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救灾帐篷热湿环境测试与改善措施的模拟研究

救灾帐篷热湿环境测试与改善措施的模拟研究

作者：王涛重庆大学

学位级别：硕士

帐篷在救灾过程中发挥了巨大的作用,但是由于帐篷特殊的结构特点,其围护结构的热阻性和热惰性较小,使得帐篷内热湿环境比较恶劣,夏季闷热,冬季寒冷。因此开展帐篷内部热湿环境和改善措施的研究具有十分重要的理论和实际意义。本文首先... 详细信息

帐篷在救灾过程中发挥了巨大的作用,但是由于帐篷特殊的结构特点,其围护结构的热阻性和热惰性较小,使得帐篷内热湿环境比较恶劣,夏季闷热,冬季寒冷。因此开展帐篷内部热湿环境和改善措施的研究具有十分重要的理论和实际意义。本文首先对夏季灾区的测试和调研进行了介绍,现场测试结果显示,夏季帐篷就像一个“温室”,敞开帐篷内部空气温度和内表面均温可以达到40℃,帐篷内空气含湿量也比较大,一般在18g/kg。通过查表得到此时人体热应力在45—55,处于危险和极度危险状态,有中暑和热疲劳的可能。另外,课题组还对帐篷居住者的健康情况进行了调研,结果表明,闷热潮湿的环境使居住者饮食量减少、发病率增加、精神状态变坏。接着本文对冬季的热湿环境进行了研究。白天,在辐射的作用下,帐篷内部温度要稍高于室外温度;夜间,帐篷内部温度和室外温度大小基本相等,有时甚至低于室外温度,存在“冷室效应”。当帐篷内存在1000W的热源时,测试时间段内,加热帐篷内部温度比未加热帐篷提高6.1℃,大大增加了人体的热舒适性。本文还对一些简单的改善措施进行了实验研究,主要得到一下结论:和单帐篷相比,篷围使用三层结构可以大大提高帐篷的保温性能,隔热性能也有一定的提高;顶部开天窗可以利用热压作用将帐篷内的热空气排出,夏季可以明显的降低帐篷内空气温度;顶部采用双顶结构,夏季可以有效的降低帐篷内部温度和顶内表面温度,从而增加居住环境的舒适度。本文最后使用fluent软件对单帐篷、双顶帐篷温度场和压力场进行了模拟。通过对它们内部温度分布、隔热性、保温性、抗风性进行对比,得到以下结论:双顶帐篷隔热性明显优于单帐篷;保温性双顶帐篷稍好于单帐篷,但不明显;抗风性方面,当双顶之间间距小于0.4m时,帐篷由于风压造成的竖直力和水平力变化不大。综合考虑得到双顶帐篷要优于单帐篷。另外通过对不同间距的双顶帐篷隔热性和抗风性模拟得到,双顶间距取0.2m为较好选择。

关键词：救灾帐篷双顶结构冷室效应改善措施抗风性

基于无人机可见光遥感影像的救灾帐篷信息提取

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地理与地理信息科学 2015年第2期31卷 20-23,F0003页

作者：吴玮秦其明范一大北京大学地球与空间科学学院北京100871 民政部国家减灾中心减灾和应急工程民政部重点实验室北京100124

在分析救灾帐篷的光谱和形状特征基础上,将基于像元和面向对象分类方法相结合,提出一种针对无人机可见光遥感影像的救灾帐篷信息提取方法。首先基于帐篷初始样本在三维光谱空间中的范围对图像进行快速二值化初分类,通过聚类与尺寸滤波... 详细信息

在分析救灾帐篷的光谱和形状特征基础上,将基于像元和面向对象分类方法相结合,提出一种针对无人机可见光遥感影像的救灾帐篷信息提取方法。首先基于帐篷初始样本在三维光谱空间中的范围对图像进行快速二值化初分类,通过聚类与尺寸滤波消除噪声图斑对后续信息提取的影响;然后引入不同结构模板的邻域分析和形态学方法还原对象空间形状,针对遥感影像的第一主成分,提取分割对象的光谱均值、局部二值模式对比度(LBP Contrast)均值、长轴长等特征;最后利用基于径向基函数(RBF)的支持向量机(SVM)分类方法完整提取救灾帐篷。以灾后常用的0.2m无人机可见光遥感影像为例的实验结果表明,救灾帐篷识别率高达95.5%。该方法运算效率高,克服了蓬顶内部异质性和相似物的影响,对于利用无人机可见光遥感影像开展救灾帐篷的检测与分析具有参考价值。

关键词：救灾帐篷无人机高分辨率遥感

结合数学形态学与多角度模板匹配的高分辨率遥感图像救灾帐篷识别

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测绘通报 2015年第1期 86-89页

作者：叶昕秦其明王俊王建华北京大学遥感与地理信息系统研究所北京100871

从灾后遥感图像中快速准确地识别救灾帐篷有利于灾后救援工作的高效开展。本文结合实际应用需求,在前人研究的基础上,提出了一种结合数学形态学与多角度模板匹配的高分辨率遥感图像救灾帐篷识别方法。首先从遥感图像中选择帐篷模板并从... 详细信息

从灾后遥感图像中快速准确地识别救灾帐篷有利于灾后救援工作的高效开展。本文结合实际应用需求,在前人研究的基础上,提出了一种结合数学形态学与多角度模板匹配的高分辨率遥感图像救灾帐篷识别方法。首先从遥感图像中选择帐篷模板并从中提取形状特征与光谱特征;然后将各波段灰度图像二值化并进行数学形态学运算,参考帐篷的形状特征提取出候选目标;最后根据帐篷的光谱特征,将候选目标与帐篷模板进行多角度匹配,剔除匹配度较低的伪目标,完成救灾帐篷识别。试验结果表明,本方法的识别精度达90%以上,具有较高的应用价值。

关键词：遥感图像救灾帐篷数学形态学模板匹配目标识别

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人本理念下的救灾帐篷设计研究

人本理念下的救灾帐篷设计研究

作者：周乐西安工程大学

学位级别：硕士

近年来我国自然灾害的频繁发生,使得政府更加重视应急救援工作的时效性,应急救灾产品在救援工作中发挥着至关重要的作用,救灾帐篷是救援物资中不可或缺的一部分,其具备的功能能否解决受灾群众在精神上和物质上的需求,直接影响到救灾工... 详细信息

近年来我国自然灾害的频繁发生,使得政府更加重视应急救援工作的时效性,应急救灾产品在救援工作中发挥着至关重要的作用,救灾帐篷是救援物资中不可或缺的一部分,其具备的功能能否解决受灾群众在精神上和物质上的需求,直接影响到救灾工作的救助效率。在救灾帐篷设计方面,救灾环境复杂多变,救助者和被救助者的生活习惯、心理特征、生理特点都决定了他们对救灾帐篷的特殊需求,因此设计一种易用、轻便、安全稳定、具有隐私性的救灾帐篷显得尤为重要。本文首先以人本理念为出发点,结合人类工效学和环境心理学,对人、产品、环境之间存在的关系进行阐述,通过对救灾帐篷功能、结构、材质以及用户行为、用户需求和用户环境的研究,总结出影响人本理念下救灾帐篷的设计因素和设计冲突,其次,通过问卷调查对目标用户进行定量研究,并采用意向尺度法得出用户三个层次的情感需求和具体表现,建立目标用户ACT模型,由此提出人本理念下救灾帐篷的设计原则和设计方法,最后,根据前文的理论研究和设计方法对人本理念下的救灾帐篷进行具体的设计实践。论文中救灾帐篷的设计实例,解决了用户在使用过程中舒适性和隐私性的问题,不仅有助于提升产品的实用价值,还为救灾产品的设计提供了参考价值。图64幅,表12个,参考文献53篇。

关键词：人本理念救灾帐篷用户需求易拆卸私密性

应急救援装备灾害环境适应性研究——以无人机、救灾帐篷为例

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应急救援装备灾害环境适应性研究——以无人机、救灾帐篷为例

作者：徐坚强安徽建筑大学

学位级别：硕士

无人机作为一种新型的应急救援装备与传统的民政救灾专用帐篷已经逐渐成为我国应急救援行业的重要组成部分,对于灾后应急通讯、人员搜救、过渡安置等方面有着不可替代的作用。但在实际使用过程中,诸如无人机等电子装备产品,由于环境因... 详细信息

无人机作为一种新型的应急救援装备与传统的民政救灾专用帐篷已经逐渐成为我国应急救援行业的重要组成部分,对于灾后应急通讯、人员搜救、过渡安置等方面有着不可替代的作用。但在实际使用过程中,诸如无人机等电子装备产品,由于环境因素导致的装备故障占全部故障的一半以上;而对于帐篷这种特殊的移动型人居环境,由于结构比较简单,内部环境相对恶劣,普遍存在“夏热冬冷”的问题。一旦发生灾害事故,必将严重影响应急救援的效率和帐篷内部灾民居住的生活质量。因此,本论文选取了无人机、民政救灾专用帐篷等2种典型应急救援装备作为研究对象,针对常见环境适应性测试项目,以温度试验作为典型试验:首先,通过引入寿命周期理论对于无人机寿命周期内可能经历的环境事件进行分析,最终确定了无人机在其寿命周期内可能经历的温度变化主要涉及3个阶段、4种典型场景。在此基础上,通过运用最不利法则进行了典型温度场景下的“最坏”环境组合,根据(低温、高温、高低温场景转换温差)的设置原则,选取了(10-℃,40℃,50℃)、(20-℃,50℃,70℃)、(30-℃,60℃,90℃)三组试验工况。试验结果表明:时间约为常温状态下无人机续航25.8 min,试验1、试验2、试验3对应场景下的续航时间分别约为6min、7min、5.6min。在无人机环境适应性试验的结果上,更直观地表现为续航能力的变化,即有效工作时间的减少。此外,无人机工作电压稳定性影响显著,试验1中电压测试曲线已发生细微波动,但总体趋势未发生改变。试验2中电压测试曲线产生明显突变,而试验3中电压测试曲线几近为0。最终,致使无人机产生不可逆转的损伤。其次,针对救灾帐篷在高低温环境场景下的两种极限状态进行了测试,并通过fluent软件针对单帐篷封闭状态下的试验场景进行了模拟,对于棉帐篷和单帐篷两者之间保温隔热性能及内部热环境分布、变化情况进行了对比探究。试验结果表明:棉帐篷无论在保温性还是隔热性方面,其性能绝对优于单帐篷。但对于两者而言,保温性能均大于隔热性能,而合理地进行通风方式的设置,是改善帐篷内部热环境的有效措施之一。此外,对于高温环境,在帐篷内部热环境的分布上存在明显的分层现象,即以顶面温度最高(约43℃)、底面温度最低(约37℃),呈现“两极”分化的发展趋势。对于低温环境,受篷围结构及内部热环境影响,内外表面存在明显差值。其中,篷围内表面温度极值约为-12℃,篷围外表面温度极值主要分布在-7.5℃9℃之间,内外表面温差达3℃以上,说明帐篷内部比外部更冷。所以,这也是引起帐篷内部“夏热冬冷”影响灾民生活质量的重要因素之一。最后,以民政救灾单帐篷为例,通过结合“Newton”暖体假人系统对于单帐篷基本热阻随环境温度变化及内部热环境舒适情况进行了试验探究。其中,高温试验20℃、25℃、30℃环境温度下帐篷基本热阻(单位:clo)分别为0.1610、0.1690、0.1745。低温试验-10℃,-5℃,0℃环境温度下帐篷基本热阻(单位:clo)分别为0.1648、0.1655、0.1669。试验结果表明:在高温和低温环境下,单帐篷基本热阻随周围环境温度增加均呈现出逐渐增长的变化趋势,并且高温环境对于热阻变化产生的影响要明显高于低温环境。但总体增长幅度的变化范围并不是很大,表明由于环境温度变化对于帐篷热阻单方面造成的影响相对较小。此外,结合帐篷内部热环境的分层现象可知,由于帐篷内部上部环境空间温度较高,热阻相对较大,其阻碍热量散失的能力也相对较强,更易造成热量的集聚;而下部环境空间由于温度较低,帐篷热阻相对较小,其阻碍热量散失的能力也相对较弱,更加促进了热量的散失。所以,正是在这样的恶性循环下,才是造成帐篷内部热环境出现“夏季炎热、冬季寒冷”引起人体不适的根本原因。最终,通过开展基于典型应急救援装备下的灾害环境适应性研究,对于应急救援装备进行灾害环境适应性评价及性能提升具有十分重要的意义,从而能够有效提升救援效率,保障救援设施、装备和人员的安全。图[61]表[12]参[71]

关键词：应急救援装备环境适应性无人机救灾帐篷热阻热舒适性

低温复合条件下救灾帐篷环境适应性试验与评价

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装备环境工程 2022年第7期19卷 121-128页

作者：兰明强王祥李亚运李念思郭贤张艳刘小勇安徽建筑大学土木工程学院合肥230601 清华大学合肥公共安全研究院灾害环境人员安全安徽省重点实验室合肥230601 安徽理工大学安徽淮南232001

目的研究救灾帐篷性能受恶劣环境的影响。方法建立多灾复合环境试验平台,利用其平台开展救灾帐篷不同工况下的试验研究,探究不同环境下救灾帐篷内部热环境分布和保温性能的变化。结果帐篷内部热环境分层现象只发生在温度上升阶段,而在... 详细信息

目的研究救灾帐篷性能受恶劣环境的影响。方法建立多灾复合环境试验平台,利用其平台开展救灾帐篷不同工况下的试验研究,探究不同环境下救灾帐篷内部热环境分布和保温性能的变化。结果帐篷内部热环境分层现象只发生在温度上升阶段,而在附加风载后,分层现象减弱,在下降阶段,各内表面温度变化情况表现基本一致,当附加雪载环境温度低于–10℃时,救灾帐篷的保温性变差。利用价值函数法建立了救灾帐篷耦合环境适应性评价指标体系,提出了风&低温、雨雪复合环境下救灾帐篷适应性评价方法,得出评价得分,并与试验结果相印证。结论低温复合环境下,帐篷内环境受外界影响较大,保温性能不佳,易出现“冷室效应”,应积极寻找新型材料改善帐篷在恶劣环境下的环境适应性。

关键词：风&雨雪低温复合环境救灾帐篷环境适应性评价方法价值函数法

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从“土法改进”谈救灾帐篷居住环境的改善——以汶川8.0级地震救灾为例

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灾害学 2010年第1期25卷 139-143页

作者：王涛龙恩深袁琦陈红轻四川大学建筑与环境学院四川成都610065 重庆大学城市建设与环境工程学院重庆400045

帐篷在救灾过程中发挥着巨大作用,但内部热湿环境比较恶劣,空温、内表面均温都超出了人体所能适应的范围,严重影响灾区群众的身心健康。汶川8.0级地震的灾区群众利用一些土方法如搭遮阳网等对帐篷进行了改进。通过对门窗封闭和门窗开启... 详细信息

帐篷在救灾过程中发挥着巨大作用,但内部热湿环境比较恶劣,空温、内表面均温都超出了人体所能适应的范围,严重影响灾区群众的身心健康。汶川8.0级地震的灾区群众利用一些土方法如搭遮阳网等对帐篷进行了改进。通过对门窗封闭和门窗开启情况下改进的帐篷与普通帐篷室内温度、相对湿度、内表面均温的对比,发现采取一些简单的改进方法能取得意想不到的效果,可以有效的降低帐篷内部温度和内表面均温,从而降低帐篷内的当量有效温度,改善帐篷内居住环境。从而得到很大启示,提出了一些在帐篷使用过程中的改善措施以及结构改进的方向。

关键词：热湿环境救灾帐篷汶川8.0级地震