功能区设计
我们的功能区主要有两大特点——产业集聚和多元整合,在整个系统中,我们每一个功能区都有一个相对独立、互不干涉的区域范围,以实现总生产的效率最大化。从人们平时衣食住行等日常需求出发,我们分别开辟了地热发电区、种植区、养殖区、渔业生产区和建筑区五大功能区,每个功能区都有明确的分工与角色设计,为人们的生产生活提供某方面的物质能量供给。尽管五个功能区的工作任务各不相同,但是它们之间却有着千丝万缕的联系。地热发电区是整个系统的主要能量来源,它通过电缆及地下管道沟通了其余所有的功能区,实现了能量的有效利用。另外,在这个系统中唯一的也是高效的交通工具是我们引以为豪的“日月风驰电车”,我们借助一条狭长的电车通道沟通着“日”“月”两区,而在太阳温泉区,我们采取了环形分布,并在最外环也开辟了电车轨道。电车从渔场出发,载着收获的战利品,经通道抵达日区,并在外环绕整个区顺时针行驶一周,根据平面设计图,我们可以看到,外环与各大功能区均有联系,故而各大功能区都能借助电车将相应的物资送至加工厂进行加工。这样一来,各区之间的物质交流变得更加高效有序。(此处应有结构设计图)
首先,向大家介绍我们的能源核心产业——温泉地热系统。我们期望能够通过该功能区的运作,实现日常水、电、暖的供应,通过查找资料及相应的计算,我们预估每人每年大概需要450万立方米,而电的需求量大概在30kw。鉴于我们的选址惠山为较新的火山,地下尚未形成热水系,无法提供现成的蒸汽,而温泉水温只有42℃,所以我们借鉴了德国有机朗肯发电技术。将管道埋入地下,纵向长度1000m,横向长度200m,用温泉水作为载流工质,泵入地下,通过管道与地下岩石进行换热,再泵上地面进行有机朗肯中低温发电,发电量可达30kW,供给各功能区使用。采用此系统,能量来源稳定,且基本实现免维护。
发电后,水有80℃左右的温度,对它进行梯级利用,依次用于建筑调节、家用热水、暖房种植,同时直接用于洗浴养生的温泉水,也可用于种植灌溉,最后一并再汇入地下,实现热量梯级利用。而且,从图中可以看出,我们各个建筑的分布是按照能量利用顺序依次排列的,能量沿环线一路向下分级利用,这样能够很大程度上减少能量在运输途中的散失。
在种植区,由于我们的居住地有地暖资源,蔬菜种植设计因地制宜,采用地热供暖无土栽培技术,“地热供暖”节约能源,“无土栽培”节省人力。蔬菜种植业同时采用智能化微生态循环种植技术,产出投入比可达现有水平的6倍之多,智能化的也减轻了工作量,更关键的是,此技术经过多层工序能够很好地保障食品安全。水果种植采用“草地果园”种植模式,把果树像种草一样高度密植,又像割草一样高效采收,提高机械作业效率,也能够实现高收益高回报的反季栽培,早产性丰产性好,而且便于管理,保证居民能够吃到新鲜、味美、种类多样的水果。
养殖区划分为家禽畜牧养殖和林木种植区域。根据当地的气候特点,北海道当地的气候在日本的划分属于温带湿润气候,和江浙类同,且年均降水量为1000毫米左右,气候适宜牧牛,家禽养殖和林木的种植。参考函馆当地目前的养殖业和林业规划,在当地适宜的土壤和气候条件下,养殖业和林业均十分发达。最后再参照成年人蛋白质等营养摄入需求,折算成食物食用量,每人每天平均大概需要150克肉类的摄入,相应地,我们设计了养殖区的区域分布。养殖区毗邻种植区,可以方便农副产品的引入,比如说粮食间生长的杂草,可以经过晾晒直接运送到牛棚当作饲料。广阔的草地除却放牧的功能之外,还能够提供牧场参观等体验活动,这使得养殖区的功能更加多样。
在养殖区内圈,我们还设有沼气池,通过将养殖区牲畜禽类的粪便以及种植区的秸秆等农业废物进行相应的发酵处理,我们可以获得另一种能量来源。
再根据二十人和所养殖的动物所需的氧气量推算出种植的树木,首先我们将通过养蚕缫丝来制作衣物,因此桑树会是我们种植的最多的树木。(所种植的桑树所养的蚕缫丝一年可做两件衬衫)因为考虑到植物的多样性,我们种植的树木种类很丰富多样,兼顾药用,观赏,固土防沙的功能。
至于渔场,我们选址在津轻海峡寒暖流交汇之处以获得最大的渔获量。而我们设计的月牙形状也是有道理的,在近海岸的月尖处,我们将放置若干人工鱼礁以实现渔业增值,通过查阅文献资料可知,人工鱼礁的使用能够加速海水的垂直搅动、增加海水的营养密度,也可以为鱼类提供栖息地,促进鱼类集聚,此外,在这里我们还可以人工养殖扇贝龙虾等海鲜珍品以及各种藻类。由于这里鱼礁、海藻较多,并不适合船只行使,所以在这一区域,我们主要以人工撒网以及潜水采集为主。而我们的渔船主要行驶范围就是离海岸较远的地方,这时,月牙形状的设计就能显现出它的优势来了,狭长的月牙形可以使得我们在领海面积一定的情况下尽可能地深入到远海,这能在很大程度上提高我们渔获的产量与种类。
临近海洋的另一大好处就是我们的盐类生产会比较容易,而至于海盐制造技术呢,我们将采用传统的盐田法制盐,这是因为我们人数不多,对食盐的需求量很少,因而制盐的效率问题就变得不那么重要。而盐田法制盐相对与其他制盐技术来说消耗的能量最少,因此我们从能量节约的角度出发,选用最经济适用的盐田制盐,而且根据我们的计算,1平方米的盐田已经足够满足人们的日常需求。为了给渔民提供休憩、以及放置渔具的场所,我们在海边搭建一个20平方米的小屋,在这里,食盐的制造也可以顺利进行。