温室设计中的新理念

温室设计中的新理念

0技术和生产技术研究中国的温室发展历史悠久，但现代温室的比例仍然很小。同时，在技术应用和生产方面，现代温室存在着相当多的盲目性，定量的技术、方案和解决问题的措施也很少。因此，从设计与管理的角度出发，将先进的设计方法和理念应用到温室结构设计中，对温室工程的发展有着重要的意义。1模块设计1.1模块化设计的应用在20世纪初期的建筑行业中，将建筑按照功能分成可以自由组合的建筑单元的概念就已经存在，这时的建筑模块强调在几何尺寸上可以实现连接和互换。随后，这种设计理念和方法在众多行业得到广泛应用。到20世纪中叶，“模块化设计”概念被正式提出。模块化设计就是用积木的概念对设计任务的总功能进行功能分解，将完成分解功能的零部件独立化，制成相应的模块，然后由这些模块根据组合方案图构成产品，这个产品可以是整机，也可以是部件或零件等。按模块功能的不同，可分为基本模块（实现基本功能）、辅助模块（连接各基本模块以实现系统功能）和可选模块（据客户需要特别增加的模块），各模块包括若干功能相同而性能不同的子块。模块化系列产品就是由一组特定的模块在一定范围内组成多种不同功能或同一功能不同性能的产品。产品模块化包括建立模块系统和组合形成新的产品两个过程。1.1.1模块化设计的方法1)需求分析。模块化设计的目的是缩短产品的设计周期，同时满足产品多样化要求，以尽可能少的品种和规格的模块组合尽可能多的各种规格的产品，来满足市场需求。所以，必须在需求分析的基础上确定产品主要技术性能的范围，作为模块化设计的依据。2)功能分析与分解。模块是为了满足产品部分功能需要而存在的产品组成部分，所以必须对产品功能进行可行和合理的分析并予以分解。3)模块划分。划分的模块应具有独立的功能和结构，有很强的通用性和组合性。模块划分需要考虑以下几方面：一是根据功能分解、模块使用和管理方便、技术、经济效益等因素考虑模块的大小；二是模块应具有稳定性（即有较强的生命力），不会因时间的推移而过早淘汰；三是模块应考虑采用新技术和新工艺的可能性。4)模块设计和开发。模块设计应注重通用性，注意与相关模块或专用零部件的组合、联接能力。1.1.2产品模块化设计组合设计是总体方案设计，是一个创造的过程。通过组合设计，既要保证符合新产品的功能要求，又要尽可能地采用通用模块。经过模块划分和设计，一个新产品就可以由通用模块、专用模块和专用零部件组合而成了。模块化产品强调以功能分析为基础，以市场预测为导向，把功能不同或者功能相同而性能不同的模块进行组合，产品的多元化应满足客户个性化的需求。1.2模块设计方法1.2.1横向系列模块设计不改变产品主参数，利用模块发展变形产品。例如在机床设计中，通过更换端铣床的立铣头、卧铣头和转塔铣头等，使其形成相应型式的铣床。1.2.2结构形式的比较在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。主参数不同，动力参数往往也不同，导致结构形式和尺寸不同，因此它比横系列模块化设计复杂。一般涉及到动力参数有关的模块化设计时，往往应该合理地划分区段，只在同一区段内模块通用，而对于与动力或尺寸无关的模块，则可在更大范围内通用。1.2.3横向和交叉模块的设计除发展横系列产品之外，改变某些模块还能得到其他系列产品的，属于横系列和跨系列的模块化设计。1.2.4改变床身或横断面的铣头，发展高效床身或可变模式全系列包括纵系列和横系列。例如，德国某厂生产的铣床，除了改变为立铣头、卧铣头和转塔铣头等形成横系列产品外，还可以改变床身或横梁的高度和长度，得到3种纵系列的产品。1.2.5模块化设计和制造在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的模块化设计上。例如，全系列的龙门铣床结构与龙门刨、龙门刨床和龙门导轨磨床相似，可以发展跨系列模块化设计。1.3集群设计的技术经济意义1.3.1模块化设计方法模块化生产是以模块作为生产单元的，有确定的工艺流程和工艺装备，生产效率高，制造周期短。因此可以适当储存一些制造周期长和技术难度高的模块，以缩短生产准备时间和供货周期。由于企业的系列产品中已有很多通用模块，所以在客户提出产品定制需求后，采用模块化设计方法，利用已有的模块或设计制造少量专用模块，便可以组成符合客户需求的产品。企业应用模块化设计技术还可以控制生产过程的复杂性，避免了设计和制造的冗余工作量，降低了产品成本。1.3.2产品模块化设计采用传统的整体化生产模式，当改变一个布局环节时往往导致全局的变动。产品的模块化设计使其从传统的零部件为基本单元过渡为以模块为基本单元，过时的产品被淘汰，其模块单元还可以继续使用，从而在很大程度上提高了模块的重复利用率。在动态多变的买方市场中，企业必须要不断地推出新产品才能满足客户多元化和个性化的需求。产品的模块化使新产品的开发变成模块的开发。因此，以客户需求为核心，利用新技术设计性能优良的模块，取代原有功能模块，以通用的模块为基础组合成具有新功能的模块化产品，提高了新产品的开发速度。1.3.3模块式单位维修管理由于模块化产品是由功能相对独立的模块组成，模块的互换性很强，便于拆卸、维修和搬运。以模块为单位进行检验和维修，可显著提高故障的诊断率，改善维修条件，简化维修工作，加快维修速度。提高维修质量，降低对维修人员经验和技术水平的要求。1.3.4模块化设计的标准化实质模块化是一种标准化的新形式，是简化、统一化、系列化、通用化、组合化和模数化等理论的综合运用，是标准化的高级形式。模块化设计是根据产品的不同建立在模块级上的标准化，是一种趋于宏观的标准化。采用模块化设计可以有效地提高系列产品的标准化、通用化程度和互换性，因而能将使模块化生产企业在大规模定制过程中获得最佳经济效益。2温室设计中的白色设计应用2.1模块化设计优势一是温室结构的模块化设计可以实现温室结构的快速设计，满足不同区域和不同客户的多品种需求；二是温室的构造过程中包含大量的人工作业，采用模块化设计可将作业分解为多个模块，分别进行制造，然后进行组合，可以简化工序，降低成本；三是缩短制作与安装时间，温室结构采用模块化设计，可在工厂制作、现场安装，大大节省施工费用；四是方便运输与维修，对于某些体积庞大又需现场安装的温室，采用模块化设计可降低运输费用和装运难度；五是模块化设计方便设施的维护检修，易于实现产品的互换性和标准化。2.2温室结构的组成和结构温室结构是由温室构件组成的用来抵抗各种竖向或横向作用的平面或空间体系，通常是指构成温室的承重体系（门架、托架、桁架及檩-椽系统等）、围护系统（覆盖材料和镶嵌构件等）和与这些体系有直接关系的配套机构（如开窗机构和悬挂机构等）等。温室结构的最基本部分是承重体系。温室结构划分模块如图1所示。2.2.1能模块设计根据温室组成的不同功能，将温室粗略地划分为不同的功能模块，包括基础模块、框架模块和屋顶及覆盖材料模块，分别起到承受载荷、保温和防雨等作用。功能模块是决定温室主要功能的模块，主要依据用户需求由设计人员确定。2.2.2温室组合和转换模块结构模块决定温室结构的类型，对功能模块起到辅助和加强作用。为此，可以根据不同类型温室的结构特点来划分模块，从而进行组合和转换等。它包括温室结构模块、温室屋架结构模块和门式钢架结构模块等子模块。2.2.3调控系统组成温室内部需要各种加热与散热装置，包括加热系统、通风系统、帘幕系统、二氧化碳释放器以及灌溉调控系统等。附件模块对温室作物起到重要作用，是实现温室功能的重要模块。附件模块又包括了温度控制模块和灌溉调控模块等子模块。3屋面结构支撑图2所示为温室的两种设计方案比较。不同屋面结构满足了不同的客户需求。支撑框架不变，改变屋面结构，就可以实现不同情况下的通风效果。两种