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出版者:John Wiley & Sons

作者:KlingStubbins

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2010-9-10

价格:£60.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470485644

丛书系列:

图书标签:

• Sustainability
• Laboratories
• Sustainable Design
• Laboratory Design
• Research Facilities
• Green Building
• Energy Efficiency
• HVAC
• LEED
• Lab Planning
• Environmental Impact
• Building Performance

好的，这是一份关于一本不同主题图书的详细简介： --- 《深空拓荒：火星殖民与星际生存的工程学挑战》 作者： 阿丽亚娜·维克多，约翰·卡斯帕 出版社： 天穹视野出版社 定价： 59.99 美元 页数： 680 页 ISBN： 978-1-945876-32-1 书籍类型： 硬科幻/航天工程学专著 --- 核心内容概述 《深空拓荒：火星殖民与星际生存的工程学挑战》并非一本关于地球建筑或可持续性设计的著作，而是聚焦于人类迈向太阳系内部的宏伟工程——建立第一个永久性地外栖息地的复杂性、风险与技术解决方案。本书深入剖析了将地球技术移植到火星极端环境（低重力、稀薄大气、高辐射、极端温差）所面临的根本性工程难题，并系统性地提出了解决这些问题的创新途径。 本书结构严谨，内容涵盖了从初期着陆任务的设计、原位资源利用（ISRU）技术的实际应用，到闭环生命支持系统（CLSS）的构建与维护，直至长期星际通讯和辐射防护策略的全面分析。它旨在为航天工程师、行星科学家以及所有对人类未来在宇宙中立足感兴趣的读者，提供一个详尽且基于当前科学前沿的蓝图。 详细章节内容导览 本书共分为七个主要部分，辅以大量的工程图解、流程图和案例研究。 第一部分：跨越鸿沟——地火转移与着陆系统优化 本部分着重于将有效载荷和人员安全送达火星表面的挑战。不同于传统的化学推进方案，本书详细探讨了核热推进（NTP）和聚变推进概念在缩短地火转移时间、降低宇航员累积辐射暴露方面的潜力。 高能推进系统： 对比了脉冲核推进、VASIMR技术与传统液氧/液氢火箭的能量效率和推力规格。 大气进入、下降与着陆（EDL）： 鉴于火星稀薄的大气层，本书详细分析了超音速气动减速器的设计限制，并重点介绍了利用气动捕获、等离子喷流制动以及精确的推进器姿态控制技术，以实现重型载荷的精准软着陆。 着陆场点的选择标准： 基于地质活动性、水冰可及性、太阳能辐射强度及坡度等因素，提出了一个多变量的着陆点评估模型。 第二部分：基地构建的基石——原位资源利用（ISRU）工程 ISRU是实现长期地外生存的关键。本书将大量篇幅用于介绍如何将火星本土材料转化为必需品。 水冰提取与净化： 详细介绍了地下雷达勘测技术，以及微波加热、热传导钻探等多种从永久冻土层中提取水资源的工程方案。着重讨论了在低压环境下保持水相或防止污染物进入提取循环的技术细节。 大气资源转化： 聚焦于萨巴蒂埃反应器和电解槽的规模化应用，以将火星大气中的二氧化碳（CO2）转化为甲烷（CH4）和氧气（O2）。分析了反应器在长期运行中，如何应对灰尘污染和催化剂失活问题。 建筑材料的本地化生产： 探讨了利用火星风化层（Regolith）进行烧结、3D打印（增材制造）的技术路线。涵盖了微波烧结、硫磺混凝土固化以及玄武岩纤维拉制成型工艺的工程参数优化。 第三部分：庇护所设计——辐射防护与栖息地结构力学 火星表面缺乏全球磁场和厚厚的大气层保护，高能宇宙射线（GCR）和太阳粒子事件（SPE）是致命威胁。本部分专注于设计能够抵御这些威胁的居住结构。 辐射屏蔽技术对比： 详尽比较了水、聚乙烯、液氢以及被动火星风化层作为屏蔽材料的有效性、重量成本与资源消耗。着重分析了“浸入式”或“半地下式”居住舱的设计优化方案。 加压与结构完整性： 研究了在火星低压环境下，维持地球标准大气压力对居住舱壳体材料（如复合纤维、钛合金）的应力要求。涉及气密接缝技术和冗余泄压保护系统的设计。 模块化与自组装： 阐述了如何利用充气式软结构与刚性框架结合的方式，在地面组装完成后，再利用火星资源进行外层加厚和稳定化的建造策略。 第四部分：维持生命——闭环生命支持系统（CLSS）的可靠性 一个完全自给自足的生态系统是殖民成功的核心。本书侧重于工程可靠性和冗余设计，而非生物学研究。 气体循环与大气管理： 分析了如何通过物理化学方法（如分子筛、膜分离技术）回收和再生呼出的CO2，并精确维持氧气、氮气（用于缓冲）的配比。 水循环与废物处理： 详细介绍了“灰水”和“黑水”的先进氧化过程（AOPs）、反渗透（RO）以及蒸馏技术的组合应用，以实现98%以上的水回收率。废物固化与处理（包括生物固体废物）的工程流程也被深入探讨。 食物生产的工程化： 聚焦于高度优化的水培和气培系统，研究了LED光谱定制、营养液精确配比（基于最小化回收损失的原则）以及自动化收获机器人的集成。 第五部分：能源的驱动——火星电力系统的规模化部署 长期的殖民活动需要稳定、大功率的能源供应，超越了早期依赖的便携式太阳能阵列。 核裂变反应堆的部署： 探讨了小型模块化核裂变反应堆（SMRs）在火星地下的安装、冷却（利用热管或液态金属回路）以及辐射安全规程。 大规模太阳能电站的抗尘优化： 针对火星沙尘暴，本书提出了自动振动清洁系统、高角度倾斜阵列和远程维护机器人的集成方案。 储能解决方案： 分析了固态电池、液流电池以及利用CO2电解制氧后，再用于燃料电池的能量存储循环方案。 第六部分：通信与导航——地外基础设施网络 本书涵盖了火星与地球之间、以及火星表面内部的通信网络建立。 深空延迟的应对： 讨论了异步通信协议、数据压缩算法以及如何利用人工智能代理在通信延迟期间进行本地自主决策的架构设计。 火星轨道和地面对接网络： 规划了用于轨道中继、气象监测和全球定位的卫星星座设计，以及地表导航信标的部署。 第七部分：风险管理与应急工程 本部分是面向实战的工程手册，处理灾难性故障的预防和响应。 冗余与失效模式分析（FMEA）： 详细分析了生命支持、能源供应和结构完整性方面最可能的失效模式，并制定了多层级冗余设计规范。 医疗与辐射事件响应： 规划了船载放射科诊断设备、远程手术支持系统，以及在极端情况下，如何利用本地材料建立临时、高屏蔽值的避难所。 本书的独特价值 《深空拓荒》的显著特点在于其极强的工程实用性。它摒弃了对火星生活的浪漫化描绘，而是直接切入“如何用现有或可预见的工程技术，解决实际的物理和化学挑战”。本书汇集了来自顶尖航天机构和私营航天公司的资深工程师的集体智慧，为任何严肃的火星殖民计划提供了坚实的、可量化的技术参考框架。它不是一本科幻小说，而是一本关于如何将科幻变为现实的、对细节毫不妥协的工程教科书。 --- （本书总字数约为 1500 字）

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我还在评估《Sustainable Design of Research Laboratories》是否能满足我的深入需求，但从它对“绿色建筑认证体系在实验室设计中的融合”这一主题的关注度来看，我认为它非常有潜力。诸如LEED、BREEAM等绿色建筑认证体系，虽然在普通商业建筑和住宅设计中已广泛应用，但在实验室这种对性能要求极高的特殊场所，其适用性和挑战性是前所未有的。我非常好奇作者是如何将这些认证体系的评分标准与实验室的具体需求相结合，例如如何在满足严格的通风要求（如HEPA过滤、负压控制）的同时，依然能够获得高分的绿色认证。书中是否会讨论到，在某些情况下，为了确保科研活动的安全性与有效性，是否可以对部分认证标准进行灵活调整，或者是否有针对实验室设计的特殊绿色认证标准？我期待看到书中能够深入剖析这些挑战，并提供成功的案例，说明如何通过巧妙的设计，在保证实验室功能性的前提下，最大化地提升其可持续性评分。例如，在材料选择上，除了考虑低挥发性有机化合物（VOC）的释放，是否还能兼顾材料的回收性和可再生性？在能源方面，除了高效的HVAC系统，是否会探讨如何利用地源热泵、太阳能光伏等技术来为实验室提供清洁能源？这本书如果能清晰地阐述这些复杂性，并提供具体的解决方案，那将是对我工作极大的帮助。

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我还在犹豫是否要深入研究《Sustainable Design of Research Laboratories》，但其提及的“生物多样性与绿色空间在科研园区中的整合”这一主题，让我觉得这本书不仅仅局限于实验室内部的设计。现代化的科研园区，往往面积较大，其整体环境对员工的身心健康，以及城市的生态环境都有重要影响。我希望书中能够探讨如何将生物多样性保护的理念融入到科研园区的规划和设计中，例如通过种植本地植物、创造栖息地、设置绿色屋顶和垂直绿化，来提升园区的生态价值。同时，我也关注“绿色空间”的打造，如何为科研人员提供舒适、宜人的休憩和交流空间，例如带有自然景观的庭院、室外咖啡区、以及步行道。这些绿色空间不仅能够改善工作环境，也有助于激发创新灵感，提升员工的幸福感。这本书如果能提供关于如何平衡科研功能性需求与生态环境保护，以及提升整体园区环境品质的策略和方法，将对我来说非常有价值，因为我的工作也涉及科研园区的整体规划。

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我最近在寻找关于可持续设计在科研实验室领域应用的资料，当我在书店的架子上瞥见《Sustainable Design of Research Laboratories》这本书时，立刻被它吸引了。尽管我还没有深入阅读，但从这本书的封面设计、排版风格以及扉页上印制的出版社信息，我都能感受到它是一本经过精心打磨的学术著作。它没有使用那种过于花哨、试图吸引眼球的标题或图片，而是以一种沉稳、专业的姿态展现在读者面前。这暗示着内容本身具有极高的价值和深度，作者必定是该领域的资深专家，他们愿意分享的是扎实的知识体系和实践经验，而非流于表面的概念。我尤其期待书中能够详细探讨在实验室这种特殊环境中，如何平衡高科技设备运行所需的能源消耗与环保理念之间的矛盾。实验室往往是高能耗的代表，通风系统、精密仪器、特殊的照明需求，这些都给可持续设计带来了巨大的挑战。我非常好奇作者是如何提出创新性的解决方案，例如如何通过优化空间布局、选择低能耗的建筑材料、引入可再生能源，甚至是利用自然采光和通风来降低实验室的碳足迹。同时，我也希望能了解到在设计过程中，如何兼顾科研人员的实际需求和工作效率，避免过度强调环保而牺牲了实验室功能的完整性。这本书对我来说，不仅仅是一本关于建筑设计的指导手册，更像是一扇窗，让我能够窥探到未来科研空间的发展趋势，以及如何在追求科学进步的同时，承担起对地球的责任。它的存在，本身就传递了一种积极的信号，即科学发展与环境保护并非对立，而是可以相互促进、和谐共存的。

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作为一名对未来工作环境有着强烈关注的科研工作者，《Sustainable Design of Research Laboratories》这本书给我的初步印象是其内容可能非常具有前瞻性。尤其是在“智能化与可持续性集成设计”这个方向上，我看到这本书有所提及，并且希望它能提供更深入的探讨。实验室的智能化管理，例如通过传感器网络监测能源使用、环境参数（如温度、湿度、CO2浓度），以及设备的运行状态，不仅可以提高效率、降低成本，更是实现可持续性的基础。我期待书中能够详细阐述如何利用物联网（IoT）技术、大数据分析、以及人工智能（AI）算法，来优化实验室的能源消耗模式。例如，当实验室无人时，是否可以自动调整通风量、降低照明亮度？当仪器设备处于待机状态时，是否可以通过智能化系统来大幅度降低能源损耗？更进一步，我希望书中能展示如何将这些智能化系统与实验室的生物安全等级（BSL）要求相结合，确保在追求节能减排的同时，不影响实验室的生物安全防护措施。例如，某些生物安全实验室的通风系统是24小时不间断运行的，如何在保证安全的前提下实现能源优化，这是一个非常棘手但又至关重要的问题。这本书如果能提供一些创新的思路和技术路径，那将是我非常期待的。

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虽然我还没有开始阅读《Sustainable Design of Research Laboratories》，但其“自然通风与被动式设计在实验室中的潜力”这一章节引起了我的极大好奇。传统观念认为，实验室由于其对空气质量、温度、湿度等环境参数的严格控制需求，很难实现自然通风和被动式设计。但我觉得这可能是一个误区，尤其是在一些对空气交换频率要求不是极端严格的区域，或者在过渡季节，通过巧妙的设计，或许可以大幅度减少对机械通风系统的依赖，从而节约大量的能源。我希望书中能够深入探讨如何实现这一点，例如通过优化建筑朝向、设计合适的窗户开启方式、利用热压差和风压差进行空气流通，以及采用先进的建筑围护结构来减少热量散失和获得。此外，我也关注“被动式设计”的概念，例如如何利用遮阳、隔热、以及室内外温差来实现室内的温度调节，减少对空调系统的需求。这本书如果能为如何在复杂且对环境控制要求极高的实验室环境中，成功实施自然通风和被动式设计提供具体的案例研究和技术指南，那将是非常有启发性的。

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在翻阅《Sustainable Design of Research Laboratories》的目录和前言时，我被书中提及的几个关键章节深深吸引。特别是关于“生命周期评估在实验室设计中的应用”以及“水资源管理与回收技术在科研机构中的实施”的部分，这些都是我一直以来在思考但缺乏系统性解决方案的问题。实验室的建设和运营，从材料的开采、运输，到建造过程中的能源消耗，再到仪器设备的使用和最终的废弃处理，每一个环节都可能对环境产生影响。如果能够通过生命周期评估的视角，提前预见并规避潜在的环境风险，那么这项投资无疑是具有长远价值的。我期待书中能够提供具体的评估方法和案例分析，说明如何量化不同设计方案对环境的影响，并从中选择出最优解。此外，水资源在实验室中同样扮演着至关重要的角色，例如冷却系统、清洁程序、甚至某些实验过程本身都需要大量的水。如何有效地节约用水、进行水资源的循环利用，甚至开发出能够减少用水量的替代技术，是实现可持续性的关键。我希望这本书能够为我提供一些切实可行的技术和策略，例如雨水收集和处理系统、中水回用装置，以及更高效的节水型实验室设备推荐。这本书的价值不仅在于理论的阐述，更在于它能否提供一套完整的、可操作的实施指南，帮助科研机构在追求科研卓越的同时，也能成为环境的守护者。它不仅仅是一本关于“如何设计”的书，更是一本关于“如何负责任地设计”的书。

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我仍然在考虑是否购买《Sustainable Design of Research Laboratories》，但书中关于“灵活的实验室空间规划与适应性设计”的章节引起了我的兴趣。科研领域日新月异，新的研究方向、新的实验技术、新的仪器设备不断涌现，对实验室空间的需求也随之变化。一个僵化的、固定不变的实验室空间，很可能在几年后就无法适应新的科研需求，从而导致大量的资源浪费和改造费用。我希望这本书能探讨如何在设计之初就预留出空间的灵活性，例如采用模块化设计、可移动的隔墙、灵活的管线系统等，使得实验室能够方便地进行改造和升级，以适应未来的不确定性。同时，我也关注“适应性设计”的概念，即如何设计一个实验室，使其在面对不同的科研项目、不同的研究团队、甚至不同的外部环境变化时，都能保持其高效和可持续的运作。这可能涉及到对通风系统、电力供应、甚至实验台布局进行模块化和易于调整的设计。例如，某些项目可能需要大量的湿区操作，而另一些项目则需要极端的干燥环境，这种变化如何通过最初的设计来应对？这本书如果能在这方面提供一些实用的设计原则和方法论，对我而言将非常有价值。

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在我看来，《Sustainable Design of Research Laboratories》这本书的内容深度和广度，可能会对我的职业生涯产生重要影响，尤其是在“实验室废弃物管理与循环经济模式的应用”这一主题上。实验室是产生各种类型废弃物的“大户”，从化学试剂的包装、报废的玻璃器皿，到电子废弃物和生物医学废弃物，这些废弃物的处理和处置是可持续设计中不容忽视的一环。我期待书中能够详细介绍如何设计更有效的废弃物分类、收集和处理系统，以及如何将循环经济的理念融入实验室的设计和运营中。例如，是否可以设计更易于回收的实验耗材？是否可以推广使用可重复使用的实验设备和工具？对于一些实验产生的副产物，是否可以找到新的用途，实现资源的再利用？我尤其关注书中对生物医学废弃物和化学废弃物安全、环保处理方法的探讨，以及如何通过设计来最小化这些废弃物的产生量。这本书如果能够提供一些创新的解决方案，帮助科研机构在减少环境污染、降低处理成本的同时，积极践行循环经济的原则，那将是非常宝贵的贡献。

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在我审视《Sustainable Design of Research Laboratories》的初步介绍时，我被书中对“声学设计与振动控制在精密仪器实验室中的重要性”的强调所吸引。实验室，特别是那些配备有高精度测量仪器、显微镜、半导体制造设备等的实验室，对环境的声学和振动控制有着极其苛刻的要求。任何微小的噪音或振动都可能影响实验结果的准确性，甚至导致实验失败。我希望这本书能够深入探讨如何在实验室设计中，有效地解决这些声学和振动问题。这可能涉及到材料的选择（如吸音材料、隔振材料）、结构的优化（如基础隔振、设备隔振）、以及 HVAC系统噪声的控制等方方面面。此外，我希望书中能提供一些关于如何根据不同类型仪器的具体需求，进行定制化的声学和振动设计解决方案。例如，一台高灵敏度的电子显微镜可能需要比一台普通的离心机更严格的振动控制标准。这本书如果能为我提供一些前沿的声学设计理念和实用的振动控制技术，对我而言将是极其重要的，因为我经常需要为这些高精密设备规划其工作环境。

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在初步浏览《Sustainable Design of Research Laboratories》的可能内容时，我对于其中关于“高性能建筑围护结构在实验室设计中的应用”这一部分特别感兴趣。实验室通常需要维持恒定的温度、湿度和空气质量，这就对建筑围护结构提出了更高的要求。我希望书中能够详细阐述如何设计和选择高性能的墙体、屋顶、窗户和门，以实现卓越的隔热、气密性和水密性。这可能涉及到新型保温材料的应用、高性能玻璃的选择、以及先进的连接构造技术。特别是在实验室这种对气流控制非常敏感的环境中，确保建筑围护结构的良好气密性，以防止非受控的空气渗透，是维持室内环境稳定性和能源效率的关键。我期待书中能够提供具体的材料性能参数、设计规范以及施工细节，帮助我理解如何在追求能源效率的同时，不牺牲实验室的功能性和安全性。例如，书中是否会讨论如何平衡建筑围护结构的隔热性能与采光需求？在实验室设计中，如何选择既能提供良好隔热性能，又能满足专业照明需求的窗户类型？这本书如果能在这方面提供详细的指导，将对我具有极大的参考价值。

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