时间:2022-07-05 02:46:50
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇节能技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
为了适应新的国际形势变化,我国的油气储运方面也要跟上时展的潮流,向着国际化储运技术的方向发展,但是我国目前油气储运技术的现状与世界发达国家相比,还存在着一定的差距,这就需要我们一方面去借鉴和吸收国外的一些先进技术,另一方面要加强自身的油气储运措施,找到适合我国油气储运系统中的节能技术,保障油气储运的安全性、经济性、可靠性。
关键词:
油气;储运系统;节能
1油气储运系统节能技术的必要性
社会科技的发展已经进入了日新月异的时代,我国油气储运系统的更新已经跟不上石油化工业的发展速度,无论是在管材开发及应用上,还是对管材断裂等缺陷的控制上,都存在着许多急需解决的问题,而油气的高压运输更是我国石油业所面临的一个重大考验,因为油气的储运,连接着石油化工业整个生产运营活动中的每一个环节,起着传送纽带的作用,所以降低储运过程中的油气消耗,保证储运过程中的安全可靠性,是刻不容缓的,这就要求我们在不断的实践研究中去探寻油气储运技术的更高境界,摸清油气储运的发展规律,促进我国油气储运节能技术的更快发展。
2油气储运系统节能技术的研究与分析
(1)油气混输技术的分析前些年,我国石油与天然气的储运都是独立分开的,它是把油、气经过严格采集处理后,再进行分离,这就要经过三相分离器、天然气压缩机、原油外输泵等等设施来完成,不仅工艺复杂,而且运输起来也要分成不同的输送泵来进行独立输送,无形中造成了企业经济成本的增加,而经过革新后的油气混输技术,就是利用输送泵,把油、气、水混合在一起进行储运,它所需的设备只要一台混输泵和一条混输管道就可以进行了,这种储运工艺在我国的石油化工业中已经得到十分普遍的应用,因为这种储运技术不仅能保证各个输送管道独立完成输送任务,而且为石油化工企业降低了运输成本,增加了经济效益。
(2)输油泵变频调速技术的分析输油泵的变频调速顾名思义也就是说在油气的储运过程中对它的运输流量进行控制,这个过程是利用输油泵中离心泵的工作原理来实现的,我们控制油气储运过程中的流量大小一般都是采用安装在输油泵出口处的阀门的开关程度来进行调节的,这种方法虽然简单、易操作,但却很容易造成能源的浪费,而采用设置离心泵变频转速的方法,不仅能在油气储运过程中自由控制它的输送流量,更能达到节能的目的。
(3)控制蒸汽能耗技术的分析据统计,在整个油气储运的过程中,蒸汽的能源消耗能达到85%以上,这其中最大的原因就是油气储运过程中的温度没有得到保证,所以我们要想减少能源的消耗,首先,要从油气的存储温度下功夫,结合蒸汽消耗的状况对其温度进行合理的控制;其次,要加强对储油罐的保温工作,保证油质的温度与油罐温度的一致性。另外,对油气存储罐的清洁卫生状况也要加以检查和控制,因为油罐内的残留物在不同程度上也会影响油罐的传热效率,造成能源的浪费。
(4)常温输送技术的分析常温输送技术在我国石油化工业中的运用比较广泛,大多的石油化工业都在采用这种输送法来对油气进行储运,因为它不仅节能,而且对加热保温装置的技术要求也不是十分的严格,从不同程度上减轻了石油化工企业的一些额外的资金开支。
3加强油气储运系统节能技术的有效措施
(1)结合实际,因地制宜因为各石油化工企业所处的环境不同,具体的情况也不一样,所以对储备系统的建设方法也不尽相同,因而要对油气储备的采购、销售以及运营等进行科学的研究,制定出符合实际的管理方案及储运措施。
(2)加强实时监测因为油气的储运过程都是看不见、摸不到的,所以加强实时监测是十分有必要的,它可以随时观察到输送管道的所有的状况,对储运管道发生的泄漏等现象,可以在最短的时间内进行补救,为企业降低消耗,节约能源,同时还能保证油气储运过程的安全可靠性。
(3)加强技术更新从我国的总体水平来看,石油的产能不小,位于世界的前列,但储运技术却没有达到世界的先进水平,在油气的存储温度上、输油泵的变频调速上以及混合储运等等技术上都还有待加强和提高,所以为了尽快使我国的油气储运节能技术与国际化水平接轨,就必须加强油气储运过程的管理,找出油气储运过程中的关键环节,进行改进和革新。
4结语
总而言之,石油天然气的存储运输环节是整个石油化工企业的所有生产经营活动中的重中之重,只有把油气储运系统的节能技术落到实处,管理措施落到实处,才能保证油气储运过程的整体质量,才能在油气储运过程中减少不必要的能源消耗,促进油气储运系统向高效、节能、安全、环保、低碳的方向发展,使我国石油业在国际化的竞争中立于不败之地,为我国的国民经济建设增加可观的经济效益奠定基础。
作者:黄永志 单位:中国石油辽阳石化分公司
参考文献:
[1]曹岩辉.关于油气储运系统节能技术的研究[J].科技风,2012,17:79.
[2]王强.浅论油气储运系统的节能技术要点[J].中国石油和化工标准与质量,2012,12:63.
由于我国煤炭资源的储量相对巨大,在生产甲醇时,常常用煤来作为原料。首先,通过低压产甲醇的方法,将煤转化为一氧化碳和氢气,再经过催化作用合成产生甲醇。这种方法实现了低温低压产甲醇,对于反应的控制也相对更容易,因而得到广泛的应用。
2节能技术的应用
2.1气化阶段进行的节能操作
通常情况下,在制备甲醇的气化阶段所采用的技术是非熔渣-熔渣的分级气化,以水煤浆作为气化的主要原料。该工艺要求用纯氧进行气化,同时保证环境所处的压力控制在4MPa。在进行节能设置时,常常会在这一阶段取消原有的换热器。在这一阶段的正常工序中,会有一台煤气废热锅炉将热量进行有效的回收利用,从而使煤气中的汽气比从原有的1.4下降为0.38。如果在气化阶段取消原有的换热器,对于汽气比也不会造成太大的影响,同时也可以保证变换阶段的正常运行。通过取消高压换热器可以使生产的含灰蒸汽进行两部分的利用:一部分输送到变换阶段用作汽提蒸汽,另外一部分应用到气化除氧器中。通过一段时间的试验运行,可以发现采用这种方法进行的气化阶段产生煤气的温度值、汽气比与设计规定值相同,符合设计要求。高压闪蒸罐中产生的蒸汽量每小时在10吨左右,蒸汽压力在0.5MPa,可以对其进行全部的回收和利用,如果按照一家企业一小时可以生产甲醇20吨计算,就可以实现节省1.4吨重的煤炭原料,节能效果非常可观。
2.2变换阶段进行的节能操作
在设计中的变换阶段,主要采用的是全气量的部分变换,这要求水煤气在经过变换之后,其中一氧化碳的体积分数要保证在20%左右,变换炉的汽气比要控制在0.38左右。在气化阶段的煤气汽气比要保证在1.4左右,这时周围的环境温度大约为210℃。煤气在进入变换炉进行变换之前,要在废热锅炉中进行提前降温,从而控制变换炉中的水气比,在蒸汽在压力为0.5MPa的条件下,以20t/h的平均速度进入低压蒸汽管网。煤气经过废热锅炉降温之后进入分离器,通过冷凝液的增压泵将分离出的冷凝液输入进洗涤塔中。相比于直接把冷凝液经过减压操作输送入气化灰水槽再送入洗涤塔中相比,这种方式大大节约了动力电能的消耗。变换器经过变换炉之后要被输送至热交换器中进行换热操作,通过这一步骤可以将气体的温度降至350℃左右,这一温度明显高于进入有机硫的水解槽中的温度(170℃±10℃),这就需要通过变换气的余热锅炉对压力进行控制来保证变换气的温度达到设计要求。在生产蒸汽时,变换器的余热锅炉能够保证生产速度每小时10吨左右,可以保证蒸汽完全输送至蒸汽管网中。变换气从水解槽输送出来时的温度大约在180℃左右,但是进入到脱硫系统中要保证温度再次下降40摄氏度左右,这就需要在工艺中装备二级换热器来进行二次的降温,其中换热器可以保证将变换气温度从180摄氏度下降到110摄氏度,经过锅炉给水温度的影响温度又会重新升高到150摄氏度左右,这时就需要进行二次变换,其目的是利用脱盐水将锅炉里的变换气温度再次降低70摄氏度左右,而脱盐水本身的温度也会从原有的60摄氏度提升至110摄氏度左右。
2.3合成系统进行的节能操作
在这一系统中,工艺主要是通过管壳式合成反应器来实现对甲醇的合成,这也是整个生产工艺中的最后一道工序。在这一过程中,需要在反应器的管内加入一定量的催化剂,在管外会在反应过程中生成一些蒸汽,操作人员可以根据这些蒸汽产生的压力来对催化床的温度进行合理有效的控制。当蒸汽的产生速度为每小时2.5Mpa时,对应的蒸汽量应该为15t。合成塔进出口处的气体需要进行换热,换热后的温度可以保证在100摄氏度左右,这时就能够使用脱盐水来回收其中产生的热量并加以利用。脱盐水回收热量之后,温度会有小幅度的提升,会从原有的30摄氏度上升到70摄氏度左右,这时就需要利用循环冷凝水对其进行冷凝。在合成系统中释放的驰放气每小时会达到3800m3,正常情况下这部分的驰放气都会被送至提氢装置,为了实现能源的节约,可以将驰放气直接输送到合成氨的装置——压缩机中,这样做在简化工序的同时,也做到了资源的回收利用,提升了气体的回收利用效率,对应的氨产量也得到了显著的提高。
3结语
一、自动化节能技术设计
(一)优化配电设计。随着我国经济的发展,对能源的需求量也是非常大的,尤其是对新能源的开采利用量更是很大,电能作为新型能源,逐渐的激怒了人们的视野。越来越成为人们备受关注的焦点,国家对电能的运用给予了厚望,当然社会也不例外,在这种情况下,国家投入了大量的财力,对电力系统进行升级改造,并达到了预期的效果。在整个配电网络中电力系统的正常运转发挥着重要的作用,我们也把该电力系统与整个配电系统匹配作为重要的环节。在确保电力系统的运转能实现高效的前提下,把可操控性和稳定性作为重要的控制因素,当然安全性和实用性也必不可少。我们要把电力系统的安全问题放到第一位上,将其作为尚方宝剑悬挂在企业的战略思维中,全员明确电能的功效强大,和在一定情况下造成的可怕之处,所以,我们要采取相应的措施,把电线网络的绝缘性落实到实处,其次是在进行线路规划时,也要将其因素全部考虑进去,其设计和规划要从全局的角度出发,确保导线之间都能够实现绝缘距离,从而将危害降到最低。当出现一些恶劣的天气时,尤其是雷雨天,这个时候最容易出现一些人们不愿意看到的现象,如用电设施的损坏,看似简单的损坏,它就会影响到人们的日常生活,带来经济上的损失,更有甚者会付出生命的代价,因此,我们要把安全意识放到第一位,严格落实各项规章制度,使其作为没有人敢碰的高压线。
(二)减少电能的传输损耗设计。由于我国区域的特征,各个地区各不相同,大小不一。电能通过遍布各地的网络进行输送的过程中,电阻在导线上会带来一定的损失,这损失量每年都是很大的,让电能在输送的过程中就白白的浪费,从而使电能的利用率大大的降低了。如何解决上述的问题,那就在电能的利用率放在首位,降低输送中的消耗率,这就要从减小导线的电阻这下功夫。下面介绍方法来解决上述问题,方法一是根据对供电网络线路进行合理的设计与布局,本着一些能够把握的原则,对线路进行相应的规划,尽可能的做到简单的直线分布,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费;方法二是要在变压器这个器件上做足功夫,让它尽可能靠近负荷中心,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费。也在一定程度上解决了损耗的问题;
二、电气自动化节能技术功能分析
通过上述的分析,我们发现电气自动化的技能设计尤为重要。我们希望采取一定的措施进行保驾护航,新技术和新思路是必不可缺少的,只有这样才能保证设备的安全运行,运行的成本在一定程度上也得到了有效控制。在实际的应用过程中,我们要考虑到设计与施工过程中的各个环节,从以下几个方面出发,进行相应的优化。
(一)无功补偿。在电气自动化系统中,无功功率是相关行业面临的一个严重的问题,也是现实面临的一个问题,这个问题的出现在一定程度上影响了作业的效率,它占有供配电设备的容量,容量要根据实际情况来确定,其数量也不是小的,而是非常的庞大的,这种现象的出现必然会带来一系列的影响,这种占有必然会增大了线路的损耗,损耗也带来一系列的问题,电网的电压的呈现出来下降的趋势,电压一出现下降的趋势,必然会在一定程度上大幅度影响到电能的质量,电能的质量受到影响后,电网的正常运行是很难保证的。因此,为了实现无功就地平衡,减少各个环节的损耗,我们可以根据实际情况,采取系列的措施,对无功补偿设备根据实际情况有针对性的选择,这样就会出现一定的成效,能够有效提高社会和经济的双重效益。具体按照下列的情况进行相应的操作,在使用电容器补偿时,也要考虑相应的具体参数,不能泛泛的去考虑参数,并且通过调整这些参数来进行相应的确定;也可以有另外的一种选择,就是选择无功功率作为投切参数物理量,这样它会带来很多的好处,不仅可以有效防止投切振荡,而且还可以使无功倒送等情况的发生。此外,还要考虑无功补偿装置,要选择好安装的方式是非常关键的,最好就地安装,在就地安装的基础上实行就地补偿,这样会带来一系列的良好的连锁反应,它既减少了无功传输,又减少了损耗,从而实现了节能效能的目的。
(二)选择电压等级。电压等级是一个关键的指标,所以在日常的操作当中,我们一定要把握好这个指标,它是否合理配置关系到了系统的正常运转,它也起到了较好的节能效果,所以,在实际的操作中,我们要选择高压和低压配电是一个非常重要的环节,当然处理好高压和低压配电的电压等级的关系就显得更是重要了,另一方面,如何确定供电电压,这也是该领域重点关注的一个问题,我们不能孤立的看待这个问题,要站在全局的角度来看待,它不是考虑单一的因素,我们要根据处于的实际环境重要的考虑,这里讲的考虑是指要考虑全面的因素,要把设施的整体情况一并考虑进去,根据设施的自身特点,进行相应的配套匹配。
(三)照明节能。在电气自动化的使用过程中,节能设计一直贯穿始终,照明就是一种很好的方式,我们在实际运用中是可实现的,在具体的操作过程中,照明节能可通过以下两种方式来实现,一种方法是把高效光源作为利用对象,来改造传统的白炽灯,虽然它有简单便宜的优势,但是它的发光的效率低下是难以改变的;另一种方式就是把自然光充分的利用起来,这就需要对构筑物进行相应的改造,把门窗进行扩大,或者是对建筑物朝向进行改造。以上两种方法都能实现电器自动化。
三、结束语
随着社会的进步,我们的生活方式也发生着翻天覆地的变化,我们的生活的各个环节也受到不同程度的影响,对各类能源的需求量也是逐年攀升的,可谓消耗量大的惊人。尤其是对电能的需求量远远超乎了人们的想象。电气自动化节能技术的使用在一定程度上缓解了上述的压力,能够有效的增加电能的利用率。人们也随着社会的进步对电气自动化的要求越来越高,尤其节能技术方面,要求更是逐年攀升,随着时候的发展,必将会有很多的企业进入这个领域,为电气节能做出贡献,一定会引领时代的发展
作者:吴振 单位:华北科技学院
随着经济的发展和人民生活水平的提高,公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。在发达国家中,供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25-30%。我国的能源结构主要依*矿物燃料,特别是煤炭。矿物燃料燃烧产生的大量污染物,包括大量SO2、NOX等有害气体以及CO2等温室效应气体。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变。现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房,体现了政府对保护大气环境的高度重视。因此,除了集中供热的型式以外,急需发展其他的替代供热方式。热泵就是能有效节省能源、减少大气污染和CO2排放的供热和空调新技术。
热泵(制冷机)是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。传统的空调系统通常需分别设置冷源(制冷机)和热源(锅炉)。建筑空调系统由于必须有冷源(制冷机),如果让它在冬季以热泵的模式运行,则可以省去锅炉和锅炉房,不但节省了初投资,而且全年仅采用电力这种清洁能源,大大减轻了供暖造成的大气污染问题。
采用热泵为建筑物供热可以大大降低一次能源的消耗。通常我们通过直接燃烧矿物燃料(煤、石油、天然气)产生热量,并通过若干个传热环节最终为建筑供热。在锅炉和供热管线没有热损失的理想情况下,一次能源利用率(即为建筑物供热的热量与燃料发热量之比)最高可为100%。但是,燃烧矿物燃料通常可产生1500-1800℃的高温,是高品位的热能,而建筑供热最终需要的是20-25℃的低品位的热能;直接燃烧矿物燃料为建筑供热意味着大量可用能的损失。如果先利用燃烧燃料产生的高温热能发电,然后利用电能驱动热泵从周围环境中吸收低品位的热能,适当提高温度再向建筑供热,就可以充分利用燃料中的高品位能量,大大降低用于供热的一次能源消耗。供热用热泵的性能系数,即供热量与消耗的电能之比,现在可达到3-4;火力发电站的效率可达35-58%(高值为燃气联合循环电站)。采用燃料发电再用热泵供热的方式,在现有先进技术条件下一次能源利用率可以达到200%以上。因此,采用热泵技术为建筑物供热可大大降低供热的燃料消耗,不仅节能,同时也大大降低了燃烧矿物燃料而引起的CO2和其他污染物的排放。
热泵利用的低温热源通常可以是环境(大气、地表水和大地)或各种废热。应该指出,由热泵从这些热源吸收的热量属于可再生的能源。
二、空调热泵的分类及其优缺点
以建筑物的空调(包括供热和制冷)为目的的热泵系统有许多种,例如有利用建筑通风系统的热量(冷量)的热回收型热泵和应用于大型建筑内部不同分区之间的水环热泵系统等。这里主要讨论利用周围环境作为空调冷热源的热泵系统。就其性质来分,国外的文献通常把它们分为空气源热泵(airsourceheatpump,ASHP)和地源热泵(groundsourceheatpump,GSHP)两大类。地源热泵又可进一步分为地表水热泵(surface-waterheatpump,SWHP)、地下水热泵(groundwaterheatpump,GWHP)和地下耦合热泵(ground-coupledheatpump,GCHP)。我国对热泵系统的术语尚未形成规范的用法。例如对地下水热泵系统有“地温空调”的商业名;而地下耦合热泵则在一些文献中称为“土壤源热泵”,或直接称为“地源热泵”。
空气源热泵以室外空气为一个热源。在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单,初投资较低。空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低。而且,其制热量随室外空气温度降低而减少,这与建筑热负荷需求趋势正好相反。因此当室外空气温度低于热泵工作的平衡点温度时,需要用电或其他辅助热源对空气进行加热。此外,在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,这也消耗大量的能量。在寒冷地区和高湿度地区热泵蒸发器的结霜可成为较大的技术障碍。在夏季高温天气,由于其制冷量随室外空气温度升高而降低,同样可能导致系统不能正常工作。空气源热泵不适用于寒冷地区,在冬季气候较温和的地区,如我国长江中下游地区,已得到相当广泛的应用。
另一种热泵利用大地(土壤、地层、地下水)作为热源,可以称之为“地源热泵”。由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。此外,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,即蓄存了冷量,可供夏季使用;夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。
地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统,但对于较大的应用项目通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。但是,应用这种地下水热泵系统也受到许多限制。首先,这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。因此在决定采用地下水热泵系统之前,一定要做详细的水文地质调查,并先打勘测井,以获取地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据。地下水热泵系统的经济性与地下水层的深度有很大的关系。如果地下水位较低,不仅成井的费用增加,运行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。此外,虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层,但目前国内地下水回灌技术还不成熟,在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度,从地下抽出来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内,造成地下水资源的流失。此外,即使能够把抽取的地下水全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源,任何对水资源的浪费或污染都是绝对不可允许的。国外由于对环保和使用地下水的规定和立法越来越严格,地下水热泵的应用已逐渐减少。
地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在*近江河湖海等大体量自然水体的地方利用这些自然水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。当然,这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制。此外,由于地表水温度受气候的影响较大,与空气源热泵类似,当环境温度越低时热泵的供热量越小,而且热泵的性能系数也会降低。一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因数有关,需要根据具体情况进行计算。这种热泵的换热对水体中生态环境的影响有时也需要预先加以考虑。
地下耦合热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。“地下耦合热泵”的名称直译自英文,不通俗。通常也称之为“闭路地源热泵”(closed-loopgroundsourceheatpump)以区别于地下水热泵系统,或直接称为“地源热泵”。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。在冬季供热过程中,流体从地下收集热量,再通过系统把热量带到室内。夏季制冷时系统逆向运行,即从室内带走热量,再通过系统将热量送到地下岩土中。因此,地下耦合热泵系统保持了地下水热泵利用大地作为冷热源的优点,同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。它是一种可持续发展的建筑节能新技术。1998年美国能源部颁布法规,要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地下耦合热泵供热空调系统。为了表示支持这种节能环保的新技术,美国总统布什在他的得克萨斯州的宅邸中也安装了这种地源热泵空调系统(见2001年5月18日参考消息)。
三、地源热泵供热空调系统的经济性分析
地源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷,还可供生活热水,一机多用。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。地源热泵系统的另一个显著的特点是大大提高了一次能源的利用率,因此具有高效节能的优点。地源热泵比传统空调系统运行效率要高约40-60%。另外,地源温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可*、稳定,整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。超级秘书网
迄今为止制约地下耦合热泵系统在我国应用的障碍主要是在地下埋管的初投资较高,以及政府、建筑设计人员和公众对这一技术缺乏了解。地源热泵空调系统的经济性取决于多种因素。不同地区,不同地质条件,不同能源结构及价格等都将直接影响到其经济性。根据国外的经验,由于地源热泵运行费用低,增加的初投资可在3-7年内收回,地源热泵系统在整个服务周期内的平均费用将低于传统的空调系统。
建筑内供配电系统的设计,需要根据整个建筑的负荷容量和供电距离及设备的特点来进行具体考虑,在此基础上对供配电系统进行合理设计,确保供配电系统稳定,不仅操作简便,而且结构上简单可靠,在进行变配电所设计时,越接近负荷中心越好,通过将配电半径进行有效的缩短,从而实现对线路损耗的有效控制。
2合理选择变压器的容量
变压器能耗量较大,所以对于建筑内变压器台数和容量选择时需要根据负荷的情况进行合理设计,同时还要对不同季节负荷的变化进行充分的考虑,确保变压器能够做到灵活的投切,确保其运行的经济性,对于可能导致损失的轻载运行则尽量避免。因此对于季节性用电设备,则宜设立单独的变压器,同时将一些重要的负荷和维持正常工作需要的负荷要集中在一台或是几台变压器上,其他不重要的设备另设变压器,这样有利于在使用备用电源时方便切除。
3合理选择导线的经济截面
长期以来在对电力电缆选择时,通常电缆的截面会根据发热载流量、短路电流和电压来选择,以满足安全为基础,然后确保截面的最小化,这样可以实现节约。但这样进行设计的结果往往导致电能损耗费用增加,进而导致运行成本的增加。所以对于电缆截面的选择,还需要考虑到经济载流量,确保选择的导线截面具有较好的合量性,降低线路的损耗,确保在电缆的生命周期内实现总费用的最小化,按电缆的经济载流量(经济电流密度)合理选择导线的经济截面,减少线路损耗,并使得电缆在寿命周期内总费用最低。而且经济截面要大于发热截面,这就确保了电缆运行上的安全性,减少了安全隐患的发生。同时在选择导线时,还要对电阻率进行充分的考虑,以选择尽量小的电阻率为宜,设计中避免导线长度过长,使负荷中心与变电所能够尽可能的靠近,以实现供电距离最短,从而实现节能的目的。
4配电线路的节能
4.1选用电导率较小的材质做导线。以铜芯最佳,铝芯次之。国家从节能、环保的角度出发,提倡采用铜质导体。
4.2减小导线长度。首先,变配电室应尽量靠近负荷中心,以缩短供电半径,减少线路损耗;其次,线路尽可能走直线,少走弯路和回头路,减少导线长度;最后,对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,宜将开环运行改为闭环运行。可明显降低线路损耗。
4.3增大导线截面。按经济电流密度法合理选择导线截面,以减少损耗;对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失等要求外,宜加大一级导线截面;除消防等重要负荷或大容量负荷外,应优先采用母干线分支方式配电。
5照明系统的节能
照明系统的节能设计,一方面照度、色温、显色指数要达标,另一方面又要达到节能的目的。由于电气照明设备的耗电量与照明设备用电使用时间、照明设备的损耗、房间面积、照明器数量等因素成正比关系,与照明电气的发光效率成反比关系。因此,照明系统的节能设计可从以下方面来考虑。
5.1减少设备使用时间。在设计的时候,楼梯间、走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式,做到人来灯亮,人走灯灭。考虑到线路损耗,对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控:面积较大的房间采用多灯一控的方式。同时,设计时,应充分利用天然光。
5.2提高光源的利用效率。首先要改善环境的反射条件。即建筑物内的墙壁、天顶、地面以及家具的表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色。当然考虑到健康因素,屋顶和墙面的光反射系数宜在55%~60%之间,地面宜为15%~35%。
6结束语
1改造方案的确定
锅炉产生蒸汽到用户端转换成热水,可选方案及优缺点如表1所示。不同供热方式的经济效益对比见表2。经过校内多次会议讨论和专家论证,确定选择方案3,即使用太阳能热泵系统分散供热方式取代原来的燃油锅炉集中供热方式。技术方案确定之后,筹措资金便成为一个重要议题,由于项目涉及面广,设备需求和工程量都很大,预计项目投资超过两千万元。对于一个日常经费都采取预算制的事业单位来说很难较快筹措到此巨款,而项目如果不尽快实施,每天的能源损失又非常严重。在此情景下,合同能源管理的方式成为一个最好的选择,即节能改造工程的全部投入和风险由节能服务公司承担,节能服务公司为上海大学提供节能服务。项目实施后,通过节能效益监测和审计,节能技术服务公司与上海大学按比例分享其经济效益。项目合同结束后,以后产生的经济效益及节能设备全部归上海大学所有。节能服务公司不仅提供改造所需的设备,还提供能源管理服务。在项目合同期内,节能服务公司按合同约定,对高校节能工程进行改建,承包高校所有能源消耗和维护,实现高校能源管理外包。通过节能服务公司的高效节能工程,以期望在最短时间内收回投资,节能量则转化为更大的经济效益,从而实现节能服务公司与高校的效益分享。因此,采取合同能源管理模式,不但解决资金问题,而且乙方的节能收益与实施效果有直接关系,所以极大的调动乙方参与管理节能的积极性和主动性。在合同能源管理项目中,如何确定用能量至关重要。因为节能量的计算与核定涉及节能效益的分配,是合同能源管理的重要前提之一。校园生活、工作、学习用能稳定,易于核定节能量,同时,我校的节能管理工作有较好的传统,宝山校区对每年燃油使用量的都有完备数据记录,节能服务公司容易接受。在形成了完整的改造方案之后,学校将其作为重点节能项目向上海市教委提出申请,经过专家论证后,得到了教委支持的启动经费。
2项目实施过程和结果
为了获得性价比最优的节能服务,通过公开竞争的招标方式,可以为学校最大程度的节能经费,因此学校在2012年底通过上海机电设备招标公司进行了公开招标,选取了上海哲能赫太阳能设备公司作为项目中标方。改造过程总计6个月,改造工程内容见表3。项目至今已完整运行了5个月,经过了冬季低温期的考验。在此期间没有发生一起事故或投诉事件,各单位都对改造结果非常满意。由于设备方案针对了各个用户的使用习惯,采用了分散系统,用户使用不受原来锅炉房的制约,可以灵活自主的安排工作,用户的实际体验满意度大大提高。本项目的节能效果,根据实际测量,统计分析如表4。根据近半年的运行情况推算,本项目每年所产生的节能量将超过1700t标煤,节约能源成本约1500万元左右,同时减少了燃油锅炉的废气排放,提升了用户的使用满意度。是一个环境效益、经济效益和社会效益多面丰收的好项目。
3结论
通过本项目的全程分析,高等院校采用合同能源管理方式开展节能改造项目有以下优势:(1)可以面向社会寻求多渠道募集资金。节能改造项目需要投入经费,尤其是一些涉及到基础设施改造的项目,学校本身的运行经费有限,通过EMC可以获得更充足的节能改造资金来源。(2)可以尽快的实施项目,达到减少浪费的目的。高校现在普遍实行预算制,大笔的资金使用必须在前一年就作出预算,而一旦发现节能潜力,学校即使能够筹集到相应的经费,也可能需要一年甚至更长的时间才能落实,在此期间只能眼看着浪费继续。如果实行EMC方式,则可以以最快的速度开始项目实施。(3)可以避免“节能不节钱”的尴尬。近年来节能技术的发展十分迅猛,但一些技术还没有实现充分的产业化,其产品和设备的质量还不稳定,导致一些节能项目完成后虽然在一定时期内达到了节能的效果,但很快会发生由于质量问题而产生产品和设备的损坏,增加了运行费用。而采用EMC方式,企业有充分的动力去利用其专业能力,寻求质量有较长期保障的产品和设备,真正实现节能又节钱。上海大学宝山校区燃油锅炉改造及新能源利用项目的成功实施有着普遍意义。通过合同能源管理的方式,高校不需要承担节能项目实施的资金、技术风险,同时可获得节能公司提供的设备和节能带来的利益分享;而对节能服务公司而言,可使其节能技术更专业,为以后合同能源管理项目合作提供经验,提升公司的竞争力。市场机制及双赢结果为今后类似项目的开展提供了良好的参考和借鉴。
作者:万皓徐宁张萌单位:上海大学环境与化工学院上海大学能源管理办公室
(1)加强运用价格机制对于用电的调控。现代社会的市场经济下,价格对普通的民众和中小型企业来说都是市场经济中重要的部分,是市场供求中的杠杆。电力工程设计中电力有时候会出现短缺的情况,所以抓好电力资源的有效配置,有效把控用户用电的最大负荷量。实施峰谷分段电价,加强对于用户用电的调控管理。
(2)节能型变压器,变压器是输变电行业中的主要耗能项目,我们要在条件允许的情况下进行改造,维护和保持三相负荷之间的平衡安全。在节能技术的设计中一定要保护三相技术的平衡性,如果三相负荷不能平衡的时候,就会带来漏电的隐患,变压器负载荷度与电流间是呈正比的关系的,灵敏相的漏电会直接导致变压器功率损耗的加大,不灵敏相的漏电还会直接引发触电事故。危害到人身安全以及财产损失。
(3)减少设备的无用功的消耗。在电力工程的设计中可以设置并联电容器来减少供电中感性负荷的产生来控制电能的损耗,作出无功补偿。无功补偿大大降低了无用功的损耗,节省了可开支。动态的无功补偿是无功的发生器巨大提升,这种方法产生的谐波少,有效地改善了供电质量。相关的设计人员应当从多方面考虑,敢于创新实践,主动寻求更多新型的节能能源,完善设计人员素质和技术,进一步提高电力节能措施。
(4)对运行中的电压进行实时有效的调节。电力工程设计中在电压及线路上作出一定的调节,理调节电压的运行,保证供电的质量,实现有效的节能,根据电压的平方和有功的耗损之间是正比的关系的理论,自动调节压力的变压器可以一定程度上保证输出电压的稳定性。另外在制定节能措施中要注意自然因素和部分人为因素。
(5)新能源的应用,风能和太阳能是我国电气新能源开发的重要资源,电气新能源的开发分析随着工业经济的迅速发展,我国能源问题也面临着越来越严峻的挑战,除了要从意识上技术上节约电能之外,还应当大力开发电气工程新能源。将开发新能源作为现阶段节约能源战略的重要措施之一。煤炭是我国主要的电力能源,但能源利用的效率很低下,与天然气相比,煤燃烧时每单位能量排放的二氧化碳量也要更多。所以,要着手调整和优化能源结构。我国很多地区和企业已经开始采用新能源发电,一定程度上为减少了城市污染。天然气在安装中比煤的价格便宜,更适合大范围运用。积极研究和寻找开发新型节能技术。和世界先进理念接轨,寻找更多有效的节能技术,多方位开展节能工作,选择节能设备,并利用到可以利用的天然资源,减少污染物的排放。
2电力工程节能中存在的问题及完善
(1)变电所的位置以及低压供电线路设计不合理造成的电力消耗。由于实际地理条件的变化或生产需求的不同,变电所位置不合适,使供电总线路过长压力变大。或者的为了节约资金,减少了配电箱的数量,导致配电箱超负荷运行,增加了线路使用压力和线路以及开关的损耗。
(2)对电力节能改造的资金和技术投入不足,人员意识上对电力节能不够重视,过多重视眼前经济效益,对节能改造问题就不再那么重视。对电力节能方面的管理问题,在定期对电力计量工作当中不严谨,技术水平较低。在这种情况下我们就要在新的电力设计中考虑到节能的措施,及时改造旧的高能耗电力设计,提高对节能的重视,加大对节能应用的力度,逐步实现电力的节能降耗。
3结语
1.1提高变压器选择的科学性
在最近几年,我国的经济发展水平不断提高,科学技术也有了很好的发展,所以变压器的种类和性能也有了很大的发展,很多新型的变压器也出现在了工业电气生产中,当前的新型变压器和传统变压器相比优势非常明显,最大的一个优势就体现在了节能方面。这不但环节了我国的能源紧张的现象,同时也会在一定程度上减少工业电气生产过程中所需要的成本,同时和传统的变压器相比,生产质量和生产效率都得到了有效的提升。鉴于新型的变压器有着明显的优势,所以在当今的工业电气生产中也越来越受到人们的重视。
1.2变压器的容量要合适
在选择变压器的过程中一定要重点关注变压器的额定容量,通常来说,这个额定容量必须要能够承受生产过程中产生的最大负荷,但是由于变压器也需要一定的调整,所以在生产的过程中我们也不能让变压器始终处于运转的状态,为了能够有效的延长变压器的使用寿命,在运行的过程中,一定要将其承受的负荷控制在额定负荷的60%左右,为了能够有效的达到节能的目的,最好就是要对其最佳负荷率进行适当的调整,一般将其负荷率控制在75%到85%之间。
1.3加大变压器的功率因数
生产的过程中我们都希望用最小的能源发挥最大的作用这也就是我们所说的节能,在节能方式上,对变压器的功率因数进行适当的调整也成为了非常关键的一个环节,在变压器运行的过程中,采取相应的措施增大变压器的功率因数能够有效的减少资源和能源的消耗,这样也就为生产创造了更好的条件,同时也能够更好的达到节能的目的,提高功率因数可以采取以下措施,首先就是人工措施,其次就是要提高电气设备的使用效率,人工补偿时通常情况下都会采用经典电容的方式,一般来说,补偿方式有两种,一种是分散补偿,一种是集中补偿。
2、有关工厂照明的节能技术
厂房在工业电气生产中是必不可少的一部分,大部分的工艺产品都是从厂房中生产出来,所以大多数的厂房都是24小时生产,白天的时候还没有什么影响,晚上为了能够正常工作就必须有一套完善的照明系统,厂房的建筑结构大体上都比较高大,因此照明结构的特点就包括:照明的空间比较大,悬挂的地方比较高,工艺产品在识别的时候具有一定的特殊性,因此对照明的要求也就高一些,其中包括对高效以及显色指数的要求;照明分布的要求,为了满足我们节能的大条件,我们在选择灯具的时候一定要选择高效节能型。
2.1对灯具开关装置进行改进
为了在照明过程中节省能源最有效的方法就是改进灯具的开关装置,我们选择灯具开关装置的时候要根据照明地点来进行:在一些公共的建筑场所中我们所选择的开关多为程序控制开关,比如说:声线控制、钥匙控制以及管线开关等;在一些比较小型的卧室以及客房中多选择可以进行调光的开关。
2.2科学选择节能光源
在选择节能光源的过程中一定要首先考虑国家的相关法律和规定,根据其使用的用途选择适当的节能光源,在选择光源的过程中一定要采取相应的措施使得其使用效率达到最佳水平,在一般情况下,为了使其能够体现出更好的节能型,在生产中选择混合型节能光源。
3、结语
本工程为某办公楼的施工项目,建筑物的整体结构可以分成上部和下部两个部分构成,另外还有地下室结构。其中上部结构中主要有16层,地下室结构为3层,总共的占地面积为40万m2左右,建筑的总体高度为70m,建筑的外观造型存在着一定的美观性,而且,在实际的施工工程中,无论是施工人员还是业主都希望将绿色的设计理念融入到建筑工程中。对建筑结构进行优化。另外,从施工单位的角度上看,幕墙施工工程的使用性能相对较强,而且,所选择的节能技术也非常重要。不仅要促进节能的目的,还应该根据已有的建筑工程为重点,不断提升建筑的稳定性和节能性。
2高层建筑幕墙工程中节能技术应用的重要性
我国尚处于社会主义初级阶段,同时还是一个建筑强国。建设事业的迅猛发展自然令人欣喜,可随之而来的是大量的能耗,我国虽是资源大国,但由于人口众多和节能技术的匮乏,同时也成为资源消耗的大国,我国现有建筑近500亿平方米,其中节能建筑还不到1%。幕墙是建筑物的外墙护围,是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。由结构框架与镶嵌板材组成,不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。在城市建设中,只有合理规范的使用幕墙,才能达到建筑优化的目的。
3主要节能技术的应用
3.1隔热保温节能技术
在本次建筑工程中,主要选择的是开缝式石材幕墙的结构,这种形式不仅能够对外墙进行保温,还可以提升石材接缝的质量。不仅如此,施工人员还应该加强对相应石材和墙体之间的距离,要在保证正常通风基础上解决墙体潮湿的问题。另外,加设保温隔热材料是整个施工工程的关键之所在,施工人员要尽量对隔热材料的质量进行把关,同时结合实际的施工环境,做好设计工作。在实际的安装和运用的过程中,隔热材料需要达到一定的施工标准。需要注意的是,材料很容易受到环境以及其他客观因素的影响,出现材料受损的现象。在进行保温材料安装的工程中,石材之间的位置要进行紧密连接,要保证缝隙达到标准之后,在进行下一阶段的施工工作。另外,还需要做好加固和防水措施的检查工作,减少墙体出现结露或者是潮湿的现象。
3.2自然通风技术在玻璃幕墙中的应用
施工人员需要采用不同的方式来对玻璃幕墙进行开启,这种做法主要是使得空气达到相对比较舒适和稳定的标准。因此,对建筑开窗来说,主要表现出的特点可以从以下几个方面来进行分析和介绍:首先,要保证通风方式的平衡性以及空气流速的稳定性。其次,在建筑的底层楼层当中,严谨设置方式不科学而导致的风速过快或者是过慢的现象出现,尽量减少建筑工程施工过程中的安全隐患。最后,建筑开窗过程中,如果开启程度相对较小,不仅可以保证风速的平稳,还可以提升室内空间的舒适程度。另外,还应该从现代社会的发展程度上来不断增加建筑的高效性。可见,将自然通风技术应用到建筑幕墙的施工工程中,是现代建筑工程的基本需求之所在。
3.3LED绿色照明技术
在对这一工程实施照明技术的过程中,需要以设计工作为重点,同时还应该以建筑自身的形态为基础,将各种照明技术进行表现,同时,还应该赋予建筑物比较强烈的现代化气息。另外,还应该以智能化的控制系统作为支撑,将这种颜色进行高效转换。从这一点上看,很多传统的灯具不具备这一功能。而且LED灯体积较小,自重相对较轻,而且有很强的隐蔽性。可以进行大范围地推广和应用。经过缜密地计算可以看出,这种灯具在正常照明的过程中,会节能性会提升34.3%,如果运用不同形式的灯体,节能效果会更加明显。
3.4太阳能技术
在建筑顶部安装钢架,并将太阳能光电板牢牢固定在钢架上,最终实现了太阳能和建筑光电一体化,主要为夜间的景观照明提供充足的电力,以减少常规电力的损耗。通过太阳能光电板及太阳能电池完成对太阳能吸收、转化及存储,然后供给建筑照明或者其他需要,就是上文提到的太阳能和建筑光电一体化。在具体的应用环节,人们在布置太阳能电池组件时,通常以发电方阵的形式来布置,使其成为了一个整体屋顶建筑构件,发挥了传统建筑物中南坡屋顶的作用。如此一来,太阳能发电和建筑物实现了有机结合。
3.5智能控制系统
a.室内与幕墙连接在一起的电动遮阳帘。遮阳系统由专门计算机软件进行控制。百叶片部分,可以根据季节、时间以及朝向等因素展开阳光追踪调节,也可以根据阴影计算展开自动调整。可通过中控室对整个大厦的各个区域进行人工优先控制的相关设置;b.双层幕墙的上下电动通风口。冬季应置于关闭状态,以满足保温的要求。夏季应置于开启状态,以便于热空气的有效排除。
4结束语
我国的轧钢工艺的装备、技术和管理方式较为落后,每吨钢材的能量消耗高于国外的能耗40.4kgce,钢系统中的主要能耗设备是轧钢加热炉,其占据了轧钢系统中能好的70%左右,因此,我国的节能生产的潜力巨大。
二、影响轧钢工序能耗因素分析
1.加热温度的影响
轧钢工序的能量消耗主要包括燃料能量消耗、电力设备能量消耗、氧化烧损三个方面,虽然在轧钢生产中,影响轧钢工序能耗的因素较多,但是,加热温度是重要的影响因素,通过调查显示,单位热量消耗和钢坯加热温度有很大的关系,当加热温度处于1150℃到1250℃范围之内,温度下降10℃其单位热量消耗则降低,因此,要适当的降低加热温度,既要保证钢坯的正常生产,也要降低能量的消耗。而钢坯加热温度和单位电量消耗呈现线性关系,但是对于电耗影响较小,但是降低加热温度依然能够有效的节省电能消耗。
2.轧钢炉子热效率
轧钢炉子的加热方式以及其内部结构也是影响能量消耗的主要因素之一,良好的轧钢炉子加热方式可以有效提高燃料的燃烧效率,单位燃料产生的热量较多。此外炉子的内部结构,尤其是良好的炉衬结构可以有效提高炉子的保温效果,减少热量的流失。
3.钢种生产方式的影响
不同钢种的加热工艺、加热温度、加热时间各不相同,在生产的过程中,其燃料的消耗量也不同,如果对钢种的生产工艺使用不当,不但达不到理想的轧钢效果,也造成了额外能量的消耗,这是轧钢生产工序中节能的关键之一。
三、轧钢生产节能技术
1.加热炉节能技术
加热炉为轧钢生产提供动力,是节能的重点之一,当前常采用的节能技术是蓄热式燃烧技术,通过调查显示蓄热式燃烧炉的燃料消耗指标平均下降了20%左右,节能效果明显。同时蓄热式节能炉可以最大限度的回收炉内的烟气热量,减少了燃料的消耗,降低了成本,最重要的是这种新型的节能炉减少了有害气体的排放量,例如减少了二氧化碳、氮氧化物的排放量,在轧钢行业引起了广泛的关注。其次是加热炉绝热技术和高温节能涂料的使用,由于加热炉体内的表面积较大,当前加热炉的内部炉衬材料逐步采用耐火浇筑材料,并不断开发出高性能的防烧结耐火材料。尤其是炭化硅粉节能涂料的使用,极大的提高了加热炉的生产效率,并提高了生产经济效益。再者是采用高温低氧燃烧技术,这种技术的应用极大的降低了热轧钢工序的成本,高温低氧燃烧就是在温度达到1000℃左右,在含氧量5%~8%的气氛中燃烧,通过研究显示热轧生产工序的钢材氧化损耗量为3%,同时高温低氧燃烧技术可以高温烟气的回收量,节约了大量的燃料成本。
2.优化生产工艺
优化生产工艺可以极大的提高生产效率,同时也节省了大量的能量,提高了热送坯料热量利用率。在轧钢的生产过程中要根据不同的钢种、订单批量、热坯料衔接、设备状况设置相应的生产工艺,发挥热装的节能效果,制定装炉的基本原则,首先要做到料场的高等级热坯一定量时,马上安排装炉,同时在装炉的过程中要使中冷、热坯连续的块数尽量大,尽量减少冷、热坯料混装;再者要制定科学的加热时间,满足不同要求钢种的生产需要,并保持加热时间和不同等级热坯之间的衔接。
3.适当的降低钢坯的加热温度
通过研究显示,在一定程度上降低钢坯的加热温度可以有效的节省热能、电能以及钢材的氧化损耗。通常而言加热炉内部分为三个控制阶段,钢坯出炉时的加热温度、断面温差是各阶段实际参数控制的耦合结果,为了介绍不同阶段的耦合结果的未知性,要根据不同的钢种、不同规格,将加热温度降低30到40℃。此外对于进入炉内温度超过300℃的热装钢坯,要缩短加热时间,降低加热温度,通过降低加热温度,实现综合节能的效果。
4.低温轧制与轧制工艺技术
低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗,但其变形抗力和轧制功率增加。近年来,许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著,当温度在1100℃出锅时,降温节约的能耗达9.6%,且出锅温度降低则氧化铁皮量显著减小,低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益,完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。对许多轧机而言,采用工艺技术能降低轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃到1250℃之间,在变形区轧辊表面的温度可达450℃—550℃。因此,需要用大量的水冷却轧辊,通过实验可以发现,采用热轧工艺,由于轧制力的降低,轧制动力的消耗约下降8%。
四、总结
采光取暖效果是评判建筑物质量的重要因素之一,因为只有充足的光照与充足的热量才能确保建筑物功能与作用更好地发挥。特别对于气候严寒的北方,严寒的冬季时间较长,气温较低,需要大规模的热量,在这种形势下,采光技术与太阳能技术得到了开发和利用,并发挥了节能环保的效果,具体利用情况如下:
1.1采光技术
采光技术就是提高对自然阳光的利用效率,充分利用自然光来提高建筑物的采光率,增强建筑物室内亮度,采光技术通常包括直接采光技术与间接采光技术,以往的采光技术体现为直接采光,具体体现为侧面采光,然而,这一采光模式容易受到有限空间格局的影响,对于空间较大、深度较深的房屋则效果不佳,存在不良的问题和缺点,因此,当前的工业建筑、民用建筑引入了间接采光技术,以及一些现代化采光技术发挥了节能环保的效果,间接采光技术不仅为人们带来了良好的视觉享受,同时也能使建筑物接受更充足的自然光线照射,实现了室内人员对自然光的充分利用。同时也发挥了对室内取暖的支持作用。
1.2太阳能技术
太阳能作为一种自然界最广泛、储备最丰富的天然能源,在诸多行业和领域得到了开发和利用,成为世界公认的清洁、高效、环保能源,将其利用在工民建筑工程中,发挥了节能环保效果,同时也满足了建筑的基本功能需求。太阳能技术的优势体现在:无污染、便于安装与维护,没有地域条件限制。当前的太阳能技术利用正在朝着多功能混合方向发展,例如:采集热量、散热等等,一般将太阳能电池发电系统装设于工民建筑顶层,从太阳辐射所获得的热能转化为电能,这些电能凭借电池组对应存储于某一供电系统,从而来发挥对建筑物内外的用电需求。太阳能最典型的利用就是我国北方城市工民建筑,通过装配太阳能设备来实现冬季取暖、热水供应等功能;我国南方城市则利用太阳能来优化建筑的遮阳效果,提高建筑物的通风水平,以此来控制对室内空调设备的使用,创造了积极的环保效果。
2玻璃保温技术的应用
工民建工程的节能技术中,玻璃保温技术仍是一项非常重要研究项目,窗口保温成为节能技术研究重点,它积极控制了建筑物内部各项空调设备的使用时间,达到节能环保功效。当前的窗口朝着三层塑钢窗方向发展,三层塑钢窗的引入积极控制了窗口玻璃的热交换,得到了节能环保目的。同时,镀膜玻璃技术也成为一项新型节能技术,提高了玻璃的保温效果,冬季寒冷时节,镀膜发挥了保温功能,相反,夏季炎热时期,镀膜玻璃则发挥了阻挡外界热源的功能,为室内提供舒适、凉爽的环境空间,也减少了制冷设备等的使用。
3园林绿化设计技术
工民建工程节能技术不仅体现在现代化科学技术方面,也要注重从建筑自身的设计、外部条件布置等方面入手,可以通过完善园林技术来发挥节能环保的效果。对建筑周围的园林进行优化、绿化设计,利用绿化园林来调节建筑物周围的局部地区气候,从而达到保温隔热的功效。例如:在工民建筑物的外墙种植藤类植物,藤类植物发挥了对建筑物平面的装饰作用,又能发挥保温、隔热的功效。夏季,气候炎热、温度较高,藤类植物发挥对建筑物的绿色屏障作用,降低了建筑物自身温度,控制了室内空调设备的使用;冬季气候相对严寒、温度较低,绿色藤类植物枯萎附在建筑物表面能够发挥保温功效,从而控制建筑物自身的能源损耗。这一绿化技术使用不仅发挥了节能环保功能,同时,也营造一个优美的景观环境,发挥了绿化环保的景观功效。
4楼顶隔热技术的运用
建筑物容易受到太阳辐射的不良影响,特别是一些气温较高、日照时间较长的地区,建筑物更容易受到太阳辐射的不良影响,从而影响建筑物的使用寿命,为了减轻这一不良影响,可以在建筑物顶端配置隔热设备,现阶段,一种最为流行的节能环保类隔热技术体现为:空气层隔热技术,凭借控制传热来达到隔热的效果,空气层隔热技术已经被应用到工民建筑工程的顶部、墙体以及门窗等多个部位,都发挥了积极的隔热作用,通过通过空气层隔热也能够发挥保温的功效,已经成为一项获得广泛认可的节能技术,同时,其他类型的保温节能技术,例如:架空技术、浮石砂等也得到了广泛而深入的利用。
5总结
关键词:结构墙体;粘结层;保温层;抹面胶浆;玻璃纤维网格布
一、概述:
因我区气候寒冷,属于采暖居住地区,居住建筑都应该采取节能措施。为了改变我区落后的节能步伐,尽快赶上全国节能先进城市,我区根据,<<国家建筑节能强制性标准2008.3.1日实施>>积极鼓励发展下列建筑节能技术和产品:
(一)新型节能墙体和屋面的保温、隔热技术与材料;
(二)节能门窗的保温隔热和密闭技术;
因此就《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004在我区实施,新的居住节能设计标准要求节能65%,也就是在保证相同的室内环境参数条件下,与未采用节能措施相比,全年采暖、通风、空调和照明的总能耗减小65%。这样就要求居住建筑必须采用外墙外保温设计系统方能达到这一新的节能标准。
我们现在的居住建筑,设计上基本都采用了外墙外保温系统。目前外墙外保温系统主要有:膨胀聚苯板(EPS)薄抹灰外墙外保温系统,胶粉EPS颗粒保温砂浆外墙外保温系统,膨胀聚苯板(EPS)现浇混凝土外墙外保温系统,EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统,机械固定EPS板钢丝网架板外墙外保温系统等五种。这五中外墙外保温系统中,我们现在在施工中接触较多的有:EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统(即有网现浇系统),膨胀聚苯板(EPS)薄抹灰外墙外保温系统,胶粉EPS颗粒保温砂浆外墙外保温系统。前一种在我们施工的工程中多用于现浇混凝土框架剪力墙结构的外墙外保温系统,后两种多用在多层多孔砖砌体结构。
二、外墙外保温节能技术的应用和质量保证
现就外墙外保温节能技术的应用和质量保证进行案例阐述:
工程概况:新疆乌市公交公司一厂住宅楼:建筑面积3800.8平方米,总高度:21.8米。全面采用膨胀聚苯板(EPS)薄抹灰外墙外保温系统。
(一)首先:要了解其外墙外保温的系统应用,应先清楚本案例住宅楼外墙外保温体系的组成和结构,依次为:结构墙体、粘结层、保温层、抹面胶浆、玻璃纤维网格布、饰面层。其中粘结层一般由粘结胶浆构成,视需要可附加铆钉,如基面不符合粘贴要求,还需采用机械法固定。保温层一般是阻燃型聚苯乙烯泡沫板(EPS),也可以是挤塑板(XPS)等,厚度按各地节能要求选择。防护层是由抹面胶浆和玻璃纤维网格布组成。饰面层可选用防开裂性、拒水性、透气性和耐候性等较好的外墙涂料等。目前,国内推广应用外保温体系常见的问题是表面开裂、空鼓和渗水。开裂和渗水的外墙外保温比不做外墙外保温的影响还坏,而且很难修复。防护层是决定整个外保温体系性能的关键,防护层做好了,外墙外保温的抗裂性就有了基本保证。
在对本案例住宅楼外墙外保温体系的施工中还应该着重掌握《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004中的几个强制性条文的要求。即该规范第4.0.2、4.0.5、4.0.8、4.0.10条、5.0.11、6.2.7、6.3.2、6.4.3、6.5.6、6.5.9有关规定。应该注意设计图纸是否对外保温工程的密封及防水措施进行设计,尤其是对一些重要部位、节点的构造详图。除了现浇式外墙外保温系统外,还应注意施工时基层施工质量是否满足下到工序的施工。基层应坚实、平整,洁净无油污,凸起、空鼓、疏松的部位应剔除或找平,并在保温层施工前对基层进行处理。EPS板表面不应长期,应在安装后及时抹灰。薄抹面层施工时,玻纤网不得直接铺在保温层表面,应该满铺薄抹面层中,不得干搭接,不得外露。EPS板薄抹灰系统建筑物在20m以上的承受负风压作用的部位应使用锚栓辅助固定。在这一系统中的EPS板宽度不宜大于1200mm,高度不宜大于600mm。基层也应经过处理,并且不得有脱层、空鼓、裂缝,面层不得有粉化、起皮、爆灰。胶粘剂应均匀地涂抹在EPS板背面,并且涂抹面积不得小于板面积的40%。还应该注意对檐口等处的包边处理,对装饰缝、门窗四角、阴阳角处的局部加强施工的质量监督。胶粉EPS保温颗粒外墙外保温施工,重点检查施工玻纤网是否满铺在薄抹面层中,保温层施工厚度是否达到设计要求,是否分层对保温浆料进行抹灰。并且分层抹灰每层之间时间间隔宜在24小时以上,每层厚度不宜超过20mm。否则就会出现裂纹等一系列的质量问题。
(二)其次:外墙外保温是目前实现建筑节能最行之有效的节能方式,作为其外墙饰面材料的应用,建筑涂料是首选。根据国家JG149—2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的规定,涂料必须与薄抹灰外保温系统具有很好的相容性,性能指标应符合外墙建筑涂料的相关标准。除了要达到有效的节能和理想的装饰效果外,还应该关注其他一些问题。
溶剂型涂料不能用于外墙外保温体系。因为外墙外保温体系一般采用聚苯乙烯(EPS、XPS)或聚氨酯(PU)等为保温层,根据相似相溶原则,溶剂材料,如苯和甲苯等能溶解聚苯乙烯,醋酸丁酯和二甲苯等能溶解聚氨酯,聚苯乙烯保温层被溶蚀而使外墙外保温层表面凹凸不平。
1、涂料的拒水透气性
国家标准JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》中规定,外保温系统的5mm厚防护层,浸水24h,吸水量要≤500g/㎡;外保温系统防护层和饰面涂层一起水蒸气湿流密度要≥0.85g/(㎡.h)。在JGJ144—2004《外墙外保温工程技术规程》对此规定有些不同。以JG149-2003中的规定来看,对于外墙面,就吸水性来说,一般外层要求比内层低,也就是说外饰涂层要低于防护层,即涂层吸水量要少于500g/㎡,这样才能使比较少的水进入墙体;就水蒸气湿流密度来说,一般外层要求比内层高,也就是说外饰涂层要高于防护层,即涂层水蒸气湿流密度要远远大于0.85g/(㎡.h),这样水蒸气才能畅通无阻地排出。
对于外墙外保温体系,其吸水量(拒水性)和水蒸气湿流密度(透气性)是要同时满足的,所以要综合平衡。从拒水透气的角度看,JG149-2003标准对外墙外保温饰面用涂料的要求比普通外墙涂料高得多,有些符合产品标准要求的外墙涂料却达不到此要求,有些可以通过与底涂搭配的涂层系统予以解决。涂料的耐久性JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》中规定,外墙外保温工程的使用年限不应少于25年。外墙涂料使用年限不仅与外墙涂料的质量有关,而且与基层、施工、使用环境条件、所用颜色和维护保养等因素有关。一般约为8~15年,使用年限达30年的也有报道。因此应尽量选用耐久性好的外墙涂料,尤其是色浆,优先选择保色性好的无机色浆,另外要及时做好维护翻新的工作。
2、涂料的颜色
涂料的颜色主要牵涉到太阳能的吸收和反射问题。当太阳辐射能入射到不透明的涂层表面时,一部分能量被吸收,另一部分能量被反射,而透过的能量可忽略不计。吸收能量与入射总能量的比值,称为涂层的吸收系数(α);反射能量与入射总能量的比值,称为涂层的反射系数(ρ)。α+ρ=1。吸收系数和反射系数随涂层温度和入射辐射能的波长而改变。颜色与太阳辐射能反射系数的关系,这些颜料的粒径都不大于50μm。
对于外墙外保温饰面的要求来说,我们希望夏天更多地反射太阳的热能,而希望冬天更多地吸收太阳能。一般来说,热传递有三种:传导、对流和辐射。太阳辐射热是影响建筑热过程的主要热源。夏天温度高,辐射热大,另外保温层密度低,隔热性差,涂层颜色影响大。冬天温度低,辐射热少,保温层导热系数低,涂层颜色影响小。因此,外墙外保温饰面涂料颜色的选择应以夏天隔热为主。也就是说,不能选择太深的颜色,如最低明度值应大于20‰。
参考文献:
[1]《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》郎四维付祥钊;中国建筑科学研究院[2]重庆大学,北京100013
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