发布时间:2023-07-17 16:30:01
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的节能技术研究样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:电气产品;试验;节能技术;电力系统
加强电气产品试验节能技术研究,有利于保持这些产品良好的使用功能,降低电气产品实践应用中的能源消耗率,为现代电力系统的正常运行提供科学保障。因此,需要结合电气产品的功能特性及电力系统运行要求,从不同的方面对这类产品节能技术进行深入研究,确保电气产品在电力系统应用中的性能可靠性。
一、电气产品试验系统的原理分析
实践过程中为了确保电气产品试验有效性,需要对其系统原理进行必要的分析。其试验系统包括:电源、被试品、负载、参数测量单元。在这些不同组成部分的共同作用下,能够使电气产品试验系统处于稳定的运行状态。当该系统正常运行时,需要选择性能可靠的电源,并将其加载到被试品上,在有效的连接方式支持下,将被试品的输出与负载连接起来,进而通过对负载的调节,确保试验计划的深入推进。在此期间,为了实现被试品电参数的有效测量,获得可靠的测试结果,需要注重参数测量单元的合理运用。同时,整个电气产品试验环节也可在计算机系统的支持下,达到自动控制的目的。
二、电气产品试验节能要点分析
(一)试验系统中的电源。由于各电气产品使用中的标准要求有所差异,需要根据实际情况选择相应的电源,像变频器、直流电源等,确保电气产品实践应用中的性能可靠性。这些电源本质上属于电能转换器,能够在电能转换机制的作用下,满足电气产品试验要求。实践过程中通过对功率放大器与任意波形发生器的有效结合,能够实现电气产品试验中的电源系统构建。同时,为了实现对电气产品试验节能技术的高效利用,需要在其电源系统构建中使用功率放大器时,重视模块化设计方式使用,实现对容量扩大问题的科学处理,提升电气产品试验节能水平。(二)试验系统中的负载。在电气产品试验过程中,加深对负载实际作用的理解,有利于实现电气产品试验节能目标。像机械负载与电子负载,与电气产品试验节能效果密切相关。实践中通过对机械负载中拉压力型负载与力矩型负载的有效把控,有利于实现电气产品能耗问题处理,保持其试验方面良好的节能效果。同时,在对电子负载分析时,应关注电感、电阻等元件使用中的能耗状况,促使电气产品试验节能技术使用能够达到预期效果。(三)试验系统中的能量回馈技术。电气产品试验中通过对能量回馈单元的合理设置,能够达到能量循环使用的目的,且在电力电子技术的支持下,满足电力系统运行中节能降耗要求。在选择能量回馈途径的过程中,若采用能量回馈到电源的方式,将会使电气产品试验系统运行中能量得到充分利用,减少电网运行中对配电系统的实际要求,促使电气产品试验节能效果得以增强。同时,这种能量回馈途径使用中不会产生污染问题,客观地决定了电气产品试验系统中选择这种途径的必要性。除此之外,若能量回馈中采用回馈到市电的途径,由于其易受并网问题影响,且经济效益难以体现,需要在电气产品试验系统运行中慎重使用。(四)整个试验过程的特点分析。在电气产品试验节能分析的过程中,需要了解整个试验过程特点,确保其节能技术使用有效性。这些特点包括:在实现电气产品试验中的能量循环使用时,可在电源技术、能量回馈技术等不同技术的配合作用下实现,且保持整个试验过程良好的节能效果;(2)配电系统容量降低,试验系统模块化特征显著,操作便捷性良好,节能效益增加;(3)在变压器、发电机等领域中适用性强,且采用了多电源模式,并在计算机系统自动控制方式的作用下,逐渐提升了电气产品整体的试验水平。
三、电气产品试验节能技术的应用分析
实践过程中为了提高电气产品试验节能技术利用效率,需要对其实际应用进行分析。以2.5MW高压大电机试验电源及型式试验系统为例,其原理框图如图1所示。图12.5MW高压大电机试验电源及型式试验系统原理框图结合图1所示的该试验系统原理,对其进行节能分析时,可从这些方面入手:(1)能量回馈。当两台电机对拖时,陪试电机工作在发电机状态,经陪试电机的2.SMNV变频电源的处理,回馈到被试电机的供电电源2.SMW变频电源1,再经其处理后,供给被试电机,实现对80%回馈能量的使用;(2)辅助功能。采用并联方式使用该变频电源,能够扩大电机容量,满足单台电机叠频温升试验的要求;(3)扩展功能。该系统运行中,反映了旋转型机械负载实现节能的过程,也使电力电子负载能够在有效的工作机制下实现节能目标,促使系统能够向发动机输出性能参数测试方面进行扩展,满足电力系统中发电机负载试验要求。结束语综上所述,电气产品试验节能技术的有效使用,有利于优化这类产品性能,给予电力系统运行必要的支持。因此,未来电气产品研究中需要充分考虑与之相关的试验节能技术使用,并对该技术应用效果进行综合评估,为新型电气产品研发提供必要的参考依据,促进我国电力事业更好的发展。
参考文献:
[1]王帅.关于电力电子技术应用系统发展的一些探讨[J].科技与企业,2014,(17).
[2]关朋致.关于电力系统节能技术的几点探讨[J].科技风,2015,(09).
关键词:船舶;电动机;节能降耗
船舶运行成本较高,运行能耗大,虽然有更多新型技术与设备被应用其中,想要完全实现节能降耗目的,还需要针对电动机运行能耗进行分析,采取有效措施来对其进行节能设计。
1船舶电动机节能分析
电动机为船舶主要直接用电负荷,提高其运行效率,是实现船舶电气系统节能降耗的主要措施之一。就船舶运行特点来看,大部分辅机系统均处于连续运行状态,包括主轴滑油泵、冷却水泵、空调压缩机以及通风机等,为维持各系统正常运行,电动机需要稳定运行,通过对其运行效率的优化,可以在持续运行时间内,节省大量电能。在实际航行中因为工况不断发生变化,电网电压也会不断变动,使得各系统运行输出功率大于额定功率,电动机效率急剧降低,造成更多电能损耗。现在对船舶电气系统进行节能设计,对促进行业的进一步发展具有重要意义,例如近年来迅速发展的永磁同步电动机,可以有效解决上述问题,电动机运行效率更高,在维持各项辅机系统运行的同时,减少电力损耗。
2船舶电动机节能技术要点
2.1电动机变速运转
2.1.1电动机作用
船舶电动机主要用于驱动泵类以及风机等转速稳定的电动机;以及甲板机械类电动机的驱动,包括起锚机、系泊绞车等,且为了可以在低速状态下发出转矩,应尽量选择应用变极式电动机;还可以用于驱动甲板机械类起重机械,以及电力推进装置等转速要求严格的电动机。
2.1.2运转方式选择
(1)变速运转。为达到节能降耗效果,可以设计泵类与风机等应用变速运转方法。船舶电气系统内,使用泵类与风机的设备数量较多,一般应用交流异步电动机提供动力,电动机维持稳定转速持续运行,在负载发生变化,出现低负载或者过负载情况时,能够对风门和阀进行调节满足负载变化要求,但是会造成一定损失。为减少此损失降低电力损耗,便可以选择减速运转方式。根据被驱动机械运转方式和设备为依据进行选择,例如辅助锅炉应用鼓风机,船舶航行与装货时,可以满足风量和风压大幅度变动要求,并且如果选择而应用二级控制方法,还可以应用变极式电动机来提高节能效果。(2)机组控制。驱动甲板机械用电电动机变速运转模式现在已经被广泛的应用到船舶电气系统建设中,选择应用变极式电动机,实现电动机-发电机控制方式。变极式电动机变速模式虽然运行成本低,但是并不适用于大容量电动机,且控制效果不佳,基于起重机种类差别,应选择应用直流电动机来进行细微控制,提高控制效果。直流电动机正常运转状态下,将直流可变电压作为电源,并配置电动机-发动机,实现系统正常运行。并且,现在已经有大功率电子元件的应用,可以更有效的实现从交流电源中产生直流可变电压。(3)其他运转。直流电机在船舶电气系统中的应用,换向器在持续运行过程中,受电刷影响会降低线圈绝缘性,对电动机运行效率产生影响。而同步电动机的应用,完全可以避免此问题,其可硅控整流器运转,并且具有有直流电机相同的控制效果。与电动机-发电机方式相比,可控硅发电机电动机组控制方式效率更高,在节能设计中具有更大优势。
2.2高效率电动机选择
2.2.1电动机效率
船舶电动机需要维持连续运转状态,通过提高其运转效率,便可达到节能效果。现在绝缘技术水平不断提高,元件体积不断缩小,旋转机械也实现了小型化生产,为减少电动机内部损耗,就需要对电工材料特性进行综合分析,保证所选铁芯材料质量优良,同时在原有生产制作工艺上进行更新优化,争取提高各元件制作效率,满足电动机节能优化要求。
2.2.2轴输出功率
对电动机进行节能设计,另一个要注意的问题就是负载选用电动机最佳额定功率的确定,一般电动机效率在额定功率75%~100%负载下运转时最高,如果处于低负载状态下运转,则会导致效率较低,产生较大损失。因此需要对轴输出功率进行分析,选择高效率电动机,保证其即便是处于低负载状态下,也可以保证较高的效率。基于负载容量、最大转矩以及启动转矩等因素进行综合分析,保证所选电动机效率可以满足节能运行需求。
3船舶异步电动机变频调速节能技术
对于船舶动力装置来说,存在大量风机、水泵类负载,基本上均选择用鼠笼式异步电动机拖动,为达到节能效果,其电动机便可选择应用变频调速、转差离合器控制调速以及调压调速等调速方式进行优化。其中,变频调速可以对同步转速进行调整,更适于转速降低时状态,在风机、水泵系统中应用具有良好效果。以某轮舱底水泵为例进行分析,其水泵型号为CB65,流量为68m3/h,压力为0.223MPa,电动机型号为J02-61-2-H/D2,额定功率为18kW,额定转速为2950r/min,额定电压为380V。配备ACS800-01-0003直接转矩控制变频器,不同流量调节方法效率曲线如图1所示。其中水泵型号为CB68,流量为65m3/h,压力为0.228MPa,电动机型号为J02-61-2-H/D2,额定功率为18kW,额定转速为2950r/min。图1不同流量调节方法效率曲线由图可知,流量比小于80%时,应用变频调速方式进行流量控制,与其他调控方法相比,功率损失比最小,具有最好的节能效果。同时,基于流量调节时水泵会有扬程变化,还需要对不同实需流量和实需扬程下节电率数据进行综合分析。其中,将节电率与系统内装设出口调节阀情况进行对比,实需流量百分比数据与实际计算流量和水泵标称流量进行对比,实需扬程百分比数据将实际计算泵扬程与水泵标称扬程进行对比,确定水泵流量与扬程均存在一定富余量时,节能效果更为明显。
4结束语
船舶电气系统需要长时间持续运行,整个航程运行产生的能耗巨大,为实现节能降耗设计,就需要重点做好电动机分析,选择高效率电动机的同时,根据实际情况确定运转控制方法,并应用变频调速手段,来达到节能降耗目的。
作者:卓土墙 单位:中交第三航务工程局有限公司厦门分公司
参考文献
当今世界,能源问题已经成为讨论的热点,随着社会的发展,科技的进步,人民的生活水平也逐渐提高,但是能源缺乏问题也日益突出。对于电厂来说,在节约能源减少损耗的众多因素中,电厂热力系统的热经济效益是最关键的因素,为了最大化地发挥热经济效益,节约能源,实现可持续发展,要对其进行必要的研究和分析。文章正是对电厂热力系统节能分析方法的研究。
关键词:
电厂;热力系统;节能
能源问题向来是我国乃至世界关注的焦点性问题,特别是我国,现在处于发展中国家阶段,能源消耗异常严重。如今,能源短缺已俨然成为我国发展的阻力,因此,各行各业都急需采用一些节能措施,文章主要分析并探究了电厂热力系统节能的方法。
1当前存在的问题
1.1分析方法欠缺
当前,分析系统工程的措施并不完善,数学工具老化,问题较多,很少有人真正地钻研系统节能的有效措施。如此种种,召唤着具有改革性和更加完善分析方法的到来。如今,计算机行业风生水起,虽然目前已经将计算机应用于热力系统节能的分析,但是大多数情况下,采用的仍是原来的局部优化运行方法,没有实质性的创新,因此还需努力改善分析方法。
1.2研究具有局限
现如今,我国对电厂系统的研究方法基本如出一辙,完全缺乏创新,这种研究方法固然有比较稳定、不易出错等好处,但也有局限性较大等弊端,这种局限性在一定程度上极大地遏制了我国对电厂热力系统节能方法的分析与研究,不利于我国的节能事业。1.3没有深入挖掘我们分析热力系统时,重视从多个方面对其进行分析,而忽略了对其中一个方面的深入研究。此外,我们还迫切需要恰当的节能理论作为指导依据,通过一系列手段来改善和提高机组的运行水平和能力。为了达到这一目的,在进行实际研究时,要深入思考,确定合理的性能指标,将系统与生产过程相结合,建立起比较直观合理的数学模型。
2热力系统计算方法
热力系统的计算并不是简单的对数据的处理,它最终的目的是明确机组内的各项热经济性指标。热力系统的计算方法非常多,要想正确分析机组的热经济性,必须要选取合适的计算方法。事实上,各种计算方法都有自己的一套热力学基础,选择的时候可以参考以下几种方法对一些热力学基础进行选择:
2.1常规热平衡法
在改善发电厂系统时,要对热力系统进行合理有效的计算,在众多热力系统计算的方法中,常规热平衡法是最为常用且重要的一种方法,在质量与能量平衡时,计算实际热力系统各方面的数值。首先运算系统的变工况,然后确定汽轮机的膨胀过程线和系统参数。
2.2等效热降法
等效热降法不同于其他方法,它通过分析机组内功率的变化,进而得出热力系统的热经济性。另外,等效热降法可以以自身的一些优势弥补别的热力系统计算方法上的不足,从而完善整个热力系统。
2.3熵分析法
熵分析法可以作为评价过程的依据,来衡量过程的完善和改进状况。首先计算系统的熵平衡,其次确定影响熵产的因素,最后确定熵产与不可逆损失之间的关系。
2.4火用分析法
火用分析法主题是以实用性为前提的一种热力系统计算方法,如果采用这种方法对计算热力系统的热经济指标,必须要在结合实际的基础上对整个热力系统进行全面深入的了解。
2.5代数热力学法
在众多研究分析热力系统能量的方法中,代数热力学法是非常重要的一种方法。所谓代数热力学法,就是用事件矩阵,描述各个子系统的能量关系,得到结构矩阵,这个矩阵以整体的视角开创了研究分析热力系统的新措施。
2.6循环函数法
循环函数法依据的热力学基础是热力学第二定律,众所周知,能量上的循环是不可逆的,因此,可以利用这点对热力系统的热循环进行定量计算,进而得出实际数值,这种方法的理论性较强,但只要原始数据较准确,计算结果往往均与实际吻合。
3热力系统节能改进措施
3.1锅炉排烟余热的回收利用技术
所谓锅炉排烟余热的回收利用技术,就是联合锅炉排烟热量和电厂热力系统,通过电厂热力系统,将余热转化为电能,这一过程是在汽轮机上进行的,如此一来,不仅节约了能源减少损耗,也可以有效降低排烟温度。装置在锅炉尾部的汽水换热器是低压省煤器,低压凝结水通过其内部。它的系统有两种连接方式,即低压省煤器在凝结水热力系统中串联和并联两种方式。低压省煤器的水首先来自于低压加热器的出口,其次凝结水吸收排烟余热,凝结水的温度也随之升高,最后通过低压加热器系统。一般情况下,使用低压省煤器在凝结水热力系统中串联的方式比较理想,流经低压加热器时有最大的水流量。低压省煤器有确定的受热面时,可以较好地吸收余热,更好地实现节能减损的目的。
3.2化学补充水系统的节能技术
化学补充水系统的节能技术对一部分装有抽凝汽式机组的火力发电厂来说是一种必须的存在,如果没有这一技术,它们将很难运行下去,在利用这一技术时,完全可以采取一些措施实现节能的目的。一般来说,化学补充水主要以补入到除氧器中和补充到凝汽器当中两种方式进入热力系统,这里主要简述将化学补充水补充到凝汽器的一些节能措施。化学补充水补充到到凝汽器中后,首先会进行除氧,然后温度会逐渐降低,当其降到比汽轮机排汽温度还要低时,完全可以在凝汽器的喉部加入一套能把补充水成为喷雾的装置,然后再配合冷凝器,逐级回收废热,最终实现节能的目的。
3.3除氧器排汽以及锅炉排污水余热的回收利用
对于除氧器来说,为了保障除氧功能,就一定会在工作时排出蒸汽,而蒸汽是具有压力和温度的,从而造成工质和热量的损失,为了达到节能减损的目的,要重视系统的回收和再利用。为了保护环境,减少不可再生能源的利用,要尽可能采取一切合理有效的措施,降低蒸汽温度。为此,可以安装余热冷却器,它可以吸收蒸汽余热。对于锅炉来说,污水的排放量是不可忽视的,可以达到2%至5%,长此以往,不仅工质损失严重,而且污染严重。锅炉排污的热水温度和压力都很高,如果可以有效运用,是一种不错的高级单热资源,而利用排污扩容器,可以回收利用一些工质和热量,节能环保,但是扩容蒸发之后的污水仍有一定的温度,如果不及时蒸汽并降低温度就会对环境造成温室效应,为此,可以加装排污水冷却器,通过一系列化学过程冷却污水,降低温度,这样一来,避免污染环境的同时,吸收利用污水热量,将热量转化为电能,实现能量转换的最大化,提高经济效益,一举两得。
4结束语
总而言之,在当前能源日益短缺的情况下,即使是电厂热力系统节能技术已经非常老练的发达国家也在时刻想着优化相关技术,实现节能减排,而技术上相对不够完善、资源消耗巨大的我国,更要不断分析研究电厂热力系统节能的方法,降低能源消耗,实现可持续发展。
参考文献:
[1]闫水保,闫留保.电厂热力系统节能分析原理及应用[M].郑州:黄河水利出版社,2014.
[2]林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安:西安交通大学出版社,2015.
[3]张彦.联合分析法-电厂热力系统分析法的研究[D].北京:华北电力大学,2015.
[4]马芳礼.电厂热力系统节能分析原理[M].北京:水利电力出版社,2014.
关键词:建筑节能 新技术 发展方向
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
前言
所谓建筑节能,在发达国家最初定义为减少建筑中能量的散失,现在普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,在保证建筑居住舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。
现阶段,我国建筑能耗已经与工业能耗、交通能耗并列成为三大“耗能大户”,据统计,建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已经达到27.6%,随着城镇化的加速发展,建筑能耗呈现急剧上扬趋势;在建筑单位面积耗能上,我国单位建筑面积能耗为发达国家的3倍多,因此,提高能源的利用率,减少能源的消耗,是整个建筑领域改革与发展的重要方向,也是我国建筑领域发展绿色低碳经济的重要手段之一。本文从建筑规划与设计、墙体、门窗、可再生能源的利用等方面进行了简要的介绍。
1建筑规划与设计
面对全球能源环境问题,各种全新的设计理念应运而生,如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等。它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发,从建筑的能耗、环境、设备等方面综合考虑,在建筑规划和设计时,根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)创造良好的建筑外界和室内微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。
具体措施可归纳为以下三个方面:合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计(主要方法为:在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙);合理设计建筑形体(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定),以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分,主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计来实现建筑室内较好的通风、采光效果,以实现少用或不用设备的目的,最大限度降低建筑能耗。
2 建筑节能技术
2.1 墙体保温节能技术
墙体保温是建筑节能的重要环节,墙体保温主要从保温层的厚度及保温材料两个因素来影响建筑能耗。我国建筑墙体节能保温措施主要有三大类:外墙内保温、夹层保温和外墙外保温。目前我国使用较多的为墙体外保温, 采用外保温有以下几方面优势:保护主体结构,延长建筑物寿命;基本消除热桥的现象,较好地发挥了材料的保温节能功能;提高建筑的防水功能和气密性。
在建筑围护结构的保温材料中,主要使用的材料分为有机类和无机类,从使用的实际情况来看,我国北方寒冷地区和夏热冬冷地区围护结构绝大多数使用的为有机类保温材料(主要指EPS和XPS),这主要是由于这些地区气候条件对围护结构保温性能的要求决定的。一般来讲,有机类材料的保温性能远优于无机类材料,具有重量轻、保温隔热性能好、可加工性好等优点;但其致命缺点是防火性能差、稳定性差、不耐老化。因此,选用有机类保温材料时,需要注重构造上的防火措施,如增加防火隔离带等。
2.2 相变材料蓄能技术
相变过程一般是等温或近似等温过程,相变过程中伴有能量的吸收或释放,这部分能量称为相变潜热,利用相变过程的这一特点可开发适用于建筑围护结构的相变储能材料。当材料的物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变,形成一个宽的温度平台,尽管材料的温度不变,但吸收或释放的相变潜热不容忽视。罗庆、刘庆开等人曾以CaCl2·6H2O为实验材料,通过对比测试发现,相变玻璃窗调温能力比普通玻璃窗高出3~4℃,这对于提高夏季室内热环境质量、减少空调的使用从而实现建筑节能具有重要的意义[1];另一方面可用于外墙的保温隔热上,热量通过相变材料的过程中会形成一定的温度梯度,从而能够尽量维持室内温度的恒定,达到建筑节能的目的。
2.3 冷屋顶技术
“冷屋顶”又称“白色反光屋顶”是指日射反射率高的屋顶,它通过对普通屋顶涂上浅色的、高反射率的涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷、节约空调能耗的目的。“冷屋顶”可以减小空调能耗,控制“热岛”现象;保护“臭氧层”,并且屋顶材料的老化速度较慢,使用时间较长。“冷屋顶”根据其所使用的材料不同可大致分为三种:1)高反射涂料冷屋顶 2)相变材料冷屋顶 3)热变色材料冷屋顶。
以高反射材料冷屋顶为例,其通过涂料的高反射率和高发散率,在反射大量太阳能的同时,又能较快的释放出能量。从而,降低了屋顶表面的温度,大大降低了传入建筑物内部的热量。另一方面,建筑屋顶表面温度降低的同时,也减少了向周围空气所传递的热量,从而可有效的缓减“城市热岛”效应。
尽管“冷屋顶”可以在一定程度上有效地降低建筑能耗,但同时也存在一些问题。一方面,“冷屋顶”技术要在原有的屋顶涂料的基础上,对原有的涂料进行改善,然后再涂上反射率较高的新涂料,并且要注意后期的维护与更换,因此与普通屋顶相比,整个技术的成本也就大大提高;另一方面,由于涂料的高反射率,可以将大量阳光反射到周围环境当中,这势必会引起太阳光的扰乱,因此,该技术还有待于进一步的研究,以扩大使用范围、降低使用费用。
2.4 门窗节能技术
门窗在起到采光、通风、遮阳的同时,也是建筑节能的关键部位。据统计,在寒冷地区由门窗缝隙而损失的热量,占全部采暖耗热量的25%左右。特别是随着人们生活水平的不断提高,人们对舒适度的要求水平也在提升。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征,建筑物的门窗面积越来越大,全玻璃幕墙建筑也越来越多,以至门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上。因此,门窗节能是建筑节能得以实现的另一个的关键环节。门窗既是能源得失的敏感部位,又关系到采光、通风、隔声、立面造型。这就对门窗的性能提出更高的要求,就目前而言,门窗节能主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。
我国在建筑物保温性能上与发达国家相比,外窗能耗是发达国家的2.2倍[2]。现有的门窗结构多变,材料多样,除普通玻璃外,在建筑节能的趋势下,新型节能玻璃陆续出现,主要有中空玻璃、镀膜玻璃、高强度LOW-E防火玻璃等,这些玻璃都是通过提高材料(玻璃、窗框材料)的光学性能、热工性能和密封性,或是改善门窗的构造(双层、多层玻璃,内外遮阳系统,控制各朝向的窗墙比,加保温窗帘)等方式来实现建筑节能。
3 新能源的利用与开发
随着能源危机的不断加深,如何提高能源的利用率及新能源的开发利用,无疑的已是各国关注的焦点及工作的重心。新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、水能、风能、地热能以及海洋表面与深层之间的热循环等。日前在中国,可以形成产业的新能源主要包括水能(主要指小型水电站)、风能、太阳能、地热能等,且上述能源均是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段,也是环境治理和生态保护的重要措施。
在建筑领域,目前投入使用的主要为太阳能发电系统。在我国太阳能资源丰富的地区,采用建筑屋面或立面安装太阳能电池板的方式,可作为生活热水的能源,也可作通过转换直接作为电源使用。太阳能清洁环保,无任何污染,利用价值高,符合我国清洁能源的各项要求。但也存在种种问题,其运行受天气影响较大,不能作为稳定的电源;同时,造价昂贵,投资回收期较长、维护费用较高等都是制约其大力发展的问题,因此,建筑领域新能源有待进一步研究。
4 展望
随着经济的发展,建筑行业的能源消耗逐年增加,实现可持续发展的战略思想,就必须对其采取经济有效的节能措施以节约能源。在我国,建筑节能是一门新兴的节能技术,也是世界建筑整体发展的一个大的趋向;通过合理的建筑设计和布局规划,可使建筑尽可能利用自然通风和采光,减少建筑设备能耗;同时,我国气候条件差异较大,面对各类新技术时,不同地区需结合地区气候和环境特点,选择合适的建筑节能技术措施,以最大限度发挥建筑的节能效果。
参考文献
关键词:节能降耗;工民建施工;技术研究
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
随着经济的发展,我国面临着资源紧缺的现状,能源是经济发展的物质基础,能源的供给不断才能保证我国经济的不断发展,面对能源缺少的情况在新时期下我国提出了可持续发展战略,建筑行业是我国近年来发展迅猛的行业,建筑行业对能源的消耗也占据很大比例,我国建筑行业起步晚起步快,在节能方面难免存在一些问题,如何提高工民建施工的节能技术是今后一段时期我们要面临的问题。
二.工民建施工节能的意义
近年来科技水平的不断发展,越来越多的能源被用来为人们服务,大量的能源成为经济增长的重要基础,能源给人们创造了丰富的物质财富。但是由于人类无节制的开发使世界的资源面临着匮乏的危机,建筑行业是近年来发展迅猛的行业,建筑行业对能源的使用频率较高,这在一定程度上加重了能源的供应形势,因此为了减少能源消耗程度在工业建筑和民用建筑中要采取相应的措施显得尤其重要。
资源危机是世界面临的共同问题,我国政府在提出科学发展观之后对工业建筑和民用建筑的节能工作给予大力支持,工业建筑和民用建筑节能的实施有利于建筑行业技术的改进,有利于建筑行业的结构调整,多建筑行业的健康发展起着重要的作用。对节能的要求使得各种建筑新技术不断研发,加快了相关技术的实用性的步伐。
三.国内外建筑节能的现状
当前世界经济发展迅速,人们的消费能力大大提高,这在一定程度上刺激了能源的极速消耗,最终导致能源危机的出现,能源危机的警铃对世界经济的发展带来了严重的挑战,世界各国为了发展对节能降耗工作显得尤其的关注。
我国是一个人口大国,每年对能源的需求都很大,对建筑工程的投入比重增大,建筑行业对能源的使用率很高,因此在建筑行业国家很重视技能降耗工作的开展,从上世纪八十年代我国开始提出建筑的节能降耗,我们国家近年来在节能降耗取得了一系列成就,我国在新世纪提出可持续发展,这是我国推进资源节约型社会的表现,各行各业都在推行节能降耗,工民建筑行业在施工技术中也注重技能降耗技术的使用。
四.工民建施工技术中节能降耗技术的应用
(一)太阳能节能技术
太阳能节能技术的使用是通过在工民建顶楼安装太阳能系统,充分利用太阳能资源,将太阳能资源转化为电能,从而实现建筑内部电力的使用。我国北方地区冬季时间较长,太阳能的使用可以增加建筑内部的保暖性,同时也可以减少电力资源。在我国南方夏天比较炎热,太阳能节能技术在通风和遮阳方面加以改善,也在一定程度上缩小了空调的使用频率。太阳能资源是一种纯净无污染,可生能源,是节能降耗的施工技术的首选。
(二)水资源的节能技术
我国是一个水资源匮乏的国家,建筑行业的用水量大,在混凝土的搅拌中需要大量的水资源,水资源的大量使用不仅会造成经济负担而且在一定程度上会破坏水资源系统的平衡。因此在节能降耗下要加强水资源的节能技术,水资源的就能技术不仅会减轻企业的经济负担也会起到保护环境的作用。
(三)土资源的节能技术
我国是一个多山国家,地形对建筑的影响很大,为了保证工民建建筑质量和保护环境二者的统一,土地资源要实现节能技术的研究,在不同的地形中实施不同的节能技术显得尤为重要,在对土地进行建设之前要对施工地区的地段进行科学分配,尽可能缩小用地范围,最大化的使用土地资源,这样可以实现土地资源的节能使用。
(四)能源的节能技术
节能降耗不是一个国家一个单位的职责,它是国际性的话题,要将节能降耗的理念引入整个建筑行业的施工过程中,使每个节能技术都能在每个建筑施工单位都能达到。现阶段对于节能降耗概念的运用是最大限度的运用能源,未来要将节能降耗朝着能源的可替代性发展,只有这样才能尽可能保护一些不可再生能源,也有利于建筑行业与整个环境的协调发展。
(五)墙体节能技术
墙体的节能设计关乎建筑的能耗问题,墙体在节能降耗包括内保温和外保温两种,一般采用在墙体加保温材料的手段,这样墙体就不易受到雨水的侵蚀,同时在墙外进行保温材料的使用可以减少太阳辐射对墙体的影响,可以减少墙体的损伤。
随着人民建筑的迅速发展,这就要求在工民建施工过程中要加强节能降耗的推广,据相关报道建筑行业向大气排放污染物对环境造成了很大的破坏,同时人们对舒适环境的追求逐步提高,建筑行业的新时期既要满足顾客对舒适环境的追求又要在一定程度上满足环境的可持续发展。那么如何做好建筑行业的节能工作呢?
五.工民建施工中实现节能降耗工作的措施
(一)建筑外部环境的节能设计
在建筑进行选址之后,要对建筑周围的环境进行相关的调查研究,通过合理的外部环境设计改善气候环境,比如在建筑物周围种植树木和草地,这样可以有效净化空气,同时还可以降噪遮阳,同时对绿地的重视可以使植物在光合作用过程中吸收太阳能资源,有利于降低建筑区域的空气温度,增加空气湿度。
(二)采用合理的建筑规划
规划是施工过程中的指南手册,因此要进行合理的建筑规划,合理的建筑规划能够适用建筑环境,并且在一定程度上可以尽量避免一些不利因素,规划的提出应该是经过严密ide调查和科学的研究之后提出来的,只有这样才能在各方节能上找到一个平衡点,最终实现节能的最大化。
(三)加强节能降耗的理论研究
国外的建筑节能技术已经发展到很成熟的地步,但是由于我国起步晚并且受到相关知识的限制使得节能技术与国外存在着一定的差距,我国没有形成完整的节能降耗理论体系,这就要求在建筑行业经验丰富的工作人员在节能降耗方面要加大理论研究,使得我国节能降耗能够在达到一个新的阶段。
(四)开发新型可替代资源
我国对资源的使用次数多,但是使用率低,这就要求研究能源的可替代性资源,目前我国很多能源还是去外国购买,这样就会造成工程成本增加对企业的发展也是十分不利的,因此开发新型可替代资源不仅可以实现环境的保护也可以实现企业利润的增加。
(五)借鉴外国的经验与技术
外国对建筑节能降耗的研究起步早,在建筑节能降耗方面已经形成了较为成熟的理论体系,我国政府近年来不断提出重视节能降耗工作的开展,因此在开展节能降耗的过程中要不断借鉴外国的经验和技术,只有这样才能不断充实我国节能降耗的相关理论知识,早日实现我国节能降耗的目标。
六.结语
随着全球经济的不断发展,建筑行业呈现一片欣欣向荣的景象,但是伴随着经济的不断发展,资源消耗已经摆在了全世界人民的面前,建筑行业在能源消耗中占据较大比例,我国在这种情形下提出建设资源节约型社会,发展节能降耗的工民建施工工程显得尤其重要,发展基于技能降耗的工民建施工节能技术势在必行,节能降耗技术的使用不仅可以实现国民经济的健康发展,也可以是实现人与自然的共赢。
参考文献:
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[4] 王金奎,史慧芳.窗墙比在公共建筑节能设计中的应用[J]. 低温建筑技术. 2010(09)
关键字:房屋建筑 节能技术 太阳一体化
中图分类号:S210.4文献标识码: A
一、研究背景
与国际发达国家相比,我国建筑总能耗呈逐年上升趋势,其中1970年建筑能耗约占能源消费总量的10%,2011年上升至27.6%,约占全国总能量的25~40%,例如与气候相近的发达国家相比,我国多数采暖地区围护结构普遍具有较差的热功能,其中我国建筑外墙传热系数高出3.5~4.5倍、屋面高出3~6倍、外窗高出2~3倍,此外单位房屋建筑面积具有能源利用率极低(28%)、能耗极高等特点。随着世界范围内能源危机的爆发及建筑能耗的日益增长,房屋建筑施工的节能问题越来越受到社会的重视。就我国大多数地区而言,屋面、门窗、外墙体工程被认为是护结构耗热量最大的三项工程。房屋建筑节能作为我国建筑行业发展的重点,其被看做国家建设节能型社会及发展新农村建设的重要措施。建筑节能理念的推行对能源安全保证体系的建立、建筑行业各项节能技术的应用及建筑节能工作的顺利开展意义重大,同时也对建筑行业经济的持续增长至关重要。针对房屋建筑行业的节能工作,具体节能措施包括:新建建筑必须符合现行建筑节能行业标准,其中节能标准所涉及的强制性条文必须严格落实;我国建筑工程方面,达标的新建建筑约占90%,其中建筑施工阶段达到节能标准的建筑约占80%以上。建筑节能作为执行国家节约能源与环境保护政策的关键性内容,其具体内容包括两方面,即围护结构保温隔热能力的加强;从供冷、供暖的实现方式与热源输送渠道实现能源的节约。本文主要从下列方面浅析房屋建筑施工的节能技术。
二、房屋建筑施工的节能技术研究
就建筑项目而言,房屋建筑节能施工技术具有至关重要的作用,而施工实践过程必须结合建筑项目的实际情况采取针对性的措施。本章节主要从墙体保温施工、门窗安装施工、屋面保温施工、太阳一体化节能技术四大方面展开论述。
(一)墙体保温施工
墙体保温施工作为房屋建筑节能施工的关键性环节,其施工质量对房屋建筑整体节能效果的改善至关重要。墙体保温层的设置位置包括内侧或外侧,其中内侧设置的基础措施更简单,但保温效果较差;外侧设置对节省使用面积具有积极的影响,但易出现脱落、开裂、渗水等问题。墙体保温施工工艺大致包括粘贴、抹灰、喷涂、复合等方式。墙体保温施工过程,施工工艺必须严格按照施工方法与保温材料的实际情况进行选择。保温砂浆作为常见的施工材料,其施工具体采用抹灰方式。墙体保温施工注意事项具体包括:对墙体依次进行清洁、修平、湿润处理;对墙面设置冲筋或标准,以确保墙体保温层厚度;单次抹灰厚度约10cm,其中下层施工前必须确保上层的强度达到既定要求;保温砂浆往往设在内侧,针对墙体外侧设置保温砂浆的情况,必须采取必要的防裂、防水、防脱落等措施。
(二)门窗安装施工
门窗安装施工过程,玻璃扇与门窗框的传热系数及密封性往往被看作最关键的环节进行控制。考虑到木制门窗与塑料门窗具有较低的热传递系数,双层玻璃的传热系数较单层玻璃的传热系数低出许多,房屋建筑最好选用木制或塑料的双层门窗。若要使房屋建筑门窗的节能效果达到既定要求,门窗的安装施工必须特别注意下列事项:门窗的选择必须根据设计的要求进行选择,注意门窗安装前必须认真检测门窗的各项性能指标;门窗安装过程必须对门窗框角的垂直度进行检查,以防门窗变形;扇与扇、框与扇间必须设置密封条,同时柱、墙、梁、台与门窗框的交界位置必须采取密封措施,以防出现透气或渗水问题;密封施工前,密封位置的灰层必须事先清理干净,以确保密封效果达到既定要求。
(三)屋面保温施工
房屋建筑施工过程,常用的屋面保温措施要求把保温材料铺设到防水层与屋面板间,其中保温材料必须具有吸水率低、密度低、导热性能小及强度较高等特点。现代房屋建筑施工过程常用的保温材料包括水泥珍珠岩板、加气混凝土、轻骨料混凝土板、水泥聚苯板等。屋面保温施工过程,必须采取相应的隔热措施,例如屋面结构的下部或上部设置通风隔热层;选用高效保温材料实现屋面隔热;若条件允许,屋顶上部亦可设置反射层或种植植被,由此实现屋面隔热保温效果。
(四)太阳一体化节能技术
据统计数据显示,我国超过2/3的国土面积具有超过2200h的年日照时间,其中年辐射总量超过502万kJ/m2,由此预示着我国太阳能具有广阔的利用前景,此外高科技环保节能建筑使人类始终生活在充满自然景观与能源循环再生的人工大自然。根据太阳能的实际应用需要及具体特点,房屋建筑节能方面太阳能的具体应用包括两大方面,即太阳能光热利用技术、太阳能光电利用技术。
1.太阳能光热利用技术。太阳能光热利用技术要求把太阳辐射能转化成热能,由此实现太阳能的利用。房屋建筑工程领域,制冷与采暖作为最常见的利用方式,从温度利用的高低可简单划分成低温利用、中温利用、高温利用,其中工程供热大多采用太阳能高温利用,此外日常的生活热水供应大多采用低温利用;从温度利用的方法可简单划分成间接利用与直接利用两种形式,其中直接利用的常见方式包括:借助太阳能空气集热器实现物料干燥或供暖;借助太阳能热水器实现生活热水的供应;建设以集热-储热原理的间接加热方式为基础的被动太阳房(见图1);借助源自太阳能加热空气的热压实现建筑通风效果的增强。间接利用方式包括:太阳能吸附式制冷、太阳能吸收式制冷、太阳能喷射制冷。
图1被动式太阳能剖面图
2.太阳能光电利用技术。太阳能光电利用技术要求借助太阳能电池使太阳能转化成电能,同时储存到蓄电池,此外经放电控制器的控制实现太阳能的释放,以供室内的照明及其他所需,具体转化原理详见图2。
图2光电转化基本原理
例如 2004年皇明科技园区内建立的超级节能示范楼作为我国第二代太阳能建筑,其能源供应不仅保留有太阳能光热系统,同时也增设有太阳能地源热泵辅助系统与太阳能光电系统,其中太阳能光电系统经光伏发电实现设备用能与生活用电的供应,若供电不足,系统则直接切换到城市电网。就外墙保温措施方面而言,采取外卷帘遮阳系统、合理设计放热桥、曲板屋顶夏季防晒及屋面外墙隔热等措施可实现房屋建筑保温隔热能力的大幅度提高,进而实现太阳能供暖制冷效率的大幅度提高。经现场测试发现,该超级节能示范楼的总建筑节能率超出90%。现阶段,太阳能光电技术被普遍应用到空间站、航天飞机或边远地区,而太阳能建筑的光电利用作为实现太阳能照明的主要途径,其正被逐步引入建筑工程领域。
参考文献:
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[4]丛京.基于绿色节能技术的建筑施工优化模式探讨[J].建筑与文化(学术版),2013,(1)
一、既有住宅节能综合改造研究
既有住宅量大、面广,围护结构保温性能和气密性能差,外墙普遍存在开裂、空鼓和墙体渗漏等通病。房屋的这些质量通病,不但对建筑的安全性和耐久性产生了影响,而且进一步恶化了围护结构的热工性能,影响了居民的居住舒适度。如何在既有住宅节能改造的同时,实现房屋安全和质量通病的治理,是当前既有住宅节能改造中的一项难题。
针对既有住宅节能改造中存在的困难,该研究将既有住宅的节能改造与房屋综合整治相结合,同步实施围护结构(外墙、屋顶、门窗)保温性能改善与房屋综合整治,使两者相辅相成。不但解决了房屋渗漏等质量通病,还为既有住宅节能改造创造了良好的施工基础,明显提高了既有住宅围护结构的保温隔热性能,还对房屋的安全性和耐久性起到较好的保护作用。
该研究将其成果较好的应用到了常德路德怡苑试点工程中。常德路德怡苑为3幢高层住宅,于**年竣工,楼高在21至26层不等,总建筑面积4.5万平方米,现有住户616户。建筑上部结构为钢筋混凝土剪力墙结构,基础为钢筋混凝土预制桩加箱型基础,建筑表面采用水泥砂浆找平马赛克饰面。
3幢大楼外墙饰面多处出现开裂、空鼓等现象,并有局部马赛克砖脱落,外墙渗水问题严重。大楼墙外的空调外机大多都进入了“高龄”期,许多空调支架锈蚀严重,残缺不全,且安装杂乱无章,有碍观瞻。由于年久失修,许多住户阳台上的雨篷及晾衣架破旧不堪,有坠落的危险。另外,外墙的热工性能较差,采暖空调能耗很高。
针对这3幢高层住宅存在的安全质量问题、外墙渗漏通病和热工缺陷,该研究对这3幢高层住宅实施既有住宅节能综合改造试点。
(一)新增空调外机搁板并拆除旧机架。
采用化学植筋技术,解决了外墙新增空调搁板中的钢筋与外墙间的连接难题。通过安装角钢模板支架及模板,浇筑混凝土,形成空调外机混凝土搁板。施工完毕后随机抽取两块混凝土搁板进行堆载试验,验证了设计的安全性和合理性。这样改造之后不但解决了空调外机引发的安全隐患问题,也使整个建筑外立面整齐美观。
拆除空调旧机架,对遗留下的膨胀螺栓孔用密封胶进行防水处理,以免留下渗水隐患。对于需安装的空调滴水管及需移位的落水管、晾衣架,在原基础墙体上预留螺栓或预埋件,在完成外墙外保温系统施工后进行统一安装。
(二)外墙饰面整治。
使用红外热像仪对外墙饰面质量进行检测。通过红外传感器检测物体发出的红外线放射能,将测得的信号图像进行处理、分析、储存并输出,检查建筑物外墙砂浆、面砖、马赛克等饰面空鼓部分与正常部分的热传导差异引起的温度差,从而判断饰面空鼓的有无和空鼓程度。
根据红外检测的结果,对外墙饰面不同位置、不同损坏情况采取相应的整治方案。对外墙饰面起壳、裂缝部位进行凿除,并用聚合物砂浆批嵌;对于外墙饰面脱粘但未起鼓的部位,用锚栓固定。
(三)建筑外墙保温处理。
采用现场喷涂聚氨酯外墙保温系统对建筑外墙进行保温处理。该系统由一种由多种材料组合而成的复合产品,主要包括防水涂膜、现场喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料、纤维增强抗裂腻子和饰面涂料等多种材料组成。同时,运用该研究的旧饰面界面处理技术、保温系统表面抗裂技术。施工过程包含了施工准备、防水保温施工、保护层施工、饰面层施工、清理等几个主要阶段。
(四)外墙饰面质量与热工性能检测。
在节能综合改造的前后,对3幢高层住宅的外墙饰面质量和热工性能进行了检测对比。
通过红外热像仪对外墙饰面质量的检测结果发现:这3幢高层住宅在改造前外墙损坏情况较严重,饰面马赛克空鼓率占到了外墙面积的30%左右;经节能综合改造之后,外立面的空鼓、裂缝、渗水等问题得到了解决,建筑物外立面已无异常现象。
(五)节能评估。
使用“CHEC夏热冬冷地区居住建筑节能设计分析软件”,采用“对比法”对其中一幢大楼做了节能评估。经模拟计算,改造前该建筑全年综合能耗指标为62.38kWh/m2,而根据节能标准计算得到的参照建筑节能综合指标为38.53kWh/m2,改造后该住宅楼的综合能耗指标为37.20kWh/m2,低于参照建筑的节能综合指标,达到了节能设计标准,比改造前的综合能耗指标下降了40%,节能效果显著。
试点工程实现了既有住宅的节能改造与房屋综合整治的有机结合,既解决了建筑外饰面的安全质量、耐久性问题及外墙渗水等质量通病,又达到了建筑节能的目的,实现了“解危”与“节能”的有机结合,是一次成功的尝试和突破,对既有住宅的节能改造工作具有重要的探索意义。
二、既有住宅围护结构各部位节能效果排序的研究
影响既有住宅节能改造实施的难点问题主要表现在:如果对全部住宅的围护结构各个部位都进行大规模的节能改造,牵涉面太大、费用太高,是不现实的,既有住宅建造年代不同,建筑结构体系也不相同,热工性能存在着较大的差异,其围护结构不同部位节能改造后对节能降耗效果贡献程度也不同。项目通过采用三维稳态、计算机模拟技术,对不同类型住宅、围护结构不同部位节能改造后效果分析,实现了既有住宅围护结构最佳节能措施的选择排序。
从单一的改造对象看,改造外墙的效果最为明显,改造外窗或屋面的效果相比改造外墙较小。多层住宅通过外墙的节能改造,可降低原住宅全年耗电量约13%,高层住宅通过外墙的节能改造,可比原住宅全年耗电量降低约32%。而改造外窗或屋面的效果在多高层住宅中并不一样。在多层住宅中,窗墙比较小、体形系数较大、层数较低,改造外窗或屋面的效果相差不大,均为11%。在高层住宅中,窗墙比较大、体形系数较小、层数较高,改造外窗的效果比改造屋面的效果好,外窗为10%,屋面为3%。外窗改造后,其传热系数大大改善,从6.4W/(m2·K)降低到3.0W/(m2·K),但比外墙和屋面的传热系数,窗户的传热系数还是很大,仍然是传热损失最严重的部位,所以仅从传热系数考虑,改造外窗的效果不是很显著。
因此,对于高层住宅,对其围护结构进行节能改造的重点部位锁定在外墙,其次为外窗(“穿衣戴镜”改造法);对于多层职工住宅,对其围护结构进行节能改造的重点部位锁定在屋面及外窗,宜结合平改坡等综合整治进行节能改造(“戴帽戴镜”改造法)。但对于大板结构的多层职工住宅,则须对其围护结构全部进行节能改造(“穿衣戴帽又戴镜”)。
在实际工程中,对既有住宅围护结构进行节能改造的效果还要受地理位置、建筑体态、住户生活习惯等诸多因素的影响,围护结构各部位的节能效果排序并不是固定不变的,因此在对既有住宅进行节能改造时应综合考虑各个方面的因素,力求达到最优的整体节能效果。
“十一五”期间,本市将对3000万平方米既有建筑进行节能改造,其中住宅综合节能改造1000万平方米。如果对全部住宅的围护结构各个部位都进行大规模的节能改造,牵涉面太大、费用太高,是不现实的。通过围护结构各部位的节能效果排序,解决了节能降耗工作难于全面推广的难题,突破了全面节能改造资金相对匮乏的瓶颈。
三、既有住宅旧饰面界面处理技术
既有住宅的外墙饰面与新建建筑的外保温系统的基层面存在着很大的差异,新建建筑的基层面都为水泥砂浆,既有住宅的外墙饰面有清水砖墙、汰石子、水泥砂浆清水墙、乳液型外墙涂料、溶剂型外墙涂料、砂壁状外墙涂料、马赛克、面砖等,类型分为平面、凹凸面、拉毛面等。应用于种类繁多、类型迥异的既有住宅外墙饰面的外保温系统,尤其是高层建筑,因高空风压大,其与旧饰面的粘结牢固,系统安全是既有住宅节能改造首先必须解决的难题。
通过研究发现,既有住宅外墙经节能改造后,最薄弱的环节为保温层,保温层一般多是轻质多空材料,其自身抗压强度、抗拉强度都较低,胶粉聚苯颗粒、膨胀聚苯板一般抗拉强度为0.1MPa,挤塑聚苯板、硬质聚氨酯自身的抗拉强度一般大于0.2MPa。这些材料一般都是有机材料或无机包覆有机材料,它们与既有住宅旧饰面的粘结能力一般较弱。因此,该研究创造性地提出了界面处理的方案,使外保温系统与既有住宅旧饰面能牢固粘结,形成一个有机整体。
对于既有住宅外饰面为马赛克、面砖,项目设计一道马赛克、面砖界面处理剂,使来自于旧基层及外保温系统自身的变形方向具有多方向性,避免了各种应力发生的可能,使这些变化引起的应力和方向得到相当的舒缓和释放的机会。
对于既有住宅外饰面为清水砖墙、汰石子、水泥砂浆清水墙、乳液型外墙涂料墙面,该项目设计一道有机聚合物乳液与无机胶凝材料复合的界面处理剂,它一方面具有防潮、封闭水及水气的作用;另一方面其渗透性极佳,附着力牢固,有效地解决了与旧饰面的牢固粘结。其有机复合无机的配方设计使相邻层无机、有机材料界面浸润能力进一步加强,形成一个复合整体,使应力的传递更为均匀和舒缓。
通过界面处理形成的这个过渡渐变层,其内含交联有机、无机复合材料,使旧饰面与保温系统之间,起到承上启下作用,使应力慢慢递变而不至于因骤然而突变。引起保温层起壳、剥落情况的发生。解决了既有住宅节能改造中外保温系统与旧墙体连接安全的难题。并成功在德怡苑—本市首栋既有住宅节能改造试点工程中得到验证。
四、既有住宅外墙外保温系统表面抗裂技术
关键词:南京地铁;BAS系统;构架;节能;
一、南京地铁一号线BAS概述
南京地铁一号线BAS系统是将现代科技的计算机及网络技术结合机电设备自动化控制原理,以专门的地铁环境通风空调及防灾处理等理论为基础的自动化控制系统,利用分布式微机监控系统对地铁车站及区间隧道内的空调通风、给排水、照明、电梯、自动扶梯、导向标识等机电设备进行全面的运行管理与控制,在发生火灾或列车阻塞等事故情况时,能够及时迅速地进人防灾运行模式,根据火灾报警系统发送的着火点信息或列车自动控制系统发送的阻塞点信息自动调度送风和排风,进行通风排烟,引导人员疏散,极大地提高地铁运营的智能化和安全性。南京地铁 BAS 采用中央管理级、车站监控级、现场控制级及相关通信网络组成的三级控制[1]。系统以节能为特色,综合考虑列车、客流、车站设备、通风等影响空调通风系统负荷的各种因素,根据地铁热环境变化的规律,对空调通风系统的全年运行方式自动进行调整,不仅可以保障地铁车站机电系统设备的安全可靠运行,创造安全、舒适、高效的乘车环境,而且能降低空调通风系统的运行能耗,减少地铁运营成本。
二、南京地铁 BAS 节能技术
南京地铁 BAS 运行能耗构成根据南京地铁 BAS 的系统形式与监控对象,地铁车站机电设备运行能耗主要包括:通风空调系统(包括各种变频风机与定速风机等)电耗、冷水系统(包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等)电耗、车站一般机电设备(包括工作照明、广告照明、导向标识、自动售票机、进出站闸机、电扶梯、办公室电器等)电耗[2]。
1.南京地铁 BAS 节能关键技术
南京地铁 BAS 的许多节能技术的运用,通过计算机模拟仿真与实验论证等多种手段,对南京地铁热环境特点、控制标准选取、运行模式优化、控制逻辑图编制以及各种设备联合运行的稳定性与安全性等问题进行深入研究,将相关专业的先进技术与设备应用于南京地铁实际工程,以期获得良好的节能效果。南京地铁 BAS 节能关键技术主要包括:
(1)以人体生理学对热湿反应的相关研究为基础,通过采用相对热舒适指标 RWI(Relative Warmth Index)与热损失率 HDR(Heat Deficit Rate)合理确定地铁车站全年温度控制指标[3]。车站 BAS 工作站可根据室外与站内实时热环境参数,自动计算当前车站控制温度标准,明确 BAS全年控制目标。在保证全年站内热环境满足人体热舒适前提下,优化设备运行模式,减少通风空调系统与冷水系统的设备运行数量与运行时间。
(2)采用风机变频技术,实现通风空调大系统送风机与回排风机的变频运行。根据站内热环境情况与控制标准,实时调机运行频率,减少通风空调大系统风机运行能耗;
(3)采用“只送不排”或“只排不送”的通风模式,在满足站内热环境要求的前提下,进一步减少通风空调大系统的设备运行数量,减少设备运行能耗;
(4)根据站内热环境控制标准,合理确定冷机启动条件。取消通风空调大系统空调箱冷冻水管路的二通水阀,采用“准定流量、变水温”的控制策略,通风空调小系统采用“变流量”控制策略,完善冷水系统控制效果,实现冷水系统运行模式的合理确定,减少设备运行数量与运行时间,达到节能的目的。
2.南京地铁 BAS 节能工况
南京地铁 BAS 通过采用上述节能关键技术与先进控制手段,将根据地铁实际运行情况,合理设定相关控制参数并选择最佳控制模式,从而实现 BAS 节能。现就南京地铁 BAS 节能实现的具体典型工况进行简要列举与分析。
(1)设定合理的车站温度控制标准以实现 BAS 节能南京地铁在国内首次采用全年温度控制标准,根据人体热湿反应相关评价指标 RWI 与 HDR 自动计算适宜的温度控制标准,实现 BAS 系统全年连续自动与优化控制。表1 为南京地铁三山街车站初期运行调试阶段自动控制与手动控制条件下通风空调与冷水系统的设备运行情况对比。图2 为南京地铁三山街车站夏季典型日自动控制与手动条件下站台温度曲线。由表1与图2 中车站实际热环境与设备运行情况可以看出,BAS 自动控制工况下,站内温度处于合理范围内,通风空调大系统风机工作于低频状态,大系统冷机不开启;而手动控制条件下,尽管室外与站内温度已经处于较低状态,但通风空调大系统风机工作频率高于自动控制工况,且大系统冷机开启 2 台,全天共运行近 12 小时。BAS自动控制条件下,设备运行参数、数量与时间远小于手动控制工况,节能效果明显。 综上所述,南京地铁通过对车站温度控制标准的合理设定,准确判断通风空调与冷机设备的开启条件,通过采用合理的设备运行参数、数量与时间,实现 BAS 节能。
(2)通风空调大系统风机变频工况下设备功率实测
南京地铁对车站通风空调大系统采用变频控制工艺,根据车站温度设定值对空调箱送风机与回排风机运行频率进行 PID 控制。在风机变频运行时,通过改变风机转数,实现风量与功率的变化。根据相似性理论,风机功率与转数之间有下述理论关系式:
其中,Q 为风机风量;F 为风机频率;P 为风机功率;n 为乘幂指数。在理论计算时,两种不同工况下的风机功率比值与频率比值之间存在 n = 3的乘幂指数关系。考虑到风机实际运行过程中,工作状态点发生的偏移,以及设备与线路的相应损耗,该乘幂指数 n 将小于理论计算值。在南京地铁 BAS 设备安装与调试阶段,对鼓楼站通风空调大系统风机功率
进行了实测,表 2 为风机变频实测相关数据汇总,根据表 2 中实测风机频率与功率进行数值拟合得到的乘幂指数 n 范围在 2.09~2.78 之间,平均值约为 2.47。以风机频率 25Hz 为例,其状态下风机功率约为 50Hz 全频工作状态时功率的 1/6 左右(理论计算功率比值为1/8)。若车站通风空调大系统所有 4 台送风机与 4 台排风机同时以 25Hz 运行,每小时风机总电耗为 52.2kWh;若工作于 50Hz 全频状态下,每小时风机总电耗为 300.5kWh,同比实现节能 248.3kWh,节能率达 82.6% 。
3.采用不同的通风运行模式
春秋过渡季不开冷冻机组,采用全通风方式通风方式有以下两种运行模式。
(1)模式(“只送不排”模式)1:只开送风机、关闭回排风机,利用出入口自然排风,节约回排风机能耗。模式2(“只排不送”模式):只开排风机、关闭送风机,利用出入口进风。两种通风模式与空调模式的功耗如图3所示。春秋过渡季节,室外空气干球温度小于空调送风干球温度,此时常使用通风模式2来进行通风,同时可降低车站风机能耗。
(2)冬季一般采用“只送不排”的运行模式由于冬季室外、站厅、站台间的温度差是室外
参考文献:
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