2组轻型木结构建筑外墙热湿耦合性能模拟分析

以地处冬冷夏热的中国南京地区建筑A(软木)和建筑B(防腐木)2幢轻型木结构建筑4种外墙为研究对象,测定其结构材料的热物性和热湿性参数,并对墙体的热工性能及其热湿耦合性能进行了模拟及其验证分析。结果表明:墙体传热系数、室内外温湿度以及室内外露点温度值的模拟值和实测值的结果一致,可有效利用WUFI模拟预测建筑外墙的保温特性;2幢轻型木结构建筑均适用于严寒地区,建筑A的整体保温性能优于建筑B,且合理优化设计建筑外墙组成结构是建筑外墙保温的关键;轻型木结构建筑具有良好的温湿度调节作用,建筑A的温湿调节性能高于建筑B;2幢轻型木结构建筑全年室内平均相对湿度分别是54.92%和56.13%,全年温度及冬季相对湿度均在全年温度18～28℃、冬天相对湿度30%～80%的适宜区间内,墙体设计适用于南京夏热冬冷气候区;4种墙体结构的室内墙面霉菌孢子萌发可能性较小,不易产生霉菌。     

木结构建筑外墙保温特性及热湿耦合传递技术的研究进展

为了强化木结构建筑外围护墙体的节能设计工作,通过对国内外木结构建筑外墙保温及热湿性能的研究现状总结,介绍木结构建筑外墙保温最新成果,以及木结构建筑热湿耦合传递技术理论和数值模拟研究进展。通过总结前人研究经验,提出通过理论计算墙体传热系数、热惰性、蓄热系数、衰减倍数、延迟时间,建筑窗墙比,有效传热系数等参数,测试建筑外墙构件材料的基本参数、热物性参数和湿物性参数,为模拟分析提供有效的材性数据支撑;通过开展现场测量木结构建筑墙体在不同时期的传热系数,探索其不同时间段传热系数测定值与理论值的差异,实时监测木结构建筑外墙温度、湿度及含水率的变化,分析其随时间变化的趋势;利用WUFI 6.0软件模拟不同时期木结构建筑墙体的热湿耦合情况,实现准确、可靠地预测轻型木结构建筑墙体传热系数、温度、湿度和含水率等参数。     

建筑围护结构热湿耦合传递特性实验研究与分析

建立了多层墙体热湿耦合传递的实验测试方法,测试了长沙地区1月份和7月份空调房间外墙体内的温湿度分布情况.分析了热湿气候地区墙体内湿传递和积累的情况,以及不同内表面情况对墙体热湿性能的影响.实验结果表明:靠近室外侧水泥砂浆与红砖界面处的温度、湿度严重受室外温、湿度变化的影响,且此界面处的湿度长期高于80%,易引发霉菌的生长;靠近室内侧红砖与水泥抹灰界面处的温度、湿度主要受室内温、湿度的影响,变化较小;在夏季,内表面贴发泡塑料墙纸的墙体内各界面处的温、湿度普遍比没贴墙纸的墙体内相应位置处的要高;在冬季,两墙体内界面处的温度基本相同,但没贴墙纸的墙体内各界面处的湿度比内表面贴有发泡塑料墙纸的墙体要略高.同时,墙体内的温、湿度变化存在着很强的耦合作用,并且太阳辐射强度对墙体内的温、湿度分布有很大的影响.     

热湿气候地区多层墙体的热湿性能分析

以多孔介质传热传质学为基础，以墙体中的空气含湿率和温度为驱动势建立了多层墙体的一维瞬态热湿耦合传递方程，运用有限差分法来解此耦合方程。以长沙地区为例，分析了我国南方地区典型的多层墙体石膏板-玻璃纤维-砖复合墙体在热湿气候环境下的水蒸气分布规律和温度分布规律，模拟结果表明，在中国南方地区，由于长期处于高温高湿的环境之下，墙体内出现湿积累现象，须采取有效措施防止霉菌的生长。     

轻型木结构墙体结构的传热特性测试与分析

为提高轻型木结构房屋围护结构的热工性能,基于稳态传热原理,采用Netzsch HFM436型热流法导热分析仪对轻型木结构墙体各组成单元及4种墙体结构试件的导热系数进行了测试。同时根据理论得到了多层平壁和组合壁导热系数计算值,并与墙体试件导热系数测定值进行了比较,进一步分析了轻型木结构墙体主体的保温性能。结果表明,4种墙体试件因其密度分布不均导致导热系数差异较大,组成轻型木结构墙体的各单元导热系数大小顺序为:石膏板SPF(实体木材)OSB保温棉,且4种墙体试件的传热系数大小顺序为:(4)(2)(1)=(3);4种轻型木结构墙体试件的热阻测定平均值为1.760 731 m~2·K·W~(-1),其对应的传热系数h的平均值为0.567 946 W·m~(-2)·K~(-1),可对上述墙体结构进行改进以满足严寒地区的保温要求;轻型木结构墙体试件导热系数的理论计算值与实测值基本吻合,尽管测定结果存在有较小误差,但在工程实践中,仍然可以通过各层材料的热阻对墙体的热阻进行计算。     

制丝环境温湿度对关键工序间烟草含水率的影响及应用研究

为揭示环境温湿度对制丝过程加工质量的影响规律,系统开展了制丝环境温湿度对关键工序间烟草含水率的影响及应用研究。结果表明,制丝室内环境温度明显高于室外环境温度,且两者具有较强的正相关性;越靠近室外,室内环境温湿度对室外环境温湿度影响越明显。在该制丝车间条件下,制丝环境湿度对松散回潮与加料工序间烟草含水率具有较强的负相关性,相关系数为-0.705 3;制丝环境温度对加料与叶丝干燥工序间烟草含水率具有较强的正相关性,相关系数为0.831 4;制丝环境温湿度对叶丝干燥与叶丝冷却工序间烟草含水率的影响基本可以忽略。基于制丝环境温湿度变化因素对制丝工艺技术标准进行合理优化设计,能有效提升制丝过程加工质量的稳定性,将对提升卷烟加工质量及产品质量稳定性具有重要的现实意义。     

金中都水关遗址木结构含水率及其影响因素

【目的】金中都水关遗址现存的木结构面临腐朽的威胁,含水率是决定木材是否发生腐朽的关键因素,研究水关遗址木结构自身的含水率情况以及影响因素,旨在为金中都水关遗址木结构以及同类型地下木结构的保护和修缮提供依据和参考。【方法】于2021年9月26日检测木结构不同位置的木材含水率,监测2021年9月-2022年9月全年木结构不同位置木材、土壤含水率及环境温湿度变化,探测地下水,进行木材在土壤中平衡含水率实验等。汇总所得数据,分析影响木结构含水率的因素及其影响作用。【结果】遗址木结构露出地面的部分,含水率处于14.6%～23.6%;遗址木结构埋在土壤中的部分,含水率处于30.0%～183.3%;空气温度、湿度全年变化范围分别为13～24℃、27.0%～80.0%,受四季影响明显;遗址土壤含水率在1.5%～18.0%之间,深度越大,土壤含水率越高;地下水水位低于遗址过水道地面10.0 m以上;遗址木材在土壤中的平衡含水率与土壤含水率线性正相关,决定系数达到0.939 9。【结论】遗址木结构露出地面的部分,含水率处于木材腐朽发展停止的范围,含水率变化主要受空气的四季温湿度变化影响;遗址木结构埋在土壤...     

烟草在制品解吸湿特性研究

为探索烟草在制品在不同环境条件下的解吸湿特性,通过单因素试验方法考察了叶片、叶丝、混合丝、梗丝及薄片在不同环境温湿度条件下平衡含水率的变化规律,拟合出解吸湿特性曲线。结果表明,随着相对湿度的上升,不同烟草在制品解吸湿平衡含水率呈升高趋势,其中梗丝的吸湿性最好,薄片最差,叶片、叶丝及混合丝吸湿性居中,解湿过程平衡含水率略大于吸湿过程平衡含水率;在环境温湿度相对较低的条件下,梗丝经过风送后含水率下降幅度明显大于叶丝;在环境温湿度条件基本相同的条件下,距表面5 cm深度叶片含水率比10 cm深度叶片含水率低,且随着贮存时间的延长,相差有增大的趋势。总之,环境温湿度对不同烟草在制品对解吸湿特性总体影响趋势相似,经过风送和贮存环节后,不同在制品含水率有不同程度的降低。     

现代轻型木结构住宅模数与标准化体系研究

基于住宅模块化部品设计的尺寸标准化及建筑模数化,尝试建立轻型木结构住宅标准化设计体系,以期推进木结构住宅产业从粗放型向集约型转变。提出18种模块化墙体与8种楼盖部品,建立模块化部品数据库;提出模数化的设计方法,并建立了基本模数1 M=610 mm;开展单层现代轻型木结构住宅的理论计算,通过模型制作验证了本标准化结构体系的可行性。      

顶部通风对日光温室内温湿度的影响

针对沈阳地区气候特点,根据室外环境不同条件,通过比较温室通风对温湿度的影响,分析确定其变化规律.试验在30 min内只开顶窗进行自然通风的情况下进行.试验结果表明:外界风速在4~5 m/s范围内,温室温度、湿度下降速度最快,温度降低2 ℃,相对湿度下降17.8百分点,释放出热量3 980 kJ;晴天时温室相对湿度下降速度大于阴天;通风面积较大时对温室内温湿度的影响大于通风面积较小时对温室内温湿度的影响.     

华南高温高湿地区连栋温室环境测试分析

选取高温高湿地区连栋玻璃温室,研究分析温室环境因子空间分布规律,为温室环境精准仿真模拟和结构改进研究提供依据。结果表明:(1)室内光照度低于室外的,室内不同位置光照均匀性较好,铺开遮阳网系统,遮光降温效果显著,但室内光照度不能较好满足作物生长,需要在高温时段增设补光设施。(2)室内温度高于室外的,相对湿度低于室外的,在强制降温条件下,低层温度低于室外,湿度高于室外。(3)随高度增加,温度增加,相对湿度降低,强制降温条件下,随高度增加温度差异更显著,室内热量集聚到温室中高层,降温措施对低层降温效果显著,最大降温4.8℃,需要科学设计通风降温设施,以改进室内温度集聚效应。(4)自然通风条件下湿帘侧温湿度均匀性最好,强制降温条件下,风机侧最好。(5)室内外气流交换速度较慢,室内风速呈弱风速,在强制降温设施影响下,室内风速梯度变化明显,且低层风速较大。     

南方温室内空气循环式冷凝除湿效果研究

以拱顶钢架塑料薄膜温室为试验温室,分别设置空气循环式冷凝除湿、土壤地面地膜覆盖降湿和对照三个处理,探讨与研究了空气循环式冷凝除湿的效果.结果表明:晴天各处理温室内各层的空气与室外大气相对湿度,最低点均出现在14:00-15:00时段;晚19:00至上午10:00之间,各处理温室内各层和室外大-X的相对湿度变化较平稳,但均呈现为室外＜冷凝＜覆盖＜对照,与对照相比,此时段冷凝处理温室下、中、上层相对湿度比对照分别降低2.7%-10.5%、2.0%-7.5%和2.4%-11.3%;三处理温室同层次同时刻的绝对湿度均以冷凝处理最小,冷凝处理温室内各层绝对湿度在一天中的垂直变化幅度为上层＞中层＞下层.阴雨天各处理的空气相对湿度基本呈现出对照＞覆盖≥冷凝规律,但差值较小,均＜1%;而绝对湿度呈现出对照≥冷凝＞覆盖,差值也很小.在1月份,温室内相对湿度呈现出对照＞覆盖＞冷凝,且变化幅度以晴天为大,阴雨天较小;温室内绝对湿度晴天为对照＞覆盖＞冷凝,阴雨天为对照＞冷凝＞覆盖.     

油茶低产林改造措施对春梢生长的影响

以江西省油茶老林与低效林为研究对象，调查了不同综合改造措施对春梢生长的影响，结果表明：油茶不同改造措施对老林与低效林春梢的梢长、梢直径、叶片数量、花芽数量及SPAD的效应不同，综合以隔株间伐、内膛修剪，林地全垦施有机肥15.00 kg/株，3月施尿素0.25 kg/株，6月施复合肥0.50 kg/株，8—9月施0.50 kg/株硫酸钾，11月施硼肥0.15 kg/株的M₃综合措施对油茶老林与低效林春梢的生长效应最大；其中综合措施对老林花芽数量比CK增加1.39～4.25倍，低效林提高2.35～3.28倍；4种改造措施均对老林与低效林SPAD的影响达到显著差异，老林比CK提高11.98%～19.00%,低效林增加15.35%～18.13%;各改造措施对油茶老林东向春梢梢长与梢直径、花芽数量均影响最大，分别是西向的1.17、1.07、1.27倍；对油茶低效林南向的梢长、花芽数量、SPAD的影响最大(其中，SPAD南向与西向相同),分别是西向的1.04、1.73、1.00倍；老林与低效林分别以西向、北向的叶片数量较多，老林树体的东向与低效林南向的花芽分别比西向、北向多2...     

间歇微波干燥过程中木材内含水率动态分布规律

为研究微波干燥过程中木材内部的含水率动态分布规律,以红橡和南方松木材为研究对象,采用无损检测的X射线扫描方法,揭示间歇微波干燥过程中木材内部含水率分布的动态变化规律。结果表明:微波干燥的绝大部分时间内,木材厚度方向存在着整体性内高外低的含水率梯度场;随着干燥过程的进行,木材内部水分更趋均匀,当木材平均含水率在10%以下时,木材内水分分布非常均匀;在整个微波干燥过程中,木材内部虽然发现了部分内层含水率低于外层的情况,但并未出现与常规干燥相反的含水率梯度。     

烘烤期烟叶霉变发生规律及关键影响因素

研究在烘烤过程中不同层次烟叶霉变发生规律及影响因素,为防控烟叶霉变发生的措施提供适时适度的依据。通过摄像头记录烘烤过程中烟叶霉变的发生情况,采用温湿度记录仪记录烘烤过程的温度和相对湿度,探讨烘烤期间烟叶霉变发生规律,以及温度和相对湿度对烟叶霉变的影响。结果表明:烘烤过程中烟叶霉变发生率呈S型变化;1~4层的霉变开始时间分别为:30.3,28.7,23.2,22.3 h;1~4层的霉变终止时间分别为:63.3,62.7,57.3,56.7 h;4层气流上升式密集烤房的1层与2层,3层与4层的霉变发生无显著差异外,其余均存在极显著性差异;1~4层霉变爆发时间分别为:49.29,46.97,44.70,43.47 h;随着烤房内装烟层次的上升,温度逐渐降低,相对湿度逐渐升高,且低温高湿时间持续越长,霉变较为严重;1层烟叶霉变进入稳定期的温度为41.5℃,相对湿度(RH)为77.8%。烟叶霉变的发生趋势为S型,且与烘烤过程中的温湿度有关。为防止烘烤期间烟叶霉变,必须在43.47 h之前使高温层的温度≥41.5℃,相对湿度≤77.8%。     

日光温室墙体一维导热的MATLAB模拟与热流分析

为探明日光温室墙体层间温度变化及热量传递动态规律,采用有限差分法建立墙体一维非稳态导热模型,利用MATLAB编制相应的模拟程序,计算出日光温室墙体各点的温度和热流。结果表明:该模型能够比较准确模拟日光温室土墙的温度。墙体内侧存在有效蓄热层,它对日光温室室内热环境有积极的作用。墙体有效蓄热层的热流白天指向墙体外侧,夜间指向墙体内侧,因此它的厚度直接根据热流的方向确定。有效蓄热层与天气、墙体总厚度以及墙体热特性参数有关。2012-12—2013-01期间有效蓄热层厚度为0.26~0.45m不等,最大值出现在连续雪天。同时从理论上验证了3.0m厚的温室土墙内部存在热流相对稳定的"热稳定层"。     

不同方位栽植的鹅掌藤生理生态特性研究

垂直绿化通过对空间的充分利用增加了绿化面积,对城市生态恢复与环境美化意义深远。受到太阳活动的影响,不同方位的垂直绿化所处微环境存在一定差异,其生理生态特性也会随之发生响应。以鹅掌藤(Schefflera arboricola)为研究对象,测定其在室外不同方位(建筑墙面朝向)的生长、光合和荧光生理、叶片养分含量等生理指标的差异。结果发现,北向鹅掌藤的比叶重较低,其净光合速率(10.52μmol/m~2·s)、气孔导度(0.22 mol/m~2·s)、蒸腾速率(4.31 mmol/m~2·s)、非光化学淬灭(0.72)最高;南向鹅掌藤的叶绿素SPAD值(59.33)、叶绿素荧光指标值、比叶重(140.16 g/m~2)及镁含量(3.86 g/kg)和硫含量(4.98 g/kg)含量较高,但氮含量(16.57 g/kg)、磷含量(0.95 g/kg)、钙含量(15.15 g/kg)含量较低,净光合速率相对适中;西向鹅掌藤受到气孔限制影响,其净光合速率(6.08μmol/m~2·s)最低。结果表明在垂直绿化中鹅掌藤最适宜生长在北向的墙面上,南向次之,西向较差。     

潮汕农村住宅现状及其热工性能研究(二)——爬狮类住宅室内光热环境研究

爬狮类住宅是潮汕地区在农村传统住宅基础上演变而来的一类重要的现代农村住宅,对其进行研究可为农村节能住宅设计提供有效依据。该研究选取汕头市金浦镇的单层爬狮住宅、保留天井的多层爬狮类住宅、取消天井的多层爬狮类住宅3种典型的爬狮类住宅,进行室内温湿度实测,并使用Ecotect进行室内光环境模拟,综合比较3种典型爬狮类住宅的室内光热环境。研究结果表明:①应保留开敞的厅堂等灰空间;②夜间应将室外较凉的空气引入室内,这有利于住宅夜间降温;③打破传统爬狮类住宅对北向墙面不开启外窗的束缚,可以改善采光效果,建议使用屋顶隔热构造;④多层住宅的天井增加的顶盖会影响室内热环境,对气候调节的作用效果不如单层住宅。     

古建筑墙体木柱缺陷对其安全性影响数值模拟研究

  目的  墙体木柱作为木结构古建筑最重要的承重构件之一,容易出现裂纹、腐朽等缺陷,而各类缺陷会影响墙体木柱顺纹压应力的分布,导致其承载力降低,进而影响其安全性,直接威胁整个建筑的稳定性。因此,研究不同类型的缺陷对古建筑墙体木柱安全性影响是很有必要的。  方法  首先建立了墙体木柱裂纹缺陷、腐朽缺陷以及复合缺陷几何模型,并定义了墙体木柱的受压安全性系数k_c,然后使用Abaqus有限元软件分别模拟分析了裂纹缺陷模型、单侧腐朽缺陷模型、环形腐朽缺陷模型和复合缺陷模型最大顺纹压应力的大小和位置,探究了不同尺寸的缺陷对墙体木柱安全性的影响,并进行了实例验证。  结果  单侧腐朽缺陷以及复合缺陷会使墙体木柱在径向上出现较大偏移,对木柱的稳定性产生较大影响,而裂纹缺陷和环形腐朽缺陷在径向、顺纹方向和切向上偏移较小;裂纹缺陷、单侧腐朽缺陷、环形腐朽缺陷和复合缺陷都对墙体木柱最大顺纹压应力和安全性有较大影响,最大顺纹压应力总是出现在有效截面面积最小处,且均随各缺陷程度的增大呈指数增加,而安全性系数呈指数下降,同时复合缺陷对墙体木柱安全性的影响要大于单一缺陷对墙体木柱的安全性影响。半露明柱与暗柱在腐朽深度相同时,安全性相差不大,在腐朽面积相同时,半露明柱的安全性要远低于暗柱。  结论  裂纹缺陷和腐朽缺陷会降低墙体木柱的安全性,而有限元数值模拟能够计算出墙体木柱的顺纹压应力最大值,进而量化墙体木柱的安全性,其结果可以为墙体木柱的修缮提供依据。      

日光温室自然对流蓄热中空墙体蓄放热效果研究

研究新型自然对流循环蓄热中空墙体的蓄放热效果,采用自计式传感器连续测试墙体内的温度分布及室内表面的热流量,对该墙体的蓄放热特性进行研究。结果表明:新型墙体内部的温度分布规律与传统的实心墙体构造不同,从内表面至外表面,并不是持续下降的趋势;在晴天白天,内部中空层两侧墙体表面的温度高于相邻实心构造部分,但比中空层空气温度的19.2℃分别低2.2和3.7℃,表明墙体深处处于蓄热状态;清晨温度较低时刻,中空层两侧表面温度分别比其中空气温度的11.7℃高出1.3和0.8℃,表明墙体内部直至清晨仍处于放热阶段。墙体内各点的温度波动幅度显示,晴天中空层两侧表面和空气温度的波动幅度分别可达4.9、4.0和8.2℃,表明墙体内部表面蓄热放热作用显著;阴雪天气下也表现出一定的蓄热放热效果。研究表明,该新型自然对流循环蓄热中空墙体构造可以有效调动墙体深处材料参与蓄热放热过程,显著增加墙体的总蓄热放热面积。