圣地亚哥·卡拉特拉瓦建筑创作的艺术化技术理念研究(可编辑)(常用版)

圣地亚哥·卡拉特拉瓦建筑创作的艺术化技术理念研究（可编辑）（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）

圣地亚哥·卡拉特拉瓦建筑创作的艺术化技术理念研究圣地亚哥·卡拉特拉瓦建筑创作的艺术化技术理念研究（可编辑）（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）工学硕士学位论文?庄?葳?哈尔滨工业大学?2021年6月?的艺术化技术理念研究?卡拉特拉瓦建筑创作?圣地亚哥国内图书分类号:TU-86国际图书分类号:721?工学硕士学位论文?硕士研究生:庄葳?导师:刘松茯?教授?申请学位级别:工学硕士学科、专业:建筑历史与理论所在单位:哈尔滨工业大学建筑学院?答辩日期:2021年5月授予学位单位:哈尔滨工业大学的艺术化技术理念研究?卡拉特拉瓦建筑创作?圣地亚哥ClassifiedIndex:TU-86U.D.C.:721DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERESEARCHONARTISITIFYTECHNOLOGYOFSANTIAGO?CALATRAVA’SARCHITECTURALWORKSZhuangWeiCandidate:Prof.LiuSongfuSupervisor:MasterofEngineeringAcademicDegreeAppliedfor:Specialty:HistoryandTheoryofArchitectureAffiliation:SchoolofArchitecturemay,2021DateofOralExamination:HarbinInstituteofTechnologyUniversity:摘要摘要就当今西方建筑界而言,西班牙建筑师圣地亚哥?卡拉特拉瓦无疑是一名成功的建筑师。他创作的许多作品都是建立在结构技术、建造工艺以及建构艺术的基础之上,并以其动感的建筑形态、优雅的结构表现和独特的艺术风格而闻名于世。圣地亚哥?卡拉特拉瓦的艺术天分不仅表现在建筑领域中,而且在桥梁设计、雕塑设计、家具设计以及绘画等设计领域中都取得了令人瞩目的成就。这些独树一帜的设计作品因其鲜明的艺术化结构特征而开辟了建筑结构技术艺术化表现的新篇章。本课题以圣地亚哥?卡拉特拉瓦的艺术化技术建筑创作理念为研究对象,具体从文化积淀、设计手法和技术手段三个方面展开详细论述和进行作品解读,全面挖掘其作品背后的深层次文化内涵和设计理念。?本文首先从多元文化的融合、科学技术与文化艺术的交融以及对既有知识的重新应用与诠释三个方面,深刻地分析了圣地亚哥?卡拉特拉瓦的建筑创作理念的构筑基础。他从哲学和宗教中寻求建筑的伦理价值,将伦理道德观点渗透到建筑设计之中;他打破了艺术、科学与技术之间的界限以及解题与创造之间的人为界限;他批判地继承了传统,并从中探索创造新的可能性。这些充分体现了圣地亚哥?卡拉特拉瓦对于对建筑传统的继承与发扬、建筑与社会之间关系的深刻思考,对建筑学的既有规则、现存的设计程序的突破,以及对结构技术、设计方法、建造技术之间相互关系的理解与重释。其次,从建筑空间、形态、构件三个建构维度总结了圣地亚哥?卡拉特拉瓦独到的建筑创作手法。深入挖掘构件的运动潜能和创造动感的建筑形态是圣地亚哥?卡拉特拉瓦在建筑创作中最具特色的部分,是其设计的核心部分。另外,圣地亚哥?卡拉特拉瓦还追求一种流动的、连续的、有结构围合而成的空间形式,以与其动感的外形相协调。最后,从建筑的节点、材料与对传统技术的再现的角度出发,突显了圣地亚哥?卡拉特拉瓦对建造技术的广泛探索。他把建筑中起承重作用的柱和梁分解为受拉和受压构件,并借助材料的物理特性与构件的功能相配合,施以恰当的材料;他利用现代的材料和技术手段重新传达了传统建筑精神品质。圣地亚哥?卡拉特拉瓦把抽象的数学语言转义到感性的建筑语汇,并在更高的水平的融合中达到了将技术升华为艺术。-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文关键词圣地亚哥?卡拉特拉瓦;结构技术;艺术化技术;动感的形态;空间形态-II-AbstractAbstractSantiagoCalatrava,?Spainarchitect,istheworld'srenownedmastersofarchitecture.Manyhisworksarebaseontechniqueofstructure,artsandcraftsofbuildandartofconstruction.Andhisworksarefamousfordynamicconfiguration,elegantstructure,uniquestyleofartthroughouttheworld.TheartisticgeniusofSantiagoCalatravanotonlygotachievementinthearchitecturefield,butalsoinmanydesignfiled?bridgedesign,sculpturedesign,furnituredesignandpainting,forexample.Astheprominentcharacteristicisartisticstructure,thoseinimitableworksinaugurateaneweraonartisticstructureandtechnologyofbuildingThisthesiswillresearchandunscrambleSantiagoCalatrava’sarchitecturalphilosophyisartistictechnology,fromthreeaspects:thedesignideas,designmethodsanditsartistictechnologyrepresentationscomprehensively.Thisthesiscontainsthreeessentialpartsasfollows:Firstly,thisthesisanalyzescultureamalgamation,technologyandartisticinosculation,andreusedexistentknowledgethreeparts,andsumuphisarchitecturalcreationfoundation.Heisseekingforethicofrealworthinphilosophyandreligion,andmakingthetasteofcultureinfiltrateintoarchitecturalcreation;hebreakuplimitbetweenart,scienceandtechnology,andcreatenewarchitecturalstructureshape;hecriticallysucceedtotradition,andquestfornewpossibility.ThoseadequatelyexpressedSantiagoCalatravadeeplyconsiderthattherelationbetweentheinheritanceanddevelopmentofarchitecturetradition,understandingoftheinterrelationshipbetweenarchitectureandsociety;breakthroughtheruleofarchitectureandprocessofarchitecturecreation;andtheunderstandingoftheinterrelationshipbetweenform,functionandtechniqueinarchitectureSecondly,thethesissumupuniquearchitecturalcreationmethods,includearchitecturalspace,shapeandconfigurationthreeparts.Infact,thecoreofSantiagoCalatrava’sworksisexploringmovementpotentialofbuildingsandcreatingdynamicconstruction.Beside,SantiagoCalatravaisseekingforplasticfluidandconsecutiveofarchitecturalshape-III-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Finally,thethesisdiscussedthatSantiagoCalatravaissearchingafterconstructiontechnology,includenode,materialandtechnologyoftraditionthreeparts.Hemakecolumnandgirder’sforcedisassembleintopullandstress;hecooperatephysicscharacteristicofmaterialandfunctionofconstruction,sothatexertionthemthebestpredominance;hetriumphantlyusedmodernmaterialandtechnologymethod.SantiagoCalatravamakeabstractivelymathematicslanguagetransfertoconcretelyconstruction,andsublimetechnologytoartinahighlevelKeywordsSantiagoCalatrava;constructiontechnology;artistifytechnology;dynamicconstruction;formofspace-IV-第1章目录目录摘要IAbstract.III第1章绪论.11.1课题背景..11.2相关领域与概念的研究21.2.1国内外文献综述..21.2.2圣地亚哥?卡拉特拉瓦的建筑创作历程简述61.3本文的主要研究内容.9第2章艺术化技术的创作张力.112.1文化的特质..112.1.1多文化融合的设计观.122.1.2以建筑诠释伦理道德.142.1.3泛神化的宗教情结..162.2艺术化潜能..192.2.1以建筑为媒的情感移置192.2.2以草图为媒的抽象升华212.2.3以分析与类比为媒的思维互动.252.3技术的升华..272.3.1结构技术的承转272.3.2技术表现的延承292.3.3设计技术的拓展322.4本章小结35第3章艺术化技术的创作维度.363.1空间的衍绎..363.1.1连续空间的多义性..373.1.2模糊空间的多元性..393.1.3结构空间的多样性..413.2自然的衍生..433.2.1人体的拟态..443.2.2动物的姿态..49-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3.2.3植物的肌理..523.3构件的衍化..543.3.1可开合的屋盖.553.3.2可折叠的门窗.593.3.3实验性的雕塑.613.4本章小结63第4章艺术化技术的创作语汇.654.1结构创造的诗意建筑..654.1.1力的消解与转化654.1.2梁的传承与创新674.1.3构件的柔化与转义..704.2材料提升建筑艺术性..724.2.1柔韧的钢材..734.2.2通透的玻璃..744.2.3可塑的混凝土.764.3技术赋予建筑新内涵..784.3.1运动的光影..784.3.2极简的色彩..804.3.3编织的质感..824.4本章小结84结论86参考文献..88附录1圣地亚哥?卡拉特拉瓦作品年表..93附录2圣地亚哥?卡拉特拉瓦荣誉与奖项..105攻读学位期间发表的学术论文107哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明..108哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书..108哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理108致?谢109-II-第1章绪论第1章绪论1.1课题背景自20世纪60年代以后,西方社会逐渐从工业化社会向后工业社会转型,即从机械化社会转向了信息化社会。信息技术的广泛应用不仅改变了原有的社会生产方式,同时,它也是一次深刻地认识革命和社会革命。随着信息化社会的发展,社会与经济的长足进步,人们对建筑的功能内容的需求也越来越趋向于多元化、专业化和复杂化的时代征候。信息化社会为设计和制造提供了新的可能性,如设计研发信息化、生产装备数字化、生产过程智能化等等,信息化工厂的出现改变了原有制造业所关注的问题。一些新技术、新材料、新营造手段的不断涌现,令建筑构造也越来越复杂化,技术设计在建筑创作中的比重也不断地增加。这些新变化使建筑面临着前所未有的革命。因此,建筑设计实践开始逐渐转向了与科技文化密切相关的领域,表现为建筑师更多的关注新技术的应用,关注场地环境,关注建筑的文化基因,关注生命现象,以顺应时代发展的潮流。近代建筑历史上也不乏有一些在建筑和技术上同时取得成就的建筑师,如安东尼奥?高迪、皮埃尔?奈尔维、弗莱里克斯?坎德拉和R?富勒等杰出的建筑大师,他们都在建筑史上留下了为人称赞的作品。在当代,西班牙著名建筑师圣地亚哥?卡拉特拉瓦打破了建筑与结构之间的障碍,成功地找到了技术与艺术之间的契合点,并以其独特的建筑语汇不断创造出了令人惊叹的建筑形象。而“称赞”与“惊叹”的根本原因在于??建筑技术与艺术完满的统一。纵观卡拉特拉瓦的建筑或者桥梁作品,不难发现它们都有两个共同的特点:一是结构即是建筑;二是结构技术艺术化。首先,卡拉特拉瓦的作品这些创作方案并不是千篇一律的“方盒子”,而是仿佛从基地中生长出来的一样亲切、自然、生动;其次,卡拉特拉瓦善于吸收各个时期的建筑风格与特点,继承前人的智慧;再次,卡拉特拉瓦并不过分留恋过去,而是带着强烈的自主意识和评判精神进行创新性的继承。卡拉特拉瓦的建筑作品总是可以让人们体察与感知结构的真实存在。他的建筑创作过程是对建筑的建造本质的直接对话和对建筑美的不懈追求,因此造就了其作品之中所蕴含的丰富情感和独特气质。卡拉特拉瓦的设计作品多达190件,已经建成的作-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文品67个,正在建造中的作品有31个,而且在已建成作品中有十几个建筑作品堪称经典之作。这样的数字对于一个职业生涯只有25年的建筑师来说,不能不说是一个奇迹。不仅如此,卡拉特拉瓦还运用其扎实的力学、结构和艺术知识,涉足了其他建筑师很少参与的桥梁、雕塑和家具设计。总之,卡拉特拉瓦是一位不受时空与专业约束的建筑师,他的作品发于历史,止于未来,为设计实践领域塑造了新典范。但是,当今也出现了一些滥用技术,推崇技术表现的形式主义建筑。对于这种把建筑仅看作是“技术和形式的问题之现象”的观点,亚历山大?楚尼斯教授曾在《北京宪章?序》中指出:“大量的先进技术手段,被用于满足人们对形式的热烈追求,这已成为时代的一大特征,从分析形式的风格和类型,到表达复杂形式的构成,再到最奢华的形式梦想,其中的技术手段从来没有像今天这样地先进和发达,也从来没有像今天这样屈服于对形式主义[1]的幻想、好奇和迷恋。”这就是所谓的“乱花渐欲迷人眼”,象征掩盖了事物的本来面目,原本真实的事物也变得模糊不定,甚至被假象所掩盖。那些原本为建筑之基本的结构技术要素,或者说真正的建筑的本原性问题却很少为人所关注。这正是本论文的研究目的??希望通过分析圣地亚哥?卡拉特拉瓦建筑创作中的“原创性技术”和“技术的艺术化思想”,唤醒建筑师对建筑技术和艺术领域的关注,“技术的原创性”往往关系到建筑的原创性,中国建筑师面对西方建筑与其“临渊羡鱼”,不如“退而‘补’网”,就是要补对建筑技术知识缺乏的网。我们还要学习卡拉特拉瓦的对建筑相关知识的全面掌握并融会贯通,及其开放的思维方式及其不断试验的创新精神,以期对我国建筑创作的突破和创新有所借鉴。?1.2相关领域与概念的研究1.2.1国内外文献综述国内外研究卡拉特拉瓦的相关理论著作并不是很多,由于他本人是一个实践型的建筑师,所以自二十世纪九十年代以来出版的书籍大多是作品集。另外,卡拉特拉瓦涉猎的范围广泛,所以在专业范围的研究层面还存在一些不同的观点。本文作者通过阅读相关的书籍和期刊,从中选出一些有代表性的研究观点。1.2.1.1国外方面?到目前为止,国外出版的有关卡拉特拉瓦建筑创作的英文-2-第1章绪论书籍有32本,其中偏重于介绍创作理念的书籍有8本,以介绍作品为主的书籍有25本。国外研究卡拉特拉瓦建筑理论的代表人物是荷兰代尔福特大学的建筑理论家亚历山大?佐尼斯(AlexanderTzonis),已经研究卡拉特拉瓦作品多年,共编撰了七本书:《SantiagoCalatrava:CompleteWorks》、《SantiagoCalatrava:CompleteWorks,ExpandedEditionSantiagoCalatravaTheBridges》UniverseArchitectureSeries、《SantiagoCalatravaTheAthensOlympics》、《SantiagoCalatrava:ThePoeticsOfMovement》、《SantiagoCalatrava'sCreativeProcess》、《SantiagoCalatrava:StructuresinMovement》、《Movement,StructureandtheWorkofSantiagoCalatrava》。其中前四本书囊括了1979年到2006年卡拉特拉瓦的所有已建成作品,不但有亚历山大?佐尼斯的权威讲解,还有许多著名摄影师拍摄的照片,以及结构技术、建筑、城市设计、家具、雕塑和草图等300余张彩色图片;《SantiagoCalatravaTheBridges》一书主要介绍了卡拉特拉瓦突破了桥梁的功利性和工具性,展现了桥梁优雅的姿态,以及详细介绍了其设计的30多座著名桥梁,包括以前从未公开发表过的设计作品。后四本书中,除了对卡拉特拉瓦的重要作品进行简单的介绍外,还对他的主要设计思想和创作历程作了介绍和简要的作品分析。其中《SantiagoCalatrava:ThePoeticsOfMovement》已经被翻译成中文,并于2005年10月在中国出版发行。从结构技术的角度对卡拉特拉瓦的建筑结构进行分析的书有《SantiagoCalatrava(TheEngineer'sContributiontoContemporaryArchitecture》、《CreaturesfromtheMindoftheEngineer:TheArchitectureofSantiagoCalatravaSantiagoCalatrava:IngenieurArchitektur:EngineeringArchitecture》等等。除上述外,还有由MichaelLevin编辑出版的《SantiagoCalatrava?Artworks:LaboratoryofIdeas,FormsandStructures》,作者从卡拉特拉瓦二十年中绘制的65000多张草图中选出了200余张最具代表性的水彩画、结构模型照片等,意在说明绘画在卡拉特拉瓦的建筑创作中起到了至关重要的作用。《SantiagoCalatrava1990/1992ELCroquis571992》是一期卡拉特拉瓦作品专辑,其中比较重要的论文有《MaskandVertigo----EngineeringandAlcbemyintheworkofSantiagoCalatrava》,作者JoseLuisGonzalezCobelo,在文中主要介绍了卡拉特拉瓦的结构特色与桥梁设计。另外,罗伯特?哈里森在1992年出版了《CreaturesfromtheMindoftheEngineer》和《TheArchitectureofSantiagoCalatrava》(《来自工程师的-3-》、《》、《哈尔滨工业大学工学硕士学位论文创造力》和《圣地亚哥?卡拉特拉瓦的建筑》),迈克尔.S.库恩和马丁凯厄恩在1994年写了《BerlinFiveProjectsFunfProjekte》,1996年DennisSharp写下了《SantiagoCalatrava??ArchitecturalMonographsNO46》。除此之外,LuisFernandes-Galiano在AV发表的MonografiasMonographs611996,日本GADOUMENT杂志分别在42期、56期、71期上详细介绍了卡拉特拉瓦的作品并附有精美图片,美国《MetropolisMagazine》2001年第一期中《SantiagoCalatrava'sfirsttwoAmericancommissionsareincitiesstarvedforconspicuousgreatness》,以上这些文章与图片都为本论文提供了最有力的第一手资料。以上对于卡拉特拉瓦的建筑理论研究,涉及到的主要内容有:结构优化、潜在的动势以及桥梁设计等等,关注焦点集中在其作品中体现出的结构理性。卡拉特拉瓦自博士论文开始,便试图将工程领域严谨、抽象、数学化的思维引入到建筑设计领域,力求挖掘建筑的本质与潜藏在建筑结构技术背后的艺术潜力,他的工程实践则始终贯通这一理论宗旨,并在其中逐渐形成自己的风格特征。1.2.1.2国内方面?对卡拉特拉瓦的研究较少,一共出版四本书,其中三本为外国著作的翻译版本,一本为国内组编的大师系列丛书。除此之外,就是国内研究学者在国内期刊上零散发表的论文以及两篇硕士论文,以上就是国内对卡拉特拉瓦的研究成果。这四本书中,着重介绍卡拉特拉瓦的建筑作品是《作品集04圣地亚哥?卡拉特拉瓦1983-1993》和《圣地亚哥?卡拉特拉瓦》,书中前部分是对卡拉特拉瓦创作理念的总结,后部分介绍了卡拉特拉瓦已经建成的作品进行图片展示及其作品的简要说明,两本书中配有大量高质清晰图片,尤其是设计初期的构思草图,都是成为本论文图片资料的重要来源。除了对其作品进行介绍外,还有针对其设计思想和创作历程进行介绍和分析的《圣地亚哥?卡拉特拉瓦:运动的诗篇》和《圣地亚哥?卡拉特拉瓦的作品与思想》。前者是亚历山大?佐尼斯多年的研究成果,书中较为系统的介绍卡拉特拉瓦的设计方法、理念以及35个工程实例的详细介绍,并附有大量的照片和草图;后者介绍了卡拉特拉瓦的生平与创作历程,书中的内容的主要来自翻译原英文书的内容,并介绍了其不同时期创作的25个建筑和桥梁作品。这两本书侧重于创作思想的介绍,使得本文掌握了卡拉特拉瓦的基本创作理念与代表作品。另外,由张育南翻译的《圣地亚哥?卡拉特拉瓦语学生的对话》是卡拉-4-第1章绪论特拉瓦在美国麻省理工学院演讲内容。在演讲中,卡拉特拉瓦就三个方面总结了自己在过去16年的工作历程和设计思想,着重介绍了他对建筑材料的应用、力与形式的协调、运动元素对建筑形式的影响三个主要方面。这本书是本文掌握卡拉特拉瓦建筑创作理念最直接的资料。此外,在国内重要建筑期刊上,曾发表过多篇关于卡拉特拉瓦的文章。其中较早出现的是2001年《世界建筑》卡拉特拉瓦的作品专辑。浙江大学的后德仟教授曾在2002的《建筑学报》上发表了《20世纪西班牙现代建筑走向??西班牙现代建筑走向系列论文之一》和《走访圣地亚哥?卡拉特拉瓦??西班牙现代建筑走向系列论文之二》系列论文,随后史立刚在2003年的《哈尔滨工业大学学报》发表了《理性?逻辑??卡拉塔瓦设计思想评析与启示》,石华和曹洁在2005年2月的《建筑师》上发表了《解读圣地亚哥?卡拉特拉瓦》等一些关于卡拉特拉瓦设计理念的文章。在收集圣地亚哥?卡拉特拉瓦的资料的过程中,在互联网上陆续找到大量卡拉特拉瓦的建成作品的图片及简短的说明文字,也有个人博客上发表的对卡拉特拉瓦的作品及其创作理念的简单评述。这些也为本文提供了一些新观点。通过对上述国内外文献的整理,可以将这些研究成果总结为以下几种问题:⑴浅表:国内对圣地亚哥?卡拉特拉瓦的研究多停留在作品介绍和思想的简要分析层面上,而对其作品背后的深层内涵挖掘相对不足,对其作品的艺术化技术思想方面还从没有人研究过。?⑵偏颇:国内的一些研究经常将圣地亚哥?卡拉特拉瓦归为“新古典主义”、“新折衷主义”或者“新现代主义”来粗略的分析,这使得文章对于卡拉特拉瓦作品的研究不够全面。而且,这些称谓并不能精准的概括卡拉特拉瓦的作品特征,而且卡拉特拉瓦本人对于这个称谓也并不给予认可。?⑶滞后:国内对卡拉特拉瓦作品的了解还多数停滞在形态的分析上,而对于隐藏在形式背后的结构技术、创作方法、文化内涵等领域关注不多,而恰恰是这些领域体现了卡拉特拉瓦建筑创作的精髓。?基于上述分析,本文试图以一个新的视点去解读圣地亚哥?卡拉特拉瓦的创作作品,以迅猛发展的后工业化的技术社会为背景,以艺术化技术为切入点,通过分析他的建筑作品,研究其体现出来的技术的艺术魅力,进而探讨当今建筑发展所应具备的技术特征。?-5-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1.2.2圣地亚哥?卡拉特拉瓦的建筑创作历程简述1.2.2.1青年时代的经历1951年7月,圣地亚哥?卡拉特拉瓦出生在西班牙瓦伦西亚附近的一个叫贝尼马米特的小村庄,是犹太贵族的后裔。巴伦西亚是一个具有悠久历史和多样文化的美丽城市。它最初由希腊人创建,后来又分别由迦太基、摩尔、罗马和哥特等民族所统治。13世纪时,犹太人成为巴伦西亚的主宰。在此之后,巴伦西亚逐渐失去了昔日的辉煌,沦落为一个普通的农业中心。直到1960年在弗朗哥(Franco)政权的统治之下,西班牙开始了技术革命,从而带动了巴伦西亚的经济重新崛起,最终使其发展成为一座新兴的工业城市。卡拉特拉瓦就这样目睹了这一翻天覆地的变化??从多元文化交融的过去到突如其来的科技革命。卡拉特拉瓦在文化上的深厚底蕴是通过他非正统而又自觉地方式得以完善的,这对于他今后以其特有的方式和方法研究建筑有着极大的帮助。孩提时,他与父亲经常沉醉于瓦伦西亚中世纪和文艺复兴时期的宏伟建筑之中,这也使年幼的卡拉特拉瓦得到了潜移默化的熏陶。八岁时,他凭借着过人的艺术天赋成为巴伦西亚艺术学校里年龄最小的学生;十三岁时,急于拓展儿子视野的母亲将送他到巴黎学习法语;四年之后,卡拉特拉瓦又辗转到苏黎世学习德语。毋庸置疑,每次外出求学经历带给卡拉特拉瓦的不仅仅是学习语言上的收获,更是有幸接触到了伟大的艺术作品和异国文化。这些不同寻常的求学经历为卡拉特拉瓦后来的建筑设计作品中一直存在着多种文化交融的建筑设计风格,提供了一个合理的解释。1.2.2.2西班牙建筑与艺术的发展?从西班牙现代建筑发展上来看,“经过了60年代建筑师对历史产生的反思,从而推动了现代建筑由第一代大师极端的有机功能国际样式的枷锁中解放出来;70年代,西班牙建筑由反省向独立风格转变,自1975年弗朗格的独裁统治瓦解,给建筑界带了思想解放、努力发展地方风格以及深化了建筑思想等影响,西班牙建筑走向了深层次的文化挖掘阶段;80年代,经过几代人的不懈努力,西班牙的一场建筑风暴蓄势待发:先后出现了世界级的后现代主义建筑大师里卡多?波菲(RichardoBofill)以及西欧城市理论中具有一定地位的巴塞罗那学派等等。自80年代后,西班牙建筑界呈现出了百家争鸣的繁荣景象,正如巴塞罗那青年建筑师索拉?莫拉列所指出的:西班牙建筑师清楚地避免了走向乌[2]托邦式的理想主义,而一直与现实保持联系,但又不失幻想和激情。”在揭开了神秘的面纱后,西班牙建筑师逐渐向世人展示他们独有的建筑领悟-6-第1章绪论力、品位以及成熟的设计手法,而卡拉特拉瓦给世界建筑带来了西班牙独具特色的建筑风格。此外,西班牙还出现了三位世界级的艺术大师:毕加索、达利、米罗。毋庸置疑,这些建筑大师和艺术大师对卡拉特拉瓦的建筑思想产生了深刻的影响。换句话说,卡拉特拉瓦建筑思想的原点正是从艺术开始的。绘画一直以“前卫艺术”的姿态引领着其他艺术领域。现代主义思潮的形成是从1905年野兽派在巴黎的画展为起点的,艺术大师们仅用色彩来表现自己的情绪,色彩大师马蒂斯(Henry?Matisse)在自画像《有绿条的肖像》中,将脸部分成冷暖两个区域,明暗变成了色彩,从形式演绎成情绪(如图1-1)。毕加索(PabloPicasso)把对象分解成平面形式,然后又运用剪纸和拼贴技法来表现情绪的变化(如图1-2)。他们都去除了事物的自然特征,只留下彩色的线条,艺术被简化成为纯粹的形式,并扩展为精神上的[3]图1-1有绿条的肖像纯洁状态。卡拉特拉瓦曾解释说,马蒂斯、毕加索、Bunnel的独创性和先锋精神给了他很大的鼓舞。或许,正是这种物质与精神上所表现出来的纯净的美影响了卡拉特拉瓦的美学主张。从达利的达达主义到米罗的超现实主义,艺术风格逐渐转变成超现实的、怪诞的形式或者充满诗意的形象,这种超现实主义的表现手法更是突破了传统的束缚。尤其是米罗,他经常通过作品表达心中自省的情绪,而卡拉特拉瓦认为米罗作品中最让人着迷的是画中超凡的静谧。从极少主义到波普[4]图1-2伟大艺术家的丑恶艺术都对达达派的怪诞形式进行了不同角度的反思,艺术重新回到了多元演变,写实与情感的表达并置之中。波普艺术则使艺术重新回到了现实生活和通俗文化中去,这使包括卡拉特拉瓦在内的建筑大师们也不得不思考建筑审美的大众化问题。在谈到这一点时,卡拉特-7-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文拉瓦曾说,“我设计的一系列桥梁都有拱的倾向,就像赛扎内(Cezanne)关于“入浴者”主题的系列作品一样”,他说,“二十世纪,每个人都置身于列宁主义的艺术观的深刻影响中。现在该结束了。我们又可以自由创作了,这[5]表明应该重新把建筑师和建筑回归到艺术领域。”1.2.2.3?建筑生涯的起点?在巴伦西亚读高中时,卡拉特拉瓦阅读了勒?柯布西耶写的小册子,立刻对当时还饱受争议的法国朗香教堂产生了浓厚兴趣,他甚至还试着设计了一个柯布西耶式的旋转楼梯,学习怎样把握和创造复杂的空间形式。1968年高中毕业后,出于对建筑与艺术的热爱,卡拉特拉瓦决定同时在巴伦西亚高等建筑技术学院和工艺美术学校注册学习。在此期间,卡拉特拉瓦经常利用假期外出旅行,他几乎参观了在欧洲能见到的柯布西耶、阿尔瓦?阿尔托、庞蒂等著名建筑师的所有作品,他拍摄了大量的照片,这不仅积累了宝贵的资料,也使他从亲身体验大师作品中,学习到了图片上学不到的东西,比如空间、尺度以及建筑与周围环境的关系等等对建筑的感性认识。?1975年卡拉特拉瓦从巴伦西亚工艺美术学校毕业后,他发现自己所学并不能胜任工程领域的工作,因此他决定暂时搁置了钟爱的建筑与艺术事业,毅然赴瑞士联邦理工学院(ETH)继续深造土木工程和城市规划,并于1979年开始攻读博士学位。在博士学习期间,他在两个技术研究所做助手,而且他还完成了一系列以“金[6]图1-3金属与石头的雕塑属与石头”为题材的雕塑,并首次在欧洲成功的举办了巡回展(如图1-3)。1981年,他用两年时间完成了题为《空间结构的可折叠性》的跨学科博士论文,这篇论文成为他日后建筑创作最根本、最实用的工具。他对建筑的特殊的研究方法和观察角度,也皆来自于此。卡拉特拉瓦在幼年时受到的非正统的艺术教育,以及成年后全面系统的学习城市规划、建筑技术、机械等方面知识,都为他日后严谨而抽象的建筑创作方法与理论奠定了坚实的基础。1.2.2.4从桥梁走向辉煌?博士毕业后,卡拉特拉瓦在苏黎世开设了自己的第一家建筑与土木工程事务所。事实上,在攻读博士期间他已经开始参加一系列的桥梁设计竞赛,但是都未中标。不过,这些桥梁设计为他日后探索和实践奠定了基础。在卡拉特拉瓦早期关于斜拉桥的研究中,已经流露出对动态-8-第1章绪论效果的热爱以及对材料的利用达到最佳化的基本设计理念。卡拉特拉瓦正式接触建筑设计是在1983年的厄恩斯廷工厂立面方案竞赛,最终他的方案被选中并取得了设计权,这个带着优雅的复古意味的立面展示了卡拉特拉瓦建筑作品的第二个特征??超现实(如图1-4)。同年,卡拉特拉瓦、阿诺德?阿姆斯和沃纳沃格一同参加了苏黎世郊区铁路网设计中的斯达德霍芬Stadelhofen火车站的设计竞标并搏得头筹(如图1-5)。此设计是卡拉特拉瓦从业以来遇见的最具挑战性的设计,不仅要解决复杂的交通问题,还要考[6]图1-4厄恩斯廷工厂图1-5斯达德霍芬火车站[6]立面图虑小山丘带来的地形高差以及城市发展问题。不过火车站的设计相当成功,它不但所坚持了结构优化的原则,也完美的展现了富有“诗意的动感”。这个设计使卡拉特拉瓦声名大振,不断赢得更多的竞赛。这两个早期的建筑设计,奠定了卡拉特拉瓦的建筑设计探索方向,即结构优化、超现实以及诗意的动感,阅读他以后的作品中,也能看到不断重复出现上述三种设计主题。圣地亚哥?卡拉特拉瓦设计的作品尽管只是三个主题的重复,但是每个作品都带有“情理之中”的“卡式”味道和“预料之外”的巧妙设计。他的作品带给我们的不只是适宜使用而又经济的建筑,而是一场盛大的艺术盛宴。56岁的卡拉特拉瓦,建筑设计历程也仅仅走完了一半路程,光辉的过去将使他脚下的路延伸到更远、更辉煌的未来。1.3本文的主要研究内容圣地亚哥?卡拉特拉瓦是二十世纪少有的通才建筑师,他将工程师的理性与艺术家的浪漫完满的结合,形成了以运动、力和仿生建筑形式为主要创-9-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文作理念的独特建筑语汇。他通过对结构技术和艺术的深刻理解与熟练的运用,把建筑的结构美推向了前所未有的高度。本文将从卡拉特拉瓦的艺术化技术理念作为研究对象,并从三方面展开论述,第一部分从艺术化技术的创作理念出发,通过分析卡拉特拉瓦所处时代的文化背景和个人经历发掘其独特的技术理念。卡拉特拉瓦将深厚的艺术功底和对结构技术娴熟掌握完全彻底的融合到建筑创作中,并形成了其具有“人情味的”、“经过艺术提炼的”技术表现风格。尽管技术是其立足点,但他仍将艺术、科学和技术融于作品之中,否定了技术探索无法与文化理念表达相协调的论调。第二部分从建筑技术形成的艺术特色出发,通过研究建筑技术在结构上的突破创新、运动与力的完美结合、动植物及人体仿生技术的应用使他的艺术化技术得以全面展现。卡拉特拉瓦最大的技术突破是把运动的概念引入到建筑和结构技术中;其仿生技术的应用使得我们重新思考了建筑与环境的关系。而这些得以实现的前提是他在技术、艺术、哲学等领域之间娴熟的游弋。第三部分从技术手段和设计方法出发,分析建筑节点、材料的运用以及光、色彩的有效运用三个方面,进而说明卡拉特拉瓦建筑创作不仅是艺术的创作过程,同时不断寻找着建筑的“真实形式”。在总结中,全面总结了圣地亚哥?卡拉特拉瓦的艺术化技术的理念及其他的实践对世界所产生的深远影响,以及如何看待这些实践和它给我们带来的启示。-10-第2章艺术化技术的创作张力第2章艺术化技术的创作张力自从标志着科技进步的社会分工明细化以后,建筑师便从艺术家统管的建造领域中分离出来,又逐渐细分为结构工程师和建筑师两种职业。毋庸质疑,这种社会分工适应了时代发展的需要,但同时也带来了各个学科之间的隔阂,影响建筑形式的创新发展。在近代建筑的历史上,也不乏有一些在建筑艺术和技术上同时取得成就的建筑师,比如安东尼奥?高迪、皮埃尔?奈尔维、弗莱里克斯?坎德拉和R?富勒等建筑名家。但是从20世纪80年代以来,无论是后现代主义,还是解构主义建筑师都以怪诞为标本,社会上掀起了非理性的审美价值观高潮,同时对建筑结构轻视也达到了极致。古语有云:“物极必反”。在当代,西班牙著名建筑师卡拉特拉瓦打破了建筑与结构之间的障碍,成功地找到了技术与艺术之间最佳的契合点,并以其独特的建筑语汇不断创造出了令人惊叹的建筑形象。他以现代技术探究人工美的潜力,以自然法则创造清逸的人工构筑物而又与自然交相呼应,提升了自然环境和人工环境的双重品质。可以说卡拉特拉瓦这种对建筑和美的追求,是一种文艺复兴式的回归。2.1文化的特质一个人的成长就如同树木一样离不开它的生存环境,卡拉特拉瓦独特的建筑形态语汇也必然存在形成它的土壤??从多重文化交融的过去到突如其来的科技革命;从巴伦西亚的古老建筑的熏陶到苏黎世理工学院的学习;从艺术生到工程技术博士;从毕加索的抽象艺术到米罗的诗意;从泛神论到斯宾诺莎的道德观??这些无不成为卡拉特拉瓦建筑创作理论的坚实基础,也为其创作“基因库”提供了大量宝贵的资源。“建筑是观念、思想的度量。”因此,如果要深入研究卡拉特拉瓦的建筑创作思想,就必须考虑他的生活学习经历、国家民族的特点以及哲学、宗教信仰等因素所带来的影响。这种潜移默化的熏陶会对卡拉特拉瓦的人生观和世界观产生巨大影响,而这种意识、信仰、观念和精神通过自觉的糅合、激化、沉淀必然可以转换为物质力量。只有这样才能可以使我们深刻理解:为什么在卡拉特拉瓦的建筑作品中常常带有深刻的宗教、艺术以及哲学烙印。-11-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文2.1.1多文化融合的设计观[2]“一个人的成功发展需要多种优秀文化的共同积淀。”同样,卡拉特拉瓦在建筑上取得的成就也与多种文化对他的影响是分不开的。在苏黎世理工学院学习结构工程时,苏黎世人客观理性的性格深深的影响了卡拉特拉瓦,在他的艺术天赋上又加进了理性分析的精神。其博士论文《论空间结构的可折叠性》中充斥着繁杂的数学公式和严谨的抽象的物理模型,他还作了许多结构模型进行分析比较,并在学习中逐渐形成了自己的工作和学习方法。这都为其建筑创作中能成功的处理结构要素并展示他非凡的造型能力埋下了伏笔。1981年卡拉特拉瓦在苏黎世开办了第一家建筑设计事务所,而他的大部分建筑项目却在西班牙。这使卡拉特拉瓦“成为连接欧洲北部的理[5]性主义(苏黎世)和南部表现主义系统(西班牙)的一个关键人物。”同时,卡拉特拉瓦开始走向一条与众不同的建筑创作之路,一条“良好的技术结构”和“富有表现力的艺术外观”相结合的建筑创作之路。这种多文化融合的设计观在建筑设计上体现为双重性。卡拉特拉瓦相信双重性系统能给予建筑独特的紧张感。他曾说,“??我更擅长于引入各种[7]矛盾(双重性),主要士借助于技术的方法而非完全 燃料电池的研究进展及应用前景??王兴娟,王坤勋,刘庆祥??(1.国家知识产权局专利审查协作中心,北京100083;2.中国石油大学(北京)重质油实验室,北京102200;??3.潍坊市产品质量监督检验所,山东?潍坊261000)??摘要:燃料电池的特点决定了它具有广阔的应用前景。目前燃料电池的研究与开发集中在4个方面:即电解质膜、电极、燃料、系统结构。固体氧化物燃料电池在应用上虽然还存在一些问题(如电极材料、制造成本、操作温度过高等),但这并未影响其开发研究以及商业化,固体氧化物燃料电池是当今世界能源电池发展的主方向。??关键词:燃料电池;能源;固体氧化物;研究进展??中图分类号:TM911.4??文献标识码:B??文章编号:1671-4962(2021)01-0006-04??能源问题近些年一直受到广泛的关注。随着三大化石能源的不断使用,能源储备、过度开采,环境问题越来越严重。世界能源组织调查显示,包括煤、石油、天然气等在内的矿物质能源将在未来的100~200年内耗尽,新的能源利用技术将被不断的开发并利用起来。燃料电池就是一种潜力巨大的新能源。??1?燃料电池概述??燃料电池是一种使用燃料进行化学反应产生电能的装置。所用燃料包括纯氢气、甲醇、乙醇、天然气,以及现在运用最广泛的汽油。最常见是以氢氧为燃料的质子交换膜燃料电池,由于燃料价格便宜,无化学危险、对环境无污染,发电后产生纯水和热,这是目前其它所有动力来源无法做到的。??由于燃料电池产生的电量较小,无法瞬间提供大量电能,因此只能用于平稳供电。目前一些笔记本电脑开始研究使用燃料电池。将燃料电池作为汽车的动力,已被公认为是21世纪的必然趋势。??燃料电池用可燃性的燃料与氧反应产生电力。通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷、乙醇、氢等这些可燃性物质都要经过燃烧来加热水,使水沸腾产生水蒸汽并推动涡轮进行发电。这种转换方式大部分的能量通常都转为无用的热能,转换效率相当的低,只有30%左右;而燃料电池则是以特殊催化剂使燃料与氧发生反应产生二氧化碳和水,因无需推动涡轮机等发电器具,也不需要将水加热成水蒸气再经散热变回水,所以能量转换效率高达70%左右,比一般的能源利用方式高出40%,且二氧化碳排放量比一般方法低许多,水又是无害的产物,因此也是一种低污染性的能源。??2?燃料电池的分类??(1)按燃料电池的运行机理可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。??(2)按电解质的种类不同,燃料电池可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等。在燃料电池中,磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池可以冷起动和快起动,可以作为移动电源,满足特殊情况的使用要求,更加具有竞争力。??(3)按燃料类型分,有氢气、甲烷、乙烷、丁烯、丁烷和天然气等气体燃料;甲醇、甲苯、汽油、柴油等有机液体燃料。有机液体燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。??(4)按燃料电池工作温度分,有低温型,工作温度低于200?℃;中温型,工作温度为200~750?℃;高温型,工作温度高于750?℃。??在常温下工作的燃料电池,例如质子交换膜燃料电池,这类燃料电池需要采用贵金属作为催化剂。燃料的化学能绝大部分都能转化为电能,只产生少量的废热和水,不产生污染大气环境的氮氧化物。不需要废热能量回收装置,体积较小,质量较轻。但催化剂铂会与工作介质中的一氧化碳发生作用后产生“中毒”现象而失效,使燃料电池效率降低或完全损坏,而且铂的价格很高,增加了燃料电池的成本。??另一类是在高温(600~1?000?℃)下工作的燃料电池,例如熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池,这类的燃料电池不需要采用贵金属作为催化剂。但由于工作温度高,需要采用复合废热回收装置来利用废热,体积大,质量重,只适合用于大功率的发电厂中。??3?燃料电池的研究进展??3.1?国内的研究现状??早在20世纪50年代,我国就开展燃料电池方面的研究,在燃料电池关键材料、关键技术的创新方面取得了许多突破。政府十分注重燃料电池的研究开发,陆续开发出30?kW级氢氧燃料电极、燃料电池电动汽车等。燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术也得到了迅速发展,相继开发出60?kW、75?kW等多种规格的质子交换膜燃料电池组。开发出电动轿车用净输出40?kW、城市客车用净输出100?kW燃料电池发动机,使中国的燃料电池技术跨入世界先进国家行列。??国内对质子交换膜燃料电池的各个组件的开发研究都取得了较大的进展。其中对于催化剂方面:清华大学科研人员研制出新型铂/碳电极催化剂。将碳载体在使用前置于一氧化碳中活化处理,即将碳载体置于流动的一氧化碳气中加热到350~900?℃,活化处理l~12?h,再用沉淀法把Pt负载到碳载体上,得到Pt/C催化剂;长春应用化学研究所研制出纳米级高活性电催化剂用作阳极催化剂。该催化剂粒度均匀,粒径约(4±0.5)nm,电化学性能优于国际同类产品;复旦大学利用沉淀方法在表面活性剂存在时,制得纳米负载壁铂/碳催化剂,该催化剂使用效果非常好;此外,我国科研人员在研究催化剂时普遍把粉末状活性炭加入氯铂酸溶液,再加入过量甲醛还原,反应中采用软脂酸、硬脂酸或硅油作为表面活性剂,掺杂组分是Pd、Ir、Ru等金属元素或非金属物质之一。??在电极组合件方面:北京世纪富原燃料电池开发出横板涂敷法,在一片质子交换膜上制作多个膜电极的燃料电池,由一片质子交换膜、多个催化层和多个扩散层组成多个膜电极,由多个膜电极和多个导流板组成多个发电单元;北京太阳能新技术公司研制出陶瓷型无机复合材料厚膜电极,材料中组分质量百分含量为:石墨25%~30%、Ag?25%~30%、PbO?30%~35%、BO?6%~8%、SiO22%~4%,将金属或非金属与导电粉末等氧化物组成的无机粘结剂掺合,丝网印刷,烧结,形成微观网络式导电通道。??在质子交换膜方面:清华大学研制出聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸PEM。聚偏氟乙烯溶于甲基吡咯烷酮溶剂中,将该高分子溶液加热至甲基吡咯烷酮的沸腾温度,在该温度下回流0.5~5?h,温度降至90?℃,然后向溶液中加入引发剂,在90?℃保温1~5?h后降至室温,再向溶液中加入三氯甲烷,直至不溶性固体全部沉淀,将固体取出,加引发剂,再经处理便制得此种质子交换膜。??在双极板方面:天津电源研究所研制出实用新型双极板,它包括金属板气体反应区域、气体进口、气体出口。金属板上、下面气体反应区域周围分别设有凹槽,气体进口、气体出口与气体反应区域之间分别设置有暗孔道。该设计改善了电池组的密封性,延长了其寿命,提高了性能;大连化学物理研究所研制出的双极板由3层薄金属板构成,中间为导电流不透气液的分隔板,两边分别置有带条状沟槽的导流板,条状沟槽占整个工作面积的50%~80%。这种新颖的设计提高了反应气的利用率,从而提高了电池性能。??在电解质方面:吉林大学研制出固体复合电解质,它由基体材料Ce1-xRexO2-d和Ni、Al、Co、Na、Ca、K的金属化合物或NiAl化合物添加剂合成,经过混合、研磨、烧结、冷却、粉碎、研磨等工艺制成。它是用模具直接压制成薄片,烧结后强度可达到10?MPa。用它作PEMFC电解质,可使用甲醇、乙醇、甲烷和乙烷等多种燃料;上海交通大学研制出新型电解质?带磺酸盐侧基、羧酸盐侧基的聚芳醚酮,该聚合物可作为PEM的阳离子组分。??3.2?国外的研究现状??发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目,企业界也纷纷斥以巨资,从事燃料电池技术的研究与开发,现在已取得了许多重要成果,使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是这种重要的新型发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题,2?MW、4.5?MW、11?MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产,各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。??燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。如今,在北美、日本和欧洲,燃料电池发电正以急起直追的势头快步进入工业化规模应用的阶段,将成为21世纪继火电、水电、核电后的第4代发电方式。燃料电池技术在国外的迅猛发展必须引起我们的足够重视,现在它已是能源、电力行业不得不正视的课题。??由于碱性燃料电池在实际使用中,往往采用空气作为氧化剂,会受CO2毒化而大大降低效率和使用寿命,因此,人们认为碱性燃料电池不适合作为汽车动力等方面,并将研究重点转向了质子交换膜燃料电池,只有少数机构还在对碱性燃料电池进行研究。为了解决碱性燃料电池这一问题国外进行了大量的研究工作。??E.?Gulzow等研究发现:当电极采用特殊方法制备时,可以在CO2含量较高的条件下正常运行而不受毒化。在电极制备中,催化剂材料与PTFE(聚四氟乙烯)细颗粒在高速下混合,粒径小于1mm的PTFE小颗粒覆盖在催化剂表面,增加了电极强度,同时也避免了电极被电解液完全淹没,减小了碳酸盐析出堵塞微孔及对电极造成机械损害的可能性。此外,还允许气体进入电极,在发生电化学反应的区域形成1个3相区;S.?Rahman等将通常电极制备的干法和湿法相结合,提出了过滤法,通过控制PTFE的含量和碾磨时间来优化电极的性能。研究表明:当PTFE的含量为8%(质量分数)、碾磨时间为60?s时,电极性能最好。通过新的电极制备方法,碱性燃料电池可承受较高的CO2浓度;E.Gulzow等在氧气中加入5%的CO2,对碱性燃料电池电极进行连续3?500?h的实验,未发现CO2对电极的寿命和性能带来影响,说明新的电极制备方法可解决电极CO2毒化的问题。??另外也有人提出采用氨作为氢源,避免CO2的毒化问题。氨在室温下仅需8~9?MPa就可被液化,不需较高能量消耗,且价格低,已有比较完善的生产、运输体系,而氢的使用则需要较长时间进行基础设施建设。氨具有强烈刺鼻的气味,其泄漏很容易检测。和其它燃料相比,氨更为清洁,不会对土地造成破坏。氨的爆炸范围比较小,仅15%~28%(体积分数),相对安全。在碱性燃料电池使用中,只需在燃料入口增加1个重整器,将NH3分解为N2和H2即可。所以NH3将有望在碱性燃料电池中广泛使用,具有较好的发展前景。??3.3?燃料电池最新成果??Mobion燃料电池使用了MTIMicro公司的Mobion专利芯片来简化燃料电池内部的复杂结构,这样也可以有效降低燃料电池的成本。这种芯片集成了1个流质的能源模块,可以让燃料电池在0~40?℃之间的温度条件下和任何湿度条件下使用。Mobion芯片采用了100%甲醇设计,并使用了被动直接甲醇燃料电池技术。整个芯片的体积只有9?cm3,可以轻松地被嵌入到各种便携式电子产品中。MTIMicro公司表示,Mobion燃料电池可以提供0.050?W/cm2和1.4(W?h)/cm3的能量,并且整个芯片的重量不足29?g。??4?燃料电池的应用前景??燃料电池的特点决定了它具有广阔的应用前景。它可以用作小型发电设备;作为长效电池;应用在电动汽车上。??燃料电池用作发电设备,是因为其价格有可能与一般的发电设备相竞争。但燃料电池在电动汽车上的商业应用前景是远期的,因为汽车需要的是发电机,发电机的价格远比燃料电池要便宜,因此在短期内,燃料电池汽车在价格上难以与其他汽车相竞争。??目前燃料电池研究与开发集中在4个方面:(1)电解质膜;(2)电极;(3)燃料;(4)系统结构。日美欧各厂家开发面向便携电子设备的燃料电池,尤其重视(1)~(3)方面的材料研究与开发。第4方面的研究课题是燃料电池的系统结构,前3个方面是构成燃料电池的必要准备,而系统结构是燃料电池的最终结果。??燃料电池,特别是固体氧化物燃料电池的开发研究以及商业化,是解决世界节能和环保的重要手段,受到了包括美国、欧洲、日本、澳大利亚、韩国等世界诸多国家的普遍重视。尽管目前固体氧化物燃料在应用中还存在一些问题,如电极材料、制造成本、操作温度过高等等问题,但瑕不掩瑜,加快固体氧化物燃料电池发展必然是世界能源发展的总趋势。??降低电池操作温度和微型化是固体氧化物燃料电池的发展趋势。其关键部件的材料制备成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。应突破的关键技术主要有:(1)高性能电极材料及其制备技术;(2)新型电解质材料及电极支撑电解质隔膜的制备技术;(3)电池结构优化设计及其制备技术;(4)电池的结构、性能与表征的研究。??5?结束语??燃料电池的研究与发展,为便携式电子设备带来一场深刻的革命,并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。它将把人们由集中供电带进分散供电的新时代。因为太阳能供电虽然能替代部分能源,但它受天气与气候的制约,核能利用又存在安全问题。而燃料电池供电,没有二氧化碳的排放,解决了火力发电使全球环境污染的问题,是纯正的绿色清洁能源。??随着燃料电池关键技术瓶颈得以解决,以及新技术开发研究和商业化运作,发展中的燃料电池技术必将能够加快我国经济建设与可持续化发展步伐。??参考文献:??[1]王毅波.21世纪理想的能源?氢能[J].能源研究与信息,2003,19(2):63-65[2]陈哲艮.氢能与燃料电池[J].科技产业,2001(10):19-21[3]刘晓秋,吕雪艳,李胜海.燃料电池用磺化聚酰亚胺质子交换膜材料的制备与性质[J].分子科学学报,2021(3):30-32[4]王亚琴,张宏伟.燃料电池用非氟质子交换膜研究现状[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2006(3):18-21[5]席怡宏.膜分离-变压吸附联合工艺生产燃料电池氢气[J].上海化工,2021,30(1):26-28[6]清华大学.质子交换膜燃料电池用铂/碳电极催化剂的制备方法:中国,00106170.4[P].2000-09-27[7]中国科学院长春应用化学研究所.一类燃料电池阳极催化剂的制备方法:中国,00112136.7[P].2001-01-17[8]复且大学.质子交换膜燃料电池用纳米铂催化剂的制备方法:中国,01126184.6[P].2002-01-09[9]中国科学院长春应用化学研究所.质于交换膜燃料电池纳米电催化剂的制备方法:中国,01118253.9[P].?2001-10-24[10]?清华大学.质子交换膜燃料电池用铂/碳电极催化剂的制备方法:中国,00106170.4[P].2000-09-27[11]北京世纪富原燃料电池.质子交换膜燃料电池:中国,99104990.X[P].2000-10-18[12]北京海淀太阳能新技术公司.一种厚膜电极及其制法:中国,90100537.1[P].1992-10-21[13]?清华大学北京市世纪博纳能源技术有限责任公司.一种聚偏氟乙烯枝接聚苯乙烯磺酸质子交换膜的制备方法:中国,01129698.4,2002-01-09[14]?信息产业部电子第十八研究所.质子交换膜燃料电池双极板:中国,00268207.9[P].2001-10-24[15]?中国科学院大连化学物理研究所.质子交换膜燃料电池的双极板:中国,98114178.1[P].2000-01-26[16]HU?Jian-dong(胡建东).固体复合电解质及其制备方法:中国,00123375.0[P].2001-06-27[17]上海交通大学.带磺酸盐侧基、羧酸盐侧基的聚芳醚酮及制备方法:中国,01113262.0[P].2001-12-05[18]Tsukuda?H.?Nisbi?T.?Base?material?for?a?fuel?battery:US,09/186134[P].2001-03-27[19]Xiaoliang?C,Baolian?Y,Zhiyin?L.et?al,The?extended?abstracts?ofworkshop?on?the?fuel?cell?technology?and?applications[J].Dalian?P?R?China.?1998:59-64[20]Gulzow?E,Schulze?M.?Long-term?operation?of?AFC?electrodeswith?CO2containing?gases[J].?J?Power?Sources,2004,127(2):243-251[21]Rahman?S,Al-Saleh?M,Al-Zakri?A,et?al.?Study?of?thepreparation?of?gas-diffusion?electrodes?for?alkaline?fuel?cells?bya?filtration?method[J].J?Power?Sources,1998,72(1):71-76.[21]Cifrain?M,Kordesch?K?V.?Advances,aging?mechanism?andlifetime?in?AFCs?with?circulating?electrolytes[J].J?PowerSources,2004,127(2):234-242[23]全书海,曾卫,陈启宏.燃料电池电动汽车供氢系统的设计与实现[J].石油与天然气化工,2004,33:23-28.万州四方井近代历史街区及建筑特色研究重庆大学硕士学位论文万州四方井近代历史街区及建筑特色研究姓名:李欢申请学位级别:硕士专业:建筑历史与理论指导教师:张兴国20210609中文摘要摘要中国近代社会曾是一个半封建、半殖民地的社会,中国近代城市的建筑文化往往被看成是落后、丑陋、不勘回首的东西,这是片面的。近代建筑、近代历史街区始终是中华民族历史文化中重要的组成部分,缺少了对这一部分的研究就不能看清整个历史发展的脉络。近代历史街区是人类文化遗产的重要组成部分,在我国城市化进程不断加快的背景下,日益受到人们的关注,对近代历史街区的课题研究更具有现实意义。四方井近代历史街区主要包括四方井、三元街、鞍子坝三个居住片区位于万州主城区内,毗邻万州港客运中心,紧靠万州主城北滨大道,在历史上一度呈现出商贾云集的繁华集市。四方井街区古民居建筑的构建特色,集中代表了万州自开埠以来殖民式文化植入以及西式建筑本土化的建筑特征,体现出的地域性、时代性、民俗性、人文性特征非常鲜明,具有很高的历史价值。伴随三峡工程的建设进程,万州老城区被大面积淹没,众多历史建筑不复存在。四方井历史街区作为万州主城区内遗留下来的规模最大,历史建筑分布最集中的老街区,同样也面临着拆迁的问题。论文通过详尽的调研和分析,在对万州历史发展背景全面认知的基础上,对四方井街区的发展演变、空间特色、建筑特色进行归纳、总结,为四方井近代历史街区今后的保护与发展工作提供了详实的现实依据。同时,结合街区的现状条件,提出四方井历史街区保护性开发利用的相应策略,对其实施方法和措施进行了探讨。全文共分为四个部分:第一部分,四方井历史街区的发展变迁。通过收集整理历史文献和相关资料以及实地调研,对万州的历史沿革,近代万卅城的城市建设和近代建筑基本特色进行概述,同时分析了四方井街区的历史演变及其发展现状。第二部分,四方井历史街区的空间环境特色。对四方井街区的总体环境特征、街区肌理、街巷空间特征进行了全面的分析和总结。第三部分,四方井历史街区的建筑特色。详细介绍了街区中民居建筑的空间特色、营造技术和装饰艺术,重点对中西形式结合的近代建筑特色进行了分析和总结。第四部分,四方井历史街区保护性开发利用探索。指出街区现状存在的问题,重庆大学硕士学位论文对街区保护性开发利用的可行性及现实意义进行了分析,提出了保护性开发利用的指导思想和相应措施。关键词:四方井,近代,历史街区,民居建筑Ⅱ英文摘要,’,.’,.’,..,.?,,,,曲.谢,,,..,.,.,:.重庆大学硕士学位论文,.】巧,.,,..删,.,.,,:,图表目录图表目录四方并历史街区的发展变迁图.万州在重庆的地理位置??。图.近代万州商船。图.巴人创造的象形文字..图.黄庭坚所题碑文??。图.长江中的万州龙舟赛图.清同治五年万县城池图图.民国三十年万州城区图图.万州邮政大楼.图.万州红十字医院图.商埠模范区某住宅?图.一马路号民居?图.中西式结合的民居建筑图.北山公园内的图书馆图.万州商埠码头图.万县商埠区域图图.开埠前的杨家街口?图.开埠后的万州港?.图.万州外国传教士?图.真元堂图.礼拜堂??。图.北滨路街景?图.鞍子坝主街商业氛围??..图.街区中的居住的老人四方井历史街区的空间环境特征图.四方井在万州城区位置?...?图.民国时期街区外围交通情况.图.现状外围交通情况?图.山水景观格局..图.街区外围人文环境Ⅸ重庆大学硕士学位论文图.新旧肌理对比.图.四方井街区肌理??.图表.街巷剖面示意??.图.不同地形条件下的街巷??.图.街巷网络??.图.树枝状街巷结构图.特殊的街巷空间图表.街巷转折变化??.图.道路交叉口的衍生形态?。图表.地面铺砌的基本形式图.某交叉口地面铺装..图.街巷底界面对地形的适应。图表.不同的建筑立面风格图.鞍子坝.号沿街立面?图.鞍子坝.号大门图.堡坎构成的特殊界面图表.街巷尺度比较??.图表.街巷横剖面分析?图表.不同尺度的街巷空间比较.图表.打破空间压抑感的多种因素图.主要出入口节点分布??..图.具有识别性的节点?图.具有交往功能的节点图表.节点空间?图.筑台而成的节点四方井历史街区的建筑特色图.高脚基处理手法图.台地式处理手法图.退台式处理手法??.图.挑阳台.图.错叠处理图.吊脚处理图.建筑分台图表目录图.院落分台图.三合院民居?图.不同比例的天井?..图表。八字门??。图表.三元街号大门。图.天井中的盆栽图.天井中的“太平池”?图.街区中出现的三种天井形式图表.四合院天井剖面形态??.图.天井中设置踏步?。图.檐廊??。图.鞍子坝号的庭院.图.四方井号民居的穿斗结构??.“图.砖木混合结构??。图表.多种材料的运用?图.悬山屋顶?。图.硬山屋顶?。图.歇山屋顶?。图.四坡顶??..图.单坡顶??..图.屋顶形式的组合运用??..图.屋顶的变形?图.“猫儿钻”??。图.老虎窗??。图.悬山山墙开窗、挑阳台处理图表.封火山墙?图表.部分门的形式图表。多种窗户样式??...图.墙面泥灰装饰处理?图表.檐下构件装饰图表.柱