溶胶-凝胶制备TiO_2空气净化特性研究

利用XRD等手段对以钛酸四丁酯为原料采用溶胶-凝胶法制备的TiO2纳米粒子的表面特性及其对空气环境中乙醛的光催化降解性能进行了测定。结果表明,乙醇与钛酸四丁酯体积比、溶胶pH、加水量和焙烧温度等对催化剂降解乙醛的活性有显著影响。在实验条件范围内,较短胶凝时间制备出的纳米粉末晶粒尺寸较小,活性较高。焙烧温度不但影响TiO2粉末的粒径,而且对晶型的组成也有影响。锐钛矿晶型的光催化活性明显高于金红石晶型,锐钛矿型向金红石型转变的临界温度在(500-600)℃。实验得到TiO2最佳制备条件为:V(乙醇)∶V(钛酸四丁酯)=4、溶胶pH=3.0、加水量4 mL和焙烧温度(400-500)℃。

乙醛光催化降解的动力学研究

利用气相色谱分析技术,在自制的间歇式循环反应系统中对乙醛的气-固相光催化降解动力学行为进行了实验研究.结果表明:当乙醛初始浓度较高时,如果催化剂表面辐射强度较低,则反应过程处于光子传递控制过程,反应速率与光强成正比,若催化剂表面辐射强度较高,则反应过程符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程;当乙醛初始浓度较低时,随着紫外光辐射强度从低到高变化,光催化反应均为一级反应过程,反应速率常数随着光强的增加而增大,但当光强大于11.6 W/m2时,光催化反应过程处于表面作用控制过程,光强的提高对反应速率不再有促进作用.

某报告厅空调系统的设计及其能耗分析

介绍了西安某办公楼报告厅空调系统的设计。分别应用置换通风与混合通风两种通风方式,在室外和室内设计参数相同的情况下,充分比较了它们在送风量、新风量、能耗以及室内空气品质的不同。结果表明在某些应用场合,置换通风在空气品质提高和能耗降低上有明显的优势,同时这种优势不以牺牲热舒适性为代价,因此建议使用置换通风系统。

建筑布局对住宅住区室外微环境的影响研究

建筑布局形式会显著影响住宅小区的微环境。以青岛市居住区最常采用的3种建筑布局形式(行列式、围合式、点群式)为研究对象,采用城市微气候模拟软件ENVI-met进行数值模拟,研究了不同建筑布局居住区的室外微环境特征。结果表明:不同建筑布局的微环境存在较大差异,围合式和行列式建筑布局比点群式更易产生热岛效应。

工科类本科专业《数值分析》课程建设的思考与设想

传统《数值分析》课程,作为应用数学课程分支,重理论、偏基础,缺乏完善的实践引导.同济大学机械专业本科实验班《数值分析》课程的开设,旨在以专业案例为教学载体,引导基础理论的学习与理解,并掌握利用数学工具解决工程问题的实践方法.总体阐述了目前国内《数值分析》课程面向工程实践应用的改革发展情况,并围绕工程机械设计与应用实践进行了案例综合,以案例引导重新整合了数值分析理论的相关性.由此,围绕工程机械这一典型综合案例的数值分析教学,以连贯的典型机械组成、设计、加工与控制案例分析带动数学理论的理解,同时辐射后续的机械设计与加工工艺、机械运动动力学原理以及流体传动与控制等专业课程.此举对于加强本科学生培养的连贯性并提升学生就业乃至从事科学研究的核心竞争力,具有积极的意义,也是数值分析教学与学生培养方法上非常重要的尝试.

建筑环境与能源应用工程专业毕业设计配套课程建设与效果调查

为保证毕业设计质量,同济大学机械与能源工程学院针对建筑环境与能源应用工程专业毕业设计教学中存在的不足,启动了毕业设计配套课程即工程设计方法课程的建设和教学工作。该课程设置"综合设计知识""绘图设计知识""产品设计知识"三大类教学模块,邀请具有工程背景的专业教师、资深设计师和技术人员开设讲座课,讲授与实际工程设计直接相关的知识和案例。课后教学效果调查结果表明,该课程在毕业设计中的作用得到学生高度认可,其中"综合设计知识"教学模块最受学生欢迎。文章对此项课程建设及其效果进行了介绍。

冷水机组运行策略对比评价

冷水机组的运行能耗约占整个空调系统能耗的30%~40%,冷水机组运行策略的优劣对建筑节能管理有很重要的作用。为了更好地了解目前冷水机组的运行现状并指导冷水机组的运行策略制定,研究者对上海市建筑进行实地调研,通过调研结果整理出三种常见冷水机组运行策略。并以上海某办公建筑的制冷系统为例,在TRNSYS上建立制冷系统基准模型,对三种常见运行策略的能耗、冷冻水供水温度、机组运行时间均匀性进行评估。研究结果表明,优化排期策略能耗最高,但供水温度能控制在较低水平,舒适性较好,且机组运行时间方差较小;依据冷负荷控制的运行策略能耗居中,但平均供水温度和机组运行时间方差较大,不利于舒适性和机组整体寿命;COP优化运行的能耗最低,平均供水温度居中,机组运行时间方差较大。

空调水系统仿真技术的现状和发展趋势

水系统的优化设计和高效运行是集中空调系统能效提升的重点和难点,模拟仿真技术是空调水系统研究的常用方法,其在空调系统整个生命周期中扮演着重要的角色。从基础数学模型的开发求解以及仿真软件的应用改进两方面,进行文献的梳理和归纳,在此基础上提出集中空调水系统仿真技术发展的建议,为空调系统精细设计和高效运行奠定基础。

基于现场调研和分项计量数据的冷水机组序列控制策略分析

冷水机组的运行能耗约占整个空调系统能耗的30%～40%,冷水机组运行控制策略的优劣对建筑节能管理有很重要的作用。然而实际管理方对机组的运行管理不够重视,操作人员的专业知识不够,并且存在粗放操作的行为,因此冷水机组运行策略优化控制具有很大的节能潜力。为了更好地了解目前冷水机组的运行现状并指导冷水机组的运行,对上海市建筑进行实地调研,并结合分项计量数据,分析目前冷水机组的运行策略,总结出运行人员的运行策略。得到的结论显示目前采用的冷水机组控制策略过于简单,不注重冷水机组的优化控制,实施优化控制策略具有很大的节能潜力。

澳门城市中心区碳排放分析评估方法

现有关于碳足迹评估的文献多数依赖由上而下的经济系统输入输出方法对国家范围或区域尺度进行分析,或者局限于应用由下而上的生命周期评价方法来分析单一建筑系统。如何从街区或小区范围(即城市设计尺度)来评估低碳城市绩效,以了解城市内部空间结构对碳排放的影响,仍然有待研究。研究选取澳门城市中心区的2个面积约为1 km2的街区—新口岸区和佑汉区,进行城市空间形态、建筑类型、能耗与碳排放关系的分析,根据建筑的碳排放和太阳能接受度分析结果,归纳出低碳城市设计的原则。

集成算法在工程核心部件剩余寿命预测中的应用

工程核心部件剩余使用寿命的准确预测可辅助运维人员提前发现设备运行的潜在风险、减少事故的发生。提出一种基于特征匹配的遗传规划和LGB集成的算法,运用有限数据集提升单模型的预测精度。该算法应用于2019科大讯飞工程机械核心部件寿命预测挑战赛,对算法的适用性和有效性进行了验证。

规范型建筑能耗模型及其应用

本文介绍了一种基于国际规范的标准化计算方法,该方法是一种准静态的建筑能耗模拟方法,在计算速度上有较大的优势。基于美国佐治亚理工学院开发的EPSCT软件,结合青岛市某行政办公建筑的实际数据,对该方法在中国的适用性进行了研究。研究结果表明,规范型建筑能耗模型可以应用于中国的大型公共建筑。

夏热冬冷地区外墙保温材料厚度的经济性分析

以夏热冬冷的上海地区为例,建立了计算墙体保温材料经济厚度的数学模型,分析了不同保温材料的经济性及其对不同燃料能源产生的温室气体排放量的影响。结果表明,随着保温材料厚度的增加,总投资费用先减小后增大,存在使总投资费用最低的经济保温厚度;当电作为能源时,XPS、EPS、聚氨酯泡沫、玻璃纤维棉及气凝胶保温材料的经济保温厚度分别为63、81、48、54、9mm,新型气凝胶保温材料具有最小的经济厚度。

基于能耗调研的北方小区形态优化策略研究

城市规划因素对住宅能耗有着不容忽视的影响。以青岛市为背景,通过对青岛市5个居民小区的家庭特征及住宅能耗的调研,采用相关性分析、回归分析及聚类分析等方法,研究北方集中供暖地区住宅能耗的影响因素,发现离海距离、建成时间和建筑高度是影响住宅能耗的三个最重要因素,而住户的家庭结构会影响住户的季节用能特性及能耗高低。基于此统计结果,采用能耗模拟软件DesignBuilder对不同容积率下的住宅小区进行了能耗模拟,探讨控规参数对住宅建筑能耗的影响,并据此提出了住宅小区规划参数优化建议。

上海市商业建筑冷水机组控制策略的现状分析

在提倡建筑节能的今日,冷水机组能耗是一个值得注意的部分。冷水机组的控制策略和操作人员的操作行为影响着系统运行的实际情况,决定了能耗,因此优化冷水机组控制策略可以有效降低建筑能耗。通过实地调研上海市的多栋建筑,采用决策树法及热图法分析出了两种常用的控制策略并做出评价。总结归纳出了上海市冷水机组控制策略的现状并指出存在的一些问题。

乙醇的低温光催化氧化实验研究

利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),在间歇式反应器中研究了高浓度乙醇的低温光催化氧化特性。研究结果表明,FT-IR技术能够用来研究气态有机物的光催化降解特性;在乙醇的光催化降解过程中,有乙醛等中间产物生成,乙醇先被氧化为乙醛,再被氧化为二氧化碳;在间歇式反应器中,乙醇的循环流量对乙醇的瞬时降解速率影响不大;高浓度乙醇的低温光催化氧化过程可以用单步Langmu ir-H inshelwood方程来描述;温度对乙醇光催化氧化的初始反应速率的影响十分显著,高浓度乙醇的初始反应速率随温度的升高而迅速提高。

基于贝叶斯网络的变风量末端故障诊断方法

针对压力无关再热型变风量末端的15种典型故障,提出了一种基于贝叶斯网络的故障诊断方法。根据某建筑实际运行系统建立了Dymola仿真模型,并基于模拟故障数据对所提出的诊断方法进行了验证。结果表明,该方法对于绝大多数故障都可以成功检测并分离,有着较高的准确性和可靠性,并且可较好地应对实际工程中存在的数据问题,将实时故障诊断的应用场景进一步推广。

被动式建筑供热供冷系统的控制

随着全球能源消耗与地球变暖,使用被动式系统对建筑进行供热与供冷的做法逐渐受到关注。为实现对系统的最优控制,现代的商用被动式系统常常会配备控制设备和自动控制器。然而,由于外界环境参数变化速度极快,被动式系统易受其影响,因此对被动式系统进行控制较为困难。并且,被动式系统常常与主动式系统和其他被动式系统同时协同工作,这使得对系统的控制变得较为复杂。先前,对此方面的大部分研究均着重于分析被动式系统的设计,而尚未有研究者对被动式系统的运行方面的问题做出研究。因此,为研究现存被动式系统的控制机制,阐明了目前被动式系统的应用障碍和有关被动式系统的新研究方向。

分项计量平台数据质量故障诊断与修复

为满足能耗监管的目的,有大量电表支撑的分项计量平台在中国商业建筑中得到推广和使用,电耗数据可用来进行能耗分析。然而,由于环境电磁干扰以及其他电表故障,电耗数据的质量受到质疑。提出了一种基于相关系数和数据光滑度的方法,来分别诊断等比例偏离故障和环境干扰故障。对上海某建筑的测试发现,当故障电表个数较少时,该方法可获得较高的准确率。考虑到多个电表同时发生故障的可能性较小,该方法可应用于工程实际。

新供给模式下城市建筑屋顶光伏发电的利用潜力分析

为了提高城市建筑屋顶光伏发电系统的利用价值和经济效益,从不同的用户侧角度分析,利用k均值聚类的方法得到了不同类型城市建筑的用电特征,并与软件模拟得到的典型屋顶光伏发电系统的发电特征结合进行了匹配分析,提出了"在居住建筑的屋顶安装光伏发电系统,为周围办公建筑供电"的模式。以上海市10个区域为例,结合模拟退火算法,计算得到经济效益最大、利用价值最高时,某特定区域城市建筑屋顶用于安装光伏发电系统的理论最佳面积比例。本研究结果可为未来城市屋顶光伏发电系统的规划和设计提供新的思路。