，对建在可压缩地基上的建筑物，尤其是比较重要的建筑物在地基设计时必须计算其可能产生的最大沉降量和沉降差，确保在规范所规定的允许范围内，否则就必须采取加固改善地基的工程措施或改变上部结构物和基础的设计。
1理论根据
土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能，有关研究结果表明，作为三相系的土，在工程实践中常达到的压力（约＜600KPa＝作用下，土粒本身和孔隙中的水、气压缩量极小，可忽略不计，但在外荷作用下，土体中土粒间原有的联结可能受到削弱或破坏，从而产生相对的移动，土粒重新排列，相互挤紧从而导致土体孔隙中的部分水、气将被排出，土的孔隙体积便因此缩小，导致土体体积变小，其压缩量随时间增长的过程，称为土的固结。固结问题和固结特性是作为多相介质的土体所特有的区别其它工程材料的一个独特性质。
对一般粘性土而言，通常所说的基础沉降一般都是指固结沉降，目前在工程中广泛采用的计算方法是以无侧向变形条件下的单向压缩分层总和法，首先确立应力--应变关系，广泛采用材料力学中的广义虎克定律，即土体的应力与应变假定为线性关系，这里的压缩模量Es或变形模量E0的地位（三维条件下还有土的侧膨胀系数即泊松比u）均相当于虎克定律中的杨氏模量的地位和作用。但是土体毕竟不是理想弹性体，从土的室内压缩试验中的土的回弹、再压曲线可知，土体的变形是由弹性变形和塑性变形两部份组成，所以回弹曲线与再压曲线能构成一个迥滞环，同时应力的状态、大小以及排水条件等的不同，均会使土的变形（沉降）发生变化，从而导致计算的变形参数产生相应的改变，且使理论计算结果与现场实测发生差异，这样，即使是最接近实际的三维变形状态并考虑土体固结过程中的侧向变形时，理论计算的沉降值也必须用沉降计算经验系数ms进行修正，这些变形计算参数可通过室内或现场试验的方法确定。
2有关计算参数的确定
在进行地基设计之前，先通过勘探和原位试验（如荷载试验，旁压试验）或室内压缩试验，测定有关计算沉降的土工参数。试样无侧向变形的压缩试验结果，可用压缩曲线或称e－p（e～logp）曲线表示，并得出反映土压缩性高低的两个指标（压缩系数av、压缩指数C），同时为了研究土的回胀特性，亦可进行减压试验，得出土的回弹、再压曲线。
av＝（e1－e2）／（p2－p1）＝－Δe／ΔpCc＝（e1－e2）／（logp2－logp1）＝－Δe／log（p2／p1）
压缩系数不是常量，它随压力增量的增大而减小。在我国《工业民用建筑地基基础设计规范》按a1－2值的大小（即P1＝100KPa，P2＝200KPa），划分土的压缩性。而压缩指数在较高的压力范围内基本为常量。通过两种图示曲线可以算出：
av＝0.435／p·Cc为所研究压力范围内的平均压力
3不同固结条件下的沉降计算
如前所述目前工程中广泛采用的分层总和法，该法按照压缩曲线所取坐标的不同，又可分为e－p曲线法和e－logp曲线法。
在进行地基沉降计算时，先要确定地基的沉降深度（即压缩层的界定），对于天然沉积的土层，土体本身已在自重作用下压缩稳定，所以地基中的初始应力δZ随深度的分布即为土的自重应力分布。而地基土的压缩变形是由外界压力（沉降计算压力）在地基中引起的附加应力δS产生的，在理论上附加应力可深达无穷远。但目前在水利工程中通常按竖向附加应力δZ与自重应力δS之比确定地基沉降计算深度，对一般性粘土取δZ＝0.2δS，对软粘土取δZ＝0.1δS。
3.1e-p曲线法
计算公式为第i分层的压缩量
Si＝（e1i－e2i）／（1＋e1i）·Hi（1－1）
Hi--第i分层的厚度
地基的最终沉降量（1－2）
有时勘测单位提供的不是压缩曲线，而是其他压缩性指标，可换算为：
Si＝av／（1＋e1）·ΔP·Hi＝mv·ΔP·Hi＝1／Es·ΔP·Hi
ΔP--压力增量
mv--土的体积压缩系数
av--土的压缩系数
Es--土的压缩模量
在计算过程中应注意首先要根据建筑物基础的尺寸，判别在计算基底压力和地基中附加应力时是属于空间问题还是平面问题，再按荷载性质求出基底压力P的大小和分布。应当注意，当基础有埋置深度Df时，应当采用基底净压力Pn＝P－r·Df，然后求出计算点垂线上各分层的竖向附加应力δZ，并绘出它的分布曲线，按算术平均计算出各分层的平均自重应力δsi和平均附加应力δzi进行累加，在e－p曲线中查出相应的初始孔隙比e1i和压缩稳定后孔隙比e2i，从而计算出各分层压缩量（式1－1），并进行累加后得出地基的最终沉降量（式1－2），必须注意自重应力δS应从原地面高程算起，附加应力δZ应从基底高程算起，同时在三维变形状态下，斯肯普登--贝伦建议将沉降值S乘以一个系数Cp，即修正固结沉降S＝Cp·S，根据我国《工业民用建筑地基基础设计规范》规定，计算所得的沉降值S应乘以一个沉降计算经验系数Ms，这样才能较准确估算地基沉降量（MS＝1.3～0.2，其具体数值视土的压缩模具Es的不同范围参见规范说明），一般来讲软粘土地基的S计算值偏小，而硬粘土的S计算值又偏大较多。
3.2e-logp曲线法
按e-logp曲线法来计算地基的沉降与e－p曲线一样，每一分层压缩量计算公式仍为S＝（e1－e2）／（1＋e1）·H，与前述利用e－p曲线或压缩系数av计算的方法步骤基本相同，所不同的只是选用压缩性指标和确定初始及最终孔隙比的手段不同，须由现场压缩曲线求得。经推导可得出用e-logp曲线或压缩指数Cv的沉降计算公式为：
S＝H·CC／（1＋E0）·log（p0＋Δp）／p0（2－1）
由于土的应力历史对土的压缩性能有较大影响，应先推估土的受荷历史和计算未来在建筑物荷载作用下，土可能产生的新的压缩变形。必须确定先期固结应力Pc，根据卡萨格兰德提出的依据室内压缩曲线特征的经验图解法，可在e－logp曲线上图解得出先期固结压力Pc，根据反映土体固结程度的超固结比OCR＝pc／p0（P0为现有有效应力），当OCR＝1时，为正常固结土，OCR＞1时，为超固结土；由于土在钻探、取样、运输、制备土样和试验过程中或多或少地会受到扰动，扰动愈大，曲线的位置就愈低，所以室内压缩试验成果不能反映现场条件下土的压缩性能，还须对室内压缩试验所得e－logp曲线加以修正为现场压缩曲线。
确定了土的固结性质，并分别确定正常固结土和超固结土的现场压缩曲线，这里仅示出推求结果。经过大量研究者的证实，无论土受何等程度的扰动，在室内进行压缩试验时，所得的多条e－logp曲线在0.42e0处附近都趋于一点，由此推算土的现场压缩曲线势必也通过该点。同时假定试样的孔隙比还能保持现场原位条件下的数值e0。另外在超固结土中由室内的回弹再压曲线可知在曲线中存在一个滞后环，其斜率应为超固结土的超固结段压缩量的膨胀指数Cs，超固结土在压缩应力ΔP作用下的压缩量就由超固结段的压缩量S1和正常固结段的压缩量S2两部分总和而成。其计算公式为：
Si＝S1＋S2＝Hi／（1＋e0）·（Cs·logpc／p0＋Cc·log（p0＋Δp）／pc）（2－2）
当Δp较小，p0＋Δp＜pc（先期固结压力）时，则土始终处于超固结状态，此时土层的压缩量计算公式简化为
SI＝Hi／（1＋e0）·（Cs·log（p0＋Δp）／pc）（2－3）
3.3关于初始沉降（瞬间沉降）及次固结沉降的计算
对于普通粘性土，固结沉降是其基础沉降的一个主要部分，它对基础宽大、而压缩土层较薄，排水条件又较符合假定时较为适用。但是实际地基的地质条件往往较为复杂，有时可压缩的软土层分布较厚或土层分布不均，基底面又不是排水面，对较软的粘性（亚粘性）土来说，次固结沉降在总沉降中占有一定比例，这时初始沉降就不可忽视；又如砂性较重的地基，由于固结排水速率很快，初始沉降与固结沉降这两部分已融合一起难以区分，这些都必须计算初始沉降或次固结沉降。下面给出有关计算公式：
①初始沉降
Sd＝P·B·（1－u2）／EI＝3／4·P·B·I／E
（3－1）
P--基底压力
B--基础宽度
e0--初始孔隙比
u--土的泊松比
对饱和粘土u＝0.5
I--影响系数，取决于基础形状和所研究点的位置。E--土的不排水变形模量（弹性模量，可用三轴或单轴不排水试验求得）或采用旁压仪在现场测得。
②次固结沉降
St＝H／（1＋e0）·Ca·log（t2／t1）（3－2）
t1--次固结的起始时间
t2--建筑物使用年限
Ca--次固结系数，可用主固结和次固结引起的孔隙比与时间半对数关系曲线（e－lgt）求得。
当Ca＜0.03时，粘性土的次固结沉降可以忽略。
此外除了上述两种计算方法外，还有通过室内试验模拟现场应力路径，再量取土样的垂直变形的应力路径法等。
当然在工程设计中，有时我们不但需要预估建筑物基础可能产生的最终沉降量或沉降差，而且还常常需要预估基础达到最终沉降量所需的时间或者预估建筑物完工以后经过某一段时间可能产生的沉降量，即基础的沉降量与时间关系的问题，目前多以饱和土体单向固结理论（一维固结理论）为基础进行求解（当然还有二维、三维固结理论，分别用于解决土坝和砂井、塑管排水法加固地基问题），这里就不再一一叙述。
随着新课程不断推行，地理教学设计越来越重视与新课程接轨，通过查阅三大杂志地理教学类文章可总结以下趋势：第一，新课程理念不断深入。新一轮地理课程改革倡导“学生主体、教师主导”的“双主理念”、“学习对生活有用的地理，对终生发展有用的地理”的“两用地理”理念等。《普通高中地理课程标准（实验）》指出地理课程理念是培养现代公民必备的地理素养；满足不同学生的地理学习需要等理念。这些理念在地理教学设计研究中不断得到探究和体现，许多教师着眼于探索不同的方法实现新课程理念。第二，地理教学设计方式方法不断创新。在观察三大杂志地理教学设计相关文章后发现，在按例说理类文章里，许多教师探索着基于各种不同理论的教学设计方式。第三，信息技术得到广泛应用。在三大杂志57篇按例说理类文章中有17篇关于信息技术的应用，如数字星球系统、地理信息系统、虚拟三维地球仪软件等技术。随着信息技术的不断发展和科技的日新月异，今后的教学设计将不断应用信息技术的优势实现自身发展。
二、地理学习环境设计概述
“学习环境”是指学生与学习资源之间面对面交流的一种学习状态或学习境况。地理学习环境是在地理学特征基础上运用所有教学资源创设的有利于提高学生地理知识和技能学习，形成空间思维能力的环境。学习环境设计是新时期教育思想和理论变革的产物，是建立在二十世纪以来建构主义和认知主义学习理论发展基础上的新学习理论。它是能较好体现信息社会教育特征的一种现代教学设计，旨在创立一种有效学习、积极学习的环境以促进学生对教学内容的自我理解和掌握、促进学生自我认识能力提高。
1.地理学习环境研究现状
关于学习环境研究，很多学者从不同角度做出了许多努力。Hannafin&Land在1997年提出建构主义学习环境的核心要素即心理学基础、教学论基础、文化基础和实用基础。当今很多关于学习环境的研究都建立在这四个基础之上，钟志贤在2005年也提出任何学习环境设计都离不开五大理论视角，即心理学的、教育学的、技术的、文化的和实用主义的视角。情境化思维与真实境脉在学习环境建构中具有重要作用，Brown等认为知识、思维和学习的境脉相互联系。一些建构主义环境提供了宏情境，将相关信息置于或者镶嵌其中，而不是提供孤立的信息。学习环境也重视多种观点的协商和解释，许多建构主义学者强调学习的社会中介，通过探索、协商和解释，理解得以深化。建构主义学习环境另一个潜在价值观是个人信念和经验为新的理解提供独特的个人框架。地理学习环境设计研究属于学科学习环境设计研究，目前大部分关于学习环境设计的研究都着眼于通识教育的角度，国内关于学科学习环境的研究尚处于起步阶段，地理学习环境设计的研究也较少。
2.地理学习环境研究趋势
学习环境的创建主要有两种关于情境的理论，森杰的实习场理论和莱夫和温格的实践共同体理论。Senge将这种设计看作创设实习场。所谓实习场即一种与真实场地分开的情境脉络，所有努力都是为将真实的活动安置在这个境脉中，学习者遇到的问题将和真实环境下相一致，即一种模拟真实环境的境脉。抛锚式教学、基于问题的学习和认知学徒制就是实习场的典型案例。莱夫和温格（Lave&Wenger，1991）提出实践共同体的概念来体现活动将个体与共同体加以联系的重要性和共同体使个体事件合法化的重要性。罗斯（Rose，1998）认为实践共同体就是具有共同成员介入共同的任务，具有相关的实践和资源，具有没有异议的背景假设，共同人可以写常识和实际理由。笔者认为创建一种符合学生认知方式、符合地理学特征、具有时代特征的学习环境是地理学习环境设计的研究重点，应具有以下趋势：丰富地理学习环境设计的理论基础，体现学科特性；紧随时代潮流，善用信息技术辅助学习环境；切合新课程理念，促进地理课程发展；不断创新方法和技术，拓展地理学习环境的深广度。
三、地理教学设计和学习环境设计差异分析
地理教学设计与学习环境设计作为两种预设型地理教学模式，根据以上论述可以看出，教学系统设计与学习环境设计无论起源还是具体趋势都有一定差异，主要表现在建构的基础、设计的目标、关注的对象、操作的方法等方面。
四、从地理教学设计到学习环境设计变化动因
1.更切合新课程理念
如果说新课程背景下的教学设计是“以学生为主体、以教师为主导”的“双主理念”下的教学设计，充分体现以学生为中心，那么地理学习环境的设计将是一种完全以学生为中心创设的环境。以学生为中心、以学习者为中心的学习环境，提供了互动的、鼓励性的活动，能满足个人独特的学习兴趣和需求，在不同复杂程度下加深理解。近年来以学生为中心的认识论如雨后春笋般大量出现，这些理论就包括诸如基于问题的学习、抛锚式教学、认知学徒制、交互式教学、基于目标的情境、基于项目的学习、建构主义学习环境和开放学习环境等。尽管在应用范围、技术和方法上这些方式都各有不同，但基本上都体现了如何加深学生理解的本质和最适于促进学习的方法的相似假设。另外，地理学习环境是在与实际极其相似的境脉中培养学生独立自主解决问题的探究能力和学生相互之间交流合作的能力，解决的这些问题也都与生活中面临的问题相类似。因此，学习环境设计所创设的是一种与新课标“学习对生活有用的地理，学习对终生发展有用的地理”理念相契合的环境。在这样的环境下，获取知识与技能不再是学习惟一目标，培养个人能力，促进自身全面发展与获取地理知识一起成为地理学习环境所追求的结果。
2.理论基础更合理
教学系统设计建立在客观认识论基础上，受到行为主义和信息加工理论的影响。由于行为主义力求用外显的行为来解释学习，而信息加工理论依赖于符号认知，集中于有意识的推理和思维，忽视文化和物理的情境脉络，因此教学系统设计是从系统的角度关注系统要素，偏重微观知识的呈现、传递和教学策略的设计，注重学习结果和学生外在行为变化的分析。虽然不同学习环境有不同的理论支持，如情境理论、分布式认知、活动理论、建构主义理论等，但它们大多建立在主观认识论或主客观互动的认识论上。学习环境的设计是从宏观角度关注学生的学习活动，注重学习情境的设计、认知工具和资源的设计以及学习共同体的设计。这种设计是动态的，没有固定的步骤和策略，以一种框架的、非线性的形式提供一些设计的思想和原则，从理论上来说也更加合理，地理学习环境更加符合学生认知发展规律。
3.现代技术不断发展
伴随时代的进步和科技的发展，在教育领域中信息技术的应用逐步扩展，地位日渐突出。首先，教学系统设计的发展从技术角度分析基于摄影、幻灯、投影、无线电广播、电影、电视、语言实验室、计算机等多媒体。其次，从信息传播角度来看，这些媒体内容的表征是单一的、播放式的、线性的，人们通常把这些媒体只当作教学系统设计的一个要素，设计者通过比较不同媒体的教学特性、教学作用并结合所讲教学内容选择合适的教学媒体。随着信息技术的不断发展，微电子技术和计算机技术发展为当前教育信息技术的主要基础，这类信息技术以信息处理为核心，以硬件、软件等为手段。从信息传播角度分析，这类信息技术内容的表征是综合的、交互的、非线性的，人们不再把信息技术只看作教学系统的一个要素。在这种环境中，教室的实体界限开始变得模糊，学习活动可以不分时间与地点在一个虚拟的“电子教室”中进行，数据库中存储有许多与课程相关的辅助教材与练习题，学习者可透过网络更快速与便捷地获得参考资料，与同学交流沟通更趋便利。通过各种网络通讯工具，学生之间可以匿名方式讨论交流，这里的学生不再限制于一个班级一个学校，而有可能来自不同省区，甚至不同国家。学习环境设计关注如何利用信息技术营造互动的教学环境和学习环境。学习环境中如何促进学生的学习活动、实现学习目标以及培养学生的高级思维能力等是重要的考虑因素，也是学习环境的优势。
五、思考与总结
设计思路：运营管理由人、流程和产品实现管理，通过系统的运作得到有效的评价。借鉴先进的运营管理模式。地产企业自身的情况进行运营管理体系的思路设计，设计方面主要由以下四点构成：战略管理、战略管理体系、流程管理体系及绩效评价体系。这四点体现的就是从哪管、管什么、如何管和效果如何。
二、地产运营管理体系优化的战略设计
运营管理体系构建可以为企业提供战略的组织保障，所以，进行运营管理体系优化的战略设计一定要明确。对企业优热和劣势进行系统的分析，确定企业战略目标。企业外部威胁：企业外部环境受到政策、经济和社会等多方面因素影响和威胁。政治上，房地产企业受到国家土地管理越来越严格的影响，导致土地成本不断升高，地房开发资金不断增加；经济上，受到银行贷款政策日益严格，甚至可能改变政策的影响，使地产开发融资十分困难，造成资金的紧张，竞争激烈；在社会上，消费者的消费日趋理性化，要求企业专业性要不断提高。企业外部机会：外部有威胁就有机会。在政治上，由于国家或地方政府都有一定的税收减免政策，对房地产行业可以起到一定的支持；在经济上，城市圈的建设为地产行业带来发展机遇，而且居民收入不断增长，也影响了地产行业发展。内部劣势：地产行业内部也要进行优劣势的分析。劣势为，地产行业众多，如果地产开发企业的知名度不够，品牌不强是很难获得竞争的机会；如果地产企业规模不大，也很难获得土地资源的开发权，企业的发展就受到很大的约束；地产企业如果规模不大，管理上就会不科学，尤其是中层管理人员水平受到一定的限制；如果地产企业的资金和实力不够强，很难实现融资。内部优势：地产企业即便有一些劣势，还有很多优势存在。地产企业如果是本土企业就会了解本地文化与消费习惯，可以了解消费者的实际需求，开发出真正适合本地区消费者需求的产品；地产企业如果规模小，就可以进行灵活的组织，可以通过不断的创新，使企业获得更大的发展空间。
三、地产运营管理体系优化体系的组织设计
地产企业的运营管理要实现战略目标，就要具备相应组织体系的保障，而地产企业现行组织架构基本上是可以满足工程项目开发的实际需求的，不过，要将组织架构进一步优化，更利于地产企业的发展需要。在组织静态结构上看，各部门的职责都定位在利于公司的发展和要求上，而静态的结构优化是对某些缺失职能的优化，例如：成本的管理和定位、策划等方面职能。在组织动态结构上看，地产企业的组织体系责权并不清晰，使各部门的动态职责和各方面的配合、接口都不清晰，这种责任不明确和组织效率低的行为都会影响地产企业的正常发展。对组织动态结构的优化是建立起清晰权、责的组织体系，使各部门间更好的实现沟通和协调，使领导可以更好的以事务性管理来解决问题。
四、地产运营管理体系优化体系的业务流程设计
地产企业业务流程中还存在很多问题，最主要的问题是未按照系统方法实现流程的规划，而业务流程可以分级和分类，通过规划管理明确流程的管控体系，使地产企业的工作效率低下，十分繁琐和复杂。地产企业结合自身组织的结构，以价值链完成业务流程的分级分类，然后进行规划，建立起业务流程体系。以价值链的理论，地产企业的价值链以基本活动与辅助活动组成的。基本活动从开发的顺序可以分成：环境调研、土地资源的开发、工程项目定位、营销策划及工程管理等方面内容。
五、地产运营管理体系优化体系的绩效评价设计
地产企业的绩效评价系统是以主要构成要素来展开的，而绩效评价系统有评价主体、客体、目标、指标、标准、方法及报告等内容组成。通过对地产行业及施工企业经营的特点进行综合的分析发现，结合了地产企业战略和组织架构、运营体系后，可以总结出影响地产行业绩效的重要因素，借鉴了平衡积分卡，可以优化地产企业运营绩效评价的指标体系。
六、结束语
关键词：地源热泵竖直埋管综合传热系数
1概述
地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。因此，目前在国内空调行业引起了人们广泛的关注，希望尽快应用这项新技术。现在尚未见到有关地源热泵技术设计手册供设计人员使用，但又不能等待设计手册出版后才使用地源热泵技术。笔者从实践角度对中小型地源热泵空调工程设计程序进行深讨，供同行讨论。
地源热泵技术的关键是地下换热器的设计。本文将着重探讨有关地下换热器的问题。
2地源热泵地下换热器的形式
众所周知，热泵机组的热源有空气源、水源、土壤源等。
土壤源热泵空调也叫地源热泵空调，就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。
土壤源热泵换热器有多种形式，如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。
3竖直埋管换热器型式
最常用的竖直埋管换热器就是由垂直埋入地下的U型管连接组成。
3.1竖直埋管深度
竖直埋管可深可浅，须根据当地地质条件而定，如20m、30m……直到200m以下。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。例如天津地区地表土壤层很厚，钻孔费用相对便宜，宜采用较深的竖直埋管，因深埋管的成本低、换热性能好、并可节约用地。
3.2竖直埋管材料
埋管材料最好采用塑料管，因与金属管相比，塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。可供选用的管材有高密度聚乙烯管（PE管），铝塑管等。竖直埋管的管径也可有不同选择，如DN20、DN25、DN32等。
3.3竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料
竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度，将制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。
根据地质结构不同，钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，天津地区地表土壤层很厚，为了钻孔、下管方便多采用Ф300孔径。
回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好，但造价高、施工难度大，但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好，而且施工容易、造价低，可广泛采用。
4竖直埋管换热器中循环水温度的设定
竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。夏季供冷工况进行时，由于蓄热地温提高，机组运行时水温不断上升，停机时水温又有所下降，当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。冬季供热工况运行时则相反，由于取热地温下降，当建筑物失热最多时，换热器中水温达到最低点。
设计时，首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度，因为这个设定和整个空调系统有关。如夏季温度设定较低，对热泵压缩机制冷工况有利，机组耗能少，但埋管换热器换热面积要加大，即钻孔数要增加，埋管长度要加长。反之温度设定较高，钻孔数和埋管长度均可减少，可节省投资，但热泵机组的制冷系数cop值下降，能耗增加。设定值应通过经济比较选择最佳状态点。笔者认为埋管水温应如下设定：
4.1热泵机组夏季向末端系统供冷水，设计供回水温度为7—12℃，与普通冷水机组相同。地埋管中循环水进入U管的最高温度应<37℃，与冷却塔进水温度相同。
4.2热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值，并降低能耗。
我们知道风机盘管供热能力大于供冷能力，而一般建筑物的夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以风机盘管的选型是以夏季冷负荷选型、冬季热负荷校核。采用地源热泵空调冬季供热时，可根据冬季热负荷实际情况，让风机盘管冬季也满负荷运行而反算出供热水温度，此温度要小于常规空调60℃的供水温度（大约供水为40℃左右）。将此温度定为热泵机组冬季供水温度。供回水温差取7～10℃。
地埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取3—4℃。当然为了使地埋管换热器获得更多热量，可加大循环水与大地间温差传热，然而大地的温度是不变的，因此只有将循环水温降至0℃以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。在严寒地区不得不这样做，而在华北地区的工程中用水就可满足要求，不一定要加防冻液。
5换热面积与综合传热系数
5.1换热面积
一般换热器换热面积计算公式为：
……………………⑴
式中：
Q—换热器换热量w；
K—传热系数w/m·℃；
ΔT—对数温差℃。
5.2综合传热系数
地埋管换热器用以上公式计算很不方便，因为很难确定其换热面积。
竖直埋管换热器可以假设为“线热源”模型。引入综合传热系数进行计算，则较为简单、方便。
这里，将以某一流经地埋管换热器内的流体介质与大地初始温度每相差1℃，通过单位长度换热管，单位时间所传递的热量定义为综合传热系数K。
……………………⑵
式中：
K—综合传热系数w/m℃；
Q—换热器单位时间换热量，Q=Cm(t进-t出)W；
L—换热管有效长度m；
TP—流体介质平均温度，℃；
T进—U型管换热器进水温度℃；
T出—U型管换热器出水温度℃；
C—水比热4.180KJ/Kg·k；
m—水的质量流量kg/s；
Td—地温℃。
地温是恒定值，可通过测井实测。有关资料介绍某地地下约100米的地温是当地年平均气温加4℃左右。天津市年平均气温是12.2℃，实测天津市地下约100米的地温约为16℃，基本符合以上规律。
影响竖直埋管综合传热系数的因素有：地理位置、地质构造、埋管深度、埋管材料及管径、钻孔直径及回填材料、管中水的流速、热泵运行方式（连续运转还是间断运转）。
综合传热系数k可通过测井测得。由公式⑵可以看出，做一个地面钻孔与预计工程应用完全相同的U型竖直埋管，人为制作冷、热源，通入冷、热水，测出各个参数带入公式⑵即可计算出综合传热系数。
测井也可测出U型竖埋管出水温度T出。
综合传热系数K在系统运行初期波动值较大，系统运行一段时间后其值趋于一稳定值。我们通过实测K值波动在一个较小的范围内，在目前数据资料较少情况下可取波动平均值作为计算数据误差不会太大。
6竖直埋管地源热泵空调的设计
6.1确定设计参数与热泵机组
6.1.1计算建筑物空调夏季冷负荷及冬季热负荷。
6.1.2确定夏季冷水的供回水温度及地埋管进出水温度，进而确定机组中工质的夏季蒸发温度及冷凝温
度。
6.1.3计算冬季风机盘管的供水温度，取回水温度比供水温度低7～12℃。设定地埋管进水温度，根据测井测出的进出水温差推算出地埋管出水温度，进而确定热泵机组中工质冬季的蒸发温度和冷凝温度。
6.1.4由建筑物空调夏季冷负荷、机组蒸发温度和冷凝温度,以及冬季热负荷和冬季机组蒸发温度和冷凝
温度，就可以进行热泵机组的选型设计，或将参数提供给生产厂家，由厂家制造热泵机组。
6.1.5确定热泵机组型式（活塞机、螺杆机、蜗旋压缩机等），查出或计算出
该机组在夏季埋管水温最高时和冬季埋管水温最低时工况下的COP值。
6.2计算夏季总放热量和冬季总吸热量
6.2.1夏季竖直埋管换热器总放热量等于建筑总冷负荷加上埋管最高水温时机组消耗功率（机组消耗功率等于夏季冷负荷除以埋管最高水温时的COP值）。
6.2.2冬季竖直埋管换热器总吸热量等于建筑物总热负荷减去埋管最低水温
时机组所消耗的功率（机组消耗功率等于冬季热负荷除以埋管最低水温时COP值）。
6.3计算竖直埋管总长度
6.3.1夏季竖直埋管总长度计算
①夏季换热温差DTx8C
DTx=Tx-Td……………………⑶
式中：
Txü夏季竖直埋管内最高设计平均水温8C；
Tdü地温8C。
②夏季每米竖直埋管散热量qxW/m
qx=Kx·DTx……………………⑷
式中：
Kxü夏季综合传热系数W/m8C。
③夏季竖直埋管换热器埋管总长度Lxm
……………………⑸
式中：
Q夏—建筑物夏季总冷负荷W；
A—安全系数，取1.1-1.2。
6.3.2冬季竖直埋管总长度计算
①冬季换热温差DTD8C
DTD=Td-TD……………………⑹
式中:
TDü冬季竖直埋管内最低设计平均水温8C。
②冬季每米竖直埋管散热量qDW/m
qD=KD·DTD……………………⑺
式中：
KDü冬季综合传热系数W/m8C。
③冬季竖直埋管换热器埋管总长度LDm
……………………⑻
式中：
Q冬—建筑物冬季总热负荷W；
A—安全系数取1.1-1.2。
6.3.3确定竖直埋管换热器埋管总长度
以上计算取LX、LD二者中较大数值为本工程埋管总长度Lm。
6.4计算竖直埋管数量并确定布置形式
6.4.1竖直埋管数量计算
……………………⑼
式中:
n—U型竖直埋管个数；
H—竖直埋管设计有效深度m；
L—埋管总长度m。
6.4.2竖直埋管布置形式
结合工程场地可一字型布置、L型布置或矩阵型布置均可，根据测试结果分析,U型竖直埋管间距以5—6m为宜。
6.5确定竖直埋管水流速度与水泵选型
6.5.1确定水流速
试验显示，竖直埋管中如提高水流速度则换热量可适当增加，但增加量不与流速提高量成比例。竖直埋管中水流应为紊流状态，流速太快会增加循环水泵能量消耗，流速取1m/s左右为宜。
6.5.2确定水泵型号
流速确定后计算循环水流量及压力损失即可选择循环水泵的型号。
7结论
7.1地源热泵空调是节能、环保、对地下水无污染，并不影响地面沉降的好形式。特别是竖直埋管地源热泵更具有诸多优点，应予推广。
7.2采用土壤钻孔的综合传热系数法，可简化地源热泵的传热计算。
7.3竖直埋管地源热泵空调的设计步骤，为设计人员提供了一种设计方法，有利于提高设计速度，并减少设计失误。
参考文献
1、曾淼等，地源热泵地下U型管换热器实验研究，全国暖通空调制冷1998年学术年会《论文集》，P371；
生活性是“活动化”教学设计的关键学习生活中的地理是新课改的核心思想，它对于改变传统地理教学中“知识”与“生活”剥离，打通课本和生活之间的鸿沟，使他们能够在书本世界与现实世界中自由地穿梭和徜徉，意义重大。所以，地理教学就要关注与学生生活世界密切相关的知识，在生活中锻炼提升自我的能力，增强学生对环境（人文和自然）的适应能力和生存能力，让学生能够感受到地理就在我们每个人的身边并触手可及，地理对我们的生活确实有用，并让学生真真切切体验到地理学科的魅力和价值。例如：“干旱的宝地———塔里木盆地”一节，笔者实施了生活化教学。本节是八年级下册人教版教材改版后新增设的一节内容，分为三部分。第一部分是本地区的自然环境，突出干旱特征；第二部分是本地区的农业，彰显绿洲特色；第三部分是本地区的资源，凸显能源优势。如果按照传统的教学方式，通过灌输，学生可以获得知识，但这样的课堂没没有参与，没有生活体验，对学生来讲，无疑是一种折磨和心灵的扼杀，也是对地理学科的亵渎。笔者在教学内容上进行了“生活化”处理：第一，角色扮演，导入新课。让班长充当全国人大委员长的角色，以亲切幽默的独白，引入新课，揭示主题，明确任务。第二，教学行程，模拟生活场景，进行生活体验。让学生在课堂上，模拟人民代表大会会议表决的形式，参与“西气东输工程”，从提案到表决提案、赞成提案、反对提案、完善提案、通过提案等一系列有规划的生活事件的活动，从而使学生真实地感受到地理课堂的独特魅力和无尽的生活享受，也为学生将来高品位发展奠定了基础。第三，在课尾部分，笔者又采用了生活气息浓厚的地理快板结束新课，学生的脸上洋溢着幸福的笑容。像这样有生活、有体验、有参与、有感受的地理课堂，不仅使学生学到了知识，体验了过程，掌握了方法，更重要的是丰富了学生有意义的经历，提升了学生的情意素养，培养了学生的价值观念。
二、主线性与连贯性统一原则
1.主线性是“活动化”教学设计的显著特征
课堂活动容易出现漫无边际、自由散漫的“放羊式“局面。要使课堂教学更加有序和有效，达到层次鲜明、“形散而神聚”的境界，就要科学地构建课堂活动的主线，将散乱的“知识珍珠”合理有序地“串联”起来，使课堂成为一个有机整体。教学主线是活动化课堂的灵魂，构建一个鲜活的教学“主线”，能够使活动化的地理课堂更加生动、有序、高效，使课堂教学收放自如，行云流水。例如：“干旱的宝地———塔里木盆地”一节，笔者在教学中凸显了主线性这一特征。本节是西部大开发的热点地区，其突出的区域特征和密切的人地关系极具代表性，是认识和了解西部地区的窗口。通过对本地区各地理要素之间的相互联系及影响的探究，为下一步学习青藏地区奠定扎实的基础。为此，如何把这一冰冷的知识灵动地展现出来，寻找和选择教学主线，是完成本节课“活动化”教学的关键环节。笔者从课后活动课“认识西气东输工程对东西部地区发展的意义”这一活动出发，进行了大胆的整合和创新，提炼出“西气东输工程”建设这一教学主线，并以“人大提案”的形式开展活动化教学。这样不但避免了地理课堂上学生死记冰冷文字和图像的尴尬，而且“活化”了教材，让学生在行动中建构知识。这既契合了主题，又激发了学生的好奇心。实践证明，以此为主线取得了理想的教学效果。主线的选择和运用，能使教师的“教”更加轻松和从容，学生的“学”更加愉快和高效。这样的课堂是让学生参与而不是静等，更不是对教材的“勾画”和“死记”；这样的课堂是对学生的一种浸润和感悟，不是“灌输”和“浇筑”；是“做中学”地理，是真正属于学生的“学堂”，而不是“教堂”。
2.连贯性是“活动化”教学设计的重要内涵
许多地理活动的创设，或只被用在课堂的某一环节、某一内容、某一过程中，或在同一教学内容中运用了很多互不相干的活动，很少有连贯课堂始终的活动，即课堂活动被人为地“肢解化”或“零碎化”，这样的活动是零散的、不系统的，必然会使教学效果大打折扣。对此，笔者认为，若能让某一教学活动贯穿课堂教学始终，各个活动彼此紧密相连，浑然天成，并在逐步地扩展这种活动内涵的过程中，调动学生的积极性，激发学生的潜能，拓展学生的思维，培养学生的创新能力，这样则更有利于实现教学的目标，促进学生和谐发展，这就是笔者倡导的连贯性原则。例如：在“干旱的宝地———塔里木盆地”一节教学中，如何使课堂活动更加连贯，始终如一，笔者采用了“分幕处理，环环相扣”的方法。第一幕：领导出场，引出提案。活动意图：领导出场，即意味着以班长为代表的学生活动拉开序幕，凸显本次活动的主角是学生，老师是引领者、参与者、服务者。第二幕：分析论证，递交提案。活动意图：观看塔里木盆地资源视频，采用自主学习与合作探究相结合，探究西气东输对东西部地区发展的意义以及塔里木盆地的资源优势。第三幕：科学考察，反对提案。活动意图：以地图、图片、资料为载体，进行合作学习和自由辩论相结合，探究塔里木盆地干旱的自然环境。第四幕：合作探究，支持提案。活动意图：以绿洲农业的视频为引领，学生以合作探究的形式来完成西北干旱环境下绿洲农业的发展。第五幕：注意事项，完善提案。活动意图：通过讨论，让学生明白保护西部生态环境的重大意义，牢固树立人与自然和谐相处的可持续发展理念。第六幕：英明决策，实施提案。活动意图：宣布英明决策，再以地理快板的形式总结新课，学生在诗歌中结束新课，意境悠远，回味无穷。本节课，学生通过积极参政议政的方式，激烈地讨论了“西气东输”工程该不该建设的内容，明确了国家重大工程的一般论证方法。地理学习采用这种“活动化”的方式去探究无疑是一种好方法。
三、参与性与体验性统一原则
活动是新课程改革的亮点，也是知识建构的桥梁。学生主体“参与体验”是活动的基础，又是新课程实施的核心和关键。
1.“活动化”教学设计的目标与结果是“为了参与体验”
情意素养的培植是一节课的核心目标，如何实现，显然不能靠讲授和灌输，而是在学生参与活动的过程中慢慢地浸润和滋养。西气东输工程是否修建：引出提案（西气东输工程）、递交提案（西气东输意义价值）、反对提案（塔里木盆地自然环境）、支持提案（塔里木盆地绿洲、城镇和交通线的分布）、完善提案（西气东输工程环境问题、第二条工程线路）、实施提案（西气东输工程完成）”等一系列层层推进的活动，其价值不在于活动的过程中所得到的某种形式上的知识，而通常体现在被人忽视的过程中。这些活动的目的恰恰隐藏其中，所以我们不能只看重学生对问题对与错的判断，更重要的是关注学生参与活动的体验、态度、情感、兴趣等，关注学生在参与活动中能力的提升，如合作能力、交流沟通能力、语言表达能力、欣赏能力、判断能力等。也就是说，本次课堂活动更加注重学生主体性参与对于生命成长的要义和内涵，为完美人格培养提供锻炼的舞台和参与的经历。
2.“活动化”教学设计的情境与氛围是“在参与中体验”
思维的提升和能力的发展是教学的出发点和落脚点。在活动中参与、在活动中体验、在活动中锻炼、在活动中学习、在活动中提高、在活动中成长、在活动中发展，这正是活动化教学的关键所在。对学生的发展来讲，无论是思维的提升还是情意素养的培植，都是通过主客体的相互作用、相互影响来实现的，而两者达成的桥梁恰是活动。本节课“六大活动”，是师生、生生通过交流、沟通、对话、理解达成“我—你”关系，而不是“我—他”关系。师生双方在活动参与中，共同分享彼此的生活经验，共同感悟生命成长的意义。活动中老师不是居高临下的施教者，更多的是理解学生的倾听者。老师给予学生更多的是激励和唤醒。老师除了做“老师职能”以外，还要做一名顾问，引导学生发现问题、提出问题，而不是问题对与错的评判者。
3.“活动化”教学设计的途径与方法是“通过参与体验”
创设有意义的学习经历，让学生去参与、去体验、去感悟，这是活动化教学的要义。在信息高度发达的今天，学生缺少的不是知识和技能，而是有意义的“经历”和“体验”。“经历”和“体验”在当今社会的价值和分量不言而喻。恰恰相反，传统课堂是在“育分”不是“育人”，是在说教不是体验，这样的课堂很大程度上是在扼杀学生的思维，泯灭学生的创造力。因此，丰富学生的经历，完善学生的人格，必然要通过实实在在的活动来完成。不难看出，本节课总是与活动、参与、体验并行着，教学都是在活动交流中进行展开。基于真问题，设置真情境，让学生以主人翁的角色，论证西气东输工程优缺点以及它对地理环境产生的影响。学生由被动学习变为主动学习，由被动填鸭变为主动获取，参与讨论的积极性被充分调动。把课堂还给了学生，将课堂变为学堂，把教室变为讨论国家重大工程的参议室、议政室。课前将全班分为四组，每组同学都有各自的任务。活动的实质就是通过参与体验来促进学生和谐发展，确立学生的主体地位。在活动中解放学生的眼睛、嘴巴、耳朵、双手等感官，使学生享有更充分的思想和行动自由，拥有更多锻炼机会和发展平台，最大限度地获得身心的解放。
四、总结
当前，我国地铁设计工作通常由总包方代替业主或建设方进行管理，旗下会设置分包方，由其完成各个工作点以及应用系统的规划设计。在进度管理工作中，总包方采用的方式内容具体涵盖：依照业主进度要求制定阶段设计进度、管控安排并由业主方进行审批；由业主审核确定的安排制定设计进度；检验审核各个分包方，依据总包方有关计划制定具体的设计进度计划；履行具体的统计工作，制定月报表并交给业主；配合业主实施有效巡查检验、明确各机构履行生产进度的具体状况；与业主配合做好各机构单位生产质量水平的考核验证等。分包方实施进度管理具体方式与内容更加多样，例如，设计分包方需要编订综合进度、专业出图工作计划，同时要编订成果文件有关目录清单，每年度、每月度的进度计划等。上述计划内容需要通过总包方的批准审核，获取到有关意见后则交给设计咨询机构与业主。再次履行审批之后方可下发至总包方进行执行。实施进度管控过程中，业主方、建设管理部门或是设计咨询机构以及总包方应依照计划核准设计履行状况，一旦发觉存在不良问题，应要求设计方通过必要的组织与相应的技术措施进行合理纠正。同时，设计分包方应全面依照计划进行设计工作，接受各方的有序协调以及跟踪管理。总包方则应联合设计咨询机构完成月检管理，可通过会议以及巡检等手段，在实施活动之后构成简报进而便于快速处理实践活动中存在的问题，并对履行状况进行通报。在进行关键点管控过程中总包方依据设计流程编订设计任务进度图，选定关键点，强化过程管控进而保证关键点设计能够依照进度计划开展，令整体设计任务始终处在受控制的状态。设计方则要依据工作计划确保各项措施全面落实到位，使关键点设计任务依照计划执行。各方主体可对关键点的执行进度提出全新的标准要求、相应的决策与执行措施，如果对正常设计工作有负面影响，则设计方应制定解决问题的方案。
2地铁设计进度管理科学策略
2.1重新编订计划
重新编订计划显然是最为直接的方式，一旦任意一个计划产生变化，便可做重新的整体编排，对下一级别计划作出调节。如果需要报审，获取批准之后要先行调整上级计划。如果时间充分，该方式无疑应提倡，在设计进度管控中也会较为从容。现实工作中，该方式手段经常被应用，任何一项地铁工程设计任务，出现三版或是四版计划均属正常现象。足以见得，该方式体现了整体性、全面系统性、规范性等特征。
2.2实施模块化管控
整体设计任务中，依照专业划分成了不同模块，该类模块在纵横方向上均会包含联系。例如，线路专业可同行车、地质状况、变电所、客流量、建筑项目、系统结构、给排水等模块密切关联，同时结构专业模块则同电力系统、建筑、信号系统、人防工程等模块产生联系，由此可见该类关联性较为复杂，从本身层面来讲是由地铁项目不同专业接口相对复杂所导致的。为提升地铁设计进度模块化管控可操作性，应一一列出各个模块重要的关联技术，并理清相互关系以及正常条件下涵盖的工作量。该项任务可编订具体的程序进而便于应用。这是由于多则数百页的技术接口材料查询、应用与阅读较为困难，同时实践工作效率较低，很容易造成疏漏问题。一旦应用该平台系统，在某个模块技术条件产生改变之后，可利用其将随之形成的变化模块与具体任务、涉及的工作量调配出来，有目标性的编订具体计划。基于该方式仅对个别模块实施进度计划作出的调节修订，因而可预防对他类模块实践工作形成负面影响，可显著提升各项工作效率。
2.3开展模糊性管理
针对时间变化存在较多的不确定性，且众多内容无法稳定不变，主体任务计划仍旧要不断推进，为此可采用模糊性管理，使主体模块以及关联模块放入到灰箱之中，实施跟踪管理，掌握不同模块具体的动态状况。主体模块任务量、履行进度较难估量，因而不能准确编订工作计划，然而却可利用模糊判断，衡量有可能形成的变化以及对有关模块产生的影响程度，进而合理的安排各项任务进展。如果主体模块变得较为稳定后，则可明确应调节的模块与具体的内容，使没有受到作用影响的模块排除出灰箱，进而履行计划调整。该环节中应预防在没有跟踪的状况之下盲从的开展任务，这样会基于关联模块的实时波动变化而导致不同接口较为混乱的问题。
2.4执行后补计划
地铁设计任务通常会发生突然变化，而一些工作要先行执行，该状况较为常见。实际上该部分任务是依照某个计划执行的，然而却没能落实在纸面之上。因而，该阶段全面修订各项计划并没有太多的必要。当然作为一项工作记录，应进行保留，并研究分析其对开展正常工作产生的作用影响，编制出具体的进度计划，方便后续任务中可进行追溯分析。结束语
关键词：地铁；VI设计；环保理念；本土文化
地铁VI设计是信息传播与公共视觉的载体，它与地铁的整体视觉秩序之间存在一定的内在联系，将地铁的视觉识别系统规划纳入新的地铁视觉秩序与文化气质的整体构建之中，以特有的视觉符号系统吸引公众的注意力并产生记忆，从而传达地铁的理念和文化。运用本土元素反映环保问题，以直观有效的视觉文化语言传递给大众环保意识，有助于提醒人们保护环境、爱护公物。本文以长沙地铁的VI设计为研究对象，从环保理念与本土文化融合的多角度视野，探讨VI设计在地铁领域中的应用和审美体现，为长沙地铁文化传播的未来发展提供参考和借鉴。
1国内外研究现状
地铁属于城市交通工具之一，为地铁研发的识别系统，如地铁LOGO、地点指示牌、工作人员制服等具有识别作用的设计称之为“地铁VI（Visual Identity）设计”。地铁Ⅵ设计在地铁文化建设过程中发挥着非常重要的作用。
1.1国外地铁VI设计的发展状况
地铁在国外有百余年的历史，作为视觉导向的地铁VI设计也日益完善。美国纽约地铁的文化传播不仅包括具有欧美风格的艺术品，还包括非洲与亚洲的装饰风格。莫斯科地铁建设之初，为了提升城市文化，经过不同艺术家和建筑师的精心设计，以各种人物和历史事件为主题，用石英岩和大理石刻成各种浮雕，既彰显富丽堂皇，又重温历史画卷。伦敦地铁的文化主要以广告为主，目的在于让人们充分了解该企业或品牌，使宣传效果达到最大化。
1.2国内地铁VI设计的发展现状
目前，中国的北京、上海、广州、深圳等城市都有了地铁，许多其他城市的地铁也在紧锣密鼓地修建当中。因为地铁的舒适、便捷、环保，不仅很快成为了人们出行的重要交通工具，而且具有丰富的地域文化内涵，经过提炼和加工，使城市文化的特点更加鲜明，城市文化的品位和层次得到提升。上海是世界级的海派文化都市，未来亚洲的金融中心，地铁运用时尚的壁画，让来往的人体会到上海的时尚、优雅、富有内涵的城市文化。南京地铁一号线设计专门的壁画，充分反映出南京的历史文化内涵。香港地铁将导视系统设置在站厅层的非计费区。这种设计有助于车站的管理，可增加乘客在车站内的往返次数和停留时间。整个车站的公共安全方面的标识设计均使用相同的卡通形象，色彩对比鲜明亮丽，字体效果一目了然。
2长沙地铁环境特征分析
2.1地理环境分析
长沙市地铁线路的特征及概览对视觉识别和大众体验都具有重要的意义。2014年4月，长沙地铁2号线正式开通运营，全长22.262公里，横贯长沙东西，成为长沙市东西方向公交压力和客流量最大的交通走廊。到2018年，长沙将陆续完成1号、3号、4号、5号等4条线路，将在长株潭三大经济圈穿梭自如。可见，长沙地铁的建设和发展是长沙未来交通的发展趋势，同时孕育着视觉识别系统资源的新生和成长。
2.2长沙人文环境分析
长沙拥有3100年的悠久历史和绚丽多彩的湖湘文化，长沙文化在湖湘文化中处于核心地位。以地铁2号线为例，线路途经长沙著名的风景旅游区橘子洲和岳麓山，其他新建的地铁线路也将充分考虑到长沙的人文特色，将古迹名胜和风景区划人地铁规划范围内，使人们能快速便捷地到达每个旅游景点。长沙的人文环境镌刻着文化的烙印，将城市生活气息、历史积淀等渗透在长沙生活环境的各个角落，与视觉体验融为一体。地铁视觉识别设计一定能在长沙独特的文化内涵中找到合适的视觉定位，发挥应有的作用。
3长沙地铁VI设计分析
长沙地铁的VI设计是把长沙地铁文化推向全社会的一种外在表现形式。借助于地铁VI设计，以特有的视觉符号系统吸引公众的注意力并产生记忆，从而传达长沙地铁的理念和文化。目前，我国在地铁VI设计方面总体的理念指导不够，环保概念和本土文化地结合在创新运用方面依然有限，存在着对地铁特色功能、文化定位不明确和对于传统文化与环保概念感知不强烈等一系列现实问题。
3.1通过地铁公共艺术来传达环保理念
在长沙地铁Ⅵ设计中以环保概念和本土文化内涵作为支撑点，通过独具特色的本土文化来吸引大众眼球，再基于本土文化上编著关于环保的小故事来反映环保理念的重要性。在设计地铁公共艺术时，可以采用湘绣这一传统手工艺――魅力丝线，岁月针传，既传承了经典文化，又用湘绣秀出了一片环保新天地。
3.2通过地铁广告来传达环保理念
地铁广告的受注目程度高、影响力广泛等特点能增加对产品的认知度。设计者可以创造出具有创新性得、有个性的，带有人文主义色彩的地铁公益广告，在创作过程中融入长沙本土的红色文化，并适时定量的在各个地点投放，耳濡目染，提高大众的环保理念。红色文化是具有革命性的、经得起时间检验的文化。将红色文化运用其中，不仅能让大众铭记历史，提高了自身的责任感、荣誉感，而且还严肃地传达了环保理念的重要性。
3.3通过视觉识别导视系统来传播环保理念
地铁导视设计要注意它的规范化和讲究功能第一的设计法则。通过好的导向设计来取晚大众在乘坐地铁时的情绪。在地铁这种地下密闭空间中，不合理的导向设计会导致大众产生逆反情绪，精神紧张，不利于环保理念的有效传播。因此，在传播环保理念的过程中导视系统的设计具有相当大的作用。
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