高分子材料的主要特征范例6篇

高分子材料的主要特征

高分子材料的主要特征范文1

关键词:高分子课程;全英语课程;比较研究

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)06-0063-02

为适应我国加入WTO之后经济全球化的新形势,早在2001年教育部就明确要求“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”。相应地,在为上海“四个中心”建设培养具有国际竞争力人才的背景下,上海市教委从2009年开始了上海高校示范性全英语教学课程建设。上海理工大学材料科学与工程专业积极开展专业课程的全英文教学实践[1],迄今为止已有9门课程入选该项目,其中包括笔者所负责的《高分子科学基础》课程。

目前内已有一些对中外本科教学的比较研究,但对具体课程的比较研究还较少[2,3],特别是对我国全英语课程与国外相应课程的比较研究尚未见报道。为了提高我校全英语专业课程与世界一流大学专业课程接轨的程度,本文以我校材料科学与工程专业和英国曼彻斯特大学材料科学与工程专业为例,选择有代表性的高分子课程,对中英两国的教学内容、方法和评价手段等进行了访谈调研,获得了一些认识和体会。

一、曼彻斯特大学高分子课程的特点

1.课程概况。曼彻斯特大学为英国老牌名校,拥有欧洲最大的材料学院。众所周知,英国(苏格兰除外)大学本科学制为3年,该校材料科学与工程专业与高分子相关的课程名称为《聚合物制备和表征》,是一门面向大三学生开设的必修课。该课程旨在使学生能够理解重要的聚合方法和聚合物表征技术。

英国大学没有统一的教材。该门课程推荐了如下几种参考书:Polymer Chemistry:An Introduction”,MP Stevens,3rd Ed.,OUP,1999;Introduction to Polymers”,R.J. Young and P.A. Lovell,3rd Edition,CRC Press,2011,2nd Edition,CRC Press,1991;Principles of Polymerisation”,G. Odian,all editions;Polymers:Chemistry and Physics of Modern Materials”,J.M.G. Cowie,all editions;Organic Chemistry of Synthetic High Polymers”,R.W. Lenz,Interscience,1967。这些教材都是高分子领域的经典教材。

2.教学方法。英国大学在教学方法上比较灵活,有多种教学形式:包括授课(lectures)、实践课程(practical classes & workshops)、小组辅导(group tutorials)、自主学习(independent study)等。具体课时安排为:授课22学时,实践课6学时,小组辅导3学时,自主学习6时。

授课是本门课程的主要教学方式。教师用幻灯片等多种方式讲解专业知识,讲课的速度会较快。教师在课前一般会布置阅读任务,并在课上就其中的问题进行讨论,因此对学生来讲,课前阅读非常重要。高分子的制备与表征是一门实践性较强的课程,因此这门课程安排了专门的实验学时,学生需要单独或以小组为单位完成指定的实验,最后上交实验报告。在英国高校的课程安排中,辅导课是一个重要的组成部分。小组辅导是教师对学生学习进程进行集中的指导,同学可以就课程上的问题与教师进行交流。此外,还安排了远多于授课学时的自主学习课时。

3.评价手段和学习效果。该课程的评分为书面考试和书面作业(包含小论文)相结合,分别占70%和30%。课程评价中注重对“学习效果(learning outcomes)”的考查,这是一个从上世纪80年代就开始引入西方教育界的概念。就本课程而言包括以下四个方面:知识和理解、智力技能、实践技能和可转换技能(transferable skill)。具体而言,知识和理解包括:理解重要聚合方法的原理,聚合条件对聚合动力学和聚合物性能的影响,聚合物常用表征技术的原理,选择适当的技术来制备和表征某一聚合物。智力技能包括:展现改进的逻辑推理和解决问题的能力,能确定制备具有某一性能的聚合物的条件和表征某一聚合物所需要的技术,能评估和解释聚合物结构表征数据和热分析数据。实践技能包括:能在实验室进行一个标准的聚合,能分析材料加工实验的结果,能选择适当的技术来解决聚合物表征中的问题。可转换技能包括:能使用适当的方法来解决问题,评估结果,可靠并有效地交流结果和完成简单的技术报告,等等。

二、上海理工大学高分子科学课程的特点

1.课程概况。《高分子科学基础》全英语课程是为材料科学与工程专业三年级本科生所开设的专业选修课。这门课程的主要内容包括绪论、高分子的制备、高分子的结构与性能、高分子溶液、高分子的降解与环境等五个部分,涵盖了高分子化学和物理的基本内容。本课程选用美国Joel R. Fried教授所编写的Polymer Science and Technology(Prentice Hall,2014年第3版)作为主要教材,该教材为美国多所大学所采用。在课程建设项目的资助下,每个学生都能使用到英文原版教材。

2.教学方法。教学形式主要包括授课、学生陈述和答疑等。具体课时安排为:授课3时,学生陈述时,课外答疑48学时。学生陈述要求学生分别选择一种高分子材料,用英文制作PPT来进行介绍。课外答疑是教师在公布的时间和地点解答学生的疑问。

3.评价手段。课程评分包括平时成绩和期末成绩,分别占30%和70%。平时成绩包括出勤、课堂表现和课后作业评分,期末成绩则包括学生陈述和小论文评分。

三、比较研究和启示

1.在教学内容上,英方课程侧重于高分子的制备和表征,实践性较强;而我校课程则侧重于高分子化学和物理知识,理论性较强。

2.在教学方法上,英方虽然也以授课为主,但突出了实践课程和小组辅导,并要求学生花大量的时间进行自主学习;而我校的课程是一门纯理论课程,教学方法相对单一,我校的答疑活动则类似于英方的小组辅导,但属于课外活动,且不局限于单个的学生或小组。

3.在评价手段上,英方课程没有基于考勤和课堂表现等的平时成绩,而书面考试成绩占总成绩的大部分;在这一点上,我们的课程评价手段似乎需要调整,以小论文代替考试导致成绩评定往往存在较多主观因素,不利于全面考察学生对知识点的掌握程度。因此,在期末成绩评定上,恢复书面考试似乎有必要。

通过上述对中英两国高分子课程的对比,有如下几点启示:(1)教学内容上增加实践教学环节;(2)在教学过程中增加分组讨论环节;(3)改进课程评价手段,使书面考试占有一定的权重,并注重考查“学习效果”,特别是“可转换技能”。

参考文献:

[1]钱微.材料科学与工程全英语教学专业核心课程群构建与实践[J].上海理工大学学报(社会科学版),2012,34(4):320-324.

高分子材料的主要特征范文2

关键词:材料科学;结构化学;教学内容

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0032-02

湘潭大学目前除了化学专业、应用化学专业开设结构化学之外,材料物理、材料化学、材料科学与工程这3个材料科学类的专业也开设结构化学课程,5个专业使用的教材均为周公度、段连运先生编著,北京大学出版社出版的结构化学基础(第4版)一书。根据近几年来材料科学类结构化学的教学实践情况,考虑到材料科学学科与化学学科之间的差异,根据材料科学与工程教学指导委员会制订的高等学校材料物理、材料化学专业规范,优化适合于材料科学类3个专业的结构化学课程的教学内容实有必要。

一、结构化学的内容和课程的任务

结构化学是研究原子在空间相互结合成分子或化学实体的方式(结构)、依据(化学键本质)、规律及结构与性能间的联系,它是联系材料宏观与微观的桥梁,是材料设计的基础。结构化学以在分子水平上研究自然科学问题为其主要目标与特征,这决定了它不仅是研究化学反应机制、化学的内在规律性、各类化学体系立体构型、键型及构效关系的指南,而且已成为材料科学、分子生物学、金属有机化学等新兴、边缘或综合学科发展的支柱。结构化学不仅与化学各分支学科,而且与材料科学、物理学、地学、生命科学、冶金学等学科有广泛的横向联系与交叉。结构化学的另一个重要内容就是与合成化学、理论化学以及材料科学、生命科学、固体物理等相邻学科一起,建立分子工程学、晶体工程学等学科。

结构化学课程是材料科学类的一门基础课,其任务是使学生深刻掌握微观物质运动的基本规律,获得原子、分子和晶体结构的基本理论、基础知识,深入掌握物质结构和性能的相互关系,牢固树立结构决定性能的观点,了解研究分子和晶体结构的近代物理方法。通过这门课程的学习,培养学生的创新精神和实践能力,进一步培养学生从结构的观点分析问题和解决问题的能力。结构化学的教学对于锻炼学生思维、开发学生智力、发展学生能力、提高学生综合素质有着极其重要的作用。凡具有较好理论基础的大学毕业生,适应能力强,后劲足,结构化学的教学起着十分重要的作用。

二、材料科学的特征

材料科学与工程正在发生深刻的变化,其研究已深入到原子尺度,突出特征表现在3个方面。第一,材料科学技术化,材料技术科学化,材料科学与工程技术日益融合,相互促进;第二,新材料、新技术、新工艺相互结合,为各个工程领域开拓了新的研究内容,带来了新的生命力和发展前景;最后,学科之间的相互交叉渗透,使得各学科之间的关系日益密切,难以分割。基础科学与现代技术的新成果也和材料科学与工程的发展交织在一起。

从教材角度看材料科学,具有3个特征:基础性、前沿性和应用性。基础性,一方面指材料科学的研究是建立在物理、化学的基础上,没有扎实的理化基础从事材料研究与开发是难以想象的。另一方面,当前材料科学研究显示出突出的交叉性和综合性,学科内容及规模不仅体系庞大而且纷繁芜杂,没有扎实的基础就难以抓住要害,不能适应学科的变化和发展,这就要求教材毫不含糊地重视基础。前沿性是指材料科学的发展速度迅猛,只有在教材中恰当地反映这些变化,才能使学生适应日后的研究工作。应用性是指材料研究的目的而言,是为了实际应用。当今材料研究从实验室到工业化的时间大大缩短,材料研究与开发已成为高科技的重要组成部分,要求在教材中有意识地体现这一特征。

三、结构化学课程教学的主要内容与基本要求

根据结构化学的研究内容和材料科学学科的特征,材料科学类的结构化学课程不仅要兼顾物理系的材料物理和化学系的材料化学2个专业,包含适当的量子力学基础、固体理论和表面结构化学,还要适当地介绍一些的功能材料,不能“有理无物”,而且既要与材料物理课程和材料化学课程紧密地相联系,又要区别开来,既要与计算物理课程和计算化学课程相联系,又要区别开来,突出材料结构与性能的关系,简要介绍分子设计学。遵循加强基础、强化能力、整体优化、精选内容、更新知识、突出应用、反映前沿及简明扼要的原则,进行教材编写。

在内容的选取上,首先把握更新与精选,处理好“新”与“基”的关系。在加强基本教学内容的前提下适当反映新内容,拓宽知识面,体现“少而精”、“精而新”的原则。不仅要反映现代科学的发展趋势和学科的前沿理论,而且应注重结构化学课程对其他课程和学科的渗透,提高综合度。其次充分重视理论联系实际。在不同部分侧重点不同,力求加强宏观与微观的联系,掌握规律。第三,注意演绎法和归纳法2种方法的应用。RHoffmann曾说:“化学理论的最主要作用是提供一种思维方式,以总结更新知识”。结构化学作为理论化学的重要组成部分,要求该课程使学生在2种思维模式即演绎法和归纳法方面均得到较好的训练。中国传统教学偏重演绎,优点是严谨,但缺乏创新意识,而美国等国家在教学上侧重归纳,优点是独立思考和创造能力强,缺点是基础不够扎实。因此,我们力求将2种思维模式在各个章节都有所体现,期望学生受到全面的训练。第四,充分注意习题的作用。习题是锻炼思维的体操,是学习过程中的重要一环,做习题不仅是理解、掌握知识,而且是学会如何运用知识。虽然做习题本身不是科学研究,但对研究能力的养成有重要作用。许多科学大师都曾津津乐道于他们早年在习题中的受益。A Sommerfeld曾写信给他的学生W Heisenberg,告诫他:要勤奋地去做练习,只有这样,你才会发现,哪些你理解了,哪些你还没有理解。杨振宁也曾回忆他的大学学习:西南联大教学风气是非常认真的,我们那时念的课,一般老师准备得很好,学生习题做得很多。的确,“勤奋地去做练习”,“习题做得很多”,往往是达到成功的一个阶梯。因此例题习题选编的恰当与否直接影响教学效果,这在内容多、学时少、提倡自学的当今时代显得尤为重要,对于结构化学课程而言更是如此。习题不能全部简单化,我们编写了一定数量的综合训练题。最后,注意课外读物的作用。课外读物有利于拓宽学生的知识面,培养学生的自学能力。阅读原始研究论文能够培养学生良好的思维能力和思考问题的方法,提高他们分析问题和解决问题的能力。在结构化学中,每一个基本原理或理论大都对应一位科学大师,学习他们的研究方法及写作技巧,对学生将来从事科研等工作十分有益。

因此,材料科学类的结构化学课程教学内容应包括下列6部分内容,各部分的基本要求如下:

1.量子力学基础和原子结构。这部分内容在第1、2章中讲授。要求了解量子力学的基本假设,掌握氢原子和类氢离子的薛定谔方程及求解要点,提高对原子结构的认识,深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子的自恰场方法及中心力场近似法,了解核外电子布居的依据,了解角动量的偶合及原子光谱项的意义。

2.化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第3、5、6、10章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论:分子轨道理论、价键理论和配位场理论。其中第3章要求了解线性变分法处理H2+和H2,了解共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。第5章要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用,掌握s-p杂化轨道的造法及键角公式。要求掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用,掌握前线轨道理论和能量相关图及其应用。第6章要求掌握配位场理论在配位化合物结构中的应用,π-σ配键化合物和过度金属簇合物的电子结构或成键特征与性能。了解分子光谱、电子能谱原理。掌握现代化学键理论在讨论非金属化合物成键特征及结构与性能关系方面的应用。

3.点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第4、7、8、9章中讲授。要求根据分子的几何构型确定分子所属的点群,初步了解群的表示和特征表的意义。了解偶极矩、旋光性与分子结构的关系。要求着重了解X射线衍射等方法所依据的基本原理,以及在测定结构中的作用和应用范围,为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的理论基础。掌握描述晶体结构的表达方法,掌握金属、离子化合物的晶体结构与性能。了解用结构化学理论研究固体表面的结构和性能的方法。

4.功能材料结构与性能。这部分内容在11章中讲授。初步了解几类重要的功能材料,加深理解结构决定性能的观点,初步了解功能材料结构与性能的关系。

5.分子设计基础。这部分内容在12章中讲授。初步了解分子设计的基本原理及其应用。

高分子材料的主要特征范文3

近年来,随着社会不断的发展进步,整体生活水平的提高,我国对家具的材料也有了不同的见解,尤其是竹子材料在家具的应用十分广泛,值得人们关注与思考。

竹材的传统应用

二十世纪前,人们生活所需的家具均由手工作坊制作提供。在竹资源丰富的地区,竹器作坊十分红火。工匠们通过简单的工具伐竹、刮青、劈篾、拉丝来制作竹椅、竹床、竹橱柜、竹书架等竹家具。 随着工业革命的到来,大机器生产逐渐替代了手工生产,而科技发展导致了许多新兴现代材料的出现。在这样的大背景下,手工竹家具逐渐淡出了人们的生活,究其原因,主要是由竹材的自然属性所决定的。原竹呈管状,中空,接合强度较低。同时,竹子的个体差异较大,壁厚分布不均,截面也并非正圆形,它的个体差异在手工作坊中可以通过工匠的经验进行细致挑选,并通过对材料的合理运用得到弥补。这些都是天然竹材所不具备的性质。再者,竹制品的加工工艺技术比较落后,过于干燥的竹材会开裂,受潮容易发霉,这导致竹家具不好维护和保存。并且竹材有较硬的质感和偏冷的触觉,也限制了它的使用范围。

发展竹家具符合我国家具发展趋势

1. 发展竹家具符合人性化设计要求:人性化设计体现了“以人为本”的设计核心,是人与物、人与自然完美和谐结合的设计。在数字化的今天,家具设计考虑的不仅仅是使用的方便和舒适,更要考虑赋予产品以生命,丹麦家具设计领袖凯·博杰金说:“我们所制造的东西应该是有生命的,有心脏在其中跳动……它们应该是人性的、有机的和温暖的。”竹子虚心、有节、挺拔的形态特征符合我国传统文化中的伦理道德、审美意识,成为“清高、气节、坚贞”的象征。这种来自大自然的生物,使我们能更好地与环境融合到一起,带给我们亲近感,并且它是一种“能引起诗意反应”的天然物,这些使得竹家具有了独特的文化内涵。而受后现代主义影响的今天,强调回归人性、回归自然、回归艺术本体,这时,竹材简陋和粗糙的材质,个体的差异,以及它独特的天然气质正吻合当下追求文化品位和审美趣味的设计潮流。

2. 竹家具开发现状 :在新时代,敏锐的商家和设计师已将目光重新聚焦在竹材上,通过一代代研究竹子、开发竹产品的工作者的努力,我们对竹材的开发利用取得了长足的进步。竹压板、竹纤维面料等新型竹材的出现,竹防腐防霉、保色染色处理技术的提高,专用竹加工机器的进步等,都为现代竹家具设计翻开了新篇章。

3. 竹家具发展方向 :(1)作为家具材料,竹材难免会受到自身天然因素的限制,但我们可以充分利用竹材独有的特性,将它与其他材质相结合,制成竹木家具、竹钢家具、竹玻家具、竹藤家具等,扬长避短,充分发挥其优势。 (2)竹材表面具有特殊的纹理和质感,同时可进行雕刻、烙画、书写等装饰。人们可以通过对中国传统文明“竹简”的联想,表现它非同凡响的艺术内涵。通过利用它的弯曲特性进行造型设计,还可利用它的编织特性进行装饰设计。总之,我们可以通过不同方法挖掘出多种多样的具有中国传统文化特色的装饰题材,使竹家具设计开发呈现丰富多彩的装饰效果和文化内涵。(3)我们还可对传统竹家具的款式造型进行突破,吸收现代家具简约流畅的风格精髓,并且在功能上进行改良和拓展,使之更符合现代人的生活需求。竹家具,作为绿色环保家具形式,兼有物质实用功能和精神审美功能,在现代室内环境中发挥着重要作用。竹材以其特殊的文化内涵、材质和结构,一定能给设计师带来更多的创意和灵感,为我国家具的发展开创新的思路。竹家具也必能以它朴实、自然的气质受到大众的欢迎。

竹材家具的种类以及工艺和造型

目前竹子在家具领域的应用形式主要有竹段、蔑片、竹条、竹材人造板材、竹材集成材等几种形式。其中竹段、篾片、竹条是基本上利用原竹的天然形态,是传统的应用形式。

传统应用形式-原竹应用:原竹应用比较常见于原竹家具。原竹家具是指以形圆而空有节的竹材秆茎作为家具主要零部件的一类家具,类似于传统的框式家具。是我国竹材在家具领域的最初应用形式。

原竹家具按制造方法大致可分为两大类。

第一类主要而成,主要有有竹榻、竹椅、竹凳、 竹案、 主桌等。第二类主要是以编织而成的,主要有竹笥、 竹箱 、竹帘等。

竹段应用 原竹家具的支撑结构,原竹家具生产首先要经过竹段的基本处理(截取、脱油、磨光、漂白等)和竹段弯曲、面层加工以及骨架接合大步骤。用经过处理的竹段结合成家具骨架。竹段弯曲的传统技法有凿孔、开槽、火烤。常见有骨架的接合有棒接、丁字接、十字接、L字接、并接、嵌接、缠接等。

竹片 竹片用于家具的面层加工,面层加工的传统技法有铺面、排面、托牙花格等。

蔑竹应用 竹笥主要是古代常用的盛衣物的竹箱。由两层蔑片编织而成,外层的蔑片细而薄,宽仅1mm,蔑竹分别涂红、黑漆,并编制成优美的矩形图案;内层的蔑片较宽且厚,没有涂漆,编织成人字形纹图案。

1. 原竹家具:原竹家具是指以中空有节的原竹秆茎作为家具主要零部件的一类家具。我国古代就有原竹家具,传统竹家具主要有竹床、竹塌、竹椅、竹凳、竹案、竹桌等。最先出现的是竹床、竹塌,先秦时称以竹片制作的床为“第”,汉朝以后,床既是卧具又是坐具,隋唐时由于桌子、椅凳的广泛使用,床成为专供睡卧的家具,宋代竹床使用更广,竹椅、竹凳、竹桌也大量出现。传统的原竹家具在材料、外观、结构、功能上缺乏创新,档次相对其他家具较低,其市场需求量也呈下降趋势。如今的原竹家具首先在造型设计上进行创新,并通过改进有关制作原竹家具技术及工艺,既保持原竹特有的质感和性能,又克服了其易干裂走型的不足,同时外形美观、质量亦佳的原竹家具,不仅是实用的商品,还具有相当的观赏性,让人不仅有回归自然的舒服,还能感受到扑面而来的中国传统文化气息,必将很快赢得消费者的青睐。

2. 竹集成材家具:竹集成材家具是把竹材加工成小料,通过胶合指接成大面积的竹板,并可进行锯裁、刨削、镂铣、开槽、钻孔、砂光、装配、表面装饰等方式加工而成的一种家具形式。现有竹集成材家具的结构类型主要分板式家具和框式家具两类。由于竹集成材色泽淡雅、自然,具有东方古典的历史文化韵味,所以框式家具中又有仿古(仿明清家具)家具和现代家具两类造型。仿古家具多为深色即常用炭化过的竹集成材。竹集成材家具用竹材旋切单板或竹集成薄板做表板,或再辅以竹材的弦面、径面及端面组合拼花。可取得良好的装饰效果。相对于原竹家具而言,竹集成材家具具有强度大、尺寸稳定、不易开裂等优点,而且由于生产时经过一定水热处理,成品封闭性能好,所以能有效防止虫蛀与霉变。

3. 竹人造板家具:竹材人造板充分利用丰富的竹材资源,采用木材人造板成熟的工艺技术相结合生产的一种新的人造板材。竹人造板可细分为竹材胶合板、竹席胶合板、竹帘胶合板、竹材层积、竹木复合胶合板、竹塑复合板、竹片贴面装饰板、薄竹贴面装饰板、竹材刨花板、竹材纤维板等。家具多采用竹片贴面装饰板、薄竹贴面装饰板,利用薄竹代替薄木贴面生产的竹人造板家具,具有竹材独特的装饰纹理和色彩。

4. 竹贴面板:竹单板贴面是把现代工艺充分应用到竹家具上的表现。现代的加工工艺可以将大径厚壁竹子的竹青除去,蒸煮变软后把它们切成竹单板;还可以把竹子劈成竹篾,编结成竹篾席。用胶粘剂把竹子单板或竹篾席贴在中纤板或刨花板等人造板上,即制成竹贴面板。竹贴面板家具利用其表面的不同纹理和整体造型配合可以创造出不同风格和趣味的家具,可以达到中西合璧的效果,也可以创造浓厚的乡土韵味,生产工艺完全利用板式家具的工艺和技术,连接现代方便,整个家具既符合现代人对家具使用功能的要求,又满足人们对变化和个性的追求,可以说是技术与艺术的完美结合。

5. 与其他材料组合的竹家具:目前竹材与其他材料组合设计的家具以竹木家具、竹钢家具为主。竹木家具,即指家具基本用材为竹材和木材,以木材或木质材料为家具的基本骨架,以竹编织面板、竹排板、竹人造板等为家具围合板,或者以木质材料为基本结构,原竹材料为装饰材的一类家具。竹代表着中国悠久的竹文化,是中国文化的体现;钢代表着现代工业的发展,是科技、现代的体现,两者的结合也体现了现代和传统的结合。在第18届深圳国际家具展览会上,由深圳研发院生态产品研发部推出的竹集成材系列家具引发了家具行业内的强烈反响,其中,新产品HYLLY系列“钢竹先锋”就是将竹集成材和钢材进行有机组合设计。竹钢家具的设计风格以简约为主,尤其符合现代年轻人的审美,同时,钢材和竹材的可循环利用也使钢竹家具具有突出的环保特性。

竹材家具优势和产业发展前景

1. 竹材家具符合生态、环保:竹类植物具有生长快、再生能力强、生长周期短的物种优势,符合生态设计提出的“4RE”原则,竹材纹理通直、色泽淡雅、材质坚韧、资源丰富,是一种可持续发展的材料资源。竹子作为可持续利用的资源,在保护生态环境和提供加工原材料方面都起到非常大的作用。非凡是中国拥有丰富的竹子资源,竹子在发展经济和改善人们生活品质方面的作用越来越明显,作为家具用材竹材不失为一种优质替代材料。而且竹材应用于家具工业,竹林的营造规模将进一步增大,也有利于保护自然资源和生态环境。

2. 竹材家具具有本土化、地域性特征:随着中国家具市场的拓展和生产规模的扩大,家具设计也取得了很大进步,开发具有本土化特征的家具具有相当大的现实意义。中国是世界竹材的重要起源地,我国是世界上竹类资源最丰富的国家,这就造就了竹材家具的本土性,并形成了竹材家具产品浓郁的地方特色,如浙江、湖南、福建、湖北等竹资源丰富的地区开发的竹制品在国内外市场上都久负盛名它一方面创造了多种不同的工艺,另一方面具有“物以稀为贵”的经济效益。

3. 竹材家具具有自然宜人的装饰特征:竹材具有美观的纹理,色泽高雅、柔和温馨,有芬芳气味,有益于身心健康。作为制作家具的材料,竹子在高贵中透出淡雅温馨,糅合时代气韵与自然朴实之风格,竹制家具保持了竹子原有的天然纹路,带给人一种质朴、古典的感觉,如今已经成为一种高档的时尚消费品。

竹材优良的装饰特征主要体现在表面光滑、质轻、柔性大、色泽自然柔和、纹理清楚美观等;竹材家具应充分利用竹材的质感、色彩、表面光泽、竹节、纹理及受光特征等自然特色,其中质感和色彩所占比重最大,更能反映竹材的本质。竹材的装饰色彩主要有竹绿、竹黄和碳化。

结 论

20世纪80年代至今,我国的竹材工业从无到有、从小到大、从少到多获得了迅速的发展,目前已有各种类型的大小工厂近千家,竹材工业的产品数百种,其中规模较大的竹材加工企业有几百家。由于竹子本身材料形态的与众不同,以及竹子独特的加工特征和当代家具结构加工技术的相互影响,相信未来在家具领域会逐渐创造出更多不同的造型和工艺的竹家具。总的来说,竹子在家具生产中的应用已经非常广泛,工艺比较成熟,造型非常优美,应用前景非常广阔。

高分子材料的主要特征范文4

作者简介:姓名:颜志成 ,男,教授级高级工程师,主要从事木材、人造板、家具类产品检验;

姓名:陈潆,女,工程师,主要从事木材、人造板、家具类产品检验。

摘要:本文介绍了紫檀、檀香紫檀、染料紫檀木材的名称,宏观构造特征、微观构造特征、木材性质和用途。紫檀、檀香紫檀为同一种木材,拉丁文学名: Pterocarpus santalinus L.F.,中文名称:檀香紫檀,商品名:紫檀木;染料紫檀拉丁文学名为P.tinctoricus Welw.,中文名称:染料紫檀,当条件满足GB/T18107-2000《红木》时,其商品名可称为紫檀木。檀香紫檀、染料紫檀是同属不同种木材, 在宏观特征、微观特征上有一定差异,可作为区分的依据。檀香紫檀、染料紫檀都是制作高级家具等的上等用材,在使用时应对其进行标识。

关键词:红木 紫檀 檀香紫檀 染料紫檀构造特征 用途

中图分类号: S7 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2015)01(c)-0000-00

中国是最早认识和开发紫檀的国家。紫檀木质紧密坚硬,沉稳、端庄、典雅、尊贵,是最名贵的红木。紫檀在家具历史上独尊与显赫是其他木材无法相比拟的,代表了中国人最深层的文化底蕴。

紫檀为产印度等地的檀香紫檀(Pterocarpus santalinus)[1]。近年来由于檀香紫檀市场货源稀缺,我国从非洲进口以染料紫檀为主的木材,市场称之为:“血檀、非洲小叶紫檀”等,其木材与印度产檀香紫檀相似度极高,且英文商品名称red sanders、red sandalwood与檀香紫檀一致[2],在使用时把染料紫檀当作檀香紫檀,人们难以易分辨,然而它们间的价格相差甚远。正确区分檀香紫檀和染料紫檀成为当务之急。

本文分析研究了紫檀、檀香紫檀、染料紫檀名称的木材名称由来、植物学名称及木材

分布、木材宏观构造和微观构造特征,为正确区分檀香紫檀、染料紫檀木材提供了科学依据。

1 木材名称的由来

1.1紫檀

史书中有关“紫檀”的记载颇多,有:晋・崔豹《古今注》:“紫檀木,…;亦谓之紫檀。”;唐・《唐本草》:“紫真檀木,…惟不生中华,人间遍有之。”;唐・张彦远《历代名画记・论装背F轴》:“…,贞观,开元中,内府图书一律用白檀身,紫檀首,紫罗F织成带,…,”;唐・王建《宫词》: “黄金捍拨紫檀槽,弦索初张调更高”; 唐・孟浩然《凉州词》: “浑成紫檀今屑文,作得琵琶声入云”;宋・赵汝适《诸蕃志》:“紫者谓之紫檀,轻而脆者谓之沙檀,气味大率相类。”;《宋史・日本国》:“…、紫檀…。”明・王佐《新增格古要论》“紫檀木,出交趾、广西、湖、广,性坚,…近以真者揩粉壁上,果紫;余木不然。”;明・方以智《通雅》:“紫檀即赤檀。”;清・屈大均《广东新语》:“紫檀一名紫榆,来自番舶,以轻重为价。”;等等。

近现代有关紫檀的研究有:陈嵘教授在《中国树木分类学》记载:“紫檀(古今注),紫檀别称红木(江浙)、紫钅荆ü沤褡)、赤檀(本草纲目)、red sandalwood(英)[3]。”;唐耀教授在《云南热带及亚热带木材》写有:“紫檀系世界闻名的红木类[4]。”;王世襄先生《明式家具研究(文字卷)》写道:“明清以来,我国曾大量从印度支那进口紫檀…。”[5]。

《中华本草》(1999版)有“紫檀,别名:紫钅尽⒆险嫣础⒊嗵础⑹こ料恪⒆咸聪恪[6];《中国蕨类植物和种子植物名称总汇》有“紫檀=紫檀香,紫檀香:P.santalinus,…紫檀。”[7];《辞源》(2009版)中“紫檀:木名。亦称紫钅尽![8]。

综上,“紫檀”一名在我国由来以久。

1.2檀香紫檀

紫檀(P.santalinus)和檀香(Santalum album)从植物学和木材学角度看,是毫无关联的两个木种。紫檀产地印度的梵文(Sanskrit)的音译“Chandanam或Chandanum”称为旃檀或紫旃檀,产于印度的檀香木梵文“Chandan或Chandana”之音译为“旃檀”、“真檀”、“震檀”, 紫檀与檀香木的梵文名音译十分相似,又紫檀的商品英文名为red sanders、 red sandalwood,拉丁文学名为P.santalinus,在阿拉伯语中sandal和sander意为檀香。所以把紫檀P. santalinus中文名定为檀香紫檀。

徐永吉教授在《红木的种类及其识别》有:“紫檀…至今一致公认为产印度等地的檀香紫檀(P.santalinus)。”。

因此是把紫檀(P.santalinus)的中文名定为檀香紫檀。

1.3染料紫檀

从资料看,有关染料紫檀的研究记录较少。2004年周默先生提到:也有学者认为应将产于非洲马达加斯加、安哥拉的染料紫檀(P.tinctoricus)列入紫檀木类,其气干密度达1.15g/cm3[9]。

宵迪写有:非洲东部、中部和西南部所出产的染料紫檀(P.tinctorius)有多个变种,其中产地坦桑尼亚的的一个树种色则紫红色紫檀属,密度较高,在我国被叫做“血檀”,利用这种木材制成的家具成品与紫檀木相似10]11]。

目前国内比较一致意见是把“血檀”定为染料紫檀。

2 檀香紫檀、染料紫檀植物学名及分布

2.1 檀香紫檀

从木材名称由来看:明清以来所记录的紫檀与檀香紫檀是相同的一个物种。1782年正式命名紫檀这个物种的拉丁文学名为P.santalinus L.F.,命名人是瑞典博物学家小卡尔・林奈( Carolus Linnaeus the Younger),在植物学名命名人缩写中记作L.F.。

1918年我国孔庆莱先生在《植物学大辞典》记录了紫檀的学名为P.santalinus L.F. [12];1944年德国学者Gustav Ecke在其编写的《中国花梨家具图考》中称:“多数专家现在同意把紫檀鉴定为紫檀属的P.santalinus。” [13];陈嵘教授《中国树木分类学》记录:紫檀学名(P.santalinus,lin);何天相教授《红木鉴定》有:“…紫檀P.santalinus。”[14]。

近年来我国木材学家对由不同国家提供的檀香紫檀(P.santalinus L.F.)标本、明清紫檀家具残片及从印度进口的檀香紫檀实物样本从木材解剖学的角度进行研究,研究得出明清家具所用的紫檀就是檀香紫檀(P.santalinus)。而且木材学家也形成了较为一致的认识:紫檀就是产于印度的檀香紫檀(P.santalinus)。

国家标准GB/T18107-2000《红木》中规定了“紫檀”中文名为檀香紫檀,拉丁文学名为P.santalinus L.F.[15]。商品名:紫檀木。主要分布:印度南部。

2.2染料紫檀

查《木材工业实用大全(木材卷)》和《世界商品木材拉汉英名称》染料紫檀拉丁文学名为P.tinctoricus Welw. [16],命名人是奥地利植物学家弗里德里希・维尔维茨(Friedrich Welwitsch),在植物学名命名人缩写中记作Welw.。

南京林业大学木材模式标本上染料紫檀拉丁文学名为P.tinctoricus。

综上:染料紫檀拉丁文学名为P.tinctoricus Welw.。主要分布:赞比亚、坦桑尼亚、莫桑比克、安哥拉等南非国家。

根据GB/T18107-2000《红木》标准当染料紫檀达到紫檀木类必备条件时。商品名可称紫檀木。

3木材特性

3.1木材宏观特征和性质

3.1.1檀香紫檀

散孔材;心边材区分明显,心材新切面红色至紫红,久置转为深紫色或黑紫色;有荧光现象;在肉眼下管孔几乎不见,管孔内含深色树胶;香气很微弱或无;轴向薄壁组织傍管细线状或同心层式;放大镜下木射线可见;弦面具波痕;木材结构甚细至细,纹理交错,有光泽。气干密度1.05~1.26g/cm3。

3.1.2染料紫檀

散孔材;心边材区分明显,心材新切面多为鲜艳红色,久置为深褐色至深紫色(多呈现出酱紫色),管孔内含深色树胶。荧光现象不明显,轴向薄壁组织主为细带状,少数翼状。木射线极细,放大镜下可分辨,弦面波痕可见。结构较细致。纹理直,略交错。气干密度0.85~1.15g/cm3。

3.1.3檀香紫檀、染料紫檀宏观特征和性质比较

檀香紫檀、染料紫檀宏观特征和性质比较见表1

表1檀香紫檀、染料紫檀宏观特征和性质比较

木材名称 材色 荧光现象 气干密度(g/cm3)

檀香紫檀 心材新切面桔红色,久则转为深紫或黑紫 明显 1.05~1.26

染料紫檀 心材新切面多为鲜艳红色,久置为深褐色至深紫色(多呈现出酱紫色) 不明显 0.85~1.15

3.2木材微观特征

3.2.1檀香紫檀

单管孔及少数径列复管孔,导管横断面卵圆形至圆形;管孔内含树胶,导管分子叠生,单穿孔。管间纹孔互列,系附物纹孔。轴向薄壁组织主为同心层型式细线(宽1-2个细胞),且排列规整,薄壁细胞含树胶丰富,叠生;具纺锤形薄壁细胞,木纤维壁甚厚,充满红色树胶和紫檀素;木射线射线单列(偶成对或两列)组织同形单列,叠生。

3.2.2染料紫檀

单管孔,少数短径列复管孔,导管横断面卵圆形至圆形;管孔内含树胶,导管分子叠生,单穿孔。管间纹孔互列,系附物纹孔。轴向薄壁组织主为断续带状(宽1―2个细胞),稀翼状、聚翼状;薄壁细胞含树胶丰富,叠生;具纺锤形薄壁细胞,木纤维壁厚。木射线同形单列,稀成对(成对或两列),叠生。

3.2.3檀香紫檀、染料紫檀微观特征比较

檀香紫檀、染料紫檀微观特征比较见表2

表2檀香紫檀、染料紫檀微观特征比较

木材名称 轴向薄壁组织 木射线射线

檀香紫檀 主为同心层型式细线 单列(偶成对或两列)

染料紫檀 轴向薄壁组织主为断续带状 单列,稀成对(成对或两列);成对或两列数较檀香紫檀多

4木材用途

檀香紫檀、染料紫檀都是制作高级家具、实木雕刻、工艺品和名贵装饰的上等用材。从木材珍贵程度和人们的喜好程度看:檀香紫檀为制造高级家具的极品木材,染料紫檀逊色于檀香紫檀。

5结语

紫檀、檀香紫檀为同一种木材,系紫檀属,拉丁文学名: P. santalinus L.F.,中文名称:檀香紫檀,商品名:紫檀木。

染料紫檀系紫檀属,拉丁文学名为P.tinctoricus Welw.,中文名称:染料紫檀,当条件满足GB/T18107-2000《红木》规定时,其商品名可称为紫檀木。

当前檀香紫檀、染料紫檀二种木材在市场上的价格相差很大,正确区分它们显得非常重要,它们在宏观特征、微观特征上有一定差异,可作为区分的依据。檀香紫檀、染料紫檀是同属不同种木材,不能混淆,在市场流通上应把它们正确区别开来。

檀香紫檀于1967年起被列入濒危野生动植物种国际贸易保护公约附录II管制的物种,为确保檀香紫檀木材在贸易和生产中的合法来源,檀香紫檀应有产地证明和许可证方可交易,以规避各类风险[17]。

为保护檀香紫檀,价格较低廉的染料紫檀可以作为替代材做重点开发和推广,在使用时应对其进行标识。

参考文献

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[3] 陈嵘 中国树木分类学[M] 上海:上海科学技术出版社,1959.

[4] 唐耀 云南热带材及亚热带材[M].北京:科学出版社,1973.

[5] 王世襄 明式家具研究(文字卷)[M].香港: 三联书店(香港)有限公司,1987.

[6] 中华本草[M].上海:上海科学技术出版社,1999.

[7] 马其云 中国蕨类植物和种子植物名称总汇[M]. 青岛:青岛出版社,2003.

[8] 辞源[M].北京:商务印书馆,2009.

[9] 周默 明清家具的材质研究与鉴定―紫檀 收藏家[J].2004.04.

[10] 霄迪 市场上与紫檀易混淆的木材 家具[J].2010.04.

[11] 霄迪 紫檀之迷 艺术家具[J].2011.06.15

[12] 孔庆莱等.植物学大词典(缩本初版)[M].上海:商务印书馆,1918.

[13] Gustav Ecke中国花梨家具图考[M]. 北京:地震出版社1991

[14] 何天相 红木鉴定 中山大学学报[J].1996.02.

[15] GB/T18107-2000,红木[S] 北京:中国标准出版社,2000.

高分子材料的主要特征范文5

关键词:裸眼3D显示技术;光电效应;光电材料;激光;萤火虫效应

前言

随着人们生活品质的改善,对色彩和显示技术特别是3D显示技术提出了更高的要求。就目前3D显示技术中,总体分为了眼镜式3D技术以及裸眼式3D技术两大类,并以眼镜式3D技术的偏振式3D技术为主流[1]。但眼镜式3D技术具有严重的缺陷,就是光线经过偏振片过滤之后,亮度变暗,容易模糊不清;并且需要观看者配戴眼镜,这就给原本就佩戴了眼镜(如近视眼镜)的观看者带来了不便和十分糟糕的体验,达不到预期的欣赏效果。此时裸眼3D显示技术的探究就显得格外重要。

从立体视觉原理来分析,每只眼睛看到的图像会有细微的不同,根据人左右眼感光细胞的视差成像在视网膜上,大脑会将这些图像处理成立体视觉效果,而不是真正在物理空间上呈现3D立体特征。目前主流裸眼3D显示技术原理主要是这种基于双目视差的深度暗示[2]。特提出一种基于光电效应的激光“萤火虫效应”的裸眼3D显示方法,从新的角度探索3D显示技术。

1 理论分析

根据人眼细胞的感光频率,光按照是否可见,分为可见光和不可见光。二者的频率范围不同。研究真正物理空间上呈现3D立体特征,需要解决的基本问题是按照各个物体的结构显示,那么就需要在具体的物体空间内有可见光进入人眼,而且要符合物体的基本结构。

由于光在介质材料中传播,其频率不变,不能将不可见光转变为可见光,那么在显示空间内外都是可见光,无法显示空间物体的基本结构,所以不能直接使用可见光。但是如果采用不可见的激光,并在传播中与介质材料发生光电效应现象[3]。发生电子跃迁,光子逸出,使光子在合适的可见光频率范围内,达到将不可见光转变为可见光。再对可见光进行显示控制,使其能够在空间内显示出物体,这种方法称为“萤火虫效应”。

“萤火虫效应”是指假设空间内有无数按规则排列整齐的萤火虫,根据物体的结构特征规则,按规则点亮该空间内的萤火虫,而规则外的萤火虫则不点亮;萤火虫时亮时暗,利用人眼的视觉暂留,由此而显示出物体结构特征。根据该效应,光电介质材料是空间内按照规则排列整齐的萤火虫;激光的光电效应产生光子就是点亮萤火虫,而显示出物体结构特征就是按照规则发射出激光。因为光电效应的发生是不需要时间,发出激光则点亮,激光停止则瞬间熄灭,所以只要控制好激光发射的时间和位置就可以在空间内显示物体。

为了提高显示效果,像素的分辨率是一项重要指标[4]。那么在“萤火虫效应”原理下,一只萤火虫,或者说一个光电效应所逸出的光子,就对应一个像素点。以目前技术标准,达到高清1080P画质,其分辨率为1920×1080PPI,每英寸的像素数为207万。像素点大小约为3214百万个/平方米,即激光点大小和出光口大小为3214百万分之一m2,同时要求光电材料的敏感度为7.56万分之一m,约为1.3×10-5m,达到了微米级别。具体空间内的像素点越小,则分辨率越高,显示效果就越好,那么同时对激光点大小和光电材料的敏感度的要求也越高。

2 单、双面激光源显示模型对比

如图1所示,对排列整齐的光电材料的位置关系建立空间直角坐标系,某个位置点的坐标为(x1,y1,z1),单面激光源中与该位置点对应的激光点坐标为(x1,y1,0)。

在单面激光源下,要点亮坐标(x1,y1,z1),发生光电效应,需要(x1,y1,0)点的激光源发出激光。但是若Z方向上的光电材料各点的激发特性一致,在(xi,yi,0)点的激光源发出激光后,OZ方向上所有

所以需要在Z方向上光电材料各点的激发特性不一致,其激发频率随Z的坐标呈现函数关系f=f(Zi),该函数关系最好是线性的,而且要求其分辨率达到微米级别。由此,(xi,yi,0)点的激光源发出激光的频率也符合该函数关系f=f(Zi)。

矩阵向量Z=[Z1,Z2,Z3,……,Zn],该向量上的点亮规则矩阵G=[a1,a2,a3,……,an],其中a1,a2,a3,……,an的取值为0或1。所以矩阵向量Z上的点是否点亮取决于ZGT=[a1Z1,a2Z2,a3Z3,……,anZn],若ai取0,则aiZi=0,表示Zi不点亮;ai取1,则aiZi=Zi,表示Zi点亮。综上,根据ZGT=[a1Z1,a2Z2,a3Z3,……,anZn]内的取值,激光发射频率f为ZGT矩阵内各个元素对应频率f(aiZi)的混合叠加。

同理,如图2所示,光电材料的位置关系建立空间直角坐标系。某个位置的坐标(x2,y2,z2) ,而面激光源1中的坐标为(0,y1,z1),面激光源2中的坐标为(x2,y2,0)。

在双面激光源下,要点亮坐标(x2i,y2i,z2i)发生光电效应,需要(0,y1i,z1i)、(x2i,y2i,0)两点的激光源同时发出激光。因此即使光电材料激发特性的一致,也能点亮坐标(x2i,y2i,z2i)。但是,由单面激光源可知,因为光电材料的各点激发特性一致,激光频率给定不变。一个

所以要求只有在(0,y1,z1)、(x2,y2,0)两点的激光源同时发出激光才能点亮坐标(x2i,y2i,z2i),这就要求光电材料具有双点激发性。

单、双面光源优缺点比较:单面光源只需要一面激光源,其功率小,更加节能;但需要激光点发出的激光频率符合函数f(Zi),并且需要同一激光点发出多个频率的激光,即多个函数值;同时对光电材料也要求符合这一频率函数的激发特性,这二者要求难以到达。双面光源不需要变频激光,其频率为定值,容易实现;但两面激光源,其消耗功率大,是同等条件下单面光源的两倍;它要求两点同时发出激光,而且要求光电材料只有在两点光源的汇交点时,才会被激发。

由此可知,用面激光点点亮立体点,从二维平面点到三维立体点,终究会有一个方向上的信息,不足。只有补充这个方向上的信息才可以点亮特定点。这个信息可以依据光电材料的特性设定,例如上述的激发频率、双点激发性,甚至还可以是温度。这就对激光技术研发和寻找光电材料提出了新的要求。

3 结束语

文章从新的角度探索裸眼3D显示技术,摒弃了目前主流的双目视差的深度暗示,而是在物理空间上真实呈现3D立体特征。提出了一种基于光电效应的激光裸眼3D显示方法和“萤火虫效应”的概念。该方法提出了单、双面光源“萤火虫效应”的模型,并进行了点亮“萤火虫”的规则研究。阐述了各自模型对激光和光电材料在微米级别的制造要求和特性要求,以及各自的优缺点。

参考文献

[1]张兴,郑成武,李宁,等.液晶材料与3D显示[J].液晶与显示,2012(4):448-455.

[2]王琼华.3D显示技术与器件[M].北京:科学出版社,2011.

[3]王庆有.光电技术(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2008.

[4]王嘉辉.邓玉桃.苏剑邦,等.全高清裸眼3D显示效果的评价与测量[J].液晶与显示,2013(5):805-809.

作者简介:杨超(1992-),男,湖北黄梅,学士学位,本科,机械电子工程专业。

高分子材料的主要特征范文6

关键词:安装工程 造价审计 医院建设

Abstract: Based on the basic construction project engineering cost auditing practice experience, and how to improve hospital as owner unit itself engineering cost auditing ability, and mainly installation project as the breakthrough point to discuss the hospital master project cost auditing ability the necessity and the cost of the audit methods, thus effectively control construction project cost.

Key words: Installation Cost audit Hospital construction

doi:10.3969/j.issn.1671-9174.2011.08.002

从经济效益来看,医院建设同其他建设项目有一个共同特征,而从不同的角度观察又有两种不同的解读:一是对于医院来说,就是用尽可能少的投资获得尽可能大的投资效益;二是对于承包商来说,用尽可能低的成本赚取更多的利润。工程造价审计就是在这一矛盾的轨迹中运行。

一、医院掌握安装工程审计能力的必要性

安装工程作为整体建设工程一个非常重要的组成部分,其特点主要有:技术性强,涉及专业多;材料品种多,规格多,品牌多;新材料新工艺新施工方法层出不穷,难于掌握。安装工程造价通常占整个工程造价的15%~25%,看似比重不大,但是安装工程造价的审计是我国一项政策性、技术性都很强的经济监管工作。且随着新工艺、新材料、新技术的不断引入及现代社会建筑特别是医院建筑对自动化、智能化功能要求的不断提高,该比重呈现逐步上升趋势,而医院建设由于其包含空气净化、防射线辐射等特殊要求,其装饰工程、安装工程所占比重也比普通建筑更高。

(一)关于造价审计

建设工程造价管理贯穿于工程建设的全过程,“合理确定、有效控制”是其出发点和归宿,也是工程造价审计的本质。我国建筑工程造价在近几年改革实施后,原有的定额计价和改革后的工程量清单计价法正处在双轨并行,逐步过渡阶段,并贯穿于施工图预算、标底编制和工程决算等各个计价环节之中,造价真实性审计的难度进一步加大。

(二)医院掌握审计的必要性

医院作为业主面对承包商时,通常在工程专业基础上处于相对的弱势,这种情况往往会造成工程合同管理及造价审计等能力方面的不平衡,结果很可能就是承包商用尽可能低的成本赚取更多的利润。现今我国医院仍以公立医院为主,医院建设多为政府投资项目,也就是说造价文本上的每个数字都代表着国家对公共卫生事业的投入,即医院建筑工程是民生工程,这些钱关系到广大老百姓的利益。因此我们医院掌握并加强工程造价审计能力不但是对自身发展的保证,同时也是对社会的负责。

二、工程造价审计的运用

(一)工程取费

工程取费所计取的费用一般占总造价的10%以上,因此,确定取费标准,准确套用各项费率,取费基础是否正确是非常重要的。翻开造价文本通常会先看到一份“安装工程费用表”,上面罗列了工程的各种费用,如直接工程费、措施费、综合费用、规费、税金等等,汇总到最后一行的“安装工程造价”就是签订该项安装工程合同的合同价或支付该项工程的决算价。

审核取费表时,我们手上要准备一本《建设工程施工取费定额》。审核的重点是取费基数和取费费率。若你所审计的决算项目依旧采用03定额,需注意安装工程的措施费、综合费用、规费等取费基数与建筑、装饰、市政等工程不同,采用“人工费”为基数,倘若承包商提供的决算书采用“人工费+机械费”作为取费基数,那就有故意抬高造价的嫌疑;如果采用10定额,则安装工程与建筑工程等一样,其基数为“人工费+机械费”。

审核时应当注意按照不同类别套用相应的综合费率,避免高套类别;规费及税金均按取费定额规定计取,不论业主还是承包商都不能随意改变其取费费率,即使是在投标项目中它们也是属于不可竞争项目。决算中还应注意一些计算规则,比如组织措施费中的“夜间施工增加费”与“缩短工期增加费(10定额称提前竣工增加费)”不可同时计取,通俗讲就是“因为你夜间施工了,所以工期缩短了”,因此只能计一项,而这两项费用在安装工程中往往因金额不高而被忽视。取费中有多项费用是有取费区间的,最好是在合同中直接约定双方均认为合理的取费费率。同理,若承包商认为该项目存在较大风险,则风险费也应在合同中约定,以免今后办理决算时再纠缠。

(二)项目特征

项目特征是对工程项目中每项工作的准确叙述,是影响工程价格的主要因素之一。安装工程由于它自身存在专业多、材料品种多、施工工艺多等特点更加显得项目特征描述的重要性。项目特征主要审核各项目的型号、材质、规格、配置形式及安装部位等是否描述准确完整,特别是对于需招投标的项目,投标人通常很难在短时间内完整的阅读业主所提供的设计图纸,其报价几乎完全依赖于工程量清单中的项目特征描述,描述准确与否将直接影响投标人报价的准确性,而投标人也经常会利用招标人不明确的特征描述进行不平衡报价。

我们例举几个安装工程中经常遇到项目及需注意的特征。

1.阀门

我们一般会描述出阀门的规格型号却往往忽略其材质,要知道阀门的材质有铜、铸铁、不锈钢等等,且价格相差较大;而在消防工程中还应注意阀门压力值的描述,消防用阀门通常为1.6MP,而生活管道一般用1.0MP。

2.配电箱

安装方式的不同直接影响基础型钢的计算,继而影响综合单价的组成。

3.风管

风管厚度必须明确,如有保温层,则保温厚度也必须明确。

4.管道

注意连接方式,根据管道的功能、材质、规格的不同,其联接方式也会不同,其所套用的定额、工艺难度、价格也不同,且管道的各种连接方式直接影响管件的计算。

安装工程项目繁多,我们不可能在这一一列举,从以上例子中我们已能看出项目特征描述不但影响综合单价,有时也会影响工程量计算规则,是一个不可忽视的环节。安装工程项目特征书写主要以建设工程的工程量清单计价规定为依据,并进行审计。

(三)工程量计算

工程量是工程造价审计中最基础也最重要的数据,它的准确与否直接关系到工程造价的高低。工程量是根据设计图纸或竣工图纸及其它他相关资料以及现场情况计算的,但每个人对图纸的理解及计算手法的差异,往往存在一定量的偏差。

工程量计算也是造价文本编制中最繁琐的环节,且安装工程专业多、计算规则多、工作量大,作为业主方很难在有限的时间内逐一逐项的计算审核,我们的审计重点应选择那些工程量数额大、价值高及容易出错的部分进行。

1.工程量数额大

安装工程中数额较大的莫过于电气及智能工程的管线桥架、给排水及消防工程的管道、通风工程的风管。在大型建设工程中这些项目若进行完整的精确计算其工作量是非常大的,此时我们可以采取标准对比法,审阅图纸后选取相对的标准层,计算该层工程量,对比各层与标准层的差异按比例调整工程量。此法的优点是时间短、效果好,适合运用于医院住院楼这样标准层较多的高层建筑。

2.价值高

安装工程中价值较高如水泵类、配电箱、设备等均属于图纸表述明确可见的项目,要尽量结合图纸将其清点确认,工作量应不算太大。同理,像灯具、阀门、风机、智能设备等均属于明确可数的项目,都应该将工程量精确到个位数。

3.容易出错的部分

工程量计算中可能会出现多算、重复算、漏算等错误,有些错误也许是计算人的疏忽造成,但有些则可能是为了提高造价而故意算错。而最有可能被利用出错的地方往往是一些无法在图纸中反映出的细节,下面我们举个例子:某通风空调工程水系统,管径>DN100采用无缝钢管,法兰连接,管径≤DN100采用镀锌钢管,螺纹连接;下图a为该水系统平面图中的一部分,图中可直观了解到DN200的主管向两侧各分出一条DN32的支管;根据工程量计算规则此时须计算无缝钢管的管件,而图中未表示管件布置;图a-1为施工单位认为此处工程量计算的示意图,图a-2为施工现场实际情况的示意图,对比后可看出两副示意图均实现图a的效果,但a-2仅使用了两次开眼三通便可,而a-1却多使用了DN200正四通1只、DN200同心大小头2只、DN200法兰3对。从该例子中看出对图纸理解的不同会产生不同的计算方法,但实际上由于工艺繁琐几乎不会有承包商在施工中使用a-1施工,且DN200(法兰)*32(螺纹)的同心大小头不属于标准配件,需定制;更不会有业主喜欢这个方案,它不但造价更高,而且过多的管件可能在将来的使用中出现更多的故障;根据施工规范要求此处也只需采用开眼三通;承包商用图a-1计算工程量,就不得不让人怀疑其故意提高造价的意图了。

在安装工程中,承包商类似利用图纸不明确的细节或隐蔽工程进行工程量多算的情况并不少见,这需要我们的从业人员不但要加强专业认识,更要积极深入现场核实。另外,在医院的建设工程中如空气净化、供氧系统、智能系统、防辐射、医用设备安装等多项专业工程通常采用分包施工,这就更需要我们的审计人员加强警觉,避免总承包商与分包商在工程量计算中出现重复计算。

(四)套用定额

工程定额指的是在正常的施工条件下,完成某一合格单位产品或完成一定量的工作所需消耗的人力、材料、机械台班和财力的额度,我们使用最多是工程预算定额。业主在工程造价审计中工程取费、项目特征、主材价等可以通过查阅相关资料或咨询相关部门进行审核,工程量也可以依靠工作经验及合理方法予以核实,但对定额的审计却是一个难点,因为定额子目太多。安装工程由于专业多、材料品种多,相应的定额子目就更多了,03定额约有17000多个子目,10定额也有近15000个子目,完全掌握它们难度太大。但我们无需担忧,在一项建设工程中不可能用到所有的定额子目,常用的子目也就几百项,我们审计的重点依旧是工程量大、价值高、容易出错的项目,要点是定额的编号、单位、换算系数及材料消耗量。

1.定额编号

定额编号正确与否直接决定了定额水平,要避免出现高套、错套定额,如消防工程中喷淋管套用消防册,而消防栓管应套用给排水册,两者定额水平是不一样的;类似的还有生活管道套用工业册,暗配电线管套用明配等都可以造成高套定额。

2.定额单位

注意定额单位与工程量单位是否需要换算,在工程量清单中各项的单位通常是米、个、套等,但在定额中同一项目的单位却可能是100m、10m、10个、10套等,若不注意换算该单项的损失就是10倍甚至100倍。

3.换算系数

在安装预算定额的各册及各章前都有相应内容的说明及定额换算系数,比如相同的管道、阀门或支架安装在管道井内与水平安装相比,因其施工难度增加,其安装费是按规定系数调整的;典型的如通风册中规定“定额中未按制作和安装分别列出的,其制作费与安装费的比例按表划分”(该表列出各章内容制作与安装所占定额百分比),比如一套消声器以成品计价主材计入后,其定额中的制作费是要按规定比例扣除的,仅计其安装费,而我们查表可知消声器的安装所占定额比例仅为人工9%、材料2%、机械1%。

从中可以看出系数的换算对定额水平的高低起到非常重要的作用。

4.材料消耗量

定额的材料消耗量包括主要材料、辅助材料和零星材料等,其内容和范围包括:从工地仓库、现场集中堆放地点或现场加工地点至操作或安装地点的运输损耗、施工操作损耗和施工现场堆放损耗。施工过程中材料损耗不可避免,但这并不能成为承包商在决算中随意增加工程量的借口,因为国家在制定定额水平的时候已经考虑了大多数材料的消耗率,定额册中都是有数据可查的。而现今多数的造价文本都是通过软件计算制作的,这些软件通常会自动将材料消耗计算在内,如果在此基础上再计算材料消耗,就有可能出现重复计算了。

(五)主材价

主材价指的是定额单价中未计价的主要材料的价格。在安装工程造价中,主材比例占到70%左右,因此,主要材料价格的准确与否,对安装工程整个造价的影响是至关重要的。

1.审计中首先要核实其是否偏离当时的市场信息行情

对有市场信息价的,以当地造价部门颁布的市场价格信息价为参考;而对于未材料市场信息价的安装材料价格,则根据品牌、规格进行市场询价。例如成套配电箱,由于内部元件配置不尽相同,成套配电箱是不可能找到市场信息价,此时我们需将配电系统图提供给厂商,经厂商根据设计予以组价并为我们提供准确的报价。

2.安装材料种类众多

同用途同材质因生产厂家品牌不同,材料差异极大,某些主材或设备进口产品与国产产品价格相差就更大了,如高压环网柜,本身就属于高额主材设备,而进口的更是国产的1.5倍,因此在审计中要注意有无将一般材料套用高级材料。

3.审核有否将定额中已包含的工作内容另列项目多算等情形

例如灯具,大多数灯具除分别套用本身定额子目外,它们的接线盒是经统计后单列一项子目的,但不是所有的灯具都要统计在内,比如公共场所常用的嵌入式筒灯,其定额子目套用“点光源艺术装饰灯具”,该子目的材料费中已包含“钢接线盒”的工作内容,因此不需要再计入。

三、结束语

工程造价审计是一项涉及面广、专业性强,多方面相结合的综合、全面、复杂的工作。要做好审计工作,既要求审计人员具备较高的专业素质,同时要有高度的责任感,既替本建设单位精打细算,节省基建经费,又要实事求是、公正办事。掌握工程设计、施工、材料、设备等各方面的基本知识,并不断学习掌握新技术,了解设计意图,明确适用的规范和标准,随时搜集并了解有关工程造价、材料、设备等的信息、行情,掌握动态资料,熟悉有关合同管理,工程招投标,建筑法规等基本知识,综合运用知识,才能准确、全面、真实地反映工程的造价。

参考文献

[1]浙江省安装工程预算定额(2010版)[M],中国计划出版社,2010

[2]浙江省安装工程预算定额(2003版)[M],中国计划出版社,2004

[3]张国栋,图解安装工程工程量清单计算手册[M],机械工业出版社,2009

[4]丁云飞,安装工程预算与工程量清单计价[M],化学工业出版社,2005