室内设计和环境系统的关系(6篇)
室内设计和环境系统的关系篇1
系统论观点是上个世纪由美籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲首次提出的，他的核心思想是系统的整体观念，在系统中任何要素不是孤立存在的，而是处于一个大系统中存在的。环境、人、经济等都是这个系统的整体，都处于整个生态大环境中，彼此之间是一种制约关系。如果单纯地强调某一方面的发展而忽略其他方面均会出现系统的失衡问题，而当今的环境问题就是人类违背了系统论的观点，片面的追求经济和社会发展，而造成环境的极具恶化。鉴于这样的问题，设计圈将绿色理念融入室内设计中以求解决设计与环境的和谐发展关系。绿色设计不同于传统设计，它是将设计、生产、回收、再利用所有环节纳入到绿色设计的大系统中予以充分考虑，保证产品使用功能、生产成本等基本要素情况下，将产品生命周期中的各个环节中出现的资源利用与环境保护问题结合起来，综合权衡各方利弊。设计不仅要实现产品满足消费者需要的基本性能,更重要的是要实现产品生命周期中‘预防为主，治理为辅’的环境保护战略，从根本上实现环境保护、劳动保护和资源能源的优化利用。因此，绿色设计是‘可持续生产’设计”。
二、绿色设计理念应用于室内设计的现实必然性
人具有精神与文化的双重属性，在社会活动中形成了对环境美的审美追求能力。当今社会是物质丰裕的时代，人们在满足基本物质追求基础上开始追求精神领域的生活，逐渐讲究生活的文化品味和居住环境的艺术气息。一方面，良好的居住环境给人带来了美的享受，唤起了对自然的审美向往；另一方面，在审视环境带来美的同时将自己的审美原则加以转移，以主观的审美特征塑造环境之美，使人与环境达到相互和谐。消费者将自己的想法很难以视觉的形式呈现给施工群体，所以便滋生了室内设计行业的大繁荣。全国成千上万的装饰公司遍地开花，为了争夺消费者，占领市场份额，设计公司纷纷采取不同的竞争手段。这些设计公司大部分都采用传统的设计理念进行室内设计。而传统的设计理念为了装修效果的富丽堂皇，在设计施工中出现过度装修或者使用大量的有危害的建筑材料，完全违背了系统论的设计理念，将设计产品最终的使用者人的因素排除在外，仅仅考虑设计中的某个部分，将部分单独出来就效果而效果。这样不仅造成资源的极度浪费，而且对人体造成严重危害，最终导致整个环境的恶化，忽略了人与自然和谐可持续发展的理念。生态环境与人的全面发展具有密不可分的关系。其一，良好的生态环境是人的全面发展不可缺少的物质条件。其二，良好的生态环境是人的全面发展的有力支持。良好的生态环境有利于人类全面地肯定自我、完整地建构自身。”人是依托于自然界而存在的，自然界是为人类的生存和生产活动提供物质条件。同时，人又是社会人文环境的一部分，处于一定的社会关系之中，人的行为都要考虑社会人文环境的方方面面。所以，装修环境导致的大量问题使消费者对于人居生态环境的关注逐渐升温，对于室内绿色设计理念的要求越来越迫切，消费者开始意识到人生活的人文环境和自然环境构建的生态环境的重要性。
三、绿色理念视角下的室内设计创新
（一）利用绿色可再生资源
未来的室内设计理念应是人与环境和谐共存的绿色设计理念。在这理念的指导下，合理利用资源，采取资源最佳利用的原则，从可持续发展的角度出发，综合考虑设计、施工、材料等各个环节，避免过度设计和过度装修，充分考虑装修所用资源的环保性和再生能力。在能源利用方面，尽可能使用可再生资源，如太阳能、风能等。这类能源的利用可以在保护居住环境的同时实现居住者的各种物质需求，并且节约了生活开支，实现了人与环境的和谐共存。具体来说，在设计阶段，设计师要了解科技前沿，了解新材料的动向，在设计过程中极力推广环保新材料以取代传统室内设计的含有有害物质的装饰材料。同时在设计过程中，尽可能的将太阳光线引入到室内环境中，这样既可以最大限度的采用天光照明，还可以让居住者在室内感觉到与大自然的融合。贝聿铭设计的苏州博物馆就是天光使用的杰作，在整个展馆的设计中都采用顶部侧面进光的方式以最大可能的获取自然光照明，并且通过金属遮阳片和怀旧木构架应用于玻璃屋顶之下，过滤进入的光线强度，光线层次变化，达到妙不可言的效果。总之，室内设计总的原则就是要尽可能地减少不可再生资源的使用，尽可能让人们接近自然，实现自然环境与人文环境的协调。
（二）创造自然化的室内空间
室内设计和环境系统的关系篇2
（九江学院文化传播学院，江西九江332005）
摘要：色彩被称作是室内设计的“灵魂”，它是室内设计中最为生动、最为活跃的因素，具有举足轻重的地位。成功的色彩设计是既能满足大家的审美要求又是居住者的个性表达。本文在探讨了室内环境设计中的色彩艺术问题的基础上，进一步阐述了室内色彩设计的作用及色彩处理的方法，为室内环境设计提出了自己的参考和指导。
关键词：色彩设计；室内设计
中图分类号：J525文献标识码：A文章编号：1005-5312（2012）09-0218-01
室内设计是人为环境设计的一部分，主要指的是“建筑内部空间的理性创造方法”。换句话说，室内设计是一种以科学技术为基础，艺术为形式来表现的，目的在于塑造一个精神与物质并重的，既有生活品位，又有文化内涵的室内生活环境。有经验的设计师十分注重色彩在室内设计的作用，重视色彩对人的物理、心理和生理的作用。他们利用人们对色彩的视觉感受，来创造富有个性、层次、秩序与情调的环境，从而达到事半功倍的效果。色彩是室内设计中最为生动、活跃的因素。
在理论上，家居工程的色彩选择主要是考虑居住个体的特殊需求和个人偏好。这是一个真正需要合作的过程。它要求熟知居住者的个性特点，并在某些场合下熟知他们的个性弱点。这也就意味着就每个个体而言对形体和色彩解决方案的探索都是独特的。住宅可能包括各种各样的休闲空间，他在满足日常生活基本功能要求之外，可能还要满足工作空间，或者还有娱乐空间的要求。
一、室内色彩环境与气氛
“色彩环境与气氛”是探讨室内色彩搭配与人的生理、心理关系的问题，色彩是室内设计很重要很容易出效果的要素，也是造价较低廉和方便施工的室内要素。如果要改变一个空间气氛，从色彩方面我可以花很少的钱和很短的时间就可以达到目的甚至可以改变空间功能。色彩可以左右你对空间和光线的感觉，可以表达冷热、新旧或远近。哪怕是最细小的色调变化也可使整个房间显得更温暖一些或更宽大一点。任何人都能将毫无生气的房间装扮上快乐、欢庆的色彩，产生欢乐、明快的视觉效果，使人心花怒放。巧妙地运用色彩可以改善你的周围环境，给你的房间注入生机，使普通的房间变得不一般，而彰显自己的个性。
二、室内环境色彩的文化内涵
室内环境设计不仅与现代社会经济相关，而且还能折射出一个民族或一个地域的文化特点。我国地域辽阔，民族众多。每个地域、每个民族对色彩的喜爱和忌讳有很大的差别。室内环境设计师应根据该地域和民族的文化特点运用色彩艺术，这样才能创造出更富深度的作品。
三、室内色彩设计的基本要求
在进行室内色彩设计时，有很多因素对色彩设计产生影响。主要包括室内本身固有因素。室内设计色彩可以按不同空间大小、形式来进一步强调或削弱。当然也是室内色彩设计的参考因素，不同方位在自然光线作用下的色彩是不同的，冷暖感也有差别，我们可利用色彩来进行调整。
影响因素还包括“居住者”的因素。例如：使用空间的人的类别。男女老幼对色彩的要求有很大的区别，色彩应满足居住者的喜好。
最后，影响因素里还应包括该空间所处的周围环境因素。色彩和环境有密切联系，尤其在室内，色彩的反射可以影响其他颜色。而且不同的环境，通过室外的自然景物也能反射到室内来，色彩还应与周围环境取得协调。
四、室内色彩的设计方法
（一）色彩的协调问题
色彩效果取决于不同颜色之间的相互关系，同一颜色在不同的背景条件下，呈现的效果可以迥然不同。视觉器官按照自然的生理条件，对色彩会有不同搭配要求。会有很多的视觉色彩现象。视觉器官对色彩的刺激本能地进行调剂，以保持视觉上的生理平衡，并且只有在色彩的互补关系建立时，视觉才得到满足而趋于平衡。
（二）室内色彩构图
色彩在室内构图中常可以发挥特别的作用。1、可以引起人注意或隐藏的目的。2、可以物体产生收缩膨胀的感觉。3、色彩可以虚构室内空间形式，打破原有空间格局。4、色彩可使室内物件的品种、材料、质地、形式彼此间形成内在联系。
在室内色彩中要有主次关系：主要是背景色决定主体色，主体色决定强调色。色彩的统一与变化，是色彩构图的基本原则。为达到更好的装饰效果可以运用重复、呼应、节奏、对比等方法来进行具体的设计。总之，解决色彩之间的相互关系，是色彩构图的中心。室内色彩可以统一划分成许多层次，色彩关系随着层次的增加而复杂，随着层次的减少而简化，不同层次之间的关系可以分别考虑为背景色和重点色。使室内色彩达到多样统一，统一中有变化，不单调、不杂乱，色彩之间有主有从有中心，形成一个完整和谐的整体。
室内设计和环境系统的关系篇3
关键词：室内环境艺术教育
室内环境艺术设计，从发生本源上来说是人们对美好家居生活的营建，逐步拓展到工作环境、休闲环境、交往空间等更大的社会领域。这种发展正是人们经济生活不断扩展的结果，也是物质发展与精神需求提升的必然规律。因此室内设计作为人类对所处环境物质改造的集中艺术反映，记载着人类文明的发展历程。
一、中国当代室内环境艺术及教育沿革
中国的环境艺术教育体系是在上世纪80年代，源自日本的室内艺术设计研究方向的基础上，并根据中国改革开放的迫切需要应运而生的。环境艺术最初的定位，完全是依附在室内设计范畴之上，确切地说是中国特色的室内环境艺术设计。
现代中国室内环境艺术，其开端是处于中国改革开放初期。经济、社会的逐步开放与物质的相对匮乏，要求通过室内环境艺术设计塑造出能够代表中国实力和潜力的环境面貌。因此，最初的室内环境艺术设计教育也是基于这种社会需求而着重强调市政办公、涉外宾馆等公共建筑室内空间的装修与装潢。注重的是室内环境的艺术装饰和面貌展示。这种以公共建筑为开端的室内设计是现代中国该学科发展的特有模式。这也造成了早期的室内环境艺术教育片面局限于装饰、装修以及艺术的单纯堆砌之上，关注的焦点是公共建筑内部空间的形象展示，而非真正的人文关怀设计。133229.COm在这一时期，环境艺术教育内容多由其他艺术学科衍生而来。
随着经济的发展，室内设计逐步走向大众，业内人士意识到室内设计并非简单的艺术堆砌。该时期的室内设计教育开始强化对建筑的理解和认识，在艺术教育的同时开始注重技术层面的问题。不同建筑形式与建筑功能对室内设计起到了应有的导向作用。在此基础上环境艺术教育经过了初期的摸索逐步开始体现出作为综合学科与交叉学科教育的特性。室内环境艺术设计日渐关注功能空间与人文因素的特性，这一时期对于设计师的培养是环境艺术教育的重点，并且推动了中国室内设计的发展。室内设计开始从政府行为逐渐归属到公众生活空间的设计。
其后，因为服务对象的扩大化，室内设计的多样化、风格化、功能化、人文化更为突出。环境艺术的教育开始导向于以人为本的艺术设计模式，同时，随着现代科技的发展，逐步强调出功能与技术、生态与绿色的现代室内设计要求。该时期室内环境艺术教育，面向的是设计师极度匮乏的市场需求，因此教育仍然旨在培养设计师，属于精英教育层面。但随着市场的不断扩大和人们对该行业细化的不断期许，人才需求呈现出多层面的发展，室内环境艺术教育从传统艺术教育的上层化、贵族化开始有所转变。
中国的环境艺术教育一直是随着社会需求的变更而不断调整的，并且教育的模式是针对设计师社会效应的反馈而不断更新的。因此环境艺术的发展在我国虽起步较晚，但因为学院派始终引领着行业导向并不断根据社会变化而调整着自身的教育步伐，所以在短短二三十年有着建筑行业无法比拟的发展优势（建筑行业发展主要受商业模式的设计院所影响，学院成果的社会转换实施较慢，因此近年来设计思想的发展速度远不及室内设计）。
二、室内环境艺术教育现状
各行业的发展都需要有厚重的培养土壤，尤其是服务大众的与技术相关的学科。其发展的后劲更是来源于社会的普遍关注与认同。公众的理解与认同将极大地影响行业的发展。室内环境艺术教育需要人才培养的多层面化，而且提高公众素质与公众认可度是该行业发展的重要途径。因此行业的发展不可避免地需要教育规模的扩大。
同时专业发展与从业人员的增长必然导致社会分工的细化，也派生出不同的研究方向与领域。并且这种发展也融合了建筑学、城市规划、园林等相关学科内容。环境艺术设计逐渐分化为室内设计和景观设计两个主体专业研究方向。环境艺术教育的体系也随之演化。在这一时期室内环境艺术日趋发展成熟，其教育不再仅仅单层面关注功能、以人为本、生态，而是融合了各学科特长，开始寻求艺术教育的本源和学科总体发展的定位。
三、室内环境艺术教育的本源和定位
从中国教育体系的根基来看，室内环境艺术教育是源于外来文化的教育模式。该模式在中国土壤的传播和发展，在行业发展初期是适应于社会需要的，满足了阶段性民众对生存环境品质提升的迫切需求。但在经历了数十年追逐西方物质文明的发展热潮之后，人们逐渐冷静，民族精神逐渐苏醒。我们需要的是一个能够突出民族个性、民族审美意识的环境空间，需要重新拾回东方文明的国际地位。因此在此时期需要室内环境艺术教育适应于发展需求，调整教育导向，促进该行业国际地位的确立。
事实上，中国的环境观是早于西方世界的，这种环境观与中国传统文化血脉相承，并且从今天来看，仍然具有先进的现实意义。在《大学》中，孔子写道：“古之欲明德于天下者，先治其国；欲治其国者，先齐其家；欲齐其家者，先修其身。”也就是说，对于外部环境的改造应先究其内因，如果放弃我们对自身的关怀，不能完善自身的感知、知识、美德、健康和人性，我们将缺乏克服和转变外在条件的能力。相应的，作为艺术教育，我们应先回归到人本身的素养修正之上。预施以技，先立其身。室内环境艺术教育应着重强化传统文化、国学及美学素养的培养，应加强学生对生活审美的感知，提升学生对人文关怀、自然关怀的认同。如果我们不理解中国美学元素与符号语言的相通性，又怎能理解中国环境文化的精髓？如果我们不理解传统建筑空间伦理格致的哲学思想，又怎能拥有华夏民族一脉相承的民族精神呢？因此传统文化以及传统教育思想正是当代室内环境艺术教育的本源。我们所要继承的，不仅仅是传统文化知识，而是传统文化思想，不是要求所有的设计都仿古，而是要求所有的设计都能够体现民族思想的意识渗透。
西安美院“大美术、大美院、大写意”的办学理念，为室内环境艺术教育发展提供了深厚的传统美学基础教育背景，同时大美术中对于环境美学意识以及应用美学的发展已有了明确的界定，“从一切为了美术到美术为了一切”的哲学理念也正是国际上美学发展的先进思想。
美国文学家梭罗曾说过，“诚然，绘一幅画、塑一座像或者创造几件美的东西，这样的才干实为可贵，但通过我们的眼和手去描绘、塑造周遭的氛围、环境，那要伟大得多。去改善生活的质量，这是最高明的艺术。”审美的环境正是每个人生活的介质，是环境的艺术、人类生活的艺术。显而易见环境艺术的教育应是深入浅出的，是耳濡目染的，是身体力行的。实践教学的意义正在于此。设计不应仅仅停留于图纸，设计应是整个构思到实施的过程。教育应贯穿于其中的每一个环节，是方法流程的学习，是框架体系的搭建，是知识点的不断填充与梳理。教授的应是思考问题的方法而绝非简单的答案，更何况作为艺术设计教育原本只是有规律可循，而无一定之规可依。实践正是一种要求学生依据规律自我探寻的教育方式。这也是应用美学教育的特色定位。
西安美院的室内环境设计教育正是在建筑环境艺术系的确立之后逐渐充实并确立特色导向的。对于当今的行业发展与社会需求，室内环境艺术设计教育也需要不断地探索与更新。身处西北，我们有责任挖掘、保存和发扬这块土地的精神，因此室内环境艺术教育应立足陕西地域文化特点，创建具有本土文化特色的现代室内设计教育体系。深研本土文化的丰沛资源，强调传统文化的古为今用，确立具有民族美学精神的现代室内设计教育根基，同时以生产、教学、科研相结合，作为室内设计教育办学的基本依据。以理论——实践——理论为基本模式，进行知识强化、应用与提升。强调理论联系实践，通过学生参与学院实际生产科研项目，大力拓展学生的综合专业素质和社会实践能力。同时多学科交叉性与知识教授系统性应是室内设计教学设置的基本依据。现代室内设计涉及到艺术、社会、科学、工程技术、人文心理等众多学科，是多学科的交叉领域。其教学设置就需要兼容并蓄，同时要具备知识搭建的连贯性与体系化。使学生能够在室内设计庞杂的知识学习中，脉络清晰地打下坚实的框架基础，以利于学生对知识的对应掌握及扩充学习。今天我们所面对的学生不再是过去一二十人的小班，而是一二百人的庞大课堂，多层面的因材施教，培养不同层面人才，能够适应当今社会生产的需要和当代教育的需要。但另一方面，教育的侧重点也不应仅仅停留在个体人才教育上，还应兼顾强化群体优势。既要体现个体教育所不能完成之事（例如整个古城的调研、考察、绘制和规划），还应体现在对学生的沟通、协作与设计组织能力的培养上。
室内设计和环境系统的关系篇4
关键词：展览温室；环境控制；系统；流程
中图分类号：S6-3文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-07-0236-2
保持展览温室内植物景观的优美观赏特性和持续观赏效果是展览温室一个重要的管理目标，温室室内环境控制系统通过调节室内的大气和土壤环境指标，使之达到或接近认为为其设定的标准，使植物保持良好生长。温室环境控制在所有室内环境控制中是最困难的，除了要监控温度和湿度外，还需兼顾土壤水分、光照度、CO2浓度、EC值和pH值等。由于温室环境控制的对象种类繁多，在不同生长阶段的需求也各不相同，而且受能源、资金、劳动力等资源的限制及市场与天气变化的影响，温室环境控制必须在极有效率的状态下进行。
1辰山植物园展览温室概况
上海辰山植物园位于上海松江区佘山山系中的辰山，总占地面积约207hm2，展览温室位于植物园东北角，总建筑面积21000m2，其中展览面积为12600m2，现有植物种类3000多种，由热带花果馆、沙生植物馆和珍奇植物馆三个独立的温室组成，是国内乃至亚洲最大的展览温室。
2辰山植物园展览温室室内环境控制系统
辰山植物园三个独立温室采用独立分区的智能环境控制系统，自动调整与启动各种设备装置，调节温度、湿度、光照条件等，整个控制系统包括计算机管理系统、数据采集系统以及自控设备系统：
传感器系统包括：开窗传感器、窗位传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、室外温度传感器、水管传感器、温湿度传感器、雨感传感器等。
自控设备系统包括：开窗机系统、遮阳帘系统、送排风系统、加温系统、循环风系统、喷雾系统等。自控设备系统具体情况如下：
开窗机系统：温室在春、夏、秋季主要采用自然通风方式以满足植物对生长环境的要求，控制方式成组分区控制。
热带花果馆：0-4m高处，约310扇；温室顶部，约409扇；中部12m开气流扰动窗，约58扇。
沙生植物馆：0-4m高处，约270扇；温室顶部，约243扇。
珍奇植物馆：0-4m高处，约141扇；温室顶部，约129扇。
遮阳帘系统：遮阳系统主要功能有夏季遮阳、降温，冬季保温；通过调节幕布开合，以满足不同植物对阳光的需求。保温形式遮阴网设备可降低温室内的能源流失，可以减至40%。除此之外，遮阴网设备可以用来控制光照的强度，潮湿度和植物本身的温度。由于温室的面积非常大，可能会接受不均匀的阳光照射，我们对遮阳系统采取分段控制。
送排风系统：送排风的目的是排除室内的余热和余湿，补充新鲜空气和维持室内的气流场。
加温系统：温室的加温通过散热器向温室提供热量，有效的补充因各种因素所损失的温度。
循环风系统：在4-12m高处，沿温室玻璃幕墙每隔5-6m安装1台温室专用风机，用以搅动室内空气，减少温度梯度。
喷雾系统：在温室上部空间按跨度3m间距3m安装喷雾装置，以达到温度和湿度的控制。
3辰山植物园展览温室系统控制流程
温室自控并不类似于楼宇自控，它们之间最重要的区别就是楼宇自控的设计主要是控制空气温度以及人类适应的通风带的设计，而温室控制系统主要设计适合温室使用的生产工具，怎样控制可以促进植物更好更快地生长，以及设计植物生长的环境，条件以及过程。它们的能力远远超出空气温度管理和通风，直接控制生物生长参数。因而，温室的智能化控制是通过收集专业的技术数据构建系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，开发出的一种适合不同作物生长的温室控制系统。这种智能化的控制技术将园林与温室自动控制技术相结合，以温室综合环境因子作为采集与分析对象，通过系统的判断，给出植物生长所需要的最佳环境参数，并且依据此最佳参数对实时测得的数据进行处理，自动选择合理、优化的调整方案，控制执行机构的相应动作，实现温室的智能化管理。
3.1开窗机控制流程
工况1：室外降雨量达到暴雨程度，天窗全部关闭。
工况2：室外风速达到30m/s时，天窗全部关闭。
夏季期间，无上述两种工况且温度大于28℃时全部打开。
冬季期间，11：00-13：00（时间可调），正常情况下天窗处于关闭状态，春、秋季节，无上述两种工况，根据温度变化对开窗机进行分组调节。
3.2遮阳帘控制流程
11月-5月：遮阳帘全部收起；6月-11月：当室外照度达到一定值或室内温度大于30℃时（温度可调），启动遮阳帘。
3.3喷雾系统控制流程
如热带花果馆的棕榈植物区、室内花园区：上午8:00起当室内温度大于25℃时启动喷雾机；至下午6:00时或室内温度小于20℃时，关闭喷雾机。上午8:00起当室内湿度小于72%时启动喷雾机；至下午6:00时或湿度大于88%时，关闭喷雾机。
3.4送排风、循环风系统控制流程
上午7:00至下午7：00之间开启循环风机。当室内高区温度大于45℃时，开启垂直送排风机，向上排风；当室内低区温度小于20℃时，开启垂直送排风机，向下送风。
3.5加热系统控制流程
对锅炉房提供室内温度传感器的实时温度数据显示：当处于温室北面的地面温湿度传感器的最低温度小于12℃时提供声音警报（人工复位），启动热源（锅炉、地源热泵），开启对应区域的调节阀；当北面最低温度大于16℃时提供声音报警（人工复位），关闭热源（锅炉、地源热泵），关闭调节阀。
4结束语
辰山植物园温室室内环境控制系统可提供全方位的气候控制，强大的软件支撑使这套系统能与温室特有的设备配套，可按不同植物要求并考虑各环境因子之间的相互关系进行自动调节与控制。监控软件具有很好的开放性，便于扩充，且具有人机界面友好、查看灵活和易于维护等特点。系统实现了测量、管理、控制一体化的信息集成，具有自测、自检、自校准功能。
参考文献
[1]胡永红,黄卫昌,等.展览温室与观赏植物[M].北京:中国林业出版社,2005:10-70.
[2]丛燕颖.北京植物园热带植物展览温室环境调控的研究,2005.6.
[3]王玉军,张本华.温室技术的现状及发展趋势[J].农机化研究,2008,(01).
室内设计和环境系统的关系篇5
早在2006年，我国学者钟国祥等就提出，智能学习环境是从建构主义学习理论、混合学习理论、现代教学理论出发，以学生学习为中心，由相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等构成的，一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间。它既支持学生学习的自主建构，又提供适时的学习指导。这样的智能学习环境在今天已经成为现实，这就是当前方兴未艾的智慧教室。
作为智慧教室，首先应能感知学习地点和时间，识别学习者的认知特点和个性特征，提供合适的学习资源，装备便利的互动工具，自动记录学习过程和评测学习成果，以促进有效学习的发生。在这一认识的基础上，智慧教室的研究意义主要有以下三点。其一，智慧教室是一种场所、活动空间或工具，是一种智慧学习环境，它能激发学生的学习兴趣，能通过活动引导学生主动建构知识，同时强调对概念的理解。其二，智慧教室能提供丰富的学习资源，由学生自主驱动，允许便捷的互动交流，支持不同学习群体之间有意义的交互。其三，智慧教室能够满足学习者个性化、自适应的学习需求，并自动记录和分析学习过程，进而为学习者提供学习建议和帮助。
智慧学习环境的特征
1.可获取性
智慧学习环境的可获取性可从两个方面来理解。一是指学生随时随地从智慧学习环境中获取相关学习内容的可能性和便利性。在课上或课外、校园内或校园外，相关的学习内容可无缝分发并呈现在学生的智慧课本上，如电子书包、智能学习终端。二是智慧学习环境可获取学生学习过程中的相关数据，如学习进度、学习态度、学习效果等，并以此构建学生的认知模型，为学生的长期学习提供个性化、有针对性的支持服务。这些数据的获取可以为学生、教师、家长和教育行政部门的教育教学决策提供可靠依据。
2.可感知性
教学的主体是参与教与学活动的人，所以智慧学习环境的设计更多体现了对教师和学生体验的关注。这种学习体验一方面是感知物理环境，具体表现在利用传感器对空气、温度、光线、声音、颜色、气味等物理因素进行检测和控制，让师生始终处于最理想的物理环境中。另一方面，桌椅上的智能传感器能够检测学生的姿态是否正确，并给予及时提醒和纠正。
3.可管理性
构建智慧学习环境是一个系统工程。从工程角度，涉及网络设计、空间设计、供电设计等多方面。要做到内容统一管理，硬件设备安全可靠、绿色环保，所以设施应具备节能、可持续发展的特性，同时符合无障碍设计要求。
4.可评价性
目前，学校采用的评价方式大多是终结性评价，其目的是在课程结束时测试学生是否掌握了学习内容。实际上，对学生的学习过程需要持续不断地进行形成性评价。智慧学习环境下，可利用技术手段收集学生在阅读教材和辅导书籍、参与课堂互动和小组协作学习等方面的痕迹，这将有益于科学、准确地评价学生的学习效果。
5.强交互性
智慧学习环境下，能实现师生间和学生间高效的互动。课堂教学的交互过程是学生意义建构的过程（皮亚杰，1925）。智慧学习环境支持虚拟或面对面的课堂教学、合作学习、小组讨论、基于项目的学习等，能够有效促进学生以不同方式建构知识，进行有意义的学习。
智慧教室的系统组成
按功能来划分，智慧教室由内容呈现系统、学习资源系统、教学交互系统和环境感知系统组成。这四个系统共用教室内的信息资源和各种软硬件资源，在完成各自功能的同时，相互联动与协调。
1.内容呈现系统
内容呈现系统是智慧教室的重要部分，也是开展课堂教学的基础。设计良好的内容呈现系统可以提高教学内容的传递效果。内容呈现系统通常由黑板、投影仪、电视、电子白板、移动终端、无线机顶盒、扩音设备等组成（如图1），其基本功能如下：
（1）实现对室内视觉、听觉呈现相关软硬件的管理。
（2）呈现教师的演示文稿、教学软件、操作过程等。
（3）呈现学生的作品、操作过程等。
（4）完成语言扩声和音乐扩声。
内容呈现系统包括相互关联、协同工作的视觉呈现子系统和听觉呈现子系统。
视觉呈现子系统由各种无线终端（信号源）、无线机顶盒（转换传输设备）、投影仪和电视机（显示设备）构成。无线终端通过局域网将画面发送给无线机顶盒（AppleTV、小米盒子等设备），无线机顶盒连接到显示设备，实现显示功能。目前，也有部分设备支持Windows笔记本电脑直接投射到投影仪，但技术还不成熟。
听觉呈现子系统可以实现教学过程中的语言扩声和音乐扩声。语言扩声主要用于教室内拾音、放大和扬声，一般采用以前置扬声器为中心的音响系统。音乐扩声主要用来播放音乐、歌曲等内容，采用双声道、立体声形式，有的采用多声道和环绕立体声形式，多以低阻抗的方式与扬声器配接。
2.学习资源系统
学习资源系统包括学习资源存储、分发系统和教学过程录播系统。学习资源存储、分发系统将开发的资源放置在云端，师生可在上课过程中实时同步课程资源，并保存教学过程中的生成性资源（如图2）。此外，对于课堂教学过程，学习资源系统可实时录制并存储到云端。学习资源系统通常由各种无线终端、课堂教学资源、学习过程记录、云服务平台等构成，可实现以下功能：上传教师开发的教学资源、同步学生终端内的学习资源、录制师生的板书、存储教学过程。
学习资源存储、分发系统的主要功能是由教师将开发的数字化资源上传到云服务平台。
教学过程录播系统是生成性资源录入的主要辅助系统，主要是在现在学校流行的录播系统上增加记录学生学习轨迹与教师教学轨迹的功能（如图3）。
3.教学交互系统
教学交互系统是课堂教学过程中师生、生生交互的支持系统。该系统支持课堂讲授、协作学习以及学生自主探究等多种学习方式，对于实施形成性评价具有重要价值。课堂交互系统通常由各种学习终端、云服务平台组成（如图4），可实现师生、生生的互动；小组讨论和学习；学生个人的探究；学习过程、学习评价的记录。
4.环境感知系统
环境感知系统的使用有利于为学生营造一个健康、舒适的学习环境。该系统通常由温度传感器、气体成分传感器、压力传感器、光纤传感器组成（如图5）。其基本功能如下：感知室内温度，当温度超过预设范围时会给予警报，并启动温控设备；感知室内气体成分，当气体成分超过预设范围时给予警报，并启动新风设备；感知学生坐姿，当学生坐姿出现问题时，给予震动或声音提示；感知室内光线，光线过强或过弱时，开启窗帘或照明设备。
（1）气候监控系统。气候监控系统由三部分组成：室外气象站、室内空气感知系统和空气调节系统。室外气象站可测量风向、风速、温度、湿度等常规气象要素，并将气象信息及时传送到教室内空气感知系统，由其决定是否警报、自动调节窗帘控制进光量或启动空气调节系统。空气调节系统一般由进风、空气过滤、空气热湿处理、空气的输送和分配、冷热源等部分组成。
（2）气味监控系统。气味监控系统能够对教室内的一氧化碳、二氧化氮、苯、氨气、烟雾等有毒气体和物质进行探测，其核心设备是感烟式、感温式、感光式传感器。
（3）照明监控系统。在智慧教室中，照明监控系统有两个任务：一是环境照度控制，即根据日照情况自动调整窗帘和室内灯光的开关；二是照明节能控制，教室内划分为若干区域，安装6～8个光传感器，可以根据不同区域的光线，自助开关该区域的灯光，从而达到节能的目的。也可利用光电、红外传感器检测室内的人员活动情况，一旦人员离开教室，即自动关闭灯光，达到节能的目的。
智慧教室“SMART”概念模型
智慧教室的“智慧性”涉及教学内容的优化呈现、学习资源的便利获取、课堂教学的深度互动、情境感知与检测、教室布局与电气管理等多个方面，可概括为内容呈现（Showing）、环境管理（Manageable）、资源获取（Accessible）、及时互动（Real-timeInteractive）、情境感知（Testing）五个维度，简写为“SMART”。这五个维度正好体现了智慧教室（SmartClassroom）的特征，可称为“SMART”概念模型（如图6）。
在“SMART”概念模型中，“环境管理”（M）和“情境感知”（T）两个维度是智慧教室装备的共性要求。“环境管理”（M）维度要求智慧教室应能够实现对所有设备、系统、资源的监控和管理。“情境感知”（T）维度包括两个方面，一是对室内的空气、温度、光线、声音、颜色、气味等参数的监控，为“环境管理”（M）提供依据；二是利用课堂录播系统记录教学过程，利用手持设备记录交互过程、监测学习结果，从而完成对学习过程的跟踪。
随着探究学习、小组协作学习等多种教学方式的提出，原本以支持知识传授为主的教室环境无法满足当前课堂教学的实际需求，教室在设计上亟待改善。如果分别从内容呈现、资源获取和及时交互三个维度来增强教室的设计，可把教室建成“高清晰”型、“深体验”型和“强交互”型三种典型的智慧教室，其特征如下表所示。
三种类型的智慧教室比较表
1.“高清晰”型智慧教室
“高清晰”型智慧教室主要支持以讲授为主的课堂教学，学生座位布局以“秧苗式”固定座位为主，对听课人数无明确限制。可采用无线投影技术呈现教学内容，支持手势识别的自然交互方式，应根据教室空间大小来配置屏幕尺寸及个数。通常情况下，至少配置两块显示屏幕来呈现教学内容。“双屏配备”可有效加强多页画面的连接，是智慧教室的标准配置。学生可使用手持设备书写笔记或将其画面投射到大屏幕上。支持师生以无线网的方式获取课程计划、教学内容和相关教学资源。在教学过程中，学生可利用移动设备书写笔记并实现在线储存。交互方式则以师生交互为主，其他交互方式为辅。学生也可通过手持设备以电子投票、问题反馈的方式给予反馈。
2.“深体验”型智慧教室
该类智慧教室支持以“个人探究”为主的课堂教学，座位布局相对灵活，“秧苗式”或“圆形”布局均可，理想的班级规模为四十人左右。内容呈现多以学生的计算机终端或手持设备为主，以教室内的无线投影呈现为辅。学生可利用手持设备记录笔记或反馈信息，并可将其画面投射到大屏幕上，要求学生每人配备一台计算机终端或移动手持设备。由于教室中覆盖高速无线网络，支持丰富的资源和教学工具的获取，全面支持各种终端接入，能够保证基于互联网的虚拟实验、仿真教学等在线资源和学习分析工具的便利获取和应用。交互方式以生机交互为主，以师生交互、生生交互为辅，学生可通过计算机或手持设备以电子投票、问题反馈的方式给予反馈。
3.“强交互”型智慧教室
室内设计和环境系统的关系篇6
【关键词】物联网技术节能型机房环境控制
一、基于物联网的机房环境控制系统模型
1.1物联网技术
物联网技术是将计算机技术、电子技术、互联网技术、信息技术相结合起来的综合系统，利用无线传感器、射频识别、各类扫描识别器、位置定位芯片、温度、速度、方向等感知设备采集各类信息，并按约定的协议格式将信息通过网络传递到后台应用系统进行处理，进行庞大数据信息的通讯和交换，把物品与互联网连接起来，实现了对原有工作模式的信息化和智能化升级。
1.2基于物联网的机房系统结构
物联网机房环境控制系统可按功能性划分为三部分：主控节点、测控节点及远端测控中心。其中主控节点与测控节点的运行位置处在通信机房内，主要负责室内外温度变化信息的采集、湿度信息的采集、风速风向的采集、空调运行以及风机联动控制等。而远端检测中心属于应用层，接收保存和分析处理机房环境数据，并为系统用户提供的人机交互界面，这是实现对物联网机房环境进行远程控制的关键。如图1所示，为机房节能测控系统结构框图。
1.3环境控制系统节点及其功能
测控节点是构成基于物联网的节能型机房的系统感知层，其主要功能为感知和采集机房室内外温湿度和风速等信息，并在本地仪器显示屏展示实时温度参数。系统中主控节点是一块增强型的51内核单片机，其能够作为机房环境控制系统节点的控制核心，除了要搜集和传输测控节点的温度、湿度、风速等感知数据外，还要具备接受指令并联动控制机房风机和空调系统的功能，这样，环境控制系统就能利用通信网络将室内温湿度值、设备运行状态等信息通过主控节点后，再中转传输至远端测控中心，远端测控中心接收并记录和处理主控节点上报的信息，实现对机房运行状态的不间断监控，分析制定并优化系统运行策略并下发联动控制指令。
二、实现物联网节能型机房环境控制系统的设计
2.1系统运行设计
当空调运行降低室内温度到适宜的区间范围时，智能控制系统可以准确地停止空调运行，或者改变空调运行参数，减少电能消耗；而当室内温度缓慢上升至临界温度时，测控节点能及时感知温度变化并传递到监控中心，监控中心自动下发指令重启空调运行或加大空调运行力度，直至温度降到适宜范围，如此循环。采用物联网控制的机房不但能节省机房环境管理人力，还能更精确地控制机房环境温度，并节省电能消耗。在某些场景下，可以启用省电模式使物联网机房联动控制风机代替空调运行并取得良好效果。当基于物联网节能型机房的室内外环境温差达到一定值时，可采用进风机和出风机来把室外的低温空气导入室内，从而完成与热空气的交换，由于风机作业的功耗要远小于空调设备，从而达到节能型机房环境控制系统设计的目标。如表1所示，为系统采用风机与空调设备逻辑对比。
2.2系统节能效果设计
散热性是基于物联网机房环境控制系统节能效果的重要体现，相关设计人员可根据热量计算公式来进行实际运行效果的估算。这里指的的热量计算公式为：Q=Cp・ρ・V・ΔT，其中Cp为定压的比热容；ρ为机房所在的空气密度；V为空气体积；ΔT为机房设备运行所导致的温度变化。在温度以及气温相同的条件下，计算风机和空调设备运行所表现出的散热效果。结果表明，基于物联网的节能型机房环境系统控制设计，在特定室内外温度值及其温差条件下，采用风机作为通风降温设备比空调具有更良好的效果。
基于物联网技术控制的信息机房可以根据实验数据设定空调或通风的联动策略，并可以实时监控其运行效果，然后进一步修正调整空调或风机的运行参数。
结束语：综上所述，物联网技术作为当前科学技术水平进步下的产物，其能够实现机房环境智能控制，达到机房整体的节能性。这一目标的实现，需要相关建设人员建立基于物联网的机房环境控制系统模型以及分析控制系统的设计方法。事实证明，使用智能节能型机房环境控制系统能减少空调的使用时间，延长空调的使用寿命，还能更精确地控制机房环境参数保障系统设备稳定运行。
参考文献
[1]谢伟，杨斌.基于物联网的机房节能测控系统设计[J].技术与市场，2011，07：30-32.