详解地铁车站设计，需要考虑到的影响因素、结构类型等
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详解地铁车站设计，需要考虑到的影响因素、结构类型等
一地铁车站的特征地铁车站具有以下地下建筑的特征：1、工程地质和水文地质条件良好的地方。2、防护能力强。3、没有自然光线，全部依靠人工采光；4、为保障地下空间具备合适的空气的温度、湿度、清洁度、设有庞大的空调、通风设施；5、噪声的强度、灯光的照度、室内色彩等方面在允许范围内。6、为保证客流安全、顺畅、快捷集散，设有众多鲜明的指示标牌和消防设施；7、地面出入口通过地下通道与地下车站连接，出入口地下部分要采取人防措施，在地面上设有风亭建筑。二地铁车站不利因素1、空间封闭、狭长、结构类同。2、站内噪声大。3、站内湿度大；4、发生火灾等灾害后扑救困难；5、采用机械通风、人工照明；6、施工比较复杂。三地铁车站有利的因素1、节约城市用地；2、有良好的防护功能，战时可考虑作为避难场所。四地铁车站设计应遵循的原则1、车站应方便乘客使用，站位应该为乘客提供最大方便，使多数乘客步行的距离最短，并具备最快疏散人群功能。2、出入口通道通过过程尽量缩短，将旅游景点、游乐购物中心、住宅密集区、办公密集区等与车站相通，为乘客提供无太阳晒、无雨淋的乘车条件。3、对于突发性的大型客流集散点，如大型的体育场一般只有突发性的客流，地铁车站的位置不宜离得太近，防止集中客流对地铁车站的冲击，车站出入口离开体育场出入口一般在300m以上，若是突发性客流的强度较大，距离还应该设置得更大一些。4、车站站点布的设应与城市道路网及公共交通网络密切结合，应与城市总体规划和车站所在地区的城市规划相互协调，必须依托地面公交路线网络，使其能最大限度地吸引客流，为地铁车站往返运输乘客，使地铁成为快速大运量的骨干交通动脉，一般将地铁车站设在道路交叉口，公交路线在地铁车站周围设置车站，方便公交和地铁之间的换乘。5、车站站点的布设应与旧城改造和新区土地的开发相结合，车站分布应方便施工，减少拆迁，降低造价，与城市轨道交通建设与周边经济发展达成互动效应，为可持续发展创造条件。换乘站在布置站位的时候，不仅要考虑近期车站的功能实施，还须考虑到远期站位规划发展，及建设规模，合理制定近期车站的方案，使其具备最大化的适应性和合理性。6、车站分布应兼顾各个车站间距离的均匀性，乘客到大型的商业区购买物品，要货比三家，一般不计较时间和步行距离，地铁车站站位距离商业区中心不超过500m就可以了。7、车站设计规模应根据远期乘车客流高峰预测客流集散量和车站行车管理、设备用房的需要来确定，要与站厅、站台、出入口通道、楼扶梯以及售检票等部位的通过能力相匹配，同时满足事故发生时乘客紧急疏散的需要，超高峰系数根据车站规模及周边用地情况所决定的客流性质不同分别取。地铁车站的设计选型可从线路走向分为：侧式站台候车，岛式站台候车。侧式站台候车客流换乘不同方向的车次必须通过天桥才能完成，一旦乘客走错方向，会给换乘带来很多不便，但侧式站台候车方式带来的轨道集中布置，有利于区间采用大的隧道或双圆隧道双线穿行，具有一定的经济性。岛式站台候车便于客流在站台上互换不同方向的车次，岛式站台候车方式的两根单线单隧道布线方式在城市地下工况复杂的情况下穿行则具有较大灵活性。慕尼黑，Westfriedhof地铁站斯德哥尔摩地铁站五布局形式及结构类型1、地铁车站的设计从建筑布局的形式可分为：浅埋式车站，由于车站的埋置深度浅，带来一系列的经济效益，如土方减少、技术难度减小、出入口通道客流上下高度减小等等，大大节省车站在地下的建设投资。这种车站的前提是，地面下没有各种城市管线通过，也不在城市主要道路下，并得到地下铁道线路走向的允许；深埋式车站，因受周边环境的影响和线路走向的制约，必须较深地建于地下，随之而来的是深基坑等各项技术难度加大、土方增加、投资较大和客流上下高度的增加。2、地铁车站设计从结构的类型可分：矩形箱式车站，基本上都是采用地下连续墙后大开挖的现浇钢筋混凝土结构，施工时对周边的环境影响较大，土方量也大，对地面交通影响也大；圆形或椭圆形的隧道或暗挖车站建筑，基本可采用盾构掘进的方式，土方量减少，同时对周边环境的影响也大大减少，但带来的技术要求则较高且需更大的盾构掘进等机械和设备。地铁车站一般宜设在线路直线段上，车站的型式选择应根据线路条件和所处环境特点，因地制宜地进行比选确定，结合建筑造型、结构类型和施工方法，合理地利用城市建筑空间，做到与周围建筑结合好，拆迁少，对地面交通干扰小，对地下管线影响小、改移方便，换乘车站需对换乘形式、使用功能以及综合经济指标等多方面进行比较，换乘节点应根据远期线网的情况分别采用同步实施或是预留接口的实施条件。六地铁车站设计涉及专业涉及到的主要专业有：客流预测、线路、限界、行车、建筑、结构、通风、动照、给排水、气体消防、FAS、BAS、通信、信号、供电、接触网、杂散电流、安全门、人防、电扶梯、AFC等。所以在实际设计中根据地下建筑的特点，各专业一定要相互紧密配合和协调，尽可能的避免将来变更设计等事情的发生。七地铁车站人流疏导设计要求地铁车站是人流相对集中的地下交通建筑，所以在设计中必须有序地组织人流进站和出站，并方便地铁换乘，满足客流高峰时所需的各种面积规定及楼梯、通道等的宽度要求，上下楼梯位置的设置能均匀地接纳客流。进站客流路线：地面出入口—自动售票机—进站检票机—站厅层付费区—楼梯、扶梯—站台—上车出站客流路线：下车—站台—楼梯、扶梯—站厅层付费区—出站检票区—地面慕尼黑，Georg-Brauchle-Ring地铁站法兰克福，Westend地铁站八地铁车站的功能组成地铁车站建筑设计主要由两大部分组成。1、车站主体(站台、站厅、生产、生活用房)建筑设计，地铁车站主体的组成基本上分为两大部分：一是乘客使用空间，乘客使用空间是直接为乘客服务的场所，主要包括站厅层公共区、站台层公共区、售票处、检票口、问讯、公用电话、小卖部、楼梯、自动扶梯及垂直电梯、公共卫生间、无障碍公厕等，车站公共区应划分为付费区与非付费区。站厅层要有足够的公共区域面积，满足高峰时段客流的集散，要有足够数量的售检票设备和其他为公共服务的设施；站台层要有足够的站台宽度，要有分布均匀的楼梯、自动扶梯和满足列车编组停靠的有效站台长度。二是设备用房及管理用房，是为了保证车站具有正常运营条件和营业秩序而设置的办公用房。主要包括车站综合控制室、站长室、值班室、公安安全室、安全门设备室、公共通信机房、通信设备室、信号设备室、AFC机房、AFC票务室、公安消防设备室、消防泵房、污水泵房、废水泵房、工务用房、气瓶间、变电所、照明配电室、风机监控室、环控机房、小系统通风机房、会议交接班室等，它们一般分设于站厅层和站台层的两端部。2、车站附属建筑设计(出入口及通道，通风道及地面通风亭等)车站附属建筑设计的地面站房、出入口以及风亭均需结合所在地区城市规划，其地面部分的立面设计要做到简洁、大方，与周围环境相协调；出入口应考虑兼顾市政过街功能，出入口的数量应根据车站情况并按照车站远期预测客流量计算确定，一般不宜少于四个，当车站客流量较小时，可酌情减少，但不能少于两个，车站出入口通道总宽，应以车站远期预测超高峰小时乘降量进行计算确定，与自动扶梯或楼梯相连的通道宽度必须与其通过能力相匹配，兼作城市过街道的,其宽度应根据过街客流量加宽，同时确保在灾害情况下紧急疏散的要求。车站出入口分布要力求合理，最大程度吸引各方向客流，方便乘客乘降和换乘；车站出入口和风亭应尽量与周围建筑相结合，充分考虑城市景观的要求，出地面的出入口、风亭的体积尽量减小，造型力求美观，与周围的建筑风格协调。来源：九易庄宸
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大面积单结集成型a－Si:H太阳电池的结构与制备的实现
大面积单结集成型a－Si:H太阳电池的结构与制备的实现
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　　众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的能源，但目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本应该是我们追求的最大目标，从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。从工业化发展来看，重心已由单晶向多晶方向发展，主要原因为；[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少；[2] 对太阳电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料；[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，的尺寸达到厘米级；[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产。
　　a-Si:H太阳电池的出现，犹如一道曙光，照亮了太阳电池大规模地面向应用的道路，经过十几年的发展，其制备工艺日趋稳定和成熟，它巧妙的结构设计和廉价的制备工艺向人们说明：太阳能要从补充能源走向替代能源，这种结构设计技术和制备方法是必须采纳的，否则太阳电池昂贵的价格将会成为其发展的瓶颈。本文阐述了a-Si:H太阳电池的结构设计与制备分析，同时对影响其性能的工艺参数进行了讨论。
　　2大面积单结集成型a-Si:H太阳电池的结构设计
　　2.1& a-Si:H太阳电池的结构
　　a-Si:H太阳电池是在玻璃基板上利用辉光放电沉积形成非晶硅PIN结构的平板式光电件，单电池的结构如图1所示，当太阳光照射到电池上时，电池吸收光能产生-空穴对，在光电池的内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，光电池的两端出现异性电荷积累，即产生光生电压，若在两侧引出电极并接上负载，则负载中就有光生电流流过，从而获得功率输出。图2示出了a-Si:H太阳电池的等效电路。IL为光生电流，Id为的暗电流，Rsh为并联，Rs为串联电阻，RL为负载电阻。
　　目前，a-Si:H单电池的开路电压Uoc约为0.8V,工作电压Um约为0.55V,短路电流密度Jsc约为13.4mA/cm2,工作电流密度Jm约为11mA/cm2.这么小的电能输出基本上没有用处，若要输出较高的电压和较大的电流，就必须在结构上采取有效的串并联措施。
图1a－Si:H单电池结构 &&&&& 图2a－Si:H太阳电池的等效电路
　　2.2& 集成型a-Si:H太阳电池的结构设计
　　为了获得一定的功率输出，就必须把众多的a-Si:H太阳电池有效地串并联起来，然而，a-Si:H太阳电池是一种薄膜器件，靠外引线串联既不可靠也不方便，因而在制备时就必须考虑在内部集成。图3示出了它的内部集成结构图。图中1、2、3、4为四个单电池，组合形式为串联，电流流动方向如图中所示。
图3集成型a－Si:H太阳电池的内部结构图
　　若要设计一个给6V、4AhVRLA蓄电池充电的a-Si:H太阳电池组件，那么所需的太阳电池组件的工作电压为：
　　Um≥3×UT+Ud=8V
　　式中：UT为VRLA蓄电池的过充阈值电压，Ud为防反充二极管的正向压降。
　　由于单节a-Si:H太阳电池的工作电压约为0.55V,则至少需15节电池串联，若按C/10的电流充电，则所需的a-Si:H太阳电池组件的输出电流至少应大于400mA,那么单节太阳电池的面积至少应大于37cm2,考虑到内部串联布线所占的面积，最后单节太阳电池的面积取为1×51cm2.
　　因此所要求的a-Si:H太阳电池组件为15节单电池面积为1×51cm2的太阳电池串联。
　　3大面积单结集成型a-Si:H太阳电池的制备分析
　　a-Si:H太阳电池由多层薄膜有机结合而成，制备时按图4的工艺顺序制作。
图4a－Si:H太阳电池工艺顺序
　　3.1TCO的制备
　　TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜（Transparent Conductive Oxide）而形成的组件。对于薄膜太阳能电池来说，由于中间半导体层几乎没有横向导电性能，因此必须使用TCO玻璃有效收集电池的电流，同时TCO薄膜具有高透和减反射的功能让大部分光进入吸收层。TCO玻璃的生产工艺TCO玻璃工艺主要分为超白浮法玻璃生产、TCO镀膜。超白浮法玻璃生产工艺难度较高，目前世界上主要供应商有日本旭硝子、美国PPG、法国圣戈班等，国内供应厂家有限，目前仅金晶科技、南玻、信义能够供货。
　　TCO为绒面SnO2:F薄膜，它可由化学气相沉积（CVD）工艺来制备，制备选用平直度好、透射率高、新鲜、无污染、无水腐蚀的浮法玻璃做衬底，将其切割成上述计算的面积大小，洗涤烘干后送入CVD炉开始沉积，发生的化学反应如下：
　　SnCl4+O2=SnO2+2Cl2
　　SnCl4+2H2O=SnO2+4HCl
　　沉积完后将其放在钇钕石榴石的平台上进行激光刻划，刻划的多少由所要求的串联电池数决定。
　　3.2P层的制备
　　P层成份为a-Si:H:B:C,制备工艺为等离子增强型化学气相沉积（PECVD），它是一种高频（）辉光放电物理过程和化学反应相结合的技术，此法的优点是沉积速率快，成膜质量好，针孔少，不易龟裂，沉积的气源为SiH4,CH4,B2H6和He的混合气体。B2H6用来实现材料搀杂，He用作稀释气体，CH4的搀入是为了改善P层的光学性质。通过改变沉积过程中的气体分压比，就可以获得含C量不同的P层（a-Si:H:B:C）薄膜，而不同的含C量，就有不同的光电性质。
　　3.3I层的制备
　　I层成份为a-Si:H,制备工艺仍为PECVD,沉积的气源为SiH4和H2.本征层是光生电流的产生区，因而其成膜质量直接影响到a-Si:H太阳电池的性能，其性能主要由制备时的放电功率、基体温度、反应压力和气体流量来决定。成膜过程中，在保持一定的成膜速率下，尽量采用低的放电功率以提高薄膜的光电子学性能。
　　3.4N层的制备
　　N层为a-Si:H:P,沉积的气源为SiH4、PH3、H2和He的混合气体，其中PH3用来实现材料搀杂。a-Si:H:P薄膜的结构和光电性能同基体温度、气源配比、反应压力、放电功率和气体流量等因素紧密相关。
　　在制备上述各层薄膜的过程中，反应压力、放电时间、气体流量和反应室温度均由计算机自动监测和控制，所需的控制参数由软件来实现。
　　各层薄膜制备完毕后，将组件放到机械梳刻台上械梳，刻线线宽应小于0.2mm,硅刻线应紧贴在激光刻线的近旁，两者的公差为0.2~0.7mm,刻透率应大于80%,目的是形成各单电池的非晶硅层，并使Al与TCO良好接触。
　　3.5蒸铝
　　采用真空蒸发的方法制做Al电极，在集成型a-Si:H太阳电池中，铝不但用作各子电池的负极，而且它将各单电池在结构上串联起来。除此之外，铝薄膜还可反射没有被非晶硅合金层吸收的长波限光子，增加太阳电池对光的利用率。
　　按上述要求设计制备出的集成型a-Si:H太阳电池组件，在美国CHRONAR公司的太阳电池测试台上测出的电池输出特性如图5所示。测试条件为：标准光强，AM1.5,100mW/cm2,25℃。从结果来看，达到了设计要求。
图5实验集成型a－Si:H太阳电池的输出特性
　　集成型a-Si:H太阳电池结构简单，制备工艺成本较低，容易设计成不同的形式以满足不同的用户需求。它的出现，极大的促进了整个太阳电池行业的发展。
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[电源技术]一种增加单结非晶硅薄膜太阳电池光吸收的结构设计--《光学学报》2013年08期
一种增加单结非晶硅薄膜太阳电池光吸收的结构设计
【摘要】：提出了一种包含增透膜和背反射层的非晶硅薄膜太阳电池结构,其中增透膜由折射率从低到高的4层介质材料组成,背反射层由三角形介质衍射光栅和一维光子晶体结构组成。利用严格耦合波理论和平面波展开法,对介质层厚度和光栅进行优化设计,数值计算了增透膜和背反射层在入射角为0°~60°之间的反射效率。结果表明,增透膜在300~750nm波长范围内存在高透射率,背反射层在600~750nm波长范围内存在高反射率。对于活性层厚度为700nm的非晶硅薄膜太阳电池,在入射波的TM偏振状态下,入射角小于75°时,电池经优化后在300~750nm波长范围内平均吸收率为95%。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TM914.42【正文快照】：
1引言硅基薄膜太阳电池的低成本和成熟简便的制造技术使其成为下一代大规模使用的光伏电池中最有力的竞争者。硅基薄膜太阳电池不仅大幅减少对硅材料的消耗量,其极薄的厚度还可显著减少半导体材料中光生载流子在扩散中的复合,使光生电流更加易于收集。然而薄膜结构缩短了光子
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京公网安备75号能转化为能；（2）该太阳能电池板的效率为；（3）设太阳辐射的总功率为P0（w），若不计太阳光通过太空及大气层的能量损失，已知半径为r的球面面积为4πr2，则太阳到地球的距离r=．
分析：太阳能电池板是将太阳能转化为电能的工具，太阳能是总功，产生的电能是有用功．根据公式总功W=P1S，有用功W=UI，对表格中的数据进行直接判断．解答：解：（1）太阳能电池板是将太阳能转化为电能的工具．（2）总功W=P1S，有用功W=UI，根据公式，得：机械效率η=W有W总×100%=UIP1S．（3）根据太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率的概念，结合地球面积S=4πr2，则r=S4π又因为S=P0P1，所以r=P04πP1故答案为：（1）太阳，电（2）UIP1S（3）P04πP1点评：本题考查学生对机械效率公式的应用，同时需要了解能量转化的内容．
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（2012?天河区二模）太阳能是人类能源的宝库．下列关于太阳能的说法，不正确的是（　　）A．太阳能是可再生能源B．太阳能电池是利用半导体材料制成的C．太阳能电池是把太阳能转化为电能D．太阳能是内部原子核裂变产生出来的能量
科目：初中物理
题型：阅读理解
能源危机制约着现代社会的发展，开发和利用可再生能源是人类立早自身解决能源问题的重要举措之一．（1）目前，煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源，它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，导致全球气温升高．（2）氢能源是我国正在开发的新能源之一．其使用的主要途径是设法构成原电池，从能量转换的角度看，原电池是一种化学转化为电能的装置．（3&）人类社会的不断进步，必然会带来新一轮的能源革命．未来的新能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规的、不可再生的能源，从理想的角度考虑，它必须满足许多条件，如：必须足够丰富，可以保证长期使用；必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的制备、应用技术必须成熟，可以保证大规模使用等，除此之外，你认为还必须满足什么条件？试写出一条环保．（4）电动汽车做为2008年北京奥运会服务的基础设施之一．它没有废气产生和噪声污染，受到各国运动员的欢迎．自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数：
一次充电连续行驶里程
一次充电最大耗电量
电机额定电压
电机额定输出功率
最大骑行噪声
≤62dB则如果质量是60kg的人骑电动自行车以最大的时速匀速行驶30分钟，受到的平均阻力是人和车总重的0.028倍，那么这段时间内电动自行车克服阻力所做的功为2.8×105J当电动自行车以最大时速行驶时，电机的工作电压等于额定电压，则此时电机的工作电流多少安．如设想改用太阳能电池来替代蓄电池，则所需的太阳能电池板的面积至少应为1.875m2才能满足每天充电一次，连续行驶里程50km所需的电量．设太阳能电池板正常工作状态为阳光垂直照射时，按阳光垂直照射时，地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J的能量，太阳能电池的转换效率为20%计算．（设浙江每天阳光垂直照射平均时间为2小时）
科目：初中物理
人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力．（1）我国太阳能热水器已走进了千家万户．太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的．小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2．若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？（2）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车．图是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电．小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图，如图所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω．闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？（3）联系生活实际，结合“绿色消费，你行动了吗？”．谈谈你应如何做？
科目：初中物理
来源：学年江苏省连云港市东海县张湾中学九年级（上）物理单元测试卷（解析版）
题型：解答题
太阳能电池是人类利用太阳能的智慧结晶，某研究所为了研究需要而设计制造了一块电池板，相关数据如下表：通过查阅相关资料知：太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1（w/m2）．则（1）太阳能电池板的作用是把______能转化为______能；（2）该太阳能电池板的效率为______；（3）设太阳辐射的总功率为P（w），若不计太阳光通过太空及大气层的能量损失，已知半径为r的球面面积为4πr2，则太阳到地球的距离r=______
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