非均匀的建筑热环境评价研究进展

非均匀建筑热环境评价一直是现行热舒适研究的热点问题,与经典热舒适评价的先决条件不同,非均匀建筑热环境一般伴有各类环境参数的时间变化性和空间分布不均匀性,这决定了其评价方式或评价指标和经典热舒适评价方式有较大不同。通过介绍现行的几类非均匀建筑热环境的评价思路,揭示了非均匀建筑热环境评价的主要考虑角度和要点,为其进一步的准确评价提供整体性的参考。     

非均匀环境下不同空调形式对人体热舒适的影响

通过对20名受试者在不同空调形式（对流空调、辐射地板空调、辐射吊顶空调等）及个人舒适系统(Personal Comfort System)多工况下生理参数和主观反应的实验研究,得到冬季辐射和对流换热形成的非均匀环境对人体热舒适的影响,同时建立了不同工况下考虑局部影响权重的人体热感觉评价模型。结果表明：①不同空调形式下局部热感觉对整体热感觉影响权重不同;②三种空调形式下不使用PCS时远窗侧人员最冷部位（足部）热感觉投票值均高于近窗侧,全体人员足部热感觉投票值在辐射地板空调中最高。使用PCS可提升局部热感觉和热舒适,局部热感觉提升最显著部位分别是肩胛部（对流）、腹部（辐射地板）和大腿（辐射吊顶）;③此外,PCS可以降低人员期望温度（Preferred Temperature,PT）,在辐射地板组合PCS时期望温度变化最大。     

家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响

为研究家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响,在人工环境实验室内测试了中送风、下送风和分布式送风的环境参数,并对15名受试者的热感觉和热舒适进行了问卷调查.实验结果表明:初始背景温度为0℃时,分布式送风可快速、均匀地提升人体各部位的空气温度,受试者的整体热感觉以及整体热舒适上升最快,受试者的热舒适性可得到显著改善;室内热环境稳定后,分布式送风温度均匀度最小为1.9℃,在送风区域内的受试者各部位感觉较暖,局部热感觉差异最小,且其他位置的受试者都不觉得冷;稳态局部热感觉与整体热舒适的拟合结果表明,足部热感觉对整体热舒适影响显著,下送风与分布式送风垂直温差小于3℃,在送风区域内,可以明显提升人体足部的热感觉,约75％的受试者对热环境表示满意.综合环境参数测试及问卷调查的结果,分布式送风热舒适性的综合效果最好.     

均匀与不均匀室内热环境的评价指标

为了合理评价室内热环境,对评价指标进行了比较与选择。通过对30名受试者在均匀热环境和不均匀热环境的投票结果的分析,探讨了热感觉、热舒适和热可接受度3种评价指标的内在联系和区别。结果表明,在稳态均匀热环境中3者等价,可任选其一作为评价指标;在稳态不均匀热环境中,全身热感觉与其它两个指标出现分离,不能作为评价指标。建立了评价指标的投票均值与相应比率之间的理论关系式。     

不同散热末端下直膨式热泵供暖系统热舒适性的实验与模拟研究

采用实验和模拟的方法,对不同散热末端下直膨式空气源热泵供暖系统的热舒适性进行研究。通过实验对比研究采用新型热虹吸散热末端的直膨式空气源热泵(direct expansion air-source heat pump using thermosiphon radiator,DE-HP-T)与传统热风空调散热末端时,直膨式空气源热泵供暖系统的室内空气温度分布特征,重点分析系统启动阶段的动态热环境变化差异;在验证模型的可靠性后,通过数值模拟的方法对直膨式空气源热泵耦合不同末端供暖时,室内的非均匀稳态热环境进行研究分析,并采用等效温度指标对人体局部及整体的热舒适性进行评价。结果表明,DE-HP-T系统在启动阶段室内空气温升速度较快,可达到10.8℃/h,略小于传统热风空调系统的13.8℃/h;但与传统热风空调系统相比,DE-HP-T系统可以避免人体头脚温差过大以及"冷辐射"所造成的热舒适问题,有效提高人体小腿及脚部的热舒适性,具有更加舒适的整体热感觉。     

混凝土天棚辐射空调加独立新风系统住宅热环境与热舒适研究

为了研究混凝土天棚辐射加独立新风系统住宅的热环境和热舒适,笔者对长沙某住宅小区在2016年夏季进行了约一个月现场实测和问卷调查,结果表明混凝土辐射空调加独立新风系统住宅室内温度分布均匀,在1.1 m测点与0.1 m测点空气温差最大值为0.816 ℃,垂直方向从下到上空气温度先增加后减小,靠近中间高度达到最大值,最热面南墙内壁面与最冷面天棚壁面之间的温差为1.9 ℃,室内热舒适评价指标：-0.95＜PMV＜-0.5,室内偏凉,PPD<22 %;从问卷调查分析可知在辐射环境中受试人员局部热感觉符合正态分布,身体的不同部位(除双脚外)对环境的热感觉差别不大。     

农村地区座椅辅助供暖方式下人体热反应的变化规律

针对北方农村地区“煤改电”供暖方式带来运行费较高的问题,以及农居环境室温偏低的问题提出一种座椅辅助供暖方式.分析局部供暖方式下人体热反应的变化规律,研究人体整体热感觉、整体热舒适,以及整体热可接受度在座椅加热前后的变化和相互关系.研究结果表明:座椅加热可以有效改善人体热反应,环境温度偏离热中性环境越多,改善程度越明显;3个热反应指标在加热前密切相关,加热后因热感觉分布不均匀出现分离;以整体热舒适作为评价指标,对整体热感觉与热感觉不均匀度做线性回归分析,拟合度较高(R²=0.896);而引入平均皮肤温度与整体热感觉做拟合分析,拟合度较好(R²=0.916).由此得到结合主观热反应与客观生理指标的综合预测评价模型,经验证预测效果较好(R²=0.903).     

混凝土天棚辐射空调加独立新风系统住宅热环境与热舒适

为了研究混凝土天棚辐射加独立新风系统住宅的热环境和热舒适,对长沙某住宅小区在2016年夏季进行约一个月现场实测和问卷调查。结果表明混凝土辐射空调加独立新风系统住宅室内温度分布均匀,在1.1 m测点与0.1 m测点空气温差最大值为0.816℃,垂直方向从下到上空气温度先增加后减小,靠近中间高度达到最大值,最热面南墙内壁面与最冷面天棚壁面之间的温差为1.9℃,室内热舒适评价指标:-0.95PMV-0.5,室内偏凉,PPD22%。从问卷调查分析可知在辐射环境中受试人员局部热感觉符合正态分布,身体的不同部位(除双脚外)对环境的热感觉差别不大。     

冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.     

冬季温度漂移下心率变异性对人体热舒适的影响

研究显示，环境温度的变化对人体心脏活动的影响显著，寒冷或极端温度会给人们带来心血管疾病。本文基于人体心率变异性指标，探讨了温度漂移热环境在室内热舒适方面的优势，并分析了人体主观热评价、皮肤温度与心率变异性之间的关系。本文设置16名受试者从初始稳定温度（24℃或18℃）经历半小时的温降漂移，最后再经历升温回到初始温度。实验收集了受试者的主观热评价与皮肤温度，并全程监测了其心电信号。通过频域分析法，得到了心率变异性的低频功率/高频功率比值（LF/HF）。结果表明：在冬季，适当的温度漂移可以改善受试者对相同温度热环境的热舒适评价；温度漂移对人体热舒适的影响可以通过LF/HF值表征出来；冬季温度漂移热环境下，人体的LF/HF值与平均皮肤温度、热感觉显著相关。     

太阳能热发电用高温混凝土储热系统性能分析

采用修正集总热容法对太阳能热发热中混凝土储热整体系统的热性能进行研究。修正的固液换热系数将计算的适用范围扩展到大Biot数的情况。发现放热时固体混凝土和流体沿着流程方向都存在一个温跃层区域,并且随着放热的进行,温跃层逐渐向下游移动并且占据的长度也逐渐增加。分别讨论了混凝土导热系数、模块串联总长度以及储热单元当量外径与钢管内径比值对储热系统放热性能的影响。计算发现,提高混凝土导热系数可以有效提高储热系统的热性能,并且随着导热系数的增加,放热效率的增加会逐渐变慢;增加串联总长度可以有效提高系统的热性能,但是当串联总长度大于1km时,继续增加串联总长度对于特征固体温度分布的影响很小;当量直径比的增加会减小温跃层区沿流程方向的温度梯度,增大温跃层区占据的长度。     

热通道玻璃幕墙的热工计算

简述了热通道的节能原理，推导出了热通道玻璃幕墙的热工计算模型，确定了模型中各方程的系数，介绍了计算及测量结果。该模型可用来计算内外侧玻璃的壁面温度、热通道内空气的温度和流速，以及室内的得热速率等，为相关工程计算提供参考。     

车辆热特征分析与热系统设计

车辆冷却和空调系统是车辆的重要部件。在综合分析大量文献的基础上,该文介绍了有关车辆热特征分析和热（冷）系统方面的研究进展、车辆空调装置设计的新方法、车辆用热交换器新工艺以及相关领域的研究进展。     

拱桥非线性温差的应力计算

本文建立了拱桥温度应力计算的基本公式，推导了在假定非线性温度场下箱拱、双曲拱的温度应力计算公式，给出了二个算例．     

铝合金隔热型材传热系数试验研究

传热系数是铝合金隔热型材热工性能的一个重要节能评价指标,通过试验分析热冷室空气温差、热冷室平均空气温度、试件投影面积、试件安装方式等因素对铝合金隔热型材传热系数的影响,为制定符合实际生产状况的铝合金隔热型材节能评价指标提供参考依据.     

半透明复合隔热涂层的瞬态热分析

将光线踪迹／节点分析法拓展，用以计算具有基底，多层半透明非灰介质的辐射与导热瞬态耦合换热，分析了吸收－散射性非灰复合层的态传热特性，考察了不透明界面（表面有积灰），半透明界面（表面没有积灰）的表面辐射特性以及复杂换热边界条件，采用具有多个波段的谱带模型模拟高散射性氧化锆的辐射特性，与采用双热流结合林函数法的计算结果比较表明，本文的计算结果可靠，精度高，为工程设计提供了参考依据。     

火力发电厂线型感温探测器与分布式光纤线型感温探测器的比较

分析了火力发电厂中电缆着火的原因,介绍了火灾探测报警方法,对火灾探测报警中常用的模拟量线型感温探测器与分布式光纤线型感温探测器各自的特点进行了对比,结论是分布式光纤线型感温探测器最终将取代传统的模拟量线型感温探测器。     

基于热模型的动力电池热故障诊断系统

为提高车载动力电池热管理系统的可靠性,使电池温度维持在合理的范围内,根据镍氢电池的结构及传热学原理,建立了电池的热模型,实现了电池内部及表面温度的在线预测.通过模型预测温度与实际温度的对比,对电池温度异常状况进行在线诊断,并将诊断信息通过控制器局域网(CAN)通信传送给整车控制器,使整车及时对故障做出响应.试验结果表明,该系统能准确及时地诊断风机故障、电池剩余容量(SOC)过高及电池过充故障,有效避免了因热故障引起的电池过温.     

承受热冲击的大口径机枪枪管的热效应分析

根据热弹性理论,考虑枪管承受对流、传导和热辐射的情况,使用有限元法,计算了带有Cr镀层的某大口径机枪枪管在单个和连续热冲击下的瞬态温度及瞬态热应力,分析了其沿轴向和径向的分布规律,并评价了热冲击对于强度的影响,计算结果得到了实验数据的验证.研究表明:(1)热冲击具有明显的薄层效应;(2)热冲击引起的内膛表面温度响应和VonMises应力响应呈脉冲状;(3)热负荷产生的热应力明显高于膛压产生的应力.     

据热扩散率最小离散度确定导热系数的新热探针法

本介绍了一种新的用热探针测导热系数的方法,它与传统方法不同,不是从模型的算式中直接求出导热系数,而是从误差分析出发,据导热系数λ误差最小时热扩散率α的离散度也最小的原理导出的方法。