• 2016年第38卷第4期文章目次
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    • >暖通工程与建筑物理
    • 木板壁民居对湿热气候的适应性

      2016, 38(4):1-6. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.001

      摘要 (1198) HTML (200) PDF 3.90 M (939) 评论 (0) 收藏

      摘要:为调查山地木板壁民居对重庆夏季湿热气候的适应性,选取当地典型木板壁民居作为研究对象,在夏季对其室内热环境进行实测。结合当地建筑特点及居民生活习惯,对实测数据进行分析,并利用APMV对室内热环境进行评价。结果表明,木板壁民居夏季依靠自然通风显著改善了室内热舒适度,夏季典型日APMV达Ⅱ级以上的约占65%。传统木夹壁民居在热环境营造上响应了当地气候特点,具有较好的气候适应性。

    • 围护结构热湿耦合传递模型及简便求解方法

      2016, 38(4):7-12. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.002

      摘要 (1342) HTML (344) PDF 1.58 M (1523) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了预测围护结构内的温度和湿度分布,以连续变量,相对湿度和温度为驱动势,考虑热传递与湿传递之间的耦合作用,建立了围护结构热湿耦合传递非稳态模型,并提出了基于多物理场耦合仿真模拟软件COMSOL的热湿耦合传递模型简便求解方法。通过对比新建模型模拟结果与HAMSTAD标准验证实例,验证了模型及求解方法的准确性。

    • 居住建筑室内热环境低能耗营造的多目标设计方法

      2016, 38(4):13-19. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.003

      摘要 (1476) HTML (253) PDF 3.47 M (1370) 评论 (0) 收藏

      摘要:人居环境改善涉及重大民生问题,节能减排是国家重大战略。因此,有必要寻求合理的居住建筑设计方法,使设计方案既满足居民的室内热舒适需求又能降低建筑能耗。基于多目标遗传优化算法,建立能够对建筑设计方案进行优化、实现增加室内热舒适时间比例的同时降低建筑全年冷热负荷的居住建筑设计双目标优化模型。最后,以重庆典型户型为实例进行优化,优化后的设计方案建筑全年冷热负荷降低了47.74%,室内热舒适时间比例提高了3.94%,验证了模型的可行性和准确性。

    • 考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法

      2016, 38(4):20-26. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.004

      摘要 (1224) HTML (212) PDF 1.15 M (1267) 评论 (0) 收藏

      摘要:驾驶员的视觉适应过程直接影响交通安全。为考虑驾驶员的视觉适应过程,在确定公路隧道入口段亮度时,通过实测得到驾驶员驾车进入隧道过程中的瞳孔大小变化数据,建立了描述驾驶员驾车进入隧道过程中瞳孔面积变化速率最大值与各相关参数之间关系的数学模型。以驾驶员不发生视觉障碍的瞳孔面积变化临界速率为基准,计算得到了驾驶员瞳孔面积变化达到临界速率时,隧道入口段的最低亮度,分析了隧道入口段所需最低亮度与洞外亮度之间的关系,通过回归分析建立了隧道入口段亮度与洞外亮度之间关系的数学模型,得到了考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法。

    • 京津地区夏季着装行为对办公建筑空调能耗的影响

      2016, 38(4):27-32. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.005

      摘要 (1231) HTML (196) PDF 2.28 M (951) 评论 (0) 收藏

      摘要:着装行为通过影响室内空气参数的设定而影响建筑空调能耗。利用能耗模拟软件DeST,计算出该地区典型着装行为下实测运行参数与期望参数对应的建筑空调能耗比推荐标准下能耗分别降低了10.86%和13.16%。而基于典型着装行为的实验热学性能参数下,平均只降低4%,说明由着装热阻关联的主观温度需要按地区着装行为进行修正。提出了控制建筑空调能耗的着装行为调节模型,着装行为节能率εc为负值时节能,为正值时不节能。京津地区办公建筑节能率为0的临界服装热阻为0.563 clo,空调系统设计和运行节能的前提是,着装热阻低于临界值。着装行为调节模型为地区着装形式和着装面料提供了量化标准,为精确控制建筑能耗提供了一种方法。

    • 冬季稳定人工环境实验室内温度的新方法

      2016, 38(4):33-38. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.006

      摘要 (1127) HTML (253) PDF 4.28 M (1155) 评论 (0) 收藏

      摘要:人工环境实验室对温度的控制精度低于工艺性环境要求,但冬季若采用分体式空调制热模式控制,实验室温度的波动范围过大,影响采集实验数据的准确性。提出冬季采用空调制冷模式联合电取暖器稳定人工环境实验室内温度的新方法,在背景实验中将新方法和传统空调制热温度控制方法进行对比,结果表明:采用新方法能大幅度提高人工环境实验房间温度的稳定性。为对新方法中空调的设定制冷温度与电取暖器功率匹配问题做进一步研究而进行探究试验,实验结果表明:空调制冷量Q1、测试房间热负荷Q2、电取暖器功率Q3和测试房间其他设备功率Q4存在匹配关系,当空调设定温度相同时,|Q1+Q2-Q3-Q4|值越小,人工环境实验室内温度波动频率越稳定,振幅越小。

    • 气候变化对中国寒冷和夏热冬暖城市建筑能耗的影响

      2016, 38(4):39-45. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.007

      摘要 (1023) HTML (279) PDF 2.15 M (1305) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变暖已对建筑全生命周期的运行状况产生了不可忽略的影响,准确评估气候变化下的建筑能耗对建筑方案设计和既有建筑的节能改造具有重要意义。进行气候变化下建筑能耗的精确预测,必须拥有未来的逐时气象数据。以寒冷地区北京和夏热冬暖地区广州为研究对象,将挑选的两个城市典型气象年为基线气候,结合全球模式下的预测气象数据,应用变形法修正TMY的气象参数,得到直至本世纪末的10个节点年逐时气象文件,并进行了全年能耗模拟,预估了两个城市的办公建筑在气候变化下建筑能耗的变化趋势。结果表明:在两种预测排放情景下,干球温度、含湿量和太阳辐射均呈增加趋势;北京采暖能耗显著降低、制冷能耗增加,总能耗减少,广州采暖能耗降低、制冷能耗显著增加,总能耗增加。

    • 制冷工况下水平埋管换热器运行试验研究

      2016, 38(4):46-52. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.008

      摘要 (1003) HTML (225) PDF 4.45 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过夏季工况的地源热泵运行试验,对运行过程中水平埋管的换热性能参数、试验场地周围气象因素和换热过程中土体的温湿度变化等因素进行实时监测,探讨了地源热泵运行过程中水平埋管换热器热交换性能及其周围土壤的温、湿度场变化规律。研究结果表明,地源热泵间隙运行有利于土壤温度场的恢复,随着停机时间的增加,水平埋管与周围土壤的热交换能力明显提高;气候变化对水平埋管周围土壤的温度场分布具有显著影响,随着埋深的递减,土壤温度受气候变化的影响越明显;水平埋管周围土壤温度的变化幅度随着与埋管距离的增加呈递减趋势,其影响半径为1.0m左右;热交换对水平埋管周围土壤湿度场的影响不明显,但大气降雨引起的地表水入渗对土壤湿度场的分布具有显著影响。

    • 槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

      2016, 38(4):53-58. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.009

      摘要 (1157) HTML (306) PDF 1.37 M (1892) 评论 (0) 收藏

      摘要:槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程,为改进求解的稳定性和计算精度,将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题,建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型,应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程,计算速度快,计算过程稳定。分析表明,传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。

    • 空心砌块的传导传递函数系数计算与验证

      2016, 38(4):59-63. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.010

      摘要 (1168) HTML (307) PDF 2.65 M (823) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据空心砌块的频域热特性辨识其s多项式传递函数,并进一步求取空心砌块的CTF系数。根据空心砌块动态热特性实验结果对采用CTF系数计算空心砌块热特性的可靠性进行了验证。结果表明,在边界条件趋于周期性稳定后,采用CTF系数和实验得到的空心砌块内外表面温度曲线非常吻合。因此,CTF系数能准确的计算空心砌块的动态热特性,是一种分析空心砌块动态热特性的有效方法。

    • 《绿色建筑评价标准》分析与设计对策

      2016, 38(4):64-71. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.011

      摘要 (1288) HTML (212) PDF 3.11 M (978) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿色建筑的实施效果依赖于设计人员对相关评价标准的理解和执行,通过对2014版《绿色建筑评价标准》的编制特点进行分析,研究其在建筑设计阶段涉及到的87项评价条款,根据不同专业及技术措施对其分类统计,计算出不同专业及技术措施的得分情况,根据这些数据分析绿色建筑设计工作的特点及侧重方向,结合建筑设计阶段8个设计专业的100余项申报文件在不同设计阶段的分布情况,总结出绿色建筑设计过程中设计人员在不同设计阶段的设计任务及工作重点,提出绿色建筑的设计对策。

    • 基于支付意愿法的建筑物化环境影响量化研究

      2016, 38(4):72-77. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.012

      摘要 (869) HTML (206) PDF 847.87 K (897) 评论 (0) 收藏

      摘要:以建筑的物化环境影响分析为出发点,对该过程所消耗的资源、能源及有毒物质所造成的环境影响进行定量研究。论文界定了建筑物化环境影响内涵,根据国际环境毒理和化学学会环境评价体系确定12种环境影响要素,依据BEES(Building for Environment and Economic Sustainability)软件计算出建筑全生命周期的环境影响清单,基于支付意愿理论构建了建筑物化环境影响量化模型,并确定江苏地区各环境影响要素的货币值。最后,计算出江苏省某住宅建筑单位面积上环境影响货币值。

    • >土木工程
    • RC加气混凝土砌块组合墙加固框架抗震性能试验研究

      2016, 38(4):78-85. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.013

      摘要 (1027) HTML (196) PDF 3.20 M (816) 评论 (0) 收藏

      摘要:RC加气混凝土砌块组合墙(简称组合墙)是由混凝土梁柱网格与加气混凝土砌块组合形成的一种轻型网格式抗震墙,可用于框架结构的抗震加固。笔者进行了1/2比例空框架试件、组合墙试件和组合墙加固框架试件的低周反复荷载试验,分析了各试件的主要破坏过程,对比了组合墙加固框架前后试件承载能力、刚度等抗震性能变化。试验结果及分析表明:组合墙加固框架后承载力、抗侧刚度有较大幅度提高,中大震及大震阶段其承载力、等效刚度约为空框架和组合墙单独受力之和的0.9倍,两者具有良好的协同工作性能;加固试件的破坏过程基本上遵循填充砌块混凝土框格外框架的破坏顺序,能够发挥组合墙多重抗震防线的特点,采用RC加气混凝土砌块组合墙加固框架是一种较为经济实用的加固方法。

    • Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

      2016, 38(4):86-95. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.014

      摘要 (1011) HTML (208) PDF 7.15 M (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。

    • 焊接加固热作用对工形截面压弯钢构件承载性能的影响

      2016, 38(4):96-107. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.015

      摘要 (1224) HTML (170) PDF 10.49 M (980) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究焊接加固热作用及不同初始负载对工字形压弯钢柱承载性能的影响,基于考虑热影响的热结构耦合分析方法进行了热源模型热输入改进,并考虑初始几何缺陷、初始残余应力及摩擦等,完成了不同负载下焊接加固的3个工字形压弯钢柱的模拟分析。研究了焊接位移时程、腹板应力应变重分布及荷载位移关系,通过有限元分析与相应试验结果对比验证,进而获得了试验无法获得的焊接温度场、翼缘与加固板间的焊接应力应变重分布以及翼缘边缘屈服承载力等结果,并将承载力结果与规范计算结果对比,考察了现有设计方法。结果表明,焊接顺序决定焊接变形的发展过程,焊接热输入和初始负载共同决定持载焊接的位移变化范围和焊接残余变形的大小;初始负载越大,应力应变重分布往偏心受力方向发展更多,承载力越低,而初始残余应力不影响极限承载力;采用考虑热影响的有限元方法具有一定可行性和总体安全性,规范设计方法仍有可提升空间。

    • 三边形桅杆风荷载谱模型试验研究

      2016, 38(4):108-114. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.016

      摘要 (956) HTML (274) PDF 5.32 M (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:对三边形格构式桅杆进行了均匀流和两种紊流下的高频测力天平风洞试验,得到了顺风向、横风向和扭转向的气动力系数以及脉动风荷载谱。采用基于风速谱的数学模型对顺风向脉动风荷载谱进行拟合,验证了该经验公式在不同流场下的适用性。根据试验所得横风向和扭转向脉动风荷载功率谱曲线的特点,建立由紊流激励和旋涡脱落激励两部分组成的谱函数数学模型,最小二乘法拟合结果与风洞试验结果吻合良好。横风向脉动风荷载谱以紊流激励为主,紊流强度15%时旋涡脱落激励贡献仅占10%,扭转向脉动风荷载谱中旋涡脱落激励贡献明显增大,达到40%。

    • 模式识别的斜拉桥损伤诊断动力指纹与识别算法

      2016, 38(4):115-123. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.017

      摘要 (1310) HTML (296) PDF 4.60 M (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效并准确诊断出斜拉桥损伤,对基于模式识别的斜拉桥损伤诊断方法进行了研究。选取易于测试出的低阶模态频率和部分关键点竖向振型数据为动力指纹,无需模态扩展或模型缩聚。研究并采用全因子设计进行动力指纹库的创建,可精确评估设定的损伤因子及其交互作用对损伤识别结果的影响。设计并增加了带随机误差的动力指纹库样本集。编制了基于Matlab的模式识别的多种算法,重点研究了精确度高的多层感知器识别算法及其提高该算法预测准确率的装袋集成算法。最后给出一座单塔双跨双索面斜拉桥的多种识别算法的损伤诊断过程和结果,得到一种可包容测试随机误差的高精确度斜拉桥损伤诊断评估模型。

    • 基于EFAST的盾构隧道安全指标全局敏感性分析

      2016, 38(4):124-131. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.018

      摘要 (1585) HTML (292) PDF 4.27 M (1277) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析地铁隧道健康监测中各个指标之间的相互演化作用关系,提出了一种对监测数据进行分析的数据挖掘思路,将傅里叶幅值灵敏度检验扩展法(EFAST)应用于各项指标的全局敏感性分析中。依据现行隧道安全评价规范,建立反映隧道安全状态的指标体系;通过基于粒子群优化的最小二乘法支持向量机(PSO-LSSVM),模拟构建了各安全指标函数拟合模型,用以描述隧道各安全指标之间相互作用关系;在此基础上,采用EFAST对该模型的指标进行了全局敏感性分析。结果发现,对隧道安全性影响较大的敏感因素有管片接缝张开宽度、管片接缝接触应力和隧道沉降值;另外,还分析了不同的目标参数、不同的参数取值范围、不同的输入参数的分布形式对参数敏感度值的影响,从不同的角度揭示了盾构地铁隧道中参数的相互作用机理的演化规律。

    • 大体积混凝土BIM智能温控系统的研究与应用

      2016, 38(4):132-138. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.019

      摘要 (1702) HTML (308) PDF 4.60 M (1613) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统大体积混凝土通水冷却施工多采用人工监控温度,存在数据采集处理不及时、监测数据准确性差、温度控制效率低等问题,针对这些问题,开发一种BIM智能温控系统。具体方法为:选择Revit、Navisworks等BIM软件进行二次开发;利用控制计算机、温度数据采集设备、自控阀门循环水泵、无线网络通讯及桥接设备、工业集成软件服务器及客户机等搭建温度测控系统;建立温度预警机制并搭载人工智能控制算法,通过无线传输接收测温元件传递的数据,系统自动判别温度异常情况并控制冷却水管阀门的开关;在BIM实体模型中标记实际测温点的相对应位置,使系统以三维形式同步直观反映相应测温点位置混凝土温度曲线变化,并提供预警功能。系统在寸滩长江大桥中进行了测试,结果表明,系统采集数据准确灵敏且预警及时,温度采集的精确度和效率均得到提高,温度控制较为理想。

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