2017, 39(4):1-5. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.001
摘要:室外PM2.5可通过新风及围护结构缝隙渗透至室内,室外PM2.5较高时尤为明显,结果导致室内空气中的PM2.5浓度上升。为了研究空调形式对室内外PM2.5浓度相关性的影响,在2015年夏季对重庆某办公建筑中采用不同空调形式的室内外PM2.5浓度进行了实测。实测结果发现:集中式空调、分体式空调和非空调房间室内外PM2.5浓度比变化范围分别为0.59~0.76、0.47~0.76、0.71~0.91。室内外PM2.5浓度相关性系数的排序为:集中式空调环境(0.94)> 非空调环境(0.92)> 分体式空调环境(0.77),研究结果表明,办公建筑的空调形式,对室内外PM2.5浓度的相关性有影响。
2017, 39(4):6-10. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.002
摘要:服装热阻是影响人体热舒适的重要因素之一,夜间睡眠状态下的被服系统总热阻包括人体所穿服装热阻与整个床褥系统热阻。针对低气压环境,目前,尚缺乏被服热阻实验数据,也没有可参考的被服系统总热阻的理论计算模型。以人体睡眠状态被服系统总热阻计算方法为依据,引入气压修正项对相关参数进行修正,建立了适用于低气压环境的被服系统总热阻的修正计算模型,并用模型计算了冬夏典型被服系统总热阻,分析了气压减小对总热阻的影响,发现冬夏季被服系统总热阻均随大气压力降低而升高,增加百分比最大值均为42%,且均出现在被子覆盖率为23.3%的条件下,当海拔低于3 000 m时,由被子覆盖率引起的被服系统总热阻增加系数不超过0.05。
2017, 39(4):11-16. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.003
摘要:为研究热湿工况下使用工位辐射空调的人体热舒适情况,在人工环境实验室内,通过改变环境背景温度来影响人体的热感觉,并采用热感觉投票(TSV)作为评价标准,重点研究了人体头部、躯干、上肢、下肢以及整体热感觉情况。实验结果表明,尽管背景环境参数超出舒适范围,但使用工位辐射空调能维持受试者的舒适状态,即背景温度稳定在28 ℃时,平均整体热感觉投票值低于+0.2;背景温度为30 ℃时,受试者热感觉仍能满足ASHRAE规范中规定的80%可接受范围要求。
2017, 39(4):17-25. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.004
摘要:地埋管地源热泵换热器的换热性能受到不同地质结构的影响。以武汉和重庆地区的典型地质构成为边界条件,建立了三维地埋管的单孔双U管换热模型,通过模型计算,获得了两种地质条件下的地埋管换热性能,以重庆地区的地源热泵热响应测试结果以及工程运行数据出发,对模型的计算结果进行了验证,结果表明,模型吻合度较好,可以应用于工程分析。以模型为条件,进行地质结构对换热性能的影响度分析,预测了两地地埋管地源热泵的换热性能并计算得到换热器的平均换热系数分别为武汉地区K1=1.65(W/m·K),重庆地区K2=1.51(W/m·K)。
2017, 39(4):26-32. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.005
摘要:分别建立了污水源热泵四大部件(蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀)模型,并进行耦合。采用MATLAB软件进行编程模拟,分别计算了污垢热阻、污水流量、污水进口温度变化对热泵冬季制热性能的影响。结果显示:当污垢热阻在0~1(m2·K)/kW范围内变化,系统制热量由353 kW降低到301 kW,降低了14.8%;当污水入口温度由8 ℃升高到20 ℃时,系统制热量由320 kW升高到423 kW,升高了32.1%;当污水流量由10 kg/s升到20 kg/s时,系统制热量由339 kW增加到364 kW等。过程中热泵COP在3.6~4.8范围内变化,说明污水源热泵具有较好的热性能。
2017, 39(4):33-39. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.006
摘要:如何兼顾冬夏两季建筑供暖空调负荷和能耗,保证室内热环境质量,确定最适宜的热工特性,是长期困扰中国南方建筑围护结构热工与节能设计的难点。通过对夏热冬冷和夏热冬暖地区建筑在采暖、空调与自然通风条件下动态热过程的分析,研究了这一地区围护结构热特性与能耗的制约关系,以及对室内热环境与建筑热稳定性的作用机理。在兼顾冬季保温与夏季隔热的情况下,将建筑全年能耗作为控制目标,从室内热环境质量、节能效果、围护结构的安全性、可靠性、经济性和实用性等角度评价目前所采用的围护结构节能技术存在的问题,提出一种适宜南方气候的建筑围护结构热特性指标及构造形式。
2017, 39(4):40-47. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.007
摘要:冬季现场调研与热环境测试表明,拉萨市现有居住建筑的缓冲空间能明显改善室内热环境。但当地非采暖房间冬季热环境仍较差,居住建筑采暖需求明显。当地采暖能耗与环境负荷增长趋势明显。以拉萨市常见的单元式住宅为基础建立了热工计算模型,模拟分析了南北向缓冲空间进深设计对冬季采暖能耗的影响规律。结果表明:南北向缓冲空间均能有效降低模型的采暖能耗,其中,随着南向缓冲进深增大,模型采暖能耗呈递增趋势;随北向缓冲空间进深增大,模型采暖能耗呈先降后增趋势,北向缓冲空间模型之间能耗差很小。缓冲空间优化设计模型与基础模型的能耗对比分析显示,合理设置的南北向缓冲空间能够大幅降低采暖能耗。
2017, 39(4):48-55. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.008
摘要:便利店销售额在传统零售业中增幅最高,照明在所调研样本总室内能耗中占比为43%。基于全国257家便利店的数据,探讨便利店的照明特征。采用多重线性回归方法建立照明能耗预测模型,采用因子分析方法探讨客观参数与主观评价的联系。研究表明,对便利店,考虑照明节能时需同步关注其主观评价的变化;进行照明设计时需因地制宜;照明能耗预测模型为ln y=0.479 ln x1+ 0.248ln x2-0.217(y为照明功率密度,x1为单位面积照明造价,x2为典型货架位置水平照度平均值);顾客对照明充足度的“敏感性”比照明均匀度高;提高照度平均值有助于提高主观评价。
2017, 39(4):56-62. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.009
摘要:气象参数是影响建筑热环境和供暖空调能耗的主要因素之一。基于成都地区1971—2000年共30 a的历史观测数据,生成了建筑能耗模拟软件EnergyPlus所需要的逐时气象数据文件。比较分析了该地区30 a干球温度、太阳辐射等各气象参数月均值的变化,模拟分析了该地区建筑的采暖、制冷及总能耗,利用多元回归建立了建筑能耗与气象参数之间的关系式,并检验了该关系式的准确性。结果表明:成都地区办公建筑能耗变化与各气象参数没有呈现明显的规律性;建筑月总能耗与各气象参数呈纯二次多项式关系,月采暖能耗、月制冷能耗与各气象参数呈交叉二项式关系;建筑月能耗回归模型能够较准确地预测建筑月能耗与各气象参数的关系,且月采暖能耗和月制冷能耗回归模型预测的准确性优于月总能耗模型。
2017, 39(4):63-68. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.010
摘要:徽州传统民居室内水体蒸发对室内环境的营造起到了积极作用。根据水体蒸发热平衡,建立民居室内水体蒸发模型,用实地连续测试的蒸发数据对该模型进行验证。结果表明,该模型能有效的计算徽州传统民居室内水体蒸发过程,计算和测试的水体蒸发量之间的均方根误差和平均相对误差分别为41.5 g/(m2·h)和4.2%。环境参数中地面温度、太阳辐射、风速、相对湿度和气温对水体蒸发的影响程度逐渐降低,蒸发量和环境参数之间的相关系数分别为0.909、0.779、0.736、-0.654和0.622。
2017, 39(4):69-75. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.011
摘要:抽出处理法是目前修复土壤污染常用的方法之一,为了解决抽出处理法中对渗透性差的土中污染物和低浓度污染物效率低的问题,利用土体冻结过程中在一定的温度梯度和水分条件下未冻土侧水分(溶质)向冻结锋面迁移和冻融作用导致渗透性增强的特性,开展了基础试验。试验将混有模拟污染物NaCl溶液的粘土作为研究对象,结合传统的抽出处理法,实施了单向冻融试验和污染物清洗模型试验,探索了利用冻融现象清洗污染土壤的可行性。结果表明,冻融作用有助于提高污染物的抽出效率。
2017, 39(4):76-82. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.012
摘要:阳极材料采用掺硼金刚石薄膜板状电极,研究了电化学氧化中电流密度、电解时间、pH、氯离子浓度、硫酸根离子浓度对铜绿微囊藻生长抑制的影响,以及电解前后藻细胞形态的变化。结果表明,4个影响因素对铜绿微囊藻生长抑制效果显著。抑藻效果随电流密度、电解时间的增加而增加,电流密度为17 mA/cm2时藻细胞出现破裂、细胞内物质流出的现象,抑藻效果较好;当电解时间为20 min时,可完全抑制藻细胞生长;再增大电解时间,对抑藻效果无明显促进作用,初始pH在中性及酸性条件下可完全抑制藻细胞生长。抑藻效果与溶液中氯离子、硫酸根离子浓度成正相关,当溶液中氯离子浓度为6 mg/L时,可完全抑制藻细胞生长;无氯离子时,藻细胞在4 d后出现继续增长现象。
唐晓旻 , 张世欣 , 谢俊怡 , 徐斌成 , 郑怀礼 , 冯力
2017, 39(4):83-88. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.013
摘要:在超声波和VA-044引发体系下,丙烯酰胺(AM)单体和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)阳离子单体通过共聚合成阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC),该方法具有反应时间短、合成效率高等优点。研究了合成过程中的关键因素对P(AM-DAC)特性粘度的影响规律,并对其合成条件进行优化。实验结果表明: 当AM∶DAC=3∶2、引发剂浓度为0.02%、超声20 min、反应体系pH值为4时,合成的P(AM-DAC)特性粘度最大。红外光谱表征结果表明,P(AM-DAC)是AM与DAC的共聚物,具有-NH2、C=O、-CH2-N+和-OH等活性基团。P(AM-DAC)在30~200 ℃范围内具有良好稳定性。
2017, 39(4):89-94. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.014
摘要:为了探讨混凝法去除水中纳米颗粒的可行性及最佳条件,研究了无机混凝剂(PAC、PFS、PAFC)和有机絮凝剂(CPAM、APAM、NPAM)对TiO2纳米颗粒的去除效果,并考察了投加量、pH、沉淀时间、水力条件及有机无机复配对TiO2纳米颗粒去除效率的影响。单独投加PAC、PFS和PAFC时,三者对应的最高去除率分别为92.51%、84.43%、95.66%。单独投加CPAM、APAM、NPAM时三者对应的去除率仅为61.72%、29.06%、55.37%。复配最佳混凝条件为:投加40 mg/LPAC和3 mg/LCPAM,pH值为9,G值143.5/s,沉淀时间15 min,此时,TiO2纳米颗粒去除率为99.6%。
2017, 39(4):95-101. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.015
摘要:采用絮凝法对泡菜废水进行了试验,分别考察了絮凝剂的种类、助凝剂的种类、PAM分子量、投加方式、pH值、温度、搅拌转速等条件对泡菜废水絮凝处理效果的影响,为泡菜废水的后期生化处理提供了帮助的同时也可为泡菜厂实际絮凝处理提供一定的参考。在含大量NaCl的泡菜废水中,利用PAM网捕、架桥功能完善了PAC单独作用下絮体细小松散的缺陷,改善了絮凝和沉降性能。研究结果表明:PAC用量150 mg/L,PAM用量25 mg/L,pH6,温度30 ℃,250 r/min快搅2 min,90 r/min慢搅2 min,静置30 min后泡菜废水COD、浊度去除率分别达到了37.7%、96.7%。
2017, 39(4):102-106. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.016
摘要:混沌局域法预测模型适用于非线性、非平稳的城市日供水量预测,而邻近相点个数的选取对该模型预测精度有直接影响。传统方法通常以嵌入维m作为参考值,凭经验选取m+1个邻近相点,且仅使用欧式距离法计算当前相点距离,无法反映相点的运动趋势,易引入伪邻近相点,导致预测精度的降低。鉴于此,将演化追踪法引入城市日供水量预测,通过挖掘邻近相点的历史演化规律对参考样本进行优选,以提高预测精度。最后,采用实际日供水量数据验证所提出方法,结果表明,运用演化追踪法优选邻近相点能显著提高日供水量预测精度,预测平均绝对误差由2.501%降低到1.683%。
2017, 39(4):107-114. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.017
摘要:基于修正后的Johnson-Cook材料模型,应用ANSYS/LS-DYNA建立K8型单层球面网壳计算模型,对内爆炸下不同空间高度的结构爆炸响应进行计算和分析。首先,分析结构内爆炸冲击波传播规律,验证模型参数选取的可行性;其次,讨论内爆炸作用下球面网壳的动力响应,对比分析不同本构模型对爆炸响应的影响;最后,定义下部支承结构所围体积占结构所围总体积的比值为空间高度系数,讨论空间高度系数对墙面未开洞和墙面开洞球面网壳动力响应的影响。结果表明,爆炸冲击波在球面网壳结构角部有汇聚效应,与反射冲击波共同作用,严重影响球面网壳结构的动力响应;对于墙面未开洞的球面网壳,爆炸响应受反射冲击波影响较大;对于墙面开洞的球面网壳,爆炸响应受空间高度系数影响较大。基于研究结果给出了球面网壳结构在内爆炸下防爆和抗爆设计的合理空间高度系数建议值。
2017, 39(4):115-121. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.018
摘要:根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点,把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段,建立各阶段时间表达式,得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式,提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法。通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响,研究结果表明:吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等3个阶段组成,为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命,需要掌握大桥的运营环境和交通荷载。
2017, 39(4):122-127. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.019
摘要:通过系统研究各配制参数(如:碱组分、水胶比、胶凝材料用量等)对碱矿渣混凝土28 d抗压强度的影响,深入分析了28 d抗压强度分布规律与方差间的关系。结果表明:碱矿渣混凝土28 d抗压强度符合正态分布,且与水胶比呈明显反比关系。在此基础上,提出了适用于碱矿渣混凝土的回归方程,确定了公式中回归系数αa和αb分别为0.796和0.897,得出了碱矿渣混凝土配合比参数选择与设计的具体方法。
2017, 39(4):128-133. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.020
摘要:采用灰浆性能表征和扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等技术手段,探讨了自制硅酸盐对糯米灰浆的影响及作用机理。结果表明:自制硅酸盐对糯米灰浆的表面硬度、抗压强度、耐冻融性和耐水性均有一定程度的改善。6%自制硅酸盐糯米灰浆的综合性能最佳,其66 d抗压强度高达1.41 MPa,耐冻融性较之空白样品提高了133%,耐水性能提高了43.8%。改性糯米灰浆耐水性等性能的提高,可能与灰浆中水化硅酸钙的生成有关。
2017, 39(4):134-140. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.04.021
摘要:通过分析水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)冬季低温病害的产生原因,研究了硫铝酸盐水泥、胶乳对CA砂浆低温凝结和灌注质量的影响。结果表明,低温导致CA砂浆超长缓凝,使体系稳定性变差,并引起泌水和揭板起皮等病害;掺入硫铝水泥能加快CA砂浆的低温凝结过程,随替代量增加,凝结时间逐渐缩短;随温度升高,胶乳水泥流态体系可搅拌时间呈降低趋势,选用低温稠化性能合适的的胶乳,可改善新拌CA砂浆的低温均匀稳定性;复掺10%硫铝水泥和8%胶乳的CA砂浆在24 h的强度和膨胀率符合要求,在实测0.5~7.7 ℃的低温环境中,揭板检查CA砂浆断面均匀、表面平整无起皮,符合上道要求。
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