時間：2022-02-11 22:49:50
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2系統的構成與技術關鍵
研制流域水資源實時監控管理系統的主要目的是，以水利信息化促進水利現代化，以水利現代化保障水資源的可持續利用，并以水資源的可持續利用來支撐社會經濟的可持續發展。該系統是以水資源實時監測系統為基礎，以現代通信和計算機網絡系統為手段，以水資源優化調度和地表水、地下水、污水處理回用、海水（微咸水）及外調水的聯合高效利用為核心，追求節水、防污、提高水資源利用效率和最終實現水資源的可持續利用為目標，通過水資源信息的實時采集、傳輸、模型分析，及時提供水資源決策方案，并快速給出方案實施情況的后評估結果等，以確保實現水資源的統一、動態和科學管理，做到防洪與興利、地表水與地下水、當地水與外調水、水質與水量、優質水與劣質水之間聯合調度與管理，確保水資源與社會經濟、生態環境之間的協調發展，以支撐社會經濟的可持續發展。
流域水資源實時監控管理系統是一種動態的交互式計算機輔助決策系統，由水資源實時監測、實時評價、實時預報、實時管理、實時調度、決策會商、控制和后評估子系統所組成，是基于可持續發展的思想，根據現代水文水資源科學的有關理論，利用當代先進的系統分析、人工智能、計算機、多媒體及網絡等技術，通過有關專業模型計算、分析和知識推理、判斷等，為決策者提供流域水資源實時管理、調度方案，并允許決策者或專家根據自己的智慧、知識、經驗、偏好和決策風格等進行定性分析與判斷，直接干預方案生成及評價整個決策過程。
根據流域水文水資源特點和供用水特征，基于目前流域所面臨的水資源短缺和水環境惡化問題，研究和開發流域水資源實時監控管理系統。該系統的技術關鍵主要包括：
（1）水資源監測網的調整和完善，河流納污能力及其環境容量，水庫或水庫群運行規則、技術參數的校核與調整，洪水資源調控、污水處理回用與地下水人工回灌，污水總量控制與生態環境需水量，防洪與興利統一調度，地表水與地下水資源聯合運用管理等研究，以及水資源實時調度管理方案付諸實施后效益與風險分析、系統的標準化等。
（2）該系統由龐大而復雜的基礎數據庫、模型數據庫、結果數據庫、專業模型庫和知識庫等組成。其特點是系統規模龐大、處理的數據信息量大，模型運算復雜以及數據傳輸接口多，如何實現信息存儲、加工、傳輸的專業化管理，是一個技術難點。流域的水價政策及水權分配問題，也是影響流域水資源合理開發和高效利用以及實時、統一管理的關鍵。
（3）如何建立和完善與現代水資源管理要求相適應的組織機構和高效、精干的執法隊伍，以及如何制定科學的流域水資源管理規章制度、有關政策和法規條例等，以保障流域水資源實時管理、調度方案的付諸實施，指導流域水資源開發利用和保護。
3系統的主要功能
流域水資源實時監控管理系統的主要功能包括：水資源（及水質）的實時監測、評價、預報和決策支持（實時預報、管理及調度）以及控制、后評估等（如圖1）。
圖1流域水資源實時監控管理系統的功能框圖
3.1水資源實時監測
水資源實時監測內容主要包括水情、水質、旱情以及其他信息等。在現有監測站網的基礎上，建立和完善統一的水資源（包括大氣降水、地表水、土壤水與地下水）動態監測（站點）網或監測系統（包括雨量、蒸發、徑流、水位、水質、水溫、墑情等監測站點），以及各取水口取水量、開采機井抽水量等監測網，各監測網或系統之間互通有無、資料共享，為水資源的合理開發、高效利用和有效保護及時快速、準確地提供完備的實時監測數據資料。
（1）雨量觀測。目前采用的雨量觀測手段主要是普通自記和人工觀測，為了達到實時監測的目的，需要適時更新現有的觀測設備，裝配翻斗式雨量計并配備固態存儲器等，使雨量觀測工作方式更新為無人值守，有人看護的觀測方式，實現雨量信息的自動采集及傳遞。
（2）水位觀測。水位觀測分為地表水和地下水兩種，地表水多指河流水位和水庫水位等，而地下水就單指地下水位。
①對于基本水尺在橋梁上（或附近有公路橋）的水位觀測，特別是含沙量較大的站，建議采用氣介質超聲波水位計，再采用有線或無線方式將水位信息傳輸到站房。
②對于山區性河流，或斷面穩定，含沙量較小的水位觀測，采用測井式水位觀測，裝配浮子式或壓力式水位計，通過有線或無線方式將水位信息傳輸到站房。
③水庫站一般有自記井，只對其重新裝配浮子式或壓力式水位計，通過有線或無線方式將水位信息傳輸到站房
④地下水位監測目前主要分為手工測繩和自動監測儀兩種。自動監測儀主要通過固態存儲、電話網傳輸、手機網傳輸和電臺傳輸等方式將實時監測到的數據傳輸到中心站。
總之，水位監測，建議均裝配與雨量結合的水位雨量固態存儲器，裝配具有記錄、傳輸、存儲、分析等功能的自動監測系統，最終實現水位遙測自記，自動測報等功能。
（3）流量測驗：在各中心站配備不同形式的橋測車及先進的儀器設備，開展橋測及周圍地區的巡測；纜道及船測站，對現有設施設備進行更新改造，實現水文纜道程控自動化，配備機船，配備先進的測驗儀器設備，全面提高流量測驗的精度，充分滿足防汛、抗旱和水資源統一調配的需要。對水庫站現有的水文纜道進行維修、改造，實現水文纜道的程控自動化，保證流量測驗的精度要求。
（4）取水口及灌區流量觀測：對水庫各取水口分明渠和管道兩種，水位主要采用超聲波自記水位計，流量測驗分不同情況，選擇適用的測流設備。而灌區的水位觀測主要采用超聲波自記水位計等，流量采取不定期電波流速儀率定方式，用水位～流量關系線推求徑流量。
（5）機井開采量實時觀測：地下水開采機井抽水量的觀測，目前一般只有一些機井安裝了水表，大部分機井均未安裝水表。為了能準確取得地下水實際開采量的數據，掌握準確的地下水開采量，需要逐步或有重點地在地下水開采機井上安裝水表。
（6）水質實時監測：水質污染具有理化成分復雜、多樣和點多面廣的特點，不僅受污染源的大小和數量影響，而且還受汛期洪水、降雨的影響。由于多種因素導致的綜合結果，水質參數在成分和時空上的變化非常復雜。傳統的人工現場水樣采集、化驗方式周期太長，難以及時、準確地反映水質變化的性質和過程，所以水資源的開發利用和保護等工作得不到有效監控與科學的管理。水質實時監測就是采用水質自動監測儀器、遠程傳輸設備、在線監控和數據處理軟件，實現對水質參數的連續采集、分析、存儲，并在監測指標超過污染標準時，發出警報，做出污染類型分析等。
（7）墑情實時監測：主要針對大中型灌區的土壤墑情進行實時監測，為適時、適量的節水高效灌溉提供信息支持。并在條件許可的情況下，探討利用遙感技術實時預報土壤墑情（中小尺度上）的可能性，即利用實時遙感信息，根據大中型灌區土壤墑情的實時監測數據，通過與遙感解譯模型進行聯接和耦合計算，實時提供整個流域不同灌區的土壤墑情，為流域節水高效農業的健康發展提供可靠的依據。
3.2水資源實時評價
水資源實時評價主要是指在時段初對上一時段的水資源數量、質量及其時空分布特征，以及水資源開發利用狀況等進行實時分析和評價，確定水資源及其開發利用形勢和存在的問題等。
（1）水資源數量實時評價：根據雨量、河川徑流、地下水位等實時監測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定和評價水資源數量及豐枯形勢等。
（2）水資源質量實時評價：根據實測的河流、水庫、引水渠的水質實時觀測和地下水質實時監測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定地表水和地下水的水質狀況及污染態勢。其主要評價內容包括：污染程度、范圍及主要污染物，水資源質量，重要河流污染負荷及削減量等。
（3）水資源開發利用實時評價：通過對各取水口取水量、開采機井抽水量和地下水位等實時監測資料，對供用水量進行實時評價，通過與歷史同期的對比分析，實時分析和評價各種水利工程的供水量、不同行業的實際用水量，供用水結構、節水水平，水資源開發利用程度以及當地水資源進一步開發潛力，并實時圈定地下水的開采潛力區、采補平衡區和超采區等。
3.3水資源實時預報
水資源實時預報主要包括來水預報和需水預報兩部分，來水預報又分為水量預報和水質預報。水量預報包括地表水資源量預報和地下水資源量預報，地表水資源量預報既可細分為當地水和外來水（包括引調水）預報，又可分為汛期徑流預報和枯季（非汛期）徑流預報。需水預報分為工業、農業、生活和生態環境需水量預報。
（1）河川徑流量實時預報。根據河川徑流的形成機理和產流規律，將河川徑流量實時預報分為汛期徑流實時預報和枯季徑流實時預報兩種。汛期產匯流機制主要是超滲產流和蓄滿產流、超滲與蓄滿綜合產流模式：而枯季徑流主要是遵循流域的退水規律。因此，汛期徑流實時預報模型與枯季徑流實時預報模型是不同的，需要分別建立預報模型對汛期徑流量和枯季徑流量進行實時預報。
（2）地下水資源量實時預報。首先分析地下水的形成規律和補給、徑流、排泄條件，以及地下水的賦存規律；然后根據抽水試驗等確定含水層的參數分區，并利用試驗資料和長觀資料確定有關水文地質參數；最后利用均衡法或數學模擬模型法，分析和預報地下水資源量、可開采量及地下水動態分布。
（3）水質實時預報。利用獲得的實時水質監測和污染物排放量等信息，通過所建立的水質實時預報模型，實時預報地下水與地表水水質狀況、污染物類型、污染范圍及污染程度，及時提供水資源污染態勢等信息。
（4）需水量實時預報。根據需水量預報要求，本次將需水門類分為生活、工業、農業、生態環境等四個一級類，每個一級類可以再分成若干個二級類和三級類。根據具體情況和需要，還可以再細分為四級類。根據上述分類方法，可比較容易地合并有關各需水項，獲得需水量過程。
3.4水資源實時決策支持
水資源實時決策包括水資源實時預報、水資源實時管理和調度，以及決策會商等。
（1）水資源實時預報。對于水資源實時預報，尤其是汛期徑流預報和需水預報，由于受到諸多非確定性因素的影響比較大，很難準確預報，因此需要專家的會商支持、吸收和借鑒領域專家的知識和經驗，以便較準確地預報和確定未來的來水與需水過程等。
（2）水資源實時管理。利用水資源實時評價和實時預報結果等，通過水資源實時管理模型計算，結合領域專家或決策者等積累的知識、經驗和偏好，分水協議、水價政策的經濟調節作用等進行綜合分析，最后提出水資源的實時管理方案，為水資源的合理開發利用和保護等提供決策依據，為水行政主管部門科學地行使其監督和管理職能提供支持，以確保水資源的可持續利用。
（3）水資源實時優化調度。通過前面制定的年度內水資源管理方案，確定水資源優化調度的規則和依據；根據各時段水資源的豐枯情況和污染態勢，通過建立水資源優化調度模型，確定水資源實時調度方案。
（4）水資源決策會商。決策會商是指通過對實時、歷史和預報、管理與調度的各類信息進行重組和加工處理，為討論和分析水資源的豐枯形勢和污染態勢，以及最終確定水資源實時管理和調度方案提供全面的支持。根據利用水資源實時管理模型和調度模型確定的若干管理、調度方案，以及提供的每一種方案的綜合效益分析結果，領導決策層和領域專家，通過全面分析對比和協商、討論，如認為其中一個方案合適則選擇之，并付諸實施。如認為必須進一步做新的方案，則通過水資源實時管理、調度系統，計算和提出新的管理、調度預案，供決策者對新老方案進行對比和選擇。
總之，在面臨重大的水資源決策時，決策會商機制顯得非常重要，有關利益沖突的各方，可以根據所提供的各種預案，包括水資源實時預報方案、實時管理預案和實時調度預案，分析其優劣，進行協商，確定能為有關各方所接受的方案。
3.5遠程自動控制
控制可分為手工控制和自動控制、半自動控制等，主要是對重要的取水口和開采機井、引水閘門等的控制。根據需要和可能，有重點和有選擇地建立一些遠程自動控制系統是必要的，也是將來的一種發展方向。
3.6監控管理后評估
為了不斷改進和完善系統的各項功能，需要對系統的重點功能進行后評估。主要內容包括：針對水資源實時調度、管理方案的合理性、實施效果以及預報方案的準確性、控制情況等進行評估，重點分析導致調度、管理方案不合理和效益不好、預報不準確的原因等。
1.概述
GPS車輛監控系統是利用GPS接收機、無線通信、地理信息技術對移動用戶進行監控、調度、指揮的新型車輛管理系統。按照子功能劃分，車輛監控系統由三部分組成：定位部分、通信部分、顯示部分。其中，比較常用的通信方式為常規通信、集群通信、GSM的短信息業務三種。
基于常規通信的車輛監控系統，其設計、組網及使用相對簡單，但其作用范圍較小；GSM的短信息業務用于定位數據傳輸目前較為流行，其覆蓋范圍大，可以全國漫游，但是其時延問題是制約其發展的瓶頸，且其呼叫功能無法與集群系統相比；集群系統是專用的調度指揮系統，對某些特殊單位而言具有不可比擬的優勢。本文就集群方式下GPS車輛監控系統的設計及信道利用等方面進行介紹。
2．集群系統
無線集群實際上就是多信道中繼（轉發）系統中自動共享若干個信道，并在此基礎上集小群（組）為大群（組），加上諸多呼叫、故障處理等功能而形成的無線通信系統。
和常規通信方式相比，集群通信系統具有信道利用率高、服務質量好、通話阻塞率低、通話具有私密性、系統智能化程度高、具有交換功能、可與PABX或PSTN互連等優點。
集群通信系統的分類方法有多種，按照信令類型分有模擬信令、數字信令及混合信令系統；按照信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式；按照話音分有數字集群、模擬集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前較為廣泛使用的為集中控制方式的模擬集群系統，信令有MPT1327標準的，也有非公開標準的。基于MPT1327標準信令的系統，傳輸車輛定位數據可以在信令信道中進行；而非公開信令標準，車輛定位數據只能在話音信道中進行。相應地，對車輛的數字信息必須進行調制才能在話音信道中傳輸。
3．基于集群通信方式的GPS車輛監控系統
3．1系統組成
基于集群的GPS車輛監控系統如圖1所示。其中，集群網為系統提供無線通信鏈路以進行話音和數據傳輸，數據傳輸可以利用話音的多種呼叫方法實現。
圖1GPS車輛監控系統組成
監控中心以矢量化電子地圖為背景，監控軟件具有實時顯示移動用戶的所有信息以及信息查詢功能。同時，監控中心兼有差分基準站的功能，為整個監控范圍內的移動用戶提供差分GPS修正信息，使車輛定位精度提高到10米以內。各移動用戶設備由集群電臺和GPS接收機及控制邏輯電路組成，控制電路不僅形成系統需要的邏輯時序，還具有數據處理功能，包括調制解調器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系統中，各個信道的管理在一個控制信道上實現。移動用戶守候在控制信道上，發起呼叫或接收呼叫均在該信道上進行。一旦申請到信道，則主呼方和被呼方在申請到的信道上完成話音聯絡，之后轉換到控制信道上守候。
利用話音信道傳輸車輛定位數據，每傳輸一次定位信息，電臺都需要申請一次信道，而申請時間不傳輸任何數據，時間利用率較低；且申請不到空閑信道時，該車輛的信息就會丟失。所以傳輸數據的用戶應該設置優先級，以保證數據的可靠傳輸。
3．3呼叫方式
在集群通信系統中，用戶的呼叫方式有：單呼、組呼、群呼、私密呼叫等。基于GPS的車輛監控系統，為提高系統定位精度采用差分方式，差分信息由監控中心以組呼的方式下發，分配在同一組內的用戶均可接收。
為使各移動用戶的數據都能夠實時采集，采用時分多址（TDMA）的方法，即各車輛按照圖2所示的時序依次發起呼叫。其中兩相鄰用戶之間的時間間隔包括數據發送時間和保護時間（防止數據相互影響）。一個采樣周期內可容納的用戶數為，其中，為采樣周期。
為了避免監控中心對某用戶的話音調度影響其它用戶的數據傳輸，話音呼叫和數據呼叫分別在不同的組進行。移動用戶傳輸數據時工作在數據組，利用專用信道完成。當監控中心需要對某用戶進行話音呼叫時，首先發送一個切換命令將該用戶的組號設置為話音組，而后再進行話音呼叫。在規定的時限內完成通話，由用戶自動切換到數據組再傳輸數據。
在監控中心，話音呼叫和數據呼叫分別利用不同的無線集群電成。
3．4同步方式
在GPS車輛監控系統中，通常采用異步的數據傳輸，接收端和發送端不需要同步。但是，各移動用戶的數據采集為時分多址方式，相互之間的時序關系不能混疊，也就是說，移動用戶之間必須同步。
各移動用戶的同步方式有兩種：①利用GPS接收機的秒脈沖進行同步；②利用監控中心發送廣播同步碼進行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動用戶統一的時間起點，不同車輛的發送時隙由不同的延遲來產生。利用監控中心發送同步碼，可以在一個采樣周期內發送1個同步碼，也可以周期性地發送多個同步碼。
3．5數據傳輸格式
監控系統中的數據傳輸分上行和下行兩部分。上行數據主要為被監控車輛的實時位置、速度、時間、狀態（包括報警、故障等）；下行數據主要為GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用電文，如果是監控中心同步的方式，還包括廣播同步碼。
A．上行數據格式
數據報頭用戶地址緯度經度速度時間車輛狀態
B．下行數據格式
數據報頭廣播同步碼RTCM電文調度命令用戶地址
上行和下行的數據報頭不同，用于對上、下行數據的解碼。用戶地址指是各監控車輛的識別號碼，調度命令為監控中心對相應地址車輛的操作，如緊急救援、去某地運輸、關閉汽車引擎等，廣播同步碼在利用秒脈沖同步的系統中不用。車輛狀態由駕駛員根據實際情況輸入，如遇劫報警、車輛故障等。
二、充分利用計算機繪圖多功能的優越性，從多方位、多角度、多側面描繪立體圖形，解決平面立體圖形與真實立體圖形在視覺上的差異
楊德昌是臺灣新電影運動的代表人物之一，他憑借影片《一一》曾得到法國戛納電影節的最佳導演獎。如果說臺灣新電影導演們存在著某種共性的話，那就是他們都立志成為“電影作者”。以法國“作者論”的立場而言，只有擁有一貫的特定風格的導演，才能躋身“電影作者”的行列。楊德昌電影便存在著清晰可辨的作者印記，這在其影片的空間處理方面表現得極為突出。從早期的《青梅竹馬》、《》開始，楊德昌已經確立了其表達空間的基本手法。在其后的影片中，這些手法更加純熟、精巧。本文主要以《牯嶺街少年殺人事件》、《獨立時代》、《麻將》、《一一》等作品為例，試從鏡頭、攝影以及構圖三個方面解析楊德昌電影中空間的構筑方式。
一
意大利理論家卡紐德視電影為獨立于舞蹈、詩、音樂、建筑、雕刻、繪畫之外的“第七藝術”，并指出電影的特性在于“把既有的各種藝術統合歸一”[1](P.791)。卡紐德認為藝術向來循著時間的或空間的、韻律的或造型的、動的或不動的幾種途徑獨立發展，唯獨電影能將各種藝術的特點集于一身。也就是說，電影是時間藝術與空間藝術的統一。這種“統合論”旨在強調時間與空間的不可分割性，無關二者的主次之分。對于電影敘事是時間還是空間占據支配地位的問題，理論界一直存在著爭論。法國理論家馬賽爾•馬爾丹篤信空間依附于時間，理由是電影本身有一定的時間長度，卻不占據實際的空間。但隨著電影藝術自身的發展，特別是藝術電影在敘事上大膽顛覆常規電影之后，這個觀點引起越來越多的質疑。藝術電影便經常刻意模糊時間的觀念，也不求展現合邏輯的時間關系，而即便是一部常規電影，其時間的變化和延續最終仍依賴于空間表現出來。究其所以，這與電影首先是一種視覺藝術有很大的關系。基于此，喬治·布魯斯東在比較小說與電影的異同時明確指出：“電影的結構原則是空間……電影采取假定的時間，通過空間的安排來形成它的敘述”；[2](P.216)并得出“在電影中空間是首要的”[2](P.217)這一結論。
在《西方的沒落》一書中，斯奔格勒指出在希臘語言中沒有空間一詞，希臘人心目中的空間實際上就是事物的位置、距離、范圍和體積。在電影中，空間可以具體為故事得以發生發展的場所。馬爾丹認為電影在處理空間時有兩種方式：再現空間和構成空間。[3]（P.170）這兩種方式實際上對應著長鏡頭與蒙太奇兩種不同的創作方法。在影片中，蒙太奇與長鏡頭往往是并存的，因為它們都是電影必不可少的技術手段。但從美學意義上講，兩者的對峙是顯而易見的。蒙太奇重主觀表現，長鏡頭重客觀再現。按照蘇聯蒙太奇學派的觀點，蒙太奇是指把被攝對象分割成一個個鏡頭，再依照創作者的觀念重新組合以產生新的意義，借此表達創作者對該對象的態度和看法。長鏡頭美學的倡導者——安德烈•巴贊則認為電影是完整的寫實主義的神話，是再現世界原貌的神話。[4]（P.21）巴贊反對以創作者主觀意志為轉移的蒙太奇，提出以長鏡頭代替蒙太奇：“只要把被蒙太奇分散處理的各元素集中表現在一個選擇恰當的鏡頭中就足夠了”。[4]（P.61）這個“選擇恰當的鏡頭”，不動聲色地隱藏藝術家的觀點，讓影像成為“十足的現實”。同時，它還能實現蒙太奇用若干個鏡頭完成的景別、節奏等各種轉換。這正是巴贊從德•西卡、奧森•威爾斯等人的影片中所看到的景象。可見，有一定長度的長鏡頭是一個可以涵蓋所有鏡頭類型的完整的鏡頭語言系統，其核心正是備受巴贊推崇的段落鏡頭和景深鏡頭。
“電影之重新發現空間是同有意識地運用景深和放棄最后造成空間時間化和觀念化的蒙太奇美學有關的”。[3]（P.183）蒙太奇締造空間的辦法是許多片斷的并列和聯接，而這些片斷彼此之間可以毫無聯系。比如庫里肖夫名為“創造的地理”的實驗，他將五個在不同地點拍攝的鏡頭組接成一場戲，人們卻無法看出其中的破綻，認為空間在這里是統一的。這種統一感實際上是基于空間感的失去才獲得的。因為在蒙太奇的統攝下，“藝術家的工作就是將素材加以安排……使觀眾不去探求時間與空間的聯系。”[5]（P.74）如此一來，空間自始至終只是觀念上的。馬爾丹在分析愛森斯坦的《戰艦波將金號》時說：“我們是絕對不可能對敖德薩全城、它的港口和海灣的地理位置具有明確概念的，影片從未表現過任何全景，以使我們能看到戰艦距碼頭臺階有多遠”。[3]（P.171）如果采用強調寫實的長鏡頭方法來拍攝，無疑能避免這種缺憾。長鏡頭關注的焦點是每個鏡頭內部的表現力，在現場場面調度下，攝影機忠實地記錄下各事物的位置、大小以及彼此之間的關系，并且保持一種連續性。因而，長鏡頭所表現的空間是完整而統一的。這種統一不同于上述純想象性的統一，它作用于觀眾的現實經驗而被感知。正是通過長鏡頭，電影影像得以將現實的空間關系呈現在觀眾的眼前。
在一次訪談中，楊德昌說：“電影一開始就是在記錄人類生活片段，并且可以重復呈現，讓更多人認識不同的生活經驗。我們喜歡看電影，其實是在看別人的生活經驗，并從中得到一些訊息，這是生物的本能特性。”在談到蒙太奇時，他說：“我們到電影學校學的蒙太奇，其實是因為技術的限制才產生的一種剪接方法。早期機器要上發條，只能拍20秒，影片要用很多20秒連接起來，其實這就是剪接，是被逼出來的。”[6]楊德昌強調電影的紀錄功能，并且把電影與生活以及人關注現實的本性聯系在一起，這與巴贊對電影本質的看法相當契合。蒙太奇在楊德昌的心中也恢復了最初的面目，是一種將鏡頭連接起來的技術。由此可見，楊德昌是個不折不扣的長鏡頭理論的擁護者，而他的影片可以說都是以長鏡頭為中心拍攝而成的。
空間在楊德昌電影中具有一種直觀性。以《牯嶺街少年殺人事件》為例，觀眾可以像主人公小四一樣對他家的結構和方位了然于胸，一樣熟悉從建國中學回家的路。不需要對比蒙太奇，小四家的簡陋、小馬家的富麗、眷村的破敗，同樣產生了強烈的視覺沖擊效果。楊德昌電影最常見的是用長鏡頭來表現全景、中遠景以及景深。通過冷靜客觀的長鏡頭，這些鏡頭的內涵得到充分展示。《牯嶺街少年殺人事件》中小四得知小明的背叛，雙手抓著門框有如受難基督的全景鏡頭就給人以深刻的印象。小四殺死小明后，人物被置于毫無阻擋的大全景中，小明兀自躺在地上，小四低頭叫她，然后蹲下身一邊哭喊一邊想將她拉起來，在他身后，書攤前的人自顧自看書，幾個女學生有所察覺，遠遠地、驚愕地看著這一切，一個過路人也駐足觀望，人物的絕望無助和恐懼不安靜靜地彌漫整個畫面空間。再如景深，巴贊認為景深鏡頭是實現空間統一的最好方法，因為它大大拓展了銀幕的縱深感和寬度，彌補了立體感不足的短處。景深鏡頭還可以使同時出現在一個畫面中的前后景產生一種關系，將人物的內在情緒和外在環境的氣氛表現得淋漓盡致。比如《牯嶺街少年殺人事件》的第二個鏡頭，小四身后看不到盡頭的走廊就構成了一定的景深，暗示了主人公不可預知的未來。
楊德昌的影片中也有蒙太奇段落。巴贊說：“若一個事件的主要內容要求兩個或多個動作元素同時存在，蒙太奇應被禁用。”[4]（P.60）有時，楊德昌放棄了單個長鏡頭，而采用了長鏡頭的蒙太奇段落。比如《麻將》中紅魚和父親會面這場戲，楊德昌用了四個長鏡頭的蒙太奇段落來表現。鏡頭在父子兩人之間切換，在每個長鏡頭內部都有變化，攝影機有時固定，有時運動，畫面上有時父子同時出現，有時只有一個人。這使得鏡頭語言在保持客觀的同時，顯得更加豐富而不單調。
二
“一場戲劇或一場舞蹈的空間，是通過在舞臺上展示出的活動力顯示出來的；當演員們穿過舞臺時，力的擴展就變成了真實的物理力的擴展。它們之間的空間深度距離也就由演員們的相互離去而展現出來。”[7](P.522)電影與戲劇一樣，其空間關系也依賴于人的活動來展現。電影中的空間不是靜態的背景，而是與人物相結合的動態的元素。這也是許多電影導演青睞于表現封閉環境的原因。楊德昌就是其中之一。詹明信指出楊德昌的《》“像是提供了一個封閉公寓和個別的房間的故事選集”。[8](P.182)這種封閉式的空間在《獨立時代》中可謂登峰造極。這部影片中幾乎沒有真正意義上的外景，主要場景是寫字樓、咖啡廳、電梯間、演播室等室內空間。僅有的幾個室外場景，人也被置于汽車內或者兩堵墻之間。有這樣一場戲，后景中沒有任何街景和建筑，小明和立人處在人潮包圍之中，前景中川流不息的車輛和行人遮住兩人的身影，給人極不開闊的感覺。置身這種環境，人的活動就顯得尤為重要。人的活動是與外部世界聯系的唯一的紐帶，人的活動也使整個封閉空間具有了一種活的流動性。
在以長鏡頭為主導的影片中，段落鏡頭，即一場戲一個鏡頭拍到底，是最核心的表達方式。段落鏡頭可能是一個固定鏡頭，也可能是一次長時間的運動鏡頭。在這里，攝影取代了剪輯成為影片成敗的關鍵環節。攝影機也真正代替了人的眼睛，它的固定與運動，就像是人的眼睛時而凝視，時而顧盼環視。而人在看電影時，視線也會不自覺地跟隨攝影機的運動方向。電影中的運動大致有兩種，一是單向的，只有人的運動，攝影機不動；一是雙向的，即人物與攝影機同時運動。要表現空間的大小、遠近不同就要變化攝影機的位置、拍攝角度以及焦距等等。這些都與攝影機的運動息息相關。移動鏡頭可以說是區分楊德昌與侯孝賢在運鏡方式上的一個顯見標志。侯孝賢執著于固定機位，楊德昌同樣倚重攝影機的運動。影片《麻將》中，紅魚槍殺邱董的一場戲中的三個長鏡頭，通過攝影機的運動，在客廳到大門這個活動范圍內從近景到中遠景，最后定位在全景將紅魚與邱董的所有動作一氣呵成地表現出來。用攝影機拍攝影片同照相一樣，都有一個焦點，或者說一個中心，在攝影機的運動下，這個中心自然左右上下變動，而攝影機的主要表現對象也會因之不停變化，造成中心的分散。《牯嶺街少年殺人事件》中有一個備受贊譽的長鏡頭：起初，攝影機對準在街口拐角處一個在書攤前看書的一個學生，當“小四”的畫外音響起時，他從書攤溜走，由畫面左下方出畫。小四與小明先后在后景出現，攝影機搖向右邊迎上他們，當兩人走到畫面正中時，騎著自行車的小馬出現，攝影機隨即緊跟小馬搖拍，將小四和小明拋在鏡頭外。攝影機搖了近180度后固定下來，對面的街景顯現出來，景深處小馬的身影已隱去，小四和小明又從畫的底端走進畫面，先前的那個學生也從右上角重新入畫，面對面向他們走來，再出畫，攝影機又以小四和小明為中心，看著他們漸漸走遠。隨著攝影機拍攝對象的三度變化，同時完成了空間上的變換，在觀眾腦海里，對于三叉路口向兩邊延伸的牯嶺街也有了一個大致上的輪廓。
攝影機的運動在楊德昌電影中是比較緩慢的。他的影片中完全看不到特呂弗、戈達爾等人影片中那種依靠攝影機在人物之間的快速橫移，或者是攝影機突然迅速轉動來完成的空間轉換。比如說《獨立時代》里Birdy在Molly的辦公室洽談授權書事宜這場戲，攝影機起先固定不動拍攝坐在桌子上的Molly，Birdy站在她的身旁喋喋不休，接著后退出畫，攝影機也并不著急，到Molly說話時，攝影機反而動起來，慢慢轉向拍攝Birdy。而在場面調度上，楊德昌顯然借鑒了安東尼奧尼的做法：當一個人進入另一個人所在的空間時，另一個人迅速出畫，或者一個人進入了另一個人的空間后迅疾再度出畫。上面提到《獨立時代》的那場戲也就是這種調度方法。在此調度下，導演為用畫外音表現畫外空間埋下了伏筆。
三
由于攝影機的“畫框”與銀幕邊框的存在，觀眾看到的影像必定是受一定框架限制的。電影構圖應當考慮到在畫面中如何在“框”的范圍內盡可能完整地表現被攝對象。楊德昌對此倒是不以為意甚至反其道行之，他的鏡頭下總是會出現不完整的人和物。除此之外，他經常借助墻、門、窗、帷幕等實物人為制造出空間的割裂，讓觀眾只能看到被遮擋的人和物，使有限的空間越發顯得不完整。研究者多稱此法為“框架構圖”。楊德昌的影片大多描寫現代都市中人與人交流的困難，人際關系的冷漠與疏離。通過這種構圖法，導演試圖將物理空間同人物的心理空間對應起來，表現人的分裂、隔膜與空間對人的擠壓，以此烘托影片的主題。在《一一》中，楊德昌對“框架構圖”的運用可謂得心應手。置身于狹長的走廊和過道上的人，從狹窄的門縫看房間里人的活動等等畫面屢見不鮮。巨大的墻面玻璃，時髦的觀景窗戶時時擋在人物的前面，玻璃窗映射出的若隱若現的其它景觀也阻擋著人的視線。觀眾必須透過層層屏障去看，由于看得不真切，無形之中就拉大了與影片中人物之間的距離，現代文明社會中個體的孤獨與他者的拒斥得以凸現出來。
楊德昌曾說過，在現代社會中，人是需要有自己私人的空間的。所以，在他的影片中有許多“框架”將人與人分隔開來。但這些分割后的空間仍然承載交流和溝通的功能。《一一》中有這樣一個鏡頭：婷婷與麗麗在樓道中無言的對峙，門框和墻上斑駁的陰影將兩人隔開，好似在不同的空間中，雖近在咫尺，卻無法接近。另一場戲中，男主人公NJ隔著玻璃門看到日本人大田與鴿子嬉戲。此時的兩人還相當陌生，正是這扇門外的景象使NJ開始拉近與大田的距離。影片《獨立時代》的最后一場戲通過電梯門的一開一關與其連接的門內、門外兩個空間，將琪琪和小明兩人的關系由結束到新開始的轉換完滿地襯托出來。從這一點來看，楊德昌影片的畫面構圖雖然不完整，但畫面空間卻是具有開放性的。
就現代電影的發展而論，“電影的藝術與思想已經深入到要檢討框外事物的階段，換句話說，電影本身是框內與框外之間的微妙的牽涉與依存關系上的創作。”[9]（P.93）巴贊認為銀幕應該是窗而不是框。窗只是一種臨時性的遮擋，而窗外的空間是無盡的。這種看法可以追溯到文藝復興時期的繪畫理論。當時，“為了使繪畫空間從墻壁上獨立出來并創造景深，人們就要求在房間的物理空間和繪畫空間之間確定一條明顯的邊界線。由于這種繪畫空間被想象成是無限的（不僅在深度上，而且在橫的方向上），所以這種繪畫的邊界線就僅僅象征著構圖的邊界線，而不象征著所要表現空間的邊界線。正是在這個意義上，一幅畫的框架才被稱之為一個窗口。透過這個窗口，觀賞者就看到了另一個世界。雖然觀看受到了這個瞭望孔的限制，但實際看到的并不局限于從這個瞭望孔中看到的那一片世界。”[7]（P.319）電影影像為觀眾制造的是一種真實環境中真實的生活的幻覺。空間也是幻覺的一部分。追根究底，它是一種心理空間，因為觀眾對空間的想象是無法被隔斷的。電影銀幕的邊框與畫的框架非常相似，雖然阻擋著觀眾的視線，但同時也給觀眾預留下巨大的想象空間。通過電影銀幕展現的景象可以無限延伸到外部世界。
楊德昌電影的畫面構圖正是利用框架的這種特性，在表現空間時超越了其限制。在他的電影中，空間可以說既是有限的，又是無限的。這個無限的空間是在有限的空間內呈現出來的。這就要求影片營造出畫面內空間與畫外空間的聯系。《一一》中有這樣一個鏡頭，酒店房間墻上的鏡框將畫面一分為二，原本看不到的NJ接電話的場景通過鏡子反射出來。現實的和鏡中的影像就這樣奇妙地并存在一個畫面之中，讓人不禁驚嘆導演的匠心獨運。絕大多數情況下，楊德昌電影對空間的拓展是依靠聲音與畫面的關系來達成的。其一，聲畫結合。《牯嶺街少年殺人事件》中小貓王給獄中的小四送錄音帶一場戲，小貓王那熟悉的歌聲和他給小四的留言同時響起，配合畫面上小貓王漸漸離去的背影，讓人忘記了眼前的此情此景，回想起種種往事和美好的青春歲月。隨著看守人員的一句“那什么玩意兒”，歌聲和話語聲突然停止，畫面馬上切換到錄音帶被扔進垃圾筐的鏡頭，觀眾也立即被拉回到無情的現實中。其二，聲畫錯位。《一一》中NJ與初戀情人約會以及婷婷第一次與胖子約會的兩場戲，楊德昌運用蒙太奇的手法交叉剪輯在一起，父親NJ所在的日本場景中的聲音總是后延到女兒婷婷所在的臺北場景里，強化了兩個場景的前后承繼性。其三，畫外音。這也是最常見的一種手法。特別是在表現幾個人談話的場景時，畫外音的使用非常頻繁，憑借著聲音的不間斷，畫面空間與畫外空間緊密地連接在一起。
楊德昌是崇尚真實美學的，真實是其電影中的一個命題。他的電影總是力圖還原人類的生存環境。很多情況下，楊德昌電影中的空間具有和人同等的地位。他的影片中，環境往往先于人而出現。當人離開鏡頭后，鏡頭也不會立即切換。譬如《麻將》中紅魚和牙膏到安琪兒家看風水這場戲的第一個鏡頭。開始是客廳遠景，門鈴聲響起后，安琪兒從畫面左上方入畫穿過客廳出畫去開門并同紅魚打招呼，攝影機始終保持不動，停了一會兒后才切換。緊接著的鏡頭里安琪兒在大門口請紅魚和小牙膏進屋，攝影機跟拍牙膏的活動，先搖到小偏廳，再至客廳，旋轉了大概半周，最后停留在這場戲第一個鏡頭的位置。這場戲著重描畫大門口到客廳這一范圍，在符合劇情需要的同時，也強調了這個空間的重要性。影片后段香港被玩弄以至精神崩潰，紅魚槍殺邱董兩場重頭戲都發生在這里。另外，楊德昌電影中有許多“人物不在場”的空鏡頭。空間在這里已經不單是背景，它也是影片中的一個“角色”，成為讀解的對象。正如讓•米特里所說，這些鏡頭為創造各種聯系和確定某種含義做出了貢獻，讓觀眾去深入思考人物與存在的環境乃至整個世界的關系。
參考文獻:
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[6]楊德昌訪談:電影與科技.
1我國宏觀經濟和城市民用建筑的發展情景設定
黨的十六大明確提出了我國第三步戰略目標的具體部署，即要在2020年“全面建設小康社會，在優化結構和提高效益的基礎上，國內生產總值比2000年翻兩番，基本實現工業化”。
這個宏偉的發展目標必然對我國經濟的各個層面產生深遠影響。
1.1經濟結構
在今后15年中，預計第一產業增加值在GDP中所占比重不斷降低；第三產業增長迅速，第二產業增加值在GDP中所占比重將出現先增長，后降低的趨勢。預計第一產業增加值在GDP中所占比重2020年為13.6%；第二產業增加值在GDP中所占比重2020年為42.9～46%；第三產業增加值在GDP中所占比重2020年為41%～43%，2050年51%～56%。
1.2按名義匯率計算的GDP
按照我國總體經濟戰略規劃，到2010年我國國內生產總值達到17.88萬億元RMB，2020年達到26.82萬億元RMB。兩個階段的年均增長速度分別為7.1%和4.14%。需要指出，近年以過度投資拉動的超常規增長使得資本形成所積累的一系列低效率問題逐漸暴露出來，重復建設形成的無效資本、大量庫存積壓、國際反傾銷對我國企業的打壓、企業利潤率的下降，以及高速發展對資源環境的破壞等都是導致經濟增長速度將呈下降趨勢的重要因素。
1.3人口
預計我國人口總規模為：2010年14億左右；2020年15億左右。
1.4人均GDP
人民幣的匯率政策正在調整，人民幣不再緊盯美元。因此，今后我國的GDP統計必然按照國際上通行的購買力平價（PPP）標準。如果按世界銀行的統計，我國2003年人均GDP（按PPP計算）已經達到4990美元，已經超過當年低中等收入國家水平（4320美元），這顯然是高估了。而如果參照中等收入國家購買力平價計算所得人均GDP比名義匯率計算所得高出1.9倍的比例計算，2010年和2020年我國人均GDP將分別達到2932和4104美元，2020年我國將進入中等發達國家行列。
1.5城市化
我國城市化水平從由1985年的22%上升到2004年的41.8%，城市化速度是世界同期的兩倍。但2000年世界的平均城市化水平已經達到47%，其中中等發達國家為50%，高收入國家為79%。從世界城市化進程來看，城市化率從36%提高到60%屬于加速期，因此，中國的城市化率還將不斷提高。如果按1985～2004年間城市化率的平均增長速度計算，2020年我國城市化率在50％以上。而根據國務院發展研究中心的預測，2020年我國城市化率當在60%左右（58.7%）。
1.6房屋建設
截至2003年底，全國城鎮房屋建筑總面積達140.91億m2，其中住宅建筑面積89.11億m2，占房屋建筑面積的比重為63.24%。
圖1我國城鎮房屋建筑面積的增長（10億平方米）
根據建設部小康社會居住目標，可以分析得到2010年和2020年的建筑面積。
表1我國城市住宅和公共建筑的發展預測
2010年
2020年(情景1)
2020年(情景2)
城市化水平%
45%
50%
60%
城鎮人口總數億
6.3
7.5
9.0
城鎮人均住房建筑面積m2
26.5
30
35
城鎮住宅建筑總面積億m2
166.95
225
315
城鎮人均公共建筑面積m2
8.06
10.75
12.5
城鎮公共建筑總面積億m2
50.80
80.6
112.5
城鎮民用建筑總面積億m2
217.75
305.6
427.5
表1中2020年的預測之一是按城市化率的低限設置的情景；而預測之二是按城市化率的高限和小康居住目標設置的情景。
2我國空調的市場需求和發展前景
2.1住宅空調發展現狀
我國房間空調器生產開始于1978年。1991～1993年進入了起步階段，1994～1996年步入加速發展期，1997～2003年進入高速發展階段，生產量平均每年遞增24～59%。經過十多年的發展，中國房間空調器產業已經擁有了占世界產量一半以上的生產規模，成為名副其實的房間空調器世界第一生產大國。
根據日本空調采暖和制冷新聞（JARN）預測，2004年全世界對房間空調器（RAC）和單元式空調機（PAC）的總需求量為5600萬臺，其中中國為2000萬臺，占36%。從圖2可以看出，中國一國的產量實際已經超過全世界的需求，我國家用空調器的產能已經過剩。
圖2我國房間空調器產量的增長
圖2中顯示，我國房間空調器的生產年均增長率為40.5%。而圖3中則反映了我國城市每百戶家庭房間空調器擁有量的增長情況。2002年，我國僅有10個省市百戶家庭空調器擁有量在50臺以上，而到了2003年，便增加到16個省市。增長勢頭很猛（見圖3），但年均增長率為27.04%，還是趕不上生產量的增長。
圖3我國每百戶家庭房間空調器的擁有量（臺）
研究發現，家庭房間空調器的擁有量與人均GDP的增長有很好的線性相關性。圖4是筆者以上海的情況分析得到的相關關系。當人均GDP達到4000～4500美元時，住宅空調得到普及（達到戶均1臺）。
圖4每百戶家庭空調器擁有量與人均GDP之間的相關關系
我國是世界上熱量帶最多的國家，東部地區與世界上同緯度地區相比，夏季偏熱，冬季更冷。在我國人口稠密的城市，室內既需要冬季采暖，也需要夏季供冷。我國小康社會的住宅，將從滿足生存需要實現向舒適型的轉變。良好的室內熱環境是提高生活質量的重要環節。因此，住宅空調的普及是必然的趨勢。
2.2集中空調的發展現狀
根據中國制冷與空調行業協會的統計數據，2000年到2003年全國制冷空調行業經濟年均增長速度高于我國GDP增長速度。
表22000-2003全國集中空調主機生產量（臺/套）
2000（銷量）
2001
2002
2003
活塞式冷水機組
4,000
2,517
2,493
4,645
螺桿式冷水機組
3,056
3,910
5,663
8,977
離心式冷水機組
481
698
947
1,240
蒸汽/溫水型溴化鋰冷熱水機組
1,194
1,460
1,268
1,053
直燃式溴化鋰冷熱水機組
2,091
2,385
3,052
2,785
風冷式冷熱水機組
15,000
20,800
26,000
——
戶式集中空調用冷熱水機組
——
——
——
36,372
總計
25,822
31,770
39,423
55,072
年平均增長速度
28.9%
注：2003年風冷式冷熱水機組的統計歸并在了螺桿式、活塞式冷熱水機組和戶式集中空調的冷熱水機組三項統計中。
2000（銷量）
2001
2002
2003
組合式空調機組
10,495
25,853
29,492
36,505
新風機組
33,066
77,281
47,880
50,602
風機盤管機組
684,684
1,281,517
1,387,072
1,719,557
總計
728,245
1,384,651
1,464,444
1,806,664
年平均增長速度
39.8%
表32000-2003全國集中空調系統末端設備生產量（臺/套）
根據歷年中國制冷空調工業協會統計數據及重點生產企業調查匯總，在1993～2003年間我國電力驅動冷水機組產量的年均增長幅度13.4%，吸收式冷水機組產量年均增長幅度16.2%，其中直燃機產量平均增長幅度高達18.7%，高于電力驅動冷水機組產量的增長幅度。總體來講，1993～2003年間我國制冷機組總產量的增長速度高于經濟增長速度。
2.3住宅空調的發展前景預測
根據筆者的分析，每百戶城鎮居民空調器擁有量與城鎮居民人均可支配收入和人均生活用電量這兩個因素都呈現正相關關系，相關系數分別達到0.9928和0.9681。因此，將每百戶城鎮居民空調器擁有量作為因變量，城鎮居民人均可支配收入和人均生活用電量作為兩個自變量，可以建立多元線性回歸模型。從而可以得到2010年我國城鎮每百戶居民空調器擁有量為125.8臺/百戶，屆時房間空調器的保有總量將達到2.33億臺。
房間空調器的使用壽命一般不會超過10年，2000年前居民購買的房間空調器到2010年將不得不更換，若考慮這部分的設備報廢和更換數量，則2004～2010年間我國國內房間空調器的銷售總量將達到17826萬臺，平均每年銷售量為2500萬臺左右。
當平均每戶居民房間空調器的擁有量達到一臺以上時，其購買的欲望將逐漸降低，而空調器的使用時間將延長。此時，每百戶城鎮居民房間空調器擁有量將不再與城鎮居民可支配收入和人均生活用電量呈線性相關關系，筆者認為2010年后每百戶居民空調器擁有量的飽和趨勢將與總人口數量的飽和趨勢相符。因此可以預測2020年每百戶城鎮居民空調器擁有量為190臺，屆時房間空調器的保有總量將達到4.2億臺。
2.4集中空調的發展前景預測
對集中空調的預測采取未來能源可供量倒推的預測方法，可得到如表3的結果。
表3我國公共建筑集中式空調制冷機組的發展預測
2010
2020
一次能耗可供總量（三種情景平均值）/億噸標準煤
21
29
建筑能耗所占比例
20%[1]
28%
空調能耗占建筑能耗的比例
40%[2]
40%
公共建筑空調系統一次能耗/億噸標準煤
1.01
1.81
空調冷熱源一次能耗/億噸標準煤
0.29
0.521
空調冷熱源耗電量/億kWh
782.5
1404.8
空調制冷機組裝機冷量/億kW
5.26
10.71
公共建筑總面積/億m2
50.8
80.6
單位面積裝機冷量/W/m2
103.6
132.9
燃氣空調裝機冷量所占比重
10.0%
15.0%
燃氣空調裝機冷量/萬kW
5263
16063
電制冷機組裝機冷量/萬kW
47371
91026
直燃機保有量/臺
29241
89241
電制冷機組保有量/臺
394754
758548
全國公共建筑集中式空調裝機冷量總計/萬kW
52634
107089
綜合以上預測結果，到2010年，我國公共建筑集中式空調總裝機冷量將達到1.5億冷噸左右，2020年總裝機冷量將增加到3.05億冷噸左右。
3民用建筑空調的發展對能源供應的影響
3.1建筑能耗在總能耗中的比例是經濟發展的晴雨表
所謂建筑能耗，是指建筑使用能耗，即維持建筑功能和建筑物在運行過程中所消耗的能量，包括照明、采暖、空調、電梯、熱水供應、烹調、家用電器以及辦公設備等的能耗。除非特別指明，現在一般提及的“建筑能耗”都是指使用能耗。
根據某些文章和媒體的報導，2001年我國建筑能耗在總能耗中的比例即已達到27.5%，與當年日本的此項比例（29.2%）相差無幾。并據此得出我國建筑節能的緊迫性。
一個國家或地區建筑能耗在總能耗中的比例，反映了這個國家或地區的經濟發展水平、氣候條件、生活質量，以及建筑技術水準。發達國家在進行能源統計時，一般按照四個部門分別統計：即工業（或產業，因為在發達國家農業已經產業化）、交通（在發達國家航空、城市軌道交通和私人汽車都十分發達）、商用（辦公樓、旅館、商場、醫院、學校）和居民（住宅）。一般可以把商用和居民兩項作為建筑耗能看待。比如金融、貿易、商業和咨詢等第三產業，幾乎沒有什么工藝能耗，但對于室內環境品質的要求卻越來越高，第三產業的主要能耗形式就是建筑能耗。商用部分的能耗實際就是第三產業的能耗，即建筑能耗。因此，發達國家的耗能部門實際上就是產業、交通和建筑三大家。
我國的能耗統計方式，并不是按照國際上通行的做法，而是按照行業統計。如果我們把批發和零售貿易餐飲業、生活消費和其他行業的能耗算作建筑能耗的話，那么根據中國統計年鑒，2001年的建筑能耗比例只有18.2%。如果再加上交通運輸、倉儲及郵電通訊業和建筑業的能耗，也只有26.9%，還是到不了27.5%。但很明顯，交通運輸的能耗帳無論如何也是算不到建筑使用能耗的頭上的。
另一方面，歐、美和日本都是第三產業（服務業）高度發達的國家，因此，它們的建筑能耗在總能耗中的比例除日本外都在30%以上。而我國則是一個處于工業化前期的發展中國家，城市化水平很低。2004年，我國城鎮化率達到41.8%，而1998年世界平均城市化水平即已達到47%。我國第三產業增加值占GDP的比重僅略高于30%，低于國際上同收入組別國家近20個百分點。因此，建筑能耗在總能耗中占較高比例的外在條件并不存在。
值得注意的是，最近幾年我國經濟結構是在向重型方面轉化。第三產業在GDP中的比例在2002年達到頂點之后，一路下滑。而第二產業比重在經歷多年平穩發展之后，從2002年開始反彈。我國已成為名副其實的制造業大國，鋼鐵、有色金屬、焦炭、水泥、彩電、冰箱、房間空調器等數十種產品年產量居世界第一位。2004年鋼產量達到空前的27279.79萬噸。但與此同時，我國生產噸鋼能耗比世界先進水平高出20～30%，中國超過10%的能源被鋼鐵業“吃”掉。在這種大背景下，我國建筑能耗不可能在總能耗中占有很高比例。
根據以上分析，筆者認為，我國建筑能耗在總能耗中的比例大致應在20%左右，其中10～13%是采暖能耗，7～10%是其他能耗。大致相當于日本在20世紀70年代的水平。
建筑能耗在總能耗中的比例，是經濟發展的晴雨表。從宏觀經濟角度看，建筑能耗的比例越大，經濟發展就越是合理和健康。
我國建筑用能還處在很低的水平，但有很大的增長潛力。以上海為例，2003年上海人均耗電量為5245kWh，是2002年經合組織（OECD）國家人均水平的65.2%，是世界人均水平的2.21倍。但上海人均生活耗電量只有617.62kWh，占總耗電量的11.8%，約為同年香港人均生活(住宅)耗電量的44%。上海家庭平均人口數為2.8人，2003年上海家庭平均年用電量應為1730kWh，而1997年美國家庭平均空調用電量就達到1555kWh。因此，住宅能耗的增長是一種必然的趨勢。另外，我國現在的依靠低勞動力成本、高資源消耗、高資本投入、沒有附加價值的傳統制造業的經濟結構是不可持續的。我國不可能一直停留在目前這種工業化初期落后的經濟結構中。中國要和平崛起，必須向新型工業化社會過渡，必然會像當今的發達國家一樣，產業結構的重心將從工業轉到服務業和現代制造業；能源消費結構也將從工藝過程能耗轉到保持環境的建筑能耗中來。因此，隨著經濟結構調整和人民生活質量的提高，建筑使用能耗在全國總能耗中比例的增加是必然的趨勢，也是我國經濟健康發展的重要標志。建筑節能的目標是提高建筑物對能源直接使用的效率，用少許增加的能耗滿足大量增加的需求；同時盡量減少間接能耗和無謂的浪費，將有限的資源用到建筑使用過程中，創造更好的人居環境。
3.2民用建筑空調是形成電力尖峰負荷的主要因素
2003年以來，在我國經濟高速發展的拉動下，能源和電力的需求快速增長，大部分地區出現電力供應緊張，26個省區存在不同程度的拉閘限電。盡管從2000年開始，我國僅用5年時間，發電裝機容量便從3億kW增加到4.4億kW，但能耗（電耗）增長的速度更快。從2002年到2003年，我國GDP增長9.1%，而電力消費卻增長了16.5%。
有人把電力緊缺歸咎于我國民用建筑空調的超常規發展。這是混淆了電力和電量的概念。根據筆者在上海的調查，盡管上海住宅空調的普及率（96.8%）已經超過了美國（72%,1997），但居民使用空調的時間全年平均僅為800～900小時，也就是說，盡管空調用電開支在家庭能源開支中占了最大比例，但總體消耗的電量并不很大。這種低水平消費主要是由于我國居民經濟水平還不高。因此，在城市或地區全年電力消費的尺度上，民用建筑空調并不是“耗電大戶”，但卻是造成夏季（冬季）電力負荷高峰的主要因素之一。由于民用建筑空調使用的季節性、間歇性和不穩定性特點，造成夏季供電峰谷差的進一步拉大，形成對電網安全的潛在威脅。圖4的尖峰負荷與最高氣溫的關系曲線很清楚地說明了這一點。在上海，當氣溫在33℃以上時，每升高1℃，電力負荷將增加12.7萬kW（工作日）。同樣，在北京市也有非常相似的情況，當氣溫在32℃以上，每升高1℃，電力負荷增加12.9萬kW。
日益增長的空調用電負荷已經造成了城市電網難以承受的高峰用電負荷及巨大的電力缺口（2005年估計為2500萬kW）。這種電力供需之間結構性的矛盾成為我國國民經濟發展的瓶頸，制約了國家的經濟發展和人民生活質量的提高。
2000-2003年，國內空調器銷售量的年平均增長率高達47.65%，而同期我國發電機組裝機容量的增長率只有6%左右，遠遠低于房間空調器銷售量的增長速度。我國的住宅空調產品形式單一，無論是窗式、分體壁掛式還是集中式，幾乎全部是電力驅動。致使房間空調器（國內銷售）的裝機電力占發電機組裝機容量的比例已經高達10%。
圖5北京市近年來夏季最高電力負荷和空調電力需求的增長
從圖5可知，北京市的空調電力需求的比例逐年提高。2001年至2003年，北京市居民生活用電量增長了29%，占全社會用電總量的比重也持續攀升至17.32%。2001年，北京市居民生活用電量為542739萬kWh，2003年則增至700726萬kWh，增幅高達29%。同時人均年生活用電量也大幅增長，2001年人均年生活用電483.57kWh，2003年則達到609.96kWh，增幅為26%。
3.3民用建筑空調的能源需求預測
根據我國電力發展規劃，可以預測，2010年全國每百戶城鎮居民空調器擁有量為125.8臺，所形成的裝機電力占全國發電裝機容量的28.7%。到2020年，每百戶居民空調器擁有量將達到190臺，占全國發電裝機量的比例為37.4%。
2004-2020年間，電驅動制冷機組的產量年均增長速度保持在41%，2010年我國電制冷機組保有量約為39.5萬臺左右，2020年將達到76萬臺。可知，從2010到2020年，我國公共建筑集中式空調的電制冷機組的裝機電力將由1.01億kW上升到1.78億kW，在全國發電機組裝機電力中的比重將從2010年的16.2%上升到2020年的19.8%。空調電力制冷機組的耗電在電力消費總量中的比重將從2.66%上升到2.89%，由此造成公共建筑集中式空調系統用電量在電力消費總量中的比重將由9.3%增加到10.1%。
如果國家繼續推進當前鼓勵發展燃氣空調的政策，并假定2010年和2020年直燃機的裝機冷量分別達到當年空調機組裝機總冷量的10％和15％，則2010年，我國直燃機總保有量約為2.9萬臺，全國直燃機總的天然氣用量將達到29.6億m3，占全國天然氣總用量的2.4%；而到2020年，直燃機總保有量將達到8.9萬多臺，直燃機總的燃氣用量將進一步增加到90.3億m3，占全國天然氣總用量的3.4%（見表4）。
表4發展燃氣空調對我國能源供應的影響預測20102020
直燃機裝機冷量所占比重10.0%12.5%15.0%15.0%17.5%20.0%
直燃機裝機冷量/萬kW526365797895160631874121418
直燃機保有量/萬臺2.93.64.48.910.411.9
電制冷機組裝機冷量/萬kW473714605544739910268834885671
電制冷機組保有量/萬臺39.538.437.375.873.671.4
公共建筑空調電制冷機組裝機電力/億kW1.051.020.991.781.731.68
發電機組裝機容量/億kW6.56.56.5999
占發電機組裝機容量比重16.2%15.7%15.3%19.8%19.2%18.7%
公共建筑空調電制冷機組耗電量/億kWh704.2684.7665.11194.01158.91123.8
全國總用電量/億kWh264352643526435413034130341303
電制冷機組耗電量占全國用電總量比重2.66%2.59%2.52%2.89%2.81%2.72%
節省的空調裝機電力/萬kW117014621754357041654760
節省的電力投資/億元130116271952397146335295
直燃機燃氣用量/億m3/年29.637.044.490.3105.4120.4
全國總天然氣需求量/億m3125412541254265326532653
直燃機天然氣用量占總用量比重2.4%2.9%3.5%3.4%4.0%4.5%
4應對措施和政策建議
隨著我國經濟、城市建設和人民生活水平的提高，建筑空調將有更大的發展。我國是世界上熱量帶最多的國家，東部地區與世界上同緯度地區相比，夏季偏熱，冬季更冷。在我國人口稠密的城市，室內既需要冬季采暖，也需要夏季供冷。當一個城市或一個地區的人均GDP在4000～4500美元時，住宅空調將普及。住宅空調將從奢侈型消費品變成普及型必需品，完全脫離“家電”屬性，成為建筑物的基礎設施之一。我國以重化工業為主的經濟結構是不可持續的，第三產業在城市產業結構中的比重一定會逐步增加。為提高生產率，第三產業必須為建筑環境消耗能量，使用空調，夏季供冷、冬季供暖。總之，民用建筑空調是經濟發展到一定階段人們必然的需求。從現代能源管理的思想出發，不應該也不可能去抑制這種需求，而只能因勢利導，用經濟與技術手段引導人們合理消費，開源節流，盡力滿足這種需求。
所謂“開源”，就是在提倡適度消費與節約能源的前提下，提倡民用建筑空調能源的多元化，充分利用低谷電、淡季氣和可再生能源，從時間上與空間上去挖掘“能源供應”的潛力。例如發展蓄冷技術、利用天然氣的燃氣空調、熱電冷聯供技術和分布式能源技術；同時積極研究開發利用可再生能源和“未利用能源”的制冷空調技術。所謂“節流”，就是改進制冷空調產品，提高能源效率，實現環境友好。
4.1蓄冷空調
對蓄冷空調的電費價格體系是推進蓄冷空調技術發展的關鍵。目前大多數電力公司(或供電局)推行了分割式三段制分時電價，其中的高峰時段集中在上午8:00～11:00，以及傍晚到夜間的18:00～21:00，使辦公樓與大型商場這兩類商業建筑的空調冷負荷高峰時段（下午）被劃入了電費的平段時間。導致大部分蓄冷量在非高峰用電時段的下午釋放掉，對轉移夏季高峰用電負荷并沒有起到有效作用，而且也不能使用戶從分時電價政策中獲取最大利益。上海市從2005年夏季開始將空調負荷高峰時段13:00～15:00劃入高峰電價時段，同時對用戶的電力最大需求MD提高收費標準（30元/kW·月），這些政策都有利于蓄冷空調的推廣。
除了峰谷電價的比值之外，低谷電價的絕對值也有很大影響。如果低谷電價能夠跌破購電成本的底線（比如降到0.20元/kWh以下），相信會極大地推動蓄冷空調的發展。而這一底線恰是某些電力公司前幾年在電力富余時推銷電鍋爐和電采暖的促銷價。
2004年，我國已經批準開工的電站項目達6110萬千瓦。以每kW電站投資6000～7000元計算，需要投資4000億元。如果少建10%，就可以節省400億元，再將其中的10%即40億元投入對蓄冷空調的補貼（200元/kW），可以轉移2000萬kW空調高峰冷負荷。理想情況下可以轉移電力負荷600萬kW，恰好相當于少建10%的電廠。這樣，電力部門實際節約了投資360億元。而用戶除了這部分補貼，還要投入160億元去建設2000萬kW的蓄冷裝置。但因為有了補貼，用戶可以較快地在3～4年時間里從分時電價的差價中回收這部分投資。實現電力公司和用戶的雙贏。
4.2燃氣空調
影響燃氣空調發展的瓶頸是天然氣價格。制訂燃氣空調用氣價格的依據，應該是使燃氣空調的壽命周期成本能與電力空調持平或略低，從而使用戶能實實在在地受益，也才能鼓勵用戶使用燃氣空調。定義電力與天然氣的比價：
這一比價越大，表明燃氣空調的年度等額壽命周期成本與電力空調相比，經濟性越好。國際上電力與天然氣比價一般約為4:1左右，但我國長期以來該比價偏低，因而制約了燃氣空調市場的開發。
值得注意的是，2005年初，北京、上海等城市均出現天然氣供不應求的局面。據統計，2004年北京市共消耗天然氣25.4億m3，2005年預計將消耗33億m3，超過市政府30億m3的預算，也超過了陜京管線28億m3的供給量。上海市預計2005年的天然氣使用量將達到20億m3，但目前落實的氣源僅16億m3（其中包括西氣10億m3和東海氣田6億m3）。在這種嚴峻形勢下，北京和上海均開始限制冬季天然氣鍋爐的發展。但是，對任何一個燃氣空調用戶，不可能只在夏季用天然氣供冷而不在冬季用天然氣采暖。從總量來說，發展燃氣空調用戶可以起到填平夏季天然氣低谷的作用，但同時還會增加冬季天然氣的高峰。因此，需要研究天然氣冬季的削峰措施。燃氣供應部門，要研究夏季儲氣措施和冬季可中斷用戶的政策。而暖通空調行業，也要研究季節蓄能的燃氣熱泵技術以及能燃用水煤漿和煤層氣的直燃機技術。
4.3熱電冷聯供
在阻礙建筑熱電冷聯供技術在我國發展的諸多政策問題中，最突出的是多余電力上網的問題。因為用戶所需要的熱量/冷量與用電量是隨著季節、氣候甚至白天與夜晚等因素隨時在變化，而建筑熱電冷聯產設備一經確定之后，其正常運行時的供熱/供冷量與發電量的比例（即熱電比）是大致不變的，所以總是會有富余的電能或者熱能產生。為了解決多余電力的問題，最簡單、最直接的解決方案就是允許分布發電的多余電力上網。
根據我國目前實行的《供電營業規則》，如果電力用戶自行發電需要并網，其并網的發電機組必須接受電網的統一調度，而且熱電冷聯產系統的上網電價要采用競價上網方式，沒有任何優惠。建議將分布式能源電力上網按“綠電”看待。參照對風力發電的優惠政策，電網收購價應在0.40元/kWh以上。
阻礙建筑熱電冷聯產發展的另一個政策問題是天然氣的價格。與上節“發展燃氣空調的政策建議”相仿，各地應根據當地電價，將電力/天然氣比價調整到4.9:1左右。
目前，各種建筑熱電冷聯產的原動機設備國內基本上都不能夠生產，完全依賴進口，因此實現熱電冷聯產的一次投資很大。建議對建筑熱電冷聯產系統的投資者做政策性投資補貼，該補貼相當于設備投資的10%左右，使得熱電冷聯產系統的等額年度壽命周期成本能夠與常規空調冷熱源相比。
從中期發展來看，應積極發展利用燃料電池的建筑或區域熱電冷聯產系統。燃料電池的應用主要有兩種方式：①移動式（作為汽車動力）；②固定式（又稱“站式”，用于樓宇熱電冷聯供）。我國目前把主要的研發力量投入到前者。但燃料電池汽車由于一些技術瓶頸，難以在短時間內普及。而建筑熱電冷聯供所使用的燃料電池是將天然氣改質制氫，不需要直接利用氫氣；由于是固定式（站式）使用，省去了許多移動式應用中的麻煩（例如對體積、重量的限制）。所以，燃料電池作為分布式能源應用，相對更容易形成商業化。建議優先發展利用燃料電池的建筑熱電冷聯供技術，盡快建成一批示范性工程，應用在2008年北京奧運會項目和2010年上海世博會項目中。
4.4選擇較高能效等級的空調設備
作為重要的“節流”措施，我國經濟發達、資源缺乏的城市，可在2005年開始實施的《房間空氣調節器能效限定值及能源效率等級（GB12021.3-2004）》、《單元式空氣調節機能效限定值及能源效率等級（GB19576-2004）》和《冷水機組能效限定值及能源效率等級（GB19577-2004）》等三個標準中，選擇較高的能效等級作為市場準入條件。
根據測算，上海市如果對冷水機組采用比我國《公共建筑節能設計標準（GB50189-2005）》中的強制性標準提高一個等級，可以產生很好的節電降峰的效益。僅每年新增的冷水機組便可以降低電力峰荷需求6～8萬kW，用戶也可因此減少電費14％左右。以平均電價按0.75元/kWh計算，每年可以節約電費2800～3600萬元。
5結論
我國是世界上最大的房間空調器生產國，同時也是世界上最大的冷水機組市場。我國又是世界上房屋建筑建設規模最大的國家。根據世界銀行的預測，到2015年，全世界新建筑的一半將出現在中國；中國城市商用和居住建筑中的一半將是在2000年后建造的。因此，我國民用建筑空調還會有很大的發展。當前我國的能源緊缺，確實是對制冷空調業的嚴峻挑戰，但同時也是推進制冷空調行業科學、健康、協調、持續發展，使中國從制冷空調大國發展成為制冷空調強國的最好機遇。
1前言
眾所周知，能源問題是當前世界各國普遍重視的問題。在全世界總的能源消耗中，建筑能耗約占25%~40%。近年來，我國的建筑節能工作已進入全面實施階段，隨著一系列關于建筑節能的國家法規及地方標準的頒布和實施，整個建筑行業從業人員不僅從觀念上對建筑節能有了一定的重視，而且在具體工作中取得了一定成果。使建筑節能在理論研究和實踐操作上均獲得了一定效果。但是，與世界發達國家相比，還有相當大的差距。關于建筑節能，我們尚有許多工作要做。
同時，隨著我國的社會和城市建設到了一個飛速發展的時期，人們開始對影響我們工作、生活的一個重要問題——噪聲問題投入更大的關注，噪聲問題已經成為可持續發展戰略中的一個重要環節。從我國目前的整體狀況來看，我國的建筑聲環境長期以來未能得到應有的重視。而建筑噪聲控制工作在整個建筑行業中也處于起步階段，往往是建筑噪聲出現后，進行噪聲治理，而對于建筑噪聲的防護和控制，雖有一定的理論研究成果和方法。但在實踐操作上并不普及。
本文試淺談在夏熱冬冷地區（以湖南地區為例）建筑設計中綜合考慮建筑節能與建筑噪聲的一些技術手段，借此對建筑節能與建筑噪聲控制的實踐操作產生積極的現實意義和實用價值。
2從理論上談談建筑節能與建筑噪聲控制的原理和措施
節能方面，湖南省屬于夏熱冬冷地區，不論從冬季保溫還是夏季隔熱方面，建筑能耗構成主要是通過圍
護結構（墻、屋頂、樓板、門和窗）的傳熱及空氣滲透。關于圍護結構的傳熱，與圍護結構的傳熱系數（K[W/m2·K]）緊密相關，而解決空氣滲透在于增強建筑的密閉性，密閉主要是在門窗這一塊，門窗要有很好的氣密性。噪聲控制方面，主要考慮建筑圍護結構的隔聲，為使所設計建筑達到允許的噪聲標準，必須使圍護結構具有足夠的隔聲性能，以防止來自外界的噪聲干擾。同時，建筑的密閉性對建筑隔聲也有明顯的影響，墻體等圍護結構上的孔洞（例如門窗縫隙等）會使其隔聲性能明顯下降。
因此，在建筑圍護結構中采用傳熱系數較低而又可提高圍護結構隔聲量的材料（例如離心玻璃棉等）或構造，可取得節能和隔聲兩方面的效果。另一方面，雖然增強窗的氣密性與減少圍護結構的孔洞、縫隙面積是不同的概念，但是，對建筑密閉性的要求使其在構造上具有某些相近的措施。
其他某些建筑設計相關方面，例如建筑綠化也同樣在節能和隔聲兩方面有著積極的含義和作用。建筑綠化可起改善局部熱氣候；調節空氣濕度；降低城市噪聲污染；防止灰塵侵襲等作用。
由此可見，在建筑設計中采取某些綜合考慮建筑節能與建筑噪聲控制的技術手段從理論上說具有可行性及現實意義。本文綜合考慮的途徑主要從圍護結構的材料和構造方式上著手，并思考建筑綠化的作用。下面從具體細節上討論。
3可綜合考慮節能和隔聲的圍護結構
可綜合考慮節能和隔聲的圍護結構主要有外墻，外門、窗等，下面談談在這些圍護結構的構造和材料的選取上具體如何兼顧節能和隔聲。
3.1外墻。現階段湖南地區建筑外墻以240厚粘土空心磚為主，分層增加約20~60厚膨脹聚苯板或聚苯顆粒保溫砂漿等材料形成外墻保溫構造以滿足整個建筑節能設計要求。而磚墻本身面密度大，隔聲較好，240厚磚墻雙面抹灰的計權隔聲量達到54.5dB，完全能滿足建筑隔聲要求。但建筑外墻有提倡使用加氣混凝土砌塊的趨勢，這種材料雖導熱系數較低，約0.2~0.3，可很大程度上降低墻體傳熱系數。但其隔聲性能不如磚墻，200厚加氣混凝土墻雙面抹灰的計權隔聲量為44.5dB，這與其面密度有關（質量定律）。此時，若只采用200或240厚加氣混凝土砌塊外墻自保溫則可能在某些情況下難以達到隔聲要求，須采取增加其他材料或設空氣層等構造措施來提高隔聲量。在設計中應注意此類情況。
3.2門窗
3.2.1外窗
a.窗墻比：不同朝向的窗墻比的大小對能耗有很大影響（由于外窗的傳熱系數一般來說比外墻小很多，影響護結構的綜合傳熱）。隨著窗墻面積比的增大，外窗的傳熱系數要求更小，以達到相近的節能效果。不同朝向、不同平均窗墻面積比的外窗傳熱系數見表1。
同樣，窗墻比對護結構的綜合隔聲能力也是有很大影響的。窗戶的隔聲性能不好，如果窗戶的面積不大，隔聲性能與窗面積大、隔聲性能非常好的窗幾乎差不多（見表2）。
由此可見，在適當范圍內減小窗墻比可使節能和隔聲均更易滿足要求。
b.窗體材料：節能方面，湖南地區窗框材料木、塑料、斷熱鋁合金優于鋼、鋁合金（見表3）。但木、塑料非現代建筑所青睞，斷熱鋁合金由于造價較高，使得鋁合金成為應用最為廣泛的窗框材料，同時采用復合層玻璃（如中空玻璃窗）等方法提高窗的節能效果。
隔聲方面，同濟大學聲學研究所對于不同的窗框材料的隔聲性能做了測試，可從其實測結果得出結論：鋁合金窗框與塑鋼窗框在1KHz以下，兩者隔聲量基本接近，但鋁合金窗框在中高頻隔聲性能優于塑鋼窗。而關于玻璃，我們知道可以單純增加玻璃厚度來提高隔聲量。但在實際應用中，往往使用復合層玻璃來替代，可以取得窗扇重量大為減輕的優點。在隨復合層玻璃的變化，隔聲性能的數據對比中，可以得出一個很有實用意義的結果，即在玻璃+空氣層+玻璃的復合層中，單層玻璃的厚度宜控制在4~6mm，空氣層厚度約在10mm左右。經過對比，若節能設計時的采取相近的中空玻璃參數，可以取得節能和隔聲兩方面的效果。
c.雙層窗：雙層窗對節能和隔聲都有利，雙窗的間距受到建筑物外墻厚度的限制，可供采用的間距一般為10cm左右。實驗測量表明，雙窗間隔10cm的計權隔聲量為33dB。在雙窗間隔作吸聲處理后，其隔聲量達36dB。隔聲效果較好，而雙層普通玻璃窗的節能效果可見表3，而從造價來說，雙層窗的工程造價約為復合玻璃窗的50%。
3.2.2住宅外門及陽臺門
湖南地區住宅外門及陽臺門在節能設計中可采用多功能戶門（具有保溫、隔聲、防盜等功能）及夾板門等。夾板門一般中間填充玻璃棉或礦棉等作為保溫材料，而玻璃棉或礦棉等同時也是吸聲材料，節能設計中應用較多的如：雙層金屬門板，中間填充15mm厚玻璃棉板，可考慮適當增加填充厚度來提高隔聲量。而門的密縫處理對于門的隔聲也有很大影響，在防止空氣滲透上也能起一定作用。
4建筑綠化
建筑綠化在節能上的含義及作用已是眾所周知的，而利用綠化減弱噪聲，也是常用的噪聲控制方法。
4.1節能方面，綠化可以調節溫度，尤其是降低夏季溫度，樹木枝葉形成濃蔭可以遮擋太陽輻射和地面、墻面和相鄰物的反射熱。經過測試，夏季林地及草坪的氣溫與普通場地氣溫比較，平均降溫值約為2.5~3℃。而西墻外有綠化的房間的室溫低于無綠化的房間約3℃，同時在11~16時段內的升溫速率有綠化房間也明顯優于無綠化房間。不同的建筑綠化布置方法對節能均能起到一定效果。如：臨街綠化，樓間綠化，樓旁綠化，建筑本體綠化等。
4.2減噪方面，在噪聲源與建筑之間的大片草坪或是種植由高大常綠喬木與灌木組成的足夠寬度且濃密的綠化帶，是減弱噪聲干擾的措施之一。值得注意的是，運用綠化來防止和減少噪聲對建筑的干擾時，應考慮到噪聲的衰減量隨植物配置方式、樹種及噪聲的頻率范圍的變化而變化。一般來說，綠化對于低頻噪聲的隔聲能力優于高頻；混植林帶的隔聲能力優于純植林帶；而植物本身的吸聲能力，一般以葉面粗糙、面積大、樹冠濃密的為強。在建筑綠化布置方法上，臨街綠化對減噪的作用較大。在道路邊設置1.8~2.4m寬的灌木綠帶+6m寬的大喬木綠帶，其隔聲量可達8~10dB。
湖南地區的植物基本屬于常綠植物，以香樟最為常見，香樟屬于常綠喬木，一般來說，可形成濃密的樹冠及濃蔭，在建筑綠化中以香樟與灌木綠帶的結合布置較為普遍，設計得當，在節能與減噪方面均能產生效果和作用。
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針對具體建設項目編制質量控制方案，方案要抓住質量控制點，重視事前控制，有可操作性;五方主體共同組建質量控制團隊，各專業人員配備合理，能密切合做;在項目建設過程中，一定要嚴格執行有關建設程序，始終堅持先勘察后設計再施工的原則，避免出現邊勘察和邊設計以及邊施工現象的發生。同時實施分段質量控制管理，避免因為返工導致質量下降，出現工期延誤和造價提高等問題。
1．2嚴格控制材料與設備質量
應該深入施工現場，針對各種材料與設備實施嚴格質量檢驗，利用數據說話，絕不可應用不合格產品。現階段，建材市場中存在大量偽劣產品。對此，若想保證工程建設質量，就一定要嚴格控制材料與設備質量。對于工程建設項目而言，一般情況下會應用許多建筑材料，比如鋼筋和水泥等，提升工程建設質量，就一定要加強應用材料的管理，唯有合格的材料才可以應用在工程建設項目中。
1．3加強工序質量控制，建立質量控制點，對質量完成嚴格檢查
工程建設項目的施工階段直接決定著工程的整體施工質量，因此其是質量控制管理的重要階段。各個項目在開工之前，一定要明確項目責任班子與現場代表，對圖紙進行嚴格會審。在進行施工時，若是發現質量存在問題就一定要進行及時修改，一般狀況下，需要定期實施一次質量檢查，各道工序必須進行有效檢查，同時要求各方相關負責人參與，針對檢查過程中存在的問題一定要及時整改，若是未進行修改或是整改后難以滿足需求的，不可以進入下一道工序，從而有效提升施工質量。另外，以工序質量控制管理作為核心，創建質量控制點，主要指各道工序一定要實施嚴格質量檢查，不可馬虎大意。并且對施工質量進行評價，可以確保工程施工質量。針對施工驗收并未滿足標準需求的項目，一定要進行返工，且不可進入下一道工序，尤其是基礎和主體工程，而且其它相關項目也必須進行嚴格的質量管理控制。
2工程建設過程中施工工期控制管理
在施工之前，承建商一定要深入分析設計圖紙，對施工現場進行勘察，依據流水施工方式制定切實可行的施工進度計劃表。由于工期的長短嚴重影響承建商社會效益與經濟效益。因此承建商必須有效加強施工工期的控制管理，從而合理縮短工期。為了可以有效控制管理施工進度，承建商相關技術工作人員必須制定具體、科學的施工精度計劃表，同時嚴格依據施工進度計劃表進行施工，同時建設企業必須要有效配合承建商，不斷督促承建商依據合同相關要求及時籌劃建設成本，不可以由于資金不到位嚴重影響工期。近些年來，大部分工程建設項目由于資金存在問題而發生設計變更等現象，直接影響施工工期，導致承建商難以依據施工進度計劃表進行施工。而縮短施工工期不但為工程建設項目的提前應用創造了可能性，還可以在一定程度上提升施工企業的經濟效益。對此，一定要制定科學、切實可行的施工進度方案，加強施工技術管理與質量管理，防止因為技術和質量問題嚴重影響施工進度，尤其是基礎性工程與支護工程。對此設計單位與承建商以及建設企業等完成磋商，加強施工方案和施工方式等的深入研究，從而選取安全可靠以及節省成本的施工方案。除此之外，還應該加強材料供應和機械設備管理，從而確保施工正常進行。
3工程建設過程中的成本控制
施工單位投標報價主要依據設計施工圖紙編制，若是施工圖紙設計不健全，在投標報價中會產生很多暫估價，在施工過程中會發生很多變更，都會導致工程量發生變化，進而造成工程造價發生較大的波動。在進行工程結算時，導致造價提高的要素比較多，除去設計變更外，工程簽證也是導致工程造價提高的重要因素，所以一定要嚴格簽證制度，嚴格審核簽證的必要性、真實性，施工單位為追求最大的利潤，在工程索賠上會下很大的功夫，所以對于工程簽證一定要嚴把關;針對價格變動相對比較大的建筑材料應該在購買前征求設計與甲方的認可，同時由建設企業簽證價差之后才可以購買。工程建設過程中工期、造價以及質量是工程的核心要素，若想保證質量、縮短工期、降低，就一定要科學處理各方之間的關系。在工程建設采用總承包狀況下，甲方和乙方關系并非是單純的雙方關系，身為甲方不僅要保證工程建設質量，還應該為承建商經濟效益考慮。同時乙方不但要提升自己的經濟效益，還必須提升工程質量，建設優良工程，從而提升自己聲譽。因此，甲方和乙方處理問題過程中應該相互理解。
1概述
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業要求的重要部分。在電力管理發展過程中，原來以拉閘限電為目的的負荷控制正逐漸向用電管理方向過渡，電力企業為提高供電質量和服務水平，需要有一套完善的用電側電能管理系統，對與用戶直接相關的低壓電網運行狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網運行的情況，適時根據供電需求的增長調整電網負荷，及時發現和定位電網故障，發現異常供電和異常線損，杜絕供電隱患。低壓配電監控裝置是整套用電側電能管理系統中的最重要的一個環節，它一般以低壓網中的配變為監測對象，使電力部門及時了解設備運行狀況，為線損分析、負荷預測、電壓合格率、配電規劃等提供科學的依據。
2配電監控裝置在用電側電能管理中的應用
長期以來，低壓配電網絡一直是供電系統運行可靠性的薄弱環節之一，一些配電變壓器和配電線路因過載發熱、線損率高、電壓質量合格率低等，既容易燒毀設備，也容易危及低壓電網安全可靠運行，而這些故障卻常常被人們忽視，為此，原能源部規定各基層單位要定期上報電壓質量合格率和作配電網的可靠性統計，并在"用電管理信息技術規范"中明確提出要掌握配電網絡負荷情況及重點用戶的年、季、月、日各種負荷曲線等重要信息。但多年來，由于低壓配電網絡缺乏這方面的自動化檢測手段，一般都在每年或每季的幾個典型日，由工作人員用鉗式電流表逐個測量配電裝置負荷的簡單方法，結果是費時費工，既不能反映真實情況，也不能解決實際問題。為此，研發、推廣一系列低壓配電網絡的監控裝置儀表是十分必要的。
2.1配電監控裝置硬件構成與工作原理
該類儀表的系統構成一般由電源模塊、數據采集模塊、數據處理及控制模塊、顯示模塊、CPU模塊和通訊模塊五大部分組成。模塊化的設計使得該系統結構簡單、便于維護與升級。儀表在工作時，對低壓配電房內低壓配電柜的三相電壓、三相電流分別取樣后，送到放大電路進行緩沖放大，再由A/D轉換器變成數字信號，送到CPU進行處理，CPU將處理過的數據根據需要送至顯示部分、通訊部分等數據輸出單元。
2.2配電監控裝置的功能描述
(1)測量、顯示及存儲功能：
在工作中，配電監控裝置對低壓配電柜內的各種電壓、電流進行采樣后，經過計算模塊，將電流、電壓、頻率、有功和無功功率、功率因數、電能量、環境溫度等各類數據傳輸給CPU或DSP，進行數據處理，這樣最終得到的電網狀態信息將會通過顯示模塊反映給工作人員進行數據的讀取，對于那些需要存儲的數據，系統會將其存儲在大容量的存儲器中。
(2)數據的現場采集及遠程通訊功能：
目前，這類儀表除了可以利用手抄機對測量所得數據進行手工抄表外，一般還可以擴展各種通訊接口，支持RS232、RS485、ISDN等多種通訊協議，從而實現了數據采集效率更高、操作更簡單。隨著USB技術的日漸成熟，利用電子盤進行數據的現場采集已經成為可能。這種方式具有傳輸誤碼率低、采集速度快、成本低廉等優點，比較適合于目前我國電力系統的需要。在實現數據的遠程通訊方面，可以利用監控裝置的RS232、RS485通訊接口與光端機聯系，通過光纖實現數據的遠程通訊；還可以在監控裝置表內置一個modem通訊模塊，通過固定電話網絡撥號連接的方式訪問監控裝置，進行遠程數據采集；更新的技術是在監控裝置內置GPRS通訊模塊，使監控裝置成為一個GPRS終端，管理中心便可以利用移動通訊的GPRS網絡進行遠程數據采集。
(3)停電抄表和電路保護功能：
在停電或設備電源模塊發生故障時，工作人員仍然可能需要對測控儀數據存儲器進行讀取操作，因此監控裝置應設有備用電源接口，從而實現測控儀存儲的數據在任何時候都可以供讀取。此外存儲器還應具備靜態存儲功能，保證在停電時，數據可以有效的保存在內部存儲單元，而不會丟失。測控儀應配置過流、過壓保護元件，可以對短路、過載或過壓狀況進行自動保護。
(4)動態無功補償功能：
在低壓配電網中，尤其對公用配變臺區，由于負荷的分散性和用電的不定期性等因素，決定了其三相電流及無功功率很難分配得完全平衡，在此方面，利用低壓配電監控裝置的動態無功補償功能，可實現對電容器組的智能投切。監控系統的控制軟件可以在配電網的多種接線方式下，通過中央處理器來控制電容器的投切開關，實現補償功能。當需要進行無功補償時，配變運行的三相無功電流及三相電壓輸入到無功補償控制器的模塊，無功補償控制器根據配變當時需要補償無功量，決定補償電容的投入或切除。
(5)數據綜合處理功能：
配電監控裝置還應具備配套的后臺管理軟件，幫助用電管理中心的工作人員對采集到的數據進行處理和分析。目前此類管理軟件的主要功能一般包括報表分析(日報表，月報表，年報表)；采集記錄數據的統計；電壓、電流等參數曲線的繪制；無功補償的電容器投切狀態分析等。
通過后臺管理軟件對數據的統計與計算，工作人員可以根據軟件分析結果，及時調整配電網的運行狀態，保證電網的安全運行。
2.3監控系統的控制軟件設計
配電監控軟件的設計一般包括兩個部分：配電監控裝置控制軟件和后臺管理軟件。本文重點介紹配電監控裝置控制軟件的設計流程和實現功能。系統的軟件設計部分遵循模塊化的設計方法，以便于調試。
系統復位以后，硬件電路便開始對電網數據進行采集，根據GB檢驗規范采集到的數據應該在規定范圍以內，CPU根據此標準來判斷數據是否達到規范，若采集數據不準確，程序返回到初始化部分重新開始。若這樣循環一定的次數，那么系統便會發出報警信號來提示技術人員檢修，否則，CPU便對得到的準確數據進行各種計算并存儲。接下來顯示程序便將準確的數據通過LCD或數碼顯示模塊顯示出來。系統監測到電網電壓、電流的不平衡，便會通過程序進行自動補償。這樣，一次操作完成后，程序便返回到采集部分，進入循環狀態，直到系統被重新復位。
3配電綜合監控裝置在用電側電能管理系統中的作用
隨著電力工業的飛速發展，電力供需矛盾發生了很大的變化，特別是隨著電力企業改革的進一步加速，如何利用高新科技手段來適應市場經濟，如何提高效率，降低成本，實現高效優質服務，已經成為實現用電營銷現代化的重要任務。利用現代化的配電監控手段對用電網絡進行實時監測與控制，可給用電管理提供直接的、便利的技術支持，為負荷預測、電網規劃、電力調度、用電營銷管理、營銷服務水平、用電檢查、電能計量管理等提供科學的分析依據。在此，我們把配電綜合監控裝置在電能負荷管理系統中的作用歸納為以下6點：
(1)為及時了解電力市場需求，合理進行電力資源配置提供了有效的數據資料。
(2)幫助電力企業更好地為客戶服務，從而制定長遠的營銷策略，提高電力資源的配置效率。
(3)利用遠程通信功能，可以推動用戶遠程抄表的普及工作。
(4)利用軟件管理系統，為配網管理系統提供實時的用戶用電信息，提高配網管理水平，為配網運行、維護和用戶接入提供分析、決策依據。
(5)配套使用的管理軟件，可以強化計量裝置的工況監視，防止竊電和因裝置故障而漏抄電量。
2系統架構與功能
2.1系統架構
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統包括拌和站生產數據采集模塊與數據分析處理平臺兩個部分。前端數據采集完成拌和機生產數據的采集，可在有線或無線網絡環境下完成采集數據的實時上傳，保證數據的實時性和準確性。數據分析處理平臺采用先進的軟件架構、工作流開發和數據庫技術，完成對拌和站生產數據整合、挖掘、分析和處理，有良好的系統兼容性，可與鐵路工程建設應用平臺無縫對接，完成上傳數據的分類、查詢、管理、統計、報警提醒和圖表展示，實現生產管理和質量監督功能，系統軟件界面友好、操作簡便、有效實用、安全可靠。
2.2系統組成
2.2.1前端數據采集模塊
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統的前端數據釆集模塊實現拌和機生產數據的實時采集，并根據拌和站現場情況利用有線或無線網絡完成數據上傳，將采集到的數據進行數據整合和挖掘，提取關鍵數據，將實時拌和的盤信息等原材料用量等信息關聯起來，形成拌和站生產圖表完成數據輸出，同時在數據分析處理平臺上進行圖形化展示。前端數據采集終端軟件現可支持多種拌和站設備廠家的數據庫，具有很強的兼容性，可運行在Windows操作系統的拌和站生產控制主機上，無需啟動，自動完成數據匹配、釆集和上傳功能，并與既有的拌和站生產系統不產生軟件沖突。
2.2.2數據上傳模塊
根據現場實際應用情況，大多數拌和站地處偏遠，連接有線網絡成本過高，因此多釆用無線GPRS網絡完成數據的實時上傳，為此，我們采用無線透傳技術來保證數據的安全性和不可篡改性，利用無線透傳設備DTU�研發出拌和站生產數據采集終端軟件，通過無線透傳技術完成數據傳輸。由生產數據釆集模塊釆集到的數據通過GPRS無線網絡上傳至后端數據分析處理平臺。在數據傳輸過程中采用數據加密方法，保證原始數據的安全性和嚴肅性。同時，現場檢測數據也將上傳至鐵路總公司的鐵路工程建設信息化平臺
2.2.3數據分析與處理平臺
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統通過后端的數據分析處理模塊實現對拌和站生產數據的整合、挖掘，從而完成拌和時間和原材料用量的動態監測、生產情況和超標情況的查詢統計、拌和站產能分析[3]、原材料誤差分析、數據圖表展示和安全預警等基本功能。該模塊為整個系統的關鍵組成部分，起到將拌和站生產數據充分利用轉換為可視化、信息化的輸出結果的重要任務。通過將數據與拌和站生產管理業務需求相結合，還可實現原材料進場管理、成本核算、人員管理、拌和車輛管理等擴展功能，全方位的鐵路工地拌和站的業務流程信息化、標準化，發揮信息化技術優勢，保證混凝土拌和質量。
2.3系統功能
鐵路工程對混凝土質量要求嚴格，其質量關系到工程建設的各個方面，是工程建設質量保證的基礎。因此，對拌和站生產過程的監測尤為重要，是保證施工質量和安全重要手段。鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統的應用滿足業務需求，系統利用無線傳輸和數據釆集、分析處理等信息化手段，為混凝土拌和生產過程的監測提供數據依據和支持。該系統具有如下功能：
2.3.1數據采集
系統前端數據采集模塊利用安裝在拌和機管理主機上的釆集終端軟件，對不同廠家拌和機數據庫進行讀取，實現對拌和機生產數據的采集。采集終端軟件可實現拌和機廠家、數據源、釆集時間間隔、目標主機和拌和站所在線路（包括：線路、標段、工區、站名和拌和機編號）的選擇。該終端軟件支持開機自動啟動、自動保存和斷點續傳等功能，可兼容30多家拌和機生產廠家的拌和機數據庫，軟件運行與拌和機生產環節無沖突，應用效果良好。
2.3.2數據上傳
前端數據釆集終端軟件獲得的數據通過無線透傳模塊DTU上傳至后端數據分析處理平臺。DTU模塊內置無線上網卡，通過無線網絡對釆集到的數據進行實時傳輸，并實現數據的斷網續傳，整個傳輸過程通過密鑰進行加密，確保數據的嚴肅性、安全性和實時性。
2.3.3動態監測
實現對拌和時間、拌和材料用量的監測，通過柱狀圖和折線圖更直觀、更形象的展示拌和時間和材料用量的走勢，當監測麵纖規定閾值時啟動短信報警功能，獨碰雜差信息，便于統計分析和比較。
2.3.4統計查詢分析
統計分析包括產能分析、拌和時間查詢、拌和材料查詢、材料誤差分析功能，分別通過產能分析圖、拌和時間走勢圖、材料用量走勢圖、材料誤差走勢圖與相關記錄結合展示。
2.3.5權限管理
支持對鐵路總公司、建設單位、監理單位、施工單位等參建單位的不同職責進行權限的分配；支持功能權限和數據權限的賦權管理，實現不同資源控制的組和式訪問控制與授權管理。
2.3.6數據圖表展示
依照國家、行業等標準規范，對動態監測的拌和時間、拌和材料用量、產能分析和材料誤差分析等進行圖表的輸出展示，包括柱狀圖、餅狀圖和數據曲線圖等形式。
2.3.7原材料進場管理
系統可實現原材料進場管理擴展功能，對混凝土拌和所需原材料如水泥、粗骨料、細骨料、粉煤灰、外加劑的產地、生產廠家、重量、規格、級別、進場時間、質量情況、抽檢復試情況等進行管理,從混凝土生產源頭嚴抓質量，保證安全。
2.3.8成本核算
系統通過對鐵路工地拌和站生產環節的過程控制，結合原材料的進場和使用情況，實現拌和站成本核算功能，作為拌和站信息化管理的擴展功能，具有非常現實的意義[4]。成本核算包括拌和站生產過程基本信息的管理；各種原材料和輔助材料（如動力能源材料）的統計和明細；生產設備、生產用車、設備配件、低值易耗品和設備外修的統計和明細，結合拌和站生產業務相關標準，實現對拌和站生產成本的核算功能。
2.3.9安全預譬
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統的后端數據處理平臺還具有安全預警功能，釆用分級報警模式，針對原材料用量的超標，將線路名稱、標段名稱、拌和站名稱、盤信息和預警日期等內容以手機短信的形式通知相關人員[5]。采集到的拌和站生產數據經過系統的分析統計，對于拌和時間、原材料用量、產能分析和原材料用料誤差等內容，會同相關技術人員進行專業技術分析，對于超標值特別大的異常數據，還將進行遠程專家會審，通過專家鑒定得出結論，釆取進一步的現場控制和施工安全問題的處理。
2.4系統創新點
(1)釆用先進的軟件架構和工作流開發技術
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統基于SOA服務模式，采用插件組件開發、云計算、大數據分析等先進技術，符合鐵路工程建設信息化整體框架要求，能與鐵路工程建設數據和應用平臺無縫對接和上傳數據；采用監控組態開發技術，面向對象的動態圖形開發技術，實時和歷史數據的記錄和趨勢圖形化展現技術，高性能的I/O設備驅動接口開發技術。各功能模塊子系統可靈活組合，滿足不同鐵路工程建設的各種應用需求。
(2)實現質量監控和生產管理集成一體化
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統實現針對鐵路總公司、建設單位、監理單位等質量監控功能以外，還開發針對施工單位拌和站混凝土生產的管理功能,包括原材料進場管理、生產調度管理、成本核算、施工日志管理、人員管理以及攪拌車的車輛管理等功能，實現拌和站質量監控和生產管理集成一體化。
(3)實現拌和站數據管理手段多樣化
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統的質量監控數據采集釆用拌和機數據庫讀取和原材料儀表傳感器釆集等信息釆集方式’方式靈活、真實可靠[6]。
(4)建立拌和站數據信息處理和交互統一平臺
建立拌和站統一信息處理與交互平臺，實現數據信息統一管理、生產情況實時把控、質量監督全面推廣，并可完成拌和站及試驗室的信息共享和數據交互，平臺兼容性和可靠性強，可與鐵路工程建設數據和應用平臺無縫對接和上傳數據。
3質量監控系統應用
鐵路工地混凝土拌和站質量監控及生產管理系統由鐵科院電子所于2010年研發，分為前端監測數據釆集終端模塊和后端拌和站生產數據分析處理與預警模塊。系統釆用無線透傳、數據加密、數據挖掘等信息化技術手段，實現拌和站生產數據的自動釆集和實時上傳；釆集數據的整合、挖掘、分析與處理；海量數據的統計查詢、報表展示、安全預警等功能，同時可接入鐵路工程建設信息平臺，通過試點應用得到用戶大量反饋信息，經過多次改版升級。本系統已在東北、華北、華東片區大量投入使用。其中，前端用于釆集拌和站生產數據的終端軟件采用無線透傳技術和數據庫技術，可兼容主流品牌的30多種拌和機，并不與拌和機生產過程沖突。
這節課，我們要在掌握了空氣的上述性質的基礎上，學習研究空氣的另一條性質，這條性質需要通過同學們觀察、實驗自己探索出來。
二、觀察實驗，學習新知師：（出示空文具盒）問：文具盒里有文具嗎？師講述：文具盒里沒有文具，這塊空著的地方叫做空間。
師：將鉛筆放滿文具盒，問：同學們看一看現在誰占據了文具盒的空間？
師：（出示書包并裝滿文具）同學們再看一樣你們熟悉的東西，問：“書包里有什么？誰占據著什么？”（找三個學生說，然后給予評價）
師：同學們看老師在干什么？（教師往燒杯里倒滿水）師講述：鉛筆、學習用具、水占據空間，其實在日常生活中還有很多很多的物體占據著空間，你能舉幾個例子嗎？（學生說完后，給予鼓勵）
師問：以上的事實說明了什么？（學生回答，教師板書：物體都要占據空間）
師：（出示一塊板擦，一個砝碼）問：它們所占據空間的大小一樣嗎？
師講述：所以準確地說應是物體都要占據一定的空間。這個“一定”指物體的大小，物體占據空間的大小叫體積。（將上述板書補充完整）師：現在你們自己親手做個實驗，用實驗來驗證：“物體都要占據一定的空間”這一結論。請同學們看實驗步驟。
1．實驗步驟：（掛出小黑板）。
（1）把燒杯放在盤子里。
（2）往燒杯里倒滿水。
（3）用手提著拴著砝碼的線。
（4）把砝碼慢慢放入裝滿水的燒杯中。
2．找一名學生大聲朗讀實驗步驟，教師提醒學生，水要倒滿，放砝碼時要慢。
3．要求：帶著問題進行實驗，出示觀察思考題：
（1）實驗中，你看到了什么現象？
（2）你怎么解釋這種現象？
4．匯報實驗結果。師導引：由上面的觀察實驗，我們知道了固體形態的砝碼和液體形態的水都要占據一定的空間，那么氣體形態的空氣是不是也要占據一定的空間呢？現在我們就帶著這個問題做幾個有趣的實驗。
1．掛出小黑板，出示實驗步驟：
實驗一：①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子提出水面，用毛巾擦杯口。觀察，你看到了什么現象？
2．找一名學生朗讀實驗步驟。
3．教師進行演示實驗。
4．學生分組實驗。
5．學生匯報實驗結果：紙團沒濕。下面請同學們再做一個實驗，請看小黑板：
實驗二：
①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子慢慢傾斜。學生匯報實驗結果：把紙團緊緊塞壓玻璃杯底部，把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，然后把杯子慢慢傾斜時，看到有氣泡冒出，紙團濕了。
師：下面請同學們討論小黑板上的問題：
①你怎么解釋這兩種現象？
②實驗說明了什么？學生匯報討論結果：第一次把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，把杯子提出水面，發現紙團沒濕，說明水沒有進到杯子里去。空氣占據了玻璃杯的空間。第二次把玻璃杯倒立壓入水槽里，把杯子傾斜時，發現紙團濕了，還有氣泡從杯子里跑出來，說明水進到杯子里去了，空氣讓出了部分空間。這兩個實驗說明了“空氣占據空間”。師：通過這個實驗，我們知道了空氣占據杯子的空間，下面我們再做一個實驗，驗證這個結論。
實驗三：
①拿一只瓶子。
②瓶口塞緊帶漏斗的塞子。
③把水倒進漏斗里。
學生匯報觀察結果：發現水沒進到瓶子里。
師點撥：把塞子塞緊時看到水沒進到瓶子里，下面把塞子松一松，試一試結果會怎樣呢？同時思考為什么會出現這種現象呢？學生匯報實驗結果：當把塞子松動后，水流進瓶子里去了。瓶口塞緊時，空氣跑不出來，水流不進去，說明空氣占據瓶子的空間。瓶塞松動后，空氣跑了出來，讓出了一部分空間，水流進去了，也說明空氣占據瓶子的空間。
這節課，我們要在掌握了空氣的上述性質的基礎上，學習研究空氣的另一條性質，這條性質需要通過同學們觀察、實驗自己探索出來。
二、觀察實驗，學習新知師：（出示空文具盒）問：文具盒里有文具嗎？師講述：文具盒里沒有文具，這塊空著的地方叫做空間。
師：將鉛筆放滿文具盒，問：同學們看一看現在誰占據了文具盒的空間？
師：（出示書包并裝滿文具）同學們再看一樣你們熟悉的東西，問：“書包里有什么？誰占據著什么？”（找三個學生說，然后給予評價）
師：同學們看老師在干什么？（教師往燒杯里倒滿水）師講述：鉛筆、學習用具、水占據空間，其實在日常生活中還有很多很多的物體占據著空間，你能舉幾個例子嗎？（學生說完后，給予鼓勵）
師問：以上的事實說明了什么？（學生回答，教師板書：物體都要占據空間）
師：（出示一塊板擦，一個砝碼）問：它們所占據空間的大小一樣嗎？
師講述：所以準確地說應是物體都要占據一定的空間。這個“一定”指物體的大小，物體占據空間的大小叫體積。（將上述板書補充完整）師：現在你們自己親手做個實驗，用實驗來驗證：“物體都要占據一定的空間”這一結論。請同學們看實驗步驟。
1．實驗步驟：（掛出小黑板）。
（1）把燒杯放在盤子里。
（2）往燒杯里倒滿水。
（3）用手提著拴著砝碼的線。
（4）把砝碼慢慢放入裝滿水的燒杯中。
2．找一名學生大聲朗讀實驗步驟，教師提醒學生，水要倒滿，放砝碼時要慢。
3．要求：帶著問題進行實驗，出示觀察思考題：
（1）實驗中，你看到了什么現象？
（2）你怎么解釋這種現象？
4．匯報實驗結果。師導引：由上面的觀察實驗，我們知道了固體形態的砝碼和液體形態的水都要占據一定的空間，那么氣體形態的空氣是不是也要占據一定的空間呢？現在我們就帶著這個問題做幾個有趣的實驗。
1．掛出小黑板，出示實驗步驟：
實驗一：①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子提出水面，用毛巾擦杯口。觀察，你看到了什么現象？
2．找一名學生朗讀實驗步驟。
3．教師進行演示實驗。
4．學生分組實驗。
5．學生匯報實驗結果：紙團沒濕。下面請同學們再做一個實驗，請看小黑板：
實驗二：
①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子慢慢傾斜。學生匯報實驗結果：把紙團緊緊塞壓玻璃杯底部，把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，然后把杯子慢慢傾斜時，看到有氣泡冒出，紙團濕了。
師：下面請同學們討論小黑板上的問題：
①你怎么解釋這兩種現象？
②實驗說明了什么？學生匯報討論結果：第一次把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，把杯子提出水面，發現紙團沒濕，說明水沒有進到杯子里去。空氣占據了玻璃杯的空間。第二次把玻璃杯倒立壓入水槽里，把杯子傾斜時，發現紙團濕了，還有氣泡從杯子里跑出來，說明水進到杯子里去了，空氣讓出了部分空間。這兩個實驗說明了“空氣占據空間”。師：通過這個實驗，我們知道了空氣占據杯子的空間，下面我們再做一個實驗，驗證這個結論。
實驗三：
①拿一只瓶子。
②瓶口塞緊帶漏斗的塞子。
③把水倒進漏斗里。
學生匯報觀察結果：發現水沒進到瓶子里。
師點撥：把塞子塞緊時看到水沒進到瓶子里，下面把塞子松一松，試一試結果會怎樣呢？同時思考為什么會出現這種現象呢？學生匯報實驗結果：當把塞子松動后，水流進瓶子里去了。瓶口塞緊時，空氣跑不出來，水流不進去，說明空氣占據瓶子的空間。瓶塞松動后，空氣跑了出來，讓出了一部分空間，水流進去了，也說明空氣占據瓶子的空間。
