建筑垂直外壁面温度分布及换热系数实测研究

通过实测对建筑垂直外壁面温度的变化规律及外壁面的换热系数进行了研究。通过对某高层建筑南向立面表面温度等参数的实测研究发现,建筑垂直外壁面温差受建筑高度、风速、太阳辐射强度、空气温度的综合影响,通过对不同高度不同时刻的外壁面温差进行二级曲线拟合,得到了壁面温差计算式。且其最大误差不超过2.9℃。此外,建筑外表面换热放热系数受风速和建筑高度影响显著,在已有研究成果的基础上,利用试验结果回归分析得到了外壁面换热系数。

北京市1989—2010年地表温度时空分异特征分析

以3S技术为支持,采用TM数据、应用单窗算法对1989—2010年间北京市五环内地表温度(land surface temperature,LST)进行反演,并采用同步的MODIS温度产品对反演结果进行对比验证。在此基础上,利用距平值分析和剖面线分析等方法揭示了20多a来北京市地表温度的时空分异总体特征;基于归一化水汽指数(normalized difference moisture index,NDMI)和归一化建筑指数(normalized difference building index,NDBI)分析了研究区内地表温度的时空变化特征,定量揭示并阐述了地表温度和NDMI及NDBI的相关关系。研究结果表明:反演温度可较为真实地反映研究区地表热量的空间差异;北京地表温度时空变化特征明显,同一时段、不同土地覆盖类型的地表温度差异较为显著,热岛效应明显;地表温度和NDBI呈显著的正相关,与NDMI则呈显著的负相关,NDMI和NDBI在表征地表热特征方面均是较好的指标。该结果为监测北京地表温度变化及其时空分布特征提供了依据。

表面保温措施对大体积底板及侧墙混凝土开裂风险的影响

表面保温是控制大体积混凝土开裂的重要措施,不同结构大体积混凝土产生裂缝的特点及原因均有所不同.基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合评估机制和模型,评估了大体积底板及侧墙结构混凝土的开裂风险,定量分析了表面保温措施与开裂风险之间的关系,结合不同结构尺寸及开裂原因,提出了精细化表面保温措施及裂缝控制方案.

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。

北京地区陆表温度空间分布特征与下垫面的关系

利用北京地区1999年7月1日的Landsat 7/ETM+数据,在RS和GIS技术的支持下,以陆表温度(LST)的遥感定量反演以及土地覆盖分类为基础,用热岛比率指数(URI)表征LST的空间分布差异,用土地覆盖类型、归一化建筑指数(NDBI)、归一化植被指数(NDVI)表征下垫面性质,对北京地区LST空间分布特征与下垫面的关系进行研究.结果表明:不同土地覆盖类型的LST不同,林地、水体的LST较低,城市建设用地和裸壤的LST较高;LST变化的幅度与土地覆盖类型所占比例有关,其变化的频率与土地覆盖类型的变化的复杂程度有关;LST值与NDBI呈正相关(r=0.648 6)与NDVI呈负相关(r=-0.704 4).

丰满重建工程碾压混凝土坝越冬结合面内外温差研究

以丰满重建工程碾压混凝土坝为研究对象,基于分布式光纤测量得到的温度监测数据,对严寒地区碾压混凝土坝越冬长间歇施工条件下越冬保温后、寒潮期间、极大昼夜温差下三个方面的越冬结合面内外温差规律进行研究。研究结果表明:严寒地区实现了在-30℃条件下大规模埋设分布式光纤测温的可能;越冬结合面表面温度变化较为稳定且缓慢下降,经越冬保温后其内外温差大大减小,而寒潮期间和极大昼夜温差下的内外温差均增幅不大,可见保温效果较好。研究成果可为类似工程提供参考和借鉴。

昆明城市建筑物外墙壁面对庭院气温的影响

以低纬度高原城市昆明市为对象,利用冬季(1月)和夏季(7月)不同高度的建筑物外墙壁面表面温度、外墙壁面近旁气温和对应高度的庭院气温实测资料,分析了城市建筑物外墙壁面对庭院不同高度气温的影响。得出:建筑物外墙壁面对庭院气温垂直分布的形成有着不可忽视的热力效应,其效应随季节、昼夜以及壁面方位、高度的不同而各异。建筑物外墙壁面与庭院大气相互影响,昼间建筑物外墙壁面向庭院大气传热,呈现热源效应,随高度增加,热源效应减小;夜间建筑物外墙中、上部壁面从庭院大气吸收热量,呈现热汇效应,随高度增加,热汇效应增大。冬季各壁面的热力效应差异显著,昼间的热源效应南向壁面最为显著,北向壁面热源效应为负,夜间的热汇效应北向壁面最大;夏季各壁面的热力效应差异小于冬季,昼间的热源效应西向壁面较大,夜间的热汇效应东向壁面较明显。分析表明:城市建筑物外墙壁面的热力效应不可忽视,其对立体城市气候的形成有着重要的贡献。

基于Landsat遥感数据的城市热岛效应及影响因素——以襄阳市为例

以Landsat 8 TIRS遥感影像为基础数据,运用遥感技术反演襄阳市地表温度,计算热岛效应强度指数,定量分析襄阳市城市热岛效应的时空分布特征及发展趋势,并结合归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)与地表温度进行相关性分析,探索地表植被分布状况和建筑密度对城市热岛效应的影响。结果表明,襄阳市的城市热岛效应在2014—2017年逐渐增强,热岛扩散范围主要为城市新建开发区及交通网的延伸区域。城市地表温度与归一化植被指数呈明显负相关关系,与归一化建筑指数呈明显正相关关系,且地表温度与归一化植被指数相关性尤为突出。建议在城市发展建设过程中,加强城市绿化投入,合理增加城市植被覆盖度及适度降低城市建筑密度可缓解城市热岛效应。

城市地表典型遥感参数与热岛效应时空分析研究——以桂林市为例

利用桂林市1991年和2013年的卫星遥感影像数据,分别提取两个时期的归一化建筑指数(NDBI)、归一化植被指数(NDVI)和改进的归一化差异水体指数(MNDWI)3个地表典型参数,并利用回归分析方法,分析了3个地表典型参数与利用Landsat卫星(热红外波段)反演的地表温度(LST)的相关关系。研究结果表明:桂林市中、高、极高温区3个温度类别的变化趋势与桂林市城市扩张趋势基本一致;NDBI与LST成显著的正相关关系,而NDVI、MNDWI则与LST成负相关关系,且各参数对地表温度响应的程度各有差异。该研究成果对于揭示桂林市热岛效应现状、缓解热岛效应及推进桂林市生态城市建设具有一定的参考意义。

南京市地表参数变化与热岛效应时空分析

利用南京市1989年TM和2001年、2010年ETM+卫星遥感数据,提取了3个时期的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、归一化建筑指数(normalized difference build-up index,NDBI)和归一化不透水面指数(normalized difference impervious surface index,NDISI)等地表参数;利用热红外波段遥感数据反演地表温度,并从时间维对比分析了3个时期各个参数的变化和产生的原因;利用回归分析方法探讨了上述地表参数变化与城市地表温度之间的关系,即地表温度与NDISI和NDBI呈正相关,与NDVI呈负相关。进一步分析表明,南京市最近20 a来不透水面和建筑面积大幅增大,植被覆盖范围减少,城市热岛效应加剧,不透水面、建筑指数与地表温度的变化趋势和城市扩张趋势一致。该研究成果对于揭示南京市热岛效应、优化土地配置和推进生态城市建设具有一定的参考意义。

超低能耗建筑墙体内外表面温差对传热系数测试的影响分析

对严寒地区某超低能耗建筑采用热流计法进行墙体传热系数现场检测,通过对测试数据归纳整理发现墙体内外表面温差与传热系数呈幂指数散点分布特征,通过数据回归分析建立两者回归方程,为超低能耗建筑墙体围护结构传热系数检测技术方法提供依据。

海口城市化对热岛效应的影响

随着全球城市化快速发展、城市化水平逐渐提高,城市气候问题日益突出,城市热岛效应的形成机理也成为当前研究的热点。基于海口市2010—2015年社会经济、气象和Landsat卫星遥感数据资料,分析了海口市城市热岛强度变化和城市化发展对城市热岛效应的影响。结果表明,海口市的热岛强度逐渐增强,范围逐渐扩大。城市热岛强度具有明显的季节变化,春季最高,夏季和秋季逐次之,冬季最低。城市热岛强度与归一化建筑指数、人口密度和国内生产总值呈显著正相关,和归一化植被指数呈显著负相关,都通过了信度0.01的显著性检验。城市扩大植被面积在一定程度上有助于缓解城市热岛效应。

严寒地区近零能耗建筑风管穿外墙热桥研究

采用Flixo软件对严寒地区建筑中风管穿外墙的构造做法进行热桥模拟研究,得出各种不同构造做法下的热流和内表面温度。通过对不同构造做法的热流表现和内表面温度分析,得出应在处理适合严寒地区近零能耗建筑热桥构造、提高室内环境质量、延长建筑寿命的同时,合理降低建造成本。研究表明,严寒地区新风管道与外墙预留洞间应进行保温,否则周边外墙内表面温度低于0℃。在严寒地区近零能耗建筑中新风管道与预留洞口间采用50 mm厚聚氨酯发泡,新风管道包覆80 mm厚橡塑保温为经济、性能最佳方案。

大体积混凝土防裂控制

为满足结构承载力、体积稳定性、耐久性能等要求,混凝土构件的尺寸通常较大,混凝土结构在硬化过程中通常会产生裂缝。大体积混凝土因为内表温差,在内部会产生较大的温度应力,当温度应力大于其抗拉强度后,表面就会产生温度裂缝,温度裂缝进一步发展,会形成影响结构安全的贯穿裂缝。针对大体积混凝土温度裂缝进行分析,寻求有效的温控技术措施。

某超高层办公楼空调系统10 kV供电及大温差经济性分析

针对超高层办公楼项目分别采用不同电源(380V和10kV)给制冷主机供电的设计方案,文章分析了采用大温差与常规温差的各自优缺点、运行经济性及初投资的比较,为超高层办公楼空调系统设计提供一些参考思路。

不同下垫面遥感指数与地温关系的空间差异性研究

利用遥感指数解释城市地温(LST)时空特征是国内外城市热环境研究的热点。但是由于遥感指数针对不同下垫面条件下的差异性表达,造成其在不同研究当中对城市地温的解释存在区别。本文选取莆田市都市区为研究区,以2016年7月27日Landsat 8影像为数据源,基于单窗算法反演地温,提取归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)3种遥感指数,并利用同期GF-2影像提取研究区内下垫面类型。本研究对比分析了下垫面与地温的关系、各遥感指数在不同下垫面与地温的关系;构建遥感指数-地温的最小二乘拟合(OLS)模型与地理加权回归(GWR)模型,并对两个模型的分析结果进行对比。分析结果表明:(1)下垫面对地温有显著影响,受地理空间连续性影响,人工表面的聚热效应会在临近林地、水体的区域减缓,而林地与水体的降温效果也会在临近人工表面时下降,表明下垫面对地温的影响也具有空间差异。(2) NDVI与MNDWI因本身值域特征,在水体区域与非水体区域与地温关系呈现不同的正负相关,而NDBI在定量解释其与地温的关系时呈现稳定的正向相关,因此基于NDBI构建OLS模型,在解读NDBI与LST的关系上,效果会优于NDVI、MNDWI。(3)相较于OLS模型,GWR因充分考虑遥感指数在定量描述与地温关系时存在的空间差异性,能够更好的解释遥感指数与地温的关系,对2个模型的模型残差进行空间自相关分析发现相较于GWR模型,利用OLS构建的遥感指数-地温关系模型存在一定空间局限。

城市扩张下的哈尔滨地表温度空间变化态势分析

为探究地表温度时空变化特征对城市热岛效应、生态环境质量的影响,以哈尔滨市为例,将以2001、2008、2013和2016年4期Landsat卫星遥感影像为基础数据,采用辐射传输法、密度分割、象限方位法、缓冲区分析以及回归分析等方法,对哈尔滨市地表温度进行反演并划分等级,分析哈尔滨市地表温度时空分异总体特征,同时定量揭示并阐述地表温度和归一化建筑指数NDBI的相关性。结果表明:高温区主要集中在相应时期的建成区及工业园区,而水体、绿地及耕地则表现出明显的低温区;2001—2016年哈尔滨市高温区域扩张明显,但是在不同时期表现出不同的扩张方向、范围和模式;高温区域与城市建设用地空间分布具有一致性,城市化进程和人口流动加快高温区范围的扩张;地表温度和NDBI呈显著正相关,NDBI在表征热环境特征方面具有一定代表性。