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電動機作為風機、水泵、壓縮機、機床等各種設備的動力,被廣泛應用于工業、國防、商業、公共設施等各個領域。電動機的用電量在世界各國的總用電量中都占有相當大的比重。在建筑領域的電氣設計中,大量的中小型電動機被廣泛應用。但客觀地說,電動機(用于空調裝置,各類冷、熱水水泵,排水泵,供熱設備,通風機,電動卷簾等)均不是由電氣設計人員進行選型的,其參數均由相關工藝專業所選取,包括電動機系統(調速方式、電機間的聯鎖動作關系等)也由工藝專業確定[1,2]。我們在這里將更多考慮影響電動機效率的因素,包括與負荷無關的損耗(常量),隨負荷增加的損耗(變量)及設計環節所增加的損耗高效電動機的節能效果:以及不同的電動機系統對能耗的影響情況。
2、影響電動機能效的因素
電動機的效率決定于鐵芯、線圈繞組材料的選取、結構安排以及運行和裝配上的細心和精度。損耗可以分為兩類:與負荷無關的損耗(常量)和隨負荷增加的損耗(變量)。影響電動機能效的因素除上述電動機自身結構因素之外,在工程設計中,也會在不當設置電機傳動系統是引發電能損耗,例如,設計選取中過大的余量,在應當采取調速方式的場合而未采用調速方式等。
2.1線圈繞組
繞組中電阻損耗隨電流的平方增加(電流則隨負荷增加)且通常占總損耗的35%。這種損耗可以用繞組的用銅量來降低,使用粗大規格的線,同時改進制造技術來縮短繞組的端接部分(因共對輸出功率毋庸但會產生損耗)。因為在繞組的端接部分及在定子槽內的銅越多就需要更多的空間,所以磁路上的材料體積就要減少。這就導致容易飽和及使鐵損增加。結果必須增加鐵損的長度,有時還要增加鐵芯的直徑。通常增加的長度以加長電動機的不出軸的一側來提供。因為銅耗是與負荷有關的,增加銅的成分帶來的好處對大負載是非常明顯的。
2.2鐵芯
鐵芯是電動機中成本最高的部件,故任何所用總量的增加在造價上都是不希望的。改進其性能的關鍵是使用高性能磁鐵。需要滿足兩個性能:低的能耗和高導磁率,也即磁鐵材料必須是易磁化而且在磁通密度達到1.8泰斯拉是不飽和。這是當前正進行而有進展的研究課題。渦流和磁滯在磁鐵中的損耗也是很重要的,可以分別用減小鐵芯片的厚度和保持磁通量來控制。改進型磁鐵的應用在于減小其在整個工作區域內的損耗,而這在低負載時特別明顯。
2.3熱力學設計
采用熱力學設計來消除局部發熱點是困難的。因為熱源的形成復雜且組裝的各元件的熱傳導性能備不相同。現在有一種新的建模技術是人們能更好地了解這些問題。使設計者能精確地預知運行時的溫度。從而是產生的電動機具有最佳冷卻,減少了氣隙偏心(增加了磁路的效率)和降低了銅耗。而低的能耗和良好的熱力學設計降低了運行溫度從而延長了壽命。
2.4空氣動力學設計
大部分電動機都是采用風扇冷卻繞組并使得熱量散發在罩在其井表面的散熱片上。由于氣流復雜,必需使用計算機模型對風扇和外罩進行最佳設計,以保證盡可能低的噪聲求平和盡可能高的冷卻效率。風阻損耗可通過精心設計轉子來降低。
2.5最大化原則
在電動機選取原則上,很多工藝設計工程師遵循最大化原則,既考慮工藝要求中最惡劣的可能條件來選擇電動機及傳動設備。但是在實際運行中,具體生產工藝狀況隨時間、產量,工藝改變等諸多因泰而改變,并非是選定的最大化工況。
2.6運行負荷率
水裝、風機的實際運行負載率都較低,一般只有40%-60%,這是由于各種原因造成的。設計原因:在工藝設計中,過分考慮了發展遠景和各種因素的影響,使得在確定水泵、風機流量和壓力時有過大的裕量,這樣在未達到設計能力前,勢必使設備運行在“小馬拉大車”狀態而白白浪費電能。運行原因:由于工藝流程或條件改變,或者運行方式發生變化,使得實際需要遠低于設備的額定能力,從而使泵機設備的實際運行負荷率很低。設備原因:泵機選型時,一般都要留有一定的裕度。選配電機時,叉要將所選的電機功率比實際所需的軸功率大的很多。
2.7電機等級選擇
水泵、風機的等級很多,而配套電機的可供選擇的功率等級器少得多,往往某一型號的水泵風機有6-8個軸功率值,而配套電機只能按最大軸功率來選取,有時還要根據最大軸功率的1.15倍來選取電機功率,這樣就造成了在選取配套電機時所達到的名義負載率也只有60%-80%左右。
3、提高電動機能效的措施
對于電動機自身結構因素影響電動機能效的因素,電動機生產廠商及有關研究機構已經作了很多的工作來提高電機效率,。并已取得了很好的成績。我們在這里更多的討論設計因素造成的電機損耗。
3.1選用高效電動機
所謂電機效率,系指該電機輸出的機械能與其輸入的電能之間的比例關系,這種比例關系,通常以百分比表示。就性能而言,標準電機與高效電機之間存在著相當大的差別。由于在設計,材料和制造方面擁有優勢,高效電機在單位電力消耗上所做的工作大大超過標準電機。高效電機的性能必須達到或超過美國電器制造商協會(NEMA)MGI文件規定的壘負荷效率標準。
在特定情況下高效電機的成本效益取決于若干因素,包括電機價格、效率等級、每年使用的小時數、能源使用效率、安裝成本以及安裝期間誤工時間長短、公司的投資回收標準,以及購置設備的價格是否打折等等。通過選用高效電機,節能產生的經濟效益能很快抵償設備更換的投資。
3.2提高電機實際負荷運行負荷率
要提高水泵風機的實際運行負荷率,必須從設計、運行和電機選用等幾方面同時采取措施。對電機行業來說,應根據水泵風機類設備的特點,設計水泵風機專用三相異步電動機的系列型譜。采用水泵風機專用三相異步電動機后,預期水泵風機的實際運行負荷率可從目前的40%一60%提高到50%,75%,再加上該系列電機的實際運行負荷率可比Y系列提高1.64%-2.9%。如與水泵風機配套的電機每年按1000:BKw技算,則每年可節電6億KWh。
3.3電機調速節能
通常風機采用單速電機驅動,由于電機的轉速近似不變,所以風機所提供的風量Q也近似不變,即風機的外特性不變。當Q減少時,只能通過調節擋風板或節流閥來達到要求,也就是改變管路的風阻Z。這是由于風機效率n下降,對應風機的輸入功率基本沒有多大變化。
若電機采用多速電機驅動,可通過降低電機轉速來達到減少風量的要求,這時電機的效率變化不大,而風機的輸入功率僅為原來1/3左右。通過電動機調速技術的實例調查表明,采用低效調速技術的節電率為10%―25%,采用高效調速技術的節電率為20%-50%。應根據實際運行的需要,采用適當的方式對電動機及其系統進行調速運行
調速節能具有十分顯著的經濟效益,據統計我國約有60%是電動機所消耗的,其中風機、水泵類裝機在其中風機、水泵類裝機在3000萬臺以上,耗電量約占發電量的35%,如該類設備的70%需要變負荷運行,若改造其中的50%,則可改造率為35%。即2450萬kw,年節電98億kWh,-折合396萬噸標煤,投資回收期僅為1-2年,系統的經濟效益和社會效益是十分可觀的。
關鍵詞:綠色建筑;全壽命周期費用;建筑能耗;例證;
中圖分類號:F0 文獻標識碼:A
1.我國建筑業和建筑能耗現狀
2009 年我國國內生產總值為 335 353 億元,是 2001年的 3.495 7 倍;2009 年全社會固定資產投資 224 846 億元,是 2001 年的 6.093 7 倍。研究預測我國 2001 ~ 2020年 GDP 將翻兩番,總體城鎮化平均年增速 1%,年新增住房 3 億~ 4 億平方米,新增建設用地 1 800 平方公里,生活用水 14 億立方米,建筑耗能 64 億千瓦•時,土地開發資金 2 700 億~ 3 600 億元。我國歷年國內生產總值和全社會固定資產投資狀況見圖 1。
建筑業隨著城市化的加速而迅速發展。2000 年底城市房屋建筑面積達 376 億平方米,2002 年底全國城鄉建筑面積為 388 億平方米,2020 年底預計達 686 億平方米。2009年我國房地產投資額為 36 232 億元,該年房屋施工面積319 650 萬平方米,新開工面積 115 385 萬平方米,竣工面積 70 219 萬平方米。
建筑能耗、工業能耗和交通能耗是社會能源消費的三大構成,全世界建筑能耗約占能源總消費量的 30% 左右[1]。我國 2008 年能源消費總量 28.5 億噸標準煤,鋼材消費量5.4 億噸;水泥消費量 13.7 億噸。2009 年能源消費總量比上年增長 6.3%。鋼材消費量增長 22.4%;水泥消費量增長17.0%。建筑能耗對全國能耗的“貢獻率”很高。目前我國單位面積能耗是發達國家的 2 ~ 3 倍,外墻為 4 ~ 5 倍,屋頂為 2.5 ~ 5.5 倍,外窗為 1.5 ~ 2.2 倍[2]。降低建筑能耗是降低全國總能耗、建設節能型社會的重要保障,而建設節能建筑又成了降低建筑能耗的重要保障,大力發展綠色節能建筑勢在必行。
2.問題的提出
節能建筑是對建筑生命周期每個階段的能耗進行合理配置以達到全壽命周期能耗最低的建筑。建筑能耗的合理評估應從建筑物全壽命出發,將節能建筑設計所涉及的所有問題整合到從材料生產、設計、施工、運行、資源利用、垃圾處理、拆除直至自然資源再循環的整個過程中來。節能建筑不是消極意義上的節省,而是積極意義上的能源使用效率的提高[3]。
建筑節能在推廣中舉步維艱的原因是主要是對其經濟問題的認識和研究不夠。主要表現在:開發商對節能建筑的投入產出的具體數據不清楚;住宅產業的開發商和用戶非一人,開發商只關心一次性基建投資而無視長期運行的能源消耗;我國缺乏完善的建筑節能市場體系[4]。本文擬從節能建筑經濟分析出發,運用現金流量分析方法考慮建筑全壽命費用,建立建筑經濟效益分析模型。并選擇適當的實證研究對象,運用造價和建筑經濟原理計算節能投入及采用節能技術前后建筑物的費用變化情況,實例說明節能建筑的經濟評價相關問題,為政府制訂住宅產業化改革方案提供量化的依據。
3.節能建筑壽命周期成本評估
節能建筑壽命周期成本是指建筑物從搖籃到墳墓(決策、設計、施工、直至竣工驗收、使用運行、建筑物拆除等)一系列投資活動所支付的全部費用,見表 1。建筑過程節能一是采取措施使建筑物使用成本降低,二是使得廢棄拆除時建筑材料和建筑構件能夠得到最大限度的循環利用等。要降低建筑物全壽命周期成本就要大力推廣節能建筑。
3.1 節能建筑壽命周期
建筑的生命周期包括建材準備階段、建筑建造階段、建筑使用階段、建筑拆除階段和廢舊建材處置階段等幾個階段。
(1)建材準備階段。建材準備階段進行方案必選時不但要考慮建筑運行能耗,還要考慮建筑材料生產、材料運輸、建造過程中消耗的能量成本。
(2)建筑建造階段。施工企業通過使用環境工程技術、能源技術、材料技術、管理科學及行業的成果經驗,制訂技術先進、經濟合理的施工方法;合理使用能源、資源;減少施工對環境的影響,妥善處理好建筑垃圾,鼓勵和提倡綠色施工。
(3)建筑使用階段。建筑物的壽命長,所以運行能耗成本占壽命周期能耗的比例大,通過設計方案的比選優化和方案招投標,在質量、成本和性能指標基本相同的情況下,選擇運行能耗成本低的方案。建筑運行能耗成本的改進與優化是節能建筑的重要任務。
(4)建筑拆除階段。爆破拆除是目前解體和破碎鋼筋砼結構的主要方法,但這種拆除方法能利用的舊建材少。拆除方式直接影響拆除費用和舊建材利用,結合實際選擇適用的拆除方式是壽命周期成本的關鍵點之一。
(5)廢舊建材處置階段。目前我國每年因拆除廢舊建筑物產生的建筑垃圾有 1 360 萬噸,新建筑施工所產生的建筑垃圾有 4 000 萬噸。實現建筑廢棄物的資源化是未來的發展趨勢。
4.工程案例分析
浙江省某新建項目計劃投資 53 268.21 萬元,其中建設投資 50 245 萬元,建設期利息 3 023.21 萬元。項目所在地杭州夏季濕潤炎熱、冬季寒冷干燥。夏季極端高溫39.9℃,冬季平均氣溫比同緯度其他地區低 8℃~ 10℃。經評估后確定的年使用成本為 1 581 萬元。拆除階段費用為拆除及建筑垃圾處理費與回收可利用建材費用之差,可回收利用費用為建設投資的 5%,拆除費用為建設投資的 1%。拆除及建筑垃圾處理費為 502.45 萬元,可回收利用費用為2 512.25 萬元。拆除階段費用為 2 009.8 萬元。
4.1 項目壽命周期費用現值
該項目壽命周期費用現值為:PCLF=53 268.21+1 581.00(P/A, i, n-3)-2 009.80(P/F, i, n)若建筑物壽命期 n 分別按 30 年和 50 年,折現率 i 分別按 8%、10%、12% 考慮。則該項目壽命周期現值計算結果見圖 2 所示。
4.2 現值法比選建筑壽命周期成本保溫隔熱和氣密性是影響建筑能耗的主要內在因素,在
傳熱熱損失中,外墻約占 25%,窗戶約占 24%,屋面約占9%[5]。我國 240 黏土實心磚墻傳熱系數為 1.95 W/(m2• K);鋼筋砼屋面傳熱系數為 1.45 W/(m2• K);單玻金屬外窗傳熱系數為6.40 W/(m2• K)。浙江省《居住建筑節能設計標準》(DB33/1015-2003) 規定:屋頂的傳熱系數≤ 1.0W/(m2• K);外墻的平均傳熱系數≤ 1.5W/(m2• K);外窗的傳熱系數≤3.2W/(m2• K)。加強圍護結構的保溫是減少建筑能耗的重要環節。以外窗為例,斷橋隔熱型鋁合金 LOW-E 中空玻璃窗的隔熱系數為 2.2 ~ 2.6,節能效果為 66% ~ 59%。本例若采取表 2 所示護結構節能構造,采用節能措施將使得單方造價增加 94.05 元 /m2,建筑工程造價增加 669 萬元,但其使用成本由于護結構的節能而將隨之降低。據測算,考慮節能措施后該項目年平均使用成本為 948.60 元。以折現率 i=10%,壽命 n=30 年為例來考慮該項目的壽命周期成本現值結果見圖 3 所示。非節能建筑成本現值為 67 757.08 萬元(其中,準備成本和建造成本現值和為 53 268.21 萬元,運行成本現值為 14 604.05 萬元),
節能建筑成本現值為 62 864.21 萬元(其中,準備成本和建設成本現值和為 53 937.21 萬元,運行成本現值為 8 762.43萬元)。兩種方案的計算結果見圖 3 所示。節能建筑比非節能建筑壽命周期成本現值反而降低了 7.22%。雖然由于采取節能措施增加了建筑工程費用 669 萬元,但節約了建筑物運行維護費用,建筑物壽命周期成本反而降低。節能與不節能兩種方案的比選結果是選擇前者。
5.結語
大力發展節能建筑是促進我國經濟社會可持續發展的必然選擇,降低建筑能耗是降低全國總能耗、建設節能型社會的重要保障,建設節能建筑又成了降低建筑能耗的重要保障,節能建筑不是消極意義上的節省,而是積極意義上的能源使用效率的提高。本文運用現金流量分析方法考慮建筑全壽命費用,建立起全壽命周期建筑成本估價模型,結合具體的工程案例得到不同情況下的項目壽命周期費用現值,采用現值法比選節能與不節能建筑壽命周期成本。計算結果表明:由于護結構采用節能構造使得建筑工程造價增加 669圖 3 兩種方案各階段費用現值萬元,但其使用成本的節約使得節能建筑總費用現值比非節能建筑壽命周期成本現值反而降低了 7.22%。
參考文獻:
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關鍵詞:水工建筑物;消能設計;問題分析
中圖分類號:TS958 文獻標識碼: A
1、工程概況
某水電站是金沙江中游河段水電規劃“一庫八級”開發的第六級電站,工程是以發電為主,兼顧灌溉、供水及防洪的一等大(1)型水電水利工程。樞紐由碾壓混凝土重力壩、泄洪沖沙建筑物、右岸壩后式廠房、左右兩岸灌溉取水口等建筑物組成。最大壩高116米,壩頂高程1303米,壩頂長768米。 水庫正常蓄水位1298米,總庫容5.07億立方米,調節庫容1.13億立方米,具有日調節性能。電站裝機容量1800MW,安裝5臺360 MW的混流式水輪發電機組,年發電量73.96億度,發電效益顯著。
本工程泄洪、沖沙建筑物由主河床的5孔溢流表孔、對稱布置的4孔中孔及廠房壩段右側的沖沙底孔組成,分別承擔不同的功能。泄洪中孔與表孔聯合運行承擔樞紐泄洪任務,表孔為樞紐泄洪的主要通道;沖沙底孔不承擔泄洪任務,與右泄洪中孔聯合運行保證電站進水口門前清。
2. 水電站消能設計
在進行樞紐布置時,如何妥善布置泄洪建筑物并做好下游消能防沖設計往往是關鍵問題之一。當然,如果河道短小,水量不大,或壩的高度較低,落差很小,或是壩前水庫很大,通過調節作用下泄流量很小,則泄洪建筑物的布置及設計就比較簡單。但是我國大部分地區位于溫帶,水量豐沛,特別是年內的分布很不均勻。大部分徑流都在汛期下泄,不少河道洪水暴漲暴落,峰尖量大。有的河道洪水過程線較乎緩但絕對流量很大。在這種水文條件下,如果再加上河道狹窄,下游地質條件較差和壩體較高時,泄洪消能就成為一個困難問題。布置泄洪建筑物常會與其它建筑物發生矛盾。但一般講來,不妥善解決好泄洪汛能問題,壩體的安全就不能保證,所以應把泄洪建筑物的要求放在首位,同時照顧其它處筑物的要求。重力壩的斷面較大,有利于通過壩體泄水,所以一般總是盡量利用壩頂或通過壩體泄永孔宣泄洪水,以收到經濟之效。在泄洪問題比較重要的工程中,我們應將泄洪壩段布置在最合適的部位,一般是在原河道主流部位,以使泄放的洪水大體上沿原河道主流方向平順地與下游銜接。
如河道很窄,泄洪水流基本上已古滿河床全寬時,我們要妥善控制泄流的邊界,既不使水流直接沖刷撞擊兩岸岸坡,也不使主流和岸坡間留下大的空間,以致主流的流量太集中形成強烈的回流,兩岸岸坡和壩的下游面。如果河道較寬,泄流段只占了主河道的一部分,在兩側還布置有發電廠等建筑時,要研究泄洪時下游的流態,防止在兩側造成淤積、沖刷或劇烈波動等不利后果。倘若山于布置或施工上的要求,須將泄洪段設置在河床的非主流段時,過壩下泄的水流流態將和原來的河勢有很大區別,必須詳細研究流態長期改變后將產生的一系列后果,并采取必要的措施,例如用扭曲坎等異形挑坎將主流挑至主河道并使射流沿水流方向拉開。通航建筑物的布置除需滿足通過能力的要求外,還要滿足上下游船舶能順利進航道的要求,對水深、流速、流向、淤積條件和引航道長度等方面有較嚴格的要求,往往需經過反復布置和試驗后才能確定。這是一項很細致的工作,需要有關的設計、運行部門共同協作努力才能解決好。有些河流有流放木材的要求,為此要設置木材過壩的設施,通常采用的措施有:
2.1整個木筏和船舶同樣過壩,或者專為過木修建筏閘。
2.2 設置水筏道,泄放少量水流將木材從筏道中放下,一般都是單
根漂木,也可整排漂放。大型的筏道可稱為漂木道。
2.3 利用機械將木材傳送過壩,如鏈式傳送機等,或用機械將整個
木筏吊運過狐。
2.4 利用泄洪將木材通過溢洪道下泄,一般也是單漂。
2.5 改變流向或流送方式,例如在水庫區將木材起岸,改由鐵路或
公路運輸。或就近設置木材加工廠,將加工成品由陸路運輸。
三、消能設計不利原因
由于水閘類型的不同,所需要考慮的消能設計條件也不同。這就需要在進行消能設計時,對上下游水位、這閘流量、閘門啟閉等情況進行綜合考慮。由于消能設計比較復雜,設計條件惡劣是設計過程中經常遇到的問題。在實際設計過程中,很多設計人員在完成閘下消力池水力計算后,都會發現消力池計算深度表現異常,不是深度過大,就是無法取得預期的消能效果。經過研究分析,可以總結出消力池計算深度失誤,導致消能率較低的主要原因為:
1、由于上游洪水流量和下游潮位的不斷變化,容易導致過閘水流的水位、流量及流速發生不斷的變化,在設計時,如果分析不周密,而是過于簡單在設定一個上下游水位,就很容易造成消力池計算失誤的問題。
2、當下游的水位較低時,如果只考慮到閘門開度、啟閉順序來設計消力池,而沒能對下游水面曲線進行合理分析,也容易造成消力池消能率的降低。
3、沒能結合實際工況,設置一些消力墩等輔助消能設置,導致出現了水躍現象。
四、消能設計控制措施
1、設計施工中防沖槽的改進
消力池主要有挖深式消力池、尾坎式消力池以及綜合式消力池3種類型。消力池深度以及池底高程設計,應該根據上、下游水位,過閘流量,以及工程區的地質條件等因素來進行確定。有時計算的池深結果會出現零或負值的現象,從理論上講可以不必設置消力池,但在實際工程中,仍然會設置0.5一l m深的消力池,這樣能夠有效穩定水躍的位置,調整消力池后的流速分布,達到充分消能的目的。當水平護坦上沒有任何尾坎時的水躍,通常稱之為自由水躍,這時需要較長的消力池,但這種結構無法適應各級泄流量,所以也很少應用實際工程當中。當消力池采用挖深式或其它形式時,消力池內會形成強迫水躍,比自由水躍自短,也相對穩定。
大多數水工建筑物消能工防沖槽設計施工中多為“梯形”。這種防沖槽施工簡單,在水流平穩的情況下,不會出現水流問題,但在水流不穩的情況下,消能工下游護堤將有可能被沖壞,形成大的浪窩或浪坎,并逐漸上移至防沖槽下,危及防沖槽。筆者經多年實踐將原來的“梯形”防沖槽改名為“四邊形”防沖槽,并進行加深50cm處理。實際運行效果表明,后者明顯好于前者
2、工程運行中的管理措施
工程運行時消能工處在一種復雜的水流狀態下,而對消能工穩定威脅最大的也就是下端的沖刷坑,在運行中如果能做好以下幾個方面,可預防或減少出現消能工損壞的可能性。一是盡可能地控制水流,使其平穩,避免出現過急水流或過大的橫向環流;二是應經常檢查閘室或建筑物水流通道,對通道中有剝蝕脫落的部位要及時修補,對通道中多余的堆積物(如石頭或大的淤積物)應及時清除,以保證水流平穩;三是對下游已形成沖刷坑,并已危及消能工時,如不能及時采取有效的搶修措施,則可采用在護堤或海漫末端做潛壩奎高水位減少水頭差,緩和沖刷破壞。
結論
綜上所述,本工程處于平原地區,由于平原地區土質河道的抗沖能力較低。通過有效的消力池設計、海漫設計以及防沖槽設計,能夠全面提升水工建筑物的消能防沖能力。從而最大限度的保障水閘下游水工建筑物的結構穩定性,保障人民的生命財產安全。
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關鍵詞:住宅小區;建筑電氣;智能化
中圖分類號:TU855 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)030-000-01
近年來,隨著社會的不斷進步和人們生活水平的不斷提高,人們對于自身的居住環境也提出了更高的要求。在信息時代背景下,互聯網技術等的不斷發展與應用為人們的生活、工作與學習等帶來了極大的便利。在住宅小區建筑中,互網等技術的科學使用加快了電氣智能化的進程,更有助于提高人們的居住條件和環境。因此,通過綜合配置信息傳輸技術、信息集成技術以及網絡技術等各個功能子系統,加強住宅小區的綜合布線,進行精密設計、工程示范、精心建設和優化集成,實現住宅小區電氣設備管理的自動化,在提高住宅小區建筑環境方面具有重要的意義。
一、住宅小區建筑電氣智能化的特點
(一)具有較強的控制能力
一般情況下,住宅小區的電氣管理變化因素較為繁雜,且多采用人為的控制方式,這主要是因為傳統的自動化控制系統不具備判斷選擇的能力。但是電氣智能化能夠完成大量的測量和計算工作,且具有較高的處理能力,能夠迅速、準確地完成判斷和控制功能,從而提高對住宅小區各種因素的控制能力。此外,電氣智能化對控制要素的把握更加精確,能夠完成更精細化的控制內容,并達到高效、節約地配給目的。
(二)具有強大的擴展能力
從某種程度上講,電氣智能化不僅能夠按照人們的要求執行策略,并協調控制對象反饋回來的信息,還可以依據預先設定好的管理模式實施管理。此外,電氣智能化有助于提高電氣設備自我學習能力,提高電氣設備自我協調和自我適應能力,進一步促進管理控制模式的多樣化發展。由此可知,電氣智能化是住宅小區建筑發展的方向。
(三)具有智能化集成的特點
電氣智能化系統的科學使用,成功地將住宅小區建筑中的電氣設備和控制信息等納入到計算機網絡中,并建成了一個有效的整體控制平臺和信息共享系統,從而有助于按照需求和環境的變化調節電氣的運行,減少不必要的能源消耗,提高綜合配給資源的合理利用水平,并有效延長電氣設備的使用壽命。
(四)具有優秀的管理模式
在傳統電氣化控制管理中,自動化控制系統必須依據人工的意思完成執行工作,不能協調管理過程中不合理的地方。然而,電氣智能化不僅能夠實現管理人員與電氣設備之間的信息交互,還能夠實現電氣設備與外界環境之間的信息交流,從而使系統管理更加協調。
二、電氣智能化在住宅小區建筑控制管理中的具體應用
(一)在安全維護和智能化管理方面的應用
第一,就目前來講,現代化住宅小區的安全防范系統通常包括周界報警系統和閉路監控系統,實現了人防和技防的有機結合。一般情況下,現代化小區大都采用由前端采集系統、中心綜合平臺和傳輸系統組成的網絡數字系統;在院落圍墻處大都設有周界報警系統;在單體建筑首層單元大廳、地下車庫、電梯轎廂、園區等區域設有監控系統。
第二,作為小區最后一道安防防線,小區門禁對講系統在住宅小區建筑安全方面具有重要作用。一般情況下,小區門禁對講系統由對講主機和分機組成。但是,在大型社區,地下車庫與單體建筑大都相通,地下儲藏室成為竊賊的關注點。因此,為有效避免竊賊從車庫進入單體建筑內,應加強該處門禁系統的設置,實現與對講主機的聯動。此外,門禁對講系統的科學使用還能夠實現智能化家居系統的接入,并能夠為物業帶來一定的經濟收益。
第三,隨著小區車流量的增多,對于車輛的智能化管理問題越來越突出。從一定程度上講,智能道閘系統不僅具有防盜功能,還有助于提高車行效率。通過分析可知,這主要是因為智能道閘系統能夠通過車輛識別系統、閘機控制系統和讀卡系統等實現精細化控制與管理。
(二)在通信接入系統方面的應用
隨著社會經濟和科學技術的不斷發展,新建住宅小區基本實現了光纖到戶。為滿足光纖接入設備供電,有線電視、電話和寬帶等業務的接入需經由單芯光纜接入各家居弱電箱,且必須在其內部預留電源。
(三)在服務系統方面的應用
一方面,在大型小區中,自動抄表系統有助于降低人工成本費用。隨著供熱戶表工程的建立與完善,遠程抄表在水、電、熱等系統中的控制與管理成為可能。具體來說,計量表應通過總線協議與井道內的采集裝置相連接。與此同時,應在井道內預留互聯網通信線路和裝置電源,確保熱力計量表與戶內溫控裝置相連,以實現遠程抄表以及溫度的測量與調節控制。
另一方面,在中高端住宅小區或別墅中,電氣智能化的主要功能有窗簾控制、環境控制、開關插座控制、調光控制和家電控制等,有助于提高物業產品的附加值。比如,數字對講系統有助于擴展智能家居,實現訪客呼叫轉接、調看監控視頻和電梯聯動等,使智能家居系統的內容更加豐富。
三、結語
隨著互聯網技術的不斷發展與應用,電氣智能化已成為未來住宅小區建筑的發展趨勢。從某種程度上講,電氣智能化有助于確保小區的安全,提高小區服務的品質。但是,在其應用的過程中還應注意以下問題:一是應注意考慮系統的兼容性和可擴展性,以降低設備更新與擴展的局限性和成本;二是應注意安防系統的點位布局,以有效確保監控范圍的有效性;三是應合理設計配電系統。
參考文獻:
[1]袁吉昌.住宅小區的建筑電氣設計及其節能措施研究[J].福建建材,2016,01:28-29.
[2]崔明麗.住宅小區建筑電氣與智能化控制系統的設計[J].建材與裝飾,2016,03:107-108.
【關鍵詞】水工建筑;消能;設計
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A 文章編號:
前言
文章對水工建筑物消能設計的作用、常見的消能方式、新型消能方式做了介紹,對水工建筑物中組合式消能結構進行了闡述,同時結合自身實踐經驗和相關理論知識,對水工建筑物消能設計提出了相關建議。
二、水工建筑物消能設計的作用
水閘、溢流壩及跌水等水工建筑物過水時,水流往往具有較大的動能,對下游河床或渠床產生沖刷,須采取措施進行消能。消能工的作用就是:消除水流動能及波狀水躍,促使水流橫向擴散防止產生折沖水流;保護河渠床防止剩余動能引起的沖刷。這兩方面措施,首先是消能,其次是防沖。如果離開了消能、單純地采取消極的防御性措施,既不經濟也不安全。因此,在消能防沖設計中,一定要抓住消能這個主要環節。
三、常用的消能方式
常用消能方式有三種底流式、面流式及挑流式消能。挑流式、面流式消能多用于溢流壩下游消能,而一般渠系建筑物普遍以底流式消能為主。底流式消能是利用水躍來消能,其主要工程措施是護坦及海漫、防沖槽。此型式比較安全可靠,尾水比較平穩,下游沖刷較輕,且結構簡單,施工方便。因此在中小型工程中普遍得到應用。底流消能的主要設施是一定長度與寬度的硅或鋼筋混凝土的護坦。它一方面工程量較大,相應的工程造價高另一方面在東北、西北有凍脹的地區,較大面積的護坦也易出現凍脹破壞的問題。在南方雖然無凍脹,但在軟土地基上修建時,地基處理投資較大。
四、新型消能設計介紹
1.篩網式消能
篩網式消能是根據水力學中,過水斷面突然縮小或擴大可消除水流的大部分能量,即水流能量以因斷面突然縮小或擴大后產生局部損失而消能的理論為基礎。在水閘底板的后部、消力池頂部設一鹼篩網,即將鹼板做成網格式,使水流通過網孔下落到消力他中。網格起到分散水流改變過水斷面達到消能的目的。下部消力池采用短深式,即長度與網板相同,深度加深,使過網水流跌落到池中,產生漩滾以便進一步消能。
2.篩梁式消能
由于篩網式消能施工較復雜,運行中又容易被漂浮物堵塞篩孔,影響消能效果。近幾年,黑龍江省水利工作者又
采用了一種篩梁式消能的型式見圖。即在底板后部設垂直水流方向的橫梁,梁間間距由密到疏。既起到分散水流的作用,又克服了施工難度及漂浮物堵塞的不利因素。此種方法在黑龍江省綏化等地區應用效果較好。
3.防沖板消能
防沖板消能是根據山區河道坡降大、沖刷嚴重致使消力池產生堵塞破壞而建造的一種面流消能的型式。一方面在閘底板后設置一段護擔,其長度比底流消能護坦短。護坦末端設置深齒墻防沖墻,齒墻底部在沖刷高程以下0. 5-1. 0m。另一方面,在護坦后一定間隔外設置防沖板,當速度很高的水流通過防沖板表面時,在其首部與護坦之間的空隙處形成低壓區,產生向上的吸力,因而在防沖板下面形成漩滾,把下游沖坑內的砂石推移到防沖墻前,并淤積在防沖板下面,對防沖墻起保護作用。另外防沖板下游微向上傾,把水流挑起,使沖刷坑離防沖墻遠一些,也有利于水閘安全。
4自由跌水式消能
自由跌水式消能作用是由射流在水墊內擴散來進行的,由于自由下落的水舌沖擊床面流向下游時,沖擊點處水舌向上下游分流,故在水舌著水點的上游形成天然水墊,水墊水深在水流方向的靜水壓力相當于沿著自由下落水舌形式的水道,水于水墊引起的水舌擴散,使流向下游的水流的流速比沿水舌形式水道的流速要低很多,從而起到消能作用。自由跌水式消力池一般不加消能工,但下落水舌過分集中而池后又不襯砌時,可適當加輔助消能工。
5.格柵篩網式消能工
格柵篩網消能工原理是:水流通過格柵空隙呈簿膜狀漏入消能池中,使水流大改垂直流態降落。由于改變了水流方向流態,相互撞擊,分散良好,摻氣充分,增大了邊界摩擦力,因此消能效果顯著,特別是消除了因低佛勞德數水流而產生的水面波動,使出池后水面平穩,下游渠道沖刷度輕微。采用這種消能工是有效的,而當Froude數小于3時應用這種消能工特別適宜。
五、水工建筑物中組合式消能結構
1.篩網(或篩梁)消能與井消能結合
帶跌差的閘(或跌水)在豎井上布置消力梁(或消力網)與井消能組成分層組合式消能,實際運用是水流在井口改變方向下落直射到消力粱(或消力網)上,水流經消力梁(或消力I}xa )撞擊作用消耗一部分能量,同時大量摻氣,然后細小水注落到消力井后,互相撞擊再次消能,經梁,井雙層重復消能,效果穩定可靠.
2.消力齒,消力柵和底流消能相結合
節制閘是將傳統開敞閘變成封閉閘,或是把般的封閉式閘洞外一單一設的開敞消力池段取消,把洞稍加改造,變成既能輸水,消能又是閘身,同時一在洞消力池內加消力齒,消力柵,并與底流消能相配合組成多層次消能.雖然消能容積小,但經多層重復消能,其效率高.
六、水工建筑物消能設計的建議
1.設計施工中防沖槽的改進
大多數水工建筑物消能工防沖槽設計施工中多為“梯形”,這種防沖槽施工簡單,在水流平穩的情況下,不會出現水流問題,但在水流不穩的情況下,消能工下游護坦將有可能被沖壞,形成大的浪窩或浪坎,并逐漸上移至防沖槽下,危及防沖槽。筆者經多年實踐將原來的“梯形”防沖槽改為“四邊形”防沖槽,并進行加深處理(加深50cm即可),通過實際運行效果明顯好于前者。
2.工程運行中的管理措施
工程運行時消能工處在一種復雜的水流狀態下,而對消能工穩定威脅最大的也就是下端的沖刷坑,在運行中如果能做好以下幾個方面,可預防或減少出現消能工損壞的可能性。一是盡可能地控制水流,使其平穩,避免出現過急水流或過大的橫向環流;二是應經常檢查閘室或建筑物水流通道,對通道中有剝蝕脫落部位要及時修補,對通道中多余的堆積物(如石頭或大的淤積物)應及時清除,以保證水流平穩;三是對下游已形成的沖刷坑,并已危及消能工時,如不能及時采取有效的搶修措施,則可采用在護坦或海漫末端做潛壩奎高水位減少水頭差,緩和沖刷破壞。
3.出現沖刷坑的維護方法
一旦出現危及建筑物的沖刷坑,應及時進行維護。在無水(水少)情況下,可采用打排樁砌土袋法。樁木直徑為20cm左右,長度可視情況而定,樁深應在土下0.5m以下,樁距在0.8一1.0m左右,排距視情況而定。土袋裝成七分滿、封口,在堆砌土袋時,最外側土袋口應向內,并緊緊夾持木樁,形成土袋與木樁相互牽制。以防土袋過高時側向壓力過大動搖木樁。土袋應逐層鋪置,靠攏壓實,上下層袋縫錯開,并逐漸收縮,上邊用大塊石壓好或鐵絲網住,以防水流沖走土袋。在正常用水情況下,可采用拋石的方法進行臨時護砌。如果水流過大,則采用拋鐵絲石籠的辦法,石籠直徑在1m以內,長度2m左右,并連成一體。如果沖刷坑危及岸坡并已有坍塌,一時又無法維修,則可用土工織物(無紡布、苫布等)裹住松動岸坡,用拋石法壓住可阻止坍塌。
結束語
水工建筑物消能設計是水工建筑的重點,消能設計是一個非常復雜的工程,受多方面因素的影響。因此設計中要盡可能多的考慮每一個因素,這樣才能做出合理的消能設計。
參考文獻:
[1]陳蕓. 水工建筑消能設計要點[J]. 水利工程,2011(30).
關鍵詞:建筑;施工技術;減震結構
Abstract: with the Wenchuan earthquake and big earthquake, for the existing seismic building destruction in in-depth research and analysis, in improving the fortification intensity under the premise of seismic line go, no matter from economy and construction feasibility are facing many problems, energy dissipation is a trend, will change the building appearance and create new growth points. Here, no building use function and the investment, design aspects, just as construction point of view, talk about energy dissipation architecture can be implemented.
Key words: construction; construction technology; damping structure
中圖分類號: TQ639.2文獻標識碼:A文章編號:
前言
通過學習《消能減震技術在工程中的應用》講座,對隔振、減震的技術路線有了初步認識,結合本職工作談一些心得。在建工程對結構抗震的設計規范、構造要求已經很成熟,成體系了。從設計單位到施工單位乃至具體的操作工人不同程度上都能有一定程度的認識。但是從消能減震隔震的理念出發用于工程實踐的尚不多。
1、抗震建筑的施工實施情況和質量情況
從事建筑施工十余年,一直在施工生產一線,面對的圖紙大多走抗震路線。對于本科生時代所學習的抗震設計,可以說是很好的實踐。工作中經常碰到的問題就是把房屋抗震設計的原則、構造要求給施工人員、一線工人講清楚,使之領會設計意圖,避免誤解或曲解圖紙,出現不合格的產品。但是從施工便利性出發,抗震設計的諸多原則實施起來確實十分費力。
強節點弱桿件原則:節點處往往是鋼筋最密集的,最不容易做好的部位,鋼筋的穿插就為十分困難,“約束核心混凝土,箍筋加密”和“桿件受力鋼筋可靠錨固”之間存在一定的矛盾。反應到工程實體上就是箍筋穿插安裝困哪,鋼筋相互碰撞,或者節點處鋼筋凈距無法確保混凝土搗固和握固。特別是某些柱網布置要求幾個方向的框架梁匯集到一個梁柱節點,更是苦不堪言。
2、現在在混凝土施工,一般都把施工縫留在樓面處,在多層、層間剛度比較大的結構中,這個位置往往又是層間剪力很大的位置,而再混凝土施工中留“剪切銷”“剪切鍵”又難以實施,只能寄希望于情理、鑿出施工縫。形成以個略微凹于樓面的粗糙咬合面。而再施工倉促的情況下又是容易被忽視的步驟。
施工過程中造成疏忽的概率還是很高的,而在大災面前,細小疏忽都是導致結構失效的原因!因此精良的設計應該考慮到“容錯”的概念,就類似電子工業中復雜的邏輯線路設計要考慮到整體的可靠性要對偶發的差錯不敏感。
2、減震隔振技術的應用推廣
在抗震結構設計的初步學習中,已經由這樣的初步概念:結構必須具備一定的柔度,良好的變形能力和延性。一是發生較大變形而不屈服破壞,二是在發生破壞時給人足夠的逃生時間不發生整體倒塌。但是這樣的變形,主要還是在彈性階段去考量的,變過去還是要變會來,地震的輸入能量還是從動能——勢能——動能來回轉換,靠彈性階段的結構本身無法耗散很多輸入能量。在學習砌筑結構時曾經有這樣的概念:填充墻本身不構成結構的剛度矩陣,但是對實際剛度的分布是有貢獻的,在計算自振周期的時候考慮填充墻可適當折減,讓有填充墻的框架算起來“剛”一點。而且填充墻本身在地震時呈現X形剪壞,這樣的變形是不可逆的,可以耗散一定的輸入能量,對抗震貢獻,而填充墻剪壞、裂縫乃至潰散的過程中,框架還立在那里,給震后維修,或者大震不倒創造了一定條件。
1)施工組織和進度方面:無論是軟鋼阻尼器、粘滯阻尼器還是其他類型的阻尼器,都是比主體結構慢一拍進行安裝的。這些元件發揮作用是結構總體成型之后在完成狀態之下。因此對于很多項目來說,形象進度——回收資金個對資金鏈生死攸關的節點就大大和緩了:位于關鍵線路上的工作量減少了,進度計劃更容易實現了,寬松的進度、合理的工期也更能保證質量。
2)節點施工方面:采用消能減震的原理進行結構設計,采用專門的阻尼元件后,層間位移和層間剪力都大幅度地減少下來,這意味著比一味增加構件的承載能力的抗震設計更加容易施工,比一味“死扛”的增加配筋率、增加截面尺寸和提高混凝土強度的方法具有更低廉的單價。大家都知道實物量越大的項目,對單價越敏感,因此簡便易行的混凝土結構,雖然單價降低有限但是考慮到龐大的基數后對控制造價還是有一定意義的。更重要的是:解決了有限的截面和巨大的內力之間的矛盾,解決了某些建筑巨大的使用荷載、龐大的構件截面、龐大的構件質量、還有配筋計算上的矛盾。比如我所在企業所施工的某酒店,結構轉換梁的桿件配筋已經密集到了“梁上柱”插筋都無法安裝的地步,梁柱節點的混亂可想而知。
3)質量控制方面:由越來越不可靠的工人隊伍去掌握,還不如讓相對穩定的專業工廠去掌握。產品在安裝前的檢測,也遠比結構成型后的檢測來得簡便。畢竟建筑產品特別是濕作業的產品,其狀態的“可檢測”意味著“已成型”。阻尼元件則可以在交貨狀態就進行檢測,決定是否接受。采用阻尼元件后質量控制由“離散”轉向“收斂”。
4)投資控制方面:目前消能減震的建筑應用不算廣泛,剪力墻結構還是主流,這里有造價的原因。但是在推廣之后,采購數量增加、形成規模效益,阻尼元件的采購價格是可以降低的。加之前面也提到了“死扛”型的抗震建筑,在設防烈度提高的情況下,兼顧使用荷載,其造價也不低,如果采用消能減震設計降低了混凝土結構的單價,則可以抵消相當一部分的設備采購價格。很多即有建筑物修繕、改造、提高抗震等級等案例中,更是體現了消能減震建筑的經濟優勢,怎么改建都比拆除重建來得經濟且快捷。
5)社會效益方面:建筑施工企業出了向社會提供合格的建筑產品外,還有一個社會責任就是提供初級的就業機會。或許會有這樣的疑問,采用大量工廠加工的阻尼元件后,大量的產值從施工單位轉移到了工廠,是否影響了施工企業的效益?混凝土濕作業工作量的減少,是否剝奪了很多傳統工種的就業機會?我認為這方面應保持積極的態度去考慮。目前施工單位靠自營產值,起利潤空間本來就不高,生存狀態也不好,保持自營產值的比例不是提高利潤空間的合理途徑。其次,工廠本身也是吸納勞動力的細胞,工廠提品、安裝服務也是納入總包管理范疇的,因此不能把工廠和施工企業在利益分配上對立起來看待。施工總承包企業不同于土建企業,應該在技術研發、實驗室成果等方面有所投入,采用技術含量更高、更精密的消能減震元件,將吸引和鼓勵現有的傳統總包企業參與到產品的研發、生產、檢測、安裝、甚至是理論研究之中,高的技術含量帶來高的附加值,進而提高利潤空間,這也是符合價值規律的。最后:是否減少傳統手藝人就業的崗位?我認為野外作業和傳統作業的工作量減少有限,至少不會達到剝奪很多農民工就業的程度,即便有影響,也有積極的方面:引導很多低端的勞動力向著技能、知識更高的崗位進發,反而改善了他們的生存狀況,更符合城市化發展的大趨勢。工廠本身就是吸納勞動力的細胞,擴大生產規模也能解決就業問題。在從事質量管理過程中,粗暴化、懲罰為主的工作作風,忽略問題的成因而一味威逼、責罵和懲罰的方法,不但無助于問題的解決,反而形成很尖銳的社會矛盾,引入新的技術概念,則使得技術質量控制變得更加和諧。
關鍵詞:建筑節能;墻材革新;創新
建筑行業作為我國經濟建設的主要產業,它對能源的消耗量極大。根據數據統計分析,我國的節能建筑較少,大部分的建筑不符合我國所提倡的節能建筑的標準。因此在我國未來建筑行業發展進程中,需要向節能型建筑方向發展,提高建筑材料及能源的使用效率。中小城市若想著重發展經濟建設,更需要積極努力做好能源節約型和建筑材料使用率高的建筑。
1建筑節能與墻材革新工作的作用
1.1建筑節能與墻材革新工作能夠節約土地資源
盡管我國的國土面積巨大,但是我國的人口數量也巨大,加之土地荒漠化性質嚴重,致使我國的土地資源現狀較緊張。而傳統的建筑所需要的墻材需要利用大量的木材及瓦磚生產建筑外墻材料,利用大量的土地資源冶煉磚瓦,大面積的砍伐林木資源生產建筑木材,加重土地資源的緊張程度,我國實行的退耕還林與退耕還草計劃的實施也難以緩解土地資源的破壞程度。因此我國建筑相關的研究人員研發出新型的粘土磚作為墻材,利用沒有耕地價值的粘土生產建筑墻材,能夠緩解現在的人地緊張的矛盾,節約我國的土地資源。
1.2順應我國循環經濟發展的客觀要求
我國循環經濟目標的實現受工業生產水平與環境因素的限制,使我國的經濟發展與國外發達國家之間存在差距。粘土是粘土磚的主要生產材料,建筑事業的不斷發展,使建筑外墻材料的使用量不斷增加,粘土的使用量也逐漸增加,導致生產粘土磚的相關單位大面積開采粘土資源,造成土地破壞。對于這種惡性循環的建筑墻材的開采利用,需要積極革新建筑墻材,減少粘土資源的開采,利用環保建筑材料發展建筑事業,順應我國循環經濟發展的客觀要求。
1.3能夠實現我國節能減排的目標
我國的經濟發展一直以粗放型經濟為主,近幾年的經濟利益的迫使下愈演愈烈,致使我國提倡的節能減排的措施在實際運用過程中效果不明顯,因此應該在根源上改善粗放型的經濟發展,真正實現節能減排。我國現階段的工業水平不高,相關工業的生產商能源及環境意識薄弱,導致我國在大批量生產粘土磚的過程中環境污染較大,能源的耗費率較高,而且墻材在建筑施工過程中的應用面積及使用數量較多,因此實現對墻材生產過程中進行高效節能減排的管理工作,減少在其生產過程中排放污水、有害氣體等是實現節能減排目標的重要舉措。
2分析中小城市建筑墻體材料的革新與節能的狀況
粘土實心磚在我國有著較長的建筑墻外材料的歷史,在我國經濟建設快速發展的歷程中,我國逐漸提高對環保方面的重視。在建筑行業發展的過程中,我國政府部門意識到粘土實心磚在生產過程中對土地資源浪費問題的重要性,出臺一系列的節能減排的措施。經過我國科研人員的不斷努力和研究,終于在節能建筑墻體材料方面取得較好成績,利用砌塊材料及砌磚作為主要的外墻材料。利用農業和工業生產過程中廢棄的粉煤灰、秸稈等材料能夠制成的外墻材料是新型墻體建材的研制和革新有效途徑之一,這類材料在中小城市中存在較大的優勢。
3實現墻材革新與建筑節能工作的新局面
3.1墻體材料的管理機構與系統工程的革新
管理機構的系統組織與系統工程的革新,屬于體制創新與思維創新,它們是按照客觀事物本身的需要確定相應的組織管理框架與系統的工程內涵,在組織與業務方面打破傳統的業務與部門之間的交叉關系。它們不受任何條件因素限制,設想出符合實際需要的系統工程內涵與系統組織結構,屬于思維創新。組織與業務之間以系統工程為紐帶,屬于創新型的組織體制與工程設置。
3.2實現建筑向工業化發展
在國內建筑的發展商與建造商良莠不齊,在高利潤的誘導下,出現建筑材料偷工減料、以次充好的現象,他們使用不合格的建筑墻材,使節能減排不達標。將建筑向工業化發展,能夠解決這一問題的發生。所有的建筑墻材需要遵循科學的生產工序,依據標準的生產設計圖紙進行生產制造,為減少弄虛作假現象的發生,需要對建筑墻材進行嚴格的審核,運輸到施工現場在進行拼裝工作。
3.3對相關的法律法規進行完善
建筑節能與墻材革新工作需要建筑企業內部的相關部門之間加強合作的復雜的工程,只有各部門之間進行緊密配合才能有明顯成效。相關的建筑管理部門需要具有帶頭作用,針對節能建筑事業制定出適合的具體措施。若想推進節能建筑事業的發展,需要加強各建筑相關的企業之間共同努力。
3.4相關科研人員加強新技術的研究
需要利用墻體材料的升級改變建筑節能與墻材革新的新局面。建筑企業應該淘汰落后磚瓦的利用率,調整墻體材料的結構,促進墻體材料的升級轉型。因此相關科研人員需要加強對于墻體材料生產技術的研究,對墻體材料進行質量監測,研究發明適合現代節能減排建筑新標準的墻體材料。
4結束語
【關鍵詞】:建筑節能;規劃設計;遮陽設計
【 abstract 】 this paper the author according to his many years' experience of engineering construction energy conservation planning and design of the residents have some discussion and communication.
【 key words 】 : building energy efficiency; Planning and design; Sunshade design
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
我國是一個正在發展中的國家,人口眾多,人均能源資源相對匾乏,同時我國又是一個建筑大國,每年新建房屋面積高達17~18億平方米,超過所有發達國家每年建成建筑面積的總和。目前,我國建筑用能浪費極其嚴重,而且建筑能耗增長的速度遠遠超過我國能源生產可能增長的速度,如果聽任這種高耗能建筑持續發展下去,國家的能源生產勢必難以長期支撐此種浪費型需求,從而不得不被迫組織大規模的舊房節能改造,這將要耗費更多的人力物力。在建筑中積極提高能源使用效率,就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況,促進我國國民經濟建設的發展。因此,建筑節能是貫徹可持續發展戰略、實現國家節能規劃目標、減排溫室氣體的重要措施,符合全球發展趨勢。
一、 建筑居民小區節能規劃特征
居民小區的節能規劃設計必須根據建筑項目所在地的氣候特征進行規劃設計,必須適應其本地氣候特征:
(1)建筑物應盡量采用南北朝向布置。否則,將可能為加強建筑圍護結構的保溫隔熱性能而增大建筑成本。
(2)建筑群之間和建筑物室內,要有良好的自然通風。建筑群不應采用周邊式布局,低層建筑應置于夏季主導風向的迎風面(南向),多層建筑置于中間,高層建筑布置在最后面(北向),否則,高層建筑的底層應局部架空或立面開洞。
(3)盡量加大建筑物之間的間距,減少建筑群間的硬化地面,提高綠地率,減小地面對建筑物的輻射,降低區域的夏季環境溫度,減輕區域的熱島現象。
(4)在景觀規劃設計中,應加強由落葉喬木、常綠灌木及地面植被組成的空間立體綠化體系,以便由樹冠和地面植被阻擋、吸收大部分的太陽直接輻射。夏季要有比較高大的樹木遮蔭,有一定的水系面積納涼:冬季則有充足的陽光照射,有寬闊的場地享受陽光。
(5)一些居民小區中配套設計的會所、商業,往往是低層建筑,其屋面面積比墻面面積大, 設置屋頂綠化,既改善了俯瞰景觀效果,又能為屋面起到保溫隔熱的作用。
二、 建筑單體設計的節能措施
針對建筑單體的建筑節能設計而言,主要從建筑護上的能耗控制出發挖掘節能潛力。
1建筑體型
體形系數越大,單位建筑空間所分擔的熱損失面積越大。研究表明,體形系數每增大0.01,耗熱量指標約增加2% ~5% ,所以應該將體形系數控制在一個較低的水平。對于絕大多數的多層板式居民建筑,當層數達到6層,單元數達到四個以上,體形系數控制在0.3以下并不難做到,中高層和高層居民更容易實現。
2建筑物的平面布置
建筑平面的巧妙布局也能獲得滿意的節能效果。如將電梯、樓梯、管道井、設備房和輔房間等布置在建筑物的南側或西側,可以有效阻擋日射;適當增加套型進深,則有益于在限定建筑面寬內增加建筑面積,還有利于節能。
另外,現在許多居民都配置有超大陽臺,開發商往往注重于其作為室內外過渡空間對觀景的作用上,而建筑師也常常將其作為豐富建筑立面效果的元素,實際上在夏熱冬冷地區它還能起到夏季遮陽和通風的作用。西立面的陽臺封閉起來,又可形成熱交換過渡空間,保證冬季室內熱量散失慢,夏季節約空調冷量。
現在有些酒店式公寓,引進商業辦公樓挑空中庭的概念,豐富了室內公共空間,但很多在設計中忽視了自然通風,一年四季猶如一個悶罐子,單純依靠空調設備調節溫度,不僅使舒適性大打折扣,而且也不節能。
3節能屋頂
屋頂保溫節能一般對建筑造價影響不大,節能效益卻很明顯。這里重點介紹兩種節能屋面。
3.1 倒置式屋面
倒置式屋面是相對于傳統屋面而言的,即把保溫層放在防水層的上面。倒置式屋面特別強調“憎水性”保溫材料,否則保溫材料吸濕后,其導熱系數陡增。普通屋面防水材料位于最上層,易老化,故需在防水層上加做保護層,額外增加投資。另外,為保證保溫層和找平層干燥而采用的排汽屋面,則在屋面伸出大量排汽孔,這樣既不美觀,而且影響防水層的整體性,排汽孔上防雨蓋一旦脫落,反而使雨水灌入孔內。
3.2 種植屋面
據研究,當平屋面上的找坡層平均厚1 OOmm,再加上覆土厚度大于200mm 時,夏季綠化屋面與普通屋面比較,屋面下的室內溫度相比要低2~3℃ ,因此,屋頂綠化作為夏季隔熱有著顯著效果;對于屋面冬季保溫,采用輕質種植土,如80% 的珍珠巖與2O% 的原土,再摻入營養劑等,其密度小于65Okg/m3,平均覆土厚度為220mm,經計算k值
屋頂綠化與地面綠化的一個重要區別就是種植層荷重限制。種植土和種植層容器材料宜采用輕質材料,若屋頂覆土厚度超過允許值時,會導致屋面保護層產生塑性變形裂縫,破壞防水層。所以種植屋面的設計須根據屋頂的結構自重以及植物配置要求進行荷載驗算,合理確定種植土厚度。由于屋頂環境風力較大,以及種植土厚度的限制,宜配植淺根系的多年生草本、匍匐類、矮生灌木植物以保證成活率和便于養護。
4 節能外墻
夏熱冬冷地區的建筑外墻既要保溫又要隔熱,其保溫隔熱性能應符合建筑節能設計標 隹的規定,還要防止保溫層滲水、內部結露和發霉。一般采用厚實材料加輕質材料的復合構造做法,外墻的外表面,宜采用淺色飾面層。
實驗表明,圍護結構的傳熱系數每增大1W/(㎡·K),在其他工況不變條件下,空調系統設計計算負荷增加近30% ,所以改善建筑護結構的保溫性能是建筑設計上的首要節能措施。最近,我國公布了一些保溫墻體體系和復合保溫墻體技術。
近年來,在建筑外墻保溫隔熱技術發展中,主要形成了外墻內保溫、外墻外保溫和復合墻體保溫體系三種技術形式。復合墻體保溫體系因涉及特殊保溫板材和混凝土墻體的整體澆搗工藝,需通過大量實踐以檢驗其效果和安全性。所以,目前外墻外保溫使用較為普遍。但需注意的是,上述優點是在確保材料合格和構造設計合理以及施工工藝科學的前提下的理想效果,如果其中一個環節出現問題,則很可能造成墻面開裂、滲水、保溫失效,甚至會埋下安全隱患。
5 門窗與遮陽系統
按門窗面積占建筑面積的2O%測算,建筑物護結構的能耗有近35% 屬于門窗的損耗,所以提高門窗的節能在降低建筑能耗的工作中尤為關鍵。近年來居住建筑的窗墻面積比有越來越大的趨勢,但當窗墻面積比超過規定值時,應首先考慮減小窗戶(含陽臺透明部分)的傳熱系數。
大量的調查和測試表明,太陽輻射通過窗進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因,日本、歐美等國家以及我國香港地區都把提高窗的熱工性能作為夏季防熱的重點,而且普遍安裝有遮陽措施。而浙江有些地區現有的窗戶普遍傳熱系數大,空氣滲透嚴重,且大多數建筑無遮陽措施。因此,應對窗的熱工性能和窗墻面積比
加強控制。一般不同朝向的窗墻面積比宜符合表2中的數據。對于浙江等夏熱冬冷地區除考慮建筑物的保溫還應考慮建筑物的遮陽問題,需根據表3所示傳熱系數和遮陽系數的極限值進行節能設計。
由上述中不難看出,對于窗的傳熱系數和遮陽系數來說, 窗墻比越大, 對窗的傳熱系數和遮陽系數的要求就越苛刻, 所以相關標準中還對同一建筑不同方向的窗墻面積比進行了規定。當然,建筑物的節能措施是多方面的, 采用好的建筑材料也是非常好的節能途徑,例如塑料型材、斷熱彩鋼及斷熱鋁合金型材,采用適當的玻璃等
一、調查目的與調查方法
為了了解建筑單位對職業英語能力的要求和職業學校建筑行業英語教學存在的問題,筆者根據多年的教學、調研經驗,依據需求分析理論,綜合設計調查問題,并分別針對職業學校學生和教師和建筑單位人力資源部門的負責人各設計了一套調查問卷。
二、調查對象
參與問卷調查的分別有:湖南高速鐵路職業技術學院建筑工程專業、工程造價專業和建筑裝飾工程專業的學生(189人),該校從事建筑類英語教學的教師(14人),長沙、廣州和深圳等地的建筑單位人力資源部門的負責人(25人)。有效問卷分別是161份、14份和25份。
三、調查結果及分析
1.關于學生的調查結果
(1)學生對建筑行業英語課程的認識
首先,有43.48%的學生認為學習建筑行業英語課程對將來英語方面的職業能力發展具有重要意義。認為學習建筑行業英語課程非常重要和一般重要的學生分別占26.71%和28.57%。可見,認為學習建筑行業英語課程對將來英語方面的職業能力發展具有重要意義的學生人數沒有達到學生總數的一半。
其次,只有15.53%的學生比較清楚將來工作所要求的職業英語能力,大致有31.06%的學生基本清楚將來工作所要求的職業英語能力,還有42.24%的學生完全不清楚將來工作所要求的職業英語能力。可見,大部分學生知道學習建筑行業英語課程的重要性,但真正了解將來工作所要求的職業英語能力的學生并不多。
(2)學生學習建筑行業英語的現狀
建筑行業英語屬于行業英語,在第一學期所學的基礎英語中很少涉及有關建筑專業的英語詞匯,學生也習慣于用基礎英語的意義理解有關建筑專業的英語詞匯,這樣比較容易造成詞匯理解的偏差甚至出現詞匯理解的錯誤。根據問卷調查可知,37.27%的學生存在生詞量大、缺乏有效記憶的問題,24.22%的學生存在詞匯量少、難以開口進行交流的問題。可見,大部分學生的建筑行業英語基礎比較薄弱。
2.關于教師的調查結果
(1)英語教師的基本情況
建筑行業英語教學要取得較好的效果,教師的素質和水平往往至關重要。根據調查問卷可知,學校具有本科學歷的英語教師占57.14%,具有研究生學歷的英語教師占42.86%。雖然這些英語教師既有較好的專業知識,又具備從事英語教學的資格,但遺憾的是,在這些英語教師中無一人同時具有英語專業和建筑專業的雙重學歷,甚至有超過一半以上的英語教師(57.14%)認為自己不太熟悉有關建筑的專業知識。由于自身專業的局限、建筑行業背景知識和建筑專業實踐技能的缺乏,這些英語教師在建筑行業英語教學中容易產生抵觸情緒,進而影響教學質量。
(2)英語教師對建筑行業英語課程職業能力培養要求的認識
根據調查問卷可知,有將近一半的英語教師(46.67%)認為自己不太了解建筑行業英語課程的職業能力培養要求。參與調查問卷的所有英語教師(14人)均認為要較好地進行建筑行業英語的教學,就必須進行建筑專業的相關培訓。可見,無論是職業學校建筑類專業人才培養的目標,還是日益突出的職業英語學習者的需求,都迫切要求職業學校英語教師盡快向職業英語教師轉化和發展。
(3)英語教師的教學方法
首先,在職業學校建筑行業英語教學中,有80%的英語教師選擇教師講授為主、學生參與為輔的教學方式。可見,在職業學校建筑行業英語的課堂教學中占主導地位的還是教師,學生成為被動接受知識的容器,未能主動參與課堂教學活動。其次,在職業學校建筑行業英語教學中,有80%的教師采用“翻譯講解法”,于是,建筑行業英語課成了書面翻譯實踐課程。最后,在職業學校建筑行業英語教學中,有71.4%的教師仍把“粉筆+黑板”作為主要的教學手段,而利用多媒體技術輔助教學的教師只有21.43%。可見,大多數職業學校建筑行業英語的課堂教學缺乏趣味,教法單一,這直接導致學生英語學習的興趣降低,嚴重影響職業學校建筑行業英語的教學效果和教學質量。
(4)英語教師采用的考核方法
根據問卷調查可知,有高達71.43%的英語教師采用閉卷紙質考試,采用口試和筆試兩者結合的考核方法的教師只占21.43%。這表明職業學校建筑英語課程的考核多以試卷考核的方式進行,只把重點放在筆頭翻譯方面,而不是要求學生全面掌握建筑行業英語“聽、說、讀、寫、譯”的技能。可見,考核方式只注重考試結果,而忽視語言實踐,導致學生運用語言的能力較弱。總之,單一的成績測試作為評價學生建筑行業英語學習水平的方法既不全面,也不科學。
3.關于企業的調查結果
(1)企業對建筑行業英語課程實用價值的看法
根據問卷調查可知,有88%的建筑單位人力資源部門的負責人認為建筑行業英語課程對從事建筑工程工作很有實用價值或有較強的實用價值,只有8%的建筑單位人力資源部門的負責人認為建筑行業英語課程沒有什么實用價值。可見,建筑行業英語課程對建筑專業的職業學校畢業生將來的工作具有重大意義。
(2)建筑單位對人才在英語方面的職業能力要求
根據問卷調查可知,有44%的建筑單位人力資源部門的負責人認為職業學校畢業生應具備一定的職業英語的“聽、說”能力。“聽、說”能力是用人單位要求高職畢業生必須具備的重要技能。此外,建筑單位還希望職業學校畢業生能通過專業英語學習較好地運用國外的先進技術,操作進口設備。這要求職業學校建筑行業英語課程不僅要重視職業英語“聽、說”能力的訓練,更要兼顧職業英語閱讀及翻譯能力的強化。
(3)建筑單位對建筑行業英語課程設置的建議
根據問卷調查可知,有80%的建筑單位人力資源部門的負責人認為要圍繞專業崗位群的職業能力需求設置建筑行業職業學校英語課程。有16%的建筑單位人力資源部門的負責人認為要根據學生的實際英語水平設置建筑行業英語課程。可見,建筑單位希望建筑行業英語課程和職業學校畢業生的職業能力緊密結合。他們認為建筑行業英語課程的設置應以建筑行業的職業能力、職業需求及職業學校畢業生對英語的需求為依據,因此,職業學校建筑行業英語課程的設置必須與建筑專業特色相結合,在提高英語基礎能力的基礎上開設建筑行業英語課程。
(4)在建筑工作中運用建筑行業英語技能的情況
如圖1所示,56%的建筑單位人力資源部門的負責人認為職業學校畢業生必須具備看懂建筑專業英文文獻和英文業務資料的能力。32%的建筑單位人力資源部門的負責人認為職業學校畢業生在建筑工作崗位上應具備的職業英語技能是:運用英語與外籍客戶進行口語交流。12%的建筑單位人力資源部門的負責人認為職業學校畢業生應具備運用建筑專業英語的相關詞匯繪制有英文注解的建筑圖紙的能力。
隨著國際經濟技術的發展,我國的很多大型土木工程企業逐步面向國際市場。顯而易見,從事國際建筑承包工程需要懂英語的專業技術人員。目前,在國際建筑市場從事承包工程的建筑公司大多采用聘請翻譯的方式解決語言問題。但翻譯往往不懂建筑方面的專業知識,很難適應工作的需要。而能看懂英文標書、可從事國際招標和投標的技術人員遠遠滿足不了建筑公司對外發展的需要。因此,在建筑工程一線迫切需要一批既懂英語,又懂建筑專業知識的技術人員或工作人員,以滿足建筑公司的需要。