第一篇:植物在灰空间的运用特征研究论文
模糊感
灰空间是连接内、外空间的边缘区域,可以联系室内外,但无法明确界定属于室内或室外。因其特殊性,可以将空间“围”与“透”的矛盾完美地结合在一起,相邻空间的特征被带入灰空间,它们的融合使得空间特征变得相对模糊,植物元素的运用可以增强这种模糊感受。例如,利用高大的乔木形成树阵,形成了建筑中“廊”的特质,植物进行建筑化处理,在进行空间围合的同时,垂直面树干的适当间隔又不影响空间的交流,提供给使用者与外界环境的沟通。所以,虽然看似明确限制了空间,但具有一定的模糊性,便于空间的流动。利用部分植物的生长优势,如耐修剪、耐整形以及萌蘖力强等能力,可形成围合或通透的空间,融入相邻内外空间的特征。另外,因为植物自身的生长特点,除季节变化外,随时间变化,空间中植物的光影随之更改,形成了动态的变化,给空间带来富于韵味的时空变化,增强了模糊感。
空间组织灵活性
因为植物的种类、种植方式的差别,以植物为主的灰空间是最具有生命活力的。植物在灰空间中可以形成点状、线状、面状、体状等不同的空间形态,具有较高的灵活性:单株乔木或灌木可结合小品或照明等形成一处点状空间,也可以摆放种植器具以标示空间的点状特点,如建筑入口处等,可暗示或提示空间的变化,多为识别性应用;连续的点状植物栽植可以形成线状灰空间,高矮不同的绿篱可以组合标志狭长空间,一般多见于建筑外层基栽植的设计;利用植物形成面状灰空间,一般多见于低矮地被植物成片状的种植或者植物配合硬质铺装形成明显围合但不封闭的空间;利用不同植物种类及姿态,可以形成丰富多样的体状灰空间,如果配合地形的变化,形成的空间加强领域感,有利于人们的停留,可以增进灰空间的利用频率。植物自身具有多样化的姿态,在景观空间的组织、塑造中充满了感性、活力并且富有生机,能够形成多元化的特色空间。除组织空间外,植物还可以起到延续空间感的作用,最常见的运用便是在廊或路的尽端设置点状植物,如球状或单株灌木,其空间延续效果较好。
丰富视觉观感层次
空间中植物的运用,可以利用植物的高低不同形成丰富的空间层次,以产生宜人的视觉效果,如最常见的由乔木、灌木、草本等不同高度的植物形成的空间,可以改变原有层次单薄的空间序列,并且打破单一的节奏,丰富空间序列。另外,植物具有明显的时间变化,在不同的季节或随时间的增长表现出不同的姿态、色彩,搭配巧妙可以在视觉、听觉上带给人们不同的感官刺激。因此,还可以结合光源的照射、伴随时间的变化,通过阴影的形成、变化来显现层次,并结合知觉作用营造丰富的空间层次。例如,人们在早、中、晚三段时节的空间层次感受具有差别:清晨的阳光透过枝叶洒落地面,斑驳光影间人们体会其中的惬意与宁静;中午的光照明媚而影稀,人们必能感受温暖与明亮;夜晚空间黑暗,人工光源带来的浓稠暗影,使人们感受到空间的清幽静谧。灰空间中植物的运用往往使空间成为较受人们欢迎的舒适空间。
心理感受
现代城市建筑带来的空间分隔促使人们在感情上逐渐疏远,为了减轻这种日益增长的疏离感,灰空间适时地提供了交往空间,它为人们提供一个包容性的区域,这是一个融入了人们的情感、意志的公共场所。植物作为软质景观要素,恰当地弱化了建筑生硬的线条。适度地使用植物配置,不仅可以弥补硬质景观的不足,还为灰空间的设置增添了蓬勃生机,在吸引人们前去观赏的同时,为人们提供了良好的交流空间环境,取得事半功倍的效果。例如,在廊的建造上配合使用攀援植物,能为人们带来遮蔽并观赏的功用。
另外,注重人性化的设计需要提供舒适的空间环境,植物的运用既能满足功能方面的需求,同时也能满足安全的需求。空间均具有领域性,为了给人们提供愉悦的心理环境,灰空间内可以依靠不同特征的植物来组织空间,适当的围、合,或者通透,既能满足人们对空间具有一定私密性的要求,消除了人们在封闭室内的拘谨不安以及开阔场地的无依无助感,又可以令人们与外部的空间环境进行一定的沟通,满足人们一定的心理需求。这样,灰空间在人的心理上能够产生一个自然的转换过渡,内外空间交融的意向趋向得以明确。
根据以上四个方面的分析,初步明确了植物在灰空间设计中的作用,利用植物进行灰空间设计,不但可以有效地组织空间形成丰富多样的空间形式,同时,还可以利用植物自身的特点形成多样的时空变化,使得内外空间得以有机地形成一个整体。在中国古典园林的设计中,即是结合各种园林建筑形成多样化的空间形式,成就了一个个独具魅力的景观空间。据此,园林景观设计中的灰空间设计还需要多多研究植物以及结合其他景观要素的运用,以求塑造更多舒适宜人的场所。
第二篇: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。
第三篇:中日语言文化差异特征研究论文
摘 要:迥异的生活环境、风俗习惯与文化氛围,直接造就了各个民族个性化的语言文化体系,不仅影响到人们之间顺畅的沟通、交流、理解与认知活动;而且还影响到跨语境的语言学习活动。基于此,文章在广泛的资料搜集与分析的基础上,从语构、语义与语用三个角度,系统分析了中日语言文化之间的差异,由此深化我们对于中日语言文化之间不同点的认识,为将来的日语学习、日语沟通活动提供必要的指导。
关键词:中日;语言文化;差异特征
引言
中日虽然是一衣带水的领邦,并在数千年的历史发展过程中,呈现出紧密的政治、经济与文化方面的联系。然而,两个民族毕竟生活于迥异的自然环境、社会环境与文化氛围之中,由此不仅形成了迥异的文化思想、价值观念与风俗习惯;而且也建构起迥然不同的语言体系。基于此,要想提高对日语的学习质量与学习效率,我们就必须对中日语言文化之间的差异有一个深入、系统的了解,深化对日语个性化特征的认识,据此来指导自己的日语学习活动,从而提高对日语的学习质量与学习效率。
一、中日语构文化的差异
众所周知,汉语属于孤立语,而日语属于粘着语,由此产生了迥异的语言结构与语言形态。前者缺乏词形的变化,并且语句中的词序呈现出鲜明的规律性,十分规整严格,不能够随意变动。词序稍微一变,整个语句的意思也就发生了翻天覆地的变化。而后者则没有内部屈折。一方面其语句意思是否转变取决于变词语素(相当于助动词),每一个变词语素都表达一种语法意义,而且日语中的格助词、副助词、补助助词等等也都发挥着相似的作用;另一方面,日语在遣词造句过程中,各个词汇虽然也遵循着一定的次序,但主要是靠助词以及助动词的粘着来发挥其语法功能,并形成独特的句义内涵。由此看出,中国人在学习日语的时候往往对助词(格助词和副助词)、助动词、补助动词的用法产生困惑,究其原因在于粘着词的语法功能和语法意义的附属词大都是粘附在实意词的后面,或者是用言的词根上。这与汉语的语构方式、语构习惯形成了鲜明的差异,从而给学生带来了极大的学习困难。
二、中日语义文化的差异
中日语义文化的差异体现在两个民族不同的性格特征、迥异的情感表达方式与审美心理所带来的不同的语言表达习惯上。另外,汉语中的部分词汇表现出鲜明的情感色彩,而相对应的日语则没有这样的情感思想,比如汉语中的“过分”、“太”之类的词具有明显的贬义色彩,但相对应的日语则没有贬义。如果按照汉语的使用习惯套入日语中来实用,则可能无法真正表达自己的思想、观念和情感,造成双方沟通与交流上的障碍。除此之外,日语中也使用到了大量的汉字,然而这些汉字的字义在长期发展过程中却产生了转折性的变化,与汉语中的字义迥然不同,比如“人参”在汉语中指的是名贵的中药药材,但在日语中则指的是普通的胡萝卜;“爱人”在汉语中表示自己的妻子,但在日语中则相当于“情妇”的意思。因此,相同的字或者是词在不同的语言体系中呈现出迥然不同的意义内涵,由此也造成了日语学习的障碍。
三、中日语用文化的差异
在语言的使用与表达方面,中日民众在各自的文化背景、文化环境中也形成了不同的使用习惯与表达方式。日本著名语言学家金田一春彦在《日本人的语言表现》中提到:“日本人喜欢少讲话和少写字,遇到必须讲或者是必须写的时候也尽量简短表达,但只有在寒暄语的表达上,句子长且丰富。”这与我国著名语言学家钱伯伦的观点不谋而合。钱伯伦认为:“世界上没有哪一种语言能够像日语一样拥有如此之多的寒暄语使用规则和说法。”但中国人的语言表达则相对丰富一些。除此之外,日语的语言文化中具有语用性别的差异,也即是呈现出男性语和女性语之间的差别。中国的语言文化中虽然也用男女用语的不同,但不像日语那样强烈和明显。这同样是学生在进行日语学习过程中容易犯的一个错误。
每一种文化环境都会造就风格鲜明的情感思想、思维方式、价值观念、行为习惯等等,而语言作为人们进行沟通、交流和自我表达的一个主要渠道,也会在潜移默化之中形成与之相匹配的表达方式和风格特征。中日文化的差异体现在汉语与日语使用方式与使用习惯的方方面面,既有技术性的因素;同时也有更深层次的思维习惯、情感表达方式、价值观念、审美心理方面的因素。基于此,我们在进行日语学习与日语应用过程中,一方面要加强对日语单词、语法、语构与语用的训练活动,另一方面也必须加强对日本文化、日本思想与日本哲学理念的学习活动,由此深化对日语产生背景与个性特征的了解和认识,指导日语学习与应用活动,提高其学习效率与应用质量。
参考文献:
[1]栾凤至,《中日文化中语言概念的异同》[J],《环球市场信息导报》,2014(14)
[2]郭萍,《从中日语言浅析隐喻产生的文化背景》[J],《淮海工学院学报》,2012(2)
[3]许明玲,《中日语言表达方式的差异及日语跨文化教学》[J],《湖北成人教育学院学报》,2011(6)
第四篇: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。
第五篇:浅谈办公空间设计的要旨与特征论文
办公空间对于人们来说已经越来越重要,从某种意义上来说,人们的事业工作时间有的时候往往比家庭生活的时间还要多,办公空间设计的要旨与特征对于办公空间设计的过程来说起到了一个十分基础性的作用,我们说,工作和生活两不耽误,工作中我们可能更需要一个良好的办公环境,这样能够在身体上一定程度给我们带来疲劳缓解,在生活上给我们带来充分的休息,在工作中能够促进我们的工作积极性和提高我们的工作效率,这些办公空间设计的要旨和特征需要我们在设计理论中进行不断地总结,在现代化发展到今天,我们越来越尊重科学性的规划设计,越来越需要科学的观念来加入到设计的元素当中,这就需要我们对办公空间的设计进行更为科学的设计,那些支撑我们科学设计的理论和特点是指导我们更加出色的摆布空间的重要内容,从某种意义上讲,这个空间设计的过程就是我们的学习和实践过程,这些特征在设计理念出台的过程中已经不断的证明其存在的意义和发展的趋势和方向,在本文的研究中,我们试图不断的探讨已经存在的各种办公空间设计概念和意义,在这样的过程中我们也希望能够不断地提高我们对办公室空间设计的意义和指导性,并为办公空间设计走向更为专业化的发展轨道而不断的努力提高。
办公空间设计的基本理念和设计过程
作为办公空间,正如前面我们所提到的那样,办公空间与生活空间是密不可分的,我们需要在办公的同时也一样能够享受生活,办公空间也要提供一定的空间内涵,办公空间就是要建立在以人为本和突出办公特色以及突出所代表企业、机构的形象等内容,办公空间设计不能是独立的,不能是无所顾忌的,更不能是随心所欲的,办公空间的设计要为整个机构服务,要突出整个机构的内容,要注重企业的形象内涵,要为机构企业进行更为长远的考虑,某种情况下甚至要具体到部门的职能上来,同时更要强调舒适性和高效率,能够为机构工作带来一定的乐观态度和积极性。我们在朱迪格拉芙的经典著作中《办公空间经典集》设计当中曾经有过很多的想象空间。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。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。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。