第一篇：标准化构件微空间设计研究论文
1微小空间的出现及意义
自进入工业时代以来，大量的人群涌入城市，更多的居民意味着更多居所的需求，同时建筑的材料及结构在不断革新的过程中发生着巨大的变化，建造的体量和高度也在不停的扩张，建筑密度达到了前所未有的高度，在城市化进程中人们以城市为中心从周边向内部聚集。城市的功能越发多样化，负荷不停增加。这种复杂的局面带来了相当多的问题：城市中人均占有的空间比例越来越小，外来的人员住房困难，个人生活需求独特性的丧失，城市中很小一部分出现瘫痪时，因密集的人群却会造成大量的损失。在这种城市问题亟待解决的背景下，微小空间提供不同角度的思考方式。微小空间的设计早在工业时代之前就有出现：普通民居自发形成的棚屋可以说是微小空间的原始形态，日本沿袭传统茶道的茶室也是小空间设计的一种表现。然而到了工业时代的鼎盛时期，微建筑的踪影似乎淹没在了人们对以新材料，新技术来建造更大体量与高度建筑的热情中。随着全球城市化进程加快，进入后工业时代以来对微建筑的探索又如雨后春笋般发展起来。这种现象的出现并不是一种偶然的结果。在某种程度上，我们很难通过对城市进行大的变动来缓解它的问题，复杂的功能与组成结构导致牵一发而动全身的弊端。微建筑的出现却使我们有了一种新的思路，虽然是城市中微不足道的一点，但一定数量的微建筑组成某个地域的节点而带来局部的缓解作用，却使我们看到了解决城市问题的新的希望，量变产生质变。建筑师刘宇扬2009年在上海南京路步行街上设计了一组行人服务亭，12个亭子分布在1km左右的步行街上，每一个亭子都具备自己特定的功能而成为这条街道的亮点。形式上既呼应了这条街道的年代感，同时在环保节能这一政策上带来了创新。从街头走向街尾，对行人行走路线的视觉提示又紧密了这条街道的整体感，有序、多元。在卢斯斯拉维德的《微建筑》一书中从大量的实例里不难看出这种微小空间带来的好处，美国建筑师琼斯设计的索恩克朗教堂利用小型可搬运的建筑构件来组成空间，从而保护了场地森林里的树木；德国建筑师科蓝尼设计的“转盘屋”将传统把功能平铺在不同空间里的做法变成了集中所有的功能于同一个空间；麦克劳夫伦事务所的露天音乐台在创造了一个微缩景观的同时满足了形式与功能协调的要求。从中都不难看出微建筑所具有的独特作用：对空间的有效压缩与利用、应用范围广、灵活可变并易于移动、通过构件的工艺化后可迅速大量生产等等。这些作用在解决城市问题的层面上提供了许多新的思路和更加开阔的视野。
2标准化构件下的微小空间
当我们把这一能够承载复杂和多元功能的微小空间数量扩大，使其在城市中一定的空间里发挥更大的作用，将会使这些微小空间的建造方式导向至使用标准构件来组成：大量的生产意味着工艺化的产出流程，而制造标准化的构件将使数量众多的微建筑能够在最短的时间内建造成功，并使材料的运输更加便捷，构件的灵活组织使得微空间依旧保持其多种多样的使用功能，而构件则可以进一步的回收利用。在理查德霍顿所设计的“微型之家”中，我们将2．6m见方的单元盒子视为一个构件，这些盒子沿着纵向的结构钢柱向上堆叠，既可以用作简易的学生宿舍，也可在紧急的情况下成为人们的避难所。在工厂制作完毕后，现场装配所需的时间只有5min。SHJ—WOＲKS工作室曾经建造过一个叫作FireShelter的微小建筑，因其构件的模数化设计使得设计师西蒙独自一人便完成了建造过程，制造过程中甚至没有使用到梯子，同时这些构件的组成方式最终产生了将皮革面板手工缝制在一起的独特意象。
3设计实践
2015年8月12日在天津滨海新区码头发生的集装箱爆炸一案使得周围的居民流离失所，大部分居民被暂时安置在学校等地住宿，外来的务工人员失去工作也只能暂且返乡。城市中高密度的人居环境使得突发状况波及到的居民数量增大，一旦失去自己的居所，很难在拥挤的城市空间中迅速安顿下来。临时搭建的避难棚屋虽可暂时满足简单的生活需求，却难以补偿遭受到创伤后人们残留不多的归属感。这使我们对设计微建筑的意义又更加倾向于人文关怀与使命感。在这样的突发状况下，微建筑是否可作为一种应急装置来缓解灾后居民恶劣的生活状况又成为设计所要思考的一部分。抽屉作为家具构件的一部分是我们设计中一个很重要的启示：拉开时抽屉作为收纳的空间储存物品，而拉开后抽屉后部空置的面板则作为关闭时容纳抽屉本身的空间。我们将活动的抽屉视为空间B，将容纳抽屉不动的面板部分视作空间A。当抽屉处于拉开的状态，AB空间的体积达到最大，当抽屉处于关闭的状态时，AB空间的体积最小。将A空间看作一个标准单元构件，而能灵活拉动的B空间则可以作为不同功能的载体容纳在单元构件A中。将其延伸至微建筑的层面中，构件A作为一个固定的单元将容纳一些日常的基本功能。在每日的活动中，竖直方向以人能够在构件A中行走作为最大高度，水平方向以能够满足一个人的正常睡眠作为最大宽度与进深。由此可以确定构件A为一个900mm×2100mm×2000mm的长方体盒子。为了满足白天的活动需求，床板设计为可以拆卸的三段，其中一段折叠到一边的墙壁上留出活动的空间，一部分成为坐凳，最外边的一段可拆卸下来放置在更高的位置成为一张方便看书、写字、吃饭的桌板。A部分本身则由更小的构件组成，在工厂预制后，使现场制作的时间缩短并且方便材料的运输。去除构件A中满足白天活动的最小空间后，剩余的部分即为“抽屉灵活拉动”的部分———空间B的尺寸范围。通过滑轨将B与A连结在一起，由于其灵活拉动的特点我们为空间B设计了三种功能：可以满足一人正常居住的卫生间、简易的小图书馆以及早餐售卖亭。根据不同的情况，B部分甚至可以继续设计出更多的功能以满足需求。整个建筑在扩展到最大的范围时长度不到4m，宽度则不到1m，最小时长度为2m左右。这样的体型使得它可以放置在城市各处零碎的空间中，利用不同的功能可分布在街道上满足其他行人的需求，在突发状况中也可集中在一起作为临时休息或避难的场所。
4结语
越来越多的人将要在城市中生活下去，他们对城市生活的诉求是微建筑设计的一个很重要的方向与指标。在城市问题持续增加并趋于复杂化的今天，利用微建筑独特的作用来弥合城市问题带来的伤口与裂痕，也许是一种积极面对这种复杂状况的态度与办法。
第二篇：人性化的办公空间设计研究论文
【摘要】随着现代社会的高速发展，城市化进程的加快，室内办公空间环境的设计越来越引起人们的关注。本文通过归纳总结与理论研究等研究方法，对办公空间的规划与设计进行解读与思考，从办公空间人性化设计的角度出发，具体分析色彩、材料等相关因素，并提出了办公家具与精神文化的的策略与方法，体现以人为本的设计理念，旨在为营造未来美好舒适的办公环境提供相关设计理论与建议。
【关键词】办公空间；人性化；环境；设计
随着现代社会快节奏、高效率的发展趋势，办公空间已经成为人类活动空间中重要的组成部分。据权威人士统计，“办公族”大约有1/3的时间在办公室中度过，办公空间环境质量的好坏直接影响着人的心理和情绪，甚至决定了工作人员的工作效率和成果，因此，办公空间环境的设计越来越得到人们的重视。
一、办公空间的规划与设计
进行室内设计首先就是空间合理规划。巧妙的空间规划打好了基础，余下的工作便更方便展开进行；办公室合理空间规划的一大特点就是工作空间的灵活性。另一方面考虑到办公室的功能和程序的安排设计,办公空间的次序应是多种多样的，可利用半开敞式隔墙来分隔空间，例如玻璃或镜子使空间在视觉上更加流通；利用陈设、家具、绿化来点缀空间；借助于维护面的引导和延伸，像天花板和地面的抬高或凹入，台阶的穿插来起到暗示空间区域的作用。
二、人性化办公空间的因素
（一）空间尺度
办公空间跟人的活动紧密相关，所以在人性化办公空间的设计中，空间尺度与比例问题尤为重要。从空间的结构、设施的布置到细部的处理等，获得最佳的位置、造型或结构，营造不同的空间效果。在空间的构造中，一个物体与空间之间的关系就是比例，即是长度、宽度和高度方向之间的关系。如大尺度的空间，给人以心理上的距离感。而加入小比例尺度在大空间里，使空间更加具亲和力；由于人们在空间环境中不断地运动，注重室内空间的形状、大小、人类活动路线的合理安排，可以使每一部分的空间尺度和人的活动在空间相互协调，会提高人的工作效率和相互交流合作。只有把握住了整个空间尺度与人体的关系，才能为人性化办公环境的建立打下基础。
（二）色彩运用
办公空间色彩的选择很重要，色彩影响着人们的某种情绪，也可以使人们产生精神共鸣。在办公空间色彩的选择上应符合企业和企业形象的特点，其色彩配置应按照“大跳跃、小和谐”的原则。办公空间是人们长期存在工作的地方，每一种色彩都有它所传达的情感，给人以不同的心理体验，并且和室内的材料、质地、照明等因素相联系，所以应注重统一性、和谐性。办公空间的环境色宜用低纯色为宜配色时用同一色相中性色为主，通过明度变化来配色，强调局部色彩对比，凸显主体色彩，构建丰富空间环境，创造一个具有良好气氛的办公环境。
（三）材料选择
在办公空间材料的使用上，应从使用者的感受出发,材料的选择更趋于理性、成熟，最大限度地满足人的舒适度，体现人性化设计。不同的材质、不同的对比的手法进行空间气氛的营造，带给人的心理感受。质地光滑与粗糙，刚与柔的碰撞都会制造不同的效果。
三、人性化办公设施
（一）办公家具要符合人体工程学
因为办公族长时间伏案工作会导致身体疲劳，办公家具应符合人体工程学设计，减轻工作负担。现在很多座椅靠背和头枕，扶手座椅可以调整高度，分别满足不同的办公使用者。有些背部有透气的网状材料，设置了一些可调的腰部支撑力性能，分别达到支撑身体的愉悦或疲劳的需求。办公家具的组合直接关系到员工带来最舒适的感觉。
（二）办公设施要具有灵活性
办公设施的灵活性体现在办公设备和办公柜、书架的设计中。如可自由组合的新型桌子，即可以独立使用，也可以和别的桌子拼成一组的大桌面，能够满足办公灵活性需求。
四、精神文化的办公室人性化特征
（一）办公室绿色空间的追求
人都有亲近自然的天性，同时自然景观也有缓解工作压力和获得视觉冲击的作用。将充满活力的绿色植物和景观纳入办公室，无疑可以进行调节，以达到提高员工工作效率的目的。因此，可以尽量引入植物、山石和水体等富有自然气息的人工环境于工作空间当中。绿色植物可以通过光合作用净化办公空间，调整房间的温度，为现代办公提供高品质的空气，有利于提高工作效率。绿色植物应考虑到办公空间的大小和高度和宽度。在大型会议室可选用如龟背木、龟背竹富贵竹、孔雀木等大型植物，放置在矮柜旁边做间隔之用。桌面上的绿化主要以小盆景点缀，如万年青、文竹等，使紧张工作中情绪得到调节。
（二）办公空间风格与情趣
设计风格不是刻意模仿，也不遵循紧随其后，办公空间的设计要在解决特定的空间问题中去思索、去发现，去创新，在创作自身人性化空间特色。可以在办公环境中设置了一些有趣的空间，或改变办公家具的组合方式，它可以给人新鲜感，从紧张工作中得到缓解，营造办公空间环境个性化。
五、结语
空间是人的空间，人是室内设计的主体，办公空间是为人的工作、活动而设计的，怎样设计出有利于人的心理和生理的办公空间设计的首要出发点。办公空间设计首先要满足使用者的基本需求，更应在设计上考虑到空间环境对人心理、生理和情感的影响，在以人为本”思想的前提下，要求了解人的生理和心理需求、行为心理和视觉感受等，创造有利于人们工作，有益于人们身心健康的办公空间环境。
参考文献
[1]黄巧.现代办公空间环境的人性化设计.《建材与装饰(中旬刊)》-2008-07-11
[2]董泽钦.当代办公空间的环境规划与设计浅析.《艺术与设计(理论)》-2010-04-15
[3]张小华.论现代办公空间“以人为本”的设计.《中华建设》-2008-03-28
第三篇：创新创业论文-空间太阳能研究
Central South University
空间太阳能的研究
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2013年03月9日 星期六
空间太阳能电站及无线能量传输
摘要：空间太阳能电站是一项非常庞大的系统工程，几乎牵涉到各个技术行业。它能为人类社会提供源源不断的能源，从而彻底解决能源问题。而无线能量传输技术是空间太阳能电站的主要关键技术，亟待突破。
关键词：空间太阳能电站，无线能量传输技术，能量
Abstract：Space solar power stations is a very huge system engineering, involving almost every industry.It can provide a steady stream of energy for human society, so as to thoroughly solve the energy problem.The wireless energy transmission technology is the main key of space solar power technology,and it needs to break through.Key words: Space solar power station Wireless energy transfer technology energy 0.引言
随着人类社会的快速发展，人类所面临的能源问题和环境问题越来越突出，地球矿物资源的大量开采与消耗, 使石油、煤炭等资源日趋短缺，据估计包括化石能源在内的所有能源储量仅能够人类使用100～200年左右。目前全球原油年消耗量约为35亿吨，而亚洲的原油尤其是中国的年消耗量正在激增中。在今后25年中，全球原油平均每年消耗将达50亿吨，足以把现已探明的全部储量耗尽。中国人均能源消耗约为世界人均能源消耗的1/2,为发达国家的1/10，为美国的1/13,比其他任何国家更快遇到能源短缺问题。我国如不及早地开展从根本上解决能源问题的研究 能源危机将会严重制约我国经济的发展，甚至威胁到国家的安全。另外过量消耗矿物燃料造成地球生态环境的恶化, 也促使人们寻找新能源和各
种可再生能源；再者世界经济的迅速发展,对能源的需求越来越大。由于空间太阳能具有能流密度大、持续稳定、不受昼夜气候影响、洁净、无污染等优点, 且随着人类征服太空能力的加强,利用空间太阳能发电SPS（Solar Power from Space）已越来越受世界各国的关注。
而对于其他类型的能源如风能、潮汐能、水电能、地面太阳能、地热能等都由于各种各样的限制而无法为人类提供全面的能源需求，而剩下的可供选择的就只有核聚变能和空间太阳能，而核聚变能在50年能否实现商业化还是一个问题，而空间太阳能电站在20～30年内有可能实现商业化，且大气层外没有云层、雾、尘埃等，太阳光线不会被减弱，强度是地面上的7～15倍。且太阳光的辐射能量十分稳定，在静止轨道上建设的太阳能电站1年中99%的时间是白天，其利用效率比在地面上高出6～15倍。所以，太阳能空间站的使用将极大缓解人类社会的能源紧张局面。空间太阳能的概念及发展现状
1.1 空间太阳能概念的提出
1968年，美国的Peter Glaser博士提出了太阳能发电卫星（Solar Power Satellite，简称SPS）。其基本构想是在地球外层空间建立太阳能发电卫星基地，利用取之不尽的太阳能来发电，然后通过微波将电能送到地面的接收（天线）装置，再将所接收的微波能束转变成电能供人类使用。空间太阳能发电系统基本由三部分组成：太阳能发电装置、能量的转换和发射装置以及地面接收和转换装置。
太阳能发电装置将太阳能转化成为电能；能量转换装置将电能转换成微波或激光，并利用天线向地面发送能量；地面接收系统利用地面天线接收空间发射来的能量，通过转换装置把其转换成为电能供人类使用。整个过程经历了太阳能一电能一微波一电能的能量或者太阳能一激光一电能转变过程。
1.2 空间太阳能的发展现状
1.21国外空间太阳能的发展现状
美国在20世纪70年代，投入约5000万美元进行空间太阳能电站和关键技术研究，并且提出5GW的“1979 SPS基准系统”方案。1995年7月，NASA开展了重新评估SPS可行性的研究，并提出多种创新方案。1999年，NASA在2年内投资2200万美元，开展“空间太阳能探索性研究和技术”的计划，提出SPS未来发展的技术路线图计划于2020年实现10MW系统的空间验证。2001年后，NASA和美国科学基金会共同出资开展“空间太阳能电站概念和技术程度研究”。2007年美同国防部组织专家完成了《空间太阳能电站作为战略安伞的机遇》中期评估报告。报告对于美国政府组织开展夺间太阳能电站研究提出4点建议：①要有效的进行组织，以解决SPS研制存在的问题；②要为SPS的商业发展清除主要的技术风险；③为SPS的研制创造一个有利的政策、制度和法律环境；④政府应成为SPS早期的验证者、研制者和用户，并且激励其持续发展。
日本是能源极缺的国家，从20世纪80年代就开始进行SPS概念和关键技术研究。目前共有200多名科学家参加15个技术工作组，90年代起陆续推出SPS2000、SPS2001、SPS2002、SPS2003、分布式绳系SPS系统等概念设计，并且重点在微波传输、激光传输、材料及空间机器人技术方面开展工作。2003年2月27日，日本
提出“促进空间太阳能利用”计划，已列为国家计划，目标是在20～30年后实现商业化，目前已经提出在2030年实现1GW商业系统运行的技术路线图。
欧洲在1998年开展了“空间及探索利用的系统概念、结构和技术研究”计划，提出了名为太阳帆塔的概念设计。2002年8月，欧空局先进概念团队组建了欧洲空间太阳能电站研究网，重点在高效多层太阳电池、薄膜太阳电池、高效微波转化器、轻型大型空间结构等先进技术方面开展研究工作。1.22 国内空间太阳能的发展现状
近年来，我国在发展地面太阳能可再生能源方面做了大量的工作，但利用规模还十分有限，发展空间太阳能发电技术、解决太阳能的大规模利用问题才是我国发展的主要方向。作为空间太阳能发电的主要关键技术，WPT在能量传输方面起重要作用。我国在雷达技术研究、应用方面具有一定基础，激光技术也已成熟。微波技术、激光技术在许多方面得到了应用，表明我国在WPT技术上已具有相当基础。我国已具备了太阳能电池的技术基础与空间应用能力。尽管就我国的目前空间技术水平相比还存在许多差距，但就空间工业基础来讲，我国已具备建设 太空太阳能电站所需空间技术的潜能。
2、空间太阳能电站系统方案
国际上已经提出几十种空间太阳能电站概念构想，总得来说空间太阳能电站概念可以分为两大类：一类是非聚光式，另一类是聚光式，而这两类又分别可以分为平台式和分布式。平台式非聚光空间太阳能电站的典型代表是美国提出的“1979 SPS基准系统”；分布式非聚光窄间太阳能电站的典型代表是日本提出的“分布式绳系太阳能电站卫星”；平台式聚光空间太阳能电站的典型代表是美国提出的“集成对称聚光系统”；分布式聚光空间太阳能电站的典型代表是日本提出的“SPS2003”。从发展趋势上，空间太阳能电站概念的发展重点是从系统的轻型化、模块化等方面开展工作，同时要重点解决系统的散热和空间大功率电力的传输难题。下面给出几种典型的空间太阳能电站概念。
2.1 1979 SPS基准系统
1979年美国提出第一个空问太阳能电站概念，名为“1979 SPS基准系统”。
该设计方案为在地球静止轨道上布置60个发电能力各为5GW的发电卫星，总设计目标为300GW，约为美国电负荷的一半，系统主要性能参数见表1。
表1 1979 SPS基准系统主要性能参数
系统采用桁架式太阳电池阵结构设计，体积和重量均较大，是后来的SPS概念设计的基础。设计微波波束到达地面时的功率密度很小，波束中心约为23mW／cm2，边缘只有1mW／cm2，对人、畜和庄稼不会造成危害。
2.2 集成对称聚光系统
NASA在20世纪90年代末的SERT研究计划中提出新一代的名为“集成对称聚光系统”的设计方案，结构示意图见图2。采用了薄膜聚光设计，薄膜聚光采用O．5mm厚的Kapton膜，表面太阳光反射率达到0．9，聚光膜到光伏电池的集光率为4．25。设计将聚光太阳阵与微波发射天线布置在很近的位置，可以大大减小空间电力传输系统的体积和质量。
图2 集成对称聚光系统
2.3 日本空间太阳能电站方案概念
日本在空间太阳能电站研究中提出了多种方案，主要包括SPS2001、SPS2002、SPS2003、分布式绳系太阳能电站卫星概念等(见图3)。
其中SPS2001采用了聚光系统，并且创新性的提出将太阳电池、微.波转换装置和发射天线集成为夹层结构，大大简化了结构设计和空间装配的难度，但散热问题
极难解决。在SPS2002方案中，改进了SPS2001的夹层结构，将太阳电池、发射天线布置在同一面，另一面作为热辐射器，可以大大改善热控的效果，但给能量转化效率和电池兼容性带来一定问题。SPS2003方案是在SPS2002方案的基础上，在辐射面后面增加了太阳屏，更加有利于系统的散热。SPS2003的另一个重要特点是各部件将采用编队飞行的方式保持相对位置稳定，是一个真正的分布式系统。分布式绳系太阳能电站卫星概念减小了单个模块的复杂性和重量，更有利于系统的构建和组合。其基本单元由尺寸为100m×95m的单元板和卫星平台组成，单元板为太阳电池、微波转换装置和发射天线组成的夹层结构板。每个单元板的总重约为42．5t，微波能量传输功率为2．1MW，单元板和卫星平台间采用4根2-10km的绳系悬挂在一起。由25块单元板组成子板，25块子板组成整个系统。
2.4 太阳帆塔
欧洲在1998年开展了“空间及探索利用的系统概念、结构和技术研究”计划，提出了太阳帆塔概念，主要参数见表2。表2 欧洲太阳帆塔基本概念
该方案设计基础是基于美国提出的太阳塔概念，但采用丁许多新技术，主要是采用了可展开的轻型结构——太阳帆，可以大大降低系统的总重量、减小系统的装配难度。每一块太阳帆电池阵为一个模块，尺寸为150m×150m，发射入轨后自动展开，在低地轨道进行系统组装，再通过电推力器运往地球同步轨道。
3.空间太阳能电站的关键技术
3.1 低成本、高效率、强抗辐射的光电能量转换
需要发展聚光太阳电池和薄膜太阳电池，以减轻产品质量，增强抗辐射能力，降低生产成本。
3.2 低成本的地面与轨道间的运输
运输成本与每次发射的有效载荷包装的大小有关。大包装（80t）有利于减少发射和太空组装次数，但需研制重型运载器；小包装（20t左右）则可利用成熟的运载器或运输系统，节省成本，但运输和空间组装次数相应增加。当前使用的运载火箭和航天飞机的发射成本仍然居高不下，平均在20000美元/Kg以上，应尽量使之降到400美元/美元以下。空间太阳能电站体积大、重量大，需要多次发射到近地轨道(LEO)进行组装，再送往地球同步轨道(GEO)。冈此，空间太阳能电站系统需要两类空间运输技术：低成本大运载近地运载器，高性能轨道问推进系统。目前最大的运载火箭包括美国的土星五号和俄罗斯的能源号运载火箭，近地轨道运载能力超过100t。而目前广泛使用的商用运载火箭，包括“德尔塔”、“质子”、“阿里亚娜”和“长征”等，近地轨道运载能力从11．2—25．0t不等。为了节约成本，有必要发展大刑的可重复使用的运载丁具。高比冲、长寿命的电推进系统是空间太阳能电站最有前途的空间轨道转移推进方式。美国已经研制50kW霍尔电推力器，需要进一步研究大推力的电推进系统，以适应空间太阳能发电站的需求。
空间太阳电站的太阳能发电考虑两种形式，即光电转化形式和热电转化形式。上世纪90年代，考虑到热电转换的较高效率，在空间站的电源系统设计中曾对空间太阳能热动力系统进行了广泛研究。随着光电转化技术的进步，其较高的效率(已经成熟的空间太阳能电池的效率接近30％)和高可靠性使得空间太阳能电站的太阳能发电更多的立足于光电转化。目前。从空间太阳能电站的需求来看，为了提高系统的效率，降低系统的质量，研究重点是发展聚光太阳电池和薄膜太阳电池技术，以提高能量转换效率，减轻产品重量，并需要进一步增强抗辐射等
空间环境适应能力，降低生产成本。其中聚光太阳电池最为看好，也是目前空间太阳能电站系统较多采用的方案。图4为美国的SERT计划给出的与空间太阳能电站发展目标相对应的太阳能发电技术目标。
图4 太阳能发电技术目标
3.3 无线能量传输技术
无线能量传输技术是空间太阳能电站最关键的技术。无线能量传输主要有微波和激光两种，激光穿过大气时损耗太大，故目前主要考虑用微波。首先，要提高微波发生器将电流转化为微波的效率，提高地面硅整流二极管的接受和转化效率，以及其它微波器件的效率。其次，要解决微波波速的生成和指向控制技术。第三，要确定微波频率的选择。无线能量传输技术是空间太阳能电站的主要关键技术，在空间将太刚能转换成电能后，进一步转换为微波或激光，通过WPT传输到地面，再通过微波或激光接收装置转换回电能。目前来看，微波无线能量传输技术相对更为可行。1964年，一个2．4kg重的无线电力传输直升飞机进行了验证，接收功率达到270W，飞行高度为15m。1975年，更大功率的微波电力传输试验在美国的JPL试验成功，传输距离达到1．6km，接收功率达到30kW，接收端的直流转化效率达到0．84。13本已进行了几次空间微波电力传输试验，主要研究微波
波束在空间等离子体环境下的相瓦作用。激光传输能量集中，所需的接收设备小，造价便宜，且可以直接转化为氢等存储起来。但是，激光穿过大气层时，有能量损耗，在恶劣气候条件下不能使用，而且大功率的激光技术目前还有许多难点，需要进一步研究才能应用。日前无线能量传输技术研究的重点是大功率、高效率、长寿命的能量转化器件技术，这对于降低系统的质量、减小热控等的复杂性都非常重要。
3.4空间技术
1)空间组装、维护和维修技术
空间太阳能电站系统体积和重量巨大，需在近地轨道进行空间装配，而且系统在轨工作寿命达30～40年，在全任务周期内，面临着大量空间碎片和微流星体等的威胁，此外由于空间太阳能电站运行时问长，其携带的燃料有限，需要进行在轨加注，维护任务需求很大，需要研究结构和部件模块自主组装技术、空间无人维护和维修技术。2006年1月22 13，日本成功发射了Furoshiki卫星，多个卫星在空间释放后，相互展开形成天线网格，之后整个系统旋转，以保证天线网格的张力。天线网格搭建完毕后，机器人就可以在网格上工作以建造相控阵天线。主要验证新型自主空间展开天线和空间机器人技术。
2)姿态控制及波束指向控制技术
空间太阳能电站的面积将达到几十平方公里，在运行过程中，既要保证太阳电池阵尽可能对日定向，又要保证微波波束与地面接收天线精确定向，给系统的姿态控制和波束指向控制带来很大的难题。特别是波束指向控制技术对于空间太阳能电站的安全有效运行极其重要。
3)热控材料及热控技术
空间太阳能电站中的光、电、微波能量转换过程中所产生的热量排散是方案设计中的主要技术难题之一，而适合的工作温度又是保证系统长期正常工作的必要条件，采用合理的热控方案和热控材料对于提高系统可靠性、降低系统质量具有重要意义。
4)空间电力管理与输送技术
空间太阳能电站的输出功率达到GW级，其电流十分强大，如果采用常规技术，需要大量的电缆、绝缘材料和散热材料，严重影响到空间太阳能电站的重量和成
本。需研制高温超导输电电缆、长寿命高可靠制冷器、高效直流变换器及新型的绝缘、散热材料等。
5)轻型、长寿命的结构及其部件
空间太阳能电站的体积巨大，工作寿命长达30年以上，为降低发射成本，需研制超轻型的展开式结构、充气膨胀结构和创新的多功能结构以及耐空间辐射环境的轻型复合材料。
6）太空自主组装及机器人
未来在太空建造太阳电站时，简单的、规范化的组装任务由结构和部件模块自主完成，复杂的组装、维修和服务任务由机器人辅助完成。要在航天飞机和国际空间站遥控操作臂的基础上，发展遥控机器人，继而研究6自由度的机器人。
7）结构与部件的高度模块化和批量生产
太阳电站的结构与部件需制作成大小适中，具有高包装效率的模块，使其能用成熟的运载器或运输系统发射，便于在太空自主装配、在轨维修和更换。
8）微波传输能量的分析
目前来看，微波无线能量传输技术相对更为可行。1964年，一个2.4kg重的无线电力传输直升飞机进行了验证，接收功率达到270w，飞行高度为15m。1975年，更大功率的微波电力传输试验在美国的JPL试验成功，传输距离达到1.6km，接收功率达到30kw，接收端的直流转化效率达到0.84。日本已进行了几次空间微波电力传输试验，主要研究微波波束在空间等离子体环境下的相互作用。在地球大气层外，太阳在单位时间内投射到日地平均距离处，且垂直于射线方向地单位面积上地全部辐射能，叫做太阳常数。美国宇航局标准取太阳常数为135.3mW／cm2。美国的“参考系统”太阳能空间发电卫星设计位于地球同步轨道，发射时的能量密度为23mW／cm2；日本设计的SPS2000位于低轨道，发射时能量密度为57.4ｍW／cm2，到达地面时的能量密度为0.9ｍW／cm2。目前国际上关于微波使用的安全性标准：美国和西欧为10mW／cm2；日本为5ｍW／cm2。所以传输电能的微波不会对地球表面生物造成伤害。同时，SPS不会引起致命的病变，在这方面也不会有大规模杀伤性。这也就意味着，“作为武器，水枪比SPS更有效。”Moss认SPS“微波光束列始终在接收站的绝对控制下，稍稍偏离天线的精
确轨道，就会迅速关闭。并且，最重要的是，接触微波能并不会致命。它不象激光那样具有热‘攻击性’，也不象X光辐射那样离子化
微波的频率为2.45GHz或5.8GHz，这是分配给工业，科学和医疗使用的频率，不会对通讯造成影响。但是空间太阳能发电卫星发出的微波束穿过电离层和大气层到达地面时，大功率微波将与空间等离子体、大气粒子相互作用，在波束通过的区域和临近区域引起一些变化，如电子被加热，电离度增大，激励产生等离子体波等；同时微波束的特性也将被改变。这些问题需要研究和实验。
激光传输能量的分析：激光方向性强、能量集中，所需的接收设备小，造价便宜，且可以直接转化为氢等存储起来。利用激光可以携带大量的能量，可以用较小的发射功率实现较远距离的输电。有关研究选择激光的优势在于。所需的传输和接收设备是微波所需的1/10。不存在干扰通信卫星的风险--使用微波却存在这种问题。不足点之一是障碍物会影响激光与接收装置之间的能量交换。在恶劣气候条件下不能使用，使用激光不能像微波那样穿过云层能量会在中途丧失一半。用激光传输能量整个过程首先在太空中把太阳光直接泵浦成激光，或先把太阳光转换为电能再转换成激光。第二步，把激光发射回地面。第三步，把激光转换成电能或直接转化为氢等存储起来。
一些国家开展了太阳能直接泵浦固体激光器的研究，包括美国、日本、以色列、中国等，但是转换效率都很低，远远未达到商业化应用阶段。
4、总结以及个人看法
（1）我国以及世界的能源现状表明，发展空间太阳能电站是解决未来的能源需求，优化能源结构的合理选择。
（2）太阳能空间电站有巨大开发价值，但在关键技术上需进行重点攻关，加快发展载人航天及空间站技术和无线能量传输技术。
（3）如果从现在起开展空间电站各种相关技术的准备工作，可能在20年左右 时间内实现太阳能空间站的商业化。
（4）在研究外太空的太阳能利用，全国甚至全世界的科研机构应该团结协作，尽快把关键技术弄好，以解决全球的能源问题。
第四篇：居室空间设计论文1
四川农业大学成都校区
风景园林学院
居室空间设计论文
论题：家居绿色设计的要素指导老师：张萍老师专业：风院09级园教3班姓名: 马 秀 华学号：2009929
1家居绿色设计的要素
作者：马秀华专业：风院园林教育
班级：09级3班 学号：20099291 指导老师：张萍
摘要：随着历史的车辙不断前进，人们的生活水平不断提高，不同的价值观念，不同的社会形态以及不同的社会修养造成了不同的审美观念，人与自然协同共进，和谐共存已经成为当今社会的理想追求，“绿色设计”就是驾驭于人们的如此审美观念和理想追求之上的建筑空间形态，绿色设计就是符合生态环境良性循环的设计系统，所以家居绿色设计的要素不仅包括材质的选择，而且更重要的是设计配置的生态科学性以及艺术性。
关键词：绿色设计生态科学性良性循环艺术性以人为本
改善环境、美化生活正日益在人们心中成为主流时，家居绿色设计已成为人们生活品质提高和文明前进的标志。无论是绿色材料的运用还是每一寸空间的划分与布置以及家居绿色设计的其他要素，它们都应该体现绿色设计的宏观概念，以及要素的综合性，在绿色设计目标的综合性上划分家居绿色设计的要素更能体现一个环保、节能、健康、舒适、方便的室内文化发展，室内布局、即空间尺度、装饰材料、照明条件、色彩配置以及绿化植物对室内环境调节等等都是以人为本的家居绿色设计的要素。在环保上找家居绿色设计要素，那么家具的设计方案必须是健康的、安全无害的，能与环境融洽且产品生命周期长的设计；在设计过程中尽可能节省材料；选用可再生和易于再生的原材料；尽可能避免使用危害环境和不易回收再利用的材料；在生产、消费和废弃过程中对环境的污染最小，并节约能源和降低能耗。
1.以人为本是家居绿色设计的本质
1.1人性化设计的目标是在环境的系统约束下，提高使用者工作的有效性，根据人的接受能力和环境特性来设计和选择材料，尽可能适合使用者的心理和生理特性，能够让居家者愉快地完成生活、工作、学习和娱乐，以让人们身心系统的最佳效率与效能，提高人们的工作的效率和生活质量。因而在家具设计选择过程中应注重功能设计，比如现代许多人都喜欢简约风格设计，我也喜欢现代简约风格的室内设计，当然无论哪种风格，它设计的空间从颜色、形状到尺寸符合人体工程学的要求，充分体现“以人为本”的设计思想，最大限度地满足人的本质需要，体现高度的舒适性和实用性，避免因功能的不合理而导致资源的浪费。家既然从最原始的时期就是人的生活主要空间，当然以人为本是家居绿色设计的本质。
1.2家作为人最初的生活环境，也是人和自然最初的接触和影响的空间，居室空间的设计是体现人与环境的关系的标志。而设计源于生活，从生活需求入手，引导人们在生活品质、艺术品位上的正确追求，不忽视生活细节，同时考虑整体生活氛围，考虑环境塑造人的发展，人影响环境的形成，“以人为本”就是从环境于人的需求和人给环境的影响的一种理念设计。家应该集科学性、文化性、艺术性一体展现家居的富有人性化设计的本质特征。
2.家居绿色设计的重心——绿色材料的选用
2.1经济的发展，为室内设计提供了前所未有的经济商品材料，不同的材料可以代表不同的时代特征，不同的材料可以创造不同的空间样式，即不同的室内设计风格。随着环保、节能、低碳、可持续发展意识日益传播，绿色材料已左右室内设计的流行时尚，从材料上突破了设计的目标。绿色材料不仅仅代表有生命的绿色植物来装饰室内，而是包括环保性材料其他部分，其主要本身内部构成物质不存在危害环境的成分，以及那些具有再生性的材料也是绿色材料部分，即可循环使用的家具用品。
2.2 现在许多建筑都遵循把室外的元素引进室内，使室内更加自然化。比如房屋建筑的采光性，大量使用有机玻璃来进行采光，以及建筑之间的通风性，还有室外最重要的元素是许多对人体有益的植物种类，在室内运用造型艺术来展示当代的文化魅力，主要有盆景、插花以及绿化盆栽等。
2.3绿色材料又称生态材料、环保材料和健康材料，既然作为健康材料，所以居室中的植物配置与选择要有科学性和艺术性两方面的设计，人们的生活越来越追求健康与长寿，比如最近几年人们发现栽有红豆杉的庭院有助于长寿，这些现象均说明人的生活空间与自然越接近，那么就越健康，当然有些植物对人体也是有害的，那么就不宜做室内植物。以下是一些植物对人体的影响，绿色植物作为居室绿色材料重要成分，那么在考虑设计元素时不得不收集植物的许多功能：比如茉莉：它的幽香可增强机体应付复杂环境的能力，消除引起精神和躯体方面缺陷的综合征；石竹：石竹香可增强记忆力，以利于更好地接受外部信息；薰衣草：失眠症患者的“良药”，改善抑郁症状和歇斯底里症，去除紧张，平
肝息火，抑制挑衅冲动；橙：最受白领的青睐。橙的香味可以提高工作效率，消除上班族在办公室压抑气氛中产生的紧张、不安感。橙的芳香还能加快抑郁思绪的排除，增强对环境的应激能力；薰衣草：失眠症患者的“良药”，改善抑郁症状和歇斯底里症，去除紧张，平肝息火，抑制挑衅冲动。
2.4在现代家庭别墅中，许多居室空间都有花园存在，这样更接近自然，那么在选材上就更需求植物以及山石营造空间，比如人们都喜欢种树栽草、堆山叠石、造水景、水车、小型喷水池，使它们有山野之趣，再摆些小桌凳或树阳伞，创造一个休闲、舒适的宁静环境。光线较弱而阳光直射时间短，那么可栽种些耐阴的小灌木，如杜鹃、山茶、枫树、佛手、葡萄等。也可盆栽龟背竹、万年青、吊兰、棕竹、君子兰、马蹄莲、橘子等置放在花园中或四周，也可放在窗前或落地门上，若再悬挂些观叶的蕨类如铁线蕨、鸟巢蕨、肾蕨及其它观叶植物，如长春藤、泡叶冷水花，那么上下呼应，会勾勒出风韵美、形态美的效果。
2.5生态美学是艺术美的一个新发展，绿色植物更能体现绿色材料的生态美学，所以选择室内植物更应该从植物功能中择优。比如净化空气的植物：吊兰、黛粉叶等，对装修后室内残存的甲醛、氯、苯类化合物具较强吸收能力；芦荟、菊花等可以减少居室内苯的污染；雏菊、万年青等可以有效消除三氟乙烯的污染；月季、蔷薇等可吸收硫化氢、苯、苯酚、乙醚等有害气体。在室内养虎尾兰、龟背竹、一叶兰等叶片硕大的观叶花草植物，能吸收80%以上的多种有害气体，净化空气。芦荟、景天等，晚上不但能吸收二氧化碳，放出氧气，还能使室内空气中的负离子浓度增加；芳香植物：植物的芳香有抗菌成分，可以清除空气中的细菌和病毒，具有保健功能，如仙人掌、文竹、常青藤、秋海棠气味有杀菌抑菌之力，同时，植物的芳香还可以调节人的神经系统，如丁香、茉莉可使人放松，有利于睡眠；玫瑰、紫罗兰可使人精神愉快，有发奋工作的欲望；夜来香、锦紫苏、驱蚊草等气味有驱蚊除蝇作用。但香味不能太浓，否则会引起副作用，如丁香久闻会引起烦闷气喘，影响记忆力；夜来香夜间排出废气使高血压、心脏病患者感到郁闷；郁金香含毒碱，连续接触两个小时以上会头昏；含羞草有羞碱，经常接触引起毛发脱落。
2.6装修材料要避免有过多的挥发性有机化合物,使用不含挥发性有机化合物的材料。很多人在装修房子的时候，总喜欢讨价还价，想着怎样才能比较省钱，却没想过商家为了赚钱，会不会提供符合健康安全的材料。健康是无价的财富，绿色材料能保证健康的持续，尤其是如今经济的发展带来了许多物质上的不健康，绿色材料在选择时不应该在物质的表面机理作选择，更应该在构成成分上挑健康。
3.科学的空间布局与合理的家具设计是家居绿色设计最主要的内容
3.1空间的分隔与联系是家居绿色设计的重要内容。绿化分隔空间范围很大，比如在在两厅室之间，大厅与走道之间或者客厅太大要分隔成小空间等这些地方都可以用绿色分隔，合理划分、改造、装饰每一寸空间时，最主要是要把握空间，充分考虑通风、采光、噪音、开放与私密、干燥与潮湿等因素。
3.2在家居科学的空间布局时，还不得不考虑家居设计的风水学，这也是中国室内设计的一个重要元素。房屋有如人体，室内各部位功能有如人体各个器官，均有新陈代谢的作用，风水学在家居上有时犹如控制新陈代谢的激素，我们不能忽视许多民居的风水原理，比如在选用室内绿色植物时，也要考虑到风水学，像阳台养花的旺宅植物利用阳台养花，已成为居家美化，更是旺宅的重要环节。对花木的选择，要因楼房的阴阳不同，八卦方位所属而有所区别。也可以根据命主的五行宜忌进行旺宅植物选择植物花草是有灵性的，分金、木、水、火、土，有五种不同的属性。
3.3家具作为一种特殊的绿色产品，其内涵为采用木材或其他无污染材料，在制造和使用过程中不损害健康和污染环境，产品废弃或也不会污染环境，并且实现低能耗、低消耗，零部件易拆装分解和实现部分零部件的回收和利用。此外，绿色家具还必须通过精心设计以完善其使用功能和精神功能，从而达到延长产品生命周期的目的。
3.4仅做到技术上的室内生态化设计设计已不能达到这个社会人们的理想绿色，在精神追求上往往大于人们对生活基本的需求，所以在空间布局和家具设计时必须渲染上高品味的文化以及艺术感，艺术生活是包括生活的许多小细节，无论是新中式风格还是人们追求的现代风格，每一层风格上都要有时代的文化氛围。艺术的设计才是家居绿色设计的品味元素，所以许多人可以在家居设计上看到家居者的品味与文化。
绿色设计是现代室内设计的可持续发展的追求与目标，指引人们生活环境美化的方向，随着人类生活水平逐步提高和人类对未来环境的分析以及生态意识强化，家居绿色设计的元素也会不断范围化和综合化。参考文献：《居室空间设计--实例教程》肖友民
《环境艺术设计概论》肖友民
《正统玄空派家居风水秘本》玄空大师
《绿色家居新概念》杨小光
第五篇：办公空间设计特征论文
1办公空间设计的基本理念和设计过程
例如，对于办公空间设计的种种方式和方法，技巧性的和细节性的指引等等。还有我国从工程学的角度出发对办公空间进行了全面的论述，列举了一大批的办公空间设计工程《。办公空间设计与工程》这本著作就是我们一直在遵循的经典，还有玛丽莲泽林斯基的《新型办公空间设计》等等，都是我们遵循的基本空间设计理念和设计过程等内容。从办公空间的设计过程来看，首先这就是一个明确问题和解决问题的过程，要根据办公空间的实际需要来确定办公空间的设计，办公空间的使用者将来确定是什么群体，什么性质的办公行为，人员和数量具体是多少，工作人员的年龄构成和组织文化是什么，职能如何体现，工作如何开展，整个工作流程如何运作，工作采用什么样的方式进行，这些都是我们需要考虑到的细节问题。同时，我们还需要更多地考虑到办公方式、空间使用和环境形象方面的问题，对于办公空间的具体要求和具体内涵，我们需要进一步全面的考察到位。需要我们进一步明确的还有办公空间坐落的位置如何，企业的CI设计是什么，在室内想如何体现机构或者企业的形象等问题。最后，我们还要有成本概念，考虑项目资金的投入问题。对于以上问题，我们都需要进行全方位的思考和研究，同时进行有效的、系统的研发设计。对于办公空间的初步规划方面，在设计过程中一定要有所体现。从目前国内的设计情况来看，近年来形成了一些较为常见的房间设置理念，根据机构大小和职能来划分空间设计，有多少部门或者有多科室就有多少个房间，尽管这种方式方法比较简洁，对于工作的私密性有一定的保障，但是在空间设计的理念出发，这种设计方式就严重的缺乏灵活性，会导致整个空间设计出现死板、封闭的情况，对于员工的沟通和交流也是非常不方便的，我们强调团队合作就是要有开放性，过于封闭的空间布置很容易打断这种开放式的结构。所以，我们一般在设计过程就是要不断的采用共享办公空间与个人办公空间相结合的规划内容。
2办公空间设计的要旨
首先就是要确定办公空间设计的目标，通过办公空间的设计为办公目标提供一个良好的舒适、方便、安全、高效以及更加愉悦的环境，办公空间的设计目标步骤充分说明了我们的在空间设计的第一个要旨，就是尊重科学、尊重规律。例如，在保障舒适性的前提下，构建一个更加科学合理的办公空间，这其中涉及声学、光学、热工学、环境心理学和人体工程学等等学科的内容，为了让办公空间更加方便，我们必须涉及空间流线学、人体工程学等内容，在安全方面，更是涉及保密、消防、构造等方面的问题，我们的办公空间设计要能够估计到所有的感官接受度，符合所有人的基本审美和功能需求。这就是我们确定办公空间的首要目标。其次，我们要考虑空间设计上的功能划分，在功能划分上，我们需要采取的主要设计内涵是功能区域上的分割与写作。例如，我们设计的门厅，它的开门方向和过渡方向如何，它的延展区域是如何，它的主要内容如何，它连接中心地带吗？在通道设计上，我们更要考虑的是人流交通的问题，连接各个办公室的区域纽带。办公室的主要场所必须是独立的和开放的，同时还要考虑到公共场所和开放式，这样更能适用于集体决策、谈判和员工会议场所等问题。同时还需要更加积极的明确对外交往和接待等问题，同时，办公空间设计还要考虑到公共空间的问题。例如，健身、游戏、茶水、休闲等生活化空间，同时将辅助性空间，如厕所、杂物室、设备、库房、保密等要素考虑进去，考虑到位。
3办公空间设计的特征
主要在于空间的组织形式，室内空间的流线型设计应该不断的顺应整体布置，保持在顺而不乱的前提之下，我们说所谓的顺，就是指顺应导向，顺应科学，明确指引通道空间的问题，在区域布局上讲究合理性，在设计过程中讲究应用型，在整个布局规划中更加注重内部的细节问题。其主要特征体现在五个方面：一是布局根据团队走。二是空间需要过渡。三是要存在正式的公共空间。四是用要发展的眼光来看待功能和规模变化。最后，我们在设计中有一个细节要注意，那就是明确空间设计中柱子位置和柱子之间的关系和尺度等原有空间建筑的形态，要更加灵活的方式来开展空间分隔。
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