能源与环境系统工程
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能源与环境系统工程范文第1篇
关键词：建筑环境与能源应用工程;核心课程群;建筑环境学;流体输配管网
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）06-0087-02
一、引言
建筑环境与能源应用工程专业培养目标是培养具备室内环境设备系统及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理以及建筑自动化的方案制定，并具有初步的建筑环境设备系统的应用研究和开发能力，很显然这个专业是工程性非常强的专业，那么对于该专业课程体系的建设以及课程的内容应该体现工程的系统性和整体性。
二、建筑环境与能源应用工程专业核心课程现状与存在的问题
改革开放以来，我国从计划经济转向市场经济，原供热通风专业考虑的主要是建筑物单纯的供热和空调，缺少建筑物内热、湿、声、光及空气质量等的综合考虑，尤其对创造人工建筑环境的重要性认识不足。所以1998年国家专业调整后，建筑环境与能源应用工程专业又增设了《建筑环境学》、《流体输配管网》和《热质交换原理与设备》等三门专业基础课。在修完共六门专业基础课后，至少要陆续修图1所示的专业课程[1]。
但是新增设的三门专业基础课与图1所示的专业课程内容重复、衔接性差，如《建筑环境学》定位为专业平台课程起主导作用，虽与后续专业课有内容重复之处，但经过实践证明却是起到主导的作用[2]，但是《流体输配管网》和《热质交换原理与设备》却没有起到明显的专业基础平台的作用，内容反而像专业课程共性的提炼和升华，对于未接触过专业知识的人而言过于深奥且难懂。新增设的三门专业基础课必须要开设，学生学时增加，但是效果却不显著，尤其是后两门在这样的定位下显得可有可无。由于内容的重复，教师在授课过程中尽管互相沟通却仍存在内容衔接不合理导致内容重复或重点遗漏等问题。
建筑环境与能源应用工程专业培养目标是高级工程技术应用性人才，既然他们以后要面对的是具体工程，那么应该强化他们工程的概念，并尽量让他们了解整体性和系统性是工程项目必备的特性。根据对本专业毕业生的调查和回访可知，根据专业课程的学习绝大部分毕业生掌握了本专业主要的技术，但是却严重缺乏系统性和整体性的工程概念。
三、建筑环境与设备工程专业系统化核心课程群的建立
在深入研究和掌握新增设的专业基础课和专业课的定位和内容后，确定课程群的元素，即哪几门课成为群的一员;在明确课程群内部各课程关系的基础上，确定课程的先后开设顺序;在掌握课程群内各课程的内容后，优化教学内容、整合理论与实践的教学环节，提升教学实效性。
在明确学生的培养目标后，教师在教学过程中一定要让学生知道：在可持续发展的今天建筑环境与能源应用工程专业的任务，要完成此任务应该采取哪些技术和手段，掌握此技术和手段的方式就是理论与实践相结合，而且让学生知道我们是工科专业，以后接触的都是具体工程，工程的最大特点就是整体性和系统性。课题组成员根据多年来教学经验，根据目前主要课程之间存在的问题，从系统化的角度，将讲述调控和创造建筑环境技术手段的主要相关课程拟定为课程群，具体包括：《建筑环境学》、《供热工程》、《空调工程》、《工业通风》、《建筑给排水》、《流体输配管网》，其中《建筑环境学》是专业基础平台，起到让学生明确专业任务的目的，相当于抛砖引玉的作用;《供热工程》、《空调工程》、《工业通风》、《建筑给排水》是对创造建筑内部环境的技术和手段的讲解和介绍;《流体输配管网》是所有技术和手段共性的提炼和总结。课程群内课程的定位和开设顺序如图2所示[3]。
四、完善核心课程群的必备条件
1.科学设置课程群。课程群是以项目的形式，综合相关几门核心课程的内容，完成从构思-设计-实施到运作的过程，不仅巩固基础知识，还提高了工程应用技能及强化了工程系统性和整体性概念。课程群项目内容涵盖若干门核心课程的内容，具有丰富的题材和实践空间，通过研究和试验，完善项目的合理设置及指导性方法。
2.建立课程群教育模式的高素质的教师队伍。教师是教学过程的设计者和控制者，他的角色应该是导演。从以教师为中心转向以学生为中心，引导学生主动学习，引导学生思考研讨，增加主动学习和动手实践，强调分析问题和解决问题的能力，增强概念学习。如何从简单的知识二传手向教学过程导演的转换，提高教师本身的认识和素质以适应高级应用型人才培养模式，是核心课程群建设成功的关键之一。
3.以总―分―总系统化思路定位群内元素及其开设顺序，最后的“总”其目的是提炼和升华各技术手段的共性和特性，强化学生工程系统化概念，这个过程的教与学是需要花心思设计的，同时也是核心课程群建设的难点所在。
五、结论
建筑环境与能源应用工程专业系统化核心课程群建设首先是以专业基础课程――《建筑环境学》为平台进行建设的，是建筑环境与能源应用工程专业特色;其次从工程系统性角度建立专业核心课程群，从系统化角度建立群的元素;最后以总―分―总系统化思路定位群内元素及其开设顺序。通过建筑环境与能源应用工程专业系统化核心课程群建设和实施，同时完善和优化培养方案和教学大纲，使本专业的同学建立工程系统性和整体性的概念，进而达到本专业的培养目标。
参考文献：
[1]付祥钊.建筑环境与设备工程专业本科教育设置平台课程的研究[J].高等建筑教育，2004，13（3）：58-60.
能源与环境系统工程范文第2篇
关键词：低碳经济；3E系统；系统仿真；产业结构；能源结构；系统动力学；污染物排放；环境承载能力；可持续发展
中图分类号：F206 文献标识码：A 文章编号：1007-2101（2013）05-0084-06
全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战是“低碳经济”提出的大背景。随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳（CO2）浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。中国作为一个能源生产和消费大国，如何保持能源、经济和环境协调可持续发展是摆在我国面前的一项重大战略课题。我国能源—经济—环境系统总体协调程度比较低，能源、环境、经济三者之间的矛盾比较突出。从能源结构上看，我国的一次能源储量、能源生产和能源消费间的结构性矛盾，随着中国工业化进程和城市化进程的推进越来越突出，国内石油和天然气的生产供需缺口越来越大，使我国日渐成为石油天然气的进口大国。从产业结构看，我国的产业结构呈现出以工业，尤其是以碳基为主的重工业化的突出特点。从生态环境看，以化石能源为主的传统能源结构导致能源生产和消费中排放大量的烟尘、废水以及固体废物等污染物引发环境质量的急剧恶化，由能源消费结构和方式造成的严重环境污染带来的经济损失占GDP的2%～3%。鉴于我国能源—经济—环境系统发展中存在的这些问题，迫切要求对经济增长方式、能源开发利用、环境保护等可持续发展问题进行科学研究，制定切实可行的经济发展规划、能源替代战略、环境保护措施，为能源—经济—环境系统提供理论支持。
一、文献综述
近年来，越来越多的学者意识到能源、经济以及环境之间的相互作用对于解决能源问题的重要影响，开始将三者结合起来综合考虑能源问题，从而形成了3E系统理论的研究框架，并取得大量的理论与实践成果。能源问题的研究涉及多个学科领域，不同专业的学者选择了不同的研究视角与方法，得到的结论也有所差别，然而，他们的研究大多使用数量经济学、系统工程以及运筹学的方法对能源、环境、经济三者之间的关系和内部规律进行定量分析。
日本长冈理工大学从3E的理论框架出发提出了3Es-Model，模型描述了能源、环境和宏观经济之间的数量关系，可以在给定节能、碳税、促进能效等减排方案的条件下，预测经济、能源、环境三者的发展趋势，为决策者制定相关政策提供参考。国外的一些学者和机构深入研究了能源问题与可持续发展的能源—经济—环境3E体系，例如，联合国开发计划署、世界能源理事会以及联合国可持续发展委员会等国际机构都曾经以可持续发展理论为指导，对世界面临的能源现状、发展趋势以及能源与经济、社会、环境的协调发展等问题进行了深入的分析和讨论。
随着我国经济的发展，相关政府部门也意识到了能源、经济、环境协调发展对我国实现可持续发展的重要意义。1984年，原国家计委和国务院能源办公室牵头，组织了我国相关领域近70名专家，花费五年的时间，完成了我国“广义能源效率战略工程”项目的研究，这是我国首次组织如此多的科研人员探讨能源、经济、环境三者间的协调发展问题。万红飞等人（2000）在John Byrme研究的基础上，分析了能源、环境、经济三者之间的关系，并选择二氧化碳和二氧化硫的排放量作为主要指标，构建了能源、经济、环境三者的关联模型。王俊峰（2000）的研究首先探讨了自然资源与经济、人口、环境之间的关系以及3E系统内各子系统之间的矛盾规律，并在此指导下提出了能源结构优化的原理和计算方法。迟春洁从3E系统的角度来研究能源安全问题。可见，国内外的众多学者对能源—经济—环境系统从多个角度进行了有益探索，取得了大量的理论成果，对缓解和解决我国的能源、经济、环境问题具有重要意义。
二、能源-经济-环境系统构建
（一）能源—经济—环境系统的界定
能源—经济—环境系统是指在社会、经济、文化、生态背景下，各种系统要素有机结合在一起所形成的能源—经济—环境复合系统，该系统包含若干个子系统，这些子系统分别拥有不同的属性。在能源—经济—环境系统内部，子系统是相互作用、互为影响的，系统内部也同时和系统外部的环境发生着交换关系，可以表示为：
MSIS？奂{S1S2……Sm，Ei，Ci，Fi，Rel，O，Rst，T，L}（m？叟2）（1）
公式（1）中Sm表示第m个子系统；Ei、Ci、Fi分别表示第i个子系统的要素、结构和功能；Rel是系统的关联集合，是能源—经济—环境系统（MSIS）的相关关系集，Rel包括了能源—经济—环境系统各个子系统之间的关联关系、各个子系统内部要素之间的关联关系，以及能源—经济—环境系统（MSIS）与国民经济可持续发展系统之间的关联关系；O是能源—经济—环境系统的系统目标集；Rst是系统的限制约束集；T、L分别为时间向量、空间向量；m是子系统的数目。
（二）能源-经济-环境系统的构成
根据系统的层次性，将能源—经济—环境系统分解为经济驱动子系统、能源支持子系统、环境承载子系统、社会发展子系统和政策调控子系统五个子系统。每一个子系统内部又包含着若干要素，各要素在系统运行中分别发挥着不同作用。能源—经济—环境系统并不是一个封闭的系统，在分析时不能离开国民经济这个大系统去分析，必须考虑整个系统各环节之间、系统与国民经济各部门之间的相互关系。能源系统与环境、技术水平和生态系统有密切关系，在当前资源、环境与发展之间矛盾日益突出的情况下，能源—经济—环境系统承载着经济增长、能源利用和环境保护的多重压力。研究系统时必须统筹考虑能源与社会经济、技术、环境等诸多因素，不仅研究各因素之间的相互联系、相互依存、相互制约，而且要将其形成的有机整体作为一个完整的、处于运动变化中的大系统。
三、能源—经济—环境系统因果关系分析
本文引入系统动力学（System Dynamics简称“SD”）来描述能源—经济—环境系统各子系统间的因果关系。因果关系是系统动力学方法建模的基础，是对能源—经济—环境系统要素与关系的一种真实写照。
（一）因果关系的总体描述
整个系统中，经济驱动子系统对整个系统的发展起推动作用，能源支持子系统起支持作用，环境承载子系统起缓冲作用，社会发展子系统起能动作用，政策调控子系统起引导、管理和监督的作用。整个系统协调、有序的运行，通过系统内各要素的相互作用和配置使系统实现最优。这就要求首先必须要建立可靠、安全、稳定的能源供应保障体系，能源发展必须和经济发展、资源开发利用、生态保护相适应，相协调。其中，资源开发利用主要包括资源的进一步勘探开发、资源利用技术的进步、利用效率的提高、发展和利用替代能源、利用进口资源等。能源增长必须维持在资源承载能力内，在能源发展的同时，自然资源基础得到维持和加强，对可再生资源利用的前提是不破坏其再生机制。能源发展对环境改变要在环境承载极限内同步进行能源建设与环境保护，恢复并维护好自然生态系统的良性循环。通过国家政策、法律、法规和市场机制等有效调控，弱化甚至消除系统内各子系统间的消极影响，充分利用和促进系统内各子系统间的积极关系，实现系统的良性循环。根据以上描述，能源—经济—环境系统各子系统关系如图1所示。
（二）因果关系涉及的宏观变量
能源—经济—环境系统模型的建立涉及的因素很多，对这些因素加以分析将成为构建能源-经济-环境系统模型的基础。在建立能源—经济—环境系统因果关系模型的过程中，可分别以各子系统的发展为主线来确定系统模型涉及的变量。能源—经济—环境系统模型涉及的主要变量有以下几个方面：
1. 经济驱动子系统涉及的变量。经济驱动子系统涉及的变量主要包括：GDP、第一产业增加值、第二产业增加值、第三产业增加值、工业增加值、资本形成总额、人均社会消费品零售额、货物与服务净出口、财政收入、国内旅游收入、外商直接投资、城乡居民人均可支配收入、最终消费支出、固定资本形成总额等。
2. 能源支持子系统涉及的变量。能源支持子系统涉及的变量主要包括：能源生产总量、能源消费总量、煤炭生产量、煤炭消费量、石油生产量、石油消费量、天然气生产量、天然气消费量、单位GDP能耗、单位工业增加值能耗、能源加工转换效率、储采比、能源消费弹性系数、能源生产弹性系数等。
3. 环境承载子系统涉及的变量。环境承载子系统涉及的变量主要包括：二氧化硫（SO2）排放量、二氧化碳（CO2）排放量、废水排放量、工业废水排放量、工业废水排放达标率、工业烟尘排放量、工业烟尘排放达标率、工业粉尘排放量、工业粉尘排放达标率、工业固体废物产生量、工业固体废物处置量等。
4.社会发展子系统涉及的变量。社会发展子系统技术模块涉及的变量主要包括：科学家和工程师数、研究与试验发展经费支出、技术市场成交额、人才密度指数、R&D经费支出占GDP比重、科技活动经费筹集总额等；人口模块主要包括：人口总量、出生率、死亡率、自然增长率、人口增加数、人口减少数、迁出人口、迁入人口、就业人员、第一产业就业人员、第二产业就业人员、第三产业就业人员等。
5. 政策调控子系统涉及的变量。政策调控子系统涉及的变量主要包括一些政策性参数：环保投资、科技投资、科技投资比例、环保投资比例、第一产业投资比例、第二产业投资比例、第三产业投资比例工业固体废物综合利用率、工业环境污染治理投资总额、工业污染治理投资等。
（三）因果反馈回路分析
系统的行为模式与特性主要取决于其内部的动态结构与反馈机制[7]。本文在系统综合分析的基础上，确定系统的结构层次，结合整个系统自身的结构特点，在确定了各子系统的层次结构之后，建立的能源—经济—环境系统因果反馈回路，如图2所示。
四、系统仿真与预测
（一）系统仿真
本文运用系统动力学方法对能源—经济—环境系统进行仿真和预测。系统动力学是处理信息反馈系统的动态行为的方法论。作为其研究对象的实际系统一般都是高阶次、非线性、多重反馈的复杂系统。它把研究对象划分为若干子系统，并且建立起各个子系统之间的因果关系网络，立足于整体以及整体之间的关系研究。系统动力学的研究方法是建立计算机仿真模型——流图和构造方程式，进行仿真试验，由此来验证模型的有效性，从而为战略与决策的制定提供依据。被称为“政策实验室”。本文即运用系统动力学将能源—经济—环境系统划分为五大子系统，分析系统结构与行为模式之间的关系，以采取相应的策略调整系统结构，起到干预和控制系统，改善系统行为模式的作用。
本文以河北省为例对能源—经济—环境系统SD模型的检验，选取了模型回路中重要指标，GDP、能源消费量、人口数量和污染物排放量等进行仿真值和实际值的比较，来检验模型与河北省能源—经济—环境系统实际运行的拟合程度。在仿真过程中，取DT=1年，初始时间为2000年，仿真的完成时间为2009年，共计10年。通过VENSIM PLE软件编写仿真程序，模拟河北省能源—经济—环境系统运行情况，得到2000—2009年河北省GDP、人口总量、能源消费量、工业固体废弃物排放量等指标的仿真值、实际值及误差值如图3所示。
（二）参数检验与灵敏性分析
根据前文选定的系统输出和响应指标，对所建立的能源—经济—环境仿真模型进行了检验，变量仿真值误差率基本控制在-10%～10%。检验结果显示模型与河北省能源—经济—环境系统运行实际的拟合程度较高，因数据选取时间区间仅为10年，个别变量短期内有较大幅度的波动，所以出现个别变量模拟结果误差超过10%的情况，这是一种正常现象，因为能源—经济—环境系统本身就存在许多不确定性因素，有时由于国家政策、自然灾害或其他外部环境的影响，导致有些变量的统计数据在某一时点上波动较大；在用线性回归的方法确定变量关系时，表现在模型中就会出现个别误差较大的情况。可以说，系统仿真结果能够达到理想状态，数据结果有效可信，说明本文所建立的能源—经济—环境系统仿真模型成立。
灵敏性分析是指当系统中某个影响因素发生较小变化时，某效果指标发生较大变化，这时我们说该效果指标对此因素敏感；反之，当系统中影响因素发生大变化时，其效果指标发生较小变化，这时我们称某效果指标对此因素不敏感。那么，当影响因素发生同样变化时，效果指标变化大的方案就是敏感性强的方案，效果指标变化小的方案为敏感性弱的方案。本文能源—经济—环境系统模型建立的最终目的就是通过调试寻找模型中较为灵敏的参数，从而帮助我们找到政策作用点，为制定最佳政策提供参数依据。为测试系统的灵敏度，通过改变模型中计划生育率、能源消费弹性系数、GDP增长率等常数参数-5%～5%的变化幅度显示：模型的行为曲线在振幅大小上有所改变，但模型的行为变化趋势并未出现大的变动，对GDP、能源消费量、人口总量、污染物排放量的灵敏度都在合理的范围之内。其中人口总量对于各指标的灵敏度较低，其他因素变化不会对人口数量产生较大影响。三次产业能源消费、单位工业增加值能耗、三次产业万元单位增加值对能源消费弹性系数灵敏度较高。能源消费相对于二氧化碳排放量、人口总量较灵敏，这是由于能源消费量和污染排放量会随着GDP的变化而发生较大调整，环境污染治理量则与每万元投资污染治理系数密切相关，敏感度值较高。而人口数量对于各项指标的灵敏度均极低，接近于0，人口模型相对具有更高的稳定性，因此灵敏度会偏小。
（三）系统分析与预测
通过参数检验与灵敏性检验后，可以运用该模型对河北省能源—经济—环境系统的未来运行情况进行预测，从而为政府经济决策提供有效的依据。根据河北省能源—经济—环境系统模型的仿真，预测在其他条件不变的情况下，河北省“十二五”及2020年河北省GDP、人口总量、能源消费量及工业固体废弃物将会不断提高，其结果如图4所示。
五、情景分析与政策模拟
系统动力学作为一种仿真结构模型，可以测试各种虚拟假设条件的变更对系统行为产生的影响，它既能预测出主要变量的发展趋势，还可以为科学决策提供参考。它能很好地展示在各种不同政策下，模型所代表的真实系统将产生何种行为模式。在能源—经济—环境系统中，经济的快速发展必然会导致对能源需求的增加，高耗能产业的扩张又会加剧环境的进一步恶化，而政府的政策调控在一定程度则会对经济、能源、环境起到一定的积极作用，从而使整个系统良性运行，系统内部不断优化和完善，子系统有序平衡发展，使整个能源—经济—环境系统协调发展。
（一）情景分析
能源—经济—环境系统是一个复杂的巨系统，很多因素会使整个系统的变化具有不确定性。在能源—经济—环境系统分析方面，传统的趋势外推的预测方法只能预测当影响因素按过去的轨迹变化时的需求，无法考察过去发生过或将来要发生的情况，预测结果往往具有片面性。而情景分析法与一般的趋势外推的预测方法的不同在于：它并不是要预测未来，而是设想哪些类型的未来是可能的，通过描述在不同的发展路线下各种“可能的未来”，可以考虑影响能源—经济—环境系统动态变化的各驱动因素的不确定性。本文设置四种情景：
1. 基准情景。此情景是用来作为仿真实验的对照。该情景是指对系统当前的发展模式不作干涉，系统中的所有模型、参数都不改变，在计算机上运行仿真实验并以此来设计调控参数。
2. 高速发展情景。经济发展速度在基础情景之上加速增长3%，2009年增速为15%，能源消费弹性系数增长至8%，原煤占比增加95%。在此情景下讨论能源消费量、经济发展速度对能源消费的变化影响。
3. 缓慢发展情景。经济发展速度在基础情景之上减速3%，2009年降至8%，能源消费弹性系数降低0.1，降至0.6，原煤占比降至80%。在此情景下讨论能源消费量，经济发展速度对能源消费的变化影响。
4. 可持续发展情景。此情景下2020年GDP比照2000 年翻两番，能源生产及消费按照规划发展进程发展。在此情景下将经济增长速度、能源消费弹性系统等指标设定为：GDP增速9%，原煤占比80%，能源消费弹性系数0.65。
针对以上四种情景，利用系统动力学模型对河北省GDP、能源消费总量、工业废水排放量、工业SO2排放量等参数进行模拟研究，讨论经济发展速度对能源效率、能源消费量、国内生产总值等指标的变化影响。经过系统在计算机上进行反复的调试和运行后，得到在不同方案下的系统运行情况，如图5所示。
（二）政策模拟
在能源—经济—环境系统中，政策是由系统的结构与参数组成，而政策的变化通常情况下只改变信息影响与行动的程度。政策发生变更，这时系统中大多数状态变量的值只发生微小变化，这时如果对系统中的政策作用点施加影响其结果并没有什么改变。也就是说，如果一个系统对大多数参数的变化都不敏感，就意味着系统对政策变动不敏感。但是，通常情况下，在任何系统中，我们总能找到少数参数或政策作用点，这些参数的变化对系统的行为会产生很大的影响。一旦作用于这些作用点之一的政策发生变化，那么其作用将会在系统中进行放射性传播。
本文设定河北省国内生产总值增速在可持续发展情景下保持9%的增速，因为自2003年以来，河北省GDP年增长率始终保持在10%～12%，变化幅度不大。因为受到多种因素的影响和限制，河北省GDP增长不会发生太大变化。从长远来看，由于经济惯性在一定时期内长期存在，这个速率仍将会保持相当长的一段时间，这是符合经济系统实际运行情况的。在四种情景设定下，可以看出：污染物在环境中的积累量以指数形式增长而非线性增长，这说明每年环境污染治理量的增速小于排放量的增速。现实中，由于生产不断扩大、治理不完善、政策存在漏洞等原因，虽然政府对环境污染治理投入越来越多的资金，但治理结果却不尽如人意，污染排放量始终大于污染治理量。可以说，我们每年正在将越来越多的污染物投放到自然中。如果环境污染积累量不断增长，能源的开发不顾资源的承载力，这种发展是不科学、不协调的。
六、能源—经济—环境系统协调发展对策建议
随着河北省经济社会的快速发展，能源需求增长也在急剧加大，能源的瓶颈制约矛盾越来越突出，能源长期稳定地供给成为敏感问题和政府制定能源政策的基点。但能源特别是不可再生能源对人类来说是稀缺的、有限的，因此在一定程度上影响着人类的经济发展方式。长期以来，河北省粗放型的经济发展方式使得对能源利用不合理，造成大量二氧化碳、二氧化硫、工业烟尘、粉尘的排放，全省范围内的资源开发和污染物排放已经超过了环境的承载能力。因此，制定科学合理的能源—经济—环境协调发展战略，使有限的能源发挥最大的效应，为全面建设小康社会提供支持和保障。
1. 优化经济驱动子系统。应进一步调整产业结构，转变经济发展方式；改造传统产业，促进节能环保，同时加速整合高耗能产业，构建淘汰落后产能的长效机制。
2. 深化能源支持子系统。降低煤炭消费量，增加清洁能源消费，同时优化调整能源结构，积极开发利用生物质能和太阳能。
3. 改善环境承载子系统。应不断强化社会公众的环保意识，大力发展循环经济，全面加强资源节约和环境保护，同时拓宽融资渠道，加大环保资金的投入。
4. 改进社会发展子系统。提升科学技术水平，加快发展新兴产业；加大科技开发，进一步改善能源消费的品种构成。
5. 强化政策调控子系统。强化能源、环境的规划约束和管理机制，建立资源使用权的交易机制和排污权交易制度，提高环境治理投资效果。
总之，优化能源结构、产业结构是实现低碳背景下能源—经济—环境系统协调的重要保证，也是河北省能源—经济—环境系统实现协调可持续发展的必由之路。调整经济结构，转变经济发展方式，提高能源生产利用效率则是实现节能降耗的直接途径。因此，应进一步加强政策激励和制约两方面的调控作用，为实现能源—经济—环境系统协调发展创造良好的制度环境。
参考文献：
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能源与环境系统工程范文第3篇
学科门类：理学
07
学科门类：理学
0701
数学类
0701
数学类
070103T
数理基础科学
070103S
数理基础科学
0702
物理学类
0702
物理学类
070204T
声学
070203W
声学
0703
化学类
0703
化学类
070303T
化学生物学
070303W
化学生物学
070304T
分子科学与工程
070304W
分子科学与工程
0704
天文学类
0705
天文学类
0705
地理科学类
0707
地理科学类
0706
大气科学类
0709
大气科学类
0707
海洋科学类
0710
海洋科学类
070703T
海洋资源与环境
071005S
海洋生物资源与环境
070704T
军事海洋学
071004W
军事海洋学
0708
地球物理学类
0708
地球物理学类
0709
地质学类
0706
地质学类
070903T
地球信息科学与技术（注：可授理学或工学学士学位）
070704W
地球信息科学与技术
070904T
古生物学
070603S
古生物学
0710
生物科学类
0704
生物科学类
0711
心理学类
0715
心理学类
0712
统计学类
0716
统计学类
08
学科门类：工学
08
学科门类：工学
0801
力学类
0711
力学类
0817
工程力学类
0802
机械类
0803
机械类
080209T
机械工艺技术
040313W
机械制造工艺教育
040314W
机械维修及检测技术教育
080210T
微机电系统工程
080310S
微机电系统工程
080211T
机电技术教育
040315W
机电技术教育
080212T
汽车维修工程教育
040317W
汽车维修工程教育
0803
仪器类
0804
仪器仪表类
0804
材料类
0802
材料类
0713
材料科学类
080409T
粉体材料科学与工程
080209W
粉体材料科学与工程
080410T
宝石及材料工艺学
080208W
宝石及材料工艺学
080411T
焊接技术与工程
080207W
焊接技术与工程
080412T
功能材料
080215S
功能材料
080213S
生物功能材料
080413T
纳米材料与技术
080216S
纳米材料与技术
080414T
新能源材料与器件
080217S
新能源材料与器件
0805
能源动力类
0805
能源动力类（部分）
080502T
能源与环境系统工程
080504W
能源与环境系统工程
080503T
新能源科学与工程
080512S
新能源科学与工程
080507S
风能与动力工程
0806
电气类
0806
电气信息类（部分）
080602T
智能电网信息工程
080645S
智能电网信息工程
080603T
光源与照明
080610W
光源与照明
080604T
电气工程与智能控制
080633H
电气工程与智能控制
0807
电子信息类
0806
电气信息类（部分）
0712
电子信息科学类
080707T
广播电视工程
080617W
广播电视工程
080708T
水声工程
080644S
水声工程
080709T
电子封装技术
080214S
电子封装技术
080710T
集成电路设计与集成系统
080615W
集成电路设计与集成系统
080711T
医学信息工程
080624S
医学信息工程
080712T
电磁场与无线技术
080631S
电磁场与无线技术
080713T
电波传播与天线
080635S
电波传播与天线
080714T
电子信息科学与技术(注：可授工学或理学学士学位)
071201
电子信息科学与技术
080715T
电信工程及管理
080632H
电信工程及管理
080716T
应用电子技术教育
040318W
应用电子技术教育
0808
自动化类
0806
电气信息类（部分）
080802T
轨道交通信号与控制
080602
自动化（部分）
0809
计算机类
0806
电气信息类（部分）
080907T
智能科学与技术
080627S
智能科学与技术
080908T
空间信息与数字技术
080903W
空间信息与数字技术
080909T
电子与计算机工程
080637H
电子与计算机工程
0810
土木类
0807
土建类（部分）
081005T
城市地下空间工程
080706W
城市地下空间工程
081006T
道路桥梁与渡河工程
080724W
道路桥梁与渡河工程
0811
水利类
0808
水利类
081104T
水务工程
080709W
水务工程
0812
测绘类
0809
测绘类
081203T
导航工程
080904S
导航工程
081204T
地理国情监测
080905S
地理国情监测
0813
化工与制药类
0811
化工与制药类
081303T
资源循环科学与工程
080218S
资源循环科学与工程
080210W
再生资源科学与技术
081304T
能源化学工程
081106S
能源化学工程
081305T
化学工程与工业生物工程
081104S
化学工程与工业生物工程
0814
地质类
0801
地矿类（部分）
081404T
地下水科学与工程
080109S
地下水科学与工程
0815
矿业类
0801
地矿类（部分）
081505T
矿物资源工程
080107Y
矿物资源工程
081506T
海洋油气工程
080111S
海洋油气工程
0816
纺织类
0814
轻工纺织食品类（部分）
081603T
非织造材料与工程
081412S
非织造材料与工程
081604T
服装设计与工艺教育
040329W
服装设计与工艺教育
0817
轻工类
0814
轻工纺织食品类（部分）
0818
交通运输类
0812
交通运输类
081806T
交通设备与控制工程
081213S
交通信息与控制工程
081209W
交通设备信息工程
080647S
交通设备与控制工程
081807T
救助与打捞工程
081211S
救助与打捞工程
081808TK
船舶电子电气工程
080636S
船舶电子电气工程
0819
海洋工程类
0813
海洋工程类
081902T
海洋工程与技术
081302S
海洋工程与技术
081903T
海洋资源开发技术
081303S
海洋资源开发技术
0820
航空航天类
0815
航空航天类
082006T
飞行器质量与可靠性
081508S
质量与可靠性工程
082007T
飞行器适航技术
081212S
航空器适航技术
0821
兵器类
0816
武器类
0822
核工程类
0805
能源动力类（部分）
0823
农业工程类
0819
农业工程类
0824
林业工程类
0820
林业工程类
0825
环境科学与工程类
0810
环境与安全类（部分）
0714
环境科学类
082505T
环保设备工程
081009S
环保设备工程
082506T
资源环境科学（注：可授工学或理学学士学位）
071403W
资源环境科学
081105S
资源科学与工程
082507T
水质科学与技术
081003W
水质科学与技术
0826
生物医学工程类
0806
电气信息类（部分）
082602T
假肢矫形工程
080622W
假肢矫形工程
0827
食品科学与工程类
0814
轻工纺织食品类（部分）
082706T
葡萄与葡萄酒工程
081409W
葡萄与葡萄酒工程
082707T
食品营养与检验教育
040332W
食品营养与检验教育（部分）
082708T
烹饪与营养教育
040333W
烹饪与营养教育
0828
建筑类
0807
土建类（部分）
082804T
历史建筑保护工程
080707W
历史建筑保护工程
0829
安全科学与工程类
0810
环境与安全类（部分）
0830
生物工程类
0818
生物工程类
083002T
生物制药
081107S
生物制药
0831
公安技术类
0821
公安技术类
083103TK
交通管理工程
082104W
交通管理工程
083104TK
安全防范工程
082103W
安全防范工程
083105TK
公安视听技术
082106S
公安视听技术
083106TK
抢险救援指挥与技术
082108S
抢险救援指挥与技术
083107TK
火灾勘查
030504W
火灾勘查
083108TK
网络安全与执法
082107S
网络安全与执法
083109TK
核生化消防
082105W
核生化消防
09
学科门类：农学
09
学科门类：农学
0901
植物生产类
0901
植物生产类
090107T
茶学
090104
茶学
090108T
烟草
090105W
烟草
090109T
应用生物科学（注：可授农学或理学学士学位）
090108W
应用生物科学
040308W
应用生物教育
090110T
农艺教育
040301W
农艺教育
090111T
园艺教育
040302W
园艺教育
0902
自然保护与环境生态类
0904
环境生态类
0903
动物生产类
0905
动物生产类
090302T
蚕学
090502
蚕学
090303T
蜂学
090503W
蜂学
0904
动物医学类
0906
动物医学类
090403T
动植物检疫（注：可授农学或理学学士学位）
070406W
动植物检疫
0905
林学类
0903
森林资源类
0906
水产类
0907
水产类
090603T
水族科学与技术
090703S
水族科学与技术
0907
草学类
0902
草业科学类
10
学科门类：医学
10
学科门类：医学
1001
基础医学类
1001
基础医学类
1002
临床医学类
1003
临床医学与医学技术类（部分）
100202TK
麻醉学
100302*
麻醉学
100203TK
医学影像学
100303*
医学影像学
100204TK
眼视光医学
100306W
眼视光学（部分）
100205TK
精神医学
100308W
精神医学
100206TK
放射医学
100305W
放射医学
1003
口腔医学类
1004
口腔医学类
1004
公共卫生与预防医学类
1002
预防医学类
100403TK
妇幼保健医学
100203S
妇幼保健医学
100404TK
卫生监督
100206S
卫生监督
100405TK
全球健康学（注：授予理学学士学位）
100205S
全球健康学
1005
中医学类
1005
中医学类（部分）
1006
中西医结合类
1005
中医学类（部分）
1007
药学类
1008
药学类（部分）
100703TK
临床药学（注：授予理学学士学位）
100808S
临床药学
100704T
药事管理（注：授予理学学士学位）
100810S
药事管理
100705T
药物分析（注：授予理学学士学位）
100812S
药物分析
100706T
药物化学（注：授予理学学士学位）
100813S
药物化学
100707T
海洋药学（注：授予理学学士学位）
100809S
海洋药学
1008
中药学类
1008
药学类（部分）
100803T
藏药学（注：授予理学学士学位）
100805W
藏药学
100804T
蒙药学（注：授予理学学士学位）
100811W
蒙药学
100805T
中药制药（注：可授理学或工学学士学位）
100814S
中药制药
100806T
中草药栽培与鉴定（注：授予理学学士学位）
100804W
中草药栽培与鉴定
1009
法医学类
1006
法医学类
1010
医学技术类
1003
临床医学与医学技术类（部分）
101008T
听力与言语康复学
100310W
听力学
1011
护理学类
1007
护理学类
12
学科门类：管理学
11
学科门类：管理学
1201
管理科学与工程类
1101
管理科学与工程类（部分）
120106TK
保密管理
110102
信息管理与信息系统（部分）
1202
工商管理类
1102
工商管理类（部分）
120211T
劳动关系
110314S
劳动关系
120212T
体育经济与管理
020113W
体育经济
110316S
体育产业管理
120213T
财务会计教育
040334W
财务会计教育
120214T
市场营销教育
040336W
市场营销教育
1203
农业经济管理类
1104
农业经济管理类
1204
公共管理类
1103
公共管理类
120406TK
海关管理
110319S
海关管理
120407T
交通管理（注：可授管理学或工学学士学位）
110313S
航运管理
120408T
海事管理
081208W
海事管理
120409T
公共关系学
110305W
公共关系学
1205
图书情报与档案管理类
1105
图书档案学类
1206
物流管理与工程类
1102
工商管理类（部分）
120603T
采购管理
110219S
采购管理
1207
工业工程类
1101
管理科学与工程类（部分）
120702T
标准化工程
110110S
标准化工程
120703T
质量管理工程
110107S
产品质量工程
1208
电子商务类
1102
工商管理类（部分）
120802T
电子商务及法律
110216H
电子商务及法律
1209
旅游管理类
1102
工商管理类（部分）
120904T
旅游管理与服务教育
040331W
旅游管理与服务教育
13
学科门类：艺术学
[新增]
1301
艺术学理论类
[新增]
1302
音乐与舞蹈学类
[新增]
1303
戏剧与影视学类
[新增]
130311T
影视摄影与制作
050416
摄影（部分）
050432S
数字电影技术
050426S
照明艺术
1304
美术学类
[新增]
130405T
书法学
050425S
书法学
130406T
中国画
050429S
中国画
1305
设计学类
[新增]
130509T
艺术与科技
050428S
音乐科技与艺术
能源与环境系统工程范文第4篇
关键词：生态建筑；建筑设计；技术措施
近几年提出的生态建筑及生态城市的建设理论，就是以自然生态原则为依据，探索人、建筑、自然三者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持续发展的环境的理论。生态建筑是21世纪建筑设计发展的方向。
一、生态建筑概述
所谓生态建筑，就是将建筑看成一个生态系统，本质就是能将数量巨大的人口整合居住在一个超级建筑中，通过组织（设计）建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境，例如星球大战中的死星，黑客帝国里的“锡安”和蚁哥正传里的蚁丘。
二、生态建筑设计准则
生态建筑也被称作绿色建筑、可持续建筑。生态建筑涉及的面很广，是多学科、多工种的交叉，是一门综合性的系统工程，它需要整个社会的重视与参与。它是将人类社会与自然界之间的平衡互动作为发展的基点，将人作为自然的一员来重新认识和界定自己及其人为环境在世界中的位置。生态建筑不是仅靠几位建筑师就可实现，更不是一朝一夕就能完成的，它代表了新世纪的方向，是建筑师应该为之奋斗的目标。一般来讲，生态是指人与自然的关系，那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境（即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等）；同时又要保护好周围的大环境——自然环境（即对自然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小）。
这其中，前者主要指对自然资源的少费多用，包括节约土地，在能源和材料的选择上，贯彻减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可生资源等原则。后者主要是减少排放和妥善处理有害废弃物（包括固体垃圾、污水、有害气体）以及减少光污染、声污染等等。对小环境的保护则体现在从建筑物的建造、使用，直至寿命终结后的全过程。
以建筑设计为着眼点，生态建筑主要表现为：利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，为改善小气候采用多种绿化方式，为增强空间适应性采用大跨度轻型结构，水的循环利用，垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。仅以上几个方面就可以看出，不论哪方面都需要多工种的配合，需要结构、设备、园林等工种，建筑物理、建筑材料等学科的通力协作才能得以实现。这其中建筑师起着统领作用，建筑师必须以生态的观念、整合的观念，从整体上进行构思。
恩格斯指出：“自然的历史和人的历史是相互制约的”。因此，建筑师在进行设计时必须要在关注人类社会自身发展的同时，关注并尊重自然规律，绝不能以牺牲地区环境品质和未来发展所需的生态资源为代价，用“向后代借资源”的方式求取局部的利益和发展。在具体实施操作层面上，生态建筑设计应注重把握和运用以往建筑设计所忽略的自然生态的特点和规律，贯彻整体优先的准则，并力图塑造一个人工环境与自然环境和谐共存的，面向可持续发展的未来的建筑环境。
三、生态住宅设计理论
目前，世界各国新型的生态住宅可谓方兴未艾，从可持续发展的角度出发，发展生态建筑在我国也必然是大势所趋。作为国家的重要产业，城镇住宅建设必将快速发展。所以，如果不抓住时机，及时把“生态理念”引入到住宅设计中，解决住宅节能和住区环境保护问题，将会对社会、经济、环境产生不可挽回的后果。
生态住宅设计，指的就是综合运用当代建筑学、建筑技术科学、人工环境学、生态学以及其他科学技术的综合成果，把住宅建造成一个小的生态系统，为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化，而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。
在工程实施过程中，生态住宅涉及的技术体系极其庞大，包括能源系统（新能源与可再生能源的利用）、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单来说，其技术策略主要体现在以下几个方面。
1、住区物理环境（声、光、热环境）与能源系统设计，包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等，同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关，是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题；
2、智能化住区，主要包括信息管理和通讯自动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等；
3、节省土地，节约能源，做好废弃物的回收和处理。
四、设计理论在建筑设计中的运用
从上述思路出发，要实现住宅设计生态化，需综合考虑3个方面的因素：住宅住区规划、建筑单体设计（包括建筑造型、朝向、定位以及细部处理。如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等）、建筑物内的环境控制系统设计。本文将从住区风环境、自然通风绿化、水景设计和防止住区热岛现象、日照遮阳与采光护结构布置、噪声和污染的防止和控制等与建筑设计相关的几个方面，分别阐述生态建筑理论在住宅建筑设计中的运用。
1、住区风环境设计
建筑物布局不合理。会导致住区局部气候恶化。规划师和建筑师已经认识到风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而，可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段。当建筑师们在对建筑住区进行规划时，更为常见的做法是过多地把设计重点集中在建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上，而很少或仅仅凭经验考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上，良好的室外风环境，不仅意味着在冬季风速太大时不会出现人们举步维艰的情况，还应该在炎热夏季保持室内自然通风。从这一点上来说，在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。在实际的规划设计中，要获得良好的住区风环境，了解小区内气流流动情况，是建筑师在设计初期所必须做到的。
2、自然通风
在住宅建筑中，自然通风是最经济和有效的环境调节手段，而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等，都对自然通风的效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计能有效地解决住宅中热舒适性和空气质量问题，而且在不增加住户投资的情况下，就能营造一个健康、舒适的居室环境。
3、绿化、水景设计和防止住区“热岛”现象
住区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系，同时还和住区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响，住区室外气温有可能出现“热岛”现象。合理的建筑设计和布局，选择高效美观的绿化形式（包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化）及水景设置，可有效地降低“热岛”效应，获得清新宜人的室内外环境。特别值得指出的是，建设生态住区不等于简单地提高绿化面积，如果住区绿化仅仅使用大规模草地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来，不仅不能充分发挥绿化在改善室内外热环境方面的巨大作用，还会把大量的金钱浪费在草地的浇灌上，可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住区室外环境，除了避免以上误区外，还应做好以下2个方面的工作：①合理选择和搭配绿化植物和水景设置，并与整个小区的热环境设计协调起来，除了给人以观赏的美感外，还应充分发挥植物、水在降低“热岛”作用、改善住区微气候方面的作用；②设计中要以人为本，如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来，仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
4、日照、遮阳与采光
夏天阳光的直射和热辐射是影响居室热环境的一个重要因素，同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳是指运用建筑的外形设计、悬挑和凸凹变化而形成建筑围护结构，使室内实际接受的阳光直射和辐射热量减少。比较好的方法是根据当地地理与气侯条件，通过精确计算，对住区的建筑布局以及单体住宅的相对关系，进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析，检验是否满足日照和遮阳的要求。
5、护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置，体型系数这一概念并不能充分反映护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上，对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗，由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同，外表面的对流换热系数也相差很大，日间接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别，夜间背景辐射状况也不相同。
6、噪声和污染的防止和控制
住区规划应有效地设计防噪系统，如将住区和主要交通干线相隔绝，防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视，建筑物内部空气质量不好，一定是与室外空气污染有关，而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动，可以改善室内空气品质。在设计初期，技术人员就应该深入现场进行调研和测试，检验当地的噪声或污染是否符合标准，如果不能满足要求，一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标，可考虑采用错开设计的双层玻璃窗，既能有效降低噪声，又不影响自然通风。
能源与环境系统工程范文第5篇
关键词：系统；系统论；工业设计；应用
所谓系统，就是相互联系、相互制约的若干个有序元素的集合。系统论是以系统整体的观点来分析和解决问题的科学方法论，已被广泛地用于科学技术各个领域，工业设计也不例外，系统论为设计师提供了全面考察和分析解决设计问题的理论依据及分析方法。
1系统论的概念和思维方法
系统一词最早源于古希腊语，即部分构成整体。早在古代，人们在认识和改造自然社会的过程中，已经萌发了各种各样的对世界进行整体性认识的系统观点和思想，这些观点、思想经过总结、整理和加工上升到了理论化、系统化的层面。现代系统论的基本思想是由奥地利生物学家贝塔朗菲首先提出的。［1］他将系统定义为相互作用着的若干要素的复合体，一般系统理论是研究系统中整体和部分、结构和功能、系统和环境等等之间的相互联系、相互作用。贝塔朗菲的思想之所以具有里程碑的意义，并不仅仅是因为它的多样化学科性质，更重要的是以一种整合之力的深刻洞察的思想，启发着后人用整体的理念来看待世界及解决问题。系统设计的基本思想就是把所研究和处理的对象当作一个系统，分析系统的功能、结构及研究系统、要素、环境三者之间的互动关系，以实现系统的最优化。［2］系统论是一种思维模式，为我们提供解决设计问题的理论依据，并作为探寻设计方法的指导方向。
2系统论在工业设计的应用与发展
科特勒和拉思是这样评价设计的“：设计师通过对主要设计要素的创造性应用，来寻求消费者满意度和公司盈利最大化的过程。”商业模式的变化往往要求设计也要有及时的响应。［3］工业设计作为一个系统工程的设计，其涉及的领域也在不断地演化和扩充，下文就是系统论设计方法在工业设计领域应用的研究总结。
2.1产品系统设计
系统论早期在工业设计的应用就是如何使产品系列化、模块化，既满足市场多样化的需求又能批量化生产。在系统论的基本思想指导下，乌尔姆在早期的设计过程中，尝试将系统设计分为两种基本的方式：一种是以一个主件为基础，依据用户自身的需求配置部件；第二种是系统单元的组合，单元本身已具有独立的功能，但可以通过增加更多的单元将系统扩展为更有效的系统。这种模块化、系统化的产品系统设计思想成为设计史上非常重要的理论创新。乌尔姆利用系统设计思想开始与布劳恩公司合作，设计的收音机、电视机、音响组合系统，都是用标准的模块单元进行不同的自由组合，它们的部件不仅具有互换性，而且方便安装、拆卸、存放，对后来的产品设计产生深远影响。综上所述，产品系统设计是将结构模块化方法融于系统化设计方法之中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以优化设计过程，提高设计效率。
2.2人-机-环境系统设计
二战后，人机工程学引入了工业设计领域，设计对象由产品扩大到了人机环境系统。设计师不再是针对孤立的设计对象，而是研究“人-机-环境”系统并形成一个完整系统化的框架。例如，组合柜要考虑各个组成部分之间的位置关系和组合关系，还要考虑到系统环境与人的实际使用需求。例如，从厨房系统角度来设计它的子系统，考虑到用户自身的人机条件，日常主要操作行为等，以此类推来设计卧室系统、办公室系统、通讯设备系统等。系统论使杂乱的环境变得关联和系统化，设计师在设计过程中不仅要设计产品，还要考虑人与产品之间的关系，产品所处的环境等因素，处理整体与部分之间以及整体对象与外部环境之间的相互关系。
2.3绿色工业系统设计
随着人们对自然资源的无限度开发，面临着资源短缺、气候变暖等一系列的威胁。保护环境，节约资源逐渐被各界人士重视，绿色设计、绿色制造、新能源等糅合了环境因素的现代制造技术被人们所提倡，于是发展了绿色工业设计系统的新模式。现代绿色工业设计是以人为本的可持续发展战略设计思想。它是一个人-机-环境-社会的协调系统，同时也是一个多层次、多因素、多变量的大系统，它从不同的视角可以分为多个子系统，如设计管理系统、设计综合评价系统、设计程序系统等。［4］所以，设计师必须从系统论观点出发，综合考量各个元素之间的相互关系，把重点放在真正的能源和环境保护上。在技术层面上，绿色系统设计采用3R技术（减少、回收、重用），尽量较少物质和能源的损耗，减少有害物质的排放，尽量实现产品极其零部件的回收和再利用，尽量使产品形式更加简洁，［5］创造一个人-自然-社会的良好系统。
3现代工业设计系统论的新思想
3.1产品服务系统设计
产品服务系统设计可以理解为在新形势下的一种创新策略转变的结果，即从单纯的设计、销售“物质化产品”转向综合的“产品与服务系统”，通过无形的、非物质的手段来满足消费者的精神需求。基于服务的产品系统，是从系统观的角度导入服务的理念，用系统的观点放大产品的含义，通过物品、使用环境、人、社会环境、结构五个要素，来构建产品内部系统，接着从服务的角度研究服务的相关因素，将服务与产品系统相融合，为用户提供更高品质的生活质量。
3.2用户体验设计
工业设计的核心是“产品”，但是脱离了用户的产品只是纸上谈兵，没有任何意义。随着社会的发展，人们期待产品在完成其有用性价值的同时，又可以带来独特的精神体验，于是工业设计也在不断地演化与发展，将产品赋予更深层次的价值和意义，以满足用户的心理诉求，让产品与用户进行沟通交流，于是有了用户体验设计的发展。“用户体验设计”是基于“用户体验”诸多结果汇总基础上的“以人为本的”设计研究，［6］用户体验可以说是一种新的造物活动方式。从本质上来说，用户体验设计同样脱离不开系统论的思想，用户体验设计的本质就是人与产品的交互系统，分析人、产品、场景三者的关系，了解“人”的心理和行为特点“，人”对“物”的交互方式（结合场景），来挖掘问题的本质，进而分析、归纳、判断用户的真实诉求，提出系统解决问题及组织管理机制的方案，为用户带来顺畅的使用体验。
4结语
当今的工业设计所涉及的领域日益复杂，但设计的本质并没有改变，需要设计师将系统论的思维方式渗透到设计过程中，把复杂、综合的设计因素梳理为脉络清晰、层次分明的工作体系，以更开阔和灵活的设计思路解决设计环节的各个问题，使设计过程达到高效、合理和科学的目标。
参考文献：
［1］冯贝塔朗菲.一般系统论：基础发展和应用［M］.林康义，魏宏森，等，译.北京：清华大学出版社，1987.
［2］刘秀云.基于系统论语境下的工业设计［J］.天津工业大学报，2011（7）.
［3］盖伊•川崎（美）.创新的法则——新产品、新服务的创造和营销［M］.俞宣孟，译.上海：上海译文出版社，2001.
［4］何昭.系统论在工业设计中的应用研究［J］.美与时代，2007（8）.
［5］何人可.工业设计史［M］.北京：高等教育出版社，2004.
