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【摘要】 研究主要针对于设计开发模块化的植物工厂玻璃幕墙设备及其系统,配合形成可以提高生产效率并且节约资源的新型蔬菜供应体系。几百年来,人们食用的蔬菜粮食几乎都来自于土壤的培育,然而,随着城市化进程的不断加速以及日益膨胀的人口数量,仅仅依靠在二维平面上的土壤培育蔬菜将不能满足世界人口的需求；与此同时,社会及自然资源日趋紧张,能源问题、城市交通问题以及食品安全性问题也将面临前所未有的挑战。研究结合国内外最新植物工厂技术,并分析植物工厂在城市化发展中将产生的实用与情感化效应,重新定义植物工厂及其系统设计的基因,以设计出集美观性、实用性、操作性及节能性于一体的幕墙设备与系统。课题前期在美国麻省理工大学媒体实验室由多学科背景的学生合作完成媒体实验室五楼正面幕墙的植物工厂改造计划。项目中期在前期设计的基础上,将试验化设备通过网络连接并运用"City Scope"技术模拟针对美国肯德尔广场区域的蔬菜供应网络,调整系统可行性与计算项目成本。后期发展衍生出新型幕墙植物工厂设备——RollerPonic及一种更灵活的社区系统设计。
【关键词】 植物工厂； 玻璃幕墙； 城市化； 蔬菜供应系统；
摘要 6-7
Abstract 7
目录 8-11
第1章 绪论 11-23
1.1 幕墙植物工厂课题研究背景 11-16
1.1.1 城市化进程带来的问题 11-12
1.1.2 学术意义 12-13
1.1.3 社会及生态意义 13-15
1.1.4 经济意义 15-16
1.2 国内外植物工厂现状概述 16-20
1.2.1 植物工厂技术发展历史 16-18
1.2.2 国外植物工厂发展现状 18-19
1.2.3 国内植物工厂发展现状 19-20
1.3 课题的目标和采用方法 20-23
1.3.1 课题研究的预期目标 21
1.3.2 课题研究的过程与方法 21-23
第2章 植物工厂幕墙设计 23-45
2.1 植物工厂设备的发展前景分析 23-33
2.1.1 中国城市化发展与可持续性蔬菜供应需求 23-25
2.1.2 植物工厂设备应用前景分析 25-30
2.1.3 新型植物工厂设备与系统设计的三理念 30-31
2.1.4 新型植物工厂设备与城市的结合 31-33
2.2 幕墙植物工厂设备设计流程 33-45
2.2.1 1:3全人工光照植物工厂建立 33-36
2.2.2 植物工厂设备、培养环境及能源消耗监测 36-37
2.2.3 关于建设实际幕墙植物工厂的材料选择与采购 37-38
2.2.4 媒体实验室幕墙植物工厂3D模型设计 38-41
2.2.5 初期样机建设 41-42
2.2.6 后期结构设施建设 42-45
第3章 美国肯德尔广场区域幕墙植物工厂系统设计 45-53
3.1 肯德尔广场蔬菜供应现状及发展前景 45-47
3.1.1 肯德尔广场蔬菜供应网络现状及问题 45-46
3.1.2 基于植物工厂的解决方向 46-47
3.2 植物工厂幕墙系统设计 47-53
3.2.1 需求调查与评级 47-49
3.2.2 更灵活环保的蔬菜供应模式 49-50
3.2.3 City Scope技术与项目应用 50-53
第4章 植物工厂设计的拓展 53-59
4.1 新型植物工厂设备——Rollerponic 53-57
4.1.1 现有植物工厂设备的托架系统 53-54
4.1.2 Rollerponic 54-57
4.2 植物工厂系统的未来应用 57-59
4.2.1 现有植物工厂系统的分析与机会点选取 57
4.2.2 社区化植物工厂系统 57-59
第5章 总结 59-60
参考文献 60-61
攻读硕士学位期间主要的研究成果 61-62
致谢 62
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