基于无人机摄影测量的建筑表皮光伏设计与效益评估

在建筑表皮部署光伏(PV)是有前途的策略,可以使建筑生产可再生能源并实现社会的碳中和目标。当前缺乏用于光伏建筑集成设计和效益评估的建筑精细化实景建模方法,难以对光伏的产能和视觉效果进行详细分析,形成合理方案。以无人机倾斜摄影测量技术为基础,结合参数化分析和美学设计方法,探索出用于建筑表皮光伏设计和效益评估的整体性方法。对天津市一教育性建筑进行了案例研究,得到了优化的光伏组件部署方案和产能潜力评估结果。为今后更多建筑的屋顶、立面光伏设计提供理论依据和方法借鉴。

冰上运动建筑曲面光伏参数化集成设计研究

2022年冬奥会成功举办,国内掀起了冰上体育运动的热潮,冰上运动建筑需求量和能源消耗量随之增长。光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)作为建筑节能的主要手段之一,在体育建筑屋面具有较大的集成潜力。通过建立寒冷地区曲面冰上运动建筑典型模型进行集成设计研究,基于Grasshopper参数化平台实现新型柔性CIGS薄膜光伏组件沿屋面曲线形态的优化布置,从两个层级出发,提出参数化设计方法与构造措施。通过Honeybee进行能耗模拟,结果表明,该柔性光伏系统全年可以为冰上运动建筑降低15.82%的能量消耗,进而验证了该方案的节能性,为建筑师进行寒冷地区曲面冰上运动建筑设计的节能优化设计提供数据支撑及科学依据。

超疏水/超亲油含棉复合材料构造及其油水分离应用

以多丙烯酸酯基化合物与多氨基化合物胶凝作用形成的凝胶体系为基础,引入棉纤维、含短氟碳链单体、交联单体、引发剂,基于原位聚合法制得超疏水/超亲油含棉复合材料[OC-PG@P(DVB-HFBMA)]。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构,探究了其对水相及油相展现的不同特殊润湿行为并评价其应用稳定性。结果表明,OCPG@P(DVB-HFBMA)的水接触角大于158°,水滚动角为1°,油接触角为0°,具有出色的超疏水/超亲油性及突出的油水分离性能。

电芬顿法耦合技术处理废水的研究进展

综述了电芬顿法耦合技术处理废水的研究进展,指出了电芬顿法在应用方面的不足,从降解基本原理与系统构建方面重点介绍了光催化、超声、微生物燃料电池和三维粒子电极等技术与电芬顿法耦合所带来的优势与缺点,并分析了各系统的降解效率。最后,对多种技术耦合的系统进行了展望。

废弃天然资源回收利用构筑超浸润材料的研究进展

对废弃天然资源进行有效回收与利用,有助于提高资源利用效率,实现绿色治理,从而促进可持续发展。超浸润材料因其独特的润湿性质,已在环境治理、油水分离、光热蒸发等多个领域得到广泛应用。以废弃天然资源为原料构建超浸润材料逐渐成为当前研究的焦点。综述了废弃天然资源用于构筑超浸润材料的最新进展,系统介绍了这些资源的来源,并全面论述了常见制备方式的优缺点。同时还探讨了废弃天然资源回收利用所构建的超浸润材料在环境治理等方面的应用,并对其未来发展趋势进行展望。

基于参数化分析的校园光伏潜力评估方法及其应用

针对我国校园的面积和建筑能耗逐年上升、可再生能源使用不足的问题,以校园建筑群的光伏潜力为研究对象,综合校园建筑特点和实际用能需求特征,使用参数化分析工具建立了一种可用来定量评价校园光伏潜力的流程方法。将该方法运用于南开大学津南校区,构建了光伏评估数据集,计算了校园整体和内部功能组团的光伏可安装面积,分析了光伏阵列的最佳部署方式,并预测了发电量和光伏替代情景。研究结果表明,运用所提评估方法能够较为快速准确地计算得出校园总体和各功能组团的光伏发电潜力,生成光伏部署策略;同时,研究结果为其他校园建筑群提升可再生能源应用水平、减少碳排放提供了方法参考。

金属基无氟超疏水颗粒涂层构造及抗结霜性能

通过不饱和脂肪酸高温处理微米级还原铁粉以进行疏水性修饰,再将其作为微米级种球,借助相似相容原理向该种球体系中引入单体(DVB)及引发剂(AIBN),并在负载过程中共混无机纳米材料,再采用滴涂方式使负载粒子涂覆于基材表面,基于热引发作用发生聚合反应,无需黏合剂作用就可直接形成具有抗结霜功能的金属基无氟超疏水颗粒涂层,同时在抗污自清洁领域显现良好的应用性能。

艾德莱斯宽幅化生产工艺探析

艾德莱斯作为民族文化的瑰宝,其鲜艳明亮的色彩搭配和极富地方特色的图案,使得这类产品深受当地人民的喜爱。然而随着社会的发展,艾德莱斯生产却停滞不前,面临没落的深度危机,最主要的原因是传统的工艺流程与设备大幅限制了艾德莱斯的幅宽,使其难以适应现代服装市场。为改善艾德莱斯的现状,本文针对传统艾德莱斯幅宽过窄的问题,通过对小样织机进行一系列的改造,采用双经轴织造,以双幅织物实现艾德莱斯宽幅化,并结合实际织物小样,对传统木织机实现宽幅艾德莱斯织造进行了构想与再设计。结果表明,宽幅艾德莱斯可将传统艾德莱斯的幅宽扩大近一倍,在不改变艾德莱斯原本图案、色彩及组织结构的情况下,有望实现其宽幅化生产。

单面起绒的双面艾德莱斯设计与制作

传统艾德莱斯的组织固化、品种单一、应用范围受限制,主要局限于制作女性的夏季衣裙。在保持传统艾德莱斯加工制作方法基本不变的前提下,通过对织物组织的创新设计,利用杆织法经起绒的方法使织物的一面呈现起绒效果的艾德莱斯外观,使织物的另一面依然呈现传统艾德莱斯的外观,即单面起绒的双面艾德莱斯。文章介绍了单面起绒的双面艾德莱斯的设计及织造过程,并通过改变经纬纱的密度、绒经与地经和里经的张力差、经纱的缩率、打纬力度及起绒杆的直径和硬度等参数来达到预期的起绒效果。该新型织物不仅具有双面效应,还有绒面效果,进一步改善了织物品种。此种面料不但有其独特的用途,而且能带来系列产品的延伸和市场的拓展。

间隔跨距对玄武岩纤维/聚酰亚胺纤维三维间隔热防护织物性能的影响

为了开发具有优异阻燃隔热性能的防护面料,以玄武岩纱线和聚酰亚胺纱线为原料,设计并织造4种不同间隔跨距的三维间隔机织物,探究间隔跨距对三维间隔机织物力学性能、阻燃隔热性能、热防护性能以及热稳定性的影响。研究结果表明:随着间隔跨距增大,织物的力学性能逐渐增大,当间隔跨距为17根纬纱时,顶破强力最大;三维间隔机织物的隔热性能以及热防护性能随着间隔跨距的增大呈现先增大后减小的趋势,在间隔跨距为17根纬纱时,热阻值以及织物热防护性能(TPP值)达到最大,分别为59.15℃•m^(2)/W和1136 kW•s/m^(2);4组样品的阻燃性能以及热稳定性均良好,结构对热稳定性影响不大。

晋东南传统聚落水环境适应性营造智慧——以晋城市泽州县南峪村为例

水环境的适应性营造是生态适应性的重要组成部分。为了探究晋东南水环境的适应性,研究在现场调查和建筑测绘的基础上,利用空间句法软件Depthmap分析选址布局与水环境物质底板的关系,将晋东南传统聚落水适应性环境营造总结为"双层循环子系统"的宏观框架和"单一元素多功能使用"的系统特征,同时将其微观呈现归纳为四个方面。得出结论:第一,城市化背景下传统聚落的变革模式应该延续"缓慢渐进的适应模式"来创造和改善人居环境。第二,"从与自然共生的角度出发"和"整体与个体相结合"是晋东南传统聚落水适应性环境营造经验总结,对解决现代城市问题有重要的借鉴作用。

科学实验平台压载水系统的经济性优化

采用序列二次规划法对科学实验平台压载水系统的管径进行经济性优化,对目标函数进行比选,结果表明:生命周期费用(使用周期内投资运行等总费用)较于建造成本费用(材料、安装费用等初始投资费用)更加适合作为科学实验平台的经济优化目标函数;对管道约束条件中的压力降控制值约束分析后发现,对生命周期优化能进一步提升优化效果,对建造成本优化能够大幅改善优化结果,不再陷入管径的极小值.可以得出压力降控制值约束对两种优化方式都有一定的帮助作用,并对该海洋平台压载水系统的控制值进行推荐.

自修复双层微胶囊的制备及其在玄武岩织物上的应用

为提高玄武岩织物的抗折性能,首先用原位聚合法制备单层微胶囊,囊壁为三聚氰胺-尿素-甲醛共聚物(MUF),囊芯为环氧树脂;然后将固化剂二氨基二苯砜吸附在单层微胶囊表面,以MUF再次包覆制成双层微胶囊;最后将双层微胶囊涂覆到玄武岩织物表面。测试了微胶囊的微观形貌和化学结构,分析了微胶囊自修复玄武岩织物的自修复性能。结果表明:制备的微胶囊结构致密、表面光滑;当玄武岩纤维受到破坏时,微胶囊破裂流出修复剂和固化剂通过聚合反应生成网络大分子修复裂纹;修复7 d后玄武岩织物的最大断裂强力和折皱回复性能可基本恢复,延伸性能有很大改善,抗折性能得到有效提高。

双面艾德莱斯织造工艺及设备的探索与实践

传统艾德莱斯具有优美的图案与艳丽的色彩,但其制作工艺原始,织物组织结构单一,以至于在市场中难以受到消费者的青睐。本文基于其织物组织结构,设计出了新型双面艾德莱斯,并论述了如何据此改造小样织机,使其可以适应双面艾德莱斯的织造要求,同时使该技术能够推广应用到实际生产中去;其次,通过研究双面艾德莱斯的织造工艺,攻克了织造小样时遇到的操作难题,总结出了许多实用的经验与技巧。最终成功织得双面艾德莱斯,同时也阐明了双面艾德莱斯产品的实际应用价值,这些尝试为其实际推广与应用奠定了理论与实践基础。

平遥古城信仰建筑区域：记忆、活化和保护

平遥古城是我国古代杰出建筑成就,是承载中华民族历史及发展文明的文化地理遗产。面对古城保护发展面临的发展失衡、风貌散失、“肌理”失调等风险,本文针对性地研究了古城布局中主要建筑区域周边或居民院落环境中的信仰建筑,根据实际调查形成的档案资料并进行多维度分析研究,探究其原生文化价值,提出以活化古城信仰建筑空间、实施活化策略带动古城升级保护的方法。以开发古城原生的“地方制造”,全面推进古城新时代国际化视角下的可持续保护发展。

当代环境艺术设计中的生态性研究

在可持续发展理念影响下,环境艺术设计不仅要保障设计成果的美观、实用,还要避免对自然资源的过度消耗与自然生态环境的破坏,树立生态性本位的环境艺术设计思想。基于此,指出当前环境艺术设计中所存在的生态性问题,并提出了生态性环境艺术设计的可行方法。

顾及时段连续性的VTEC多项式分段建模

多项式拟合建模方法常用于建立单站或小区域电离层VTEC(Vretical Total Electron Content)模型。由于电离层性质时刻变化,通常采用分段常数的方法分时段估计模型系数,各段模型系数不相关,时段间VTEC连续性无法保证。本文分别采用对拟合结果平滑和附加约束条件估计模型系数的方法改进分段模型时段间节点处不连续的不足,建立顾及时段间连续性的分段VTEC多项武模型,并利用实测BDS(Beidou Navigation Satellite System)观测数据求解单站VTEC。实验结果证明,对结果的平滑方法和附加约束条件系数估计方法均能实现VTEC序列时段节点连续,其中以模型展开点处拟合VTEC相等为连续性约束条件的系数估计方法效果最优,拟合VTEC与GIM(Global Ionosphere Map)参考值符合较好,拟合序列能较准确反映电离层变化规律。

基于原位聚合构造特殊润湿性复合材料的研究与应用进展

本文总结了基于原位聚合构造特殊润湿性复合材料的最新进展,首先介绍了基于特殊润湿性的机制及自然界中的特殊润湿性现象,指出人工构造特殊润湿性复合材料的常见方法,举例说明了各类方法的优势与缺陷,并指出原位聚合法构造特殊润湿性复合材料的原理及其优势。其次,以原位聚合法为核心,讨论了3种类型的特殊润湿性复合材料构造现状,包括特殊润湿性涂层复合材料、特殊润湿性纤维复合材料、特殊润湿性多孔复合材料。同时还讨论了原位聚合构造特殊润湿性复合材料在油水分离、水雾收集、液滴操控等领域的应用现状,对其作用机制、材料类型、应用性能进行了综述。最后总结了原位聚合构造特殊润湿性复合材料目前面对的挑战和未来前景。

SiO_(2)气凝胶/玄武岩涂层织物的制备与防火性能

采用具有热反射性能的金红石型纳米二氧化钛与所制备的二氧化硅气凝胶粉末为填料,以水性聚氨酯为基体,在耐高温的玄武岩织物表面进行涂层,制备出耐高温的防火涂层。结果表明:涂层与织物结合紧密,改善了织物的力学和防火性能(包括反射热辐射和隔热性能);涂层中加入纳米二氧化钛使涂层获得良好的反射热辐射性能;SiO_(2)气凝胶粉末含量为10%时,涂层隔热性能和力学性能最优。

蓟镇暗门考实——分布、形制、功能

暗门在明长城沿线各镇普遍设置,与"关""口"共同构成3级跨境交通设施。研究以在建的世界首个明长城全线无盲区图像与三维数据库为基础,在遗存相对丰富的蓟镇明长城沿线发现、定位、踏勘、测量53座暗门,首先依据形制、构造进行归类分析,再结合明代善本舆图和方志史料,分析暗门的选址布局规律、功能分化,并比较蓟镇暗门与宣大、延绥等防区的数座暗门,以数字化测量记录与跨地域比较填补古代军事建筑的暗门研究缺环,有助于将长城沿线跨境交流秩序带更全面地揭示出来,以支撑"长城沿线国家文化公园体系"建设。