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山西省是中国最大的炼焦用煤炭资源基地,也会使山西省成为中国最大的焦炭生产基地和世界最大的焦炭出口基地。2000年世界焦炭贸易量2510万吨,中国出口1520万吨,占世界焦炭贸易量的60%。其中,山西焦炭出口占中国焦炭出口量的80%,占世界焦炭贸易量的48%,山西焦炭是世界焦炭行业的龙头,其焦炭产量占到全国的40%,约占世界焦炭产量的20%,焦炭出口量占全国焦炭出口量的80%,并且天津口岸的山西焦炭价格已经成为国际贸易的基准价。可见焦炭对于整个山西省的重要性。而进行煤炼焦的过程中,会产生大量的焦炉煤气,如何有效环保的对焦炉煤气进行回收利用,如何对新上项目的综合价值进行评价,正是本文所要研究的重点。对待上新项目的环保性能、经济性能进行评价,从而做出准确的投资决策使我们所关心的。
一、NPV评价方法
净现值法(NPV):是评价投资方案的一种方法。该方法是利用净现金效益量的总现值与净现金投资量算出净现值,然后根据净现值的大小来评价投资方案。净现值为正值,投资方案是可以接受的;净现值是负值,投资方案就是不可接受的。净现值越大,投资方案越好。净现值法是一种比较科学也比较简便的投资方案评价方法。我们知道传统的项目评价中对于投资决策分析而言,主要是采用这种净现值法,这种方法也曾经被美国亚利桑那州立大学资本资产投资管理学院的DondleL.MeeDer提出并且利用这种方法用于投资决策具有严重局限的概念中,因为它是以投资决策在一定条件下能够还原为前提的,也就是说项目的投资在市场条件恶化时,能够以某种方式还原,如果不能还原,则是一个要么投资,要么永远都不投资的决策,而如果公司现在不进行投资决策,那么它将永远失去投资机会。但是人们普遍认为,净现值法利用现值可加性原理,运用数学方法进行演绎计算,应该是一种最理性、最科学的分析方法,是投资决策分析中的法宝。
但是就我们所要研究的环保类项目的投资决策而言,净现值法只是用于静态的投资项目分析,对于动态的多投资阶段的项目显得有些不足,得到的评价结果势必也是有局限性的。就焦化产业中的焦炉煤气利用技术的选择与比较中,关键是如何确定折现率,这也是一大难题,可以说,到现在为止,这不得不依靠我们的主观判断,其道理就像任意多的已知数与一个未知数相加其结果还是未知数一样简单,在净现值为零的情况下,向左向右稍微调整某个因素,净现值就能变成或正或负。还有一个重要问题是焦炉煤气的利用技术的产生过程有其特殊的局限性和特点。焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤,在炼焦炉气中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体,是炼焦产品的副产品。对于单一焦化企业的主营业务就是焦炭生产和销售。而对那些利用焦炉煤气生产其他工业产品是由于国家环保政策法规的要求,故其计算时,当其净现值为零或者是负数时,也都可以投资。但是在什么范围内进行投资需要新的算法和条件,这也就是本文最终所要传达的信息。
二、实物期权定价模型
实物期权分析法是指企业或者是个人在进行投资决策时拥有的、能根据决策时尚不确定的因素,改变行为的权利(期权)进行投资可行性分析的方法。麻省理工学院FaimoK.Lamalain分析:如果投资者对某个投资项目进行首轮投资后,若该项目盈利前景良好,将能降低投资者进行第二轮投资的成本,而如果第一轮没有投资,今后想再投资该项目或进入该投资领域就要付出相当高的成本。在进行投资时还要考虑应用动态规划中的整数规划进行投资时机的选取。可以看出,期权法强调了投资是分阶段进行的,投资资金往往并不是一步到位,而是先投入先期部分资金,生产销售该产品,同时继续对产品的性能、技术进行研发和改进,这可以减少投资者的潜在损失,其价值远远大于一次性投入的情况。这种方法就是针对项目的发展动态过程,根据项目开始投资后,管理者能够收集到更多的关于项目进程和最终产品市场特征的信息。后继的商业化过程是在前期的成功基础上实施的,是可以选择的;当新的信息不断到达,项目投资回报率不确定性逐渐消失时,管理者可通过修正最初投资策略,提高项目的价值和限制损失。如果项目成功,企业能从中获得巨大的投资收益;如果不成功,企业至多也是损失项目投入的沉没成本,相当于期权的成本。
对于期权定价模型而言,焦炉煤气的利用技术中,只有以焦炉煤气作原料生产甲醇这项技术可以进行下一步投资,可以利用甲醇为原料生产甲醛、聚甲醛、醋酸等化工产品。而其他的投资项目成为最终的消费品。期权的投资前提是筹资的无限可能性,但是在实践中难免有种种困难。存在很多的不确定性,也使得我们在进行环保技术创新项目投资决策中不能够简单的依靠一种投资决策方法。
三、灰色关联分析评价方法
灰色理论概述与于1982年由我国学者邓聚龙教授所提出。邓教授认为现实世界并不是清清楚楚的白色系统,又非一无所知的黑色系统,而是略知一二的灰色系统。灰色系统理论主要研究“小样本贫信息不确定性问题”。以往用白色的思想处理问题,要找到因素间明确的映射关系,然而确定性作用原理在社会、经济、农业、生态的等领域都没有物理原型,虽然能知道某些因素,但很难明确全部因素,更不可能建立明确的映射关系。比如影响物价的许多因素,如心理预期、政府导向等是无法量化的。一些可以量化的数据又缺乏详细的资料,因此对物价的定量预测具有一定难度,若不考虑这些因素,只将可以得到数据的因素考虑进去,必然带来预测结果的不准确。就白色系统常用的回归分析工具而言,在应用过程中具有其缺点。比如:要求样本有大容量,是正态分布,平稳过程才能得到统计规律,计算工作量较大,不容易分析复杂系统等等。而对于以上困境,灰色理论应运而生,它处理问题另辟蹊径,不是找概率分布,求统计规律,而是用生成的方法求得随机性弱化,规律性增强的新数据序列。这一新的数据序列既能体现原数据序列的变化趋势,又消除了其波动性,它可以较好的解决某些参数已知,某些参数未知的系统问题。
在我国焦炉煤气的利用技术上既有新的技术也有些不被淘汰的旧技术,当然对于现在的生产而言,这些技术是相当成熟的,而要将项目的技术性和经济性进行有效结合不是件容易得事情,更何况环保技术创新项目的投入需要考虑更多的因素。需要我们对项目的各方面进行综合性考虑,这就涉及了灰色系统关联评价方法。作为一种综合评价方法,这种方法在对白黑两种情况的考虑是相当充分的,即使实际中技术和经济都存在不确定性,我们也是能进行相应决策分析的。就焦炉煤气的利用上来说,可以根据项目的各种经济性参数和项目的技术参数来构建综合评价指标体系,从而为项目投资决策的分析提供决策依据。
四、结论
由于本文所要研究的是环保技术创新项目投资决策评价方法研究现状,我们在对目前比较流行的几种评价方法进行分析之后,发现在进行单一的项目评价时,如果考虑的因素不是很多,可以采用NPV方法来进行项目投资的决策分析。可是这种方法又不能摆脱静态性,而实物期权定价模型可以解决这个问题,使项目的投入具有动态性,可以提高决策的效果。但是如果我们在进行一个项目的开发时,如果所要考虑的因素不仅仅是经济因素,那么影响我们做出最终投资决策的就不能用NPV方法进行简单的评价,必须借助于系统工程理论中的综合评价来进行综合评判,从而决定我们待上项目的未来。
通过对三种评价方法的说明,结合文章的背景,山西的焦化产业环保技术创新项目决策时不仅要考虑投资性指标,还要考虑到技术投入指标和环境保护指标。只有将这三者考虑周全,才能做出正确的评价结果,从而有效的指导实际工作。这也是作者今后所要进一步研究的重点,利用净现值法和实物期权方法对经济性指标进行先评价,然后通过这一步整理好的经济参数与技术指标、环境保护指标进行结合,利用灰色系统关联分析综合评价方法对待上投资项目进行最终综合价值的评价,依据综合价值最高原则可以选择出优先进行开发的投资项目。这样就实现了我们的决策分析。
总之,在今后的研究中,努力将技术创新与环境保护联系起来,不光考虑项目的经济特性、也要考虑项目的技术创新性和环境保护特性。充分利用项目评价中的各种评价方法进行深入细致的评价工作,从而有效的指导实际工作。文中提到的综合评价方法灰色系统关联理论只是综合评价方法的一种,今后将其他的综合评价方法进行再分析,通过实际案例结合数学模型来分析这种投资决策评价方法的优越性。
参考文献:
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关键词:非开挖技术电力工程线路
1非开挖技术的特点
与其它技术相比,非开挖技术起步较晚。但是值得注意的是在最近20多年中,非开挖技术无论在理论上,还是在施工工艺方面,都有了突飞猛进的发展。非开挖技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段,采用非开挖技术铺设管道具有若干得天独厚的优势。
非开挖技术在国外已广泛使用,在国内也逐渐普及。不开挖地面,就能穿越公路、铁路、河流,甚至能在建筑物底下穿过,是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。
非开挖技术不开挖地面,故而被铺设管道的上部土层未经扰动,管道的管节端不易产生段差变形,其管道寿命亦大于开挖法埋管。
采用房下非开挖技术能节约一大笔征地拆迁费用,减少动迁用房,缩短管线长度,有很大经济效益。
2非开挖方法
2.1技术准备
2.1.1地下现状管线勘查
根据工程所能提供的工程现场地下管网资料,对现场地下管网进行复查,准确掌握地下各种管线和其他基础设施的分布及埋深,为导向孔轨迹提供准确的设计依据。
2.1.2地形地貌测量
根据市政管理部门审批的路由,按施工区域地形及路线定出钻孔轴线,沿轴线的地表走向标定地面有效标定点的距离和方位以及各个标定点的地面标高(或高差),为导向孔施工时地面跟踪监测提供准确依据。
2.1.3现场地质勘查
掌握钻孔工作区地层特征,为成孔工艺提供钻探参数。
2.1.4设计理论导向参数表
画出设计敷管路由图及设计敷管轨迹断面图,将以上勘测结果反映在图上,制订工艺方案。
2.2施工场地准备
2.2.1施工场地
文明施工,施工区域要安装防护围栏,施工机械、机具和材料要按规范安装和堆放,需占用道路或人行道的区域应设置明显的施工安全标识,引导车辆和行人合理分流,夜间要设立反光标识和警示灯,施工区域分为机械作业区和下管作业区。
2.2.2作业工作坑
根据施工工艺要求开挖入射作业坑及下管作业坑,同时做好作业坑的支护和降水工作。
2.2.3机械进场及安装
施工机械进场就位需调用汽车和吊车,通常要临时占用道路;吊装现场须设好临时路障等安全设施;钻机、动力站和施工器具就位要充分利用现有场地空间,合理布局;安装钻机的地基必须坚实、平整,对松软地基必须进行加固后才能安装钻机,钻机安装在入射点处,调整钻机倾角为设计入射角后固定钻机;连接动力站,连接泵站。
2.2.4导航仪器标定
将探头装入导向钻探头盒中,将导向钻头放置在无其他信号干扰的场地内,打开导航仪,检查导航仪工作情况并进行标定。
2.3施工步骤
2.3.1导向孔施工
施工准备:将导向钻头安装连接,检查探头发射的各个参数是否正常,探头电池容量是否足够。
开孔:为保证入射角的准确和稳定,开孔时须保持连续钻进至少2.5m,同时宜采用低钻速、小泵量、慢进尺。
造斜钻进:调整钻头工具面向角至需要角度,钻机顶进形成造斜段,导航仪跟踪监控钻头仰角的变化,根据不同的土层,顶进结合钻进,勿使仰角的变化超过钻杆的最小曲率半径。
保直钻进:钻机匀速回转钻进,给进速度尽量快,使导向孔直线段更平直。
设计导向钻进参数表。
2.3.2回拉扩孔
孔径设计:根据敷设管道的直径和根数计算需要成孔的最小直径,既不能过大,也不可过小,成孔直径过大,敷设管道周围土层坍塌易造成路面下陷,成孔直径过小,会使拉管阻力增大,引起脱管或管道变形。
分级扩孔:各级扩孔分别为一级φ200mm、二级φ250mm、三级φ300mm、四级φ400mm、五级φ500mm等。根据设计的成孔直径,由小到大分级扩孔,直至扩到工艺要求的孔径。
孔壁加固:扩孔的同时通过扩孔钻头向孔中注入泥浆,泥浆的浓度根据不同的土层条件来配制。泥浆渗透到孔壁中,通过扩孔钻头的挤压和磨擦,起到对孔壁的维护和稳定作用。
回拉敷管:拉管过程中的回拉力要克服管道与孔壁摩擦力,成孔的质量与导向孔的曲线形状以及扩孔工艺有着密切关系,正常情况下敷设PVC或PE管的回拉力不应超过5kN,拉力过大会造成管材断裂或变形。
3施工设备
非开挖设备主要由以下几部分组成。
导航系统:用于在钻进过程中对钻头进行定位,以确定钻头的倾斜角度和钻进方向。由发射器、接收器、控制台、摇控显示器、电源等组成。包含有软件系统的导航部分,不仅能绘制施工图,还能对工程进行评价、分析、实时记录设备运行数据、打印施工资料等。目前雷达导航的非开挖高端技术在国内已有采用,计算机导航技术已被普遍使用。
主机由发动机、液压系统、机载泥浆泵、动力钳、钻桿及其装卸系统等执行机构组成。它用于提供钻进、回旋的动力以及对钻进的控制。目前,国产的非开挖机在钻头100r/min的转速下,扭矩已达15~20kNm。
钻具由钻头、回扩钻头、钻杆等组成。不同的施工需要和不同的地质要选用不同的钻头。非开挖工程使用的钻杆与地质勘探的钻杆有所区别,有很大的弹性、韧性和抗扭强度、耐磨损。钻具在航道钻通以后,还要对通道回扩和牵引管线,使电缆便于穿过。
泥浆搅拌系统可增加钻头的作用,降低钻进阻力和钻头的工作温度,提高管壁的强度等。泥浆还减小钻头磨损、软化地层、易于钻进以及利用泥浆的的流动性和粘结力使钻孔产生的岩粒、砂粒处于悬浮状态,以利于护壁和清孔,由泥浆罐和高压输送泵及高压连接管构成。该技术可用来铺设直径40mm至2500mm的各种地下管线,距离可达十几m至几km。直径2.5m的非开挖管线足足胜过常规的电缆隧道,在老城城网升压改造工程中得到充分利用。该项技术与传统的"挖槽埋管法"相比,具有不破坏环境、不影响交通、施工精度高、施工安全性好、周期性短、成本低、社会经济效益显著等优点。
4管材粘接及安装
使用PVC管材须提前24小时将管材粘接好,以保证接头的抗拉强度。
下管作业要根据不同材质的特点做成斜坡,防止坑下管角度过大折断管材。
连接管材和钻杆的分动器安装之前要仔细检查,防止拉管过程中出现卡钻。
拉管时孔中须注满泥浆或水,以减小拉管阻力。
5施工时应注意的问题
5.1工程地质和水文地质条件
沿管线土层变化频繁,所以在非开挖技术施工前必须了解土层的变化情况。此外对于要经过回填土地段,需要提前加固处理,以防非开挖技术施工后地表有过大的下沉。
5.2有毒气体的检测与防护
非开挖技术施工的地层一般会通过淤泥层,腐烂物、植物体会在地下形成有毒气体,危害施工人员的健康和生命,所以有人员在非开挖技术内操作的情况下,需要定时监测管内有毒气体含量,采用通风装置予以解决。超级秘书网
5.3超前探查地下管线
尽管先进的非开挖技术设备具有在施工的探查前进路线不远距离管线的能力,但是采用在地面提前查明地下管线仍是值得开展的,这对于保证通讯、电力、上水、排水、煤气等其它管线安全运营,确保公众正常生活仍有必要。
5.4穿越建筑物时对基础的探查
非开挖技术在建筑物基础下施工时,需要明确施工路线上所遇到的基础类型,对于部分基础非开挖技术顶进前可采取托换、加固措施。
5.5顶进计算
顶进计算:其一包括准确计算顶进推力,根据计算结果选定相应的油缸类型和确定中继间的分布;其二是工作井设计,根据计算得到的最大顶力,提出工作井的加固方案。
近几年,我国经济进入到了全面的发展的阶段,对电网系统性能要求也越来越高,但随着电力运行事故不断频发,给电网系统运行安全敲响了警钟,本文将对现阶段我国电力系统防灾及环境保护方面存在的主要问题进行详细分析。
1.1自然灾害对电力运行安全的影响
众所周知,当面临一些极端天气的情况下,如高温、寒流、冰雹、暴雪等天气情况时,电力系统的运行会受到一定的影响,运行稳定性降低,甚至造成电力中断等情况。同时一些自然灾害的发生,如洪水、滑坡、泥石流等增加了电力灾害发生的概率。除此之外,电力系统本身存在的缺陷增加了异常天气状况下电力灾害发生的几率。而通过对电力安全以往防御措施以及自然灾害发生的经验分析发现,提高电网设备质量和气象播报服务水平、建立健全安全防灾措施等都将在一定程度上降低自然灾害发生时对电网系统的不利影响。
1.2电力生产对环境的影响分析
多年以来,我国能源结构中主体是煤炭,其中燃煤二氧化硫占我国二氧化硫排放总量的85%,而二氧化硫是酸雨形成的主要因素。通过一定的环保技术应用,我国二氧化硫排放量有所降低,但是酸雨区域的范围却没有明显缩少,经过调查分析发现,导致这种现象发生主要原因是燃煤电厂二氧化硫排放量较大。另外颗粒物也是燃煤电厂排放的污染物之一。最近几年,我国北方大部分地区冬季的PM2.5超出正常范围值,甚至部分地区PM2.5经常会发生“爆表”现象,这种现象的发生与环境污染有着密切的关系,其中燃煤电厂排放物也是导致这种现象发生主要因素之一。
二、探讨电力安全防灾机制的建立及环境保护技术的应用
1、建立健全电力安全防灾机制。为了进一步提高我国电力系统运行安全,降低各种灾害对电力系统稳定性的影响,电厂应当建立健全电力安全防災机制。首先,建立电力安全组织管理体系。对电厂而言,完善的电力安全组织管理体系的建立对电力系统稳定运行具有十分重要的影响,因此在管理体系建设过程中,电厂可以根据自身的实际情况组织建设管理指挥系统、数据通信系统、应急处理系统和灾害评估系统等,同时建立科学合理的人力资源配置,并制定完善的绩效考核制度,规范电厂工作人员的行为,提高其工作水平,提高对灾害的应变能力,为电厂的安全稳定运行提供基础。另外电厂的技术人员还应当对每次的电力事故情况进行详细的记录,为今后电网运行事故处理提供参考依据,同时这因为防灾减灾措施的制定提供了参考。其次,建立管理机制。电厂组织管理体系的建立是防灾减灾机制的重要组成部分,同样管理机制的建立对降低灾害对电力运行的影响也具有十分重要的影。第一,预警机制。预警机制的建立对提高电力灾害预测的准确性以及防御措施的制定具有十分重要的作用,先进科学技术的应用实现了对电力系统和电网运行的实时监测,一旦发生电力事故,可以及时进行数据信息的反馈,降低了电力灾害对整个电力系统的影响。第二,防范机制。电厂在日常工作进行过程中应当定期召开防灾减灾教育培训学习相关工作,增强工作人员的防灾意识,为降低电力灾害发生的概率提供基础。
2、运用先进环境保护技术,降低电力生产对生态环境的影响。二氧化硫污染一直是燃煤电厂主要的环境污染源,我国对此采取了一系列的控制措施用于改善电厂生产设备,如高效烟气脱硫、除尘、脱销设备的安装及使用,极大地降低了二氧化硫、烟尘以及氮氧化物的排放,进而降低了电力生产对生态环境的污染。同时我国大部分电厂使用的多为常规小电机组,且受到各种因素的影响,如地方保护主义、电力供求矛盾等影响导致这些小电机组仍旧在使用,其排放的污染物对周围环境造成了一定的破坏,因此各地区应当根据本地区的实际情况,引进先进的机组设备,如超超临界机组、增压流化床联合循环机组等以降低污染物的排放,避免对生态环境造成不可逆的破坏。另外还应当将一些污染大、耗能高的小机组进行关闭处理,因地制宜,加大对风能、太阳能、生物质等一些新型洁净能源的研究和利用力度,为从根源上解决电力生产污染问题提供条件。
伴随着时代的发展和进步,建筑物中玻璃幕墙发展也得到了质的飞跃,各种节能环保型的新玻璃材料、新工艺技术也应运而生,现代化的玻璃幕墙领域有着十分广阔的发展空间和市场前景,如何在发展玻璃幕墙新材料和新工艺应用中融入节能减排的环境保护环保型理念,已经成为了当今建筑行业领域中热烈议论的新话题。
1 玻璃幕墙应具有的节能环保特点
绿色节能环保概念的提出,为玻璃幕墙的发展提出了新的要求。首先,玻璃幕墙要有较好的采光透过率,并且能够提高隔热功能,从而可以减少因太阳光辐射造成的建筑物室内温度的升高。其次,节能环保型的玻璃幕墙还要具有保温性的功能特点,加强对温度的控制,这样在冬季的时候能够较好地保证室内的温度在可接受范围内,减少因玻璃幕墙散热而带来的热能源损失。再次,为了提高玻璃幕墙的环保性,还要对其气密性以及遮阳性等参数进行规定,综合性地开展玻璃幕墙调节工艺技术,使得玻璃幕墙在保证自身功能的基础上还能具有一定的环保特性。
2 玻璃幕墙中节能环保型新材料的应用
2.1 隔热玻璃
隔热玻璃材料是一种在原有玻璃建筑材料中通过添加一定比例有着吸热功能特性的着色剂而制作形成的新型玻璃材料。在原有玻璃纸上进行喷涂一层或是几层的金属氧化物,从而形成一种薄膜材质的玻璃。这种隔热型的玻璃幕墙可以充分吸收自然界太阳光所发出的红外线能量,因而它有着很高的透光率性能,并且在建筑应用当中有着隔热的作用,增加了建筑的保温性,大大节约了建筑物对能源的消耗量。
2.2 低辐射玻璃
低辐射玻璃材料也被称之为LOW—E型玻璃材料,在这种玻璃材质上面也会镀上几层的金属物质以及其他物质的薄膜,通过镀上一层低辐射薄膜后,这种玻璃幕墙就可以具有对远红外线高反射率的优点,加强了对于可见光的透光率,因而低辐射玻璃有着抗辐射的功能特性,同时它也具有隔热保温的功能,而且对于建筑物的采光性能也不会产生任何影响。
2.3 真空玻璃
真空玻璃材料主要指的是由两层玻璃组成的一种玻璃幕墙材料,在这两层玻璃中间增添了一种厚度非常非常小的支撑块,从而使得两层玻璃中间具有密闭性的特点,通过真空气体抽取技术,再将真空玻璃内部两层玻璃当中的所有空气全部地抽取出去,最终形成真空玻璃。正是因为真空玻璃材料的内部是真空的,所以它可以大大减小玻璃的导热性以及传热性,这也是真空玻璃独有的节能环保性功能,不再有空气传导热量,真空玻璃的材料目前可以大幅度地增加玻璃幕墙的节能环保性能,同时也可以保证真空玻璃幕墙的隔热性以及温度保持性。
2.4 光致变色玻璃
光致变色材料玻璃,顾名思义,这种材质的玻璃在经过自然界太阳光的照射以后,就可以产生变色的效果。在这种材料的玻璃幕墙制作时,添加了一定量的卤化银元素,并且在玻璃幕墙的中间层中加入了一些钼、钨感光物,使得玻璃幕墙具有了光变性能。从理论上来讲,这种玻璃此材质能够根据太阳光照射强度的不同自身的颜色也发生不断变化,当天黑的时候或者是没有太阳的时候,这种材料的玻璃就可以变回透明的颜色,从而实现了对建筑物室内光线亮度的调整,与此同时还能够降低外界的太阳光辐射,这种变色玻璃的应用,不仅具有漂亮的外观,而且还具有隔热防辐射的功能,是新型绿色玻璃材料中的重要发展应用,有效地提高了玻璃幕墙的节能环保特性。
3 玻璃幕墙的节能环保型新工艺的应用
3.1 智能化技术
随着现代化玻璃幕墙的新工艺技术不断发展,人们创造性地发展了智能化玻璃幕墙工艺技术,使得整个建筑物的玻璃幕墙系统同建筑物内的通风系统以及室内的中央空调系统化可以智能化地统一进行管理,在系统的处理中心进行统一地调控,智能化地根据室内外温度,太阳光的照射辐射程度,进行玻璃幕墙的动态分析调节,从而通过智能化工艺技术来实现对建筑物玻璃幕墙的保温性能、隔热性能等的动态调整,根据实际环境的变化情况来保证资源的节约利用,采取了智能化工艺技术以后,有效地提高了建筑物的节能性和环保性,进了节约了资源,降低了各种能源的消耗水平。
3.2 遮阳工艺系统
关于玻璃幕墙的遮阳工艺系统是建立在加强玻璃气密性的基础之上的,遮阳工艺可以通过不同的玻璃幕墙形式来进行相应的遮阳系统调整,制定出符合建筑物采光、保温节能性能的遮阳体系,提高建筑物的遮阳性。
3.3 外层维护保温工艺
通过双层玻璃幕墙工艺技术的开展,可以有效地减少建筑物的能耗量,因而外层维护保温工艺也被称之为双层幕墙波保护技术,双层幕墙的特点就是在两层玻璃结构的基础上又设计了中间层,在中间层内有气体进行流通,从而实现了保温功能,假如要保持室内的温度,只需要关闭双层玻璃幕墙当中的出气口就可以了,这个时候的中间气体通道就像是一个保温室,能够有效地运用太阳能进行空气保温,而在夏天的时候,人们要是想对室内温度进行隔热,就需要打开外层维护系统当中的出气口,通过空气之间流动的热压性原理,使得双层玻璃幕墙当中的高温度气体排放到室外,除此之外,这种双层幕墙的外层维护工艺还可以有效地减弱噪声影响,因此在许多大型建筑物中得到了非常广泛的应用。
4 结语
综上所述,玻璃幕墙作为建筑物中的重要组成部分,关于其生产材料以及制作工艺流程中的节能环保性质讨论已经成为了不可避免的研究课题,文章根据不同种类玻璃幕墙新材料的应用中了解到了其所具有的隔热性和保温性能,大大节约了建筑资源,实现了能源合理利用,同时还开发了智能化工艺技术系统,完善了遮阳、外层保温等工艺流程,从而实现了玻璃幕墙节能环保性的合理化利用和发展。
作者:曹文超 来源:建材发展导向 2016年3期
关键词:设计目的;研究现状;方法;调研
一、洗手台设计目的和意义
对于设计,我们需要考虑创新性、文化性、实用性、环保生态性等等,我们对新异的追求是永无止步,融入文化内涵的东西才会更持久,增加新功能的产品比普通产品更能满足消费者需求,同时注重绿色生态环保的产品才会有广阔的销售市场的,被人们所广泛接受。这也是作为新时代设计师应该努力去做的工作。
该设计产品是融入生态理念的洗手台,功能上,合理安排储物空间,节水会成为最大的优点;造型上,运用家居产品设计中的流线型设计方法,对洗手台造型做抽象曲线的变形;选材上,优先选用符合工程技术的新型环保材料,把现代高科技物质技术条件与传统工艺相结合。
世界能源日趋枯竭,假如以现在的速度开采利用,许多资源将在100年以内用完,节约环保势在必行。中国是一个干旱缺水严重的国家。20世纪末,全国600多座城市中,已有400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达110个,全国城市缺水总量为60亿立方米。三口之家的月日常用水大约四立方米左右,而马桶用水约占60%―70%,可见,抽水马桶成为耗水元凶。
所以该洗手台,功能上,改变市场上现有产品直接将洗漱用水排入下水管道的做法,将洗漱后的水导入到马桶中供冲洗马桶用。根据人体工程学和流线型设计理念,对传统的洗手台改进,合理安排储物空间。合理设计洗漱镜的位置,并组合设计出放置洗漱物品的置物台。造型上,遵从造型服从功能的设计理念,根据功能的需要做造型的处理,合理安排储物空间,预留合理底部脚部舒适停放空间;对台面做整体的曲面变型,增加整体感,设计感,趣味性;在洗漱废水输入马桶的管道上可做置物台,同时马桶新加一个水箱储存该部分水,并设计储满指示装置和自溢出水口。
这样就可以把洗漱用水最大限度的利用起来,达到节水环保的目的。从细微之处入手,有助提高人们的环保节能意识,促进环保生态社会的建设,达到人与自然的可持续发展。
二、国内外研究现状
(一)国内研究现状
中国目前来说被认为是世界制造工厂,而不是设计研发中心,中国卫浴产业也不例外。所以,中国目前正面临产业转型升级的紧要关头,产品创新、产品设计是产业升级中的至关重要的一环,加大科技研发、设计研发投入,树立民族品牌,方可从卫浴产业的中国制造到中国创造。中国卫浴产业看似成熟,仔细观察还是需要很大的设计投入,才能完成产业升级。从上世纪90年代至今,中国卫浴行业经历了20年左右的发展。目前,中国已经成为全球最大的卫浴产品生产与销售国,卫浴洁具占世界总量的30%,卫浴配件约占世界总量的35%,出口到欧洲、美国、日本、韩国、中东等地的产品每年的增长率为50%。中国卫浴行业竞争主要表现为本土品牌和外资品牌的市场争夺,国内卫浴品牌尽管数量众多,但在国内卫浴市场上还没有一家企业能占据10%的市场份额,高端卫浴市场几乎被外资品牌垄断。整个卫浴产业发展尚是如此,更别提对洗手台的设计能有多深入了,所以从低碳环保、生态自然的理念出发,设计出符合现代人们追求和需要的洗手台尤为重要。目前国内的洗手台设计多为家装设计的一部分,由室内设计师完成,由于室内设计师对室内整体风格的把握比较到位,而对洗手台类似产品级细节的处理就不如产品设计师那么细致入微。导致洗手台设计多见为两种情况:一,从卫浴市场直接买进一个面盆简易安装;二,面盆和室内设计师设计的简易橱柜组合。第一种过于简单,无法满足人们对洗手台的更深层次的需求;第二种由于面盆和橱柜的组合处理,施工简易,容易出现漏水和橱柜潮湿以致无法存放物品,形同虚设。
由此可见,国内对洗手台深入的设计研究还很欠缺,目前市场上的洗手台也很难满足人们对更高生活品质的追求,研究设计出环保生态的新型洗手台成为目前设计的重点。而至今对洗手台研究的学术著作和论文并不多见。有关洗手台的研究有硕士学位论文《洗手台造型设计与研究》就洗手台的造型设计进行深入探讨,但并未提及节水设计。多数著作、期刊论文、会议论文关于卫浴设计的,例如翁熙宇的《卫浴设计》、颜军的《明星设计师到我家 卫浴设计500例》、李伟国的《厨房和卫浴》肖姗姗的《时尚家居功能 卫浴篇》,这些著作多是从室内设计卫浴间设计的角度探讨研究卫浴设计,并未详细介绍洗手台。期刊论文有范嘉琛的《卫浴设计不能忽略五个装饰细节》、索_,王洪阁《小户型空间下的一体化卫浴设计研究》、余正铁《走进欧洲卫浴设计》、赵兰涛《浅谈现代陶瓷卫浴设计中的极简风潮》、姜筱玮,刘振生《中国城市老年社区卫浴设计》、郑立新《简约无华 复归于朴:论当今极少主义风格下的陶瓷卫浴设计》等很多有关卫浴设计的论文从不同角度阐述卫浴设计的方法和理论,但仍很少提及有关生态设计手法的融入。
目前国内市场对洗手台的设计主要在材料和基本造型变化为主,基本的方型橱柜式或个别的极简风格处理,这些产品还存在些许缺陷,并且市场上储水式洗手台还没出现。增加储水节水功能是未来卫浴产品的发展趋势,绿色设计应该渐渐融入人们的生活中,而不是只在纸上谈兵,这不仅需要设计师大胆设计出新的产品,还需要政府的大力支持,加强引导,使人们树立环保生态的生活理念。改变传统造型,把概念化设计的产品融入人们的生活中,增加生活的情趣和美感。市场上在用材用料上以为了适应工业生产为主,我的设计会对以上问题加以改进,高度概括的抽象出洗手台合理的造型,把被遗忘的一些传统工艺与现代技术相结合,做好这款洗手台组合产品的设计,努力改变以往人们对洗手台的概念,从而从细微处改变人们生活方式。
(二)国外研究现状
第二次工业革命以后,西方经济文化飞速发展,也使得西方很注重的卫浴文化得到很好地发展。西方对卫浴追求极高,认为这不仅是清洁人体的过程,更是放松身心、愉悦精神的享受过程。所以出现了很多对卫浴产品的设计研究,著作、论文均以卫浴设计研究居多,例如Teneues、Jessie C. Jacobs 等。国外主要以西方思想来设计卫浴产品,生态理念有所注意,但多数以企业效益为中心进行设计。也没有关于洗手台与马桶一体化节水设计产品投入市场。
三、洗手台及相关产品研究的内容和方法
(一)拟解决的关键问题
1、功能上,以极简的造型,创造出简约通透的储物空间,改善橱柜式洗手台柜内潮气无法散失的缺点和无储物空间洗手台造成的空间浪费缺点。将洗手台设计成可将盥洗用水直接导入增加副水箱的马桶里,冲马桶用,可以节约大量的水资源,达到环保生态可持续的设计要求。或者再进一步加大对水资源的节约和重复利用,在盥洗台的天花部位增加储水箱贮存楼上的盥洗用水,通过合理的传输装置导入马桶做冲洗用。这样从细微之处为缓解我国的水资源匮乏做出源源不断的贡献,也很好地将环保生态生活理念传播开来,符合生态设计中绿色设计的手法。
2、造型上,把造型的艺术性融入到结构的合理性上,做面盆、支架一体化成型处理,S型曲线流畅自然,又可增加较大的储物使用空间,使产品源于自然,造型又融入自然,符合生态设计中减少设计的手法。
3、新型环保材料、新技术合理利用到产品设计生产制造上。可采用廉价、质轻、易于成型的人造石亚克力材质,可以轻松地对造型进行设计加工,比传统陶瓷更环保,低碳。
(二)拟采取的研究方法
市场调研阶段:采用问卷调查法、现场调查法、网络调研法、统计分析法等。
产品设计阶段:头脑风暴法、立意构思筛选分析、软件建模、模型优化。
产品分析阶段:产品可行性实验测试、使用预测分析。
四、洗手台设计市场调研分析
(一)调研目的
在设计之初,做了大量的文献检索,学习了不少先进的设计理念,而对该类产品的市场调研更尤为重要。通过调研笔者需要了解:
1、洗手台的种类及各类洗手台的功能、结构、造型、所采用的材料和生产工艺,收集用户对不同类型洗手台的使用感受和功能上审美上的需求。所提优缺点及改进意见。
2、通过网络商城了解洗手台产品的种类销售情况及消费者的使用评价等;通过各大卫浴官网调查其公司洗手台的主打产品的特点及该公司概念性新产品的开发预测。
(二)调研方式
根据洗手台产品的特点和设计需要,可采用以下方式进行调研:
方式一:问卷调查
这是最常用也是最有效的收集用户对洗手台产品的使用需求、使用感受、及期望改进改良方向的方法之一,通过在问卷的收集统计分析可以最直接的了解到用户的迫切需求,更能设计出让人们满意的作品。
方式二:实地走访
商城实地走访,可以从客户的角度对商城、建材市场琳琅满目的洗手台进行全面的了解,感受客户的需求。调研场所是卫浴商城、建材市场和各种公共场所,比如学校、医院、酒店、家庭等,记录各类洗手台的功能特点和人们的使用要求。
方式三:网络调研
网络调研是新时代新形势下又一种直接有效且必不可少的调研方式。淘宝网、京东商城、亚马逊等各大电商均有该类产品销售,且有些产品比较新颖,是对现实市场的补充。
最后我们需要对调查结果进行详细的分析,了解市场和社会的需要,设计出符合需求的作品。
所以,要想设计出优秀的设计作品,我们不仅要明确设计的目的和意义,更要了解该类产品发展的现状,掌握合理的研究方法,做详细的市场调研和分析,在此基础上我们才能设计出符合社会需求的产品。
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教学实习包括课程实习和生产实习,是实践教学体系中的一个重要组成部分,是贯彻理论联系实际的教育方针,是培养社会需要的德才兼备人才的重要环节,是巩固所学理论知识,提高学生分析问题、解决问题能力,培养创新与创业意识、学以致用和适应社会的能力,增强职业意识、进行基本技能训练的重要途径。
1.课程实习。
课程实习安排在大学二年级,在培养计划及课程教学大纲中明确学分(时)数以及实习要求和考核方式。实习场所包括各类自然保护区、生态园区、大型企业污染治理设施、政府环保部门等实践教学基地。实习的形式包括参观考察以及专题调研等。
2.生产实习。
生产实习是学生完成《环境化学》、《环境监测》、《环境工程学》、《生态学》、《环境微生物学》等专业基础课和部分专业课学习后的综合性实习,在大学三年级下半学年进行生产实习。实习单位包括企事业单位、政府环保部门、研究院(所)或在本校进行科研实习等,要求学生上岗实习,直接参与教师科研工作。
3.实践教学基地建设。
与具有良好环境行为、环境绩效的研究机构、企业集团、社会团体等组织,以双赢互惠、共同发展的原则,通过有效科研的合作,建立实践教学基地,为学生提供一个拓展视野、亲身体验的场所。通过有经验的环保技术专家指导学生实习,进行现场教育。通过课程实习、生产实习等过程,让学生深入了解社会需求及自身的不足,明确学习的目的,激发学习的动力,提高综合素质。
二、社会实践
社会实践是大学生思想政治教育的重要环节,对于促进大学生了解社会、了解国情、增长才干、奉献社会、锻炼毅力、培养品格、增强社会责任感具有不可替代的作用。环境科学专业社会实践应当与专业培养计划有机结合,根据学校培养目标、学生需求、专业特色、学生成长阶段和认知规律,实施分类教育。将社会实践纳入本科培养计划,规定学生社会实践的学时数,制订相应的规范。学生的社会实践形式包括校园文化活动、暑期社会实践、大学生社会工作、科技学术活动、青年志愿者活动和公益活动等。
五、课题研究的实施策略:
(一)把环境教育的知识寓于学科教学之中。
课堂是对学生进行环境教育的主阵地,教师们立足课堂,利用学科教材中的有关内容,有的放矢地对学生进行环境科学知识的渗透教育,以不断增强学生的环境意识。在科学学科中包含着极其广泛和重要的环境教育思想和内容,通过科学课教学能激发学生热爱大自然的情感,树立保护环境从小做起,从身边做起的信念。结合有关教学内容进行环境教育,其中环境考察课是进行环境教育的典型形式。另外可以进行动、植物的养殖,环境科学实验,环保宣传,乡土地理考察等活动。
另外,对小学生进行环境教育,要强调实践性、参与性和跨学科性。小学思想品德课可能进行环境教育的主要有两个方面,即环境保护和节俭教育。根据小学生心理发展的特点及德育相关的规律,因此开展活动时,要做到晓之以理,动之以情,导之以行。在美术与劳动技术教学中,应结合环境保护教育,使学生既掌握美术方面和环保方面的知识,并能培养学生参与意识。在手工制作课中,利用废物制作一些有趣的小作品,当同学们用废物制成各种各样的作品其兴奋的心情可想而知,这对提高学生的环保意识是十分重要的。
(二)把环境与课外活动相结合。
以学校教育为中心,把家庭教育和社会教育相结合,形成纵横交错,更加开放,更加宽泛的教育体系。这将有利于素质教育,有利于课外活动的开展。
1、与重大环境教育日(周、节)相结合
借助于植树节、世界气象日、世界环境日、世界地球日、世界土地日等与环境教育有关的节日,对学生进行环境教育,使之成为学校环境教育的传统。如在“世界环境日”开展“从小做个环保人”等活动,使学生树立较强的环境保护观念,切实提高学生保护环境的能力。
2、加强社会实践,丰富环境教育内涵。
让学生在保护环境的社会实践活动中,激发和培养创新精神和实践能力。四年级以上各中队要成立废品回收小队,将家中即将扔掉的可回收的绣品垃圾集中起来,定时卖给废品回收处。学生要在教师家长的带领下,观察和考察社区人们的行为习惯,使学生明白造成各种环境污染的主要原因,并分析研究对策。
3、与生动有趣的兴趣小组活动相结合。课内外的渗透教育,增强学生的环境忧患意识,促使同学们产生积极要求参与环保活动的强烈欲望。重点开展以绣品垃圾为主题的环保小制作(布艺)的兴趣小组活动,提倡动手做。
六、研究步骤:
准备阶段(2005.5—2005.6)
规划课题,提高认识,查阅资料,制定完善方案.
实施阶段(2005.6—2007.3)
总结阶段(2007.4—2007.5)
结题、撰写论文。
七、研究成果形式
研究报告、相关论文、有关活动案例、简明校本环境教材、调查报告、学生环保科技小论文等。
八、课题组人员及分工:
课题领导组:王庆念徐杰陆娟娟刘培张严
课题负责人:张严(负责课题的设计和编拟、主持并调控实验的全过程、对课题组成员进行合理的分工和管理、进行实验总结和理论研究。)
主要成员:张惠世界秘书网版权所有珍郁蓓蕾龚勇秦玲娣徐国洪及各教师(组织实验和论证、完成各阶段的实验并对数据进行统计和分析、撰写阶段性成果报告、协助课题负责人进行课题总结。)
九、保障措施:
1.课题组成员认真学习相关理论,用理论武装自己,并联系实际,提高教科研的能力。
2.环保实践内容联系本地实际,充分发挥教育的功能。
3.注重与领导的沟通,实落相应政策,寻求大力支持.
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【关键词】建筑节能,环境保护,施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
随着社会经济的发展,人民的生活水平日益提高,国民的综合素质得到显著提升,伴随着一系列资源和环保问题的出现,居民的环保节能意识显著增强,环保型,清洁型,节能型的建筑设计和施工受到了广大消费群体的偏好。近些年来,我国的城市化水平飞速提升,城市的规模不断扩大,建筑能耗日益增长,给我国的能源增添了沉重的负担,因此,加强住宅建筑节能设计和施工,建设节能型住宅,已经是我国可持续发展的必然要求。
二.建筑节能施工和其中存在的问题分析
1.建筑节能的重要意义
随着我国建筑行业的快速发展,在日益严峻的生态环境的背景下,加强建筑的节能施工,发展建筑节能的施工技术有着十分重要的意义,笔者将简单的做出一些介绍。
(一)加强建筑节能施工是缓解能源压力,建设节约型社会的客观要求。我国整体上而言,能源资源蕴藏量很大,能源资源的种类比较齐全,但是伴随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快,对各种能源资源的开采力度不断加大,各种能源的消耗量日渐上升,但目前我国已经面临着严重的能源危机,在各种能源消耗中,建筑能源消耗占据着庞大的比例,加强新型建筑的节能设计施工,大幅度降低住宅建筑的能耗,将会大幅度缓解我国的能源压力,为建设节约型社会注入新的活力。
(二)建筑节能施工是提高居民生活品位的必然选择。经济的繁荣促进了人们生活水平不断提高,随着国民的素质提高,对生活有了新的品质要求,对住宅要求条件越来越高,绿色环保,生态节能型住宅建筑已经日渐成为了一种新的住宅需求,通过加强对住宅的节能设计施工,可以大幅减少各种有害有毒建筑材料的使用,更加注重住宅的温度,湿度,光线,外部景观和内部设施的设计完善,不仅仅很大程度上降低了住宅能耗,节约了住宅运营成本,更很大程度提高了住宅建筑的舒适度,提高了居民的生活品位。
2.建筑节能的现状和问题探讨
进入21世纪以后我国的建筑行业飞速发展,我国将在2l世纪的头2O年建筑行业达到鼎盛时期,每年建成的住房面积将超过所有发达国家之和。随着人们生活水平的提高,人们对住房面积以及住房层数的要求越来越高。同时随着能源紧缺以及能源价格的攀升,人们越来越关注建筑的节能问题。
从总体上看,我国目前的建筑节能方面呈现着总量大、比例高、能效低、污染重的特点,建筑节能形势不容乐观,建筑节能的任务比较重,但是同时建筑节能的潜力也很大。这就要求我们各级政府加大对新建建筑的节能审批,同时我们用户也应加大对建筑后期能耗高带来的使用费用高的认识,齐心协力搞好建筑节能工作。
(一)建筑的节能设计施工在我国起步较晚,发展还不完善,很多节能技术还没有通过专业的系统验证,没有在实践中完善便运用到建筑的设计施工中来,不仅仅没有能达到节能环保的效果,更隐藏着一些有安全故障,不仅降低房屋的耐久性,破坏了建筑结构的稳定性,缩短房屋的寿命,例如,外墙内保温、外墙外保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾产生的速度。
(二)新型的节能材料种类单一,发展缓慢。节能材料是建筑节能设计的物质基础,节能材料的种类和质量直接关系到建筑节能设计的实施效果,更对居民的生命财产安全有着很重要的影响,但是我国目前市场上,节能材料种类单一,多为一次性材料,例如,外墙保温大多采用聚苯板、聚氨酯,采暖、制冷、通风所需要的能源也大多为煤炭或石油,节能材料市场管理不规范,质量得不到监控,假冒伪劣材料泛滥,严重阻碍了建筑节能设计的进程。
三.加强建筑节能环境保护的措施探讨
1.墙体的施工
(一)墙体保温设计和施工
对墙体进行节能保温设计,是整个建筑节能设计中的重要环节,一般有三种设计方式通过使用。首先,进行外墙保温设计,在按照热工规范计算的基础上,采取隔热保温材料,使用一定的设备进行粉刷,喷雾,粘贴等多种方式施工,在外墙上形成保温层,减少保持室内温度的适宜。其次,进行内保温设计施工,将优质保温材料对内层墙壁施工形成保温层,传热隔热能够符合国家节能标准。
最后是加强隔热保温材料的开发,利用保温材料自身的特性进行墙体的设计,促使其他自发的具有保温功能,且墙体新型材料的节能符合国家标准。
(二)墙体材料的节能施工
空心砖和实心砖的制作方式颇为相似,但是空心砖与实心砖相比较来说,具有很大的优势,它能够减轻结构自重。因此,为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖。因此不少专家建议以生产块大、质轻的灰砂空心砖来减轻建筑物重量,提高灰砂砖建筑物抗震性能,节约资源,降低生产成本
2.门窗保温施工
加强门窗的保温性能设计,可以再门户的内部填充聚苯乙烯板或岩棉板,使得门户的隔热绝热的作用增强,窗户可以用钢塑或者是全塑料窗户,大幅度降低发生冷桥的几率,为了增强保温性能,可以设置多层玻璃,甚至可以采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
3.室内节能施工
建筑的节能施工,室内的电气设备设计与选择是其中重要的节能组成部分,建筑的高能耗很大程度上是各种高能耗的电气设备消耗而来,某些商业楼宇中的中央空调系统的能耗接近整个建筑能耗的50%,因此,在建筑设计的前期就应该充分考虑到后期这些电气设备的管理使用,以建筑楼宇的中央空调系统、灯光照明系统等自动化管理系统代替人为地,个体地操作,其中水、电、煤气等能源管理系统和分户计量可给用户提供清晰的能源消耗比例,使下一步节能措施可有的放矢,除此之外可以选用节能灯具,节能灶,减少电力煤炭的消耗,安装净水系统,小范围的促进水资源的循环利用,比如可以小范围进行雨水收集,并净化利用。
4.加强太阳能等新能源的推广应用
太阳能具有清洁无污染,可以再生等优势,是人类可以利用的最为环保,最为丰富的资源能源种类之一。随着我国建筑行业的发展,在建筑施工过程中,太阳能技术已经得到了广泛的运用。在建筑施工过程中,太阳能具有很多节能功能,主要表现在以下几个方面。其一,在建筑的楼顶可以设计安装太阳能电池发电系统,这种发电系统,可以将太阳能转化为热能和电力,并将这些转化而来的电能或者是热量通过专业的技术手段进行能量的存储,在需要使用这种电能和热能的供电设备上开始接线,如此,可以充分满足整个建筑物内部的动力和照明系统的各种能量需求。同时,充分利用太阳能作为采暖和供热功能,既可以减少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常热能得到满足。同时,在建筑施工过程中,可以利用太阳能来控制建筑物的采光,使得整个建筑内部的环境更为舒适。
四.结束语
未来很长一段时间,绿色环保,生态节能将会是我国建筑行业设计施工发展的主流趋势,加强房屋建筑的节能设计施工,不仅有助于我国人们生活水平提高有助于经济的发展,更有助于推动我国可持续发展战略的落实,为我国生态文明建设注入新的活力。因此,要大力加强节能技术的研究,将节能理念贯穿到整个建筑节能设计施工过程之中,为建设社会主义和谐社会奠定坚实的基础。
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关键词:城市污水,热泵,热能回收
节能与环保是当今世界科技发展的两大主题,污水源热泵低位热能回收技术以其高效节能、绿色环保的特点,引人尤为注意。与常规空气源热泵相比,污水源热泵节能34%,CO2减排68%,氮氧化物(NOx)减排75%[1]。相较于其它低品位能源,城市污水水量巨大且水温相对稳定,但目前尚未被有效利用。据2006年统计,我国污水年总排放量达537亿吨,预计到2010年可达730亿吨,发展城市污水源热泵技术潜力巨大。科技论文。
1城市污水低位热能回收可行性分析
1.1城市污水热特性
城市污水水温稳定,变化幅度较小。从济南某污水处理厂侧采集的数据显示(如图1),污水温度在冬季一般保持在10℃以上,在
图1 污水温度与环境温度变化曲线
夏季保持在23℃左右,与环境温度相比,具有典型的冬暖夏凉特性,且赋存热能较高。有研究表明,城市污水中的热能在城市可利用废热中最多,据估计达40%。此外,城市原生污水水温受气候影响较小,利用区域较广。
1.2 城市污水低位热能回收潜力分析
由城市污水热特性可见,如果能够通过热泵技术把其中的低位能量提取出来,其价值与意义将极为重大。以济南市冬季采暖期为例,据统计,全市目前日产生活污水约38万吨,日处理量为27万吨左右,取采暖期最低污水温度为10℃,则可利用的温差Dt=10℃-4℃=6℃(根据机组要求,利用后的水温不能低于4℃)。
如果能充分利用,则每天可回收的热量Q可由下式(1)计算:
Q=Cp´G´Dt (1)
式中:Q¾污水每天可利用热量,J;Cp ¾水的比热容,4.2´103J/(kg×℃);G¾日处理污水量,27´107 kg;Dt ¾污水可利用温度,6 ℃。
计算得:Q=6.804´1012 J
根据规范规定,民用建筑供热指标取45~70W/m2,取建筑热负荷指标为50 W/m2,则所回收的热量Q可供采暖面积S可由式(2)计算:
S=Q/(T´q)(2)
式中:S¾采暖面积,m2;Q¾污水每天可利用热量,6.804´1012 J;T¾一天时间,8.64´104 s;q¾建筑热负荷指标,50 W/m2。
计算得:S=157.5´104 m2
可见,仅仅通过回收目前日处理的生活污水的热能,就可以为157.5万多m2的建筑供暖,足见其应用潜力及应用价值。
2 城市污水源热泵系统工艺流程
根据城市污水与热泵的热交换部分是否直接进行,城市污水源热泵系统可分为直接利用系统和间接利用系统[2],其系统简图如图2、3所示。
图2 污水直接利用空调系统
图3 污水间接利用空调系统
污水直接利用空调系统相较于间接利用空调系统不需要中间换热器,因而具有更高的能源利用效率,节能效果更为明显。一般污水直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右。此外,污水间接利用方式系统较为复杂,设备投资较高,因而实际工程应优先选择污水直接利用空调系统。
3 城市污水源热泵系统性能分析
3.1 城市污水源热泵系统的优越性
(1)高效节能。通常,水源热泵每消耗1kJ的能量,可以为用户提供4kJ以上的热量或冷量,相较于锅炉(电、燃料)供热系统只能将90%左右的电能或70%~90%的燃料化学能转化为热量供用户使用,水源热泵要比用电锅炉节省2/3以上的电能,比燃料锅炉节省1/2以上的能量。由于城市污水具有较为稳定的流量和适宜的温度,这种特性使得城市污水源热泵系统比传统空调系统运行效率高20%以上,而运行费用仅为普通中央空调的50%~60%。
(2)环保效益显著。系统供热时,与传统的锅炉供热系统相比省去了燃烧过程,减少了CO2、SO2、NOx、粉尘颗粒等大气污染物的排放;供冷时,省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗,减少了城市热岛效应。整个系统不产生任何废水、废气、废渣,环保效益显著。科技论文。
(3)一机多用,投资省。城市污水源热泵系统一机三用,即一套机组可满足用户采暖、制冷及生活热水供应,设备利用率高。省去了普通中央空调中冷却塔、锅炉房或换热机房热网等初始投资,总投资额仅为传统空调系统的70%~80%[3]。
(4)运行稳定,维护方便。城市污水的热特性保证了系统的高效性和稳定性,不存在空气源热泵冬季除霜等难题。此外,由于系统简单、机组部件少及运行简单稳定,相对维护也较为方便,使用寿命可长达20年以上。
3.2城市污水源热泵系统存在的问题及解决措施
(1)换热器的腐蚀问题。城市污水水质具有一定的腐蚀性,因而在进行换热器选材时必须考虑材料的耐腐蚀性。国外在相关研究及应用时,通常选用镀铝管材或铜质管材,有的甚至采用价格较贵的钛制材料,国内也有学者尝试使用塑料管材进行相关研究[4]。
(2)换热器的堵塞问题。城市污水中含有较多的悬浮物,在污水进入换热器进行换热时,易堵塞换热器。实际应用时,必须在换热器前加置自动过滤器对悬浮物进行截留。
(3)换热器的积垢问题。城市污水源热泵系统运行时,换热管壁易积垢,进而降低传热效率。在进行换热器设计时,需要设置换热管自动清洗装置,以便于定期刷洗。
4 结束语
城市污水中蕴藏着巨大的热能,是一种尚未有效开发利用的清洁可再生能源。城市污水源热泵低位热能回收技术利用城市污水进行供暖、制冷,具有高效节能、绿色环保、经济适用、运行可靠的综合特点,是一种值得深度推广的新技术,开辟了污水资源化的新天地。科技论文。顺应政府能源发展的战略要求,在做好相关研究与规划的基础上,相信城市污水源热泵低位热能回收技术一定有着广阔的发展前景。
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