- 张东杰;展长虹;陈琳;李光皓;
红外热像仪与被测建筑表面的距离及相对视角会影响测温准确度，对此开展研究并提出了修正方法。以哈尔滨工业大学寒地楼内墙表面为测试对象，在红外热像仪分别距墙体表面1.0～7.0 m和30°～90°视角下，测试了28组工况下的墙体表面温度，同时利用热电阻温度传感器对测试期间的墙体表面温度进行监测。结果表明，红外热像仪测温值与距离、视角存在较强的非线性关系；以热电阻温度传感器测温值为基准，红外热像仪测温值随着距墙体变远、测温视角变小而逐渐降低；在不同视角下，距墙体表面1.0 m处的平均误差最小，为0.22℃,7.0 m处的平均误差最大，为1.16℃;在不同距离下，红外热像仪在墙体表面垂直方向(90°)位置处的测温平均误差最小，为0.44℃,与墙面夹角30°处的测温平均误差最大，为0.87℃;基于BP神经网络，构建了以红外热像仪测温值、视角和测温距离为输入量，热电阻温度传感器的测温值为输出量的测温修正模型。经过修正后，红外热像仪测温与热电阻温度传感器测温的误差减小至0.01℃,提高了墙体表面测温精度，对精准识别墙体热工性能有重要意义。
2022年09期 v.50;No.379 2-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K] - 瞿铭良;田帅奇;林青阳;范利武;俞自涛;
建筑围护结构中的液态水传递对建筑能耗及建筑耐久性有着重要影响。准确描述液态水在毛细作用下的自发渗吸过程可以用于评估液态水对建筑体的影响。以典型天然建筑多孔材料Bentheimer砂岩为研究对象，基于理论分析，推导了含有初始饱和度的多孔材料自发渗吸过程的解析模型，并预测了初始含水饱和度为3%～15%下的毛细吸水系数和内部饱和度分布，同时，我们通过标准毛细吸水实验对模拟结果进行验证。实验结果表明，随着初始饱和度的增加，材料的毛细吸水系数从(0.339±0.03) kg/(m~2·s~(0.5))降低到(0.253±0.02) kg/(m~2·s~(0.5)),与模拟结果吻合。同时，实验测得最终含水饱和度为0.510±0.007,与模型预测结果0.515±0.023相差在1%以内，证明模型具有一定的准确性，可以为建筑热工设计提供指导。
2022年09期 v.50;No.379 9-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1078K] - 徐杭;冉茂宇;
首先设计制作了毛细吸水测试装置，实测了9种成分组成的布料毛细吸水高度变化，对比分析了组成成分对吸水快慢及最大吸水高度的影响；然后利用实测数据进行拟合，用统一模型回归，得到吸水高度的最佳拟合公式。结论表明：(1)聚酯纤维材料中加入氨纶成分可提高材料的毛细吸水速率，加入棉纤维则可进一步改善吸水效果；棉纤维含量高、竖向平整的材料有利于提高吸水高度；(2)条绒和速干布的吸水高度最大，为200 mm左右；(3)可利用指数模型拟合材料吸水高度变化，拟合优度均大于0.96;(4)指数模型可用于推测材料最终吸水高度，计算吸水上升速度，为实际应用提供参考。
2022年09期 v.50;No.379 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K] - 李亚楠;谢华荣;夏畅畅;李永辉;鉾井修一;
冻融破坏是我国大部分地区历史建筑青砖墙体所面临的主要劣化之一，冻融破坏的程度与青砖墙体的温度和含水量波动有关，也与不同类型青砖孔隙结构相关。针对地下水丰富的江淮地区的历史建筑，在温和条件(-10～20℃)下开展不同含水状态和不同孔隙结构的青砖的冻融循环实验，通过青砖的外观及相对超声脉冲传输时间变化，探究青砖的冻融破坏与含水量和孔隙结构的关系。实验结果表明，水分饱和度越低的青砖出现损坏时经历的冻融循环次数越多，饱和度100%的青砖在经历5次的冻融循环后即出现明显的损坏，而饱和度80%的青砖出现冻融损坏时经历的循环次数是饱和度100%的青砖的4倍及以上；在孔隙率相近的情况下，大孔径孔隙占比越多的青砖更容易受到冻融破坏。
2022年09期 v.50;No.379 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K] - 寇方铖;王馨;邹瑜;莫金汉;
平板重力热管应用于太阳房建筑围护结构中可有效提升太阳得热，实现零碳采暖，其传热性能对热管太阳房热性能有重要影响。搭建了“L形”平板重力热管传热性能实验台，实验研究了不同工质(丙酮、R141b)及充液率对其传热性能(温度波动性、启动时间、当量导热系数)的影响。实验结果表明：(1)充液率过高会导致热管温度波动较大，且R141b热管温度波动性比丙酮热管小；(2)工质充液率越低，热管启动时间越短，且R141b热管启动时间比丙酮热管短；(3)对于丙酮和R141b热管，工质充液率为10%时当量导热系数大，且丙酮热管的当量导热系数更大。给出了适用于热管太阳房的最优热管工质充液率组合，对热管太阳房实际应用效果的提升和优化具有指导意义。
2022年09期 v.50;No.379 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K] - 章文杰;李小明;韩锋;李晓阁;赵瑜强;
采用实验研究的方法，选择TH-ME25作为相变微胶囊颗粒，去离子水作为基液，制备质量分数为10%的相变微胶囊悬浮液(MPCMS25),并搭建BIPV系统与BIPV-MPCMS系统的实验台，在南京地区进行对比实验。将两个系统按同一高度固定在建筑小屋的南立面墙体上，采集2021年5月24日系统0:00到25日0:00共计24 h的运行测试数据，对相变微胶囊悬浮液在BIPV系统中的热、电性能优化效果进行研究。结果显示：(1) MPCMS25使系统的组件温度最大降低8.8℃,背板温度最大降低11.1℃,对组件运行温度和背板温度的优化时长分别为9.5 h和9.75 h,并使组件运行温度峰值出现的时间延迟114 min,背板峰值温度延迟125 min;(2)悬浮液能使光伏组件的光电转换效率最大提高10%左右。
2022年09期 v.50;No.379 29-33+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K] - 张广鹏;丁玉杰;吴会军;黄华锟;
反射隔热复合涂料兼具热反射和热阻隔作用，目前还缺少对气凝胶新型复合涂料的隔热与节能性能的量化数据。实验测试了气凝胶反射隔热复合涂料的太阳光反射率、导热系数和隔热温差，并模拟分析了其应用于夏热冬暖地区建筑外墙的节能效果。结果表明，气凝胶反射隔热复合涂料太阳反射率为89%、近红外反射率为91%、导热系数为0.059 W/(m·K),隔热温差可达33.8℃,隔热性能相比于传统涂料均有较大提升；应用于夏热冬暖地区可降低建筑全年制冷能耗28%～34%,在以制冷需求为主的气候区具有较大的节能降碳潜力。结果可为气凝胶反射隔热复合涂料在建筑领域的节能降碳应用提供数据参考。
2022年09期 v.50;No.379 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] - 朱新荣;宋家雪;邱杨;刘加平;
建筑表面换热系数是建筑热工与节能及暖通空调领域的重要基础计算参数，是空间热环境和建筑围护结构的关键边界条件。为考察实际建筑表面的热流与换热系数的动态变化，为换热系数的取值和建筑边界条件的设置提供准确的基础数据，采用一种新型超薄热流传感器，利用直接热平衡法，在夏季对西安某居住建筑外墙和平屋顶进行了现场测试，研究了有无遮阳对南墙和平屋顶热流以及外表面换热系数的影响。结果表明：遮阳可有效降低外表面温度和辐射热流，且在夏季对平屋顶的遮阳效果明显优于南墙；对于南墙和平屋顶，遮阳下的外表面换热系数和辐射换热系数平均值均高于不遮阳的情况。
2022年09期 v.50;No.379 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K] - 李治堂;田宇;
对墙、板、梁、柱结合处的建筑节点结构进行准确传热过程分析是保证围护结构传热量精准计算的前提。目前针对建筑节点结构传热问题的研究主要有两种方法：一种是考虑多维效应，利用纯传热模型求解，但没有考虑湿传递对传热的影响；另一种是从一维热湿传递的角度对节点结构传热传湿进行简化，忽略多维效应对传热的影响。因此以常见的二维建筑节点结构为研究对象，建立多维热湿耦合传递数学模型，分析了建筑节点结构的内表面热流分布特征，对比了多维热湿耦合模型、多维纯传热模型、一维热湿耦合传递模型和一维纯传热模型在计算建筑节点结构传热量中的差异。研究结果表明：传湿过程使得建筑节点结构传热量的增加为3.7%～14.2%;如果将建筑节点结构传热过度简化为一维传热计算会导致传热量被低估2.5%～31%。因此，对建筑节点传热量的准确计算需考虑传湿和多维效应的综合影响。
2022年09期 v.50;No.379 46-51+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2105K] - 高斯如;杨柳;赵胜凯;翟永超;
为研究外墙、窗对供暖空调办公建筑室内热舒适的影响，对西安地区的办公建筑进行了冬季和夏季现场调研。通过热环境实测和问卷调查结合的方式，获取有效问卷2490份。由于受外墙、窗内表面温度的影响，靠近外墙、窗侧的区域冬季平均辐射温度和空气温度低于内侧的区域，夏季平均辐射温度和空气温度高于内侧区域，由不对称辐射温度引起热不适的可能性较大。靠近外墙、窗侧人员冬季的中性温度和可接受温度限值高于内侧人员，夏季则相反。外侧人员在冬季需要更高的室内温度以抵消墙、窗冷辐射的影响，在夏季需要更低的室内温度以抵消墙、窗热辐射的影响，不利于建筑节能。因此需要对围护结构进行合理设计，提高围护结构性能，改善近墙、窗人员的热舒适。
2022年09期 v.50;No.379 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] - 刘嘉懿;毕广宏;赵立华;
光伏建筑一体化(BIPV)组件能够结合建筑外遮阳与光伏发电组件，是实现建筑近零能耗目标的有效手段，近年来受到学界的广泛关注。BIPV遮阳百叶系统通过在建筑立面附加外置BIPV水平遮阳百叶的方式，减少室内直射太阳辐射，利用太阳能补贴建筑能耗，从而减少建筑能耗，增加可再生能源利用率，改善室内光环境。以广州市典型办公房间为对象，对BIPV遮阳百叶系统的关键参数进行敏感性分析，得到不同参数对典型房间净能耗的影响程度。此外，以房间净能耗最小为目标，对BIPV遮阳百叶系统的关键参数进行全局寻优，得到各朝向下的最优参数工况。对各朝向最优BIPV遮阳百叶系统工况的房间能耗、光环境与经济性进行分析。
2022年09期 v.50;No.379 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] - 吴晋轩;林才方;郑雨希;王艺霖;沈鹏元;李煜;崔雪;
制冷和照明能耗是热带与亚热带地区建筑能耗的重要构成，自然采光对建筑室内光热环境和人的健康有重要影响。外遮阳系统对降低建筑能耗和改善室内环境有重要作用。通过设计一种外遮阳系统，减少建筑能耗的同时改善室内光环境，以年度能耗、照度均匀度、眩光及有效照度比为评价指标，通过12种典型工况对比，探索外遮阳板的旋转角度、层数对建筑能耗和室内视觉舒适度的影响，并根据4种不同决策倾向得出综合最优方案。与无遮阳措施的对照组相比，综合最优方案可使室内平均照度从5694 lx降低至1239 lx,降低78.23%,室内内侧平均照度降低85.05%、室内照度偏方差降低68.84%、有效照度比提升36.00%,眩光指数降低48.50%,节能率达34.39%。
2022年09期 v.50;No.379 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K] - 咸亮亮;闫增峰;倪平安;石媛;
目前国内外对建筑物理环境的研究主要是采用实地测试和软件模拟的方法。大多数模拟软件只能针对某一项或者几项物理环境(声、光、热、风)进行模拟，因此需要多款软件结合使用。但建模、设置参数时间较长，效率低下。基于Rhinoceros&Grasshopper建模，Ladybug Tools的模拟分析平台整合了多项性能模拟计算内核，在方案设计阶段就可以在一个软件中建模，通过连接运算器实现建筑及其场地的各项物理环境模拟，为设计提供依据。以西安建筑科技大学教学主楼为例，运用Ladybug+Honeybee模拟其物理环境，并根据模拟结果提出建议：西安市一年可利用自然通风的时间约为1993 h,占全年时长的22.75%;建筑北面日照未达到2 h日照要求，建议减少北面高大乔木植物遮挡；建筑北侧、西侧房间、走廊等采光照度值不满足标准，建议增加照明灯具；建筑南面、西面、东北转角处太阳辐射较强，水平面总辐射量达到700 kW·h/m~2,建议增加高大绿植、低透光玻璃、遮阳百叶等建筑遮阳设备。
2022年09期 v.50;No.379 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2875K] - 胡家僖;吕宬熺;陈旺;王振宇;许鹏鹏;
自国家提出“双碳”目标后，作为建筑行业实现该目标的重要手段的绿色建筑得到了进一步推广。然而，绿色建筑中建筑形体设计的相关策略往往被忽略，从而造成了对主动式设备依赖过高的现象，因而探索通过建筑形体设计实现能耗降低的方法显得很有必要。讨论了一种将参数化性能模拟用于建筑形体优化的节能设计方法，具体介绍了用于参数化建筑性能分析的代表性工具Ladybug+Honeybee以及其在建筑方案初期阶段的作用，提出了一个结合参数化建模和建筑性能分析的形体优化方法。该方法包括4个步骤：(1)参数形体建立；(2)适应性关系分析；(3)形体优化；(4)模拟分析和后评价。选取了位于夏热冬暖地区三亚市的亚特兰蒂斯酒店作为案例来验证方法的有效性。
2022年09期 v.50;No.379 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2724K] - 周铁军;丁阳权;张海滨;
在力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标的大背景下，低碳、减碳成为了时代关注的焦点。西藏出台了一系列政策降低碳排放，但其以锅炉为主的供热模式导致建筑运行阶段碳排放量较高，而建筑运行阶段碳排放占我国碳排放20%以上。为此，通过对西藏那曲市的气候环境进行分析以及对建筑运行阶段的碳排放计算，并结合DeST软件进行了模拟，设计了一个基于低碳理念的、综合利用多项节能技术的减碳系统。该减碳系统结合了被动式阳光房、太阳能光伏板、相变材料、地源热泵等多项技术，最终达到减碳的目标。该减碳系统在建筑运行阶段最终减碳率为90%以上，为高寒高海拔地区的减碳社区商业建筑提供了设计思路与参考。
2022年09期 v.50;No.379 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2177K] - 王晓宇;石邢;Francesco Causone;
针对复杂建成环境中城市建筑表面阴影计算效率较低的问题，提出一种优化的“邻域建筑面”判定方法，以精准筛选出可能在目标建筑上产生阴影的建筑面，最终结合投影变换阴影计算方法实现城市建筑表面阴影的精准高效计算。结果表明与不采用邻域判定的阴影计算方法相比，采用优化“邻域建筑面”判定方法后计算精度一致且计算效率大大提升，阴影计算总时间下降93.97%;与采用已有邻域判定准则的阴影计算方法相比，采用优化“邻域建筑面”判定方法后计算精度和计算效率均提升，阴影计算总时间下降61.49%。因此，提出的优化“邻域建筑面”判定方法可拓展应用于实现复杂建成环境中城市建筑表面阴影精确高效计算。
2022年09期 v.50;No.379 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K] - 李美玲;郭娟利;金勇运;舒兆涛;周扬空;
以山东省崔家集镇地区为例，以地方性典型庭院界面建构形式——庭院式可调节通风屋面(Courtyard-style Adjustable Ventilated Roof,简称CsAVR)为研究对象，通过实地测试厘清了CsAVR在庭院夏季微气候营造中的作用。进一步以居住者自适应热舒适需求为依据，借助模拟工具DesignBuilder,对比分析并量化了CsAVR形式下庭院缓冲空间的热性能及其对室内热环境的影响。预测结果表明，CsAVR在夏季存在显著的温度阻尼效应，相较于对照组，其平均可降低庭院操作温度约3.9℃,室内操作温度约1.6℃,分别延长制冷季庭院和室内空间占用阶段约47.4%、28.6%的舒适时长，在改善农宅夏季过热问题及提升能源效率方面具备优势。研究将有助于实现寒冷地区封闭庭院空间适应性设计、提升村镇住宅人居环境的宜居性。
2022年09期 v.50;No.379 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2332K] - 王沁;傅秀章;
建筑能源消耗已占我国社会总能耗的30%以上，建筑的节能减排是实现“双碳目标”的重要途径。就城市建筑而言，周边环境对于建筑本体能耗的影响问题越发受到关注。为了量化分析建筑周边环境对建筑能耗的影响，建立了不同影响范围的建筑群能耗模型。采用DesignBuilder软件分别对单独目标建筑、目标建筑+50 m范围内周边建筑、目标建筑+200 m范围内周边建筑等三种建筑模型进行了全年动态能耗模拟，并比较了不同场景下目标建筑的能耗差异。结果表明，周围建筑群的建立使得目标建筑的采暖能耗增加，制冷能耗降低，总能耗降低，但变化幅度较小。建议在建筑能耗模拟中考虑周围建筑的影响，可以在一定程度上增加能耗模拟的准确性。
2022年09期 v.50;No.379 101-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K] - 许江英;刘梦阳;陈宏;
精细化治理空气污染正成为改善城市环境品质的重要方向，街道绿化与街道PM_(2.5)浓度相关性的研究有助于为城市设计与更新提供科学依据。然而，街道绿化对空气质量的影响是复杂的，仍需进一步研究。以武汉街区为研究对象，通过Python软件爬取百度地图街景图像，利用视觉图像语义分割软件获得街道绿视率(GVI)并将其作为量化街道绿化的指标。基于移动观测数据，采用相关性分析探究GVI对PM_(2.5)浓度的影响。研究表明，GVI与街道PM_(2.5)浓度整体上呈正相关关系，上下午存在差异性：与上午PM_(2.5)浓度的关系并不明显，但与下午PM_(2.5)浓度呈显著正相关关系(P<0.05);不同缓冲区GVI呈现相似的影响趋势，但实测街道GVI对PM_(2.5)浓度的影响效果相比于周边道路GVI更强，影响的缓冲区也更大。
2022年09期 v.50;No.379 105-109+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2583K] - 林赛南;任鹏;
人居环境中的空气质量与人们的生活息息相关。街谷作为现代城市建设中重要的构成部分，空气污染对长期暴露其中的居民健康带来了巨大影响。采用便携式空气污染物监测设备以走停交替的移动方式测量分析了典型街谷内行人高度处常见大气污染物(SO_2、CO、NO_2、O_3、PM_(2.5)、PM_(10))的空间浓度特征。研究表明，常见污染物的测量方法所需响应时间具有明显差异性，排序为：O_3>NO_2>SO_2>PM_(10)>PM_(2.5)>CO,需根据响应时间合理规划测点停留时间；街谷内大气污染物浓度主要受建筑布局、污染物自身生成机理以及与污染源距离的影响。街谷内建筑布局越密，污染物不易扩散，其浓度越高；距离污染源越远，污染物的浓度越低。
2022年09期 v.50;No.379 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2474K] - 吴学政;苏媛;李宗懋;
随着城市化建设中高校规模的扩建和热岛效应的加剧，以及科教用地室外空间活动越来越多，其室外热环境感受已成为影响高校师生人居环境质量的热点问题。既往文献大多在室外热环境对人行为模式或室外热舒适度的阈值展开研究，但针对室外热环境与科研用地空间布局影响关系的研究不足。将采用ENVI-met建模并模拟分析，比较不同科研用地的室外热环境分布差异。将其网格划分统计数据代入SPSS进行相关性分析，发现科研用地建筑形态和布局要素对室外热环境的影响按显著性排序为植被覆盖率、下垫面反射率、建筑密度，对湿度的影响按显著性排序为植被覆盖率、建筑密度、下垫面反射率。通过改变模拟运算科研教育用地对热环境的不同影响要素分析，期待对科研教育用地室外热湿环境规划和改善做出参考。
2022年09期 v.50;No.379 116-121+137页 [查看摘要][在线阅读][下载 3090K] - 周雨榭;周欣;任佳雯;燕达;安晶晶;
城市化进程的加快导致城市热岛效应增强，室外环境热舒适下降。城市水体作为城市冷岛，其缓热效果已被研究证实。使用微气候模拟软件ENVI-met对水体及滨水区热环境进行24 h动态微气候模拟，参考夏热冬冷地区城市南京的气象参数设置模拟气象条件，依据不同影响因素建立简化的水体及滨水区模型，选取空气温Ta和生理等效温度PET为评价指标分析不同宽度、风向、季节和时间条件下的城市河流型水体缓热效果的差异，进而探讨不同滨水区建筑空间形态对水体缓热效果的影响，最终从城市物理环境角度对城市滨水区建设提供指导意见。结果表明，水体的缓热效果随水体宽度的增加而增强，随离水岸距离的增加而减弱，100 m宽度水体较10 m宽度水体滨水区空气温度降低0.75℃,风向垂直于水体时下风向滨水区热环境更优；使建筑平均高度较低，行列之间形成风廊，临水界面保持开敞时水体缓热效果更好。
2022年09期 v.50;No.379 122-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2491K] - 薛悦鑫;谢静超;怀超平;李航;刘加平;
测算并分析北京市2005-2020年能源碳排放，运用LMDI法将北京市与能源有关的碳排放量分解为以下7个影响因子：能源价格、能耗强度、能源结构、产业结构、经济发展规模、人均收入和常住人口规模，并进行了定量分析。结果表明，2008-2020年北京市第三产业碳排放占比最大，电力消费产生的碳排放在逐渐增加。促使碳排放量减少的因素：能耗强度、能源结构、能源价格和产业结构，能耗强度的降低是促使碳排放量减少的最主要因素，对碳排放量减少的贡献率为1078.7%。导致碳排放量增加的因素为经济发展规模、人均收入和常住人口规模，经济发展是导致碳排放量增加的最主要因素，对碳排放量增加的贡献率为1197.6%。研究结果可为北京市制定碳减排政策提供理论参考。
2022年09期 v.50;No.379 128-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2160K] - 孟祥鑫;王赏玉;吕凯琳;刘衍;杨柳;
供暖方式的选择是我国建筑节能减碳的重要依据之一，供暖分区线的合理制定是供暖方式准确选择的前提条件，采暖期天数是供暖分区线划定的判定依据，而室外供暖临界温度的合理选择是采暖期天数准确计算的主要依据。基于行业内各热工分区人体热舒适研究，统计得到室内基准温度为15℃。同时，基于热量平衡方程获得我国典型居住建筑的室外供暖临界温度为10℃。进一步利用滑动平均法获得全国典型城市的采暖期天数，进而获得全国需求供暖区域的分区边界城市，并将原非供暖的夏热冬冷和温和气候区的部分区域划为需求供暖区。为我国重新划定需求供暖边界线提供了理论支撑。
2022年09期 v.50;No.379 133-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2002K]