基于全景图的城市街谷平均辐射温度计算模型研究

在评估城市街谷热环境对居民生活质量的影响时,明确街谷的微气候条件,尤其是平均辐射温度(Mean Radiant Temperature,MRT)对于改善城市热环境具有重要意义。现阶段,利用基于鱼眼图的天空视域因子(Sky View Factor,SVF)计算方法较为繁琐且难以实现大范围街谷MRT的时空分布评估。因此,本研究旨在通过全景图像技术,提出一种快速大量计算城市街谷MRT时空分布的新方法,并进一步考虑城市街谷中树木的影响,以改进传统模型。本研究首先基于全景图像批量获取城市街谷中的SVF,并结合城市街谷中的几何特征和植被视域因子,通过改进的平均辐射温度计算模型对单点的MRT进行计算,同时采用定点实测数据对该模型进行精确度验证,并将其应用于西安市街谷MRT的实际计算中。研究结果显示,经过模型验证,本研究方法具有较高的精度,相对误差大多数情况下在20%以内,RMSE在2.85~4.66℃。同时,模型与实测数据的一致性较好,能够清晰地反映MRT的变化趋势,R2大于0.74,IA大于0.80。与仅考虑单一不透水面的计算模型相比,考虑树木植被后的模型精度有明显提升,RMSE从5.15℃降至3.87℃,模型的R2由0.72提升至0.74,表明改进模型与观测结果具有更好的一致性。提出的基于全景图的MRT计算方法不仅提高了评估城市街谷热环境的效率和精度,而且通过考虑树木植被的影响,为城市规划和绿化管理提供了更加科学的指导。此外,本研究的方法和结论能够为城市热岛效应的缓解和城市生活环境的改善提供理论依据和技术支持。通过实例分析,研究成功地应用于西安市,展示了2021年7月14日上午9:00的街谷MRT分布图,为后续的城市热环境评估和改善工作奠定了基础。

太阳能富集区零碳建筑研究的基础科学问题

建筑领域尽快实施推广零碳建筑,对实现我国碳中和目标具有重要的现实意义。“太阳能富集区”是指《太阳能资源评估方法》(GB/T 37526-2019)中划定的我国单位面积年水平面总辐照量≥6300 MJ的太阳能资源最丰富区,主要分布在我国青藏高原地区,有着极其特殊的地域特征:冬季寒冷,建筑采暖周期长,运行碳排放高;辐射强烈,气温年较差和日较差大,建筑设备系统运行稳定性差、效率低;常规能源稀缺,但辐射资源丰富且地域广阔,降低了规模化利用太阳能的成本,具备率先实现区域性建筑碳中和目标的禀赋条件。在国家和建筑行业双碳战略目标任务的整体布局下,获得了“十四五”国家重点研发计划项目“太阳能富集区零碳建筑关键技术研究与示范”的支持,该项目探索完全以太阳能为驱动能源,即能源端脱碳体系下,结合该区域的建筑特征与社会经济发展水平,研究适配的零碳建筑技术路径、设计方法及其技术支撑体系,争取实现区域零碳建筑先行示范。本文旨在提出太阳能富集区零碳建筑研究基础科学问题的若干建议,为关键技术研发和工程示范提供理论基础。

黄土高原三类窑洞民居及砖混农宅夏季室内热环境对比研究

为进一步了解窑洞民居夏季室内热环境状况,选取独立式、靠崖式、下沉式窑洞进行调研测试并与当地砖混农宅进行对比分析,研究其夏季室内外空气温度、相对湿度、壁面温度等影响热环境参数。结果表明窑洞民居室内热环境优于砖混农宅,窑洞室内温度波动小,相对湿度大,热环境能基本满足人体热舒适要求。通过剖析窑洞民居的空间布局与围护结构热工性能在创造室内热环境中的作用,发现窑洞相对封闭的空间及厚重围护结构较大的热惰性可有效抵御室外温度波动,使得内壁面温度稳定,是窑洞“夏凉”的主要原因;由于下沉式窑洞窗墙面积比小,室内空气温度更低;靠崖式和下沉式窑洞围护结构土层更厚,蓄水能力强,室内相对湿度更大。研究可为黄土高原窑居建筑生态经验传承及新民居建设提供理论支撑。

夏热冬冷地区动态传热保温设计室外典型气象参数确定方法

GB50176-2016《民用建筑热工设计规范》中围护结构外墙保温设计采用稳态方法,但夏热冬冷地区由于特有的建筑运行模式,使外墙传热方向发生逆转,故稳态方法难以满足冬季室内热环境水平提升的实际需求。提出一种基于动态传热的冬季外墙保温设计室外计算温度确定方法,探究室外干球温度和太阳辐射逐时波动的最不利组合,将保温设计的目标由“日”提升到“时”。基于典型城市2007-2017年逐时气象数据,以外墙内表面温度的累计不保证天数作为热工设计指标,将累计不保证天数恰好不为0(指各朝向外墙内表面温度低于室内基本热舒适条件下所能允许温差的天数)时作为典型日挑选的依据,并将典型日出现频率最高的日期作为室外计算温度选取的依据,获得冬季保温设计典型日,并获得了典型日计算时长的影响。可为夏热冬冷地区围护结构外墙保温设计室外计算参数的挑选提供理论支撑。

中国太阳能富集区居住建筑光储系统设计方法研究

以太阳能富集区居住建筑光储系统为研究对象,提出该能源系统的多目标优化设计方法。首先建立系统各设备动态模型,并以系统年化费用和建筑自持化率为优化目标,以全年逐小时供-储-需能流平衡、设备性能为约束,光伏安装倾角、方位角、容量以及储能电池容量为决策变量,并利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)结合TOPSIS方法评估不同情景下的系统最优方案,最后以拉萨单层居住建筑为案例分析验证所提方法的可行性。结果表明:该方法可得到建筑自持化率和经济性双重目标下的光储系统关键参数,且余电是否上网交易会对能源系统设计产生重要影响。

老年女性骨质疏松性椎体压缩性骨折术后地舒单抗治疗的疗效

骨质疏松是由多种因素引起的全身骨代谢性疾病,主要表现为骨量丢失、骨微结构破坏,从而导致骨质量下降以及脆性骨折风险升高[1]。骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)是较为常见的脆性骨折类型之一,也是导致老年人致残及生活质量下降的常见原因之一[2]。经皮穿刺椎体成形术(PVP)具有创伤小.

开关型消弧激发PT过流的试验与仿真研究

随着开关型消弧装置在10 kV配网的推广使用,传统配置下PT(电压互感器)在该装置消弧过程中的过流现象时有发生。为了研究PT过流机理及抑制措施,笔者首先从原理上阐述了开关型消弧中人为单相接地消失过程激发铁磁谐振、低频振荡的机理;其次搭建了10 kV中性点不接地试验平台,在不同的系统电容电流下对4类典型PT进行了单相接地与消失的试验;最后将试验结果与传统仿真结果比较,提出了一种考虑深度饱和下铁心励磁特性情况的计算思路。研究结果表明:即使远离Peterson谐振区域,开关型消弧仍会激发分频谐振或低频振荡,产生的半波脉冲电流幅值很高,容易导致PT熔断器熔断;采用励磁特性好的PT或4PT能有效抑制谐振;最后文中采用的考虑深度饱和下铁心励磁特性的仿真结果较传统仿真有更高的准确度,与实际测量数据相吻合。

交互区对纳米Al_2O_3-环氧树脂复合电介质短时击穿特性的影响

为了对纳米复合电介质的电气性能变化与显微结构之间的关系进行深入研究,以双酚A型环氧树脂为基体,通过机械分散法制备了不同浓度的纳米Al_2O_3-环氧树脂复合电介质。利用扫描电镜对试样的断面进行了观测,研究了不同含量的纳米粒子对复合电介质介电响应和工频击穿特性的影响。结果表明:纳米粒子在环氧树脂基体中分散均匀;随着掺杂量的增加,复合材料的介电常数和低频损耗先下降后上升,在纳米粒子质量分数为1%时达到最低;工频击穿场强先增大后减小,在纳米粒子质量分数为1%时达到最大,为43 400V/mm,相对纯环氧树脂提高约11.8%。分析认为,纳米粒子与环氧树脂之间形成的交互区是影响短时击穿的主要因素。微量掺杂时,交互区的厚度小于载流子的自由程,抑制载流子迁移,进而增大击穿场强,随着纳米掺杂量提高,交互区会发生重叠,降低击穿场强。

纳米MgO/环氧树脂复合电介质的介电性能研究

将纳米Mg O颗粒与环氧树脂混合后制得不同掺杂量的纳米Mg O/EP复合电介质,采用SEM观察纳米Mg O在环氧树脂中的分散情况,采用DSC测试环氧复合电介质的玻璃化转变温度,并研究了纳米Mg O对环氧树脂介电性能的影响。结果表明:纳米Mg O颗粒在环氧基体中分散均匀,掺杂Mg O可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度。随着纳米Mg O掺杂量的增加,介电常数先下降后上升,在掺杂量为1%时介电常数实部达到最小值,掺杂纳米Mg O使环氧树脂的中低频损耗明显降低;复合电介质的电导活化能和体积电阻率均随着纳米掺杂量的增加呈先上升后下降的趋势,在掺杂量为0.1%时电导活化能和体积电阻率达到最大;复合电介质的电气强度随着掺杂量的增加呈先上升后下降的趋势,当掺杂量为1%时电气强度达到最大值,相比纯环氧树脂提高了11.2%。

城市局地气候分类的地表热岛效应

为研究城市形态和地表性质对城市地表热岛效应的影响,以西安市为例,基于Landsat8遥感影像和建筑矢量数据,采用局地气候分类(Local climate zone,LCZ)方法,对主城区进行LCZ划分.通过Landsat8遥感影像反演夏季地表温度,研究不同类型LCZ内地表温度的分布特征,同时选取14个地块分析地表热岛强度,通过计算建成区LCZ的城市形态参数分析城市形态对地表热岛效应的影响,采用的参数包括:建筑密度(Building surface fraction,BSF)、绿地率(Ratio of green space,GSP)以及下垫面粗糙度(Height of roughness elements,HRE).结果表明:建成区LCZ地表温度整体高于地表性质LCZ,但温度变化更稳定;建成区LCZ内,高密度的建筑区域地表温度高于低密度区域;地表性质LCZ内,水体温度最低,3种植被型LCZ地表温度低于其余两类LCZ,裸地温度最高;建成区LCZ地块内,高密度的高层建筑和较高的绿化率能够降低地表温度,缓解地表热岛强度;地表性质LCZ地块中水体和林地的地表热岛强度较低.在城市规划中合理的增加水体和绿化的布置,降低建筑密度同时在室外人流密集的区域设置遮阳设施将有利于缓解地表热岛效应.

外窗遮阳系统太阳得热系数及其对空调负荷的影响

为研究外窗遮阳系统的太阳得热系数全年变化规律及外窗遮阳系统对空调负荷的影响,以南京市为例,对外窗遮阳系统的太阳得热系数在全年逐月的变化规律、3种外窗遮阳系统在不同朝向方位角上的年太阳得热系数及外窗遮阳系统对房间空调负荷的影响等进行了研究。结果表明:南向双玻中空外窗遮阳系统全年的月太阳得热系数相差最大达到0.10,且夏季太阳得热系数比冬季低13%;采用中置卷帘遮阳和外置水平百叶遮阳的外窗系统空调节能效果较好;此外,外窗遮阳系统的年太阳得热系数与空调全年累计负荷存在正相关关系,且采用中置卷帘和内置百叶遮阳的南向外窗,其全年累计负荷降低率大于采用相同遮阳形式的西向外窗。

电缆隧道火灾有效灭火技术试验研究

针对工业企业的电缆隧道的灭火技术进行试验研究,探讨电缆隧道火灾的有效灭火安全措施并对不同灭火措施的灭火效果进行分析。利用火灾动力学模拟程序软件对电缆隧道火灾进行模拟,研究火灾中喷淋系统启用前后各时间点测点温度以及各时段内的降温速率,并与试验结果作对比分析,论证了灭火实验结果有效性,确定了电缆隧道火灾中无机隔板和防火门的安全防火时效,以及4种常用灭火剂在各时段的灭火效果。

矿井提升机盘式制动系统安全监测技术研究

为保障非煤矿山的生产安全,防止安全事故的发生,给出了一种基于LabVIEW的提升机安全监控系统。全面介绍一种用于非煤矿山的安全监控系统方案,运用多重监测量(碟形弹簧力、闸瓦间隙等)相互验证的方法确保提升机发生事故前,能准确及时地发出报警,防止事故发生。基于此方案运用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发的一套与之配套的提升机安全监控系统软件,通过编程计算实现判断制动系统是否趋近失效。

我国空气源热泵地板辐射系统分区研究

近年来,空气源热泵地板辐射供暖技术不断发展,其气候适应性不断扩大,但我国缺乏对不同地区空气源热泵地板辐射供暖的性能评估,限制了其在我国的应用。基于EnergyPlus,采用实际供暖季节性能系数AHSPF和供暖保障率J 2个指标对我国41个城市的空气源热泵地板辐射供暖进行了综合性能评价。空气源热泵地板辐射供暖性能评估通过选址、建筑负荷计算、系统模拟和评估等过程进行。结果表明:空气源热泵地板辐射系统供暖在夏热冬冷地区表现优异,多层居住建筑实际供暖季节性能系数AHSPF在3.03~3.88之间变化,高层居住建筑AHSPF在3.96~4.83之间变化;寒冷地区AHSPF虽然偏低,但能较好地提高室内温度.具有推广意义。用彩色图谱给出了AHSPF和J 2个指标的分布,并通过分析供暖期内COP频次分布,指出了空气源热泵地板辐射供暖系统的不足。

亚慢性铝暴露致大鼠认知障碍的Sirt1-Keap1/Nrf2信号通路机制

目的:观察亚慢性铝暴露对大鼠海马沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,Sirt1)、Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白(Kelch-like ECH-associated protein-1,Keap1)、核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor2,Nrf2)和微小RNA-128-3p(miR-128-3p)表达水平的影响,探讨miR-128-3p和Sirt1-Keap1/Nrf2信号通路在铝致大鼠认知障碍中的机制。方法:选取32只6周龄SPF级健康雄性SD大鼠,体重(190±20)g,按体质量随机分为4组:对照组、低剂量(10μmol/kg)组、中剂量(20μmol/kg)组和高剂量(40μmol/kg)组,每组8只。腹腔注射麦芽酚铝建立大鼠染毒模型。染毒结束后,Morris水迷宫实验来检验大鼠的学习记忆能力,Western blot检测大鼠海马组织中Sirt1、Keap1和Nrf2蛋白的表达,RT-qPCR检测海马组织miR-128-3p的表达,冰冻切片荧光染色检测大脑皮层活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。结果:(1)在定位巡航实验中,第3、4和5天铝暴露组大鼠的逃避潜伏期均显著高于对照组(P<0.05)。第6天,高剂量组与对照组和低剂量组相比穿越平台和平台象限的次数均减少(P<0.01)。(2)各组大鼠海马组织中Sirt1和Nrf2的相对表达水平随着麦芽酚铝暴露剂量的增加逐渐降低;Keap1的相对表达水平随着麦芽酚铝暴露剂量的增加逐渐升高,且高剂量组中miR-128-3p相对表达水平显著高于对照组(P<0.05)。(3)随着染毒剂量的增加,大鼠海马中谷胱甘肽过氧化物酶的含量逐渐减少,ROS水平逐渐升高。结论:亚慢性铝暴露可激活大鼠海马中miR-128-3p的表达,抑制Sirt1-Keap1/Nrf2通路,使Sirt1-Keap1/Nrf2通路不能被激活发挥抗氧化能力,大鼠的抗氧化系统失衡,导致大鼠神经细胞氧化损伤,表现为大鼠的认知功能降低。

公安院校基于python语言的程序设计网络课程教学探索

Python语言自诞生以来,在统计分析、科学计算可视化、人工智能、机器学习、深度学习、系统运维等几乎所有专业和领域得到了广泛使用,是最受欢迎的程序设计语言之一。为适应从公安工作维护网络安全的实战需求,公安院校有必要开设Python面向对象程序设计课程。针对网络安全与执法专业学生,可开设必修课Python程序设计,替换原有的C++程序设计课程,满足面向对象程序设计教学需要。其他公安专业学生,可以选修课的形式,开设Python编程基础与应用、Python爬虫入门、Py?thon信息提取与数据分析、Python机器学习应用等课程。

基于全景图的城市街区太阳日总辐射计算方法对比

太阳辐射是影响城市室外热环境的关键气象要素。在西安建筑科技大学校园内18个具有不同街道形态特征的地点进行了太阳辐射日总值实测,并利用百度地图平台获取了街道全景图。利用PTgui和Rayman模型软件对全景图进行分析后获取了鱼眼图像、天空开阔度(SVF,Sky view factor)和树木遮挡水平(TVF,Tree view factor)数据,在每个测点利用鱼眼图像与SVF分别采用两种不同的计算方法对该测点的太阳总辐射日总值进行了计算,并依据TVF对每个测点进行了分类。将计算结果与实测结果对比后,结合分类结果,发现在TVF较大(TVF≥0.3)和较小(TVF<0.3)的点分别采用不同的方法,得出的计算值与实测值更接近。综上,为了保证计算结果的准确性,在进行测试城市中不同地点的太阳辐射日总值计算时,应依据测点的环境形态特征选取不同的计算方法。

X射线数字成像技术在GIS检测中的应用研究

目前GIS设备的常用检测方法主要包括超声波局部放电检测法、超高频局部放电检测法及SF6分解物检测法。运用此类方法对GIS设备进行诊断时,检测人员一般只能给出大致的判断,但也有可能漏判或误判。本文在分析GIS设备缺陷及故障的基础上,通过介绍X射线数字成像技术,提出将X射线数字成像技术运用到GIS设备的缺陷检测,以实现对GIS设备的可视化检测。同时运用X射线数字成像技术,通过实验室内的缺陷模拟装置,对异物类、装配类及材料类三类缺陷进行了检测,确定了X数字成像在GIS检测中的检测范围。实验结果表明:X射线数字成像技术可对GIS设备的大部分缺陷进行可视化检测,从而验证了该方法的有效性。

基于电容器组中性点信号注入的电容电流测试方法

准确测量电容电流是安装消弧线圈的前提。目前规程推荐的间接测量法中,通过母线电压互感器开口三角绕组注入异频电源信号的测试方法运用较为普遍。但在采用该方法测试时,供电部门普遍发现误差较大,且过程复杂。为此,在分析该方法误差产生原因的基础上,提出了利用单相电压互感器,通过电容器组中性点注入异频信号的新方法,对该方法的计算误差进行验算,并在实验室及现场进行了试验验证。试验结果表明,在不接地系统对地电容不超过65μF时,新方法的误差控制在3%以内,满足现场测试准确度要求。

高压开关柜故障分析及防范措施

通过介绍发生的5起典型开关柜故障,对开关柜在设计制造、设备选型、运维检修方面暴露的问题进行了分析,从防止弧光过电压、防止铁磁谐振过电压、提高设备防护水平和提高设备运维检修质量4个方面提出了改进措施。