海洋建筑工程环境保障领域的基准性设计指南:《海域核动力工程环境保障HVAC气象参数分析及预测》

2021-04-21

海洋是潜力巨大的资源宝库,为国家经济、社会可持续发展提供了重要载体和战略空间。《全国海洋功能区划(2011 —2020 年) 》统筹考虑了国家宏观政策和沿海地区发展战略,确定了海域的主要功能和开发保护方向。我国所辖环太平洋海域涵盖了渤海、黄海、东海、南海等海域( 包括岛、洲、礁、沙、滩等海域,如永兴、永署等) ,总面积约300 万km2 。海域核动力工程可为工程建设( 岛礁及海上石油开采等) 提供动力条件。以海上核动力平台为例,它可为远离海岸线的钻井平台、岛礁建设、大功率船舶等提供生产、生活、军事等能源保障。据统计,核能每年为全世界提供的能量占总能量的10% 以上。

HVAC 技术为核动力工程中的生产作业、人员生活提供全局性环境保障。HVAC系统除了保障核动力工程的安全可靠运行之外,还可为各类工业生产、人民生活提供重要保障。在工程设计中,供热通风空调系统与设备的设计计算离不开当地设计气象参数,换言之,室外设计气象参数是进行各类“建筑”空间环境保障设计计算的重要依据,也是环境安全保障、节能设计及科学运行管理的必备条件。确定海域设计气象参数应主要考虑两方面的因素:

(1) 海域地理位置;

(2) 暖通空调设计保证率要求( 核动力工程设计用气象参数分为安全级和非安全级两大类,对应不同的保证率要求) 。

工程实践表明,不合理的设计气象参数会导致供热、通风、空调、制冷系统设备容量过大,致使初投资过高,设备利用率低,更重要的是冗余的暖通空调设备挤占了海上核动力平台等的宝贵作业空间。然而,现有的室外设计气象参数多用于陆地建筑HVAC 系统,海域工程领域的HVAC 相关设计气象参数尚属空白。

《海域核动力工程环境保障HVAC气象参数分析及预测》是西安建筑科技大学、中广核研究院有限公司在“十二五”国家科技支撑计划支持下,为了解决海域核动力工程环境保障设计用海洋环境设计气象参数基准问题而进行的“共性”理论研究成果总结。利用统计学方法,在海洋气象观测数据库的基础上,提出我国近海及毗邻海域核动力工程暖通空调室外空气设计气象参数,分析人工神经网络法应用于海域HVAC 设计气象参数预测的可行性,推荐一种预测效果较好的人工智能算法( 人工神经网络ELM 模型) 。

本书提出的室外空气设计气象参数分为安全级参数和非安全级参数。其中,安全级参数用于核动力工程中与核安全相关的系统;非安全级参数适用于常规系统及辅助设施,也可用于一般海域建筑工程,如岛礁建设、海上石油开采等海域工程,以及海洋船舶环境通风空调系统设计。本书给出的室外空气设计气象参数可为海域建筑工程通风空调设计气象参数标准编制提供基础性气象数据支撑。

《海域核动力工程环境保障HVAC气象参数分析及预测》

李安桂 向文元 董新伟 张守杰 著

北京:科学出版社,2021.3

ISBN 978-7-03-067339-8

责任编辑:杨 丹

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科学出版社

内容简介

《海域核动力工程环境保障HVAC气象参数分析及预测》基于统计法提出海域核动力工程、建筑工程环境保障的HVAC 室外空气设计参数,分析人工神经网络法用于海域工程HVAC 设计气象参数预测的可行性,并建立适用于未知海域设计气象参数预测的人工神经网络 ELM 模型。本书不仅可为我国环太平洋海域核动力工程环境保障及其控制系统提供设计气象参数,而且可为岛、屿、礁、滩及海底油气开采等工程的供暖、通风、空调系统设计与模拟分析提供基础性气象数据。

本书可供建筑、暖通空调、核动力工程、制冷及低温工程等领域的设计、研究人员参考使用。

本书目录

目录
前言
符号表
第1章 HVAC设计气象参数 1
1.1 国内外设计气象参数概述 1
1.1.1 国内设计气象参数 1
1.1.2 国外设计气象参数 3
1.2 陆地核动力工程HVAC设计气象参数 5
1.2.1 核动力工程安全分级 5
1.2.2 陆地核动力工程HVAC设计气象参数介绍 6
1.3 海域核动力工程HVAC设计气象参数 11
1.4 本书主要内容及设计气象参数求解流程 13
参考文献 14
第2章 海域气象数据获取及有效性验证 17
2.1 计算海域台站信息及气象数据统计年份 17
2.2 气象数据有效性验证 19
参考文献 25
第3章 海域核动力工程安全级及非安全级设计气象参数 26
3.1 安全级设计气象参数 26
3.1.1 极端最高、最低气温 26
3.1.2 不保证2h干球(湿球)温度 27
3.2 非安全级设计气象参数 32
3.2.1 供暖设计气象参数 32
3.2.2 空调设计气象参数 32
3.2.3 通风设计气象参数 33
3.2.4 ASHRAE设计气象参数 34
参考文献 38
第4章 基于人工神经网络的海域工程HVAC设计气象参数预测 39
4.1 人工神经网络概述 40
4.2三种人工神经网络模型 41
4.3基于人工神经网络的参数构成 49
4.4 计算海域设计气象参数人工神经网络预测结果 54
参考文献 77
第5章 海域核动力工程HVAC设计气象参数分析 78
5.1核动力工程安全级HVAC设计气象参数值 78
5.2核动力工程非安全级HVAC设计气象参数值 81
5.3基于人工神经网络的海域工程HVAC设计气象参数与统计观测值对比 85
5.4海域核动力平台空调负荷计算案例 88
5.4.1工程设计案例概况 88
5.4.2 空调负荷计算 90
参考文献 96
附录A 97
附录B 98
附录C 99
附录D 117
附录E 123

(本期编辑:王芳)

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来源:网易新闻