湿热地区城市热环境评价指标的简化计算方法

针对室外热环境评价指标——湿球黑球温度在实测和数值计算中较难获得的问题,于夏季在湿热地区广州收集了空气干球温度、湿球温度、黑球温度、相对湿度、风速、太阳辐射和湿球黑球温度等数据,对收集的数据进行相关性分析和回归分析．相关性分析结果表明：空气温度、相对湿度、太阳辐射与湿球黑球温度具有一定的线性相关性,可以用作湿球黑球温度的简化计算参数;回归分析结果表明：回归的关联式与实测湿球黑球温度的相关性较高,并且满足多元线性回归的各项检验,因此具有较高的可信度,可以在城市热环境的实测评价和数值预测过程中,作为湿球黑球温度的简化计算方法来使用．     

湿热地区城市热环境评价指标湿球黑球温度简化计算方法

针对室外热环境评价指标湿球黑球温度在实测和数值计算中都比较难获得的问题,在湿热地区广州夏季收集了空气干球温度、湿球温度、黑球温度、相对湿度、风速、太阳辐射和湿球黑球温度等数据,对收集的数据进行相关性分析和回归分析,相关性分析结果表明：空气温度、相对湿度、太阳辐射与湿球黑球温度具有一定的线性相关度,可以采用上述三个气象因子作为湿球黑球温度的简化计算参数;回归分析结果表明：回归的关联式与实测湿球黑球温度的相关性较高,并且满足多元线性回归的各项检验,认为该回归方程具有较高的可信度,可以在城市热环境的实测评价和数值预测过程中,作为湿球黑球温度的简化计算方法应用。     

气隙放电电压的大气条件灰联度分析及预测

为了研究大气条件参数对空气间隙放电电压的影响程度,使用放置在自然环境中的球-球电级全自动放电监测装置实时监测和记录的放电电压和大气条件参数数据,建立灰色关联度的计算模型,并通过计算得到各大气条件参数对放电电压的灰色关联度,结果表明,大气条件参数按灰色关联度大小(从大到小)的排序依次为气压、温度、风速、相对湿度、照度。以大气条件参数为输入,使用Chebyshev神经网络对放电电压进行预测,取得比BP神经网络更好的预测结果.根据大气条件参数的排序,分别取前两者(气压、温度)、前三者(气压、温度、风速)、前四者(气压、温度、风速、相对湿度)作为Chebyshev神经网络的输入,对放电电压进行预测.预测结果表明,随着输入个数的减少,预测的平均相对误差和最大相对误差变化很小.     

太阳能被动蒸发风洞研制

随太阳辐射动态周期变化的空气温度、湿度等气候参数小时间步长控制的模拟实验环境,可以实现建筑围护结构热工性能的重复性实验,是研究多孔建筑材料及室外环境铺装材料在自然气候要素下被动蒸发降温问题的重要手段。介绍的动态热湿气候动态风洞实验台,在传统风洞风速模拟与控制实验技术基础之上,通过增加太阳辐射模拟和空气温湿度控制,初步实现了对室外自然气候中太阳辐射、风速及温、湿度环境的模拟控制。经过对可视化程序设计的风洞环境测控系统的调试,风洞内四参数辐射照度、风速、温度和湿度各指令值与模拟值的平均偏差分别为-0.6%, 2.9%, 0.7%和-0.7%,该风洞实验台可以用于含湿建筑材料太阳能被动蒸发降温问题的研究。     

泉州洋楼民居的夏季热环境测试与分析

对福建泉州某洋楼民居在夏季高温、高湿季节的热环境进行测试,分析洋楼室内外空气温度、相对湿度、黑球温度和风速等参数随时间变化情况,并计算热舒适度PMV(预测平均投票数)指标值.结果表明:洋楼外廊有明显的气候缓冲作用;夏季白天洋楼室内的热舒适性不佳,但各用房存在相对舒适的时段;灰空间在居民的迁徙型居住模式中有重要作用,增加开敞度、屋顶隔热、房门对位等是改善洋楼热环境的措施.     

基于气象条件的大气混合层高度模型研究

根据2011-2013年重庆市沙坪坝地区的常规气象数据,运用MATLAB软件分析近3年大气混合层高度mm变化和特征,且与气象参数的相关性;结果表明:每天在8∶00-19∶00,大气混合层高度与太阳辐射强度、温度、风速呈正相关性;与气压、相对湿度呈负相关性,与露点温度的相关性不明显;而在20∶00-7∶00,大气混合层高度与太阳辐射强度和风速呈正相关,与其他参数的相关性不明显;同时,通过气象数据建立重庆市大气混合层高度的预测模型,并验证其准确性。     

流场与温度场耦合作用下对传统蒙古包建筑外表面对流换热的影响

为了研究室外空气温度、风速风向和太阳辐射耦合作用对供暖期传统蒙古包建筑外表面对流换热的影响。通过采用风速仪以及遮阳与非遮阳两套系统分别对建筑外表面进行了测试。研究了室外空气温度、风速风向以及太阳辐射对建筑外表面对流换热的影响规律。实验结果表明:遮阳系统可以有效地降低太阳辐射,进而减小建筑外表面的对流换热量;同时可以看出,建筑外表面对流换热系数与当地风速呈现指数关系,对流换热系数随风速的增大而增大。研究可以为内蒙古地区传统蒙古包建筑的能耗分析,以及模拟地区风环境和热环境的边界条件提供依据。     

南京地区外保温墙体保温层经济厚度分析

针对当前保温材料经济厚度的研究中通常采用的稳态或非稳态传热计算方法存在不精确、未考虑湿传递、太阳辐射等问题,采用以温度和相对湿度为计算驱动势的一维墙体热湿耦合传递模型,以南京典型气象年的逐时气象参数(包括温度、相对湿度、太阳辐射强度)为室外边界条件,恒温恒湿工况为室内边界条件,对南京地区外保温墙体进行了热湿耦合传递模拟.结果表明,在南京地区的环境下,忽略湿传递的影响会对外保温墙体的全年传热量产生约2.74%～6.53%的偏差.通过对南京地区外保温墙体常见的3种保温材料进行热湿耦合传递模拟,并使用P_1-P_2经济学模型,对比分析了膨胀聚苯板(EPS)、聚氨酯泡沫(PU)、挤塑聚苯板(XPS)3种保温材料的外保温墙体的经济性,得出了3种材料的经济厚度分别为69.8、39.8和49.7 mm,投资回收期聚氨酯泡沫最长,挤塑聚苯板次之,膨胀聚苯板最短.     

3种优势树种深秋树干液流特征与环境因子的关系

运用热扩散法对福建万木林自然保护区3种优势树种木荷(Schima superba)、米槠(Castanopsiscarlesii)和杉木(Cunninghamia lanceolata)树干液流速率进行测定,并结合自动气象站同步连续监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度等环境因子.结果表明:3种优势树种树干液流速率呈现明显的昼高夜低起伏趋势,白天液流速率变化显著,夜间液流速率变化缓慢;阔叶树木荷与米槠树干液流速率日变化和峰值远大于针叶树杉木,且阔叶树树干液流速率均为北面南面,针叶树树干液流速率则为南面北面;3种优势树种液流速率与太阳辐射、空气相对湿度和水气压亏缺均呈极显著相关(p0.01),其相关性大小依次为:水气压亏缺空气相对湿度太阳辐射空气温度.     

基于毛细压力对数的HAM模型改进

针对南海地区极端热湿气候特征,考虑空气渗透过程,以毛细压力对数为湿驱动势,室内外空气参数为边界条件,建立了建筑墙体内一维瞬态热湿耦合传递模型。使用HAMSTAD Benchmark 2、3来验证其准确性,结果显示,计算结果与基准结果具有较高的一致性,说明新建模型可用于计算建筑墙体内包含空气渗透过程的热湿耦合传递。对比了新建模型与已有毛细压力驱动势模型、相对湿度驱动势模型在计算基准案例和实际工况下的适用性、准确性和计算效率。结果表明:新建模型和相对湿度驱动势模型可准确计算两个基准测试,新建模型的收敛速度最快,毛细压力驱动势模型无法完整计算基准案例3;在实际工况下,仅有新建模型和相对湿度驱动势模型可以完成计算,后者收敛速度快、结果波动小。     

A Simplified Method to Calculate the Wet Bulb Globe Temperature(WBGT)

Wet bulb globe temperature(WBGT) is a comprehensive index obtained mainly from three pa-rameters:black globe temperature(Tg),wet bulb temperature(Tw),and dry bulb temperature(Ta).While in field observation and numerical simulation,black globe temperature and wet bulb temperature were not easy to obtain, so WBGT was difficult to measure and calculate directly.In order to solve this problem,air dry bulb temperature, wet bulb temperature,globe temperature,relative humidity,mean air velocity,solar radiation and wet bulb globe temperature were collected during the summer(July)in Guangzhou.Correlation analysis and regression analysis were used to get a simplified method to calculate WBGT.The results showed that dry bulb temperature,relative humidity,solar radiation and WBGT were interrelated to some extent.These three pa-rameters could be used in the simplified method to predict WBGT,and the linear correlation and precision of this model were high.In addition,we used the measured data to verify the simplified method,and the results showed that the error of the calculated value and the measured value was all below 5%,which means the simpli-fied calculating method is feasible and can be used in field observation and simulation research of urban thermal environment.     

基于部分线性模型研究空气臭氧含量与气象因素的关系

针对空气中臭氧含量增加对人体健康和生态环境均产生较大影响,而低空大气中臭氧污染日益恶化这一问题,就空气中臭氧含量提出部分线性模型。研究其与相关气象影响因素之间的关系,包括每日最高温度、太阳辐射和风速,并结合核方法和自助法得到臭氧含量均值估计和重要分位数估计,为空气质量监测和预测提供部分理论依据;结果表明空气中臭氧含量与每日最高温度和风速线性相关,与太阳辐射非线性相关,且回归估计函数随太阳辐射整体呈"S"型增长,臭氧含量均值为70. 58 ppb,它的10%、25%、50%、75%和90%分位数分别为42. 98 ppb、58. 64 ppb、71. 84 ppb、85. 49 ppb和96. 30 ppb。     

基于PSO-BP神经网络的探空湿度太阳辐射误差修正

采用计算流体动力学(CFD)软件仿真太阳辐射偏干误差可获得无线探空仪的湿度修正因子,提高了湿度廓线的精度,有助于提升天气预报、气候预测及气象灾害预报预警能力。但湿度修正因子存在明显的时空分布特性,采用CFD方法对每条湿度廓线进行修正计算量庞大。针对这一问题,以CFD软件仿真出典型气压、太阳辐射量和太阳高度角下的温度误差作为数据样本,通过粒子群优化(PSO)的BP神经网络构建预测模型,对探空湿度太阳辐射温度误差进行预测,并利用饱和水汽压逼近公式推算湿度测量的修正因子。研究结果表明,以南京探空站某一天的探空数据作为测试对象,CFD计算和PSO-BP预测的湿度测量太阳辐射误差吻合度较好,说明PSO-BP神经网络预测方法能够对湿度廓线的太阳辐射偏干误差进行有效修正,而且可显著提高修正效率。     

夏季阴天户外空间表面温度测试及分析

以我国东南沿海某居住小区为研究对象．用红外非接触测温技术测试夏季阴天户外空间周围建筑物各立面温度分布和变化，以及常用的水泥和草地地面在有或无遮挡时的温度变化．用气候监测仪测试全天太阳辐射、空气温度和相对湿度、风速和风向．了解居住小区多种热环境因素的变化．通过测试结果分析，为居住小区户外空间的热环境设计提出相应建议．     

城村古建民居的建筑物理环境测试与分析

针对福建省武夷山市城村的古建民居,分别在冬季和夏季进行了室内外建筑物理环境测试.测试内容包括村落室外气象参数、室外风环境、室内热环境和室内光环境等.测试结果表明:城村的主街巷道全年风速适宜,热环境良好.冬季民居大厅白天较舒适,在夜晚偏冷,而卧室全天较为舒适.夏季民居大厅和卧室在夜晚较舒适,而在白天偏热.全年的室内空气湿度都比较高,不利于人体的热舒适.室内平均风速很低,基本无风压和热压通风.大厅采光较为充足,而卧室采光严重不足.相比民居,新宅大厅气温在夜晚较高,新宅卧室气温全天明显较高,而空气湿度则相对较低.针对测试结果,提出了城村民居的改造方案.     

隧道活塞风速计算方法及其影响因素分析

针对隧道内活塞风会对安全门和广告灯箱等引起破坏的问题,开展了地铁单线无风井和有风井两种形式的隧道空气动力学特性分析,建立了隧道各断面之间的一维伯努利方程和流体连续性方程,研究了不同形式隧道下活塞风速的理论计算模型. 并使用SES软件建立其仿真模型对计算模型的结果进行验证, 重点研究了对活塞风速影响的主要因素.结果表明:隧道内活塞风速与列车速度、列车长度和列车外表面光洁度等成正比例关系,而活塞风井高度、断面面积和风井位置等参数对活塞风速影响不大.所提出的计算模型可用于实际工程中活塞风速的简便计算.     

夏热冬冷地区太阳辐射对墙体内 热湿耦合迁移的影响

本文首先根据多孔介质热质传递机理,建立以温度和相对湿度作为驱动势的多层墙体热湿耦合传递模型并对其进行验证。基于验证后的模型研究夏热冬冷地区太阳辐射对墙体内热湿分布的影响。以上海为例,分析了该地区夏季和冬季墙体内热湿传递分布情况。结果表明:考虑太阳辐射时,墙体各处的平均温度均比不考虑时更高,相对湿度均比不考虑时更低。不同朝向墙体由于所受太阳辐射强度不同,温度和相对湿度分布也有差异。在夏季,墙体各界面平均温度差和最大温度差从大到小分别为西>东>南>北,平均相对湿度差和最大相对湿度差则相反;冬季,墙体各界面平均温度差和最大温度差从大到小分别为南>东>西>北,平均相对湿度差和最大相对湿度差同样相反。     

基于灰色关联分析的“白屋顶计划”评价模型

在已知人为热释放、风速、日照时数和相对湿度的前提下,以芜湖市为例,运用灰色关联分析求出以上四个影响因素对行为因子(城市热岛效应)的关联影响程度,算出日照时数在四个环境因子中的比重,从而将白色屋顶计划对城市热岛效应的作用量化,建立了灰色预测模型。通过回归分析计算白屋顶计划对城市温度的影响,最后将预测数据与真实数据进行对比,模型结果表明"白屋顶计划"是合理且可行的。