绿色化学工艺的案例

导语：在绿色化学工艺的案例的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。

第1篇

关键词：石油化工工艺；教学改革；实践教学

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）37-0040-02

一、引言

《石油化工工艺学》是继基础课和专业基础课之后，化学工程与工艺专业主干专业课程之一。其主要任务是从石油化工生产工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，阐明石油化工工艺的基本概念和基本理论，介绍典型工艺的生产方法与工艺原理、典型流程与关键设备、工艺条件与节能降耗分析。与化工专业其他课程相比，该课程具有明显的特殊性：综合性强，知识点多；课程内容广泛，新工艺多；应用性强，理论与实际紧密结合。所以刚刚完成基础课和专业基础课学习、缺乏工程概念和实践经验的大学生，要面对以原油蒸馏、催化裂解、催化重整等工业化装置为研究对象的非理想的、动态的、复杂多样的生产实际问题，以及大量的新概念、新工艺等，会感到无所适从，甚至厌烦、畏惧。目前，《石油化工工艺学》仍以课堂教学为主。虽有少学时的实践教学，但企业从确保生产稳定、安全等方面考虑，不允许实习学生动手操作。另外，传统的“一块黑板，一支粉笔”的教学方法根本不能让学生对复杂的实际工艺过程真正理解、掌握，更不要说现场实际控制操作了。所以该课程教学效果较差，急需改革。针对该课程的特点及教学现状，为了确保教学质量，提高教学效果，我们进行了教学改革探索。

二、强化课堂教学

《石油化工工艺学》以课堂教学为主。为了提高教学质量，培养学生兴趣和学习的积极性、主动性，更好地实现理论与实践的有机结合，首先应以教学手段的改革强化课堂教学。一方面引入了多媒体教学手段，借助多媒体的声光交互、动静结合的特点给学生全新的视觉感受，极大地提高学生的学习兴趣；以图片、声像资料和动画方式展示一些设备和生产工艺流程，解释一些抽象的原理，展现一些复杂工艺流程中单元操作的实现过程等，直观、形象，能帮助学生深入理解、开阔视野、增加兴趣，使其在有限的时间内容易接受，实现了高效且良好的教学效果[1]。另一方面应借助学校开通的网络教学平台，丰富课堂教学内容，在教学过程中根据需要及时地向学生介绍最新工艺、与课程相关的国内外研究动态、企业生产现状等，并对社会行业发展和人材结构需求等信息进行传递。除此之外，网络教学平台还可以实现师生的互动，使老师及时了解学生的困惑和对课程的掌握情况，以便课堂教学中有的放矢。这些教学手段的实施都大大地提高了教学质量和教学效果。其次以教学方法的改革强化课堂教学。传统的“满堂灌”教学方法，已无法满足要求，需要采用多种教学方法并用。譬如启发引导式[2]、讨论式、情境教学式[3]、工程案例式[4，5]等。该方法既能增加师生之间的教学互动，又能激发学生的好奇心、学习兴趣和求知、探索精神；既培养学生将基础理论应用到专业课中的学习方法，又提高学生对实际问题的综合分析能力和解决能力。这些教学方法的改革活跃了课堂氛围，实现了师生的共同参与，改善了教学效果，提高了教学质量。

三、加强实践教学

石油加工过程错综复杂。虽然课堂教学中运用多种教学方法，既注重了知识的交叉和融合，又注重了知识领域的拓宽和工程案例的结合，但是学生没有实践经验，缺乏综合分析的能力和将理论知识应用到实际工程问题的意识，所以必须加强实践教学环节。认识实习、专业综合实验、顶岗实习等多种实践类教学手段，不仅仅是理论教学的补充和完善，更是学生实践能力培养与训练的重要教学环节。首先使学生通过认识实习对石油化工工艺主要工艺的生产有一定的概念和认识，然后通过课堂教学，在具备“必须、够用”理论知识的基础上，通过专业综合实验、顶岗实习等实践环节，循序渐进的分层实训，使学生逐步将石油化工工艺关键理论与生产实际融为一体，这不仅为操作技能的训练和形成提供了强有力的支撑，而且建立了工程意识、理论与实践相结合的意识，具备了在实践中学习的能力、综合应用知识分析和解决实际问题的能力以及人际交往与团队协作精神[6]。

四、培养工程思维能力

尽管先修课程如《化工原理》等已引入“工程”概念，且在教学中从教学方法、手段、实践等多个环节也引导学生建立工程意识，但还需要学生进一步在实践中自己主动的、习惯性的去强化工程意识，培养工程思维能力。譬如，学生自编工艺[7]，让学生自选课题，用分析与综合的方法根据工程实际生产编制工艺并组织讨论；请实习基地的外聘企业专家定期进入学校，走上讲台，开设应用技术讲座、工程案例分析；学生自制剪辑并配有录音的工厂装置图片、工艺图片，以及一些现场教学录像；老师和学生走进企业，现场教学；深入车间，顶岗实习等，这些都可以在实践中培养并强化工程意识，使学生逐渐地学会从工程观念的角度考虑每一个生产环节，配置合理的流程，实现生产的最优化。

五、改革教学模块

根据专业、课程特点和教学目标，整个教学过程由原来的“满堂灌”和专业实验两个模块改为五个模块：认识实习模块、理论教学模块、专业综合实验模块、现场教学模块和顶岗实习模块。认识实习模块使学生近距离接触生产流程、设备等，建立感官认识和概念，并产生好奇、兴趣和探索的欲望；理论教学模块是指学生学习理论知识，并在老师的引导下应用理论知识去分析工程中的实际问题，结合企业的装置图片、讲解和现场教学录像等建立工程观念、分析并解决实际问题；专业综合实验模块是指学生可以自由选题，根据认识实习和理论教学所掌握的知识，通过分析和综合考虑自编工艺，在指导教师的指导下独立完成。这不仅使学生获得了学有所用的成就感，而且培养了学生综合思维能力、动手能力和分析解决实际问题的能力；现场教学模块既使学生巩固了理论知识，又系统化的深入认识了工艺流程、设备等，还强化了学生的工程观念及综合分析能力；顶岗实习模块则是针对生产实际中的某个工段或车间进行更深入和细致的学习与研究，包括流程、设备、操作条件的调试、简单故障的排除等，最终实现理论和实践的统一，并使学生能应用工程观念、理论知识去综合分析和解决实际生产问题，具备一定的动手操作技能和排除故障的能力。

通过这些模块的训练和学习，毕业后的学生不仅具有扎实的专业理论知识，且具有一定的现场操作技能和水准，缩短了工作后的“再教育”过程，基本可以实现“零距离”上岗。

六、结语

总之，改革后的《石油化工工艺学》课程，在五大教学模块中通过分层教学、强化课堂教学、加强实践教学训练、培养工程思维能力，不仅确保了教学质量，取得了良好的教学效果，而且还有效地提高了学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力，基本实现“零距离”上岗。

参考文献：

[1]温得英.多媒体课件教学的利与弊[J].信息与教学探索，2008，（9）：164-165.

[2]王虹，李翠清，靳海波，等.基于工程素质教育的石油加工工艺学课程改革与实践[J].化工高等教育，2010，27（4）：47-49.

[3]田伟军.情境教学法在煤化工工艺课程中的应用[J].考试周刊，2009，（4）：179-180.

[4]罗学海，王晓梅.工程案例教学法在工科课堂中的应用探讨[J].湖北成人教育学院学报，2007，13（5）：98-99.

[5]贾绍义，夏清，吴松海，等.工程案例教学法在化工原理课程教学中的应用[J].化工高等教育，2010，（3）：78-81，96.

[6]王要令，赵振新，马步伟.《煤化工工艺学》课程教学改革探索[J].科技信息，2010，（22）：2.

[7]王健祥.《有机化工工艺学》课程教学初探[J].泰州职业技术学校学报，2002，2（3）：54-56.

第2篇

关键词：分离工程；应用型人才；林产化工；三结合

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0212-02

分离工程课程作为化工专业及其相关专业的一门骨干课程，具有内容涉猎面广、知识点多的特点。该课程对石化工业、无机和有机化学工业、石油加工、资源和能源工业、材料工业、聚合物加工、生化工业、制药工业、环境保护和核工业等许多国民经济重要工业领域的人才培养有着重要的地位和作用[1]。分离工程课程教学改革目标是开发出一种新的工程类专业课教学模式，通过一门专业课的教学改革实践，使学生的创新能力、综合能力、实践能力等综合素质得到提高。该项目完成后，教学改革经验可以在其他高等林业院校的工程类专业课教学中推广应用。

一、课程改革的目的和需求

林产化工专业是以树木、森林采伐和加工剩余物为原料制备生物质化学品、生物质新材料和生物质能源的国家重点专业。专业立足于黑龙江省的资源特点和优势，突出“绿色和环境友好化学与工艺”的主要特色，抓住生物质资源代替石化资源的机遇，以生物质资源的高效化学利用为特色，瞄准世界各国的林产化工领域科研前沿，培养能在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作并且具有较强创新和实践能力的应用型人才。由于分理工程课程所涉及的基础理论、基本知识较多、较散，各知识点间相互联系不是很紧密，内容相对比较抽象，教学中发现大多数学生反映该门课程难学、难懂，在有关知识的应用方面特别是工程计算方面只能机械模仿教材例子完成课后作业，通过计算机编程解决实际问题的能力还不够[2]。因此，造成了学生一定程度的畏学情绪和厌学心理，若单纯地讲授理论知识学生很难理解，影响了对知识的掌握和课程教学质量。针对林产化工专业分离工程课程教学中存在的问题，林化专业分离工程课程改革的关键是：加强课程理论和实践教学的结合，弥补讲授法的缺陷，以小论文代替作业、自主设计实验[3]，激发学生的学习兴趣，面向社会服务和实际工作中可能遇到的问题，学生们参加国家、学校和学院三个层次不同级别的创新实验，结合课程教学内容培养学生的创新能力和综合实践能力。最终达到强化学生工程意识，提高学生的创新能力，使学生的总体素质达到全面提高。

二、课程教学改革

林化分离工程课程教学改革研究内容包括：①教学方案的改革，结合目前国内外新技术、新工艺、新设备，研究其教学内容的内在规律、教学重点和难点，调整教学重点并增加林产化工科研领域分离工程技术使用的新技术相关的设备和方法原理的知识点；②分离工程课程面临着学时压缩（由72学时压缩为32学时），而知识量、信息量反而增加的矛盾，这需要构建新的教学体系和方案。③为了激发学生的学习兴趣，对于容易理解的课程章节采用以考代讲的方式，或采用多次研究型和课题调研型的大型作业，强调学生的主动探索创新精神，以小论文的形式提交并在课程结业考试中占一定的分值；降低课时缩减的压力。④针对工厂现场分离设备存在的问题，提取工厂数据，让学生自己设计程序进行计算，培养学生解决工厂中实际的分离问题的能力。

三、分离工程课程需求与三结合法的结合策略

本课程实施“专业课与基础课结合”、“专业课与实践结合”和“专业课与竞赛结合”的“三结合”教学方法[4]。该改革方法意在加强林化专业学生化工分离基础理论，强化培养学生化学工程的理念，力求使学生掌握化学工程与工艺的基本理论知识和技能，在化工工程技术方面具有初步的分析问题和解决问题的能力[5]。课程教学中以实例原理凝练知识点应用指导原理的层次进行教材内容的组织；将产学研所获得的科研成果、工厂实践经验和学科前沿知识等带进课堂，有机地融入到教学内容里，增加学生对学科前沿知识的了解，推进课程建设；以工程实践中的应用为实例，激发学生学习的热情。

四、实施情况

1.专业课与基础课结合，调整林化分离工程课程体系。本专业课程体系按职业岗位能力需要，对主要专业基础课和专业课进行了必要的整合。林化分离工程课程体系的构建采用的调研方案为：收集有关研究资料；到其他高等院校进行调研；确定教学内容和新教学大纲，确定教学中的重点和难点；根据教学改革方案，进行课堂教学改革实践；结合林产化工领域科学前沿进展情况和本校的科研成果实施实训教学和实验教学，通过实验教学和参加教师科研课题等实践环节，弥补课堂教学的缺陷，着重培养学生的工程意识和提高学生的素养。①课程内容与学科前沿的结合，进入在21世纪，分离技术向高级化、应用广泛化发展。与此同时，分离技术与其他科学技术相互交叉渗透，产生了一些更新的边缘分离技术，如生物分离技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术和超临界流体萃取等技术。近年来科技人员在分离过程及设备的强化和提高效率、分离技术研究和过程模拟、分离新技术开发几个主要方面做了大量的工作，取得了一定的成果。通过这些研究成果在工业上的应用，强化了现有的生产过程和设备，在降低能耗、提高效率、开发新技术和设备、实现生产控制和工业设计最优化等方面发挥了巨大作用，同时也促进了化学工业的进一步发展。林化分离工程从分类、研究内容及方法出发，详细地介绍了多组分分离基础、多组分精馏的简捷计算和严格计算、多组分气体吸收和解吸、特殊精馏（包括恒沸精馏、萃取精馏、加盐精馏和反应精馏等）和萃取技术等化工基础知识，同时结合科技前沿，引进结晶、其他新型分离方法（吸附、离子交换、膜分离、薄层色谱等）和分离过程及设备的效率与节能等内容。课程内容与学科前沿的紧密结合有利于学生以生物质资源的高效化学利用为特色，瞄准世界国的林产化工领域科研前沿，成为能在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作、具有较强创新和实践能力的应用型人才。②课程体系考核重点的调整，林化分离工程课程除借鉴化工原理课程内有关相平衡条件、相平衡常数和分离因子的定义、活度与逸度的定义、相平衡常数的计算方法、泡点方程及露点方程的内容外，还借鉴了Henry定律、Langmuir方程、Langmuir-Freundlich和Freundlich方程气体的吸附平衡和液体的吸附平衡的内容。林化分离工程课程立足于基础课的知识点，在此基础上合理扩展和延伸，体现了专业课与基础课紧密结合的课程改革的指导原则，实现了基础课为专业课服务的目的。比较化工分离工程和林化分离工程，发现二者在课程的指导原则上存在不同，化工分离工程作为基础课程，其教学体系强调加强化工基础、拓宽专业、理论扎实、扩大信息；林化分离工程由于教学学时只有32个学时，教学环节更注重拓宽专业、注意与前期专业课程的衔接，避免重复教学，启发思维、引导创新便于自学。因此，化工分离工程课程体系考核重点在于掌握传质过程和分离工程的基本理论，了解重要的分离单元操作及其设计、计算、应用基础，对于林化分离工程而言，考核重点在于与工业生产紧密结合的多组分分离基础、多组分精馏的简捷计算和严格计算、多组分气体吸收和解吸、特殊精馏、和萃取技术等简单的化工基础知识，同时结合科技前沿，掌握结晶、其他新型分离方法和过程的技术原理，实际应用实例和设备的效率与节能等内容。该课程体系的调整重视现代分离技术及其前沿发展，有利于林化专业的学生培养扎实的理论基础，活跃的创新意识、分析和解决实际问题的能力以及利用先进的手段从事相关领域研究的能力。

2.专业课与实践相结合，强化分离工程实验的实训性。我们发挥实验独立开设实验课与大学生创新项目的实训作用，强化林化分离工程实验与专业领域结合的紧密性；同时积极进行林化分离工程专业创新型专业实践教学模式的研究与实践，充分利用学科所在实验室为教育部重点实验室的优势，进一步开放实验室，并实施“课程认知—实验技能训练—课程实践—创新实践”的专业实践教学模式，使学生能巩固和加深对课堂理论教学内容的理解，得到实验技能的基本训练，并强化工程实践的观念。课程认知是在课堂上讲解分理工程实验的理论和原理，实验技能训练在实验课上完成，根据实验动手能力和实验的完成给予实验技能考核；课程实践主要是会同本专业的化工原理课程实习，在哈尔滨化工二厂和三精制药等企业进行化工分离和药物精制分离等课内实例的工厂实践环节。几年来学生运用分离工程专业知识解决了很多创新的科研和工程实际问题，学生的课程设计、毕业设计题目均具有实际工程背景，设计质量有很大提高；学生涌跃参加校、省和全国各类专业技能大赛，在“挑战杯”和林业部举办的“嘉汉杯”等省级以上创新、创业大赛中成绩斐然。综上，采用“三结合”教学法对林产化工专业分离工程课程建设与实践的初步探索，经过初步实践检验，教学过程调整授课重点，突出生物质资源的高效化学利用的特色，使学生更好理解林化专业分离工程的概念，达到培养学生科学的思维方法，养成严谨、求实、认真的精神，为林化专业学生在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作奠定了良好的理论与实践基础。

参考文献：

[1]叶庆国，徐东彦，王英龙，程江峰，尹进华.分离工程精品课程的建设与实践[J].化工高等教育，2011，（03）：23-25+29.

[2]刘翠琼.跨学科研究生创新型人才培养现状的调查研究——以北京林业大学研究生培养为案例[J].中国林业教育，2012，（06）：59-62.

[3]张轩，陈海燕.高校生物分离工程教学改革探索[J].中国科教创新导刊，2012，（34）：75.

[4]肖琼.“三结合”人才培养模式的实施策略[J].当代职业教育，2012，（09）：30-32.

[5]张启昌，程广有，刘宝东，赵红蕊.地方林业院校林学特色专业建设的探索与实践[J].教育教学论坛，2013，（12）：158-160.

第3篇

关键词：公共设施；能源创造；可行性探究

纵观人类社会发展进程，简言之，是人类对生产生活工具改造的过程。在这一进程中，生产生活方式随着社会生产力的发展而不断改善，人们生产生活方式的提高又对生产力发展产生促进作用。人们借助内外因素达到某一目的的这一创造性思维过程就是设计的过程。

城市作为社会发展的产物，是一个复杂的系统，包括建筑、公园绿地、街道及附属设施、广场等等一系列子系统。其中每个子系统都需要设计，随着社会分工的细化与此对应的形成了建筑设计、园林景观、环静艺术设计等的专业分工。随着城市的不断发展，产生了一系列问题，如空间资源紧张、能源供应不足、环境污染、水污染等。解决这些问题要分清问题产生的根源，充分利用城市现有的条件。其中城市重要组成部分的公共设施作为供人们使用的休闲娱乐设施，属于产品设计的范畴。产品设计应该包括人机交互（造型）、实体生产、市场推广、营销、用户使用到回收再利用的整个过程。这个过程中要体现绿色设计理念，使产品设计从单纯对物质的创造上升到改变人们思想观念的社会学高度。提高城市居民的思想深度，进而以更加科学合理的方式规划自己的生活环境。

1 城市公共设施能源创造的可行性

城市公共设施主要分两方面的内容：一种是室内空间，包括公立的图书馆、医院、博物馆、体育馆等空间及设施；另一种为室外空间，如公园、街道、电话亭、报刊亭、候车亭等室外空间及一系列组成设施。城市公共设施作为城市的重要组成部分，不仅代表了城市的经济发展水平，也在某种程度上反映了城市的文化底蕴、市民的生活质量、文化品位等城市软实力。城市公共设施与城市居民生活息息相关。将城市公共设施与清洁能源创造技术相结合的设计理念，正是从解决城市发展过程中出现的能源供应紧张问题、环境问题、空间资源不足问题的方向入手，在满足公共设施基本功能的同时，创造城市生活必需的能源资源，使城市公共设施在城市系统化设计中发挥协调、优化各组成部分的作用，增加城市公共设施功能的灵活性。

1.1 技术支持

科学技术的发展给清洁能源的创造及利用提供了越来越广阔的发展空间。近年来，太阳能发电技术、风力发电技术、潮汐发电技术及生物发电技术得到了广泛的应用。太阳能发电的原理是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置。在太阳能资源丰富且无电力网覆盖的地区，该装置可以简单方便地实现为用户照明及日常生活等的供电，部分发达地区还可以考虑与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是“光伏――建筑（照明）一体化”技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。太阳能电池的研究在我国始于1958年，第一组有实用价值的太阳能电池于1959年研制成功。1979年开始生产单晶硅太阳能电池。但是光伏发电的真正应用起步于20世纪80年代。发展至今，我国的太阳能发电技术已较成熟，如图1所示为将路灯与太阳能和风力发电相结合的示例。

1.2 市场需求

据统计，我国是世界第二大能源消费国。虽然我国化石能源资源含量丰富，但人均资源占有量很低，不到世界人均水平的一半。在人均资源相对匮乏的同时，我国的能源利用效率低下，能源浪费现象严重。仅靠煤、石油等传统能源已不能满足日益增长的能源需求，加之空气污染、油价上长、全球气候变暖和以所谓的绿色环保产品形式出现的贸易壁垒等因素的影响，经济的发展受能源资源制约的情况日益突出。以石油为例，2010年我国原油进口依存度达到52.5%，面临很高的能源安全风险，为了解决能源资源过度依赖进口的现状，必须充分挖掘我国丰富的清洁能源资源的潜能。城市作为能源资源消耗较大的市场，如能就地取材，将大大减少能源输送过程中的浪费，省掉输电基础设施的建造，节约成本。

1.3 形态结构的适宜性

城市公共设施就使用功能来讲，往往以一个相对独立的单体出现在城市的某个区域，本身的功能受周围环境的影响较小。一般公共设施的形态结构也比较简洁，没有复杂的曲面过度与过多的装饰，且受“风吹日晒”的面积较大，这给其与清洁能源创造设备的结合提供了切实可行的结合空间。此外，由能源创造的公共设施产生的能源，可用于自身的消耗，如图2所示的公共汽车站牌的设计，此类站牌的设计既不影响基本使用功能，又能充分利用自然资源及城市的可用空间，产生的电能又可用于夜间站牌的指示消耗用电，无需从其它地方输电，从而减少了在输送过程中电能的损耗，省略了输电设备，节约成本。图3中的太阳能座椅造型新颖独特，设计者将太阳能发电技术与座椅完美的结合在一起，白天闲暇时可以“沐浴阳光”，给座椅充电，夜晚休息时人们可以在这里读书小憩，别有一番滋味。此座椅的设计顶部采用圆弧过渡的处理方式，与下面符合人机工学的弧形相呼应，完美的结合在一起。此设计从人们的需求出发，充分体现了以人为本的设计理念。

2 能源创造的公共设施设计的基本原则

2.1 功能性原则

公共设施作为城市系统的重要组成部分，以其满足大众的基本需要而存在，其承载着大众日常生活、工作、出行、休息、娱乐等的物质功能与精神功能。与此同时，公共设施也反映着城市的经济发展水平、市民的精神文化水平、城市的文化底蕴等方面。因此，能源创造的公共设施设计要以人为中心，遵循以人为本的设计理念，使造型、色彩、材质、加工工艺满足大众的使用需求，由于公共设施使用者的广泛性，要充分考虑不同年龄段、不同性别、不同行为能力人群的使用需求，使不同人群均能感受到公共设施带给人们的方便、快捷、舒适。同时还要考虑公共设施作为城市系统的一部分，起到装饰美化城市的作用，其色彩、造型、材质的运用应符合城市整体的设计要求。

2.2 系统性原则

“道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和。”老子在《道德经》中很好的诠释了系统化的思想。城市是一个复杂的系统，这个复杂系统中又包含了众多的子系统，每一个子系统的设计都要以城市主体相协调，符合城市系统规划的发展理念。但城市各个子系统作为相对独立的系统，其设计与规划可以按照各自的特点进行设计，由局部到整体的设计，最后又统一于整体。

2.3 艺术性原则

城市公共设施作为城市对外展示的窗口，不仅承载着各种各样的物质使用功能，还起着点缀、装饰城市的作用，与城市其它系统一起组成城市的视觉符号。在精神生活日益丰富的今天，人们对于美的要求也日益强烈。因此，在对公共设施进行设计时，要符合“美”的要求。设计中通过对重复、交替、协调、对比、主导、统一等构成方法，搭配以变化与统一、对比与调和、节奏与韵律、对称与均衡、过度与呼应等表现形式使公共设施的设计满足大众的审美要求，并结合当地的传统文化、民俗风情，使城市公共设施在形态、色彩、材质等方面突出城市独特的艺术符号特征。

2.4 经济性原则

“经济基础决定上层建筑”，马克思在《资本论》中对社会发展的精辟总结。城市公共设施作为城市的重要组成部分，需要在规划时投入大量的社会资源，包括人力、物力、财力等。公共设施的建设投入要与城市的经济发展水平相协调，在对公共设施设计过程中要充分考虑经济性原则。公共设施从结构设计、色彩匹配、材料选择及加工工艺的选取等方面影响着其生产成本，还包括生产过程中对能源的消耗及劳动力成本的投入等等。规划时综合考虑各方面因素，达到资源配置最优化。这个过程需要设计师具有系统观念，从设计开始，到后来的生产、使用、回收的各个环节综合考虑资源配置情况，实现社会资源的充分合理利用。

3 能原创造的公共设施设计的现实意义

3.1 城市空间资源的充分利用

我国为世界人口第一大国，2014年的最新统计数字显示，我国人口总数已达到13.6亿。其中城镇人口占53.36%，越来越多的人口生活在城市，这无疑给城市生活空间带来巨大压力。城市空间资源不足问题已成为阻碍城市发展的重要原因之一。全国大中城市正在积极探索开发城市空间资源，其中较成功的案例要数高架桥项目，次设计理念考虑到城市空间资源不足的现状，在原有路面上部空间重新规划一条交通线，进而对城市交通进行分流，成为缓解城市交通紧张问题的重要措施。能源创造的公共设施将清洁能源创造技术“赋予”公共设施，使公共设施在满足传统使用功能的同时创造城市生活必须的能源，这种设计理念与高架桥项目有异曲同工之处。通过能源创造的公共设施的设计，达到城市空间资源充分利用，改善城市生活状况的目的。

3.2 缓解城市能源供应紧张问题的重要举措

我国是世界第二大能源消费国。虽然我国化石能源资源含量丰富，但人均资源占有量很低，不到世界人均水平的一半。在人均资源相对匮乏的同时，我国的能源利用效率也较低下， 能源浪费现象严重。随着我国城镇化进程的推进，生活在城市的人口越来越多，加之我国人口基数大，东多西少，分布较集中，这对城市能源需求提出严峻挑战。传统只靠外界供给的能源供应方式已不能满足城市发展的需要，急需新的能源创造方式来替代或补充传统能源供应的不足。文章中将清洁能源的创造技术与公共设施的设计相结合，既满足公共设施传统的使用功能，又可创造城市生活必需的能源，使部分能源消耗设施“自给自足”，达到缓解能源供应紧张的目的。

3.3 以人为本设计理念的深化

产品的存在是以满足人的需要为前提，这就决定了产品设计要以人为中心。自人类社会进入工业时代以来，设计大致经历了功能主义、消费主义、可持续设计几个发展阶段。发展至今逐步达成了以人为中心的设计理念。但以往只在产品外观设计、宣传、销售过程中考虑人的心理需求，以促进赢利的经营手段现实看来只是片面的以人为本，在人与人、人与社会、人与自然的关系中，最基本的关系是人与自然的关系。人类的衣食住行各个方面的物质消耗都源于自然，一切活动都离不开自然资源的物质支持，破坏了生态环境，人类失去生存基础，设计中还何谈以人为本呢？因此，尊重自然，合理利用自然资源，积极开发清洁能源，减少环境污染，才能真正实现为人的设计，才能实现人类社会的可持续发展。

4 结束语

随着社会的发展，城市化是必然趋势，由此产生的诸多问题也不可避免，如何解决这些问题，需要人类用智慧去探索。综观城市问题产生的原因，是因为在对城市进行规划的过程中没有系统的考虑，缺乏整体观念。以往只为应对城市发展过程中出现问题的城市规划方法已然不能满足现代城市发展的要求，需由一个有系统观、全局观的城市设计理念来替代。设计自产生之日起就以改善人们的生活方式为目的，只要人们合理进行设计规划，用发展的态度对待问题，不墨守成规，相信城市发展过程中的问题都可迎刃而解。文章中介绍的几种能源创造的公共设施只是这一设计理念的具体应用案列，更多的设计方案需要设计师慢慢的探索，设计在很大程度上体现的是一种价值观念的创造，单纯的产品设计还不如说是一种简单的制作。城市内可再利用的空间很多，只要我们用科学方式努力的去探索，就会有广阔的空间等着我们去“开发”。例如，可在一些公共空间的地板上安装脚踏发电装置；利用垃圾分解的生物能进行发电；将传统的跑步机设计成跑步者带动皮带运动，将皮带的机械能转化为电能等等方式。能源创造的公共设施设计要遵重客观事实，符合科学规律，设计者要充分挖掘自己的创作思维，注意发现生活中存在的问题，理性思考，善于积累，相信城市会让生活更美好。

参考文献

[1]王受之.世界现代设计史[M].北京：中国青年出版社，2002.

[2]任立生.设计心理学[M].北京：化学工业出版社，2005

[3]付黎明.设计美学法则研究[M].长春：吉林大学出版社，2008.

[4]尹定邦.设计学概论[M].长沙：湖南科学技术出版社，2009.