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装配式建筑构件蒸汽养护过程的能耗特性研究

潘琦  
【摘要】:装配式建筑在生产方式上具有革新的意义,是建筑生产上节能减排的重要途径,发展前景十分广阔。与传统建筑相比,构件生产过程是装配式建筑所独有的,而在装配式建筑构件的生产过程中养护环节是能耗量最高的环节。因此,对养护能耗的影响因素进行分析,并对现有的养护系统进行能耗优化研究是十分必要的。本文首先根据蒸汽养护各时期的能耗特点,对蒸汽养护能耗的计算范围进行界定并做出了基本的建模假设。结合已有的研究成果,确定了蒸汽养护能耗的计算方法,运用MATLAB编制计算程序,建立了蒸汽养护能耗计算模型。利用此模型对北京某构件厂的蒸汽养护系统能耗进行模拟计算及并进行误差分析。结果表明,模拟数据与实际数据的误差在±10%以内,验证了蒸汽养护能耗计算模型的准确性,为养护能耗影响因素的研究提供了理论依据。其次,本文利用模拟计算、现场测试及调研相结合的研究方法,分析了养护仓围护结构、环境温度、构件中保温层、养护工艺、生产方量和其他因素(设备差异及管理水平)对养护能耗的影响。通过对养护仓围护结构的研究,结果表明,采用帆布为围护结构的养护仓的单方养护能耗约比立式养护仓高63%~70%。通过对环境温度的研究表明,冬季的单方平均养护能耗约比夏季高55%。对含有保温层的构件进行模拟计算,结果表明,夹心保温外墙板(构件中有保温层)的单方养护能耗约比内墙板(构件中无保温层)大36%。对不同养护工艺的能耗进行对分析,结果表明,平模养护工艺的单方平均养护能耗约是立模养护工艺的16倍。通过研究生产方量对养护能耗的影响,结果表明,单方养护能耗随生产方量的增大而降低,固定模台生产线生产量最小时的单方养护能耗约比生产量最大时高80%,自动生产线生产量最小时的单方养护能耗约比生产量最大时高6%。通过研究其他因素对养护能耗的影响可知,先进的设备以及科学的管理可以降低构件的单方平均养护能耗。最后,本文以某构件厂为例,提出了建立太阳能辅助锅炉的蒸汽发生系统和对养护仓的围护结构进行优化的节能方案,然后对节能方案的节能效果以及经济环保效益进行分析。结果表明,优化后的蒸汽养护系统每年可节约标准煤总量484.4吨,同时可产生较为可观的经济及环保效益。


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