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关键词:水煤浆、制浆工艺、磨矿、稳定性、成浆性、设计特点
中图分类号:TQ534文献标识码: A
一、前言
水煤浆是二十世纪七十年代世界石油危机后兴起的一种以煤代油的新型煤基流体燃料,它含70%左右的煤,1%左右的化学添加剂,其余为水。水并不能提供热量,在燃烧过程中还会蒸发造成热损失,不过这种损失并不大,约占水煤浆热值的4%。然而水却可提高煤炭的燃烧活性,并使煤炭从传统的固体燃料转化为一种流体燃料,从而带来很多优点。水煤浆像油一样,可以泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧。约两吨水煤浆可代一吨油。由于水煤浆与燃油在相同热值下相比,其价格仅为重油的1/2左右,因此,以水煤浆代油具有显著的经济效益,可以广泛应用于工业与民用锅炉、工业窑炉、锻造加热炉、电站锅炉等代替燃油、燃气等。燃用水煤浆与直接烧煤相比,具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优点,所以也是洁净煤技术中的重要分支。水煤浆经长距离管道输送到终端后可直接燃用,储运过程全封闭,既减少损失又不污染环境,是解决我国煤炭运力不足的重要运输方式之一。因此,将煤炭转换为水煤浆使用,可使煤炭资源得到更洁净、有效的利用。
近年来,由于国内外市场油价飚升,燃油电厂面临发电成本大幅度提高的困境,为了降低成本,一些燃油电厂开始改烧水煤浆。
在此形势下,南海龙光集团南海发电一厂经过深入调研,决定将该厂两台670t/h燃油锅炉改烧水煤浆,并配套建设年产150~200万吨的水煤浆制备厂。
二、概况
南海龙光集团地处经济发达的广东省珠江三角洲,位于南海市风景秀丽的西樵山下, 南海洁能燃料有限公司水煤浆厂拟建于龙光集团公司江南发电厂工业广场内。
1、本水煤浆制备厂设有原料煤破碎、转运、磨矿制浆、调浆、水煤浆储存、外运及药剂准备等系统。
2、本设计采用高浓度水煤浆制备工艺,设四条水煤浆生产线,每条生产线制浆能力0.375~0.5 Mt/a,
3、工作制度:年生产6000小时,小时制浆能力250 t/h。24小时三班生产。
4、工程项目静态总投资:18300万元。
三、确定制浆工艺的试验
1、原料煤的成浆性试验
经论证确定本水煤浆厂原料煤采用兖州二号水洗精煤,针对兖州二号精煤进行了成浆性试验。以评定该煤样制备高浓度水煤浆的难易程度;研究并选择与上述精煤性质相匹配、性价比最优的添加剂配方,确定可行、合理的水煤浆质量指标,为水煤浆制备厂的设计和生产提供依据。
根据成浆性判别模型,可计算出兖州二号精煤的成浆性难易指标D值:
D=7.5-0.05HGI+0.5Mad=6.15
当D=4~7时成浆性属中等。该精煤制备高浓度水煤浆的难易程度属于中等偏难。它的可制浆浓度(P)的期望值为:P=77-1.2D=69.62%。
因此,从兖州二号精煤的成浆性难易程度、制成水煤浆后的燃烧性能及环保等诸方面进行综合评价后,认为兖州二号精煤是制备高浓度水煤浆燃料比较好的原料煤。
2、分散剂的确定
国产的水煤浆添加剂一直处于国际领先水平。因此在本试验中所选分散剂样品均属国内产品,共有十二种包括最先进和最便宜的各类型。
分散剂的主要作用是降低水煤浆的粘度,使其具有良好的流动性。
煤浆在相同浓度条件下,其粘度随存放时间增长而提高的现象,称为水煤浆的老化。老化程度主要取决煤质和分散剂的性能。试验中向静置所需时间后的煤浆补充一定水量(补充静置期间蒸发的水分),搅拌均匀并测量其浓度与粘度。比较静置前后的指标便可判断该分散剂的抗老化性能。
设计中对五种被选中的分散剂分别以不同用量进行成浆速度、降粘效果与抗剪切性能试验。其中MND、DND和DT有三种用量,所需分散剂费用(元/吨煤)分别与KL前三种用量(0.4~0.6)相当。而MKL用量在0.5~0.8%时比KL用量0.4~0.7%时更便宜些。制浆试验结果见表3-2-1。
比较表3-2-1的数据,可以发现MND无论那一种性能都最差。于是就其它四个系列统一在69%浓度条件下,对粘度数据进行调整这样能更方便地比较不同分散剂的特点。
五种分散剂的成浆速度、降粘效果与抗剪切性能试验结果表3-2-1
从试验资料可看出:就成浆速度而言,从快到慢的排序为:DT、KL、MKL、DND。降粘效果就比较复杂。DT在所有用量范围内均最好;DND在较低用量(0.4%)效果居第二,其降粘作用与用量有明显关系,这种敏感性不利于生产调控;KL的作用也随用量增加而改善,但变化比较平缓有利于生产调控,效果居第三;MKL当用量小于0.55%时效果不如其它三种,当高于0.55%后与KL相近。
抗剪切性能与降粘效果相似。DT依然居首位;DND当用量>0.4%后居第二;当用量高于 0.5%后MKL并不亚于KL。
自然稳定性(未加稳定剂)从好到差的排序:KL、MKL、DND、DT,前两者相近。
就单价而言,从贵到便宜的排序为:DND、KL、DT、MKL。
3.抗老化性能:
试验证明兖州2号精煤属于空隙不太发达的煤种,表3-3-1所显示的结果以及15~20天稳定期的要求三点看,KL等四种分散剂的抗老化性能均可满足工业生产需要。
不同分散剂抗老化性能一览表 表3-3-1
由上表可知:
① KL用量在0.45~0.6%的范围时,煤浆浓度可达67.18~67.29%,而对应的表观粘度大约为801~890mPa.S(剪切率100 S-1)。
② MKL用量在0.65~0.45%的范围、煤浆浓度67.14~67.47%,对应的表观粘度为762~954 mPa.S(剪切率100 S-1)。其中药量最大者(0.65%)的指标并不理想,为屈服胀塑性流体,说明0.65%的加量过高或浓度偏低。从用量0.45%对应的指标看,表观粘度虽有所升高(浓度也较高),但明显增高的是屈服应力(Ty值)。
③ 上述两种分散剂在试验用量的范围内,最大有0.15%和0.2%的间隔,但煤浆的浓度与粘度指标还比较平稳,该现象与前述基本一致,这样有利于生产调控。药剂用量变化的影响主要反应在屈服应力(Ty值)上,它随药量的减少而增大,从而使自然稳定性也随之提高。
④ DT的表现和前述也很一致,分散性能极佳,只可惜用它制成的浆的自然稳定性很差,有待进一步改性。
因此,综观以上试验结果,推荐于生产中使用的分散剂应是KL和MKL,从性价比看MKL更具有优势。
5、抗温变试验
在高浓度磨矿制浆、调浆、泵送和储存的工业生产过程中,水煤浆要经受温度自低到高(磨矿过程)再到低(调浆、泵送和储浆过程)的温变作用。生产过程中水煤浆的温度变化范围与制浆工艺、环境温度等因素有关,一般的变化范围在室温~80℃左右。伴随温度的变化,一方面煤浆的粘度会随温度的升高而降低;另一方面煤浆中的水在分散剂的作用下,可能会进一步被吸附到煤粒的内表面(裂隙)中去,促使煤浆的粘度升高(但前者的作用远大于后者)。因此,当煤浆的温度回落到起始值时,粘度一般也可能会高于其初始值。其变化程度主要取决于煤的表面性质与分散剂的性能。因此,具备工业实用价值的分散剂,除要求具备以上提到的各种性能外,还必须具有良好的抗温变性能。
两种分散剂抗温变的试验资料表3-5-1
本试验用台架Y-1和Y-2浆。分散剂及用量分别KL0.6%、MKL0.65%。分散剂用量虽属上限,比较受热作用前后两个室温时的煤浆指标可看出分散剂KL或MKL 的抗温变性能都很好。
6、稳定剂与煤浆稳定性考察
考虑到供发电一厂用的水煤浆只需15~20天的稳定期,因而次此试验仅选用5020#稳定剂。它是一种易溶于水的无机化合物,不仅价格便宜、使用方便,而且对调节煤浆流变性效果显著等优点。实验室试验的结果见表3-6-1
台架浆稳定性考察结果表3-1-8
注:表中粘度均为剪切率100 s-1时的数值。
四、制浆工艺流程
制浆原料来自码头卸船抓斗~受煤斗~转载点~干煤棚~破碎机~缓冲仓~定量给料机~球磨机~筛分除渣~调浆缓冲槽~室外废浆池。
调浆缓冲槽~不合格浆搅拌桶~滤浆~稳定性处理~高剪切处理~均质熟化~储浆罐~装船去电厂。
五、制浆工艺的特点
水煤浆制浆工艺的选择,取决于制浆原料煤的成浆性难易、水煤浆产品用户对水煤浆的质量要求依据水煤浆产品的储运方式等。
根据上述对兖州二号精煤成浆性试验的结果,确定采用一磨机高浓度磨矿制浆工艺。
按照这一原则并结合电厂用户对水煤浆产品的具体要求,确定的制浆工艺的特点如下:
•在高浓度磨矿制浆工艺中,为了提高制浆效果和减少磨矿功耗,对给入磨机的原料煤,不仅要求将其破碎到小于某一粒度,而且希望破碎后粉煤的粒度分布具有较高的堆积效率,以利于从磨矿一开始就能使物料在高浓度条件下就具有较好的流动性。本设计将原料煤破碎至粒度上限6mm,并设置足够容量的原料煤仓。
•为了按设定的水煤浆产量和质量(浓度、粘度、粒度等),连续均匀向磨机给入设定的煤量、水量和分散剂量,进行高浓度磨矿。磨机的排料就是水煤浆的初级产品。为了获得稳定的水煤浆产品质量,设有控制磨机的运行工况和上述给料量的设施。
•为了提高制浆效果,考虑在磨矿前、后分段加入分散剂。
•为了除去混入水煤浆中的极少量铁屑、粗粒物料和纤维状物料(如碎钢球、夹矸煤粒、塑料纤维等),需要在调浆工艺过程中,设置除渣和滤浆装置。
•为了使水煤浆具有一定的稳定性,设置稳定性处理环节,定量加入稳定剂,并进行适当强度的搅拌、剪切。
•设置高剪切处理环节。对水煤浆进行适当的高速剪切处理,可明显增强水煤浆的触变性和提高它的屈服应力,从而进一步改善水煤浆的流变性和提高水煤浆的稳定性。
•对经过高剪切处理的煤浆还需进行均质、熟化。适当强度和时间的搅拌、剪切,可以加速煤浆的熟化,在随后的静置储存期间保持其流变性的相对稳定;同时使不同系列、不同时间生产的成品浆,在质量上获得相对的均一性。根据工艺要求,分别选用三次搅拌和调浆:
第一次搅拌:时间为15~20分钟。
第二次搅拌:加入稳定剂,进行稳定性处理。搅拌时间为1~1.5小时。选择两级搅拌桶
第三次搅拌:对经强化泵高剪切处理后的煤浆进行均质熟化处理。工艺要求该段作业具有较温和的剪切作用以加速浆体的熟化过程,同时要求有较好的混均作用。在此阶段对浆体搅拌1小时,约相当于静置存放一周的熟化过程。根据本厂用户的情况,搅拌时间确定为4~6小时。
与稳定性处理作业一样,两台磨机的煤浆共用一套均质熟化系统,每套系统采用2台搅拌桶串联工作。
•设置适当容量的储浆罐,以调节制浆厂与电厂及向社会销售水煤浆等供需间的平衡。本次设计采用高架式储浆罐自流装船的方案。罐底及支撑部采用钢筋砼结构,罐体采用钢结构。
高架式储浆罐不仅装卸速度快,而且省去了泵房、泵送装置及动力、配件消耗,同时还可在储浆罐底部开设多个卸浆口,有利于消除罐内的流动死区,减少煤浆在罐内产生软沉淀的可能性。
•设置与生产能力相配套的添加剂(分散剂和稳定剂)稀释搅拌、储存、定量泵送等装置。
六、.结语
该水煤浆厂为我国自行设计、自行建造、所有大型设备均为国产化的特大型水煤浆制备企业,它的投产建设,将标志着我国水煤浆行业跨入了新的更高的领域,为今后大型水煤浆厂设计提供了丰富的经验。
参考文献
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城市是人类文明进步的重要标志,是社会物质和精神财富生产、积聚和传播的中心。社会、经济和科学技术的进步加快了城市化的进程,而城市化发展的水平又直接关系到人类社会经济的健康发展。人类社会经济的发展经历了资源经济、资本经济和知识经济三个阶段。在当前这个知识经济时代,以信息技术为代表的科技进步使我们这个时代的经济社会生活发生了新的巨大变化,信息化的程度和水平已经成为衡量城市发展综合实力和文明程度的主要指标,信息化正在成为城市一切领域进步和发展的根本动力[1]。在城市信息化进程中,数字城市成了推进城市信息化的标志性工程,这是有着深刻背景的。就社会背景而言,国家的信息化催生数字城市,解决城市面临的全球性问题呼唤数字城市,这是需求牵引;就技术背景而言,地球空间信息技术的迅速发展促进城市数字化,国家信息基础设施建设推进城市数字化,这是技术推动。数字城市正是在这样的背景下发展起来的[2]。实践表明,数字城市在推动政府管理创新和提高政府科学决策水平、提高城市信息化水平和树立良好的城市形象、开拓地理信息产业新领域和推动经济社会发展、促进全社会的文明进步和改变公众工作学习生活方式等方面,确实起到了很好的作用。但是,“数字城市”建设还存在许多制约城市信息化进一步发展的问题。其一,信息获取手段的自动化程度低,实时性差,更新慢,导致“数字城市”与“现实城市”脱节;其二,缺乏统一规划,整体推动力量薄弱,信息不能共享,系统之间不能互连互通互操作,导致重复建设,造成浪费;其三,智能化程度差,数据多但用不上,有数据但用不好,有信息但找不着,有系统但不好用,影响整体效能的发挥。造成这种状况的原因是多方面的,既有政策、体制和机制方面的问题,也有技术方面的问题。物联网、云计算和网格技术的出现,为解决“数字城市”面临的上述问题提供了机遇。怎样利用物联网技术解决对城市的实时感知和实现“数字城市”与“现实城市”无缝连接的问题,怎样利用云计算技术来解决多源异构海量数据处理的问题和增强智能服务的能力,怎样利用网格技术解决信息资源共享的问题和实现协同工作,这些都是学界和业界思考的问题。“数字城市”往何处去?由“数字城市”到“智慧城市”正是在这种情况下呼之欲出的。智慧让城市更美好,城市让生活更美好!这是全社会的心声。
2智慧城市与数字城市的关系目前,全国有一百多个城市都在建设“数字城市”基础地理空间信息共享平台,许多城市依托数字城市基础地理空间信息共享平台建设的电子政务已投入使用,东部沿海城市启动了数字城市的全面建设。与此同时,智慧城市的理念和规划也纷纷推出,这就涉及到智慧城市的理念、特点及其与数字城市的关系。
2.1智慧城市的理念智慧,指对事物能认识、辨析、判断处理和发明创造的能力,或指学习、记忆、思维、认识客观事物和解决实际问题的能力,其核心是思维能力。而这就必须具备更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化服务等智慧的要素。智慧城市,简单地说就是让城市更聪明,本质上是让作为城市主体的人更聪明。它是通过互联网把无处不在的被植入城市物体的传感器连接起来形成的物联网,实现对现实城市的全面感知,利用云计算技术对感知信息进行智能处理和分析,实现网上“数字城市”与“现实城市”的无缝连接,并发出指令,对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策支持。
2.2智慧城市的特征智慧城市“智”在哪里?这是大家非常关心的问题。关于这个问题,目前众说纷纭,但还是可以归纳为以下六句话[3],即透彻感知、全面互联、深度整合、协同运行、智能服务和激励创新。这6个方面中的每个方面都是十分重要的。没有对现实城市的全面、综合透彻感知和对城市运行的各种信息系统的实时感测,就不可能有面向现实城市的正确判断和决策;没有无所不在的传感器的全面互联并实现感知数据的智能传输和存储,就不可能发挥透彻感知的后续作用;没有对多源异构空间数据的深度整合,就不可能从海量数据中获取知识,也不可能提供一致性数据服务,信息共享将成为一句空话;没有基于网格环境的城市各个要素、单元和系统及其参与者的组织和高效的协同运行,就不可能达到城市运行的最佳状态;没有云计算这种新的智能服务模式,就不可能为人们提供各种不同层次、不同要求的低成本、高效率的个性化服务;没有激励创新机制,就不可能为政府、企业和公众提供科技和业务创新及寻找新的经济增长点的实验平台,也就不可能为城市经济社会发展提供源源不断的动力。
2.3智慧城市是数字城市的演化智慧城市与数字城市两者一脉相承。数字城市是城市的数字化,智慧城市是数字城市的智慧化,是数字城市功能的延伸、拓展和升华。这里,使用“演化”一词是采用隐喻方法,以达尔文的“生物进化”隐喻数字城市的科学演化、技术演化和工程演化[4]。在科学层面上,数字城市可以理解为“现实城市”(存在物)的“数字空间”,而智慧城市则可视为“数字城市”的“智能空间”,其科学目标是实现由数字到信息再到知识的转化;从技术层面看,智慧城市是数字城市的物联化、智能化,是现实物理世界、互联网虚拟世界与物联网智能世界这“三个世界”的无缝连接、相互叠合构成的面向未来的全新城市形态;从工程角度看,“现实城市”建设、“数字城市”建设和“智慧城市”建设都属于工程活动的范畴,由“现实城市”工程到“数字城市”工程再到“智慧城市”工程,本质上是工程演化过程。城市建设的科学演化、技术演化与工程演化是相互关联的。所以,智慧城市与数字城市既有连续性又有差异性,数字城市是数字化的城市,智慧城市是智慧化的城市,数字化是基础,智慧化是灵魂。当然,这并不等于说只有建设好了数字城市才能建设智慧城市,正像有的学者认为的那样,智慧城市与数字城市具有并行性,所以智慧城市也可以称之谓智慧数字城市[5]。
3数字城市如何向智慧城市演化实现数字城市向智慧城市的演化,首先要有一个总体解决方案。如图1所示,智慧城市的总体架构由智慧基础设施层、智慧服务公共支撑层、智慧服务层和智慧服务应用层等组成。图1 智慧城市总体架构由智慧城市的总体架构可知,实现数字城市向智慧城市的演化有以下3个关键技术。
3.1传感器网与物联网感知感测技术传感器网与物联网技术,是智慧城市实时获取现实城市各类信息的基础。包括天基、空基、地基、海基的传感器网获取的地理空间数据,连接被植入城市物体和运行信息系统的传感器形成的物联网获取的感知、感测数据,通过互联网传输到智慧城市云计算中心进行整合处理并存储管理。没有实时、动态的现实城市的海量数据,智慧城市就成了无源之水、无本之木。所以,网络与传感技术把数字城市与现实城市紧密联系在一起。
3.2云计算技术云计算是智慧城市海量数据处理的智能平台,对上提供虚拟支撑,包括计算虚拟化和存储虚拟化。云计算是一种新的计算模式,它通过虚拟化技术把计算资源、数据资源等管理起来,组成一个庞大的资源池,并将其作为服务通过互联网传输给用户。“云”就像是一个“发电厂”,只是它提供的不是电力,而是计算机的计算、应用和管理能力的服务。只要通过网络进行连接,并得到授权,你就可以使用这些能力和资源。
3.3网格技术网格(Grid)指第三代Internet,或下一代web。不同于Internet和web,Grid的特点是:资源的范围更加广泛,具有很强的分布性、更复杂的异构性;共享更具目的性,引入了虚拟组织(Virture Origion,VO)的概念,而且具有动态性和可伸缩性;强调协同解决问题的能力以及服务的有序性和可控性。对于智慧城市而言,网格技术主要解决4个问题:其一,系统集成,指已建(或历史遗留)分布异构城市空间信息系统的网格化集成,实现已建系统的互联互通互操作;其二,信息整合,指多源异构地理空间信息的集成、融合与同化,从而从海量数据中获取知识,提供无缝连接的一致性城市地理信息服务;其三,资源共享,指广义信息资源共享,即一切都是服务的理念,如DaaS(数据即服务)、SaaS(软件即服务)、KaaS(知识即服务)、PaaS(平台即服务)等等;其四,协同工作,指网格上多个节点协同运行,共同解决城市重大而复杂的问题。这些问题正是由数字城市到智慧城市必须解决的。可以肯定地说,传感器网与物联网感知感测、云计算和网格等技术的发展必将让城市更加智慧。
关键词:园林景观;智慧城市;关联;作用;价值
中图分类号:J59 文献标识码:A 文章编号:1674-327X(2016)01-0080-03
在全球信息化浪潮的影响下,全球超过100个城市在进行智慧城市的试点、规划和建设,提出了依赖信息技术来改变城市未来发展蓝图的计划。作为智慧城市绿色文明、生态文明的重要载体和纽带,园林景观的构建与拓展已成为影响全球范围内智慧城市建设、发展的一个重要因素。
一、园林景观与智慧城市
作为智慧城市形象重要载体的园林景观,对城市整体风貌的展示,宜居环境的建设有着重要的作用。通过对相关资料的查阅、概括,综合对智慧城市和园林景观相关概念的分析和解读,本文认为园林景观是智慧城市中重要的一环,也是智慧城市的重要组成部分,与智慧城市密切相通。园林景观不仅能影响智能城市的发展与建设,而且与智慧城市的实现是息息相关的,可以说密不可分、缺一不可。从发展、规划的不同阶段来看,智慧城市与园林景观相结合,能很好的实现信息互通、节约资源、生态高效、降低管理成本,为城市建设与发展发挥其重要的载体作用。
(一)园林景观与智慧城市二者的发展趋势
目前,全球许多国家和政府在抓紧研究和积极引导智慧城市的发展。国内而言,很多城市也将推进智慧城市建设作为发展战略性新兴产业、提升城市运行效率和公共服务水平、实现城市跨越式发展的重要契机,相继提出了智慧城市的发展方向并着手未来的规划与建设。专家预测,未来二三十年内,智慧城市会集生态化、智能化、数字化、信息化于一身,走协同化、低碳化、绿色化、安全化联动为机制的发展道路。而相对于智能城市的全面发展,园林景观在体现以人为本、生态优先的主旨下,更加朝着多样化、标准化、专业化、建筑与园林景观一体化的方向发展,进而与智慧城市相接轨。从长远发展来看,随着智能化、信息化生活水平的不断提高,注重智能与科技、创新与共享、信息与文化、生态与可持续是二者共同面对的问题。而如何打造出一个真正适宜人类居住的生活环境,是园林景观与智慧城市未来发展所为人们期待的。
(二)园林景观与智慧城市二者的关联性
1.多元化。智慧城市与园林景观应倡导多元化,相互融合。多元化须与地域文化相结合,综合考虑诸如地理环境、区域经济、文化背景、人们的渴望与需求、生活习性和特点等等。作为新兴的智慧城市,武汉五里界新城树立了一种多元化发展的典范(见图1)。五里界新城在提供主要城市服务功能的同时,提出园林与城市动态化、多元化的融合。将收集到环境监测、车辆流动、污染物排放等动态数据汇总到城市智能数据平台,联合智能信息反馈系统、区域生物多样性研究、文化和精神体验活动三个基础板块,以城市智能基础设施建设为载体,发挥园林景观的流动性、多样性,构建一个既有本土特色,又富有多元化气息的智慧城市与园林景观环境[1]。2.一体化。智慧城市建设与园林景观的结合上,无论是智慧城市建设还是园林景观设计,两者都是在构筑空间,都是为了同一目标——营造一个美好的居住环境。纵观二者内在的发展规律,均存在协调与服务、构建与优化的本质属性。我们需要在智慧城市的发展过程中,用联系的观点看问题,做到整体把控,打造智慧城市与园林景观设计的一体化,充分发挥二者的功能和属性。目前,在德国、瑞典等欧洲许多智慧城市的旧城改造过程中,做为最有效参与者之一的景观设计师,需提前介入,与城市规划部门相互沟通,共同协作。以园林景观设计的使用功能为出发点,将规划设计细节、生态环境需求和智能系统改造逐步升级完善,形成一体化系统和整体设计理念(见图2)。通过前期的协作与配合,设计师和规划者们探索出了一条符合一体化要求的多边机制和有效操作途径,有效挖掘城市独特的资源(自然地貌、历史文化、空间肌理等),整合了景观与建筑、园林与城市,纵向拓展了城市空间结构与功能,建立了新的多元秩序,实现了园林景观与智慧城市的一体化发展。3.人文化。园林景观与智慧城市本身一样,均崇尚历史和文化,具有很强的专属性。从二者的构建要素和未来发展来看,智慧城市建设和园林景观设计都要尊重自然,因地制宜,充分利本区域自然环境与人文特色,使规划设计与当地风土人情、文化氛围相融合,实现可持续性、生态性与文化性的统一。邬贺铨院士在《智慧城市应植入本土文化“基因”》一文中指出:“人文化是智慧城市的‘情商’,会产生独特性和吸引力,使人们能够从城市景观中读出不同城市的历史文脉和文化空间,品味出不同城市的人文风格。”[2]俞孔坚认为:“人来自于自然,同样回归于自然。现代的城市被喻为‘钢筋森林’,如何改变这种被灰色冰冷混凝土世界所包围的城市,让‘文化’与‘绿化’相得益彰是当前亟待解决的问题。”综合来看,智慧城市不但要环境出色,而且人文效益也要显著。只有将人与城市建筑、景观有机融合,增加内部接触空间和互动机会,才能实现智能城市与园林景观的人文化。4.数字化。当今智慧城市建设与园林景观设计均提倡数字化。随着3S技术的发展,GIS、RS和GPS已成为二者相互获取数据、分析数据,使多元数据得到融合、影像数据解译精度提高,使决策和设计过程更科学、规范。美国阿肯色州法明顿以机动车辆为导向的城市景观规划项目中,设计以改造城市公共空间为主体,期望重塑当地的农业景观,重拾法明顿的农业遗产(见图3)。决策者以遥感影像解译的土地类型为基础数据,以大数据作为核心支撑,将城市的所有资源与数字系统串连起来,整合数学定量模型、景观指数、公众参与等多种数据,利用3S辅以其他数据资料,综合的反映了城市结构和景观类型特征,使改造后的城市空间更加合理、便捷,具有很强的可达性。5.信息智能化。园林景观和智慧城市的另一个基本特征便是信息智能化。智慧城市能有效地将智能处理与深度计算能力,通过信息化处理的方式来实现泛在数据之间的智能连接与协同联动,最终打造高效的智慧城市[3]140-143。相比智慧城市的智能化而言,园林景观与智慧城市的关联点在于智能技术和信息的应用上。智能分析、声控技术、远程管理软件、FDR传感系统技术等在景观建筑、植物种植管理、水景和灯光等方面均具有技术可取点。作为以建设智慧城市为终极目标的加拿大多伦多,智慧新城计划利用信息化与智能化的协同技术,从建筑、交通、城市空间、生态环境、清洁能源等多方面入手,为市民提供使用舒适、规划合理的智能城市空间。与此同时,通过对声控技术、FDR系统、城市远程信息管理等智能化技术与监测、分析数据的有效结合,为市民提供了良好的日照、通风等条件,减少了噪音、降低了有害气体的吸入量,营造出信息化、智能化、复合化的城市空间与居住环境。6.生态与可持续化。从生态与可持续化的视角去重新认知和解读园林景观与智慧城市的关联性,须全面引入生态系统论和可持续设计理念。在园林景观层面,把园林景观作为EI(基于生态基础设施的多尺度城市开发是城市开发规划的空间战略)。将景观元素和空间格局所组成的景观网络结构化,整合不同的自然资源与人文资源来构筑城市,为居民提供多样的、可持续的生态系统服务。在智慧城市生态可持续建设方面,通过对生态技术因子、系统论和EI(宏观、中观、微观)三层面的综合分析与运用,构建一种生态与可持续化协同发展的全新智慧城市模式。
二、园林景观在智慧城市中的作用
现阶段,智慧城市的建设和发展着眼于人与自然和谐相处,通过智能技术与园林景观环境的有效结合,科学、系统的规划城市的未来。
(一)树立城市生态价值观
园林景观视角下的智慧城市建设致力于探讨一种人与自然、经济与生态和谐发展的科学发展模式,旨在帮助人们了解与感知城市环境,使个人行为与城市发展产生联系,形成有机的统一体。园林景观在智慧城市中的作用在于,有利于制定科学合理的城市规划和设计,有效的推动城市生态转型和高效的运转;通过挖掘城市资源潜力,建设一类生态高效、节能低碳、绿色环保、信息智能、建筑宜居、环境优美的智慧城市,进而提高全社会的环境保护意识和资源节约意识。
(二)协调城市建设与环境可持续
在协调城市建设与环境可持续,园林景观设计先导先行。作为二者的中间环节,智慧城市园林景观要深化内涵、转化优势,不断开发和研究对城市环境有利的技术支撑体系。通过借助信息化系统与科学技术,准确、高效地评估城市资源环境的承载能力和绿地使用率[3]140-143。在倡导智能科技与园林景观相结合的基础上,形成系统智能化、信息化、网络化与全方位化并进的园林景观体系和构建模式,发挥园林景观重要的纽带作用,实现智慧城市建设与环境可持续的协调发展。
(三)促进城市软实力发展
对于提高智慧城市软实力而言,园林景观具有极其重要的现实意义。园林景观是反映智慧城市形象的重要窗口,也是支撑智慧城市生态平衡、凝聚城市文化共识的重要组成部分。在园林景观建设的带动下,智慧城市正朝着“城市—花园—森林”的建设方式转变,发挥其内在的感召力和亲和力。通过对智慧城市园林景观的构建与深化,将有效发挥其特有的“软文化”、“软资源”与“软实力”,为智慧城市文化战略的提升,起到辐射、传播、推广的作用。与此同时,也能促进智慧城市相关行为的洗礼、升华,最终达到提升智慧城市软实力的目的。
(四)提升城市管理水平
园林景观是一门高度综合的应用性学科,是集园林学、景观学、建筑学、城市规划、环境艺术于一身,具有高度的交叉性和复杂性,对于提升城市管理水平有着间接而深远的影响。更进一步来说,园林景观发展视角下的智慧城市会更多地关注人本思想、注重城市功能,强调城市的管理水平。因此,这就要求我们的城市管理者和设计者,不仅要用感性的眼光去看待智慧城市建设,更要用科学和理性的方法去观察、研究城市内在与外在的空间环境以及所存在的问题,进而运用先进的科学技术、有效的方式方法去指导智慧城市建设,以点带面,深化细节,不断提生智慧城市的管理水平。
三、园林景观在智慧城市中的价值
探究园林景观在智慧城市中的价值,本文认为应从智慧城市与园林景观的关联性和发展趋势上进行研究、总结。通过对相关文献和案例的解读不难发现,园林景观对智慧城市的发展、缓和城市与人类、城市与自然环境之间的矛盾具重要的现实价值和理论意义。在园林景观的有效推动下,建设满足居民需求为导向,兼具公共安全、生态优先、绿色环保、功能多样的新型智慧城市。相反的是,通过智慧城市建设,能促进智能信息系统的全面提升,有助于解决园林景观设计中数据采集的盲目性,能准确、及时、有效的进行数据传导,为城市决策者提供准确的判断依据,从而为构建高效、节约、智能化的园林景观打下坚实基础,发挥园林景观真正的价值与意义。智慧城市与园林景观相结合,有利于实现节约资源、生态高效、降低管理成本、协调城市发展、提升城市软实力,为城市建设及管理作出贡献。
参考文献:
[1]俞孔坚,AshokLall.亚洲的可持续未来[EB/OL].(2012-06-14)[2015-09-15]
[2]吴亚伟.浅析城市绿地系统的文化功能[J].山西建筑,2007(7):8-10.
关键词:智慧城市;吉林;未来城市
中图分类号: F299.24;F49 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2015.01.078
1智慧城市理念
“智慧城市”作为城市发展的新理念,是2008年底由美国IBM公司在其的《智慧的城市在中国》白皮书中提出的,智慧城市简单来说就是“智能+互联+协同+创新”。
2 中外智慧城市建设的经验启示
一是前瞻性的政府决策是智慧城市建设的关键;二是完善的信息基础设施是智慧城市建设的保障;三是广泛的物联网应用是智慧城市建设的支柱;四是充分的资源整合是智慧城市建设的基础。
2.1前瞻性的政府决策是智慧城市建设的关键
智慧城市的建设、发展、管理模式与传统的城市完全不同,同时,物联网产业是新兴产业,未来产业发展前景广阔,在此形势下,发展智慧城市就需要政府具有战略眼光,深入了解国内外智慧城市建设的最新情况、准确把握物联网产业发展的最新动态,结合自身城市的实际,确立通过智慧城市建设促进城市转型升级的战略思路。
2.2完善的信息基础设施是智慧城市建设的保障
从国内外的情况看,建设智慧城市必须要有相对完善的科技基础设施建设,特别是完善的信息通讯基础设施作为保障。智慧城市的特点之一就是互联互通,完善的有线、无线网络作为信息传递的通道,可为信息传递提供无缝对接。同时,智慧城市是一个复杂的系统,除了信息通讯基础设施外,城市的物理基础设施、社会基础设施和商业基础设施都需要进行智慧化发展,使城市中各领域、各子系统之间协调发展。因此,建设智慧城市必须要有完善的城市信息科技基础设施。
2.3广泛的物联网应用是智慧城市建设的支柱
智慧城市是全面感知、互联互通的新型城市,物联网为智慧城市的实现提供了技术上的可能。物联网与各种社会信息的融合应用是实现“两化”融合、改善民生的重要技术手段之一。从国内外先进城市的经验看,都是运用物联网技术加大产业、民生、政府管理的应用力度,通过物联网技术的应用推动智慧城市建设。
2.4充分的资源整合是智慧城市建设的基础
智慧城市建设涉及面广,如,政府要进行前瞻性的规划,引导和扶持以物联网为代表的新兴产业企业积极开展技术创新活动,将科技成果进行产业化的应用;电信、通讯部门要提供新一代的网络支持服务;医疗系统、教育系统等社会公共服务部门要为智慧科技的应用提供相应的支持等。同时还要推动智慧城市研究机构、专家咨询系统和知识支撑体系的建立,打造“智慧城市论坛”,加强和深化智慧城市理论和实践的研究与创新,推进建设智慧城市的经验交流和分享,充分挖掘专家学者和技术人员的集体智慧,实现全社会的智慧联动。
3吉林省建设智慧城市的思路对策
一是着力以新兴智能产业引领产业转型升级;二是加大智能产业研发及科技成果转化力度;三是加强智能产业科技对传统产业的改造力度;四是大力推进智能科技与生产业结合。
3.1着力以新兴智能产业引领产业转型升级
吉林建设智慧城市要以战略性新兴产业、先进制造业、现代服务业等相关智能产业为依托,将智能产业发展作为转变经济发展方式的有效载体,以智能产业发展带动产业转型升级,从根本上提高产业的核心竞争力。
3.2加大智能产业研发及科技成果转化力度
战略性新兴产业,特别是以物联网、云计算、智能电网、移动互联网、新一代移动通信等为代表的新兴智能产业是新兴科技和新兴产业的深度融合,代表着未来科技和产业发展的新方向。吉林现在已经聚集了包括吉林大学、长春理工大学等在内的一批物联网研发机构,在云计算、射频识别等领域取得了全国领先的技术成果。吉林应抓住国家大力鼓励物联网发展的战略契机,大力鼓励科研院所和企业在物联网传感器制造、云计算及系统应用等方面开展研发,推进RFID 技术研发。加快吉林物联网工程中心项目建设,推动产学研用合作,加快物联网科技创新成果转化和产业化步伐,实现技术创新与产业发展相互促进。
3.3加强智能产业科技对传统产业的改造力度
物联网、云计算等智能产业科技与传统产业的融合,能够使传统产业的生产方式与组织形态发生变革,传统企业的商务模式不断创新,带来产业经济效益的提高。吉林已形成了电子信息、机械制造、汽车制造、制药、食品饮料、造纸、化工等传统支柱产业。推动传统产业转型升级很重要的一个方面,就是要用信息化和智能化的手段加快企业生产过程和业务流程的信息化改造。要大力推进信息化、智能化与传统产业研发设计的融合,推进信息化、智能化与产品构成的融合,推进信息化、智能化与生产过程控制的融合,提升企业的生产制造能力与制造效率,提高传统产业的竞争力。
3.4大力推进智能科技与生产业相结合
[关键词]智慧生态城市;规划建设;问题分析
随着我国经济水平的不断提高,城市建设也开始向生态化、智慧化的方向发展。在世界各地建设智慧城市的数量越来越多,智慧城市不仅能够给人们提供更好的生活环境,同时也能提高经济的发展,也能更好的改善目前城市存在的诸多问题。比如:资源短缺、环境污染等问题。所以,我国建设智慧生态城市更加注重的是环保问题,并以此建立新时代的智慧生态城市。
1建立智慧生态城市的准则
智慧生态城市是集智慧城市、生态城市、绿色城市、数字城市、园林城市等特点为一体,从而达到一种人与自然环境和谐共存的社会状态。所以智慧生态城市的建立要有一定的准则。
1.1符合公共利益
建立智慧城市就需要满足公共利益,关于个体的需求、人与人之间需求、个体与外部之间的联系等都进行相互的协调,这样才能更好的改善城市环境。公共利益主要是指通过协调资源,来实现人与环境的和谐,体现最大限度的公共利益,同时也要实现人和城市之间的和谐,达到人文、科技产业和自然之间的和谐发展。
1.2提高自律
想要保护城市的生态问题,主要还是靠行为的自觉性。在建设智慧生态城市中,要发挥自觉维护的优势,对行为的发展和城市的发展方式进行有效控制,对城市的人口、居民的生活状况等进行合理控制,这样才能实现智慧城市的自律性,从而实现智慧生态城市的建设。我们可以通过道德思想对个体行为进行规范,提高人们的自律性,从而实现城市和人的和谐共处。
1.3符合智慧生态
智慧生态城市就是要体现智慧和生态的建设,通过生态思想和智慧理论,实现关于人们的地理、人文、气候等方面的信息共享,对生态城市进行合理布局,实现人与自然的和谐存在。智慧生态城市体现在城市的持续发展方面,为企业在市场中的竞争提供更好的环境,从而实现城市服务的效率和优势的最大化。
2智慧生态城市建设的分析
2.1智慧生态城市建设的理论分析
在2012年的时候,我国建立了首批智慧城市试点,根据这些试点的城市建设情况,可以看出智慧生态城市的建设依然存在着很多问题。建立智慧城市需要实现全方面的智能化管理,比如:城市服务、环保、交通、工商业活动、公共安全等方面实现智能反应。只有这样,智慧城市的建立才能更好的存进经济的发展,从而改善城市中的环境污染和资源破坏等情况。建立智慧城市同时也需要合理的配置城市的资源,保证城市的可持续发展,这样才能实现城市发展模式的改进。目前我国已经有将近200多个城市开始进行“生态城市”的建设,主要面对的问题还是传统城市存在的问题,各种污染现象和交通资源等问题的破坏。建立智慧生态城市就是要实现信息化,将农业的发展、工业化技术、信息技术有效的结合,充分发挥信息技术的优势,从而解决城市发展中存在的问题。随着人们对生活环境的要求不断提高,以及人们对健康问题的重视等,建立智慧生态城市已经成为必然,同时结合现代信息化技术,从而提高城市的智能作用。利用现代科技实现人与自然的和谐相处,改变城市的功能和发展面貌,提高城市的便捷性、高效性、宜居性等。
2.2智慧产业建立分析
实现智慧生态城市的建设,提高智慧产业的发展是非常重要的。根据生态理念和信息技术相结合,发展创新性的产业模式,减少工业化发展制造的环境污染。可以通过智慧产业链的建设,融合生态产业发展的理念,实现可持续发展的目的。比如:根据电子商务平台,建立城乡经济产业发展模式;加强清洁技术的研发,减少工业污染;发展高新技术型的产业,实现高的附加值等。
2.3实现以人为本的城市建设理念
城市是人们生活的家园,建设智慧生态城市当然也要以人为本。首先在建设生态城市时,要充分融入社会、文化、历史等因素,整体提升智慧城市的建设。其次就是合理规划城市的基础设施建设,实现经济、文化、社会、自然之间的和谐发展。再则,就是加强资源的利用和控制,减少各种资源的浪费,发展循环经济,从而实现资源节约、环境友好型、以人为本、绿色环保的城市建设,提高城市的生态文明。
3积极应对政策
为了保证城市规划建设向生态化、智慧化的方向快速发展,要积极发挥市场机制作用,对环境建设不断进行机制探究,通过多种渠道,积极进行生态环境建设的改善,为了使其更加规范,必须要建立完善的制度体系,还要大力加强城市环境管理工作,加快构建低能耗、低物耗、低排放、低污染的智慧生态发展模式。同时吸引各种各样的资本,使生态城市规划建设工作得到大量的支持。
4结语
总的来说,越来越多的人开始关注智慧生态城市,也将开辟我国未来几年的发展现象,现在为了做好智慧生态城市建设工作,就要强化智慧生态型城市发展的重要性,且要进行深入分析,并对其提出相应的建议。只有这样,才能为更好推动我国智慧生态型城市的发展打下良好基础.
作者:屈振辉 单位:邹城市城市管理行政执法局
参考文献:
[1]冯琪.智慧生态城市规划建设基本理论探讨[J].智能城市,2017,(02):213.
[2]徐振强.智慧城市与城市规划、生态文明协同创新关键路径的思考[J].城市住宅,2016,(03):6-10.
[3]袁业飞.智慧城市建设:还需量力而行———聚焦智慧城市热潮[J].中华建设,2013,(03).