• 2014年第36卷第5期文章目次
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    • 深季节冻土区涵洞热状况分析

      2014, 36(5):1-10. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.001 CSTR:

      摘要 (1645) HTML (330) PDF 9.78 M (1090) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析深季节冻土区涵洞对路基及其下地基热状况的影响,建立了涵洞温度场计算模型,基于已有的试验涵洞监测数据,对比分析了所建模型的可靠性,再在该模型基础上,通过改变材料参数和模型尺寸,进行不同情况下的数值计算。结果表明:模拟季节冻土区涵洞温度场时,需要充分考虑热对流效果,忽略填土热对流效果是不合适的,考虑热对流效果的模型在定性和定量上均与现场监测情况一致;在季节性冻土区涵洞设计工作中,应该采取一些积极措施避免或减少对流传热对涵底冻深发展的影响;涵底最大冻结深度随着含水量呈三段式的变化规律:随其增大先减小,后减小速度变缓甚至冻深略有增加,最后又趋于减小;寒区涵洞内径的尺寸对涵底冻结深度方面的影响较大,而净高对涵底冻结深度方面的影响很小,可以不考虑。

    • 地铁专用间接蒸发冷却器布水方式优化

      2014, 36(5):11-15. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.002 CSTR:

      摘要 (1411) HTML (257) PDF 4.05 M (903) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决常规间接蒸发冷却器由于表面水膜均匀性、完整性差而导致换热效率低的问题,提出了两侧旋转布水间接蒸发冷却器,进行了3种布置方式下的换热性能实验,运用正交实验对影响换热器性能的因素进行研究,研究表明:开孔正对气流方向时换热器换热性能最佳,且旋转布水装置存在最佳转速76 r/min,喷水量、空气流速、冷却水流量、冷却水进口温度的增加使换热器的换热量增大,喷水温度、空气温度的升高使换热器的换热量减少,其中冷却水进口温度的改变对换热性能的影响最为显著,温度由35 ℃上升到39 ℃时,换热量提高37.62%,单位面积换热量为1.14 kW,该换热器可安装于地下车站排风坑道内,可有效地解决地铁站冷却塔安装位置难题。

    • 温度均匀分布辐射冷顶板的传热特性

      2014, 36(5):16-22. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.003 CSTR:

      摘要 (1548) HTML (322) PDF 5.37 M (1325) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建一种表面温度均匀分布的辐射冷顶板,分析其物理结构和传热机理,建立其辐射供冷传热过程的数学模型,利用MATLAB计算其供冷量,并通过该辐射冷顶板的热工特性试验验证模型的合理性,模拟得到的顶板温度和供冷量与实验结果的误差小于6%。通过对实验结果和计算结果的分析,研究发现在定流量稳态工况下,该辐射冷顶板结构由于存在空气夹层,顶板的供冷量随顶板温度的增大而增大,但受冷冻水温度的限制,顶板的温度在实际运行时宜保持在18~20 ℃之间。基于对实验数据的分析,研究了室内相对湿度随顶板温度的变化规律、房间的温度分布及其通过对流和辐射方式各自分担的冷负荷。

    • 内置式PV-Trombe墙自然通风的数值研究

      2014, 36(5):23-28. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.004 CSTR:

      摘要 (1901) HTML (472) PDF 5.80 M (1032) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新的内置式PV-Trombe墙模型,并通过CFD方法对自然通风进行了数值模拟。分析了太阳辐射和流道宽度对气流模式和通风量的影响。结果表明,太阳辐射、流道宽度和高度对通风量的影响非常明显。通风量随太阳辐射强度和高度的增加而增大。当流道宽度从0.1 m增加到0.4 m时,通风量呈单调递增趋势,然而当宽度增加到0.5 m时,流道顶部区域的空气出现回流并且通风量开始减小。对于3 m高的模型,最大通风量出现在流道宽度等于0.4 m时。流道宽度是影响流道内空气自然对流的流动形态的主要因素,当流道宽度尺寸在0.1~0.4 m之间时,流道内的空气为层流热分层流动。当宽度超过0.5 m后,流道上部区域出现的回流使得热分层流动消失,空气从层流向湍流转变。

    • 甘南农区藏式传统民居热环境

      2014, 36(5):29-36. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.005 CSTR:

      摘要 (1547) HTML (341) PDF 6.53 M (1166) 评论 (0) 收藏

      摘要:对甘肃省甘南藏族自治州迭部县哇曲村典型藏式民居冬、夏季室内外温湿度的测量,分析得出了藏族传统民居建筑热环境状况。结果表明:结合当地的历史、地理、气候等因素,哇曲村形成了独特的村落构成和单体民居建筑构造。藏族传统民居外围护结构具有较好的热工性能,建筑热环境的被动式调节使室内热舒适状况需要通过综合的、节能的手段来进一步改善。

    • 办公建筑物化阶段CO2排放研究

      2014, 36(5):37-43. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.006 CSTR:

      摘要 (2582) HTML (435) PDF 5.35 M (1119) 评论 (0) 收藏

      摘要:建筑物化阶段的CO2排放时间集中、绝对量大,是建筑节能减排的研究重点。构建了办公建筑物化阶段CO2排放的计算模型,包括建材、设备生产与运输的CO2排放,以及施工过程的CO2排放。利用该计算模型,分析计算了78栋办公建筑物化阶段的CO2排放量。平均来看,物化阶段的碳排放量为326.75 kg/m 2;随着建筑高度的增加单位面积碳排放明显增加,超高层建筑的单位面积碳排放量是多层建筑的1.5倍;土建工程的碳排放量占到物化阶段的75%左右,而钢筋、混凝土、砂浆、墙体材料的碳排放量占到了土建工程的80%以上。分别以建筑层数和建材用量为自变量做了办公建筑物化阶段CO2排放量的预测模型,通过统计学的分析对比,发现以钢筋、混凝土和墙体材料为自变量的预测公式可以很好地预测建筑物化阶段的碳排放。

    • 多孔介质孔隙结构重构及水蒸气传递特性

      2014, 36(5):44-49. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.007 CSTR:

      摘要 (2102) HTML (477) PDF 5.49 M (1474) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用随机生长法分别构造了各向同性、各向异性的孔隙率相同,孔径分布和孔隙表面分形维数不同的多孔介质,探索了在多孔介质孔隙率相同的情况下,微观孔隙结构对孔隙内湿传递过程的影响。结果表明:决定多孔介质内部输运特性的孔隙结构参数,除孔隙率以外,孔径分布和孔隙表面分形维数等参数对多孔介质孔隙中水蒸气扩散过程的影响显著;孔隙率相同,孔径分布和孔隙表面分形维数不同的3种各向同性和3种各向异性多孔介质的水蒸气扩散浓度最大差别分别为30.6%和23.3%;各向同性多孔介质的小孔分布率越大,孔隙表面分形维数越大,说明孔隙的连通性和水蒸气在多孔介质孔隙中的扩散性能越好;各向异性多孔介质(水蒸气扩散的方向垂直于其生长率较大的方向)的大孔分布率越大,孔隙表面分形维数越小,水蒸气在多孔介质孔隙中的传递性能越好。

    • 住宅夏季非空调环境的人体热适应——个体特性

      2014, 36(5):50-54. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.008 CSTR:

      摘要 (1535) HTML (272) PDF 4.17 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从更细微的层面把握和认识北京地区住宅夏季非空调环境下人体的热适应特性,从单个个体角度开展相关的分析研究。通过分析建立连续变化的室内温湿度环境与人体对热湿环境主观评价的相互联系,从人体对室内温度、湿度的热适应水平以及在热适应水平上室内温、湿度两者的交互作用两个方面,对住宅夏季非空调环境下单个个体热适应特性进行较完整的分析和刻画。并以北京城区某个居住者为例,阐述了上述的分析方法在研究个体对住宅夏季非空调室内环境热适应特性的应用。

    • 夏热冬冷气候城市公共空间热环境季节特征

      2014, 36(5):55-60. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.009 CSTR:

      摘要 (2053) HTML (361) PDF 5.03 M (951) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市公共空间热环境是影响人们热舒适程度的重要因素。夏热冬冷气候城市公共空间的热环境在一年内会发生很大变化。在长沙市内选择3个典型公共空间(街道、公园和广场)进行长期热环境参数实测实验。通过对不同季节3个实测点的空气温度、相对湿度、黑球温度和风速4个重要热环境参数进行分析,获得夏热冬冷气候城市公共空间的全年热环境特征。研究结果表明:自然气候决定了城市热环境的基本特征,而城市物理结构是引起室外局部热环境发生改变的重要因素;受植物(乔木)和水体(湘江)的影响,沿江街道在全年大部分时间中空气温度显著较低,相对湿度较高,太阳辐射较弱;广场温度较高,太阳辐射较强。

    • 公路隧道声环境有限元数值分析

      2014, 36(5):61-65. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.010 CSTR:

      摘要 (1261) HTML (358) PDF 4.19 M (950) 评论 (0) 收藏

      摘要:公路隧道声环境复杂,影响行车的舒适性和安全性,在紧急情况下严重影响疏散信息的传递。采用有限单元法对公路隧道的声学模态及衰变特性进行数值分析。结果表明,公路隧道的声学模态在横向具有对称性,对称的区域声压幅值相等,相位相同或者相反,模态频率越高,声压幅值最大值越大,隧道长度对模态频率影响较小。与扩散声场的线性衰变特性不同,公路隧道内各点的声压级随时间的衰变是非线性的,在声源停止激励1.5 s内,衰变速率较快,从停止激励到声压级衰变30 dB的时间需要5.5~7.0 s的时间。

    • 基站用相变储能机组性能实验及预测模型

      2014, 36(5):66-70. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.011 CSTR:

      摘要 (1365) HTML (292) PDF 4.21 M (897) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对相变储能机组换热性能的非线性影响因素,分析了室内外不同环境因素下机组运行工况的性能系数(COP)及蓄/放能特征,并在焓差实验室进行机组性能测试。基于实验数据,建立了不同神经网络结构预测模型,预测机组COP及蓄/放能量;通过预测值与实验值结果对比,两者相关系数大于0.99,平均相对误差小于2%,平均均方差低于0.2%。研究结果表明,神经网络方法可以准确地预测相变机组储放能过程及对应的性能系数。

    • 高速公路现行照明方式解析

      2014, 36(5):71-75. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.012 CSTR:

      摘要 (1494) HTML (338) PDF 4.21 M (992) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于舒适性、照明效率和可见度3个方面对现行照明方式从路面照明、空间照明方面进行分析,揭示了现行照明方式存在的缺欠。分析发现,目前以LED光源对HPS光源进行简单替代,并不能对上述缺欠进行有效改善,因而不是参与道路照明的恰当形式;消除路灯眩光的必要条件是路灯位于驾驶员与路面之间;提高可见度水平的必由之路是重新进行光分布设计和提高有效照明比例;道路照明方式的创新性研发方向是将路面照明、空间照明、雾天照明三重任务分解,采用各自独立的小功率、高效能光源,组合运用,分别控制,独立运行。

    • 建筑景观照明设计中光源光谱与环境作用的关系

      2014, 36(5):76-80. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.013 CSTR:

      摘要 (1466) HTML (389) PDF 4.51 M (1042) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观照明设计师一般从实践中理解所设计环境要素,而相对缺乏对光源光谱以及景观形成的深刻理解,从而导致不能预期景观照明最终带来的效果,目前景观照明中存在照明情境不符、过度照明、光污染等问题。通过从光谱理论的角度探讨光源色与物体色的关系,以及光谱与物体反射的作用理论,并以某一物体色样作为参考,探讨了传统光源、LED光源以及各种单色光谱对于色样照射产生的效果,分析了光源光谱与环境作用关系,得到景观照明效果的一般性结论。由此可以从理论上对建筑照明设计中照明效果进行预期以及选用合适光谱的光源。基于光谱理论的推导、计算,使得景观照明效果能够完全定量化。

    • 公共建筑节能改造节能量修正计算方法

      2014, 36(5):81-88. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.014 CSTR:

      摘要 (1966) HTML (271) PDF 6.10 M (1193) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前公共建筑节能改造节能量确定方法尚不完善的现状,提出了一种新的节能量修正计算方法,即以改造前建筑为基准的节能量修正模型,包括4个修正系数和3个计算式,4个修正系数分别为气象修正系数、室内热环境修正系数、内部负荷修正系数和运行时间修正系数,3个计算式为采暖节能量计算、空调节能量计算和总节能量计算。以天津市某大型办公建筑节能改造项目为例,采用节能量修正模型,得到修正节能量,此节能量保证了比较条件的一致性。通过比较修正节能量与改造前后能耗直接相减的节能量,修正节能量计算方法引起10.23%的节能量差别,从而证明了修正的必要性。通过与模拟软件计算结果的对比,差别为3.03%,在10%的可接受范围内,验证了该节能量修正计算方法的准确性。

    • 大型办公建筑照明及插座系统电耗逐时使用率聚类分析

      2014, 36(5):89-94. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.015 CSTR:

      摘要 (1671) HTML (304) PDF 4.74 M (975) 评论 (0) 收藏

      摘要:逐时使用率对于预测办公建筑照明与插座系统电耗,以及核定节能改造的节能量有十分重要的意义。选取重庆17幢办公建筑作为研究对象,根据建筑全年逐时照明与插座系统的实测电耗数据,计算各建筑全年每个工作日24 h的逐时使用率。利用聚类分析方法,根据日逐时使用率的不同,将办公建筑快速分为3类。根据是否经常加班以及午休时是否关闭部分用电设备,可以快速判断办公建筑属于哪一分类。最后对3类建筑分时段计算典型逐时使用率,便于实际应用中快速查询。

    • 减弱热岛强度的城市形态布局关键参数与响应机制

      2014, 36(5):95-102. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.016 CSTR:

      摘要 (1766) HTML (235) PDF 6.95 M (1092) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于天津市1992—2013年7景夏季TM遥感影像,分别提取城市形态与反演城市热岛强度,利用ArcGIS与MATLAB等大数据分析计算软件,定量研究城市形态布局与热岛强度的响应机制与参数曲线,提出了热岛强度双指标测度的概念算法,即最高热岛升温和热岛升温总量。结果表明:热岛强度随着城市形态面积的增大而上升,总体上城市形态总面积与最高热岛升温、热岛升温总量都呈线性关系;城市形态离散度和临近度,与最高热岛升温不存在明显相关性,而与热岛升温总量呈线性关系;斑块面积与热岛强度呈正相关,50 km 2以上的斑块,面积与最高热岛升温呈线性关系,与热岛升温总量呈二次曲线关系;周长面积比与热岛强度呈负相关,与最高热岛升温成S曲线关系,当介于[0.005,0.04]时则与最高热岛升温呈四次曲线关系;斑块分维数与热岛强度呈正相关关系,与最高热岛升温呈线性关系,与热岛升温总量呈三次曲线关系。

    • 桩筏基础与地基共同作用的半解析半数值分析法

      2014, 36(5):103-110. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.017 CSTR:

      摘要 (1519) HTML (282) PDF 6.38 M (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:将群桩筏板基础离散成桩和弹性板,桩筏基础与地基的共同作用转化为桩、弹性板与地基之间的力与位移协调分析。对不同的地基模型求解相应的地基柔度系数,同时将桩作为弹性杆件求解其柔度系数,并将筏板视为地基上的四边自由矩形板,求出其在地基反力、桩顶反力和外荷载以及简支边广义位移共同作用下的位移,最后通过力和位移协调建立桩、筏、地基之间的共同作用方程并求解。算例对比表明半解析半数值方法具有较好的精度,能满足实际工程计算需要。

    • 钢筋混凝土受弯构件变形凝聚法分析

      2014, 36(5):111-118. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.018 CSTR:

      摘要 (1412) HTML (244) PDF 6.68 M (1096) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统钢筋混凝土非线性分析大多采用以连续介质力学为基础的非线性有限元方法,侧重数学模型的描述,难以体现开裂截面局部转角和塑性铰等宏观变形特征。从物理模型的观点出发,提出能够反映宏观变形特征的变形凝聚法。在一维弹性问题分析的基础上,提出钢筋混凝土受弯构件基于变形凝聚概念的三阶段分析方法,按平均裂缝间距划分单元,与物理模型相吻合,且计算效率高。编制程序对同济大学预应力研究所近期完成的高强钢筋混凝土受弯构件系列试验进行了模拟,试验结果与程序计算结果吻合良好,表明该新方法是合理可行的。

    • 大粒径卵砾石地层盾构刀盘选型及适应性评价

      2014, 36(5):119-124. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.019 CSTR:

      摘要 (1844) HTML (336) PDF 5.53 M (1629) 评论 (0) 收藏

      摘要:大粒径卵砾石地层是北京地铁修建过程中开挖难度最大的地层之一,给土压平衡盾构施工造成了一系列的难题。刀盘是土压平衡盾构的重要构件之一,合理的刀盘结构型式是大粒径卵砾石地层土压平衡盾构高效、可靠运行的前提。为了找出适用于大粒径卵砾石地层的刀盘结构型式,以北京地铁九号线盾构工程为背景,开展大粒径卵砾石地层土压平衡盾构开挖原型试验,基于“北京地铁盾构施工实时管理系统”和“北京地铁建设安全风险技术管理体系”收集盾构关键施工参数,以现场掘进试验数据有基础,对盾构掘进效能、盾构关键参数地层适应性及刀具磨损情况进行了对比研究。研究结果表明:1)大粒径砂卵石地层辐条式刀盘适应性更好,掘进效率更高,对刀具的磨损控制更为有利;2)辐条式刀盘可适当增大开口率至55%~65%;3)大粒径卵砾石地层,辐条式刀盘比面板式土压力控制更加稳定;提高盾构掘进速度的同时,应注意盾构土压力的控制,合理的盾构推进速度应为20~60 mm/min。

    • 三峡库区某滑坡滑带土剪切变形特性及控滑机理

      2014, 36(5):125-130. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2014.05.020 CSTR:

      摘要 (1726) HTML (289) PDF 5.48 M (1148) 评论 (0) 收藏

      摘要:滑带土的力学特性对滑坡的稳定性具有控制作用,为了研究其控制机理,对三峡库区秭归县某滑坡滑带土取样,通过进行多组固结快剪和固结排水反复剪等直接剪切试验,研究了其应变硬化的特性,揭示了应变硬化型滑带土在滑坡变形过程中的作用机理。研究结果表明,该滑带土从塑性变形到剪切破坏过程中,所需的剪应力不断增大。经过反复剪切之后,其抗剪强度有所增加,内摩擦角对其抗剪强度的影响占主导作用,且正应力越大增加得越明显。通过滑坡实地勘测及数值模拟计算,研究了应变硬化型滑带土对滑坡稳定性的影响。分析认为,在滑坡滑动过程中,由于应变硬化型滑带土经剪切之后摩擦强度增大,消耗了滑坡的动能,对滑坡的作用在宏观上表现为,滑坡经短距离滑动之后出现暂时稳定状态。

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