简单系统设计的基本方法（完成）

1、第四节 简单系统设计的基本方法 第五节 学做简单系统的方案设计,系统与设计,学习目标,通过简单系统的设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法 理解系统设计的基本原则,图中为一所希望小学的教室，他们想增建一间简易平房教室。主要功能提供教与学的场所。如果你是一位系统设计师，你需要考虑哪些方面的问题？,简易教室系统组成和层次结构,1、教室平面设计的分析,2、保温设计的分析,教室平面设计,教室平面的形状、朝向问题、教室面积如何确定、教室门窗如何设计、桌椅、讲台的摆放等。,教室平面设计,关于教室平面设计方案的检验问题 通过设计纸模型来展示 通过实地测量现有教室比较 通过访问教师、工程师来了解征求意

2、见。,教室保温设计,平房耗散热量的规律 保温隔热的方法 从保温角度对室体的设计要求 从保温角度对门窗的设计要求 根据经费情况决定采用暖气子系统还是火墙子系统,一、系统的设计,连锁店的货物配送系统 远程视频会议系统 企业资产的管理设计系统 室内装修设计 假期旅游行程设计 个人形象设计 ,在日常生活和生产实践中，我们经常需要对各种各样的系统进行一定的设计。如：,整个空间设计简洁实用，总体色调以黑白为主，在其中点缀绿色、红色，既统一也不显得单调。展示架陈设没有采取常规的手段，设计师运用“阵列”的方式来扩大储物空间，主人收藏之物尽展眼前。,室内装修设计案例展示,书房一角，设计师运用古典与现代相结合的手

3、法，使居室主人在享受现代生活的同时不断触摸历史，同时也表现出了居室主人深厚的文化底蕴与生活品位。,室内装修设计案例展示,室内装修设计案例展示,客厅、餐厅之间的墙壁设计采用嵌入式的立体展示柜，展现空间的精致度，以现代优雅的风格下笔成章的明快手法，显示出客厅、餐厅的简单明亮。,客厅一侧摆放了一组现代味十足的储物架，磨砂玻璃门既起到阻隔灰尘的作用，又让柜中家什有种通透感。,室内装修设计案例展示,将餐厅的主视墙依暖气罩向上起了一个非常独特的展示架，经过软包的背景墙只有几个简洁的条形分割。内嵌式的玻璃架晶莹剔透，与砂岩浮雕相辉映。,室内装修设计案例展示,这是一组整面墙的展示柜，兼有展示与储物功能，多层次

4、的虚实变化，多种材质的搭配，充分利用空间，达到美观实用的效果。,室内装修设计案例展示,创艺苑室内设计中心设计,1、系统设计含义： 是指对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。,系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。,2、系统设计的原则,（1）设计好系统中的每一个要素或子系统,（2）设计好各元素或子系统之间的协调关系,阅读1：封杀三菱帕杰罗汽车事件,阅读2：大亚湾核电站配套工程抽水蓄能电站,（3）系统各部分之间的

5、相互联系与相互作用： 要依据系统的动态性、环境适应性，既要考虑当前，又要考虑长远。 （4）系统设计方案的优化： 首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计,封杀三菱帕杰罗汽车事件 ，说明了什么问题？,三菱V31、V33 帕杰罗越野车是日本主要为出口中国而设计的车型。目前国内正在使用的三菱V31、 V33车至少有72000多辆。经组织专家分析和实验室鉴定，检验检疫部门认定：日本三菱帕杰罗越野车、型在设计上存在严重问题，车后部的感载阀在车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦到后轴制动油管，经长期反复磨擦，造成后轴制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液流出，造成刹车失灵。这是

6、涉及行车安全的严重质量问题！,为确保人身安全，根据中华人民共和国进出口商品检验法及其实施条例和进口商品安全质量许可制度实施细则的规定，特公告如下： 1）自公告之日起，吊销日本三菱帕杰罗V31、V33越野车的进口商品安全质量许可证书(证书号：97MV 2491和99MV7582)，禁止其进口。2）为确保安全，所有三菱帕杰罗V31、V33应尽快去三菱汽车特约维修站检修并更换后制动油管，凡未经检修并更换改进设计的制动油管的日本三菱帕杰罗V31、V33越野车暂停使用。3）日本三菱公司提供了44家为三菱帕杰罗V31、V33越野车用户免费检修并更换后制动油管的特约维修站地址。这一事件说明：(1)没有设计好

7、汽车制动系统中的后轴制动油管；(2)没有设计好汽车悬挂系统中的感载阀。,广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站安全、经济运行而配套建设的电站，因为，核电设备只有在较稳定的满负荷或接近满负荷下运行才是经济、安全，可靠的但实际用户用电每日出现高峰和低谷，这就需要发电、供电设备不断调整频率和工作状况大型抽水蓄能电站就是一种配合主电站而建立的一种水蓄能发电站电网负荷低时，利用剩余电力把下水库的水抽到上水库，将电能变成水的势能蓄积起来，当用电高峰时，上水库水推动蓄能电站水轮机发电机组发电，通过500千伏出线并入广东电网，电站综合效率为76%核电站容量大，总成本低，自动化程度高，因而抽水蓄能电站与核电站的配套运

8、行既科学又经济。,大亚湾核电站配套工程抽水蓄能电站,3、系统设计应考虑的主要问题,（1）系统设计的目的与要求： 要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的 （2）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。 案例1：远程视频会议系统,网络技术支持,多媒体技术支持,案例2：人物形象设计,第60届戛纳电影节海报设计,为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。 从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？,筑路工程的系统设计,用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案的总体目标、路线规划方案的选择、方案的优化作出思考。 总体目标：安全、快捷

9、、经济地完成筑路工程。 选择好的路线方案：如公路要过两座山坡，是修隧道还是绕道。 要考虑材料、人员的安排，如何降低成本，减少浪费，考虑天气等因素，提高工程进度。,4、系统设计的一般步骤,（1）将系统分解为若干子系统 （2）确定各子系统的目标、功能及其相互关系 （3）对子系统进行技术设计和评价 （4）对系统进行总体技术设计和评价,广州新电视塔方案征集及优化,广州新电视塔方案筛选确定,广州新电视塔13套方案公示接受市民投票,广州新电视台将位于新城市中轴线上，是兼容广播电视发射、观光旅游的综合性设施，建成后将成为城市重要的地标性建筑。 是高达1000米的“桅杆”，还是向太空发射通讯波环的“宇宙灯塔”

10、？是破土而出的“春笋”，还是涵盖了人类、城市、国家等主题概念的“世纪公园”？将矗立在珠江新城的广州新电视塔究竟会是什么模样，受到了市民的普遍关注。,方案一：“桅杆型”塔,由高度为1000米的12根圆柱型桅杆和在桅杆的三个方向张紧的稳定索构成。每111米设一层地板，使塔体具有多样功能 。,方案二：龙腾塔,观光塔的整体高度为475米，主观光平台位于离地面310米的高度。,方案三：空中花园塔,高达588米电视塔拥有优美的外形，多用途的金属外壳借助特殊的灯光设置使塔楼呈现出多变的视觉外观 。,方案四：“X”型塔,观光塔内是一组内有各个花园的气候层，不同楼层的功能分布是根据其所在的气候区而命题的，建筑高

11、度450米 。,方案五：大筷塔,设计采取相对南北轴线对称而对东西轴线不对称的形式。观光平台设置在顶部，使其看上去像一粒被一双大筷子夹着的米饭，具有吉兆的意义。本方案塔身高728米，到天线顶部为777米 。,方案六： “州”字塔,广州的“州”已经成为凸现广州城市个性的标志，因而观光塔同样利用这个简洁的图形作为其基本几何形状的基础。建筑高度540米 。,方案七：动塔,球体流动空间。观光滑车道连接280米高观光平台。高达330米的滑车道部分凌驾于江面之上。建筑高度为330米。,方案八：天穗塔,延伸到江岸的设置在广场两侧的两座具有开敞性质的翼形建筑；冷峻的钢网结构的观光塔。塔高598米。塔体呈桅杆型倾

12、斜状。,方案九：春笋塔,破土而出的春笋，是新塔的建筑意向。建筑高度480米。,方案十：长生塔,建筑总高600米，建筑设计以拆解，生长、发展，生命，旋转，变化为设计理念，确定主题和设计内容，整个设计应充分体现环境特色，弘扬城市整体美。,方案十一： “黄金塔”,水平塔体的主题是“创世纪公园”，在竖直高塔中则编入了5个各具魅力的主题区域，分别作为完整的“体块”而被安置在高塔中，从下至上分别是： 人类城市广州国家中国世界地球宇宙。塔楼高509米，至天线顶664米 。,方案十二：广州慕天塔,“宇宙灯塔”。设计概念源于从一座中心灯塔向宇宙发射的通讯波环。塔高到天线顶端为500米 。,方案十三：红棉塔,造型

13、构想是花、红棉，塔高600米。,广州新电视观光塔建筑设计方案“三甲”,广州新电视观光塔建筑设计方案“三甲”新鲜出炉，4号、3号、11号方案被评选为优胜方案(根据得票由多至少排序)。此前市民呼声颇高的1号方案“千米塔”、13号方案“木棉花塔”均与“三甲”擦肩而过。本次竞赛活动自2004年4月23日开始，7月10日竞赛截止，竞委会共收到13家设计单位的参赛成果。竞委会于7月16日、17日召开方案技术审查会，技术审查委员会认为13家设计单位(联合体)提交的参赛设计成果均基本符合竞赛技术文件的要求，同意全部提交专家评审会。 4号方案英国ARUPQualification、 3号方案法国Architec

14、ture-Studio、 11号方案德国LeonWohlhageWernik建筑师责任有限公司。,广州新城市中轴线电视塔优胜方案（方案四）,圆形渐变网格结构，塔内是一组内有各个花园的气候层，不同楼层的功能分布是根据其所在的气候区而命题的。如沙漠三维电影院、草原花园、热带快餐厅等。其中： +0m城市建设展览馆； +4m-+8m展览厅和贵宾楼层可通往对向江景的露台； +95m沙漠三维电影院； +195m草原花园； +290m-310m热带快餐厅； +345m温带区，拥有独立卡拉OK房间； +350m温带区贵宾酒店； +390m-+395m冻土地带豪华餐厅。 +427m-+432m两个技术楼层； +

15、437m-+441m-+445m通道与出口楼层； +450m最后抵达北极广场，一个小型城市广场大小的开放空间。,结构设计：由三个主要元素构成：垂直圆柱，水平圆环和对角线。基本的平面是随着高度的升高而直径逐渐减小的圆形。,广州新电视塔,广州新电视塔将在450米高的塔顶观光平台上增设观光摩天轮，预计将在2010年国庆节前投入使用。届时，它将成为广州城市建筑物观光制高点。,从广州新电视塔建设公司获悉，16个观光球舱联动回转，临边而置的世界最高摩天轮将“站”在广州新电视塔塔顶。明年国庆节前，市民便可登上摩天轮，把城市新貌尽收眼底。,明年国庆投入使用 “观光球舱围绕天线公转一周为20分钟至40分钟，游客

16、能够从各个角度观赏广州市容”，广州新电视塔建设公司负责人表示，由于“站”在450米的广州新电视塔之上，它是世界上最高的摩天轮。据介绍，该设计方案将在4月完成审查，11月开始安装，明年2月完成安装，8月完成调试验收，在明年国庆节前有望投入使用。而原计划在塔顶安装的“速降吊篮”项目(34个速降吊篮从480米高降落到塔顶)已在洽谈之中。 一次容纳百名乘客 据介绍，广州新电视塔摩天轮主要由观光球舱、轨道系统、登舱平台、控制系统等构成。与一般竖立的摩天轮不同，广州新电视塔摩天轮的16个“水晶”观光球舱，不是悬挂在轨道上，而是沿着倾斜的轨道运转。游客的登舱平台将分设上、下客区，边缘将设置可随球舱移动的1.

17、2米高安全移门，以确保游客游览的有序和安全。每个观光球舱直径3.2米，可“装”46名乘客；球舱壳体采用新型高分子材料，晶莹剔透，能保证舱内游客对塔外景色一览无余。 最高可抗8级地震 400多米高的摩天轮，如何保障它的安全？由于椭圆轨道平面与水平面成15，为使略微倾斜的球舱在运转过程中保持平稳，有关部门为球舱装上了“调平机构”，通过机械和结构的巧妙组合，让球舱水平度实时调整；16个球舱之间通过柔性索连接成环，在动力车的推动下作同步运转。据悉，可靠的定位和抗倾侧装置将保证在8级地震、12级台风下系统依旧“安然无恙”。 登舱不是唯一选择 摩天轮的“大脑”中央控制室和管理室，均采用大面积透明围护材料，

18、工作人员在操作的过程中可对露天平台和登舱平台情况一目了然。即使碰到雷雨天气，游客也无须害怕。新电视塔的外筒各钢柱顶端沿轨道法线方向装有3.5米长防侧击雷避雷针，顶部桅杆也将穿上“防雷衣” 据介绍，不登舱游览的游客可沿台阶漫步游览，也可购买休闲饮料、食品在台阶上小坐休息。下行游客可乘坐区间电梯至标高428米观光平台后从核心筒电梯下塔,一般竖立的摩天轮不同，新电视塔摩天轮不是悬挂在轨道上，而是沿着倾斜的轨道运转。,摩天轮每20-40分钟转一圈,摩天轮效果图,广州新电视塔南面将建一个相当于14个英雄广场大的“城市客厅”，其地下也要开发成24层的“地下城”，日前有关部门举办设计竞赛，广州市规划局昨日公

19、示了7个参赛方案。 广州新电视塔广场公园位于广州城市“休闲商务区”（RBD）范围内，是广州城市新中轴线核心区、珠江南岸新地标广州新电视塔的配套广场。广州新电视塔广场公园是新中轴线延伸至珠江南岸的景观节点，更是新中轴线在珠江南岸的起点。新电视塔广场面积约17.5万平方米，南广场及其地下空间建设总投资约为人民币5亿元。为了高水平、高质量地建设广州新电视塔广场公园，改善区域交通，高效整合利用地下空间资源，以增强城市活力，建设服务城市休闲商务区（RBD）的集交通、商业、休闲、娱乐等功能于一体的地下城市空间体系。,方案一：“仙女散花，玉盆聚宝”。,设计简介：通过两条互动的流线与新电视塔交相辉映。广场公园

20、以轻柔起伏的曲线呼应新电塔动态扭转的气场。又以负空间的形态避让和烘托新电视塔的壮观。作为主要负空间的水晶盘，造型以偏心圆旋转而下的形式，与电视塔偏心椭圆旋转而上具有相同的结构逻辑和相反的动势，从而形成协调的对话关系和有趣的空间对比。,方案二：“珠江碧波”,设计简介：景观整体化。新电视塔广场公园通过均衡非对称设计手法，有利于营造休闲氛围。广场公园地表设计空间上塑造起伏的波状形态。交通立体化。通过立体化的交通组织有利于解决规划区域与周边交通多种停车相互影响的问题。,方案三：“风生水起”发掘场地历史文化意义，开启珠江南岸城市中轴线新起点,设计简介：电视塔广场公园规划设计承接了珠江北岸现有的空间轴线，

21、并与赤岗塔形成良好的呼应。在观光码头、滨江绿带、新电视塔及赤岗塔古塔之间建立了一条如行云流水般的景观及步行廊道。,方案四：“活力市井”,设计简介：以开放街区的组织方式实现“活力市井”的概念，突破传统，将整个地下空间有机地融入城市的脉搏。商业空间由零售商业、集中商业餐饮、娱乐组成。,方案五：“倩影维纳斯”,设计简介：通过对周边环境要素进行综合分析研究，将广场公园设计成为新电视塔及周边环境的有机组成部分。设计在功能上既满足旅游休闲文化活动的要求也形成了完整的景观序列空间。自南向北采用梯田式升高地台，北部与新电视塔平台结合，形成逐渐抬升的缓坡式空间形态，并与新电视塔主体建筑范围内的景观设计紧密结合，

22、保证地面景观的整体性。广场公园平面设计简洁大方，登塔俯瞰宛如彩蝶纷飞。,方案六：“珠江边上的一片云”,设计简介：设计方案突显城市广场特色，围绕“珠江边上的一片云”的主题，把陆地、广尝天空有机结合起来，进行环境综合设计。在总体意象设计当中，贯彻抽象视觉艺术理念“一片漂浮的白云”，一条不规则状的景观大道贯通整个场地。钢铁的电视塔立柱脚下环绕着一片钢、木、竹结合的云状构架。总体设计将广场各区域上下左右之间融会贯通。,方案七：“天地舞台”,设计简介：南广场自为南北向，型如源自地面的岩石，并逐渐升起，与原有的电视塔平台融为一体。平台上具有动感的线条暗示着岩石的纹理，通过内嵌照明设计在夜晚暗喻着起伏的岩浆

23、与熔岩。,新电视塔广场公园三个方案胜出 ，广州新电视塔广场公园设计及其南广场地下空间建筑设计竞赛结果已经揭晓，一、二、三号三个方案从七个候选方案中脱颖而出，成为优胜方案。 经竞赛委员会组织专家评审，二号方案“珠江碧波”、三号方案“风生水起”以及一号方案“仙女散花，玉盆聚宝”成为本次竞赛的优胜方案。据悉，该三个优胜方案还将继续进行优化，以致最终决出中标方案。 网上投票，一号方案以35%的支持率遥遥领先于其它方案，三号方案以13%的支持率位居第二，四号方案和七号方案则落后一个百分点，并列位居第三。而选为优胜方案的二号方案得到9%的支持率，与六号方案并列屈于末位。,广州市新电视塔将于2007年底建成

24、，包括发射天线在内，广州新电视塔高达610米，建成后将成为世界第一高塔。 广州新电视塔设计方案最终选定英国ARUPQualification公司的设计方案，塔高450米，以“广州新气象”为主题；塔身有“纤纤细腰”，呈由下至上逐渐变小的形状，形态优美。 虽然广州新电视塔的塔身高度并不追求全球第一高，但是加上160米的发射天线，广州电视塔的整体高度仍将成为世界最高。 广场公园筛选中，一号方案“仙女散花，玉盆聚宝”成为本次竞赛的优胜方案,二、简单系统的设计的实现,手电筒照明供电部分的设计,系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源生态系统工程等方面。,最近，

25、王丹家的楼梯灯坏了，她每晚从学校回来，走在黑洞洞的楼梯里，什么都看不见。为此，她想用学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。下面是她的设计过程。 设计要求：可照明的手电筒，携手方便，使用安全。,设计分析：1、可把手电筒照明供电部分分为照明和供电两个子系统。照明子系统的要素是灯泡、导线，供电子系统的要素是电源和开关。2、手电筒的功能取决于它的各个组成要素，电源通过导线的连接驱动灯泡发光，这些要素缺少任何一个，手电筒都不能正常工作3、选择合适的元器件，使它们相互匹配，并能达到设计要求。,设计方案 方案A （1）设计一个简单的电路，画出电路图。 （2）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，

26、并搭接电路。 （3）通过控制开关，使灯泡发光。,方案B 选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其他步骤参照方案A。,方案C 设计一个自发电手电筒。 采用发电机代替干电池进行供电。手电筒系统由以下几部分组成： 手柄 齿轮组 发电机 小电珠 用手摇动手柄，使齿轮的转速加快，带动一个由电磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时将机械能转化为电能，输出电流，使小电珠发光。,方案制作： 方案C不需要使用于电池，所以对环境不产生污染。王丹同学决定采用方案C制作一只手电筒。 王丹利用发电机与电动机工作过程相反的原理，大胆地提出设想：当给玩具电动机输入动力使它旋转时，电动机中的线圈在磁场中切割磁感线

27、，能不能输出电流呢？为此，她设计并动手做了一个简单的小试验。 试验目的：测试玩具电动机能否改装为发电机。 试验准备：玩具电动机、小电珠、粗棉线。 试验过程： （1）在电动机相应的接口上连接一个小电珠。 （2）在电动机的转轴上十几圈棉线。 （3）用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小电珠是否发光，如图所示。 试验总结：当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感生电流，小电珠发光。由此可见，玩具电动机经改装后可以发电。 试验获得成功后，王丹同学开始动手制作“自发电手电筒”。为了使小电珠持续发光，她用带手摇柄的齿轮箱代替用手抽动棉线。当摇动手柄时，经齿轮箱变速后，带动玩具电动机转子高速

28、转动，从而使小电珠能够持续发光。 由手柄、传动装置、发电机、小电珠组成的照明系统一只能发光、可携带、无须电池的手电筒就制作成功了。 思考: 1、王丹同学在设计和制作时可能会遇到哪些问题？如何解决？ 2、你能想出其他的设计方案，或对上述三个设计方案中的一个进行改进吗？,室内住宅电气系统的设计,在家庭装潢过程中，人们容易忽视住宅的室内电气线路的设计，从而导致装潢完成以后才发现有设计不合理之处，或住户对各条线路的走向、连接一无所知，出了故障也无法查出问题所在，无法检修。所以进行住宅室内电气线路的整体设计很重要。 杨辉是一名律师，最近买了一套面积为135m2的三室二厅的新房，即将进行装修。他要对室内电

29、气线路进行系统设计。 设计要求： 1、用电负荷：照明用电负荷800W，娱乐用电（包括电视机、音响、电脑等）负荷约1500W，厨房用电（包括电饭煲、电冰箱、电热水器等）负荷约4500W，卫生间用电（洗衣机、排气扇等）负荷约1300W，空调用电约3000W。 2、照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。 设计分析： 1、设计的目的是方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于日后维修，遵守民用建筑照明设计规范，确保室内电气线路的安全。 2、户内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电气线路系统的子系统。 3、当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作，如因电饭

30、煲使用不当发生短路时，不至于影响室内照明回路的工作。,设计方案： 1、电源配电箱。 电源通过住宅的专用配电箱再进入房间。配电箱中应有短路、过载和漏电保护，具有过负载，过电压和漏电保护功能。在设计布线之前，先要根据住户提供的用电情况预测用电负荷，杨辉家用电负荷最大值约为11.1kW实际用电负荷应根据行业规范乘以一定的系数求得。 2、回路设计。 户内配电系统采用多回路形式，本例设计了照明回路、一般插座回路和空调回路。若住户有特别需要，回路的设计还可采取其他方法，如每个房间设为独立的照明回路，厨房、淋浴室设为独立回路等。 （1）导线与电器设备选择。 导线的选择主要是确定导线的型号和规格，原则是既能保证配电的质量与安全，又能节省材料，做到既经济又合理。电器设备是指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等，应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号和规格。 （2）线路布置。 照明线路的布置通常可以从两个方面考虑，一是具有使用价值，保证房间里光线充足亮，每个房间通常应合理安排一个主光源；二是体现一定的个性，合理设计、精心挑选风格独特的灯饰，