1施工期能耗指标体系分析

1.1主体工程施工能耗分析

本工程堤防加固总长度135.688km,其中新建堤防长度0.686km,加固堤防135.002km,河道主槽疏挖8.5km。新建、加固、封堵或拆除穿堤建筑物69处,其中新建4处(涵闸3处,泵站1处),加固65处(涵闸42处,泵站23处)。主体工程主要施工内容为土方开挖、回填、渊塘填筑、堤身锥探灌浆、混凝土(包括混凝土护坡、堤顶路面和穿堤建筑物混凝土)和水下抛石等。主要施工机械设备为反铲挖掘机、自卸汽车、锥探灌浆设备、粉喷桩机、混凝土拌和机和驳船等,施工机械设备汇总详见表1。共计需求柴油27522.04t,汽油54.6t。

1.2施工辅助企业能耗分析

本工程布置在沮漳河两侧堤内,施工项目主要为新建及加固堤防、涵闸、泵站等。根据各项目施工特点,施工营地主要设置生活区、机械设备停放场、供水供电系统、仓库等施工辅助设施。施工辅助生产系统主要设备为水泵、电焊机、钢筋弯曲机和切断机等,均为电力驱动。

1.3生产性建筑物能耗

生产性建筑包括混凝土拌和站、综合加工厂、仓库等建筑物,均为临时建筑物,多为砖混结构,可尽量简化布置。除生产建筑少量需要空调、仓库类建筑部分仪器仪表需保温外,其他只需要照明和通风。

1.4生活性建筑物能耗

生活性建筑物主要是施工营地,因工程区域跨度大,施工营地采用分区布置。生活房屋多为砖混结构,部分为临时工棚,主要耗能设备是生活电气设备和办公电气设备。

1.5施工期能耗统计及分析

根据本节分析计算,施工期能耗汇总统计如表2。根据上述各项统计,本工程施工期总耗能为40132.96t标准煤,其中土石方施工能耗量最大,其次是混凝土设备。

2主要施工设备选型及其配套

2.1土石方施工设备

①土方开挖、回填设备。土方开挖以液压挖掘机配自卸汽车为主,考虑能耗强度,道路运输条件,以及挖装循环过程中减少等待等节能要求,经比较选择以1m3液压挖掘机配5~8t自卸汽车为主要挖装设备。针对设备所采用的节能降耗措施有:合理选择自卸汽车的数量,使之与挖掘机的挖装强度相宜,避免出现车辆过多产生空车等待,或车辆数量不够产生挖掘机等待的情况,从而减少可避免的能源消耗。土方回填充分利用原开挖土方,尽量达到节能目的。②运输机械。运输机械主要采用5~8t自卸汽车等中型机械,即兼顾了堤顶道路及当地乡村公路的承载能力,又提高了机械利用效率,减少了能耗。③其它。土方开挖尽可能做到直接用于回填,不能直接利用的运往附近临时堆放,不计划利用(弃渣)的土石方运往弃渣场。土石方平衡方式尽量做到环境保护、节约能源、变废为宝,最大限度节能降耗。

2.2混凝土施工设备

混凝土设备主要是0.8m3混凝土拌和机,属电力驱动;混凝土入仓有两种方式:新建涵闸、泵站混凝土工程量较大,采用输送泵泵送入仓;其它小型涵闸的接长、加固工程混凝土浇筑强度较低,采用手推胶轮车入仓。混凝土拌和采用自建拌和站方式供应,材料均在当地就近购买。浇筑设备在满足工程要求和进度要求的条件下,尽量选用低能耗、污染小的设备。

3主要施工技术和工艺选择

3.1施工场地布置方案

由于各建筑物相对独立,各施工辅助企业只能在建筑物附近就近布置。进行分区布置时,需分析各施工企业及施工项目的能耗中心位置,尽量使为施工项目服务的设施距能耗(负荷)中心最近,工程总能耗值最低。

3.2土石方施工技术及工艺

①土石方工程以土方开挖与回填为主。土方开挖工程量大,回填土料主要为开挖利用料,块石和混凝土骨料采用购买料。②开挖以1m3液压挖掘机配5~8t自卸汽车为主要挖装设备,尽量少用斗容小的挖掘机,自卸汽车吨位过大不利于节能,过小则不能满足施工强度要求。

3.3混凝土施工技术及工艺

混凝土施工主要流程为:立模、扎钢筋、混凝土入仓、平仓振捣等。在进行模板及钢筋吊运时如要利用大型混凝土浇筑设备,应尽量将仓面上需要的模板、钢筋等杂物按汽车吊最大起重量(采用最小起重幅度)一次性吊运入仓,再利用仓面上的8~10t起重设备吊装到位,尽量减少施工机械使用次数,提高机械使用效率。混凝土振捣针对不同仓面配备不同设备,仓面面积较大时采用平仓振捣机,面积较小时采用手持式振捣器。控制好混凝土的坍落度,既可保证混凝土质量,也可减少振捣时间。加强施工管理,成立专门部门负责节能降耗工作,层层落实责任制,人人重视节能工作,形成节能降耗的良好氛围。推广节能技术;应用新技术、新工艺和科技进步促进节能降耗。

4施工期建设管理的节能措施建议

施工期的建筑材料运输,土石方挖填及运输,混凝土加工及浇筑,金属结构加工及运输等均使用大量机械设备,消耗能源较多,在施工过程中需提高各参建单位的节能降耗意识,加强施工现场管理,节能措施主要从建筑材料生产与运输、机械设备配置、施工区交通及办公生活设施等方面入手。

4.1合理安排施工时序

根据施工总进度安排,本工程需在夏季进行混凝土施工。应合理安排混凝土施工程序和施工进度,尽可能减少温控能量消耗。混凝土施工可尽量避开6月~8月高温季节,即使高温季节浇筑混凝土,也应在18:00~次日10:00间浇筑,以避开正午高温时段,减少运输途中及仓面的温度回升。同时严格控制混凝土运输时间和仓面浇筑坯覆盖前的暴露时间,并研究途中和仓面的保温措施。

4.2优化施工设备配置

本工程土石方及混凝土运输量大,合理配置运输设备,对节能降耗至关重要。可采取主要措施为:①柴油车替代汽油车。柴油车运输的节能效果比汽油车好,主要体现在:一、热效率高。柴油车的最低油耗为205~240g/(kW•h),汽油车为280~310g/(kW•h),平均热效率分别相当于38%和29%。二、油耗低。根据1991年统计,全国公路运输部门柴油货车的平均燃油单耗是4.6L/(100t•km),汽油车为6.9L/(100t•km)。三、运输能量利用率高。运输能量利用率定义为运输有效载荷所做的功(即有效能)与汽车所耗燃料全部转化为功的能量(即供给能量)间的比值。柴油车的运输能量利用率为6.0%,汽油车为4.4%,可见采用柴油车可节约燃油约1/3。其他施工机械,采用柴油型和汽油型的节能效果与汽车类似,因此施工中尽量采用柴油型施工设备。②调整汽车的吨位构成。中型车作货运工具,运输大吨位货物时或力不能及或效率低,运小吨位货物时又产生大马拉小车现象。例如,总重20t以上的大型货车的行驶油耗只是一般中型车的30%左右。合理调整汽车的吨位构成,可达到降低油耗的目的。③减少施工区交通能耗。公路等级低限制了大吨位车辆的通行,亦间接地影响合理调整汽车的吨位构成;同时汽车行驶平均速度低,增加了燃油的消耗。本工程根据物表2施工期能耗统计、分析汇总表耗能设施料流向、交通量及主流运输车型,合理规划施工区道路网络及公路等级,以满足大吨位施工设备的高效运行。施工期要加强施工区交通网络维护、保证路面质量,及时对道路进行维修、清理,减少不必要的燃油消耗。

4.3加强节能管理

加强能源计量管理,配备必要的能源计量器具。加强机械施工组织及设备管理,提高能源效率,对设备用能实行定额考核和经济核算。合理组织施工,减少设备的非生产运转,按施工生产任务和耗能定额分配指标用能。大力推广应用节能新技术、新工艺、新产品、新材料,开展节能技术培训和节能宣传活动。节能主管部门应参与对施工重点耗能设备(装机容量在120kW以上)进行节能技术审查工作,并依据国家有关规定,对施工机械提出节能要求,杜绝技术性能差、能耗高的机械设备进场施工。施工单位要贯彻执行设备的技术管理制度,对常用的重点耗能设备实行经常性的维护、保养,定期检查、修理,保持良好的技术状况,并提出停止使用、限期技术改造和更新的具体条件和措施。

①机械设备。1)选用能耗低、效益高、工艺先进的闸、阀门启闭机械;2)合理调度和使用启闭机械,减少和避免机械空转或超负运行;3)加强启闭机械的维修保养,使其保持良好的工作状态。

②空调。1)凡设有空调的场所,门窗采取严格密封措施,避免冷热气体频繁对流;2)使用空调过程中,应根据当地气侯条件,合理调节室温和使用时间。

③给排水。1)尽量采用生产、生活、消防合一的供水管道,节约能源;2)加强用水计划,各部门均分设计量表,实行单独核算,控制用水量。

④供电、照明。1)变电所内选用节能型变压器,降低铁损和线损;2)0.38kV侧采用电容补偿,提高功率因数,减少附加损耗;3)采用节能型照明灯具。采用光控、时控、手控相结合的方式照明,合理利用自然光,根据实际需要自动调整照度;4)各用电场所分别安装电表计量以利考核,最大限度取得节能效果。工程项目的节能工作是深入贯彻科学发展观、落实节约资源基本国策、建设节约型社会的重要措施。根据工程的具体情况,将节能思想贯穿工程建设的全过程,在设计、施工、运行过程中充分考虑节能降耗因素,积极采取措施,达到节能降耗的目的,从而产生较好的经济效益、社会效益和环境效益,推动当地经济发展。

参考文献:

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[3]饶清华,邱宇,许丽忠,等.节能减排指标体系与绩效评估[J].环境科学研究,2011,9(24).