為了確保事情或工作有序有效開展,常常需要提前進行細緻的方案准備工作,一份好的方案一定會注重受眾的參與性及互動性。那麼優秀的方案是什麼樣的呢?下面是小編收集整理的設計方案8篇,歡迎閲讀,希望大家能夠喜歡。
建築方案設計論文
【摘 要】時移世易,與時俱進,建築行業也一樣,傳統的建築方式和建築方法已經無法滿足現今發展能力的需要,同時,還要產生大量的建築廢品,能源消耗也異常驚人。這就產生了一系列的問題,首先生態環境遭到破壞,污染日益嚴重,而且由於有些地方建築施工技術不夠先進,無端地消耗大量能源,這又造成了能源危機。
【關鍵詞】建築;施工技術;建築能耗
建築施工技術與建築能耗相伴而生,在這種狀況下,對現有的施工技術加以改造升級勢在必行,這樣就能降低建築能耗,使得經濟效益和社會效益最大化。
1、當今建築能耗現狀
現如今建設生態比較落後,我們在提高生態建設的時候,還要注意建設施工的技術,既然這樣,那麼是否也可將建築行業也納入到生態建設的範疇中呢!在建築施工中我們是否也應抱持這樣的理念。隨着城市化化進程加快那麼建築行業也在迅猛發展,建築能源需求加大,因此而產生的建築能耗也日益曾多,這兩者是相輔相成的,有建築必定有能耗。現在國家高速發展,建築行業高歌猛進,在滿足人們越來越高的生活水平的同時建築能耗的更加壯大也是不爭的事實。根據經驗,能源消耗的主要階段是在施工的時候,施工的時候如果施工技術不先進那就無法很好的節省能源,同時又因為技術不先進在施工的過程中還可能對水和環境造成污染,環境污染了我們又要治理於是又造成能源消耗。
2、建築施工技術的發展趨勢
2.1信息化建築施工技術管理的發展趨勢
科學技術的腳步從未停止,建築施工信息化技術也在不斷提升,這對企業經濟效益的增長和競爭力的提高都起着至關重要的作用。在建築施工管理方面計算機信息化技術被廣泛使用,如:工程的招投標、工程預算、圖紙信息、資料文獻等等方面。在這方面工作越來越深入之後施工技術管理也將呈現出信息化模式,這就為建築施工技術的提升提供了基礎和依據。
2.2建築施工技術的發展趨勢
創新是一個國家發展的動力,如果沒有創新那麼這個國家就會消亡,企業也一樣,各個行業也一樣,因為有創新那麼這個企業這個行業才能不斷地進步與發展。但是,當前我國的建築施工技術根本不能適應時代的發展,思想陳舊,技術落後,造成的後果就是隱患多多,這個隱患不單單是安全上的,因為禍不單行。所以,如今的建築行業提升創新水平、改善施工技術是第一要務,這也是發展趨勢,因為每個企業為了自身的利益也會勇於探索,這是時代的潮流。
3、建築施工技術的改進措施
3.1提升建築規劃和設計的科學性
建築理念有很多,因地制宜是其中的一種,但這一種卻是最綠色節能的一種。因地制宜,顧名思義就是首先要照顧當地的環境,其次才是在這個環境的基礎上來建設和發展。建築物本身是一個微氣候環境,怎麼樣才能讓這個微氣候環境更加合理的存在,解決的辦法依然在自身,種植花草樹木,建築圍牆要節能環保,太陽能的利用等等,這樣就合理地減少了空調照明的利用,也就在不知不覺中減少了建築能源的消耗。從中可以看出,對建築作出科學的規劃與設計就能夠從源頭上減少對能源的消耗。因為,節能減排符合時代的要求。
3.2提升圍護結構中的能源利用
建築物如何做到冬暖夏涼?這是建築物設計者們首先應考慮到的問題,這個問題實際上很簡單,建築物的維護結構通過對熱工性能的改善就能夠做到這一點,具體步驟是:首先,要在建築施工過程中具有統籌全局的理念,通盤考慮而不是隻顧一點,在選擇材料上要選擇環保卻又實用的建築材料,同時將組成圍護結構的材料進行熱工性能處理;其次,要想使結構的保温和隔熱效能得到提升,就必須使用實用而又先進的構造技術。如:建築物架空通風技術、屋頂蓄水技術等等,另外,複合型牆體也能達到節能減排的功效,再有就是改善門窗的密閉性能,也能提升保温隔熱的效果,事雖小也是節能的一個方面。
3.3合理利用可再生新能源
眾所周知,有些能源是不可再生的,比如煤炭石油,而有些能源是可再生的,比如太陽能風能。當今世界能源消耗量巨大,每個國家都在考慮節能減排,每個國家在這方面都當仁不讓,因為這關乎國家的前途命運。基於此,在我國的基礎建設中,尤其是建築行業,節能減排的理念必須貫徹其中。具體想法就是太陽能取暖、風能及水力發電,潮汐的利用等等。具體做法,在建築物頂端加裝太陽能曲能設備、太陽能熱水器、太陽能電力設備等等。另外,還可以將這些光能結合到建築物的結構當中,組成光電圍牆、光電屋面板、光電外牆板等等,這樣就將可再生能源轉化為產能、轉化為熱能,來提高人們的生活水平,減少建築能耗。
4、建築施工如何減少能耗
4.1開發新型的建築圍護結構材料
建築物的需求是多方面的,比如:通風、透光、隔熱、保温等等,隨着人們生活水平的提高,這些要求也越來越高,這是人之常情也是時代發展的需要,那麼怎麼辦?只有開發新的建築圍護結構材料才能滿足這些需求。因為新的建築材料能夠改變自身的物理性能,在維護室內環境的同時還能達到減少能耗的目的。
4.2相關部門協調合作
各種能源的相關統計要通過相關部門協同合作來做好,根據不同的職能建立其相關部門,統一職能體系,各部門之間協調合作,共同商討,在提高工作效率的同時又能在能耗統計是達成一致。
4.3建築設計優化,利用可再生能源
太陽能、風能、水能、地熱能、生物能源、海洋能等,這些都是可再生能源,建築施工過程中要想達到節能效果,合理利用可再生能源是非常重要的。
4.4建築工作人員的職責
我國是發展中國家,而且發展速度甚快,建築物增加的速度可用瞬息千里來形容,因此產生的建築能耗也是巨大的,可用能源日益減少,環境日益變差,所有這些都影響了我國的可持續發展。因為建築能耗巨大,那麼只要能夠使建築能耗減少,也就達到了節能減排的目的。因此,在建築施工過程中,教育好施工人員,同時明確責任,所有目的就是減少建築能耗。
4.5設置基礎數據的統計體系以及數據庫
建築能耗要想減少,基礎數據的統計體系和數據庫必須設置:設置出可以持續運作的基礎數據體系,這方面要長久的數據統計為基礎;設置統計數據網絡,同時,設置各省市建築能耗的統計數據庫;設置建築能耗數據庫,這個工作必須做,要把這個體系完全公開,才能促使人員與部門之間的合作。
5、結論
綜上所述,建築施工技術的好壞直接關係到建築能耗,兩者息息相關,而且在關係上,還有承上啟下的作用,現有的源資源比較有限,我們一定要節約能源,節能減排是當務之急,而且還要讓各個部門行動起來,而不是光説話不做事,要用實際行動去爭取藍天白雲花好月圓。那麼作為建築行業所能做的就是提升建築施工技術水平,做到能源的合理利用,降低能耗,只有這樣才能為國家的可持續發展做出貢獻,所以我們還要對建築施工技術進行提高,還要改善其中不良的方法,採取最好的方法進行建築。
參考文獻:
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[3]王厚華;莊燕燕;吳偉偉;吳宏偉;幾種複合牆體構造的熱工性能數值分析[J];重慶大學學報;20xx年05期
[4]志宏;李俊明;王補宣;徐鵬;;外循環式雙層玻璃幕牆的熱工性能研究[J];建築科學;20xx年04期
學習目標
1、識記生字詞,認識作品中展現的多姿多彩的中學生活 。2、能夠簡煉概括文章主要情節。3、通過深入閲讀分析人物特點,理解文章主題。
學習
重難點
1、概括並複述文章主要情節,分析人物特點。2、把握文章的主題
學 習 過 程
説 明
預習板塊
1、給加粗字注音:豁達()自詡( )履歷( )保佑( )躋身()薈萃()( )
2、成語填空:
往直前、拐彎 角、其貌不 、罪 禍首、指手 腳、
出謀 策、塞頓開、一 驚人、咬文 字、 雞毛 皮
探究板塊
活動一:《偉人細胞》節選
賈裏曾有過躋身軍界的打算……只是他的視力不怎麼好,恐怕到了九年級會讓眼鏡先生幫忙,這是迎頭一棒。可任何事都不會是絕對的,不能當兵,也就是説可以幹當兵以外的任何行當。
……
賈裏從報紙中縫裏找廣告,然後悄悄地報名參加了一個收費最低廉的健美班。開班頭一天,他發現大家都瞧着他,露出歡迎貴賓的儀式上才用的笑。
“你是我的榜樣。”有個人説,“我要練成你這樣就好了!”
賈裏大為吃驚,在這兒一切都反過來的,越瘦越輕就越神氣……
在那個健美班內,絕大多數是來減肥的,他們翻滾、舉槓鈴、臉色十分苦惱。唉,這麼拼命幹嗎,像電視台聘請他們上熒屏當節目主持人似的。
更令人窩火的是,教練員只抓減肥的主流,總是記錄哪個減掉多少公斤,彷彿他只會做減法。他教賈裏練身的方法和那些減肥的手段很相近,這很打擊賈裏的積極性,因為他總怕自己的體重會越練越輕,他可不盼望有這結局。
這期健美班結束時,賈裏的體重既不減也不增,只是胳膊硬了些,腿也結實了……
那教練是個減肥專家,他的理論讓賈裏茅塞頓開。他説世上最聰明的人,是那種既健康又輕巧的人,因為這種人往往血壓正常,負擔又小;還説先進的外星人也是小小的,絕沒有啤酒肚子。
看來新潮的偉人不必有個大身架,賈裏為這結論興奮了幾天。他把這想法寫信給電台“大眾知音”……然而,電台對這一個英明的發現不感興趣,看來這説法暫時還不是個熱點。
1.文中多次提到賈裏對“偉人”的看法,哪一種看法符合文意?( )
A.要成為偉人,就要躋身軍界。B.偉人要有膽量,視力好,而身體長短無所謂。
C.偉人要有健美的體魄。
D.身材、體魄、視力等身體條件以及職業種類與偉人並沒有直接的關係。
2.如果把“賈裏從報紙中縫裏找廣告,然後悄悄地報名參加了一個收費最低廉的健美班”這句話中加粗的詞語刪掉,表達效果有什麼不同?請簡要分析。
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3.“開班頭一天,他發現大家都瞧着他,露出歡迎貴賓的儀式上才用的笑”,請你依據加粗的內容,寫出當時大家看到賈裏時的心理活動。
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為了能更好的增進父母與孩子之間的親情,我們讓每位家長給孩子寫了一封信。當我們看着這一封封帶有孩子成長足跡、充滿無限期望的話語時,我們三位老師的鼻子感到酸酸的。在讀信時,孩子們都特別安靜,聽的也特別認真。
我們班的趙雨晴在聽完以後,動情的哭了,她説:“我總以為爸爸媽媽上班那麼忙,每天老早就把我送到幼兒園,我總以為他們不愛我,原來他們是這麼疼愛我呀!我以後在也不讓他們生氣了。張林月也説:“我以後再也不挑食了,睡覺的時候在再也不咬下嘴脣了。”
設計執教者:上海市松江區茸北中心幼兒園 唐英
設計思路:
看電影是孩子比較喜歡的一種娛樂活動,但適合幼兒觀看的電影不多,所以孩子們偶爾去看電影也只是跟從着父母,對看電影的經驗還是比較粗淺的,不理解電影票上的祕密,看電影坐哪個位置,大部分孩子的經驗是模糊的。
特技教師徐苗郎説:“數活動是為了解決生活中的問題”,怎麼樣讓孩子運用這種數經驗為自己的生活服務,並在生活化的遊戲情境中提升數的運用能力,於是,我設計了“看電影”的活動。
內容與要求:
1、通過看電影找座位活動,理解電影票上的數字含義,學習用數交集的方法,對號入座。
2、幫助幼兒解決生活中的數問題,豐富生活經驗,感受數遊戲的樂趣。材料與環境創設:
多媒體課件;教室佈置電影院場景;電影票20張;抽號箱及座位號。
指導要點:
一、價值取向:瞭解看電影的生活常識。
1、觀看多媒體課件,瞭解看電影常識:
(1)今天天氣真好,大頭兒子打電話約大耳朵圖圖一起去看電影。
(2)他倆來到電影院,已經是幾點了?(9:30)
(3)今天電影院播放哪幾部電影啊?觀察播映表。
他倆不想等太久,所以想看離9:30最近的那部電影。
大家一起幫忙找找哪部電影離9:30最近。(10點播放的喜羊羊與灰太狼)。
(4)他倆買了2張電影票。座位號寫在哪兒啊?誰知道?
(5)*大頭兒子的座位號是:第3排6座。誰幫他去找到座位。
*圖圖的座位是兩道算式題:第6-4排9-5座。
算對了答案才能知道幾排幾座,找對座位。請一幼兒算出答案,並找到座位。
二、價值取向:模擬遊戲,提升看電影的生活經驗。
1、今天免費看電影,你們想不想去看啊?但是這些票子上的座位號有點奇怪:有的是加法算式題,有的是減法算式題,還有的就是單個的數字。只有坐對座位的小朋友才可以在下個抽獎活動中得到獎品。(幼兒自己伸手在箱子內抽票、算出答案、入場、對號入座)
(1)老師提示幼兒:對號入座。
(2)驗證遊戲:
今天電影院舉行抽號中獎活動,被抽到座位號的觀眾可以得到一個獎品;
如果你坐錯了座位,與抽到的座位號碼不一樣,那就請你重新對號入座。
(3)結束:
今天我們學會了去電影院看電影找座位的方法,這樣看電影的人再多,也不會擁擠,也都能找到自己的座位坐了。
下次你們一家人去電影院,你要走在爸爸媽媽前面,不但要找到自己的座位,還要幫爸爸媽媽找到座位,
好不好?播放一小段《喜羊羊與灰太狼》的動畫片,現在我們休息一會兒,等會兒繼續再看。
活動準備
PPT課件、日曆、奶瓶、温度計
活動目標
在認識數字0——9的前提下,將他們排序。
在比較觀察中,瞭解發現數字在生活中的意義。
數字變化後,幼兒對其形狀感興趣,幷樂意產生想象。
活動過程
一、導入
1、出示10個格子,幼兒數出。
2、幼兒根據提示猜出每個格子中的數字寶寶。
二、1、給數字寶寶排序(提示順序,倒序,單數,雙數)
0123456789
9876543210
13579
2468
2、分享老師展示的各種排列方式
(1)認識基數13579
(2)順時針,圓形,三角形
(3)從大到小,從小到大
三、結合生活中的數字,讓幼兒理解這些數字 寶寶所表示的意義,教師展示PPT中不同的物體
1、日曆
2、奶瓶
3、温度計
4、目錄
四、數字寶寶的組合圖形
幼兒逐一觀察每個有數字寶寶組成的圖形,説一説畫的是哪些圖形?是有哪些數字寶寶組成的?
五、活動延伸
幼兒挑選自己喜歡的數字寶寶,動手畫一畫。
建築方案設計要求:
1.滿足建築功能要求;
2.採用合理的技術措施;
3.具有良好的經濟效果;
4.考慮建築美觀要求;
5.符合總體規劃要求。
1.建築方案設計要求之使用功能
①人體尺度和人體活動所需的空間尺度。
建築物中傢俱、設備的尺寸,踏步、窗台、欄杆的高度,門洞、走廊、樓梯的寬度和高度,以至各類房間的高度和麪積大小,都和人體尺度以及人體活動所需的空間尺度直接或間接有關,因此人體尺度和人體活動所需的空間尺度,是確定建築空間的基本依據之一。
我國成年男子和女子的平均高度分別為1670mm和1560mm。
②傢俱、設備的尺寸和使用空間。傢俱、設備尺寸,以及人們在使用傢俱和設備時,必要的活動空間,是確定房間內部使用面積的重要依據。
2.建築方案設計要求之自然條件
①氣象條件
建設地區的温度、濕度、日照、雨雪、風向、風速等是建築設計的重要依據,對建築設計有較大的影響。
水文條件是指地下水位的高低及地下水的性質,直接影響建築物基礎及地下室。一般應根據地下水位的高低及地下水性質確定是否對建築採用相應的防水和防腐蝕措施。
3.建築方案設計要求之建築設計標準、規範、規程
常用的標準、規範有:
民用建築設計通則(GB50352-20xx)
房屋建築製圖統一標準(GB/T50001-20xx)
住宅設計規範(GB50096-1999,20xx年版)
建築設計防火規範(GB16-87,20xx年版)
高層民用建築設計防火規範(GB50045,20xx年版)
4.建築方案設計要求之建築模數
①基本模數
基本模數的數值為100mm,其符號為M,即1M=100mm整個建築物或其中的一部分以及建築組合件的模數化尺寸,應是基本模數的倍數。基本模數主要用於門窗洞口,建築物的層高、構配件斷面尺寸。
②擴大模數
是基本模數的整數倍。擴大模數的基數為3、6、12、15、30、60M,其相應尺寸為300、600、1200、1500、3000、6000mm擴大模數主要用於建築物的開間、進深、柱距、跨度,建築物高度、層高、構件標誌尺寸和門窗洞口尺寸。
③分模數
基本模數除以整數。分模數的基數為M/10、M/5、M/2,其相應的數值分別為10、20、50mm的模數適用範圍。分模數主要用於縫寬、構造節點、構配件斷面尺寸。
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隨着社會老齡化加劇," 健康中國,全民健身 " 理念深入人心,大眾基本體育健身休閒需求出現井噴,體育產業發展潛力巨大。而全國正緊鑼密鼓建設中的各類特色小鎮,給體育產業落地提供最好載體,體育小鎮隨之興起。
其中,在特色小鎮建設上走在全國前列的浙江省,便發文推動體育小鎮建設,力爭培育 3 — 5 個以體育產業為主要載體的特色小鎮。京津冀地區也在借力 20xx 年冬季奧運會,打造冰雪特色小鎮。體育小鎮的建設,將激活體育產業新藍海。
體育小鎮的概念
所謂體育小鎮,是指通過建設體育基地、體育設施、舉辦體育賽事等,形成可觀看、欣賞和參與各種體育活動的行為,形成體育產業,進而發展觀賞型體育旅遊和參與性體育旅遊,從而形成生態環境較好的特色小鎮。
從目前國內外體育特色小鎮建設情況來看,體育小鎮主要呈現出三大特色。
首先,以單項體育活動或賽事為核心。結合地理區位特徵或地方體育產業特色,打造單項體育活動項目的產業集羣和產業生態鏈的體育類特色小鎮。如新西蘭皇后鎮聚焦户外運動、法國沙木尼體育旅遊小鎮發展滑雪特色運動等。
其次,體育產業融合新城區建設。創新一批體育類項目和設施帶動小鎮建設。特色小鎮兼具除體育產業以外的文化、旅遊、養生等其他功能,實現生態、環保、養生、宜人的屬性。如北京豐台足球小鎮、浙江銀湖智慧體育產業基地等。
最後,引入體育類企業建設運營。參與特色小鎮建設企業根據既有資源優勢,謀劃體育類主題創新,定位體育和旅遊等產業融合,集聚資源,組合項目,創新驅動,實現企業成長和體育小鎮經濟的可持續發展。如河南嵩皇體育小鎮、浙江德清莫干山 " 裸心 " 體育小鎮等。
體育產業亟待載體
體育產業是當下的 " 香餑餑 ",無論是傳統企業,還是互聯網巨頭,紛紛抓住機遇,乘勢而上。對體育投資力度不斷加大,並積極構建體育產業生態圈,不斷在相關產業鏈中佈局,上百億資金爭相湧入體育賽事轉播、體育用品、體育彩票等各領域。
體育產業的發展增速其實是遠高於同期全國經濟的總體增長水平,年平均增速達到了 22.6%。數據顯示,20xx 年,我國體育及相關產業增加值僅為 983 億元,20xx 年增長至 2220 億元,20xx 年突破 3000 億元,到 20xx 年,體育及相關產業增加值進一步增長為 4040 億元。
20xx-2013 年中國體育及相關產業規模及增長率趨勢圖(單位:億元)
資料來源:前瞻產業研究院整理
伴隨着供給側結構性改革的不斷深入、科技革命和產業變革的不斷髮展和 " 健康中國 " 戰略的逐步實施,中國體育需求將從低水平、單一化向多層次、多元化擴展,體育消費方式將從實物型消費向參與型和觀賞型消費擴展,體育產業將從追求規模向提高質量和競爭力擴展,而這一過程中亟需體育小鎮作為承載體,推動體育產業向高層次發展。
20xx 年,我國體育旅遊實際完成投資 791 億元,同比增長 71.9%。山地户外、冰雪運動、水上運動呈現井噴式發展,湧現一批健身休閒產業,體育小鎮成為熱門趨勢。可以預見,未來徒步、滑雪、潛水、滑翔、運動自行車、馬拉松等新興運動項目注入小鎮,將成為體育特色小鎮建設的首要選擇。
體育小鎮的開發模式
體育小鎮的開發模式結合體育小鎮的開發及建設情況,分為四大類:體育賽事型、體育休閒型、體育度假型、體育產業型。
在體育特色小鎮探索開發過程中,以體育產業與其他產業的整合尤其是與旅遊業結合、就業人口及休閒消費的聚集、配套設施及服務的基礎為依託,形成體育特色小鎮的開發模式。
1、賽事型
結合地理區位場地特徵或地方體育產業特色,打造以單項體育活動項目為核心的產業集羣或產業生態鏈的體育類特色小鎮。特點是對場地條件有特殊要求,標準較高,單項體育活動有較大影響力,經常性的承辦大型賽事活動,有較強的觀賞性價值,同時賽後,利用場地發展相關的體育活動。
2、休閒型
依託旅遊景區,結合場地資源,打造以多元化的體育休閒活動(如釣魚、登山、滑板、騎馬、保齡球等)為主形成的產業鏈的體育類休閒特色小鎮。特點是離景區較近或依託景區,開展門類較多體育休閒類活動,活動的參與性較強。
3、度假型
依託旅遊景區或優美的自然環境,打造的以高端度假類體育活動(如高爾夫、滑雪、房車露營等)為主的體育產業,並結合旅遊、健康、養生髮展成為體育度假旅遊型特色小鎮。特點是離景區較近或依託景區或自然環境獨具特色,適合打造高端户外體育活動,活動吸引力體驗性較強,花費成本較高。
4、產業型
依託體育生產製造產業或智慧體育產業基礎,延伸發展體育文化、體育博覽進而形成體育產業上下游產業鏈,並與健康、旅遊相結合發展為體育產業型特色小鎮。特點是屬於體育生產製造基地,延伸體育上下游產業鏈,一般位於城市新區。
那麼,如何建設體育小鎮?
體育特小鎮項目建設,通過要素整合和資源整合,突破原有的項目推進和開發時序,導入成功的結構,由後端導入到前端,從前期的規劃設計導入到 EPC 導入、運營導入以及投融資導入,最後形成整套的運營模式結構,從而為旅遊及特色小鎮開發建設及落地運營提供全產業鏈整合服務,提升相關項目的有效落地。
其中,體育小鎮的關鍵在於體育產業的培育,可以根據體育產業的相關特性進行延伸。
1、增加體育旅遊產品供給
目前,以體育產業本身文依託的特色小鎮主要有以下類型,可根據當地實際情況,增加體育旅遊產品供給。
體育休閒類旅遊小鎮:釣魚、登山、滑板、騎馬、保齡球、網球、羽毛球、游泳、溜冰、潛水、放風箏、划船、衝浪等;
體育度假類旅遊小鎮:高爾夫、房車露營、滑雪等;
體育探險類旅遊小鎮:户外探險、海底探險、沙漠探險、攀巖、滑翔、跳傘等;
體育養生類旅遊小鎮:太極拳、瑜伽、保齡球等;
2、打通體育與資本的鏈條
體育小鎮的開發建設,關鍵是把控好 " 投、融、營、退 " 四步結構,掌握好 " 六大收益模式 "。四步結構,即投資的時序與規模控制、融資的對象與政府扶持利用、體育產業與旅遊的運營專業化導入、資金與資本的適時適度退出安排;六大收益模式,即工程收益、地產收益、房產收益、旅遊收益、特色產業收益、資本收益。
3、體育特色小鎮的運營模式
體育特色小鎮應實現以企業主體,政府服務,政府負責小鎮的定位、規劃、基礎設施和審批服務,引進民營企業建設體育特色小鎮的運營模式。
一、概述
目前,數字視音頻網絡和數據網絡的大量應用成為電視行業發展的必然趨勢,這就要求提供更大、更快、更有力的網絡數據存儲和共享途徑。網絡存儲技術無疑為我們提供了一個很好的選擇。
二、網絡存儲技術的分類
目前的網絡存儲技術大致分為三類:
1、直接依附存儲系統(DirectAttachedStorage,DAS)
DAS又稱為以服務器為中心的存儲體系,如圖一所示。其特徵為存儲設備為通用服務器的一部分,該服務器同時提供應用程序的運行,即數據訪問與操作系統、文件系統和服務程序緊密相關。當用户數量增加或服務器正在提供服務時,其響應速度會變慢。在網絡帶寬足夠的情況下,服務器本身成為數據輸入輸出的瓶頸。現在已漸漸不能滿足用户的需求,不再為大家所採用。
2、網絡依附存儲系統(NetworkAttachedStorage,NAS)
NAS的結構是以網絡為中心,面向文件服務的。在這種存儲系統中,應用和數據存儲部分不在同一服務器上,即有專用的應用服務器和專用的數據服務器。其中專用數據服務器不再承擔應用服務,稱之為"瘦服務器"(ThinServer)。數據服務器通過局域網的接口與應用服務器連接,應用服務器將數據服務器視做網絡文件系統,通過標準LAN進行訪問。由於採用局域網上通用數據傳輸協議,如NFS、CIFS等,所以NAS能夠在異構的服務器之間共享數據,如WindowsNT和UNIX混合系統。NAS系統的關鍵是文件服務器,一個經過優化的專用文件服務和存儲服務的服務器是文件系統所在地和NAS設備的控制中心,該服務器一般可以支持多個I/O節點和網絡接口,每個I/O節點都有自己的存儲設備。3、存儲區域網絡(StorageAreaNetwork,SAN)
SAN是一種以光纖通道(FiberChannel,FC)實現服務器和存儲設備之間通訊的網絡結構,如圖三所示。SAN的核心是FC,其中的服務器和存儲系統各自獨立,地位平等,通過高帶寬(傳輸速率為800Mb/s,雙全工時可達1.6Gb/s)FC集線器或FC交換機相連,可避免大流量數據傳輸時發生阻塞和衝突。各應用工作站通過局域網訪問服務器,在各存儲設備之間交換數據時可以不通過服務器,這樣就大
大減輕了服務器承受的壓力。
三、NAS與SAN的比較
NAS、SAN與傳統網絡存儲技術相比而言,無論是從網絡傳輸帶寬、數據共享性還是從存儲容量的可擴充性、數據的一體化和安全性等個方面來説,其優越性是不言而喻的。所以,現在眾多的用户在對其存儲方案進行選擇時,實際上也就成為對NAS和SAN的選擇了。
NAS和SAN有許多共同的特點。它們都提供集中化的數據存儲和整合優化,都能有效的存取文件,都允許在眾多的主機間共享並支持多種操作系統,都允許從應用服務器上分離存儲。而且,它們都提供數據的高可用性,都能通過宂餘部件和RAID保證數據的完整性。
NAS和SAN也有着一些不同點。首先,實施和維護的難易程度不同。上面曾提到,NAS的存儲設備與眾多訪問客户的連接是通過標準的LAN進行的,也就是説,直接將NAS存儲設備接入LAN中就可以使用了,管理者所要做的只是來定義網絡寸取權限或為每個用户定義磁盤限額。而且由於NAS採用了熱插拔和即插即用技術,所以在新設備接入時無需關閉數據服務器或進行重新配置,新增的存儲空間可以立即為眾多的應用服務器和客户機所共享。而SAN的存儲設備與客户之間的聯繫是通過專用FC集線器和交換機來進行的,如果客户端增加,就要對交換機進行級連,這就大大增大了安裝與設置難度。其次,二者的設備管理難易成度不同。由於NAS中每一個I/O節點都有自己的存儲設備,而這些設備又沒有一個統一的管理的界面,所以管理人員就必須逐一管理每個NAS設備,從而使管理成本隨網絡上的NAS設備的.增多而線性增加。而SAN對整個網絡中的存儲設備的管理,是採用SAN專用管理軟件來進行集中式管理的,用户可以通過簡單的圖形界面來管理不同平台和介質上的數據,也就是説,在SAN中,其整個存儲網絡成為了一個集中化的存儲池,這樣,管理人員管理起來就非常簡單了。再者,NAS和SAN是管理對象也不相同。SAN管理的是磁盤空間,而NAS管理的是文件,也就是説,SAN是個磁盤工廠,而NAS只是一個文件服務器。最後,也是最重要的一點,那就是二者在性能上有所不同。NAS是基於傳統以太網絡的存取設備,雖然減輕了服務器所承擔的壓力,但勢必嚴重增加網絡的負荷。而且無論存儲磁盤的速度有多快,存取速度只可能與網絡帶寬所允許的速度一樣快。即NAS達到高性能的前提條件是網絡帶寬足夠,否則其性能將急劇下降。而如果為了解決帶寬問題而增設寬帶網段,就勢必喪失NAS價格較低、安裝設置容易的優勢。與NAS不同,SAN構建於基於光纖的專用數據網絡,可以提供極高的帶寬(新的FC標準可使帶寬達到4GB),不必擔心由於帶寬不足而引起的性能下降。
可以説,NAS和SAN各有其長短之處,在實際應用中也各有不同之處。對於經濟實力不足,有傳統以太網絡,且急需擴充存儲空間的用户,NAS無疑是一種便宜、快速的方案。而對於擁有強大經濟後盾,對網絡性能要求較高及未來發展勢頭強勁的用户,則應該選擇SAN。
四、SAN的現狀和發展
1、現狀
由於自身所具有的高速、集中化存儲管理及幾近無限的擴充能力這些特點,特別適合對海量數據的視音頻數據進行存儲、傳輸和實時處理,所以採用FC技術的SAN目前在很多電視台得到了推廣,甚至已成電視台運做的核心。在視頻處理領域裏,SAN就像數字視頻網絡中的大本營,不但承擔着視頻數據的存貯、遷移、交換、共享,而且掌管着網絡設備的登記、刪除、查詢、維護。可以這麼理解,SAN是電視台視頻網絡的主幹,在SAN網上可以掛接諸如新聞生產系統、非線性編輯系統、廣告非線性插播系統、數字化節目庫系統等。SAN在日益廣泛的應用中也暴露了一些缺點和不足。SAN網絡仍然採用傳統網絡結構進行存儲操作,網絡結構主要由交換機與集線器構成,將這些傳統規範的硬件應用於新的存儲結構中,並應用傳統的網絡管理技術進行存儲管理,最終導致了系統的匹配問題。SAN系統出現之初,的確為我們解決了企業數據存儲與共享的問題。當存儲數據達到TB級,高帶寬網絡站點(視頻工作站)很多時就會出現很多問題,導致系統性能嚴重下降。而第二代SAN---SDD(SANDataDirector)的出現,彌補了這些不足。
2、發展
新一代SAN,其結構的核心是SDD,它不是一個更大的交換機,但它完成的功能更多。它將交換、緩存、RAID、I/O以及數據和文件的管理集於一身,並可以完成數據和網絡的管理,為數據交換提供高帶寬、高容錯的集中存儲訪問。SDD內部有兩個完全相同的組件,稱之為HSTD(HSTD
1、HSTD2),每個HSTD有四個100MB/S帶寬流量的數據交換端口,稱之為HOST。這樣,每個HSTD就有400MB/S的帶寬,一個SDD擁有兩個HSTD的800MB/S帶寬。HOST端口可直接與服務器、工作站相連,也可與交換機相連。每個HSTD還有一個60芯的數據總線用於和存儲硬盤陣列相連完成數據交換。其結構示意圖如圖四所示。
SDD利用HSTD組件省去了複雜的交換機間連接,並將RAID控制器集成,前面的端口接服務器,也可以連接交換機,後面的端口連接硬盤櫃。這樣一來,網絡結構變得非常清晰、簡潔,可擴展性強,並且SDD對傳輸通道、硬盤通道、硬盤多重宂餘,不僅提高了帶寬,又增加了安全保障,系統幾乎永不死機。
3、對比
(1)帶寬:在傳統SAN方案中,應用FC而使帶寬達到了100M,且其採用的RAID控制器是專門為點對點通信而設計的,在較
少站點同時訪問一個數據時有很好的性能表現,但當有更多站點同時訪問一個數據時,帶寬將嚴重不足,使系統性能急劇下降。如果採用多硬盤塔來分擔網絡帶寬的方案,勢必需要使用switch進行級連,這樣不但使網絡的連接變得極為複雜(如圖五所示),而且switch之間的100M通道帶寬就成為了網絡的瓶頸。在SDD中,帶寬可達800M,並且採用新型RAID控制器,將switch的級連改為並聯,消除了大規模網絡傳輸中的瓶頸。
(2)擴展性:傳統SAN延用了C/S的結構,其可升級性與智能化都很差,若想進行系統升級則必須增加交換機、RAID控制器以及不同的控制軟件,而且只能使用交換機級連擴展站點。這種情況在網絡規模較小(網絡中高帶寬訪問站點數在十個以下)時,影響不大。但當網絡的高帶寬站點超過10個時,傳統SAN的系統性能將越來越低,以至於不能構架大型網絡。這是因為傳統SAN的FC交換機速度高,但會在SAN中引入延時;為了增加接口而級連交換機也會產生延時,當系統需要多台交換機時延時將十分明顯,並將使數據處理性能下降。在SDD網絡中,FC交換機都與SDD控制器相連,處於並行工作狀態且互不影響。當站點增加時,不用交換機級連,只需將新的FC交換機接入SDD即可,不用改動以前的連接。帶寬得到線性增長,能構架大型網絡。
(3)穩定性、安全性:從圖四中可以看出大型網絡在站點
增多後傳統SAN需要FC交換機二級連接,增加了連接點、RAID控制器、電纜等。故障發生點增多,同時故障源難以確定,維護難度大。而SDD網絡結構簡單,連接點少,出錯的機率小,易判斷出錯點,如圖五所示。比較圖五與圖四可以看出,在相同網絡規模下,SDD網絡結構連接簡單,故障點少。在存儲硬盤與SDD,FC交換機與SDD之間都採用雙鏈路備份,容錯能力強。
(4)RAID結構:在一個傳統RAID環路中對磁盤的訪問是順序的,降低了RAID卷的讀寫能力。一個環路硬盤數量有限,硬盤卷的容量太小,當總存儲容量達到TB級以上時,系統會出現十幾個盤符,降低了系統的穩定性能,使管理難度加大。如果在NT下做帶區集,首先降低系統安全性,消耗系統資源,另外帶寬也會下降。同時傳統RAIDFC硬盤塔當某一硬盤發生故障時,不會影響整個RAID組。但可怕的是如果盤塔發生故障,將導致其上整個RAID組數據丟失。而SDD的RAID則是在盤塔之間做RAID。這樣當一個盤塔發生故障時,整個RAID也不會出現問題,大大提高了存儲系統的容錯能力。同時,SDD是在10個磁盤通道上做RAID,讀寫一個RAID時,對磁盤的訪問是同時併發的;充分利用了系統的多通道、高帶寬的性能。另外SDD的RAID結構採用兩級RAID,即在RAID3的基礎上再將多個RAID組以RAID0方式捆綁。這樣做一方面單個盤符容量大大增加可達幾TB,使存儲數據得到充分共享;另一方面,帶寬集中利用,單個分區的帶寬可達360Mb/s以上。
(5)升級能力、性價比:由於隨着存儲容量、站點的增加,傳統SAN需要增加大量設備如:FC交換機、硬盤塔、RAID控制器等,導致成本急劇上升。擴展系統結構複雜,又使維護成本上升。在SDD網絡擴充時,只需增加少量交換機和硬盤。整個網絡結構不變,維護成本不增加,有效保護了用户的投資。另外SDD可以重新使用傳統結構中的硬件以節省投資。
除了以上性能提高,SDD還具有傳統SAN不具備的優勢。
(1)ZONING(分區)能力
可以在SDD控制器中做ZONING,這樣可以指定工作站可以看到哪些LUN(邏輯單元設備號),提高系統的安全性,並使跨平台連接的安全性得到保障。提供了SDD用户註冊的審查,對非法註冊提出警告,全部的安全工作都將被記錄。
(2)CACHE的集中使用
SDD系統CACHE非常大,可達5GB,並且這些緩存集中使用,可當應急硬盤使用(這對於視音頻處理很重要),極大的提高利用率,提升系統性能。而傳統SAN系統總的CACHE雖然也非常大,但卻是分散使用,每一塊對於視頻採集和回放都太小,沒有利用價值。
五、總結
傳統SAN適用於小規模的存儲網絡如小型節目製作網、平面工作室、小型網站等,無法滿足大型存儲網絡的傳輸帶寬和存儲的需要。
SDD是專門SAN設計,它克服了原有SAN結構的缺點,為SAN提供一個廣泛的、高性能的解決方案。其主要特性為:數據處理與網絡的智能化;大量的I/O處理能力;低延時傳輸;高度的可靠性與使用性;可繼續使用原有的網絡設備。
利用SDD可大量、高速傳輸數據,而且其還可支持多操作平台之間的數據高速智能化傳輸。它可廣泛應用於大規模視頻處理、INTERNET信息發佈、數字資料庫等海量數據存儲領域。