2018, 40(4):1-6. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.001 CSTR:
摘要:为定量评估病房室内空气质量,保障设计及运行管理效果,采用IWL-6型六级撞击式空气微生物采集器对重庆市某综合医院3个内科空调病房进行现场采样,通过培养计数与镜检分析,获得了病房空气细菌气溶胶浓度及粒径分布,发现各科室均有一定的浮游细菌污染,病房空气细菌气溶胶浓度与温度、人员密度呈正相关,与相对湿度呈负相关,与科室类型无显著相关;夏季病房浮游细菌浓度高于冬季,儿科病房最高,浓度为2 865 cfu·m-3。细菌气溶胶粒径分布与季节相关,冬季主要分布在Ⅰ级~Ⅲ级,夏季主要在Ⅲ级~Ⅴ级。冬、夏季病房空气细菌气溶胶中值直径大于夏季,但均小于4.7 μm。
2018, 40(4):7-12. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.002 CSTR:
摘要:针对太阳能通风井道蓄热单元的技术需求,制备了复合相变蓄热材料,并将其应用于通风井壁,建立了基于复合相变蓄热材料的太阳能通风井测试系统,并测试了其运行性能。结果表明:添加5%碳纳米管制备的复合相变材料,其导热系数为0.65 W/m·K,是添加前的2.03倍,相变潜热为107 J/g,是添加前的0.718倍。应用上述材料的太阳能通风井测试系统在10:00-21:00时段通风量为55.0~103.9 m3/h,其中在17:00风速和风量达到最大,为良好的自然通风提供了保障。
2018, 40(4):13-19. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.003 CSTR:
摘要:制备一种兼具调热调湿功能的新型复合相变调湿材料(CMPCM),该材料由相变微胶囊(MPCM)与多孔调湿材料合成。作为被动式节能材料,能够有效平抑室内温湿度波动和降低建筑能耗。其中,相变微胶囊由癸酸和十八烷酸的混合物为芯材、二氧化硅为壁材通过溶胶凝胶法合成,多孔调湿材料为硅藻土。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA),正杯蒸发法和等温吸放湿法分析表征了复合相变调湿材料的组成结构、热性能、热稳定性以及传湿系数和湿缓冲值。DSC和TGA结果显示,复合相变调湿材料比普通相变材料有更小的过冷度和更好的热稳定性。传湿特性实验显示,该新材料比单纯的多孔调湿材料有更大的传湿系数和湿缓冲值。
2018, 40(4):20-26. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.004 CSTR:
摘要:为获取典型透水铺装材料的湿物理性质,以用于进行透水铺装热湿传递计算,进而科学评价其蒸发降温效果。以中国居住区广泛使用的3种透水铺装材料:烧结陶瓷透水砖(TC)、再生骨料混凝土透水砖(ZS)和普通透水砖(PT)为研究对象,参考相关标准,采用真空饱和实验测试了透水铺装材料的表观密度ρ、开放孔隙率φ及真空饱和含湿量wvac;采用单面浸泡实验测试了毛细饱和含湿量wcap及吸水系数A;采用渗透实验测试了其渗透系数kT。通过对测试结果进行误差分析,建立了透水铺装材料与液态水相关的湿物理性质数据库。通过对比3种材料测试数据发现:保水性能方面,ZS最优、PT次之、TC最差;吸水性能方面,TC最优、PT次之、ZS最低,表明材料保水与吸水性能并非正相关;渗透性能方面,TC性能最优、PT次之、ZS最弱,在满足渗透性能的前提下,PT最有利于吸水后的蒸发降温。
2018, 40(4):27-35. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.005 CSTR:
摘要:构建了由碎石、陶粒、玻璃轻石、HDPE和PVC排水板5种排水材料组成的佛甲草轻型种植屋面模拟试验平台(室内自然状态),测定了各材料处理土壤以及土壤底部空气的温、湿度。结果表明:土壤湿度在少雨季节受到不同排水材料的显著影响,而在雨量充沛的季节差异不显著。在干旱月份,与碎石处理相比,具有蓄水性能的4种排水材料(陶粒、玻璃轻石、HDPE和PVC排水板)有明显的抗旱优势,平均土壤湿度提高了约35%;然而,这4种材料的蓄水量大小对处理之间的土壤湿度没有显著影响;另外,材料的排水性能对土壤湿度有显著影响,通水量大的HDPE排水板在雨后初期土壤湿度显著小于其他材料。土壤(空气)温度没有受到材料蓄水性能的影响。轻型种植屋面土壤热湿环境的变化不完全由材料蓄水性能所决定;同时,其具有明显的保温(冬季夜间)隔热(全年白天)作用,且热工性能存在季节性和日内差异。
2018, 40(4):36-41. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.006 CSTR:
摘要:极端热湿地区常年高温多雨,为了准确预测围护结构内的温度和湿度分布,模拟高温、高湿和高太阳辐射对围护结构的影响,建立了适用于极端热湿地区的围护结构热湿耦合传递模型,在边界条件中加入太阳辐射和雨水负荷对传热传湿的影响,考虑了随材料含湿量不断变化的材料物性参数。为了求解模型,提出了基于计算机软件COMSOL的模型求解方法,利用MATLAB计算方程组不断变化的系数,并确定了软件容差和网格的设置条件:相对容差推荐设定在0.001,绝对容差设定为0.000 1,网格按极细化划分。通过对比HAMSTAD标准实例验证了模型的准确性。
2018, 40(4):42-47. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.007 CSTR:
摘要:分析了海洋气候下东沙群岛、西沙群岛和南沙群岛中部分岛屿的温湿度、风速风向和太阳辐射等气象参数特征,并与临近陆地城市(广州、三亚)进行对比;通过DeST软件模拟比较了典型居住建筑和办公建筑在陆地站点和岛礁站点的能耗差异。结果表明,岛礁温湿度较高且年较差小,全年保持相对高温高湿,年平均风速高于陆地站点,太阳辐射多分布在强辐射范围,对于居住建筑和办公建筑岛礁建筑能耗均远高于陆地。
2018, 40(4):48-54. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.008 CSTR:
摘要:提出一种新型热盘管炕作为夜间采暖方式,与村镇普遍使用的火炕、电热毯在被褥热环境和室内环境方面的差异进行对比实验。分析发现,电热毯采暖响应速度快,但被褥热均匀性差,供热能力有限,无法保障室内温度;火炕采暖响应速度较快,但被褥温度保障时间短、可调节性差,室内存在烟气,CO2浓度超标;热盘管炕采暖响应速度一般,但被褥温度分布均匀,温度稳定后人体热舒适区占比可达80%以上,且室内环境良好。
2018, 40(4):55-62. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.009 CSTR:
摘要:为了研究中国南北方男性大学生在可接受冷环境区生理适应的自主性调节反应和主观感受的差异,选取南北方受试者各16名,遴选生理指标包括皮肤温度、心率(HR)、心率变异性(HRV)、呼吸率、血容量(BVP)、肌电(EMG),填写主观问卷。结果表明:南方受试者主观感受好于北方受试者;平均皮肤温度、EMG均值稍高于北方受试者;北方受试者心率值、LF/HF均值高于南方受试者;南北受试者从中性环境进入可接受冷环境区,南方受试者的主观感受指标差分均值和生理反应指标差分均值出现显著性差异的实验时间段明显少于或晚于北方受试者。结论:北方受试者对偏冷的环境更敏感,冷耐受力比南方受试者弱;冷习服弱,产生了较强的生理调节现象;南方受试者基础代谢和非战栗产热(代谢产热)稍高于北方受试者,产生较小的生理调节,有较好的冷环境忍耐力和较强的冷习服能力。
2018, 40(4):63-70. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.010 CSTR:
摘要:基于质量守恒方程导出了冬季空调系统不加湿时房间内的含湿量计算式,综合考虑影响室内含湿量的主要因素,得出冬季空调可以不加湿时应满足的条件,考察了中国典型气候区代表性空调房间冬季空调不加湿时室内相对湿度能否满足设计要求。研究表明:中国各地区的商场,夏热冬冷地区的餐厅及三星级及以下酒店多功能厅,夏热冬暖地区的影剧院、办公室、酒店客房及多功能厅、餐厅,温和地区的办公室、三星级及以下酒店客房、酒店多功能厅及餐厅空调系统不加湿即可达到设计湿度要求;严寒地区及寒冷地区的影剧院、办公室、酒店客房、酒店多功能厅及餐厅,夏热冬冷地区的影剧院、办公室、酒店客房、四星级及以上酒店多功能厅以及温和地区的影剧院、四星级及以上酒店客房等房间的空调系统必须加湿才能达到设计要求。
2018, 40(4):71-80. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.011 CSTR:
摘要:供热系统能耗诊断是一个难点。提出一种基于机器学习算法的能耗诊断标准模型结构,通过聚类或分类算法,从采集的诊断数据中筛选出节能特性较好的运行数据,基于回归模型建立能耗诊断模型对被诊断数据进行诊断。研究发现:1)经K-means聚类筛选数据并基于贝叶斯正则化训练的人工神经网络建立拟合模型,R值分别达到了0.975 6、0.970 5、0.921 4和0.910 1,模型拟合度较高;2)模型经过3个被诊断数据集验证,经过筛选的数据建立诊断模型,节能率指标分别10.7%、17%和4%,累积误差指标达到了-149 498.67、-86 526、-4 052.27 kW,诊断效果优于未经聚类的数据建立的模型;3)对诊断结果进行分析,发现供热系统二次换热端热水流量变频节能控制措施节能效率较低,一次供热端热水流量人工调节是造成能耗过高的主要原因。这种数据建模诊断的方式是基于输入、输出变量之间的物理响应关系而不受数据时间特性的影响。
吴晅 , 侯正芳 , 周雅慧 , 刘卫 , 路子业 , 金光
2018, 40(4):81-87. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.012 CSTR:
摘要:为了探究不同因素对竖直U型地埋管管群传热特性的影响,以竖直U型地埋管周围土壤为研究对象,建立三维非稳态传热物理数学模型。在试验验证和单井的研究基础上,以1 a为研究周期,分析了地埋管管群排列方式、热泵蓄取功率比以及土壤类型对竖直U型地埋管管群周围土壤温度场分布的影响。研究表明:钻井间距一定时,地埋管排列方式对地埋管管群周围土壤温度场分布的影响很小;在热泵运行时间一定时,土壤热扩散系数越大,钻井间土壤温度重叠区域越大;土壤导热系数越大,土壤温度波动幅度越小;蓄取功率比越小,土壤热失衡越严重;对于冬季热负荷较大的地区,可以适当地提高热泵蓄取功率比。所建模型得出的土壤温度值与试验值吻合度较好,其最大误差为14.2%。
2018, 40(4):88-93. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.013 CSTR:
摘要:通过析因实验,测量被试者在不同色温和照度组合的照明环境下进行不同时长学习的眼电信号,分析其眨眼频次和闭眼时间变化率,从而判断视疲劳程度的变化。结果表明:照度、色温、光照时间、色温和照度的交互作用对眨眼频次和闭眼时间的变化率具有显著性影响,其中,色温和照度的交互作用影响力最大;视疲劳随着照度的提高,总体呈现先降低后上升的趋势,照度的最优水平为1 000~2 000 lx,超过3 000 lx的高照度应避免;4 000 K色温条件下,眨眼频次和闭眼时间的变化率均较小,视疲劳相对较低;随着光照时间的增加,眨眼频次和闭眼时间变化率均变大,视疲劳加重;光照时间最佳为0.5~1 h,且不宜超过1.5 h。
2018, 40(4):94-102. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.014 CSTR:
摘要:针对博物馆展示空间的光环境现状,按照展品对采光的要求对展示空间进行分类,归纳出其典型的采光形式和展品陈列布局方式,通过计算展示空间在不同工况下的采光系数、采光均匀度、亮度分布和不舒适眩光指数等采光参数,对展示空间的光环境进行仿真分析,由此确定适宜的采光形式和采光构件,提出相应的采光优化策略,即从采光形式和构件两方面进行采光参数的优化。结果表明:采光优化策略可改善博物馆展示空间的采光质量,使不同类型展示空间获得适宜的光环境。
闫磊 , 李青宁 , 赵花静 , 程龙飞 , 郭远臣 , 申纪伟
2018, 40(4):103-110. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.015 CSTR:
摘要:强烈地震使得桥梁结构灾变严重,非规则曲线桥梁表现更为突出。首先,提出适用于非规则曲线桥梁的一种新型抗震体系-漂浮抗震体系,并阐明其基本概念;其次,建立该体系的基本力学模型,并推导其动力方程;最后,以一座相似比为1/20的非规则曲线桥梁为对象,采用不同地震波分别对其进行地震模拟振动台试验研究。研究结果表明:支座滑动后,梁体加速度峰值相比墩顶有不同程度降低,最大降低率达65%;试验过程中,墩梁相对位移较大,防落梁限位装置的设置在非规则曲线桥梁中不可或缺;试验结束后,模型桥梁损伤较小,未出现落梁、整体倒塌等严重震害,证明该体系具有良好的抗震性能,应用于高烈度地区非规则曲线桥梁的抗震设计完全可行。
2018, 40(4):111-120. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.016 CSTR:
摘要:为研究近断层脉冲地震动作用下千米级斜拉桥的减震设计方法,以某漂浮型千米级斜拉桥为背景,建立了有限元模型,选择了典型的近断层脉冲型地震动,同时设计了3种减震体系,在塔梁之间分别采用弹性连接装置、流体粘滞阻尼器以及两者的组合装置。随后对模型进行了非线性动力分析,分析了脉冲效应、减震体系的设计参数和减震效果,结果表明:脉冲长周期放大结构反应,剪切波速不影响结构反应,组合装置的减震效果最好。最后,建议了基于目标减震率的减震体系设计流程。
2018, 40(4):121-127. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.017 CSTR:
摘要:为了解决测量噪声等引起的损伤识别不确定问题,提出了基于应变能均化指标和云模型相结合的识别方法。分析了结构的模态应变能以及两种损伤指标,并考虑到模态应变能耗散率指标和等效指标之间的互补性质,通过均化方法建立了模态应变能均化指标;给出了云模型的基本理论,分析了云模型的数字特征、云处理算法以及确定度计算方法;结合随机测量噪声等引起的不确定性问题,建立了基于应变能均化指标和云模型的损伤识别方法。数值计算结果表明,应变能均化指标的识别结果略优于应变能耗散率指标和应变能等效指标,当考虑随机测量噪声时,云模型与应变能均化指标相结合的方法可以较好地进行含噪数据的损伤识别。
2018, 40(4):128-134. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.018 CSTR:
摘要:微生物诱导沉积碳酸钙沉积技术(MICP,Microbially Induced Calcite Precipitation)是利用岩土层中的细菌微生物,在人为诱导作用下,生成具有胶结作用的碳酸盐沉淀,附着于岩土层间隙内,用于改善岩土层的强度,增强地基稳定性。利用MICP技术加固福建标准砂,进行不同围压下的三轴试验,结果表明,标准砂加固前后黏聚力的提高值为60.1 kPa。利用Plaxis软件模拟高速公路路基加固技术,通过MICP诱导碳酸钙沉淀技术对高速公路路基加固,改变岩土体基本性能,利用强度折减法模拟在MICP技术加固前后路基的强度及稳定性变化,稳定性系数由1.096增大为1.827,高速公路路基经过MICP加固后,稳定性大大提高,边坡破坏面由坡脚移动至坡面。
2018, 40(4):135-141. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.019 CSTR:
摘要:为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。
2018, 40(4):142-150. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.020 CSTR:
摘要:基于性能的抗震设计特点是使结构抗震设计从宏观定性目标转化为具体量化指标的多重结构性能目标。《建筑抗震设计规范》(GB 50011)给出的是针对整体结构弹性及弹塑性变形的变形指标量,对构件没有量化的损伤指标,为此,进行了5片配置HRB600级钢筋T型截面剪力墙试件的低周反复加载抗震抗剪性能试验,研究配置高强钢筋与普通钢筋剪力墙之间的抗震性能差异;收集剪力墙抗剪试验数据对Park-Ang双参数地震损伤模型进行参数修正,得到适用于剪切破坏下剪力墙构件的损伤模型。利用修正的损伤模型来评估发生剪切破坏的剪力墙各个受力阶段的损伤程度,结合剪力墙的变形状态进行损伤评估,给出不同性能状态下与剪力墙构件位移角的量化关系限值。
杜文卫 , 江刚 , 朱彬占 , 周小平 , 原志杰 , 李金鑫
2018, 40(4):151-158. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.021 CSTR:
摘要:基于瑞利波及衍射纵波的传播时间差法,利用有限元法分析了瑞利波在含不同长度及角度裂纹的混凝土介质中的传播规律,提出了混凝土介质中表面裂缝长度和角度的计算公式,并验证了数值模拟结果的准确性。研究结果表明:在传播过程中,瑞利波一部分沿着介质表面(含裂纹表面)传播,另一部分在裂缝尖端发生模式转换,形成衍射横波和衍射纵波,弹性波传播到介质边界时被粘弹性人工边界全部吸收,消除了反射波的影响;表面裂缝长度和角度的计算结果误差基本在5%以下,只有个别数据误差较大,在一定范围内,随着裂缝长度和角度值的增大,计算结果的准确度越高。
2018, 40(4):159-167. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.04.022 CSTR:
摘要:通过7根配筋圆钢管自密实混凝土柱和1根圆钢管自密实混凝土对比柱的低周反复荷载试验,研究了纵筋配筋率、轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱的承载力、延性、耗能能力和性能退化规律的影响。试验结果表明:配筋圆钢管自密实混凝土试件的滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能,在加载中后期,配筋试件的纵筋屈服,强度得到发挥,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性较普通圆钢管自密实混凝土试件均有不同程度提高,同时,耗能性能提高,且纵筋配筋率越大,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性也越大。轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能的影响规律与普通圆钢管混凝土柱相同。
您是本站第 4754718 访问者
通信地址:重庆市沙坪坝区沙正街174号,重庆大学A区 邮编:400044
电话:023-65111322;023-65111863 E-mail:xuebao@cqu.edu.cn
版权所有:土木与环境工程学报(中英文) ® 2024 版权所有