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水利水电工程节能设计规范实用13篇

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水利水电工程节能设计规范

篇1

1水利水电工程厂房建筑的特点

水利水电工程通常涉及到规模较大的厂房建筑,如水力发电站厂房、抽水蓄能电站厂房、扬水泵站泵房及大中型水闸的闸室等,此类建筑不同于常规的民用建筑,其尺寸及规模一般较大。厂房建筑的跨度由机组尺寸和桥机跨度控制,多在20m以上;建筑高度受大件起吊高度的影响一般都在10m以上,大型厂房有时能达到20~30m高;厂房建筑的长度综合考虑机组台数、机组尺寸、安装间长度等因素,短则50~60m,长则几百米。单个建筑通常都会需要近千方的墙材,而一个工程往往有多个这样的建筑单体(如主厂房、副厂房、GIS开关站、机修间等等),因此厂房建筑围护结构的墙体材料用量很大。

根据厂房建筑大跨度、大尺寸的特点,其结构型式通常为钢筋混凝土框架或排架结构,梁柱体系承受荷载(竖向及水平荷载),主体结构之间的填充墙及建筑内隔墙通常采用非承重墙体材料。

根据上述厂房建筑墙材用量大、墙体非承重的特点,在水利水电工程厂房建筑设计中通常采用如轻集料混凝土空心砌块、烧结空心砖、蒸压加气混凝土砌块或轻质复合隔墙等墙体材料。

2墙体节能设计

《水利水电工程节能设计规范》GB/T50649中指出,应合理选择电(泵)站厂房的布置、结构和围护型式,减少给排水、采光、采暖、通风与空气调节系统等的运行能耗。但规范中并未像民用建筑节能设计规范(如国家以及各地方的公共建筑或居住建筑节能设计标准等)中那样规定了详细的节能设计要求与节能措施,限定具体的节能指标限值,因此目前水利水电设计行业普遍采用的方法是:参照公共建筑的节能设计规定来进行厂房建筑的节能设计。

对于建筑墙体的节能设计,通常是根据所处的地理位置和气候分区,在满足建筑单体的体型系数和窗墙面积比的前提下,找出墙体的热工性能指标限值,然后选择适合的墙体材料与保温措施,以满足墙体传热系数限值的要求。

以我国西南地区某水利工程为例,该工程一级泵站所处位置属于夏热冬冷地区,参照该地区公共建筑的节能设计要求,其墙体的传热系数限值为1.0W/(O.K)。泵站围护结构的填充墙若选用240mm厚轻集料混凝土空心砌块,为满足传热系数限值要求,则需要粘贴至少30mm厚的聚苯板或者涂抹40mm厚的聚苯颗粒保温浆料;填充墙若选用240mm厚烧结空心砖,则同样需要粘贴至少30mm厚的聚苯板。若选择240mm厚蒸压加气混凝土砌块,则该墙体的自保温性能就能满足要求,无需粘贴或涂抹任何外保温材料,大大简化了施工工序,节约了施工成本。

3蒸压加气混凝土砌块的产品优势

蒸压加气混凝土砌块(以下简称加气砌块)是以钙质材料(如水泥、石灰)和硅质材料(如砂子、粉煤灰、矿渣)为主要原料,以铝粉为发气剂,经加水搅拌成浆料,浇注成型,经预养、切割、蒸压养护等工艺过程制作而成的多孔硅酸盐砌块。

与其它墙体材料相比,其自重轻,容重仅为6KN/m3左右,而混凝土空心砌块的容重约为12KN/m3,普通粘土砖的容重约为18KN/m3,加气砌块仅为混凝土空心砌块的二分之一和普通粘土砖的三分之一。在墙厚一致的条件下,加气砌块的墙体荷载大大减小,从而可以减小墙下梁板的配筋,甚至可以减小厂房基础的尺寸。

加气砌块的耐火性能也十分优越,《建筑设计防火规范》GB50016附录中标明,200mm厚的加气砌块墙体其耐火极限可达8小时,其耐火性能是同等厚度粘土砖墙或钢筋混凝土实体墙的2倍,完全可以作为防火墙的墙体材料。而同等厚度的混凝土空心砌块的耐火极限还不到2小时,其必须用细石混凝土灌实孔洞后方可作为防火墙墙材使用。

蒸压加气混凝土砌块的施工特性也非常优良,由于它的体积比较大,因此施工速度和施工效率都可以大大提高。以某国外水电工程为例,来说明同等条件下蒸压加气混凝土砌块的施工便捷性。该工程电站主厂房墙体材料用量约1150方,若选用烧结空心砖(规格240x190x90),需要砌筑约16.8万块的砌体;若选用混凝土空心砌块(规格400x240x200),需要砌筑约6万块的砌体;若选用蒸压加气混凝土砌块(规格600x240x240),则只需要砌筑约3.3万块的砌体,施工成本大为降低。且上述单块加气砌块的重量仅为20kg左右,甚至比外形尺寸更小的混凝土空心砌块还轻1/3,一至两个工人完全可以自如的搬举抬运,方便施工。

同时加气砌块不仅可以在工厂内生产出各种规格,还可以像木材一样进行锯、刨、钻、钉。在厂房建筑墙体砌筑完毕后,因为使用要求,通常会在墙体上固定一些构件或吊挂一些设备(如配电箱等),烧结空心砖和混凝土空心砌块因为壁厚较小,无法钉入钢钉或植入膨胀螺栓(若必须吊挂设备则在砌筑时必须将此处的砌块孔洞用细石混凝土灌实,施工工序复杂),而加气砌块在单点吊挂力不超过800N的情况下,是可以吊挂一些设备的,因此施工起来非常方便。

除上述优点外,加气砌块的保温性能、隔音性能和抗渗性能是均不同程度的优于其它墙体材料。

4蒸压加气混凝土砌块在使用中应注意的问题

蒸压加气混凝土砌块虽有众多优点,但在选用过程中还是有几点应当引起建筑工程师的注意。

首先应当注意加气砌块的使用范围,比如建筑物防潮层以下的墙体、受冻融交替作用频繁的部位、长期浸水或干湿交替频繁的部位、受酸碱化学侵蚀以及砌体表面温度常处于80摄氏度以上的部位,不得使用蒸压加气混凝土砌块。

其次在施工过程中严禁使用普通砂浆砌筑加气砌块并对砌体进行抹面。砌筑加气砌块的砂浆应采用粘结性能良好的专用砂浆,砌体抹面也应采用专用的抹面材料或聚丙烯纤维抹面抗裂砂浆。

墙体构造上应按照国标图集的要求,在外墙转角处、内外墙交接处、门窗洞口处以及梁柱拉结处执行相应的构造措施,以提高墙体的稳定性和抗震性能。

篇2

阿呷水电站位于甘洛县境内甘洛河流域中上游河段,上游与工棚电站尾水衔接,下游与阿呷水电站正常水位相衔接。本电站采用低闸引水式开发,电站额定引用流量13.1m3/s,引水隧洞长7797.93m,电站利用落差215m,装机容量21MW。本工程为单一发电工程,无防洪、航运、供水等综合利用要求。

取水枢纽区位于工棚电站厂房下游600m处,厂房位于阿呷乡下游约1km处,甘洛-阿呷乡有县级公路相通,阿呷乡-坝址有简易乡村公路通过,距离县城公路里程约38km,距凉山州州府西昌市约240km,距省会成都市约350km,对外交通较为方便。阿呷水电站工程任务以发电为主,无灌溉用水,无防洪、航运、供水等综合利用要求。

阿呷水电站用水为非耗水型,所引水量回归至甘洛河,并提供优质、清洁能源,阿呷水电站的建设符合国家和四川省产业政策,符合可持续发展目标。阿呷水电站可替代节约化石能源,可减排温室气体量和其他污染物。

2 主要节能降耗措施

水电属于清洁能源,阿呷水电站发电用水过程中不增加水体污染,不耗水,水流经水轮机尾水管、尾水渠直接排入厂房下游河道,不需处理,符合水资源管理要求。阿呷水电站多年平均发电量9506.5万kw.h。电站发电后,以标煤耗310g/kw.h计,每年约减少使用2.95万t标煤,相当于每年减少二氧化碳排放1.26万t,同时每年至少可减排SO20.21万t。本工程在节能设计方面主要考虑以下几个方面。

2.1 工程布置节能

本工程计划布置3个施工区:拦河坝施工区(含发电引水隧洞进口)、引水隧洞各支洞工区、发电厂房(含发电引水隧洞出口)施工区。本工程首部枢纽工区、引水隧洞各工作面和厂房工区就近布置混凝土拌和站及供风、供水站。机械修配站、汽车保养站、钢筋加工厂、木材加工厂集中布置,其中机械修配站、汽车保养站布置在厂区,钢筋加工厂、木材加工厂布置在首部工区、3#支洞附近、厂房工区。厂区金结安装和机电拼装场不考虑单独征地,可将就近碴场平整后布置。工程布置结合《水利水电工程节能设计规范》(GB\T50649-2011),充分考虑工程的实际情况,在工程布置上达到了节能的要求。

2.2 设备选型节能

在设计中根据闸门的型式、尺寸、孔口数量和运行要求等因素,并充分考虑各种启闭机的特点,在满足安全的前提下选用合理的启闭型式和容量,避免造成电能消耗的浪费,是节能降耗的主要手段。此外,在设计闸门时,考虑采用低摩擦系数的承压滑道、顶侧水封采用橡塑材料的水封等措施降低启闭机的容量,从而达到节能降耗的目的。

电站选用HLA575c-LJ-110型水轮机,额定流量6.55m3/s,相应配SF10.5-10/2860型水轮发电机,调速器为GSLT-1800型。在机组选型的时候,考虑采用能量指标好、效率高的转轮,因此,选用了HLA542转轮。该电站的辅助系统也尽量简化,辅助设备选择也尽量考虑采用能量指标好的设备。

阿呷水电站厂区海拔高程为1616m,地震烈度为Ⅶ度。本阶段电气设备选型按照以上短路电流计算成果进行选择,再根据海拔高程加入绝缘系数1.088,在满足电站运行要求的前提下,尽可能节省投资。厂用电主、备用电回路在低压侧实现自动切换。设计中合理配置变压器,减少了电能损耗。

2.3 照明节能

本工程为地面厂房,主厂房、副厂房及升压站尽量采用自然采光,因此照明系统的总耗电量较小,采用如下措施降低照明系统能耗:

1)尽量避免采用白炽灯作为照明光源,通常采用荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源,或采用节能灯,以降低光源耗电量。

2)不需要长时照明的场所,照明开关的设置应尽量考虑便于做到人走灯灭。

3)大功率气体放电灯的功率因数应补偿到0.8以上,以降低无功电流带来的电能损失。

4)主要照明场所(如主机间等)应做到灯具分组控制,使得电厂人员可根据不同工作的需要调整照度。各工作场所的照度标准值应符合《工业企业照明设计标准》(GB50034-92)、《民用建筑照明设计标准》(GBJl33-90)的有关照明标准。

2.4 给排水节能

本电站采用高位消防水池的常高压方式,消防与生产、生活合用水池。消防储水容积为80m3,水池设于厂房后坡上,其高程为1700m,水池贮水全部取自山间泉水,经沉淀净化处理后进入生产、生活管道。在厂区设室外消火栓一套,供厂区室外消防用水。

厂区排水主要为地面厂房内生活污水排放、雨水排放。其中厂房内污水经水泵抽升后,排至下游。生活污水需经化粪池处理,粪便污水宜与生活污水分流。厕所,厨房及其他房间经常从地面排水时应设置地漏。生活区排污量相当小,不会形成污水径流。

3 综合评价

本工程建设期主要消耗能源为:柴油、汽油、电力等。工程运行期能源消耗主要有运行维护各类水工建筑物闸门消耗的柴油和电力、水电站用电设备以及管理用电等。工程建成后产生的社会效益和发电经济效益可以看作能源消耗的产出。

本工程不存在能耗过大的建筑物和设备,项目的建设和运行期亦不会消耗大量能源,能源消耗总量相对合理,因此本工程的建设不会对当地能源消耗结构及能源利用产生不利影响。

本设计依据合理利用能源、提高能源利用效率的原则,遵循节能设计规范,从设计理念、工程布置、设备选择、施工组织设计等方面已采用节能技术,选用了符合国家政策的节能机电设备和施工设备,合理安排了施工总进度,符合国家固定资产投资项目节能设计要求。

【参考文献】

[1]水利水电工程节能设计规范(GB/T 50649-2011)[M].中华人民共和国水利部,2011:15-17.

篇3

由于高层建筑物内使用者的用水器具用途不同,使用要求存在差异,所以给水额定流量,以及给水系统的出水时间与出水流量要求均不同。在日常生活与工作中,给水系统的工作压力值长期高于额定压力,导致给水构件出水量在规定时间内高出给水额定流量,其差异值即超压出流量。结合高层建筑内给水系统的工作压力,需采用相关设施,保障高层建筑物内处于劣势方位用水装置的充足供水量,并提供充足的水头,这一措施容易形成超压出流现状,不利于节能工作的开展.

2.给水管道老化

目前,高层建筑物给水管道材料的材质普遍为铸铁与塑料,使用一段周期后会出现老化现象,如水龙头和水阀门,一旦这部分构件出现磨损,会消耗水量。另一方面,水阀门、法兰等给水管道连接处在长期运作下,同样存在漏水隐患;特别是埋地性质的给水管道,容易因外部因素出现管道磨损,导致高层建筑给水系统水量的过度浪费。

3.不科学的加压储水系统

现阶段,高层建筑物在选择水泵机组时,过于追求水量的提升,导致水资源出现大量浪费。水泵机组是高层建筑给水系统中节能设计工作的重中之重,原因在于建筑物给水系统内95%左右的电能都用来维持水泵机组的运作,要求根据建筑给水系统的实际要求,选择型号、规格均合理的水泵。

分析高层建筑给水系统节能设计的优化措施

1.严格管控给水系统的给水水压

第一,减压对策。遵循我国《建筑给水排水设计规范》中的标准要求,合理设置配水点水压,适当提高给水系统的抗压性能,限制给水配件与人户支管的额定压力值。从节能设计出发,将减压设备安装在高层建筑的给水系统中,结合实际状况科学配置节流塞、减压孔板和减压阀,保障用水设备出水水压的平稳性,及时消除超压出流隐患,提高节能设计工作的有效性。

第二,合理选择节能水龙头。节能水龙头以相对的供水压力为基础,可以实现20%到30%不等的节能效果。一般来说,节能水龙头的静压与出水量越高,节能效果越明显。因此,高层建筑可以将节能水龙头配置在水压超标位置,有利于实现能源的节约。

2.全面应用外网压力

因高层建筑物中浴室、餐厅、洗衣房环境的用水量高,这部分供水压力可以通过市政管网水压解决。所以,要科学划分给水分区,全面应用外网压力,保证供水的安全性与节能性。

通常情况下,高层建筑给水系统的节能设计会分设消防给水泵和生活给水泵,若生活给水泵可以满足供水要求,则应用外网压力建立加压系统。在应用外网压力的同时,要求相关人员对高层建筑给水系统进行垂直分区,合理降低其出水压力,保护给水构件的正常使用,达到节约能源的目的。

3.合理选择给水模式

高层建筑给水系统的节能设计,需要结合实际需求,选择经济性、技术可靠且供水安全的给水模式,实现节能设计规划的整体性。其中,高层建筑给水系统的给水模式主要有:气压罐、减压分区、高位水箱和变频泵无水箱等。因每一给水模式都具备独特性与适用要求。在高层建筑给水系统的节能设计过程中,要做到具体问题具体分析,选择合理的给水模式,节约给水系统的成本支出,实现高层建筑给水系统节能的经济性与科学性。

4.力口强对太阳能资源的利用

现阶段,太阳能资源作为新型清洁能源的一种,具备“取之不尽、用之不竭”的特点,在高层建筑给水系统的节能设计中得到广泛应用,如太阳能热水器。因我国大部分地区的光照时间较长,适合应用太阳能热水器。太阳能资源的高效利用,有利于实现对热能、电能与水资源的节约,属于当前高层建筑给水系统节能设计的重要举措。

总结

通过大量调查研究发现,高层建筑给水系统的设计要以使用性能为前提,同时考虑节能与节水因素的重要性。高层建筑给水系统的节能设计,不仅包括本文所述内容,还可以应用节水设备、节能水龙头、远传水表、IC卡水表等多种方式。要求设计者在高层建筑给水系统的节能设计过程中,始终贯彻节能环保意识,完善每设计流程,不断优化节能设计方案与节能技术,参考具体设计结果对比每一节能方案的能源消耗状况,实现节能技术与节能方案的创新发展,整体提高高层建筑给水系统的节篚效果,为我国构建环保节约型社会做出贡献。

(作者单位:江西水利职业学院)