建筑抗震论文:基于建筑抗震的建筑设计论文 建筑工程的抗震性能与结构设计与建筑设计之间存在密切的联系。在建筑设计的阶段考虑到抗震因素以及提供相应的条件才能够为建筑后期进行抗震结构设计打下坚实的基础。因此在进行建筑设计的初期应该充分考虑到建筑结构的抗震性能设计,以便结构工程师针对结构系统实现合理的布置,切实提高建筑结构的抗震性能与承载能力。 一、建筑设计与建筑抗震设计的关系 建筑的抗震设计以及抗震性能的高低与人民群众的生命财产安全有着直接联系,而建筑抗震设计又是以建筑设计为基础的。这是由于建筑结构是基于建筑设计的,当建筑设计完成后建筑结构就难以改变。因此建筑设计师在建筑设计前期就应该充分考虑到建筑抗震设计的需求。 二、基于建筑抗震设计的建筑设计措施 (一)建筑结构设计的对称原则 我国出台的建筑抗震设计规范中指出,我国建筑抗震的设计目标是小震不坏,中震可修,大震不倒。对于建筑师和结构工程设计师来说,在进行建筑工程设计师应该秉持着简单、规则的建筑结构原则。一般方形、圆形、为主。建筑的竖向形态的变化要规则,一般可以选择矩形、梯形等变化均匀的形状。对称结构建筑在地震地面平动作用下一般只会出现平移震动,建筑内部构件出现测位移量,内部构件受力均衡;而非对称结构的建筑则会由于刚心和质心不重合,在地面平动的过程中也会出现扭转振动。如建筑内部的构建离刚心较远就会由于超出变形极限而出现损坏,进而导致结构一侧失效而倒塌。 (二)注重建筑构件与连接点处质量 在建筑工程设计和施工过程中建筑构件的合理配置以及连接点处的质量与建筑施工安全质量存在直接的联系。并且在新型建筑材料问世的同时建筑物的外部设计大都汇采用新型建筑材料,例如大理石、瓷砖等。而建筑室内装饰也会使用到吊顶等技术。这些室内以及立面装饰本身存在抗震性能的问题,并且其与建筑主体的牢固连接也是抗震设计的关键。近几年有部分国外高层建筑在发生地震时下起了“玻璃雨”,建筑的玻璃幕墙由于地震导致破损。这是由于当前所使用的玻璃幕墙还无法适应地震中产生变形和扭转。因此建筑如要采用玻璃幕墙则必须保证玻璃幕墙的强度与变形能力。在其与建筑主体连接处要设计为能够在水平向实现变位能力的构造,从而在地震时玻璃幕墙能够与建筑物地震变形脱离,减少玻璃幕墙的损坏。另外,在建筑设计中内隔墙、玻璃隔断等结构件的设计中也要充分考虑其与建筑主体连接点的牢固性,保证其抗震性能。 (三)关注建筑顶部抗震 在高层或超高层的建筑设计过程中,建筑的顶部抗震设计是十分关键的。当前高层或超高层建筑的屋顶普遍存在过高和过重的问题。屋顶过高或过重会导致建筑变形加重,进而强化了地震的破坏作用。对于屋顶建筑以及下层建筑物的安全性能有着极大的负面影响。如建筑的屋顶与下层建筑的重心没有位于同一条直线上,那么建筑屋顶的抗侧力墙也会与下层建筑的抗侧力墙出现分离,当地震出现时则会加剧损坏。因此在高层或超高层建筑设计中应该使用新型高强度轻质的建筑材料,尽可能保证屋顶的重心与下层建筑的重心位于通一条直线。当建筑屋顶的较高时要保证其抗震定性,缓解地震带来的变形作用。 (四)建筑竖向布置 建筑竖向布置主要体现在建筑物的高度结构质量以及刚度的设计中,特别是在高层或超高层建筑中建筑的竖向布置对于建筑抗震设计来说更加重要。建筑楼层的使用功能差异导致建筑物楼层分布的质量和刚度均不一致,例如楼层包括游泳池、会议室、健身房等。楼层的功能需求导致楼层上下之间的刚度差异过大。高层建筑中刚度最差的楼层的抗震性能最为薄弱,在出现地震时即为变形严重的薄弱层。在建筑设计中由于楼层功能不同导致的墙体不连续,柱子不对称等极大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震设计中应该尽量保证竖向的刚度分布靠近,尤其是在结构上刚度转换层更加要着重注意。 三、结束语 建筑设计对于建筑抗震设计来说是重要的前提和基础,其与建筑工程抗震设计有着密不可分的联系,决定着建筑的抗震性能。优异的建筑工程抗震设计应该兼顾建筑设计与机构设计,在满足抗震设计需求的基础上进行。因此在建筑工程设计和施工过程中应该重视建筑设计的价值,以便更加充分的发挥建筑设计的积极作用。 作者:张华 单位:河南省城乡规划设计研究总院有限公司 建筑抗震论文:高层建筑抗震优化设计论文 1性能抗震设计与常规抗震设计的对比分析 1.1常规抗震设计和性能设计方面的区别 性能设计提出小震不坏,中震可修,大震不倒的设计宗旨。与常规抗震设计的区别在于,第一,它的设计目标主要针对小地震,中型地震还有大型地震。而且还通过对全国65个城镇的地震所发生的概率,从而再对地震的强烈程度进行衡量,确保房屋建筑不发生破坏,达到可修,不倒的目标,通过对这些要求的论述可以看出,这些大多数都是针对建筑在宏观性能方面的控制。第二,为了实际施工中的效果有有据可依,最终选用了分两个阶段的简化分析方法,第一个步骤是对结构的构建进行验算,主要是对它的承载力进行计算。对这个计算,具体是选用了在地震比较小的情况下,按照相应的弹性反映理论,通过计算得到在小震作用下的标准值,以及相应的地震作用下的内力以及形变效应。通过可靠的分析,从而得到构件承载力的具体结果。随后将概念设计有关的内力进行调整,从而放大抗震的结构构造,这种措施可以有效满足对第二水准以及第三水准在地震宏观性能方面的控制要求。第二个阶段,就是要对构件结构的弹塑性以及其中的变形进行验算,同时还要对地震在倒塌状况下的结构,或者是有特殊要求的一些建筑结构,一定要对它的薄弱部位进行加固,以此来适应在大震发生时不会倒塌,或者是发生位移的情况,。 1.2常规设计和性能设计方法的比较分析 对于常规的抗震设计而言,它的设计目标是小震不坏,中震可修,大震不倒,具体而言就是在小地震的情况下有相关的性能指标,而在大型地震下有一定的位移要求,剩下的就是宏观方面的指标,在建筑的使用功能上,具体的分为了甲乙丙丁四种级别,在这四种级别的建筑当中,对防倒塌的要求不尽相同,其余的基本都是一样的,而针对性能的抗震设计,它是按照使用的功能来划分的,并且在这个领域提出了很多的预期性能目标,其内容不仅涉及了建筑的结构,同时还包括非结构的,还有一些设施的具体指标。而在具体的实施方法上,常规的抗震设计是按照指令性和处方的形式进行规划和设计的,根据不同的建筑结构概念而进行设计,比如小型地震下的弹性设计,在经验方面的内力调整内容,以及对构造的放大处理等,这些都是为了达到预期的宏观设计而落实的具体措施。而针对性能方面的抗震设计,除了满足最基本的要求以外,还要提出一些满足预期具体要求的有利论证来作为依据。这方面的内容主要包括建筑结构的体系,依据比较细致的分析内容,还有对完成抗震指标的具体试验措施等。还要有对这些内容的专业评价等。通过这几个方面的对比分析不难发现,针对于建筑的抗震在性能要求方面的设计方法的提出,成为了当前的发展趋势,而且在目前来看,在对高层建筑的结构设计当中,其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑结构中进行推广,还需要对其进行更深一步的探讨,还有相关设计人员自己的理解与掌握。 2高层结构的抗震性能优化 在地震水准不同的情况下,对高层的建筑结构在性能水准,还有性能目标方面的要求也不同,具体而言,它的抗震结构性能可以分为下面几个标准。第一,高层结构在发生地震之后,最好是完好无损伤,同时在一般的情况下,是不需要进行修理就可以继续使用的,而且建筑还要可以进行正常的安全出入以及使用。第二,如果地震发生后,其结构发生了非常明显的损坏,而且大多数的构件都发生了中等的损坏,从而进入屈服状态,在有比较明显的裂缝下,大部分的构件都有很严重的损坏程度,但是其整体的结构并不会发生倒塌,同时也没有局部倒塌的情况,建筑中的人员会有一定程度的伤害,但是对他们的生命安全却没有太大的威胁。 3结构抗震优化计算及试验要求 3.1建筑结构的模型设计分析 对高层建筑结构,尤其是在性能设计方面的计算要特别严格,不仅要对构件的承载力,还有变形进行计算,还要考虑构件在屈服之后其性能发生的变化。对这些方面的正确计算,对分析建筑的抗震性能,还有结构的实际所受应力情况都能够直观表现出来。但是这些计算都是要在合理的力学模型上来计算,而且结果不能脱离实际,否则没有任何参考价值的,在对结构抗震性能在弹性方面的计算,还有非线性方面的计算中,一定要分析结构的整体模型状况,还有构件以及节点的各种数据参数,必须保证其正确合理。如果建筑结构中拥有水平转换的构件,同时在区分这些问题的时候,还要对楼层的层数和层高进行计算。在涉及到剪力墙的计算方面,一定要关注对非线性的计算和分析,这对计算出模型的相关参数方面至关重要。如果建筑设计中选用了滑动的支座结构,必须对支座两侧的结构,以及它们之间的相互作用关系进行考虑,否则会对整体的计算模型产生严重的影响。 3.2结构抗震试验的设计要求 在进行高层建筑结构抗震方面的设计时候,在某些方面没有设计理念,缺乏一些相关的依据时,进行相关的模型试验很有必要。比如说选用的混凝土要有很高的含钢率,用这种材料来建设梁柱和剪力墙,在对拥有型钢的异形截面构件,或者是一些新型的构件进行使用的时候,对这些构件必须要进行相关的模型试验。在使用杆件比较多的铸铁点,还有多级的转换层,以及让楼梁侧面的楼板发生开洞,使楼梁本身和梁柱的节点地方不和楼板产生直接有相连接的关系时,对这些新设计结构的部件必须进行模型试验。 4总结 基于性能方面的抗震设计,无论任何时刻其重要性都毋庸置疑。这种方法和现有常规方法相比较,通过以上的阐述显示,其优点极其明显。在目前,高层建筑在结构的设计上都是选用的针对性能设计方面的理念,而且方法的可行性表现非常好,所以对未来的高层建筑在结构设计以及技术进步和创新上,是非常有利的。 作者:胡红波 单位:西安建筑科技大学土木工程学院 建筑抗震论文:建筑抗震设计下的建筑设计论文 1建筑设计融入建筑抗震设计后应注意的细节 1.1建筑的平面布局设计建筑设计的中心设计部分就是建筑平面布局,平面布局的好坏对建筑功能和使用的要求有一定的影响,并且平面布局还与抗震设计有着必要的联系,所以,想要将建筑设计融入到建筑抗震设计中,首先要保证建筑的刚度和结构质量分布匀称,具有对称性,避免建筑出现扭转的现象。在建筑的墙体设计上,一定要保持对称性和均匀性,抗震墙的布局,一定要与抗震结构相结合,刚度较大的楼层语电梯都要布置在中心位置,以免发生建筑扭转效应。在进行平面布局的时候,要为结构抗侧力构建的合理布局制造出有利的条件,从而使得建筑的使用功能与建筑的抗震结构需求相结合,使建筑抗震设计发挥出最大的效果。 1.2建筑的纵向布局设计建筑的纵向布局主要是建筑物岩的高度、建筑结构的质量以及建筑物的刚度分布。不管是在工业建筑还是民用建筑,不论建筑的层数是多还是少,都会存在这样的问题。在进行建筑设计的时候,尽可能的将建筑物沿与建筑的刚度设计成相近的系数,剪力墙的布局不仅要布局均匀,还要使其能沿着建筑纵向一直贯穿到建筑的底部,不要中途中断或者是不到达建筑的底部。在设计过程中,一定要避免楼层之间刚度不均匀的现象,同时还要避免在地震中,建筑出现扭转的现象。 1.3建筑的整体布局设计建筑的整体布局设计,主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中,要使建筑平面和建筑空间在形状上,既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等,这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中,要避免凹凸行的设计,这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑,就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能,与建筑抗震设计结构结合到一起。例如:南昌绿地紫峰大厦,该建筑的高位268m,其框架是优秀筒结构,对该建筑的抗震设计,在建筑三分之二出,东西里面内凹,其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想,并对建筑结构进行小震下的反谱计算,以及中震弹性复核。 2建筑设计过程中应重视的抗震设计问题 2.1建筑物屋顶抗震设计屋顶太高或太重,是目前建筑设计最主要的问题。屋顶过高或者过重,会加重地震的作用,导致建筑变形,对建筑物自身的抗震能力有所制约。建筑屋顶的重心和建筑底部的重心不在一条线上,那么就会导致建筑抗侧力不能连续,从而加剧建筑的扭转效应,制约建筑的抗震水平。所以,设计师在进行设计的时候,一定要避免屋顶超高超重的现象,使得整个建筑的结构与刚度均匀的分布下来,让屋顶与建筑的重心保持在同一条线上。如果建筑物的屋顶设计的过高,那么就一定要保证建筑具有良好的抗震稳固性,降低建筑扭转效应。3 2.2设计限值控制相关文件规定,在建筑设计过程中,要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中,有的建筑高度超标,有的建筑层数超标,有的建筑高度没有超标,但是其宽度超标。这些超标,都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患,特别是一些高度和宽度超标的建筑,因此,在建筑设计中,只要完全融合建筑抗震设计,就能够有效的进行限值控制。例如:防裂度为8的时候,粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m,建筑的层数一不能超过6层;底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m,层数保持在5层以内;建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候,其高度要保持在45m以下,而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。除了在设计过程中要考虑抗震要求的限值控制之外,还要考虑房屋抗震横墙之间的间距以及局部墙体尺寸的限值控制。抗震墙限值控制,就是避免横墙的间距超过了原有的额定值,从而导致建筑平面的刚度下降,遇到水平地震力时,影响了建筑水平地震力的传递,因此,导致了建筑纵墙发生形变,制约了建筑抗震的承载力度,致使建筑倒塌。对局部墙体尺寸的限值控制,是因为这些局部墙体能够增强建筑抗震强度,如果局部墙体尺寸的限值小于规定的值,那么就不能够满足建筑抗震设计的要求,就会出现墙面裂开或者是倒塌的现象。因此,在设计过程中要注意建筑设计限值控制。 3结束语 总而言之,在建筑设计中融入建筑抗震设计,是目前建筑设计中最为重要的。建筑设计与建筑抗震设计有着密不可分的联系,一个好的建筑抗震设计,一定要将设计和结构融为一体,这样才能够在建筑抗震设计的基础上,完成建筑设计。由此可见,建筑抗震设计在建筑设计中,则显得尤为重要,既能够提高建筑物的稳固性,还能够将建筑设计的应用,在抗震设计中更好的发挥出来。 作者:严朝宗单位:江西省直属机关建筑设计院 建筑抗震论文:新型高层建筑抗震设计论文 一、前言 高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。 自从1886年世界上第一栋近代高层建筑——美国芝加哥家庭保险公司大楼(HomeIuranceBuilding,10层,高55m)建成以来,至今已有100多年的历史了。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化,而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训,警示人们:防震减灾任重道远,刻不容缓。 从上个世纪开始,各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究。进入90年代,结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程。特别是我国处于地震多发区(地震基本烈度6度及其以上的地震区面积约占全国面积的60%),高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务。作为工程抗震设计的依据,高层建筑抗震分析更处于非常重要的地位。 二、材料的选用和结构体系问题在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。 我国高层建筑中常采用的结构体系有:框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系,这也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外,特别地震区,是以刚结构为主,而在我国钢筋混凝土结构几混合结构却占了90%.如此高的钢筋混凝土结构及混合结构,国内外都还没有经受较大的考验。钢结构同混凝土结构相比,具有优越的强度、韧性和延性,强度重量比,总体上看抗震性能好,抗震能力强。 震害调查表明,钢结构较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架-优秀筒体系,因其比钢结构的用钢量少,又可减少柱子断面,故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力,有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增加了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值; 此外,在结构体系或柱距变化时,需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变,常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大,加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时,要慎重选择其结构模式,尽量减小其本身刚度,减小其不利影响。 唐山钢铁厂震害调查资料统计参数结构形式总建筑面积(万㎡)倒塌和严重破坏比例(%)中等破坏比例(%)钢结构3.6709.3钢筋混凝土结构4.0623.247.9砌体结构3.0941.220.9在高层建筑中,应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材产量已居世界前列,建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用型钢混凝土结构(SRC)、钢管混凝土结构(CFS)或钢结构(S或),以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。 在超过一定高度后,由于钢结构质量较轻而且较柔,为减小风振而需要采用混凝土材料,钢骨(钢管)混凝土,通常作为首选。工程经验表明:利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右,由于柱截面减小而相应增加使用面积,钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近,而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低15%左右,工程施工工期缩短1/2.此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。 1995年日本阪神地震震害说明,在钢骨混凝土构件中,采用格构式的型钢时,震害严重,采用实腹式的大型型钢或焊接工字钢的,则震害轻微。因此,在高层建筑结构中,若用钢骨混凝土构件,建议使用后者。 建筑抗震论文:超限高层建筑抗震设计研究论文 摘要:介绍了广州琶洲香格里拉大酒店的抗震设计,酒店基础采用嵌岩桩,楼盖为现浇混凝土结构。 关键词:混凝土结构;超限抗震 1基本情况 广州琶洲香格里拉酒店项目位于广州市海珠区,广州国际会议展览中心东侧,在建的黄洲大桥西侧,北临珠江,南靠新港东路,长约240米,宽约200米。整个项目包括一座37层的酒店(塔楼高32层,裙楼5层)和宴会大厅,以及2层地下车库。 2抗震设防标准 (1)抗震设防烈度:7度。 (2)本工程属丙类建筑,按本地区设防烈度采取抗震措施。 3基本数据 (1)场地类别:Ⅱ类。 (2)土层等效剪切波速为168.4m/s-173.8m/s,场地覆盖层厚度约13.5m-17.4m,砂土液化等级综合评定为严重,属于抗震不利地段。 (3)持力层名称:微风化岩层,埋深约10.90m-23.70m,地基承载力特征值fak=4500KPa,岩石天然湿度下单轴抗压强度的标准值fr=13.5Mpa。 (4)桩型为冲孔/钻孔灌注桩,桩端埋深约15-20m。 4建筑结构布置和选型 (1)主楼高度(±0.00以上)140.7m,地面以上结构层为38层,其中出屋面一层,高度为4.7m。 (2)裙房高度(±0.00以上)29.0m,地面以上结构层为4层。 (3)塔楼主体部分、裙楼和宴会厅之间设两道110mm宽抗震缝分开。建筑物总高度为136.0m,总平面尺寸为195m×122m。其中塔楼部分(转换层以上)平面尺寸为72米×18米,长宽比L/B=4 [6],高宽比H/B=6.0 [7];裙楼部分平面尺寸110m×45m,长宽比L/B=2.4,高宽比H/B=0.5;宴会大厅平面尺寸65m×53m,长宽比L/B=1.2,高宽比H/B=0.3。 (4)塔楼质心有微小的向上偏心(以底端为原点)。 (5)结构形式简单、平面形状规则、布置均匀;结构层第5层为转换层,竖向构件布置不连续。 (6)本工程为现浇钢筋混凝土结构,楼盖整体性好。 (7)结构类型:框架—剪力墙结构,属于复杂类型。 (8)抗震等级:本工程塔楼的框架和优秀筒为一级抗震。由于地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,地下一层的抗震等级与上部结构相同。其余部分裙楼及其地下一层与主楼相连,一级抗震。 (9)结构概况: 整个大楼的设计采用框架—剪力墙结构形式,分为两级结构,转换层以下布置了21根巨型框支柱,剪力墙及承重柱均落地直至基础,由剪力墙、的框架柱和框架梁形成第一级结构,承受水平力和竖向荷载,而楼面及次梁作为第二级结构,只承受竖向荷载并传递到第一级结构上。5结构分析主要结果 (1)计算软件:PKPM系列结构分析软件SATWE模块(2002规范版本)中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制。 (2)楼层自由度为3(刚性楼板)。 (3)周期调整系数:0.8。 (4)主楼结构总重:2291152.81KN(SATWE)。 (5)基底地震总剪力:32581KN(X向)36421KN(Y向)(SATWE)。 (6)扭转位移比:1.3。 (7)转换层的上下刚度比:0.6027。 (8)最大轴压比:n=0.85。 (9)最大层位移角为1/941,在17层(SATWE)。 (10)时程分析采用人工模拟的加速度时程曲线,选用了两组实测波和一组场地人工波进行弹性动力时程分析。弹性阶段的时程分析,构件内力,侧向位移小于采用振型分解反应谱法的构件内力和侧向位移。 6计算结果小结(与规范要求对比): (1)在风荷载及地震作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。 (2)墙、柱的轴压比均符合《建筑抗震设计规范》和《高规》的要求,转换层以上柱子轴压比小于[0.85],框支柱轴压比小于[0.6]。 (3)按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δμ/h=1/941满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.6.3条要求的1/800。 (4)塔楼满足(JGJ3-2002)关于复杂高层建筑结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比最大值为0.729,不大于0.85的规定。 (5)塔楼满足(GB50011-2001)第3.4.2条关于复杂高层建筑各楼层的最大层间位移不应大于该楼层两端层间位移平均值的1.4倍的规定。 (6)除转换层外,塔楼各层均满足(GB50011-2001)第3.4.2条关于各楼层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%,并不小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%的规定。 (7)塔楼满足(JGJ3-2002)第E.0.2条关于转换层上部结构与下部结构的等效侧向刚度不应大于1.3的规定。 (8)除转换层外,塔楼各层均满足(JGJ3-2002)第4.4.3条关于楼层层间受剪承载力不宜小于相邻上一层的80%的规定。 (9)塔楼满足(JGJ3-2002)第5.4.4条关于结构稳定性的规定。 (10)塔楼满足(JGJ3-2002)第3.3.13条关于各楼层对应于地震作用标准值的楼层水平地震剪力系数不小于表3.3.13的规定。 (11)塔楼满足(JGJ3-2002)第3.3.5条关于按时程曲线计算所得的结构底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的规定。 (12)结构薄弱层弹塑性层间位移符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第5.5.5条关于弹塑性层间位移角(1/164)小于1/100的规定。 7其它需要说明的问题 本工程在三种超限条件(高度、高宽比、体型规则性)中,高度超限13.3%,高宽比满足规范及规程的有关要求,结构平面形状规则,竖向不规则。 主要超限抗震措施包括: (1)为避免大楼整体结构之间形状的不规则,引起不利于抗震的情况,在主楼和裙楼之间设置110mm宽抗震缝两道,缝的两侧设置双柱,地下室、基础不用设缝。 (2)转换层位于第5层,框架柱和剪力墙的抗震等级根据《高规》表4.8.2和表4.8.3规定提高一级,为特一级。 (3)首层、设备夹层、避难层、屋面层楼板加强,板厚为180mm,中央优秀筒板厚加强为150mm,配筋相应加强,设双向双层钢筋网。 (4)薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数,按照《建筑抗震设计规范》进行弹塑性变形分析和验算,并采取有效的抗震构造措施。 (5)用时程分析法进行动力时程分析,其平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响曲线在统计意义上相符。弹性阶段的时程分析,构件内力,侧向位移小于采用振型分解反应谱法的构件内力和侧向位移。 (6)本工程桩端深入液化深度以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分)在1.5m以上,符合全部消除地基液化沉陷的要求。液化土中桩的配筋范围,应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉限所要求的深度,其纵向钢筋应与桩顶部相同,箍筋应加密。处于液化土中的桩基承台周围,用非液化土填筑夯实。 建筑抗震论文:建筑抗震设计研究论文 摘要:建筑抗震设计对结构构件有明确的延性要求。轴压比和剪跨比是影响构件延性的最主要的两个因素,也是一对互成矛盾的因素。 关键词:高层抗震短柱 0引言 在层高一定的情况下,为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大,且轴压比越小截面越大;而截面增大导致剪跨比减小,又降低了构件的延性。因此,在高层特别是超高层建筑结构设计中,为满足规程[1]对轴压比限值的要求,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。另外,诸如图书馆的书库、层高较低的储藏室、高层建筑的地下车库等由于使用荷载大,层高较低,在设计中也不可避免地会出现短柱。众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌,无法满足“中震可修,大震不倒”的设计准则。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生,笔者认为,首先要正确判定短柱,然后对短柱采取一些构造措施或处理,提高短柱的延性和抗震性能。 1短柱的正确判定 规程[1]和规范[2]都规定,柱净高H与截面高度h之比H/h≤4为短柱,工程界许多工程技术人员也都据此来判定短柱,这是一个值得注意的问题。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ,只有剪跨比λ=M/Vh≤2的柱才是短柱,而柱净高与截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2,亦即不一定是短柱。按H/h≤4来判定的主要依据是:①λ=M/Vh≤2;②考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点,取M=0.5VH,则λ=M/Vh=0.5VH/Vh=0.5H/h≤2,由此即得H/h≤4。但是,对于高层建筑,梁、柱线刚度比较小,特别是底部几层,由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小,反弯点的高度会比柱高的一半高得多,甚至不出现反弯点,此时不宜按H/h≤4来判定短柱,而应按短柱的力学定义--剪跨比λ=M/Vh≤2来判定才是正确的。 框架柱的反弯点不在柱中点时,柱子上、下端截面的弯矩值大小就不一样,即Mt≠Mb。因此,框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一样的,即λt=Mt/Vh≠λb=Mb/Vh。此时,应采用哪一个截面的剪跨比来判断框架柱是不是属于短柱呢?笔者认为,应该采用框架柱上、下端截面中剪跨比的较大值,即取λ=max(λt,λb)。其理由如下:框架柱的受力情况有如一根受有定值轴压力的连续梁,柱高Hn相当于连续梁的剪跨a,已有的试验研究结果表明[10]:对于剪跨a不变的连续梁,当截面上、下配置的纵筋相同时,剪切破坏总是发生在弯矩较大的区段;对于框架柱,临界斜裂缝也总是发生在弯矩较大的区段。 事实上,在柱高Hn或连续梁剪跨a的范围内,最大剪跨比是出现在弯矩较大区段上的。钢筋砼构件的抗剪承载力是随剪跨比λ增大而降低的。所以,同样条件下,弯矩较大区段的截面抗剪承载力要比弯矩较小区段的小,在荷载作用下,如果发生剪切破坏,就只能是在弯矩较大区段上。用来判断框架柱是否属于短柱的剪跨比λ当然应是可能发生剪切破坏截面的剪跨比λ。 一般情况下,在高层建筑的底部几层,框架柱的反弯点都偏上,即Mb>Mt。此时,可按式(1)或式(2)判定短柱: 或Hn/h≤2/yn(2) 式中,yn--n层柱的反弯点高度比,根据几何关系,可得:yn=1/(1+Ψ),其中,Ψ=Mt/Mb,0≤Ψ≤1; Hn--n层柱的净高。 式(2)具有一般性。当反弯点在柱中点时,Ψ=1,yn=0.5,式(2)即成为Hn/h≤4;当反弯点在柱上端截面时,Ψ=0,yn=1,式(2)即成为Hn/h≤2;如果框架柱上不出现反弯点,就应采用最大弯矩作用截面的剪跨比λ=M/Vh≤2来判断短柱。 当需要初步判断框架柱是否属于短柱时,可先按D值法确定柱子的反弯点高度比yn,然后按式(2)判断短柱。在施工图设计阶段,可根据电算结果作进一步判断。 2改善短柱抗震性能的措施 当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时,按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确定为短柱后,就应当尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。 2.1使用复合螺旋箍筋 高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的,柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求,是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此,使用复合螺旋箍筋[4]来提高柱子的抗剪承载力,改善对砼的约束作用,能够达到改善短柱抗震性能的目的。 2.2采用分体柱 由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。 人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般,连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。 对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明[3~4]:采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变,抗弯承载力稍有降低,但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型,从而实现了短柱变“长柱”的设想,有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用[5]。2.3采用钢骨砼柱 钢骨砼柱由钢骨和外包砼组成。钢骨通常采用由钢板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。 与钢结构相比,钢骨砼柱的外包砼可以防止钢构件的局部屈曲,提高柱的整体刚度,显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能,使钢材的强度得以充分发挥。采用钢骨砼结构,一般可比钢结构节约钢材达50%以上[6]。此外,外包砼增加了结构的耐久性和耐火性。与钢筋砼结构相比,由于配置了钢骨,使柱子的承载力大大提高,从而有效地减小柱截面尺寸;钢骨翼缘与箍筋对砼有很好的约束作用,砼的延性得到提高,加上钢骨本身良好的塑性,使柱子具有良好的延性及耗能能力。 由于钢骨砼柱充分发挥了钢与砼两种材料的特点,具有截面尺寸小,自重轻,延性好以及优越的技术经济指标等特点,如果在高层或超高层钢筋砼结构下部的若干层采用钢骨砼柱,可以大大减小柱的截面尺寸,显著改善结构的抗震性能。 2.4采用钢管砼柱 钢管砼是由砼填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料,是套箍砼的一种特殊形式。由于钢管内的砼受到钢管的侧向约束,使得砼处于三向受压状态,从而使砼的抗压强度和极限压应变得到很大的提高,砼特别是高强砼的延性得到显著改善。同时,钢管既是纵筋,又是横向箍筋,其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下,这相当于配筋率至少都在4.6%以上,这远远超过抗震规范[2]对钢筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于钢管砼的抗压强度和变形能力特佳,即使在高轴压比条件下,仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”,不存在受压区先破坏的问题,也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此,从保证控制截面的转动能力而言,无需限定轴压比限值[8]。 3小结 1确定是不是短柱不宜按H/h≤4来判别,而应按剪跨比λ=M/Vh≤2来判别。一般情况下,可采用本文式(2)来判别。当需要初步判别是否属于短柱时,可先按D值法确定反弯点高度比yn,然后按本文式(2)来判别。 2当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时,按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确为短柱,就应当尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。使用复合螺旋箍筋,采用分体柱技术均可有效地改善短柱的抗震性能;采用钢骨砼、钢管砼等新结构,可显著提高柱的承载力,减小柱截面尺寸,避免在结构下部出现短柱尤其是超短柱。因此,在高层建筑抗震设计中应根据工程的具体情况,尽量采用上述新结构、新技术,来避免短柱脆性破坏问题的发生。 建筑抗震论文:建筑抗震设计研究论文 论文关键词:建筑设计;抗震;设计 论文摘要:本文从抗震的角度探讨建筑的体型,建筑平面布置和竖向布置、规范中设计限值的控制、屋顶建筑等设计问题。 建筑设计是否考虑抗震要求,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求,则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置,建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调,使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高;如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求,那就会给结构的抗震设计带来较多困难,使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制,甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力,不得不增大构件的截面或配筋用量,造成不必要的投资浪费。由此可见,建筑 设计是否考虑抗震要求,对整个建筑起着很重要的作用。因此,我们在建筑抗震设计过程中特别要注重以下几个问题。 一、建筑体型设计问题 建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。 二、建筑平面布置设计问题 建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分[3]。有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。还有的建筑平面布置上,经常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个优秀问题是:建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。 三、建筑竖向布置设计问题 建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间;而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变[3]。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。 四、建筑上应满足的设计限值控制问题 根据大量震害的经验总结,现行《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定,建筑设计应予遵守:一是房屋的建筑总高度和层数;二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。 五、屋顶建筑的抗震设计问题 在高层和超高层建筑设计中,屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看,屋顶建筑存在的主要问题,一是过高,二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形,也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上,且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时,更会带来地震的扭转作用,对建筑物抗震更不利。为此,在屋顶建筑设计中,宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅,使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致;当屋顶建筑较高时,要使其具有较好的抗震定性,使屋顶建筑的地震作用及其变形较小,而且不发生扭转地震作用。 六、结束语 总的来说,建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面,建筑设计与建筑 抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此,要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性,在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。 建筑抗震论文:超限设计建筑抗震论文 1超限高层建筑抗震设计中的问题 1.1材料对超限高层建筑抗震设计的影响 质量是建筑的优秀,而建筑的抗震性能是体现建筑质量的主要因素,对建筑质量的影响极大,然而,在当今超限高层建筑抗震设计中,却由于由于多种原因造成抗震设计的质量出现了严重的问题,材料对其造成的影响只是其中一个重点要素。材料的影响主要现在材料的质量、材料的不匹配等问题,在超限高层建筑工程设计中,有很多工作人员为某一己之私而在施工中用一些质量不达标的材料,严重影响的建筑的抗震性能;另外,还有些工作人员在设计中会将一些其他的建筑抗震设计方案引入到该建筑物中,而由于建筑物的高度以及整体结构都有所不同,导致出现“张冠李戴”的现象,与实际的建筑缺乏匹配度,导致超限高层建筑抗震设计受到了一定的影响,使建筑的安全性降低达不到超限高层建筑抗震的标准。 1.2平面结构设计对超限高层建筑物抗震设计的影响 超限高层建筑物的平面结构设计是与建筑物外形有着直接的联系,当然也与建筑物抗震设计有着密切的关系,同时超限高层建筑的平面设计与施工难度有着直接的联系,然而,在当今超限高层建筑平面设计中却存在一定的问题,平面结构设计引起的施工难度过大,而导致的超限高层建筑抗震的施工也受到了一定的阻碍,即使能顺利施工也会因为结构设计的不合理对超限高层建筑抗震性能造成一定的影响,在后期的使用中依旧存在重大的安全隐患[3]。另外,如果平面结构设计的不合理,会造成无法准确的确定超限高层建筑抗震的均衡点的位置,尤其是超限高层建筑设计中需要考虑的因素较多,可能会在平面结构设计中会漏掉某些细节的设计,一些结构细节出现问题也会导致超限高层建筑整体的抗震性安全性受到一定的影响。 1.3受力体系对超限高层建筑抗震设计带来的影响 受力体系是建筑抗震设计中需要考虑的重要因素,而且每个建筑的受力体系也各不相同,这与设计者的经验没有太大的联系,因此,在设计的过程中不能光凭经验来完成设计,而且,确实有这种情况发生,觉得自己有着多年的设计经验,就没有详细的对建筑受力体系进行分析,通过以前的经验直接按部就班的放到设计里,最终导致建筑的受力体系与抗震设计发生了矛盾,造成超限高层建筑抗震的性能降低,使得建筑整体缺乏安全性和稳定性。 2超限高层建筑抗震设计优化 2.1做好超限高层建筑设计的前期工作 由第一部分得知,建筑材料对超限高层建筑设计抗震设计的影响及其的严重,因此在设计前要做好前期的准备工作,主要对设计中涉及到的材料质量、数量、规格等做好相应的规划设计,通过对材料的了解再进行相应的设计,尤其是材料的性能参数一定要做好详细的分析,因为有很多材料类型差不多,但是,还是有着细节上的差别。另外,还应对超限高层建筑地点的地质地貌、周边环境等进行详细的分析,这些因素对超限高层建筑抗震设计也有着一定的影响。因此,要做好前期的材料搜集、整理的工作,要确保相关数据材料收集的全面性和准确性。通过做好前期的准备工作,不管是在超限高层建筑的整体设计还是对建筑的抗震设计需要将这些数据作为设计的基础,进而确保设计过程中避免出现一些误差。 2.2对超限高层建筑物平面结构设计的优化 超限高层建筑的设计要比平常的多层、高层的设计特点复杂的多,而且对超限高层建筑抗震设计的本身要求也特别高,因此,在这种情况下超限高层建筑抗震设计中,应全面的考虑各种因素,将其作为优化方案的因素。另外,在对超限高层建筑抗震设计的过程中,设计者要根据实际情况,再结合多种有关设计因素,如,抗震指数、施工方式等,设计出多种超限高层建筑抗震设计方案,然后再通过多种方案的相互比较,选择出最优化的方案,通过这种优化方式,能更好的做好超限高层建筑的抗震设计,而且,以这种设计优化方式,一旦发现方案中存在设计问题或安全隐患能及时的比较出来,并及时的改正,对建筑抗震性能具有很大的保障。 2.3明确超限高层建筑抗震设计中的受力体系 随着社会不断的发展,人们不仅对建筑的质量要求提高了,同时也对建筑物的外观有着一定的要求,美观、大气、上档次是建筑外观现出来的典型特点,但是有很多建筑物只考虑到外观设计,却忽略了建筑的受力体系,对建筑物的抗震性能带来直接的影响,如果这种现象出现在超限高层建筑的设计中,势必会为建筑物带来更大的安全隐患,因此,在对超限高层建筑物抗震设计中一定要明确建筑物的受力体系。建筑的外观要求是要满足的,而在达到这个要求的同时,还需要设计者充分考虑到超限高层的抗震设计,要尽量以后者为主,毕竟后者是关乎到建筑物使用的安全性。可以通过力学的知识来寻找超限高层建筑抗震设计受力体系中的平衡点,以此来实现超限高层建筑的抗震要求。 3结语 该文主要针对于超限高层建筑抗震设计中的问题进行了具体的分析,通过本文的探讨,我们了解到,在进行超限高层建筑抗震设计的过程中,设计人员应及时的发现问题,并且采取有效的措施解决问题,才能够进一步提高建筑的抗震性能,促进建筑的良好使用。 作者:蒋宝锋 单位:东营市建筑设计研究院 建筑抗震论文:村镇建筑抗震论文 1新疆村镇房屋抗震研究现状 1.1新疆地震活动的分布及主要特点新疆地震活动的主要特点是地震发生的频率高、强度大,在历史上发生过强烈地震,如富蕴县的8.1级大地震,昭苏县的8.0级大地震,1985年乌恰县的7.4级大地震,使整个县城严重损坏,易地重新建城。1997年的伽师县6.9级地震,2003年的巴楚—伽师县6.8级地震,2008年的于田—策勒县7.0级大地震都造成了人员伤亡和经济损失。2008乌恰发生的6.8级地震,2011年尼勒克县、巩留县交界处发生的6.0级地震,2012和田地区洛浦县发生的6.0级地震,阿图什市发生的5.2级地震,新源县、和静县交界处发生的6.6级地震,和田地区于田县发生的6.2级地震,若羌县发生的5.5级地震,2013年阿图什市发生的5.2级地震均造成了人员伤亡,并给震区人民造成了巨大的财产损失。2008年国家确定5个重点防御区中有2个在新疆,全疆87个县市设防烈度都在6度以上,7度以上的县市占84%,8度以上的县市占34%。 1.2新疆村镇建筑抗震研究进展新疆地域辽阔,村镇建筑的建筑风格、结构形式、建造材料及建造方式等因所处的地理环境、气候条件、历史传统、生活习惯、民族习俗等不同而有较大差别。根据调查,新疆地区的建造材料主要利用当地材料采用传统的建造方法,常见的结构形式有石木结构、木构架-生土墙结构、木板夹心结构、砖木结构、砖混结构、木结构和木构架土坯围护墙等。新疆对现有建筑的抗震设计标准都是参照国家现行标准来控制的,还没有根据新疆村镇建筑所处区域的特点来单独研究并制定抗震设防要求。例如,砖混结构房屋按照国家现行多层砌体设计规范进行设计、施工;砖木结构房屋墙体抗震构造措施按普通砖混结构进行设置;对于木板夹芯结构与木构架-土坯墙结构只是给出了防止房屋倾倒的建议;对单层石木结构仅是给了简单的抗震建议措施。目前,有个别学者针对新疆村镇建筑的特点进行了抗震研究。曾广群等阐述了新疆村镇建筑的抗震性能及目前主要存在的问题,并提出了相应的解决和改进措施。阿肯江•托呼提等通过对历次大地震中新疆村镇土坯房屋的震害特点研究,提出了木柱、梁-土坯组合墙结构体系,以简便易行的手段提高新疆土坯房屋结构的抗震能力。王瑾采用理论分析和试验相结合的方法对石木结构进行抗震性能研究。陈汉清对木柱梁-土坯组合墙体进行数值模拟及抗震性能分析。陈嘉对生土结构材料的物理性质及力学性能进行了试验研究。赵成对改性土坯砌体进行了试验研究。夏多田分析了新疆村镇建筑的抗震性能,提出了未来村镇建筑抗震技术发展的趋势。 2新疆村镇房屋节能研究现状 就新疆村镇建筑建造现状节能而言,村镇建房节地、节材、资源的重复利用及房屋保温隔热意识非常淡薄。 2.1村镇房屋使用土地资源状况砌体结构材料主要以粘土砖为主,而粘土砖的生产原料又主要来自于耕地。随着建设的迅速发展,建筑材料需求量急剧增加,加剧了对粘土资源的破坏性使用,造成大量土地毁坏,生态环境遭到破坏。 2.2村镇房屋使用建筑材料状况农村居民文化水平不高,节能与环保意识欠缺。有些地区,农村居民在住宅建设中,房屋高度不仅有攀比现象,还普遍认为层高越高夏天会越凉爽。其实,增加层高不仅使建筑材料用量增加,而且加大了建筑物采暖与制冷的能耗。现有极少一部分经济条件较好的地方,在政策鼓励下,建造时选用轻质高性能的材料,并且尽量使材料循环使用。 2.3村镇建筑保温状况村镇建筑围护结构的热工性能差,围护结构是建筑物构成的主体,据统计通过护结构的热损失约占建筑物总耗热量的70%~80%。绝大部分农村住宅墙体均无保温层,且窗户、屋顶等密封性差。近些年,随着农村经济水平的提高、农民收入的增长,农民在建造新房时片面地追求面积大、外观美,但只是改变了瓦材、墙体、窗户等面层材料,而忽视了保温隔热材料的重要性。有极个别的学者认识到新疆地区村镇建筑节能的重要性,对其村镇建筑节能进行了研究。原甲在对新疆不同寒区村镇住宅建设现状进行调研的基础上,提出住宅节能设计的方法与思路。冯伟刚研究了棉秆植物纤维砌块用来替代粘土砖,既充分利用新疆当地充足的棉秆资源,又同时使村镇建筑抗震性能和保温性能得到极大的提高。姜曙光等通过对新疆暴风雪灾害的调研,分析了村镇建筑砖木结构、砖混结构和轻型钢结构的房屋受损特点,提出了建筑修复加固的原则和方法,以及在修复加固的同时兼顾对既有建筑保温节能的改造方案。 3绿色建筑展望 新疆地域辽阔,村镇区域地理位置复杂,各地区灾害分布不均,经济发展水平相差很大,缺乏具有针对性、切实可行的新型抗震节能绿色建筑结构体系的研究。随着村镇经济结构的变化和居住生活水平的提高,村镇建筑应将逐步由“粗放型”向“细致化”转变,由“面积型需求”向“舒适型需求”转变。为此,需加大研究力度,针对各个地区的特点,把村镇建筑建成绿色建筑,把村镇建筑的抗震、节地、节材、资源的重复利用及房屋保温隔热有机结合起来,在各要素间寻找到平衡点,精心构思、设计、精选材料、合理构造,同时严格控制建设成本,研究出抗震、节能、经济、适用并且村镇居民能接受的绿色建筑,这也是新农村建设、村镇防震减灾和节能减排以及国家对绿色建筑的战略需求。新疆村镇绿色建筑面临着抗震与节能的迫切要求,从设计、施工技术、质量验收和管理等方面,将村镇绿色建筑的抗震与节能有机结合,使绿色建筑抗震与节能实现协调统一,进行抗震节能综合研究设计。新疆村镇绿色建筑应从以下几个方面来考虑抗震与节能结构体系的研究与设计: 1)考虑抗震问题时,必须保证采取的抗震措施造价低,适应性强,村镇居民能接受,易于推广。 2)研究的结构体系,应易于就地取材,并充分利用秸秆,建筑垃圾等生态绿色环保建材,遵循经济、实用、生态、环保、抗震、节能的原则。 3)所研究的村镇建筑抗震与节能结构体系在保证结构的抗震安全性的同时,还需综合考虑建筑墙体、屋面及门窗的保温需求。同时,建筑墙体、屋面及门窗的保温措施不仅使房屋达到预期的保温效果,同时还应兼顾提高抗震效果。 4)在抗震与节能结构体系的研究与设计的同时,做到多学科的统筹兼顾,并考虑抗风、防火方面的要求。 作者:李建华 乔箭 陈文婧 单位:新疆农业大学水利与土木工程学院 新疆乌鲁木齐市水磨沟区林业园林管理局 建筑抗震论文:合肥区建筑抗震论文 1合肥区域地质构造背景学习分析 该断裂大致沿合肥市长江路呈东西走向纵贯市区,为隐伏断裂,在五里墩南断面向南陡倾,为张性断裂。该断裂在新第三纪至第四纪初曾强烈活动,大蜀山橄榄玄武岩喷溢可能与其有关。但晚更新世以来没明显的活动,对小震活动的控制作用不明显。 2合肥地区地震历史学习分析 2.1合肥地区历史地震记录据史料记载 公元288年至今,区域内没有发生过7级以上强震。 2.21970年以来地震记录资料 2.3对地震记录资料的分析 合肥地区据史料记载,自公元288年至今区域内没有发生过7级以上强震;1673年3月~1962年8月史料中,1673年合肥南部发生的5级地震,位置在桥头集-东关断裂、大蜀山-长临河断裂与乌云山-合肥断裂的交汇部位,据专家推断该三条断裂为活动断裂,且合肥地区具备发生5.5级~6级地震构造。此外,邻区地震也影响合肥,如1668年山东郯城-莒县间发生的8.5级地震,造成合肥大约7度的破坏;1917年霍山6.25级地震和1954年在合肥六安间发生的5.5级地震均造成大约6度的破坏。据有关部门从1973年至1994年发生的MS≥1级地震震中分布与断裂关系研究发现:合肥地区小震活动主要集中于区域东部,形成一个小震丛集区和两个密集带: ①一个小震丛集区位于池河-西山驿和乌云山-合肥断裂之间,反映区域东部地壳活动性明显强于西部; ②巢湖内的姥山-中庙一线存在着一个近东西向展布的小震密集带,线状特征明显; ③元瞳-梁园-石塘一带小震呈密集带,暗示有北西向隐伏线性构造的存在。 3合肥地区地震评价和抗震烈度区划现状 合肥市是距离郯庐断裂带最近的省会城市,经权威部门研究认为: ①郯庐断裂安徽段为中强震低频地段; ②合肥地区未来的地震危险性主要来自华北地震区的长江下游-黄海地震带和郯庐地震带; ③未来可能发生在安徽六安-霍山地震区、涡阳—凤台地震区和江苏溧阳地震区的强震,会对合肥地区有较大潜在地震影响; ④综合各方面情况,合肥区域发生6级以上地震或受到大于7度地震影响的概率极低。国务院把合肥列为全国13个地震重点监视防御城市之一,2010年抗震规范规定合肥市四区(蜀山、瑶海、庐阳、包河)及四县(长丰、肥东、肥西、庐江),建筑抗震设防基本烈度为7度、第一组、地震加速度为0.10g;巢湖市列为建筑抗震设防基本烈度为6度、第二组、地震加速度为0.05g。 4合肥地区工程抗震浅析 4.1合肥地区抗震措施一般不需要考虑“避让断裂带”的要求 根据2010年抗震规范第4.1.7条规定“抗震设防小于8度区域,建筑抗震不用考虑避让断裂带”的要求,原因是通过国内外大量地震资料在小于8度地震区,地面一般不发生断裂错动。合肥市四区、四县、一市抗震设防基本烈度皆小于8度。 4.2合肥地区建设工程时地貌单元勘察要求 合肥地区要注意在河、湖岸边漫滩及一级阶地等地貌单元上建设工程时,应该注意场地土(砂土和粉土)的液化问题。在这些地貌单元勘察时必须进行有关技术测试,如对砂土要进行标准贯入试验,对粉土要进行颗粒分析试验和标准贯入试验,并进行有关液化土评价和场地液化指数的综合计算,进而提供设计对地基基础的技术措施依据,施工中严格按照勘察设计要求进行,使建筑满足抗震规范要求。必须注意:本次规范修订依据国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2008),修订中总结汶川大地震的经岩土工程与基础处理336验教训考虑到我国经济已有较大发展,把“未成年的学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、大商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施”划为重点设防类,其地基基础抗震设防措施比基本烈度提高一度的要求进行设计。对抗震基本烈度为6度区的巢湖市,建筑抗震乙类(重点设防类,如中小学、幼儿园等)及甲类建筑,严格注意勘察时应对场地在7度地震力作用下有液化的土层进行技术测试与液化评价,进而在设计时考虑要按照“比基本烈度提高一度(7度)设防”的要求采取措施处理,以达到抗震规范规定的抗震要求。 4.3对重要的、体型复杂的高层建筑应该进行地基动参数检测、地震力衰减和时程分析 在地震过程中,土的剪切模量和阻尼比随剪应变的加大而呈现出明显的非线性变化。在有限的范围内剪切模量G与剪切模量Gmax的比值随剪应变γ的变化曲线仅与土类有关,故土的非线性动力特性可以用G/Gmax~r曲线描述。而Gmax由原位剪切波速测试出的S波速Vs由下式算出:Gmax=ρVS2。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)要求,地震作用计算拟采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。通过对场地原位剪切波速测试和人工模拟的加速度时程曲线,计算各层土层地震动力反应,给出地表加速度时程,再进行有关加速度时程合成。通过地震危险性分析给出了场地基岩地震动时程的动力学特性:峰值加速度及加速度反应谱。人工合成地震动就是计算满足这些特性的加速度时程,其方法是不断调整初时时程Ra(t)的幅值谱,使Ra(t)的动力特性(包括加速度反应谱及峰值加速度)均满足危险性分析的要求。地震动时程的强度包线采用如下形式:(t/c1)2×Agmaxt≤c1Agmaxc1≤t≤c2exp(-c3(t-c2)Agmaxt>c2f(t)={其中:c1、c2、c3是确定包络线的3个参数;Agmax是最大加速度;t是从地震初至开始的时间。对合肥周围地区,在考察每个潜源的最大震级和潜源内发生最大震级地震对场地影响两个方面的因素后,多遇地震各参数:c1=17.76,c2=26.52,c3=0.12。为反映地震全过程,对多遇地震时程长度为20.48s,采样步长0.02s,相应的采样点数分别为1024。 4.4建设工程勘察、设计、施工必须严格按照国家抗震设防分类 标准(2008)和2010抗震规范执行新规范继续保持着“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防方针。所有建筑只要严格按规范设计和施工,可以在遇到高于区基本烈度1度的地震下没有倒塌的危险,从而实现生命安全的目标。其中:所指的“小震即多遇地震、中震即基本烈度地震、大震即罕遇地震”,其对应的50年“超越概率63%、10%和2%~3%的地震”,对应的“重现期分别为50年一遇、约500年一遇和约2000年一遇的地震”。 4.5对既有建筑抗震的现状分析与抗震措施的建议 4.5.1既有建筑抗震的现状 根据笔者参加的安徽省住建厅与安徽建筑工业学院2009年对“安徽省城市重要市政基础设施和公共建筑的抗震性能调查”研究,既有建筑物抗震隐患主要存在如下几种情况。 ①抗震设计标准的变化引起建筑物抗震性能不满足现行规范要求,如原抗震设防分类标准为丙类而现行规范定为乙类建筑,如教育建筑、医疗建筑、大型公用建筑等,因为现在新规范要求要比基本抗震烈度提高1度设计,所以现在不能满足新规范要求抗震。 ②7度区1978年前建造使用的建筑和6度区1989年前建造使用的建筑,由于之前没有进行抗震设计建造,因此其安全性较低,达不到现行抗震要求。 ③对于1978年前建造的建筑虽然进行了一些抗震加固,但其整体性差,很多建筑根本不能抵抗基本烈度的地震作用。 ④1978年以后建造的抗震房屋,但根据对部分建筑(如合肥市西苑新村某楼,6层,二层)现场检测其承重墙砌体砂浆标号很低,已很多达不到M25,不能抵抗基本烈度7度时的地震力作用。 ⑤其他问题诸如:部分建筑结构体型不规则和设计缺陷,引起的建筑结构抗震能力薄弱;部分建筑由于施工质量较差和建筑材料性能指标不合格导致结构抗震性能不满足设计要求;有些建筑未经技术鉴定或设计许可,擅自加层或改变使用功能而导致结构抗震性能存在隐患;个别建筑建造在没有处理的坑道上、液化场地上、可能造成的滑坡上等等。 4.5.2对既有建筑的抗震措施的建议 对重要公共建筑设施应该积极进行鉴定、加固。对过去设计符合老规范没有达到新规范标准的如未成年的学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、大商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施,应该重点实施加固改造。对民房、危房应积极宣传,鼓励自行委托鉴定、加固或拆除。 5结语 工程抗震始终是围绕着人类的建设工程进行,实践证明,行之有效的抗震措施,可提高工程的综合抗御地震破坏的能力。只有强化工程抗震和防灾意识,科学地研究具体地点和地震特点,才能有效地提高工程抗震和防灾能力,人类才能在有限的资金下最大程度地战胜地震灾害,从而造福社会、造福人类。 作者:吴君虎 单位:安徽建筑大学勘测设计研究院 建筑抗震论文:建筑结构建筑抗震论文 1建筑结构的抗震设计 建筑的抗震设计对于国家财产的保护,人民生命安全都有着极其重要的意义,当地震来临时,建筑抗震设计不仅仅能够保护人们的生命安全,还保护了国家财产,为国家经济建设做出了贡献。所以建筑抗震设计是建筑设计中极其重要的内容。但是,由于地震等灾害的发生具有不确定性,随时性,破坏性等的特点。房屋的抗震结构设计对于房屋的建筑结构有及其重要的作用。建筑结构的抗震设计是属于结构设计中的概念设计,能够在概念设计中清晰的表达。为了更好的做好建筑结构的抗震设计,在设计之前需要精确的掌控灾害能量的最大输入,结构体系,建筑结构的类型,刚度分布等相关问题。这样就可以从根本上消除房屋建筑结构抗震结构中的薄弱环节。 2建筑结构抗震设计的要点 地震的影响范围一般情况下都很大,一定区域内的建筑物都会受到一定的破坏。所以建筑物场所的选择对于结构的抗震设计及其总要。在选择建筑场地时要注意以下几个方面:地质结构坚硬、避开有较大坡度的山脚,周围地势开阔和避免地震多发地带。在结构的抗震结构设计中对于建筑物的高度有一定的规定和标准。因此建筑物的高度要严格按照国家标准设计。在一些地震多发地区,不仅仅要设计合理科学,还要注重建筑材料的性能。通常情况下,不同高度的建筑对于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同规格的钢筋混凝土结构。同时,为了提高结构的抗震性,在建筑结构抗震设计中,需要减小柱的轴压比,增大柱的截面尺寸。从抗震设计的科学角度来讲,减小柱轴压比主要是为了使柱子处于大偏心受压状态,从而避免这样的情况发生比如:纵向受力钢筋未达到受拉屈服但混凝土却被压碎。在建筑的抗震设计时,很多专家认为应该会提高建筑物抗震设计的等级。这主要是考虑到我国是地震多发国家。大型地震容易出现重现。或是50年,或是200年。建筑的抗震设计还存在一些其他的问题,比如在选择结构体系选型时,尽量可以采取承载能力高、延展性好和充足耗能性能的体系,主要是为了在地震发生时,建筑结构能够有足够的抗倒塌能力。同时在结构的刚性和强度方面要水平方向和竖直方向均匀分布。防止出现局部结构出现问题导致整体结构的倒塌。 3抗震设计对结构抗连续倒塌的影响 3.1地震作用及倒塌机制地震 可以造成建筑倒塌是地震造成一切破坏的主要形式,是为结构在外部作用力下的倒塌。连续性的倒塌是因为内部内力发生重新分布而造成的。在地震作用下,构建的受力和质量分布有关系,构建受力分布在整个结构之中。整个结构的非弹性形变能够很好的减轻地震队构建的破坏。建筑结构的倒塌开始于结构中大部分梁柱节点的损坏。近而造成其他部件和结构的倒塌和破坏,这也叫做建筑结构的连续性倒塌。 3.2抗震设计与抗连续倒塌设计的关系 抗连续倒塌设计的主要目的在于防止建筑结构倒塌的连续性,连锁性的发生。抗震设计的标准是比较小的地震,建筑没有出现任何的结构的问题。较大的地震建筑结构不会倒塌。一般中等地震造成的破坏仍旧可以重新的进行结构的维修。抗震设计和抗连续性设计都有一个共同点就是都特别的注重结构的整体性和连续性。在地震作用性,建筑结构造成结构一定的破坏,抗倒塌能力的作用主要是在梁抵抗内力重分布上。然而结构的抗震设计能够使梁中纵向受力钢筋增加,也提高了结构的抗倒塌能力。建筑结构的抗震设计和抗连续倒塌设计存在很多的相同点,同时也有不同和相互的影响。 3.3抗震设计对结构抗连续倒塌的影响 目前,抗震设计对抗倒塌能力的影响有两种不同的观点:一种认为抗震设计通常是可以取代抗连续倒塌设计的,主要在于抗震设计的结构有整体牢固性的特点,使得结构的抗连续倒塌性能提高。另一种观点认为,抗震设计和抗连续性的倒塌设计有着不同的出发点和目的,存在较大的差别。对于每一种设计都应该充分的考虑,不能够想当然的认为抗震设计可以取代抗连续倒塌设计。因为结构抗震设计中的一点点的构造的方法可能增加了。虽然一些构造措施可增加建筑抵抗倒塌的能力,但是毕竟这样的一点点增加对于整个建筑抵抗连续倒塌能力是微乎其微的。于述强等人通过科学的方法对于抗震设计对于结构抗连续倒塌性的影响。主要采取的方法是建立模型进行分析。采用拆除构件法通进行实验的主要方法,这也是美国使用比较科学的方法。分别拆除了角柱,中柱,拆除内柱等,然后分析了模型的抗连续性倒塌能力。通过模型实验分析得到了科学的理论。一是地震作用存在较多的偶然因素在里面,但是有不同于偶然作用,存在较大的差别,所以抗震设计并不能够取代抗连续倒塌设计。二是虽然抗震设计不能够期待连续性倒塌设计,但是研究表明抗震设计对于抗连续倒塌能力有着极其重要的意义。在较小级别的抗震结构设计中对于结构抗连续倒塌能力没有一个明显的提高,但是当建筑的抗震级别高于8度时,抗震设计结构抗连续倒塌能力得到增强。 4结束语 建筑结构的抗震设计直接关系着人们在地震中能否粗生存,能否保全生命财产安全。根据地震的作用,建筑抗震设计有很多的标准和设计要点。同时,结构的抗震设计对于结构抗连续倒塌有一定的影响。虽然建筑的抗震设计和抗连续倒塌设计存在一定的相同点。但是不能够完全被取代,只是高度的结构抗震设计会提高建筑抗连续倒塌性能。充分证明建筑抗震设计对于建筑结构是有影响的。 作者:张培培 单位:江苏中城设计研究院有限公司 建筑抗震论文:抗震鉴定建筑抗震论文 1工程实例概况 原建筑竣工于1984年,按7度(0.15g)抗震设防,结构抗震设防类别为丙类。依据《建筑工程抗震设防分类标准》第4.0.3条规定,改造后的结构抗震设防类别为乙类。鉴于医院实际需求及《建筑抗震鉴定标准》第1.0.6条规定,该病房楼进行改造设计前需对原结构进行抗震鉴定,并确定其后续使用年限为40a。 2建筑现状调查 抗震鉴定前应进行建筑现状调查,包括搜集勘察、施工及竣工验收的相关原始资料;当资料不全时,应根据鉴定的需要进行补充实测。调查建筑现状与原始资料相符程度、施工质量和维护状况。 2.1原始资料调查 该住院楼岩土工程勘察报告、竣工图纸、竣工验收资料等原始资料均较齐全。 2.2外观质量检查 钢筋混凝土结构主要检查结构构件的裂缝及劣化程度等。经检查个别框架柱及剪力墙表面存在蜂窝、麻面现象;少数框架梁存在梁底钢筋锈蚀现象;个别屋面板板底存在碱蚀、露筋现象。结构构件未发现明显开裂、较大变形等严重结构性损坏现象。 2.3材料性能检测 建筑结构的材料性能是结构安全的基本保证。本工程混凝土强度采用超声-回弹综合法对混凝土抗压强度进行现场取样检测,检测混凝土强度摘录如表1所示。现场采用钢筋探测仪对部分梁、板、柱、剪力墙的钢筋配置、分布及混凝土保护层厚度进行检测,检测结果基本符合原图纸设计要求。 3抗震鉴定 3.1抗震鉴定原则 本工程属于B类建筑,应进行两级鉴定。 (1)第一级鉴定对现有房屋的宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价; (2)第二级鉴定:对现有房屋进行抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。(1)和(2)同时满足的建筑评定为满足抗震要求,可不进行加固处理;(1)满足而主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的95%、次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的90%,可不进行加固处理;(1)不满足而抗震承载力较高时,可通过构造影响系数进行综合抗震能力的评定;(1)和(2)均不满足要求时,应采取加固或其他相应措施。 3.2抗震等级确定 本工程使用功能为病房楼,根据《建筑工程抗震设防分类标准》第4.0.3条,二三级医院的门诊、医技、住院用房,抗震设防类别应划分为重点设防类(乙类)。依据现行《建筑抗震设计规范》第6.1.2条规定,本楼框架抗震等级为二级、剪力墙抗震等级为一级。依据现行《建筑抗震鉴定标准》第6.3.1条规定,框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。改造工程的抗震设防目标及抗震设防水准,按照安全、经济、合理的要求,结合其后续使用年限40年相协调,确定框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。 3.3场地、地基和基础 查阅原地勘报告,本楼建造于对抗震有利的地段,场地类别为II类,其地基主要受力范围内不存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土或严重不均匀土层。依据《建筑抗震鉴定标准》第4.1条、4.2条规定,可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定,同时也可不进行地基基础的抗震鉴定。 3.4抗震措施鉴定(第一级鉴定) 3.4.1结构高度 本工程结构总高26.90m,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.1.1条,7度框架-抗震墙结构适用的最大高度为120m的要求。 3.4.2房屋的结构体系 本工程为双向多跨框架-抗震墙结构,结构布置及框架梁、柱、剪力墙截面满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.2条房屋结构体系要求。本工程建筑平面形状为矩形,平面没有局部突出,立面没有局部缩进,均满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条房屋结构体系要求。楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%,且连续3层总的刚度降低小于50%,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条房屋结构体系要求。首层个别框架柱轴压比为0.98,不满足《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条框架-抗震墙柱(抗震等级三级)轴压比≤0.95的要求。 3.4.3混凝土强度等级 本工程混凝土强度实测结果,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.3条梁、柱、墙实际达到的混凝土强度等级不应低于C20要求。 3.4.4框架梁的配筋及构造 本工程框架梁纵向受拉钢筋的配筋率不大于2.5%;梁端截面的底面和顶面配筋量的比值不小于0.3;梁端箍筋实际加密区的长度大于梁截面高度的1.5倍,箍筋最小直径为8mm,满足要求。 3.4.5框架柱的配筋及构造 本工程框架柱实际纵向钢筋的总配筋率,框架中柱、边柱和角柱均大于1.0%,满足要求。柱箍筋加密区的箍筋间距为100mm,箍筋直径为φ8mm和φ10mm,满足要求。柱加密区箍筋肢距不大于200mm,且每隔1根纵向钢筋在2个方向均有箍筋约束,满足要求。 3.4.6框架节点优秀区构造 本工程框架节点优秀区内箍筋最大间距为100mm,最小直径为φ12mm,柱体积配箍率为1.6%~2.1%,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.6条要求。 3.4.7抗震墙的配筋及构造 本工程抗震墙墙板竖向、横向分布钢筋的配筋率约为0.628%,均大于0.25%,最大间距为150mm,最小直径φ12mm,满足要求。抗震墙边缘构件的配筋,纵向钢筋配筋率为1.2%~2.0%,箍筋直径均为φ10mm,间距均为100mm,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.7条要求。 3.4.8填充墙 本工程砌体填充墙在平面和竖向布置均匀对称,满足要求。砌体填充墙沿框架柱每隔500mm有2根φ6mm拉筋,拉筋伸入填充墙内长度700mm,满足三四级框架不应小于墙长的1/5且不小于700mm的要求。墙长度大于5m时,墙顶部与梁设有拉结措施,满足《建筑抗震鉴定标准》第6.3.9条要求。 3.5抗震承载力验算(第二级鉴定) 第二级鉴定是以抗震验算为主,结合构造影响进行综合评价。第二级鉴定可采用楼层综合抗震能力指数法与《建筑抗震设计规范》规定方法进行抗震计算分析。本工程采用中国建筑科学研究院编制的《PKPM混凝土结构鉴定加固》软件进行抗震承载力计算。在建立计算模型和选择计算方法时采取了如下处理。 1)在PKPM软件计算中,依据原设计施工图、本次改造建筑图,并结合现场调查结果,确定结构布置及荷载分布,建立计算空间计算模型 2)抗震计算的有关参数抗震设防烈度:7度;设计基本地震加速:0.15g;设计地震分组:第一组;设计特征周期值:0.30s;建筑场地类别:II类;地面粗糙类别:C类;框架抗震等级:三级;剪力墙抗震等级:二级。 3)梁柱节点重合部分,梁端简化为刚域。 4)考虑填充墙对于结构总体刚度的影响,计算时取周期折减系数为0.75。 5)根据第一级鉴定结果,体系影响系数取0.95。经计算首层个别框架柱抗剪不满足要求,首层、2层部分框架梁、板承载力不满足要求,3层、5层改造为设备机房位置楼板承载力不满足要求。 3.6抗震鉴定结论 1)个别框架柱轴压比不满足要求; 2)个别框架柱抗剪不满足要求; 3)部分框架梁承载力不满足要求; 4)部分楼板承载力不满足要求。 4抗震加固设计 4.1框架柱加固 轴压比不足的框架柱采用加大截面法进行加固处理。该方法是在框架柱构件表面凿毛和清洁处理后用钢筋混凝土围套,围套内的纵向受力钢筋由计算确定,并与原框架柱内纵向受力钢筋共同工作。采用加大截面法不仅提高框架柱的承载力,并且在一定程度上提高了结构的刚度。加大截面的尺寸一般在100mm左右,采用混凝土加大截面,浇筑时很难振捣密实,加固质量难以保证。本工程采用高强灌浆料代替混凝土,保证了混凝土的密实度。抗剪承载力不足的框架柱采用横向粘贴碳纤维的方法进行加固处理。框架柱粘贴环向碳纤维箍,缠绕3圈且搭接长度应超过200mm。碳纤维箍外侧抹厚度不小于25mm的高强度水泥砂浆,以满足防火及防护要求。框架柱顶部及底部设置4mm厚钢板封闭箍进行附加锚固。 4.2混凝土梁加固 混凝土梁采用型钢加固法。此方法适用于不允许增大构件截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。型钢加固法是在混凝土构件四周包以型钢,型钢与被加固梁之间用聚合物砂浆或结构胶等方法黏结。型钢表面抹厚度不小于25mm的高强度水泥砂浆(应加钢丝网防裂)作防护层,具体做法 4.3楼板加固 楼板采用粘贴碳纤维加固法。碳纤维复合材加固混凝土结构,主要是利用纤维抗拉的高强度、高弹性模量、高应变性能及利用改性环氧树脂类胶结材料,使碳纤维与混凝土结构产生良好的黏结性,加固补强原结构受拉纵向钢筋和受剪、抗扭箍筋的不足,从而提高结构抗弯、抗剪、抗扭承载力。该方法用高性能黏结剂将碳纤维布黏贴在楼板表面(纤维粘贴方向应平行于构件的主受力方向),使两者共同工作,提高楼板的抗弯承载力。为提高碳纤维布黏结加固耐久性,碳纤维表面采用压结钢片加射钉进行附加锚固,压结钢片长度宜为碳纤维布宽+60mm,射钉应不打穿碳纤维布。 5结语 1)抗震鉴定应根据结构形式、后续使用年限等因素,结合现场实测数据,采用逐级鉴定的方法,进行抗震性能分析。 2)抗震加固应综合分析建筑整体情况、现场检测结果、抗震鉴定结果,并结合建筑物的现状等,选择经济、合理、施工方便的加固方案。 作者:狄玉辉 康凯 何小燕 单位:中国中元国际工程有限公司 建筑抗震论文:民用建筑抗震论文 1民用建筑隔震结构的设计 由于建筑结构的复杂性,需要制定较为科学的隔震方案。一般来说,建筑结构的扭转效应非常重要。在考虑隔震装置的放置位置时要充分考虑到钢心和质心等相关要素,要严格保证二者的重合。为了减少扭转作用,需要将阻尼器放置在建筑物的周围,支座的位置较为灵活,对于标高也没有特殊的限制。如果遇到上下结构的强度不同的情况,就需要将支座放置在不同的标高位置,这样才能有效地增强隔震效果。需要注意的是,在隔震器的周围要预留一定的移动空间,因此,抗震的构造就具有较大的难度。但是每种隔震结构的型号不同,因此需要做到具体问题具体分析,根据实际情况来设置。 2橡胶隔震支座的性能 对于民用建筑的隔震装置来说,必须具备以下几种性能,否则其隔震效果就不是很明显。第一,隔震装置要承受多方的压力,不仅是建筑结构的上部,同时还有水平的应力以及竖向的负载。在承重这些压力之后不能发生较大的形变。第二,为了有效地减少建筑结构的自震性,必须要求隔震装置具有一定的刚度,减少层间剪力。第三,通常情况下建筑结构会发生位移现象,安装隔震装置要充分考虑到这一点。装置需要在减少建筑结构位移的前提下,降低振动的频率,进而达到隔震的效果。第四,需要对建筑隔震装置的支座加强重视,要尽量延长其使用寿命,通常情况下是50年左右。同时面对突发状况,支座也要具有一定的承受力。叠层橡胶支座的水平性能参数主要包括:水平极限变形能力和水平刚度。对于带有铅芯的支座还包括:等效粘滞阻尼比和屈服后水平刚度。国内外的大量试验表明,在保持恒定设计压应力时,出现水平剪切破坏时剪应变将超过400%,而剪应变小于350%时,叠层橡胶支座不会出现破坏。所以,《规范》规定:叠层橡胶支座在竖向平均压应力限值下的极限水平变位,应大于其橡胶层总厚度的3倍和有效直径的0.55倍两者中的较大值。叠层橡胶支座的水平刚度与支座的形状和橡胶的硬度有关,橡胶越硬,支座的水平刚度越大;支座越细长,水平刚度越小。设计人员应通过试验得到的“滞回曲线”确定支座的刚度。普通橡胶支座的滞回曲线所含的面积很小,说明其几乎不能消耗能量。铅芯橡胶支座的滞回曲线可等效为双线性模型。滞回环的丰满程度反映了屈服后的刚度大小,滞回环的面积大小反映了等效粘滞阻尼比的大小。 3隔震建筑的设计 3.1隔震装置设计 隔震装置是由普通叠层橡胶垫和特殊钢棒构成的阻尼器组成。建筑中各柱与基础间放入了14个叠层橡胶垫,隔震层平面内均匀布置了96个钢棒阻尼器。阻尼器是利用特殊钢棒进入弹塑性阶段后的耗能特性产生的阻尼。特殊钢棒贯穿钢板,在接触部位插入内藏滚珠轴承的转动支座,使其可以在水平方向有较大位移,并在垂直方向上容易滑动。上部的两块钢板与上部结构的底层楼板、下部的两块钢板与基础分别用螺栓固定。钢棒的布置以8根为一个单位,在对称位置每边六处共使用了96根。 3.2防护措施 3.2.1设计用地震波。设计用的地震波,其中人工地震波的做法是,家丁震级为8级,震中距为50km,输入水平各种波相同,弹性分析时,输入速度为25cm/s,弹塑性分析时为50cm/s。 3.2.2隔震装置。隔震装置在输入地震波计算时,分别取大震时固有周期的目标值为3s,等效粘性阻尼比的目标值为10%。 3.2.3上部结构的截面计算。采用基于长期应力和一次设计用剪力的地震应力,对上部结构的杆件进行容许应力设计。此时,以一次设计用剪力超过输入25cm/s的地震反应剪力。输入波为50cm/s时,以上部结构基本上不屈服为目标来进行设计。 3.2.4地震反应分析。隔振装置采用双线型恢复力模型:即标准叠合橡胶垫为弹性,钢棒为完全弹塑性,隔震结构整体为剪切多质点系模型。 4结论 本文主要通过对民用建筑抗震施工构造进行介绍,其中主要阐述了橡胶支座隔震结构的特点,以及其稳定的性能,并且对这种技术的应用情况进行简要介绍,同时提出了一些防护措施。在具体的建筑施工的过程中应该得以有效地应用,才能增强建筑的抗震性和结构的稳定性。 作者:罗皓 单位:天津市市政工程设计研究院 建筑抗震论文:设计高层混凝土住宅建筑抗震论文 1高层混凝土住宅建筑抗震结构设计要求 关于高层混凝土住宅建筑抗震结构设计,应该持续改进高层混凝土住宅结构的延展性,达到合理的刚度和强度要求,提升高层混凝土住宅建筑抗震结构的抗震能力。 2高层混凝土建筑抗震结构设计对策 2.1场地和地基的选择 关于高层建筑的抗震效果,地基的情况和场地状况较会产生直接的作用,也称为建筑抗震设计的基础。如何选择地基和场地,一定要详细清楚当地的地震活动状况,仔细勘查地质情况,并获取全方位的数据资料,从而可以有效的进行综合评价和研究,正确的评判当地的抗震设计等级。采用一切办法去规避不利于抗震设计的地方,如果不能规避的场地,我们要做针对性的处理。在选择高层建筑地基时,首选的是较高密实度的基土和岩石,将有利于提升建筑地基的抗震能力,切勿采用哪些不适合抗震的软性地基土。务必要采用合理的措施对达不到地震需求的地基进行改善和加固,从而让它满足抗震要求。 2.2建筑结构的规则性 为了实现可靠性的建筑,达到合理分布承载的力量需要,在设计建筑结构时,务必要达到建筑结构的规则性需要,尽量让抗侧力结构可以简单明了。对于建筑结构平面布置图,多选用比较规整的图形,主要是由于规则的图形能够确保建筑遇到何种情况时都能实现均匀分布的承载力。应该尽量规避一些复杂多变的建筑结构平面,那是由于不规则的图形便于引起建筑结构的钢心和质心间的错乱不堪。如果遭遇地震,钢心距离就会变大,刚性达不到要求,从而使得建筑物出现倒塌的结果。 2.3建筑结构材料的选取 高层建筑在遭遇地震时安全性能很大程度上都由于建筑结构材料来决定。现实中,高层建筑抗震结构设计的本质问题就是整合相应构件的延性,同时要做调和工作,最终目标是确保遭遇地震时建筑能够稳定安全。而对于钢筋来说,应该选择那些具备较好韧性的材料。关于垂直方向受力的钢筋,以HRB335级、HRB400级的热轧钢筋为准,箍筋则是采用热轧钢筋,型号为HPB235、HRB335、HRB40级。在选用建筑结构材料时,务必要充分了解材料抗震的要求。同时,还要考虑其中的造价和成本控制问题。所以说,选用建筑结构材料应该寻求抗震新性能和建筑成本平衡点,只有两者的协调统一,才能确保用最少的材料实现最好的抗震能力。 2.4隔震和消能减震设计 某些高层建筑需要非常严格的抗震要求,要满足一般的抗震效果,还必须实现消能、隔振的效果。所以,要达到上述目标,第一,正确选择地基和场地,首选那些较高密实度的地基,这样可以避免发生轻地震时其能量对建筑产生的损害,减少共振发生几率。建筑物不同,其隔振系数也是不一样的。所以说,在设计建筑结构的过程中,务必要根据实际情况来详细研究,选取适宜的隔震支座,还要综合分析风力产生的负荷作用。那些具有消能、隔振要求的建筑构件,延性好的材料是比较适合的,强度能够满足要求,能够确保建筑物受地震时减弱破坏。 2.5抗侧力体形的优化 在一般性构造的高楼中,刚超过柔,那些刚性结构方案的高楼,主体结构遭遇的损害少,如果发生地震时其结构变形也不大,围护墙、隔墙等非结构部件也会破坏较少,受到较好的保护。结构的超静定次数也会增强,遭遇地震时的塑性铰变大,耗费较多的地震能量。结构也会在强地震情况下更加具有承受力,而不至于倾倒。改观结构屈服机制,并确保结构出现损害时依据整体屈服机制工作,并不依靠楼层屈服机制。设计结构的原则是强压弱拉、强剪弱弯、强柱弱梁和强节弱杆。设计结构理应选择轴力小的水平杆件,成为关键的耗能杆件,尽量的产生弯曲耗能,确保实现构件的较强的耗能能力和不小的延性。 2.6常用的加固设计 要想能够较好的提升建筑结构的抗震能力,加固措施务必要结合建筑结构现实状况进行,选用加固方法务必要综合如下因素全面分析:如果结构设计出现误差和缺陷,就要结合现实问题来加固和增加构件,也可以采用较高抗震能力的构件作为替代品。如要提高整体刚度和承载力,可通过设置套箍、增大原截面和增加构件的方法来实现。多数建筑结构整体性连接不满足抗震的规范要求,应该有目的地调整结构,可以降低损害,分散地震力。为避免发生地震时引起破坏,应该对于那些同建筑结构无关紧要的构件进行加固处理。 3结语 依据现在抗震设计要求,高层建筑抗震结构设计应该提升设备和结构的关系,设计者要结合建筑工程抗震概念的相关知识,并融合自己的实践经验来正确判断,找到经济效果好、结构安全的平衡点,寻求方便易做的三步、二步设防的科学抗震设计方法,从而适应科技和经济的快速进步,达到人们的需要。 作者:李翠伟 单位:江西省赣州市华城建筑设计有限责任公司 建筑抗震论文:性能化工业建筑抗震论文 1抗震性能化设计的实例 1.1工程概况 本工程位于内蒙古乌海市乌达区经济开发区内,本单项为内蒙古东源科技有限公司年产72万吨/年电石项目3#配料站,工业建筑高度23.2m,该地区抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速0.2g,建筑物安全等级为二级,工业建筑物设防类别为标准设防类别,结构抗震等级为二级,设计使用年限为50年,建筑物场地类别为Ⅱ类,基本风压为0.75kN/m2,地面粗糙度为B类。本工程特殊之处在于全厂物料运输枢纽,连接三条钢栈桥,其中一条栈桥在19.1m层楼面处,10.000m-16.200m为石灰和碳材料仓,共约840m3,料仓的跨高比小于2.5,本结构层具有较大质量,收进约30%的情况下仍是下层质量的1.2倍。 1.2本工程超限情况 本工程超限情况如下: ①扭转不规则,在规定水平力下考虑偶然偏心Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.32。 ②竖向刚度不规则,局部收进水平尺寸大于相邻下一层的25%。综合判定属于特别不规则结构。 1.3抗震性能目标设定 由于本项目的超限情况和全厂的重要性,除按照规范的要求及目标进行计算和设计外,提出了基于性能的抗震设计。综合考虑抗震设防类别,场地条件和结构的特殊性,震后损失和修复的难易程度,确定结构的性能目标为D级。在多遇地震作用下结构能做到完好无损,不需修理即可继续使用(性能水准1级),在设防烈度地震作用下结构只有中等破坏,修复后可继续使用,(性能水准4),在预估的罕遇地震作用下,结构损坏比较严重,需排险大修,但不倒塌(性能水准5)。 1.4小震弹性计算结构及分析 小震弹性计算按照正常设计,采用整体建模,考虑偶然偏心,双向地震,扭转耦联,及施工模拟,在抗震规范规定的地震影响系数曲线下,多遇地震标准值作用下楼层最大水平位移与层高之比小于1/550。作用组合的效应设计值按照1.2(DL+0.8LL)+1.3SEhk组合下抗震承载力满足弹性。(本工程重力荷载代表值的可变荷载组合系数0.8)构件配筋无超筋现象,轴压比,梁混凝土的相对受压区高度均能符合我国规范要求。 1.5中震计算结构及分析 按照“中震可修”的原则:和本工程的特点。需要对中震作用下主要抗侧力构件的承载力进行复核,以便确定其能达到设定的性能指标。取其中一个关键构件验算内容及结果如下:由于结构已经进入弹塑性状态,采用pushover推覆分析法,验算在1.0D+0.8L+1.0SEhk工况下的受力情况,其中一个料仓下的框架柱验算正截面结果,其中材料强度取标准值。根据结果显示承载力满足设计要求。在设防地震标准值作用下,楼层最大水平位移与层高之比最大为1/170,也在规范要求3~4倍的[Δue]区间内,地震破坏等级可满足要求。 1.6大震计算结果及分析 按照性能化设计,罕遇地震作用下,按照弹塑性分析和SATWE软件对等效弹性计算,取结果较大值,关键构件的抗震承载力不屈服,允许较多竖向构件(40%)进入屈服阶段,关键构件的验算方法与中震验算方法相同,结果宜满足设计要求。性能水准5允许部分框架梁发生严重破坏,钢筋混凝土竖向构件的受剪截面应符合式VGE+V*EK燮0.15fckbh0。取其中一个关键构件进行斜截面承载力验算结果,其中材料强度取标准值。在预估的罕遇地震标准值作用下,楼层最大水平位移与层高之比最大为1/63,规范要求小于[Δup],在此范围内,表面结构整体不会倒塌。 1.7工程结论 综上所述,本工程通过性能设计及弹塑性时程分析,计算结果表明本工程各项指标达到预定的抗震性能目标,所选结构体系合理、安全、可靠,能满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计要求。 2结语 本文综合实例总结了复杂工业建筑性能化设计目标选取及实现方法。按照高规的规定可以比较全面地把握结构在各地震水准下的性态指标,确保不同抗震性能目标下结构的承载能力及延性需求。为其他建筑的抗震设计提供参考和借鉴。 作者:刘琪 单位:新疆化工设计研究院有限责任公司 建筑抗震论文:中小学建筑抗震论文 一、解决策略 (一)砖混结构的建筑较多,不利于建筑的稳固 砖混结构是一种较为传统的建筑结构,随着现代建筑技术的发展,砖混结构由于抗震性能较差已经逐渐被框架结构、剪力墙结构和框剪结构等所取代。但是,保定周边的一些学校在建设的过程中,出于各种各样的原因,依然采取了砖混结构,这导致在地震灾害发生时,由于建筑整体的稳定性较差,很容易发生坍塌,造成很大的损坏。同时,一些砖混结构的建筑在使用一定时间之后,容易发生裂缝,导致抗震安全性能降低。要想提升砖混结构建筑的抗震安全性,首先,采用抗震性能较高的钢结构和框架结构来构建学校校舍,保障学校师生的生命和财产安全。这样做虽然能够从根本上改善砖混结构抗震性能较差的弊端,但是所需资金较大,并且推倒再建耗时较长,需要大量的备用教室,难以大规模推广,各学校可以根据自身的情况进行相应的选择。其次,对砖混结构的建筑进行加固,提高砖混结构建筑的抗震性能。在具体的操作过程中,可以通过设置圈梁、加强建筑顶部混凝土的强度来提高中小学砖混建筑的抗震性,保障师生的生命安全。再次,通过增加构造柱的方式提高砖混结构建筑的抗震安全性。在砖混结构的建筑中增加混凝土构造柱是提高砖混结构建筑抗震安全性的重要策略,实践表明,增加了构造柱的砖混结构建筑相对于没有增加构造柱的砖混结构建筑抗震能力大大增强。因此,在进行砖混结构建筑加固的过程中,需要在合适的地方增加构造柱,并与圈梁相结合,从而使建筑物的抗震安全性获得有效地提升。最后,通过增加砖混结构建筑底层的抗震能力来使整个建筑物的抗震能力获得显著提升。在地震发生时,砖混结构建筑的底层受损较为严重,而底层一旦严重受损,整座建筑就会发生坍塌,因此,我们需要增强砖混结构建筑底层的抗震能力。可以通过增加底层承重墙体的面积来增加对地震的承受性,保障整个建筑的安全,同时还需要增加砂浆强度以减少地震时墙体在承受外力的状况下裂开的程度,从而达到提升抗震能力的目的。 (二)楼梯间的设置存在问题 楼梯间是发生地震时师生逃生的生命通道,但是,通过我们调查发现,保定地区的很多楼梯间的设置都存在问题,很多楼梯间都设置在建筑的端部,导致地震灾害发生楼梯间应力非常集中,建筑难以整体扭转,楼梯间承重较重极易坍塌等,阻碍了师生的逃生。[2]其次,楼梯间没有进行科学地加固。地震发生时一旦楼梯坍塌,逃生通道被堵。与楼梯间设置中存在的问题相对应,要想解决楼梯间设置中存在的问题,首先需要合理规划楼梯间的位置,将楼梯间设置于建筑中间,尽量避免设置于楼梯端部和拐角处,以平衡地震发生时建筑的整体受力,保障楼梯间的正常使用。其次,在具体的加固过程,一定要深刻认识到楼梯间的重要性和存在的短板,对楼梯间进行科学的加固,提高楼梯间的抗震性能。 (三)一些建筑建造和使用的时间较长,抗震性能较差 通过我们对保定周边的学校进行调查发现,一些中小学校的建筑建造和使用的时间较长,抗震性能较差,存在很大的安全隐患。首先,一些较老的建筑在建设初期,由于科技水平达不到等原因,所以本身抗震性能较差,难以抵御高震级地震的冲击。其次,一些建筑使用时间较长,加上在使用的过程中不注意合理及时的维修,导致抗震性能不断降低,甚至成为了危房,影响中小学师生的生命安全。我们要想解决建筑使用时间较长带来的抗震安全性下降的问题,首先需要对这些老旧建筑进行评估,可以继续使用的我们通过合理的加固改造,提高其抗震性能继续使用。其次,在使用过程中,提高警惕定期检查,出现问题要及时维修,绝不能让小问题任其发展成为大问题。最后,对一些改造价值不大的危房,为保证安全学校应该争取早日进行重建,及时消除隐患。 二、隔震技术的应用 隔震技术是指在建筑物上部结构与基础之间设置隔震层,阻止地震能量向上传递,从而达到减弱地震危害、提升建筑抗震性能的目的。我国在很久之前就开始了隔震技术的应用,主要是应用煮过的糯米和石灰来达到隔震的效果,在现代,隔震技术已经发展成熟并得到推广,我们一般使用橡胶支座作为隔震层,在建筑、桥梁各个领域的应用证明了隔震支座对提高建筑抗震性能效果非常显著。我们在中小学建筑的改造过程中,可以在适当的位置加放消能减震装置来很快的消耗地震传来的能量,减小地震造成的危害;在新建建筑中可以在基础上放入隔震层,使得建筑由刚性抗震转为柔性抗震,有效提升建筑的抗震性能。 三、结语 我们通过对中小学建筑的现状进行了调查,找出其中存在的各种问题,并且根据存在的问题提出相应的解决措施,促进中小学建筑抗震性能的提高。我们相信,中小学建筑在得到相关部门的重视并且进行合理的加固改造之后,建筑的抗震安全性能够获得大幅提升,中小学建筑的寿命和师生的生命财产安全得以保障。 作者:彭利华 单位:河北软件职业技术学院 建筑抗震论文:建筑设计中建筑抗震论文 1建筑设计融入抗震设计后应注意的细节 1.1建筑的平面布局设计 建筑的平面布局在建筑设计中占有很重要的位置,一个建筑拥有良好的平面布局该建筑的使用功能也必然很好,而且平面布局布置的是否合理对建筑的抗震性能也有着一定的影响。考虑建筑设计在抗震设计中的应用,第一步就是要保证建筑的刚性程度和建筑结构的质量,在布置上要求二者有着相互的对称性,避免结构受力产生严重的变形状况产生。抗震受力墙一定要与抗震结构相互协调,刚度较大的建筑空间楼板还有高强度电梯的安置尽可能的放在建筑的中心位置,防止建筑发生扭转效应。进行平面布局设计时,不能忽略建筑结构中抗侧移结构布局需要注意的因素,保证建筑的使用功能和建筑的抗震性能都不会受到任何不利的影响,使建筑的抗震设计能够完美的发挥出其技术的优良特点。 1.2建筑的纵向布局设计 纵向布局中包含的内容较少,主要包括建筑工程中外沿的高度设计,还有建筑结构的质量以及建筑物整体的刚度布置。无论建筑的使用功能是房屋建筑还是商业建筑,也不论建筑是高层建筑还是多层建筑,在纵向布局中都会涉及到这些问题。设计师再设计时要严格按照相应的设计规范,严格控制建筑物沿与建筑刚度的比值,对于结构中剪力墙的布置,要遵守两点:第一剪力墙的分布要十分均匀,第二点对于剪力墙的构建一定要贯穿整个建筑一直延伸到建筑的底部,一定要避免中间发生断裂的情况。 1.3建筑的整体布局设计 建筑的整体布局设计,主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中,要使建筑平面和建筑空间在形状上,既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等,这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中,要避免凹凸行的设计,这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑,就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能,与建筑抗震设计结构结合到一起。例如:南昌绿地紫峰大厦,该建筑的高位268m,其框架是优秀筒结构,对该建筑的抗震设计,在建筑三分之二处,东西里面内凹,其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想,并对建筑结构进行小震下的反谱计算,以及中震弹性复核。 2建筑设计过程中应重视的抗震设计问题 2.1建筑物屋顶抗震设计 屋顶太高或太重,是目前建筑设计最主要的问题。屋顶过高或者过重,会加重地震的作用,导致建筑变形,对建筑物自身的抗震能力有所制约。建筑屋顶的重心和建筑底部的重心不在一条线上,那么就会导致建筑抗侧力不能连续,从而加剧建筑的扭转效应,制约建筑的抗震水平。所以,设计师在进行设计的时候,一定要避免屋顶超高超重的现象,使得整个建筑的结构与刚度均匀的分布下来,让屋顶与建筑的重心保持在同一条线上。如果建筑物的屋顶设计的过高,那么就一定要保证建筑具有良好的抗震稳固性,降低建筑扭转效应。 2.2设计限值控制 相关文件规定,在建筑设计过程中,要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中,有的建筑高度超标,有的建筑层数超标,有的建筑高度没有超标,但是其宽度超标。这些超标,都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患,特别是一些高度和宽度超标的建筑,因此,在建筑设计中,只要完全融合建筑抗震设计,就能够有效的进行限值控制。例如:防裂度为8的时候,粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m,建筑的层数一不能超过6层;底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m,层数保持在5层以内;建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候,其高度要保持在45m以下,而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。 3结论 综上所述,建筑设计与抗震设计相融合是必然的,如何使两种设计相协调也是建筑设计中需要考虑的重要问题。可以说二者是相辅相成的,良好的抗震设计是完全可以将结构和设计完美的融合在一起的,也只有通过这样才能保证建筑以建筑的抗震技术为基准点完成相应的建筑设计。抗震设计对于建筑设计有着十分重要的影响,不仅仅可以使得建筑具有良好的稳定性,同时能够将建筑设计的有效应用在抗震设计中完美的发挥出来。 作者:孙作芹 单位:黑龙江省建设集团建筑设计研究院有限公司
建筑工程材料论文:材料价格视角下建筑工程论文 一、材料价格的构成和分类 1.1材料价格的构成 所谓的材料价格在广义上来讲是指建筑工程所需要的成品、半成品从供应商到建筑工程施工地或者施工仓库的综合平均费用。一般来讲,材料价格是由四个方面构成的即:材料供应价、材料运杂费、运输损耗费、采购及保管费。与此同时,如果这四项中的任何一项材料被附加了检验试验费,要将这项费用记入材料价格,并且在记录形式上,要进行单独的立项。 1.2材料价格的分类 材料价格根据其使用的范围可以分为两类:一类是地区材料价格;另一种为针对某项工程的材料价格。第一类地区材料价格,很明显指的是根据地区、或者建筑区域来进行编制的,很显然,这种分类方法能够为其它工程的材料价格提供一定的参考。而第二类,针对某项工程的材料价格,则是以某个具体的工程为依据,因而,与其它工程的材料价格没有可比性。这两种材料价格的分类不同,但事实上,材料价格的组成和确定方法却是一样的。之所以使用两类不同的材料价格分类,其材料价格不同主要是因为由于我国地域辽阔,产地、所需的材料、以及材料规格有所不同。 二、材料价格的编制依据和确定方法 由上述可知,无论是材料价格的构成方面,还是材料价格的分类方面都是比较复杂的。然而,也正是这些复杂性使得建筑工程领域的专业人士在材料价格的编制和确定方法方面面临着各种多方面的困难。本文在此对材料价格的编制和确定方法进行了一定的研究,希望能够为材料价格方面研究的提高献计献策。 2.1材料消耗量 就笔者看来,研究材料价格编制的依据和确定方法首先应该考虑的就是材料的消耗量。这是由于在建筑工程的材料价格中,材料的消耗量是不确定的,也是最不容易估量的。而所谓的材料消耗量主要包括三个部分:构成实体材料净用的材料数量、施工场内运输和操作过程不可避免的损耗量。现有的对消耗量确定方法的研究有很多种类,如实验室实验、现场统计等等,但其中比较常用的一种是理论计算法,该理论计算法通过利用数学公式,对材料消耗量进行严格的计算,因而较之于其他的方法来讲,更具有精确性。 2.2材料基准价格 (1)材料原价即材料的出厂价,一般指没有经过商品流转领域的生产厂出厂价格或商店的批发牌价。 供应价是生产厂家出厂至商品流转领域后的价格,其中包括了供销部门的手续费和包装费,这两项费用未必会发生。其中包装费是为了便于材料运输、减少运输损坏以及保护材料进行包装所需的费用。 (2)材料运杂费指材料来源地起,运至施工地仓库或堆放场地,全部运输过程中所支出的一切费用。 包含外埠中转运输过程中所发生的车、船运输费、调车费、驳船费、装卸费和附加工作费等。一般分二个步距:第一次运杂费和第二次运杂费,并根据相关主管部门规定的运价规定和有关规定计算。建筑工程上用的主要材料一般按重量来计算运输费。 (3)运输损耗。 建筑工程的材料由于数量大、形式多样,所以,在运输的过程中,难免会出现运输上的损耗。比较大型的建筑材料损耗比较小,而小一点的,特别是散装类的材料,例如沙子,瓷砖等都会产生很大的损耗,由于损耗的费用可能比较大,所以,必须加以重视。 (4)材料采购及保管费。 材料采购以及保管费也是材料基准价格的重要组成部分。这部分的费用主要包括建筑领域相关部门在采供、保管等方面所需的费用。材料采购及保管费的确定方法是比较复杂的,需要按照材料原价、运杂费、运输损耗费三者之和乘以采购及保管费费率进行计算。 2.3检验试验费 除了上述的材料消耗量、材料基准价格外,在建筑工程中材料价格的组成和确定方法还应该考虑的一个重要因素就是检验试验费。由于建筑工程在施工的过程中所涉及的方面比较多,所以无论是在建筑材料、安装物,还是在构件方面都需要进行一定程度上的检测。但是检验试验费不包括对新结构、新材料的试验费用。材料价格的编制和确定方法是一项十分复杂的研究,以上也仅仅只是对材料价格方面粗略的研究。然而,仅仅凭借这些来提高建筑工程领域在材料价格组成和确定方法方面的提高是远远不够的。因此,对于材料价格的研究还需要建筑工程领域专业人士进行进一步的研究和分析。 三、结语 综上所述,材料价格的编制和确定方法对于建筑工程领域的发展有着十分重要的作用。然而,材料价格的组成和确定方法涉及的方面很多,是一项难度系数较高的课题,再加之我国建筑工程领域在材料价格组成和确定方法方面的研究还没有达到一定的深度和广度,所以,无论是给当下的研究,还是对于材料价格在建筑工程方面的应用来讲都是不利的。因此,在今后的建筑工程领域的发展中,材料价格方面的专业人士应该加强对价格组成和确定方法方面的研究,并且要从组成的多个部分,确定方法的多个角度进行分析,从而研究出更适合于当下建筑工程领域发展的材料价格组成和确定方法,进而促进建筑工程领域又快又好的发展和进步。 作者:刘爱芝 单位:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司 建筑工程材料论文:建筑材料与建筑工程论文 1.关于建筑钢结构材料的检查 1.1关于钢结构材料的性能 一些材料在进行性能判断时,应该按照各项相关的指标进行有效的评估以及判定,在对检出材料性能进行判定的过程中,应该对其数据进行采集,并且作为主要的参考依据。例如:钢结构在生产过程中的时间以及年限、产品说明书以及牌号等。由于钢结构自身在建筑上具有庞大的市场,并且还具有着自身所具有的性能优势,因此在建筑工程这有着强大的生命力。针对钢结构体系而言,不仅制造的过程中具有工场化,并且其施工的工期相对来说也比较短,没有建筑垃圾以及污染,在一定程度上是建筑市场发展的主要趋势。由于钢结构深度不断的发展,一定会在民用建筑中得到广泛的使用和推广。 1.2关于水泥材料的性能 针对水泥产品而言,它在一定程度上是建筑工程建设过程中比较重要的一项材料,水泥产品质量的好坏对建筑工程的载体质量有着直接的影响,对人们的生命安全也有着一定的联系。为了对水泥的施工性能进行有效的保证,水泥调和水在一定程度上都会多余水泥水化水量的一到二倍,这多出的水分会在水泥运过程中渗透到混凝土的表面,这就是水泥的的泌水性,但是抗渗性主要指的就是构件抵抗水渗透的作用。 1.3关于砂的性能 砂的细度模数将会对其颗粒的精细程度进行有效的反映,然而细度模数并不能够反映出级配的情况,在对混凝土进行配置的过程中,必须要对砂的细度模式进行考虑,对于强度比较高的混凝土应该要选用中砂,然而细度模式大概是在二点六左右。砂的坚固性对于一些存在着抗冲击和耐磨要求混凝土的砂,其循环之后的损失率不可以超过百分之八。砂中的最大杂质含量以及对于具有着抗渗和抗冻要求混凝土用砂,其含泥量不可以超过百分之三,泥块不可以超过百分之一。要是砂中含有着硫化物以及盐酸盐,对其进行耐久性的测试,以此来满足在以后当中的使用。 2.关于建筑钢结构材料的有关检查标准以及方法 2.1关于钢结构材料的检查方法 对于我国强制性的钢结构材料的检查标准,对于钢结构材料的检测主要是有以下几种方法:钢结构材料在性能方面的检测,首先要对钢结构材料在强度性能方面的检测,对于检测机械侧力度的盘指针进行调节,使其能够对准在零点的位置上,并且要对副指针进行波动,从而能够和主指针进行重合。把需要检测的试件放置到试验机的夹头之内,进而启动试验机来对其进行拉伸处理,在进行拉伸的过程中,测试的力度停止转动的时候变为恒定的荷载,或者不计初始时候的最小荷载。向试件不断加力一直到拉断位置,进而读出测力盘上面最大的荷载,变为抗拉极限的荷载。强度比较高的构件性能比较安全,并且高强度的钢筋对于建筑的承载力也比较强。其次就是在钢筋的性能方面,钢筋的变形程度是钢筋延伸性的体现,并且和强度有着一样的地位。对以往建筑施工原因调查可知,由于钢筋延展性的不足,进而导致建筑出现断裂。对其主要的检测方法就是把已经拉断的试件两端对齐,使其轴线的位置能够处在一条直线上。如果是因为拉断处各种原因所形成的缝隙,那么分析应该处在试件被拉断之后标记部分的长度之内,如果是处在短处那么采用卡尺直接测量被拉长的长度,如果实际标距处出现断裂,那么则表示试验结果无效,应该对其进行重新的试验。最后,在对钢材料的弯曲性能进行检测,钢材料的力学稳定性也体现在钢筋的弯曲线方面,因此,弯曲试验主要是检测钢材料弯曲性的检查方法。冷弯试验主要是把钢筋试验规定的直径弯心上弯到九十度进行检测,如果没有裂缝和断裂等现象的出现,这表明钢材料的质量比较好,这种方法也能够检测钢筋焊接接头的质量。 2.2关于水泥的检查办法 在选择试验之前,必须要把负压筛放到圆柱体的筛座上面,并且要将筛盖进行盖上,之后在接上物理电源,与此同时还要对电子控制系统进行检查,并且将负压调至到四千帕到六千帕之间。之后在对样品进行取出放置到负压筛当中,然后盖上盖子,启动筛析仪器,运转两分钟的时间,在这期间要是需要中途加入试验,那么应该将已经准备好的式样附着到筛盖上面,并且还要对其进行轻轻敲击,从而使其能够完全落入到负压当中。 2.3关于砂的检查办法 选择称取烘干的试验五百克,将其放入到根据筛孔大小配料的套筛上面,然而将其晃动,在十分钟之后取出,再根据筛孔从大到小的顺序进行筛选,之后放置到干净的浅盘上面进行手动筛选,直到每分钟所筛出来的量低于试样的百分之零点一的位置,然后在通过颗粒并入到下一只的筛子中,根据顺序来进行,一直到全部筛完。 3.总结 随着建筑材料的不断发展,进而促进了建筑行业的快速发展,在建筑过程中,材料不仅仅具有着重要的地位,同时也对建筑质量的好与坏有着直接的影响。为了能够保证建筑行业可持续发展,必须要对材料进行加强检测,以此来提高建筑工程的安全,同时要对建筑材料检测的管理人员进行加强管理,并且建立起有关的监测标准,以此来保证建筑材料的质量。 作者:乔培 单位:河北汇发装饰有限公司 建筑工程材料论文:我国建筑工程材料管理论文 一、建筑企业在项目管理中存在的问题 1、施工现场材料管理中存在的问题 很多建筑企业由于管理不严格,施工现场的管理混乱,规章制度不执行,施工时没有计划,施工过程没有标准;施工人员纪律松驰,生产效率低;各种材料、工具、设备没有专门的管理人员,或者管理程度松懈,乱丢乱发,浪费惊人,施工现场环境比较杂乱、脏等。其原因主要表现在以下几个方面: ①建筑企业的重视程度不够,材料管理人员没有经过专业的培训,其专业素质和水平较低,对系统的工作程序不熟愁,根本不能适应企业内部管理的实际需要。 ②材料采购过程中有暗箱操作情况,导致整个预算成本提高,更有一些企业的使用材料出现了假冒伪劣产品。 ③材料的储存保管的过程中,没有专门的管理人员进行管理,或者管理不到位,材料的堆放不科学,也没有明显的管理章程,对材料的存放环境不太重视,直接忽视防火、防潮、防盗等安全规范,所以浪费现像比较严重,影响了施工周期,提升了成本。 2、工程材料在采购的过程中存在的问题 许多企业在采购材料时,根本没有做前期的预算,只有一个采购的意识,没有详细计划,材料管理人员,直接根据施工招投标文件、合同以及施工图等对整个项目工程所需的主要材料在技术人员的配合下按当期市场的行情进行大致的估算,从而导致预算成本放大。还有一些在未签定订购合同或者签订的合同过于随意和简单。在材料验收的时候,管理人员把关不严,现场收验人员因为许多因素而怠于查验,致使材料数量不够或者质量不符合规定之要求。更有甚者,在材料运往施工现场的过程中,将材料变卖等问题。 3、工程材料管理方面中存在的问题 大部份企业没有制订消耗定额,现场管理人员在没有经过技术部门或者相关部门的同意之下,随意的领取材料。还有就是对周围转材料及低值易耗品等一次性出帐,过后便不再注意。领料人员领取材料过后,出现严重浪费或者私下变卖等问题。企业领导与材料人员串通一气虚开发票将一些财经制度不准报销的东西通过材料出帐,甚至开具没有任何实物内容的发票从材料出帐。 4、材料在存放管理中存在的问题 在很多材料的保存过程中,根本不材料环境条件。直接将材料乱放,也没有明显标示,也没有意识防火、防盗、防潮等安全措施。更没有材料的生产厂家、日期、型号、规格等。同样,在管理的时候没有登记材料收发台帐,没有做好收发记录。严重时,还有管理人员与采购人员出具假入库单,与采购员共同实施违法活动,或者与领料人员合谋将库存的材料领出变卖。还有采购人员故意多方面难为供货方,以索取好处。 5、材料核算环节存在的问题 很多企业内部的工作人员,只注重财务核算的材料帐与材料部门的台帐核对情况是相符,而忽略了实地盘点。怠于按责任成本控制方法对材料按责任中心进行核算。财务人员在材料核算时发现问题,在追查时,不仅遇到一些材料人员的消极或者故意对抗,从而遭到上级的阻拦,导致整个成本上升。 二、建筑施工企业材料管理的应对措施 为解决以上问题,企业在进行材料的管理时,应该加强监管力度,消除管理盲区,提高施工企业的整体队伍素质。作为施工企业,在施工之前,应该对项目工程所需要材料进行货源的研究与调查,多方面收集供货信息,寻找货与价的最佳结合点,根据施工组织设计与相关计算实际需要的材料与设备总量,编制好需要计划。而在施工的过程中,做好旬、月之计划,充分考虑资金的合理运转与现场实际管理水平,根据现场需要合理的安排施工所需要的机械。尤其是要注意材料的保管,防止出现因为环境素质而出现材料的变质等问题。严格缩小浪费现场。并且制定合一的材料采购、保管制度,建立材料价信息中心与材料价格监管机制,更要提高采购人员与管理人员的自身素质与业务水平,减少工程成本,提高企业利润。1、采购与预算阶段 ①渗透建筑工程材料相关的法规条文 国家有明确的法律法规对建筑工程材料的采购与使用进行规范化,且明确指出,工程项目部门应及时的对施工工地上的各种材料、设备进行登记与记录,并且正确的填写《建设工程材料采购验收使用综合台帐》,同时还需相关单位的签字证明,方能进场。比如,对钢材、水泥、商品混凝土、胶合板等,这些建筑材料在《建设工程质量管理条例》中都有明确的规定与管理办法。 ②实时掌握市场行情,合理降低材料成本 如何做到采购性价比最优化,这就需要单位在购买材料时,要确保所购买的材料,既是高质量,也是价格相对较低的。这就需要购买材料之前,采购部门成立市场信息收集小组,可对市场上不同产地、时期、型号、质量的材料信息进行分析,以确保最少的资金尽可能的够买到最佳性价比的材料。从而降低材料购买成本。 ③就近取材 在建筑企业对材料的核算工作中,若购买材料所需的人工费用以及运输费都是要计入企业材料采购中的,也就是说过多的运输费用就会使采购的成本增加。反之,节约运输费用就可以降低不少采购材料之成本。倘若想减少材料采购成本,则需要减少运费是必不可少的。因此,在选购材料时,需要了解供货方的交通状况,若是质量同优,则应该就近取材,减少运输费用,降低采购成本。 2、储存、发放阶段 ①专门库房,妥善存放 我们知道建筑材料大多与自然环境因素会发生化学反应,许多材料与材料之间也会发生反应。因此,在储存与管理材料的时候,应该将不同类的建筑材料存放在专有的存放点。为了减少材料存放的损失,也便于管理与取材,一定将设立不同的存放点,存放同类的材料。 ②材料标识,分类存放 建筑材料都需要存放材料的时候,一定要区分不同型号的材料,以满足不同建筑结构对于不同型号的材料需求,将材料的形状、原材料、材料的类型标明存放。在建筑建设过程之中,不同结构一定要选取不同的型号材料进行施工,这就需要材料在存放的时候要根据不同型号的同一种材料进行区分标明存放,防治施工时误用材料状况的出现。确何建筑物建设的质量。 ③推陈储新,先进先出 在材料发放的过程之中,要遵循先进先出,推陈储新的基本原则,其目的就是避免由于领用不当造成的旧货长时间囤积以至不能在优质期内使用的现象的出现。同时,项目部在领用材料时必须由项目施工人员开签限额材料领用单,根据不同的使用需求,凭领料小票多次发放,最后对于破损的材料,在发放时材料分发员要注意验交,同时,领用方应该在领用凭证上签字领取。 3、施工队段 在施工阶段的时候,材料管理工作要从如下几个方面抓起,严格执行,控制安全、材料、以及建筑工程整体质量。 ①履行供应合同,保证施工之需要 ②合理安排材料与设备进场,作好现场材料验收 ③加强日常清查记录,减少材料损失与浪费 ④掌握施工进程,及时调整材料供给,满足施工需要 ⑤综合使用,尽可能的变废为宝 如,材料在使用过程中产生的钢筋头,经加工可制作双层钢筋用的马凳及预埋件等,砂砾可做散水或非工程部位用料平整场地等,木材边皮板可用于临时设施等。另外材料包装品要尽可能的周转使用,如水泥包装袋、桶装的油品、贵重物品的包装物等。从工程细部抓好综合利用,达到“双增双节”向管理要效益的目的。 建筑工程材料论文:材料质量控制建筑工程论文 1影响常用建筑材料质量的几个因素 对于材料的供应缺乏计划性,需要临时添加材料保证施工进度,导致临时添加的材料质量检测不全面。在建筑材料的日常管理方面不够规范,没有按照型号和规格分类存放,并且防护措施不到位,导致存放期间发生锈蚀、变质等现象,对于材料自身的性能有所影响,从而影响到建筑工程的质量。对于有些建筑材料需要对其进行定期检测,但是在实际施工中,经常出现漏检现象,比如在水泥存放超过三个月时,没有对其性能指标进行检测,导致变质的水泥应用于工程建设中,存在严重的质量隐患。对于施工中需要使用的钢筋,由于焊接的工艺水平较低,并且对焊接质量没有进行严格的检测和控制,导致钢筋的力学性能下降,必然影响到工程的质量。建筑材料半成品只有在达到规范的强度要求时才可以应用,但是很多的半成品构件在没有达到强度标准时,没有经过质量检测就直接应用于施工,导致工程质量事故的发生。 2建筑材料的质量检测 2.1试验检测项目在建筑行业,由于其材料种类较多,这就需要针对材料相关的规范要求来对其进行检测,确保检测项目在相关的要求下进行。目前我国建筑工程施工中,较常使用的材料主要有水泥、钢筋和砂石料等,这就需要根据材料的不同采取不同的检测。如需要对水泥的安定性、强度和凝结时间进行相应的检测,而对于钢材则需要在检测过程中对其抗拉强度、冷弯及焊接质量等方面进行严格的检测,对于砂石则需要对其强度、组配及坚固性等进行检测,混凝土则主要是针对抗压强度、和易性和塌落度而进行检测。 2.2试样的采取采样是建筑材料质量检测的关键程序,采样是否规范对于质量检测的结果有很大的影响。采样就是在建筑材料中,均匀的抽取一定数量的样本,样本需要具有代表性,严禁为了应付检测而特意制作样本。根据相关的规定要求,在样本采集的数量、范围以及部位方面都要严格按照规范标准执行,以降低检测的误差,提高检测结果的准确性。 2.3试验误差在对材料进行检测的过程中,有很多的因素会影响到检测的结果,如果检测环境的温湿度不符合规范要求的标准,检测的仪器没有及时校准,检测人员没有严格按照规范要求操作等等,都会引起试验误差。其中有些误差是无法消除的,但是可以通过适当的方法降低误差的范围,提高检测的准确度。在材料检测的过程中,一定要对检测材料的性能进行充分的了解,然后确定采用什么样的方法,当达到什么程度时才可以符合标准。对检测人员要有较高的要求,不仅要有较强的专业业务知识,同时还要有严谨的工作态度,严格按照规范的标准执行,严禁随意更改试验流程,确保试验结果的准确性。 2.4数据处理有时候,同一组试件的试验结果数据离散性比较大,为了保证试验结果的准确性,应该对一些材料的试验结果数据进行适当的处理。比如进行水泥胶砂强度抗折试验时,若其中一个试件的强度值超过了平均值的10%,那么就应该剔除该数据,而直接将另外两个的强度值的平均值作为试验结果。另外,混凝土及砂浆的抗压强度平均值都有各自的计算方法,而并非简单的将数据相加完事。计算得到的结果,尾数应该按照四舍五入单双法进位,其位数也必须满足要求。通常情况下试验结果会与预期的结果在数据上存在着一定的差距,而且同一试件的各项指标也存在着矛盾的地方,所以需要针对存在的结果来认真进行分析,及时查明原因并对其进行重新检测,确保数据结果的准确性。 3质量的控制措施 3.1材料进场检查建筑材料的进场检查是确保材料质量的重要环节,是对材料的质量进行检验的首道程序。首先,建筑材料必须具备质量合格证书,并且相关的材料要齐全。然后由监理工程师对材料的质量进行抽样检查,严格按照试验标准执行,如果发现不合格产品,一律不得进场。对于实行生产许可证和安全认证的制度的产品,应该具有许可证编号及安全认证标志。在材料选购前应该复核检查其生产许可证及安全认证标志的原件,以防假冒伪劣。当建筑材料到达施工现场后,应该检查其规格、型号、性能指标、数量、产地、外观质量等是否与采购合同要求及样品一致,若有偏差,则要求返回。对于重要的材料、设备,需要特别关注的产品,应该派人到生产现场进行监督、控制。比如采用商品混凝土,就必须派技术人员到商品砼厂内进行监督其生产过程,监督其是否按照配合比设计要求进行配料;检查其水泥、砂石材料是否符合要求;检查其搅拌时间是否符合要求等,确保混凝土的拌合质量。但是,这也是施工单位比较容易忽视的,从而造成材料的质量得不到很好的控制,甚至对工程建设造成不利影响。 3.2强制性检测为了确保建筑工程的质量,确保结构的安全性,防止质量通病的产生,严禁任何的不合格材料用于工程建设。根据设计及国家、行业规范要求以及地方主管部门的规定,需要进行项目检测。常规检测项目有:主体结构(梁、板、柱)砼标号及钢筋数量检测,竣工后房屋空气质量状况检测,钢筋抽样检测,混凝土试块检测,加气块两项性能(外观质量及强度)检测(非必检测项目),瓷砖性能检测,铝合金门窗三性检测等,这些项目都是强制性要求必须检测的项目。 4结束语 在建筑业快速发展的带动下,建筑材料市场发展的异常迅速,出现了大量的生产厂家。由于建筑材料的种类繁多,规格不一,所以为质量监管带来了很大的难度,大量假冒伪劣材料流入市场,为建筑材料的质量控制工作提高了难度。为了确保建筑材料的质量符合标准,应该建立完善的材料质量管理体系,提高检测的技术水平,并且严格按照业务流程执行。对于建筑材料的质量控制应该贯穿于整个工程的始末,加强对材料的监督管理,为建筑工程的整体质量创造有利的条件。 作者:郭海波单位:昌黎县建筑工程质量检测站 建筑工程材料论文:基于绿色原材料的建筑工程论文 1绿色建筑原材料 随着经济的快速发展,人们的生活质量越来越高,人们对建筑材料提出了健康、安全、环保的要求,绿色建筑材料的研发极利于环境保护和人体健康;据统计,在每年的环境污染比例中,固体废弃物污染占50%以上,利用清洁的生产技术可以将这些固体废弃物生产成绿色建筑材料,这为绿色建筑材料的使用提供了良好的基础。在经济快速发展的时代,各种资源消耗量越来越多,而地球上的资源是有限的,因此,实现资源的可持续利用显得十分重要,绿色建筑材料不仅能有效地节省资源、变废为宝,还能是建设资源循环型社会的重要措施,因此,加强绿色建筑材料的利用有十分重要的意义。 2绿色建筑原材料的特点 和传统的建筑材料相比较,绿色建筑材料的最大特点是能改善建筑材料对环境造成的污染,绿色建筑材料能减少资源和能源的消耗,降低温室效应和臭氧层的破坏现象,并且绿色建筑材料具有易回收、循环利用的特点,绿色建筑材料的基本特点可以分为以下几点: (1)低能耗。 绿色建筑材料是利用科学的方法进行生产的,改善了传统生产技术的不足,提高了能源的利用率,减少了材料生产过程中的能源消耗; (2)低消耗。 绿色建筑材料的生产原材料是垃圾、废渣等固体废弃物,在很大程度上减少了天然资源的消耗; (3)无污染。 绿色建筑材料在生产研发过程中,都是采用绿色环保的物质,不会添加任何有害物质,也不会产生任何有污物的物质; (4)多功能。 绿色建筑材料具有安全性强、耐久度强、节能环保、有利于人体健康等多种功能,不但能改变生态环境,还能极大的提高人们的生活质量。 3绿色建筑原材料的应用 3.1绿色建筑材料的发展现状 3.1.1废弃植物纤维材料 废弃植物纤维主要指农作物秸秆、废弃木质材料等,是一种多用途可再生生物资源,我国是一个农业大国,可用的农作物秸秆资源十分丰富,以秸秆等植物纤维为原材料制成的废弃植物纤维材料,其生产过过程简单,不会污染环境。废弃植物纤维材料本身具有一定的局限性,目前,还不能用于两层以上的建筑物,但能广泛应用在私人住宅、小型公共建筑物中。 3.1.2石膏材料 石膏类建筑材料的煅烧能耗十分低,仅为石灰能耗的三分之一,使用石膏建材能极大的节省能源的消耗,同时石膏建材比混凝土、实心砖更节省材料,石膏建材还可以循环使用,不会产生建筑垃圾。 3.1.3泡沫玻璃 泡沫玻璃具有保温、隔音、隔潮、阻燃、环保等多种特性,其生产原料是废弃的各种瓶罐玻璃碎块,在生产过程中不会产生三废,具有良好的环保效益,泡沫玻璃的重量轻、抗压强度高、耐火性强、导热率低、抗渗防水能力强,能代替砖块当屋面、墙体的施工材料。 3.2绿色建筑材料的应用 3.2.1绿色建筑材料在建筑门窗中的应用 据统计,我国的建筑能耗占总能耗的28%,要想建设节约低耗型社会,就必须加大绿色建筑的推广力度。目前,我国建筑门窗大部分是钢质门窗、木质门窗、铝质门窗,这些材质的门窗不仅能源消耗量大,循环利用率低,还没有良好的保温隔热作用,相对于这三种材料制成的门窗,塑料门窗则具有良好的保温隔热效果,并且可以循环利用,因此,可以当做绿色建筑材料。在传统的建筑门窗上,经常会安装玻璃,随着科技的不断进步,已经生产出一种能代替玻璃的透明混合物,这种材料的能耗很低,一般情况下,煅烧玻璃要在1400°-1600°下进行,这需要消耗大量的能源,而生产这种材料的过程中,则不需要消耗很多能源。并且这种材料能过滤红外线,这对室内温度的控制有很大的帮助,同时还能减少人们对空调等电器的依赖。 3.2.2绿色建筑材料在建筑结构中的应用 在建筑施工过程中,可以使用的建筑材料有很多,但施工单位在选择建筑材料时,要考虑到材料的回收和循环使用问题。砖石材料是建筑工程的重要材料之一,现代砖石材料是利用工业废渣和当地的材料生产而成的,具有强度高、质量轻、功能多、尺寸大等特点,这种材料虽然价格比较便宜,但在应用过程中,回收和循环利用率很低。目前,我国已经研发出轻质墙体材料,如石膏建材,这种材料在生产加工过程中,不需要很多能源,并且生产工艺十分简单,石膏建材重量比较轻、耐火性强,在长期使用过程中不会释放有毒有害气体,还能调节空气湿度,是一种良好的绿色建筑材料。 3.2.3绿色建筑材料在住宅室内装修中的应用 随着建筑工程的快速发展,住宅室内装修产业也得到了飞速的发展,各种室内装饰材料的消费也越来越多,但如果装饰材料的质量不合格,就会对室内空气造成污染,甚至会对人体健康造成影响,因此,在住宅室内装修中采用绿色建筑材料有十分重要的作用。目前,我国生产出来的绿色装修材料有生物乳胶漆、水性氟碳漆等,这些材料不会释放出有毒有害气体,能为人体的健康提供保障。 4总结 绿色建筑材料的应用对节约型社会的构建有十分重要的意义,因此,建筑单位在进行建筑施工时,要根据实际情况,选择合理的绿色建筑材料,有效地减少能源消耗和资源浪费,提高环境保护质量,从而为人们提供一个无污染、无毒害、安全、健康的居住环境。 作者:鲍润彪单位:江西庭华建筑工程有限公司 建筑工程材料论文:建筑工程材料质量管理论文 1建筑工程试验检测工作概述 试验检测工作的具体实施时间包括工程项目建设中及工程项目验收前期的试验检测工作,做好验收前期的试验检测工作,对工程项目验收起到积极作用。试验检测工作效果的落实,必须体现出检测工作的科学性、公正性,从而保证试验检测工作质量。 1.1建筑工程试验检测工作的科学性 试验检测工作效果的落实要严格遵守相关规定和实施法则,根据检测工作的具体目标,选择相适应的方法,保证工程项目试验检测工作的科学性。在实验过程中,必须保证检测数据的具体验证,不能为了节省时间和建设成本,省去工程项目试验检测数据的验证过程,从而影响建筑质量。试验检测工作中,首先要保证工程项目数据的真实可靠,并将所有工程试验数据进行全面保存,保证在未来的查询过程中,能够查询真实可靠的数据,为建筑工程的验收做好准备。 1.2保证建筑工程试验检测工作的公正性 试验检测工作的结果对于工程验收有着重要参考,所以,必须保证试验检测工作的公正性,推动工程验收质量的提高。在建筑工程施工过程中所进行的试验检测工作,必须在保证试验检测工作科学性的基础上,全面落实建筑工程试验检测工作的真实性,并做好相关数据的整理保存工作。工程项目实际施工中,要聘请专人完成工程项目的试验检测工作,保证工作质量的基础上,杜绝试验检测数据造假的现象,保证试验检测数据的真实、可信,为建筑工程质量评定打好坚实数据基础。 2试验检测工作对建筑工程的意义 2.1先进技术的充分使用,保证建筑工程质量 工程项目中落实试验检测工作效果,对于工程项目质量保证具有重要意义,而试验检测工作的效果落实,在日益复杂的建筑工程建设环境下,必须依靠先进技术的使用提高试验检测工作的质量,从而提升建筑材料质量管理水平。在试验检测工程的具体实施过程中,必须对工程项目质量进行准确计算评估,而工程项目质量的准确评估要及时引进相关新型设备与技术,并对建筑工程施工中的新技术、新材料进行全面了解,从而促进建筑工程质量保证。试验检测工作在落实过程中,要对工作的可行性、有效性进行全面评估,对建筑工程材料是否符合建设要求进行评判,如果原材料的质量达不到建设要求,立即将原材料进行更换,直到原材料符合建筑工程要求和标准,推动建筑工程质量发展。 2.2落实工程试验检测,提高建筑企业的经济收益 建筑工程建设过程中,全面、细致地落实工程试验检测,可以有效提高建筑企业的经济收益。借助科学、有效的工程试验检测工作,能对工程建设中原材料的充分利用进行促进,从而实现建筑工程建设资金的节约。通过工程试验检测工作效果的落实保证建筑材料质量,减少甚至杜绝建筑工程返工现象的出现,对建筑工程的进度起到一定保证,减少建筑企业投资。试验检测工作在具体实施过程中要对工程项目建设起到一定的指导作用,为提高工程质量做出贡献。 2.3试验检测工作对工程的评价作用 在建筑工程具体实施过程中积极推进试验检测工作,保证试验检测工作对工程项目的评价作用,保证建筑工程的建设水平与建设质量。通过科学、公正的工程试验检测工作,对建筑工程项目原材料进行全面评价,科学处理工程项目中原材料、半成品之间的相互关系和联系,及时解决项目工程中原材料的质量问题,提升建筑工程质量。试验检测工作中,一旦出现工程原材料质量问题,立即采取相关措施进行补救,从保证原材料的质量入手,保证企业经济效益不受损失。 3加强建筑工程试验检测措施,促进建筑工程材料质量管理 鉴于建筑工程试验检测工作对建筑工程的重要作用,在实际工程建设过程中,必须对工程项目的试验检测工作重视起来,加强试验检测工作效果落实,促进工程材料质量管理,为建筑工程质量保证和经济效益的提高做出贡献。实际工作中可以通过以下措施,加强建筑工程试验检测,促进建筑工程材料质量管理。 3.1提高试验检测人员的技能水平和综合素质 工程项目建设过程中具体的建筑工程试验检测工作,是一项对工作技能要求非常高的工作,全面提升试验检测人员的工作技能水平,能有效保证试验检测人员的具体工作效果。因为项目之间存在差异性,在具体项目建设过程中,试验检测人员要根据建设内容的具体展现形式确定试验检测内容,给试验检测人员工作水平和工作技能提出了一定要求。根据工程项目的具体建设内容,制定最合适的试验检测方案,在保证工作质量的前提下,尽可能缩短工程项目建设周期。实际工作过程中,相关检测人员必须及时获取新知识、新技能,不断对自身经验进行全面的综合整理,从而提升检测质量与工作水平。建筑工程的试验检测工作,要按照一定的秩序有序进行、科学推进,试验检测人员要跟随工程项目组的进度,不能搞个人主义,导致试验检测工作中集体利益受到损失。 3.2加强监督体系建设,保证试验检测工作质量 建筑工程试验检测工作所包含的内容较多,工作中需要协调各部门之间的关系,统筹规划,保证试验检测工作的效率。在试验检测工作落实中,完善的规章制度对工作质量的保证具有重要意义,只有通过明确的规章制度对相关工作进行指导,减少工作当中的人为因素,才能将试验检测工作的效果落到实处。试验检测工作在工程建设中占据了重要地位,为了保证实施质量,工程项目实施中,必须加强监督体系的建设,保证工程项目试验检测工作科学、公正。试验检测工作实施前,要做好前期准备工作,对工程项目检测过程进行有效控制,尤其在检测过程中要对建材质量进行明确,保证工程项目建设质量。 3.3利用好现代技术,提升工程项目试验检测工作质量 在试验检测工作中,必须利用好现代技术,充分使用现代设备所带来的便捷性和技术先进性,提高试验检测效率的同时,减低人工成本,减少建筑工程的建设投资。通过现代科技提高试验检测工作的质量,为保障建筑原材料打好基础,杜绝工程项目建设中原材料的质量问题,及时发现质量不达标、以次充好的原材料,从而达到保证工程项目质量的目的。 4结束语 市场经济下对于工程质量要求已经有了显著变化,在实际项目建设过程中,必须制定相关规范、加强监督体系建设,同时提高人员素质和利用好现代科技,加强工程试验检测工作的质量保证,提高对工程原材料的管理水平,进一步提升建筑工程质量。 作者:姚建波 单位:中铁二十局集团第六工程有限公司 建筑工程材料论文:当代新型建筑材料在建筑工程中的使用分析论文 [摘要]首先分析了新型建筑材料行业的发展状况,包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、装饰装修材料等的使用;进而论述了发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求;并对其做出了展望。 [关键词]新型建筑材料;使用;发展趋势 1行业发展状况分析 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,从1979年到2008年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过30年的发展,我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前,全国新型建材企业星罗棋布在市场需求的带动下,已经形成了全国范围的新型建材流通网;大部分国外产品我国已能生产,星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给;不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展,为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。 1.1新型墙体材料发展状况 经过近30年的自我研制开发及引进国外生产技术和设备,我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路初步形成了以块板为主的墙材体系,如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等,但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小,还不到整个墙体材料总量的1%,与工业发达国家相比,相对落后40~年。主要表现在:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。 1.2保温隔热材料 改革开放以来,我国保温隔热材料有了长足的进步已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系。①保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业约占产量的80%,而在我国建筑业市场尚未完全打开,其应用仅占产量的10%。②生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高,产品质量不够稳定。③科研投入不足,应用技术研究和产品开发滞后,特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢,严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作,是发展新型建材工业的当务之急。 我国保温材料工业经过30多年的努力,特别是经过近年的高速发展,不少产品从无到有,从单一到多样化质量从低到高,已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业,技术、生产装备水平也有了较大提高有些产品已达到90年代国际先进水平。但由于我国保温材材料工业起步晚,总体技术和装备水平较低,在建筑领域的应用技术有待完善,在很大程度上影响了保温材料的推广应用。 近年来,保温材料工业重复建设现象严重,全国各地蜂涌而上,几年间上百条生产线投产,而在应用领域的开发上却投入不多,造成了目前投资效益低,供过大于求的局面。 1.3防水密封材料 防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料,是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,不仅工业建筑与民用建筑对防材料提出了多品种高质量的要求,在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。 改革开放以来,我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面,目前拥有包括沥青油毡(含改沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全,产品规格、档次配套,工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系,国外有的品种我们基本上都有。 1.4装饰装修材料 建筑装饰装修材料品种门类繁多,更新换代十分迅速与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关,是极具发展潜力的建筑材料品种之一。它的品种、质量和配套水平的高低决定着建筑物装饰档次的高低,对美化城乡建筑、改善人民居住和工作环境有着十分重要的意义。 我国建筑装饰装修材料的发展,虽然起步较晚,但起点较高,主要生产能力是在80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。目前花色品种已达4000多种已基本形成规模、产品门类较齐全的工业体系。 2发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求 随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高,人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证明,它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不仅要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10%,减轻建筑自重以上,有效提高抗震能力。因此,发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。 3新型建材及制品发展展望 按照建材工业“由大变强,靠新出强”跨世纪发展战略的要求,发展新型建材将着重在新字上做文章,促进产业结构的调整。 3.1部分新型建材产品预测 3.1.1防水密封材料。全国新型防水卷材产量达到万8300万m2,市场占有率达到20%,全国城镇永久性建筑采用新型防水材料达60%,到2010年,全国新型防水建材产量将达到215亿m2,市场占有率达到50%,城镇永久性建筑采用新型防水材料将达到80%。 3.1.2保温隔热材料。预计到2010年,全国保温材料需求量为:岩(矿)棉60万t,玻璃棉10万t,膨胀珍珠岩万t,硅酸铝纤维8万t。 3.1.3矿棉吸声板。预计到2010年全国矿棉吸声板需求量为4000~5000万m2,产品品种、质量和数量不但可以满足国内市场需要,而且将有部分产品出口。 3.1.4装饰石膏板。预计到2010年,全国装饰石膏板需求量为1400万m2。石膏板2000年需求量约8000万m2左右。 3.1.5建筑涂料。预计到2010年,全国建筑涂料需求量将达到160万t。 3.1.6塑料异型材和门窗。预计到2010年,全国塑料异型需求量为50~60万t,可组成塑料门窗2500~3500万m2。 3.2新型建材行业发展重点 新型建材将成为中国第十五计划期间,新型墙体材料占墙体总量的比例将由“十五”末期的25%增长至35%。 重点是建设上档次、上水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖;混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块重点发展机械化(挤压式)生产的轻质多孔条板、孔墙复合保温或带饰面的装配式板材,并配合建设部门推广应用轻钢结构体系,发展各种装配式条板,朝着功能化、高档化、无害化方向发展,做到新颖、美观、实用、方便。 4对策与建议 4.1确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作 新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的,大力发展各种轻质板材和砼砌块,开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封材料;保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品;装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品门窗重点发展塑料门窗,并注意解决好款式新颖、功能各异的设计和高档五金件的开发配套。 4.2加大科研开发的力度,提高技术装备水平 结合不同地区、不同建筑类型,以新型墙体材料为重点,瞄准有市场前景的新产品、新技术,在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上,研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。重点围绕尽可能少用天然资源,降低能耗并大量使用总收入弃物作原料;尽量采用不污染环境的生产技术;尽量做到产品不仅不损害人体健康而应有利人体健康;加强多功能、社会效益好的产品开发。 近期应加强中高档外墙涂料的研制和开发,注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究,促进产品的系列化、配套化开发,另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和开发,优化产品结构。 4.3加强产品在工程技术应用的研究,加快新型建材及制品的应用步伐 建材主管部门和建筑业主管部门,要加强合作,尽快制定、落实新型建材纳入建筑应用于的规程和管理办法切实解决新型建筑材料发展过程中科研、生产、建筑设计、施工等各个环节的具体问题;研究适合新型建材及制品应用的设计规程和施工工艺;编制、修订有关新型建材及制品的市府、生产、施工规范、规程及施工通用图集;颁布比较成熟的新型建材及制品设计、应用、推广产品目录部分产品可考虑实行生产许可证等。 4.4统筹规划、合理布局,形成一批新型建材及制品的生产基地和大型企业集团 按十七大提出的“抓大放小”和组建“大企业集团”的精神,结合各地的实际情况,选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展,使之形成生产规模大、配套能力强的大型新型建材及制品企业集团和生产基地。 建筑工程材料论文:浅析建筑工程材料管理的问题及对策 摘 要:工程建筑材料是建筑工程的基础,也是施工管理重要的组成部分。建筑材料的好坏直接决定了建筑的质量,材料的成本直接影响着工程的造价。为了避免损失,降低风险,实现效益最大化,本文对建筑工程材料管理中存在的问题及对策进行了论述。 关键词:建筑工程;材料管理;问题;对策 建筑工程管理作为整个施工管理中的重要部分,对建筑的质量和项目的盈亏有重要的影响。我国的建筑工程管理仍存在管理方式落后,工期组织不合理等许多问题。目前建筑工程材料管理还处在工程程序化、规范化的过程之中,需要对其进行完善,以达到建造出优质工程和企业利益最大化的目的。 1.建筑工程材料管理的意义 建筑工程材料管理是对建筑材料的计划、供应、使用等管理工作的总称。材料管理的内容是预测采购量,编写采购计划,调查材料产地,检出计划的进展情况,保证材料供应和节约。建筑材料是建筑工程实体的重要组成部分,材料管理是建筑工程管理的重要环节。在工程建设中材料是指施工过程中耗用的构成工程实体的原材料、辅助材料、构配件、零件、半成品等。管好了建筑材料,建筑工程的实体就有了质量保障,建设成本也就会相应降低。随着中国经济的快速发展,为了满足不断壮大的材料市场,各行业、各地区大力发展建筑材料生产,加速了建筑材料额社会化进程。 2.建筑工程材料管理存在的问题 2.1管理模式不科学 管理模式的不科学不合理是目前我国建筑工程管理的突出问题,管理模式仍具有较强的计划经济色彩。这种模式采取的主要是线形顺序法,拉长了项目的施工周期,延缓了进度。且管理方式是行政性的硬性指挥,严重缺乏科学性,并不是有效的管理方式。企业的成功离不开两个因素:第一是组织做什么的正确性,即战略;第二是达成这一目标,即实现战略的组织能力。归根结底,所有的组织成功也最终取决于员工的成功。因此如何帮助员工达成工作的目标,以员工为优秀来采取管理行动,可以说是管理最优秀的内容。总之,提升员工的敬业度,需要科学的方法。 2.2工期组织不合理 首先,工期与工程的质量,造价及技术的选用相互影响,其次还受政治、自然条件影响。其二,从造价角度而言:现阶段的大多数招投标活动中,工期拟定大多受领导拍板等人为、政治因素决定或左右,标底价格却按定额拟定,但这毕竟不是科学的态度。如果没有一个合理科学的工期定额,那么利用定额所做投标报价的基础就不可能是合理的。不合理的工期都需要额外的投入或费用。虽然现阶段是清单报价,对工期的影响可在报价中体现,但做为投标方大多不用做投标报价,而只是投一个下浮率。并且大多数招标方对合理工期并没有足够的重视或无法确定。因此往往造成工期延误、工程成本增加等问题。 2.3管理方式落后 对于中国企业来说,在过去的十年里,主要立足加强内部管理,提高质量,以产品为优秀在市场中占有一定的份额。现在,过去那种相对传统的经营管理方式,已经很难应付不断变化的环境需要了。过去的管理方式缺少完善的管理体系,总是依靠经验来主观臆断,缺乏客观性。对材料的检查工作也是事后检查,忽视对事前和事中控制的工作。另外落后的管理方式还会导致人才的流失。为了降低员工流失率,回避跳槽风险,就必须向落后的管理方式开刀。 2.4人员素质不高 目前我国工程管理人员的现状是:技术素质较强,管理综合素质普遍不高,缺乏既精通工程技术又精通工程管理的人才。建筑管理人员一大部分是从基层中提上来的,现场经验丰富,但缺乏对管理知识的学习,管理工作都是靠经验为之,思想观念落后,缺乏创新精神。这样缺乏管理素质的管理人员缺少领导风范和人格魅力,对员工的凝聚力不强,不善于合理分工,协调能力差。虽然现在实行了职业资格考试制度,但通过考试的人往往年轻没有经验,学到的只是些理论知识,具有经验的人又没有考试能力,使执业者和实际在岗管理者并非同一个人。 3.建筑工程材料管理问题的对策 3.1提升管理人员的能力和素质 管理人员应具有良好的形象,良好的威信,应具有一定管理能力,应注重依法管理,应具备解决问题的能力,应注重团队建设,与时俱进,开拓创新,应视学习为进步的阶梯。另外管理人员应具备高学历和多学科知识,应具有使人信服的能力,应具有预见和洞察问题的能力。建筑企业不仅要提高建筑工程材料管理一职的准入门槛,聘请专业人才,还要定期对管理人员进行严格培训。通过培训提高管理人员的管理能力、业务素质,增强他们的责任感,使他们能够明确自己在材料管理方面的责任和义务,并定期对管理人员进行考核,从而培养出既具有较强的理论知识,又具有一定时间能力的复合型人才。 3.2建立健全材料管理制度 建筑材料的管理无外乎就是对材料进、出、存三大环节的管理,包括制订材料采购计划、实行采购、组织运输、入库保存、提供使用等。针对这三大环节,要制订全面、合理的材料管理制度,规范管理人员的管理方式,约束和监督管理人员的行为,减少因工程材料随意堆放导致变质、腐朽的现象出现。对材料管理应采取的对策:在条件具备的情况下,应建立授权申批、计划采购、验收、保管,会计分别由不同的人员负责,特别是要将保管与采购的其他职责相分离,以利于不分工的人员之间相互牵制,保证财产物资的安全完整。材料采购应建立计划采购制度和材料申购制度,材料应按日常耗用情况核定最佳库存限额,保管和材料会计应在总量控制下核定出各材料的最佳库存量。健全材料保管制度,严格落实保管人员的工作职责,切实保证材料的安全完整。 3.3建立现代化的材料管理系统 工程材料数量大、种类多,管理工作繁杂,因此,传统的材料管理手段已经不能满足现代建筑企业工程材料管理的需要,建立现代化、信息化的材料管理系统势在必行。利用现代科技建立的信息化材料管理系统具有实用性高、易操作等特点,不仅能够在较大程度上提高工作效率,还能很好地实现信息交流,避免领料、用料等数据出现混乱,便于及时更新数据和查阅信息,对工程材料实施数据化、动态化的管理,从而提高工作效率,加快工程进度。 3.4采取合理、统一的采购模式 建筑企业必须采取合理、统一的采购模式集中采购组织模式是制造企业比较有效的控制采购成本的模式之一。集中采购就是在公司总部成立统一的采购中心,集中人力、物力、财力,汇集调整纳入集中采购范围的子公司及分公司的物质需求,进行集中订货。对所需物质集中采购,集中管理,从而达到降本增效获取良好供应商的一种管理模式。在材料采购方面,建筑企业要成立专门的材料采购小组,在满足建筑工程需要的前提下,提前做好市场需求分析,掌握好市场动态,对采购材料的品种、数量做好采购规划、看准时机,批量采购,力求最大限度地降低建筑工程材料采购的成本。要成立采购小组,避免挪用公款等贪污的现象,保证材料采购工作能够顺利完成。 总 结: 目前我国建筑工程材料管理仍处于逐步完善阶段,随着科技的进步,对管理人员素质要求的提高,要不断改进管理方式,增强管理水平,以达到节约成本,提高建筑工程质量的目的,从而为建筑业的发展做出贡献。 建筑工程材料论文:浅析建筑工程材料管理 【摘要】在现代的建筑工程中,建筑材料是建筑工程实体,是建筑工程管理的重要环节,贯穿建筑施工的始末。其目的是采购到物美价廉的施工材料,满足工程施工和生产的需要,并在施工过程中控制材料的质量和材料损耗,把工程的材料成本控制在最低的区域范围,保证工程良好的运转。本文主要从材料供应、材料价格与采购、材料存放发放管理;施工过程中的材料管理;周转材料管理和账目及票据管理等方面进行了分析,结合工程实际提出了管理意见,供大家讨论。 【关键词】建筑工程;材料管理;成本控制 建筑材料是建筑工程实体、建筑工程管理的重要组成部分,是建筑工程管理的重要环节,贯穿建筑施工的始末,在工程施工时,如何管理好建筑材料,是确保工程实体质量,控制建设成本的重要课题。面对越来越激烈的建筑市场,只有加强风险管理,才能有效地实现预警、规范和转移风险。因此,建筑工程材料的管理对于施工进度、工程质量、工程成本的控制具有决定性作用。 一、材料供应管理 1、掌握建材方面有关的法规及有关条文 根据《建设工程质量管理条例》要求,工程施工项目部要对每天进场的主要物资按规范填写《建设工程材料采购验收使用综合台帐》,需要建立单位签证手续,交易数量必须覆盖实际使用量。 2、通过市场调研,认准合格材料 ,确定合格供方 对供方的评定,必须证实供方所提供的物资质量,符合国家或部颁标准要求。广泛收集供方的产品质量信息、用户意见等,并进行样品检验,以判断该企业对产品质量的控制是否有效。根据收集的有关资料,经评定确定合格的供方,并填写合格供方名录;对合格供方进行动态管理定期评审,经评审不合格的应将该单位从合格供方中除名。 二、材料价格与采购管理 1、材料的价格与采购管理。广泛收集市场信息,了解材料价格的一般水平;充分利用市场,合理安排运输 ,减少材料的运输成本。 2、物资采购管理 通过规范采购,验证方法,确保所采购的物资符合规定要求。采取合理的采购模式。材料的采购模式有以下三种:一是施工所用材料由甲乙双方共同采购。二是业主单位通过招标进行材料的采购。三是材料价格以实购价为基础,采取加权平均法的方式计算。物资采购的原则:一是原则上从指定的合格供方单位采购,控制从非合格供方采购。二是采购量较大的物资,必须按公司要求进行集中招标,限价采购。三是一次采购单一材料或几种材料,如超过投标价时,必须上报项目经理进行价格批复后方可采购。四是物资采购必须做到三比(比质、比价、比运距),严格执行项目部的物资限价。五是在非合格供方采购批量物资需先作市场调查,索取相关资料报项目部审批后方可采购。六是甲方委托采购的物资,采购价若高于投标价格,必须报甲方有关部门审批后,方可采购,并办理相关手续,以便结算。采购程序:一是物资采购部门应根据工程物资采购表、大量需用料、预算外用料、材料变更单进行物资采购计划的编制。物资采购计划应该明确材料的名称、规格、单位、数量,以及采用哪种质量标准。二是半成品若委托加工,必须签定合同,明确产品质量要求及验收方法。三是必须以物资采购控制计划为依据,结合施工现场实际情况进行采购。四是物资采购部门应对审批后的需用计划进行核对后,再根据需用物资的品种、数量等,分别做出招标、非招标和零星物资采购计划。采购计划一式三份,部门主管、计划员、保管员各一份,不许无计划或计划外采购。五是所有计划必须有项目经理签字,然后由物资主管根据实际情况,分先后和主次安排有关人员进行采购,不得有计划外或无计划采购。六是业主供物资需提前提出计划,报业主方物资主管部门审批,做到所需物资提前进入工地。 三、材料存放发放管理 材料从采购进场至使用是有一定时间差的。在这段时间内,项目部应加强材料的存放管理,不能因保管不善而降低物资的使用寿命或报废。主要应注意两点:其一,使用专门的库房把材料进行妥善的存放。例如钢材、水泥等材料,应避免潮湿、雨淋。其二,现场材料标识应清晰、详尽,进行分类存放。通常一个建筑工地所用材料较多,同一种材料有较多规格,在使用时绝不能错用、混用。 四、施工过程中的材料管理 在现场材料的使用过程中材料管理的优秀任务就是检查、保证进场施工材料的质量,妥善保管进场的物资,严格监督、合理地使用各种材料以及材料回收和再利用,以降低消耗。大利探索节约材料、研究代用材料、降低材料成本的新技术、新途径和先进科学方法,以保证实现管理目标。 1、施工开始前准备工作:根据工程进度要求,掌握所需材料的需用量和质量标准;了解材料的供应方式;确定材料管理目标,与供应商签订供应合同或协议;作好工程现场材料平面布置规划,有利于材料的进出和存放方便施工,避免和减少场内二次搬运;作好场地、仓库、道路等设施及有关任务的准备。 2、施工过程中的组织管理工作:合理安排材料进场程序,按质量验收规范和计量检测规定进行现场材料进场验收。严格履行供应合同,确保施工需要。掌握施工进程,以便及时发现问题及时调整材料配套供应计划。加强现场材料的保管和使用过程中的监督、检查,减少损耗,防止丢失。组织料具的合理使用。 3、施工收尾阶段的管理工作:根据收尾工程实际情况,清理料具和余料造表上报;组织多余料具退库和调拨;及时拆除临时设备;做好废旧物资的回收和修旧利废;进行材料结算工作。 五、周转材料管理 项目材设部门负责所有周转材料的采购和租赁工作,确保工程顺利进行。项目材设部门根据项目工程部门提供的需用计划,按所需规格不同分批、分期进入现场。外租周转材料必须签订合同,注明日期、日租金、丢失、提货和归还等办法。周转材料到现场后,材设科与用料单位人员实行双方验收,确认后办理移交手续,所有使用单位直接负责周转材料的保管和维修,不能随意切割或打孔等行为造成周转材料的损坏。使用单位对丢失的周转材料要进行赔偿,并做好维护和保养工作。周转材料需报废时,应按规定进行报废处理。材设科要做好当月的结算工作。 六、账目及票据管理 按《账目设置及管理办法》进行账目设置及物资分类。年底账目接转后,所有账目及到货记录统一移交物资主管理部门管理。物资计量按国家要求统一填写,账目要做到月记、累记,当天发生的业务当天处理完。购货发票到后,由计划员进行核对发票的真伪及公章与厂商名称是否相符,物资价格是否准确。物资验收人员按审定后的发票及清单与到货记录进行核对,准确后方可验收。验收后的票据由项目经理签字,发票交于财务,进行登记建立台帐,做好验收单等票据的保存工作。 七、结束语 从实践看,真正保证工作质量才能保证工程质量和施工的有序进行,尤其对项目工程而言,每个人每个岗位都要重视效益。合理布置现场材料堆放,避免和减少二次搬运费用,严格材料进场验收和材料发放制度,减少各个环节的损耗,节约采购费用,制订并贯彻节约材料的技术措施,合理使用材料,这些对提高工程质量、降低材料损耗和节约工程成本都起到事半功倍的作用。 建筑工程材料论文:浅谈建筑材料检测在建筑工程中的作用 【摘要】本文以建筑材料检测在建筑工程中的作用为题,针对建筑材料检测的概况、检测的意义、检测的方法进行分析探讨。 【关键词】建筑工程;材料检测;作用 前 言 随着我国经济的发展与科技的进步,我国建筑行业取得不错的成绩,但同时也对建筑质量提出了更新、更高的要求,从而对建筑材料检测的研究也就显得更有意义。 一、建筑材料检测的概况 在建筑材料施工使用前,进行仔细的排除与选择是必须的,其中材料检测的两个关键点就是耐久性与稳定性。如果建筑材料无法保障这两个关键点,那么整个建筑的使用寿命是无法得到保障,是无法抵抗未来长期耗损,例如冷暖天气的变化、风吹雨淋的气候等等。如果建筑质量得不到保障,那么在竣工后的使用中很可能发生安全隐患,甚至威胁生命与财产。就我国目前的情况来讲,已经建立很多检测机构,检测机构数量虽然不少,但是在长期的检测工作中可以发现,检测的质量还得不到保障,检测的结果还是会存在一定误差。 二、建筑材料检测在建筑工程中的意义 建筑材料检测在建筑工程中的意义是重大的,下面对其意义进行详细阐述。 (一)具有安全方面的意义 建筑工程项目质量得到保障最关键的一点,就是其建筑结构。而建筑结构能否满足要求,除了前期的结构设计以及施工中的工艺以外,建筑材料也是重中之中。建筑材料的高质量,是建筑结构满足设计要求、施工顺利完成的前提。 (二)具有适用方面的意义 众所周知,要想工程质量好,就得必须保证建筑材料质量好。选择一个符合标准的材料、符合工程具体要求的材料才能顺利的完成施工,确保质量要求。如果不存在建筑材料的检测,那么建筑材料当中就有可能混入不合标准、不合法的隐患,由此可能造成整个工程的停滞。 (三)具有美观方面的意义 在经济、科技快速发展的今天,不但对建筑质量的要求越来越高,对于建筑美观程度的追求也越来越高。就目前来讲,我国建筑事业发展非常迅速。在设计方向上,也逐渐向着艺术化、个性化的方向发展,然而要想使建筑达到更高层次、更具艺术感,那么和建筑材料也是分不开的。要想对建筑材料的色泽、质量、美观度及其相关性能等进行严格要求,那么一定离不开建筑材料检测,因为它可以对建筑材料相关性能参数进行检验。 三、建筑材料检测的具体方法 (一)检测取样以及试验环境的湿度与温度 1、取样一定要具备代表性 取样是对建筑材料检测的第一步,在抽样过程中,所采取的方法大都随机抽样,钢材取样采用的是部位切取。取样的方法、取样部位以及取样数量一定要符合标准,同时还要具体情况具体分析。例如对于抽样数量来说,一定要根据材料的总量来做判断,如果材料总量大,那么取样数量也要适当加大。当我国在建筑材料的取样中还存在着很多不规范现象,主要原因是取样人员对取样的规格、尺寸、送样等等要求都不是很明确。 2、环境温度与湿度要具备稳定性 要想保障建筑材料检测结果的准确性,就一定保障检测环境湿度与温度的稳定,才能使系统的误差最小化,才能产生一个具有可比性的检测结果。尤其对于温度与湿度较为敏感的建筑材料,混凝土、水泥等等。例如混凝土力学性能试验方法标准中对采用标准养护的试件要求是,在温度为20℃±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜然后编号、拆模,拆模后立即放入温度为20℃±2℃,相对湿度为95%以上的标准养护室中养护至28天。 (二)检测设备 1、检测设备的提前准备 建筑材料的选择离不开检测设备,它是材料检测的前提条件;所以说在进行建筑材料检测之前一定要把检测设备准备齐全。在实施检测之前,一定要对设备进行校准和检定,这样可以确保检测数据的准确性。 2、仪器设备的使用 具备精良的检测设备是前提,如果仪器设备使用不当,那么检测结果也一定会受到影响。例如在对钢筋进行检测时,一定要把工作活塞升起之后,才可以对测力装置进行调零,但是很有多检测人员,在工作活塞不升起的情况下就进行调零操作,这很有可能导致活塞相对油缸摩擦力算入检测结果之中,从而导致检测结果出现误差。 (三)对主要建筑材料的检测方法 1、钢筋材料性能检测 在现代的建筑材料之中,钢筋材料是必不可少的,是最基础的材料之一,被誉为是建筑物的骨架与脊梁,如果钢筋材料性能好,那么整个建筑物的稳定性将会得到一定的保障,如果钢筋材料性能差,那么很可能造成建筑物结构不稳,甚至导致坍塌。由此可见,钢筋材料性能的重要性,必须要保证它的质量。低温性能、容易焊接、可塑性好、强度高等等,这些是混凝土结构对钢筋性能的要求。 (1)在对钢筋材料进行检测之前相关资料的收集。例如化学成分、伸长率、弯曲性能、极限强度、重量偏差、钢材牌号、产品技术、生产日期等等。其主要目的是为钢筋材料的性能检测提供有效的数据参考,以保证最终结果的可靠性。 (2)对钢筋原材料性能的检测。在对钢筋原材料强度进行检测时,先对样品的进行原始标距的标记和测量,再将其固定在试验机的夹头内,开启试验机对钢筋原材料进行拉伸试验,并记录好它的屈服荷载、抗拉荷载、测量其断后伸长率;钢材的弯曲性能,要求钢筋受弯芯直径180°后,表面不得产生裂纹。 2、水泥性能检测 如果水泥的性能出现质量问题,那么整个工程的质量问题也得不到保障,如果水泥质量出现问题,那么整个工程使用寿命也不会得到保证。 (1)水泥安定性检测。如果使用安定性不良的水泥会使混凝土构件产生膨胀性裂缝,降低建筑物质量,甚至引起严重事故。可见水泥的安定性关系到混凝土结构的安全性,因此水泥安定性为为水泥检测项目中的强制性指标。 (2)水泥强度的检测。水泥的强度也是影响混凝土质量的原因,因此水泥强度等级的选择,应与混凝土的设计强度等级相适应。水泥强度等级检测时按标准要求配合比制备试件,并在符合标准要求的环境下进行制作、养护后。对试件在3天、28天等龄期的规定时间内进行抗折、抗压强度试验。 3、砂的性能检测 随着时代的进步,科技的发展,混凝土的施工工艺有了巨大的改变,许多工程都采用了商品混凝土或现场搅拌泵送混凝土施工的方法,这对混凝土拌合物的和易性有了更高的要求。 (1)砂颗粒级配检测 砂在建筑工程中是一种经常运用的材料,其主要是与混凝土进行配合使用,要想使混凝土进行合理、科学、有效的配制,一定要选择相应细度模数的砂。例如:中砂在混凝土拌和中,粘性强、和易性好,商品混凝土或现场搅拌泵送混凝土会选择中砂进行配制。 (2)氯化物含量检测。 近几年来,随着建设规模的扩张,沿海一些城市河砂资源日渐匮乏,部分城市已开始大规模使用海砂。海砂的氯离子含量直接影响建筑工程质量。氯离子含量过大会破坏钢筋表面,引起钢筋局部腐蚀,严重影响混凝土的耐久性,因此建筑用砂中氯离子含量检测具有非常重要的意义。 总结 若想保障建筑行业的持续进步与稳定发展,那么不断的提高建筑材料检测水平是关键。建筑材料的性能、质量,决定了竣工之后整个工程的质量,因此要不断提高对建筑材料检测的管理力度以及认知程度。只要建筑材料质量得到了保障,那么整个工程就有了基础性的保障。本文以建筑材料检测在建筑工程中的作用为题,针对建筑材料检测的概况、检测的意义、建筑材料性能的检测以及检测的方法进行分析探讨。希望对建筑工程质量的提高有借鉴作用。 建筑工程材料论文:探究碳纤维增强复合材料在建筑工程中的运用 【摘要】随着我国经济水平的不断提升,建筑行业取得了较大发展,且现代化特征表现非常明显,功能具备多样化的特征,建筑施工难度也有所增加。以往传统的施工技术已经无法满足现代化建筑的需求,很多新工艺、新型材料被应用于建筑施工中,取得了较好的施工效果。碳纤维增强复合材料具备耐腐蚀、轻质、高强等特征,在建筑工程中的应用效果良好。本文主要分析碳纤维增强复合材料在建筑工程中的具体应用,为日后建筑工程的施工工作提供依据。 【关键词】碳纤维增强复合材料;建筑工程;施工 在建筑工程中,使用碳纤维材料的主要作用在于加固结构,该材料的使用可以促使工程承载能力大大提升,或者促进工程承载功能的改善,目前在建筑施工中的有所应用。在施工中常应用到的碳纤维材料包括碳纤维网格、碳纤维板、碳纤维条带、碳纤维布等。在加固过程中,要以加固方法、加固部位、加固能力等因素为依据,对材料进行选择。若加固构件比较复杂,则需选择强度较高的碳纤维布,如果加固方法为嵌入式加固,则需选择碳纤维条带或者碳纤维板[1]。在柱加固、平板加固中,需选用柔性挪摹=ㄖ工程结构不同,对碳纤维增强复合材料的选择也不同,在材料使用过程中,要充分考虑到施工性能、耐久性能、力学性能等因素,确保碳纤维增强复合材料复合施工要求。 一、碳纤维增强复合材料的特征 目前,在建筑工程施工中,碳纤维增强复合材料的使用逐渐增多,该材料的主要特征为纤维增强,产品形式较多,包括网格材、模压型材、拉挤型材、筋材、片材、格栅,其中片材包括纤维板、纤维布两种,应用最多的是纤维布,在结构工程加固中非常受用,在使用之前,无需浸润树脂,加固过程中,经树脂浸润后,可于结构表面进行粘贴。 (一)具备耐腐蚀性 碳纤维增强复合材料具备耐腐蚀性的特征,在潮湿、氯盐、碱、酸性环境中均可被使用,该材料在海洋工程、化工建筑等工程中适用,其腐蚀性已经被得到验证。针对近海地区、寒冷地区的建筑,可将碳纤维增强复合材料应用于其中,能够对空气内盐分腐蚀起到抵抗作用,促使结构维修费用减少,可将结构使用寿命延长[2]。 (二)拥有良好的比强度 所谓比强度较高,也就是指轻质高强,碳纤维增强复合材料可将结构自重减轻,在建筑工程施工中,若采用传统材料施工,则会降低大跨度空间结构体系理论极限跨度,另外,该材料还能够被应用于抗震结构内,因其可将结构自重减轻,从而促使地震作用减小,提升建筑结构的安全性与耐疲劳功能[3]。 (三)弹性功能较好 可应用于特殊场合 碳纤维增强复合材料的弹性功能较好,应力应变曲线与线弹性接近,即便因偶然超载出现变形,也可自行恢复。另外,该材料还拥有良好的隔热、绝缘等功能,在特殊场合中受用,包括医疗核磁共振设备、地磁观测站、雷达站等。 (四)设计性强 在建筑施工中,以工程所需的纤维含量、材料性质、铺设方式等为依据,需选取不同设计的材料,碳纤维增强复合材料属于人工材料,其设计性比较强,针对建筑功能的特殊要求,可采用不同的设计方法,设计比较灵活。 与传统结构材料相比,碳纤维增强复合材料主要是各向异性材料,材料的弹性模量、纤维方向强度非常高,垂直纤维弹性模量、方向强度低,会导致碳纤维增强复合材料设计难度、结构分析难度增加。该材料在弹性模量上与木材、混凝土的数量级基本一致,其设计主要为变形控制,与钢材相比,该材料的弹性模量要低,可将混凝土与碳纤维增强复合材料相组合,对结构变形进行控制,可弥补刚度不足的缺陷[4]。 碳纤维材料的层间拉伸强度、剪切强度低于抗拉强度,在结构设计过程中,需将连接减少,同时还需注重对连接进行设计。通常而言,碳纤维增强复合材料并不具备良好的防火性能,在高温情况下,树脂会渐渐软化,可降低树脂的力学性能。现阶段,可将阻燃剂加入材料中,使材料的抗火性能大大提升,除此之外,工作环境、初始缺陷会对该材料的抗疲劳性能产生较大影响。从经济的角度上而言,碳纤维材料的价格比较昂贵,不过该材料具备耐腐蚀、自重轻、可减少维修次数等特征,应用价值更高[5]。 二、碳纤维增强复合材料在建筑工程中的具体应用 本文以某建筑施工情况为例,分析碳纤维增强复合材料在建筑工程中的具体应用。在该施工工程中,碳纤维增强复合材料的主要作用为加固,在混凝土结构加固、钢结构加固修复中发挥了重要作用。 (一)材料在加固混凝土结构中的应用 ①混凝土缠绕。利用碳纤维布,对加固混凝土进行缠绕,可达到混凝土加固的目的。对混凝土进行约束,能够促使其变形能力、强度的提升,还可将混凝土柱的抗剪能力提升。截面形状与碳纤维增强复合材料对混凝土柱的约束效应两者间存在较大关联,针对矩形截面柱,其承压能力非常有限,提高幅度不大,不过可提高其抗剪能力、变形能力。在加固过程中,通过处理截面形状,使其有一定弧度,能够促使结构受压能力提升[6]。碳纤维增强复合材料将混凝土柱缠绕起来,能够改善结构延性。 ②将碳纤维增强复合材料粘贴于受拉面。将该材料粘贴于板、梁的受拉面,有利于促进受拉承载力的提升,不过值得注意的是,当受拉钢筋屈服后,该材料才能够充分发挥受拉作用,然而在这一阶段,板、梁挠度已经非常大,因此,碳纤维片材只可作为安全储备。碳纤维增强复合材料片材受到受弯加固作用的影响后,可能会发生剥离破坏现象,为此,可将碳纤维条带粘贴于梁侧面,便于对梁腹配筋不足从而引起的缝隙进行控制,在板、梁加固中均可被应用。目前,碳纤维增强复合材料在混凝土结构中的应用较多,不过其中也存在一些问题尚未解决,例如疲劳性能、环境影响、粘接性能、防火问题等。 (二)材料在钢结构加固修复中的应用 在钢结构加固修复过程中,可利用碳纤维增强复合材料,取得较好的加固修复效果。选取钢结构损伤部位,将纤维板粘贴于该部位,对钢结构受力性能具有改善作用,把纤维板粘贴于梁受拉面,可促使结构的抗弯刚度、承载力大大提升,这种方法非常有效。将片材粘贴于梁腹板部位,可使抗剪承载力提升,若钢结构发生疲劳损伤,利用碳纤维材料进行加固,可使剩余疲劳寿命提升,可将纤维布于钢管柱上缠绕,有利于防止局部失稳的现象发生,对抗压承载能力的提升非常有利。 ①加固受拉构件 利用碳纤维增强复合材料对受拉构件进行加固,可促使钢构件极限荷载能力提升,脱胶程度、脱胶位置不同,极限承载力也存在差异,在受拉构件中,需充分发挥粘胶剂的作用,在粘贴过程中,沿着柱子环向粘贴,可取得较好的粘贴效果,能够提高极限承载力,提高幅度在15%至18%间,且不会出现剥离现象,材料也不会发生断裂。碳纤维增强复合材料的使用能够延长钢结构剩余疲劳寿命,加固效果非常显著。经材料加固后,钢结构原来的受力状态会产生一定变化。钢结构、碳纤维材料间胶层存在正应力或者剪应力,针对不连续区域,可能会出现漏胶、损伤裂纹等情况,胶层正应力、剪应力均有应力集中,可破坏胶层。要想防止胶层出现剥离破坏的情况,则需将碳纤维板材料两端做成45度角,可将胶层应力减少。 ②加固受弯构件 针对不存在初始损伤的钢梁而言,采用碳纤维增强复合材料给予加固,不会对其刚度造成太大影响,不过可提高承载能力。利用碳纤维材料采取加固措施,钢梁、材料受损部位出现剥离破坏后,会导致损伤变得更加严重,剥离破坏现象会加重,因此,要对材料合理使用,充分利用与发挥该材料的高强性能,提高极限承载力,预防剥离破坏的发生。 (三)碳纤维增强复合材料的空间结构 碳纤维增强复合材料具备耐腐蚀、轻质等特征,在大跨度空间结构中可被应用,可将该材料制作为杆件,在网壳、网架结构中应用,不过碳纤维材料在应用过程中,节点处理难度较大、弹性模量低,为此,其优势难以发挥。现阶段,带有铝合金结构的碳纤维材料被开发,在空间网架结构中的应用效果较好,该材料的使用可将施工周期缩短,具有良好的耐腐蚀性,不会增加维护费用,在环境恶劣、超大跨度的工程中受用。 碳纤维增强复合材料可制作为夹芯板、波纹板、空心板,组成不同形状的空间结构,在娱乐设施、雷达天线罩、厂房等建筑结构中可被应用,建筑施工难度不大,易成形,具备良好的保温效果。 三、建筑施工对碳纤维增强复合材料性能的要求 针对建筑施工的特征而言,在碳纤维增强复合材料的选择中,要注重材料性质符合施工特征,碳纤维增强复合材料必须具备三个特征,分别为施工性能、耐久性能、力学性能。就材料的力学性能而言,碳纤维材料必须要有足够强度,不易受到外界作用的影响,因碳纤维材料具备高强性能的特征,一般而言,能够满足建筑施工的要求。另外,从耐久性能上看,碳纤维复合材料对自然界因素可起到良好的抵抗作用,且在使用期间,结构设计也不会产生变化。使其设计能力得以保持。从施工性能上看,在现代建筑施工中,将碳纤维复合材料应用于其中,可使结构材料的耦合效应、适配效应相结合,确保施工工艺的提升。 碳纤维复合材料在提高建筑结构承载能力、建筑结构加固中均可充分发挥作用,能够促使承载性能得以改善,值得注意的是,加固方法、加固位置不同,其加固效果也存在差异,若建筑承载力需提升,则需选择强度较高的材料(碳纤维布),若建筑刚性需提升,则选用碳纤维板。新的建筑工程会根据施工要求选择材料。针对面临腐蚀风险的建筑,可选用碳纤维筋,达到控制钢筋结构损害的目的,提升钢结构的可靠性、稳定性,促使结构使用寿命延长。碳纤维增强复合材料的使用能够使钢筋使用数量减少,将操作流程简化,提升结构抗拉力功能。 碳纤维材料的抗疲劳、耐腐蚀、低松弛特征显著,选取预先制作的碳纤维管,将混凝土浇筑于该构建中,能够促使混凝土变形能力、强度提升,预防碳纤维材料管发生屈曲破坏的现象,增强结构的受力性,在建筑工程中非常受用。 结束语: 碳纤维增强复合材料具有较多的优势,例如抗腐蚀、施工性能良好、力学性能稳定,不过从目前总体使用情况上看,该材料在建筑工程中的使用并不多,究其原因,主要在于价格昂贵,购买需要较多的资金。伴随科学技术的不断进步与发展,复合材料技术会逐渐提升,碳纤维材料价格也会有所降低,该材料在建筑工程中有着较高的应用价值,在未来还将出现更多相关的应用,例如复合材料棒、碳纤维增强混凝土等,上述材料的使用能够大大提高建筑工程的稳定性与安全性,充分发挥建筑材料的作用,提高建筑质量。 建筑工程材料论文:浅谈项目施工建筑工程材料的管理与控制 【摘要】建筑工程材料的优劣, 直接影响到建筑产品的质量、安全和美观。如何做好工程材料的质量控制与现场管理,是工程质量得以保障的至关重要的一环。本文就如何从加强材料管理方面做简要论述,以求能够寻找到降低工程成本的有效途径和方法,以达到提高经济效益之目的。 【关键词】建筑工程;项目管理;材料管理;质量控制 一、材料管理目的 建筑工程材料管理的目的就是以价廉物美的,材料满足施工和生产的需要,并在过程中检查,保证进场施工材料的质量和数量,且把工程和产品的材料成本控制在最低的范围,妥善保管进场的物资,严格合理地使用各种材料,降低消耗,保证实现管理目标。 二、材料流程管理 1、掌握建筑工程所需材料方面的相关法规与规范。根据《建设工程质量管理条例》对钢筋及连接接头试件、水泥、商品混凝土、砂石、砌墙材料、木材等实行备案证明管理,工程项目部要对每次进场的主要物资按《进货检验大纲》等规范进行验收,并按要求填写《工程材料进货检验记录表》,按要求输入成本管理软件,且需要建立签章制度,交易数量必须满足实际使用量。 2、制定材料员的岗位职责,如部分施工单位实行项目为主采购管理的,施工现场材料员是指采购员及保管员,采购员要及时与现场施工材料人员进行沟通,根据工程进度计划和施工员编制的材料用料需求计划而制订采购计划,进而采购到既合格又经济的材料。采购员在采购前要了解材料市场价格方面的信息,根据材料特点采用不同的采购方式,从而尽可能降低采购成品。采购的材料要有出厂合格证、合格检验报告、质量保证书等质量证明资料,销售材料的单位要经过认证,有些材料要有“三证一标志”,运输时要根据材料的特点进行,以免受潮、损坏。材料保管员在组织材料进库时,要先验收合格后才允许入库,入库的材料要科学地分门别类堆放、保管,要防雨雪、防潮、防锈、防水、防碰撞,并建立完善的材料出入库手续和材料的管理制度。 3、加强业务培训。由于建筑业快速发展,施工水平的不断提高,新工艺、新材料、新标准规范的推广执行,所有的管理人员的数量、水平已不能满足施工的需要,急需补充人员,提高专业水平,因而业务培训的力度必须加强,其业务水平和管理工作的好坏,已成为建设项目能否有序、高效、高质量完成的关键。 三、施工前的材料供应管理 1、准确了解工程进度要求,掌握各类材料的质量要求和提高施工估料的准确性。施工估料是工程项目现场材料成本管理的首要环节,其估料方法推行单纯图、排版图,所谓单纯图就是以工程项目的工艺流程或系统图为基础,根据平面、侧面的布置及音容走向所勾画的单纯示意图,能直观准确地计算出所需的材料等,不单主材,所有辅助材料的估料也必须有计算依据、计算过程书,采取这种方法施工估料才能把好现场材料成本管理的第一关,同时,施工技术管人员除了熟读施工图纸,进行技术质量交底外,还必须将自己的施工估料意图灌输给班组,以单纯图、排版图的形式做好用料交底,防止长料短用,优料劣用,做到物尽其用,杜绝浪费,把材料消耗降到最低限度。 2、由于最近建筑材料市场呈现供不应求趋势,钢材、 水泥两大材料尤为严重,市面上以假乱真、以次充好现象非常严重。因此,要把好供应商评审关,凡是对计划进场的材料, 采购前都要对其生产厂家资质及质量保证措施予以审核,通过缜密的市场考查,认准合格材料,获得的信息更准确,更细致,更全面,准确地了解材料生产厂家的企业信誉,产品质量、经营手续、经营规模、价格状况、售后服务等情况,然后再对订购的产品样品要求其提供质保书,根据质保书所列项目对其样品质量进行再检验。样品不符合规范、标准的,不能订购其产品。 3、把好材料的进场检验关,做到“一要、二核、三看、四验”,“一要”即向供应商索要“试验报告单”和“到货通知书”和“防伪备案证明”;“二核”即核对品种、标号、质量;“三看”即通过目测看外观质量、点数;“四验”即重点工程、重要工程的主材应委托质量监督部门认可或授权的检测单位进行材质检验。 4、把好材料价格管理关。采购材料要遵循“质优价廉”的原则,采购模式要做到“供货、保管、使用”一体化,其采购流程:掌握市场信息―制定采购方案―业主招标确定材料价格―合理安排运输―工程结算。 掌握市场信息就是在建筑材料市场,材料产地等进行价格信息的采集、调查过程。业主方主要以招投标的方式确定材料价格,也可以直接走进市场,货比三家,选择质优价廉的材料。确定采购地点,制定采购方案,材料尽量一次运输到位,减少二次倒运和装卸费用。工程结算时,材料价格以实购价(含运杂费)为基础,采取加权平均法的方式计算。 四、材料存放发放管理 材料的存放,一定要严格按照材料的性能要求,不能因管理不善而降低使用寿命,针对市政工程的主要材料,应注意: 1、力求做到专门库房,妥善存放。如水泥的存放,贮存水泥的库房应注意防潮、防漏,存放袋装水泥时,地面垫板要离地30M,四周离墙30M,袋装水泥垛不宜太高,以免下部水泥受压结硬,一般以10袋为宜,如存放期短、库房紧张、高不宜超过15袋。 2、水泥贮存应按照水泥到货先后,依次堆放,尽量做到先存先用,水泥贮存期不宜过长,一般为3个月,3个月以上为过期水泥,存放期愈长,强度降低值愈大。 3、标识清楚,分类存放,如钢材有诸多规格,其设计标号是有差别的,绝不能错用,混用。 材料的发放,要遵循“先进先出,推陈出新”的原则,项目部的物资耗用应结合分部、分项工程的结算,严格实行限额/定额领料制度,领料人员要认真填写领料单,仓管员在发放时需作较详细的验交,并由领用双方凭证上签字认可。 五、材料使用过程中的管理 施工单位应严格按照规范标准对进场材料进行管理,这是保障工程质量和工期进度的必然要求。 1、施工前的准备,这是现场材料管理的开始,为材料管理提供必要材料,了解工程进度要求,掌握各类材料的需用量和质量要求,做好现场材料平面布置规划,作好场地、道路等设施及有关任务的准备。 2、施工中的组织管理工作,这是现场材料管理和管理目标的实施阶段,合理安排材料进场,作好现场材料验收,掌握施工进度变化,及时调整材料配套供应计划,保证施工需要,加强现场物资保管,减少损失浪费,防止丢失,组织机具的合理使用。 3、施工收尾阶段的材料管理。材料的回收是施工项目材料成本管理不可忽视的最终环节,除对剩余材料的规格型号进行分门别类外,还应注意材质的偏差,以利再用,严禁收尾工作中的随意浪费现象。材料管理人员要及时进行材料结算,总结施工项目材料消耗水平管理效果。 结语 建筑工程材料的质量是保证工程质量的重要环节之一,我们应从材料质量、材料价格、材料运输、材料存放、材料出库等管理环节上做文章,只有严格完善规范材料验收和领料制度,制订并贯彻节约材料的技术措施和管理方法,合理使用材料,降低损耗,才能提高工程质量,降低材料消耗和节约工程成本,保证实现管理目标。 建筑工程材料论文:浅谈建筑材料检测在建筑工程中的重要性 【摘 要】建筑工程质量检测工作是建筑工程质量监督的重要手段。其中建筑工程材料的检测是非常重要的一个环节。给出了建筑材料力学性能检测方法,通过对建筑材料严格把关,从而确保了建筑工程的整体质量。同时也正是建筑产品的诸多特点使得建设工程质量具有控制难、检验难、评价难和处置难等问题,而建设工程质量这些特点正是开展工程质量检测工作的前提和基础。 【关键词】建筑材料检测 建筑工程 重要性 引言 建筑材料是保证工程建设顺利实施的首要条件,只有把好材料质量关才能把好工程质量关。在工程结构里起到至关重要的作用,因此对每种建筑材料在使用之前都要抽样检验,采取合理有效的措施,保障材料质量。 1.建筑材料检测在建筑工程中的必要性分析 随着21世纪科技的不断发展,无数高层建筑拔地而起,人民生活水平的提高,对物质文化的需求也越来越高,这就需要各参建单位对建筑工程质量的高度重视。而且在工程结构中起到关键性的作用,每种材料质量的好坏,都影响着建筑质量的优劣,工程结构的刚度,承载力,对于建筑材料的检测就是利用检测仪器和相关设备对建筑材料进行检测,根据国家的相关标准进行衡量,看其是否符合标准。同时不断提高检测人员的素质、提升业务水平是至关重要的。总之,只有严格按照国家标准和检测方法认真执行,才能保证我国建材行业的健康发展,才能有效提高工程的质量。到目前为止,许多建筑方面的问题也接踵而至,直接影响到了整个建筑工程质量的好坏。因此,在建筑工程建设过程中,必须要对建筑材料进行严格的质量控制和质量检测。 2.影响建筑工程材料质量的因素分析 2.1 建筑材料的供应和堆放存在问题 很多建筑工程项目在施工过程中,几乎都存在建筑材料供应和堆放问题,没有根据工程进度制定材料供应计划,进场的工程材料堆放不规范,没有设立标识等操作,使得水泥很容易受潮变质,钢筋材料锈蚀问题非常普遍,这些问题都会降低建筑材料的性能,进而影响到工程质量。 2.2 建筑材料没有及时检测和漏检 在材料设备进场验收时,一定要经过监理工程师的严格审查,一定要按照标准规定进行检查,严谨接收不达标的材料。这样才能最大程度上的通过样本来整体的材料性能进行检测。同时在检测的过程中检测人员要根据国家的标准进行数量的选择以及检测的方法进行检测,力图检测结果符合标准,科学和准确。在材料检测的实践中深深体会到:对工程材料的质量检测要采取目测和检测相结合;抽检和检验相结合;直接控制和间接控制相结合;严格遵循检测程序,加强合同管理,因此,认真做好建筑工程施工过程中的工程材料试验检测工作,对于工程质量的控制尤为重要。 2.3 建筑施工技术和从业人员达不到工程质量要求 现实中,很多从业人员由于实际经验、文化程度、个人能力、工作态度等的差别,造成检测过程出现较大的偏差,直接影响到工程的质量安全。这对于合理地应用材料,提高工程质量是非常重要的。由此在进行建筑材料的检测过程中,要对相应的检测环境进行严格的控制,使之能够符合一定的指标要求,进而能够确保实验结果的真实性。建立各级人员的岗位责任制度和内部工作文件、技术文件的管理及保密制度、检测样品及抽样管理制度、质量管理手册执行情况检查制度等。由于我国工程建筑施工人员缺乏专业的培训,加上检测人员操作问题,建筑材料检测过程中很容易出现偏差,直接影响工程质量和工程成本的增加,对建筑施工企业很不利。 2.4建筑材料的检测技术落后 根据相关设计要求和规范要求进行项目检测,以保证建筑结构的安全,才能根除工程中的质量通病,防止伪劣材料进入工地。对建筑工程中的一些项目进行强制性检测,钢筋混凝土应按规定方法采取抽样检测,对于运输或者安装等原因所造成的质量问题,必须要经过分析处理鉴定合格后才能使用。完全没有发挥出应有的效果,对建筑材料的检测结果有极大的影响。为了使检测系统更加的科学性,检测结果更加准确,钢筋拉伸试验人员将钢筋拉伸至出现颈缩时便停止了,而未将钢筋拉断,得到的伸长率结果是错误的,这便是人为因素造成的错误。因此,必须按照规范的要求严格操作,才能得到正确的检测结论。只有检测人员提高自身的检测知识,才能够提高检测质量,减少失误率。由此,在进行建筑材料的检测过程中,要对相应的加荷速度进行严格的控制。这也在一定程度上增加建筑材料监管的难度,还有我国建筑材料的检测手段和检测技术还相对比较简单,很多建筑工程采用传统的流程,不仅增加建筑材料检测的工作量,很容易出现各种误差,进而影响建筑工程质量。 3.常用建筑材料的检测 3.1 钢筋的性能和检测方法 钢筋材料本身具有高强度、可焊性、冷脆破坏性和可塑性等性能,但是不同类型和用途的钢筋的单项指标并不代表具有以上全部性能,也是实施检验工作不可缺少的过程。实验室进行检测或开展其他相关业务活动时,制定和完善各项设计标准和检测标准是检验的重要保障。故用于建筑工程所需的材料、设备等必须要符合符合国家技术标准或设计要求,并有相应的中文质量合格证明文件、规格、型号及性能检测报告。由于钢筋的弯曲性能最能够代表钢筋的力学稳定性,钢筋弯曲试验是检测钢筋力学性能的主要方法,是在规定的直径上将钢筋弯曲90度和180度,检测钢筋是否出现断裂、裂缝等现象,这还可以用于检测钢筋焊接接头的质量。 3.2水泥材料的性能和检测方法 水泥是建筑工程重要的材料之一,水泥质量将会直接影响建筑工程基础的载体质量,在工程施工过程中,水泥的泌水性将会直接关系建筑工程构件的抗冻性能、抗渗性能和耐腐蚀性能,但是在振荡、吸水板等条件下将会析出水分,水泥抗渗性是指水泥构件抵抗水渗透的能力。面临使用的建筑材料质量是否过关,直接影响着工程质量,只有严格依据行业标准与科学方法进行检验工作,建筑材料同工程项目的总体质量才能有效提升。对于同一产地、规格、生产时间、进场时间的袋装水泥,按照每200吨为一检测批次,不足的200吨部分按照一个批次检测,散装水泥每一检测批次不得超过500吨,检测水泥的产品合格证、进场复验报告和出厂检验报告。在水泥使用过程中怀疑有质量问题或者超过出厂日期3个月的必须进行复验,按照复验结果处理。水泥仅做安定性检测; 4.结束语 建筑材料的质量是整个建筑工程安全保障和质量的基础,所以建筑材料的检测有着很重要的作用。为了能有效的对建筑工程进行质量控制,提高对建筑材料质量控制的工作水平,并保证所检测材料结果的准确性,确保建筑材料的质量和建筑工程质量的安全可靠。总之,严格按照国家标准和检测方法认真检测,建筑材料的质量与工程质量将会有效提高。 建筑工程材料论文:浅论建筑工程材料的检测及控制措施 【摘要】材料是影响建筑项目质量的重要因素,因此建筑企业及负责人要做好建筑材料的检测工作,并对建筑材料进行严格的控制。为此,本文主要围绕建筑工程材料的检测与控制工作进行简要的探究,以供参考。 【关键词】建筑材料;检测;质量控制 前言 随着经济社会的发展及技术的进步,人们对建筑工程的质量提出了更高的要求,因此必须进行严格的质量管控。而建筑工程的材料质量对整个建筑工程质量决定性的作用,原材料质量的好坏直接决定着整个建筑工程的安全性与效益性。因此必须加强对建筑材料的检测。 1.建筑材料的检测方法 1.1常用的建筑材料检测方法 1.1.1对材料外观进行检测 简单的说就是通过对建筑材料的外观、品种、尺寸以及标志等方面进行检测,查看建筑材料的外在是否存在损坏的现象。 1.1.2对建筑材料进行有损检测 顾名思义就是通过相应的检测仪器对建筑材料进行检测,并对其含有的成分进行化学分析,以此来保障建筑材料的质量。 1.1.3建筑材料的无损检测 就是指在建筑材料不受到破坏的情况下进行检测,通过先进的超声波等技术对材料进行检测。 2.目前有关材料质量检测中易出现的隐患 由于材料的无计划供应、不规范的堆放、没有相关的标识牌,同时加上管理不当或者不及时,如果水泥、钢材等原材料发生变质、受潮或者锈蚀的时候,其就会失去原有的性质。假如未能进行及时或者正确的的材料检测,使工程使用了不合格的材料,会导致质量隐患。对填筑路基的土质材料缺乏土壤调查,判断失误,采用的CBR值达不到规范要求。施工材料特别是钢筋并没有依照设计图纸的规定要求采购,对焊接(搭接)、焊缝的质量情况也未能进行及时检测控制,极容易导致质量事故的发生。而对于材料半成品构件(如涵管、预制大梁),如果未及时进行检测就直接安装在构造物上,可能会导致质量事故。以上几种情况都是在工程施工过程中,相关材料方面经常容易出现的问题,必须加以重视。 3.建筑工程材料的检测 3.1水泥的检测 3.1.1常规检测 施工单位应该选择具有《全国工业产品生产许可证》的水泥生产企业,在上海地区的建设工程还必须有取得《上海市建设工程材料备案证明》的水泥方可使用,同时对水泥的出厂日期、使用期限、生产批号、出厂检验报告等基础信息进行严格的审查,一旦发现水泥出现上述问题,则必须送检测单位复验,直到质量检测合格方能投入使用。 3.1.2技术检测 根据水泥品种不同和水泥在工程中使用部位不同选择水泥的检测项目和方法。水泥强度的检测是必不可少的,要注意的是检测必须是采用国家标准规定的检测方法进行,即对水泥试样按照标准比例配制成水泥胶砂,在标准规定的环境下制备试样、带模养护、拆模、脱模养护,在规定的龄期试压,判定水泥是否达到规定的强度合格与否。 3.2钢筋的检测 (1)钢筋原材入场时,施工人员要查验钢筋生产厂家的《全国工业产品生产许可证》及出场检验报告,将现场随机选取同一批号的钢筋不作任何加工且有表面标志的切取15根试样,并进行拉、弯及重量偏差进场复验。通过相关机械的拉伸、弯曲试验之后,对比国家规定的标准,分析钢筋的力学性能是否合格。 (2)钢筋的焊接情况也是工程材料检测的重点内容。钢筋焊接品种繁多,工程中用的较多为闪光对焊、电渣压力焊、气压焊、电弧焊等,一般焊接的接头外观有作要求,如闪光对焊施工人员必须保证钢筋接头处不得有横向裂纹、不得有明显烧伤,接头处的弯折角不得大于30,接头处轴线偏移需保证在0.1d-2mm(d:钢筋直径)之间。电渣压力焊、气压焊、电弧焊等接头在《钢筋焊接及验收规程》或《建设工程检测见证取样员手册》中都有明确详细的要求,必须遵照执行。 3.3其他材料的检测 (1)对于同一产地、规格、批次的砂石,应该按照需要进行分批,并随机选择试样进行检测。通常对于砂,必须检测细度模数、含泥量、泥块含量(三个必检项目)等,而石还必须再检测针片状含量(四个必检项目)等,只有检测符合要求的砂石才能投入使用。另外上海地区又规定了建设工程中禁止使用特细砂,预拌(商品)砼中、外墙粉刷砂浆、楼面中细石砼和水泥砂浆面层禁止使用细砂以及禁用海砂、禁用卵石等,这些都是施工人员要注意的。 (2)对于墙体材料,尺寸与形状,则是以测量值的平均值作为标准,选出合格品,注意批次、数量、检测强度等。 (3)回填材料以土为主,施工人员可以根据相关质量评定标准,对不同层次的回填土进行抽样检测。 4.建筑工程材料现场质量控制的措施 4.1建筑工程材料检测需注意的问题 第一,在工程材料检测过程中,很多客观因素都将影响检测结果,因此,施工人员需要密切关注这些影响因素,以保证检测顺利进行以及监测结果的有效性。温度与湿度是影响建筑工程材料的主要因素,不同温度与湿度情况下,工程材料将呈现出不同的状态,因此,工程材料检测必须严格控制外界温度与湿度, 第二,建筑工程施工涉及的工程材料种类繁多、数量巨大,需要施工人员确定合理的检测目标,以提高检测效率。如,对于水泥材料来说,水泥强度、安定性和凝结时间是影响其质量的主要因素,因此,需要对水泥的这几个项目进行重点检测。对于钢筋来说,钢筋的的拉、弯直接反应其性能好坏所以需要加强检测力度,不仅可保证钢筋混凝土的质量又可满足工程结构安全要求。 第三,工程材料检测后,需要对检测结果进行科学的分析与处理,尤其是一些离散性较大的数据结果,要进行适当的取舍,以求实的态度计算出平均值,对被检测的工程材料给出科学评价;另外,受到各种因素的影响,检测结果可能会出现一定的误差,施工人员需要对此给予正确的认识,允许合理误差存在。一旦误差超出标准过多,则需要进行复检,以保证工程材料检测的质量与效率。 4.2常用建筑工程材料质量控制措施 第一,施工单位需要根据施工需求,选择适宜规格的工程材料,并进行科学、合理、严格的质量检测,尤其是一些半成品工程材料,必须在严格审查其出厂检测报告的基础上,进行适宜的复检,坚持用检测数据说话,以保证工程材料的质量能够符合建筑工程施工需求,进而为提高工程质量提供保障。 第二,工程材料的保管也是建筑工程施工管理的重点内容,施工人员可以根据工程材料进场的顺序、规格、批号等进行材料的堆放、储存等,写好标牌,同时必须做好工程材料的防潮处理,尤其是一些粉末状工程材料,温度与湿度控制是极其重要的。对于钢筋材料等金属材料则需要做好防锈处理,以保证这些工程材料的性能。 第三,工程材料的合理应用,不仅可以保证建筑工程施工的质量,同时也是节约工程材料、降低工程成本的关键措施。因此,施工人员需要按照施工标准,规范应用工程材料,对于一些需要特殊施工技术的工程材料,必须提前做好准备工作,选择适宜的施工技术,并保证工程材料应用的规范性。 5.总结语 建筑工程材料的检测是建筑工程施工前期的重要基础工作,建筑建设单位务秘对工程材料检测进行高度的重要,选用科学的检测方法,同时制度有效的材料质量控制措施,把工程材料质量管理贯穿于整个项目的施工过程,最大限度地促进建筑工程质量的提高。
国外建筑论文:国外建筑安全管理体系研究论文 摘要:通过学习德国、英国的建筑安全生产管理体系并对比我国的建筑安全生产管理体系,可知我国现有的安全生产管理体制和具体做法与西方国家的职业安全与健康的现状相比差距仍然较大。因此,要提高我国建筑企业的安全管理水平,必须建立全新的建筑安全生产管理体系。 关键词:建筑;安全管理体系;职业安全 1国外发达国家建筑安全管理体系 对于一些发达国家来说,他们在建筑安全管理方面做的比较好。特别是德国、英国以法律法规确立的安全生产管理体系,作为安全生产管理工作的基础,注重强化政府监督职能,并充分发挥行业协会协调的中间作用,通过企业自治自律,达到以人为本,促进工人自觉维护生产安全的目标。 (1)德国的建筑安全管理体系 a.德国建筑安全管理的基本机构。德国建筑安全管理的基本模式立法、监督和执行三部分。德国政府设联邦社会与劳动部,下设劳动保护委员会,各州、地(市)均有其分支机构。联邦和州有立法、监督的双重权力,行业联合会及其相关的组织(如安全工程师协会、安全联盟等也具备监督的作用)。企业的责任就是自觉、严格地执行法律、法规和行业要求。 b.行业联合会。行业联合会属非政府、非盈利机构,与政府机构共同监督企业对各项法律法规的执行情况。德国建筑工伤保险协会就是现有的35个行业协会之一。法律规定:每个企业和员工都必须是某个行业联合会的会员,并要根据工资额度和工作的风险度交纳会费。会费除用于预防工伤事故与职业病及咨询、行业规程编制和监督外,还用于保险。在德国,企业发生工伤事故的调查处理由行业联合会组织。在对事故进行原因分析的基础上,由行业联合会处理理赔等相关事务,并形成调查报告提交劳动保护委员会。此报告也是劳动保护委员会修订相关法律法规的依据。这种做法的优点是:行业联合会成员以行业专家的身份组织、参与事故调查,有利于公平、公正、公开处理行业内的事故,政府也摆脱了事故牵涉的各种事务纠缠。 c.安全工程师协会。安全工程师协会是民间组织,由各行业的安全专家和管理人员参加。协会的主要功能是:与国家相关部门共同制定安全法规和标准,对上岗的安全工程师进行专业培训,组织完成或协调企业的安全工程项目,进行国内外的技术交流等。安全工程师应了解行业的安全状态,熟悉掌握法律法规和相关制度,具备事故处理等方面的理论和实践经验。在企业中主要提供咨询,并根据掌握的现场情况提交安全状况报告,但无权停止员工的工作,且无处理事故的义务。 d.企业员工的培训。在德国,所有员工必须与雇主签订含有安全生产内容的合同。员工有权知道作业的安全规程和使用个体防护用品等相关知识,同时遵守事故预防的制度。企业必须对作业时的员工的安全健康负责,并提供装备、规程,采取确保作业安全和健康所必需的措施。员工的培训、教育,既是企业的责任,也是所有员工的权利。德国的安全生产监管人员认为:知识就是安全。如果员工认识到具体的风险,避开的机会就高得多;如果员工看到了潜在的危险,就会更好地防护自己。员工必须经常地自觉接受安全生产的培训和自觉安全行为的教育。员工就作业环境中的安全生产情况每年至少进行一次书面报告,并向企业提出建议。 (2)英国的建筑安全管理体系 a.建筑安全管理的基本模式。英国设有健康安全委员会(HSC),该委员会负责制定条例,并就有关安全健康状况向政府报告,它是介于政府与行业之间的组织,是政府与企业之间的联系枢纽。委员会的人员由政府指定,但必须有一定的行业人员参加,现由12人组成。委员会下设健康安全执行局(HSE),是执行条例、监督企业的健康安全体系的职能部门,现有3500人,全部为公务员,其中1/3的人员为安全督察员,2/3为制定方针、规程等工作人员。 b.英国建筑安全管理的法规体系。英国在1974年至1999年颁布和修订多部法律规定雇主具有保证雇员在健康、安全的环境中工作的责任,明确了雇主和雇员之间的关系和责任。 c.安全与健康监察。英国的安全与健康的监察主要由安全与健康执行局执行,在全国设有很多分支机构。安全调查员根据所颁布的法律,对每个工程项目进行建筑安全监督工作,包括发出强制执行命令和诉讼。 d.工会及行业协会组织。在英国,工会、行业协会等其他组织约有750人,不同程度的参加政府的有关健康安全组织。这些组织经常派人与国家监察员一起到现场进行检查、监督,对发现的问题立即纠正,体现“以人为本”的思想。 e.企业对安全健康的管理。企业的安全健康管理遵循的是法律法规和开工前完成的、经业主批准的安全与健康计划书。一般来讲企业应根据工程项目的大小和国家的法律法规制定安全与健康方案。在英国一般25人以上的工地就要成立安全委员会,负责工地的安全与健康的日常管理事务。同时要设立安全与健康培训和教育基地,包括用房、设施、资料等配备、购置,收集、安全信息,上岗前的教育、班前教育、进入工地的教育等。英国政府要求企业须尽量通过技术、设备来代替人工操作,以减少危险源。 2我国在建筑安全管理中取得的成就 (1)法律法规体系 1998年《中华人民共和国建筑法》的颁布实施,奠定了建筑安全管理工作的法律体系基础,把法律意识、法制观念引入建筑行业。到2002年我国颁布了多项法律法规用以规范和明确生产经营单位的安全生产。初步形成了安全生产管理的标准规范体系。 (2)安全生产管理体制 1993年国发(1993)50号文件《国务院关于加强安全生产工作的通知》中,明确了我国实行“企业负责、行业管理、国家监察、劳动者遵章守纪”的安全生产管理体制。 (3)安全文明施工 1991年,建设部发出通知,在全国四级以上施工企业所属的施工工地开展安全达标活动,把工程建设安全事故控制的重点放在了施工现场,对施工全过程进行安全监督管理。这是建国以来建筑业企业第一次全面、系统地组织开展施工全过程的安全管理工作。改善了现场作业人员的生活环境和工作条件同时使安全管理的实施得到加强,减少了事故发生的可能性。 (4)应用相关科研成果进行建筑安全管理 建设工程安全生产的科学技术研究和先进技术的推广应用推进了施工企业安全生产的科学管理,极大地减少了安全事故的发生。 3结论 综观西方国家的职业安全与健康的现状,我国现有的安全生产管理体制和具体做法与之相比差距仍然较大。因此,我国的安全生产、劳动卫生监督管理工作,有必要从以下几个方面予以加强: (1)政府应进一步明确安全生产、劳动卫生管理与监督的义务和职责。政府职能部门应强化监督职能,弱化管理职能,将大量的日常管理工作,交由行业协会和企业去办。 (2)应进一步完善社会中介、行业协会组织,完善注册安全工程师管理制度,以充分发挥行业部门或组织的咨询、服务、管理等中介职能。 (3)国家应制定强有力的政策法规,由业主设立专门的安全生产费用,做到专款专用,来保证工程项目安全生产的费用投入,从而避免建筑市场恶性竞争导致安全生产防护费用不能保证的问题。 (4)应尽快完善全社会的伤亡事故保险制度,用经济杠杆来提高全社会的安全生产意识。 (5)应全面提高全社会安全生产意识。同时政府与一些相关组织要制定明确的规定,并通过必要的强制性手段加强职工的教育和培训。 国外建筑论文:国外绿色建筑评价分析论文 建筑作为人工环境,它对生态环境的是多层次多方面的。其中具有明确生态环保目标和手段的建筑,可以称之为绿色建筑。绿色建筑的概念是当前全球化可持续战略在建筑领域的具体体现,由于地域,观念和技术等方面的差异,国内外对绿色建筑还缺乏统一约定义,就技术层面而言,绿色建筑应考虑以下关键:能源、排放物、水的使用、土地的使用,对地区生态的影响和室内空气质量等同时还应考虑与之相应的建筑的功能性以及建筑美学意义。 绿色建筑的实践毫无疑问是一项高度复杂的系统工程,不仅需要建筑师具有生态环保的理念,并采取相应的设计,还需要管理层、业主都具有较强的环保意识。这种多层次合作关系的介入,需要在望个过程中确立明确的评价及认证系统,以定量的方式检测建筑设计生态目标达到的效果,用一定量指标来衡量其所达到的预期环境性能实现的程度。评价系统不仅指导检验绿色建筑实践,同时也为建筑市场提供制约和规范。促使在设计,运行、管理和维护过程中更多考虑环境因素。引导建筑向节能、环保、健康舒适,讲求效益的轨道发展。 近10多年来,世界一些发达国家相继推出了各自不同的建筑环境评价方法、其中英、美、加等国所实施的比较成功的绿色建筑评价体系,值得借鉴。 一、英国建筑组织环境评价法(BREEAM) 英国建筑研究组织环境评价法是由英国建统研究组织(BRE)和一些私人部门的研究者最早1990年共同制定的。目的是为绿色建筑实践提供权威性的指导以期减少建筑对全球和地区环境的负面影响。从1990年至今,BREEAM已经发行了 2/91版新建超市及超级商场 、 5/93版新建建筑和非食品零售店 , 环境标准3/95版新建住宅 以及 BREEAM‘98新建和现有办公建筑>等多个版本并己对英国的新建办公建筑市场中25%到30%的建筑进行了评估,成为各国类似评估手册中的成功范例, BREEAM‘98是为建筑所有者,设计者和使用者设计的评价体系,以评判建筑在其整个寿命周期中,包含从建筑设计开始阶段的选址、设计、施工,使用直至最终报废拆除所有阶段的环境性能,通过对一系列的环境问题,包括建筑对全球、区域、场地和室内环境的影响进行评价,BREEAM最终给予建筑环境标志认证。其评价方法概括如下: 首先,BREEAM认为根据建筑项目所处的阶段不同,评价的相应也不同。评估的内容包括3个方面:建筑性能、设计建造和运行管理。其中:处于设计阶段、新建成阶段和整修建成阶段的建筑,从建筑性能,设计建造两方面评价,BREEAM等级和环境性能指数;属于被使用的现有建筑,或是属于正在被评估的环境管理项目的一部分,从建筑性能、管理和运行两方面评价,计算BREEAM等级和环境性能指数;属于闲置的现有建筑,或只需对结构和相关服务设施进行捡查的建筑,对建筑性能进行评价并计算环境性能指数,无需计算BREEAM等级。 其次,评价条目包括9大方面:管理——总体的政策和规程;健康和舒适——室内和室外环境;能源——能耗和CO2排放;运输——有关场地规划和运输时CO2的排放;水——消耗和渗漏问题;原材料——原料选择及对环境的作用;土地使用——绿地和褐地使用;地区生态——场地的生态价值;污染——(除CO2外的)空气和水污染。每一条目下分若干子条目,各对应不同的得分点,分别从建筑性能,或是设计与建造,或是管理与运行这3个方面对建筑进行评价,满足要求即可得到相应的分数。 最后,合计建筑性能方面的得分点,得出建筑性能分(BPS),合计设计与建造,管理与运行两大项各自的总分,根据建筑项目用处时间段的不同,计算BPS+设计与建造分或BPS+管理与运行分,得出BREEAM等级的总分;另外由BPS值根据换算表换算出建筑的环境性能指数[EPI],最终,建筑的环境性能以直观的量化分数给出,根据分值BRE规定了有关BREEAM评价结果的4个等级:合格,良好,优良,优异。同时规定了每个等级下设计与建造、管理与运行的最低限分值。 自1990年首次实施以来,BREEAM系统得到不断的完善和扩展,可操作饺大大提高。基本适应了市场化的要求,至2000年已经评估了超过500个建筑项目。它成为各国类似研究领域的成果典范,受其影响启发,加拿大和澳大利亚出版了各自的BREEAM系统,香港特区政府也颁布了类似的HK-BEAM评价系统。 二、绿色建筑桃战2000(GBC2000) 绿色建筑挑战(GreenBuildingChallenge)是由加拿大资源部(NaturalResourcesCanada)发起并领导。至2000年10月有19个国家参与制定约一种评价方法,用以评价建筑的环境性能。它的发展已经历了两个阶段:最初的两年包括了14个国家的参与,于1998年10月在加拿大温哥华召开“绿色建筑挑战98”国际会议,之后的两年更多的国家加入,成果GBC2000在2000年10月荷兰马斯持里赫特召开的国际可持续建筑会议(InternationalSB2000)上得到介绍。绿色建筑挑战目的是发展一套统一的性能参数指标,建立全球化的绿色建筑性能评价标准和认证系统,使有用的建筑性能信息可以在国家之间交换,最终使不同地区和国家之间的绿色建筑实例具有可比性。在全球化趋势日益显著的今天,这项工作具有深远的意义。 GBC2000评估范围包括新建和改建翻新建筑,评估手册共有4卷,包括总论,办公建筑,学校建筑,集合住宅。评估目的是对建筑在设计及完工后的环境性能予以评价,评价的标准共分8个部分:第一部分,环境的可持续发展指标,这是基准的性能量度标准,用于GBC2000不同国家的被研究建筑间的比较;第二部分,资源消耗,建筑的自然资源消耗问题;第三部分,环境负荷,建筑在建造、运行和拆除时的排放物,对自然环境造成的压力,以及对周国环境的潜在影响;第四部分,室内空气质量,影响建筑使用者健康和舒适度的问题;第五部分,可维护性,研究提高建筑的适应性、机动性、可操作性和可维护性能;第六部分,经济性,所研究建筑在全寿命期间的成本额;第七部分,运行管理,建筑项目管理与运行的实践,以期确保建筑运行时可以发挥其最大性能;第八部分,术语表,各部分下部有自己的分项和更为具体的标准。 GBC2000采用定性和定量的评价依据结合的,其评价操作系统称为GBTool,这是一套可以被调整适合不同国家,地区和建筑类型特征的软件系统。评价体系的结构适用于不同层次的评估,所对应的标准是根据每个参与国家或地区各自不同的条例规范制定的同时也可被扩展运用为设计指导。GBTool也采用的是评分制。 三、美国能源及环境设计先导计划(LEED) 美国绿色建筑委员会(USGBC)在1995年提出了一套能源及环境设计先导计划(LEED,LeadershipInEnergy EnvironmentDesign)在2000年3月更新了它的2.0版本。这是美国绿色建筑委员会为满足美国建筑市场对绿色建筑评定的要求,提高建筑环境和特性而制定的一套评定标准。 (能源及环境设计先导计划评定系统2.0)LEED2.0通过6方面对建筑项目进行绿色评估。包括:可持续的场地设计、有效利用水资源、能源与环境、材料与资源、室内环境质量和革新设计。在每一大方面。USGBC都提出了前提要求,目的和相关的技术指导。如对可持续的场地设计,基本要求是必须对建筑腐蚀物和沉淀物进行控制,目的是控制腐蚀物对水和空气质量的负面。在每一方面内,具体包含了若干个得分点,项目按各具体方面达到的要求,评出相应的积分,各得分点都包含目的,要求和相关技术指导3项。如有效利用水资源这一方面,有节水规划,废水回收技术和节约用水3个得分点,如果建筑项目满足节水规划下两点要求号可得2分。积分累加得出总评分,由此建筑绿色特性便可以用量化的方式表达出来,其中,合理的建筑选址约占总评分的22%,有效利用水资源占8%,能源与环境占27%,材料和资源占27%,室内环境质量占23%,根据最后得分的高低,建筑项目可分为LEED2.0认证通过,银奖认证,金奖认证,白金认证由低到高4个等级。截至2001年9月,全美已经有13个建筑项目通过了LEED2.0认证,超过200个项目登记申请认证。 LEED2.0评定系统总体而言是一套比较完善的评价体系,与前两个评价体系相比结构简单,考虑的也少些,虽然操作程序较为简易,但具有缺乏权衡系统的机制约束的缺陷。 上述各国的评价体系的时间,技术水平,操作理念等状况各不相同,但是我们还是能从它们的评价体系成果中发现一些共同点: (1)共同的立足点和目标。各国的评价都是在明确的可持续原则指导下进行的,基本都可以实现以下目标:为提供一直普遍的标准,指导绿色建筑的决策与选择;通过标准的建立,可以提高公众的环保产品和环保标准意识,提倡与鼓励好的绿色建筑设计;而且刺激提高了绿色建筑的市场效益,推动其在市场范围的实践;另外由于评价体系提供了可考核的方法和框架,使得政府制定有关绿色建筑的政新和规范更为方便。 (2)共同的关注点。各国的评价体系都有明确清晰的分类和组织体系,可以将指导目标(建筑的可持续发展)和评价标准联系起来,而且都有—定数目的包括定性和定量的关键问题可供。这些问题体现了各国对绿色建筑实践的技术和文化层面的思考和研究。评价体系中都还包括一定数量的具体指导因素(如对可回收物的收集)或综合性指导因素(如对绿色动力和能源的使用),为评价进程提供更清晰的指示。 (3)开放性和专业性。各国的评价体系评价的数据和方法都向公众公开,任何人都可以了解使用,笔者便是从因特网上得到了各国的完整的评估手册。数据和方法的开放性并不意味着评估过程的简单,各国对评估的进程都有严格的专业要求。评估是由相关部门给与专业认证的评估人执行的。如BREEAM的评估是由持有BRE执照的专业人士进行,而LEED的评估则要求所评估的项目组中至少有—位主要参与人员通过LEED专业认证。 (4)都在不断地更新和发展。绿色建筑系统是复杂并且不断发展的,因而评价应当是可重复的、可适应的,对变化和不确定性能做出及时反应。各国在制定自己的评价体系时都充分考虑到了这一点:BREEAM对办公建筑分册分别于1993年和1998年进行了两次修改;LEED评价系统要求每5年便要更新升级一个版本,LEED3.0预计在2005年;GBTool的版本已发展到了GBC2002阶段,GBTool的版本也在不断更新。 许多国家都在绿色建筑评价领域进行看自己的研究工作,成果包括:荷兰的ECOQuantum,德国的ECO-PRO,法国的EQUER等,各自都有不同的特点,由于受到知识和技术的制约,各国对于建筑和环境的关系认识还不完全,评价体系也存在着一些局限性。概括而言包括:一是某些评价因素的简单化,毫无疑问,建筑的生态评估是一个高度复杂的系统工程,特别是许多社会和文化方面的因素难以对其确定评价指标,量化更是不易,目前的一些评价单从技术的角度入手,回避了此类问题。二是标准权衡的问题。即对于可以量化的指标对其评分的分值占总分值的比例是否与其对建筑的影响相符。尽管BREEAM,GBC等系统已经使用有关机构制定出的权衡系统系数,但对这一问题还要进行审慎的研究工作。此外,还有如何运用评价结果提高改善建筑性能,评价的约束机制等问题需要考虑。 我国的绿色建筑的建设还处于初期研究阶段,缺乏实践经验,许多相关的技术研究领域还是空白,近年来,有关部门围绕着建筑节约能源和减少污染颁布了一些单项的技术法规,不久前,建设部委员会已组织了有关专家,制定出版了一直比较客观的绿色生态住宅评价体系——《生态住宅技术评估手册》,其指标体系主要了美国能源及环境设计先导计划(LEED2.0),同时融合我国《国家康居示范工程建设技术要点》等法规的有关内容。这是我国第一部生态住宅评估标准,是我国在此方面研究上正式走出的第一步,当然,绿色建筑评估是一个跨学科的、综合性的研究课题,为进一步建立我国完整的绿色建筑评价体系及评估方法,我们还需要售鉴国外的先进经验,进行更加深人有效的探索。 国外建筑论文:国外建筑节能与保温材料论文 面对着全球能源的日益紧张,世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。近30年来,各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作,不但节省了大量的能源,取得了可观的经济效益,同时改善了环境,降低了对大气臭氧层的破坏。而我国的建筑节能工作在90年代初才刚刚启动,因此,国外建筑节能和保温材料的发展,对我们这方面的工作很朋借鉴作用。现将国外建筑节能与保温材料在建筑节能上的利用用一简单介绍: 国外建筑节能标准的制定和取得的社会效益 自70年生全球性的能源危机后,世界各国政府对能源的利用情况进毯子全面的实事求事的分析,诊断建筑能耗是一个重要的组成部分,一致认为必须对建筑设计制定节能标准,并提出法规予以执行。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能标准。 美国在1975年第一次颁布了ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程协会)标准90-75“新建筑物设计节能”。以此为基础,1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”,并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大会,不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容,每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。 日本住宅金融公库,早在1979年颁布了住宅建筑保温隔热标准,规定了建筑部分热阻,并对所用的各种保温材料规定了最小的限度。 国外一些发达国家早在70年代末就已经开始了建筑节能的工作,强制建筑业在新建建筑中执行节能标准,因而已慑得了巨大的成效,整个国家的建筑有耗大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%,但采暖能建筑能耗却减少了318万吨标准煤,采暖能耗占全国总能耗的比重,也由39%下降为28%;美国自从制定和一部节能标准至今,仅计到2011年,在此基础上又驸节约430亿美元。由此可见,国外的建筑节能法规30多年来取得了多么显著的社会效益和经济效益。国外保温材料与保温技术在建筑中的应用保温材料在墙体及围护结构中的应用: 建筑材料合肥市建筑保温材料是实现建筑节能的最基本的条件,各国在建筑中采用了大量的新型建材和保温材料。实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所替代,在空心砌块的墙体中,为了提高墙体的保温性能,隔断在砌块之间形成的空心通道的气流,还要各空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料。 在建筑物的围护结构中,不论是商用建筑还是民用建筑,一部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。墙体的保温基本上有三种形式:保温、外保温和夹心保温。居民建筑的墙体结构基本旧最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面就是墙的标准主休、木框结构等。另外一种典型墙的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。 保温材料在屋顶上的应用 国外的民用建筑屋顶一般采用尖顶的较多,在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空气流通的通道,既能解决空气的流通,又可起到一定的保温隔热作用。同时在天花板的上面,一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫,或在此空间直接吹入松散的保温棉,有的直接吊装由玻离棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。 保温材料在地面中的应用 国外大部分建筑都有地上室和地下空间,居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中,这就为生活空间的保温创造了有力条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时,尤其是在冬季,仍会有相当多的热量,通过一楼的地板传出。因此,在建筑物的一楼地板下面,仍然需要填充高密度的保温材料,同时,在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。 国外建筑论文:国外建筑设计师产品规范管理论文 建筑设计师在建材产品工程市场推广过程中起着一定的作用,本文将分析并阐述发达国家设计师如何介入产品规范的设计与推广 一.什么是规范(Specification) 规范是指对应用于建筑工程的材料、设备、固定装置的文字性描述和使用目的阐明。再恰当一些讲,规范是指详细描述指定使用建筑材料与装置的构成、安装施工和完工要求。 与详细的施工图纸配合,规范显示了指定使用的建筑材料是如何被应用的。 规范也可以指建筑设计师和工程师对承包商的施工要求;所有在建筑上应用的材料的性能要求和质量定义;使用这些材料在建筑上所要达到的目的的可靠保证。对建筑承包商而言,规范也是他们在投标时确定材料费用和人工费用的基础。最后,规范也是业主和承包商之间有法律效应的承包合同的一部分。 二.谁写规范 由于规范对传达设计师和工程师要求和目的起着关键的作用,并且会从法律上保证完成这些要求和目的,所以写出的规范必须精确、清楚、完整并能反映建筑意图。所以说,规范一般是由有经验的设计师和工程师撰写,并且在任何情况下受到负责注册设计师和认证工程师监督。规范也可能由外部的咨询专家撰写(如结构、材料、机械、电气工程师等),他们与负责项目的注册设计师和认证工程师关系密切,并且受到他们的监督。 对规范撰写者作用的一个注解 因为规范经常需要由设计师事务所的合伙人和负责人准备,现行约有1/4的事务所有规范撰写人,这些人中的8/10本身就是注册设计师或工程师。在很多情况下,这些写规范的人都与材料生产商代表有直接联系。 这些规范撰写者对挑选材料具有很大的影响力,他们的作用就是将设计师的愿望以“规范”的形式付诸文件,所以讲真正“规范”产品的不是规范撰写者,而是设计师。 “设计”先行于“规范”,设计理念的方向决定了材料规范。 三.规范的主要形式有那些 有五种主要的规范形式 1.排他性或单一品牌产品规范 这种类型的规范声明只有规范上写明的产品(包括品牌、商标名、制造商)才能被接受,通常讲,这类产品比较特殊。对材料供应商来讲,这类规范一旦写上去就等于完成销售了。 举例:内墙涂料,选用某某制造商产品,某某型号系列(色号某某)。 2.多种品牌产品规范 这是最常见的规范类型,名单上列二家或更多家产品(包括品牌、商标名、制造商),这些产品都符合规范者的需求。对这种类型的规范而言,所有列明的产品都有同等机会被用在项目上。 举例:吸音砖:等级A,某某材料制作,表面预涂白色涂料,丁字对接,某某尺寸,某某、某某制造商产品 3.同等要求产品规范 在规范上写明一家或几家品牌,但同时写明,其他品牌产品只要被证明与上述列明品牌产品符合同等要求,也能被使用。 举例:防水剂:某某品牌产品或被证明符合要求的其他品牌产品。 4.开放性或同类型产品规范 产品按照一种类型的属性来描写,包括产品描述、性能等级、尺寸、颜色、符合那种规范或国家、政府标准(如ASTM标准)。当对类型产品标准的关注超过品牌、商标名、制造商等因素时、会使用这种形式的规范。 举例:波纹镀锌高拉伸力钢:E级,波纹镀锌高拉伸力钢材,表面涂覆,镀锌符合ASTM某某标准,具体型号及重量按设计要求由供应商推荐。 5.性能规范 同上述第四种规范相似,指明材料必须遵守某种性能标准,承包商必须寻找到符合这种性能标准的材料。必须注意,在这种规范上不会出现品牌名字。 四.每一种类型规范的使用比例 设计师和工程师喜欢写明产品品牌的规范,因为这种规范锁定了品牌、阻碍了在项目后续施工阶段替换产品的企图。据市场研究,各种类型规范的比例是:排他性或单一品牌产品规范4%,同等要求产品规范6%,多种品牌产品规范57%。以上规范都有指定品牌,总计67%,开放性及性能规范占33%。 五.被“规范”的重要性 设计师和工程师对新建筑产生最初的“购买影响”,他们负责对所有大型住宅建筑和非住宅建筑超出90%的部分进行规范。这种购买影响通过图纸发挥出来,这些图纸决定建筑是怎样被建造、被规范的。建筑由什么材料建造,怎样安装设备。 所以,要想占领新建筑市场,就必须使产品被“设计”与“规范”。 六.规范的效力 当规范写明品牌时,它们的效力非常高。有研究表明,当规范写明品牌时,最终有87%的品牌产品最终投入工程使用,剩余少数变化,也是由于设计师和工程师自己在投标和施工阶段因某种原因改变。 当情况是同等要求产品规范时,与上一种规范相比,就有了可操作余地。承包商有权寻求替代产品,有很多原因让他们这么做,但主要的原因有三种: 2他可以寻找到更便宜的产品; 2指明品牌的产品无法按时按地交付; 2替代产品施工更方便。 由于大多数承包商都会承诺在施工完毕一年内,会对由于材料与施工原因对建筑造成的损伤进行保修,所以他们由理由关心采购指定品牌产品的费用及合同中有关争议、诉讼解决的条件。 另外,也必须注意到,由于分包商施工产品的经验很丰富,所以有时候从保证质量出发,他们也会向设计师提出更换产品。 尽管承包商有很多理由要求更改材料,但他们必须在设计师规范的条件下进行。他们首先必须递交“同等效力”的证明,然后获得设计师的书面批准。 在设计师批准更改规范之前,由于他对原来被规范产品的美学效果、功能、经济性很有信心,所以他会在价格、供货方式、施工方便性方面对新老产品作一个认识上的平衡。 七.设计师怎样改变规范 当设计师和工程师准备接受改变规范或替换材料,他们有几种方式指示出来,下面举例说明: 1.材料批准—只要是在规划和规范中选定了某种品牌的材料,这也意味着设计所希望达到的目的和质量要求已经确定了。所以,承包商必须认识到,假如他想用其他材料,他必须得到设计师的批准,以证明他用的材料在质量和适应性上与原来材料一致。承包商必须在工期前25%时段之前提出更换请求,并且要在60天内和在订货前得到批准。 2.被指定材料的品牌、商标、供应商及说明书的内容是供应或投标合同的基础,除非双方另行约定。当规范中列了两个或更多个品牌材料的时候,承包商有权自由挑选。当承包商试图用规范外的材料替代时,他首先必须申明,写明替代品和替代可能发生的承包金额差别,并且最终被批准。 当承包商提出的材料变更请求需要结构上改变或对建筑物或设备进行更改,则承包商必须递交(待批准)图纸以表明这种改变或更改是必须的,在上述图纸被批准前,更改工作不能进行。 由于承包商提出变更材料(经批准)所引起的额外费用,全部由承包商承担,业主不用承担。这些费用包括可能对结构的改变、设备的变更、以及为了变更材料需要额外画的图纸、添置的设备。 假如,承包商经批准后,使用的替代材料或施工方法比原来规范节约费用,则多出来的钱要归还业主。 3.“或者等同”条款:意味着承包商的建议必须以这里规范的材料为基础。 4.当在合同中出现“或者等同”或“或者等同经设计师批准”字样,并不意味着替代材料、设备、施工方法自然就“等同”了,除非在投标前,针对本项目,确实经设计师批准。设计师具有最终决定权。 5.设计师拥有选择权,他接受或拒绝更换材料不需要有更多的考虑。或者设计师会提议承包商拿出一些标准,这些标准可以证明替代产品与原规范产品具有等同效力。设计师会判定这些标准,并且会要求承包商拿出符合这些标准的数据,被接受的标准包括外观和性能上的要求。这些检测数据应在设计师批准或选择的实验室进行,费用由承包商决定。 6.当规范上写明商标名、供应商时,除非有设计师的书面批准,否则,不允许有更改。 国外建筑论文:钢结构国外建筑应用 中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%~25%,而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本,该项指标均已超过50%。在我国,钢在建筑中主要用于建筑钢结构,钢筋混凝土用钢筋,钢绞线,钢丝,门窗等,而其中钢结构用钢只占10%左右,在我国一亿吨的钢产量中,真正用于钢结构的也就200~300万吨。 根据美国金属建筑行业分布的一些数据,美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是:在20世纪50、60、70、80和90年代,以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190.从中可以看出,美国的建筑用金属年销售额增长很快,估计目前已经超过25亿美元,年加工量也已经达到200万吨以上。 低层、多层建筑钢结构和轻钢结构 美国金属建筑的主要市场分布:工业(生产用厂房、仓库及辅助设施等)、商业(商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等)、社区(私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等)、综合等方面,分别占到46%、31%、14%和9%的份额。 在美国,低层建筑中采用钢结构是很普遍的。所谓低层建筑是指层高低于18m,层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等,其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%。 轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“h”型截面物做主梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式钢架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系,即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作,现场按要求拼装形成。具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特点。由于自重轻,也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如butler、bhp、abc等都已经进入了中国市场。 高层及超高层钢结构 由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻,强度高,施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高,最大的结构采用的都是钢结构,而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑。它们是: 1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦;1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心(南北两座);1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦;1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦等。 巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展的结构。 大跨度钢结构 大跨度或较大跨度大多采用钢结构,当然也有用“膜”完成的,但充气膜由于一些缺点近年来很少用,张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。 大跨度钢结构多用于多功能体育场馆、会议展览中心、博览馆、候机厅、飞机库等。最早跨度最大的平板网架是上世纪60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆(91m×122m正放四角锥)。最大的双层网壳是上世纪70年代在美国建造的休斯敦宇宙穹顶(astrodome,直径196m)及新奥尔良超级穹顶(superdome,直径207m)。上世纪90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳,建筑直径229.6m,结构直径187.2m,采用三向网格,节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆亚特兰大体育馆(拟椭圆形平面,186m×235m),采用的是张拉整体体系的屋盖,主要由索、杆、膜组成,是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222m,是当今最大的开合钢结构屋顶,而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶(skydome,直径203m)降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是最优方案,近年来研究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。 最为典型的例子是世纪之交的千年穹顶(themilleniumdome),该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度最大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320m.当然,从理论角度讲,跨度再大的结构也是有可能实现的,在现实当中能否实现还有待于深入研究,但在桥梁方面,1000m左右跨度已经实现,世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥(全长为890m);最大的悬索桥为日本的名石大桥(1991m),公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥(悬索桥1377m)。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。 另外,历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑(覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群),1976年加拿大蒙特利尔,1980年莫斯科,1984年美国洛杉矶,1988年韩国汉城(120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶),1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128m),1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶(186m×235m索穹顶),2000年澳大利亚悉尼主体育场(11万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。 机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库( 一、二期1万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。 机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库( 一、二期)应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库(2-153m×90m)采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架,其跨度规模之大,在国际上是数一数二的。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高,更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。 目前,国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面,树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。 国外建筑论文:国外建筑钢结构应用 摘要摘要:目前,国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口,工程总承包由国外承担,制造和安装则由国内廉价劳动力承包,这种局面应从速扭转,因为这和我国产钢大国的地位很不相当。大跨度钢结构钢材不象高层钢结构那样突出,但设计方案(包括建筑和结构)经常国外中标,这种局面和中心强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远,应该引起我国建筑界的关注,是水平低还是其它原因,值得我们深思。 摘要:钢结构国外建筑 1建筑用钢占总钢产量的比重 近数十年来,前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家,其钢产量轮流位居世界第一位。因此,这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期,我国在这方面的发展则比较缓慢,水平也相对落后。近几年来,随着我国改革开放政策的实行和推进,我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。在此期间,我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996年,我国钢产量首次突破亿吨大关;1998年我国钢产量已达11434万t,而且每年增产300万t.钢产量的增长为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但目前,我国和发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距,因此,为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用,我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。 中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%~25%,而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本,该项指标均已超过50%.在我国,钢在建筑中主要用于建筑用钢结构,钢筋混凝土用钢筋,钢绞线,钢丝,门窗等,而其中钢结构用钢只占10%左右,在我国一亿吨的钢产量中,真正用于钢结构上的也就200~300万吨。 根据1998年中期美国金属建筑行业分布的一些数据,美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是摘要:在20世纪50、60、70、80和90年代,以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190,如以50年代为例相应的增长倍数分别达到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。从中可以看出,美国的建筑用金属年销售额增长很快,估计目前已经超过25亿美元,年加工量也已经达到200万吨以上。 2低层、多层建筑钢结构和轻钢结构 美国金属建筑的主要市场分布摘要:工业(生产用厂房、仓库及辅助设施等)、商业(商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等)、社区(私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等)、综合等方面,分别占到46%、31%、14%和9%的份额。 在美国,低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会(AISC和MBMA)联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m,层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等,其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%. 轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“H”型截面做主和梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系,即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作,现场按要求拼装形成。具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特征。由于自重轻,也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场,我国企业应奋起直追,创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系,以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。 3高层及超高层钢结构 由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻,强度高,施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高,最大的结构采用的都是钢结构,而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑,它们是摘要: 1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦(1969年以前一直是最高的); 1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心(南北两座); 1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦; 1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦(KLCC,号称目前世界最高,但美国的西尔斯大厦有异议); 我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层,建筑高度421m,结构高度395m,也跻身于世界最高行列。假如上海浦东环球金融中心大厦(95层460m)建成,则堪称世界最高,实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m,为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑,这又是我国的一大光荣。 巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为了满足非凡功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展的结构。如日本千叶县43层、高180m的NEC大楼,该建筑内部布置大开口和大空间庭院,其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析,这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼,63层、高298.74m,也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60m的等边三角形,其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”,通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系,具有极好的整体效应和抗推刚度,其中“巨响梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦(DIB-200),高800m,地上200层,地下7层,总建筑面积150万m2,由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50m、高50层(200m)的框筒柱,1~100层设4个柱,101~150层设3个柱,151~200层设1个柱,每50层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统,进一步削弱地震反应。香港汇丰银行也属于一巨型钢结构大厦,是诺尔曼。福尔特设计的。 4大跨度钢结构 大跨度或较大跨度大都采用钢结构,当然也有用“膜”完成的,但充气膜由于一些缺点近年来很少用,张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。 大跨度钢结构多用于多功能体育场馆,会议展览中心,博览馆,候机厅,飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91m×122m(正放四角锥)。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶(Astrodome,直径196m)及新奥尔良超级穹顶(Superdome,直径207m)。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳,建筑直径229.6m,结构直径187.2m,采用三向网格,节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆(拟椭圆形平面,186m×235m),采用的是张拉整体体系的屋盖,主要由索、杆、膜组成,是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222m,是当今最大的开合钢结构屋顶,而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶(Skydome,直径203m),降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是最优方案,近年来探究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶(TheMilleniumDome),1997年6月开始拟建,仅用一年时间施工,1998年6月举行升顶仪式,该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度最大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320m.穹顶由12根包括10m支座在内的高100m桅杆塔柱(柱本身90m)通过总长度70km的钢缆绳悬挂起来的,桅杆塔柱布置在直径200m圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50m,中间设有中心索桁架和70m直径环,上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆(Teflon)的玻璃纤维布。工程总面积8万m2,总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新立异时代”为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘”、“时光课堂”、“金融之窗”、“地球奇迹”、“展望未来”等12个展区。当然,从理论角度讲,跨度再大的结构也是有可能实现的,为此,日本、美国学者和探究单位都在进行探究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22km的短程线网壳,覆盖纽约市第23-59号街区,网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200m、500m及1000m网壳蓝图,其中500m为全天候多功能体育娱乐活动厅,1000m为创造理想未来城市,体现工作、居住、娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深入探究,但在桥梁方面,1000m左右跨度已经实现,世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890m;最大的悬索桥为日本的名石大桥(1991m),公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥(悬索桥1377m)。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是闻名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑(覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群),1976年加拿大蒙特利尔,1980年莫斯科,1984年美国洛杉矶,1988年韩国汉城(120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶),1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128m),1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶(186m×235m索穹顶)。2000年澳大利亚悉尼主体育场(11万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库( 一、二期)应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库(2-153m×90m)采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架,其跨度规模之大,在国际上是数一数二的,这是我国在钢结构方面的又一大殊荣。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高,更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前,国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面,树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。 5我国建筑钢结构的前景和差距 从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看,建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国和之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口,非凡是大于50mm的厚钢板,国产产品的Z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大,而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板,具有以下类型摘要: ①有高强度低预热型(以前预热75℃,现在预热50℃)的厚钢板590N/mm2级(HT590级); ②抗地震的厚钢板,主要有低屈服比高强度钢材(HT590~HT780级)和低屈服点钢板,这种钢材日本重点生产,用于次要结构上,当地震时这种材料先屈服,保证主要结构减少地震损失; ③防火厚钢板。有400N/mm2及490N/mm2,当其在600℃时屈服强度还能达到常温下的2/3; ④装饰用的奥氏体不锈钢板及铁素体不锈钢板(沿海用,优于前者)。 目前,国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口,工程总承包由国外承担,制造和安装则由国内廉价劳动力承包,这种局面应从速扭转,因为这和我国产钢大国的地位很不相当。大跨度钢结构钢材不象高层钢结构那样突出,但设计方案(包括建筑和结构)经常国外中标,这种局面和中心强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远,应该引起我国建筑界的关注,是水平低还是其它原因,值得我们深思。 国外建筑论文:国外建筑节能面面观 自上个世纪70年代出现能源危机、环境恶化促使人们越来越重视节能和环保以来,建筑业也面临着如何改变传统观念,改进建筑技术,开发节能、环保新型建筑材料的问题。 首先,如何节能?节能体现在众多方面,它包括采用新型建筑材料以达到节能的目的,还包括在建筑材料生产加工以及运输等过程中节约能源。其次,如何环保?建筑材料对环境的影响不但体现在建筑材料的加工方面,而且还体现在原材料开采和废料处理过程中。 近30年来,世界各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的规定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多工作,不但节省了大量能源,取得了可观的经济效益,同时改善了环境,降低了对大气臭氧层的破坏。 本文将介绍几个在建筑节能上做出突出贡献的国家,看看他们是怎样处理建筑与节能的关系。 美国建筑节能 美国是经济技术高度发达的国家,建筑业、钢铁工业和汽车工业长期被称为经济的“三大支柱”, 建筑业是美国经济的支柱之一,建筑耗能在美国能源消耗中也占重要比例。据统计,近年来美国住房每年消耗能源折合约3500亿美元。 美国的建筑有其独特性。美国人口即将突破3亿,人均住房面积近60平方米,居世界首位。美国一般家庭都拥有一栋3层以下,配套较为齐全、面积在160平方米以上的独立房屋。热水、暖气、空调设备齐全,供暖、空调全部是分户设置,电力、煤气、燃油等能源是家庭日常开销的一个主要部分。节能联系到家庭的支出,所以建筑节能是一个非常市场化的指标。 政府进行建筑节能的手段主要是制定行业和产品标准、开发和推荐能源新技术等。10余年间,美国共出台了10多个政策或计划来推动节能。2003年出台的《能源部能源战略计划》更是把“提高能源利用率”上升到“能源安全战略”的高度。 为鼓励使用节能设备和购买节能建筑,美国对新建节能建筑实施减税政策,凡在IECC标准基础上节能30%以上和50%以上的新建建筑,每套房可以分别减免税1000美元和2000美元;美国各州政府还根据当地的实际情况,分别制定了地方节能产品税收减免政策。 美国能源部提出“建筑技术计划”,对房屋建筑的供暖、供冷热源、输送渠道及实现方式都考虑比较完善。能源部还支持美国绿色建筑协会推行以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》,目前是世界各国建筑环保评估标准中最完善、最有影响力的。美国环保局的“能源之星”计划,还对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标准。 就以建设一幢住宅为例,节能涉及了墙体的隔热层、门窗玻璃、屋顶与地下室的隔热性、通风空调管道的气密性和隔热性,以及热水器和热水管道的保温效率等。美国能源部“建筑技术计划”就从每个细节出发,详细解释了该如何才能做到节能,并推荐使用符合“能源之星”节能标准的建筑材料,在细节上做得非常完善。 此外,美国能源部下属的劳伦斯・伯克利研究所重点研究住宅节能技术,并和一些州政府合作建设“节能样板房”予以示范。比如能源部和佛罗里达州合作建设的“零能耗住宅”、“太阳能住宅”等,通过利用佛罗里达地区充足的太阳能和建筑节能措施,让住宅不再需要使用外来能源。有些州还用财政补贴的方式支持节能效率高的住宅建筑。 如果单从技术角度看,美国住宅的主要形式是2-3层的单体小楼,两层轻质纤维板中间夹上绝热材料就构成了墙体,施工也只要简单拼装,其技术含量并不高,需要解决的问题也不复杂,但是,美国在住房建筑节能方面做的不少工作,特别是政府机构做好服务工作,充分运用市场工具,让公众感受到节能对自身的好处,从而自己做出选择,这是许多国家可以借鉴的。 加拿大建筑节能 加拿大的建筑节能除了有一整套法律、法规予以保证外,在建筑设计和施工过程中还采用了一系列高新材料和技术。他们对不同层次的房屋采取了不同的节能技术。他们把新材料、新技术结合在一起,将高质量的混凝土、新型的保温材料进行有机的结合,使住房的环境得到改善。墙体一般采用阻燃性发泡聚苯乙烯、玻璃棉或岩棉等保温材料同其他墙体复合而成。加拿大的房屋大多数是木框架、填充墙的形式。这些木框架墙体中间都加有120~150mm左右厚的聚乙烯泡沫塑料,一、二层的住宅结构主要以木质蒙皮板和泡沫塑料夹层结合而成,其性能优异,且能有效地利用和节省各种资源。 在门窗的保温方面,加拿大做得非常严谨,窗多是双层的,也有三层的。根据业主的要求有的中间填充氩气,也有的在窗与边框之间装有双腔的橡皮密封条,其保温性能更佳。 德国建筑节能 德国能源匮乏,石油几乎100%进口,天然气80%进口。节约能源和保护环境是德国政府开发利用能源的一贯政策。 德国《能源节约法》(EnEV)于2002年2月生效,它取代了以往的《供暖保护法》和《供暖设备法》,制定了新建建筑的能耗新标准,规范了锅炉等供暖设备的节能技术指标和建筑材料的保暖性能等。按照新法规,建筑的允许能耗要比2002年前的能耗水平下降30%左右。 德国建筑保温节能技术新规范的一大特点,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。建筑的总能耗包括供暖、通风和热水供应。德国新法规规定,新建建筑必须出具采暖需要能量、建筑能耗优秀值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量只有满足其对应的节能标准才被允许开工。 在新的法规中,建筑安装工作的质量也成为一个比以前重要的参数,建筑技术包括对建筑密封性的要求也在新的节能建筑法规中予以规范。消费者在购买住宅时,建筑开发商必须出具一份“能源消耗证明”。该证明清楚地列出了该住宅每年的能耗,提高了建筑的能耗透明度。自1995年开始,德国法律就要求新建筑必须说明其能耗状况。2002年以前只有供热系统的能耗被要求在能耗证明书中加以说明,随着新的建筑节能法规EnEV的实施,需要说明的主要能耗指标范围也随之扩大。 德国还有大批老建筑,没有采用新型保温技术措施,新法规鼓励企业和个人对老建筑进行现代化的节能技术改造,并实行强制报废措施。例如,新法规规定,2006年年底前,在1978年10月1日前安装的约200万个采暖锅炉必须报废,由新型节能锅炉取代。在政府的推动下,天然气和太阳能等清洁能源、可再生能源近年来在住宅供暖市场上得到越来越普遍的应用。 在法定技术规范的基础上,德国政府还推出了各项节能资助项目,以促进法规的落实和普及。2000年成立的德国能源局,主要工作包括房屋供暖和保温、节电装置和照明、太阳能发电、风能等可再生能源及电热耦合装置的应用。为方便公众,德国能源局开设了免费电话服务中心,解答人们在节能方面碰到的问题。德国联邦消费者中心联合会及其下属的各州分支机构也提供有关节能的信息和咨询服务。 比利时建筑节能 比利时的建筑业比较发达,在建筑节能方面也走得比较靠前。不少建筑公司建楼时,除了使用加厚外墙保温层、利用“断桥”式窗框、使用中间充惰性气体的中空玻璃等欧洲比较普及的技术外,在利用太阳能、采集雨水、中水循环等方面也做得很精心。 在布鲁塞尔的很多地方都有节能建筑,楼顶装了太阳能吸热板、雨水收集装置和冷热空气交换器。太阳能装置为楼里的住户提供免费热水,同时部分解决取暖问题。由于布鲁塞尔地区下雨较多,雨水回收容量很大,雨水收集装置可为大楼的消防喷淋设施与花草浇灌储水;冷热空气交换装置则可充分利用屋内的废弃热能加热吸进来的新鲜空气,为屋内不断补充温度适宜的新风;还有厚厚的墙体隔热装置等。在对大楼进行一番合理“装点”后,能耗降低了50%。 英国建筑节能 英国的建筑节能工作开始于石油危机的1976年。由于英国寒冷多雨,气候多变,其节能标准要求比较高。 英国政府历来十分重视建筑节能的设计工作,除制定最低节能标准外,还采取了税收杠杆政策限制用能,对新建项目进行设计节能审查及施工抽查,确保工程符合节能要求。与此同时,政府还提出统一的设备能耗分级标准,并拨款资助建筑节能咨询机构为设计、施工单位和业主提供咨询服务等一系列的政策和经济措施。 日本建筑节能 日本人从房子建造开始就充分考虑到墙壁、地板的隔热性能,怎样设计窗户的数量、大小和位置才能最大限度地利用自然光,如何使房屋通风良好等。日本人喜欢在院子里种一些植物,如果是种树,他们会选择落叶树,这样夏季枝叶繁茂可遮阴,冬季树叶落尽,阳光就可以登堂入室,植物发挥了天然空调的作用。 此外,日本家庭在有效利用排放的热量方面也各有绝招。比如,有的家庭自己用天然气发电,在此过程中排放的热量被用于加热暖气管内的循环水;一些家庭把洗澡的热水过滤后用水泵抽入洗衣机再利用等等。 本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。 国外建筑论文:浅谈国外对建筑管道中机会致病菌的研究 摘要:近年来,建筑给水管道中经常检出一类具有共同特征的机会致病菌,特别是在建筑热水系统中,随着集中热水供应系统在大型公共建筑和民用住宅中越来越广泛的应用,机会致病菌对人类健康产生的威胁不容忽视。这一问题已得到世界各国学者越来越的广泛关注并相继开展了相关研究,而目前我国这方面的研究较少。通过对国外相关领域研究的先进成果和最新进展综合分析与讨论,更全面的掌握建筑管道环境适宜机会致病菌存活繁殖的原因,重视此类问题产生的公共性影响,引起人们对建筑管道中新兴机会致病菌的重视,同时探讨抑制此类致病菌滋生的可行措施。 0 引言 生活饮用水水质安全与人类生命健康息息相关,经过水厂一系列水处理工艺后得到的生活饮用水,水质要求符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的相关规定,可以满足人们对饮用水的使用要求。然而,近年来在建筑管道中出现了一类机会致病菌,繁殖于建筑管道(特别是热水系统)中较难去除,以气溶胶为载体传播,会导致用水者在日常生活用水过程中感染患病。 长久以来,人们一直把大肠杆菌作为饮用水中主要的微生物风险的指示项进行消毒,但美国疾病预防控制中心(USCDC)2008年提出[1],相比从水处理厂中流出的传统粪便传播致病菌,建筑管道中生长和繁衍的微生物(特别是嗜肺军团菌)传播导致疾病爆发发病率更高。目前国外已有大量研究证实,很多由机会致病菌引起的感染与自来水有关。需要注意的是,这类致病菌的致死率正在逐年提高,仅嗜肺军团菌的致死率已从5%增长至80%[2,3],如果此类致病菌在建筑给水系统中爆发传播,后果将难以控制。 1 建筑管道机会致病菌简介 建筑管道中的机会致病菌(Opportunistic Premise Plumbing Pathogens,简称OPPPs)属于新兴的研究领域,国外对OPPPs的研究相对有限。因可参考的数据资料较少、缺少统一规范的检测方法、无OPPPs的致病限值、对OPPPs与建筑管道环境间关系没有全面了解等原因,使人们目前无法有效控制减少OPPPs。 1.1 OPPPs的种类 建筑管道机会致病菌是一类可通过水传播导致人体感染的致病菌,对建筑管道环境有良好的适应能力,能在建筑物内的管道系统中存活、繁殖。国外目前公认且研究较多的建筑管道机会致病菌包括嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)和其它非结核分枝杆菌(NTM),以及铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa又称绿脓杆菌),此外还有甲基杆菌属(Methylobacterium spp.)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和棘阿米巴属(Acanthamoeba spp.)等,未来可能发现更多新的OPPPs。 1.2 OPPPs的危害 老年人、儿童以及免疫缺陷人群是主要的易感人群(见表1),感染途径分为社区获得性感染和医院获得性感染。由于OPPPs的多重抗药性,一种菌属的致病菌株多样化,对不同抗生素敏感度的差异,患病后治疗难度较大,甚至会危及生命,现少有特异性的抗菌药物能治愈。 近期发表的一项研究表明美国军团菌的发病率约13,000例/年,非结核分枝杆菌在2004-2007年期间发病率16,000例/年[4]。在美国因感染造成的年度经济损失非常高,军团菌超过4.3亿美金/年,非结核分枝杆菌感染也已达4.25亿美金/年[4]。随着OPPPs疾病率的不断攀升和由此带来的巨额经济损失,国外非常重视对这类致病菌的研究。 2 国外对OPPPs的研究 2.1 OPPPs的共同特征 美国弗吉尼亚理工大学Joseph O. Falkinham,III教授等人,提出OPPPs能建筑管道环境中存活的共同特征[1,6,7],包括:抗消毒剂、易于附着管壁形成生物膜、存活并生长在有吞噬作用的、非寄生的阿米巴中、在低氧浓度下生长、在低水平有机碳浓度下生长的能力、耐高温和耐抗生素等。这些共同的特征使OPPPs能在有消毒剂、水流停滞低氧的管道环境中生长繁殖,大部分OPPPs在达到较高温度时才会出现生长抑制(例如,军团菌 46℃,分枝杆菌 53℃),这也是它们能够在建筑热水系统中繁殖活跃的原因之一。大多数机会致病菌是抗阿米巴微生物(amoebae-resisting microorganisms,简称ARM),它们能够存活在阿米巴体内,从而削弱了消毒剂产生的影响。 2.2 建筑管道环境对OPPPs的影响 建筑管道较高的比表面积、间歇性的水流停滞、较低浓度的剩余消毒剂和热循环等特征,促进了OPPPs在管道中繁殖生长[6,7]。建筑管道表面积与体积比数值较高,有助于生物膜的形成,而生物膜为OPPPs提供了栖息场所;间歇水流停滞,低消毒剂余量和热循环为OPPPs提供了适宜的生长环境。OPPPs在不同管材上的附着程度有明显的不同[8],鸟分枝杆菌在不锈钢上附着程度最高,在玻璃上附着程度最低,而铜管对嗜肺军团菌的繁殖有一定的抑制作用。综合OPPPs的共同特征以和建筑管道的特点可知,这些致病微生物以近乎理想的生存状态在建筑管道环境中滋生。 相比自来水系统,OPPPs在建筑热水系统中滋生的问题更加突出。热水系统中,饮用水加热后其水质发生了变化,如更适宜OPPPs生长的水温、水化学特性的改变、剩余消毒剂减少,热水系统热循环效果的差异、停滞的水流等等,使OPPPs更容易在热水系统中存活繁殖,在使用热水时(特别是淋浴过程中),因吸入含有OPPPs的气溶胶导致感染。 综合OPPPs的特征和建筑管道的特点可知,这些致病微生物以近乎理想的生存状态在给水管网和建筑管道环境中滋生。 2.3 OPPPs的存在状态 美国在约40%的住宅样本中鉴定出了可检出水平的嗜肺军团菌[9],调研的住宅和建筑物中淋浴喷头中70%的生物膜样本含有分枝杆菌属,而且其中30%含有鸟分枝杆菌[10]。国外的研究经表明[1],从住宅、公寓、医院和办公楼等房屋建筑管道中完全根除此类机会致病菌几乎是不可能的。 为了节约能源和资源再利用,实现可持续发展,绿色建筑中设置了绿色水系统。水在长距离的管道内停留时间过长,太阳能加热水温升高较慢或热量利用不充分,城市热网、热泵加热不能将水温加热至较高的温度[5],都增高了微生物生长繁殖的风险,给OPPPs提供了滋生的条件。 为了保证公共健康、减少细菌的传播,避免人们在用水过程中直接接触水龙头,电子感应式水龙头已普遍使用于公共场所中,但在电子感应式水龙头已有大量检出机会致病菌的情况(军团菌和铜绿假单胞菌),其滋生原因尚不明确,很可能是受较低的流速、适宜的温度和感应式水龙头中使用的构件材质(电磁阀与出水口之间的管段通常采用橡胶或聚氯乙烯)等因素的影响。 澳大利亚对一组使用不同消毒剂的市政管道进行全年监测对比[12],发现水中军团菌和分枝杆菌数量随管道距离的增加并无明显变化,但都在末端用水点处大量滋生。此外,家庭给水过滤装置对含氯消毒剂的去除,也为致病菌的滋生提供了更有利的生存环境。 2.4 OPPPs的检测 一般微生物检测可通过传统的实验室来培养,但一些OPPPs处于活的、不可培养(a viable, but nonculturable,简称VBNC)状态,例如铜绿假单胞菌和嗜肺军团菌。细胞在这种状态下是活的,但无法在培养基上形成菌落,最后导致检测结果出现偏差。目前的分子杂交技术多为定性结果,而q-PCR(定量聚合酶链反应)检测技术虽然能够定量检测,但无法鉴别细菌的死活,且检测成本较高。目前已出现军团菌的现场快速检测方法(巢式PCR和荧光PCR法等),但仍需进一步验证这一方法的可行性。 3 国外将OPPPs列入水质标准并制定研究计划 3.1 美国OPPPs研究计划 为了更全面有效地解决由OPPPs带来的健康威胁,降低公众感染的风险,美国水研究基金会(Water Research Foundation)多次组织专家学者进行讨论[5],于2012年5月了包含20项研究计划的征求意见建议书(RFPs)(表2),从微生物传染病学(EPI)、检测方法(METH)、微生物生态学(ECOL)、工程控制(ENG)四个重要领域展开研究。 美国推进这一计划需做大量实验,目前大多数研究仍处于起步阶段,因此,还有待深入的探索和研究。 3.2 已列入水质标准的OPPPs 世界卫生组织(WHO)和美国已把军团菌和分枝杆菌列入了《饮用水水质准则》和《国家饮用水水质标准》中,并把浊度作为微生物指标中的一项,见表3。 4 减少OPPPs的措施 研究表明,升高水温、保持一定剂量的剩余消毒剂、提高水中氧的含量、降低浊度等方法可有效减少水中OPPPs的数量。 4.1 高温消毒 高温消毒是一种不向水中添加其他物质的消毒方法,可通过提高循环热水温度、提高热水器出水温度、降低热水输送时间达到目的,一般需要将水温升高至60-70℃(军团菌生长抑制温度 46℃,分枝杆菌 53℃),但同时存在烫伤和能源浪费问题,国外因沐浴烫伤致死的案例也有发生,特别是儿童和老年人;同时如果将温度升高至60℃以上,会因快速结垢和腐蚀损害管道系统。高温灭菌后系统可能会出现OPPPs再次增殖,因高温杀菌后的细菌死体可能会为再次生长提供营养物质。因此,特别是在医院、幼儿园和养老院等特殊场所应采取防烫伤措施,严格控制出水温度。 4.2 消毒剂消毒 水厂水处理主要是针对大肠杆菌等致病微生物进行消毒处理,经过水厂消毒处理后这些致病菌已经低于标准限值。OPPPs耐消毒剂,提高消毒剂浓度可能会杀灭其他与之竞争关系的微生物,提供更理想的生存环境,产生消毒剂副产物并存在水的嗅味问题;UV消毒有可能会导致微生物突变,OPPPs能够存活于阿米巴中,削弱了消毒作用。更重要的是,OPPPs滋生在市政给水管网和建筑给水管道中,并随着管道距离的增加而增殖(特别是在末端用水点处),因此应在建筑管道中保持一定剂量的剩余消毒剂,对OPPPs的滋生起到抑制作用。 4.3 提高水中含氧量溶解氧并降低浊度 一些OPPPs在低浓度溶解氧条件下生长速率高,在水中氧浓度较高时生长反而受到抑制,因此适当提高水中氧浓度很有必要。浊度是影响OPPPs的另一项重要因素,OPPPs易附着生成生物膜,如[6]降低浊度可有效减少鸟分枝杆菌的数量。 4.4 其他措施 在改善水中理化条件的同时,还应结合其他有效方法共同实施。如[1]冲刷管道减少管壁上附着的生物膜;拆除水龙头上的节水充气装置,减少致病菌与空气的接触;更换不易产生气溶胶的淋浴花洒,对淋浴花洒进行定期更换或清洗消毒(包括带有软管的手提式淋浴喷头),在水龙头和淋浴花洒上安装微生物过滤器。在工程设计过程中,应不断优化管道系统设,增强热水循环效果,减少布置不合理的滞水或死水区,在管道末端采取环路安装措施,以增强热水系统的循环效果,同时优化管材的选择,选择不易生成生物膜的管材等;并在医院等存在高危感染风险的公共场所使用肘式水龙头;加强给水系统的日常监管,定期进行水质监测,发现异常及时进行处理。 以上方法各有优缺点,单一的措施很难有效的抑制水中OPPPs的增殖。应综合建筑的特点、管道的条件以及用户的用水规律、物业管理维护水平等条件,建立危害分析的临界控制点(Hazard Analysis Critical Control Point,简称HACCP),对管道系统的关键节点进行监控,通过多种措施有效减少OPPPs。 5 结语 近年来,在我国建筑内的给水末端已多次检测出这类机会致病菌,但并未引起足够重视。随着我国人口老龄化加速和人群免疫力普遍下降的现状,饮用水水质微生物安全问题亟待解决。目前研究还存在许多研究盲区和不足之处,例如与OPPPs关联的水质指标研究不全面(如溶解氧、TOC和水中的氢等),感染患病资料的缺乏及不断出现新兴的致病菌,控制OPPPs手段的局限等等。这些问题带来的挑战,有待进一步深入探索。因此,有必要大力开展OPPPs研究,给百姓带来安全和健康的生活用水环境。 国外建筑论文:我国与国外古建筑群研究保护比较浅析 [摘要]古建筑群是我国历史文物中的重要组成部分,作为不可移动文物,具有丰富的历史价值,对其进行妥善保护刻不容缓。本文阐述了中国古建筑群的保护现状、原则、理论和现行机制,国外古建筑群的保护原则和方式方法,通过对比分析,以期为我国古建筑保护工作提供借鉴。 [关键词]古建筑群;建筑史;古建筑保护 一、研究背景、定义和价值 (一)研究背景 中国的古建筑群,不但具有悠久的历史,而且以其独特的中式风格和丰富的历史信息,在世界建筑史上占有重要地位,有着极高的艺术成就和学术价值。中国古建筑群和其他一切历史文物一样,其价值在于它的历史遗留性,不可能再生产再建造性,一经损毁就无法挽回。因此,保护我国的古建筑群已成为刻不容缓的大事。 (二)古建筑群定义 狭义的古建筑群定义仅指古建筑群现存的本体。但随着我国对古建筑群不断深入的研究和了解,广义的古建筑群不仅涵盖了古建筑群本身,还延伸到古建筑的内部装潢、周边环境和考古环境。 (三)古建筑群的价值 其一,历史价值。古建筑群的存在是让当代的人们可以更好地去感受人类生活的历史痕迹。作为不可移动文物,古建筑群是历史最好的证明,在某种程度上还可以补充历史、修正历史,甚至自身就是一部实物历史。对于研究建筑史的学者而言,古建筑群就是直接的实物历史例证。因为每一座古建筑群都是在当时特有的历史条件下产生的,所反映的就是其所在时代的社会生产、生活方式以及科学技术水平、工匠工艺技巧、艺术审美风格、风俗习惯等。因此,中国的古建筑群就是中国建筑史最好的例证。 其二,科学价值。古建筑群同其他物质文化遗产一样,是社会不同的发展阶段遗存下的实物例证。因此,从对古建筑群的研究中也能看出同一时期其他的科学工艺发展情况和工匠艺人所达到的水平。我国许多的古建筑群本体中就蕴含着当时匠人传承下的科技成果。至今,于我们还有着重大的研究价值。例如位于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内的释迦塔,全称为佛宫寺释迦塔,俗称为应县木塔,始建于辽清宁二年(1056),至金明昌六年(1195)增建修缮完毕,是中国目前现存最高和最古的一座纯木构塔式结构建筑。应县木塔塔高为67.31米,底层直径为30.27米,横剖面呈平面八角形,全塔共耗红松3000多立方米,重量约2600多吨。通塔为纯木结构无铆无钉,塔内至今供奉着两颗释迦牟尼佛牙舍利子。该塔与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”,同时也反映了辽代的数学、工程力学、物理学等学科的发展高度。 其三,艺术价值。中国的古建筑群在艺术和技术上都达到了极高的水平,在世界建筑史上有着极其辉煌而璀璨的成就。它们是古代人民劳动智慧的结晶,展现了极高审美标准和工艺水平。中国的古建筑群在地势布局、用工材料、施工流程、室内装潢等方面,都蕴含着几千年来无数工匠们在长期实践中代代相传的工匠精神。 二、我国古建筑群保护的现状及进展 我国目前正处于独特的发展转型时期,虽然,存有大量的各时期和富有地方特色的古建筑群,但是对古建筑群的保护还未形成完善的理念和体系,处于萌芽发展状态。 在古建筑群保护工作中,一个相当关键的问题就在于维持修缮保护的资金机制。从当前情况来看,我国的古建筑群保护的每一项保护资金都是来自于国家财政以及各级省市政府的财政拨款。此外,有部分地方政府为了能够让政府的财政压力得以缓解,将古建筑群作为旅游景区,以此来收取门票获得收入,并通过旅游收入的资金来为古建筑群的日常保养提供资金支持。 部分纳入国家文物保护名单内的古建筑群能得到国家的财政拨款。这一类古建筑群的保护资金需要以各级省市的经济情况作为依据,例如西安、苏州、杭州、北京这些经济较为发达并且古建筑群也较多的地区,政府每年设有专项的财政资金进行修缮保护;而一些经济欠发达地区对古建筑群保护的重视程度就较低,可用于古建筑群修缮保护的资金也较少。还有部分现在还没有纳入国家文物保护单位名单的古建筑群,则不能够得到国家财政的支持。 从行政上来看,在全国各市基本都设立有相对应的古建筑群保护单位,专门负责对本市范围之内的古建筑群保护。同时,文物古建单位还会受到省级文物古建保护部门的领导与管辖,各省级文物古建保护单位对本省内的全部古建筑群负责。 三、国外古建筑群保护经验 (一)合理有效的保护资金机制 古建筑群的保护及其修缮维护需要有大量持续性的资金作为支持。因此,在资金投入的体制上需要设置起一个时间较长、具有可持续性的维持机制。在西方很多发达国家,不仅依靠政府的财政拨款来维持古建筑群的日常保养工作,还依赖于社会资金的广泛参与。 法国的大部分古建筑群由家族传承并可进行买卖交易。因此,古建筑群的保护资金主要来源于古建筑群的拥有者自筹和政府拨款,其中六成来源于古建筑群的拥有者,四成来源于国家政府; 德国的古建筑群保护资金主要源于德意志联邦政府、各区的州政府和社区。德意志联邦政府除了对国家保护的古建筑群进行财政拨款外,还利用财政手段,如税费减免等方式来鼓励企业和个人积极参与到古建筑群保护的行列中,各区州政府利用等事业资金维护古建筑群的日常保养。 而在英国,国家财政拨款是古建筑群修缮保护资金的主要来源。除此之外,非政府组织NGO的团体慈善以及个人捐助也是资金的重要来源。 (二)完整悠久的保护思想体系 在罗马帝国的利奥王朝时期,罗马皇帝利奥一世胡约安里安就曾专门下过一道命令,要求对古罗马城进行保护。在这道命令之中还指出了古罗马的这些建筑物都是给公众所使用的,并且指出了这些建筑物是为了让公众拥有娱乐的场所所建造出来的。在此100年之后,1462年时,教皇二世也下令不准任何人对古建筑群遗址进行破坏,并提出了惩罚措施。从此之后意大利逐步形成了系统性的城市古建筑群保护历程。 由此可见,意大利的古建筑群保护精神具有深厚的历史背景。在意大利,有着运行机制各异、种类丰富的古建筑群保护机构,从最初的单一制政府全权保护模式到各类机构交错保护模式,也是经过了谨慎的研究和反复的实践才得以建立保护机制的。具体而言,在意大利主要是由中央政府的文化遗产部负责对古建筑群修缮保护机构的管理,并在各个市设立了相对应的下级保护机构,市政府所设立的相关保护部门所负责的就是全市范围中的古建筑群的管理与日常保养。 德国的古建筑群根据其所在地和种类保护分别由三类部门分别管理。较大型的城市,在本市设立相应的古建保护部门,负责对本市的古建筑群保护管理;较小型的城市,则是城市所在地的州政府所设立的文物古建保护部门负责对州之内的古建筑群进行统一管理;此外,分散于各地的城堡以及教堂则是有专门的古建保护部门负责进行管理。同时,租用古建筑群的单位及个人本着“谁租用谁保护”的原则对古建筑群负有相应的责任和义务。最后,政府还会聘请不附属于任何机构以及组织部门的专家团队,专门针对古建筑群向相关的保护部门提出各种专业的保养与修缮建议。 在法国,所有的古建筑群通过分级制进行保护:第一级为国家文物保护古建筑,约有6万余处;第二级为地区文物保护古建筑,约有2.4万余处。不同级别的古建筑群对应着不同级别的保护管理办法。 英国的古建筑群保护不是按照行政区进行划分管理的,而是从古建筑群的保护级别以及具体的需求出发进行划分的,主要分为遗址古迹、在册建筑、保护区与历史古城几个领域。 在英国,遗址古迹与我国的全国重点文物保护单位大致相当,然而英国的古建筑群遗址通常不会再成为单位的办公场所。遗址古迹的保护及其日常保养由文化传媒部门负责,对于可能影响到遗址古迹的活动均需专门向该部门报告,通过审批方可进行。仅英格兰一区,遗址古迹就有2万余处。 英国的在册建筑则是因为这些建筑有着相当特殊的历史价值与历史信息而被列入保护名单中。实际上,在册建筑因为情势变迁,经过非常严谨的审批手续,是可以被调整的。仅英格兰地区就有在册建筑37万余处。其中,根据其历史价值又分为三种保护等级,分别对应着不同的保护管理方法。 第一级为具有特殊历史意义和重大历史价值的古建筑群。此类古建筑群数量极其稀缺,约占册2.5%,是在任何情况下都禁止变更的。 第二级是为指具有重要历史意义的古建筑群。此类古建筑群数量稀缺,约占册5.5%,非遇特殊情况不得拆毁。 第三级为具有历史意义值得保护的古建筑群。此类古建筑群数量庞大,约占册92%,可通过灵活多变的形式进行保护。 当前,仅在英格兰地区就有9000多个保护区。但是在英国的古建筑群保护系统中,对于历史古城这个概念并不是很强调,所以在英格兰地区只有约克、巴斯、切斯特、契切斯特四座历史古城。 (三)科学严谨的保护理念 1964年,从事历史文物建筑工作的建筑师和技术员国际会议第二次会议产生的《威尼斯宪章》,全称为《保护文物建筑及历史地段的国际宪章》,奠定了古建筑群保护的基本理论,肯定了历史文物建筑的重要价值和作用,将历史文物建筑视为人类的共同遗产和宝贵的历史见证。《威尼斯宪章》具体分成六个部分,分别是定义、宗旨、保护、修复、发掘、出版。 国外建筑论文:建筑施工企业国外项目设备配置与现场管理探讨 【摘 要】伴随着近年来日趋激烈的国内建筑市场竞争,许多建筑施工企业施工盈利水平越来越低,经营难度越来越大,纷纷进军海外建筑市场。为实现工程项目的效益最大化,要求项目部要全面进行精细化核算,降低工程成本,施工设备管理是其中一项重点工作。本文将在总结亚洲和非洲施工经验的基础上,结合海外的施工环境及其特点,就如何进行设备合理配置和加强施工设备的使用管理,充分发挥设备资产的效能进行探讨。 【关键词】建筑施工;设备配置;现场管理;配件管理 目前,越来越多的中国建筑施工企业走出国门,进军海外市场,以期获得更多更大的生存空间。但大多数企业能够进入的市场是基础设施比较薄弱、工业相对落后、资源匮乏的欠发达地区,比如亚洲、非洲的某些国家,这些国家的自然条件、宗教、政治环境和文化背景都与我国有很大差别,如何因地制宜地从实际出发,合理利用当地资源,创造更大的经济效益是每个海外施工企业必须研究的课题。在工程施工的全过程中,有很多部门的工作影响着项目的工期和效益,其中机械设备的配置和管理工作就是不可忽视的一个方面。 工程项目启动以后,很快就面临一个重要的问题,那就是机械设备的配置与管理,这些对将来施工工期和经济效益都会有非常大的影响,更为重要的是如果在这个过程中由于工作组织不合理、考察论证不细产生的失误,大部分是无法弥补和挽回的。因而此项工作对于对海外工程项目的成败起着至关重要的作用,应该予以高度重视。笔者根据近年在肯尼亚、阿尔及利亚、沙特、南苏丹等国家的设备管理实践和工作体会,谈一下个人对设备配置和管理方面的看法,与同行们商榷。 一、如何做好国外项目的设备配置 工程项目准备阶段开始,项目部所有人员一定要对项目所在国家的政治、经济、文化、风俗习惯、自然环境、宗教等做全面的了解,还要认真研究工程合同中有关设备的强制条款,并对当地设备供应市场的成熟程度、配件供应市场及设备租赁市场做实地深入调查,在充分考虑工期、安全等前提下,做出综合判断及经济分析比较,制定出详细的设备配置清单,着重要标明设备的来源是国内购买还是当地采购,新购买、现有设备调剂还是当地租用等事项。根据工期和工序安排,明确各种设备的进场时间。 施工项目在选择设备时,要做到技术性能先进,安全可靠,设备状况稳定,经济合理,能满足施工工艺要求。设备配置工作应该按照“满足要求、经济合理、数量充盈、易于维护”的总原则进行,尽量有一点富余储备。在海外施工与国内组织不同,国内的材料、设备、劳动力市场都已经十分成熟,甚至一个电话即可随叫随到。而国外市场尤其是非洲某些国家的市场,大部分是卖方市场,社会资源不丰富甚至是贫乏,设备租赁市场不发达,租赁价格昂贵,合同履约意识淡薄,若事先考虑不足将会对施工带来很多的困难,影响工期和施工进度,从而加大生产成本,影响项目的最终效益。 设备在国内采购时尽量采用公开招标的形式,一般海外工程项目对设备的需求量较大、资金相对充裕,对生产厂家来讲是打开海外市场、创造销售业绩的好时机,因此对于需方有较大的价格谈判空间,可以大大降低设备的采购成本。商务谈判时,设备的技术培训和售后服务是一个重要环节,合同中要对双方的义务有明确详细的划分,关键设备需要厂家配备技术人员派驻现场指导安装、调试和试运时,要明确对技术人员的技术等级要求。按照常规做法,设备购置费一般是分期付款,除了订金以外,集港后付一部分,最好预留一部分质保金。 不管是国内购买还是当地采购的设备,一定要选择高可靠性、维修方便、适应当地独特的气候条件、配件供应有保证的品牌。尽量选用同一厂家或者配件通用性高的产品,即使不是同一厂家的设备,其主要部件如发动机、变速箱、轮胎和主要电气元件等应尽量考虑可互换性,为将来的配件储备和维修保养提供方便。 对设备配置做经济比较分析时,设备的国内采购成本除了设备合同价以外,还要将设备运抵施工现场所发生的包括厂家至港口运输费、装卸费、仓储费、关税、报关费、海运和保费以及到港后的清关费、运抵现场的运费等各项费用计算在内。值得注意的是从国内采购工程运输车辆类机械时,要事先弄清施工所在国家当地车辆的方向盘是左置还是右置,有针对性地进行选择,否则会有很多隐患。 二、如何做好国外项目设备的现场管理 项目运行的过程中,如何最大限度地发挥设备的效能,有效地提高设备完好率和利用率,是事关项目顺利与否的首要因素,因此设备的现场管理是项目日常管理工作中的重要一环。为解决设备使用过程中的矛盾,项目要由一个专职的副经理负责协调,设立专职设备管理员具体负责日常工作。有人说,企业的领导对设备管理的认识水平有多高,设备管理的水平就有多高,这话也是有一定的道理的,因此项目领导要对此项工作给予高度重视。设备操作人员必须持证上岗,大型重点或者关键生产设备尽量安排国内工人操作,数量比较多、对操作技能要求不是很高的设备可雇佣当地工人操作,但必须由项目员工负责现场管理。坚决杜绝“双无”现象,即无证上岗或有证无培训上岗。 设备投产前,必须进行试运和磨合,做好相关记录,作为设备档案的一部分妥善保存。有些机械管理人员由于国外的手册是英文或者法文的,没有仔细阅读新购设备的用户手册,就想当然地凭经验安装和试运,对设备造成潜在的危害,这是要不得的。投入使用后,要安排专人定期对设备进行巡回检查,根据运转时间按计划进行例行保养,要制定和完善相关制度,强调班前班后的检查和保养,奖勤罚懒。 在国际承包项目中,一般要配备经验丰富的机械修理师负责设备维修管理,需要配合的机修人员可以在当地雇佣,合格的维修人员是做好设备管理的前提。项目部要有完善严格的设备管理规定并认真地履行,这是做好设备管理工作的保证。在制定相关制度时,应充分考虑实际可行性和易操作性,管理流程应该简明流畅,避免产生管理真空地带,同时要与生产施工管理组织结构相吻合。把机械设备的使用管理的责任落实到具体人员的身上,也就是把人与机的关系相对固定下来,有了使用管理制度,就能增强操作人员爱护机械的责任心,调动他们的积极性,有利于操作人员熟悉机械设备特性,熟练掌握技术,合理使用机械设备。 设备的使用应具备适宜的工作条件,如道路、工作面布置、装卸位置、动力供应、照明设施等,这些均应经过周密布置和安排。实际操作中实行机长负责制是比较可行的经验做法,所有设备人员要保持相对稳定。新设备从试运转开始,就要必须将技术文件、构造性能和安全操作规程向有关人员进行交底,同时全过程中要不间断地加强操作人员的技能、职责和安全教育培训。 机械设备的正常运行是离不开维护和保养的。保养工作要紧紧抓住清洁、紧固、润滑、调整、防腐的十字作业方针,对于关键设备要实行特级维护,管、用、修三结合,加强设备状态监测,对使用频率高、易损坏、出故障的设备,应加强跟踪诊断,由事后修理转为事前的视情修理,做好设备故障预测,及时发现问题,及早采取措施,提前检修,以确保设备的使用完好和正常运行。 三、如何做好国外项目的设备配件管理 海外施工过程中,设备配件必须有一定的储备,购买设备的同时,还须考虑到施工地特殊的地理气候等因素给设备带来的影响,应要求供应商根据施工地的特殊性提供工期内设备正常使用所需要的易损件、常用件有针对性的建议清单,一并采购。比如在非州国家施工,大多数国家气温都非常高,塑料材料、橡胶密封件和轮胎等老化比较快;电机等容易因高温过热烧坏;当地劳工操作技能不高,离合器、变速箱、底盘等损坏情况比较多;有些地区有沙尘天气,各种滤芯寿命缩短;在潮湿多雨的地区,设备电器对防潮有较高的要求,做好设备防腐工作也会有效提高使用寿命等等。因此设备的配件要有充足的储备,保证在工期内设备的需求。满足技术要求的前提下,在当地有销售网点和服务站的设备厂家应该优先选用。 设备配件的采购要有前瞻性,特别是三滤和易损件要有一定的富余量。根据有可能出现的故障,提前考虑,要给国内后勤保障部门留出足够的采购和运输的时间,而且计划中要标明设备名称、生产厂家、零件图号等,这样才能保证现场的使用。配件要分门别类的摆放,标示要清楚,定期进行盘点库存,加强配件的管理也是降本增效的有效途径。 国际承包工程中,设备管理水平直接影响或者决定项目的经济效益,只有扎扎实实地做好设备配置、使用、维护、修理和配件管理等全过程的管理工作,才能充分发挥设备的最大效能,进而通过设备为国外施工项目创造出更大的效益。 国外建筑论文:国外建筑质量监督管理做法之思考 【摘要】近几年,我国国民经济快速发展,建筑项目数量不断增加的同时,其规模也在不断扩张。在此背景下,建筑工程质量问题必将牵涉到更多的方面,受到越来越多的人关注。本文在对国外几个建筑质量监督比较严格的国家的做法进行分析的基础上,总结了它们的可取之处,希望为我国建筑质量监督管理提供一定的借鉴。 【关键词】 建筑质量;监督;管理;启示 近几年,不断爆发的建筑质量问题越来越多地受到了人们的关注,建筑质量出问题,不但会导致投资方和建设方直接受到经济损失,严重的还会给本地居民的生命和财产安全带来损害。所以,在建筑过程中,必须严抓建筑工程质量关,这是一件和国民生命财产安全息息相关的大事。[ ]审视国外几个国家在建筑质量监督管理方面的做法,它们为各自的建筑质量监督管理作出了不少的努力,为它们各自的建筑质量提供了极大的保障。这些对我国建筑质量监督保障都是非常有益的。所以,我国想要提高建筑质量监督管理的强度,为我国的建筑质量提供最后一道安全屏障,应该积极地吸纳这些国家的精华之处。 一、德国,设置专业的检验机构 德国对新建工程的质量检验是由专人、专业的机构负责的。德国培养有专业的检验工程师,他们接受各州政府建筑主管单位的托付,对刚刚建设完成的工程和建筑结构有极大改变工程的质量负责检验。德国的检验工程师要求是非常严格的,他们必须获得专业的工程师资质,顺利通过各州自行组织的严格的考核。同时,他们还需要有十年以上的同岗位或者相似的工作经验,从事过专业的工程承包,年龄在35岁之上。这些条件是缺一不可的。目前,整个德国取得检验工程师资格的只有700多人,人数是非常稀少的。[ ]此外,除了专门的检验人员之外,德国还专门设置了检验和监管机构。这些机构包含建筑监管联合会和坚定技术组织,其中包含为数不少的专家。此一机构除了可以承担建筑技术检验之外,还能够进行设备和技术方面的检验。检验坚定工作人员之间的关系并不是上下级关系,而是伙伴关系,他们要根据本地的法律条文检验建筑是不是符合保暖和除噪方面的要求。 无论是检验人员还是监督机构,他们的地位都是独立的,他们不附属于业主和承包房任何一方,这是意义重大的。对于业主来说,他们可以给出比较中肯的质量鉴定,业主可以少承担因为建筑质量问题而带来的损害。对于房地产商,这些独立检验人和监督机构给出的检验合格证明可以为他们交付房屋提供凭证。而对于工程承包房,这些人员和机构给出的检验证明,一方面可以证明他们的建筑质量,另一方面可以适当房屋质量不高而带来的更多损失。 二、法国:与时俱进的专业法规 法国在很早之前就推出了《建筑法》,对法国的建筑质量监督管理提供法律依据。当前,经过几十年的发展,法国的这部法律几经修改,紧跟法国局势的变化。当前,这部法律规定已经相对完善,开发商已经很难有法律漏洞可以钻。比如,法国《建筑法》中有这样的条款,房屋主人或者建筑方必须在对房屋的结构做出重大改变或者是房屋建设之前,必须把房屋的相关信息递交给本地房屋管辖事务处申请开工证。专业人员支出,此办事处是法国房屋质量管理的第一个关口,在一定程度上决定了建筑的合理性和合法性。此外,《建筑法》中还有这样的条文,规划部门在回复申请的时候,必须首先确定好工程周边的军队、医院、学校等各种公共部门的具体位置。这样,就可以尽可能减少不科学建筑的出现。同时,这些建筑的审批时间也是长短不一的,比如一般的居民住宅需要2―4个月的审批,而工厂性质的建筑,则需要半年的公示时间。此外,建筑工程审批完成之后,其建筑施工就必须严格按照图纸规定进行施工,假如施工方擅自修改施工图纸,不按照原有施工图纸施工,施工方将受到最少2.3万欧元的罚款。[ ] 此外,法国的《建筑法》中还有这样的规定:城市规划部门在审批建筑申请材料的时候,除了自身对建筑资料的审批之外,还要在申请建筑的位置进行明示,用告示牌之类的标志标明建设的方位和内容,接受群众的监督。在进行审核的周期内,建筑范围内的居民可以向有关部门提出自己的建议,甚至有权要求建筑方停止本次工程的施工。这样一来,有了来自政府和民众两方面的监督,法律基本上就不会存在不合理建筑。在建筑建好之后,就不会因为设计不合理而频繁出现拆拆建建的情况,工程建好之后,通常都会有较长的使用年限。 三、英国:强调建筑保温 英国天然气公司做过这样一份调查,调查结果显示,英国在五个世纪之前建好的建筑其保温性和现代建筑比较起来,仍占据比较明显的优势。五个世纪前,英国建筑墙体每小时流失的暖空气为10个平方米,而近期建造的仿建筑,其此数值则上升到15.1个立方米。这也就意味着,英国近期的建筑消耗的能源增加,和汽车消耗排放的二氧化碳总量比较起来,英国每户住宅排放出来的二氧化碳的总量比一辆汽车排放的二氧化碳的总量还要多。英国政府宣称,每年为了处理房屋排放出来的这些二氧化碳需要支付50亿英镑的费用。这是一笔极大的浪费。为此,英国政府提出声明,建筑方在交房的时候,必须提交一份专门声明,确保房屋的气密性符合一定的标准。 四、对我国的启示 对上面的德国、法国和英国三个国家的建筑质量管理做法进行分析不难发现,他们在质量监督管理方面都有着各自的优势:德国的严密的监督制度,大大减少了因为建筑质量问题给建筑各权益方和人民群众带来的人身和财产安全带来的损害。法国与时俱进的法律法规体系,大大降低了不合理建筑出现的几率,避免投资方和建筑方遭受过多的无妄损失。而英国在能源方面的重视,使用节能的方式来降低房屋建设成本和维护成本,这些经验都是比较宝贵的。 我国在建筑质量监督管理过程中,还存在着不少的问题导致我国的建筑损失不断增加。比如建筑之前位置设计不合理,导致我国频繁出现刚建好就拆的现象,这无论对国家还是建筑方来说,都是一个不小的损失。此外,在新兴材料的选用方面,由于各种原因的影响,我国建筑工程中使用各种新型节能环保材料的项目并不是很多。从长远的眼光来看,这些都将需要一步步的慢慢改进。 为此,我国必须积极吸收外国建筑质量监督管理过程中的优秀经验,博采众家之长,加大对建筑工程申请的审核力度,多听取当地居民的意见和建议,综合考察建筑地原有配套设置的相关情况,避免不合理建筑的出现。同时,积极采用新能源、新材料,增加节能建筑的占有率,多建设绿色能源建筑,减少建筑对不可再生资源的浪费,以及对环境造成的污染。减少建筑污染的存在,不但能改善环境的质量,也能尽可能增加建筑对资源的利用率。加大对建筑工程的验收审查力度,避免不合格工程的入市,在建筑入市前给居民提供最后一道保障,减少居民生命财产的建筑安全隐患。此外,为建筑质量监督审核提供严格的法律依据,增加对违法现象的审查和惩罚力度,引起建筑各方的警示。 国外建筑论文:参考国外建筑施工管理先进经验的对比和启示 摘 要:建筑施工管理是建筑行业公司日常工作的优秀组成部分。建筑施工管理是一项综合性的管理工作,包括工程监理、资本预算和施工进度安排等内容。纵观国内建筑施工管理工作现状,我们会发现始终存在这样或那样的问题与不足。对此,本文在分析现状的基础上,希望能总结国外同行有用的经验,为进一步推动我国建筑施工管理工作的进展做出贡献。 关键词:建设工程;国外经验;监督管理 一、国外欧美发达国家建筑施工管理的先进经验与具体做法分析 1、国外的建筑施工管理非常重视工程担保工作 在欧美发达国家,由法律规定明确所有参与当地建筑施工及其管理的有关企业,都必须经由担保公司设立专项担保基金,然后将这笔钱打入工程施工的专项账户以保证不被其他人挪用。同时,施工单位所在开户银行在工程开工前还必须为这家公司出具资产审查报告,以保证公司的财力雄厚。同时,施工单位开工后还有与保险公司签约,让保险公司对建筑施工过程中可能发生的各种经济纠纷、生产事故等承担可能发生的经济损失。这样一来,欧美发达国家通过将银行、保险公司、担保公司等金融产业链上的各单位与施工企业进行捆绑,在最大程度上降低了施工建筑风险发生的可能性,为建筑施工管理工作的正常开展提供了强有力的基础与支持,以确保施工工作不会受到外界因素,尤其是经济因素的影响,更杜绝了类似于我国经常看到的农民工跳楼讨薪等现象的发生。 2、国外普遍实施建筑施工管理准入体系 我国房地产市场发展这么多年来,房产建筑质量问题广受社会大众的诟病。而欧美发达国家的房地产建筑质量始终秉持高标准、严要求的原则,其本质区别是在于他们普遍对承建商实施全面施工管理体系。首先,欧美国家对于参与承建的建筑商的资质提出了很高的要求,一般而言要具体考察承建商的公司建筑情况、注册资本数量、企业银行信用记录、企业历史项目承接情况以及其他同行对这家公司的评价。这样一来,就能有效的建立承包者的准入门槛,进而减少行业可能出现的乱象,规范施工管理过程参与者的行为。 3、国外普遍强化政府部门的建筑施工管理监控职能 政府部门是社会行为和规范的制定者、监督者和执行者。欧美发达国家的建筑主管部门普遍都在市场化运营的大框架下,成立了管理监督机构。同时随着科学技术的发展,信息化为提高政府管理效率和透明度、更好地服务于建筑业提供了重要手段。全球化交通的形成、全球性市场的开拓和全球信息的沟通,加速了建筑市场的国际化,发达国家积极促进建筑行业信息化的进程,尽最大可能为本国建筑行业各个层次提供国际、国内必要的信息网络服务,努力通过政府管理信息化来提高政府管理的效率和透明度,进而带动和促进建筑管理行业的信息化的进程,有效提高管理的效率 4、国外利用教育培训提升施工管理人员素质 建设工程质量监督管理是建筑行业公司在日常经营过程中的一个重要分支,也是建筑现场管理的优秀组成部分。建设工程质量监督管理是一个综合性的管理工作,包括工程监理、资本预算和施工进度安排等内容。以上内容涉及面广泛,还经常涉及到建筑、力学、机械工程、施工管理、财务预算等多学科的交叉内容,因此对从业人员的知识体系和综合素质提出了非常高的要求。基于以上原因,国外建筑施工企业非常重视对施工人员的专业知识培训,强制人员在一年内要参加数次的讲座与培训会,并组织后续的考试,没有通过考核的人员不能颁发相关证书,甚至可能被取消从业资格。 二、对做好我国建筑施工管理的对策和建议 1、完善建筑施工预算管理体制 俗话说的好,凡事预则立不预则废,一个完善的建筑施工管理过程要建筑预算管理机制的配合。建筑施工的预算工作不仅需要确保全面性,将所有与预算相关的活动,统统纳入管理机制中,还需要对预算的编制和执行过程进行全面监督管理,利用现代建筑信息管理手段,确保预算编制的顺利执行。建筑预算管理工作是一项十分重要的管理工作,必须通过一定的创新措施才能够管理好这项工作,因此可以在管理体制中加入一些奖励和惩罚制度,对于员工在建筑预算管理中做出重要贡献或者革新了管理手段的行为,施工企业应该给予相应的奖励,达到激励的目的。同时,我们在管理中还要适当增加惩罚措施,以保证管理制度的推行。 2、改善施工企业建筑施工管理人员的综合素质 对于企业管理人员而言,要结合企业的发展实际以及市场的变化情况,及时转变思想,提升自身的素质,强化决策能力和决策水平,充分认识到建筑施工管理的重要性,加强对于建筑施工管理人员的培训工作,确保建筑施工管理的顺利展开。另外,各企业要加大对建筑施工管理人员的奖励,通过年度工作评比,对表现优异的人员进行表彰并给予物质方面的鼓励,以激发他们从事建筑施工工作的积极性。最后,还要对有关建筑施工管理人员进行培训,以提高他们的专业技能,让他们能够掌握最新的建筑施工管理知识,跟上时展的脚步,提高建筑施工工作的效率。 3、加大财政投入,提高对建筑施工管理工作的重视程度 由于传统观念作祟,很多地方政府的建设部门对建筑施工管理工作都非常不重视。具体表现在地方政府和上级主管部门对施工企业建筑施工工作的财政补助不足,同时也没有设立相关工作专项经费。因此,各施工企业要争取在每年的办公支出中安排足够的经费用于购置用于建筑施工工作的各种设备,改变过去落后的管理观念,通过科技手段提高建筑施工管理的效率。与此同时要加大自查力度,对于建筑施工中的一些问题要及时发现,立即弥补。 三、结语 经过数十年的发展,我国的建筑与房地产行业迎来了巨大的发展,取得了举世瞩目的成绩。当前,我们的建筑施工行业发展正处在一个新的起点上,面临着全新的机遇与挑战。纵观国内建筑施工管理工作现状,我们会发现始终存在这样或那样的问题与不足。对此,本文在分析现状的基础上,希望能总结国外同行有用的经验,为进一步推动我国建筑施工管理工作的进展。 国外建筑论文:国外施工企业在中国的绿色建筑项目风险评估 摘 要 全球经济的快速发展,伴随而来的是环境的快速恶化和能源的进一步枯竭,全球环境问题的治理势在必行!建筑业作为资源与能源消耗的重要产业,建筑中的节能减排,备受社会关注,而绿色建筑是将可持续发展理念引入建筑领域的结果,其发展成为我国乃至世界城镇化建设道路上的必然选择。但由于绿色建筑的特殊性,其建造比普通建筑具有更大的风险,而我国绿色建筑发展还处于初级阶段,因此对项目的风险评估显得尤为重要。 本文在绿色建筑的大课题之下,着重针对国外施工企业在中国的跨国项目中的风险评估进行探讨研究。在阐述绿色建筑与风险管理的相关概念,以及对比了国内外绿色建筑的发展历程和现状发展态势的基础上,采用文献综述、专家商磋和数学建模相结合的研究方法,评估对企业影响较大的重要风险因素。希望能激发更多对相关课题和领域的探索,又能够为跨国项目中的企业提供一些风险评估的相关参考。 关键词 国外施工企业 绿色建筑 风险评估 层次分析法 一、前言 (一)研究背景及意义 在全球城市化发展的高速进程下,随着经济发展而产生的全球性影响的环境问题日益突出,人类开始关注自身的生存环境状况,并进行深刻反思:以大量消耗自然资源和能源为特征的粗放式的传统经济发展模式,忽视自然资源的限制,以牺牲环境为代价换取高速的经济发展,遭到众多的质疑?在此背景下,“可持续发展”、“节能减排”、“低碳经济”等论点被相继提出。 中国能源整体消费状况显示,建筑业、工业、交通三大高能耗领域占碳排放总量的90%以上。其中建筑业几乎占到50%,远高于运输业和工业领域。据住建部预测,受我国的快速城市化进程的影响,2005到2020年的15年间,中国的城市建筑新增面积将达到150-200亿m2。[1]基于建筑业高能耗、高排放的特点,以及当前建筑业的发展前景,建造、推广绿色建筑成为当今经济快速发展的大背景下的必然要求。它能够缓解建筑业发展与节约资源、保护环境的矛盾,是将可持续发展理念引入建筑领域的结果。 随着全球经济一体化进程的加快,一些发达国家的跨国公司纷纷登陆中国,带来成功的建造经验,促进绿色建筑领域的管理机制和体系完善,进一步增强和推动我国绿色建筑的发展。依据我国的国情,必须对绿色建筑项目进行正确评估,当然在项目的建设过程中会遇到种种未能及时预见的阻碍,影响绿色建筑项目的顺利建造。本文意在对比国内外的绿色建筑发展情况,对国外企业在中国的绿色建筑项目的风险识别与评估提出一些看法建议,督促施工企业能够对中国的绿色建筑有更加准确的风险评估,并尽快转换角色,投入到中国城市建设的浪潮之中。 (二)国内外相关研究 1.绿色建筑的相关研究。 国外对绿色建筑领域的探索和研究起步较早,可追溯至20世纪60年代。美籍意大利建筑师保罗・索勒瑞提出了“生态建筑学”的新理念;1969年美国风景建筑师麦克哈格在《设计结合自然》一书,提出人、建筑、自然和社会应协调发展并探索了建造生态建筑的有效途径与设计方案,它标志着生态建筑理论的确立。 上世纪90年代之后,绿色建筑理论研究开始走入正轨。1993年国际建筑师协会第18次大会发表《芝加哥宣言》,号召全世界建筑师把环境和社会的可持续性列入建筑师职业及其责任的优秀内容;1999年国际建筑师协会第二十届世界建筑师大会的《北京宪章》,明确要求将可持续发展作为建筑师、工程师在新世纪中的工作准则。[2]目前,国外对绿色建筑的研究主要集中在绿色建筑的规划设计、成本节约、技术科研、市场推广等诸多方面。 我国对绿色建筑的研究起步较晚,绿色建筑的概念于上世纪90年代才开始引入我国。1996年,我国在“九五”发展计划中正式将“绿色建筑体系”作为重点研究;建设部于2001年正式启动关于绿色建筑的研究;2002年底,国家科技部立项,清华大学、中国建筑科学研究院等对绿色奥运建筑标准和评估体系进行研究,推出《绿色奥运建筑评估体系GOBAS(Green Olympic Building Assessment System)》;2004年设立的“全国绿色建筑创新奖”,标志着我国真正地进入绿色建筑的推广阶段。 2006年3月,建设部《绿色建筑评价标准》;同年10月,建设部和科技部共同颁布《绿色建筑技术导则》。此后,相继出台一系列规范,逐步完善适合于中国国情的绿色建筑评价标准体系。 目前,国内对绿色建筑的研究还停留在绿色建筑的内涵、相关政策和评价标准等问题上,相对于国外的研究方向,国内的绿色建筑研究还有相当多的领域有待进一步的探索与完善。 2.风险管理的相关研究。 国外关于企业风险管理的研究,最早可追溯到第一次世界大战以后,由美国学者布莱克及蒙顿率先建立一个指标体系,对企业内部的包括互相不信任的行为、员工间的冲突行为等各种可能引起风险的行为进行研究。“风险管理”一词是在美国学者格拉尔的调查报告《风险管理,成本控制的新阶段》(1952年)中被首次提出。1955至1964年间,现代学术性和职业化的风险管理正式诞生,风险管理也逐渐成为一门独立学科。 1984年,Tyebjee Brun率先在定性阐述评价准则的基础上,运用问卷调查和因素分析法得出美国第一个风险投资项目评价模型。此后,许多学者通过专家访谈和问卷调查等方法,为建设项目成功识别、规避许多具有重大影响力的不安风险因素。 在风险管理方面,我国研究起步依然较国际晚,对于风险问题的研究是始于风险决策。80年代初,周士富教授首次在论文中提出使用“风险”一词。1987年,清华大学郭仲伟教授的《风险分析与决策》一书的出版,标志着我国风险管理研究的开始,其理论体系的确立,为后续学者、专家的进一步研究提供了坚实的理论依据,风险管理日趋受到学术界的广泛重视和研究。 二、绿色建筑风险管理概念 (一)绿色建筑 1.绿色建筑的定义与内涵。 《大且绿――走向21世纪的可持续性建筑》一书,将绿色建筑定义为:通过节约资源和关注使用者的健康,把对环境的影响减少到最低程度的建筑,其特点是有舒适和优美的环境。[3]我国颁布的《绿色建筑评价标准》(GB 50378)则明确定义绿色建筑:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。[4] “绿色”概念即3R 概念:①减少环境污染(Reducing environment pollution);②减少资源消耗(Reducing resource use);③减少能源消耗(Reducing energy source use)。绿色建筑区别于普通建筑的内涵,即保证建筑物的性能、质量、寿命、成本,兼顾建筑物本身的坚固、实用、美观要求的同时,又要求建筑物本身及其建造过程具有高资源利用率、低能耗、污染少等特点。这是“可持续发展”理论在建筑领域内的延伸,综合考虑经济、社会、自然、生态环境等多方面的可持续发展问题。绿色建筑的基础思想是以人为本,极力提倡人、自然、建筑三者的和谐发展,为人们创造健康、舒适的生活空间。 2.绿色建筑的特点。 绿色建筑的概念贯穿全寿命周期,具有周期长、成本高、阶段工作复杂等特点。区别于一般建筑主要在施工以及使用阶段需考虑其社会影响,绿色建筑从项目的决策、规划设计,到施工、运营,再到项目的回收利用,这整个寿命周期都与人类、自然和社会有密切关系,不可避免地在建造中应投入更多的人力和物力。 绿色建筑的建造对绿色技术有较大依赖,必须有先进的绿色技术提供支撑,其最终的效益良莠不齐,也由权威的评价体系进行鉴定检验,区别于普通的建筑项目建造。可引入绿色专项咨询机构,由绿色专项咨询工程师负责绿色目标方面的监理实施。 绿色建筑收益主要来源于建筑后期使用中的成本节约,以及不可估量的环境效益与社会效益。伯克利实验室的研究表明绿色设计可带来的财政收益――节省能源、促进就业以及国内生产力增益――在建筑物的有效生命期内(50年)大概每年每平方英尺可节省50至70美元,这将是兴建绿色建筑所需额外费用的10倍。[5]随着科技的进步,绿色建筑的建造成本正与普通建筑逐步拉近,绿色建筑的未来价值潜力无限。 (二)风险 风险是指发生某种损失的不确定性,包含两层含义:一是可能存在的经济损失种类不确定;二是这种损失是否存在是不确定的。 风险具有客观性、突发性、多变性和无形性等,总是客观存在于工程项目活动的各个方面、各个环节,其不确定性给风险的防范增加多重难度。风险一旦发生,所造成的损失又是事先难以准确估量的,不可轻易忽视。加之,绿色建筑在理论及其应用实践上,未形成成熟的建造体系。全生命周期来看,从前期的规划决策到最终的资源回收,环节越多,不可控因素也就越复杂,其风险相对普通建筑要大得多、难的多,风险识别评估环节要引起足够的重视。 风险管理就是最大限度地降低风险带来的损失和破坏,努力防范、减少、转移和分散风险,最终实现消除或减少风险的存在,顺利实现工程项目的目标。美国系统工程研究所把风险管理的过程主要分为:风险识别、风险分析、风险计划、风险跟踪、风险控制、风险管理沟通。本文着重风险的分析评估方法。项目风险评价的方法一般分为定性、定量分析,较为常用的评价方法有:决策树法、层次分析法、模糊数学法、蒙特卡罗模拟法等等。 三、绿色建筑行业概况 (一)国外绿色建筑行业发展 自20世纪70年代能源危机发生以后,各国纷纷开始重视推动降低能源消耗的决策。在推动绿色建筑发展的过程中,各国普遍采取的措施概括起来主要有三个方面:制定节能的法律法规、制定绿色建筑评价标准,及推行经济激励政策。列举美、英、日三国关于发展绿色建筑的普遍做法。 1.美国。 美国大部分州目前执行的绿色建筑评价标准是《能源与环境设计先导(LEED,Leadership in Energy and Environmental Design)》,由美国绿色建筑协会(USGBC)建立并推广至今。世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中LEED是目前被认为是最完善、最有影响力的评估标准。LEED强调建筑在整体、综合性能方面达到建筑的绿色化要求,很少设置硬性指标,各指标间可通过调整形成相互补充,它考虑各地的实际差异。[6]其评估体系大框架由五大方面构成:可持续建筑场址、水资源利用、建筑节能与大气、资源与材料、室内空气质量;将通过评估的建筑分为铂金级、金级、银级和认证级四个认证等级。由于采用的是第三方认证机制,增加了这一体系的信誉度和权威性。 美国除出台相关强制性的法律以外,也强调自愿性的项目。比如,美国在1998年启动的“能源之星”项目,激励节约能源方面做出的贡献。它作为一种节能的认证标识,包括建筑物的节能和运行管理两个方面。“能源之星”解决了消费者与开发商间的信息不对等,帮助消费者更好地认识绿色建筑。 2.英国。 英国作为较早发展绿色建筑的国家之一,其推广手段是以强制性为主。《建筑研究组织环境评价法(BREEAM,Building Research Establishment Environmental Assessment Method)》作为全球首个绿色建筑评价标准,由英国建筑研究中心(BRE)于1990年提出。BREEAM采取“因地制宜、平衡效益”的优秀理念,它是全球唯一兼具“国际化”和“本地化”特色的绿色建筑评估体系。[6]BREEAM涉及9个方面的内容:管理、健康和舒适、能源、交通、水、材料、土地利用含生态、垃圾、污染,由至少要有两位注册评估师对绿色建筑项目出具评估报告,并根据总体综合打分和评级(通过、良好、优秀、优异或杰出)。 3.日本。 2002年,日本国内由政府、企业和学者联合成立的“建筑物综合环境评价研究委员会”,创建亚洲第一部绿色建筑评价标准《建筑物综合环境性能评估体系(CASBEE,Comprehensive Assessment System for Building Enviromental Efficiency)》。改评价体系以各种用途、规模的建筑物作为评价对象,试图评价建筑物在限定的环境性能下,通过措施降低环境负荷的效果。分为“建筑环境性能、质量”与“建筑环境负荷的减少”两个主要部分,采用5分评价制,满足最低要求评为1分,达到一般水平评为3分。 与“能源之星”相类似的,日本政府施行了环保积分政策。两者都是自愿性政策,不同之处在于:“能源之星”是针对节能产品与建筑的标识,而住宅环保积分是在民众修建改造环保住宅时获得,积分可用于兑换购买券,是一项激励民众消费的政策。 (二)国内绿色建筑行业发展 国内目前并没有形成像LEED这样完善的绿色建筑评估体系,绿色建筑评估主要依据的是建设部的《绿色建筑评价标准》GB50378-2006。该标准用于评价住宅建筑和公共建筑,包括以下六大指标:节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、运营管理(住宅建筑)/全生命周期综合性能(公共建筑)。其中具体指标由控制项、一般项和优选项三部分构成,将绿色建筑划分为三个等级。 “绿色奥运建筑评估体系”,是我国学者首次提出的绿色建筑评估体系。这套体系对绿色建筑进行全程监督管理,涉及项目招标、设计、施工、调试及运行管理等环节,并分别从环境、能源、水资源、材料、室内环境等方面进行详细评估。但这一体系仅针对奥运建筑进行评估,还不能推广至所有类型绿色建筑。 实际的运行中对法律标准解读因人而异,名为达标的绿色建筑实则不能完全达到绿色节能减排效益的建筑难免存在。绿色建筑不能够准确评估,缺少政策保障,在极大程度上增加了项目建设的风险。除此之外,有关政府和部门还未出台一些对开发商和消费者行之有效的激励政策。 (三)国内外行情对比 国内绿色建筑发展仍处在一个摸索前进的阶段,目前实行的法律法规从数量、涵盖范围看急缺广度,且完整性、系统性看更缺深度。这一国情给中国绿色建筑建造项目的实施带来不可忽视的风险,对于刚刚进军中国市场的外国企业来说,还不能够掌握中国的市场,一时难以实现由原本外国建造背景下的认知向中国市场大环境下的绿色建筑行情认识的大转弯。 由于具有中国特色的绿色建筑评估体系尚未被提出,目前国内绿色建筑认证仍较多的采用美国的LEED认证体系。虽然国内绿色建筑起步较晚,但年均的认证建筑增长数量还是不容小觑的。据美国绿色建筑委员会(USGBC)官方网站公布的数据显示,截至2014年4月,中国大陆通过美国认证注册的项目总数已达到个1638个,累计9622万平方米,去年增长数在除美国的海外国家之中位列第二。[7] 中国大陆与其他国家地区对比,我们不难发现中国绿色建筑市场蕴含的巨大潜力,而这一庞大的市场将在世界范围内产生极大的吸引力,促使世界各国的优秀绿色建筑建造企业来中国进行投资建设。再看时间上的纵向发展,近十多年中,中国大陆地区绿色建筑注册认证数呈现指数级增长的态势。绿色建筑在中国的行情不仅仅是前景展现,关键论证了其续航力十足。随着中国市场的不断扩大,在接下来相当长的一段时间内,会有越来越多的跨国企业吸引到这一领域中来。 四、绿色建筑项目风险清单 绿色建筑除了一般项目所具有的普通风险因素以外,还有着特殊的绿色风险因素。本文主要是针对国外施工企业承包商的角度,探讨绿色建筑项目相关的风险因素评估方法。 (一)项目建设阶段风险因素 提出影响承包商在绿色建筑项目建设过程中可能存在的重要风险。根据本文关于绿色建筑以及风险管理相关概念的阐述,以及对于国内外绿色建筑行业概况对比,针对国外施工企业的特殊条件,对一些可能被忽略的重要因素进行强调。 本文将着重分析承包商的风险与外部风险,按风险内容分成:政治法律风险、经济风险和自然风险。万欣、秦旋在其《基于实证研究的绿色建筑项目风险识别与评估》[8]一文中通过专家访谈,识别出影响我国绿色建筑项目的62项风险因素构建风险清单。通过数据处理与分析等手段得出风险重要性排名前15的关键因素。文中与承包商有关重要风险如:承包商管理能力差、缺乏有绿色施工经验的技术人员和管理人员、法律、法规不完善等等,不仅适用于普通绿色建筑项目中的承包商,也同样适用于外国的施工企业。这些因素与两者分别的关联性差异也不尽相同,将被纳入清单之中。 诸如“缺乏与设计单位沟通、配合”风险,虽对普通企业的影响不大,但国外施工企业的施工模式、管理模式不同于国内的企业,不能和各相关方顺利沟通、配合,将可能对绿色建筑的项目建设带来极大的负面风险。综合考虑将其纳入到风险清单。 绿色建筑具有周期长、成本高、阶段工作复杂等特点,对企业自身的资金储备与周转提出了更高的要求,将“资金风险”列风险清单之中。同时增加“绿色建筑专项咨询工程师”相关的风险等未涉及的风险因素。 自然风险的适用范围较广,包括绿色建筑项目与其他的普通建筑项目。因此,这类风险在本文中将不予讨论,突出针对外企与绿色建筑项目分析可能存在的风险因素为主。 (二)项目风险清单的制定 提出风险清单,将以此进行风险评价模型的构建,采用层次分析法进行评估。本文综合三种类型共13个风险因素建立评价模型。三大类型为:管理技术风险因素、政策法律风险因素和经济市场风险因素。 管理技术风险包含有7个风险因素:绿色施工技术和现场管理能力有限、成本估计偏差、工期风险、安全风险、缺少绿色建筑专项咨询工程师等经验人员、对业主的绿色要求理解偏差、与设计单位/分包商/监理单位协调不到位。 政策法律风险包含3个风险因素:法律法规不完善、政策变化、缺乏绿色建筑保障制度。 经济市场风险包含3个风险因素:外汇风险、企业资金风险、建材、设备价格风险。 五、绿色建筑开发项目的风险评价模型 (一)层次分析法概述 层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP),最早诞生于20世纪70年代初,由美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂提出的。先后被应用于多方面研究领域,成为现今重要的决策分析方法之一。层次分析法将与决策有较大关联的元素分解成目标、准则、方案等具体层次,属于定性分析与定量分析相结合的一种决策方法,广泛运用于多目标、多准则、多要素、多层次的非结构化的复杂决策的问题。 层次分析法基本原理。层次分析法把研究问题所含的要素进行分组,每一组为一个层次,按照:最高层(目标层)、若干中间层(准则层)、最低层(措施层)的次序排列起来。 2.专家信访确定风险因素相对重要程度标度。 考虑到问卷调查法的调查结果具有较好的普遍性,对于调查对象的身份及其权威性难以把控。为避免各种偏差数据影响到最终调查结果的准确性,故在此处改用专家信访的方式,缩小调查对象人群分布,提高权威性。 六、风险防范的对策建议 一般项目的风险管理应对措施主要有:风险规避、风险防范、风险转移和风险自留四种方法,而这些方法同样适用于绿色建筑项目的风险管理。 (一)管理技术风险的对策建议 企业在管理与技术上的风险是众多风险之中相对重要的风险类型。对这一类型的风险防范要求企业应重视与绿色建筑相关经验人员的聘用和专业培养,提升企业整体业务水平。或是可以采用风险转移的方式,在具体的绿色建筑项目中,与有资质的绿色建筑专项咨询公司协作,指导项目中与绿色施工技术相关的建造工艺。企业还应注意对工程质量的标准、工程款结算的方式和时间、工程量清单等的核实进度,对施工成本应进行详细认真的核算,避免陷于被动。 (二)政策法律风险的对策建议 外国企业刚接触中国绿色建筑项目时,就应对国家现行的法律法规政策、绿色建筑的评价体系,以及未来的发展方向有总体上把握。在合同签订与管理过程中,应注意核实相关的法律法规政策。绿色建筑项目建设周期较长,企业应关注政府政策决策的变化情况,及时采取相应的风险防范措施。 (三)经济市场风险的对策建议 由于工程项目风险中存在着不少不可控风险,可通过合理利用一些金融工具,即通过增加承担项目风险的相关利益人,实现降低工程项目中单位个体风险的目的来分解风险、降低风险;在资金储备等方面,应充分考虑各种市场价格等因素的波动,提前预留出必要备用的资金,从容应对突如其来的风险与损失。 七、结论 1.通过对绿色建筑发展的研究背景及意义,说明绿色建筑发展的重要性和研究的必要性。针对国内外绿色建筑发展与行情的对比,总结出我国绿色建筑还有待进一步的发展与研究。 2.结合绿色建筑特色,通过层次分析法的应用,将影响国外施工企业在中国绿色建筑项目中的风险因素进行分层次的权重赋值,计算其最终权重,得出影响外国企业在中国绿色建筑项目中的三项关键影响因素:“绿色施工技术和现场管理能力有限”、“缺少绿色建筑专项咨询工程师等经验人员”和“企业资金风险”。 3.在风险因素评估的基础上,对风险的防范提出一些对策与建议,希望企业在绿色建筑项目中重视风险的规避,保障绿色建筑项目的顺利建造。 国外建筑论文:国外建筑节能设计对我国的启示 摘要:我们探讨发达国家设计理念与产业化发展策略,将对正确引导我国节能建筑设计与开发,贯彻建筑节能规范的方针,促进建筑的持续健康发展有着积极的意义。 关 键 词:建筑 节能 借鉴 发展 中国建筑节能与模式创新,是指通过建筑节能模式的创新来实现“节能省地型”建筑的推广应用。实践中,高速城镇化和能源危机要求我们必须大力推行建筑节能,这是我国经济社会发展所面临的形势、任务、机遇和挑战所决定的。 我国推行建筑节能的紧迫性主要有以下几点 (一)高速城镇化是建筑节能最大的挑战和发展机遇 (二)建筑能耗占社会能耗的比重快速增长 (三)“十一五”期间及今后建筑节能任务非常繁重 我国人均能耗比较少,但是人口基数大、增长快,已经引起全球关注。比如二氧化碳排放量,按照2004年的数据,美国是世界上二氧化碳排放第一大国,但美国拒绝在《京都协定书》上签字,所以美国成为全球众矢之的。美国人口只有3亿,人均消耗量却很大,而中国虽然人均能耗只是美国的1/13,但由于人口基数比较大,如果像美国一样去消耗能源,比美国总能耗还要高出5倍,那就意味着需要三个地球才能支撑中国的能源消耗。正因为如此,党中央提出了对外和平崛起,对内走资源节约型、环境友好型的道路。 一、日本集合住宅节能设计的经验与特色 作为世界上几个最发达的国家,日本不仅在城市建设和节能环保方面有着先进的经验,在小户型精细设计上也积累了大量成果。为此,对日本集合住宅有着较深了解的几位专家学者日前汇聚一堂,探讨关于日本集合住宅节能设计与产业化发展现状,并结合我国的住宅发展情况,共同研究如何借鉴日本集合住宅发展经验,促进我国人居环境的快速发展。 中国建筑设计研究院研究员、日本大阪市立大学人居环境学博士王宝刚介绍了日本集合住宅的发展历史,他认为,在日本集合住宅的发展历程中,他们的住宅形式始终比较合理,住宅的所有形式也很合理,还有就是住宅的规模比较合理。日本的住宅建设有最低标准、平均标准、诱导标准,最低标准就是居住面积40平米左右,平均标准按照日本均衡发展是76平米左右。最低标准可以保证住户过上健康的生活,平均标准可以达到良好的生活,诱导标准就是82.5平米,可以保证住户过上质量较高的生活。 日本的集合住宅发展已经有很长历史了,他们在发展过程中有不少经验值得我们借鉴、学习。清华大学建筑学院教授、中国城市规划住宅委员会委员、日本建筑学会会员周燕珉介绍说,日本也是一个人多地少的国家,所以在做住宅方面,他们非常注意精打细算。例如,日本住宅的开间与我国比较来看,日本是比较小的,一般是6~8米,正面的南向面宽都不是很大,他们经常采用外廊式设计,这样既可以节地,也可以减少电梯的使用、节约能源。 日本户型的总面积相对我国来讲一直偏小,他们在户型设计和室内空间利用方面是精打细算的。周燕珉说,一般88~90多平方米面积已经可以分成三到四室了,日本的主卧室也通常都不大,一般在12~13平方米左右,起居和餐厅是合起来的,没有分成两厅,就是一厅,因为现代生活中,三口人是家庭的主要结构,并不是每天都有接待客人这样的大型活动,起居并不需要很大。 二、借鉴日本集合住宅发展经验 通过对日本集合住宅的研究,北方交大土木建筑工程学院建筑系副教授姜忆南认为,我国的住宅设计首先要求设计师在设计的观念上要有所转变,并尽快将这种转变反映到设计上面去,以此来引导市场的正确消费观念。 中国房地产及住宅研究会人居环境委员会副主任委员兼专家组组长开彦认为,日本的集合住宅发展模式可以作为我国目前住宅发展的楷模,如果我们可以和日本各相关部门建立一种联系,可以使我国的工程师和各方面的人才能够通过这样的沟通来熟悉日本集合住宅的发展情况,从而优化我国的住宅建设模式,推动我国人居环境的良性发展。他简单总结了日本集合住宅建设中几个值得我国借鉴的特点。 第一,日本实行了住宅性能认定保证制度。他们特别强调住宅各种各样的性能,包括耐久性、安全性、环境性、居住性等,要求每个住宅都按照一定标准去建设、设计、管理,如果达不到这些要求,不仅无法享受各种优惠,还会受到一些惩罚。 第二,日本的住宅节能主要是从部品方面来完善的,部品具备了各种各样的性能要求,实行了一个住宅优良部品的保证制度,这个优良部品制度是市场化供应的,是完全集成化的产品,性能好、效率高,所以质量非常高,产品有部品保障制度,节能效果是非常完美的。 第三,日本设立了很多专门的科研机构和设计机构,特别注重生活实态的调查,针对不同人群的生活实态,了解他们有什么要求,有什么生活的习惯,有什么经常性的要求,针对这些需求来进行住宅设计。这种住宅设计提倡的是一种生活方式,把人的生活行为通过设计者创造的空间、提供的条件来进行提升,从而提高人们的生活质量。 三、比利时节能环保推动建筑业 当记者向比利时专家请教当今建筑材料的最新发展趋势时,专家们几乎众口一声地回答说:节能、环保。这是新型建筑材料的发展趋势,也是保证建筑业持续发展的金科玉律。比利时国家建筑科学技术研究中心专家让・德斯米特尔说,建筑业是消耗资源和原材料的大户,也是制造废料、对环境产生直接影响的重要行业。自上个世纪70年代出现能源危机,以及环境恶化促使人们越来越重视节能和环保以来,建筑业也面临着如何改变传统观念,改进建筑技术,开发节能、环保新型建筑材料的问题。 首先,如何节能?节能体现在众多方面,它包括采用新型建筑材料以达到节能的目的,还包括在建筑材料生产加工以及运输等过程中节约能源。其次,如何环保?建筑材料对环境的影响不但体现在建筑材料的加工方面,而且还体现在原材料开采和废料处理过程中。据这位专家介绍,为减少建筑垃圾,荷兰、丹麦和比利时等欧洲国家目前正在进行提高建筑废料回收率的项目研究,如研发以可回收原材料代替传统原材料的新型建筑材料。如今,某些示范项目的建筑废料回收率已经达到75%。 此外,环保还包括减少建筑材料对空气、水源和自然环境的污染等。对此,荷兰、英国等一些国家还鼓励建筑材料企业申请使用无污染建筑材料标志,允许在生产、使用材料和废料处理过程中无污染的企业在产品说明或包装上使用环保建筑材料标志等。但在比利时,由于费用等问题,这一活动还没能得到推广。 四、德国利用技术降低建筑耗能 德国能源匮乏.石油几乎100%进口,天然气80%进口。节约能源和保护环境是德国政府开发利用能源的一贯政策。由于纬度较高,德国冬季较长,建筑供暖耗能成为德国政府着力解决的一个关键领域。多年来,政府通过制定和改进建筑保温技术规范等措施,不断发 掘建筑节能的潜力。 德国《能源节约法》于2002年2月生效,它取代了以往的《供暖保护法》和《供暖设备法》,制定了新建建筑的能耗新标准,规范了锅炉等供暖设备的节能技术指标和建筑材料的保暖性能等。按照新法规,建筑的允许能耗要比2002年前的能耗水平下降30%左右。而早在1978年,德国就修改过一次建筑节能标准,使得其后的建筑能耗比1978年前的老建筑减少了60%以上。 德国建筑保温节能技术新规范的一大特点,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。建筑的总能耗包括供暖、通风和热水供应。新法规规定。新建建筑必须出具采暖需要能量、建筑能耗优秀值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。新建建筑只有满足新的节能标准才能上马。消费者在购买住宅时,建筑开发商必须出具一份"能源消耗证明"。证明清楚列出了该住宅每年的能耗,提高了建筑的能源透明度,维护了消费者的利益。 德国还有大批老建筑,没有采用新型保温技术措施,其节能潜力巨大。为此,新法规鼓励企业和个人对老建筑进行现代化的节能技术改造,并实行强制报废措施。例如,新法规规定,2006年年底前。在1978年lO月1日前安装的约200万个采暖锅炉必须报废,由新型节能锅炉取代。在政府的推动下,天然气和太阳能等清洁能源、可再生能源近年来在住宅供暖市场上得到越来越普遍的应用。 国外一些先进经验,我们当然应该充分借鉴,这样可以大大缩短我们的发展时间,可以节约大量的探索成本,但是,无论是多么先进的经验,我们也不能原封不动拿来。国外的开发模式是否适合我国的国情,还是有探讨的必要。我们一定要结合我国的国情,要了解我国消费者的真实需求,建设出我们自己的特色节能建筑,真正满足我国人民的生活要求,从而快速提升我国的建筑节能环境质量。
机电技术应用论文:应用专业发展机电技术论文 1.推进校企深度合作,实施工学结合的人才培养模式 借鉴德国“双元制”培养模式,依据学校目前的实训实习条件和教师队伍构成,结合全国职业院校技能大赛的指导思想,进一步完善校企合作运行机制,完善灵活的工学交替教学过程,深入探索工学结合的人才培养模式。学校首先要根据企业的用人需求,制订有效的职业能力培养方案。具体实施时可让教师走进企业开展深入调研,了解企业生产过程中的技术、工艺,研究生产岗位对技术能力的要求;也可把行业专家和企业的工程师、技术员请进学校,对学校的课程设置和具体内容提出建议和指导。在充分调研的基础上制订新的课程标准,改进教学计划,确定课程内容。在教学实施方面,要充分利用企业的资源组织实境教学,让学生参与企业产品制造,有效培养学生的职业能力。 2.改革课程体系,构建精品课程,建设专业教学资源库 在校企合作的基础之上,学校应根据专业培养目标进行课程体系改革;同时整合教学内容,建立优秀专业课精品课程,形成较为完善的教学方案,同时做好专业教学资源库建设。①课程体系改革。在进行课程体系改革的过程中,要注重培养学生的动手能力,同时也要注重职业道德、综合素质、实践能力的培养,建立必要的文化知识和专业实践能力相结合、理论与实践相融合、教学内容与岗位需求相适应的课程体系。具体可借鉴德国机电一体化技术工人的培养目标,同时结合全国技能大赛“机电一体化设备组装与调试”项目规程及指导方向,以本专业面向的装备制造企业的典型工作任务、工作过程为导向,整合企业生产过程中的典型工作任务,把企业岗位能力模块化,建立专业模块课程体系;并且对典型工作岗位的作业流程所包含的知识、技能和态度进行分解,引入现场实际工作任务,选择适当的项目或任务,构建工作任务导向课程。②精品课程建设。要以专业优秀能力的要求为依据,构建精品课程体系;以职业能力为主线,以职业活动课程为主体,以职业岗位能力和“双证书”为基础,构建精品课程内容;采用“做、学、教一体化”的教学方法进行教学。在课程建设的过程中,首先制订课程标准,然后选定其中重要技能的课程作为精品课程建设项目进行开发和建设,并通过项目建设,形成一套精品课程及教材,其中包括教学内容、教学策略、教学环境、教学方法、教学评价等内容。机电技术应用专业应重点对以下三门课程进行改革探索,以打造精品课程。一是“液压与气动技术”。要充分利用实训室资源开展“理实一体化教学”,以若干课题、任务为引导,使学生能够正确选择气动液压元件、正确安装和调试维护液压气动装置。课程结束后,以任务书的形式对学生进行考核。二是“电气安装与维修技术”。以工作任务为载体,实施“做、学、教一体化”的项目教学。教学以实训为主,突出电气设备的维修能力培养。设计任务时以项目为单元,所设任务应从简单到复杂,理论和实践交替进行。课程的考核注重工作过程,以任务书方式逐个学生逐个项目进行。三是“机电一体化设备组装与调试技术”。从机电技术应用所需的控制电路出发,把机电技术专业的优秀技能集中于设备装配和调试之中,使学生通过该模块的实训,掌握机械装配技术、气动技术、变频技术、电气安装技术、人机对话触摸屏应用技术、信息检测及传感技术等,使学生具备相应的专业能力。③充分利用信息化教学手段,做好专业教学资源库建设。在开发建设精品课程的基础上,整合教学资源,完善教学课件,研发仿真实训教学软件。如利用多媒体信息技术建设电工技术、传感器技术、电气安装技术、变频技术、液压气动技术、机械基础等多门专业课程的教学资源库网络共享平台,为学生的技能水平提升和职业能力考核提供自主学习平台。 3.进一步加强师资队伍建设 通过师资队伍建设,促进教师的自我发展,进而提高工作积极性和主动性。而专业带头人和骨干教师的培养是师资队伍建设的重要内容之一。①培养专业带头人、骨干教师。选拔一名素质好、进取心强、专业水平高、教学能力强的教师作为专业带头人培养对象,通过重点培养,使其具有把握机电技术应用专业发展方向的能力,能提出本专业的中长期发展思路,在校企合作、专业建设中能够起到科学引领作用。同时,选拔多名有一定实践经验、有较强教学能力的教师,通过企业实践、外出学习、担任技能大赛指导教师、教学研究等方式,培养骨干教师,使他们能够胜任本专业骨干教师岗位工作职责,在教学中起到示范和表率作用。②加强“双师型”师资队伍建设。在培养专业带头人、骨干教师之余,要进一步扩大专业教师的“双师”素质培训,如分批选派教师下企业实践锻炼,及时了解企业人才需求情况、掌握企业技术规范和技术能力、积累实践工作经验、强化专业规范意识;同时鼓励教师参加课程体系改革、精品课程建设、理实一体化教学项目等,以提高业务水平。通过以上种种举措,使本专业教师既具备较高的理论教学能力,又具有相应的实践教学能力,具备基于工作过程实施教学的能力,成为真正的“双师型”教师。③做好兼职教师队伍建设。在全面提高校内专业教师素质的同时,邀请企业专家更深入地参与专业课程和实训基地建设,加强教师与企业专家交流与合作;同时聘请行业专家、企业工程技术人员和社会上的能工巧匠,承担专业课程教学或各类实训指导任务,以弥补学校实训指导教师的不足,促进专业实践课教学。 4.完善学习评价体系 在同“德中机电”合作期间,我校尝试和探索了“过程性评价”的学习评价体系。这种评价模式对机电技术应用专业的大多课程都非常适合,有利于促进学生职业能力的培养和形成。这种评价体系在今后的教学改革中还要不断完善和加强,最终形成本专业“过程性评价”与“终结性评价”相结合的学习评价体系。其中包括:①模块课程的学习评价标准。该评价标准要求对学生的技能水平、工作态度、合作精神、沟通能力等进行综合评价。②学生校外实习考核标准。该考核标准要借鉴企业对员工的考核、奖惩、晋升的制度,引入生产经营的管理理念,让企业参与评价。③专业课程的终结性考核试题库。利用该试题库对学生的专业课程知识进行标准化考核。综上所述,要使机电技术应用专业得到持续发展和壮大,首要任务是深化校企合作,依据专业培养目标和职业岗位要求,以职业活动为主线,有效实施“工学结合、校企合作、顶岗实习”的人才培养模式,这样才能大力推进“做中教、做中学”的教学方式,从而突破传统学科型技能人才的培养模式。与此同时,还要通过课程体系改革和精品课程建设,通过提升师资队伍的整体实力和完善教学质量评价体系,使专业教师的教学水平以及人才培养质量得到稳步提升。 作者:李峡 单位:河南信息工程学校 机电技术应用论文:应用专业理论教学机电技术论文 1及时更新理论教学内容 职业学校机电技术应用专业应当结合社会的实际发展需求,及时更新理论教学内容,使学生学习和掌握最新的专业理论知识,提高学生专业技能。在具体实践中,职校可采取“请进来”与“走出来”的方式推动理论教学改革。对于“请进来”而言,职校可聘请一些在大型机械企业或相关专业协会的工程师、技师,到本校进行授课,向学生传授最新的理论知识,通过将专业教学内容与自身实践经验相结合,激发学生的学习兴趣。对于“走出去”而言,职校应当选派专业课教师去相关企业进行学习和实践,使专业课教师掌握先进的生产技术,及时收集机电技术应用专业的新信息,并将这些新知识和新信息传授给学生,拓展学生的知识面。 2构建理实一体化教学模式 以“机床故障检测与维修”专业课程为例,教师可采取项目教学法、现场教学法、仿真教学法、案例教学法等多种教学方法,使教、学、做融为一体,让学生在学中做、做中学,构建理实一体化教学模式,积极推动理论教学改革。教师可根据专业课程的特点,将其划分为四个项目及若干个任务,具体如下:项目一:机床的管理与维护。主要任务为车间的6S管理与机床的检查、机床精度测量与验收;项目二:机床机械部件的调整与维修。主要任务为进给部件的调整与维修、主轴部件的调整与维修、重要辅助部件的调整与维修;项目三:机床典型故障的诊断与维修。主要任务为螺纹车削误差故障维修、机床润滑系统故障维修、轴类零件加工误差故障维修、机械手换刀故障维修、辅助装置故障维修等;项目四:数控机床故障诊断与维修。主要任务为数控机床方式选择功能的故障维修、通信功能故障维修、冷却功能故障维修、进给倍率功能故障维修等。通过进行基于工作过程的实战训练,既能够使学生在实际操作中掌握机床故障检测与维修的相关理论知识,又能够使学生具备拆装调整机床机械部件与诊断排除机床机械故障的技能,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。 3运用多样化的教学手段 在机电技术应用专业的理论教学中,教师必须转变传统的填鸭式教学方式,灵活运用多媒体教学手段,将专业课程中涉及到的原理图、零件图、装配图、程序图、电路图等内容制作成多媒体课件,以供课堂教学使用。通过运用多媒体教学手段,可以有效弥补传统教学手段的不足,节省课堂板书时间,使枯燥、抽象的理论知识易于理解和记忆,从而提高学生对专业课程理论知识的学习效率。同时,职校还可以利用网络信息技术,将专业课程的相关教学资料上传到校内网络平台上,使学生能够利用课下时间复习和巩固已学的理论知识,拓宽学生的学习渠道。 4结束语 总之,机电技术应用专业是我国职业学校的基础专业之一,其专业课程教学效果直接关系到本专业技能型人才培养目标的实现。随着社会经济发展对机电技术应用专业人才的需求不断增加,职校必须立足于自身办学特色,优化专业课程体系,改革传统的理论教学模式,积极推行理实一体化教学,从而促使学生夯实理论知识基础,不断提高专业技能和专业素质。 作者:王久华 单位:湖南机电职业技术学院 机电技术应用论文:煤矿机电化技术应用实践论文 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿机电一体化技术 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 一、机电一体化技术的应用实践 1.1矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了Windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4,KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外,我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 二、结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用研究论文 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用论文 【论文关键词】:机械工业机电一体化数控模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】:机械工业 机电一体化 数控 模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 :Web3D技术 机电产品 Cult3D技术 汽车 虚拟现实 论文摘要:主要介绍 了 Web技术和 3D技 术相结合的产物一Web3D技 术的基本概念、特点及实现技术.并以实例的方式详细阐述了web3D技术之一的 Cult3D技术 .在机 电产品虚拟设计 中的工作流程,从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果,为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式,最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 .人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片,而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的Web3D技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ,从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 Web3D技术概述 1.1 Web3D技术的基本概念 虚拟现实 VR (Virtual Reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术,Web3D技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。Web3D还可以简单地被看成是 Web技术和 3D技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3D图形技术 向互联网的扩展.网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3D图形技术的主要差别在于:第一,实时渲染 :它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的;第二,具有无限的交互性:因为是实时渲染,这就为交互性提供了基础;第三,优化和压缩:由于网络带宽的限制 .文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 Web3D技术 ,用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ,并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1.2 Web3D技术的实现手段 Web3D的实现技 术主要分成三大部分 .即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像,就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 :一是基于几何模型的实时建模与动态显示 :二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 Web3D的关键技术 ,交互功能的强弱 由 Web3D软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 Web3D软件系统中 。基 于 JAVA内核的Cult3D技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ,现已广泛应用于众多电子商务网站的 3D机电产品展示中。 2 CuIl3D技术及其开发流程 Cuh3D是一种全新的 Web3D技术 .它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ,主要包含 Cult3D Exporter plug—in、Cuh3D Designer和 Cuh3D Viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3D设计领域广泛使用的 3DSMAX或 MAYA来设计 产 品 3D模 型 .使 用 Cuh3D Exporterplug—in来转换设计模型 ,在 Cuh3D Designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ,再无缝隙地嵌入到 HTML页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3D模型 ,还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 Cult3D‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3.1 创建汽车 Cult3D对象 为方便输 出,必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3DMAX或 MAYA1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 Cult 3D Exporter for 3DMAX或 Cult 3D Exporter for MAYA。只 有安 装好 输 出插 件 ,3DMAX或MAYA才可以将 3D模型输出成 Cult 3DDesign的 C3D格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫,尽量用最少的面来做模型,以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ,更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 C3D格式的 3D模型 。 3.2 对汽车 Cult3D对象进行交互设置 Cuh3D对象的交互设计就是在 Cuh3D Designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系,使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ,并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示,它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在Cult3D Designer中完成设计后,需将CulturalD对象导出为可的CO格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车Cult3D对象 可Cult3D对象的程序有多种,其中基于网络的应用较为广泛,用户可以通过网络或在本地机种用IE或Netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页,在编写网页时,有两项主要工作: (1)在网页中编写语句嵌入Cult3D对象。IE浏览器是通过ActiveX组件来cult3d对象。IE使用 Object 的标签命令来在网页中嵌入ActiveX组件。 Netscape浏览器不支持 ActiveX控件 .需要另外设置外挂程序的语法 。Netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ,必须安装 Cuh3D Viewer插件,才能在浏览器网页时播放 Cult3D对象。对于 IE浏览器需要在 Object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址.Netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application/x--Cuh3D--object”语法说明外挂程序对象.pluginseape指定其下载网址。 (2)需要时 ,在 网页中编写语句触发 Cult3D对象的 自定义事件。Cult3D支持和网页相互交互。通过在网页中嵌入 Java语句,可以使浏览者在网页中点击按钮或进行选择时,触发 Cult3D对象 的 自定义事件实现同步展示,并同时把用户的选择保存在数据库中供网上调查、销售等电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ,体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ,为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案.更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ,还是 与传统虚拟现实技术 比较 ,Web3D技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3D技术出现,服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术应用论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈电工新技术在机电一体化中的应用 摘 要:文章从电工新技术的发展谈起,对电工新技术在机电一体化中的应用作详细分析,并着重探讨电工新技术的特点,归纳、总结出相关结论,供同行参考借鉴。 关键词:电工新技术;机电一体化;应用 电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。 1 电工新技术分析 1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素 电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。 1.2 电工新技术的定义与发展趋势 所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。 2 电工新技术在机电一体化中的应用 电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下: 2.1 自动控制技术 自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。 2.2 pc的应用 pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继 电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。 2.3 运动控制卡的应用 运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项优秀技术。 3 结束语 综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。 机电技术应用论文:矿山机电设备检修中的故障诊断技术应用 摘 要:矿山开采是为了更好的满足经济和社会发展对能源的需求,因此,在矿山开采过程中一定要对机电设备的故障诊断技术进行提高,这样才能保证在矿山开采过程中不会出现更多的安全事故,保证矿山企业安全生产。 关键词:煤矿企业;矿山机电设备;故障诊断技术 煤矿企业在生产过程中会使用大量的机电设备,因此,在生产过程中要想保证安全一定要对机电设备的故障诊断技术进行分析,这样才能更好的对机电设备进行维修,保证煤矿企业的生产不会受到影响。 1 矿山机电设备故障诊断技术的内涵 矿山机电设备诊断技术是一项非常复杂的技术,也是一项综合技术,其中包含着信息技术、计算机技术以及传感技术,能够对设备出现的事故进行很好的反映,因此也能在设备出现事故前就进行维修。矿山机电设备在维修诊断技术方面也是发展很好的,能够对机电运行过程中的状态进行检测,这样能够更好的提高机电设备的安全性和可靠性,同时也能及时对出现的问题进行解决。机电设备维修诊断技术能够对设备出现的异常原因以及危害程度进行更好的分析和评价,因此,也能及时采取必要的措施进行预防。 2 故障诊断技术的概述 2.1 构建数学模型 机电设备在运行过程中会产生很多的参数,这些参数在一定程度上能够对设备的运行情况进行反映,因此,构建一个数学模型能够更好的对设备运行情况进行反映,同时也能对机电设备出现故障的参数进行总结,以后通过对参数进行分析就能及时反映出故障是否存在。 2.2 采集各种信号和参数 在设备上安装各种传感仪器能够更好的对设备运行状态的各种信号和参数进行收集和测量,这样能够更好的通过传感设备对设备情况进行掌握。传感器产生的各种信息可以传递给计算机,这样能够使计算机成为数据存储的工具。 2.3 对采集的各种信息进行处理 对生产现场采集到的设备各种信息,有些是不能对设备的运行情况进行反映的,因此,要对采集的信息进行处理,在处理的过程中还要对出现的无用信息进行剔除。 2.4 对处理后的信息进行分析和识别 对处理后的信息进行分析和识别以后,能够更好的与其和设备运行的标准参数进行对比,这样能够更好的对设备的状态和故障类型进行反映,同时也能更好的找到解决故障的措施。 2.5 预测 在现场采集回来的信息进行分析和识别以后能够更好的对设备的运行情况进行反映,同时也能更好的对设备的故障情况进行预测,这样也能更好的对设备故障可能带来的影响进行分析。 3 矿山机电设备故障诊断的主要技术 3.1 主观诊断技术 在对矿山机电设备进行故障诊断的时候,维修人员可以利用相关的实际经验对故障进行判断和检修,但是这种技术只适用于简单的故障,同时可靠性也是非常低的。主观判断技术,通常分为直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法和故障树分析法。直觉经验法是维修人员凭借自身的经验和感觉通过对设备进行查看判断故障原因的一种方法,这种方法受到维修人员阅历的影响。参数测量法是对设备的运行参数进行测量,然后通过与标准参数进行比较,对设备可能出现的故障进行判断,同时对故障的位置进行判断。逻辑分析法通过逻辑关系对设备故障的显性现象进行判断,能够找到故障出现的原因和位置。故障树分析法对系统出现的故障能够更好的进行判断,对经常出现的故障可以直观的进行反映,这样能够最终对故障进行判断。 3.2 仪器诊断技术 在对矿山机电设备进行诊断的时候,工作人员可以利用监测仪器对机电设备进行系统的检测,这样能够更好的对设备运行情况进行掌握,同时也能对故障情况进行判断。 3.3 数学模型诊断技术 矿山机电设备在进行诊断的时候,工作人员可以利用相关的测量设备对机电设备的运行参数进行统计,然后与标准参数进行比较,这样能够更好的进行分析和判断,同时也能通过数值比较找到故障的位置和类型。 3.4 智能诊断技术 在诊断技术中,智能诊断技术的发展前景是非常好的,在进行诊断的过程中可以利用计算机对信息进行获取、传递和分析,这样能够更加及时的得到出现故障的位置,同时对故障的类型也能更快的得到。 4 故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用 4.1 诊断依据 矿山机电设备在运行的 过程中,会产生一定的动力、热量以及化学能量变化,这样就会导致设备在使用过程中出现温度上升和压力不断增大的情况,导致机电设备的运行状况和工作效率受到一定程度的影响。 4.2 信息采集 在对矿山机电设备进行信息采集的时候可以利用故障诊断技术中的点检仪或者是传感器等仪器来进行信息的采集,而且在信息采集方面也是非常的准确的,因此,对机电设备的实际情况也是能够更好的进行体现的,对信息进行分析和处理能够更好的掌握设备的状态。在信息收集的时候场所也是非常重要的,通常可以在生产现场进行采集和性能方面的检测。在现场考察的时候要对机电设备的表面情况进行观察,这样也能够通过外表对其使用情况进行判断。 4.3对设备的性能检测 对机电设备的性能进行检测的时候,主要对其投入和产出之前的变量情况进行对比,这样能够更好的对其性能进行掌握。在相同投入的情况下,如果设备的产出出现了减少的情况,这样就说明机电设备的运行效率出现了下降的情况,同时在产出相同的情况下,如果投入出现增大的情况,也说明了设备在运行过程中出现了下降的情况。导致设备出现运行性能下降的情况,原因有很多,其中,电机的功率、轴承的转速以及设备的温度变化都是影响的因素。因此,在设备出现工作效率下降的情况时对一些关键的部位进行检测是非常重要的,同时也是避免设备出现更大的故障的保障。 5 矿山机电设备检修中故障诊断技术 5.1 故障诊断专家系统 由于矿山工作环境的复杂性和多变性,导致矿山机电设备故障常常具有复杂性和隐蔽性,运用传统的故障诊断技术难以对故障进行准确的判断,而故障诊断专家系统能够综合运用领域专家的知识和经验,模拟专家的思维过程,对故障进行准确的分析和判断。 5.2 模糊数学的应用 矿山机电设备故障的原因和现象间通常具有一定的对应关系,其中既有随机因素,又有确定因素,因此在保障诊断精度的前提下,将模糊数学引入矿山机电设备的故障诊断中,建立模糊诊断数学模型,使得定量分析和专家经验、定性分析相结合,并在计算机上实现,为矿山机电设备故障的诊断决策提供辅助依据。 5.3 人工神经网络的应用 神经网络拥有特殊的结构和信息处理方式,使其在模式识别、信号处理、自动控制与人工智能等许多领域得到了实际的应用。矿山机电设备的故障诊断中从故障初始征兆到故障源的映射通常具有复杂的非线性映射关系。通过连续地对这些部位进行监测,能够使得矿山机电设备的运行状况得以准确和直观的反应。 6 结束语 经济和社会在快速发展的情况下,对能源的需求量在不断增大。矿山企业在进行生产的过程中,工作的环境是非常的复杂和恶劣的,这样也使得矿山开采过程中经常会出现安全事故。在矿山开采过程中,机电设备经常是处于高负荷运行的情况下的,这样也使得设备会经常出现故障。对故障进行诊断才能更好的保证生产顺利进行,同时也能保证安全生产。 机电技术应用论文:试论汽车发动机电子技术的应用 [摘 要]汽车发展需要电子技术的全面支持,汽车发动机的控制技术也随着电子技术的发展而进入到电子时代,针对这个领域全世界都进行了全面而深入的研究,使得电子技术对发动机的控制进入到了全面而智能的领域。 [关键词]电子技术 车辆控制 发动机控制 应用方法 一、电子技术在汽车与发动机上的应用概况 1、电子技术在汽车上的应用 电子技术的应用在汽车上的应用是为了适应汽车工艺与应用的需求而被被采用的,不完全统计在近几年间,在汽车的生产与制造中,大量的电子装置已经被应用在汽车中,占有的比例增加到了近三成。一些高级别的轿车上已经安装了单机片甚至是计算机,电子产品占有整车的比例达到一半。目前电子技术的应用已经渗入到各个汽车系统,安装目前的应用情况,汽车电子系统的用应用安装不的产品与功能可以分为两种,一种是汽车电子控制系统,主要负责对车辆上的机械进行智能化控制,使得汽车在运行过程中可以按照不同的需求对车辆进行智能化控制,即所谓的机电结合。另一种是车载电子系统,即在汽车中可以独立使用的电子系统,他们与汽车的性能没有关系,如导航系统、音响系统、通讯系统、网络系统等等。 2、电子技术在汽车发动机上的应用 在汽车发动机上电子技术也有了大量的应用,随着人们对乘驾的要求不断提高,加上环保等标准的升级,汽车电子技术在功能上不断获得改建,系统化、集成化、微型化等方面都获得了突破。对汽车发动机的电子化控制已经使得汽车的性能有了大幅度的改变。未来汽车电子技术将有望在以下领域出现突破。如传感器技术的应用,随着汽车电子化的拓展,自动化已经成为其发展的必然趋势,对传感器的应用已经成为车辆中不可缺少的技术,尤其是对发动机的检测与控制,更离不开传感器的应用,其数量与功能将不断拓展,使得电子技术对汽车发动机的控制更加直接与智能。同时,发动机机电控制单元的技术水平也会不断提高,电控单元将向着多功能集成化方向发展,其处理的性能将更加强大,为整个动力系统提供智能化控制模式。 二、电子技术在汽车发动机上的应用实例 1、电子点火系统 电子点火系统实际上是为了适应汽车环保需求而设计应用的,其主要是,满足发动机的点火可靠性,所以电子技术被应用到该装置上,这样就可以控制点火的精度。因为电子技术的高速发展,现在的晶体管器件都可以达到较高的精度与性能。当前研发的汽车电子点火装置,从控制点火圈、可控硅点火装置、集成电路点火装置等等。其优秀系统是由芯片、传感器、接口、执行机构等组成。其目的就是节约燃料、降低污染。同时电子点火装置的应用还可以实现对车辆发动的智能化控制,并可进行自我诊断等。 2、电子油喷系统 在汽车生产中,机械式和电混合喷射系统都已经不能适应车辆的应用需求,电控喷射装置已经逐步普及。电子装置可以利用电子智能控制来保证发动机的最佳工况,输出的功率相对稳定,且降低污染。在研发中可以将发动机的最佳工况输入到电子系统中,这样就是先了喷油效果最合理。实现空气流量、含氧量、进气温度、发动机转速等多种参数的相对平衡,进而达到智能化控制的目标。这样就可在车辆行驶中根据当时是的工况对喷射油量进行智能化调控,让发动机始终处在一个最为合理的工作条件,进而让发动机综合性能提高。在车载的燃油喷射系统的控制单元是一个完整的控制中心,并利用安装在发动机上的各种传感器测定运行参数,按照驾驶工况对喷油器的油量进行精确控制,使得发动机在运行中获得的燃油混合气比例最佳。 目前该系统的应用已经较为成熟,在柴油喷射系统中有着突出的效果。如1)电控分配系统,柴油机电控分配泵的喷油泵油量及喷油定时的装置都是采用高速的电磁阀门进行控制,电磁法在工作中可以对喷油的进行定时,进而利用开启和闭合对油量进行精确控制。2)还有一种是电控直喷的油泵,电子控制装置可以对喷油量和喷油时间进行定时,或者具备其中的一种功能,这样就可对燃油与空气的比例进行限定,还有的可以对压力和速率等进行控制。电子控制的直喷装置可以设计为电控调速器。电控调速其可以与转速相互配合,并且容易实现。同时响应 速度可以高于机械的调速装置,这样就可实现对发动机的油量进行控制的目标。3)电控单体油泵控制系统,这样的系统采用较短的高压油管,可以对喷油进行加压,最高压力可以达到160mpa以上,这样与高速电磁阀进行配合从而控制喷油量。再有就是利用机械驱动的电控喷油系统,目前最为完善的是电控喷油嘴系统,是电子式的驱动系统,现有的产品也可实现高压喷油的效果。其中最大的压力已经可以达到200mpa,甚至更高,机械驱动的电子喷油系统已经在国外有了完善的研究与发展,从小型的柴油机到大型的柴油机都已经可以实现电子控制,并精确控制喷油量。4)电子控制的喷油嘴系统,这样的装置可以利用机械驱动和蓄压形式实现定量控制,都可以实现高压力的喷射,使得燃油最大化的行车雾化混合物,大大降低了柴油机燃烧系统对缸内的涡流强度的需求,甚至可以实现没有涡流的设计。5)电控蓄压喷射系统。随着研究的深入,电子控制蓄压喷射嘴系统的研究上升了一个高度。其设置不需要机械驱动和机械调节,所以不用在设计中考虑柴油机整体的结构,这使其最大的优势之一。在研究中美国公司研究的装置可以将电控与液压的技术结合起来,形成一个按照时间控制喷射过程和相应压力装置,具有喷油速率控制的效果,对初始供油期、着火延时等进行油量的优化。同时也可实现对柴油机烟度、颗粒等进行改善。 3、排气循环和带速装置 在电子控制系统中,对排气系统的控制也是涉猎的内容,将发动机排出的部分废弃进行利用回流到进气管,并与新鲜的空气进行混合,再次的进入到汽缸中进行利用,这样可以控制尾气中的有害成分,期间废气的量则由电子电子阀进行控制,从而实现智能控制。 还有就是怠速控制,怠速控制的功用:实现发动机起动后的快速暖机过程;自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运行。怠速控制的主要内容:起动后控制暖机过程控制,负荷变化的控制以及减速时的控制。 三、结束语 发动机是汽车工作的重要系统,在对其进行控制的过程中需要智能化升级,因为只有智能化的升级才能让发动机在工作中更加的低耗,并以此形成一个节能的效果,同时电子技术的应用可以帮助汽车实现整体的智能化,以发动机控制为优秀的电子技术的应用,实现了整车运行与控制的智能化,这样才能让汽车在运行中体现安全、节能、环保、舒适等进步。 机电技术应用论文:煤矿机电管理技术的应用探讨 【摘 要】煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿,能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用,对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求,只有熟识电气设备的功能,才会更好的完成本职工作。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 【关键词】机电管理人员;煤矿机电一体化产品;煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为优秀。 1. 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组,并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展,它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击,采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备,而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革,对传统的机械工业注入新鲜的血液,实现文明生产。 2. 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为优秀的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场,我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等,为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3. 改进煤矿机电管理的办法 3.1 重视管理,提高机电管理水平。 重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获 领导的支持。 3.2 因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理。 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度权;编制部署机电工作计划权;设备配件分配权;制止违章作业权;追查机电事故权;检查评比考核奖罚权;机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3 加强机电标准化管理,建立健全标准化管理组织,提高全体机电人员的质量标准化意识,按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础,地方煤矿应逐步完善机电标准化工作,成立标准化领导小组,制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”,即面上抓质量升级,线上抓达标头面、机道、机房,点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度,开展机电标准化竞赛活动,树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道,推动机电标准化工作的全面开展。 3.4 扎实地做好设备综合管理工作。 设备管理的基本任务是掌握设备动态,建立、保管设备档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态,编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划,掌握大修资金的使用,对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5 认真落实规章制度。 规章制度是机电业务活动的准则,是做好机电工作的纪律保证,应建立健全。当前,规章制度执行不利是突出的问题,特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备,落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是:机电管理人员责任制度;设备使用操作规程;设备维护保养、检查、维修、质量验收制度;机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4. 对我国煤矿机电一体化技术的思考 (1)在 20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 (2)应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的优秀装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 5. 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:关于机电一体化技术及其应用研究 摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁 工业 中的应用以及 发展 趋势。 关键词:机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微 电子 、控制、 计算 机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、 网络 化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种 艺术 享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学 技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归 自然 ,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁 企业 中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(ic) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央 计算 机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的 发展 ,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。dcs具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。dcs是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(ocs) 开放控制系统(open control system)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过 工业 通信 网络 使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(cims) 钢铁 企业 的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应 现代 钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的 经济 效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现cims化。 2.5 现场总线技术(fbt) 现场总线技术(fied bus technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20ma,dc直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致dcs的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化plc(programmable logic controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力 电子 技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、 计算 机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的 发展 ,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭 科学 研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有 网络 连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的 计算 机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平 发展 ,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如 网络 、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使 企业 获得更加显著的技术、 经济 和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:浅析煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的计算机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一 个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键,以数控技术为优秀的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。 【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: (1)在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 (2)节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 (3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 二、机械制造中数控技术的应用 1、煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。 2、机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。 在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大,产品交货质量和成本要求的提高,要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力,就需要我们能利用现代数控技术的灵活性,最大限度的应用于机械制造行业。 机电技术应用论文:论机电一体化技术的应用及其发展趋势 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业 机电一体化 数控 模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方 式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六 ) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 nbsp; 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。
电动汽车论文:电动汽车电池管理系统论文 1电动汽车的电池管理系统 电动汽车的电池管理一直是电动汽车关键技术中的一大难题。电池管理系统(batterymanagementsystem,缩写BMS),主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点,如存储能量少、寿命短、使用安全性、电池电量估算困难等。为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态,BMS主要用于对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、显示报警,充放电模式选择等,并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互,保障电动汽车高效、可靠、安全运行。 2电池管理系统存在的问题 在电动汽车普及的进程中,电动汽车的电池充电管理是重要的一个环节。在硬件方面要求电池管理系统和充电机之间单独使用一路CAN总线,该CAN总线独立于动力系统控制之外。而现有的电池管理系统只有两路CAN接口,其中一路用于电池管理系统内部通讯,另一路用于和动力系统控制通讯,没有多余的CAN接口和充电机之间通讯,需要制定解决方案,包括电池管理控制箱结构、BMS系统硬件和充电机之间的硬件连接信号、电气配线等电池管理系统硬件的更改;而在软件方面,则要进行充电机与电池管理系统间通信协议的开发,包括与道路车辆控制系统的通信网络兼容,通信协议的物理层、数据链路层、数据帧格式遵循的规定;充电机和BMS对电压、电流和温度等参数的监测与设置等。 3电池管理系统的改进设计 3.1BMS系统硬件实现 本文所述系统采用专用的电池控制芯片LTC6802实现系统的分布式管理;重新设计电池的参数采集模块、均衡控制模块、数据处理模块、通讯模块、故障处理模块等;系统内部采用SPI总线进行数据和控制命令的传输,主控芯片通过CAN总线实现与整车控制器的通讯。(1)参数采集模块:LTC6802电压检测芯片可以对电池电压进行实时检测;有输入引脚专门用于温度传感器的输入;采用ACS758LCB-050B电流霍尔传感器进行电流检测,可采用直流、交流电流,并且强电侧与电子电路边具有很强的隔离作用,性能稳定。(2)均衡控制模块:若电池管理系统检测到的电池电压在正常范围内,系统根据设定的SOC估计算法对电池进行SOC估计,当电池组中出现电压异常时,控制系统就会根据设定的均衡算法进行均衡控制,由控制器LTC6802完成,通过对其控制字的写入,控制LTC6802引脚S的开关动作,实现均衡开关矩阵的控制。(3)数据处理模块:以单片机编程的模式进行数据处理。根据系统具有的功能分为若干子程序,包括:SOC估计、故障分析、信号监控、报警等。(4)通讯模块:采用CAN总线通讯协议。包括内部通讯和外部通讯,内部通讯对参数采集模块所采集的数据进行记录后传给数据处理模块,并将数据处理结果反馈给数据采集模块及故障处理模块;外部通讯通过CAN总线与PC机进行数据交互,使用户更直观的对BMS内部的数据进行监控及处理。(5)故障处理模块(保护电路):控制LTC6802的引脚对故障信息做出相应的处理,利用红绿二极管对于告警及保护信息进行光警报,并输出报警信息,自动控制调节充、放电或切断电路。 3.2BMS系统上位机软件实现 PC机通过CAN总线与下位机进行通讯。下位机的采集模块所采集上来的电压、电流、温度数据等上传给上位机,上位机对采集上来的数据进行保存、处理及显示。(1)上位机软件数据存储模块:由于电池组数据量比较大,监控数据的记录采用占用空间比较小的二进制流进行存储。XML提供了更强有力的数据存储和分析能力,而且XML极其简单,XML的简单使其易于在任何应用程序中读写数据。(2)上位机软件通讯模块:上位机与下位机之间采用CAN通讯,协议采用CAN协议2.0B扩展帧格式;通讯速率为100Kbps;物理层匹配电阻120Ω。上位机呼叫BMS并下发命令,BMS收到命令后返回响应信息。PC等待500ms后如尚未接收到BMS响应或接收响应信息错误,则认为本次通信过程失败。 4结语 电池管理系统的改进设计已在电池厂商、充电机厂商和电动汽车生产厂商中得到应用,当前研发的电池管理系统都已具有多路CAN接口(最少3个),充电机与电池管理系统通信协议已按统一标准进行了设计与测试,解决了电动汽车的充电问题,能够推进电动汽车的普及进程。 作者:王刃峰 单位:黑龙江农业工程职业学院 电动汽车论文:电动汽车故障诊断无线通信论文 目前,世界范围内都在推动电动汽车技术的研究与使用,但在电动汽车的使用过程中,由于其控制系统部分比传统汽车复杂,故障诊断需要综合电池、电机及整车的参数来进行综合判断,目前还依赖于有经验的工程师到现场进行诊断与维修,因此汽车故障诊断技术应用而生。文章详细阐述了一种集本地和远程诊断于一体的手持式故障诊断仪,该诊断仪参考了ISO和SAE的标准进行设计,可以对某些参数进行标定。 1故障诊断仪系统结构与功能 1.1结构 图1示出电动汽车用手持式故障诊断仪的系统架构图。由图1可以看出,该诊断仪的系统架构及工作方式为:手持式故障诊断仪通过CAN总线读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员可以选择是否将该故障码通过无线网络发送给远程故障诊断服务器。如果选择不发送,现场人员则根据故障码对现场的故障进行诊断排查,故障排除后清除ECU单元中的故障码,如果选择远程故障诊断,现场维修人员需等待远程故障诊断服务器返回给现场维修人员的维修意见,从而指导现场人员的工作。 1.2功能 1.2.1本地和远程诊断功能 该诊断仪读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员通过故障诊断仪的显示屏幕读取故障码,通过该故障码确定故障的部位或故障级别,对故障进行检查排除。同时将该故障码及故障处理方式通过无线网络远程发送给远程故障诊断服务器,用于指导其它远程故障诊断,同时清除ECU单元中的故障码。如果现场维修人员读取的故障码不能进行故障排除,可将该故障码上传至远程故障诊断服务器,远程故障诊断服务器将诊断数据库中对应于该故障码的诊断信息反馈给现场人员,现场人员通过该信息进行故障诊断。 1.2.2本地和远程标定功能 本地和远程标定功能类似于本地和远程故障诊断功能,当现场维修人员对一些参数进行标定时,可以通过手持式故障诊断仪的标定功能对电动汽车进行现场标定,如果对一些标定参数不能确定,可以请求远程故障诊断服务器进行远程标定协助。 2硬件系统架构 可以看出,该诊断仪的硬件电路设计,主要包括CPU控制与电路设计、CAN网络接口电路设计、可靠性保障电路设计及电源电路设计等。 手持式故障诊断仪通过电源电路给整车设备供电,并通过CAN网络接口读取ECU单元的故障码,该故障码可以通过USB接口进行存储,也可以通过无线通信模块发送给故障诊断服务器。 3软件系统架构 基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的软件系统架构,包括手持式故障诊断仪与远程故障诊断服务器软件架构两部分。 可以看出,该诊断仪软件架构包括:读取和清除故障码、诊断数据库和软件升级等。其中软件和诊断数据库升级以及请求远程标定功能均需在无线通信功能使用的情况下才可以使用,否则该手持式故障诊断仪仅仅是由现场使用人员操作的一款诊断设备。 远程故障诊断服务器的软件系统为了配合手持式故障诊断仪的使用,主要包括:远程故障诊断、远程标定、手持式故障诊断仪诊断数据库升级、软件升级以及自身的数据库升级与更新。 软件系统的总流程,如图4所示。通过图4可以看出,该软件有诊断、升级及标定模式3种。这3种模式是互斥的关系,现场人员需根据具体情况对功能进行选择。 4结论 文章基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的设计,实现了高效率的诊断和排除故障。该设计在提高工作效率的同时,大大缩短了维修人员的培训周期,由于其设计的先进性及功能的多样性,有利于节省电动汽车保养及维修方面的人力、物力及时间。 作者:于兰 李志平 辛明华 周能辉 单位:天津清源电动车辆有限责任公司 电动汽车论文:纯电动汽车设计论文 1驱动系统参数匹配 驱动系统是纯电动汽车的优秀,其基本特性参数的选配必须满足整车动力性能要求。通过计算,合理选择动力系统各部件的参数,并将其进行有效匹配,才能设计出高性能的纯电动汽车。 1.1电机最大功率计算 为满足纯电动汽车整车性能,通过3种方法计算电机最大功率Pnmax,即:根据汽车最高车速确定的功率即额定功率Pne;爬坡度确定的功率Pna;加速性能确定的功率Pnc。根据整车设计参数,可计算出上述3个功率值,取其中最大者作为电机最大功率选取参考值,即Pnmax≥maxPne,Pna,P[]nc。根据表1、2所给出的参数,由以上公式(1)—(3),计算求得Pne为22.64kW,在坡度为20°,以35km/h的车速爬大坡时,Pna为55.66kW,同时求得Pnc为45.78kW。因此,取Pna的值作为电机最大功率选取的参考值。 1.2电机功率与转矩选择 电机在工作时,其性能分为连续工作性能和短时工作性能。电机的额定值决定了其连续工作特性,短时工作特性是电机过载一定倍数之后的转矩功率特性。在电机转速与转矩选择时,通常以纯电动汽车的常规车速来确定电机的额定转速(电机通常运行的转速),再通过电机的额定功率和额定转速求出电机的额定转矩。 1.3电池组参数设计 动力电池是纯电动汽车唯一的动力源,其携带的总电量是整车动力性和续驶里程的基本保证。电池组的总电量与电池单体的容量和组合形式有关,而动力电池的单体电压和组合形式又直接决定了其为电机提供总电压的大小。动力电池参数匹配主要包括电池类型的选择、电池组电压和容量的选择。根据纯电动汽车对目标性能的要求,综合考虑整车所需的动力电池总电量、动力电池单体类型以及其组合形式后,计算确定动力电池单体数量。 2底盘系统设计 在纯电动汽车底盘系统中,动力系统需要重新架构,因此总布置方案改变较大。目前,电动汽车底盘设计主要运用2种方式,即:根据设计需求,在传统车平台基础上进行局部改制;开发“电动化、模块化、智能化、集成化”全新理念的底盘系统。本文采用的方式是基于原有车型平台进行局部改制。底盘系统中,大部分子系统的工作原理没有发生变化,改制后需对底盘及整车进行重新总布置,重新计算轴荷分配对悬架系统性能造成的影响,然后对悬架系统做出相应调整。 2.1电机、减速器布置 电机、减速器的布置在原发动机前舱布置的基础上进行,布置时应考虑如下几个因素(以下X、Y、Z方向为车辆坐标系坐标轴方向,即当车辆在水平路面上处于静止状态,坐标原点与质心重合,X轴平行于地面指向正前方,Y轴指向驾驶员右侧,Z轴通过汽车质心指向正上方):1)电机、减速器外轮廓距离左右纵梁的空间宽度应一致,以便于安装悬置;2)减速器输出轴中心线布置在满载前轮中心线附近,差速器输出轴与前轮中心连线尽量接近;3)减速器后部应与副车架、转向机构都留有安全距离;4)电机三相线进线与控制器出线方向位置相协调;5)半轴在YZ平面内与Y方向夹角,空载时应小于15°,满载时小于7°;6)电机布置位置应在整车满载条件下确定。确定减速器输出轴位置后,电机定位可绕减速器输出轴旋转,电机的轮廓上限不超过纵梁上平面,电机右侧为3相线接口,电机控制器放置于电机正上方;电机位于减速器右侧,如图2所示(以下示意图均是通过对各元件的简化建模后得到)。差速器中心平面相对XZ平面偏左200mm,电机减速器集成体外轮廓距左侧纵梁最小170mm,距右侧纵梁最小60mm。该设计方案中,根据电机减速器集成体的尺寸分布,将差速器中心平面布置与整车中心平面基本重合,左右半轴通过万向节将车轮与减速器的输出轴连接起来,在YZ平面上,左右半轴与前轮中心线的夹角相等,在核算半轴与前轮中心线夹角时计算一侧即可,如图4所示。装配时电机、减速器集成体与车架的连接点一共有3个,分别位于左侧纵梁、右侧纵梁、副车架。左侧纵梁悬置轴线平行于Y方向,限制X和Z方向运动;右侧纵梁悬置轴线平行于X方向,限制Y和Z向运动;副车架上的悬置轴线平行于Y方向,限制X和Z方向运动。 2.2前后舱元件布置 如上所述,将电机、减速器布置在原发动机前舱位置,同时DC/DC、电机控制器、空调压缩机等相应电气装置均布置在前舱。可利用各元件的外形尺寸将各元件简化为长方体模型进行布置,从车辆前舱上方往下俯视,如图5所示。原车的后舱容积约为0.43m3,将车载充电器、电源管理器、配电箱、直流空气开关布置在后排座椅背后,并且设计拱形支架,使其不影响备胎的放置,布置示意图如图7所示。同时,可设计一个大盖板,将这几个器件盖住,以达到从后面看车内美观的效果,后舱电器盖板采用塑料件制成,以减轻整车质量。 2.3动力电池布置 本设计将电池单体集中布置于一个电池包中,动力电池包中共布置了100个电池单体,包内电池单体总共分为6排,沿车辆X方向,前部3排电池卧放,后部3排电池立放,以保证其与后排座椅地板形状相统一,同时通过串联形式将所有单体进行连接,如图8所示。电池包采用无上盖结构,利用车身地板及四周安装板和加强板形成电池包的上盖。电池包外壳可采用钣金件折弯和焊接的工艺形成箱体,翻边形成安装板,可实现在安装孔定位时与车身地板的模具统一起来。同时,电池排布上充分利用车身地板下方空间,与车身地板的形状一致,以最大程度节省空间,为避开后轮摆臂安装座和后轮罩在电池包后部两边开有2个缺口,如图9所示。动力蓄电池布置在座椅地板下方,并且尽量保留了车身地板形状,该布置的电池包是车辆的最小离地间隙位置,如图10所示。该布置保证了驾乘人员安全,给货仓和备胎留下了一定的空间,同时还考虑了电池包整体快速更换原则,方便电池包的整体更换。该动力电池单体质量为3.1kg,电池单体共310kg,加上电池包壳体及加强等附件结构,电池包总质量约385kg。该布置后电池包重心位置距离前轴水平距离为1558mm,前、后轴轴荷比例分别为49.4%和50.6%,满足GB7258—2012中关于轴荷的要求。 3车身设计 纯电动汽车车身设计是整车设计的重点之一,其设计效果对整车性能(如续驶里程、加速时间、爬坡性能等)的影响显著。同时,车身必须达到足够的结构强度以及满足其他性能指标(如安全、耐久性、NVH、工艺等)。国内外对纯电动汽车车身设计研究较多,目前主要是应用多种轻量化材料,同时集成结构设计优化和先进制造技术及工艺等手段进行设计[8]。基于以上所述,本例中电池包安装在车身地板下方,其外壳设计及电池单体布置时尽量与车身地板的形状一致。同时,电池包布置时考虑了整体快换原则,根据设计需要及电动汽车相关安全规定,上车体可直接由原传统车平台提供,但原车身地板在结构上必须做出相应更改。 3.1更改因素 为满足要求,设计地板时考虑的因素如下:1)电池包安装于车身地板下方,根据电池实际布置,为达到电动汽车安全法规相关要求,需抬高地板高度;2)车身地板下方要根据电池包外壳的形状设计密封的加强梁,用于安装电池包,并且与电池包共同形成电池包空间;3)车身地板下方需焊接3个支撑杆,该支撑杆用于支撑电池包中部变形产生的载荷,同时也用于安装时的定位;4)车身地板上方需设计螺孔,用于安装中央通道盖板;5)设计中后排地板高度升至与前座椅安装支架一致,需在车身地板上重新设计凸台结构用于座椅安装;6)车辆地板结构发生变化,侧碰刚度发生变化,需重新校核,车身地板的承载能力同时也需要校核;7)新设计车身地板与周围钣金件的连接与原车不同,需重新设计。 3.2结构设计 根据以上设计需求,从车身底部右后边向上斜看改进后的车身地板结构如图12所示,其侧面剖视示意图如图13所示。图13中的台阶面从左至右依次表示:后排座椅安装面、后排座椅脚地板及前排座椅安装面、前排座椅脚地板。车身地板与电池包安装梁通过车身焊装构成车身的一部分,而中央通道盖板在整车装配线束后,再通过螺钉或螺栓固定在地板上,用于构成线束的通过空间。本例中由于车身地板在电池包的基础上进行了抬高和展平,使得后排座椅的H点与脚地板的垂直距离减小,从原车的400mm以上减少至250mm左右,但是仍然符合一般乘用车布置设计要求。座椅下方安装板展平后,重新设计了小的安装支架结构,使得坐垫底座轻微改动。本设计在适当的地方加强了车身地板设计刚度,以满足整车碰撞法规要求和承载要求。综上所述,前后舱、动力电池包及与车身地板之间的布置关系如图14所示。 4整车性能 改制后的纯电动汽车整车基本性能可通过理论计算求得。将以上计算选取的各项参数导入Matlab软件,并通过编程获得部分相关性能曲线,结果如图15—18所示。图15是不同车速电机需求功率曲线。可知,在整车运行过程中,电机的需求功率随整车车速变化,其大小随车速增加而增大。其中,车速为50km/h时,电机满足整车基本要求的需求功率为6.02kW;当车速为80km/h时,电机的需求功率达到13.41kW。图16所示是不同爬坡度的电机功率曲线。图16是在35km/h的车速匀速爬坡情况下获得,曲线反映出电机需求功率与爬坡度成正比例关系。在爬坡度为零时,电机功率为0.47kW;当爬坡度为14.05%(8°)时,电机功率为24.63kW;当爬坡度达到36.40%(20°)时,电机需求功率最大,达到55.66kW。图17是在电机额定功率、整车空载状态下,整车的百千米加速时间曲线。由图可见,车辆从原地起步加速至50km/h时,时间为5.66s;(50~80)km/h所用时间为6.16s;整车车速达到100km/h时,共用时为19.34s。图18是不同条件的加速度与时间的关系曲线。可以看出,车辆在实验质量-电机额定功率、车辆空载状态、车辆满载状态下,其起步加速度大小不同。在车辆起步时,加速度的值最大,图中3种条件下分别为2.63、2.41和0.84m/s2。在车辆起步后的一定车速范围内,加速度大小基本保持不变;当车速达到一定值后,加速度开始逐渐减小,最后变为零,此时车速达到最大。其他数据,如等速(60km/h)续驶里程大于260km,最小转弯半径小于11m,整车满载时最小离地间隙为147mm等。这些理论计算数据均达到了前期设计的性能目标要求。 5结束语 纯电动汽车在能源利用率、减少排放污染、降低噪声方面所具备的显著优势,对目前能源危机、环境污染问题均可起到有效缓解作用。本文针对基于传统汽车平台的纯电动汽车改制进行了重新设计,各总成布置合理,将选配的数据导入matlab程序获得了相应的车辆性能曲线。结果显示,所有性能数据能够满足本文所提出的整车目标性能要求,将为该纯电动汽车下一步整车优化提供有效参考。 作者:何勇彭忆强王子江王海单位:西华大学交通与汽车工程学院四川汽车工业股份有限公司新能源汽车研究院 电动汽车论文:电动汽车技术论文 一、旧技术体系的不适应性 汽车发展的历史表明,上个世纪前三十年曾经兴盛一时的电动汽车与燃油汽车的市场地位发生了逆转,燃油汽车后来居上成为欧美发达国家千万家庭的宠儿,电动汽车则沦为在特定封闭区域使用的专用工具。导致这一逆转的原因与当今电动汽车遇到的困难并无二致。近百年来,电动汽车技术虽然在电池、电机、电控等各个方面都有长足的发展,其根本技术架构却无大的改变。在此期间燃油汽车不仅自身技术日臻完美,与其相配套的道路、停车场、加油站等服务设施也日益完备。今日,正像“汽车社会”、“汽车文化”等学术用语所蕴含的那样,汽车(主要是燃油汽车)不仅已经成为现代社会的生活必需品,也被赋予了丰富的文化内涵。在此背景下如果无视电动汽车现存的诸多不便,奢望人们放弃燃油汽车改用电动汽车就等于要他放弃原有的生活习惯和价值观念,无异于让人弃用智能手机改用固定电话,让人弃液晶电视而改用黑白电视,其难度可想而知。因此,在发展电动汽车已经确立为国家战略的当下,重新谋定发展路线和发展策略应该成为当务之急。在我国这样一个汽车普及率不及美国的十分之一、三分之二的新车出售给初次购车者的发展中大国,电动汽车或许只有面向家庭的首辆车,也就是说能满足跨区域远程行驶需求才有出路。既然源于十九世纪的现行电动汽车技术架构无法满足这种需求,何不回到原点从零开始进行顶层设计,创造一个新的技术体系。 二、新技术体系探讨 在续航里程短、充电时间长这两个妨碍电动汽车远程行驶的关键障碍中,续航里程虽然受电池技术制约难以比肩燃油汽车,但续航150公里~200公里还不难实现。这个距离相当于在高速公路上驶过三四个服务区或大多数人日常行驶两三天的路程,只要电力耗尽时快速得到供给,驾驶电动汽车500公里一日往返、1000公里朝发夕至亦非难事。如此,快速电力供给就成为问题的焦点。既然沿用先开发出电动汽车而后为其配套电力供给体系的传统发展策略不能解决问题,那么运用一下逆向思维,先规划一个满足需求且容易实现的电力供给体系,然后再开发适应这一电力供给体系的电动汽车会怎样。出现总理所讲的“颠覆性技术”也未可知。说到快速电力供给,首先需要界定电力供给的快与慢。多年来,人们已经习惯于燃油汽车加油所需的数分钟时间,电动汽车的快速电力供给采用这一标准顺理成章。从物理学原理来看,现存的三种电动汽车电力供给方式中,快速充电相对来讲接近这个标准但也需数倍于加油耗时的30分钟(80%),普通充电所需的数小时可说是天壤之别,只有换电方式符合标准。有报道说特斯拉换电站一分半钟可以完成一次换电操作。自从曾经的明星换电运营商BetterPlace破产以来,支持换电的观点似乎已经销声匿迹。但是,既然特斯拉又开始换电了,事情看来尚存回旋余地。多数专家认为BetterPlace的换电方式一是换电站建设运营成本高,二是电池不能在多种车型间通用,使其最终走向破产。BetterPlace的失败说明它的换电方案和商业模式行不通,但是如果据此断定换电方式行不通特斯拉首先不会认同。达成一个既定目标从来都不止有一种方法,能否成功在于能否寻找到技术可行、经济合算的解决方案,将问题简单化的最有效手段莫过于“分解”。例如古代印刷书籍采用雕版印刷技术,一页印版雕成书页的内容布局、字的形状、大小无法更改,一部书的雕版需要具有高超技艺的雕刻工匠耗费大量时日,因而书籍昂贵。活字印刷技术普及之后,一套字模可以反复用来铸造铅字,而后随意排成印版,字模和铅字的通用性保证了印刷成本的低廉。如果说快速电力供给是电动汽车的必然选择,BetterPlace失败的主要原因是没有实现电池通用化,而将雕版上的字符分解为一个个铅字可以破解通用化难题,那么何不尝试一下将电动汽车的大箱电池组分解,代之以多个(比如说十个2kWh的)参照电动自行车锂电池标准的小箱电池。以小箱电池为基础可以构建一个简单的快速电力供给体系。只要电池体积和重量都适合人力搬动,而且借用电动自行车锂电池适合快速装拆的安装结构,换电作业就可以采用纯人工方式。从人工换电出发,继而将换电站的充电功能剥离出去,剩下的数个收纳电池的专用周转货架和两三个操作人员就能构成一个典型的简约换电站。接下来要做的是,将从各个换电站剥离出来的充电服务汇集到一个大型的储能电站,充分利用夜间电网的低谷电力为电池充电。最后用货运车辆在换电站与储能电站之间往返穿梭,为各个换电站运来充满的电池并带走放空的电池。在这样一个类似WI-FI无线局域网架构的电力供给体系中,如果说换电站好比WI-FI热点、储能电站好比无线路由器、货运车辆好比无线电波,一个个标准电池好比“无线电波”所携带的数字信号,那么电动汽车就相当于移动终端。可以预见,流通的商品从电转化为标准电池、消费者支付满电电池和空电电池之间的差价,上述电力供给体系各个利益相关方都能获得显而易见的经济收益。第一个受益者是电动汽车的购买者,不为电池付费却可以尽情享用别人提供的电,自然也就无需关心电池的价格寿命几何。电池制造者则不再因百来个“鸡肋”般的订单而苦恼,可以日复一日地生产同样的电池。电动汽车制造者不再为选用多大的电池而殚精竭虑,可以按自己的喜好灵活设计续航里程,只需考虑如何将所需个数的电池塞进车里。城市的管理者不必再为从哪里挤出充换电站的建设用地、为如何压迫小区物业放行充电桩安装、为可能到来的配电网增容改造而苦恼,只需将电动汽车的基础设施建设交给电力供给体系的运营者就万事大吉。电力供给体系的运营者的收益则更大。先是从“先有鸡还是先有蛋”的无休止口水官司中脱身,不说“鸡”也不说“蛋”,转而建造一个相当于自然界中“野生原鸡”进化地位的储能电站,先收获着电网峰谷电价差的利益,随着电动汽车拥有量的增加逐步转身为充电工厂,等到流通中标准电池寿命期来临梯级利用自然而然地发生,充电工厂再一次转化为储能电站。其次电力供给体系运营者不必烦恼换电站如何“建”只需筹划“搁”在哪里,只要能腾出几十平米的场地,加油站、公共停车场、居民小区、工厂商场都可以加入换电站的行列。 不仅如此,这些换电站的数量、换电站的地点和容量可以随时根据形势的发展任意调整。长远看,不仅这样的储能电站很容易与风力光伏电站相融合,如果将标准电池看作一个大的“充电宝”其应用领域甚至可以涵盖日常生活、生产的方方面面。有了电力供给体系和适合人工换电的小箱标准电池,接下来的课题就是能否将这些标准电池用于电动汽车的电源系统。其关键在于处理好三个问题:一是电池的安装位置,二是电池固定可靠便于快速更换安装结构,三是电池与电机之间的电气连接关系。对于采用一个大箱电池的电动汽车而言,考虑到车内空间和车辆重心、轴荷,其安装位置大多利用座椅下的空间安装在车辆下部中间位置。当采用多数个标准电池时,安装位置不仅可以在前后座椅下面还可以在引擎仓或者行李箱的边角处分布安装,设计者的选择自由度大大提高。若说电池安装结构,QB/T4428-2012《电动自行车用锂离子电池产品规格尺寸》所定电池外壳滑槽及配对的安装滑道是现成可用的,既安装可靠又方便插拔。至于电池与电机间的电气连接关系则需要多些文字加以说明。电动汽车以数个小箱标准电池为电源,除去上面所述种种以外还可为解决高电压触电风险、简化整车电池管理系统、简化电池热管理等电池相关问题创造机会。通常的电动汽车为在限制过大电流的条件下保证驱动电机的输出功率,单个大箱电池的工作电压多在300V以上。将电压分解给十个小箱标准电池,每个标准电池的电压就低于40V,处于安全电压范围内。如果不将这些电池串联一起而是分别经逆变器接入驱动电机,高电压的弊端就可以彻底根除。驱动电机可以相应地将定子绕组分解为十个分绕组,工作时各个分绕组产生的磁通势相叠加与原绕组相当。各个标准电池分别接入驱动电机还可以带来一个好处,电池均衡的对象不再是整个电源系统而转化为各个标准电池,所涉单体电池数量仅为整体电池的十分之一。更有意义的是,十个标准电池分别经逆变器接入具有十个分绕组的驱动电机,其功效相当于用十个小电机共同承担电动汽车的驱动。从理论上讲可以分别控制每个分绕组参与或者不参与驱动,利于电动汽车应对多种复杂工况。尤其是在电动汽车起步或者加速时确保全部分绕组参与驱动抑制大电流冲击,巡航行驶时控制各个分绕组逐次停歇方便相应的小电池散热,当某个分绕组或者为其供电的标准电池发生故障时其余分绕组继续工作就能避免电动汽车突然失速。 三、总结 总之,既然欠缺远途行驶能力是源于十九世纪的现行电动汽车技术架构的系统性缺陷,那么基于现有电池技术构建新的、技术可行经济合算的、涵盖电力供应和电源及驱动系统的电动汽车技术架构,或许是化解电动汽车诸多难题的有效路径。 作者:庄森 禹茜 单位:郑州大学 电动汽车论文:电动汽车产业经济论文 一、发展规律 1.环境可承载规律。 决定汽车产业的发展规律中环境的可承载规律也影响重大。随着现在各大城市的污染逐步加深,越来越多的人开始将环境恶化的原因归结到汽车的使用上。因此,必须找到一种低污染或零污染的交通工具,这样才能解决实质问题。 2.技术推进规律。 电动汽车作为新一代的交通工具其技术组成不仅包含了原有的机械技术、驱动技术和控制技术,还使用了最新的电力电子技术和信息技术等高端科技,这些技术的全面发展是推动电动汽车产业化的重要因素,并且为其发展打下基础。 3.市场拉动规律。 每一个产业的发展都离不开产品的实际使用价值,只有产品的使用价值得到认可才能够促进产品的再生产,而产品的使用价值是需要通过销售市场来体现的,任何一个产业都会遵循这个规律。当今世界经济全球化的浪潮高涨,想要推动电动汽车的产业化发展必须要注重对其市场的培育和开发。 二、与我国国情相结合 我国的国情有着非常明显的区别于他国的特点,具体表现在:人口数量大、人均资源量小、经济增长方式以粗放型为主、市场体系尚不完善、相关法规尚不健全等。电动汽车的产业化发展要做到主动与我国的国情相结合,改变以往被动适应的固有方式,让产业和经济两方面和谐发展,以科学的发展理念为指导,依照国情制定合理的产业化途径。 1.与我国能源现状相结合。 随着近些年我国汽车保有量的迅速增长,年均石油进口量不断上升,汽车燃油消耗量逐年增加,发展电动汽车产业首先要解决能源消费结构的问题,缓解我国的能源危机,保证能源的安全稳定。 2.与我国环境现状相结合。 新时期越来越多的人已经注意到了人与自然和谐发展对人类的重要性。进行产业化的电动汽车发展过程要注重其与环境的适应能力和相互融洽程度,适应我国的环境特点,发展零排放的低能耗工程。 3.与我国汽车工业的技术水平相结合。 面对目前我国汽车技术依旧没有实现完全的自主知识产权的国情,电动汽车产业在发展之初,要牢牢把握住各国均处于发展初级阶段的情况,积极地加大研究投入,让产业化带动我国的电动汽车技术走在世界的前列,增强我国的汽车工业国际竞争力。 4.与我国汽车市场现状相结合。 近10年,我国汽车产业呈现狂飙式发展,汽车销量从2001年占全球4.3%,到2010年攀升至23.5%,成为全球第一汽车生产和消费大国。未来10年我国汽车将进入第二个高速增长期,我国将逐渐步入“汽车社会”,迎来汽车消费大众化的时代。据专家预计,至2015年国内汽车的产能将达到3800万辆,消费量将达到3000万辆,我国汽车消费将占全球汽车总消费的25%左右。这为电动汽车产业发展提供了巨大的市场需求。电动汽车产业在开始发展之初,认清我国汽车市场的现状和经济规律,充分利用汽车市场的竞争机制,减少国家政策对市场竞争的过度干预,在短期内促进电动汽车产业按照市场规律得到最快发展。 5.与我国汽车法律法规体系相结合。 因此,在实际操作中要从社会的角度出发,在维护汽车产业利益的同时努力把产业的附加影响降到最低。促进我国汽车产业相关法律体系进一步完善。从政策层面看,我国已经将新能源汽车列入战略性新兴产业,国家颁布实施的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出,2020年中国将构建起支撑电动汽车大规模产业化的关键零部件产业体系,这必将为促进我国整个电动汽车产业健康发展奠定坚实基础。 三、与国际电动汽车产业接轨 为了发展汽车工业常常需要通过市场来换取技术,中国市场的发展受制于别国的先进技术。因此在电动汽车产业发展之初,应当积极投入电动汽车技术的研发,争取在世界上取得超前的地位,从以下几个方面做好相应的工作。 1.以技术研发为基础。 首先,要将优秀技术作为追求的主要目标和研究投入的主要方向。只有掌握了产业的优秀技术才能够真正掌握产业的“命脉”,实现产业链的水平分工,给产业的进一步发展提供充足的动力。 2.注重调整汽车产业结构。 将结构调整贯穿于电动汽车产业发展的始终,在产业化发展的全过程中,要注意到产业结构的调整和优化问题,政府部门不要将注意力集中在劳动密集型和资本密集型的产业上,而是多关注高科技的优秀产品和技术,通过充分的思考来指导产业的健康发展。 3.积极进行产业转移。 产业化的发展不仅需要全球的资源,更需要全球的市场。从国内外环境看,国际汽车产业呈现由汽车制造向汽车研发转移的趋势。我国作为新兴国家的代表,将从电动汽车产业研发转移中获取更多机会。我们需要适时地制定出产业发展的规律和策略,不失时机地走“引进来、走出去”的特色发展道路。 四、市场经济体制下推动电动汽车产业发展的措施 1.必须坚持“两条腿走路”的方针。 对于未来电动汽车产业的发展,必须采取一定的措施和制度,也要结合中国国情,从实际出发,必须坚持“两条腿走路,双管齐下,两手抓、两手都要硬”的方针。一方面,要以空前的热情和努力大力推动电动汽车产业发展;另一方面,高度重视传统汽车的技术进步和技术升级。 2.加快优秀部件的技术研发力度,尽快掌握优秀技术。 政府应以更大的力度支持电动汽车的技术开发,毫不放松地紧跟世界前沿技术,巩固己有的优势地位,加大科研的力度,走一条“吸收-引进-创新”的道路,形成国内电动汽车优秀技术,防止产业发展在技术上受制于人。 3.培育国内消费市场,提高消费者成熟度。 促进电动汽车消费的关键是降低产品价格。从汽车市场看,我国已经是世界上汽车产业发展潜力最大的地区之一,目前北京、成都等5个城市的汽车保有量超过200万辆,巨大的消费潜力是我国电动汽车产业不断发展的基本保证。推广电动汽车需培育国内消费市场,电动汽车只有在消费者的广泛使用中才能不断得到改进,其社会效益也才能得到体现。 五、结语 纵观电动汽车行业的发展,电动汽车的发展已不单单是在汽车行业内部的经济发展,而是上升到了国家战略高度,它的发展也将带来一场低碳环保的技术革命和创新。所以我们应该合理应用各方面的推动力量,最大限度的发挥国家政策和市场的巨大推动力,不断的革新电动汽车技术,满足市场的新需求,优化产业的资源合理利用,促进电动汽车产业良性发展。 作者:干波单位:西南财经大学 电动汽车论文:电动汽车热泵空调管理论文 摘要: 介绍研制的电动汽车热泵空调系统及其配用的双工作腔滑片压缩机的性能,依据测试样式机的试验结果分析了转速对该空调系统制冷量、输入功率及COP等性能的影响。若轿车顶盖全部布满太阳电池,所产生的电能约为225W,可以使空调系统的制冷量增加8%左右,同时还能降低汽车空调冷负荷的峰值。 关键词:汽车空调;热泵;太阳能 0引言 现代流行的燃油汽车不仅消耗大量的石油资源,而且还严重污染大气环境,危害人类健康。据统计排放到大气的污染物中,汽车的废气(主要是氮氧化物、碳氧化物及碳氢化合物等)约占42%。鉴于此,许多国家政府通过立法逐步限制这种高污染产品。电动汽车具有无任何排泄物、不污染环境、低噪声及节省石油资源等特点,再次引起全世界的广泛关注。世界汽车工业发达国家都投入大量的人力、物力进行电动汽车开发和研制,取得了大量的成果,一批批先进的电动汽车不断面市,有的已形成商业化规模生产。与燃油汽车一样,电动汽车也要创造一个舒适的驾驶和乘座环境,即要配备相应的空调系统,提高其中舒适性和竞争力。在开发和研制电动汽车同时,也对配套的空调系统进行了开发与研制。热电空调系统因效率太低而无法被电动汽车所接受[1]。采用直流电动机驱动蒸汽压缩制冷系统的电动货车空调系统的试验结果表明,其性能与普通燃油汽车空调系统基本相当[2]。90年代初又对采用环保制冷剂的电动货车空调系统进行了试验研究[3]、[4]。 我国也制定了电动汽车的研究与开发计划,并正在逐步实施。本课题组对电动汽车配套的空调系统进行研制,开悄磁直流无刷电机直接驱动旋转压缩机的电动汽车热泵空调系统,本文介绍该系统及对其所进行的试验研究。 将太阳电池布满整个车顶可以起到两个作用;一是给电动汽车空调系统提供部分能量,使其取自车载蓄电装置的动力减少;二是可将电动汽车所需冷量的峰值减少40%[5],从而使空调系统取自蓄电装置的动力进一步减少。根据Sekurit公司太阳能盖板的产品介绍,20组100mm×100mm单晶硅电太阳电池在完全曝晒时可产生25W的电能,对于小型轿车有1.81m2(19.5ft2)车顶面积[6],这个空间安装的光电池在完全曝晒时能产生大约225W的电能。这种方案非常适合电动汽车使用,因为它在不加大车载蓄电装置容量的条件下,使电动车的有效行驶距离增加。本文也对太阳电池在电动汽车空调系统中的应用进行探讨。 1电动汽车热泵空调系统 电动汽车热泵空调系统的工作原理如图1所示,压缩机由直流无刷电机通过皮带驱动,空调系统的制热/制冷运行方式由四通换向阀转换,实线箭头表示制冷运行方式,这时向车室内吹冷气,使车内降温冷却;虚线箭头表示制热运行方式,这时向车内吹热风使车内升温加热或对挡风玻璃除雾/霜。通过感受车室温度,逆变器调制电动机电源的脉冲宽度来控制压缩机转速的大小,从而改变空调系统的冷(热)量大小,以满足各种环境条件下车室的舒适性及除雾/霜要求。从原理上讲,该系统与普通的热泵空调并无区别,但由于该空调系统是用于电动汽车这一特殊场合,该系统所用的主要部件都有其特殊性。为此,我们配套开发了双工作腔滑片压缩机,专门制作直流无刷电动机和逆变器控制系统。 1.压缩机2.驱动电机3.逆变器4.车室温度传感器 5.平行流换热器(车外单元)6.四通换向阀7.轴流风阀 8.膨胀阀9.平等流换热器(车内单元)10.离心风扇 11.制热工作方式12.制冷式方式 图1电动汽车热泵空调系统 Fig.1Heatpumpairconditioningsystemforelectricvehicle 专门研制的双工作腔滑片压缩机的结构原理如图2所示,圆形转子同心地安装在扁圆形气缸内,五个滑片置于转子上开设的槽中并能来回滑动,原动机驱动转子转动时,滑片靠离心力被甩出,紧贴在气缸内表面上,在气缸内腔分隔成若干个随转子转角变化其容积的小空间(称为基元),随着转子转动,基元容积的大小周期性变化,从而完成了气体的吸入、压缩、排出等工作过程。该压缩机具有以下特点: 1.气缸2.转子3.滑片4.吸气口5.排气阀 图2双工作腔滑片压缩机 Fig.2Schematicviewofvanecompressorwithdouble-actingchambers 1)结构简单,零部件少,加工与装配容易实现。 2)运转平稳。由于无偏心转动零部件,动力平衡性能好,尤其在高转速运动时振动和噪声很小。 3)起动冲击小。滑片在起动时逐步伸出,静摩擦转矩小,因而起动转矩缓慢上升,减少了起动冲击。 4)效率高。由于没有吸气阀,余隙容积小且余隙膨胀不直接影响吸气基元,因而使吸气损失减少,容积效率提高。 5)体积小,重量轻,便于狭窄空间安装,因而比较适合汽车空调使用。 6)压缩机每转完成两次吸、排气,输气量大且脉动性小。 表1列出了所研制双工作腔滑片压缩机的主要尺寸,图3为它与电装(Denso)公司容量相同的汽车空调用涡旋压缩机制COP[4]比较,从图中可以看出:转速低于2500r/min时,涡旋压缩机的COP低于双工作腔滑片压缩机,这主要是由于涡旋压缩机的内泄漏间隙比较长,低转速时其内泄漏量较大的缘故;转速高于2500r/min时,涡旋压缩机的COP则高于双工作腔滑片压缩机,但高出的幅度并不很大,这主要是因为双工作腔滑片压缩机随转速的升高摩擦功率增加比较快的缘故。考虑到其它因素:如加工简单、高转速下的振动和噪声很小、起动冲击小等,双工作腔滑片压缩机是适合电动汽车空调系统使用的压缩机。涡旋压缩机虽然也有优良的性能,但对加工和装配等的要求都比较高,国产设备还不能完全满足其技术要求。 2试验装置与测试条件 研制的电动汽车热泵空调样机在按照国际标准建造的全自动汽车空调系统试验装置上进行了测试,主测采用蒸发器侧进出口空气焓差法,辅测采用冷凝器侧液体制冷剂流量计法。测试时,主辅测制冷量偏差应小于5%,并以主测数据为准。试验方法及数据处理均依据中国汽车行业标准QC/T72.1-93《汽车空调制冷装置性能要求》和QC/T72.2-93《汽车空调制冷装置试验方法》,所有测试所用仪表均符合QC/T72.2-93的规定。 由于压缩机由直流电机直接驱动电机的转速就可连续改变压缩机的转速,厂商的测试工况,试验中压缩机转速分别1000、2000及3000r/min;工质采用条件为:蒸发器侧干球温度(27±0.5)(19.5±0.5)℃,冷凝器侧干球温度(35±0.5)℃。样机的试验结果整理成如图4~6所示的性能曲线,这些曲线未计入太阳电池所产生的能量。 图6示出了空调系统的COP随转速的变化,从图中可以看出;转速较低(<1500r/min时,COP随转速的增加有较快地增长,当转速增长到一定程度(>2000r/min)后,COP随转速增加而定不变,这说明低转速时,转速的增加可使压的密封效果得到很大改善,致使制冷量速度较快,高转速时,压缩机的内泄漏再增加转速已使密封效果改善不大,所以长速度趋于稳定,而压缩机制输入功却一直比较稳定速度的增长。 作者研制的电动汽车空调系统与目前正在使用的燃油汽车空调系统(用斜盘压缩机)的性能比较如图6所示。电动汽车空调系统的COP在转速较低时(<1500r/min)略低于燃油汽车空调系统,而在高转速时(>2000r/min)却明显于燃油汽车空调系统。这主要由于斜盘压缩机工作腔的密封性能较好且几乎不受转速的影响,而滑片压缩机的工作腔密封性能受转速的影响较大,转速升高可以明显改善其工作腔密封性能。压缩机由独立电机驱动后,其转速不再受汽车动力机的影响,可以恒定在较高的转速下运转。因此带双工作腔滑片压缩机的热泵空调系统的性能优于现有的燃油汽车空调系统,能够满足电动汽车空调的。 4太阳能的应用 将电动汽车整个车顶布满太阳电池,所产生的电能使电动汽车空调系统制冷量增加的情况见表电能使电动汽车空调系统制冷量增加的情况见表2。表2中制冷量增加量是用光电池产生的电能乘以各转速下空调系统COP所得的结果,相对增加量为制冷量增加量与不利用太阳能时空调系统制冷量的比值。从表中可以看出,利用太阳能可使空调系统制冷量增加200W以上,且转速较高时的增幅较大,这是由于空调系统低转速时的COP较低、高转速时势COP较高的缘故;制冷量的相对增加量为6%~27%,且COP越低(对应的转速也低),增加的效果越明显。电动汽车空调系统采用独立电动机驱动后,压缩机转速不再受怠速的影响,可以稳定COP较高的转速(约为2500r/min)下工作,这时,可以增加制冷量350W以上,相对增加量约为8%,大家知道,汽车在太阳下曝晒时空调系统的冷负荷最大,当车顶布满光电池后,这时不仅能最大限度地产生电能,而且可以有效地阻止太阳辐射热通过车顶进入车室内,使保持车室舒适所需的冷量大幅度降低,从而使空调系统消耗蓄电装置的电能降低。总之,利用太阳能可以有效地减少空调系统取自车载蓄电装置的动力,增加电动汽车的有效行驶距离。 5发展展望 车载蓄电池提供的直流电是电动汽车唯一的动力源且很有限,辅助设备消耗的电力减少了电动汽车的行驶蹁,开发高效的电动汽车空调系统乃是电动汽车在商业上能够被接受的关键一步。压缩机和电动机做成共用主轴的封闭结构后不仅能大幅度提高效率,而且还可以杜绝制冷剂的泄漏、安装更加灵活;直流电驱动又使压缩机采用封闭结构成为可能,因此,高效节能将决定电动汽车空调未来的发展,采用封闭压缩机是未来电动汽车空调不可逆转的趋势。我国目前作为汽车空调的制冷工质,发达国家已于1996年1月1日全部采用对臭氧层安全的R-134a,但R-134a的温室效应系数较大,在不久的将来还可能会被更符合环保要求的制冷工质所取代,不管制冷工质如何变化,电动汽车空调必须符合环保要求的这一发展趋势将不会改变。采用人工智能技术开发先进的传感-控制系统,使创造的车室环境更加符合人体皮肤的感觉,进一步提高舒适性,也是电动汽车空调未来的发展方向。随着太阳电池效率提高和成本降低,其在电动汽车空调系统中的应用会成为可能,并且会逐步得到普及。 6结论 从以上分析可以看出,作者面向电动汽车开发的热泵空调系统具有良好的性能,适合电动汽车使用。分析样机试验结果得出以下结论: 1)空调系统的制冷量/制热量、输入功率随转速增加基本呈线性增长关系;空调系统的COP在转速较低时随转速增加有较快的增长,而在转速较高时,则受转速的影响较小。 2)所开发的双工作腔滑片压缩机,低转速时的COP高于容量相同的涡旋压缩机,而高转速时的COP低于涡旋压缩机,但所低出的幅度并不很大。综合考虑性能、加工及安装等因素,双工作腔滑片压缩机是比较适合电动汽车空调系统使用的压缩机。 3)与目前使用的燃油汽车空调系统相比,电动汽车空调系统的低速性能略差,但它却具有较好的高速性能。 4)若轿车顶盖全部布满太阳电池,所产生的电能约为225W,可以使空调系统的制冷量增加8%左右,同时还能降低汽车空调冷负荷的峰值。 致谢:广东省电动汽车实验专门为本项目研制驱动电机,并指导电控系统的设计;试验得到广州豪华汽车空调器有限公司质检科的支持和配合,在此一并致谢。 电动汽车论文:电动汽车制动能量管理论文 摘要:电动汽车的驱动电机运行在再生发电状态时,既可以提供制动力,又可以给电池充电回收车体动能,从而延长电动车续驶里程。对制动模式进行了分类,并详细探讨了中轻度刹车时制动能量回收的机制和影响因素。提出了制动能量回收的最优控制策略,给出了仿真模型及结果,最后基于仿真模型及XL型纯电动车对控制算法的效果进行了评价。 关键词:制动能量回收电动汽车镍氢电池Simulink模型 电动汽车(EV)的研究是在环境保护问题及能源问题日益受到关注的情况下兴起的。在EV性能提高并逐步迈向产业化的过程中,提高能量的储备与利用率是迫切需要解决的两个问题。尽管蓄电池技术有了长足进步,但由于受安全性、经济性等因素的制约,近期不会有大的突破。因此如何提高EV能量利用率是一个非常关键的问题。 制动能量回收问题对于提高EV的能量利用率具有重要意义。电动汽车采用电制动时,驱动电机运行在发电状态,将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电,对延长电动汽车的行驶距离是至关重要的。国外有关研究表明,在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下,有效地回收制动能量,可使电动汽车的行驶距离延长百分之十到百分之三十。 目前国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性、电机发电特性、电池安全保证与充电特性等多方面的问题。研制一种既具有实际效用、又符合司机操作习惯的系统是有一定难度的。本文对上述问题作了一些积极的探索,并得出了一些有益的结论。 1制动模式 电动汽车制动可分为以下三种模式,对不同情况应采用不同的控制策略。 1.1急刹车 急刹车对应于制动加速度大于2m/s2的过程。出于安全性方面的考虑,急刹车应以机械为主,电刹车同时作用。在急刹车时,可根据初始速度的不同,由车上ABS控制提供相应的机械制动力。 1.2中轻度刹车 中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程,可分为减速过程与停止过程。电刹车负责减速过程,停止过程由机械刹车完成。两种刹车的切换点由电机发电特性确定。 1.3汽车长下坡时的刹车 汽车长下坡一般发生在盘山公路下缓坡时。在制动力要求不大时,可完全由电刹车提供。其充电特点表现为回馈电流较小但充电时间较长。限制因素主要为电池的最大可充电时间。 由于电动汽车主要工作在城市工况下,所以本文将研究重点放在中轻度电刹车上。 2制动能量回收的约束条件 实用的能量回收系统应满足以下要求: (1)满足刹车的安全要求,符合驾驶员的刹车习惯。 刹车过程中,对安全的要求是第一位的。需要找到电刹车和机械刹车的最佳覆盖区间,在确保安全的前提下,尽可能多地回收能量。具有能量回收系统的电动汽车的刹车过程应尽可能地与传统的刹车过程近似,这将保证在实际应用中,系统有吸引力,可以为大众所接受。 (2)考虑驱动电机的发电工作特性和输出能力。 电动汽车中常用的是永磁直流电机或感应异步电机,应针对不同的电机的发电效率特性,采取相应的控制手段。 (3)确保电池组在充电过程中的安全,防止过充。 电动汽车中常用的电池为镍氢电池、锂电池和铅酸电池。充电时,避免因充电电流过大或充电时间过长而损害电池。 由以上分析可得能量回收的约束条件: (1)根据电池放电深度的不同,电池可接受的最大充电电流。 (2)电池可接受的最大充电时间。 (3)能量回收停止时电机的转速及与此相对应的充电电流值。 本项目原型车为XL型纯电动车,驱动采用异步交流电机,额定功率为20kW,峰值功率为60kW,额定转矩为53Nm,峰值转矩为290Nm,持续输出三倍额定转矩时间不小于30s,额定转速为3600r/min,最高转速为9000r/min。蓄电池采用24节100Ah镍氢电池,其瞬时充电电流可达1.5C(C为电池放电倍率),即150A。在充电电流为0.5C时,可持续安全充电。实验表明,在电机转速为500r/min时,充电电流小于6A。可设此点为电刹车与机械刹车的切换点。 3制动能量回收控制算法 3.1制动过程分析 经推导可得,一次刹车回收能量E=K1K2K3(ΔW-FfS)。 特定刹车过程中,车体动能衰减ΔW为定值。特定车型的机械传动效率K1和滚动摩擦力Ff基本上是固定的。对蓄电池来说,制动能量回收对应于短时间(不超过20s)、大电流(可达100A)充电,因此能量回收约束条件(2)可忽略,充电效率K3也可认为恒定。对于电机来说,在制动过程中,其发电效率K2随转速和转矩的变化而变化。制动距离S取决于制动力的大小和制动时间的长短。 由以上分析可知,如果电池状态(包括放电深度、初始充电电流强度)允许,回收能量只与发电机发电效率和刹车距离有关。在满足制动时间要求的前提下,通过调节电机制动转矩可以控制电机转速。 3.2控制算法 控制策略可描述为:在满足刹车要求的情况下(由中轻度刹车档位决定),根据能量回收约束条件(1)和(3)的不同值,确定最优制动力,使回收的能量达到最大,即电流对时间的积分达到最大。为了与平常的刹车习惯相符合,令制动力随刹车时间呈线性增长,即Fj=Fo+Kt。问题转换为寻找最优的制动力初值Fo和制动力增长系数K。 我国常用的轿车循环25工况规定,汽车最高速度不超过60km/h,加速度变化范围为-1.5m/s2~1.5m/s2。为了体现城市工况下汽车制动的典型性,同时保证安全性和平稳性,考察如下制动过程:电制动初始速度为60km/h(对应电机转速为4500r/min),电制动结束速度为5.4km/h(对应电机转速为500r/min),要求加速度的绝对值小于2m/s2,速度曲线尽量平滑。中度档位刹车时规定制动时间为8s~12s,轻度档位刹车时规定制动时间为12s~18s。下面只讨论中度档位刹车情况,轻度档位刹车情况与之类似。 镍氢电池(100Ah)在常温以0.5C放电时,电池单体电压变化范围为12~15V,但电池主要工作于平台段,即12.2~13V。为讨论问题方便,认为电池单体端电压为12.5V,总电压等于300V。据此假设,计算所得的充电电流误差不超过6%。 电机在不同的转速与转矩运行时,实测的效率曲线类似指数函数。为了处理方便,可将效率曲线分三段线性拟合成如下函数(拟合误差不超过5%,其中n为电机瞬时转速): 与此相对应,可将制动过程分成三个阶段: 第一阶段:电机转速变化范围为4500r/min~3600r/min,电机发电效率为0.9,要求制动时间t1≤3s。 取制动转矩为60Nm,即F0=1860N,K=20,可得t1=2.62s,平均加速度约为-1.29m/s2。计算可知,充电电流I单调减小,IMax=It=0=75.75A。 第二阶段:电机转速变化范围为3600r/min~1500r/min,电机的发电效率变化范围为0.9~0.82,要求制动时间t2≤5s。 此时问题归结为在约束条件下的最优控制问题。经仿真计算可知,回收能量值随F0、K的增加而单调增加,并且主要由F0决定。当F0较小时,K的变化对制动时间的影响较大。由于电机可运行在三倍过载(140Nm)的情况下,可得最大制动力为4300N。当F0=4300N、K=30时,回收能量取最大值,为274.3(单位:安秒/As),平均加速度为-2.83m/s2。为了满足刹车平稳性的要求,取F0=2300N、K=50。制动时间为4.71s,此时回收能量为262.8As,较最大值减少4.2%,而平均加速度为-1.68m/s2,仅为最大值的59.3%。此阶段充电电流最大值为76.9A。为了准确描述能量回收的效果;引入了一个新的单位“安秒/As”(即时间以秒为单位对电流的积分)来衡量能量的大小。 第三阶段:电机转速变化范围为1500r/min~500r/min,电机的发电效率变化范围为0.82~0.6,要求制动时间t3≤2s。 仿照第二阶段的分析方法可得,取F0=3000N、K=30时,制动时间为1.88s,回收能量为42.1As,平均加速度为-2.01m/s2。此时回收能量较最大值减少2.3%,而平均加速度为最大值的74.1%,此阶段充电电流最大值为35.9A。 4仿真模型及结果 根据汽车动力学理论并结合其它相关方程可得仿真模型: 驱动力合力:Ft=Ff+Fj+Fi+Fw 其中,Ft为作用于车轮上的驱动力合力,Ff为滚动摩擦力,Fj为加速阻力,Fi为坡度阻力,Fw为空气阻力。在城市工况下,Fi和Fw可忽略。 其中,车体质量为M,瞬时车速为V,制动初始车速为V0,电制动结束时车速为V1,充电电流为I,电池端电压为U。其它符号含义与前相同。 在Simulink环境下建立仿真模型,可得电机转速曲线如图1所示,充电电流曲线如图2所示,回收能量曲线如图3所示。 5制动能量回收控制算法功效的评价 以初始速度为60km/h的电制动典型过程为例,经仿真计算可得,回收能量占车体总动能的65.4%,其余的34.6%为机械刹车和电刹车过程中的损耗。以我国轿车25循环工况为例,考虑到摩擦阻力及各部分效率的问题,回收能量占总耗能的23.3%。 实验证明,本文提出的制动能量回收控制策略是简洁有效的。在典型城市工况下,配备能量回收系统的XL型纯电动轿车运行可靠,可以延长续驶里程10%以上。 6其它相关问题的讨论 锂电池由于比能量高,也是EV常用的动力源。实验证明国内研制的锂电池瞬时(20s)充电电流上限可达1C,对常用的80Ah锂电池而言,其最大充电电流为80A左右。但是出于安全方面的考虑,如果把制动能量回收系统用于锂电池系统,需要严格的限流措施或将电刹车与机械刹车同时作用。 制动能量回收的另一种情况是汽车下长缓坡。我国规定城市道路坡度不超过8%,在此条件下,如果EV下坡速度为30km/h(n=2200r/min,效率=0.847),则制动充电电流为37.6A,对镍氢电池来说不到0.4C,可以安全地持续充电。 尽管本课题针对纯电动车,但由于混合动力车与纯电动车的能量回收规律相似,因此以上讨论同样适用于各种混合动力车,主要区别在于电池放电倍率大小不同。 电动汽车论文:电动汽车应用管理论文 这种电力电子系统的两个特征是压接技术和机械高度集成化,这两者都是混合多动力电动汽车的里程碑技术。 2004年5月25日,纽论堡--来自于赛米控为混合动力和电动汽车开发的优化模块SKAITM,由于其特殊的压接技术以及机械集成度,满足了汽车工业的高可靠性需求。就产品性能而言,和以前开发的产品相比SKAI™模块取得了长足的进步。 SKAI™是一个三相逆变模块,用于将直流电源(来自于燃料电池)转变成交流电源(供给电机)并可附带能量回馈电路。该系统含集成的DSP控制器,驱动和保护电路,直流稳压电容,半导体,绝缘体,传感器,液体冷却回路以及和汽车通信的CAN总线接口。 该功率电子模块包含两种拓扑结构。其一IGBT模块设计有600V/1200V,500A/400A规格的输出能力,适合50~200KW功率的电机,而第二种拓扑MOSFET模块设计有75V/100V/150V,700A/600A/500A规格的输出能力,适合3~20KW功率的电机。 SKAI™是赛米控在其以往主要用于汽车领域的专利压接技术--SKiiP 技术的基础上发展起来的。事实上,得益于其SKiiP 技术,赛米控享誉电池汽车的功率电子系统专业供应商的殊荣已有十余年的历史,特别是在叉车领域中。这种用于所有电气接触和热接触上的压接技术,能延长产品寿命并提高温度循环能力。与焊接不同,压接技术对冲击、震动以及高环境温度不敏感,并能确保热直接扩散到散热器。“正是这种压接技术帮助我们在汽车工业立稳了脚跟”,赛米控国际营销/市场总监PeterFrey先生说道,“它为高要求,低成本,安全第一的汽车工业提供了服务保障”。 SKiiP 技术早已使用在很多电动汽车上,如OpelZafira,BMWE1,FordThink(其前身为Pivco),FiatSeicentoElettra,DaimlerChryslerA-Class,AudiDuo,混合动力公交工程,VWPowerGolf,ChryslerEpic。除了混合动力汽车和燃料电池汽车外,SKiiP 技术在叉车、平板传输带,社区汽车以及拖拉机上都得到广泛应用。 就赛米控产品策略的背景,PeterFrey先生表示:“对我们而言,如今内燃机最具潜能的替代品就是混合动力电动汽车和氢燃料电池汽车。这种想法事实上在19世纪就业已存在,出而非新近才出现。“燃料电池电动引擎不产生有害的排放物,噪音低,能量利用效率高。如此多的优点使得我们在该领域进行研究和开发的时候始终保持着昂扬的激情。” 电动汽车论文:电动汽车锰酸锂电池寿命的研究 本文作者:曹建华 高大威 宣智渊 魏解元 单位: 清华大学汽车工程系 前言 作为混合动力车辆的车载能源,锂离子电池的性能是车辆重要的参数之一。混合动力城市客车对于电池的要求很高,因其起停和加减速工况占总工况的很大一部分,电池工作电流区间跨度大,且电流变化率也非常大,这无疑会缩短电池寿命;而混合动力城市客车行驶特性则要求电池具有良好的寿命,以保证其经济效益。所以,对于车用电池使用寿命的研究很有现实意义。国内外学者对于混合动力车用电池寿命的研究主要在两个方面:一是锂离子电池循环寿命测试,包括分析影响电池寿命的因素等[1-4];二是电池寿命预测模型的建立[5-6]。研究结果显示,锂离子电池在55℃的环境下存储之后容量衰减加剧,表明高温下的工况测试对电池寿命的影响更大[7]。目前对锂离子电池的研究更多的是围绕单体电池进行的,而对单体电池成组之后的寿命研究较少。但电池成组对电池寿命有一定的影响,比如本来能够充满的单体电池成组后只能充入单体电池容量的95%[8]。本文中根据北京市混合动力城市客车的实际运行数据提取出一个电池充放电循环,作为电池使用寿命试验研究的工况,然后进行电池循环寿命试验,评估了锰酸锂电池的寿命;分析了影响电池使用寿命的因素,提出了合理的电池运行工况。通过电池寿命强化试验,可得到不同应力水平下电池寿命衰减的关系,给出了在大的应力水平下进行电池寿命试验和缩短试验时间的方法。 1车用锰酸锂电池寿命试验的介绍 1.1电池寿命试验研究平台电池使用寿命试验研究平台包括电池试验台、主控计算机系统和动力电池等,如图1所示。研究对象为某型号车用锰酸锂电池组,其主要参数见表1。电池组中各单体电池排列顺序见图2。电池试验台是美国Arbin公司生产的专业电池测试仪器,该仪器可对电池以恒流、恒压或者恒功率等手段充放电,并可进行工况测试。电池运行时的各种数据由电池管理系统采集,通过CAN总线和主控计算机实现通信,以监控试验状况,并记录数据。 1.2电池寿命的试验方法 1.2.1电池充放电工况循环的制定试验用的同型号电池搭载在混合动力客车上,在北京的某线路上进行了4000km的测试。分析试验过程数据可知,电池在运行过程中重要的3个参数:电压和SOC变化不大;电流的变化非常剧烈。最大充电电流达到120A,最大放电电流达到150A。所以,车辆对于电池系统的实际功率需求是随电流变化而变化的,在制定电池充放电工况循环时,可默认电压被限制在某一个固定值附近,而电流值的改变则对应了电池功率的改变。工况的时长是5min,如图3所示。工况提取的操作如下。(1)将充电电流从0到最大值等分成10个区间,统计落在各个区间的电流平均值和电流持续时间占总时间的比例。(2)将放电电流从0到最大值等分成10个区间,统计落在各个区间的电流平均值和电流持续时间占总时间的比例。(3)统计电流为0的持续时间占总时间的比例。(4)工况各脉冲电流值即是步骤(1)和(2)中的平均值,电流持续时间比例保持不变。(5)采用充电、静止和放电循环的步骤构成脉冲序列,充放电电流依次增大。由于工况参数都是混合动力客车运行时实测数据的平均值,该工况循环在很大程度上能模拟真实道路上电池的工作情况。 1.2.2试验方法工况循环试验共进行了5000个循环的测试,每个循环时长5min。每1000个循环之后进行1次电池全容量充放电,测量电池的容量。测量电池容量时参照汽车行业标准《电动汽车用锂离子蓄电池(QC/T743—2006)》,测定电池容量的流程见图4(电压判断标准是平均单体电池电压达到极值,I3=5.33A)。 2锂离子电池寿命的初步评估 一般认为当电池容量衰减至额定容量的80%以下时[1],电池不再适合动力系统或整车的需要,试验参考QC/T743—2006国家标准,也以电池容量衰减为额定容量的80%作为电池寿命终结的标志。电池寿命一般都是通过强化试验来缩短试验时间,但是强化试验须知道各种应力水平下的电池寿命试验结果的关系,这非常复杂。而如果给电池施加的电流应力水平是其工作时的水平,试验将会持续非常长的时间,同样不可取。在本文中,电池寿命试验采取了试验加模拟的方法,通过部分试验得到电池容量的衰减情况,模拟出电池容量衰减曲线,从而计算出电池的寿命值。电池每1000个循环后的容量测量结果见表2。从表2中第3栏的数据可见,与前面的4个1000循环相比,第5个1000循环的电池容量衰减率明显增加,显示出一定异常。在监测电池单体电压的过程中发现,4000个循环之后,电池组中24号单体电池出现电压明显下降的问题,并且随着试验的进行,它与其他电池的电压差距越来越大,因而断定是由于24号单体电池过度亏电导致电池组衰减速率加快。图5为5000个循环之后全容量放电时,24号单体电池与其他单体的电压曲线对比。为消除因24号单体电池原因造成电池组容量衰减速率的加快,在进行数值拟合时,舍去了5000循环后的数据,分别进行1阶以及2阶的拟合,并将其外推,来预测电池寿命,结果如图6所示。电池失效时的容量为标称容量的80%,即12.8A•h,按1阶拟合结果,电池可以使用21450个循环,折合时间为1787.5h。以混合动力客车实车数据统计得到的客车平均速度为18km/h计算,在电池失效前,车辆可行驶3.22万km;按2阶拟合结果,电池可使用15410个循环,折合1284.2h,行驶里程为2.31万km。对比这两种拟合方式,2阶拟合结果更接近随着电池使用时间延长容量衰减率加快的实际情况。 3温度和单体电池的一致性对电池寿命的影响 3.1温度对电池寿命的影响电池在工作时会伴随着电极和电解液的分解,锂离子也会在电极上沉积形成氧化物,这些反应导致了电池容量的减小。而温度和反应速率存在如下关系[9]。式中:K为电极衰减反应速率,mol/s;Ea为反应的活化能,kJ/mol;R为气体常数,R=8.31451J/kmol;T为温度,K;B为频率因子,A/(mol•s)。可见温度对于电池寿命有很重要的影响,表3为单体电池最高温度和容量衰减率之间的关系。从表3可知,在试验的不同阶段,控制试验中的单体电池最高温度略有差别,则电池的容量衰减率也不一样。随着单体最高温度的升高。容量衰减率也呈上升趋势。 3.2单体电池一致性对电池寿命的影响由于生产流程和工艺等方面的原因,单体电池间容量等参数会出现细微的差别,但使用环境会加大这种不一致性。因电池风道设计的缺陷,电池中的某些单体电池始终要比其他单体电池的温度高很多。这种温度的不一致性主要通过内阻的不一致来影响电池寿命。因为不同的单体电池温度会导致其内阻不一样,这样单体电池的电压也就不同。在整个试验过程(包括工况循环试验及下文所述的强化试验和容量补充试验)中,总共进行了17次充放电,按照时间先后顺序标示为试验1~17号。对电池进行容量测试时的起始放电和起始充电电压数据进行分析,发现它们随着试验的进行呈现出一定的规律,如图7和图8所示。从图7和图8可见,随着试验的进行,电池的起始充电电压越来越大,起始放电电压越来越小,说明每次电池在全容量充放电的过程中,充入的电量变少,且放出的电量更少,即电池的容量在逐渐减小。分析试验中电池充放电电压范围变小的原因可知,在充电过程中,某些单体电池的电压高于其他单体电池,当其电压达到4.2V时,很多单体电池的电压仍未达到4.2V,这导致后续放电电压降低;在放电过程中,某些单体电池的电压远低于其他单体电池,当其电压降至3.0V时,仍有很多单体电池的电压大于3.0V,这导致后续充电电压升高。随着试验的进行,单体电池的电压差距在增大,充放电电压范围就逐渐减小了。所以在电池工作时要保证每个单体电池不过充过放,每个单体最大电压不超过4.2V,最小电压不小于3.0V。单体电池的电压不一致还会造成充放电过程中的部分单体电池过充和过放,损坏单体电池。在试验中,24号单体电池由于过度放电导致其电压降低,进而影响了整个电池组的寿命。 4电池寿命强化试验 4.1电池寿命强化试验方法电池的强化试验就是对电池采用一些比较苛刻的试验条件,比如大电流、宽SOC范围充放电和电池处在较高的温度下等。这些极端的情况,会导致电池容量衰减加速,从而缩短电池寿命试验的时间。通常情况下,还须寻找这些极端情况试验和普通工况试验之间的关系,及二者对于电池影响之间的换算系数,从而可由强化试验的结果推导出电池在一般工况试验下的结果。把各种参数简化为对电池的作用应力值,电池强化试验的基本思路就是利用高应力水平下的寿命特征去推导出正常应力水平下的寿命特征,所以应先研究应力值和容量衰减率之间的关系。此次试验选取了电池充放电电流和电池SOC范围两个应力条件。首先,分别统计了实车试验数据中充电和放电电流的平均值,充电电流为40.71A,放电电流为35.43A。为考查两个因素对电池寿命的影响,采用控制变量法进行试验。选定两种不同电流应力水平,第一种是以80A电流充电,70A电流放电;第二种是以120A电流充电,105A电流放电。考虑到SOC在试验仪器中不可控制,以电压范围代替SOC范围,第一种是从320~400V;第二种是从340~380V。用控制变量法一共要进行4组试验,见表4。试验时每一应力水平下,进行多次充放电循环,之后进行一次全容量放电,测定该时刻的电池放电容量,计算这一循环过程的容量衰减率。为提高试验精度,采用了多次测量取平均值的方法。 4.2试验的结果分析将电池容量衰减情况列于表5中。可求得不同组别的容量衰减率:第1组为2.52×10-2A•h/h;第2组为0.108A•h/h;第3组为2.06×10-2A•h/h;第4组为0.114A•h/h。强化试验之前的工况循环试验按其平均容量衰减率为0.16A•h/103cycle计算,每个循环时间为5min,容量衰减速率换算为1.92×10-3A•h/h。分析试验结果,可得到的规律如下。(1)对于同样的电压变化范围,大电流强度容量衰减率远大于小电流强度。(2)对于同样的电流强度,不同电压范围应该是电压范围越大,容量衰减率越大。但是试验结果没有看出明显的规律。工况循环的电压变化范围一般在350~390V,从之前得到的数据来看,电压范围变化对容量衰减率变化的影响远不及电流强度变化的影响,因此本文中只考虑电流强度的影响。如果分别设工况循环电流强度和容量衰减率为x和y,则第1、3组强化试验电流强度应力水平为2x,第2、4组强化试验电流强度应力水平为3x;第1、3组强化试验容量衰减率为11.93y;第2、4组强化试验容量衰减率为57.81y。令P为强化试验电池电流强度和工况循环电流强度之比,C为强化试验电池容量衰减率和工况循环下电池容量衰减率之比。在P=1时,lnC=0的约束条件下进行2阶拟合,得到图9的曲线。拟合方程式为lnC=-0.4505P2+3.8305P-3.38(2)这样若得知电流强度为I2的强化试验条件下的容量衰减率为ΔC2时,则可按下式求得电流强度为I1的正常工况循环下的容量衰减率ΔC1。ln(ΔC2/ΔC1)=-0.4505(I2/I1)2+3.8308(I2/I1)-3.38(3)温度对于容量衰减的影响是不能忽略的,但是由于缺少相关的试验设备,温度部分的工作暂时未能进行,因此上述有关强化试验的结论有待今后进一步完善。 5结论 (1)所采用的工况循环测试方法能更真实地体现电池的实际工作状况,试验测得的电池循环寿命更加接近电池在实车环境中的寿命。(2)温度升高虽然会使容量有所上升,但是容量衰减率大大增加,导致了电池寿命的缩短。(3)单体电池不一致性导致容量测试时,起始充电电压增大,起始放电电压减小,从而导致电池能够释放的电量减少,使电池寿命缩短。(4)电池强化试验表明,电流强度是影响电池寿命的主要因素,由大的电流强度下的试验结果可推导出小的电流强度下的试验结果,为缩短电池寿命试验时间提供了依据。 电动汽车论文:新能源电动汽车电池技术探讨 摘要:电动汽车是最具发展潜力的新能源汽车,以电力为驱动,有着噪声低、低排放、效率高等特点,应用前景广阔。本文围绕新能源电动汽车对其电池技术进行了讨论。 关键词:电动汽车;比能量;可靠性;锂离子电池 0引言 由于传统内燃机汽车所造成的环境和能源问题愈加突出,汽车行业发展受阻。目前我国科研机构和汽车制造企业都加大了对新能源电动汽车的研发力度,以期解决现存电动汽车电池技术难题。 1新能源电动车电池技术 根据能源供给类型的不同,电动汽车可分为纯电动车、混合电动车和燃料电池电动车,且这三种电动车电池技术均面临着技术难题,较难量产推广。电池技术是影响新能源电动车推广和广泛应用的重要因素,所以迫切需要解决电池的容量和能源补充问题。 2新能源电动车电池技术对比 (1)铅酸蓄电池。铅酸蓄电池是由浸入稀硫酸电解液的正极板(PbO2)和负极板(Pb)组成。充放电反应方程式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。该种电池的性能指标中的比能量和比功率均较低,电池的循环使用寿命也较短,充电所需时间较长,这些特点致使其在电动车领域的推广受到很大制约。同时,该种电池技术较为成熟,可以大批量生产,其造价也低,所以这种电池也具有一定的应用空间,目前是被用于行驶里程短,重点要求较低的场合,例如目前已投入使用的电动观光车、电动叉车、短途电动公交车等。 (2)镍氢电池(NiMH)。由镉镍电池发展而来的镍氢电池是由电解液(KOH)、碱式氧化镍(NiOOH)组成的正极和吸氢合金(MH)组成的负极构成。充放电反应方程:NiOOH+MH⇋M+Ni(OH)2。镍氢电池充电时间短、容量大、放电深度大,更有着耐过充和过度放电等优点,但是由于金属镍价格较昂贵对其在在电动车领域的推广和应用。镍氢电池与锂离子电池相比,能量密度较弱但可靠性高、成本低。在不久的将来镍氢电池会成为混合动力电动车的主流电池。 (3)燃料电池(FuelCell,FC)。燃料电池由正极、负极(不包含活性物质)和电解质隔膜组成。目前研究以氢燃料电池为主,充放电反应方程:2H2+O22H2O。作为被汽车制造商重点投资的燃料电池,仅须补充燃料与空气即可,并不需要充电储能的过程。氢燃料电池不仅供电效率高、功率密度高,也有着无污染和可循环利用的优点。但是其造价太高、启动时间过长,制造和存储代价高且氢燃料电池加氢站的建设有着很大的难度。就目前来说,燃料电池电动车只是处于研发阶段,尚存在较多技术难题,在短期内很难进行大规模的推广。基于燃料电池绿色环保的作用,燃料电池未来肯定会成为解决能源危机的动力电池,有着较为广泛的前景。 (4)锂离子电池。锂离子电池主要包括正极(锂离子金属氧化物LiMO2构成)、负极(焦炭或石墨C构成)和有机溶液(溶有锂盐)。充放电反应方程:LiMO2+nC⇋Li1-xMO2+LixCn。锂离子电池的性能要优于前两种电池性能,有着体积小、寿命长和自放率低的优点,锂离子电池并不存在传统蓄电池出现的“记忆效应”,该电池无污染,所以该种电池一直被看好,是最具有实用价值的电动车电池。但锂离子电池在快速放电性能、价格、过放电保护方面有着不足之处。而大容量、高功率的锂离子电池在安全方面有着一定能够隐患,使其大规模推广受到限制,现在主要被用于容量较小、功率较低的电动汽车的应用中。目前各国汽车生产商都在重点研究锂离子电池技术,主要围绕如何降低电池成本,实现快速便捷放电,确保大容量的电池安全性为研究重点。 3锂离子电池技术 (1)锂离子电池材料技术。该种电池正负极材料体系很丰富。用于动力电池的NCM三元层状正极材料,其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的应用比较成熟,而拥有较高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2已被批量应用。近几年铝掺杂的锂镍钴氧电池将被用于驱动电动汽车,与锰酸锂混合也可用于制造车用动力电池。磷酸铁锂电池生产已满足客车和专用车辆的应用。用于负极的材料石墨、硬/软碳和合金负极材料,其中石墨应用最为广泛,无定形硬碳或软碳与石墨混合已经逐渐被应用。钛酸锂负极材料倍率性和循环性佳,但比能量低、成本高,适用于大电流充电。将纳米硅或硅氧化物作为负极材料已有小批量应用,但还需研究出解决因锂嵌入硅后造成的体积膨胀导致使电池循环寿命减少问题的方法。锂离子电池电解液中六氟磷酸锂及其它新型锂盐、溶剂提纯、电解液配制、功能添加剂技术不断进步,而如何提高电池工作电压,如何改善电池高低温性能是现在研究方向,目前安全型离子液体电解液以及固体电解质均在研制中。聚烯烃微孔膜是现如今锂离子电池隔膜销售中的主要产品,而耐高温、高电压隔膜将会是未来的主要发展方向。 (2)单体电池技术。单体电池形状主要有圆柱、方形金属壳(铝/钢)和方形软包散装,而车用电池组容量大、电池数量多、管理系统复杂。目前圆柱电池技术并不能满足车用电池需求;方形电池电芯制作方式较多(正极包膜叠片、卷绕+叠片、叠片+卷绕等),制作出的电池容量大,适用于软极片电池(磷酸铁锂和三元材料的电池)。叠片式电池在各材料体系中均适用,可靠性高,与卷饶电池相比寿命较长,例如日产Leaf纯电动汽车、Volt插电式混合动力汽车电池均采用叠片式。软包电池电芯的制作则与方形金属壳电池类似。总体来看,我国单体电池生产正在由半自动向着全自动大规模制造迈进。 (3)电池系统技术。我国动力电池系统产品存在功能简单、数据采集可靠性较弱,SOE估算精度、热管理、均衡、安全管理等有待提升,而优秀元器件则差距大。电池系统应从结构设计优化与材料选型两个方面入手结构抗振、抗冲击以及轻量化集成优化设计进行研究,并从故障诊断预测、热安全监测预警和防控三个方面进行关键技术的开展。 4结语 综上所述,对于新能源电动汽车来说镍氢电池性能要优于铅酸蓄电池,燃料电池和锂离子电池比与镍氢电池相比性能性能更佳,但都有着各自难以突破的技术难题。基于锂离子电池各项性能和目前技术研究程度,不久的将来锂离子电池会被广泛应用于纯电动汽车。 作者:姬超 单位:山东中实易通集团有限公司 电动汽车论文:纯电动汽车的故障诊断思路探究 摘要:随着国家经济水平与科技水平的不断提升,纯电动汽车技术正在不断成熟和发展,逐渐步入产业化进程。目前汽车故障诊断技术探索大多数是针对传统发动机汽车而进行的,对于纯电动汽车的故障诊断研究少之又少。我国与国际上汽车故障诊断水平先进的国家来说,仍处在起步阶段,因此对于纯电动汽车的故障诊断发展需要不懈的努力。对纯电动汽车的常见故障进行了阐述,并探索了故障诊断思路。 关键词:纯电动汽车;故障诊断;思路 纯电动汽车指的是整体运动全部通过蓄电池来提供电力驱动的电动汽车,尽管纯电动汽车已经经历了一百多年的历史,然而其一直限制在某些特殊环境下使用,面对的市场有限。造成这种情况的关键原因在于各种类型的蓄电池,大都存在成本高、工作期限低、外观较大、质量高、充电时间较长等明显缺陷。除此之外,纯电动汽车的故障诊断技术尚不发达,不仅仅是查找问题存在困难性,而且在处理故障的时候比之传统动力汽车更为复杂和危险。国内的纯电动驱动系统开发刚刚起步,出现故障的概率相当大,安全性能需要着重提升。同时,既有的汽车以及电机系统的故障诊断技术和智能检测技术大多数难以直接用在电驱动系统中,而且部分电驱动系统特有的问题同样缺少对应的诊断措施,所以非常有必要对纯电动汽车的故障诊断思路进行探索。 1纯电动汽车系统构造分析 由于生态与环境的压力和政府的大力支持,使得纯电动汽车正在渐渐走入大众的视野中并接受人们的考验。为了确保高压电安全,需要严格按照有关标准进行设计。电动汽车整车控制系统可以称作是汽车的指挥中心,通过它来统筹协调汽车每个部位运行,是整车控制系统的中心枢纽。随时能够正确诊断每个系统出现的故障且做出科学的解决方案,是确保汽车稳定运行的重要技术。纯电动汽车是通过组合多个子系统而形成的一个复杂系统,不但有低压电气组织,而且还有强电压、高电流的高压动力组织,其中任意一个部件故障都将导致整车不能稳定行驶,特别是对于电压高达上百伏的供电系统,假如产生漏电问题,将很可能给驾驶人员的生命带来威胁。本文设计了某纯电动汽车动力系统结构和控制机制,其中发动机、电池等各个零构件都配有相对独立的控制系统,并且利用控制器局域网络把数据传送给整车控制设备,同时利用控制器局域网络接收整车控制系统的控制命令,整车控制系统所采集到的零构件数据和采集的油门踏板数据、档位数据等乘坐人员数据,由此获得控制对象的信息,此外还可以利用控制器局域网络总线发送和直接操作继电系统,以此来保证汽车安全、稳定地依据乘坐人员需要工作。在进行控制的环节里,及时地判断各个系统故障且在出现问题时选择合适的处理手段,是确保整车稳定、可靠行驶的关键。 2纯电动汽车常见故障诊断思路分析 2.1纯电动汽车绝缘故障的诊断和查找 纯电动汽车是通过纯电池动力来为汽车提供动力的车辆类型,该类型车辆的动力电池的输出电压通常保持在DC/72V与DC/600V之间或者超出此范围。通过有关标准的规定可知,一般人的安全电压强度通常指的是不能导致人类直接死亡或者残废的电压强度,而通常环境条件下许可长时间触碰的安全最低电压为DC/36V。可以说纯电动汽车动力电池产生的电压强度已然大大超出了此安全电压范围,因此对纯电动汽车绝缘故障的诊断是相当重要的工作。同时纯电动汽车发生该故障的概率并不低,经过对诊断过程的归纳,累积了一些经验:首先对于绝缘故障警报来说,通常纯电池汽车的最小警报绝缘电阻额值度设置在500千欧左右,通过电池控制系统来负责检查功能,假如检查到的绝缘电阻额度不高于此值时,电池控制系统将把相应的绝缘问题代码发送给上位机设备,整车方面利用综合仪表来实现代码读取与故障提醒。如果综合仪表上出现故障代码或者警报提醒时,就意味着该汽车产生了绝缘问题,需要及时进行故障诊断,以此避免出现人身安全事故;其次要初步判断绝缘警报,按照实际汽车的情况来分析,故障的类型与故障零件多种多样,可以按照一定的步骤来实现初步判断。假如汽车的仪表可以正常工作,且真实反映出车辆是否存在故障,则表明电池控制系统绝缘监测自身是没有问题的。假如汽车的仪表提示的是绝缘没有连接,那么此时需要检测低压控制路线是不是正确连接或者已经松脱。当经过检测得知低压连接路线没有故障,就应该检查控制器局域网络线路的通信问题,测试终端电阻数值是不是合理,一般情况下数值是60欧,假如测试结果低于该数值,则表明信号被阻隔了,会致使控制器局域网络通信失常。除此之外,还应当对高压部件进行检测,确定了系统线路连接正常,则可以把注意力放着高压部件的绝缘过低方面。通过这种方式,可以高效提升诊断速度且正确找到故障部位。 2.2纯电动汽车高压电故障诊断和安全管理 纯电动汽车使用动力蓄电池与电动机作为驱动装备,产生的电压能达到数百伏。如果出现高压电路绝缘故障,则将直接威胁到乘坐人员的生命财产安全和车载物品的安全。所以纯电动汽车高压电故障诊断技术已经变为纯电动汽车设计人员首先要处理的关键问题之一。纯电动汽车高压电故障诊断和安全控制的意义在于处理纯电动汽车的高压电安全问题。纯电动汽车高压电系统线路的短路、漏电等问题都会给车辆的高压用电安全带来不可预测的损害。对于纯电动汽车高压电结构的配置,为该结构可能出现的故障实现分析,其中纯电动汽车高压电部位故障能够分成动力蓄电池系统问题、短路问题、绝缘问题、高压环路问题等,任意一种故障都是纯电动汽车的潜在威胁。为了真正处理电动汽车所面对的各种故障问题,保证电动汽车的高压用电安全,国内纯电动汽车安全规范对车载能源储存设备、性能安全与问题预防和驾驶员触电保护都做了明确的规定,为纯电动汽车高压电路设计与生产提出了科学的设计与测试规定,且提供了比较详细的硬件设计试验检查程序。然而,这只是高压电系统自身设计和生产层次上的保障手段。因为纯电动汽车工作环境复杂,故障的出现具有很大程度的随机性,单单依据高压电系统自身可靠性设计和生产仍不足以让电动汽车具有预防各样高压危险事故突发的能力。 2.3纯电动汽车电驱动故障诊断分析 以往的故障诊断系统是利用一套整车管理控制器局域网络实现通讯的,而整车控制器局域网络中通常会设置很多控制单元,于是就比较容易导致总线荷载过高,系统即时反应速度缓慢,故障分析数据难以获得快速的反应。本文针对该问题构思了一种独立的故障分析控制器局域网络,这种网络的特征是能够在整车控制器局域网络中获得数据,但是没有传送数据的能力。通过加工后的故障数据是应用故障诊断结构传送至独立的故障诊断控制器局域网络中的,继而通过故障诊断控制器局域网络传送到每个控制器,这种方式不但能够提升故障反应速率,还能够防止多个控制器局域网的互相扰动。在纯电动汽车的电驱动故障诊断系统中,整车控制器与电动机控制器把电压、电流、热度等数据以文字形式发送到故障诊断系统,故障诊断系统依据诊断规范分辨其是否为故障后,再以文字的形式传送出去。电驱动系统包含了驱动电路与电动机自身。该文中的电动机使用的是效率明显的永磁同步电机。 驱动系统包括了控制电路、驱动维护系统、电力供给系统和传感系统等。电驱动系统的故障一般出在控制器方面与电机自身方面。对于纯电动汽车电驱动故障诊断分析方法通常有两种,一种是自测试手段、另一种是在线诊断方法。直流母线系统线路中的电容是一种能够在自测时期处在非静态输出的零件,在自测试的结束阶段应当对母线电容进行充电,在充电环节里电容的接入电流和电压都是非静态的参数,应用这个特征能够实现电容故障的检查。在线诊断方法通常包括IGBT模块开路故障在线检测、电机绕组匝间短路故障在线诊断与位置传感器偏转误差故障的在线诊断。该方法具备工程实用性高、诊断迅速的优势。 3结语 电子信息技术在汽车领域的使用让车辆故障测试和诊断变得更加繁复,以往的经典修理手段已经难以满足实际需求,所以汽车故障诊断系统和专门的诊断设施的开发有着十分巨大的发展空间,故障诊断技术正在渐渐朝着自动化的方向发展。国内已经有部分研发机构对纯电动汽车故障诊断技术进行研究,并且获得了比较乐观的成绩。尽管目前纯电动汽车的故障诊断系统仍旧处在起步阶段,然而随着科技水平的持续提升,相信故障诊断系统必定会越来越完善。 作者:白彩盛 单位:甘肃金城理工中等专业学校 电动汽车论文:电动汽车复合电源控制研究 摘要: 针对蓄电池单独作为汽车电源不能满足纯电动汽车短时间功率的需求问题,可采用超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联的复合电源来满足汽车功率的需求。利用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,应用Cruise软件快速完成整车模型的搭建,将控制策略添加到整车模型中。仿真结果表明,纯电动汽车复合电源控制策略能够有效地分配蓄电池和超级电容的功率,从而使超级电容充分发挥“削峰填谷”的作用。 关键词: 纯电动汽车;复合电源;模糊控制;联合仿真 0引言 动力汽车要求其车载电源具有充放电功率大、充放电效率高、使用寿命长、容量衰减小等特点[1-2]。而蓄电池单独作为汽车的电源时存在充电时间长、比功率太低,不能满足汽车短时间功率需求问题,严重影响汽车的加速、爬坡、制动性能及能量回收效率,不能完全满足汽车对车载电源的要求[3-5]。超级电容充放电迅速,可瞬间大电流充放电,充放电能力比蓄电池要高100多倍,动态特性很好,循环寿命在10万次左右[6-7]。一种新的汽车电源是将超级电容与蓄电池结合起来使用,由蓄电池提供整车运行期间电机需求的平均电功率,而超级电容则提供电机需求的峰值功率,这样可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容比功率高的优点[8]。针对超级电容和蓄电池构成的复合电源系统,实现能量的合理分配是关键。模糊控制利用人的经验、知识和推理技术及控制系统提供的状态条件信息,不依赖物理过程的精确数学模型,具有较好的鲁棒性,控制性能高,简化了复杂的控制问题[9-12]。Cruise是研究汽车动力性、燃油经济性、排放性及制动性能的高级模拟分析软件,灵活的模块化理念使得Cruise可对任意结构形式的汽车传动系统进行建模和仿真[13]。本文采用Cruise/Simulink联合仿真的形式,在基于传统电动车模型的基础上,添加超级电容模型和双向DC/DC模型,利用Cruise搭建整车模型,在Matlab/Simulink中设计了针对复合电源的模糊控制策略,将控制参数进行模糊化处理,并通过MatlabDLL方式进行联合仿真,实现复合电源功率的合理分配,并对模糊控制策略和整车性能进行研究分析。 1复合电源的结构 复合电源主要由蓄电池、超级电容和双向DC/DC组成。复合电源的拓扑结构有很多,例如:蓄电池和超级电容直接并联,蓄电池与双向DC/DC串联,再与超级电容并联[14-15]。本文选择的是超级电容与双向DC/DC串联,再与蓄电池并联共同向负载电机提供电能的方式。复合电源的工作模式为:当汽车正常行驶,需求功率低时,由蓄电池单独向电机供电;当汽车需求功率较高时,蓄电池和超级电容共同给电机供电,并且由蓄电池提供平均功率,超级电容提供峰值功率。当汽车制动时,超级电容优先回收制动能量,在超级电容不能再回收时由蓄电池回收能量。控制策略通过控制双向DC/DC的升降压来控制超级电容的充放电。复合电源组成结构如图1所示。功率总线的功率信息,蓄电池和超级电容SOC(Stateofcharge)等状态信息为模糊控制器控制的输入,经过控制器对功率进行分配。由于汽车在整个运行过程中会经历多种工况,而且交通状况复杂,汽车状态切换频繁,且各种工况下的电机功率、蓄电池、超级电容的状态都各不相同,需要制定合理的功率分配控制策略,使得在保证整车动力性的前提下,利用超级电容高比功率,能够瞬时大电流充放电的特性,为蓄电池“削峰填谷”,减小大电流对蓄电池的冲击,延长蓄电池的使用寿命,提高充放电效率,并且最大限度地回收制动能量,提高整车的效率和经济性[16-18]。 2模糊控制策略模型 利用Matlab中提供的模糊控制工具箱设计了对于复合电源功率分配的三输入、单输出的模糊控制器,输入为汽车的需求功率Preq,蓄电池荷电状态BSOC,超级电容荷电状态SSOC。输出为蓄电池功率分配因子(Kcap)。汽车的驱动电机有电动和发电两种工作模式,在这两种工作模式下系统需求功率大小和波动范围有较大差别,控制的侧重点也不同[19]。因此,在正常行驶与制动两种工作模式下应分别制定复合电源控制策略,即需要两个模糊控制器,它们的模糊控制规则不同,但是两个模糊控制器都是三输入单输出且输入变量和输出变量相同。因此,在Preq>0和Preq<0时各设计一个控制器,分别为模糊控制器A和模糊控制器B。当Preq>0时,设输入量Preq的论域为[04],模糊集为{S、MS、M、MB、B},分别表示{小、较小、中、较大、大}。动力电池BSOC的论域为[0.20.9],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大},超级电容SSOC的论域为[0.11],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大}。输出量为动力电池功率分配因子Kcap,其论域为[01],模糊集{S、MS、M、MB、B},分别表示{小、较小、中、较大、大}。各输入结果如图2所示。当Preq<0时,设输入量Preq的论域为[-10],模糊集为{B、M、S},分别表示{大、中、小}。蓄电池和超级电容的SOC论域、模糊集、隶属度函数和Preq>0时是一样的。输出量为蓄电池功率分配因子Kcap,其论域为[01],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大},输入输出量的隶属函数如图3所示。根据前面设计的模糊控制器,在Matlab/Simulink环境下建立复合电源模糊控制策略模型如图4所示,模糊控制器根据输入变量的变化调节输出比例因子Kcap,从而得出蓄电池所分配的功率,因为汽车的需求功率由蓄电池和超级电容共同提供,所以汽车需求功率减去蓄电池所分配功率得到超级电容分配功率。 3整车模型的搭建 将建好的控制策略添加到Cruise中主要有MatlabDLL和MatlabAPI两种方法。联合仿真的结果都可以直接从Cruise获得。但是用MatlabDLL方法仿真的时间比采用MatlabAPI方式短很多。因此,本论文中采用的是MatlabDLL方式。在控制策略模型建好之后,需要进行模型编译,编译完成后生成controler.dll文件,在Cruise模型中放入MatlabDLL接口模块,进行接口模块的参数设置,完成以上设置后,在Cruisedatabus中完成相应的数据通信,即可实现Cruise与MatlabDLL方式联合仿真[19-20]。在进行信号通信时实际上是一个数据交换过程,Cruise通过数据接口将动力蓄电池和超级电容SOC值、电机转速、负载信号、超级电容电压值等信息传递给Simulink中的模糊控制策略模型,之后Simulink模型将超级电容电流、转换开关信号反馈给Cruise模块中的电气终端、电机及驾驶员,以建立Cruise和Simulink之间的数据通信。AVLCruise软件中含有简捷通用的模型部件、易懂的管理系统、可以与Matlab、C、Fortran接口完成复杂控制算法的设计和离线仿真,也可与DSPACE等硬件接口,展开实时仿真,真实模拟车辆传动系统,完成对复杂动力传动系统的仿真分析,整车仿真模型如图5所示。在进行整车建模时,从模块库中直接拖拽部件模块来搭建整车模型。修改部件属性来快速完成整车模型的参数设定并进行部件间的机械连接、电气联接和信号联接。 4仿真结果与分析 采用中国城市道路工况作为本文的循环工况。中国城市道路工况是中国汽车技术研究中心根据我国各大城市的行驶特征研究出的更加适合我国的城市工况。中国城市道路工况如图6所示,工况总运行时间是1304s。工况中最大速度达60km•h-1,其中怠速时间占工况总时间的28.8%,除去怠速部分之后平均车速则为22.6km•h-1。从图6可直观的看到我国交通系统中存在车辆怠速时间长、总体的均车速低、车辆的速度变化频繁等特点。图7是在中国典型城市道路工况下车辆行驶的当前车速度与期望速度变化曲线。从图中可以看出两条曲线基本保持一致,速度没有出现大的波动,这说明车辆的跟随性和平顺性都比较好。图8是在中国典型城市道路工况下,蓄电池和超级电容所需提供的功率曲线图。从图中可以看出在车辆运行过程中由超级电容和蓄电池共同供电,电池提供的功率比较平稳,在6kW左右。在制动时由超级电容吸收峰值功率,最大峰值功率达到10kW。超级电容充分发挥“削峰填谷”的作用,从而验证制定的模糊控制策略的有效性。 5结论 在纯电动汽车的基础上,借助Cruise软件搭建了带有复合电源模块的整车模型。详细介绍了通过联合仿真的方法将Simulink里搭建的策略模块加入到整车模型中的步骤。其他用户可以根据类似方法开发自定义策略和车型。提出超级电容与双向DC/DC并联再与电池串联的复合电源结构。用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,使得超级电容充分发挥了提供瞬时功率的作用,避免了蓄电池过充和过放,提高了复合电源系统的循环使用寿命。此设计方案和仿真结果对于纯电动汽车复合电源系统的研究具有一定的参考价值。 作者:周美兰 胡玲玲 张宇 单位:哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 哈尔滨职业技术学院电气工程学院 电动汽车论文:电动汽车充放电控制研究 摘要: 大规模电动汽车入网参与电网调度需要在某一区域设置一个机构,作为电力公司调度部门和电动汽车的中介。针对机构对所管辖电动汽车的控制,首先,以1天为1个周期把电动汽车可能被控制的区域分为办公区、居住区和超市购物区。然后,机构根据各电动汽车状态信息把各区域的电动汽车分为充电集群和放电集群。之后,机构根据可调度容量、可调度时长、电动汽车车主违约度制定评价体系对集群内电动汽车在每个时段的充电或放电的顺序进行排队。最后,在保证电动汽车车主行驶和电池安全约束的情况下,对电动汽车进行充放电调度,使机构充放电尽可能满足电力公司调度部门的调度计划。 关键词: 电动汽车;机构;分区;充放电集群;评价体系;充放电顺序 0引言 能源危机、环境污染和气候变化是当今人类面临的三大挑战,为了应对挑战新一轮的能源变革势在必行,基本方向是以实施清洁替代和电能替代为重点,加快能源结构从以化石能源为主向以清洁能源为主的根本转变[1]。电动汽车是以电能替代化石能作为驱动能源,是电能替代的重要内容。随着电池技术的逐渐成熟、充电站修建的不断完善和成本的不断降低,在不久的将来电动汽车将大批量替代燃油汽车[2-3]。对汽车行驶行为模式的研究表明,1天之中90%以上的时间电动汽车是处于停驶状态,可以与电网互动(vehicle-to-grid,V2G)[4],文献[5]围绕电动汽车与电网互动的调控技术、市场机制和基础设施这3方面的关键问题进行了分析。文献[6]针对电动汽车与电网互动对配电网规划的影响进行了分析。另外研究表明,电动汽车具有规模大、接入点分散、单机容量小的特性,电动汽车V2G服务若采用集中控制将对调度系统的复杂性、通信能力、计算处理能力提出很高的要求。同时,允许用户参与电力市场的门槛通常为MW级,而单辆电动汽车并不达到此容量级[7-8]。基于此,文献[9]提出了电动汽车集群的概念,也可称为电动汽车机构。电动汽车机构管辖着某区域内一定数量的电动汽车,具有一定容量的可调度负荷和储能容量,可以作为调度部门和每辆电动汽车的中介。目前,针对电动汽车集群并网对电网的影响及电动汽车集群的约束研究相对较多也比较完善[10],但是,针对机构对每辆电动汽车控制的研究虽相对较多但侧重点不同,有待完善和深入。文献[11]为实现电动汽车机构与电动汽车之间的互动策略,在计及电动汽车用户用车便利性的前提下,建立了基于优先权的电动汽车集群充放电优化模型。文献[12]对停驶的电动汽车根据状态进行分群,对可控状态的电动汽车的充电行为进行控制。文献[13]设计了一种用于协调电动汽车充电的多机构。文献[14]把电动汽车分为充电集群和放电集群,然后根据需要动态管理每个电动汽车集群。文献[15]提出了一种电动汽车根据自身以及附近电动汽车的信息进行决策的分布式控制策略。文献[16]提出了一种停车场通过管理电动汽车参与V2G进行套利的调度模型。文献[17]对电动汽车进行本地控制,为电力系统提供调频辅助服务。虽然,上述文献考虑了每辆电动汽车的影响,但是,并未全面考虑每辆电动汽车的调度优先顺序、每次调度时每辆电动汽车的调度功率和车主违约对调度的影响。以1天为1个周期对电动汽车进行充放电调度,需要机构管辖的区域包括电动汽车1天所有可能长时间停驶的区域。研究表明,除了个别时间个别车辆远距离行驶外,大多数车辆都是在一定区域内的办公区、居住区、超市购物区循环行驶的。因此,本文把机构管辖的区域分为办公区、居住区、超市购物区3个停驶区域,3个区域都是以充放电站的形式对电动汽车进行充放电管理。机构根据电动汽车的停驶区域和停驶时申报的停驶起始时刻、终止时刻、停驶时荷电状态、结束时荷电状态,把停驶区域内的电动汽车分为充电集群和放电集群,每辆电动汽车在每个停驶处只能选择充电或放电,因为研究表明随着充放电切换次数的增多,电动汽车的寿命会加速衰减[14]。除此之外,本文还制定一个评价标准对充电集群和放电集群的电动汽车在每时段调度的顺序进行排列。最后,在考虑约束条件的情况下,使机构充放电尽量满足调度计划。 1机构的控制结构 机构有2方面的功能:一方面把自已管辖的电动汽车信息上传给电力公司调度部门,并执行调度部门的调度计划,从而从电力公司获得收益;另一方面协调控制所辖各区的电动汽车充放电,为系统稳定运行、提高电能质量等创造条件,同时给予所管辖电动汽车车主一定收益。机构与各电动汽车只进行信息与资金交流,不进行能量交流,电动汽车与电网间的能量交换是通过现存的电力网络进行的[18]。考虑到电动汽车由于紧急情况可能需要快速充电,所以机构具备一定的零散快速充电桩,但是,由于需要快速充电的电动汽车数量少且接入电网时间短,不适合于调度[19]。所以本文只考虑接入办公区、居住区和超市购物区的选择慢速充放电的电动汽车。机构具体控制框图如图1所示。 2充放电集群的划分机构 给所管辖的每个区和每辆电动汽车都设置一个编号,作为区和电动汽车的标识。每辆电动汽车在1天中任意时段可以在任意区做长时间停驶,停驶开始时,车主把电动汽车停驶的状态信息告知机构,电动汽车车主提供给机构的状态信息为S=[m,n,TS,TE,eSOC0,eSOCmin](1)式中:m为电动汽车停驶区域编号;n为电动汽车编号;TS和TE分别为停驶的起始时刻和终止时刻;eSOC0为停驶起始时刻时电动汽车电池的荷电状态;eSOCmin为电动汽车停驶结束时刻用户设置的电动汽车电池的最小荷电状态。机构根据每辆电动汽车的状态信息可把在每个区的每辆电动汽车划分为充电集群或放电集群,划分的依据为:若eSOC0≤eSOCmin则把电动汽车划分为充电集群,至于充电起始时刻及充电结束时的电池荷电状态视调度计划和优先顺序而定,但是在停驶区间内充电结束时刻电池的荷电状态必须大于等于eSOCmin以保证电动汽车用户出行;若eSOC0>eSOCmin则把电动汽车划分为放电集群,放电起始时刻及放电结束时的电池荷电状态同样视调度计划和优先顺序而定,但放电集群中的电动汽车在停驶区间,放电终止时的荷电状态应该大于等于eSOCmin,以满足用户用车。通过充放电集群的划分可以使电动汽车在某一区的停驶时间内,只进行充电或放电,减少充放电切换次数,这样有利于对电池寿命衰减的减缓,维护电动汽车车主的利益。 本文针对机构对所管辖的电动汽车充放电控制进行了研究,首先机构把电动汽车调度区域分为办公区、居住区、超市购物区,然后机构根据电动汽车车主上传的电动汽车状态信息,把各区的电动汽车分为充电集群、放电集群,之后针对电动汽车在某时段充放电顺序问题,提出并建立了基于可调度容量、可调度时长、车主违约度的电动汽车优先级综合评价体系,确定充放电顺序。最后根据调度计划及充放电约束条件确定每辆电动汽车充放电情况。由于存在调度偏差和车主违约的可能,所以机构在设计过程中应具备一定常备储能设备。 作者:李文华 范新涛 孔梅娟 单位:河北工业大学电气工程学院 电动汽车论文:电动汽车充电桩服务营销策略 【摘要】 环保电动汽车充电桩是在传统充电桩概念中加入风能及太阳能的电能输入概念的新兴电动汽车充电装置。该文在于利用服务营销策略对于新型环保电动汽车充电桩进行市场营销。结论:提出了利用服务营销进行产品市场开拓及推广,在确保电能运行稳定情况下,不同等级客户区别对待,充电流程的电子化管理,开拓信息功能,关注用户体验,让用户享受方便,及时,快捷充电服务。 【关键词】 环保;充电桩;市场;服务营销 1.环保电动汽车充电桩简介 1.1输入模块电网供电:通过电力网直接供电。风力供电:通过风力带动发电机运转,产生直流电,储存在电池中,也可通过逆变器逆变成交流电直接供电。太阳能供电:通过太阳光经过太阳能电池板产生直流电,储存在电池中,也可通过逆变器逆变成交流电直接供电。 1.2输出模块直流/交流电,根据充电桩的类型输出相应电压类型。 1.3刷卡计费系统刷卡登陆,启动充电系统,选择充电类型及充电金额等。 1.4充电模块通过充电电路,变压器,逆变器等相应电力电子器件,输出安全的,快速的,稳定的充电参数。 1.5安全模块保护电路,防止过充,线路短路等等安全性问题,保护充电桩及汽车的安全。 1.6通讯模块通过无线/有线通信,使用户登录,传输用户指令行为,反馈充电桩的运行状态等信息。 1.7充电枪与汽车充电接触的接口,目前已出台国标统一标准。 2.环保电动汽车充电桩的产品竞争优势 环保电动汽车充电桩服务营销策略文/阮玉洁环保电动汽车充电桩是在传统充电桩概念中加入风能及太阳能的电能输入概念的新兴电动汽车充电装置。该文在于利用服务营销策略对于新型环保电动汽车充电桩进行市场营销。结论:提出了利用服务营销进行产品市场开拓及推广,在确保电能运行稳定情况下,不同等级客户区别对待,充电流程的电子化管理,开拓信息功能,关注用户体验,让用户享受方便,及时,快捷充电服务。 (1)由传统的电能供应,变成由风光能互补发电系统和电能结合供电; (2)具有通用性,具有多种充电接口; (3)具有普适性,适合目前市面上的大部分电动车。 3.环保电动汽车充电桩市场需求分析 电动汽车充电桩市场空余量很大,在未来五年的时间内至少有1万座充换电站需要被建成。然而市场上的电动车充电桩企业还是一片蓝海,大型企业如特斯拉的销售价格为60万人名币以上,普通消费者无法独立承受,而且其电动车桩的适配性较低,只能适配其专属的电动车。小型企业虽然价格有所降低,但是在运行监控和售后服务方面还存在很大的缺陷。面对这个市场,环保电动汽车充电桩潜力巨大。 4.环保电动汽车充电桩服务营销策略 4.1确保电能运行稳定现今的电动汽车充电桩市场,产品同质化现象明显。据此,从产品中提升经济效益具有很大难度,产品应该在保障产品质量的基础上,努力完善产品服务,进而扩大产品销售范围,以期更大的经济效益。首先,应该做到不断完善电力网络,太阳能与风能极易受环境因素的影响而导致诸多不稳定因素,应该考虑合理适配电力网,进而保证电能的优质与稳定。 4.2充电流程的电子化管理由于市场对于充电桩的性能的要求不同,所以在销售时因及时关注目标客户群体的不同需求,环保电动汽车充电桩的建筑占地面积较大,发电效能较高,可能不适用普通个体消费者,需要连结多个个体消费者形成消费网络群体,这就需要有营销技术服务管理系统对于掌握不同群体的不同需求并在此基础上有需求预测,报修投诉,电费管理等不同模块功能,尽可能实现充电流程的电子化管理,便于个体消费者及时找到消费网络群体享受充电桩服务,同时可以利用电子化管理掌握用户在用电过程中的困难与限制,并及时反馈以便于调整服务内容,创建高效,便捷的服务标准,最大程度满足电动汽车用户的充电需求。 4.3开拓信息功能开发环保电动汽车充电桩的APP系统,给用户提供方便,及时,快捷信息服务平台,例如用户可以通过APP及时了解电动汽车充电状态及完成充电的剩余时间,在行驶途中及时掌控附近环保电动汽车充电桩的所在位置进行及时充电。APP开发模式主要可以借鉴一下两种:(1)借助已有微信平台进行服务营销。微信作为更快速的即时通讯工具,传播到达率100%,使沟通更灵活、更智能。微信的用户基数大,用户关注快,且可以享受运营上为其量身定做的有针对性的服务,其实用性最强。(2)自主开发产品APP进行服务营销。前期用户市场开拓及资金投入较大,对于新兴产品不建议使用此种模式,在后期客户量增大后可以根据实际需求进一步开发自主APP软件应用。 4.4关注用户体验对用户使用信息资源进一步深入精细加工,充分揭示其中隐含、分散、动态的信息,促使信息情报化,实现信息的增值性,达到提高产品质量的目的。通过APP平台及时掌握用户消费体验状况,定期对固定用户进行电话回访,派专业人员定期对于环保电动汽车充电桩进行定期检查,让顾客在购买此产品后感到物有所值,让消费不仅仅是一次性购买,还帮助推销产品,建立产品与终端之间、终端与终端间的良性关系。同时,利用现有营销“大数据”,实现用能在线监测掌上运用,开发需求响应互动功能,为用户提供灵活双向互动服务。有针对性地服务平均电价高、能效水平低的用户赠送移动服务终端,为大型企业免费提供能效诊断服务,对不合理的企业用电进行指导。 5结论 电动汽车充电设施是七大新兴产业领域里很重要的一个方面,而此前由于电动汽车规模较小,充电设施建设投资巨大,投资短期效益不明显,因此充电设施建设速度较慢,现在则进入到一个很好发展时期。与传统电动汽车充电桩相比,环保电动汽车充电桩具有能源利用效率高和环境污染少(或无污染)的特点。就宏观来看电动汽车充电设备市场将会具有强烈的竞争,国内一些大型的国企对这个市场已经虎视眈眈,并且也做了相当的准备。环保电动汽车充电桩应利用强大的市场空间进入这个领域,推广服务营销,实现物联网效应占领一定范围内的市场。 作者:阮玉洁 单位:上海海洋大学 电动汽车论文:空气动力学下的电动汽车造型设计 摘要: 本文对基于空气动力学的电动汽车造型设计进行了讨论,对电动汽车的发展和普及起到一定的促进作用。 关键词: 电动汽车;造型设计;空气动力学 1电动汽车车身造型特点 电动汽车是未来汽车发展的主要方向之一,目前,电动汽车的发展才刚刚起步,而电动汽车车身造型的设计师大部分参与过传统汽车造型的设计工作。因此,汽车造型的特点及发展趋势,将会对电动汽车造型发展的趋势产生极大的影响,但是电动汽车由于本身结构特点的限制,与传统汽车的特点存在一定的差异,这些特点对于电动汽车的造型设计非常重要,下面进行了详细的分析[1]。 1.1结构和空间布局不同 相对于传统汽车,电动汽车在结构方面的最大差异是驱动方式的差异,传统汽车依靠汽油机和柴油机燃烧花式燃料产生能量,然后通过离合器、变速器以及传动装置传递能量,实现汽车的行驶,而电动汽车则依靠电池进行能量的储存和供给,通过将电池储存的能量传递给电机,实现对汽车的驱动。因此,电动汽车上减少了体积庞大的机械师传统系统,而由体积更小的电动机取代传统汽车发动机占据的空间。因此,相对于传统汽车来说,电动汽车的前悬距离大大缩短,前围到挡风玻璃的车头部分也有一定的缩短,车身比例更加协调,同时能够省略传统汽车进气格栅结构,只需对前悬结构进行包覆为设计师留下了更大的创作空间。 1.2集成化 集成化是电动汽车技术发展的主要方向之一,通过线控技术的应用能够使电动汽车底盘传动系统的结构极大简化,提高电动汽车的空间利用效率,底盘平整度提高,也为电动汽车的造型设计留下了更大的自由度。线控电子技术还能实现对电动汽车各种电子系统的电子控制,通过设计出类似软件接口的扩展插口,即可实现车身与底盘的连接,减少传统机械控制系统对空间的占用,同时还使车身与底盘的设计融合度提高,实现两者的模块化拼接,提高车身造型设计的自由度。 1.3智能化 智能化同样也是未来电动汽车发展的主要方向之一,从家喻户晓的EBD、ESP等,再到逐渐普及的智能泊车系统、只能制动系统等,在提高汽车安全性方面发挥了重要作用[2]。电动汽车智能化的持续发展,将不断降低交通事故发生的概率。现在的汽车造型设计中,包含了大量被动的安全性设计,包括前后防撞钢梁以及车身前后端预留的缓冲区域等。而随着智能行车系统的发展,这些被动安全设计可以逐渐减少,这对车身的整体造型必然会产生较大程度的影响,也为电动汽车的造型设计提供了更大的发挥空间。 2电动汽车的空气动力学设计 对电动汽车来说,良好的空气动力学性能能够提高电动汽车的操控性能和谐有效果,并且能够使电动汽车获得更好的续航能力,因此,电动汽车的空气动力学设计非常重要。 2.1电动汽车空气动力学设计原则 虽然电动汽车的造型在未来必然会呈现出多样化的发展趋势,但是从空气动力学的角度来看,仍然需要遵循以下几方面的原则:1)车身的简洁性,这一原则主要是要求减少车身表面的凸起物、减少不必要的进气口,确保车身的整体性,避免凸起物和进气口增加空气阻力,保证气流通过车身受到的阻力尽量要小。2)流线型车身,该原则是要求气流在流过车身时,尽量避免出现分离现象,图1给出的大众XL1概念车就属于典型的流线型外观。 2.2电动汽车空气动力学设计 针对电动汽车造型的空气动力学设计,需要注意以下几个方面的问题: 1)车头高度设计。电动汽车车头的高度将会直接影响到整车的启动阻力系数CD。通常,车身启动阻力系数与车头高度成正比。对于传统汽车来说,由于发动机舱内部结构的特殊性,车头高度必然会达到一定的值,而电动汽车由于省略了发动机舱,因此,车头高度能够得到降低,对于降低车身的气动阻力系数具有作用,也为车头设计提供了更大的空间。 2)车身尾部造型设计。汽车尾部造型与空气的流动关系非常复杂,通常很难对各种尾部造型的优劣进行准确的评价。从理论分析来看,小斜背的造型具有更低的气动阻力系数。因此,在进行电动汽车尾部造型设计时,首先把握好大方向的基础设计,然后经过复杂的工程分析之后,再对最初的设计方案进行不断优化。 3)车身底部离地高度设计。从相关的试验数据来看,光滑的汽车底板结构,为了实现更好的空气动力学性能,存在一个最佳离地高度。图2给出了汽车底板结构离地高度与气动阻力系数之间的变化关系。从图中可以看出,VW-Van、VW-Por-sche914和CompetitorF2-2这3种车型的气动阻力系数与汽车底板离地高度成正比;而Citroen-ID19车型由于车身底部属于光滑结构,存在一个最佳离地高度[3]。电动汽车的底板结构能够被设计为光滑的行驶,因此,在设计过程中需要结合工程分析的数据确定最佳离地高度,从而获得最佳的空气动力学性能,但是需要注意满足车辆的通过性要求。 4)前后扰流器设计。扰流器包括前后扰流器两个部分。由于电动汽车自身结构特点,其造型的设计更为灵活多变,扰流器的设计应该结合电动汽车的整车造型风格能够设计,同时这种风格应该以追求良好的空气动力学性能为主要目标。但是在实际设计时,尾翼与车身表面的高度参数非常重要,同时尾翼的高度也可能影响整车造型风格。通常情况下,利用尾翼与汽车表面的高度和尾翼弦长之比来描述,当这一比值大于1时,升力系数达到最小值,且不再继续变化。现代汽车的唯一更多的是与侧后围高度结合到一起,其作用不会过度凸显出来。 5)车轮与轮腔的设计。从相关实验可以看出,有轮腔覆盖的车轮通常比完全暴露在空气中的车轮具有更好的空气动力性能。对于前后车轮均存在轮腔包覆时,车轮的大小及轮腔间距的影响非常明显。通常情况下,如果车轮高度与直径之比大于0.75,则气动阻力系数与升力系数最小。当然,由于前轮存在专项问题,其空腔应大于后轮,空腔对外部气流更为开放,因此,前轮所受的气动阻力与气动升力比后轮更大。 3结语 空气动力学设计在未来电动汽车造型设计中占据着至关重要的地位,其设计水平将会直接影响到电动汽车的操作性能和节油性能。本文结合对电动汽车造型特点的分析,提出了基于空气动力学的电动汽车造型设计原则,并从多个方面提出了电动汽车空气动力设计需要重点注意的内容,通过本文的讨论,希望能够对进一步提高电动汽车造型设计水平,对电动汽车的发展和推广起到一定的促进作用。 作者:单承标 单位:中国第一汽车股份有限公司青岛汽车研究所 电动汽车论文:电动汽车产业发展战略 摘要: 在十八大“推动战略性新兴产业、先进制造业健康发展”精神的指引下,发展节能环保、新能源等新兴产业,已成为各地新一轮经济发展的重大战略。作为新中国汽车工业的摇篮,汽车工业是吉林省的支柱性产业,从长远来看,寻找石油的替代品,发展电动汽车不仅是节能环保的必然选择,也是吉林省汽车产业的发展趋势。发展电动汽车不仅对吉林省转变经济发展方式,建立现代产业体系,具有十分重要的现实意义,同时也能带动国内汽车市场的整体跃升。 关键词: 电动汽车;产业发展;战略 1吉林省电动汽车产业发展现状 在节能与环保的双重压力下,吉林省电动汽车项目起动较早,制定并实施了一系列发展电动汽车的计划和行动。纯电动客车于2007年底开始立项研制。项目由一汽客车公司、吉林大学、东北师范大学、辽源彤坤公司共同承担;一汽集团一直都在进行有关电动汽车项目的开发及课题研究,长春市基本具备混合动力汽车的部件和整车开发能力。汽车电子形成集群发展。重大专项实施以来"在纯电动+混合动力和燃料电池汽车的整车集成技术动力系统集成技术以及动力总成关键零部件技术方面取得重要技术突破"同时也在专利战略和技术标准平台建设方面为自主知识产权新能源汽车产业化奠定了良好的基础。不难看出吉林省现已具备发展电动汽车的技术、市场、人才、环境等综合产业优势。但将科技成果进行商品化与产业化转化过程与世界发达国家和地区还存在相当差距,竞争力仍然较弱。另外,吉林省在混合动力轿车、客车和纯电动客车的开发上也取得了一定进展,具备了一定的技术力量和生产基础,2009年年末,20辆锂源纯电动车供应给辽源市,作为城市公交车及往返长春的客车。这是吉林省首次批量下线的电动车辆;2012年,华奥纯电动公交车已于去年在长春开始运行,创造出电动公交车在世界最高纬度、高寒地区运行的纪录;2014年7月,欧朗纯电动轿车下线,欧朗EV的成功下线,不仅使一汽集团新能源汽车产品线更加完善,同时也是吉林汽车产业实施新能源汽车战略规划的重要行动之一。虽然吉林省在电动汽车产业取得一定发展,但从总体上看,目前仍处于研发阶段或小批量试制阶段,距离成熟的批量化生产尚有一定距离。 2吉林省电动汽车产业发展存在的问题 虽然吉林省电动汽车行业目前发展得如火如荼,并取得了阶段性的成果,但应该清醒地看到该行业目前尚存在以下问题: 2.1研究的单位、企业较少,缺乏协作,信息交流不畅 目前,整车厂和零部件厂商发展电动汽车由于合作主体与技术路线的不同,可能形成若干个不同的新能源汽车产业联盟,以及相应的新能源汽车标准。各个联盟之间应该能够通过竞争与交流,实现技术水平和研发实力的全面提升,拉动产业升级。吉林省在汽车零部件配套企业方面,涉足电动汽车动力系统的企业很少,支持力度不足。国内主要新能源汽车动力系统生产企业均分布在江浙、广东和北京等地区,吉林省在这方面处于明显弱势,在吉林省新能源汽车战略规划中仅有辽源雷天从事锂电池的研发和生产,并且与一汽的合作仅限于电动客车领域。本地的电动汽车动力系统配套企业不完备的问题将影响新能源汽车的整车研发进程,也将成为吉林省发展新能源汽车的一大瓶颈。 2.2研发起点较低,与国内外尚有差距,并且存在重复研究,现有资源没有合理配置和使用从汽车企业来看,除一汽集团外,省内绝大部分企业不具备自主开发能力。从产品来看,自主品牌产品尚在培育之中;零部件企业的配套产品开发仍依赖主机厂或购买国外技术,开发手段落后,周期较长,技术人员比重较低。在国内对新能源汽车的研发中,包括吉林大学汽车工程学院在内的长春本地研究机构,实际上被排除在国内第一集团军之外,上海和北京的一些研究机构抢占了足够的先机,在经费支持、人才准备方面,吉林省内的研究机构与京沪两地相比,还有较大差距。 2.3跨行政区划的产学研合作较少目前,跨行政区划的产学研合作项目还很少。实际上,东北三省及上海和广州等企业、高校和科研机构各具优势,但高校与高校,科研机构与科研机构,企业与企业,科研院所与企业,高校与企业,科研院所与企业之间也都有较强的互补性,存在较大的跨区划的产学研合作空间。 3吉林省电动汽车产业发展的对策建议 3.1完善吉林省电动汽车产业创新机制科技创新必须以企业为主体,目前吉林省企业由于投入不足和人才紧缺等原因"导致以企业为主体的创新体系尚未完全形成"在以往的产学研合作中企业基本处于被动接受成果的地位。成功的实践证明"建立以企业为主导的新型产学研联盟"学科链结合产业链"通过全方位的战略合作能够有力提升企业自主创新能力。 3.2制定发展电动汽车产业的总体规划由于缺乏发展电动汽车产业的总体规划,目前对发展电动汽车产业感兴趣的企业和研发机构很多,致使研发方向、资金投向分散,导致有限资源没有发挥最大效率,政府的引导和协调作用没有完全发挥出来,因此,应尽快制定电动汽车产业发展的总体规划,促进吉林省电动汽车产业的发展。 3.3建立吉林省电动汽车产业产学研合作机制电动汽车是高新技术的集中载体,具有研发投入大,技术含量高等特点,因此,依靠强强联合形成聚合能量,分摊研发成本并提高该项技术上的竞争优势,已成为新能源汽车发展的一个新趋势。吉林省汽车产业的生存和发展除了企业自身的发展壮大,更应注意产、学、研间的有效结合,建立产学研合作机制,通过生产企业、大学、科研院所在社会范围内依照各自的优势建立的,以共赢为目的的一种合作关系,最终形成基础研究或理论研究(学)、应用与开发研究(研)、商品化与产业化(产)的一体化,使产业系统、教育系统和科研系统相互融合的有机整体,实现优势互补,共赢的格局。此外,需要政府出台相应的扶持和优惠政策。只有这样,才能给电动汽车产业营造出一个良好的发展和应用氛围,才能发挥出电动汽车应有的作用。 作者:孔繁娟 单位:吉林工商学院 电动汽车论文:电动汽车商电力市场竞价 1电动汽车充放电模型 电动汽车商通过对所辖范围内居民区、充电站以及充电桩所接入电动汽车进行充放电调度控制。所有车辆统一安排在最后一次行驶结束后和次日出行前进行充放电。商根据所管辖车辆的行驶需求,通过制定报价策略,决定次日各时刻电动汽车的充放电功率,并满足次日车辆的电量需求。其充放电约束条件如下:1)电动汽车充放电功率约束。电动汽车的充放电功率主要受到车载电池以及充电设备所允许的电压电流限制。2)电动汽车蓄电池充放电等式约束。电动汽车蓄电池t时刻荷电状态与t+1时刻荷电状态关系式。 2电动汽车商电力市场报价模型 笔者所提模型考虑电动汽车用户侧和市场出清2个不同层面的优化问题,既要使电动汽车充放电用电效益最大、成本最小,同时也要考虑市场出清电价交易机制。下层优化模型以电动汽车用电效益最大化目的,并考虑其各个商管辖内电动汽车的行驶特性,以及各物理特性约束条件。上层优化模型主要为市场出清模型,电动汽车用户根据自身用电情况,向所属商申报次日电量需求。电动汽车商通过把每时段接入系统的电动汽车用户申报电量信息进行统计,并预测每时刻各发电商报价水平,以及各竞争对手报价,从而决定自身的报价策略。市场出清机制根据各方所报价格决定各参与者电量(发电量和用电量)。商根据市场竞价获得的用电量,从而优化所管辖区内电动汽车的充放电功率。该文主要考虑发电侧与电动汽车商竞价,不考虑其他可控负荷参与市场竞价。 3原对偶内点算法 原对偶内点算法是基于对数障碍函数法,由于原对偶内点算法的提出,故对数障碍函数法被重新用来求解线性规划问题。原对偶内点算法在数学上描述。 4数据仿真分析 4.1电动汽车参数笔者采用含电动汽车商参与电力市场竞价来说明该文所提模型的有效性和求解方法的可行性。假设某区域电动汽车商5000辆私人电动汽车参与市场竞价,获得各时段电动汽车充放电电量,其电动汽车型号为RAV4SUV[16],各项参数如表1所示。根据美国交通部联邦公路管理局对全美国家庭私人开车出行进行调查的结果[17],从统计数据中获得其私人电动汽车平均最后一次出行结束时间、有效充放电时间段以及平均日行驶里程,其数据如表2所示。 4.2发电商数据参数考虑到电动汽车行驶特性,电动汽车一般在夜间交由商进行充放电控制。因此,笔者将报价策略周期设置为中午12∶00至次日中午12∶00,调度周期以小时(h)为单位。假设在该电力市场中有3个常规机组发电商与1个风电发电商,其发电机组Pmint,k=0,Pmint,k=50MW。根据PJM公司公布发电商报价数据,选取3个发电商各时段平均报价数据[18]为预测发电商报价,如图1所示。风电不参与市场竞价,各时段风电出力预测采用文献[19]数据。 4.3电动汽车商报价策略分析在系统中各时段不可控负荷曲线如图2所示。笔者主要设计2种充放电模式,模式I参与电力市场竞价获得市场出清电价以及电动汽车充放电电量;模式II为自由充放电,当电动汽车接入系统时,便以额定功率先进行放电,然后对其充电,直至充满,不进行市场竞价,采取的是不灵活充放电模式。电动汽车各时段报价策略如图3所示,可以看出,电动汽车平均接入系统时间为18∶00,而在18∶00—24∶00期间,系统中不可控负荷用电量最大,为峰荷时段,各发电商报价也最高。因此,商选择在这几个时刻进行放电,报价比其他时刻高,获得放电收益。而在24∶00—07∶00期间,不可控负荷用电量减少,此时为系统谷荷时段,各发电商报价较低,因此,选择在这几个时段进行充电电量的竞价。模式I,II的充放电成本分别为1091.4,1305.3$,电动汽车商进行竞价所获得的充放电成本比不灵活充放电模式降低213.9$/MW。充分说明电动汽车参与市场竞价有效地降低了电动汽车充放电成本,验证了所提模型的可行性。由于电动汽车具有放电的功能,若电动汽车只针对充电参与市场竞价,其报价策略如图4所示。电动汽车商将主要集中在24∶00—07∶00时段参与竞价,并获得充电电量。笔者所提充放电报价策略模型和文献[20]所提模型所得充放电成本分别为1091.4,1507.8$,其充放电成本能有效降低416.4$/MW。 5结语 随着电动汽车的广泛投入使用,如何有序控制以及整合系统中分散的电动汽车参与市场竞价,将成为未来电力市场发展一个值得研究的问题。基于电力市场竞价框架,笔者提出了电动汽车商参与市场竞价的双层优化模型,上层以社会效益最大化为目标,下层以电动汽车充放电效益最大为目标。通过KKT条件将双层优化模型转化为单层优化模型,为了能快速求解,采用非线性互补函数将非线性不等式约束转化为等式约束,并通过原对偶内点算法求解模型。最后,通过含电动汽车商参与竞价的电力市场竞价机制,对所提模型进行仿真分析,验证了该文所提模型的有效性和可行性,为电动汽车参与市场竞价提供了理论基础。 作者:杨亚雄 杨洪明 张俊 单位:长沙理工大学 智能电网运行与控制湖南省重点实验室 电动汽车论文:电动汽车的驱动系统设计 1电动汽车控制系统中矢量控制技术 电动汽车系统控制电路中系统功率部分采用直-交电压型电路,功率回路有蓄电池、滤波电路和智能功能模块IPM逆变电路组成。系统控制器采用TI公司推出的TMS320LF2812-DSP作为控制主芯片,用它来完成电子差速算法、及高阶控制器离散化的鲁棒控制器,它们的实现需要记忆大量的历史数据,且完成电动机矢量控制系统的转速控制器、电流控制器的算法、以及电压空间矢量PWM的产生、A/D转换以及坐标变换等。辅助电路由速度检测电路、电流检测电路以及故障检测电路等组成。实现异步电机的转速检测、电流检测以及转速和电流的双闭环控制。DSP控制器负责将电动汽车驾驶员根据自己的意图与行车线路给定目标车速Vc、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速、蓄电池电压、电容储能状态等进行A/D转换,应用电子差速算法计算电机的转速和位置,最后应用矢量控制算法和鲁棒控制算法,得到电压空间矢量PWM的控制信号,经过光电隔离电路后,驱动IPM功率开关器件。DSP控制器还负责整个系统的保护和监控,一旦系统出现过压、过电流、欠压等故障,DSP将封锁SVPWM输出信号,以保护IPM模块。异步电动机矢量控制基本思想就是把异步电机的电子电流分解为直轴电流分量ids和交轴电流分量iqs。矢量控制策略是当转子磁通恒定时,电磁转矩与定子电流的q轴分量成正比,通过控制定子电流的q轴分量就可以控制电磁转矩。这样由定子电流d轴分量控制转子磁通,q轴分量控制转矩实现了系统的完全解耦控制,形成经过SVPWM逆变调制信号,将期望电压矢量值供给逆变器,对异步电机进行供电,一旦控制器的参数设定好后,在电机的运行条件不发生改变的前提下,这个控制系统具有较好的动态响应性能。但由于电动汽车在行驶过程中道路工况复杂,且驾驶模式多变,那么电机的自身参数也随之改变,如果不对速度控制器的参数和输出不进行校正,驾驶性能会变差,所以利用通过脉冲编码盘获得的电机速度n反馈值,与经过电子差速算法输入的速度参考量refn和转向信号形成闭环。同时编码盘的另一个作用是获得转子的绝对位置,从而通过磁通观测环节,输出正确的磁通角θ以实现精确的PARK逆变换,这样对输出进行及时的校正,使真个系统在运行条件发生变化时,加快动态响应过程。为了抑制干扰对控制误差的影响,使得闭环控制系统正常工作,系统中的速度调节器采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法以加强内部稳定性。采用矢量控制方案的交流异步电机的系统结构如图1所示。 2控制器硬件电路设计 控制系统的任务是根据驾驶员根据由方向盘、驱动踏板和制动踏板设定的指令信号,以及车辆当前的运行状态,即电机转速、蓄电池电压、电容储能状态等。首先调节主回路使其工作于某一特定的状态,然后调节相应功率器件的占空比,使电机电枢电流或者储能器件的充电功率满足驱动或制动踏板设定的指令值。控制系统硬件部分为以美国德州仪器(TI)公司的TMS320F2812型DSP(数字信号处理器)芯片为优秀的控制电路板和相应的电路构成,如图2所示。系统主回路的电压、电流信号及驱动和制动踏板位置信号经传感器采集后,通过信号调理电路由DSP的A/D转换模块进行模数转换。控制系统的输出为多路SVPWM信号,电路中采用Avago公司的HCPL-316J门驱动光电耦合器对SVPWM信号进行处理,经光耦隔离处理后接入IGBT的门极。IGBT的故障信号经光耦隔离后接入DSP的功率驱动保护中断引脚。在主回路进行相应的调整后可用于电机的驱动和再生制动控制,霍尔传感器检测到的电机转子位置信号经信号调理电路接入DSP的捕获单元。制动系统由电机和能量储存器件,即超级电容或者高速飞轮组成。车辆制动时,电机在驱动控制系统的调节下工作于发电机工况,将车辆的部分动能或重力势能转化为电能经过控制储存在超级电容或飞轮中。这部分能量在车辆加速和爬坡时释放出来,协助电池向电机供电,使回收的能量得到再利用。超级电容通过双向DC/DC连接到直流母线,和电池并联通过电机控制器向电机供电。电机控制器在刹车踏板被踩下后,使电机工作于发电机工况,将回馈能量送至直流母线;双向DC/DC作为超级电容充放电控制器使用。车辆制动时将直流母线上的电机回馈能量进行电压变换后向超级电容充电;车辆起动或加速时使电容放电,电容储存能量经电压变换后送至直流母线,和电池并联向电机供电,一方面改善车辆加速性能,另外还可以避免电池大电流放电,延长电池寿命。控制系统电路主要包括PWM输出与IGBT故障信号输入光耦隔离电路,主回路电压、电流信号调理电路,以及电机转子位置检测信号调理电路。 3控制系统软件设计 控制系统软件设计采用基于空间磁场定向控制策略,即在速度控制器采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法,系统q轴、d轴电流环采用PI控制器。利用TMS320F2812强大的实时算术运算能力,对异步电机的速度、转矩进行实时控制。系统控制软件先完成系统的初始化工作,包括DSP的内核初始化,模数转换(ADC)子模块的初始化,以及PWM输出子模块的初始化和数字输入输出(DIO)子模块的初始化。系统初始化完成后进入等待定时器周期中断循环状态。控制软件主程序如图3所示。图3控制器主程序流程图主回路的电压、电流和车辆的驱动、制动指令经滤波电路输入到DSP中,在定时器周期中断服务子程序中,首先对这些信号进A/D转换和数字滤波,在控制系统对车辆的运行状态做出判断后,运行相应的控制算法,并用控制量,即IGBT的占空比设置相应的PWM模块及PWM引脚的输出。中断处理模块程序流程图如图4所示。 4实验结果 以7.5KW电动汽车用交流异步电机为控制对象,其最大功率15KW、额定电压72V、额定扭矩为32N.m、最大转速为5600rpm、效率95%,根据异步电机的技术指标得到在MTS-II电机测试台架上的测试结果如表1,电机及其控制器外特性曲线如图5。将给定目标车速cV、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速检测信号、蓄电池电压、电容储能状态等进行A/D转换的信号输入到上述设计的驱动控制系统中,相应交流电机侧得的技术参数如电压为72V、输入功率为6.6KW,转矩得到11.9N.m、转速为4609rpm、输出功率为5.7KW、均低于额定值。根据实验结果表明,电动汽车异步电机驱动控制器具有较好的系统稳定运行性能,较快的转速响应速度、达到预期的设计效果。 5结论 选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。本文从选择合适的交流选择异步电机,设计基于矢量控制的变频调速系统,采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法,解决复杂系统在不确定条件下维持系统可靠性和稳定性;采用的新型的PWM调制方式——空间电压矢量(SVPWM)脉宽调制原理与实现直-交PWM电流源型异步电机变频器控制器,提高了能量的利用效率;同时采用电子差速控制技术,解决电动汽车发展瓶颈中的电机及其控制系统中需要协调控制电机差速,实现倒退,转弯等功能。通过以上技术应用与传统PID控制器相比,非线性方法具有更好的控制效果,改善了电动车运行的稳定性和可靠性,而且在制动过程中可以回收更多的能量,提高了整车的能量利用效率,并且再生能源方便地回馈到电动汽车的蓄电池中,实现了能量回收。 作者:黄英 殷军 单位:江苏省光伏风电控制工程技术研发中心 苏州经贸职业技术学院 苏州秉立电动汽车科技有限公司 电动汽车论文:电动汽车产业发展措施建议 镇江市发展电动汽车产业拟采取相应措施宜基于上述SWOT分析得出的战略定位,重点针对其劣势与机遇,充分发挥政府、大学及科研院所、企业、科技中介等机构主体协同联动效应,合理配置技术、人力、资金、公共服务、基础设施等科技资源,形成政务、商务、研发,科技服务等“组合拳”,大力推动镇江科技电动汽车产业取得长足进展。 1.完善新能源电动汽车技术创新研发体系 目前世界各国电动车发展真正进入产业化阶段的只有日本丰田,美、法、德、英紧随其后。研发技术虽已取得一些进展,依然存在不少瓶颈有待突破,如若不能在降低燃料电池和氢气存储系统成本上有所突破,那么燃料电池汽车至少在2030年前不具备大规模产业化成熟条件;我国政府在“863计划”中明确提出电动汽车发展重点:确立“燃料电池汽车发展居首位,第二为混合动力电动汽车,纯电动汽车兼顾的基本原则”。为此,可考虑由政府牵头,联合本地江苏大学、江苏科技大学在北汽集团镇江公司建立企业工作站,尤其江苏大学汽车学院在汽车研发方面具备一定技术研发实力与实践经验积累,应尽早让科研机构与高校介入企业研发,弥合产业与学术届信息不对称隔阂,使技术研发与北汽二期开发生产电动汽车在时间与空间上实现无缝对接,及早形成多方协作的科研创新合力。在企业工作站基础上组建部级创新平台,结合本地研发实力与要素资源重点突破动力电池、驱动电机、电子控制、快速充电设备等关键技术;推动产学研联盟建设,逐步形成集整车制造、关键部件与新材料、配套技术应用等为一体的研发设计机构;抢先进行相关技术专利申报,积极参与全国新能源电动车技术标准制定,争取创建部级新能源汽车研发平台和产业示范基地。 2.加强新能源汽车发展各项政策扶持力度 基于省市原先政策措施如:《江苏省新能源汽车产业发展规划纲要》,《镇江“十二五”发展规划》,《镇江市城市总体规划》,《镇江市综合交通规划》,《镇江市公交规划》等政策文件,进一步加强相关政策扶持力度。电动汽车研发成本与售价均较高,可适当采取政府补贴方式,对企业研发和个人购买电动汽车予以支持;鉴于人们对传统汽车依赖的思维惯性,在原先预计基础上,可以公交为突破口推进示范推广,适当将镇江市2015年公交电动汽车保有量提高至20%-30%。此后逐步推进并培育私家与出租电动汽车消费市场;通过政策引导电动汽车消费与日常维保新商业模式,比如电动机车与电池价格均较高,可以借鉴其他地区一些做法,探索“车电分离”运营模式,通过在政策和资金方面扶持充电设备运营商及融资租赁机构,由特许经营商将“裸车”租赁给公交公司,提供电池并保障其使用年限,从而缓解公交企业一次性支付压力;通过政策引导,适当降低车贷利率,并提供相应优惠电价,以促动人们消费积极性。 3.形成促进新能源汽车推广应用长效机制 通过电视、网络、报刊等媒体,积极宣传低碳环保理念,使环保意识深入人心,令各方潜在消费群明确新能源电动汽车是人类未来交通工具发展趋势;积极进行充电桩配套设施及电动汽车日常维保方面认证、规划和建设。在总结积累基础上,形成相应技术与运营方式特有模式。鉴于国内外在电动汽车纯技术方面研发及标准设定已走在本市前列,但我们在充电配套及日常维保方面的技术与商业运作模式依然有望形成标准化系列配套模式并推广至其他省市,为镇江电动汽车产业在全国乃至世界范围内推广与销售奠定坚实支撑。以北汽落户镇江为发端,由政府机构牵头组成招商团,加快产业园区基础实施建设,给予一定政策优惠。进一步积极引进电动整车、配套部件、电极材料、充电设备和其他相关系列生产厂家投资。比如:整车领域的比亚迪、五龙等,动力电池、电机、总控领域有沃特玛、长河动力、汇川科技、航盛电子等,充电设备有奥特迅、巴斯巴;电池隔膜、正负极材料方面有星源材质、惠程电器、贝特瑞等。这样有助于本市产业结构升级由粗放型转入深度精细化,有望最终形成以龙头企业带动,关键零部件及相关材料和配套产业有机整合的新能源汽车产业链群体系。这是镇江电动汽车产业发展由扭转型战略跃迁至增长型战略的关键,使其成为我市振兴地方经济的又一绿色高科技支柱产业。 4.推进人才培育引进与金融支撑 21世纪谁掌握了关键人才与技术,谁就把控了某一行业发展先导与契机,为此加快人才培养与引进步伐刻不容缓。电动汽车行业发展不仅需要各种高精研发人员,对于各类销售、生产线操作、生产工艺、后期维保等各层级相关工程管理技术人员需求量也很大。结合当地现有高等、高职院校及技师学院教育布局,各高校可根据自身科研基础与办学特点,针对产业发展实际需求,分层分类培养各种工程技术与管理、销售人员。比如江苏大学与江苏科技大学可以开辟与整车、各项零部件生产及充电设备有关的研究生层面研发人员,及工业工程专业本科生;镇江高专正积极筹建汽车学院,培养电动汽车管理、销售及日常维保方面的技术与管理人员;交通技师学院和镇江技校可以相应培养电动车维修、充电站维护、生产线操作等技术工人等。然而,人员培养有其滞后性,尤其高端人才培育很难一蹴而就,为此有必要从全国乃至海外引进高端技术人才,政府机构及用人单位应在工作条件、收入待遇、配偶随调、研发费用、生活设施、子女入学等方面给予适当倾斜,这样才能留住并用好人才。鉴于新能源电动汽车前期研发,生产及配套充电站建设等方面资金投入颇巨,仅一座大型充电站建设动辑上千万,资金缺口较大。可以采取梯度投资,逐步完善,使配套设施投资规模与投产速度相匹配。此外,汽车厂商由于巨额投资及技术和市场开发不确定性,囿于传统车型既得利益,对新能源电动车研发与生产积极性不高。这一心态亦会蔓延至金融领域,使电动汽车在研发、生产、配套设施建设,销售等方面的信贷规模与流向受到制约。为此政府要对各金融机构做适时引导,使其明确:加大相应信贷力度,支持科技型新能源交通“功在当代,利在千秋”,不能只顾眼前利益而忽视长远发展。此外应加强电动汽车在生产、研发、推广、日常维护等方面安全管理,促进信息化全面升级,以利于以电动汽车为龙头的新能源高新产业链逐步成形。 作者:凌峰朱冬林范灵单位:镇江市高等专科学校南京理工大学经济管理学院镇江市高等专科学校 电动汽车论文:电动汽车换电定价建议 《宁夏电力杂志》2014年第六期 1电动汽车的能耗成本 电动汽车的能耗成本主要包括建设成本、运营成本及电池折旧成本[1](电池由国家电网公司提供,但电池的折旧费用要摊到能耗成本之中)。在这里我们以单个换电站作为研究对象,假定电动汽车数量很多,换电站满负荷运营,计算出换电站的最大服务能力即能提供的最大能源补给的公里数,用以摊薄建设成本和运营成本。 1.4电动汽车换电成本将电动汽车能耗成本作为其换电成本,以上计算结果如表2所示。从表2可以看到,大客车的换电成本价格为5.25元/km,其中电池折旧所占比重最大。乘用车的换电成本价格为0.6元/km。 2电动汽车换电定价建议 2.1换电服务定价策略从市场情况分析来看,现阶段电动汽车能耗成本很高(电动大客车5.25元/km,而燃用天然气大客车则是1.42元/km,享受政府补贴的天然气公交车只需0.8元/km),如果按成本价格定价就无法吸引用户使用电动汽车。况且,现阶段银川地区的电动汽车充换电站仅有9座,而银川地区却有近40座天然气加气站,两者在服务便捷性上存在差距。但是,从可持续发展和绿色环保的角度看,电动汽车能耗成本下降存在很大的空间:随着电池技术的进步,2013年的电动汽车动力电池招标采购价格已经比2011年的采购价格下降25%,保守估计5年后还能下降50%~70%。如表3所示,随着国家推动电动汽车发展的相关政策逐步落实及政府对充换电网络建设提供资金补贴,电动汽车能耗成本会大幅度下降。而天然气作为不可再生能源,随着时间的推移储量将会越来越少,能耗成本会大幅上升。从表3中可以看到,如果能争取到50%的建站补贴,即电动汽车换电站建设成本降低一半;5年后,电动汽车动力电池价格下降70%,天然气价格上涨1倍以上;这几个条件同时实现的话,则电动汽车能耗成本均低于天然气车辆的能耗成本,电动汽车换电站比天然气加气站更具有竞争优势。因此,宁夏地区电动汽车换电服务的定价策略应是:积极争取政府补贴,先以具备市场竞争力的换电价格推动电动汽车的市场占有率,降低充换电网络经营风险,随着电池技术进步,换电价格逐步下降和竞争对手天然气价格的上升,在一定的时间范围内,最终实现充换电站的盈利。 2.2换电定价选择天然气车辆作为主要的竞争对手,电动汽车换电价格与天然气车辆的能耗成本价格挂钩,按约90%的比列收取。参考文献[2]的做法,根据实际情况,建议宁夏地区电动汽车换电价格如表4所示。电动公交车换电价格为0.8元/km。主要是争夺公交市场,虽然价格持平,但通过宣传电动汽车绿色无污染可以具备一定的竞争优势。普通电动大客车换电价格为1.25元/km。小型乘用车的换电价格为0.225元/km,都比天然气价格略低,以增加市场竞争力,吸引用户。 3效果和意义 (1)电动汽车换电定价建议已面向社会进行了意见征求:银川市公交公司对这个换电定价较为认可,在行驶成本基本相同的情况下,考虑到电动汽车环保、节能的优越性,愿意尝试使用电动公交车。银川地区的私家车主和出租车司机也表示,该换电定价比较具有吸引力。所以定价建议具有一定的市场可行性。(2)目前宁夏回族自治区经济和信息化委员会正在编写“‘十二五’期间宁夏电动汽车发展规划”,电动汽车换电定价建议可为其制定提供参考,对尽快实现规划目标有积极的促进作用。(3)电动汽车换电定价建议有助于实现电动汽车充换电站网络的市场化运营。 4结论 (1)电动汽车换电定价建议是通过调查、分析市场情况,综合考虑了宁夏地区交通车辆不同的能耗方式,论证了电动汽车换电服务网络的市场定位后提出的。(2)电动汽车换电定价建议具有可行性。虽然电动汽车换电服务的运营前期需取得政府补助,但随着电动汽车达到一定规模后,电池技术的不断进步,换电能耗成本将下降,预期5~7年后,电动汽车充换电价格可以不依靠政府补助参与市场竞争。(3)石油、天然气是不可再生能源,随着储量的下降,价格会越来越高,且以其为燃料的车辆还会产生环境污染问题。而电动汽车在节能环保、无污染零排放方面具有无可比拟的优势。所以电动汽车必将取代汽、柴油及天然气车辆,是未来交通工具的必然选择。 作者:刘德鹏单位:国网宁夏电力公司银川供电公司,
结构设计毕业论文:小高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅析 【摘 要】小高层建筑在当前社会比较常见,其美观性比较强,符合现代都市人对建筑外形的要求。小高层建筑一般采用的是短肢剪力墙结构,在设计的过程中,一定要保证结构的稳定性,还要做好质量监管工作。本文对小高层建筑中短肢剪力墙结构的优化设计进行了分析,希望对建筑设计人员提供一定帮助,在今后的工作中,可以提高小高层建筑的质量,实现建筑行业的稳定发展。 【关键词】小高层建筑;短肢剪力墙;结构;设计 建筑行业发展比较快,这带动了我国国民经济的增长,随着人们生活水平的提高,对建筑的要求越来越高,建筑除了需要保证实用性,还要保证建筑的美观性,这样才能适应现代社会人们审美眼光的变化。我国人口基数比较大,近年来对建筑物的需求量比较大,为了提高土地资源的利用率,建筑设计逐渐向高层建筑类型转变,小高层建筑有着良好的发展趋势,可以改善我国土地资源紧缺的现状。在小高层建筑设计中,要注意短肢剪力墙结构的设计工作,要掌握设计的要点,这样才能促进小高层建筑的发展与应用。 1.短肢剪力墙概述 短肢剪力墙是一种特殊尺寸的墙体,其长度比较短,一般墙肢截面高度与厚度的比例为7:1左右,是一种特殊的剪力墙结构。短肢剪力墙有着较大的灵活性,其在应用的过程中,要保证短肢剪力墙具有较高的抗震性,这样才能保证建筑使用的安全性。在设计短肢剪力墙结构时,要注意其底部地震倾覆力矩的大小,在应用短肢剪力墙结构时,有时会出现剪力墙偏小的问题,这可能会影响建筑的抗震效果,会影响建筑的使用安全性,所以,施工人员一定要严格按照设计进行操作,保证剪力墙的尺寸符合要求。短肢剪力墙有着较多的优点,其在小高层建筑工程中应用比较多,而且发挥着重要的作用,在高层建筑中有着良好的应用前景,这主要是因为短肢剪力墙自重比较轻,可以减轻建筑的自重,短肢剪力墙还可以分担建筑结构的荷载重力,其墙肢比较短,所以在应用时有着较大的灵活性,可以适应建筑设计的变更。在建筑施工中,有时会遇到突发状况需要对设计进行调整,而应用短肢剪力墙结构,可以有效减少设计变更对建筑企业造成的经济损失。短肢剪力墙还具有良好的延展性,其高度以及宽度都可以根据设计要求进行延长。通过实践发现,应用短肢剪力墙,有效提高了建筑的抗震效果,建筑结构的稳定性得到了有效的保证。 2.短肢剪力墙结构体系的特点 将短肢剪力墙应用在小高层建筑工程中,还需要设置间隔墙,其可以保证短肢剪力墙结构的紧密性,可以优化短肢剪力墙的布置,还可以保证短肢剪力墙功能的正常发挥。在施工时,施工人员需要根据实际对剪力墙尺寸进行调整,还可以根据设计要求增减剪力墙的数量,保证短肢剪力墙位置布置的合理性。施工设计人员要灵活应用短肢剪力墙,还要保证施工人员操作的规范性,做好技术交底工作。短肢剪力墙在布置方面有着较大的灵活性,可以保证支撑作用的发挥,还可以保证建筑结构的稳定性。短肢剪力墙可以保证梁柱连接的可靠性,可以提高建筑的美观性,由于短肢剪力墙尺寸比较小,所以具有隐蔽性,有利于提高建筑外观形象。在应用短肢剪力墙时,一定要保证结构的刚度,使其具有较强的支撑作用,从而在地震力的影响下,结构不会出现严重的变形问题。 3.结构设计 (1)短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中,只需按剪刀墙输入即可,而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型,其中梁、柱为普通空间杆件,每端有6个自由度,墙视为薄壁杆件,每端有7个自由度,考虑了墙单元非平面变形的影响,按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵,引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解,它适用于各种平面布置,未知量少,精度较高。如果设计人员没有考虑薄壁杆件理论对剪切变形的影响,当结构布置复杂时,可能会出现变形不协调问题。 (2)对设有转换层的短肢剪力墙结构,一般都只是将电梯间、楼梯闻、优秀筒和一少部分剪力墙落地,其于剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡,由于薄壁杆件的连接处是点连接,所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。 4.结构布置中需注意的问题 (1)施工人员在对短肢剪力墙进行布置的过程中。必须保证其均匀性与完整性。并且要将墙的轴向应力控制在合理的范围内。如果是对短肢剪力墙进行竖向布置。墙肢上部分与下部分应该保持一致。一旦发现洞口出现错位情况,就要及时对其调整。 (2)短肢剪力墙结构应该与两侧的梁紧密的连接在一起,使其形成一个竖向平面。与此同时,施工人员还要在短肢剪力墙结构的一侧加置翼缘,这样做的主要目的是为了防止短肢剪力墙出现一字形的情况。 (3)短肢剪力墙应设计成强墙柱弱连梁的体系。所谓强墙柱,是指墙柱可采用强度等级高的混凝土,加强墙柱配筋:尽可能减少连梁高度,使分配的地震力不至于太大,也使短肢剪力墙体系计算更合理。 5.短肢剪力墙结构的构造要求 短肢剪力墙结构的构造要求同一般剪力墙结构。目前我国各设计院在短肢剪力墙的结构设计中,剪力墙端部暗柱的设置有两种形式:一种是端部做暗柱,设置剪力墙水平和竖向分布筋,适于肢长较长的短肢剪力墙;另一种有点类似异形柱的配筋方法,以腹部均匀配筋,腹部钢筋面积根据电算时人为设置竖向分布筋的配筋率来计算,电算出的暗柱钢筋面积放在端部,适于肢长较短的短肢剪力墙,且配筋形式较简化,利于工程施工。 6.结语 本文对小高层建筑中短肢剪力墙结构的设计工作进行了介绍,提出了当前设计中存在的问题,还提出了优化设计的措施,有助于实现小高层建筑短肢剪力墙结构设计方案的不断完善。短肢剪力墙有着较多的优点,其可以减轻建筑的自重,还可以提高建筑的抗震性,在优化设计的过程中,一定要保证短肢剪力墙的强度以及抗震效果。短肢剪力墙由于墙肢比较多,而延展性比较强,所以可以灵活改变其大小,可以根据设计要求,对短肢剪力墙的尺寸进行调整,这有效降低了设计变更对建筑企业造成的损失。 结构设计毕业论文:并购重组中交易结构设计研究 摘 要:丽鹏股份是国内最大的铝板复合型防伪印刷和防伪瓶盖生产企业,产销规模已连续十年占据同行业第一的位置。受国内外复杂多变的经济环境影响,酒类行业进入了深度的调整期和转折期,企业利润空间受到挤压。为寻求新的利润增长点,丽鹏股份实施了对华宇园林的跨行业并购重组。此次并购交易结构设计有诸多创新值得借鉴,有效解决了并购两个不同行业企业融合问题。 关键词:并购;交易结构;设计 纵观中西企业发展史,每一个大型企业的成长都离不开并购。美国经济学家、诺贝尔经济学奖得主乔治・斯蒂格勒对此有过精辟描述:“没有一个大公司不是通过某种程度、某种方式的兼并而成长起来。”而交易结构设计作为并购的优秀环节,对并购活动的影响不仅在于达成并购交易,更重要的是为并购后的企业整合创造有利条件,使并购双方实现共赢。本文通过对丽鹏股份并购华宇园林的案例分析,研究其在并购过程中的交易结构设计创新方式。 一、并购背景分析 1.收购方概况 山东丽鹏股份有限公司创建于1995年,于2010年3月在深圳证券交易所上市,证券代码为:002347,证券简称:丽鹏股份。公司注册资本1.06亿元,主导产品为防伪瓶盖和复合型防伪印刷铝板,是亚洲最大的防伪瓶盖生产基地、最大的复合型防伪印刷铝板集散地、最大的铝板复合型防伪印刷基地。 资料来源:丽鹏股份年报。 2013年受宏观经济运行低迷、行业政策多变等预期等因素影响,酒类行业进入深度调整期,行业增速放缓、盈利空间收窄。丽鹏股2013年净利润同比下降了8.11%。为应对酒类行业持续低迷对公司盈利能力带来的影响,丽鹏股份必须进行产业结构调整,寻求新的利润增长点。 2.被收购方概况 重庆华宇园林股份有限公司创建于2001年,是集园林规划设计、工程施工、绿化养护和花卉苗木生产、营销于一体的综合性、规模化园林企业,注册资金1.075亿元。公司已设立4个专业分公司、9个区域分公司、1个子公司。 资料来源:天健会计师事务所出具的天健审(2014)3-283号审计报告。 华宇园林近三年主营业务总收入保持了30%左右的持续增长,公司综合实力不断增强。但由于园林行业是资金密集型行业,华宇园林在高速发展的同时经营性现金流一直为负,资金需求量巨大已成为制约华宇园林快速发展的瓶颈。 二、并购动因分析 1.传统行业进入调整期,持续盈利能力下降 受国际内外经济环境的影响,酒类行业进入了深度的调整期和转折期。丽鹏股份2013年业绩增速放缓,影响投资者整体回报水平。 2.拟拓展新的业务领域,通过并购实现多元化发展战略 鉴于下游行业的景气度有所下降,丽鹏股份制定了“内涵式与外延式”并举的战略规划,即一方面巩固原有产业,另一方面充分利用资本市场并购工具,通过收购兼并等方式,实现企业转型升级。 3.园林行业迎来跨越式发展的历史机遇,符合跨行并购战略 为谋求尽快实现公司产业转型升级,丽鹏股份对公司的发展战略进行了优化,确定了多元化经营的战略方向。丽鹏股份分别从宏观经济发展趋势、国家产业政策导等方面着手,并结合自身特点综合考量,认为园林行业未来发展前景广阔,拟通过并购进入该行业。 三、并购交易结构设计 丽鹏股份收购华宇园林100%的股权。本次交易由发行股份及支付现金购买资产和配套融资两部分组成。 1.发行股份及支付现金购买资产 丽鹏股份通过发行股份及支付现金方式收购华宇园林100%的股权。丽鹏股份与华宇园林全体58名股东签订了附生效条件的《资产购买协议》,华宇园林100%股权的交易对价为99,860万元。丽鹏股份合计以现金方式支付交易对价的23.02%,计22,983.63万元;合计以发行股份方式支付交易对价的76.98%,计101,553,993股。签订了《盈利预测补偿协议》的5位股东中,其中1位的股份锁定期为三年,另外4位的股份在业绩承诺实现后分三次解除限售,其余53名没有签订《盈利预测补偿协议》股东的股份自本次股份发行结束之日起12个月内不得转让。 2.配套融资 丽鹏股份向9名特定投资者发行股份不超过3,669万股,发行价格7.57元/股(为丽鹏股份审议本次交易事项的第一次董事会决议公告日即2014年7月31日前20个交易日股票交易均价)。锁定期为股份自发行结束之日起36个月。本次募集配套资金不超过27,774.33万元,扣除发行费用之后,拟用于收购58名华宇园林股东持有的华宇园林23.02%的股份,剩余部分将用于补充华宇园林营运资金。 齐鲁定增1号集合资产管理计划(以下简称:资管计划)是9名特定投资者之一,拟由丽鹏股份及华宇园林的部分董事、高级管理人员、业务骨干全额认购,合计不超过5,442.83万元,交由齐鲁证券设立和管理。 3.盈利预测补偿 根据丽鹏股份与华宇园林管理团队等补偿义务人签署的《盈利预测补偿协议》,盈利补偿期间为本次交易完成的当年及其后两个会计年度。在盈利补偿期间内,华宇园林任意一年实现的净利润数低于对应年度的承诺净利润数,交易对方中补偿义务人将按照现金与股份26%:74%的比例履行业绩补偿承诺; 不足部分以现金补偿。 如果承诺期华宇园林实际实现的扣非后净利润总和超出承诺期承诺扣非后净利润,超出部分的一定比例将用于对华宇园林的经营管理团队进行奖励。奖励金额累计不超过1亿元人民币。 四、并购对丽鹏股份的影响 从2014年7月31日丽鹏股份披露拟收购华宇园林股权至2014年10月31日(公告获得中国证监会并购重组委有条件通过日),丽鹏股份的股价由7.96元上涨到11.01元,涨幅为38.32%。 并购完成后,标志着丽鹏股份由单一酒类防伪制造业转变为制造业和园林绿化的双主业,形成了瓶盖、园林双主业比翼齐飞的多元化发展格局。通过本次并购重组,将为上市公司培育新的业绩增长点,降低宏观经济和白酒行业波动对上市公司业绩的影响程度,进一步提高上市公司整体盈利能力,增强公司抗风险能力、进而提升上市公司价值,更好地回报投资者。 五、并购交易结构解析 1.丽鹏股份发展战略转型 为应对宏观经济下行,主营业务单一、市场空间、利润空间进一步受到挤压的影响,丽鹏股份在进行自身产品结构调整、产品升级换代的同时,选择了混合并购进入新兴产业――园林行业的发展战略,以寻求新的利润增长点,提高单一主业的抗风险能力,实现多元化经营战略,完成产业的转型升级。 2.交易结构设计创新 (1)有效解决企业间的融合 在本次并购重组方案中,配套融资的非公开发行对象中设立了由并购双方的部分董事、高级管理人员、业务骨干全额认购的资产管理计划,以此激励管理团队、业务骨干,将员工的利益与公司的发展紧密结合在一起,形成利益共同体。此举有助于解决不同行业企业间的融合问题,提高沟通效率。丽鹏股份在完成对华宇园林的并购重组后,将瓶盖业务与园林业务作为公司的主业,践行双主业发展战略,对园林绿化业务给予大力支持。 (2)对并购企业的有效激励 在本次并购重组方案里,股权收购同股不同价及业绩承诺是对并购企业有效激励的又一创新。在股权收购时给予华宇园林经营管理团队的股权转让价格比普通股东的股权转让价格略高,但同时要求华宇园林的经营管理团队对华宇园林未来三年的业绩进行承诺。这充分体现了丽鹏股份对华宇园林未来发展前景的认可,同时也最大限度的调动了华宇园林经营管理团队的工作积极性,在确保完成业绩承诺的同时可以获得更大的盈利增长。而业绩承诺则体现了华宇园林经营管理团队对华宇园林的发展充满了信心,兑现承诺业绩,达成企业和个人的双赢。 作者简介:赖馨(1994- ),女,汉族,重庆人,美国得雷克大学经济管理学院,研究方向:投资经济 结构设计毕业论文:纽约时报大厦的建筑特色与结构设计挑战 纽约时报大厦具有时尚的现代都市广场气息及丰富的文化体验。从2007年建成至今。一直是纽约的一个重要地标。它是Renzo Piano建筑事务所、Fox Fowle建筑事务所与开发商Forest City Ratner公司及大厦业主纽约时报共同合作的结果。结构设计由宋腾添玛沙帝工程顾问有限公司(Thornton Tomasetti,Inc.简称TT公司)完成。建筑设计中需要考虑业主和设计团队的需求,同时寻找创新和效率的平衡,这些给结构工程设计带来了很多挑战。 Renzo Piano建筑事务所采用具有创造性的欧洲风格的建筑设计,并融合了熟悉纽约当地的设计规范及实践和Fox Fowle建筑师的经验。外露的钢结构是纽约时报大厦的一大亮点,它融合了外观的美感,同时注重结构的合理性、制造安装的实用性。结构设计主要面临的挑战为如何在满足建筑设计要求的前提下,使外部结构的连接能够满足美学要求和施工需要,以及应对温度影响下外部结构的变形需求。本文将在阐述其建筑设计的基础上,重点讲述纽约时报大厦的结构设计。 1.建筑设计理念 建筑的主要设计概念为亮度与比例的表达。建筑师们致力于创造建筑整体的透亮感,整个建筑越到屋顶越为透亮。建筑外墙由透明的玻璃及紧密相隔的陶瓷管组成,使建筑达到透亮感,这种透亮感幕墙延伸到屋顶及锥形塔尖直至天际。此外,该建筑还采用了很多独特的设计理念,比如体量、景观、光感与环境的融合,以及与街道其他建筑的相对关系,最终创造了一个开放的设计,让使用者产生一种被城市围绕的感觉。 设计的挑战主要是来自于太阳光对于建筑的照射。通常的做法是采用小玻璃或者是镀厚膜玻璃,但这会影响外面的人向建筑内观看和建筑内的人向外观看,因此建筑师采用陶瓷管的双面玻璃作为迎光面,从地板到屋顶的内墙采用水白色玻璃。由此,可以通过反射环境的光来增强城市的天际线,建筑幕墙的颜色会随时间、天气的变化而变化,也能够从街道上看到室内空间,这对于增加大堂的明亮度与空间的灵活性起到很大的作用。 为了适应迅速变化的媒体环境,工作空间设计非常灵活多变。大厦内整体空间开阔,布置很多会议场所鼓励部门内部以及部门之间的相互交流。楼梯位于建筑的角部,促进部门间的交流以及建筑内外的沟通。此外,建筑师通过散布电梯井的方式来开放大堂空间,使得超过约106m的大空间都是可见的。 在建筑与结构一体化的思想前提下,建筑师让一部分钢结构、梁和柱子暴露在外,而这些通常是不可见的。这些外露的结构增强了建筑立面的生动性,并衬托出了陶瓷管的亮度及可视性。 2.建筑可持续设计 2.1露天花园 纽约时报大厦采用了很多可持续设计,其中最突出的“绿色”设计是独特的露天花园。花园的四周都由玻璃环绕,种植了几株15m高的白桦树木,地面两种苔藓覆盖。还有优雅的木制天桥,成为繁忙市区中的一片绿洲。 2.2双层幕墙 为了减少热量进入建筑,建筑师在双层幕墙的第二层设计了水平的陶瓷管作为遮阳工具。双幕墙的采用使楼层全高使用超清玻璃成为可能,能够使空间的光线最好,也能使建筑外的人看清楚建筑内部的情况。陶瓷管通过全天反射光线、改变颜色提升了建筑整体的设计感。 2.3照明和阴影 通过与劳伦斯伯克利国家实验室和一流采光专家的合作,以及纽约州能源研究和发展管理局(NYSERDA)的财政援助,纽约时报公司创造了一个非常先进的、可调光的照明系统,同时也具备30%节能的动态遮阳系统。 通过日光采集,最大限度地利用自然光,电照明只是作为补充。整个照明系统中的18000多个电子镇流器(镇流器限制电路中流动的电流量)均在照明系统整合在一个独立的计算机芯片,可以单独控制。这意味着照明水平可以通过调节以满足不同的需求以达到最高效率。 遮阳系统通过采用太阳的位置以及庞大的传感器网络的输入决定提高或降低遮阳比率,一方面防止极强光进入产生晕眩感,另一方面在阳光较少的时候增加光线的通过。照明和遮阳系统的共同工作确保了建筑能够更有效地利用自然光。 2.4能源的共用 纽约时报大厦的所在地有一个利用清洁可燃烧天然气能源的联合电厂,能够提供时代广场40%的电力。此电厂在冬天为时代广场提供暖气,在其他时间段提供冷气。这是一个对比其他设备公司更有效的发电设备,其副产品热能被很好地利用。这种情况在纽约是十分特别的,因为很少在商业区的写字楼中有发电厂。 2.5地面通风 纽约时报大厦拥有一个多功能的、舒适且高效的地板送风系统,该系统不仅可以节省能源,也能确保有一个更舒适的温度调节。在寒冷的日子,可以用地板送风的余热来生成热空间。这是纽约市最大的地板安装系统。 3.结构系统设计 3.1结构平面布置 整个建筑分为两个部分,52层高的塔楼和附在塔楼两侧的5层高裙房。塔楼平面东西方向约44m、南北方向约57m。四个角各有约14m×6m的缺口使塔楼呈十字形状。为了使可租用面积最大化,大厦中心布置了一个约20m×27m的优秀筒用来布置电梯、机房和楼梯间。这样的优秀筒布置使得可租赁空间从优秀筒至外柱的跨度为12m。通过沿着外柱悬挑5英尺的楼板来实现增加额外的办公空间。裙房为东西方向约73m。南北方向约57m。 3.2抗侧力体系 建筑的抗侧力体系主要为带斜撑钢框架优秀筒和外伸臂。在东西方向,沿着电梯井有三个主要的斜撑轴线(轴3,4,6)。每条斜撑轴有两跨布置人字支撑,使结构体更有效。5轴北侧服务电梯需向南侧开门,在电梯开洞处的转换支撑会使支撑体系效率较差,因而取消了5轴处的支撑。 在南北方向,建立有效的支撑轴是非常具有挑战性的,因为支撑无法像东西方向一样放在电梯井内。对于28层以下的楼层,在南北方向有两个支撑轴(轴B和D),每个轴为三跨。端部的跨采用了人字形支撑或偏心支撑的形式,以满足电梯大堂入口的需要。中间跨为两端偏离柱的单斜撑,用来布置机房的通道。28层以上的楼层,低区电梯去掉后能够提供更多的可租赁空间。为了进一步增大可利用空间,斜撑轴B和D取消。单斜撑轴C.2延伸至屋顶,此轴同样为三跨。同样,端部的跨采用了人字形中心支撑或偏心支撑的形式,以满足电梯大堂入口的需要。中间跨为柱与柱之间的单斜撑。 为了使抗侧力体系更加有效,大厦布置了两道外伸臂,加强了外框柱和优秀筒的联系,使其共同作用。外伸臂布置在28层和51层的机电层。每根柱子通过外伸臂与优秀筒相连接,包括柱A.5和E.5,由于轴5没有斜撑来传递外伸臂的剪力,在28、29、51、52层布置楼面水平斜撑,以将外伸臂的力传递至轴4和轴6的斜撑,既提高了结构整体的效率,同时也为结构体提供冗余度。 由于差异压缩变形的影响,连接框架柱和优秀筒的外伸臂在重力下也参与受力。优秀筒柱比外柱刚度明显要高,因而压缩少。外伸臂试图平衡该变形差,实际的作用就是外框柱的部分重力荷载会通过外伸臂转移至优秀筒,TT公司建立了多个计算模型对不同施工顺序进行了分析计算。 除了主要的3个优秀支撑轴以外,在东西抗侧力体系中也包括了另外两个在建筑南北面的×斜撑轴(轴2,7)。由于这些支撑位于楼外,它们的设计主要受建筑师对外观表述的影响。交叉斜撑采用了定制的成对的钢拉杆。直径在64mm(2.5英寸)至100mm(4英寸)之间。支撑轴的斜撑杆、柱梁沿着楼层向上按一定比例减少尺寸。在建筑外部的钢结构需采用防火涂料。放火涂层的数量与构件的表面积有关。小直径的斜撑若杆表面积过小,如防火涂料需达到防火时限的要求,将十分不经济。由于斜撑杆不防火,抗侧力体系需要对两种工况进行设计,一种是正常情况下有斜撑杆,另一种为极端情况下斜撑杆失效。优秀筒支撑在强度上能够支撑结构和侧力,同时外部的小斜撑杆用于帮助结构满足侧移角和加速度的要求。 支撑框架结构的变形大多数是由倾覆力矩与剪切引起的,而柱子在解决倾覆力矩产生的拉力和压力时可产生如弦杆一样的作用。因此,底部的柱子增大可最有效地解决位移角问题。柱子最大尺寸为750mm×750mm,截面由五块钢板焊接在一起形成一个750mm×750mm的实心钢。 在最终的布置下,结构在10年一遇的风载作用下满足位移角1/450的要求。在南北方向和东西方向的周期为6.8s和6.0s。非飓风风暴下建筑加速度小于25milli-g,满足一般的高层办公建筑标准。 3.3重力楼板体系 临近建筑槽口的约20m×6m悬臂端跨是设计中的一个挑战,因为此设计需要与结构、建筑、钢结构安装和幕墙设置协调。从轴B和C方柱子悬挑出楔形梁(CB)。这些梁为定制的宽翼缘工字钢,高度从550mm渐变为450mm,宽为350mm。这些梁的翼缘厚度随楼层上升而减少。 建筑南北面的外幕墙沿着轴B和D的双通道延伸边跨2.5m。结构采用外露的翼梁(WB)用来支撑幕墙。翼梁由一个预制的螺栓焊接到CB的另一端来支撑。中间轴C的跨用空腹桁架来支撑,因为在办公区采用斜杆会影响其使用功能。在整个塔楼,空腹桁架的竖杆均采用W14×257。施工过程中将布置临时支撑链接至该竖杆,以承担施工荷载。 4.外部钢节点 本项目最具特点的结构部分为外部钢结构的使用。这些构件为建筑概念的重要组成部分,为满足建筑美学的要求对节点进行了严格的设计。所有外部焊缝必须打磨光滑,外露的焊接孔是不允许的。外柱为750mm×750mm的预制箱型构件。翼缘厚度按照建筑层数变化,两腹板在翼缘的端部内凹75mm。腹板的厚度沿着楼层向下从25mm增加至175mm,因而增加了柱子面积来承担建筑荷载以及提供侧向刚度。 为了实现建筑师所需的轻盈感,使用了x斜撑杆体系连接,而不是单一笨重的杆件。成对的斜撑杆相互垂直,交错布置。外柱、斜撑杆和水平的XB构件相交处也是本项目的重要节点,两个380mm宽板延长柱翼连接到柱子的腹板。在两块连接板之间由桥板来配合斜撑杆的角度。由于每个斜撑杆转角不同。设计了两种桥板节点。斜撑杆通过单铰与桥板连接。 由于完全无误地安装如此大的钢构件操作起来很难,在合同中要求建立一个全尺寸的螺栓节点大样来测试构件的容许度和实用性,因此合同文件中对于外部结构节点大样的品质要求做了相应的规定。 因为有8根柱子在建筑体的外面,因而与之相连的梁需要穿过建筑立面。建筑师的一个要求为所有的伸出建筑体的梁需要有相同的中心线标高。这些标高将于楼层的梁顶标高不一致。同样。建筑要求外露在建筑外的梁高为400mm。因此,设计出了特殊的“牛腿”节点来解决垂直于外墙的梁高问题。但“牛腿”梁并不是暴露的,外面包裹了面层。 5.外部钢结构的设计 5.1隔热设计 由于外部采用了大量的钢结构,在温度应力作用下的变形和应变是设计中的一个重要部分。外部的构件会受温度影响而伸缩,而内部的构件则不会。根据Rowan Williams Davies and Irwin(RWDI)为纽约市提供的温度历史数据,设计团队应用了30种温度荷载组合来对建筑进行设计。这些荷载组合考虑了辐射加热、冷却以及太阳照射对建筑的影响。 应对风荷载产生的倾覆力矩而布置的外伸臂,也能够帮助抵御内外柱由于温差而产生的变形。然而在建筑东西方向的柱网不需要外伸臂来抗侧力。内外相邻柱的温差引起的变形差不满足规范的要求。为了减少差异引起的影响,两个“温度桁架”被布置在这些柱网上,这些桁架的布置使得柱子的变形能够满足规定要求1/300。 5.2桅杆 建筑的顶部竖了一个90m高的桅杆。此桅杆为一个底部直径为2.4m、顶部直径为200mm的锥形桅杆。桅杆向下延伸至51层机电层,坐落在一个25mm的圆底座上。此底座栓接在一个楼面梁支撑的楼板上,同时在52层的屋顶面对桅杆做了支撑,以确保在底部的稳定性。细长的形状和顶楼的高风压使得桅杆需要进行疲劳验算。设计过程中考虑采用阻尼器来限制金属疲劳。但最终采用了特殊的节点设计来解决。 桅杆在实际建筑上的效果需要被考虑。在51层和52层布置了楼面桁架来传递由桅杆产生的基底剪力。此外,布置了竖向桁架来传递桅杆的自重给柱子。桅杆上附加了若干小的卫星天线装置,因此桅杆的侧向位移需考虑天线装置的允许位移以及结构本身的要求。 结构设计毕业论文:水电站厂房屋面结构设计分析研究 【摘要】水电站的厂房是水电站的主要建筑物之一,厂房中安装有发电机、水轮机等发电设备和各种辅助设备,是一个实现水能转换为电能的综合工程设施。以烟岗水电站工程为实例,介绍了钢网结构在厂房中的应用。有效地解决了屋面建筑冬季施工困难问题,且结构造型美观、灵活、设计简单,施工方便,旨在为以后的水利水电工程厂房屋面结构设计的同行提供参考。 【关键词】水电站;厂房屋面结构;混凝土结构;钢网结构 水电站厂房钢网结构作为一种空间结构,它由许多杆件沿曲面或平面按一定要求组成的空间网状结构。早在上世纪40 年代就由德国首次成功运用于工业建筑上,此后在世界各地得到广泛发展,到目前已形成了很多定型体系,如单杆体系、米罗(MERO)体系、菱形桁架体系(Diamond truss)、空间板体系(Space Deck)、以及诺得斯(NODUS)体系等。直到上个世纪90年代以前,这种结构主要应用于大跨度的展览厅、车站候车大厅以及游泳馆等公共建筑。 1、工程概况 烟岗水电站工程位于四川省凉山州木里县境内,是雅砻江中游右岸一级支流――鸭嘴河水电梯级的第二级水电站。首部枢纽工程位于烟岗峡谷进口处,距木里县公路里程76km,距西昌市公路里程330km,其上游约8km处为该河段水电梯级的第一级水电站―布西水电站。烟岗水电站厂房位于鸭嘴河河口上游的雅砻江的右岸山坡2515m高程处,其尾水接第三级水电站―跑马坪水电站的前池,烟岗厂房距首部枢纽公路里程12km。本工程开发任务为发电,兼顾环境生态用水。 工程由首部枢纽、引水发电洞、压力埋管、电站厂房及尾水渠等主要建筑物组成。总工期36个月。工程静态总投资82311.61万元,总投资91721.61万元。 烟岗水电站采用引水式开发,装机容量120MW,多年平均发电量5.32亿kW.h。 电站主厂房全长54.76m,宽21m,最大高度20.4m。厂房与开关站结合地形条件布置,左侧为安装间,与主机间同宽;主厂房内2台发电机组呈一字形排列。电站于2012年10月正式并网发电。 2、主厂房屋顶设计方案比选 2.1钢网架结构方案 钢网架结构的特点是,施工速度快,安装、维修容易,安全系数高,且可以解决机电安装急需保温的困难。钢网结构比较固定,一般由三部分组成:厂顶网架、网架支撑以及屋面。在材料选择上,屋面采用彩钢夹芯板,檩条采用冷弯溥壁型钢。 2.2钢筋混凝土方案 钢筋混凝土结构在工业与民用建筑中得到了广泛的应用,其主要优点是作为承重构件,其承载力大,施工技术成熟,抗震和防火等方面的性能优越。采用钢筋混凝士框架结构,稳定性可以得到很好的保证。钢筋混凝土梁板结构经历了两个阶段,传统的做法是薄腹梁或混凝土屋架加大型槽型板,后来随着预应力技术的成熟,一些技术公司开发出雁型板项目。值得强调的是屋面板要有保温层、防水以及保护等功能。 2.3房屋方案的比选 为了选出更为合理的方案,应对两种方案的优缺点进行比较。笔者根据工程 的实际情况,主要对以下几个方面做了比较: 施工工期:钢网结构施工工期短,且不受天气的影响,即使是在寒冷的冬季,混凝土无法施工的情况下,钢网仍可进行。且预制构件的施工周期长,养护周期长。 施工人员费用:钢网结构主要的构件厂家已经事先设计好了,电站只需要安装即可,施工时间大大缩短,因此,施工人员费用也比混凝土结构便宜。 工程造价:施工以及装修等工作完成以后,按实际的覆盖厂房面积,经过计算知钢网结构每平米综合造价比混凝土结构节省投资30-40%。 构件制作:钢网结构所需的钢管、螺栓、锥头、板材以及檩条等构件均由设计厂家按要求制作,只需将构件运到现场安装即可完成;混凝土结构方案需要浇注梁以及面板,为了保证预制施工质量,需要事先平整夯实及硬化预制场地[2],特别是在场地受限的水电站工程中,场地条件有时无法保证。 影响因素:钢网架结构施工非常简便,吊装安全并且工作量小,混凝土用量也很少,质量控制比较容易。混凝土结构材料较多,施工受外界条件影响大,尤其冬季施工,加大了施工难度,混凝土质量因而不能很好的保障,准备工作量也非常大。 综合以上几个重要因素的考虑,钢网结构优势非常明显,同时为避免梁板吊装对机电安装造成较大的干扰,确保机组可以按期投产发电,设计最终采用空间钢网架结构方案。 3、钢网结构设计 3.1 结构形式 钢网结构采用正放四角锥网架。支撑形式:下弦支承。节点类型:螺栓球节点网架。平面尺寸大小为38.42m×17m,投影面积共计653.14m2。 3.2 设计依据 荷载标准值:上弦恒载为0.30kN/ m2,上弦活载为0.50k N/ m2,下弦恒载为0.1kN/ m2,基本风压为0.35kN kN/ m2,抗雪压载荷为0.50k N/ m2。设防抗震烈度为6度,场地属于Ⅱ类建筑场地。 3.3 材料选择 选用Q235B钢制作的钢管,采用高频焊接钢管的焊接方式。螺栓螺钉选用40Cr钢,材质应符合《合金结构钢技术条件》GB3077要求,高强螺栓应满足《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB1288的规定,其性能等级为10.90s。选用45号钢制作的螺栓球,材质应符合《优质碳素结构钢钢号及一般技术条件》GB699的规定。选用Q235B钢制作的封板锥头,钢管直径超过76时必须采用锥头,连接焊缝海外锥头的任意截面与连接的钢管强度要等同,厚度应保证变形以及强度的要求。选用Q235钢制作的套筒,杆件与截面等同。选用E43焊条对Q235钢与Q235钢进行焊接,选用E50焊条对Q235钢与45号钢进行焊接。采用75mm厚彩钢夹芯板作为屋面板材,采用冷弯薄壁型钢制作檩条。 3.4 加工技术要求 网架杆件需要对氧化皮以及锈蚀等污物进行清除后才可加工。网架的构件(包括杆件、螺栓球、、支座高强螺栓等)需要在专业的厂家定制,并且还得有检验合格证明,对于球以及螺栓的加工,则由厂家按机械行业标准选购或自行加工,但要满足受力和材质要求。焊缝需满足规定标准,构件焊接要达到同等强度,。 3.5 安装以及涂装技术 要求支承面预埋钢板必须保持水平,安装位置准确。,相邻支座高差不超过5mm,最高与最低高差不超过10mm,位移量不超过5mm。对所有构件须都需要作防锈处理,出厂前以及安装后都要涂灰色防锈漆。为了保证使用年限,涂装前需要进行除锈,除锈参考《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等极》GB8923中的Sa2等级,不能低于这个除锈等级。涂装时的环境湿度以及温度,除其产品的特殊要求外,相对湿度不应超过85%,温度应在5D38℃之间。不应在涂装构件的表面出现结露,涂装后4小时内应避免雨淋。荷载必须作用在节点(螺栓球)上,严禁在杆件上悬挂重物,杆件不承受横向荷载。 4、结束语 网架结构的组成比较规则,施工起来方便,厂房屋面结构采用钢网架比采用钢筋混凝土梁、板结构费用小,建设工期短,质量更易于控制,并且对周围环境影响小。因此,在水电站工程中应大力推广应用。 结构设计毕业论文:纵粱式管架结构设计浅析 【摘要】本文着重介绍石化工程中纵梁式管架结构体系的设计方法、注意事项。纵梁式管架是石油化工装置及公用工程设计中常见的结构形式,是装置与装置间以及装置内各单元、建构筑物之间相互连接的重要途径,具有面多量广、形式复杂多样的特点。本文通过对其基本概念、布置原则、荷载分析、计算难点、注意事项等几个方面的阐述并结合工程实践对此类结构的设计作一探讨。 【关键词】纵梁式管架;活动架;固定架;柱间支撑 纵梁式管架是石油化工装置及公用工程设计中常见的结构形式,是装置与装置间以及装置内各单元、建构筑物之间相互连接的重要途径,具有面多量广、形式复杂多样的特点。本文通过对其基本概念、布置原则、荷载分析、计算难点、注意事项等几个方面的阐述并结合工程实践对此类结构的设计进行探讨。 1 纵梁式管架结构概述 在相邻独立式管架间设置纵向联系构件,如纵梁或桁架,构成空间体系的结构称为纵梁式管架。装置内管架一般采用钢结构,公用工程管架柱通常采用钢筋混凝土结构或仅首层采用钢筋混凝土,其余钢结构的组合结构。纵梁式管架安全等级应为二级;支撑输送高度有害和易发生次生灾害介质的管道的管架宜为一级。抗震设防类别为丙类。 2 纵梁式管架结构布置原则 2.1 高度的确定 管架的高度主要由上游专业确定,以满足管道布置为首要条件。结构专业应及时反馈断面信息以便相关专业进行调整。 2.2 纵向柱距的确定 纵梁式管架的纵向柱距宜为9~15m,基本柱距宜采用9m。特殊情况时,纵向柱距可按管道专业布置的实际需要,可不受模数限制。 2.3 伸缩缝的设置 伸缩缝的的间距:钢结构不宜大于120m,混凝土结构不宜大于70m。 2.4 纵向柱间支撑的设置 纵梁式管架在每个温度区划内均应设置纵向柱间支撑体系,增加纵向刚度,同时管道也在补偿器附近设置固定架。通常在工程中两者可合二为一,达到经济的目的。 3 荷载 3.1 竖向荷载 3.1.1 竖向荷载应包括结构自重、管道自重、设备重、附件重、保温重、介质重或充水试压时的水重、顶棚重、电缆和桥架重等。 3.1.2 作用于管架横梁上的竖向荷载,宜按均布荷载计算,当遇有一根管道作用于梁上的荷载大于10kN时,该管道应独立按集中荷载考虑。在计算均布荷载时应考虑预留管道的荷载,而预留管道往往无法确定, 在使用均布荷载对管架进行分析时需要注意:同一柱距范围内主次梁上的管道荷载是不同的。原因在于不同管径的管道跨距各不相同,并不是所有管道都需要在次梁上设置支点。因此在考虑管线均布荷载时,应按管道实际支撑点的布置来确定计算所需的均布荷载。 3.2 水平荷载 纵梁式管架的水平荷载主要包括作用于活动管架,管道受热膨胀时产生的水平推力、作用于固定管架的管道补偿器的弹力、管道内介质不平衡内压力以及活动管架通过管道作用于固定管架的反作用力。除此之外还应包括风荷载。 一般来说,管道补偿器的弹力、管道内介质不平衡内压力由上游专业提供,而管道摩擦力、风荷载则由结构专业依据管道竖向荷载、管径、分布,通过计算获得。 由于纵梁和竖向支撑存在,纵梁式管架的纵向刚度一般较大,因此纵梁式管架中的活动管架一般按刚性活动管架设计。文中所指的活动管架均指刚性活动管架。 管道与结构之间的作用是一个十分复杂的问题,要精确计算,在工程上几乎是不可能的。对于工程设计上的纵梁式管架,可按下式计算管道对活动管架中的横梁产生的摩擦力。 其中Kj为管道牵制系数,Gk为管道竖向荷载,?为主要热管与钢梁间的摩擦系数。活动管架上的管道水平推力作用在梁顶。横梁承受管道的竖向荷载和水平推力,可按双向受弯构件对横梁进行计算。 在计算敷设双层及以上管道的管架时,对管架柱应考虑上、下层间管道的牵制作用,考虑整个管架上的全部管道重量,并从各层主要管道中选用一根起控制作用的主要热管计算kj值。对横梁则仅需考虑本层管道间的牵制作用。 3.3 管道振动荷载 当计算支承振动管道的管架构件(基础除外)及其连接强度时,所有振动管道的竖向荷载应乘以动力系数,并以此计算水平推力。固定管架上支承振动管道时,补偿器反弹力也应乘以动力系数。对于不设限制振动管道,则应根据实际情况确定动力系数。 4 纵梁式管架计算难点 纵梁式管架计算的难点在于计算正常使用状态下管道水平推力对管架的作用。 管道受热膨胀时,管道由固定架处向补偿器方向变形。在应力和摩擦力作用下,使活动管架与管道间产生相对位移(刚性活动管架),最终使补偿器发生变形。由于补偿器的刚度作用,必将产生抵抗压缩变形的反力,这就是补偿器的弹力。事实上,管架对管道的任何限制作用并不会改变管道最终的变形量。固定支架、限位支架最终限制的是管道的变形方向,或者变形形式。 由一个温度区段的纵梁式管架共同承担纵向水平力,在工程上并不容易实现。长达几百米的纵梁式管架,由于纵向构件的压屈、支座螺栓的松动,使纵向力难以顺利的传递和抵消,因此可沿补偿器将一个温度区段内的纵梁式管架切为几段计算。如果计算单元内设置了两个补偿器,左侧补偿器以左的管道水平力Fba由固定架承受,右侧补偿器b以右的管道水平力Fbb由右端固定架承受,补偿器之间的管道水平力由中间固定架承受。由于Fbb和Fba方向相反,中间固定架通常承受的管道水平力很小,因此中间固定架通常可不设置竖向支撑。 纵梁承受的管道水平推力各不相同,最大的水平推力作用于与固定架相连的纵梁上。在摩擦力和应力作用下,中间管架变形趋势同管道一致,使得在补偿器处纵梁受压,而在固定架一侧纵梁承受较大的拉力。最大拉力计算方法如下 对固定架而言,管道传来的各中间管架的摩擦力与纵向构件(纵梁)传来的水平力已相互抵消,仅承担管道的水平弹力。对于有柱间支撑的组合式空间体系结构的固定架,水平弹力最终通过柱间支撑传递至基础。 5 纵梁式管架设计注意事项 1) 由于生产工艺的要求,管道沿纵向需要一定坡度时,各架顶的设计标高成为变数。如采用钢筋混凝土结构,可调整管架基础的埋置深度;对于钢结构管架,设定柱脚底板距地面的净距为150~350mm,以便选择统一柱高度定型管架。 2) 当管架柱全部为钢筋混凝土时,横梁宜尽量选择适宜的跨度,以便采用现浇钢筋混凝土梁。这样横向刚度较好,也便于节点处理。如采用钢梁,梁柱刚接较难实现。在满足管道布置条件的前提下,可在管架横向设置柱间支撑,以增加刚度,保证结构的稳定。应注意,此时节点处纵横向埋件的锚筋应相互错开。 6 结语 纵梁式管架结构作为最常见的结构形式,一直以来就存在量多面广的特点。近年来随着我国石化行业的大发展,装置规模越来越大,纵梁式管架结构也必然朝着大型化、复杂化的方向发展。因此有必要对其进行深入的分析,了解其特性,重视其发展,总结经验,使管架设计在技术上先进、经济上合理、工程上安全可靠。 结构设计毕业论文:房屋结构设计中存在的问题及其对策解析 【摘要】房屋建筑结构的设计是一个全面、系统而且复杂的过程,对于设计师而言,是一项充满挑战的工作。本文笔者对房屋结构设计中存在的问题及其对策进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。 【关键词】房屋结构设计;问题及对策 前言:作为房屋建筑的设计人员,应根据具体情况作出具体分析,运用已经掌握的专业知识灵活处理实际建筑设计中遇到的各种难题。 一.多层框架结构设计的问题 1.1框架计算简图问题 多层框架结构无地下室,独立基础埋置较深,周围有一个-0.05m拉梁的基础上,需要的基础梁按1层输入。根据《抗震规范》第6.1.2条,当在Vlll度地展区的工程框架结构其抗震等级为二级,在设计的时候按3层框架房屋进行计算,首层为3.35m,即若框架建筑嵌固在-0.05m处的基础拉梁顶面,基础拉梁断面与配筋按构造进行设计,其基础以中心受压进行计算。如上可见,此计算简图并不妥当。原因有: (1)根据构造设计的拉梁不能平衡柱脚弯矩; (2)依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.11条规定,框架结构底柱的高度需要取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。设计经验表明,如上的框架结构应该按4层整体分析和计算,也就是需要将基础拉梁层应按层1输入,如拉梁上有荷载,需要将荷载同时输入。所以,剪力的首层层高计算为H1=4-0.8-0.05=3.15m,2层高为3.35m,层3,4层高为3.3m.依据《抗震规范》第6.2.3条,多层建筑框架柱底层柱脚弯矩的设计值需要乘以增大系数1.25。在设计拉梁层的时候后,通常要对底层柱的配筋进行比较是由基础顶面截面还是由基础拉梁顶面的截面控制。由于地基土有约束作用,所以计算简图时,要在电算程序总信息的输入中地下室层数应该写为1,同时复算一次,按两个计算结果包络图进行框架结构底层柱的配筋。 1.2设计规范强制性问题 在我国设计规范具有强制性的,对于设计人员来说,规范即为法律,如不违反规范要求,设计出了问题,设计人很可能不负任何法律责任。我国没有明文规定设计人员不能采用高于规范设定的安全度水平,缺乏经验的设计人员有时不善于针对具体工程对象的需求及具体的施工环境条件灵活运用,而是与之相反,有的人就故意钻规范空子沿着规范允许的最低边缘行事,从而达到其不良目的同时推卸贵任。 1.3关于甚础拉梁层的计算问题 若基础拉梁层没有楼板,在用TAT,SATWE等电算程序对框架整体计算的时候,其楼板厚度为零,同时对弹性节点进行定义,并通过总刚分析法分析和计算。但是,有时即使楼板的厚度为零,也定义其弹性节点,而没有通过总刚分析法,在进行程序分析时就自动的根据刚性楼面进行假定计算,与实际不符。 1.4有关基础拉梁问题 通常情况下,当独立基础埋置较浅,或者过去时置虽然深但是采用短柱基础后,因地基不理想或柱子荷载差别明显,或者依据抗震的要求,可在两个主轴方向进行设里和构造基础拉梁。如果拉梁上有填充墙或楼梯柱等作用传来的荷载时,这时拉梁截面就应适当加大,计算出的配筋需要与上述构造配筋进行盛加。构造基础拉梁顶标高一般和基础高或者短柱顶标高是相同的,此情况下,基础按偏心受压基础进行设计。 若框架底层层高不高或埋置不深的时候,应该将基础拉梁的设计设计得为更强大.此时,对于拉梁正弯矩钢筋需要全跨拉通,负弯矩钢筋需要在1/2跨拉通。拉梁的正负弯矩其钢筋在框架柱内的锚固和拉梁箍筋的加密及抗震构造的相关要求跟上部框架梁是相同的,此时的拉梁应该设置在基础顶部,不应该设里在基础顶面之上,基础则可按中心受压设计。 1.5多层框架绪构独立基础设计荷载的取值问题 多层框架结构建筑采用比较多的是柱下独立基础,多层建筑抗震设计规范指出:若地基主要受力层范围内没有软弱粘土层的时候不超过8层而且高度在25m之下的,通常民用框架建筑或荷载相差小的多层框架厂房不需要对地基及基础抗震承载力进行验算,也就是说在Vlll度地展区不少多层的框架建筑可不需要进行地基以及基础抗震承载力的验算,这些在进行基础设计的时候需要注意风荷载具有的影响。所以,在多层框架结构建筑的整体计算与分析过程中需要计入风荷载,不能因为地展区的高层建筑之外的风荷载没有控制作用而不计入。另外,在对独立基础进行设计时,其在基础顶面上的作用外荷载的柱脚内力设计值,仅需要取弯矩设计值、轴力设计值以及无剪力设计值或者轴力设计值,此两种情况会导致配筋偏少,进而影响基础本身及上部结构的安全。 二.多层框架结构设计问题的一些措施 在多层框架结构工程设计中,多数建筑按抗震设防分类属于丙类建筑,如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等,其抗震等级可依据烈度及结构类型与建筑的高度按《抗震规范》表6.1.2确定。 2.1棍架梁、柱箍筋间距 在程序默认的前提下,如框架梁的跨中部位有次梁或者有较大的其他的集中荷载作用而又配两肢箍筋的时候,通常情况下非加密区箍筋间距使用200mm使梁的非加密区配箍不足,所以建议程序内定梁箍筋改成取梁的非加密区间距为200mm。如此,不但能保障梁非加密区的抗剪承载力,还能相应增加梁端箍筋加密区的抗剪能力,梁的强剪性就能充分体现。 若框架内定柱的加密区箍筋间距为100mm的时候,在有的情况下,可能会因非加密区的箍筋间距为200mm导致配箍不足。所以,建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距为200mm。此外,在柱、梁箍筋非加密区进行配箍验算的时候,无需考虑强剪弱有的要求,也就是剪力设计值取加密区终点处,其外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。 2.2关于地震力振型组合数问题 关于商层建筑,其振型数为≥9,结构层数多,结构刚度发生突变也较大,振型数应该多取,若结构设计有转换层,顶部设有小塔楼或者多塔结构等等,其振型≥12,但不应该大于房屋层数的三倍:唯有定义弹性楼板需要通过总刚分析,在必要的时候,振型数才能够取更多周。《抗震规范》指示,比较合适的振型个数通常取总质量达到90%的振型参与质量的振型数,采用SATWE等电算程序能够很方便地输出参与质量的比值。在设计中设计人员对电算程序的应用不太重视,对振型数的选取比较随意,这就需要改进的。此外,通过耦联计算出的剪力一般小于非耦联计算结果,只有结构存在明显扭转时方能采用耦联计算,若有必要应补充非耦联计算结果。 2.3地下室层数的输入处理 多层框架结构建筑也设置地下室因为没有隔断,所以多采用筏板做基础。当电算时,需要将地下室层数及上部结构同时输入,还要在总信息中按实际地下室层数进行填写。并采取对层侧移刚度比进行分析比较,还能够正确判断与对房屋的嵌固位置进行调整,同时对抗震构造采取相应措施,保证其楼板应需的厚度以及最小的配筋率等;若结构为竖向不规侧时,不但对薄弱层进行验算,还要对薄弱层的地震剪力进行乘以1.15的增大系数。 三.结束语 随着我国建筑业的现代化进步和发展多层框架结构设计的要求也越来越高,在设计过程中的问题得到解决与改进,但是新的问题也会不断出现,但是相信在实践中一定会得到解决。 结构设计毕业论文:建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用 【摘要】进行建筑结构的设计优化过程当中,建筑结构设计十分重要,由于一个合理的结构的设计方案不但能够使得建筑工程到达技术上的要求,还能够降低经济上的消耗。但是,建筑结构设计优化是一个十分复杂且具有比较强的综合性的系统性问题,因此我们一定要加大对于建筑结构设计优化方法的深入探究的力度。本文对于建筑结构设计优化方法的应用意义进行了研究,并对建筑结构设计优化的具体的方法与步骤进行了相关的详细介绍, 对于我国的建筑结构设计行业具有一定的建议作用。 【关键词】结构设计;建筑结构;优化技术;应用 1、结构设计优化方法 依据设计的要求,把力学概念与结构优化设计进行有机结合,让参与计算的量部分可以以变量部分出现,进而形成结构设计优化方案域,运用数学手段,在域中找到可以满足要求的结构优化最佳设计方案。由此可见,结构优化设计不仅可以提高整体设计水量及设计质量,还可缩短设计周期,从而降低整体工程造价,提高经济及社会效益。房屋工程分部结构优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容,在实施过程中,不仅要按照一切从实际出发的原则,更应该结合具体工程的实际情况,围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。在满足设计要求后,在进行结构设计时应该尽量缩小刚度、质量中心的差异使平面布置规则,水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。为降低应力集中,竖直方向上应避开使用转换层。 结构优化设计的本质以力学理论和数学规划理论为理论基础,以计算机技术为工具,对建筑结构涉及到的各个变量进行寻找优化决策的先进的设计方法,其本质就是求极值问题。(1)优化数学模型。建立正确合理的优化数学模型是结构优化设计的关键步骤,基于正确的优化数学模型是得到正确优化结果的基础。例如,在优化模型中,数学模型中的等式约束个数应当小于设计变量的个数,这样才能求得最优解。(2)优化数学算法和优化迭代控制。对于建立的优化数学模型,虽然可用的优化算法有多种,但是采用不同的优化算法所得到的优化效果和所花费的求解时间会有差别。所以,快速、有效的数学优化算法也是结构优化设计的一项关键技术。(3)结构分析方法。绝大多数的结构优化设计问题难以采用解析法求解,而是采用数值法的方法。数值解的寻优实际上是一个优化迭代过程,而每次优化迭代都需要进行结构分析。实现以上提到的关键技术需要经过建立可靠的优化模型,然后采用适当的优化算法进行求解。这其中选择计算简便且正确率高的优化算法显得尤为重要。 2、民用建筑结构设计和经济性的关系 第一点,结构设计和用地之间的关系。在多层或者高层的民用建筑中,我们常说的总建筑的面积具体讲是每层的建筑面积之和,如果层数越多,那么单位建筑的面积分摊的占地面积相应的就会越小。然而随着层数日益变多,总体住宅高度也会不断上升,随之屋子间的距离也相应的变大。通过这一阐述我们了解到,用地节约的多少并不会根据建筑楼层增加而按一定的约数变高。 第二点,结构设计和造价之间的关系。一般建筑的楼层会在一定程度上影响到单位建筑的面积,但对每部分的结构来讲,具体的影响程度是不一样的。在屋盖的区域,无论有多少层,都统一使用统一相同的房屋盖。它跟层数增加无关,所以对屋盖的资金投入也不会加大。因此,屋盖处的单位面积资金投入会根据层数的不断上升而表现出很明显的降低。在建筑的基础处,每层都共同使用一个基础,因此随着层数不断增加,相应的基础结构承受的荷重就会增加,因此我们必须要增加基本的荷载力。基础地区的单位开销虽然会根据层数的增加而呈现出降低的意思,但是这种意思并不像屋盖那样如此明显。一些承重体,比如墙、梁或者柱等,会随着层数的不断增加而不断地增加荷载能力以及抗震能力等,相应的这些分部的单位房屋造价会有一定的提升。 第三点,高层住宅结构设计与经济性的关系。一般而言,住宅层数高矮将本质的影响住宅开销,其根本原因乃是伴随层高不断上升,墙体面积和柱体积也会慢慢上升,而且会加大结构自重,进而还会增加柱以及基础承受荷载力,于是让电气以及水卫的管线同比例变长。如果将层高降低,那么可以有效地节省材料物资,而且还可以节约能源等,对于抗震非常有利,能最大程度的节约金钱输出。另一方面,减少层高不但可以降低房屋的高矮,有效地缩小建筑和建筑间日照的距离,所以降低层高也在一定程度上对于节约土地资源有很大的作用。 3、结构设计优化技术应用实践 结构方案的建立过程即工程结构设计。伴随急速更新发展的计算机硬、软件产业,凭借计算机、力学、数学一系列方法,将结构设计做到最优化技术推广。结构优化设计及传统结构设计其设计原则和过程是相同的,不同之处在于传统设计缺少安全、经济性作为衡量准则。最优设计则是在安全、经济准则基础之上,利用计算机作为辅助技术,非常便利地实现了分析计算、设计、出效果图等整套程序的自动化,大大提升了设计整体效果及质量。为了达到降低工程造价之目地,在不更改使用性能的基础之上,就要对结构进行最优化设计。由此可见结构设计优化技术的应用已经是较为宽广的课题之一。它不仅应用于项目的前期、整体、抗震设计,在旧房改造期间的各个环境均有广泛应用。结构设计优化技术在应用实践中应注意的问题如下: 3.1前期方案设计期间将结构设计优化参与其中 建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案,并参与结构设计优化,就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多,如果能对建筑类别有所针对,并进行合理选择结构设计优化方案,将降低建筑的总投资成本,因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计,考虑结构的合理及可行性。 3.2概念设计结合细部结构设计优化 概念设计主要作用于无具体数值量化现象,比如无确定性的地震设防烈度,现实难免与计算式存在区别,那么设计时应采取概念设计方法,使数值成为辅助及参考根据。为达到最佳优化设计效果,设计人员应该灵活运用结构设计优化方案。与宏观把握相对应的,设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化,比如现浇板中的异形板拐角方向容易出现的裂缝,可归结为矩形板。钢筋选择时应注意:I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多,但是他们的极限抗拉力相差却相当大,所以在塑性满足要求的情况下,现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,应在满足基本规范要求之上,以达到安全、经济之目的。 3.3结构设计优化―――下部地基基础 桩基础类型的选择,要依据现场地质条选择最为合适的结构设计优化方案,以降低工程总造价为目的。例如对灌注桩桩长的选择影响较大的桩端持力层的选择,要多进行比较,最终确定最为合适的方案。 4、结束语 我们常说,建筑是凝固的艺术,好的建筑师总希望可以通过建筑来合理的表达本身设计意图,希望拥有艺术性以及实用性能的美妙融合。建筑结构设计师们应严格遵“安全、经济、合理”的设计理念,努力探索更合理的结构设计方案,保证建筑工程取得良好的经济效益和质量效益。 结构设计毕业论文:抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用 【摘要】随着高层建筑的迅速发展,建筑高度不断增加,高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。其抗震设计变得尤为重要,建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。本文作者结合多年来的工作经验,对抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用进行了些研究。 【关键词】建筑结构抗震设计;设计原则;设计方法 在房屋建设的过程中,抗震结构设计是结构设计中最为重要的环节。抗震结构设计是否科学合理直接影响到房屋建筑的质量和安全。我国属于地震多发地区,因此说在建筑设计的过程中更需要关注这一点。 一、建筑结构抗震设计中的基本原则 在进行建筑结构抗震设计的过程中需要遵循一定的原则,讲求方法,才能够确保设计方案的科学性和可行性。为此,设计的过程中需要遵循以下原则。 (一)确保结构构件具有必要的性能 在进行抗震设计的过程中,一定要保证建筑结构构件具有一定的承载能力、稳定性、刚度和延性等性能。结构构件需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点弱构件的设计原则,在设计中对于可能会造成构件相对薄弱的部位,需要采取从事提高其抗震能力,对于承受竖向荷载的主要构件则最好不作为主要的耗能构件。 (二)尽量多的设置抗震防线 一个抗震结构体系需要有多个延性较好的分体系组合而成,并且由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框剪结构就是由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或者多肢剪力墙体系组成的。由于在一次地震之后将会伴随着多次余震的出现,如果在结构设计时只有一道防线,那么在建筑遭到第一次破坏之后再遭余震,就会因为损伤积累导致建筑物坍塌。抗震结构体系应该有最大可能数量的内部和外部冗余度,在设计中需要有意识的建立起一系列分布的屈服区,这样能够使结构吸收和消耗大量的地震能量,从而能够提高建筑的抗震性能。 (三)恰当的处理建筑结构的构件强弱关系 在设计的过程中需要正确的处理好构件的强弱关系,在统一楼层内使主要耗能构件屈服之后,其他抗侧力构件则仍然处于弹性阶段,这样能够使得有效屈服保持较长的阶段,能够保证建筑结构的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是,如果在抗震设计中一部分结构的设计超强,那么就会导致结构的其他部位出现相对薄弱的现象,所以说在设计的过程中需要恰当的处理结构的强弱关系,对于不合理的加强的作法或者是在施工中以大代小,改变抗侧力构件配筋的这些做法都需要尽量的避免。 二、建筑结构抗震设计的基本方法 上文中从三个方面分析了在建筑抗震结构设计中需要遵循的原则,下面本文就从具体的设计方法方面进行分析论述。 (一)建筑结构抗震设计中的概念设计方法 建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等因素形成的基本设计原则和设计思想,并根据这些原则和思想进行建筑结构总体设计和细部构造设计的一个过程。由于地震的震动是一个随机的震动,目前对于这种情况的复杂性和不确定性很难把握,要准确的预测出建筑物所遭到的特性和参数还有一定的难度,而在结构设计方面,也不能够充分的考虑到结构空间的作用,所以说在抗震设计过程中不能够完全的依赖于计算的结果,而是需要结合实际情况,并立足于抗震基本理论和长期的经验进行设计。 利用该设计方法进行设计,首选需要确定建筑的选址,在选址的过程中需要避免抗震的危险地段,需要选择对抗震有利的场地和地基,并需要根据工程的需要掌握好地震活动的情况和工程地质的相关资料,设计者要综合考虑作出相关的评价,并在选择时选择坚硬土或是开阔密实均匀的中硬土等有力的地段。需要注意的是,一定要避开软弱土、液化土以及河岸或者是边坡的边缘,平面分布上成因、延性以及状态不均匀的土层也需要避开。 其次要合理的进行平面的布置。一般情况下,建筑物的动力性能取决于它的建筑布局和整体结构设计,建筑布局简单合理,在结构设计中符合抗震原则,就能够保证建筑物具有良好的抗震性。建筑物的平面布置需要具有对称性,质量和刚度的变化要均匀,防止出现楼层错层的现象。在实际的设计中需要根据相关的规定进行,例如《高层建筑混凝土结构技术规程》中对地震区高层建筑平面的形状做了相关的规定,并且提出了对平面的凹角处需要采取加强措施。因此说在实际的结构抗震设计中,对于地形较为复杂的建筑物要合理的设置变形缝,在结构设计时要进行水平地震作用的计算和内力调整,对于较为薄弱的部位需要采取加强措施。 在结构选型和布置的过程中,需要根据建筑物的重要性、设防烈度、地基、基础以及场地等因素进行考虑,制定经济合理的设计方案。从抗震的角度来讲,一个好的结构形式能够使得建筑物的延性系数提高,匀质性变好,构件的连接更具有整体性和连续性,并且更能够充分发挥材料的强度。结构布置过程中要确保平面布置的对称性,使构件的分配力较为均匀,防止出现薄弱层,并且要尽量的降低房屋的重心。 (二)抗震构造措施 抗震构造措施在结构设计中是一个重要的环节,构造设置是否合理直接影响到建筑结构的抗震性能。建筑上部主体的结构类型不同,其构造的措施也就不一样。对于砖混结构的建筑,需要设置沿楼板标高的水平圈梁,加强内外墙的连接,以增强房屋的整体性。圈梁能够有效的约束预制板的散落,降低了砖墙出平面倒塌的可能性。除此之外,圈梁作为边缘构件,还能够提升楼和屋盖的水平刚度,这样在地震的作用下,就能够很好的避免墙体的倾斜和开裂度的眼神,减轻了不均匀沉降对于建筑的影响。 (三)结构消能减震和隔震设计方法 一般情况下,建筑结构的抗震是通过增强结构本身的抗震性能来抵抗地震的强度的,从现实意义上来讲这是一种较为被动的抗震方法,在实际的抗震设计中,需要寻求主动的抗震对策,减震和隔震设计就是有效的抗震设计方法。该方法是在结构体系中设置一个隔震层,以此来阻隔地震带来的能量,或者是在抗侧力结构中设置一个消能器,以此来达到削减地震能量的作用。该方法的主要应用原理就是在房屋的底部设置橡胶隔震支座以及阻尼器等设备,以此来延长构件的自震周期,并且增大阻尼,通过局部变形来提供附加阻尼,以削减地震的能量,达到保护建筑上部结构的目的。 结束语:当前人们对于建筑的安全性和稳定性的要求越来越高,为了能够进一步提升建筑物的安全性能,在设计的过程中一定要注意建筑结构的抗震设计,本文就以此为重点,从设计要遵循的原则和设计的基本方法两个大方面进行论述,希望能够为今后的抗震设计提供帮助,更好的提升建筑物的整体抗震性能,保证其安全性和可靠性。 结构设计毕业论文:防水板的结构设计 【摘要】随着计算机技术和有限元分析技术的发展,有限元计算分析已经广泛应用于工程设计领域,防水板的计算也可以采用计算机进行有限元分析。本文通过分析抗浮锚杆抗拔刚度和防水板厚度的关系,得出抗浮锚杆抗拔力的取值方法以及在抗浮锚杆作用下防水板抗浮荷载的取值方法,其中抗浮锚杆刚度的确定尤为重要,合理的确定抗浮锚杆的抗拔刚度,在结构安全和建筑工程造价的控制上有重要意义。 【关键词】防水板;抗浮锚杆;有限元;抗拔刚度。 1、防水板的受力特点 独立基础加防水板这种基础形式具有良好的经济性,并且传力简单,在实际工程中的应用越来越广泛。其计算假定为独立基础承担全部上部结构荷载,防水板只用与抵抗地下水浮力,不承担地基反力[1]。计算的时候,独立基础和防水板分别单独计算。 通常情况下,作用在防水板上的荷载有:地下水浮力 、防水板自重G以, 为底板面积。建筑物的在使用过程中,根据水位的不同,防水板的受力情况可分为以下三种情况: 1)当 时,建筑物的全部重量将由独立基础全传递给地基。 2)当 且未采取其他抗浮措施时,防水板对独立基础的地基反力有一定的分担作用,此时基础的地基反力减小,减小部分的地基反力以水浮力的方式作用于防水板板底,在防水板板跨较大或者抗浮水头较高的情况下,将会对独立基础的底部剪力和弯矩有放大的作用。 3)当 同时采取其他抗浮措施(假设抗浮措施为设置抗浮锚杆)时,防水板对独立基础的地基反力同样有一定的分担作用,此时基础的地基反力减小,减小部分的地基反力以水浮力的方式作用于防水板板底以及抗浮锚杆。 在独立基础加防水板这种基础形式中,由于水浮力的作用,防水板将水浮力传递给独立基础,减小了基底反力,同时由于独立基础作为防水板的支座,防水板将会传递由于地下水产生的弯矩和剪力给独立基础,增加了独立基础的弯矩及剪力值。 2、防水板的设计方法 防水板通常情况下可以简化成四角支承在独立基础的双向板,受力方式类似于板柱结构,而独立基础则可以近似认为是柱帽,计算方式上防水板和板柱结构也有相通之处。因此,防水板的计算方法也可采用板柱结构中无梁楼盖双向计算的经验系数法,将防水板划分为柱下板带和跨中板带。随着计算机技术和有限元分析技术的发展,防水板的计算也可以采用计算机进行有限元分析。 在分析独立基础的受力情况时,合理考虑防水板浮力对独立基础的影响,是独立基础计算的关键,在工程设计中可采用包络设计的原则,按以下方法计算: 1)当 时,建筑物的全部重量将由独立基础全传递给地基,此时独立基础可以直接按《建筑地基基础设计规范》B50007-2011的相关规定进行计算。 2)当 G且未采取其他抗浮措施时,防水板对独立基础的地基反力有一定的分担作用,此时基础的地基反力减小,减小部分的地基反力以水浮力的方式作用于防水板板底,防水板将会传递剪力和弯矩给独立基础。 通过分析发现,在独立基础加防水板基础中,独立基础和防水板不一定同时由相同的荷载效应组合起控制作用,如:防水板通常由水浮力控制的效应组合设计,独立基础则按由永久荷载效应控制的组合设计,两者采用不同的荷载效应组合设计值,而在独立基础的设计中又离不开防水板传来的荷载,因此,在独立基础加防水板基础的设计中,要严格分清荷载的不同效应组合是有困难的,同时从工程设计的角度去看也是不必要的。从工程设计的实际出发,采用适当的包络设计方法,其结果相差不大,故可以按各自的最不利情况计算。 3、抗浮锚杆刚度的研究分析 从理论上说,不管采用“压”还是“拉”的方法抵抗水浮力,水的浮力是均匀作用在底板上,而结构抗浮力作用(除底板自重外)都具有不均匀性,并不是在整个地下室底板区域均匀分布的,可能是集中在一个点上(即柱、桩和锚杆)或一条线上(即墙、梁),因此,分析其传力途径尤为重要。 由于与柱、墙相连的梁板一定范围内具有一定的刚度,水浮力可直接与上部结构自重平衡,而上部自重很难传递至远离梁、柱、桩、墙的区域。因为,中间区域的锚杆实际受力不会是减去上部自重的水浮力,上部建筑自重是集中在一个点(即柱)或一条线(即墙、梁)上的,要达到将自重均匀分布到底板上的假定,底板必须具备两个条件,一是完全按自重抗浮,底板的梁板采用倒置楼盖计算,保证水浮力传至柱上或墙上,二是做到底板刚度无穷大,才有可能将点线作用力均匀分布与锚杆共同抗浮。 在实际工程中,墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域和防水板的刚度、抗浮锚杆的刚度有很大关系,不同的柱网、不同的板厚以及不同的地质情况对墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域的范围确定都会造成不确定性。 因此,确定抗浮锚杆的刚度显得尤为重要,根据成都部分地区抗浮锚杆抗拔试验的P~S曲线,初步统计可得到抗浮锚杆抗拔刚度的标准值的范围基本在35000kN/m~45000kN/m之间。 通过对比以上结果,可以发现在相同的荷载效应作用下,对于板厚较小(250mm)的情况,抗浮锚杆抗拔刚度对防水板内力影响很大,其板底最大弯矩的比值为1722/1348=1.278,即计算结果相差27.8%;板面最大弯矩的比值为128/107=1.196,即计算结果相差19.6%。对于板厚较大(500mm)的情况下,抗浮锚杆抗拔刚度对防水板内力影响则不大,其板底弯矩的比值1775/1728=1.027,即计算结果相差2.7%;其板面弯矩的比值为175/168=1.042,即计算结果相差4.2%。 而对抗浮锚杆刚度相同而防水板厚度不同的情况,锚杆承受的抗拔力差别很大,防水板厚度越大,抗浮锚杆承受的抗拔力则越小,其抗拔力的比值为290/140=2.07,即计算结果相差107%。 因此,抗浮锚杆刚度的确定尤为重要,合理的确定抗浮锚杆的抗拔刚度,在结构安全和建筑工程造价的控制上有重要意义。但由于现阶段抗浮锚杆刚度的确定与工程地质情况、施工质量都有关系,所以抗浮锚杆的刚度一般都是通过经验积累以及抗拔试验来确定。 除了通过经验或试验数据确定抗浮锚杆刚度,还要通过增大抗浮防水板的刚度来协调抗浮锚杆所承受的抗拔力,即首先计算出需要的抗浮锚杆的数量,然后确定抗浮锚杆所承担的等效均布荷载,再用底板承受的水压力(扣除防水板以及防水板以上的永久荷载)减去抗浮锚杆所承担的等效均布荷载(其中对该荷载需要乘以0.7)的折减系数,才得到地下室底板抗浮设计的荷载,即提高的防水板的承载能力和变形能力,以协调抗浮锚杆群承受的荷载。 4、独立基础加防水板的构造措施 根据独立基础加防水板这种基础形式的受力特点是独立基础承担全部的结构荷载,同时承担由防水板传递的剪力和弯矩,防水板只承担水浮力。所有的计算均在此假定成立的情况下进行。由于基础在上部荷载作用下会有一定变形,独立基础和防水板为现浇整体性基础,独立基础发生变形的同时,防水板也会由于变形而承担地基反力,为确保防水板不承担或者只承担少量的地基反力,防水板下应设置软垫层。软垫层除了有一定的变形能力外还应具有一定的承载能力,至少应能承担防水板混凝土浇筑时的重量及其施工荷载,并确保在混凝土达到设计强度前不会产生过大的压缩变形。 在工程设计中软垫层的做法大致有一下几种: 1)在防水板下设置炉渣垫层,、最近几年来,由于炉渣在市场上的供应量逐步减少,且价格较高,在实际工程中的应用越来越少。 2)在防水板下设置粗砂垫层,粗砂的采购较为容易,经济性也比较好,使用比较广泛。但是,粗砂在施工过程中成型难度比较大,容易受扰动。 3)在防水板下设置聚苯板,、由于聚苯板来源稳定、施工方便快捷且价格低廉,在工程中获得比较满意的技术和经济效益。 在防水板的设计中,软垫层的设置关系到独立基础加防水板的计算假定是否成立受力是否合理,垫层的如“软”是相对的。,的铺设范围为防水板板底满铺但应扣除独立基础的范围。 防水板的集水坑、变标高以及变板厚的做法可参照《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(独立基础、条形基础、筏形基础及桩基础)11G101-3图集。 5、结语 独立基础加防水板这种新型的基础形式现阶段在相关结构设计规范中并未列出,上述结构做法的设计原则和构造措施均为成都地区实际工程经验的总结和体会,读者可在具体的设计过程中参考。 结构设计毕业论文:钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施分析 摘要:随着社会经济的发展,建筑行业也不断迅速进步,促进了钢结构在建筑业中的广泛应用。随着建筑功能的多样化和建筑造型的不断变化,人们对于钢结构设计的要求逐渐提高,钢结构在建筑结构设计中的问题日益突出,本文阐述了建筑工程钢结构的优点、钢结构在建筑设计中存在的问题以及解决措施,以供参考! 关键词:钢结构;建筑结构设计;问题;解决措施 引言 钢结构是我国建筑工程钢结构体系中的一种,具有很多优势,所以钢结构的设计应该选择最佳的设计方案,才能有效得利用钢结构的优势并且确保设计的合理性。对于钢结构节点的设计决定了工业建筑的安全性,所以节点设计的合理性需要充分考虑。此外,在建筑设计中,设计人员还需要不断学习专业知识,提高自身的专业技能,为钢结构设计质量的提高奠定坚实的技术基础。 一、建筑工程钢结构的优点 建筑施工的钢结构是在原有的土木建筑结构基础上改良的,钢结构性能较高,能够满足建筑施工的设计需求。钢结构的抗压性好,钢结构的组成材料是各种型号的钢筋,抗压抗震的性能好,在建筑施工中用钢筋作为加固的材料,使建筑的整体结构性能更完善,面对地震时能够较好的发挥防御作用;钢结构的安全性比其他材料的要好,以钢结构为主体的建筑,起到的加固效果很好,能延长钢结构建筑的使用寿命;钢结构建筑还有一个优势就是经济性,投资成本较低,混凝土结构的建筑损耗的材料多,这在建筑成本上也相对较高,而钢结构的使用性能高,并且在结构组合上还更加简单,使用材料的成本消耗明显降低,给建筑施工带来了更多的收益。 二、钢结构在建筑结构设计中存在的问题 1、设计质量下降 钢结构部门专业综合项目及工艺的计划费用较高且设计任务比较繁重,再加上其费用低花费人力大所以钢结构设计起来就显得十分困难,所以设计院对这一类的任务不太善于接受。导致了有些设计单位于是就将房结构的设计工程承包出去,那是因为在钢结构的设计方面缺少经验,但如果承接单位的设计资质不够再加上当前建筑行业的设计市场十分混乱,就会给钢结构的设计质量带来很大的影响。另外,没有准确到位的监督机制也没有针对性的法律法规对其进行规范,就很容易出现事故,其后果的产生是很严重的。 2、参与建设人员的素质相对不高 不但设计人员钢结构设计工程中的技术水平参差不齐,现场的施工人员和监理人员的专业素质和职业道德,跟民用建筑钢结构的发展水平相比也有差距。从业人员就不能适时的适应民建钢结构的发展需求原因是缺乏专业的知识作为支撑。例如有些专业技术,对于非专业的工作人员来说是难以达到的障碍,而技术人员则必须要下苦工才能完全掌握其技巧,所以钢结构建筑中,施工人员及监理人员的相关专业知识和素养都有待于提高。 3、钢结构的设计方案存在问题 由于钢结构设计在资金上存在问题,往往由承接单位和设计单位分包进行设计,这在很大程度上降低了钢结构设计的深度。在有些设计方面不能满足原来设计的要求,存在错误的柱脚设计问题。柱脚设计的类型有三种,分别是埋入式设计、外包式设计和外露式设计,其中在民宅设计中使用的设计类型是外露式设计。 三、钢结构在建筑结构设计中存在的问题的解决措施 1、设计人员要尽力合理设计 对于设计人员来说,钢结构住宅设计是要充分考虑实际情况进行精密计算的,但在实际情况中,会出现很多突发性问题,此时设计人员就应该具体问题具体分析了。只有设计者把设计工作渗透到日常的钢结构设计中,才能提高设计能力从而有效的提高工程质量。同时,要充分考虑钢结构部分设计对整体影响和建筑材料的选取。要根据楼层的高度来选择合适的建筑体系,对于选取材料方面也要根据每个设计环节的特点进行选择。 2、加强设计中的监督机制 由于钢结构设计存在特殊性,所以在进行设计之前需要对承包商和设计单位的设计资质进行审查,检查钢结构的构件质量和相关单位对于钢结构结构制作的能力,还要对施工安装能力进行检查。此外,钢结构设计有热属性,工程主管部门应该加强管理严格进行审查,帮助建筑单位做好一切准备工作。 3、加深钢结构的设计深度 在进行钢结构设计之前,需要先确定设计图纸应用规范是否齐全、正确。如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准;有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示。对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明,而这些均已列入了钢结构施工质量验收规范,并作为强制性条文要求,如果设计图纸未加说明,施工和验收就缺乏依据,造成盲目施工和无法验的后果。只有设计秉持精益求精的态度,才能更好的提高建筑工程的施工质量。 3.1柱脚的抗震设计是深度设计的一部分,钢结构柱脚分为埋入式柱脚、外包式柱脚和外露式柱脚3 种。 3.1.1埋入式柱脚是指将钢柱固定在混凝土的基础梁上,外包式柱脚是指钢柱脚被钢筋混凝土包住,外露式柱脚是指混凝土基础表面固定钢柱脚。埋入式柱脚需要考虑的关键因素就是埋入深度,对于轻型工字型柱来说,埋深与柱截面高度比不得低于2,对于H 形柱和箱型柱来说,其比值不得低于3。 3.1.2外包式柱脚设计时,外包层的高度与柱截面宽度之比应不低于2.5,从而保证柱脚具有足够的刚度和承载力。另外,柱脚的箍筋需要满足相关设计要求避免外包层出现斜裂缝。 3.1.3外露式柱脚的力学特性研究目前还不是很充分,端点的约束对上部框架的结构整体影响的程度还不是特别清楚。当柱剪切荷载较大而抗震要求不高时,可以选用外露式柱脚,如果抗震要求高,则不采用该柱脚形式。 3.2同时,防腐设计也应该被重视,通常是采用涂抹防腐涂料的措施。对于钢结构构件也有不同的要求,例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施。但是这样做只是基础性的防腐,因而为了提高钢结构的防腐效果,就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的首选材料,并利用热浸镀锌技术对其进行处理,利用镀层,达到保护钢结构不被腐蚀,尤其是应加强有机涂料配套技术的应用,以及阴极保护技术的应用,才能更好地确保其防腐性能得到有效的提升。 3.3防火性能的设计也是非常重要的,钢结构建筑在防火性能上要弱于钢筋混凝土结构建筑,通常在钢结构建筑设计中采用的防火措施有以下两种:第一种,采用保全板,将其合理设置在钢结构建筑中,以此起到防火作用;第二种,在钢结构的不同部位涂抹厚薄不均的防火涂料,并采用装饰漆涂抹露明部位。 结束语 尽管钢结构在建筑施工中被广泛的应用,然而,在设计中的有些问题仍需重视。只有在钢结构设计中消除那些存在的隐患,才能整体上提高钢结构的工程质量。解决钢结构设计中遇到的难题,坚持国家对建筑业材质要求的可持续发展战略,提高城市化建筑水平,起到了积极的促进作用。 结构设计毕业论文:轻型门式钢架结构设计关键要点研究 摘 要:在轻型钢结构中,轻型门式刚架建筑具有施工周期短、结构自重轻、综合经济效益好等优点。随着我国经济发展,工业和民用建筑中对轻型门式刚架的需求日益增加,所以在结构的设计过程中,结构参数和结构样式的选择是结构安全和经济的关键。本文就对轻型门式钢架结构设计作简要分析论述。 关键词:轻型门式;钢架结构;设计; 0.引言 轻型门式刚架房屋钢结构是现阶段国内轻钢结构的代表,但是门式刚架结构的不合理建筑尺寸往往会导致结构用钢量的增加。目前,国内门式刚架设计一般采用试算法:初定结构的参数(门式刚架的结构布置和各种构件的截面形式),然后根据约束条件(依据设计规范:构件的强度、刚度、稳定性条件)选择截面的尺寸,并通过结构计算作适当修正后,一般就可以作为最终方案,所以对门式刚架进行截面优化方面的计算分析,得出了优化结构用钢量及截面尺寸的关系,并根据分析结果提出了合理优化设计的建议有重要的意义。本文结合门式钢架结构的基本特点,对轻型门式钢架结构设计展开深入探讨。 1.结构特点 (1)质量轻 围护结构由压型钢板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等轻质材料组成,恒载相对小,基础比较小,整体结构自重轻。 (2)工业化程度高 施工周期短,主要构件和配件均为工厂制作,构件之间的连接多采用高强度螺栓连接,工地安装方便。除基础施工外,基本没有湿作业,现场施工人员配置很少,劳动强度轻。 (3)柱网布置灵活 柱网布置不受模数限制,柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定,空间布置灵活,可广泛用于大中小跨度、工业民用建筑。 2.结构设计 2.1柱网布置的确定 轻钢厂房结构设计中首先要配合工艺要求进行柱网的平面布置。在尽可能满足生产工艺和使用功能上,根据房屋的高度确定合理的跨度。通过大量计算发现,对门式刚架设计过程中柱网布置得出以下结论。 (1)当檐高6m、柱距为7.5m,荷载情况完全一致下,跨度在18~30m之间的刚架单位用钢量(Q235B)为18~28kg/m2,当跨度在21~48m之间的刚架单位用钢量为25~40kg/m2,当檐高为12m、跨度超过48m时宜采用多跨刚架(中间设置摇摆柱),其用钢量较单跨刚架节约18%左右,因此设计门式刚架时应根据具体要求选择较为经济的跨度,不宜盲目追求大跨度。当刚架跨度较小时,刚架用钢量甚至占总用钢量的50%以上,而其它各单用钢量,特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑,其用钢量所占比例较小,因此,在设计门式刚架时应精确设计,合理使用。 (2)随着柱距增大,其它各部分结构的用钢量均随柱距的增加而增加,特别是吊车梁,由于柱距较大,须采用格构形式,其用钢量所占比例较大,并最终超过了刚架的用钢量。其次是檩条,由于长细比的要求,用钢量增加也较快。 2.2门式刚架荷载取值 门式刚架房屋上作用的荷载一般有:竖向荷载(结构自重、雪荷载、积灰荷载等)和水平荷载(风荷载、吊车刹车力),还有地震荷载(水平和竖向)。荷载应根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)国家规范规定作相应的取值。 2.3刚架内力和侧移计算方法 (1)内力计算方法:对于变截面门式刚架,应采用弹性分析方法确定各种内力,只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法(直接刚度法)编制程序上机计算。地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。根据不同荷载组合下的内力分析结果,找出控制截面的内力组合,控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。 (2)侧移计算方法:变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定,计算时荷载取标准值,不考虑荷载分项系数。如果最后验算时刚架的侧移刚度不满足要求,需采用下列措施进行调整:放大柱或梁的截面尺寸,改铰接柱脚为刚接柱脚。 2.4檩条、拉条和撑杆设计 (1)檩条属于双向受弯构件,在进行内力分析时应沿截面两个形心主轴方向计算弯矩。设计时,应对檩条进行强度计算、整体稳定计算、变形计算。檩条设计时,要考虑檩应为冷弯薄壁构件,受压板件或压弯板件的宽厚比大,在受力时要屈曲,强度计算应采用有效宽度,对原有截面要减弱。同时强度计算要用净断面,要考虑钉孔减弱。这种减弱,一般达到6~15%,对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面,如果强度计算不用净截面,实际应力将高于计算值。檩条设计时,应考虑檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件,而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体,设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度,有效的保证了刚架的平面外整体稳定性。 (2)拉条的设置与是否主要和檩条的侧向刚度有关,对于侧向刚度较大的轻型H型钢和空间桁架式檩条一般可不设拉条。对于侧向刚度较差的实腹时和平面桁架式檩条,为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转,保证整体稳定性,一般需在檩条间设置拉条,作为侧向支撑点。当檩条跨度≤4m时,可计算要求确定是否需要设置拉条;当屋面坡度i 1/10,檩条跨度 4时,宜在檩条的跨中位置设置一道拉条;当跨度 6m时,宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑竿,在檐口处还应设置斜拉条和撑杆。拉条的直径为8~12mm,根据荷载和檩距大小选用。 2.5屋面支撑和柱间支撑设计 (1)屋面支撑受力较小,杆件截面通常可按容许长细比选择。交叉斜杆和柔性细杆按拉杆设计,可采用单角钢,非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆设计,可采用双角钢组成十字形或T形截面。当屋架跨度较大、房屋较高且风压较大时,杆件截面应按桁架体系计算出的内力确定。计算支撑杆件内力时,可假定在水平荷载作用下,交叉斜杆中的压杆退出工作,仅由拉杆受力。 (2)柱间支撑,对厂房来说,分为上层支撑和下层支撑。上层支撑计算时,为避免由于支撑刚度过大而引起较大的温度应力,支撑腹杆按柔性拉杆计算。交叉体系的下层支撑当吊车较小时一般用圆钢,较大时应采用角钢或槽钢。为了提高厂房纵向刚度,当吊车较大时,应交叉斜杆应按拉杆设计。 3.小结 门式刚架轻型钢结构房屋行业的飞速发展,尤其在沿海地区,新建工厂的增长促使轻型钢结构房屋加工安装的厂家如雨后春笋般的发展起来,门式刚架轻型钢结构房屋的制作安装质量也逐步提高,建筑造型也越来越美观新颖。门式刚架轻型钢结构是一项最有发展前途的结构型式,门式刚架轻型房屋在各行各业各种类型的厂房仓库、商店、体育馆、展览馆等各个领域都得到非常广泛的应用,说明其未来发展的美好前景。 结构设计毕业论文:关于大底盘多塔结构设计的探讨 摘要:在现代建筑设计中大底盘多塔结构已经得到广泛应用,尤其是用作住宅小区中的商品房建筑。这种设计结构占地面积小,对地上空间利用率高,极大拓宽了楼体的使用功能。大底盘多塔结构在抗震和抗沉降方面有很好的效果。本文针对如何设计大底盘多塔结构进行了深入的研究探讨。 关键词:多塔结构 抗震 大盘设计 目前,高层建筑不再将住宅和商用办公区分开,在住宅小区的是商用的商场或办公楼,呈现出民用商用综合并存的发展趋向,大盘多塔结构也随之成为高层建筑的流行模式。在设计大盘多塔结构时,应注意整体结构的防震和地下结构防开裂等问题。 一、大底盘多塔结构的分类 总体来讲,大底盘多塔结构可以初步分为三大类: 1.1. 简单型多塔结构 简单型的多塔结构指的是在一个较大的底盘上建造多栋高层建筑,有时出于安全和实际情况的考虑,也可以只在大底盘上建造单栋高层建筑。底盘一般包括地下室和低下停车场等配套设施,变截面的柱长一般设计成标准的阶形柱,底盘的裙房在设计时一般也采用较大的空间,此类多塔结构常见于较大的综合型住宅小区。 1.2.复杂型多塔结构 复杂型多塔结构是在简单型多塔结构的基础上,增加建筑内部的钢结构,在确定结构内的长度系数时一般采用铰接其中的排架柱的方式,在模型中把顶部进行连接,再改造钢结构中的连接部位,对得出的结果参考相关条件做相应的校正修改,便可以得出排架柱的长度系数。 1.3.带缝型多塔结构 带缝型多塔结构指的是在设计建筑结构时,增添建筑内部的伸缩缝、抗震缝和抗沉降缝等。这种结构设计主要出现在层楼间距较小的高层建筑结构中,属于比较特殊的多塔结构,不是常用类型。 二、大底盘多塔结构的设计 2.1. 计算模型 目前,在进行多塔结构计算时,一般采用两种计算模型:整体模型和离散模型。整体模型指的是在对多塔结构进行计算时,将底盘和塔楼二者作为一个统一的整体,对这一整体进行分析计算;离散模型指的是在对多塔结构进行计算时,将每一个塔楼都作为一个独立的个体进行分析计算。在现实应用中,由于整体模型计算较为简单便捷,实用性更强,所以一般采用整体模型计算较多。目前在进行整体模型计算时多采用SATWE软件,最新版本的SATWE软件能够将多塔结构的大多数参数作为一个整体进行统一计算设计,如层间的刚度比、层载比和剪重比等。而有些设计却不能用整体模式计算,只能采用离散模型进行计算分析,如塔楼的位移比和周期比等的计算。对这些参数进行计算时,不能采用整体计算,而是将整体的结构切分成一个个的独立结构模式,以方便对各个单独塔楼进行独立抗震设计的计算。此外,当塔楼的建筑造型和层数存在较大差别时,采用整体模型计算时不仅要求分析人员要有较高的综合水平,而且在分析各塔楼间的扭转特性参数时很难得出确切的参考数据,这种情况下,采用离散模型计算分析可以较为便捷的得到准确数据。 2.2.抗震设计 目前大底盘多塔结构中常用的抗震设计方法可以分为三大类:动力时程分析法、振型分解反应谱发和底部剪力法。 2.2.1动力时程分析法 动力时程分析法是采用预先对结构进行地震波检测处理后,再对其进行地震中的动力分析研究,进而设计出抗震方法的原理。采用动力时程分析法可以检测出整体结构的薄弱环节,可以对此环节实施针对性的调整,升级结构的抗震极限和防裂等级,在设计不规则结构或较为复杂的建筑结构时常用此方法检测调整结构整体的薄弱环节。该方法主要从三方面(层模型、杆系层模型和空间杆系层模型)对结构进行动力分析得出结论。在采用动力时程分析法时,一般用SPA84软件积分计算塔楼的灵活自由度,用SPA2000软件积分计算结构底盘建筑的抗震弹性,最后用TAT软件进行修改调整。 2.2.2振型分解反应谱发 振型分解反应谱法是目前采用较为广泛的一种用于计算结构抗震性能的方法。在大多数情况下,阵型低阶的参与系数在设计多塔结构中一般不予考虑,基本可以忽略不计,这是因为振型阶数和振型参与系数之间呈反比例关系,也就是说振型阶数越大,振兴参与系数越小。在对称的多塔结构中,由于阵型参与系数较小,可以忽略不计,一般采用SRSS阵型组合方法,而对于塔楼不对称的结构,因结构中存在双向偏心的问题,导致结构在水平方向上产生平扭藕联振动,所以一般采用CQC阵型组合方法。 2.2.3底部剪力法 底部剪力法是根据地震反应谱理论,利用整体结构底部的总地震剪力和等效质点的水平地震作用相等的原理,计算结果抗震作用的方法。底部剪力法的适用条件:一是建筑结构总高度不超过40m,二是结构的质量和刚度在竖直方向分步均匀,三是结构在地震中以剪切变形为主等。目前,该方法因限制条件较多,一般很少采用。 三、地下室防裂设计 大底盘多塔结构的地下室面积较大,一般超过一万甚至两万平方米,其设计长度已经远超伸缩缝的最大间距,这就需要大底盘多塔结构的地下室设计沉降缝用以配合伸缩缝的不足之处。考虑造成混凝土产生裂缝的各种因素,发现在结构中留缝不是唯一的设计手段,增加多塔结构的地下室抗裂性能,可以从以下几方面入手:一是控制砂石骨料的配比和降温,减小混凝土在降温硬化过程中的受力;二是控制混凝土强度等级,在满足防水和承载力要求的前提下,混凝土强度控制在C25--C35之间为最佳;三是在浇注方法上采用分层浇注,每层混凝土要严格控制在初凝前完成上层浇注,采用阶梯式进行。 四、结论 目前我国建筑领域内,越来越多的人接受并采用大底盘多塔结构模型。在大底盘多塔结构中,根据结构的实际情况不同,在综合计算设计结构的抗震和抗地下部分开裂方面采用适当的方法,已经可以达到很好的效果,但在一些细节方面,如弹塑性动力分析还存在不尽人意之处,需继续研究改进。 结构设计毕业论文:浅析框剪结构设计中的几个问题 【摘要】 简要分析了框架剪力墙结构设计过程的几个难点。 【关键词】 框架剪力墙 嵌固端 连梁 一、工程简况 本工程为上海市嘉定区的一栋高层商务办公楼,结构高度为53米,地上十二层,地下二层。标准层结构布置图如下: 横向柱间距为8.4米;为了形成大空间办公布局,所以纵向柱间距为3.3米和8.8米,楼梯和卫生间都位于短跨柱距间。采用钢筋混凝土框架剪力墙体系,框架抗震等级为三级,剪力墙抗震等级为二级。 二、结构布置总结 由于业主要求灵活的办公空间,Y方向大跨度柱距间尽量不设剪力墙隔断,所以Y向剪力墙全部设于短跨柱间,一共四道。楼梯处两道横墙作为X方向的主要抗侧构件。在Y向端部的大跨度柱间设置八字型柱间支撑增加结构的抗扭性能,采用H型钢。不考虑偶然偏心的位移角和规定水平地震力作用下考虑偶然偏心的位移比: 三、嵌固部位的选择 嵌固部位在地下室顶面是最合理最经济的选择,此时应满足下列条件: (1) 地下室顶板与室外地坪的高差不能太大,一般宜小于本层层高的1/3(高差过大对水平力的传递不利)。 (2) 地下室顶板应为梁板体系,楼面的框架梁应有足够的抗弯刚度,地下室顶板的梁截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际承载力之和。 (3) 地下室结构的布置应保证地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度和承载力,能将上部结构的地震作用传递到所有地下室抗侧力构件上,为此地下室顶板的厚度不宜小于180mm,且该层楼面不得留有大洞,混凝土强度等级不得小于C30,并双层双向配筋,每个方向的每层配筋率不小于0.25%。 (4) 地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用,地下室楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍。 (5) 地下室柱截面每侧配筋面积除应满足计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积,地下室剪力墙的配筋也不应少于地上部分。 本工程由于地下车库的入口需在地下室顶板开大洞口(最右边一跨),而且首层楼板标高为0.8米,与室外地面的高差为2.2米,地下一层层高为3米,地下室顶板与室外地面的高差大于地下室层高的1/3,不能满足地下室顶板作为结构嵌固部位的要求,所以选择地下一层的底板作为结构的嵌固端。见图(二) 地下室一层的底板作为嵌固端时,除了满足以上所提到的条件,还必须满足下列条件: (1) 地下一层的剪切刚度应大于地上一层的楼层剪切刚度; (2) 地下二层的楼层剪切刚度应大于地上一层的楼层剪切刚度的2倍 而不必满足高规中规定的当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。以本工程的计算结果举例: 地下一层的剪切刚度大于地上一层的剪切刚度,且地下二层的剪切刚度大于地上一层的2倍,所以地下一层的底板满足作为结构嵌固端的条件。地下室外墙尽量只参与地下二层的剪切刚度计算, 而不增加地下一层的剪切刚度,为了满足这个计算假定,地下室外墙与地下一层的顶板结构尽量不发生关系,所以采用图(三)节点处理方法。 注意:此时地下室一层外墙即作为剪力墙受剪又作为挡土墙受弯,地下一层底板与外墙连接处需加强平衡地下室外墙的弯矩。 四、连梁超筋处理 在本工程中,连梁超筋现象很明显。如果根据超筋的数量来确定是否对连梁进行处理是不合适的,规范建议的处理方法如下: 1) 连梁的调幅处理:抗震设计剪力墙中连梁的弯矩和剪力可进行塑性调幅,以降低剪力设计值。但是在结构设计中已对连梁进行了刚度折减时,调幅范围应限制或不再调幅。 2) 减小连梁的截面,主要是降低连梁的截面高度,从而达到减小连梁计算内力的目的,同时加大剪力墙的地震效应设计值。 3) 连梁铰接处理:连梁不作为次梁或主梁的支承梁时,可将连梁按两端铰接梁进行计算,即假定该连梁在大震下的破坏,对剪力墙按独立墙肢进行二次多遇地震作用下的结构内力分析,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计,以保证墙肢的安全。 上述1)、2)的方法相近,应优先考虑。当采用前两种方法仍然不能解决连梁的超筋超限问题时,可采用3)的处理方法。 连梁超筋处理小结: 1) 处理目的:在确保连梁强剪弱弯的前提下,尽可能充分利用连梁的有效截面和刚度吸收地震能量并耗能,达到既满足抗震设计要求又经济的目的。 2) 处理方法:依据连梁截面抗剪承载能力反求连梁所能承担的最大弯矩(此处与弯矩承载力控制的梁端塑性铰不同的是:塑性铰是在梁端抗剪承载力足够的情况下,寻求梁端的最大抗弯承载力,形成以梁端抗弯承载力控制的塑性铰),寻求的则是与连梁梁端最大抗剪承载力相匹配的最大梁端弯矩,形成以梁端抗剪承载力控制的塑性铰。 3) 由于目前计算程序不具备“剪力铰”计算功能,可以采用变通的解决方法,即通过采用减小连梁计算截面高度进行试算。在连梁的计算剪力不大于实际连梁截面抗剪承载力的前提下,连梁的最大计算弯矩。 五、结束语 混凝土框架剪力墙结构是由框架和剪力墙两种结构重新组成的结构体系,框架和剪力墙一起承担竖向荷载,水平荷载由具有较大抗侧刚度的剪力墙来承担。在框架剪力墙结构中,剪力墙的布置非常关键。在满足建筑功能的前提下,总的布置原则为“均匀、对称、分散、周边”。 高层结构的嵌固端从工程角度看是一个区域,只有相对的嵌固,没有绝对的固定。一般情况下,应尽量将上部结构的嵌固部位选择在地下室顶面。地下室顶板作为上部的嵌固部位时,结构的加强部位明确,地下室结构的加强范围高度较小,结构设计经济性好。为节省工程造价采用降低嵌固部位的方法是错误的,这样没有考虑应采取相应的结构措施,是不合适也不安全的。 结构设计毕业论文:高层建筑转换层结构设计中的问题分析 摘要:在当前的高层建筑设计中,针对转换层结构的内容是至关重要项目,其设计方案和设计水平直接决定整个高层建筑的设计水平。本文主要介绍了高层建筑转换结构在受力方面的主要特点,阐述了关键结构层的存在形式和显著特征,详细分析了设计中的不足,提出了行之有效的解决策略。 关键词:高层建筑 转换层结构 设计 问题 对策 当前,高层建筑的显著特征是功能种类多、作用体现综合性。很多高层建筑在直线方向的作用不尽相同,例如,顶部的用途是住宅,中部是商务办公,下部功能为娱乐、餐饮等。也就是说,整个建筑不同位置,设置不同的功能,体现不同的作用。这就需要设置不同的结构,根据需要,采取不同的形式。以建筑功能方面的区别为依据,上部通常采取轴线布置的方式,安排小开间,同时,增加墙体数量,目的是满足用户在住宅方面的特殊需求;对于用作办公用途的中部,房间通常为小型或者中型大小的房间,因此,公共部分如果能够体现更明显的自由,那么必然能够提升建筑效果,为此,要设置较大的柱网,尽量降低墙壁的数量,甚至避免墙体的存在。为了更大程度达到这种设计需要,就要在发生结构变换的楼层设计转换层,目的是保证受力的恰当转换和传递,否则会不利于受力的合理性,影响结构尺寸的科学性。 1 对结构受力特征的分析 在建筑工程中,经常遇到含有转换层的结构样式,也就是底层为大空间的剪力墙结构。在整个结构中,剪力墙落地,在底部变为一定形式的框架结构,其主要受力特征为: 1.1 结构受力的主要特征 1.1.1剪力墙结构将转换层作为界限,上部的剪力墙具有类似的变形曲线。对于受到外力影响的楼层剪力,会由于剪力墙等效刚度比例的不同分配,使得其下部侧向刚度出现迅速变小的情况,最终导致底层框架需要承担的水平力出现急剧降低,但是,底层剪力墙的水平力会出现迅速提升。 1.1.2水平力在底层出现的分配变化是通过转换层实现的,主要利用了其刚性楼板在力传递方面的功能。当转换层完成对楼层间的力的传递和分配之后,它在平面领域受到了很大的冲击力,出现严重的平面变形,对楼板在平面范围的刚度产生影响。 1.1.3如果水平力受到底层框支柱和落地剪力墙的刚度分配之后,鉴于框支柱侧向刚度较小,在具体核算过程中,它所承担的力量极小。但是,一旦转换层的楼板出现变形,那么,在框支柱范围内,其在水平方向的位移变化就会达到最大值,也就是说,支柱实际受力要大于理论值,而且相差很大。通过上述分析可以认识到,位于转换层周围的受力比较多变和复杂,在进行设计的时候,要为剪力墙和框支柱设置安全储备。 1.2高层建筑转换层的结构类型和主要特征 1.2.1梁式转换介绍 在当前的高层建筑转换层设计中,梁式转换层是使用比较广泛的类型,传力的流程为上部的墙壁,而后转换梁,最后为下部柱。在力的传递方面,比较直接,方向明确,能够进行方便的工程核算,便于设计,同时,成本支出不高,因此,这种转换层样式在建筑中比重较大。 1.2.2箱式转换层介绍 这种类型是将单向和双向托梁、较厚的上下层楼板进行统一浇筑,而后形成一个整体,实现统一作业,这种方式所形成的刚度较大。 1.2.3 板式转换介绍 如果转换层的上下柱网呈现错开的样式,布局错乱无章,很难借助梁进行承载,那么,需要厚板的协助,也就是板式转换层。由于需要较大的抗冲力,所有其厚度要求高。对于下层柱,设计可以更加灵活,但是由于其自重较大,需要大量的材料,很容易出现工期延误的情况。 1.2.4桁架式转换介绍 桁架主要分为空腹型和实腹型。与梁式转换类型相比,其在受了方面更加清楚,能够提供更加广泛的使用空间,同时其自身重量不高,因此,具有较强的抗震能力,但是,其缺点是,节点设计存在较大难度。在采取这种方式的时候,其基本设计原则是要保证斜腹杆和节点的强度。鉴于节点受力的复杂性,很容易出现脆性损伤,给施工带来不便,增加了这种方式使用的难度。在运用这种方式的时候,要注意以下几个问题:首先是要保证桁架转换层的高度,通常在3米以上,一旦高度不达标,就会导致超短柱的出现,造成脆性破坏;其次,要实现上弦基点与其对应荷载的对齐,发挥桁架在受了方面的特定优势;再次,将预应力应用在上下弦和斜腹杆,那么就会有效减小截面,节省费用,比较经济实用。 1.2.5 斜柱转换式介绍 这种方式比较特殊,能够最大程度发挥混凝土在受压方面的特点,增大建筑空间。这种方式会产生较大的荷载,在进行具体设计的时候,可以参考平面布局的特点,借助梁来实现路径的缩短,在最小范围内达到均衡。在运用的时候,转换站要尽可能通过较多的楼层,目的是减小水平力,便于设计。 1.2.6 巨型框架转换介绍 巨型框架转换是当前建筑结构发展的趋势,主要是将巨型柱与大梁进行连接,抗震效果极佳。它是梁式转换的多次操作。其主要设计方式是进行多次模拟,在巨型结构形成之前,要完成临时支撑的设计。 2高层建筑转换层结构设计中需要注意的几个问题 2.1 设计遵循的主要规则 2.1.1 在对转换层结构进行设计的时候,要减少竖向构件的使用数量,竖向构件的数量越少,需要进行的转换设计就越少,刚度变化的几率降低,有利于结构在抗震方面功能的实现。 2.1.2将转换层结构在竖向的位置设置在较低的范围。 2.1.3 注重对转换层结构的不断优化。对于转换层样式的选择,要明确具体传力的方向,目的是实现与工程项目的有机集合,保证质量。鉴于安全和经济性的考虑,宜将其刚度控制在较小的范围内。 2.2 结构设计中的重点分析 2.2.1刚度在转换层下部的主要分布状况。 在进行转换层架构设计的时候,要高度重视刚度值的合理性。如果刚度较大,地震反应和结构竖向刚度会出现急速膨胀,转换层上下受力都不均衡,材料使用量也增加,在经济性上也不科学。如果刚度过小,沉降差出现,次应力产生,配筋增加,尤其在转换次梁中更加突出。因此,在转换层设计过程中,竖向刚度的变化是经常遇到的问题,彰显复杂性。在进行抗震设计考虑的时候,要保证位于转换层主体结构的剪切刚度达到技术标准,这样,较大的竖向转换构件就会被派上用场,主要的包括加大混凝土强度以及增加剪力墙等方式。此时,较为突出、值得注意的问题是:筒体截面的扩大使得其在下部结构的总刚度比重增大,需要承载更大的地震荷载,因此,需要高度重视筒体的安全设计,以实现更强的抗震性;在运用剪力墙的时候,要保证刚度在整体上的均衡性,使得刚度与质量中心能够重合,避免出现建筑物的变形。 2.2.2 剪力墙对上下刚度传输产生的作用。 为了实现不同结构之间内力的传递,要避免二者刚度的突然变化,可以立足以下两个方面实现解决:首先,在上部,要保证较小的刚度值,减少剪力墙,缩短墙肢;其次,增大下部刚度。在保证使用效能的前提下,设置若干剪力墙,保证布局合理、对称,防止出现集中的情形。 2.2.3 合理确定转换层结构的刚度值。在进行转换层结构设计的时候,一个重要的值就是转换层结构的刚度值。一旦出现刚度超标的现象,地震反应就会出现,竖向刚度会急剧增大,使得上下层不利于受力和均衡性,另外,材料的需要增加,经济上比较不合理。如果转换层的刚度较小,那么竖向构件之间会出现沉降差,在结构与构件之间形成次应力。此时,就要选择合适的次梁截面尺寸,保证其刚度达标。 2.3 将转换层结构与建筑专业进行结合 高层建筑转换层设置的目的是为了迎合建筑实际用途,要在结构上充分考虑建筑物自身的特征。首先,充分考虑建筑物外观特点,例如,巨型框架、拱形等,保证受力合理,同时还能满足外观的需要;其次,转换层的结构特点要以建筑物功能为前提,设备层兼顾转换层,要保证转换层空间足够,此时适合使用实腹或空腹桁架代替梁式转换。 结束语: 在高层建筑中,转换层结构至关重要,需要高度重视。设置转换层的目的是最大限度满足建筑不同功能的需要,需要将此部分设计与整个建筑设计思路进行结合,二者积极配合。要重视对转换层结构的理解,掌握设计原则和思路,保证结构在平面和竖向都具要整体性,保证建筑物的安全性和经济性。 结构设计毕业论文:地铁基坑的支护结构设计探究 【摘要】随着城市交通的日渐繁荣拥堵,城市轨道交通的正常运营起到了至关重要的作用,我国轨道交通行业发展不断深入,基坑工程设计作为地铁前期施工的重要环节,需要进行完善合理的设计,使基坑工程的设计达到更加令人满意的程度。 【关键词】 地铁;深基坑;支护结构设计;施工技术 一、常用基坑支护类型 1、放坡开挖 特点:施工方便,造价低,场地条件要求较高,防护强度不高,受气候影响较大。适用范围:在基坑开挖深度较浅时,若施工现场不需考虑相邻构筑物安全和正常使用时,可以优先考虑采用该种方法。该方法适用于周围场地开阔,地下水位较低,周围无重要的构筑物,基坑位移控制要求不严格,只要求稳定的工程。但当地下水位较高时,就必须结合井点或隔水帷幕等措施共同使用。 2、地下连续墙 特点:支护刚度大,止水效果好,但造价较高,需专业的设备。适用范围:适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周围环境要求较高的基坑。条件允许的情况下配合上部结构进行整体设计,既起到了基坑支护的作用,当基坑施工结束后还可以作为上部结构的一部分,既安全又节约。 3、深层搅拌水泥土围护墙 作为一种原位土体加固方法,深层搅拌水泥土围护墙应用广泛。深层搅拌水泥土是利用深层搅拌机械在软弱地基内,边钻进边往软土中喷射浆液或者雾状粉体,同时借助搅拌轴旋转搅拌,使喷入软土中的浆液或雾状粉体与软土能充分拌和在一起,形成强度比天然土体高得多,并具有整体性和稳定性的桩体,由若干这种桩体和桩周围土构成水泥挡土墙。 二、基坑工程勘察和支护设计准备 1、基坑工程勘察 为了能够正确的对支护结构进行设计,同时能够合理的对基坑工程施工进行组织。事先必须要对基坑及其周边的各种环境进行勘察。应该提供的数据和相关情况有:地下层视见水位和静止水位;地下施工风险过程中各层水位补给情况分析,同时把其与附近水体连通状况进行分析:对基坑底以下承压水含水层和水头高度界面进行分析:对分析过程中出现的水位变化情况进行研究。同时需要对支护结构和周边的环境进行控制,采取相应的处理措施。 2、岩土勘察 在建筑工程项目详细勘察阶段,需要根据时间安排对基坑工程施工的具体内容进行有效的勘察。勘察的范围主要是由场地的岩土工程条件和开挖深度决定的。需要在边界的开挖深度1-2倍范围内进行勘察点布置,如果是软土勘察其勘察点布置的范围要更大一些。勘察点的间距一般情况下为15-30m,如果地层变化比较大的时候,应该根据勘察点的情况查明相关的分布规律,基坑周围勘察点的深度一般不小于1倍的开挖深度,如果处于软土地区应该穿越软土层。 3、水文地质勘察 应该根据相关的情况和数据进行分析,其主要包括地下水层的静止水位和视见水位,还要根据其补给情况和动态变化状况;地下水位的动态变化状况,因此其与周围水体的联通情况进行分析:基坑底下承压水的水位变化和支护结构也会对周围环境产生一定的影响;分析水位变化情况,同时还要对支护结构进行设计,采取相关的措施解决问题。 4、基坑周边环境勘察 其主要包括以下内容:查明影响范围内的建筑物层数、类型、埋深和基础类型。同时需要对上部结构和基础负荷大小进行分析。查明基坑周围的各种地下基础设施,主要包括排水、给水、煤气、电缆、雨水、污水、热力等分布状况和管线状况。同时还要查明基坑周围道路状况和车辆载重情况,查明四周或者临近的地区汇水流状况和排泄状况。同时还要考虑地下水泄露状况对基坑开挖产生的影响。 5、支护设计装备 进行支护结构设计之前,需要对地下结构设计资料和设计方案进行有效的处理。针对主体工程地下室建筑杆线和平面布置相对位置进行分析,这样对支撑布置和选择支付结构类型有着一定的关系。主体工程的桩位布置图设计,此问题与支撑体系中立柱位置有着很大的关系。尽量采取工程柱做为立柱从而降低工程成本。主体结构各层楼板、地下层、底板的布置与标高和地面都有一定的关系,这样可以很好的确定开挖深度,能够很好的选择围护墙和换掌等。 三、工程概况与特点 1、工程概况 某火车站综合改造基坑工程是目前某地区建设规模最大、技术含量最高、施工难度最大的工程,需要进行专项支护的工程有:地下空间基坑工程、隧道交通基坑工程、轨道交通基坑工程,项目整体形成了一个平面叠置、立面分层、同步进行的大型基坑群。 1.1地下空间基坑工程 位于某火车站南侧,为全埋式2层地下室,局部3层。平面尺寸为111.0m×597.0m,呈“一”形,基坑开挖深度为地面下11.0m-16.0m,开挖面积约72000m2。 1.2隧道交通基坑工程 地下1层隧道位于预留轨道交通上方,紧邻地下空间南侧布置。基坑开挖深度为地面下9.0m-11.0m,局部为18.15m,基坑开挖长度为1340m,宽度随深度变化,开挖面积约9522.7m2。 1.3轨道交通基坑工程 整体全明挖,地下1层为一条市政隧道,地下2层,3层分别为地铁站厅、站台层,车站总长228m,轨面埋深约21.3m,基坑开挖深度为地面下16.0m-26.0m,局部27.0m。 2、地质条件 2.1工程地质条件 基坑开挖深度内自上而下主要为杂填土、卵石、细砂、强风化层、中风化层、微风化层。其中杂填土层下部以粉土为主,内含石膏颗粒,干强度低,韧性低;强风化层节理裂隙发育,遇水极易软化,长时间暴露在空气中易崩解。 2.2水文地质条件 场地含水层主要为卵石层,稳定水位埋深为2.8m-4.5m,属于第四系松散岩类孔隙潜水。地下水由西南流向东北,季节性变化明显,年水位变幅0.5m-1.0m左右,水量比较丰富。 3、基坑支护方案优化 该基坑工程量较大,不同的支护方案在工期、造价及施工便利性等方面差异很大,如何在满足基坑安全的前提下降低工程造价、提高经济性以及施工的方便性成为基坑支护方案选型的重要问题。 原基坑支护方案为:开挖较浅且环境条件允许的部位,采用二级放坡土钉墙,坡率1∶1.5,面板厚150;开挖较深的坑中坑部位,采用三、四级放坡+格构式锚索(杆)支护体系。排桩直径为1m,桩心距为1.8m,桩顶冠梁为1.2m×0.5m。格构式预应力锚索支护结构的格构梁间距为2.5m×2.5m;设置锚杆2排-3排压力型锚索,杆芯选用4×Φ15.2mm型钢绞线。钢筋网双层双向Φ16.0@200×200,混凝土强度为C30。从安全稳定方面看,此支护方案有一定的优越性,但从施工工艺、经济效益等方面看,却过于保守。 根据该地区支护设计经验和土压力原位试验,将原基坑支护结构总体设计方案优化为:开挖较浅且环境条件允许的部位,采用不同坡率的二级放坡土钉墙,坡率为1:1和1:0.5,面板厚80;对开挖较深的坑中坑部位,采用排桩加锚杆支护体系,排桩上部能放坡的尽量放坡,对于无放坡空间、环境条件较为紧张的部位,垂直开挖,并对桩锚支护结构进行合理优化。第一道锚杆设于桩顶(冠梁),与桩形成整体,使其传力路径更为明确,可有效控制基坑开挖过程中产生的变形。 4.基坑监测结果 为确保施工安全,在基坑开挖过程中进行了位移、沉降和内力等项目监测,作为信息化施工的必要手段,客观反映了被观测实体所处的状态,为预测险情、优化方案提供依据。根据位移监测结果分析可知,基坑整个施工过程一般位移为10mm-20mm,仅P016点最大位移为29.12mm,未达到警戒值3cm;目前,基坑主体结构已基本完工,未出现异常。说明优化后的支护方案满足了安全、经济性要求。 四、结束语 随着城市轨道交通的大量兴建和建设事故的不断发生,地铁深基坑支护已逐渐成为岩土工程领域重要的研究课题。近年来随着城市发展,地下轨道交通越来越多被采用,受城市空间制约,地铁“宽、深、大”基坑出现频繁,基坑施工设计显得尤为重要。本文以某火车站基坑工程为例,对基坑支护设计与优化做一简要说明,仅供参考。
经济的高速发展和社会的进步,高速公路项目被大量的建设并且应用,但是在施工中极易遇到黄土、红黏土、膨胀土等地质条件,要想保证工程项目达到安全、可靠的要求,必须要采取有效的措施进行处理,根据工程的实际需要选择更具经济效益、社会效益的施工方案。 1高压旋喷桩处治技术特点 在20世纪的60年代,高压喷射注浆法最初出现在日本,而进入到70年代之后,我国也逐渐开始将该技术应用到高速公路施工项目中。该技术实施过程中,应用钻机将带有喷嘴结构的注浆管钻入到预先设定的位置之后,再将管路内部的注浆液与水以20MPa~40MPa的压力喷射出去,可以直接将施工位置上的土体冲破,然后钻杆会向上提升,稀浆与土颗粒进行混合搅拌处理,在凝固之后就会形成固结体,这就是旋喷桩施工技术。随着我国工程技术的发展,高压喷射注浆法与深层搅拌处理方式联合使用,具备较强的优势,对于高速公路技术的发展起到了积极的促进作用[1]。 2工程概况与病发原因 某高速公路施工项目,在项目开始之前进行地质勘察,发现该地区的地形条件异常复杂,地层中上部为黏土,下部为沙层,经过地质勘察可以确定,该施工地区中存在有溶洞地貌,技术人员多次论证分析之后确定选择使用高压旋喷桩施工技术,可以全面的提升高速公路的稳定性与安全性。 2.1路基土压实度问题 从大量的工程实践经验分析可以发现,压实度对于公路路基的质量性能存在直接的影响,虽然我们通过肉眼可以确定土壤之间非常紧实的连接起来,但是其内部存在有大量的空隙和水分,如果空隙与水分超出了规定的要求,就会导致其稳定性不足,承载性能也无法满足道路运行的需要,在外力的作用之下会出现沉降或者裂缝等问题,所以在施工中需要针对路基展开必要的压实处理。如果工程的压实度未能满足要求,就会导致高速公路在使用中出现沉降或者裂缝等问题[2]。 2.2路基土中水的来源问题 土壤结构在受到了水资源的浸湿之后就会导致土体结构稳定性无法满足要求,结构也会出现软化的问题。路基结构中的水分含量也会导致沉降、裂缝等病害问题出现。路基结构中出现水分过量的原因主要就是地下水丰富以及降雨未能及时的排除。地下水通常是固定存在的,所以在进行道路建设施工前就应该进行合理的规划设计,采取必要的保护措施,从而可以消除地下水给路基质量造成的影响。然后就是需要合理的处理雨水,如果某些施工路段中存在有一定程度的凹凸不平问题,在雨季就会出现雨水淤积严重的问题,长期的车辆载荷作用之下,雨水会逐渐的渗入到路基内部结构中,也会给路基造成不必要的腐蚀影响,承载性能就会下降,甚至会出现严重的病害问题,给道路行驶安全性造成不良的影响。 3高压旋喷桩施工前的准备 1)高压旋喷桩施工过程中需要多种设备才能完成,主要包含了旋喷桩机、柱塞泵、排污泵等。2)将施工现场进行必要的清理处理,首先需要确保施工地区中不会存在任何影响工程质量的杂质,并且结合工程的实际需要来合理的布置电力线路,以保证电力供应的正常进行。为了有效的防止遇水浸泡而造成的影响,需要合理的设置排水设施,不会出现雨水淤积严重的问题。下面就是进行测量放样处理,保证各个结构尺寸都达到精度要求,然后应用白灰进行标记,以确保施工精度[3]。3)准备足量的施工材料,本次工程中应用的是P.O32.5的水泥,技术人员在现场中进行必要的试验,材料配合比例也要达到要求。4)试桩以确定工程技术数据。为了可以保证工程质量达标,在工程开始之前应该实施试桩处理,对于无法满足工程质量要求的技术参数进行必要的调整,最终确定技术数据为:0.65~0.7的空气压,25MPa~28MPa的喷浆泵压,15r/rain~20r/rain,12m/min~16m/min,105kW的单台机组,注浆泵深度应该控制在50m以下,同时要确保其偏差不会超出规定的范围。 4施工过程 1)钻机就位。根据工程的需要来明确桩体数量、长度、直径以及位置等参数。施工人员在工程中要按照预先规定的打孔位置来进行施工,确保横纵向偏差不会超出20mm,钻孔垂直度也是重要技术参数,保证在合理的范围内。钻机安装到规定的位置上,钻杆轴需要对正钻孔中心位置,对正之后需要进行钻机的固定。安装到适当位置之后,再进行钻孔深度、位置、垂直度等精度的测试,达到技术要求后才能开始钻孔施工。2)下管喷浆。钻孔完成后,要进行深度的检查,达到要求之后再将注浆管注入到土层结构中,然后就是在钻杆上安装喷射部件。注浆管插入到土体中,可以在射水的过程中放入管子,此时就能够防止出现砂子堵嘴的问题,还能够进行水压的控制,也能够防止孔壁塌孔问题的存在。本次工程中在注浆管安装到规定位置之后,就能够开始喷射施工。施工中为了可以保证工程的质量达标,施工人员需要严格控制工艺技术参数,确保喷射方向、压力等参数达到要求,并且将所有的数据都进行准确的记录。材料的初凝时间需要控制在2h以内,如果超出该时间,需要停止施工并且进行材料的更换。3)冲洗器具。喷射施工结束后,为了可以确保其能够正常使用,就需要将高压水管清理干净,然后进行防水冲洗。4)喷射施工注意事项。a.喷射施工之前要确保施工的安全性达标。根据施工工艺规范的要求,检查确认设备和管道是否处于正常工作状态下,同时还应该有针对性的检查安全阀、活塞等重要的部件。对于一些长期使用、磨损严重的部件需要立即更换,并且确保注浆管的内部通畅性,接头部分的密封性也需要达到要求。b.全面的解决喷嘴与施工管路堵塞的问题。施工人员对于容易发生堵塞问题的位置上安装滤网结构,此时就能够有效的预防出现膨胀、堵塞等问题,及时发现堵塞问题,采取措施进行处理。c.重复喷射。为了可以更好的保证工程的质量达到要求,确保各项技术参数满足设计方案的要求,需要在施工条件下进行多次的喷射以提升其施工效果。d.确保施工开始之后水泥浆液的供应量充足。施工中必须要保证材料供应的连续性,满足施工顺利的要求。 5结语 旋喷桩开始施工之前,应用岩溶注浆进行勘孔处理,要根据工程的需要绘制地质剖面线,检查地质条件是否与设计一致,同时还应该准确的判定桩基是否进入到土体持力层内;在实验室内进行试样的配制和检测,保证其配合比达到要求。实验之后再进行现场的喷射施工,保证其土体的固结承载性能、强度以及规格等达到要求。根据需要来明确喷射技术参数和材料的使用量,同时还应该在规定的时间内准确的计算混合浆液成分,以保证工程的质量达到要求;经过上述的施工环节之后,路基施工可以顺利进行,工程的质量也能够达到要求,各项技术指标满足了实际需要,这说明该施工方法是正确的,可以在大范围内推广应用。 参考文献: [1]郑新军.高速公路路基高压旋喷桩处治施工技术[J].中国西部科技,2015(6):46,79. [2]刘尚文.高压旋喷桩加固软土路基[J].中州建筑,1989(2):59-60. [3]田勇.路基加固高压旋喷桩施工技术[J].中国科技投资,2018(24):34,98. 作者:侯素琴 单位:山西晋中交通建设有限公司
高层建筑结构转换层设计研究:探讨高层建筑结构转换层的结构设计 【摘要】在社会发展越来越迅速的今天,我们对各种服务行业的要求也越来越高,特别是高层建筑也得到了迅速的发展,应人们的要求,高层建筑也正向着多样化、复杂、多功能的方向发展,但是,其建设难度也大大增加,本文首先对高层建筑转换层的定义、类型及功能进行了系统的论述,根据分类又进一步的进行了研究,最后提出了一些常见问题以及解决方案,希望对相关部门提供借鉴。 【关键词】高层建筑;转换层;结构设计;类型 1.前言 高层建筑的结构转换层设计是一项非常复杂的工程,在设计施工之前必须要对其进行细致的分析讨论,确定方案无误时才能进行施工,从力学的角度来分析,可以看出高层建筑转换层的上下层内力比较集中,并且地震力集中,设计起来非常困难,这也逐渐成为高层建筑设计的重要问题之一,一直受到国内外的高度重视,为了保证设计的舒适安全,必须要对高层建筑的结构变化处设置转换层,下面我们就对转换层设计进行系统的论述。 2.转换层的定义和功能 高层建筑转换层可以分为两类,一类是结构转换层,另一类是功能转换层,本文主要是对结构转换层进行论述。 结构转换层的定义:对于一些高层建筑来说,结构转换层的设计有一定的难度,高层建筑一般上部用于公司办公或者居民住房,这样需要的墙多柱少,而下部一般用于超市等的商业用处,需要更大的空间,这样需要的就是墙少柱多,所以就必须要对其进行转换,将上部的墙体所承受的内力转移到下面的支柱上,这样的具备转换力的楼层一般被称为结构转换层。 功能:结构转换层的功能有很多,主要是将上下楼层的结构进行转换、改变上下层的柱网和结构类型、对上下层结构类型和柱网一起改变。 3.结构转换层的类型及设计方法论述 高层建筑结构转换层可以分为四种类型:梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。 3.1梁式转换层 特点:梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计,这两者是按功能不同来进行划分的。 (1)托柱形式转换梁截面设计。当转换梁承接的是上部的普通框架时,可以按照普通的截面设计进行配筋计算,因为这时的转换梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一样的,但是,当转换梁承受的是上部斜杆框架时,就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计,因为,此时的转换面承受的是轴向拉力。 (2)托墙形式转换梁截面设计。在转换梁的施工过程中,力学问题是一个关键问题,必须要予以重视,当转换梁承受上部的墙体是小墙体时,要采取普通梁的截面设计方法进行配筋计算,且纵向的钢筋也可以放置在转换梁的底部,像普通梁那样布置就可以了;当转换梁承受的是上部墙体且满跨不开洞时,转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法,它的受力特点和破坏形态表现为深梁,不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大,所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了;当转换梁承托上部墙体满跨或者不满跨时,但是剪力墙长度比较大时,应该采取的转换梁设计方法是深梁截面设计方法。 3.2箱型转换结构 当转换梁的截面较大时,可以在转换梁的梁顶和梁底同时设置一层楼板,遍布全层,使得整个楼层都构成“箱子”形式,也因此被称为“箱型转换层。 箱型转换结构也是高层建筑设计中较为常用的一种结构形式,在设计过程中主要要注意支撑体系的合理设置,这是保证建筑施工质量的重要前提,主要特点有:层高大、自重大、混凝土强度高、结构受力比较复杂、墙柱模板支设困难等,主要优点是转换层本身的整体性非常好,但是,它也有其缺点,就是它直接占用了整个楼层的面积,使得这个楼层不能再有其他用途,只能当做设备层使用,还有一个缺点就是上面所提出的自重大、造价高,这也是在实际应用当中很少使用的原因。 3.3厚板式转换层 这种厚板厚梁式转换结构主要优点是布置灵活,整体性比较好,当上、下柱网线错开比较多很难用梁来承托时就需要采取这种形式,做成厚板,厚板的厚度也可以根据上下的结构以及柱网尺寸而定,但是这种厚板式转换层的自重很大,地震作用大,耗费材料多,不仅耗费资金而且还容易发生震害,所以这种方法采用的也不是很多。 厚板式转换层可以采用TBSA等的三维空间分析程序对整体进行内力分析,主要是转换板的不规则边界,这样的一般会采用有效单元法进行内力分析,还可以采用复杂楼板有限元分析软件进行进一步计算,还可以对板在收到竖向压力荷载的受弯和局部压力等的进行计算。 3.4桁架式转换层 桁架可以分为两种,一种是空腹桁架,另一种是实腹桁架,这种桁架式转换层主要是由梁式转换层结构转换而来的,与梁式转换层相比它的受力更加明确、整体性好、抗震能力强、框架支柱柱顶弯矩和剪力更加小一点,这是它主要的优点,但是缺点也比较明显,施工难度大,更加复杂、节点设计难度大。可以对其进行整体结构的内力分析,当高层建筑的下部为大商场时,需要的空间必须要大,上部则是居住办公等的小空间,在这时就可以采用桁架式转换层,特别是在需要设置管道时,更要采取这种方式,一般采用桁架式转换层时应该跨满层进行布置,而且上弦节点要与上部密柱中心对齐。桁架式转换层的重量比较小,所以也减小了下部框架的承重负荷。 4.转换层施工遇到的问题及对策 4.1遇到的问题 (1)转换层的自重大、占用空间大、结构复杂,在施工过程中难度大,材料的占用量也非常大,施工成本也大大增加。(2)在转换层中,有的具有大体积的混凝土施工,这样容易出现升温裂缝的现象。(3)要减小转换层施工对下部的影响。 4.2解决措施 (1)合理的对支撑体系进行布置,要结合下部结构特点进行灵活的布置,采用悬空支撑体系进行支撑,尽量减小对楼板直接的作用力。(2)对于转换层混凝土体积较大,应该采取一定的措施,比如:采用养护措施对温度进行调整、使用低水化热的矿渣、在完成施工拆除支撑体系时,要确保混凝土的干湿程度是否符合要求等等。(3)减小转换层施工对下部的影响主要采取的措施是分层浇灌混凝土,让先浇灌的部分承担一部分的重量,卸载支撑体系的负荷。(4)在钢筋翻详前一定要对设计意图以及熟练程度、审核等进行深一步的了解,熟练掌握相关规定,当转换梁的高度较高时一定要保证钢筋骨架的稳定,这样才能安全方便的进行操作。 5.结语 高层建筑中,结构转换层的设计一直是建筑行业人员十分关注的问题,由于其结构的复杂性和工程量巨大,需要工作人员对其进行充分的了解,合理的设计规划,对于高层建筑转换层的设计要选择合理的、合适的转换层形式,在设计布置时,加强主要构件来增加设计结构的安全性和稳定性。目前高层建筑的转换层设计还不完善,需要我们不断的研究发现,进行深一步的探索。 高层建筑结构转换层设计研究:探讨高层建筑结构转换层设计问题 【摘 要】随着社会的发展以及人们生活的需求,城市高楼越来越多,为了方便使用,很多高楼都会设置转换层。转换层设计作为高层建筑结构设计的关键,直接影响到高层建筑结构转换层设计质量与水平。 【关键词】高层建筑;结构转换层;设计问题 近年来,随着我国经济持续快速发展,人们对高层建筑功能要求趋向于多样化、综合化,较为常见的形式是以上部为小开间的民用住宅,下部为大开间的商场或公共娱乐场所。为满足建筑要求,在上下不同结构体系转换的楼层设置转换层,转换层建筑结构应运而生。本文主要研究高层建筑结构转换层类型,以某工程为例探讨高层建筑结构转换层设计要点,为建筑工程设计单位在高层建筑结构转换层设计方面的进一步开展提供借鉴。 1 常见高层建筑结构转换层类型 不同的建筑结构,其对于建筑结构转换层的需求类型是不一样的,在实际的建筑结构转换层设计过程中,设计单位需要根据本工程或者本建筑的实际需求,采用不同的建筑结构转换层,从而提高建筑工程的需求质量。笔者根据多年的建筑结构转换层设计经验,对于建筑结构转换层常见的类型进行了汇总。总体来讲,常见的建筑结构转换层主要是是以下两大类型: 1.1 梁式转换层 梁式转换层是一种常见常用的高层建筑结构转换层类型,它主要是将上部剪力墙结构设计在框支梁上,然后通过框支柱的支撑作用,使得框支柱可以最大限度的支撑起框支梁,从而形成一种完整的结构受力体系。梁式转换层分为两种,一种是纵向转换,一种是横向转换,特殊情况下,甚至还存在着纵横向同时转换的现象,对于这种纵横向同时转换的情况,设计单位需要采用双向梁布置的方式。这种纵横向同时转换方式,是具有着巨大的优点的,无论是对于设计还是对于施工来说,都是比较简单易行的,而且它的传力放向也是较为准确的,正是因为如此,这种梁式转换层设计结构逐步受到广大建筑设计单位的追捧,是当前我国高层建筑结构转换层设计中,最为常用的结构转换层形式之一。在实际的设计过程中,一般是需要采用较大空间的框支剪力墙结构体系来完成,从而提高梁式转换层设计质量。 1.2 箱式转换层 箱式转换层是另一种常见常用的高层建筑结构转换层类型,它主要是适用于转换梁截面过大的情况。转换梁截面过大,很容易使得楼板满足建筑结构的刚性需求,采用梁式结构的话,容易出现设计理论与实际需求相脱节的问题出现。为了避免这种情况发生,箱式转换层也就应用而生。箱式转换层主要受在转换梁梁顶部与转换梁的底部,同时设置一层楼板,这就是箱式转换层结构。箱式转换层结构不同于梁式转换层结构,它具有着梁式转换层所不具有的优点。箱式转换层结构的关键在于转换梁,它的转换梁的刚度比较大,而且约束性比较强,因此,箱式转换层结构的整体性受力效果也是很好的,尤其是在受力方面,箱式转换层结构上下部受力都是比较均匀的。同时,值得注意的是箱式转换层结构也是存在着缺陷的,那就是施工比较复杂而且它的施工工期比较长,施工成本也是比较大。 1.3 其他类型的转换层 除了以上两种最为常见的转换层之外,还有其他类型的转换层,例如厚板式转换层、桁架式转换层等,这些转换层结构由于无论是在施工上还是在设计上,无论是在经济效益还是在施工质量上,都存在着众多的缺陷,因此这些转换层的运用都是比较少的。 2 某工程高层建筑结构转换层设计 2.1 工程概况 该工程处于某城市的市中心,属于高层建筑商业住楼,建筑面积在2.8万平方米。该高层建筑商业住楼地上有22层,地下有2层,建筑的总体高度是70.4米。该建筑的平面较为复杂,一层和二层主要是由于空间比较大,主要是大型的商场,三层以上则主要是住宅用房,地下二层是设备备用房,地下一层是汽车房。该建筑的结构转换层主要是设置在二层顶楼,转换层以下为框支剪力墙机构,转换层以上为剪力墙结构。 2.2 计算模型 对于该工程进行高层建筑结构转换层设计,选择力学计算模型至关重要。力学计算模型直接关系到转换层设计的精确度与准确度。在实际的高层建筑结构转换层设计过程中,可以选用三种常用的力学计算模型,包括空间杆系模型、平面墙板模型、空间墙板模这三种。该建筑结构的计算模型主要是采用的TBSA空间分析程序,通过运用TBSA空间分析程序对于该建筑的整个建筑结构进行分析,其中的分析方法便是空间杆系模型。该建筑由于实际工程为空间结构,用平面墙板模型有其局限性,应采用空间墙板模型计算,用空问有限单元法分析,鉴于目前尚无空间有限元分析程序,可以在平面有限元分析结果的基础上乘以一个小于1的空间作用分配系数。 2.3 转换层设计 该建筑的转换层设计,需要严格按照规范,将剪力墙设置在框支架梁上,但是需要注意的是,转换层的上下部轴网不能出现重合,否则很容易影响到转换层的设计质量。该建筑则将其设计成高交叉框支主梁,从而满足实际建筑需求。该建筑框支梁的计算采用的是SATWE程序,同时采用FEQ程序进行复核。关于钢筋的配筋率,该建筑采用的配筋率是0.3%,断面是800mm X 1800mm,楼板厚度在180mm以上。通过以上数据监测,这些数据可以满足该建筑结构的实际需求。 2.4 设计注意事项 保证大空间层有足够的刚度,防止沿竖向刚度变化过于悬殊,严格控制转换层上下结构侧向刚度比;结构布置尽量左右对称,加强薄弱部位楼板的厚度及配筋;在结构整体分析中,考虑薄弱部位楼板平面内变形对结构受力的影响;控制风荷载和地震作用下结构层间位移角,地震作用要满足规范对地震基底剪力与重力荷载代表值限制;控制结构底部加强区剪力墙及其他部分剪力墙、框支柱及非框支柱轴压比。 3 总结 综上所述,转换层结构较为复杂且工程量较大,设计人员首先应注重概念设计,这样可以少走弯路;其次通过上述计算和分析可以得知,此类建筑在平面布置上应尽可能规则、对称,减少偏心,优化调整转换层上下结构的布置和刚度;同时应注意框支梁、框支柱等构件的特殊性;最后也应考虑施丁难度大的因素,在设计时尽量考虑施工可行性,以达到最为合理的设计。 高层建筑结构转换层设计研究:高层建筑结构转换层设计研究 摘 要:本文结合多年工作经验,对高层建筑结构转换层设计谈一些看法。 关键词:高层建筑 结构转换层 设计 现代多功能高层建筑常常设置转换层,大震作用下,易形成薄弱层,转换层位置较高时,转换层下部落地剪力墙及框支结构易开裂和屈服,上部墙体易于破坏,从而不利于抗震。本文结合多年工作经验,对高层建筑结构转换层设计谈一些看法。 一、高层建筑结构转换层概念 1、转换层的定义和功能 因建筑物功能的需要,上部需要小开间的轴线布置,需要较多的墙体;下部则希望有尽可能大的空间,柱网要大,墙体要尽量少。因而,上部部分竖向杆件不能直接连续贯通落地。而通过水平转换结构与下部竖向杆件连接,这样构成的高层建筑称为带转换层的高层建筑结构。转换层主要实现以下功能: (1)上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构,它将上部剪力墙转换为下部的框架,以创造一个较大的内部自由空间。 (2)上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变,但是通过转换层使下层柱的柱距扩大,形成大柱网,并常用于外框筒的下层形成较大的入口。 (3)同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时,柱网轴线与上部楼层的轴线错开,形成上下结构不对齐的布置。 2、结构转换层常见类型 转换层根据建筑功能的需要,可作为正常使用的楼层,但应有较大的层高作为保证;在层高受限制或设备专业需要时,也可以作为设备层,在结构型式上,转换层在设计常分为以下几种类型: (1)梁式转换层,即将上部剪力墙在框支梁上,再由框支柱来支撑框支梁的结构受力体系。当需要纵横向同时转换时,则采用双向梁布置。其优点为传力3直接、明确,传力途径清楚,受力性能好,构造简单,施工较方便,设计计算较容易,是目前应用最广的转换层结构型式。一般运用于底部大空间的框支剪力墙结构体系。 (2)桁架式转换层。该结构形式是由梁式结构转换层变化而来的,整个转换层由多榀钢筋混凝土桁架组成承重结构,桁架的上下弦杆分别设在转换层的上下楼面的结构层内,层间设有腹杆。由于桁架高度较高,所以下弦杆的截面尺寸相对较小。桁架分为空腹桁架和实腹桁架2种,它可以是钢桁架,也可以是钢筋混凝土桁架,在钢筋混凝土高层结构中常用钢筋混凝土桁架。与梁式转换层相比,它的整体性好,受力性更加明确,自重较小而抗震性能好,而且便于管道的安装与维护等,但在施工上比较复杂,在设计上表现为节点的设计难度较大。 (3)箱式转换层,当转换梁截面过大时,设一层楼板已不能满足平面内楼板刚度无限大的假定。为了使理论假定和与实际相符,可在转换梁梁顶和梁底同时设一层楼板,形成一个箱形梁,箱形梁的这种转换结构,一般宜遍布全层设置,且沿建筑周边环通构成“箱子”,即称箱式转换层。箱式转换层的重要优点在于,转换梁的约束强,刚度大,整体受力效果好,上下部传力较为均匀,还可将其利用作为设备层,其缺点是施工复杂,造价较高。此外,转换层还有厚板式转换层、桁架式转换层等。但大都因受力复杂且施工难度大、经济效益不高而实际应用相对少。 二、高层建筑转换层设计要点 1、高层建筑的转换层结构布置 转换结构可以根据其建筑功能和结构传力的需要,沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置(或是楼层局部布置转换层),且自身的这个空间既可以作为正常使用楼层,也可以作为技术设备层,但应该保证转换层有足够的刚度,以防止沿竖向刚度过于悬殊。当建筑物较高柔(如框架-优秀筒结构),整体刚度可能不足,在结构竖向的一定部位设置水平刚性楼层(加强层),人为地加强结构的整体弯曲效应,这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。对大底层上部为多塔的建筑,塔楼的转换层宜设置在裙楼的屋面层,并加大屋面梁、板尺寸和厚度,以避免中间出现刚度特别小的楼层,减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构,其转换层的位置,7度区不宜超过第5层;8度区不宜超过第三层。 2、高层建筑的转换层结构要保证抗震性能 高层建筑要考虑的层面不是简单的舒适度这样的问题了,还要考虑抵御自然灾害的能力,我国近几年来地震频繁,受灾情况有目同睹,因此在高层建筑的实际中已把这个情况列为首要追踪的关键性问题,下面就对减免自然灾害带来的问题进行思考,找出解决的策略。一方面由于地震震感极强,在高层建筑的转换层设计上就要加强抵御震力的能力,对转换层的上下层次要做重新的设计,尽可能的把上下的竖向构架进行重新的分配,对楼板也要进行剪力的重新构造,减弱平面内的受力状况,加强地震剪力的安置,这是至关重要的,不可忽视。 对带转换层的剪力墙结构及带转换层筒体结构这两类转换结构,通过转换层上下层间位移角及内力变化情况的分析,可得出影响其抗震性能的主要因素,分别是:转换层设置高度、转换层上部与下部结构等效刚度比、转换层结构与其上层结构侧向刚度比。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度对转换层位置较高的带转换层的剪力墙结构仅仅控制转换层上、下楼层的侧向刚度比是不够的,还应控制转换层上部与下部结构等效刚度比,转换层上部与下部结构的等效刚度比越大,转换层上下层间位移角及内力突变情况越明显,设计时应当加以控制,使其尽量接近于1,且不大于1.3。带转换层的筒体结构,如转换层上部的外筒为框架,一般情况下不会发生刚度突变,但建立传力途径的变化仍然存在。 3、高层建筑转换层结构的过度受力及轴压比控制 (1)过度受力。高层建筑转换层的结构设计,不是我们想象的那么简单,在这个过程中,楼层的梁面和柱面分别有两种表现形式,从柱面来看,主要的突出表现有强柱和弱柱,从梁面来看主要由强梁和弱梁。不要轻视这两个构件,它们直接影响着转换层的竖向负载能力以及构架的内力,在高层建筑施工期间,对施工的进度和时间也有一定影响,尤其是在转换层构架与若干层构架同时出现在施工阶段的时候,这个构架的内力变化尤为突出,若不及时采取措施,必会因为施工阶段转换构件的过渡受力而影响高层的进度,造成高层建筑施工延时延工。 (2)控制轴压比。高层建筑中转换层还要注意轴压的比率,尽量控制这个比率,我们知道,转换层的支梁和支柱在内交角的位置,有一个突出的应力表现情况,由于深受水平负载以及垂直负载的双重影响,柱子的横截面,柱子的剪力,以及柱子的弯矩在相对条件下较小,所以轴压力的承受力主要受框支柱所支撑,转换层以上的墙体垂直负载和水平负载差不多都能借助板平面内的刚度传递给落地剪力墙,因此要严格控制框支柱的轴压比。例如,在一高层建筑实处,设计的方案是这样的:抗震设计时框支柱的轴压比小于0.6,砼的强度等级高于C20,但低于C30,采用螺旋箍围绕框支柱全高密度较小,箍筋直径要不足10,问距不足100rnm,这个设计方案,在真正实行的过程中限制了柱箍筋配箍率,减弱了转换层柱的抗剪能力。因此要切合实际的对高层建筑进行科学的检测,确保万无一失。 三、结束语 总之,任何事物的都要根据具体的实际的问题出发,根据客观存在的条件,根据高层建筑中的实际问题,依据不同的特点和特征,适当将物理学中的力学因素参考进来,遵循事物发展的规律,尊重自然的情况下,设计出最佳方案。另外,在设计上不要循规蹈矩,打破以往的设计因素,确保方案设计的全面性、科学性,减少高层建筑施工中的风险和难度。 高层建筑结构转换层设计研究:关于高层建筑结构转换层结构设计的研究 摘要:在现代高层建筑工程项目中,设计是确保工程质量的根本前提,同时也是整个建筑工程项目建设的重要依据。在高层建筑结构中,转换层作为楼层的上下部之间的重要转换结构,且根据建筑功能的需要,不同的楼层的转换层的结构设计也存在较大的差异。而结构又是确保整个工程质量的重要部分,其设计质量的高低与工程质量的高低有着密切的关系。因而作为高层建筑结构设计人员,在高层建筑结构设计中必须注重转换层结构的设计,为最大化的确保设计水平的提升,为整个工程质量的提升奠定坚实的基础。 关键词:高层建筑结构;转换层结构;设计 在高层建筑转换层结构设计中,为了更好地满足高层建筑各部分结构功能的正常发挥,就必须致力于设计水平的提升,才能更好地满足当前高层建筑多元化、复杂化的使用需求。那么作为新时期背景下的高层建筑结构设计人员,应如何在实际工作中加强对其的设计呢?笔者结合自身工作实践,做出以下几点分析。 1.概述高层建筑结构中的转换层结构 1.1加强高层建筑转换层结构设计的必要性 为了更好地设计高层建筑的转换层结构,作为设计人员对高层建筑的转换层结构有一定的认识,并通过查阅相关资料,总结设计过程中出现的问题和不足,在设计过程中尽可能地结合工程实际进行针对性的设计,才能最大化的确保设计的有效性。因此,在此基础上,必须对转换层的定义有一个基本的认识。那么什么是转换层的结构呢? 1.2关于高层建筑转换层结构的定义的分析 随着城市化进程不断的加快,城市土地资源的日益稀缺,高层建筑已成为我国建筑事业发展的重大趋势,而作为新时期背景下的高层建筑转换层结构设计人员,往往为了满足当前人们对建筑功能需求日益增长的现状下,给建筑留下更大的内部空间,促进建筑网状的扩大而降低墙体的修建规模,且为了在建筑结构的上层开设小空间,就必须利用多层墙体而实现,但在实际设计过程中,很多设计人员会发现,由于竖向杆件难以贯通接地,这就难以达到高层建筑结构与功能的衔接,此时就必须利用水平转换结构连接下部的竖向杆件,以此来满足高层建筑对各项功能的需要,而采用的这一建筑结构就是转换层结构[1]。 1.3转换层结构在高层建筑结构中的重要作用分析 通过上述分析,我们对高层建筑的转换层结构的概念有了一定的认识,那么高层建筑的转换层结构有哪些功能呢?通常情况下,一般有以下几种:一是在上下层结构的转换过程中设计,此种结构转换形式主要在剪力墙结构和框剪结构之中,从而创造出较大的内部自由空间,二是在上下层柱网以及轴线变化时应用,虽然转换层的结构没有出现变化,但利用其将下层结构构成较大的柱网,因而主要在下层入口较大的外框筒应用;三是转换结构的形式与轴线的布置,从而在上下层结构中形成不对称的结构。 2.高层建筑结构中不同转换层结构的设计策略 在高层建筑转换层结构中,结构的类型较多,但主要有梁式、桁架式、厚板厚梁式的转换层结构。因而为了确保设计的有效性,笔者结合自身工作实践,就这几种转换层结构的设计策略做出以下几点分析。 2.1高层建筑结构设计中梁式转换层结构的设计策略 在高层建筑转换层结构中,梁式转换层结构是最为常见的一种结构形式。梁式转换层结构主要是为了把墙转换为梁柱,从而在结构设计时为设计人员掌握更多的传力途径。因而在高层建筑结构设计中加强梁式转换层结构的应用具有十分重要的作用,不仅梁式转换层的结构简单,且高层造价低,所以在高层建筑中得到了广泛的应用。因而作为设计人员,必须在设计过程中充分考虑转换梁所承受的来自竖向杆件的荷载力,并结合不同转换梁的结构形式的受力规律,针对性的确定设计方法,并在设计时充分考虑由于转换层结构形式的不同和荷载作用的大小带来的影响,以此从根本上确保梁式转换层结构设计的有效性[2]。 2.2高层建筑结构设计中桁架式转换层结构的设计策略 在桁架式转换层结构设计过程中,其设计的重要的就在于如何设计节点,一旦节点受力较大,则极易导致剪切出现破坏,因而在设计过程中应使得的提高配筋量,与此同时,由于桁架式转换层结构在高度方面的要求十分严格,所以必须对设计的高度进行严格地控制,以最大化的避免由于地震的作用给建筑结构形成破坏。加上此类结构受力规律十分明显,应用过程中具有较强的灵活性和抗震性能,所以我们可以简单地认为其是对梁式转换层结构的升级和改造,而钢筋砼作为转换层的重要组成材料,在转换层的楼面结合层内应设置此类结构的上下杆件,但此类结构的高度较高,且下部杆件界面的尺寸小,因而其虽然具有良好的整体性,在施工方面却处理起来十分复杂。因而一旦在设计过程中节点设计不到位,就会导致建筑结构出现破坏,所以在设计中应十分注重。 2.3高层建筑结构设计中厚板厚梁式转换层结构的设计策略 在现代高层建筑结构设计过程中,经常由于上下柱网的轴线出现较大的错开,而不得不利用厚板用于承重,因而为了满足这一要求,就必须对厚板厚梁式转换层结构进行精心设计。但在设计过程中,必须充分考虑到,虽然利用厚板厚梁式转换层结构能灵活地布置下层的柱网,也不用同下层结构之间相互对其,但是厚板厚梁式转换层结构的自重往往较大,且消耗的施工材料较多,加上在传力过程中难题结算机构,所以必须结合实际针对性地确定结构的厚度,使其在承受荷载的同时保证整个结构运行的安全性[3]。 3.高层建筑结构转换层结构设计应注意的几点问题 在高层建筑转换层结构设计中,除了做好上述几种结构形式的设计外,在实际设计过程中,应结合实际针对性的确定建筑转换层结构的类型,并在设计过程中应注意以下问题: 首先,由于在高层建筑中设置转换层会导致其竖向的刚度出现变化,尤其是在地震的作用下极易形成诸多薄弱的环节,进而导致整个建筑的结构的抗震性能下降,所以,在进行转换层结构设计时应尽可能地减少竖向构件的使用,进而减少转换结构,在降低由于刚度突然变化的情况下带来的影响的同时提高建筑的抗震性能,在此基础上,高层建筑竖向结构的设计应尽量选择位置较低的部位,尤其是在确定结构形式时必须对其传力路径进行确定之后进行选择,进而为结构设计水平的提升奠定坚实的基础。 其次,为了满足高层建筑抗震设计的要求,需要对转换层结构上下层结构的总体刚度进行有效的处理,避免刚度突变地震作用下带来的危害。因此,在设计过程中,通常采用加大截面尺寸、加强混凝土强度、增加剪力墙等方法来强化刚度。 最后,高层建筑转换层结构的刚度要控制在地震作用影响的范围之内,不宜过大,也不宜过小,刚度太大,地震作用下容易增加建筑物地震发应,刚度太小又会影响建筑物上下层结构的受力作用。因此,在结构设计时,刚度的控制是非常重要,同时在材料的消耗方面也要进行有效的控制[4]。 4.结语 综上所述,对高层建筑结构转换层结构设计进行研究具有十分重要的意义。作为新时期背景下的高层建筑转换层结构设计人员,必须充分意识到加强转换层结构设计的重要性,并切实做好各种结构形式的转换层的设计,且结合实际针对性的确定结构的形式,以最大化的确保结构设计的有效性,为整个高层建筑的施工提供科学的施工依据,为整个高层建筑工程质量的提升奠定坚实基础。 高层建筑结构转换层设计研究:高层建筑结构转换层的结构设计 【摘要】随着我国建筑建设技术水平的不断提升,高层建筑成为了当前建筑建设的主要对象,而设计人员在当前对高层建筑进行设计的过程中,开始面临越来越多的转换层的问题。本文介绍了高层建筑结构转换层各种结构形式,探讨了其设计原则和设计要点。 【关键词】高层 结构 转换层 设计 前言 一般而言,当高层建筑下部楼层竖向结构体系或形式与上部楼层差异较大,或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上、下部结构轴线错位时,就必须在结构改变的楼层布置水平转换构件,即结构转换层。因此,转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要,沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置,且自身的这个空间既可作为正常使用楼层,也可作为技术设备层,但应保证转换层有足够的刚度,以防止沿竖向刚度过于悬殊。对底层大空间多塔楼的商住建筑,塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层,并加大屋面梁、板尺寸和厚度,以避免中间出现刚度特别小的楼层,减小震害。 一、高层建筑转换层结构形式及受力特点 高层建筑转换层的主要结构形式及特点 1、粱式转换 粱式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式,其传力途径为上部墙—转换粱—下部柱。具有传力直接、明确和清楚的优点,便于工程计算、分析和设计,且造价较为节省,据资料统计,粱式转换层数量约占转换层总量的77%。转换梁的截面高度为0.8- 6m,高层建筑带转换层结构的绝大多数为梁式转换层。 2、箱式转换 是单向托粱和双向托粱同上、下层较厚的楼板浇筑成一整体共同工作,从而形成刚度较大的箱式转换层。 3、板式转换 当转换层上下柱网错开较多。布置又不规则,难以用梁直接承托时,则需要做成厚板,形成板式转换层,从抗剪和抗冲切考虑,转换板厚度往往很大,实际转换板厚度可达2.0- 2.8m,板式转换层的下层柱可以灵活布置,但自重很大,材料耗用多,拖工难度大。 4、桁架转换 桁架分为空腹桁架与实腹桁架两种。桁架转换层与梁式转换相比,受力状态更明确,可使用空间更大,自重小,抗震性能好,但其节点设计难度大,“强斜腹杆、强节点”是桁架转换层设计的基本原则,而节点的受力状态复杂,容易发生剪切脆性破坏,造成计算配筋多,施工不便,限制了桁架转换的应用。桁架转换层设计中应注意以下问题:首先是桁架转换层一般要求高度在3m以上,当层高较小时斜压腹杆形成超短柱,在地震作用时容易产生脆性破坏;其次是要保证上弦节点与上部集中荷载的中心对齐,充分发挥桁架的受力优势;在上下弦和斜拉腹杆中施加预应力,可以显著减小构件截面,经济效果好。 5、斜柱转换 斜柱转换式是较为特殊的一种结构型式,它可以较好地发挥混凝土的受压性能,形成更多更好利用的建筑空间。斜柱转换中会产生较大的水平荷载,在实际工程中可以结合建筑物的平面布置,通过加设圈梁或拉梁,使其以最短的路径相互平衡。转换斜柱尽可能通过较多的楼层,以减小其在上下楼层产生的水平力,使转换层设计更加方便。 6、巨型框架转换 巨型框架是目前国内建筑结构发展的一个重要方向,它由竖向筒体或巨型柱与一道或多道大梁组成,具有良好的抗震性能。也可认为是多次梁式转换。巨型框架要采用模拟施工过程的设计方法,在未形成巨型结构之前应合理地解决临时支撑和保证足够的抗侧刚度;巨型梁以下几层范围内的柱内存在拉应力,应按受拉构件进行设计。 二、转换层的设计原则 1、转换层的竖向布置 带有转换的高层结构可根据其建筑功能和结构传力的路径,可以沿高层建筑的高度方向一处或多处灵活布置;也可根据建筑的使用功能要求,在楼层某些局部布置相应的转换层,可根据自身的特点作为正常使用楼层,也可作技术设备层,在转换层的设计中应确保转换层具有足够的强度和刚度,保证竖向刚度不能过大。如果对大底盘多塔楼的商住建筑,塔楼的转换层宜设置在裙房与塔楼的交接楼面处,并加大楼面转换梁、板的尺寸和厚度,目的是和上下楼层的刚度保持接近,以避免中间出现刚度特别小的楼层,进而地震对高层建筑的危害。 2、高层建筑转换层的结构布置 实验研究证明,底部的转换层设置的越高,转换层所在层上、下层刚度的变化也就越大,在荷载的作用下转换层上、下层内力传递途径的突变就越明显;除此之外,高层建筑转换层的位置越高,落地剪力墙因受弯也就更加容易出现裂缝,从而使框支柱的内力增大,造成转换层附近上部墙体易于破坏。总而言之,高层建筑转换层位置越高对建筑的抗震越不利。对于底部带转换层结构而言,转换层上部的部分竖向构件(如:柱、剪力墙等)久不能直接连续贯通落地,因此,这就要求建筑结构师在设计是必须设置具有更加安全可靠的转换构件。 3、抗震等级 对于一般工程来说,其转换层以下为框架- - 剪力墙结构, 转换层以上为纯剪力墙结构, 是多种结构形式共存的复杂高层建筑, 因而不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统地确定抗震等级, 而应该严格按照现行规范的不同章节, 有针对性地分别确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。该工程属框支剪力墙, 高度98 .7m, 6 度设防, 框支框架等级为二级, 剪力墙底部加强部位为二级, 非底部加强部位剪力墙为三级。 三、结构设计中的问题要点 1、转换层下部主体结构的刚度分布 对于转换层结构来说竖向刚度突变是设计人员不可避免的、也是最复杂的问题。抗震设计时,为了保证转换层结构上下层主体结构的总剪切刚度满足的要求,常常要采用加大转换层下部主体结构竖向构件(主要是优秀筒体)截面尺寸、提高其混凝土强度等级、增设剪力墙等方法。这里由两个问题值得注意: (1)筒体截面尺寸增大导致结构地震总反应增大以及筒体在整个下部结构抗侧总刚度中所占的比重变得更大,筒体所承受的地震荷载呈现级数增大的趋势,此时作为抗震第一道防线的筒体的安全设计更应得到充分重视。 (2)在增设剪力墙来提高抗侧刚度时,要注意整体刚度的均匀分布,保证刚度中心与质量中心尽可能重合,避免由于两者偏心引起的建筑物整体扭转。 2、剪力墙的合理布置对上下刚度传递的影响 前面提到要使上下两种不同结构形式内力得以准确传递,首先要尽量避免转换层上下结构的刚度突变,这个问题可从两方面解决: (1)减少上部刚度,即上部住宅能不设剪力墙的部位就不设剪力墙,墙肢在满足轴压比的前提下尽量短; (2)加大下部刚度,在建筑使用功能允许的条件下,可在大空间层的适当部位设置若干落地剪力墙,同时注意落地剪力墒的布局应均匀、对称,避免过于集中。 3、转换层结构刚度的合理选择 在进行转换层结构设计时,存在着转换层结构刚度合理值的问题。当转换层刚度过大时,一方面引起地震反应和结构竖向刚度的突然增大,使转换层上下层处于更加不利的受力状态,另一方面材料用量增加,结构经济性不合理。当转换层刚度过小时,上部框支部分的竖向构件与其它竖向构件之间可能出现较大的沉降差,从而在上部结构中与该部分竖向构件相连的水平构件中产生明显的次应力,导致其配筋增加。这一点在正交主次转换梁结构中的转换次梁中表现最为突出,此时不仅转换次梁要选用合适的截面尺寸,还要保证转换主梁具有足够的刚度,以减小因转换主梁挠度引起转换次梁的支座沉降而导致上部结构构件产生的次应力。 结论 转换层的结构作为当前高层建筑设计人员普遍面临的一项工作,直接决定着该建筑设计方案对于用户需求的满足程度,并且影响高层建筑的结构设计质量。
建筑节能绿色环保探讨:建筑节能的绿色环保论文 1外墙保温 (1)框架建筑节能体系:由框架承重、外墙采用轻质非承重材。主要有加气混凝土砌块、陶粒砌块、混凝土空心砌块、超轻陶粒耐水石膏隔墙板、水泥隔墙板等,另加复合保温材料,适合高层或小高层和多层结构体系。(2)轻钢结构建筑节能体系:护结构采用彩色钢板压型板,中间复合保温板或玻璃棉、岩棉、硬质聚氨酯泡沫等,墙厚100mm。(3)外墙外保温做法:将绝热材料复合在承重墙外侧其建筑热稳定性好,可避免冷桥,有利于提高墙体的防水和气密性,使墙体潮湿情况得到改善室温保持稳定。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑环保节能必须以发展新型节能材料为前提,有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又与外墙保温技术相结合,真正发挥其作用。外墙保温技术的优越性受到人们的重视。在使用外墙保温技术的同时,加强环保节能材料的利用,综合上述考虑石嘴山市大武口区,采暖期间室外平均温度为零下4℃以下,对护结构保温性能提高了要求。外墙外保温做法较符合石嘴山地区气候条件。节能目标,通过采用增强建筑外墙围护结构保温隔热性能和提高采暖的节能措施,在满足以下要求的室内环境指标的前提下,与未采取节能措施前相比,采暖、能耗应节约50%:①冬季暖室内热环境设计指标,应符合下列要求:卧室、起居室室内设计温度取16-18度;换气次数取1.0次/h;②夏季空调室内热环境设计指标,应符合下列要求:卧室、起居室室内设计温度取26-28度;换气次数取1.0次/h。实践证明在夏季墙体的外保温做法还能减少太阳辐射热和室外热空气与外墙的表面换热,隔热效果也优于内保温做法。而在采暖期间采用适当厚度保温材料的外保温节省75%的热损失。仅此可增加集中供暖的住宅1500平方米。 2电厂循环水余热城市集中供暖 能源是国民经济发展的基础,深入开展节能工作是缓解能源矛盾和保障国家经济安全的重要措施。目前我国城市普遍存在着集中供热热源不能满足问题,随着迅速增加的供热需求的情况,而新建大型热源投资高、建设周期长并受到城市环境容量的强烈制约。为了缓解供热紧张的局面,一些地方使用小型燃煤锅炉房,严重恶化了城市的大气环境;一些城市利用燃气采暖、甚至电热采暖,带来高采暖成本的同时,也引发了城市的燃气和电力资源的紧张。石嘴山市大武口区改造前:(1)是城市周边的火力发电厂在发电过程中,通过冷却塔将大量的低品位热量排放到大气中,造成了巨大的能源浪费和明显的环境湿热影响及污染。(2)小型燃烧煤炭的锅炉房,家庭燃烧煤炭的土暖气炉,燃烧天燃气来采暖严重恶化了城市的大气环境污染。这样的系统则造成大气环境严重污染和煤炭能源的严重浪费,一个冬季燃烧煤炭而浪费17多万吨煤炭,向空气中排放了大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。因此石嘴山市大武口区电厂与石嘴山市热力公司,将热电厂的循环冷却水余热用于到供热采暖,不仅能够减少电厂冷却水散热而造成的水蒸发损失和环境的热污染,而且能够缓解采暖带来燃烧煤炭资源浪费局面。同时实现能源的利用节约,提高能源综合利用率。 3结束语 对人居环境的探讨,一直是建筑界所关注的问题。无论在建筑节能降低建筑能耗还是在提高人居舒适度,创造新型的住宅建筑取得了成效。但是面对这个庞大的建筑领域,建筑能耗是显而易见的,细微的能耗变化都将决定对能源的如何分配。当然建筑节能是很复杂的工程,涉及方方面面的问题。上文所提及的只是其中的一部分,它们往往被被忽视,会造成建筑室内能量的浪费。通过以上调研调查分析发现,努力创造高效率绿色环保节能的建筑,从而真正地实现建筑绿色的环保节能势在必行。 作者:耿智勇魏子东董茜单位:宁夏大学土木与水利工程学院 建筑节能绿色环保探讨:建筑节能视域下的绿色环保论文 1节能环保技术在建筑施工中的重要性 建筑施工中的节能主要是指在施工时有效合理使用现有能源的同时科学开发利用新能源,这样能提高能源的利用率同时降低能耗。在如今到处扬尘,垃圾遍地的时代,人们迫切需要舒适干净的生活环境。在建筑施工时若能使用新型环保材料,不仅可以减少资源消耗和废弃物排放,还可以改善人们的生活环境,对人们的居住环境以及健康水平都十分有益。同时有助于对生态环境的改善,对于各种濒危物种也起到一定程度上的保护作用。在建筑施工中应用节能环保技术,缩短了施工周期,加快了进程,从而降低工程建安成本。建筑施工中应用节能环保技术,对于建筑施工技术会有相应改善,可以提高工作效率以及施工质量,创造极大的经济效益和社会效益,是推动建筑施工进步的需要,顺应时展的需求。 2建筑施工中节能环保方面存在的问题 首先,部分较为落后的建筑施工单位设备老化却仍在使用。企业管理层只考虑更新换代施工基础设施增加的施工成本,却没有考虑施工中使用老化设备带来的水、电、材料等的浪费,以及设备效率低下带来的资源浪费和对施工进程的影响。第二,企业的节能绿色环保管理机制不够完善。如果没有建立健全科学合理的节能环保管理机制或是现有的管理机制漏洞太大的话,不对责任进行有效落实,不做好考核和监督,以致真正的节能环保很难落到实处。第三也是最重要的一点就是企业的节能环保意识不强,这使得节能环保技术不能有效发挥其在企业发展中的作用,而管理层对国家的相关法律法规疏于执行,对已有的节能绿色环保技术不能很好地利用,都是较为常见的现象。再有就是政府的监督惩罚措施不够明朗,对节能环保技术的实施与推广有着严重阻碍。 3建筑施工中的节能绿色环保技术应用 3.1建筑施工中新型节能环保材料 建筑节能对贯彻可持续发展战略有着其不可或缺的作用。建筑材料的应用是建筑施工的重要组成部分,现代绿色建材质量优异、性能好、环境协调性高。具有使用过程中相对安全、使用之后污染较小、一定程度上可以重复利用的特点。现代建筑中使用的绿色建材种类很多。先简要介绍其中几种。一是现代绿色混凝土材料。混凝土是现代建筑的主要用材,绿色混凝土的使用是发展绿色建筑的重要体现。混凝土具有优良的适用性、工作性、耐久性、以及稳定性、经济合理性以及各种力学性能。也有着许多分类,高性能混凝土材料、废弃混凝土重新利用产生的绿色混凝土、加气混凝土、合成纤维混凝土、多空预制块植栽混凝土等等,它们除了共有的优良特性之外,各自还有着自身独特的良好性能,对节约资源、保护环境都有好处。二是木材,现代建材中的木材也有着许多特别的种类,比如彩色木材,分先天着色和后天着色两种,瓷化木材、塑化木材、疏水木材等,分别在不同的场合有着很好地应用。三是保温隔热材料,保温隔热材料根据不同状态可分为板块状和浆体状两种,按照它在围护结构的不同使用部位又可以分成内、外保温隔热材料2种。四是防水材料,现代绿色建材不仅要有防水功能还需要具有去污、保温对环境影响小等其它功能。聚合物水泥防水涂料、渗透结晶型防水材料、塑料防渗补漏剂、聚乙烯双面复合防水卷材等等都是很好的防水材料。木材、石材、粘土砖、混凝土和钢材都是传统的建筑材料,现在结构用材主要是混凝土和钢材。木材可再生但速度慢,石材耗资源但耐久性好,都有着绿色建材的特征但也有其局限性,其有效后备资源是竹材人造板。粘土砖能耗低但是使用它需要以破坏良田为代价,如今已经禁止生产使用了,它的绿色替代建材是工业废渣,工业废渣有着丰富的来源,力学性能相比于粘土砖更优,应用前景广阔。钢材具有不可替代性,因而低能耗、少排放的“绿色钢材”的研发迫在眉睫。绿色钢材的使用是对传统建材使用的突破,优越性不言而喻。 3.2节能绿色环保技术措施 首先是完善管理机制。当前建筑施工企业对于环保节能监督不力、管理不严,针对这种情况,新时期的建筑施工企业必须不断完善建筑节能环保技术的管理机制,以确保节能环保技术在建筑施工企业能够有效应用。在建立健全管理机制的基础上应再建立相应的约束和惩罚机制,以确保已建机制的有效运行。其次,针对部分施工单位仍旧使用老化设备,浪费资源的现象,应对这些效率低、耗能大的设备进行淘汰,引进节能环保的新型设备,对待企业的发展要有长远的眼光。第三,对于建筑施工产生的废弃物要能够再次利用。建筑废弃物有着巨大的可再生利用空间,应加大对其综合利用的技术开发和扶持力度,借鉴前人的先进经验,对施工方案的每一步都要有很好的节能环保措施,加强监管,减少废弃物的产生量,提高建筑材料的利用率。第四,在建筑施工中使用节能环保技术应坚持以下原则:一是不能以牺牲建筑功能为代价来推行建筑节能技术,二是要结合实际、坚持以人为本,确保建筑中节能施工的有效性,保障和提高节能建筑的舒适性以及综合性。第五,在建筑施工中应用节能绿色环保技术需要施工人员具有一定的专业技术,因此应加强对建筑施工人员的专业技术培训,提升他们的专业技术水平。第六,现代建筑企业的施工需要利用现代科技,因此对建筑节能环保技术要有不断创新和完善以促进其应用水平的提升,要加快高性能材料的推广和应用,提升资源利用率;选用具有节能型的技术,降低能耗;此外还要加强应用清洁能源技术,杜绝使用污染性材料,控制对有害物质的排放。第七,所有节能环保措施和技术的应用都需要企业管理人员以及建筑施工人员有很强的节能环保意识,只有施工人员深刻理解节能环保的重要意义,主动投入学习和利用而不是被动接受,才能保证节能环保技术的有效使用。因此,各阶层人员都应深化其节能环保意识。 4结语 建筑施工中的节能环保是贯彻可持续发展战略的重要手段,节约资源、保护环境的同时,有助于企业和社会的发展,顺应了当前全球的发展大趋势。随着人们生活水平的显著提高,大家对良好的环境条件也有了更高的要求。以往只追求社会经济发展,不注意提高环境效益,造成对环境的污染极其严重,浪费了有限的自然资源,破坏了以往良好的生活环境,不仅反过来影响了经济的发展,制约了社会的可持续发展,还影响了自身的生活水平,污染的环境对自身健康还有一定的影响。建筑领域在环保与能耗中占有重要地位,若能在建筑施工中实行节能环保措施,有助于解决当前的环境问题,改善生态环境,创造巨大的效益。相关企业应有长远的眼光,有效利用节能绿色环保技术,为促进企业的发展和稳固打下坚实的基础。 作者:李仕林邹金宝单位:云南省建筑材料科学研究设计院 建筑节能绿色环保探讨:绿色环保建筑节能论文 一、绿色环保建筑与高档和高成本没有必然联系 在进行楼盘销售的过程中,很多房地产商都喜欢用绿色环保建筑的概念来进行炒作,将那些高档楼盘与绿色环保建筑生拉硬扯到一起,以至于让很多人都认为绿色建筑与高档建筑是可以划等号的,只有那些有钱人才能够享受。 这是一种在错误的引导下产生的错误的观念。绿色建筑是一个广泛的概念,但是却与高档和高成本没有必然的联系。例如延安的窑洞具有冬暖夏凉的效果,如果将这些窑洞改造为具有中国特色的绿色环保建筑,那样所需要花费的成本就不会很高;在新疆也有一种很有特色的建筑,其墙壁是采用当地的石膏和具有良好透气性的秸秆组合而成的,具有很高的保温性,再加上具有当地特色的屋顶,就是一种很典型的乡村绿色环保建筑;还有过去农村的那些土房屋,其墙壁是由泥坯堆积、夯实而成,尖尖的屋顶是由木骨架、泥土和厚厚的稻草铺成或者是采用小青瓦,采用尖屋顶是为了利于排水。 近几年,我国的老百姓虽然收入有了显著的提高,但是面对房价的快速增长,其收入的增加就显得是微不足道了。因此,老百姓对房价和房屋的成本仍然是非常敏感。绿色建筑所采用的技术、产品与设施,都必须要对成本进行考虑,不能够对房地产的整体价格产生过大的影响。房地产商不能够对民众进行误导,要帮助民众突破“现代化的、高科技的和高价的就是绿色的”这个认识误区。在我国只有大力发展中国式、普通老百姓式、适用技术式的绿色环保建筑才是正确的道路。 二、绿色环保建筑的相关因素分析 在绿色建筑中的建筑热量平衡,指的就是通过各种措施的使用来最大限度的减少建筑中的能量损失,并使得建筑中的能源能够得到最大限度的有效利用,从而使能源的利用率大大提高。建筑热量平衡在北方主要需要考虑的就是采暖,南方需要考虑的是隔热。 (一)对保温材料的选择 绿色建筑想要做好隔热,就需要对保温隔热材料进行选择。绿色建筑应该要根据建筑的具体使用要求、结构、所在地的气候等各种因素对材料的选择与使用进行充分的考虑。但是,通常情况下,保温材料都需要具有以下的特性:吸水率低、表观密度与热导率小、具有一定的强度。绿色建筑应该采用矿物棉、玻璃棉及泡沫塑料等具有优良性能的保温材料。这些材料因为其优良的性能,具有较广的用途,可以用于墙体、屋顶以及地面等处,可以有效的降低建筑围护结构中各部分的传热系数。 在确定保温材料后,影响建筑保温性能的决定性因素就只有保温层的厚度。通常情况下,建筑围护结构的绝热性能会随着保温层厚度的增加而得到提高。这样虽然能够减少采暖成本,但是却会增加围护结构的建造费。因此,绿色建筑必须要根据建筑气候分区、建筑体形系数来确定出最小传热系数,从而对保温层厚度进行合理的确定,达到以最低的费用取得最佳保温效果的目的。 (二)建筑节能构造 围护结构的保温隔热性能是影响绿色建筑节能的主要因素之一。如何通过对建筑护结构的设计来有效的解决建筑的保温与隔热问题进行解决,是在建筑构造设计中需要重点考虑的问题。 1、外墙构造 现在,外墙节能主要是采用复合墙的构造。这里的复合墙指的是在墙体的不同位置来设置具有良好保温效果的隔热层。通常采用的做法有外墙内保温、外墙夹心保温以及外墙外保温这三种。 外墙内保温是将保温材料置于外墙的内侧,这种方法的施工比较容易,对保温材料的防水、耐候性指标的要求也不是很高,但是却容易出现饰面层开裂的现象。采用这种方法,会占用一定的室内使用面积,将不利于用户的二次装修与饰物吊挂。同时使用这种方法,主墙体越薄,其保温层就会越厚,而相应的热桥的问题就会越严重。 外墙夹心保温指的是将保温材料置于外墙的中部,而内外侧墙都可以采用传统的砖、砼砌块等。这种方法因为使用了传统的材料,而这些传统的材料具有良好的防水、耐候性能,对内侧墙和保温材料能够形成良好的保护。这一类的墙体较厚,因为保温材料置于中部,从而将结构墙体分为了内外两层,两层墙体之间就必须要采取可靠有效的拉结措施,这就加大了施工难度,而且其施工质量也很难控制,因此应用较少。 外墙外保温则是将保温材料置于外墙的外侧,这种方法适用于有采暖和空调要求的建筑。这种方法有着十分明显的优点例如可以避免热桥的产生,有利于使建筑物达到冬暖夏凉的效果,同时还能够延长主体墙体的使用寿命,具有较广的适用范围与良好的综合效益。 2、门窗节能 门窗具有采光、通风等作用,同时在建筑造型艺术的处理上也有着十分重要的作用,但是门窗却是造成能量大量损失的重要部位。因此,门窗的低传热性与高密封性就显得十分的重要,特别是在绿色建筑的节能方面。在进行设计时就必须要对门窗的比例进行合理的控制,同时还必须要考虑到门窗的气密性,良好的气密性可以有效的减少冷风渗透和传热损失这两种因素引起的能量损失。对于外门可以设置门斗,这样能够有效的减少因人流出入而造成的热量损失。在窗扇之间可以采用双道密封条来进行密封处理,同时还必须对窗框与墙体之间存在的缝隙进行处理。 3、屋面节能 屋面是建筑的主要围护构件,屋面所能够起到的保温与隔热的作用要比其他的界面更有效。一般的做法是建筑屋面时,进行双层保温、双层防水措施的处理。在进行处理的过程中,可以选用聚氨脂PU硬泡喷涂工艺,在屋面上直接喷涂聚氨脂硬泡,在找坡层上设置苯板保温层。通过这种双保温的屋面构造可以有效的提高屋面的保温能力。 (三)绿化环境设计 绿色植物的蒸腾和光合作用对于调节局部区域内的气温与空气湿度都有着十分明显的作用。有效的绿化措施,能够起到节约能源、减轻城市大气污染、改善城市人居环境小气候等方面都有着十分显著的作用。 在建筑外墙面进行绿化可以有效的对夏季阳光的辐射进行遮挡,从而达到降低建筑物墙体表面温度4℃以上,室内温度则可以明显降低1℃以上的作用。在冬季时却又不会影响到墙面的太阳辐射热,附着在墙面的枝条还可以成为一层天然的保温层,同样能够起到节约能源的作用。同时外墙面的绿化,还能够有效的减轻墙面经阳光暴晒所引起的热胀冷缩和风吹雨淋所造成的风化作用,对建筑物表面有较好的保护作用。 进行绿化设计时应遵循以下几项原则:(1)要尽可能的优先选用乡土植物,多采用维护较少、耐候性较强的植物,从而能够减少日常维护费用的支出;(2)多种绿化方式进行结合,对绿化中所选用的乔木、灌木和攀缘植物等进行合理的搭配,从而能够形成多层次的复合生态结构,并要能够达到植物群落自然和谐的效果,同时起到遮阳、降低能耗的作用;(3)绿化地配置需合理,以能够达到对局部环境进行气候调节、保持水土、降低污染和隔绝噪音的效果为最终的目的。 (四)可再生能源的使用 建筑中可应用的可再生能源主要包括有太阳能、浅层地能、风能和生物质能等。绿色建筑要能够达到节能的效果,就应该多使用可再生能源。这里简单的介绍太阳能热水系统与建筑一体化技术及地源热泵技术。 太阳能热水系统与建筑一体化技术是将太阳能利用设施与建筑进行有机结合,利用太阳能集热器来替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层,这样做既能够消除太阳能对建筑物形象的影响,又避免了重复投资,降低了成本。该技术可以用于宾馆、医院、学生公寓等公共建筑和住宅,即使是高层住宅也能够有多种系统可供选用。 地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。它是利用地下浅层地热资源来供热与制冷的高效节能环保型空调系统。该种技术的应用可以大大的节省能源的损耗。 总之,绿色建筑之中有很多因素都会影响到能源的节约。这里所讲到的只是其中的一部分。对于“绿色建筑还有哪些因素会对节能进行影响?”这需要我们广大的建筑工作者来进行研究、探索。 建筑节能绿色环保探讨:建筑节能绿色环保技术发展研究 摘要:随着科技水平的提高,节能环保的绿色建筑材料应运而生。我国的绿色环保建筑技术还处于发展阶段,在建筑行业的应用过程中仍存在许多弊端。因此,建筑企业需要大力推广建筑节能绿色环保技术。 关键词:建筑企业;节能绿色环保技术;施工效率;建筑工程 1应用节能绿色环保技术的必然性 建筑行业的节能主要体现在对建筑原材料的合理配置和优化配置以及新建筑能源的开发利用,从而提高建筑材料的利用率,减少建材的浪费。建筑项目工地周边常堆放有垃圾,进而影响了周边的环境。目前,建筑工地的杂乱现状严重影响了自然环境和人们的出行。将节能绿色环保技术应用于建筑施工项目中,能提高工程项目的施工效率,缩短建筑工程的工期,从而降低建筑工程的成本。 2建筑项目施工过程中存在的问题 节能绿色环保技术在我国建筑行业中的应用还不成熟,未形成完善的管理机制,对节能环保工作的考核未形成体系,不利于考核和监督工作的开展。部分建筑企业的节能环保意识淡薄,使节能绿色环保技术在建筑企业中的推广工作受到了限制。此外,政府部门缺乏对节能绿色环保技术的相关支持,使已有的节能绿色环保技术未得到充分利用。 3建筑节能绿色环保技术的应用 3.1新型建筑环保材料的使用 建筑企业应积极使用节能环保建筑材料。建筑材料是建筑项目施工过程中必不可少的组成部分之一,其质量、性能、协调性决定了建筑工程的质量,影响着节能绿色环保技术的推广。现代绿色环保建材的种类很多,具有环境协调性好、性能良好、安全系数高等特点。建筑行业普遍采用的绿色环保建材主要有绿色混凝土、木材、保温隔热材料、防水材料四大类。绿色混凝土是建筑节能绿色环保技术发展渐趋成熟的产物,具有适用性、耐久性、稳定性、经济性、合理性等。绿色混凝土建材又可细分为合成纤维混凝土、废弃混凝土回收利用制成的绿色混凝土等。建筑施工过程中使用的木材多为彩色木材、塑化木材等新型节能绿色环保建材。保温隔热材料是目前建筑工程施工过程中普遍使用的建筑材料,可起到很好的保温隔热的作用,从而降低矿产资源的消耗量。建筑工程中使用的防水材料除了具备防水的效果外,还具有去污和保温的作用,且对环境的污染较小。传统的建筑材料主要有石材、木材、钢筋、混凝土和黏土砖,而目前的建筑工程多使用钢材和混凝土。木材的再生速度比较慢,石材的耗能性较大,这些均不符合节能绿色环保技术的发展要求,因此,其继续使用的意义较小。钢材在建筑工程中有着不可替代的地位,因此,相关单位需要研发耗能低、污染小的绿色钢材。 3.2完善节能绿色环保技术的相关措施 为了促进节能绿色环保技术的推广,建筑施工企业需要建立完善的管理机制,且管理机制要与奖罚机制配套形成管理体系,从而加大企业对节能绿色环保工作的监督和管理力度,促进节能绿色环保技术的发展。建筑企业应淘汰陈旧、破损严重的机器设备,购进新型的环保节能设备,并回收利用施工过程中产生的废弃物,从而减少建筑垃圾的堆放,提高建筑材料的利用率。在建筑行业中应用节能绿色环保技术需要遵循2项原则:①在推广节能环保技术的同时,要保证建筑物自身的功能和质量;②节能环保技术的推广要以人为本,并符合建筑施工的实际要求。节能环保技术的发展需要建筑施工人员具备一定的专业技能。因此,建筑企业需要对施工人员进行培训,提高其技术水平。节能环保技术在建筑行业的应用需要科学技术的支持,因此,相关单位应不断研究和开发高性能建材,并及时推广。此外,建筑企业应多选用清洁材料,从而减少有害物质的排放;建筑企业的管理人员和施工人员应增强自身的节能环保意识,不断加深对节能环保知识的认知水平,认识到建筑行业应用节能绿色环保技术的重要性和必要性,积极学习节能环保技术,积极参与节能绿色环保技术在建筑行业中的普及工作。 3.3建筑智能化系统的应用 建筑企业出于对自身经济成本的考虑,未及时更新基础设施、设备。陈旧的施工设备在使用过程中可能会因老化严重而造成水、电、建筑材料的浪费,还会因低下的工作效率而影响工程项目的施工进度。因此,建筑企业应采用新型的环保材料,从而减少污染物的排放和建筑材料的浪费,为人们提供舒适、健康、干净的生活环境。随着科学技术的发展,在建筑行业的节能绿色环保工作中,可采用智能化系统,比如建筑能耗监控系统,该系统可通过计算机系统分析建筑中设备消耗的能源,并建立科学的用电模型,从而实现智能化的能源监控管理。这样不仅能避免建筑资源浪费现象的出现,还能提升电力能源、热力能源的利用率。 4结束语 建筑行业可持续发展的重要手段之一为节能绿色环保技术的推广和普及,其不仅能起到保护环境、节约资源的重要作用,还能使建筑企业的发展融入全球化的潮流中。节能绿色环保技术在建筑行业中的应用是必然趋势,因为它可满足人们对居住环境的高要求,减小建筑行业对自然环境的污染力度,实现经济发展与保护环境的有机统一,为建筑企业的稳定发展奠定稳固的技术基础。 作者:周迎 单位:浙江浙电物业管理有限公司 建筑节能绿色环保探讨:建筑节能绿色环保技术的应用 摘要:环保是全球当前所关注的主要问题,全民参与环保已经成为当前主要公益话题。建筑与人们生活息息相关,也是对环保事业具有重要影响的其中一个领域,绿色建筑是当前建筑领域的优秀导向,如何应用环保能源以及绿色材料替换传统建筑材料或建筑模式是当前建筑企业需要关注的首要问题。随着现代科技的快速发展下,多种绿色能源以及环保材料得以出现,而将这些能源与材料应用到建筑中,将会有效推动绿色建筑的发展进程。本文对当前建筑节能绿色环保技术的应用状况加以总结,并分析其未来发展前景。 关键词:建筑;节能绿色环保技术;应用现状 1前言 建筑事业的发展深受经济以及社会文化发展的影响,在当前全球大力发展环保事业的大背景下,建筑事业也必将受到影响,向绿色环保建筑方向发展。建筑物在建筑过程中首先占据了大量的土地资源,其次在设计过程中大量的应用玻璃等材料严重影响环境,为此,大力推动建筑领域的绿色环保化进程,对全球环保事业的发展具有重要意义。下文中将对绿色环保技术概念以及绿色环保在工程中的应用价值进行阐述,同时总结当前建筑领域环保技术的应用状况,并提出环保技术在建筑中应用的发展前景。 2节能绿色环保技术概述 节能绿色环保技术在大方向来讲是基于节能、保护生态环境等原则所开发的多种技术。在全球环保的大背景下,节能绿色环保技术得到大力开发,并广泛的应用在各个领域,而其中建筑领域便是其中之一。就建筑领域而言,绿色环保技术所指的是工程项目建设过程中,在确保工程质量的基础,不断提升工程管理水平,引进先进技术以及建筑工艺,实现节能、环保的目的。在近几年环保政策的全面落实下,提出了绿色建筑要求,绿色建筑具体所指的是确保整个工程建筑能符合到节能、节水、节电等要求[1]。 3节能绿色环保技术在工程中应用的必然趋势 建筑领域的环保主要展现在对建筑材料的合理应用以全新建筑能源的开发利用方面,由此提升建筑材料的可利用率,减少建筑材料的资源浪费。建筑工程施工期间,工程周围垃圾任意堆放成为普遍现象,严重影响周边环境,针对此,在工程施工过程中引进绿色环保技术能够有效提升工程施工效率,缩短工期,减少工程垃圾的产生量,同时减少施工对周边环境的影响周期。另外,传统工程建设中会应用到大量的玻璃或其他影响自然环境的材料,而引入绿色环保材料或建造技术则能够减少这种不利于环保的建筑材料应用量。无论给予何种方向的考虑,绿色建筑都将是建筑领域发展的必然趋势[2]。 4节能绿色环保技术在建筑中应用现状 4.1外墙保温工程中节能技术的应用 外墙保温节能技术是在建筑物的外墙设置保温层,由此达到节能功效。外墙保温技术具有一定的连续性,由此能够规避传统墙体常见的断桥现象,同时,外墙保温技术所应用的聚苯板导热系数相对较小,能够减少工程室内热度的损失。另外,外墙保温技术的应用能够减轻墙体的重量与厚度,由此增加了建筑的可应用面积。外墙保温技术参与到建筑中,不仅不会影响到整个建筑的质量,反而由于其增加的蓄热功能提升了建筑物的舒适度[3]。 4.2建筑工程中光电、光热节能技术的应用 在建筑中应用的光电与光热技术主要是光电节能技术与光热节能技术,而应用能源主要来自于太阳能的转化,将太阳能转化为可利用能源,提供建筑所需的热能与电能。光电与光热节能技术的应有优势在于太阳能属于可再生资源,这种能源的可持续应有性较强,且不存在任何危害,适合长久应用,在提供便利能源的基础上实现建筑物的节能功效。另外,太阳能不需要进行运输或繁杂的转化过程,可直接在建筑物设置转化装置,便能够实现太阳能的应用,减少了过程费用。但是,值得注意的是太阳能随着季节的变化以及地区因素不能够长期维持在一个平衡的量上,属于阶段性应用能源,还具有一定的未来开发潜力。 4.3建筑工程中地源热泵节能技术的应用 地源热泵也就是常被称之为地热的一种制冷与供热技术。地源热泵技术的应用能够为建筑物在冬季提供暖气供应,在夏季提供制冷功能,实现对建筑物的智能调节,具有一定的现实意义,也是当前建筑物中比较常见的应用技术。地源热泵技术在建筑中的应用优势在于,所占面积小、布局紧凑等。同时地源热泵节能技术的应用能够防止建筑物地面沉降问题的出现,而此项技术当前发展已经成熟,施工也较为简单,能够提供长期稳定的热能与制冷供应。 5节能绿色环保技术在建筑中应用发展前景 环保节能是当前社会发展所面临的首要问题,减少资源浪费、提升各种资源的可利用率、加强环保能源与材料的开发等。在环保这一大背景下,建筑行业作为主要领导产业必然需要作出带头作用,为环保事业的发展作出一份贡献。就绿色环保技术的应用来讲,在建筑工程中具有较大的发展潜力,建筑绿色化这一概念的提出,必然会涉及到建筑模式以及材料应用的改革,而改革过程中势必会涉及到环保能源以及环保材料的应用,基于此,环保技术在建筑领域中具有较大的应用价值以及发展前景。 6结论 综合上文所述,在环保这一大背景下,绿色建筑成为未来发展的必然趋势,环保建筑或绿色建筑的实现,将涉及到大范围环保新能源的应用。当前建筑工程中常见的环保技术包括外墙保温工程中节能技术、中光电、光热节能技术、地源热泵节能技术等,在多种绿色环保技术的应用下,推动了绿色建筑的发展进程,而远观未来这一概念也必将成为主流发展方向。 作者:甄军芳 姜海航 单位:济南四建(集团)有限责任公司
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为优秀的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的优秀技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为优秀的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为优秀建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰; 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 【作者简介】 于洋,男,出生于1981年5月,籍贯山东省海阳市,就职于济南民航山东空管分局; 靳红志,男,出生于1990年12月,籍贯山东省济宁市,就职于济南民航山东空管分局。 航空新技术论文:3D打印:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为优秀,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最优秀技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的优秀技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有优秀技术的3D打印企业,以优秀制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机优秀机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡技术,验证了涡重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡技术,验证了涡重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
地下建筑空间探讨:浅究地下建筑空间特点及设计时应注意问题 【摘 要】随着城市化进程的不断加快以及城市人口的不断增长,城市用地面积变得日益紧张。为了更好的适应城市化的进程,地下建筑及空间的开发逐渐受到人们的重视。地下建筑空间的开发和利用是建设集约型城市以及实现城市可持续发展的重要途径。本文结合地下建筑空间特点,对地下建筑设计应注意的问题以及如何合理利用等方面展开了全面的分析探讨。 【关键词】地下建筑;空间特点;设计;注意问题 1 地下建筑空间的环境特点分析 1.1 地下建筑易受土壤及其结构的影响 人们的工作与生活通常被建筑物护结构分割成不同的部分,建筑工程也是一样。和一般的建筑工程相比,地下建筑空间更容易受到土壤及其围护结构的影响,将相当于地面建筑容易受到室外气候的影响一样。 1.1.1 土壤或岩体温度作用 土壤的热作用与地面自然环境的热作用差别很大。一般认为从地面到地下10m左右的土壤是依靠太阳供给热量的。随着深度的增加,热量对土地的影响也相应增加。白天,太阳的热量影响到土壤的很浅的深度,通常在5~7cm 之间,但这种热量在一个大约 10m 的深度内作持续的季节性运动。土壤隔热性好而蓄热量大,因而能在严酷多变的外界气候条件下保持相对稳定的温度。土壤的热稳定性使得地下建筑的围护结构拥有相对稳定的外界温度, 对于一些需要恒定季节性温度和恒定昼夜温度的特殊建筑,地下建筑将更具优势。 1.1.2 土壤或岩体湿度作用 在湿度方面, 地下建筑的围护结构受到土壤、岩石、地下水位高低等的影响,有时会出现较为严重表面散湿现象,再加上缺少阳光照射,和有效的自然通风,围护结构往往比地面建筑潮湿。 1.2 地下建筑室内热湿环境 地下建筑中属于室内的气候因素主要包括三个方面:进入室内的阳光、空气温湿度、生产和生活所散发的热量和水分。 1.2.1 进入室内的阳光和地上建筑相比,地下建筑由于其围护结构的限制,一般难以通过侧窗获取阳光,虽然可以通过采光天窗、采光井等方式进行自然采光, 但大多数情况下仍无法与地面建筑相比。自然光线的不足对地下建筑室内环境造成了不利影响,如潮湿、阴暗。 1.2.2 空气温度湿度 地下空间中的空气温度随季节变化及昼夜变化的波动幅度较小,相对于地面,有着十分明显的滞后现象。地面温度变化引起地表层发生的热波,由于地下建筑覆盖层及周围岩土的衰减作用,对室内空气温度影响不大。当覆盖层厚度超过10m,这种影响可忽略不计,这对创造恒定的室内温度十分有利。在夏季,地下建筑内温度比室外空气温度低,室外空气进入地下建筑后,温度下降,相对湿度升高,当壁面温度低于露点时,即出现凝结水,致使地下建筑夏季雨季潮湿问题十分突出。 1.2.3 生产和生活所散发的热量与水分 地下建筑中的生产活动与生活同样会散发热量和水分。由于地下建筑的封闭性较强,很多情况下难以通过自然通风排除热量与湿气,因此,地下建筑空间内的生产和生活过程中所散发的热量和水分会增加地下空间的温度和湿度。 2 地下建筑的主要能耗分析 分析地下公共建筑的环境特点及热工性能可知,其围护结构的保温隔热性能优于地面建筑,并且不需要遮阳。地下建筑主要能耗主要包括:采光能耗、空调能耗、动力能耗。根据徐州时尚大道地下商业街的能耗进行了测量, 表明最大的能量消耗是在有高制冷负载的8月份。另一个最大值是在有高取暖负载的2月份。年耗能的最大份额是照明,占 45%;第二位是空调能耗,占 44%;电梯及其他能耗占11%。 可见地下建筑中的采光能耗占的比例巨大,空调能耗也十分惊人。我国的空调能耗中,新风能耗占空调能耗的25%-38%,在地下建筑中这个比例会更高。因此,自然采光与自然通风对地下建筑的节能意义重大。 3 地下建筑节能策略 3.1 充分利用自然采光 在地下建筑中应可能地利用自然采光,天然采光不仅节约了照明能耗, 更重要的是能满足人们的心理需求。在地下空间可以采用以下多种建筑形式来进行自然采光。 3.1.1 天窗式 天窗采光适合于埋深较浅、地面部分为广场或绿地的地下建筑, 阳光可以通过顶棚的天窗很容易到达室内,采光效率高,并可选择各种形式的天窗,如:平天窗、锯齿形天窗等。天窗采光适合用于公共建筑和工业建筑, 如展览建筑、工业厂房等。 3.1.2 庭院式 对于规模不大的地下建筑,可采用庭院式自然采光。地下建筑的各部分功能围绕一个小庭院布置, 并在与庭院相邻的围护结构上开设大面积玻璃门窗,从而可以摄取阳光和景观。庭院式采光方法较适于规模不大的文化娱乐建筑。 3.1.3 下沉广场式 对于城市中面积较大的开敞空间,常常使地面一部分下沉一定高度, 使广场出现空间形态变化,并且结合地下建筑(如地下商业建筑、地下交通建筑等)形成多层次的复合空间,同时还为广场周围的地下建筑提供大量的自然光线。 3.1.4 地下中庭式 对于大深度的地下工程,地下中庭是一种改善空间环境的重要方法。中庭顶部可以由各种形态的空间网架加上采光玻璃面构成。中庭内可以种植植物,布置景观,从而形成丰富的内部空间。因此, 多层地下建筑可以通过共享中庭获得自然光线以及景观效果。 3.1.5 技术应用 很多情况下, 地下建筑没有条件通过天窗、侧窗或中庭等引入自然光线, 此时就需要采用一些特殊方法将太阳光引入地下空间, 这种采光方法同样可以使地下空间获得阳光照明, 从而达到节能的目的。常见的方法有:导光管采光、棱镜导光装置、光导纤维、光电效应间接采光等。 3.2 自然通风 自然通风是利用室内外温度差所造成的热压或风力作用所造成的风压来实现换气的一种通风方式,是对自然能源的有效开发和利用。经过合理设计的自然通风, 对改善室内空气质量和节约能耗都有重要意义。自然通风与建筑设计关系密切,平面布局、风井的设置及风帽的选择等都会影响自然通风效果。 地下建筑空间探讨:简析地下建筑空间现状分析及有效利用 摘要:随着经济的快速发展,人口人数的倍增,对于政府而言,维持城市生活的宜居性是一大挑战。开发地下空间对城市建设至关重要,因为基础设施以及各类建筑物的空间布置在常规的城市规划中己经越来越难。地下空间的利用为城市的基础设施、生活服务设施提供了新的空间,且不以消耗宝贵的地面空间为代价,因此城市可以保留其珍贵的地面公共空间,即使地面利用了,也可以开发地下空间。此外,城市之外的大规模国土资源也有很大地下空间开发利用的潜力。无论是建筑师还是城市规划师,现在都在着眼于地下空间的利用,这能使他们为开发新空间而一展身手。 关键词:地下建筑空间、设计、有效利用 一、前言 地下建筑空间的开发利用是保证城市可持续发展的充分和必要条件。当一个城市的经济水平发展到了一定的程度时,城市就有了对地下空间开发利用的需求,不同的城市规模和城市扩展方式则会对城市地下空间的利用方式和开发规模有不同的选择。对于地下空间的利用,人类己经有了较为丰富的经验,如用于交通、市政公用设施、公共服务、防灾、生产、储藏等的各种利用形式,其中用于交通是城市开发利用地下空间的主要目的。随着城市发展要求的不断提升及施工技术的不断完善,大型的地下综合体己经成了未来城市地下空间开发利用的方向。众多功能不同的地下设施构筑在一起,对地下建筑空间的布局也提出了更高的要求。 二、国内外地下建筑空间利用现状 地下空间是有别于传统的地上空间的,在城市空间的开发利用上有其独特的优势。比如地下空间在恒温性、恒湿性方面有其独特的优势,在隔热性、遮光性、气密性等方面比地上空间更容易做到,在隐蔽性、空间性、安全性等诸多方面也远远优于地上空间。 国外在地下空间的利用上也是多方面的、广泛的,很多设施被置于地下。通过点、线、面的有机结合将城市地下空间组合起来,形成网络状结构。其中生活设施有地下住宅及复式住宅,可以节约采暖、空调费用;城市设施除地下商业街、地下铁、道路隧洞外,还有半地下式大学,即可以满足与自然比较协调及对采光的要求,还能兼顾更新城市机能及节约能源;贮藏设施除食品贮藏外,保存放射性废料的设施也在研究开发的规划之中;交通设施有道路隧洞、地下停车场等;而地下核防护设施堪称世界之最。 我国在地下空间利用方面与发达国家相比,存在较大的差距。在60,70年代,我国建设了一批地下工厂、早期人防工程,同时期还建造了北京、天津地下铁道。但大规模城市地下空间的开发利用还是近年来的事情,随着经济的发展以及城市功能的需要,发达城市加快了开发和利用城市地下空间的步伐。虽然我国在大规模城市地下空间的开发利用上起步较晚,但预计规模和前景巨大,远超世界发达国家大城市现有的发展程度。 三、地下建筑空间有效利用的意义 开发利用城市地下空间对于城市建设是至关重要的,因为受困于城市建设用地的限制,传统的基础设施以及各类建筑物的空间规划己经越来越难。地下空间的开发利用在不以消耗宝贵的地面空间为代价的前提下,不但为城市的基础设施、生活服务设施提供了新的空间,还可以为城市保留极其珍贵的地面公共空间。 地下建筑空间的开发利用对于城市可持续发展和环境改善的贡献是多方面的。如:节省了大量的自然资源;减少了空气污染和不必要的视觉和噪音污染;为建设低耗能、低废弃城市提高了可能性;地下结构相对稳定,不易受地震等自然灾害影响;能改善地面景观,提高地面环境质量。 地下建筑空间的开发利用可以为城市提供更好的交通和一些地表无法修建的公用基础设施,特别是城市的中心区,从而实现城市的可持续发展。在城市中广泛开发利用地下空间可以建立独立的通讯和服务空间层,成为增强城市凝聚力和韧性的关键设施。相对于地表高架基础设施,地下交通空间的使用可以避免对城市社会结构的有害影响。 四、我国地下空间开发利用存在的问题 1、规划体系不完善 在传统的规划体系中,地下建筑公共空间缺乏系统规划的指导,需要在地下建筑空间规划中进行重点研究。地下建筑空间规划的主要任务是统筹协调地下公共活动、地下道路交通、地下市政、民防等功能系统的关系,处理好各系统的避让和衔接,保证各系统顺利和高效运转。在地下空间的主要功能系统中,市政、道路交通以及民防均由专业部门编制专项系统规划,指导系统的建设。地下建筑空间规划系统的内容、技术要求均相对独立,城市规划主要着眼于专项系统与城市整体系统的衔接,经过长期实践,己经形成了较为稳定的沟通机制和工作方法,保证专项规划的要求可以在城市规划中得到合理体现和落实。而在传统的城市规划体系中,对于城市公共空间的研究主要针对地上空间,相关的规划内容在公共设施、绿地、景观等系统中均有反映,但并不构成一个独立的系统规划,使地下公共空间缺少系统性的规划指导。因此,在地下空间规划中,有必要将地下公共空间作为一个完整的功能系统进行深入的研究。 2、法律体系不健全 谈到地下建筑空间的规划就不得不提到地下空间利用权。所谓地下建筑空间利用权,是指权利人依法利用地表以下一定范围的空间并排除他人干扰的权利,土地作为一种自然资源和社会财富,土地是人类赖以生存繁衍的生活载体,也是人类社会得以发展的物质前提。随着科技的进步,人们对土地的利用逐渐从地表延及地表上空,而后延至地表以下。但是由于相关空间利用立法的不完善,我国的地下空间利用处在一个貌似繁荣实则无序的紊乱状态中,具体表现在: (1)产权关系不明确 由于现行法律未对地下管线、建筑物、构筑物的产权关系进行明确,投资者建设地下管线建筑物、构筑物后拿不到产权证,导致城市地下设施的产权不清,主体不明确,引发了很多不必要的纠纷,投资者的相关权益无从保障,同时又给有关部门的管理工作带来了困难。 (2)规划不统一我国城市地下建筑空间的开发缺乏统一的、详细的规划,各行业按照各自的发展需要自行建成的地下管线和建筑,缺乏整体性、系统性,上下不协调,矛盾较多,综合效益不明显。 五、地下建筑空间的设计 地下建筑规划的根本目的是根据城市的社会、经济目标,合理分配城市空间,从而提高人们的生活水平,促使城市健康发展。当代的城市规划设计必须将城市地上空间开发与地下空间开发相结合,充分发挥各自优势,共同促进城市发展。在现代城市的整体规划中,城市地下空间的规划与设计己经被规划设计人员列入城市发展计划当中。即便在短期内没有具体实施的地下建筑空间工程项目,在长期规划设计中也会有地下建筑空间工程的计划方案。 由于地下建筑空间、与地面空间、上部空间在开发利用方面存在不同,所以建设城市地下空间是相当有技术含量的,规划时应遵循的大原则如下:首先,应符合国家的有关方针、政策,并且为生产力发展创造条件;第二,必须从实际出发,具体问题具体分析,贯彻勤俭建国的方针;第三,应贯彻建设与环境保护和可持续发展相结合的原则,同时体现出城市的艺术品位、文化素养、民俗历史。 六、结语 地下建筑空间的开发利用己经成了现代城市可持续发展的重要保证。作为承担城市多种功能的重要场所,地下建筑空间在城市中的开发利用规模会越来越大,但就目前来看,我国在规划和开发利用地下建筑空间的过程中,仍存在很多问题,因此在今后的开发利用过程中,详细调查、充分论证是规划和决策的重要保证。另外,我国在地下建筑空间权属的确定上还存在立法滞后的现象,这将在很大程度上限制我国对地下建筑空间的利用和发展。我们应充分借鉴国外发达城市对地下建筑空间开发利用的成功经验,努力提升我国开发利用地下建筑空间的水平。 地下建筑空间探讨:地下建筑空间设计论文 1外向性空间。 外向空间的本质是利用不同位置所创造的空间之间相互交融,在扩大整体空间容积的同时又进一步削弱了地下空间中会带来给使用群体心理方面的不利因素。外向空间的营造有以下几种途径: a.水平方向的交融。在地下建筑中利用多种元素和材质,例如玻璃墙、镜面或透明玻璃等,对空间进行水平方向的界定,使其具有一定的视觉通透性,形成良好的面向建筑内部、中庭甚至更远方向的景观渗透。 b.垂直方向的交融。空间的融会贯通可以通过楼梯、夹层、中庭等竖向空间使地下建筑内部空间数层之间相互穿插。 2动态性空间。 在地下建筑空间中,可以营造动态来对地下空间进行破解。动态性空间的营造可以使用这些手法: a.径直利用固有的一些建筑内含动态元素,例如将一些观景电梯、垂直扶梯等交通动向功能放在中庭中,再配合流水、动态雕塑等要素来制造出流动的空间效果。 b.利用使用者的活动本身。对使用群体活动的流线进行一定的组织,能够在建筑中衍生出一个人为的“人看人”的空间。 c.光影。光线在不同时段当中被照射进来产生的光影效果,可以给地下空间带来一定的变化和动感。使得空间有多重复合的效果。在地下建筑空间的设计要素中,重点分成以下几个部分: 1)下沉式庭院。 下沉式庭院能够为地下建筑空间提供阳光、景观及和其他空间的横向纵向联系,并在建筑内部加强方向感。并且从地下建筑空间之中能够享受一些外向性的庭院也可以带给使用群体舒适感受。对于下沉式庭院适用尺寸的确定取决于它所预期达成的功能特点。若想使下沉式庭院成为地下建筑的主要休闲处和构成深刻印象的地方,那么首先就应考虑使中庭规模尽可能地扩大。而如果只是希望眼睛能聚焦于远处,那么宽度达到5m左右就能满足要求。在确定尺度之后,还应在下沉式庭院中创造出良好景观。这些景观应当有这几个特征:内容丰富,可以包括建筑外立面、天空、地平线等,尽量利用自然景象。在下沉式庭院中广泛应用绿化是比较理想的。植物可柔化由硬性材料构成的庭院围合界面,与此同时还能加强下沉式庭院作为一个过渡体的形象。人自身在下沉式庭院中的活动也能构成景观,因此为鼓励人们进入到其中就应当提供可满足休憩、就餐、娱乐等功能设施,提高庭院易达程度,并将其放在活动流线与开放区域的交集部分,使主要行走通道毗邻下沉式庭院,这能使人们在地下建筑空间中活动时察觉到其存在,并有机会从其中大量穿过。 2)中庭空间。 在地下建筑中,中庭空间是一种常用的设计要素。它常常成为地下建筑空间中的优秀地标,并构建出整个地下建筑的内在形象。由于其外向发射的空间特征,人们往往在很短的体验时间内就能从中庭空间里感受良多,这使得建筑的设计理念更易于被接受。与此同时,在一个内向封闭空间环境中,多种释放信息必须通过在竖向楼层分离的体察中才能得到。中庭可以是主要活动动线的一部分,可以是一个节点,它可以内含标志物或自身就是一个标志物。 3)独特区域。 在大型地下建筑空间中应营造具有明显特征的区域来加强方向感,而富含个性的空间也能令建筑自身更与众不同。在功能比较单一的地下建筑中,区域可以用地点来区分(如在南端或在较高一层),或是与建筑的某个明显特征相挂钩(如围绕有绿化的边庭),但不管采取何种手段,这个区域应能被明确地表现。除此之外,还可以在某个较大区域中划分若干个个性化的较小区域。在地下建筑空间设计中,应制造出简单明了的室内格局以加强方向感,并应当强调出不同的应急出口,空间应营造清晰的形象以弥补外部景象的缺乏,在室内外环境中提供视觉上的连续性,提供愉悦的室内环境体验。 作者:阳海辉单位:南华大学设计与艺术学院 地下建筑空间探讨:地下建筑空间节能策略研究 摘 要:地下建筑的热工环境与地面建筑有着诸多不同,因此在建筑耗能方面也有其特殊性。从地下建筑的热工环境入手,分析了地下建筑的耗能特点,并从自然采光、自然通风、可再生能源利用三方面提出针对地下建筑的节能策略。 关键词:地下建筑;热工环境;节能策略 1引言 随着地下建筑的不断发展,城市里出现了多种功能类型的建筑形式,如:从公共建筑、交通建筑、办公建筑、体育建筑以及居住建筑等。人类在地下建筑中的活动日益增加。我们一方面需要改善地下建筑内部空间环境,使其达到一定的舒适度标准,从而保障地下建筑的正常运行,另一方面也要有效控制地下建筑的运行能耗,节约运行成本。 地下建筑空间环境与地面建筑相比较,有非常显著的特点,其中包含了一些有利因素与不利因素。我们在对地下建筑空间进行节能设计时,需要根据地下建筑空间的特点,有针对性地进行设计。 2地下建筑热工环境分析 地下建筑空间环境受到室外和室内的双重热湿作用。与地面建筑不同的是,地下建筑围护结构所接触的是土壤或岩石,而不是地面环境中的太阳辐射、室外空气的温湿度、风、雨、雪等。土壤或岩石对地下建筑围护结构的作用与地下建筑的热工性能有密切关联。 2.1地下建筑室外热湿环境 建筑物护结构将人们的生活与工作空间分为室内和室外两部分,对地下建筑而言,土壤对其围护结构的影响便相当于室外气候对地面建筑的影响。 2.1.1土壤或岩体温度作用 土壤的热作用与地面自然环境的热作用差别很大。一般认为从地面到地下10m左右的土壤是依靠太阳供给热量的。随着深度的增加,热量对土地的影响也相应增加。白天,太阳的热量影响到土壤的很浅的深度,通常在5~7cm之间,但这种热量在一个大约10m的深度内作持续的季节性运动[1]。土壤隔热性好而蓄热量大,因而能在严酷多变的外界气候条件下保持相对稳定的温度。土壤的热稳定性使得地下建筑的围护结构拥有相对稳定的外界温度,对于一些需要恒定季节性温度和恒定昼夜温度的特殊建筑,地下建筑将更具优势。 2.1.2土壤或岩体湿度作用 在湿度方面,地下建筑的围护结构受到土壤、岩石、地下水位高低等的影响,有时会出现较为严重表面散湿现象,再加上缺少阳光照射,和有效的自然通风,围护结构往往比地面建筑潮湿。 2.2地下建筑室内热湿环境 地下建筑中属于室内的气候因素主要包括三个方面:进入室内的阳光、空气温湿度、生产和生活所散发的热量和水分。 2.2.1进入室内的阳光 地下建筑由于其围护结构的限制,一般难以通过侧窗获取阳光,虽然可以通过采光天窗、采光井等方式进行自然采光,但大多数情况下仍无法与地面建筑相比。自然光线的不足对地下建筑室内环境造成了不利影响,如潮湿、阴暗。 2.2.2空气温度湿度 地下空间中的空气温度随季节变化及昼夜变化的波动幅度较小,相对于地面,有着十分明显的滞后现象。地面温度变化引起地表层发生的热波,由于地下建筑覆盖层及周围岩土的衰减作用,对室内空气温度影响不大。当覆盖层厚度超过10m,这种影响可忽略不计,这对创造恒定的室内温度十分有利。 在夏季,地下建筑内温度比室外空气温度低,室外空气进入地下建筑后,温度下降,相对湿度升高,当壁面温度低于露点时,即出现凝结水,致使地下建筑夏季雨季潮湿问题十分突出。 2.2.3生产和生活所散发的热量与水分 地下建筑中的生产活动与生活同样会散发热量和水分。由于地下建筑的封闭性较强,很多情况下难以通过自然通风排除热量与湿气,因此,地下建筑空间内的生产和生活过程中所散发的热量和水分会增加地下空间的温度和湿度。 3地下建筑的主要能耗分析 分析地下公共建筑的环境特点及热工性能可知,其围护结构的保温隔热性能优于地面建筑,并且不需要遮阳。地下建筑主要能耗主要包括:采光能耗、空调能耗、动力能耗。根据徐州时尚大道地下商业街的能耗进行了测量,表明最大的能量消耗是在有高制冷负载的8月份。另一个最大值是在有高取暖负载的2月份。年耗能的最大份额是照明,占45%;第二位是空调能耗,占44%;电梯及其他能耗占11% (见图1) 。 可见地下建筑中的采光能耗占的比例巨大,空调能耗也十分惊人。我国的空调能耗中,新风能耗占空调能耗的25%-38%[2],在地下建筑中这个比例会更高。因此,自然采光与自然通风对地下建筑的节能意义重大。 4地下建筑节能策略 4.1 充分利用自然采光 在地下建筑中应可能地利用自然采光,天然采光不仅节约了照明能耗,更重要的是能满足人们的心理需求。在地下空间可以采用以下多种建筑形式来进行自然采光。 4.1.1天窗式 天窗采光适合于埋深较浅、地面部分为广场或绿地的地下建筑,阳光可以通过顶棚的天窗很容易到达室内,采光效率高,并可选择各种形式的天窗,如:平天窗、锯齿形天窗等。天窗采光适合用于公共建筑和工业建筑,如展览建筑、工业厂房等。 4.1.2 庭院式 对于规模不大的地下建筑,可采用庭院式自然采光。地下建筑的各部分功能围绕一个小庭院布置,并在与庭院相邻的围护结构上开设大面积玻璃门窗,从而可以摄取阳光和景观。 庭院式采光方法较适于规模不大的文化娱乐建筑。 4.1.3下沉广场式 对于城市中面积较大的开敞空间,常常使地面一部分下沉一定高度,使广场出现空间形态变化,并且结合地下建筑(如地下商业建筑、地下交通建筑等)形成多层次的复合空间,同时还为广场周围的地下建筑提供大量的自然光线。 4.1.4 地下中庭式 对于大深度的地下工程,地下中庭是一种改善空间环境的重要方法。中庭顶部可以由各种形态的空间网架加上采光玻璃面构成。中庭内可以种植植物,布置景观,从而形成丰富的内部空间。因此,多层地下建筑可以通过共享中庭获得自然光线以及景观效果。 4.1.5 技术应用 很多情况下,地下建筑没有条件通过天窗、侧窗或中庭等引入自然光线,此时就需要采用一些特殊方法将太阳光引入地下空间,这种采光方法同样可以使地下空间获得阳光照明,从而达到节能的目的[3]。常见的方法有:导光管采光(如图2)、棱镜导光装置、光导纤维、光电效应间接采光等。 4.2自然通风 自然通风是利用室内外温度差所造成的热压或风力作用所造成的风压来实现换气的一种通风方式,是对自然能源的有效开发和利用。经过合理设计的自然通风,对改善室内空气质量和节约能耗都有重要意义。自然通风与建筑设计关系密切,平面布局、风井的设置及风帽的选择等都会影响自然通风效果。 4.2.1 平面布局 平面布局决定着自然通风系统的风路组织,直接影响自然通风效率。风路设计的重点是如何将新风引入地下建筑,与室内空气进行置换后排出室外。在布置地下建筑平面时应尽量保证风路畅通,减少死角,避免气流短路。 4.2.2 风井设置 在地下建筑设计中,中庭的应用十分普遍。中庭受到阳光照射,会产生温室效应,产生热压作用,有利于空气排出。因此我们可以将其作为排风风井,必要时设置机械装置,辅助排风(如图3)。 进风井应根据自然通风的风路组织需求,围绕作为排风井的中庭设置。进风井风口部分应该考虑周围地面环境的影响,避开有空气污染的位置,同时要加装空气净化装置[4]。为了有利于空气进入,可以在风口内部设置冷却装置,促使空气下沉。风口要尽量利用风压,根据需要安装进风型风帽或排风型风帽。 5可再生能源利用 可再生能源利用是近年来的热点。可再生能源包括风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等,它对环境无害或危害很小,资源分布广泛,适宜就地开发利用。适合在地下建筑中使用的可再生能源主要有太阳能利用、风能利用和地热能利用。 5.1 太阳能应用 通过建筑设计手段和技术手段,可以利用太阳能为地下建筑提供自然照明。有条件接受较多阳光照射的地下建筑,同样可以借鉴地上建筑利用太阳能的方式,为内部空间提供采暖所需的热量。例如在共享中庭内部设置太阳能集热装置,在冬季为地下建筑冬季采暖提供热量补充,在夏季可以起到除湿的作用。 5.2 风能利用 风能的利用主要有两方面:一是通过风压作用辅助地下建筑空间进行自然通风,二是通过风力发电装置进行发电。风力发电装置要求有较好的风力资源,常见的做法是将发电装置至于高处,因此适宜应用在附建于高层建筑的地下建筑。风力发电装置可安装在地面建筑顶部,以捕获得更多的风力资源,但必须控制噪声对周围环境的影响。 5.3 地源热泵应用 地源热泵系统与传统的空调系统相比有很多不同,如不需要冷却塔、不需要锅炉、不需要机房等,这些特点有利于地源热泵系统在地下建筑中的应用,但同时也需要增加一些设备和投资,如土壤热交换器、循环水泵、低温型热泵机组等。对于较深的地下建筑,有足够的空间敷设土壤热交换器,非常适合用地源热泵系统代替传统的空调系统[5]。 6结语 地下建筑的应用日趋广泛,人们在其中的活动逐渐增多,能耗问题不容忽视。建筑师在方案设计阶段就应该考虑节能因素,将节能设计作为方案设计的一个重要部分。我们要通过借鉴先进的生态节能设计方法,结合地下建筑的特点,有针对性地进行研究,在保证舒适度的同时,最大限度地降低建筑能耗。 地下建筑空间探讨:地下建筑空间节能 随着地下建筑的不断发展,城市里出现了多种功能类型的建筑形式,如:从公共建筑、交通建筑、办公建筑、体育建筑以及居住建筑等。人类在地下建筑中的活动日益增加。我们一方面需要改善地下建筑内部空间环境,使其达到一定的舒适度标准,从而保障地下建筑的正常运行,另一方面也要有效控制地下建筑的运行能耗,节约运行成本。 地下建筑空间环境与地面建筑相比较,有非常显著的特点,其中包含了一些有利因素与不利因素。我们在对地下建筑空间进行节能设计时,需要根据地下建筑空间的特点,有针对性地进行设计。 2地下建筑热工环境分析 地下建筑空间环境受到室外和室内的双重热湿作用。与地面建筑不同的是,地下建筑围护结构所接触的是土壤或岩石,而不是地面环境中的太阳辐射、室外空气的温湿度、风、雨、雪等。土壤或岩石对地下建筑围护结构的作用与地下建筑的热工性能有密切关联。 2.1地下建筑室外热湿环境 建筑物护结构将人们的生活与工作空间分为室内和室外两部分,对地下建筑而言,土壤对其围护结构的影响便相当于室外气候对地面建筑的影响。 2.1.1土壤或岩体温度作用 土壤的热作用与地面自然环境的热作用差别很大。一般认为从地面到地下10m左右的土壤是依靠太阳供给热量的。随着深度的增加,热量对土地的影响也相应增加。白天,太阳的热量影响到土壤的很浅的深度,通常在5~7cm之间,但这种热量在一个大约10m的深度内作持续的季节性运动[1]。土壤隔热性好而蓄热量大,因而能在严酷多变的外界气候条件下保持相对稳定的温度。土壤的热稳定性使得地下建筑的围护结构拥有相对稳定的外界温度,对于一些需要恒定季节性温度和恒定昼夜温度的特殊建筑,地下建筑将更具优势。 2.1.2土壤或岩体湿度作用 在湿度方面,地下建筑的围护结构受到土壤、岩石、地下水位高低等的影响,有时会出现较为严重表面散湿现象,再加上缺少阳光照射,和有效的自然通风,围护结构往往比地面建筑潮湿。 2.2地下建筑室内热湿环境 地下建筑中属于室内的气候因素主要包括三个方面:进入室内的阳光、空气温湿度、生产和生活所散发的热量和水分。 2.2.1进入室内的阳光 地下建筑由于其围护结构的限制,一般难以通过侧窗获取阳光,虽然可以通过采光天窗、采光井等方式进行自然采光,但大多数情况下仍无法与地面建筑相比。自然光线的不足对地下建筑室内环境造成了不利影响,如潮湿、阴暗。 2.2.2空气温度湿度 地下空间中的空气温度随季节变化及昼夜变化的波动幅度较小,相对于地面,有着十分明显的滞后现象。地面温度变化引起地表层发生的热波,由于地下建筑覆盖层及周围岩土的衰减作用,对室内空气温度影响不大。当覆盖层厚度超过10m,这种影响可忽略不计,这对创造恒定的室内温度十分有利。 在夏季,地下建筑内温度比室外空气温度低,室外空气进入地下建筑后,温度下降,相对湿度升高,当壁面温度低于露点时,即出现凝结水,致使地下建筑夏季雨季潮湿问题十分突出。 2.2.3生产和生活所散发的热量与水分 地下建筑中的生产活动与生活同样会散发热量和水分。由于地下建筑的封闭性较强,很多情况下难以通过自然通风排除热量与湿气,因此,地下建筑空间内的生产和生活过程中所散发的热量和水分会增加地下空间的温度和湿度。 3地下建筑的主要能耗分析 分析地下公共建筑的环境特点及热工性能可知,其围护结构的保温隔热性能优于地面建筑,并且不需要遮阳。地下建筑主要能耗主要包括:采光能耗、空调能耗、动力能耗。根据徐州时尚大道地下商业街的能耗进行了测量,表明最大的能量消耗是在有高制冷负载的8月份。另一个最大值是在有高取暖负载的2月份。年耗能的最大份额是照明,占45%;第二位是空调能耗,占44%;电梯及其他能耗占11%(见图1)。 可见地下建筑中的采光能耗占的比例巨大,空调能耗也十分惊人。我国的空调能耗中,新风能耗占空调能耗的25%-38%[2],在地下建筑中这个比例会更高。因此,自然采光与自然通风对地下建筑的节能意义重大。 4地下建筑节能策略 4.1充分利用自然采光 在地下建筑中应可能地利用自然采光,天然采光不仅节约了照明能耗,更重要的是能满足人们的心理需求。在地下空间可以采用以下多种建筑形式来进行自然采光。 4.1.1天窗式 天窗采光适合于埋深较浅、地面部分为广场或绿地的地下建筑,阳光可以通过顶棚的天窗很容易到达室内,采光效率高,并可选择各种形式的天窗,如:平天窗、锯齿形天窗等。天窗采光适合用于公共建筑和工业建筑,如展览建筑、工业厂房等。 4.1.2庭院式 对于规模不大的地下建筑,可采用庭院式自然采光。地下建筑的各部分功能围绕一个小庭院布置,并在与庭院相邻的围护结构上开设大面积玻璃门窗,从而可以摄取阳光和景观。 庭院式采光方法较适于规模不大的文化娱乐建筑。 4.1.3下沉广场式 对于城市中面积较大的开敞空间,常常使地面一部分下沉一定高度,使广场出现空间形态变化,并且结合地下建筑(如地下商业建筑、地下交通建筑等)形成多层次的复合空间,同时还为广场周围的地下建筑提供大量的自然光线。 4.1.4地下中庭式 对于大深度的地下工程,地下中庭是一种改善空间环境的重要方法。中庭顶部可以由各种形态的空间网架加上采光玻璃面构成。中庭内可以种植植物,布置景观,从而形成丰富的内部空间。因此,多层地下建筑可以通过共享中庭获得自然光线以及景观效果。 4.1.5技术应用 很多情况下,地下建筑没有条件通过天窗、侧窗或中庭等引入自然光线,此时就需要采用一些特殊方法将太阳光引入地下空间,这种采光方法同样可以使地下空间获得阳光照明,从而达到节能的目的[3]。常见的方法有:导光管采光(如图2)、棱镜导光装置、光导纤维、光电效应间接采光等。 4.2自然通风 自然通风是利用室内外温度差所造成的热压或风力作用所造成的风压来实现换气的一种通风方式,是对自然能源的有效开发和利用。经过合理设计的自然通风,对改善室内空气质量和节约能耗都有重要意义。自然通风与建筑设计关系密切,平面布局、风井的设置及风帽的选择等都会影响自然通风效果。 4.2.1平面布局 平面布局决定着自然通风系统的风路组织,直接影响自然通风效率。风路设计的重点是如何将新风引入地下建筑,与室内空气进行置换后排出室外。在布置地下建筑平面时应尽量保证风路畅通,减少死角,避免气流短路。 4.2.2风井设置 在地下建筑设计中,中庭的应用十分普遍。中庭受到阳光照射,会产生温室效应,产生热压作用,有利于空气排出。因此我们可以将其作为排风风井,必要时设置机械装置,辅助排风(如图3)。 进风井应根据自然通风的风路组织需求,围绕作为排风井的中庭设置。进风井风口部分应该考虑周围地面环境的影响,避开有空气污染的位置,同时要加装空气净化装置[4]。为了有利于空气进入,可以在风口内部设置冷却装置,促使空气下沉。风口要尽量利用风压,根据需要安装进风型风帽或排风型风帽。 5可再生能源利用 可再生能源利用是近年来的热点。可再生能源包括风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等,它对环境无害或危害很小,资源分布广泛,适宜就地开发利用。适合在地下建筑中使用的可再生能源主要有太阳能利用、风能利用和地热能利用。 5.1太阳能应用 通过建筑设计手段和技术手段,可以利用太阳能为地下建筑提供自然照明。有条件接受较多阳光照射的地下建筑,同样可以借鉴地上建筑利用太阳能的方式,为内部空间提供采暖所需的热量。例如在共享中庭内部设置太阳能集热装置,在冬季为地下建筑冬季采暖提供热量补充,在夏季可以起到除湿的作用。 5.2风能利用 风能的利用主要有两方面:一是通过风压作用辅助地下建筑空间进行自然通风,二是通过风力发电装置进行发电。风力发电装置要求有较好的风力资源,常见的做法是将发电装置至于高处,因此适宜应用在附建于高层建筑的地下建筑。风力发电装置可安装在地面建筑顶部,以捕获得更多的风力资源,但必须控制噪声对周围环境的影响。 5.3地源热泵应用 地源热泵系统与传统的空调系统相比有很多不同,如不需要冷却塔、不需要锅炉、不需要机房等,这些特点有利于地源热泵系统在地下建筑中的应用,但同时也需要增加一些设备和投资,如土壤热交换器、循环水泵、低温型热泵机组等。对于较深的地下建筑,有足够的空间敷设土壤热交换器,非常适合用地源热泵系统代替传统的空调系统[5]。 6结语 地下建筑的应用日趋广泛,人们在其中的活动逐渐增多,能耗问题不容忽视。建筑师在方案设计阶段就应该考虑节能因素,将节能设计作为方案设计的一个重要部分。我们要通过借鉴先进的生态节能设计方法,结合地下建筑的特点,有针对性地进行研究,在保证舒适度的同时,最大限度地降低建筑能耗。
机械零件论文:学生机械零件课程设计论文 1学生在课程设计中的问题分析 1.1学生对课程设计的重要性认识不足 一直以来中国传统的教育体制,使教师和学生都特别重视书面应试能力而较忽视“实践”这一重要环节。因此,学生普遍认为课程设计只是辅助性的作业,是机械地套用经验公式,查手册,计算必要的数据,画出图而已。其实,课程设计是将所学理论知识与实践相结合地极好机会,也是培养学生创造性思维能力和想象力等良好素质的必要过程,但由于学生存在上述想法,这两项目标很难达到。 1.2结构设计中的不合理问题 从现场工作的学生反馈信息得知,设计中的结构设计比设计计算更为重要。合理的结构设计,对实际生产会产生严格的影响。由于学生实践经验和感性知识的缺乏,从而,在学习过程中不能运用已有理论知识透彻地分析和理解某种结构的功用,以至在设计图纸中出现不恰当甚至错误的结构。 1.3图纸的规范化问题 图纸是课程设计的最终反映,本应很清晰地表达出全部零件的装配关系、总体轮廓尺寸、各零部件的具体结构。但是在学生的图纸中,却不能完整、确切地表达出上述要求。例如,学生总装图中对轴和孔间的配合尺寸及公差不加标注,对加工表面粗糙度标注不全或不当等多种问题,反映出学生对图纸的规范缺乏全面认识和严谨的科学态度。 1.4设计说明书编写中出现的问题 设计说明书的编写,可以培养学生撰写技术文件的实际能力。它应全面包括课程设计总体方案、设计结果、结构设计依据以及维护、安装等内容,使读者在结合图纸的条件下,从说明书中能够完全了解所设计产品的结构、特性及科学依据。但有些学生却片面地认为,设计说明书的内容只是各零部件有关尺寸及数据的计算过程和结果,而对图纸中零部件结构的设计依据不加任何说明,说明书便成了各类计算题的汇集。 2对改进《机械零件》课程设计的建议 2.1提高学生对课程设计重要性的认识 学生对课程设计的重视程度,直接影响着设计效果。因此,提高学生对设计重要性的认识,应作为搞好设计的首要条件。将本思想贯穿于《零件》课程教学的始终。在基础理论教学中,可列举部分内容在实际生产中应用的反例,来强调设计的重要性。比如,讲授某种传动装置的设计时,可通过分析实际生产中由于某部分结构设计的不合理或错误,甚至由于某一参数选择不当而造成的不良后果,加强学生对设计重要性的认识。加强实践认识。在教学中,可安排适当的课时,带学生去现场参观,针对同一部件不同的结构设计而获得相异的生产效率进行分析,使学生在实践的过程中领悟到设计的重要性。 2.2课程设计与教学内容及实践性环节的有机结合 针对学生实践经验和感性知识贫乏,动手能力差等特点,在教学过程中,应适当减少课堂授课学时而增加见习课时。即在课程标准授课的过程中,根据不同教学内容,安排针对性较强的短期见习,其目的在于为课程设计积累一定的感性素材和设计要素。在见习中,教师对有关设计内容要加以讲解,分析关键及难点,使学生加深对书本知识的理解。例如在“轴”一章授课结束后,可安排一次实训,教师可针对往届学生在设计中存在的问题进行指导,从轴的加工工序至装配工序,针对选材、结构设计、图纸的规范化等实际问题进行分析。把实际中轴的具体结构设计要素;生产中用于加工的图纸应如何正确、全面地反映所设计零部件的结构、尺寸及技术要求总结出来。这样,既解决了课堂上难以理解的实际问题,又培养了学生观察问题、分析问题及独立思考的能力,充分调动了学生的主观能动性和积极性。 2.3做好课程设计的准备工作 课程设计前的准备工作是提高设计质量的必要条件。为此,设计前,指导教师可针对设计课题,做好两项准备工作:①参观有关设计内容。针对设计课题,带领学生参观现场,加强学生对实物的直观认识,在具体感性认识的基础上进行设计,对学生和教师均有“事半功倍”之效果。②突破设计难点。对书本上较难理解的关键和难点内容,进行实地测绘。比如,在设计1台减速器之前,带学生去工厂对减速器进行折装,同时,对其中某些关键或较难的零部件结构进行测绘,是获得具体的设计要素的有效之法。 2.4加强金工实习对课程设计的辅助作用 金工实习是机械专业类学生在学习《零件》课之前对机械的加工原理,生产工序,装配过程及工艺处理方法等进行的一次全面性认识实习。为了使学生在学习《零件》课前对各种机械及零件具备初步的感性认识,在金工实习过程中教师应指导学生有计划、有目的的掌握有关《零件》及其课程设计的基本知识。如可安排学生画出齿轮轮廓示意图,观察齿轮与轴的装配关系及热处理工艺方法,使学生对齿轮及轴等零部件具备初步的感性认识。实习结束后,学生将上述内容及测绘图以实习报告的形式写出出。 3结语 总之,教学内容、设计内容、实践性环节三者应融为一体,将理论与实践有机地结合起来,这对提高设计质量,培养学生设计及创造性思维能力会产生良好效果。同时,把对学生进行科学素质方面的教育寓于教学和实践过程中,不失为“一举两得”之法。 作者:陈星宇 单位:四川职业技术学院 机械零件论文:机械零件论文:土石方机械零件维修技术分析论文 [论文关键词]工程机械;维修;问题;研究 [论文摘要]土石方施工中,土石方机械维修直接影响到施工设备的使用率和生产率。该文浅析了土石方机械维修中常见影响维修质量的一些技术问题,旨在土石方施工中提高土石方机械的完好率和使用率。 维修是恢复土石方机械技术性能,排除故障及消除故障隐患,延长机械使用寿命的有效手段。当前国内汽车维修行业已具有相当规模,而土石方机械维修行业起步相对较晚,在维修中还存在着诸多技术问题。这些问题的存在,导致机械维修质量不高,装备可靠性差,甚至重大土石方机械事故的发生。现针对土石方机械维修工作中遇到的常见技术问题做简要分析,旨在引起有关人员的重视。 1对机械故障判断失误,修理人员技术不过硬、修理过程不规范 1.1不能正确判断分析故障,盲目更换零部件,一味“换件修理”造成浪费 凭着“大概、差不多”的思想盲目对机械大拆大卸,结果不但原故障未排除,而且由于维修技能和工艺较差,又出现新的问题。例如我单位一台YZ26压路机出现振动力不足、机械无法正常工作的故障,经拆卸分解振动泵和起振开关,更换振动泵和起振开关故障依旧。最后检查故障是由于液压油不足、滤网堵死导致液压油进入不到大泵,大泵因缺油而烧坏。因此,当机械出现故障后,要通过检测设备进行检测,如无检测设备,可通过“问、看、查、试”等传统的故障判断方法和手段,结合土石方机械的结构和工作原理,确定最可能发生故障的部位。在判定土石方机械故障时,一般常用“排除法”和“比较法”,按照从简单到复杂、先外表后内部、先总成再部件的顺序进行,切忌“不问青红皂白,盲目大拆大卸”。 1.2螺栓拧紧方法不当的情况较严重 土石方机械各部位固定或联接螺栓多数有拧紧力矩要求,如喷油器固定螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓等,有些规定了拧紧力矩,有些规定了拧紧角度,同时还规定了拧紧顺序。一些维修人员,认为拧紧螺栓谁都会做,无关紧要,不按规定力矩及顺序拧紧(有的根本不了解有拧紧力矩和顺序要求),不使用扭力(公斤)扳手,或随意使用加力杆,凭感觉拧紧,导致拧紧力矩相差很大。力矩不足,螺栓易发生松脱,导致冲坏气缸衬垫、轴瓦松动、漏油、漏气;力矩过大,螺栓易拉伸变形,甚至断裂,有时还会损坏螺纹孔,影响了修理质量。 1.3不重视螺栓的选用,螺栓使用混乱的现象较突出 在维修土石方机械时,乱用螺栓的现象还比较突出,因螺栓性能、质量不符合技术要求,导致维修后机械故障频出。土石方机械使用的专用螺栓,如传动轴螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓、喷油器固定螺栓等是用特殊材质经过特殊加工制成的,其强度大、抗剪切力强,确保联接、固定可靠。实际维修作业中,常常在拆卸时所有螺栓堆在一起,不分类堆放,但组装时随意乱装和替代,这些螺栓因材质差或加工工艺不合格,给工程机械的后期使用留下故障隐患,如EX200-5挖掘机后桥轮边减速器内连接行星轮架和轮边减速器壳体的6只螺栓承受较大的扭矩,这6只螺栓发生断裂损坏,使用其它螺栓或自行加工代用,常出现因螺栓强度不够而再次折断的情况;有些部位需用“小螺距”的“细扣自紧”螺栓、铜螺栓、镀铜螺栓,却使用普通螺栓代替,导致出现螺栓自行松脱、拆卸困难等现象,如柴油机排气歧管固定螺母多为铜制,防止受热或使用时间过长不易拆卸,但在实际维修时,却多数使用了普通螺母,时间一长拆卸十分困难;有些螺栓经使用后会出现拉伸、变形等缺陷,有些技术要求规定拆装几次后必须换新的螺栓,若不了解这些情况,多次重复使用不合格的螺栓,也易导致机械故障或事故的发生。因此,在维修工程机械时,当螺栓损坏或丢失要及时更换符合要求的螺栓,切忌乱用螺栓。 2各零部件配合间隙不能正确掌握,导致机械加快磨损 2.1维修时不注意检测零部件配合间隙 柴油机活塞与缸套配合间隙、活塞环“三隙”、活塞顶隙、气门间隙、柱塞余隙、制动蹄片间隙、主从动齿轮啮合间隙、轴承轴向和径向间隙、气门杆与气门导管配合间隙等,各类机型都有严格的要求,在维修时必须进行测量,对不符合间隙要求的零部件要进行调整或更换。实际维修工作中,不测量配合间隙而盲目装配零部件的现象为数不少,还有凭手感觉和经验装配,造成起动困难或爆燃、活塞环折断、机件撞击、漏油、漏气等故障,有时甚至会因零部件配合间隙不当,导致机械严重损坏事故的发生。 2.2不成对、成套更换偶件或组件 土石方机械上有很多偶件,如柴油机燃油系统的柱塞副、出油阀副、喷油嘴针阀副偶件;驱动桥主减速器内的主、从动齿轮;液压操纵阀中的阀块与阀杆;全液压转向器中的阀芯与阀套等,这些配合偶件在工厂制造时经过特殊加工,成对研磨而成,配合十分精密,在使用的寿命期内始终成对使用,切不可互换;一些相互配合组件,如活塞与缸套、轴瓦与轴颈、气门与气门座、连杆大头瓦盖与杆身等,经过一段时间的磨合使用,相对配合较好,在维修时,也应注意成对装配,不要弄串;柴油机连杆、活塞、风扇皮带、高压油管、挖掘机中央回转接头油封、推土机主离合器胶布节等,尤其是同时使用一套的配件,发生损坏一定要成套更换,否则由于配件质量差别大、新旧程度不同、长短尺寸不一,会导致柴油机运转不稳、液压系统漏油、载荷集中现象严重、更换的配件易早期损坏等。在实际维修工作中,为了减少开支、不了解技术要求,不成对或成套更换上述零部件的情况还不少见,降低了工程机械的维修质量,缩短了机件寿命,增加了故障发生的可能性,应引起足够的重视。 2.3装配时零部件装反 在维修土石方机械时,一些零部件装配有着严格的方向要求,只有正确安装,才能保证零部件正常工作。有些零部件外部特征不明显,正反都可以安装,在实际工作中时常出现装反的情况,导致零件早期损坏、机械不能正常工作、土石方机械损坏事故等。 3对零配件材料质量不能正确识别 不检查新件质量,装配后出现故障的问题比较常见。在更换配件前,有些维修人员对新配件不做技术检查,拿来后直接安装到工程机械上,这种做法是不科学的。目前市场上出售的零配件质量良莠不均,一些假冒伪劣配件鱼目混珠;还有一些配件由于库存时间过长,性能发生变化,如不经检测,装配后常常引起故障的发生。以为新的就是好的,结果问题仍然存在,造成更大的损失。1台ZL50装载机,柴油机机油压力过低,分析是机油滤清器堵塞,更换了一新机油滤清器,试机机油压力仍低。后检查或更换了所有可能导致机油压力低的零部件,但机油压力仍不能升高,最后在没有查到故障原因、机油压力偏低的情况下勉强使用,结果导致柴油机烧瓦抱轴、造成损失。后经检查是由于更换的机油滤清器滤芯(粗滤器)已被过多的铁锈堵塞,原因是该滤清器长时间库存保管导致内部生锈。因此,在更换新配件前一定要进行必要的检查测试,检测包括外观及性能测试,确保新配件无故障,杜绝其引起的不必要麻烦。 4在维修过程中治标不治本,只追求数量而忽视维修质量 4.1维修方法不正规,“治标不治本”仍是惯用的手段 在维修土石方机械时,一些维修人员不采取正确的维修方法,认为应急措施是万能的,以“应急”代“维修”,“治标不治本”的现象还很多。挖机旋转油压马达油封更换要将整个液压马达解体,从内向外装配,因图快从外向内装配,结果只用两三个小时又出现漏油,又要重新维修,结果维修时间增加,工作时间变少,影响设备使用率,降低效益。 4.2垫片使用不规范,随意使用的现象仍然存在 土石方机械零部件配合面间使用的垫片种类很多,常用的有石棉垫、橡胶垫、纸板垫、软木垫、毛毡垫、有色金属垫(铜垫、铝垫)、铜皮(钢皮)石棉垫、绝缘垫、弹簧垫、平垫等。一些用来防止零部件配合面间漏油、漏水、漏气、漏电,一些起紧固防松作用。每一类垫片使用的时机和场合有不同的规定和要求,在维修土石方机械时,垫片使用不规范甚至乱用的现象还比较严重,导致配合面间经常发生泄漏,螺栓、螺母自行松动、松脱,影响工程机械的正常使用。如发动机气缸垫过厚,导致压缩比降低,发动机起动困难;喷油器与气缸盖配合面间使用铜垫片,如使用石棉垫代替,易使喷油器散热不良发生烧蚀;柴油机输油泵和喷油泵结合面间垫片过厚,导致输油量及输油压力不足,柴油机功率下降;如漏装弹簧垫、锁紧垫、密封垫,致使接合不紧,易发生松动或漏油等现象;因垫片中间有孔而忘记开孔导致油道、水道堵塞,发动机烧瓦抱轴、水箱开锅的现象也经常发生。在此提醒广大维修人员维修时,切记“垫片虽小用处大”。 4.3“小件”好坏不重视,因“小”失“大”导致故障增加 在维修作业时,往往只重视喷油泵、输油泵、活塞、缸套、活塞环、液压油泵、操纵阀、制动、转向系统等零部件的维护,却忽视了对滤清器、溢流阀、各类仪表等“小件”的保养,认为这些“小件”不影响机械的工作,即使损坏也无关紧要,只要机械能动就凑合着用,孰不知,正是这些“小件”缺乏维护,导致机械发生早期磨损,缩短使用寿命。如工程机械使用的柴油滤清器、机油滤清器、空气滤清器、液压油滤清器、水温表、油温表、油压表、感应塞、传感器、报警器、预热塞、油液滤网、水箱盖、油箱盖、加机油口盖、黄油嘴、储气筒放污开关、蓄电池箱、喷油器回油接头、开口销、风扇导风罩、传动轴螺栓锁片等,这些“小件”是工程机械正常工作及维护保养必不可少的,对延长机械的使用寿命至关重要,在维修作业时,如不注意维护保养,常会“因小失大”,导致机械故障的发生。超级秘书网 4.4维修禁忌忘脑后,隐性故障频繁出 维修土石方机械时,若不了解维修中应注意的一些问题,则会导致拆装中经常出现“习惯性”的错误,影响机械的维修质量。如热车拆装发动机气缸盖,易导致缸盖变形裂纹;安装活塞销时,不加热活塞而直接把活塞销打入销孔内,导致活塞变形量增大,椭圆度增加;曲轴主轴瓦或连杆瓦背加铜垫或纸垫,易堵塞油道,导致烧瓦抱轴事故;在维修柴油机时过量刮削轴瓦,轴瓦表面的减摩合金层被刮掉,导致轴瓦钢背与曲轴直接摩擦发生早期磨损;拆卸轴承、皮带轮等过盈配合零部件时不使用拉力器,硬打硬敲,易导致零部件变形或损坏;启封新活塞、缸套、喷油嘴偶件、柱塞偶件等零件时,用火烧零件表面封存的油质或腊质,使零件性能发生变化,不利于零件的使用。 4.5零部件除污、清洗不彻底,早损、腐蚀常发生 维修土石方机械时,正确清除零部件表面的油污、杂质对提高修理质量,延长机械使用寿命有着重要意义。由于不注意加强零件的清洗、清洗剂选用不合理、清洗方法不当等,导致零部件早期磨损、腐蚀性损坏的现象,特别是工地上修理时常不注意清洁,随便清理后就安装,导致机械磨损加快。 5结语 综上所述,土石方机械维修常见技术问题不可小视,特别是铁路施工企业,因点多线长,设备维修更加艰难,只有解决上述维修过程中存在的问题和提高维修人员的素质、遵守维修质量第一的原则,才能遏制设备管理和维修的“滑波”;才能提高机械设备的完好率和使用率;以最少的投资获取最大的效益。 机械零件论文:机械零件制造结构设计论文 1机械零件制造结构设计及其原则 1)要满足该机械零件所应有的使用要求:首先,其设计的结果应能使该机械零件达到预期的使用目的;其次,被设计出的机械零件能够长期可靠地运行。综上所述,结构设计所制作的机械零件应该满足基本的功能、寿命、精确度、稳定性等要求。 2)要考虑最大经济性的原则:经济性原则是人类生产生活中一成不变的原则,其涉及到产品的诸多细节方面,在设计、生产、使用的整个过程中才能综合体现出经济性的指标。即结构设计的结果应能使产品满足制造成本较低、使用高效率、维护费用较低等特性。 3)要考虑到机械零件的使用者的劳动需求:机械零件的安全性能必须要严格把握,以保证劳动者及周边人员的人身安全;另外,还应该尽可能地改善劳动者的劳动条件,为劳动者创造安全轻松、省时省力的劳动环境;最后,对于机械零件的外观设计上也应最求一定的美观要求。 4)要满足机械零件其他的环境、功能等上的特殊要求:如大型的机械产品应设计上便于运输的要求,机械机床精度长期保证和保持的要求等。 2机械零件结构的设计方法 设计是在正确的基本原理和已有的实践经验基础上来创造和发展新事物或者改造旧事物。对于机械零件的设计,也应与该概念相合,从知识上的理论原理到实践中的经验总结都应该体现出来,因此,从理论到实践的结构设计,可有以下的几种结构设计的设计方法: 2.1理论设计 理论设计是日常生活中已掌握的合乎客观实际规律的理论和实践知识的基础上,与现代的各种物理力学理论、机械与金属的知识原理和规律相结合,来实现对机械零件的最理论的结构设计。根据零件的整体载荷情况、材料性能、零件工作情况和应力分布规律等方面的条件,运用理论知识下的简单的数学计算公式来确定该机械零件的几何尺寸、设计要求等。运用数学计算公式初步建立机械零件的形状尺寸后,下一步则是进行校核计算。校核计算是指运用理论的校核计算方法对计算出的机械零件的危险剖面的安全系数数值进行比对校核。该设计步骤多应用于机械内应力分布规律比较复杂,但该规律又能通过材料力学公式表达出来的机械零件结构设计。同时,它也适用于在已知零件尺寸的基础上而又应力分布规律相对简单的结构设计情况,如轴和弹簧的设计。一些实践经验丰富的设计工作者为了简化计算过程,常在进行机械零件制造的结构设计时,在相关资料数据的基础上先进行粗略估算,直接实施结构设计,然后再进行校核计算。理论设计是一种比较科学和现代化的设计方法,随着科技的发展,该方法正在不断进步和改善,它阐明了机械零件的材料性能及应力分布规律,是在大量的感性知识的基础上总结出来的一种设计规律,可广泛适用于绝大部分的机械零件的结构设计。 2.2经验设计 经验设计是指根据设计者本人的设计经验,再结合零件已有的设计使用经验,采用类比的方法来进行的结构设计就叫做经验设计。在理论设计非常困难或者理论欠缺等不适用的情况下,可考虑使用经验设计的的方法。经验设计与理论设计相比,虽然没有足够多的理论科学分析作为设计的基础,但是根据设计经验本身形成的公式与理论就已具备有一定的科学参考价值和理论统计性,所以经得起实践过程中的考验,具有很大的实用性的价值。并且一般来说,理论设计和经验设计在某种意义上是相辅相成的,可以相互应用。经验设计适合应用于载荷情况不明、无法用理论分析且外形复杂的机械零件的结构设计中,多在机架、变速箱体的设计中得到应用,也多应用在一些价值不高的机械零件结构设计中。2.3模型实验设计模型实验设计是指在对机械零件作出已有的初步设计的基础上,再做整体和局部的非特殊处理,形成一体上的模型,并对提出的模型进行反复试验,结合实验经验加以修正完善。该设计方法要能制定出复杂机械零件的工作应力分布和极限承受能力,相对于经验设计更加合理,更加完善。这也是一种使经验设计顺利转化为理论设计的重要途径。模型实验的设计方法与实验相结合,能改善理论设计指导上的不足,同时也弥补了经验设计中不够科学的地方。对于一些理论知识不够完备的大型的、结构复杂的机械零件的结构设计,模型实验设计是一项不错的选择。 3机械零件的结构设计需要有创新意识 创新精神是一个国家和民族进步的前提和不断源泉,同时,为了与国际现代化科技的创新发展理念相接轨,每一个机械零件制造的结构设计者都应当尽力附上自己的创新设计,以促进产业发展,并能提高产品的竞争力,实现经济效益。以上的设计方法和原有的理论设计步骤上设计者都可以做出自我的创新改变。如在进行机械零件内部结构分类时除了按各部分的功能进行分类外,还可以根据不同结构的不同价值,进行成本优化,做出结构评价再分类。 4结语 目前来看,在现代社会发展中的很长一段时间内,机械制造业都是一个国家经济和社会发展的重要产业。在我国,机械制造的相关产业也正在迅猛发展,并不断创造佳绩。但应该意识到,机械零件制造机构设计是一项实用性强、操作精细而且非常重要的工作,其设计的结果将直接关系到整个机械产品的性能和质量,因此在机械零件制造的机构设计前,应保证对基本设计原则和基本设计方法的熟练性,在设计过程中,应加强思想上的重视和思路上的创新,完具创新意识,敢于将自我的想法应用下来,以创造出优秀的设计作品。 作者:蒋名宇单位:重庆市耐德新明和工业有限公司 机械零件论文:机械零件检测分析论文 一、测前准备 1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析,掌握零件的形体结构。首先分析主视图,然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成,如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等,组成表面的特征,如孔、槽等,它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸,通过看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度,表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用,对于特殊零件,如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件,要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准,是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件,应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏,标题栏内标有所用材料零件名称,通过看标题栏,掌握零件所用材料规格、牌号和标准,从中分析材料的工艺性能,以及对加工质量的影响。工作中,我曾遇到这样一个问题,在铣床上加工一批不锈钢支架,因所选铣刀材料不对,造成加工表面粗糙度不好,并且效率较低,严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后,选择了合适材料的铣刀,试用后,速度又快,表面粗糙度又好。 2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书,一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅,同时应了解关键工序的装夹方法,定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工,从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果,这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时,不能使用,造成了成批产品报废。 3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后,下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时,带公差装轴承部位,应选用卡尺、千分尺、钢板尺等;如测量带公差的内孔尺寸时,应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测,这就要求检测人员,根据一定的实践经验、书本理论知识,用现有的量具进行整改,或进行一系列检测工具的制作。 二、检测(测量) 1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时,要选用精度高,能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔,轴类零件以中心孔为基准;测量垂直度应以大面为基准;测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上)为基准。 2、表面检测。机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的,如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件,检测完后,都要认真作记录,特别是半成品,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。 3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法,因为直接测量法比较简便,很直观,无需繁琐的计算,如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量,就需用间接测量,间接测量方法比较麻烦,有时需用繁琐的函数计算,计算时要细心,不能少一个因素,如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂,尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,对要求的尺寸写在一边,实际测量的尺寸在另一边,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸,又能保证检测质量。 4、检测形位公差。按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时,要注意应按国家标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度,键槽要测量其对称度。 三、测量误差与原因分析 测量过程中,影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类:随机误差、粗大误差、系统误差。 1、随机误差。在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规律,这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。 2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意,比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值,应该剔除不用。 3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。 四、检验工具的要求 在对于各种设备、机床的零件和部件以及整机的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、接触精度等进行检测时,为了能够准确、合理、快捷测量可用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配合使用。检验工具和量具要进行等温后才可以进行测量,检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中,以免变形、磁化、锈蚀。 论文关键词:检测误差原因分析 论文摘要:检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要,它是把握产品质量的关键环节,检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行,并要分析误差的产生原因。 机械零件论文:机械零件检测误差原因分析论文 论文关键词:检测误差原因分析 论文摘要:检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要,它是把握产品质量的关键环节,检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行,并要分析误差的产生原因。 机械零件的技术要求很多,它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手,用哪些量具,采用什么样的先进方法,是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过,避免出现错检、误检和漏检,对此检测人员应遵守程序,做好各方面工作。 一、测前准备 1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析,掌握零件的形体结构。首先分析主视图,然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成,如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等,组成表面的特征,如孔、槽等,它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸,通过看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度,表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用,对于特殊零件,如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件,要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准,是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件,应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏,标题栏内标有所用材料零件名称,通过看标题栏,掌握零件所用材料规格、牌号和标准,从中分析材料的工艺性能,以及对加工质量的影响。工作中,我曾遇到这样一个问题,在铣床上加工一批不锈钢支架,因所选铣刀材料不对,造成加工表面粗糙度不好,并且效率较低,严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后,选择了合适材料的铣刀,试用后,速度又快,表面粗糙度又好。 2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书,一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅,同时应了解关键工序的装夹方法,定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工,从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果,这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时,不能使用,造成了成批产品报废。 3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后,下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时,带公差装轴承部位,应选用卡尺、千分尺、钢板尺等;如测量带公差的内孔尺寸时,应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测,这就要求检测人员,根据一定的实践经验、书本理论知识,用现有的量具进行整改,或进行一系列检测工具的制作。 二、检测(测量) 1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时,要选用精度高,能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔,轴类零件以中心孔为基准;测量垂直度应以大面为基准;测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上)为基准。 2、表面检测。机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的,如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件,检测完后,都要认真作记录,特别是半成品,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。 3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法,因为直接测量法比较简便,很直观,无需繁琐的计算,如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量,就需用间接测量,间接测量方法比较麻烦,有时需用繁琐的函数计算,计算时要细心,不能少一个因素,如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂,尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,对要求的尺寸写在一边,实际测量的尺寸在另一边,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸,又能保证检测质量。4、检测形位公差。按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时,要注意应按国家标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度,键槽要测量其对称度。 三、测量误差与原因分析 测量过程中,影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类:随机误差、粗大误差、系统误差。 1、随机误差。在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规律,这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。 2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意,比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值,应该剔除不用。 3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。 四、检验工具的要求 在对于各种设备、机床的零件和部件以及整机的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、接触精度等进行检测时,为了能够准确、合理、快捷测量可用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配合使用。检验工具和量具要进行等温后才可以进行测量,检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中,以免变形、磁化、锈蚀。 机械零件论文:煤矿机械零件加工误差分析与工艺要求浅谈 摘要:本文主要分析了煤矿机械零件加工的误差原因,阐述了在当前形势下,加强煤矿机械零件加工工艺的重要性,针对目前机械加工过程中的误差形成进行研究。笔者通过研究,总结和归纳自身多年工作经验,提出一些加工工艺原则及要求。希望通过本文的分析能帮助提高煤矿机械零件加工工艺水平和质量,更好地提高煤矿产业的经济效益。 关键词:煤矿机械;零件加工;误差分析 前言 机械产品的性能多种多样,其中耐用性与可靠性在很大程度上需要依靠精良的机械加工工艺。一个机械零件往往需要经过许多加工工艺才能完成,并且还要根据零件的大小、生产技术指标等因素选择具体的加工方式,进行针对性的加工。 1.机械加工过程中的误差形成分类 1.1定位过程与机床制造中形成的误差 位误差主要是在定位制造过程中出现数据误差或基准不能重合等原因造成的;机床制造过程中造成误差的原因分为三种:一是传动链误差,也就是传动链两端的传动元件之间进行相对运动所造成,而且随着传动链不断运动,产生的磨损过大,也会形成误差;二是导轨误差,导轨在运动中的磨损不平衡容易造成误差出现;三是主轴误差,主轴在瞬间回转的过程中会产生平均变动量,这种现象产生的误差会影响加工零件的精确度。 1.2刀具的几何误差和受力形变误差 刀具在经过长期的切削工作后会形成磨损情况,逐渐改变工件的形状与尺寸。刀具的自身尺寸与形状会形成刀具几何误差,从而在加工工件时影响工件的加工精度。例如在煤矿机的加工中,如果工件在切削时刚度不足就容易产生形变,这种形变误差对于机械加工而言影响是非常大的。此外,在切削过程中,力度大小会不断变化,也会造成受力形变的误差。 2.加工过程中的误差补偿法分析 误差补偿也就是在加工过程中,最大限度的降低加工误差情况,制造出一种与之前误差不同的新误差形式,补偿加工工艺中的原始误差。例如在制造数控机床的滚珠丝杆时,机械师可以刻意的将螺距磨小,在装配时产生的拉伸力会将螺距拉长,这时螺距就会达到标准大小,从而补偿原始误差。 2.1直接减少误差 工作人员在明确发现误差情况以后,可以直接采取改进措施。例如,在切削细长轴时,工件受到剧烈温度影响而产生形变,工作人员可以进行反向切削的方式直接将形变减小;在磨削薄片工件的两个端片时,可以将所有工件都利用环氧树脂粘强剂粘连在同一块平板上,将工件与平板都固定在吸盘上,上端面磨平之后取下,以上端面磨削程度为基准对其它平面进行磨平,可以直接减少薄片形变。 2.2有效误差分组 在机械加工过程中,每个工序的工艺能力和加工精度都是标准化的,但是对于加工半成品时很难控制其精度。因此可以将半成品的尺寸按照误差大小分为几个小组,以减少误差情况。机械师可以刻意调整工件与刀具之间的位置,以缩小工件的尺寸范围达到降低误差的目的。 3.加工工艺原则及要求 3.1矿零件加工工艺原则 矿机械零件的加工工艺直接关系到煤矿的生产效率。在这一过程中,很多因素都与煤矿的安全生产息息相关,在一定程度上还能直接决定煤矿的生产效率。因此,在设计矿机械的零件时,一方面应根据其规格、零件的大小以及零件的质量进行仔细的检查。另一方面,应在规范工艺原则的前提下,积极改进零件加工技术水平,有效保证其加工精度,从而提高矿机械零件的有效利用率。在矿机械零件的加工过程中,对其加工工艺的要求也是十分严苛的。主要包括以下几点: (1)确立目标。矿机械零件的加工是建立在机械设置的整体要求之上的。只有当零件满足矿机械的要求,才能保证煤矿的生产效率。 (2)确保质量。在机械加工前,应严格把好原材料的质量关,包括零件的质地和耐热性等情况,确保原材料的质量,是矿机械零件加工的先决条件。 (3)确定毛坯。在矿机械零件的加工工艺中,对毛坯的质量也有很好的要求,确定合适的毛坯能大大促进矿产事业的发展。 4.制定工艺路线 在全方位了解相关零件特征的基础上,应清晰的了解零件表面的处理方式,只有这样才能为零件加工提供更好的基础。完成这一项工作之后,应将零件划分成不同的类型,其划分类型主要包括精度、粗糙程度及其区域分布。再根据划分情况制定加工工艺路线。 在整个加工过程中,应注重设备的选择,加工设备的质量与零件的加工质量是密不可分的。其设备的选择根据零件生产量的不同也不尽相同。如需大批量的生产矿零件,应选择专用的工具夹和通用机床;如需小批量的生产矿零件,对于零件的切削用量应由主控人员来操作。总的来看,在矿零件的成产中,不能轻易更改相关零件的规格和切削用量,只有这样,才能保证矿零件生产的安全性和合理性。 4.1矿零件加工工艺的要求 煤矿机械零件加工工艺中应始终遵循“两高一低”原则,高品质、高质量及低成本。应在保证加工质量的基础上,最大限度地减少生产成本,从而提高煤矿生产的经济效益。其要求应包含以下几个方面: (1)技术前提。优质的加工技术是煤矿生产的先决条件。即使现阶段的煤矿产业得到了一定的发展,但是其整体技术水平还是较落后,所以,应以提高矿机械零件的加工技术为己任。 (2)设备的引进。在矿机械零件的生产过程中,先进的设备与机械是必不可少的条件之一。应尽可能拓宽自身的视野,向西方发达国家引起先进的设备,以促进我国煤矿事业的发展。 (3)加工理念的树立。在矿机械零件加工中,应积极提倡加工自动化与机械化,引导相关人员树立正确的加工理念,积极的学习先进技术,为更好地加工矿机械零件提供有效保障。 5.结束语 随着国际机械加工工艺技术的不断进步,我国机械加工技术水平不断提高。技术是煤矿效益的基本前提,尽管煤矿产业的发展较为快速,但是其机械加工工艺水平发展较为缓慢。因此必须学习国际先进技术、引进先进设备,大力提高机械加工工艺水平,以提高质量为前提,降低生产成本,全面提高煤矿生产的经济效益。 机械零件论文:机械零件常用修复措施浅谈 摘 要:机械设备在运行过程中,总会因为零件的破损而影响到机械的正常使用,因此,机械设备在运行过程中,要尽可能地减少对零件的磨损,针对零件的不同破损,选择合适的修复措施进行零件修复。本文就机械零件常用修复措施进行简单的分析。 关键词:机械零件;修复措施;浅析 在机械设备进行运作过程中,多多少少都会对零件造成磨损现象,但是不能因为零件磨损而经常换零件,这样并不利于设备的精确度使用。因此,在使用设备时,对于磨损的零件要经常进行修复,保证零件能够使用的同时,保证设备的正常运行。在修复零件的过程中,要尽量减少零件的维修时间,降低零件修理的成本。本文主要是围绕着机械零件的修复方法进行简单的分析。 1 机械零件常用的修复措施 在正常的机械设备运行过程中,主要对磨损的零件进行修复的方式有以下六种:涂覆修复法、电镀修复法、粘接修复法、焊接修复法、切削加工修复法。 1.1 涂覆修复法 所谓的涂覆修复法主要是指,当零件磨损以后,用电弧或者乙炔火焰将某些合金或者尼龙塑料粉末融化成雾状,然后使其喷向零件的磨损位置,进而其合金或塑料材料能够沉淀到零件磨损表面,在其表面形成涂层,进而修复了零件。这种方式主要适用于轴部位的零件(青铜轴承、导轨灯)修复。值得注意的是,要在零件表层留有适当的位置进行涂层磨削加工处理。 1.2 电镀修复法 所谓的电镀修复法,主要是指对磨损的零件表面镀一层铁或者铬,比较常见的是在零件表面镀一层硬铬。用这种方法修复破损的零件,不光是能够修复零件的大小尺寸,同时还能够加强零件表面的性能,使零件具有更强的耐磨性、硬度、润滑性以及耐腐蚀性等特点,值得注意的是,在电镀之前,要对磨损的零件进行除油和磨削,磨削一般是用细纱布打光,电镀之后还要检查修复的零件是否已经无裂痕、斑点等现象,这样能够排除电镀磨损零件表面的不均匀现象,能够使零件表面更润滑,但是由于电镀强度比较大,铬比较脆,因此电镀不用用来修复受冲击性的零件。 1.3 粘接修复法 所谓的粘接修复法,主要是指在对零件进行修复的时候,一般是对磨损的零件用粘接剂进行修复,这种方法主要适用于修复轴、拔察、套等零件容易断裂的地方。粘接法能够粘接很多金属或者是非金属物质,比如说,在粘接机床导轨时,主要是在导轨面上镶嵌钢或者其他材料的导轨面;对于磨损的轴等材料一般是先镶嵌,再粘接,这样能够保证零件表面出现的气孔、缩孔等位置被粘接重合。在粘接的过程中,不会因为修复能使零件变形,其密封性好,具有耐腐蚀性、耐水、耐油等特点。但是值得注意的是,在粘接之前,要对零件磨损的部位进行清理,这样才能够保证在使用粘接剂粘接时,不易产生过多的气孔,影响零件的使用。粘接法修复零件时,其抗冲击性不够,不宜在高温条件下进行,耐老化性也不强,因此修复的零件不宜长时间使用。 1.4 焊接修复法 焊接修复法,主要是指对零件磨损的部位或者说是在局部断裂的情况下,采用焊接的方法进行修复。一般来说,焊接修复法是采用振动电推焊的方式对齿轮、花键轴、主轴等零件进行修复,在零件磨损的表面进行焊接,涂抹耐磨的物质;用气焊的方式焊接磨损的合金钢、有色金属、碳素钢、其他合金等零件,之所以用气焊修复这些零件,首先是因为气焊设备比较简单、轻便,在修复过程中能够修复低融点的零件,有时候也会用手工电弧焊的方式修复合金钢、碳素钢等零件。利用手工电弧焊的方式修复零件,首先是因为其能够焊接比较厚的零件,同时焊接时不容易产生缝隙,设备轻便、简单,焊接质量根据焊接工作人员的技术掌握能力而有所不同;气焊的方式虽然焊接质量好,但是相对的成本比较高,尤其是利用氩、氦弧焊进行不锈钢、铝、镁、耐热钢、钛合金等零件的修复,对它们采用填充金属的钎焊进行焊接,众所周知,钎焊的温度比较低,因此焊接之后的零件不宜变形,能够适用于合金钢、有色金属、碳素钢或其他合金材质的零件修复。 1.5 切削加工修复法 所谓的切削加工修复法,主要是指,在修复零件磨损部位时,根据实际的磨损情况。利用切削技术(乱削、研磨、钻孔、锉削、攻螺纹、矫正与弯形、扩孔、套螺纹、铰孔、锯削等)对磨损零件进行加工修复,使零件能够正常使用。 2 机械加工修复法 所谓的机械加工修复法,主要是指利用机械设备来修复磨损的零件,具体操作主要以下几种修复方法。 2.1 镶嵌零件修复法 所谓的镶嵌零件修复法,主要是指在修复磨损的零件时,可以添加一个零件充当磨损的部分发挥作用,进而与设备配套使用。主要的镶嵌零件修复发有以下几种:加垫法,这种方法主要是用在轴肩的零件磨损时,用切削的方式去掉磨损部分,然后添加合适尺寸的垫进行补偿;镶套法。这种方法主要是针对箱体类零件中有孔的部位磨损时,可以切削加工,使磨损的控扩大,然后镶嵌一个合适尺寸的套,进行补偿配套。 2.2 局部修复法 所谓的局部修复法,主要是指当零件某个部分发生磨损之时,而其他部分可以正常使用的情况下,可以单纯地去掉磨损部分,然后配制合适的新件进行组合固定,可采用的方法有焊接、压配、螺纹连接、粘接等。对于一些齿轮断裂情况的修复,可以采用镶齿法进行修复。 2.3 改变尺寸修复法 所谓的改变尺寸修复法,主要是指,在对磨损的零件进行修复,根据零件与设备配套的尺寸,进行配套修复,保证零件修复之后能够和设备配套进行运行,这种修复方法在对结构比较复杂的零件进行修复时,要经过精度测量,主要是对其进行切削加工,这样才能够对磨损的零件进行配制。 3 总结 时代在发展,高新技术的出现,使得机械零件在出现磨损的情况下,可以采取相应的措施进行修复。零件修复质量的好坏,直接影响到设备使用的情况,因此,应该重视对零件修复的工作,这样才能够保证零件正常发挥功能,不影响设备的运作。 作者简介:丁永昌(1956―),男,云南通海人,一级教师,本科,研究方向:机械工程类。 机械零件论文:机械零件设计中几何公差的合理选用分析 【摘要】现代各类企业的蓬勃发展,所需要的机械设备数量大,种类繁多。在该社会形势下,机械制造业也得到了长足的发展。对于机械零件的设计是与之相配套的产业。在进行机械零件设计时几何公差的合理选用会受到各种因素的影响,其选用的基本原则也会有所差别,也直接影响到设计的合理性及零件的质量,具有重要的意义。本文简单阐述了合理选用几何公差项目的根据,如功能及精度要求、结构特征、项目特点及便于检测等;公差原则的选用;基准要素;几何公差值等,为从事机械零件设计的人员提供一定的参考与借鉴。 【关键词】机械零件;设计;几何公差;合理选用;研究 前言 机械制造业为各个产业提供了先进机械设备,保障生产的正常及生产力的提高。科学技术的进步促进了其发展,零件制造、修理行业等配套产业也随之得到了长足的发展。零件的设计与制造业与机械制造业的关系极为密切。在进行机械零件的设计时,需要注意许多方面的因素,包括零件的尺寸精度、表面质量、几何精度等,其能够直接影响到产品的质量。零件设计精度、使用功能、质量等又受到几何公差项目、公差原则、基准、公差值等方面的限制,因此对其进行深入的研究是十分有必要的。 1、几何公差项目的选用根据 选用几何公差项目是的基本原则是在尽量达到零件功能要求的情况下,运用较少的几何公差项目,得到良好的的经济性。因此需要先掌握零件的功能及精度要求,并集合零件的结构特征、项目的特殊性质、便于检测等,综合把握,具体内容如下: 1.1功能及精度要求 在达到零件的功能及精度要求时,应充分考量形位误差带来的影响,如零件的配合程度、可靠性、装配的互换性、工作精度等。在设计时,为了确认保障零件性能所需要选用的几何公差项目,需要全面掌握设计目标零件的各项使用性能,如在保障一对锥齿轮良好的啮合传动,在箱体上安装锥齿轮轴时需要打孔,此时则需要掌握其垂直度要求;由于车床主轴旋转时对精度要求较高,因此需要规定其前后颈的轴度保持一致,以保障主轴的精度[1]。 1.2结构特征 零件自身的结构特征对于可选择的几何公差项目有着决定性的影响。零件的结构分为许多不同类型,因此要素的选择也有所区别。如果属于平面要素的零件,一般选择平面度、平行度误差;有曲面要素的零件一般选择面轮廓度;如果是圆柱体零件,则需要结合零件的各种要素合理选择,包括素线直线度、轴线直线度、圆柱度、圆度、径向圆跳动误差等;阶梯孔零件一般存在同轴度误差,另外零件上存在孔或者轴时,孔或者轴的位置会存在一定的偏差。 1.3项目特点及便于检测 机械零件设计过程中,需要掌握各个几何公差项目的特点及其联系,不仅要满足功能要求,还应选用检测方法易行的项目,如形状公差、定位公差、跳动公差等。形状公差可以控制其他部分公差;定位公差带能够对相同要素的定向公差及形状公差进行有效控制,使之保持在一定位公差范围内,其具有综合控要素的位置、方向、形状等性质的功能;跳动公差则能够控制其他几何公差,径向全跳动公差具有极强的综合性,能够全面控制圆柱零件的圆度、圆柱度、素线等[2]。 2、公差原则 公差原则的应用是在机械零件设计的过程中需要充分考虑的。公差原则是指协调几何公差和尺寸公差关系的原则,根据性质的不同可以分为独立原则及相关要求两个类型,具体内容如下:①独立原则 其是属于几何公差和尺寸公差需要遵循的首要原则。具体是指几何公差及尺寸公差需要分别达到相关要求、没有联系及影响的公差原则,适应该原则的情况较为丰富,包括齿轮箱各孔的尺寸精度、各孔轴线的平行度等对尺寸及形位精度要求较高且需要分别满足的方面;平板形状精度要求高而尺寸精度要求低等对尺寸及形位精度要求差别较大的方面;对保证运动精度、保证密封性及未注尺寸公差与几何公差的方面等;②相关要求 其是指图样中的尺寸公差和几何公差二者之间相关的公差要求,包括包容要求、可逆要求、最大实体要求、最小实体要求等。包容要求主要应用于保障孔、轴的配合性质等重要的配合;可逆要求一般需要配合最大实体要求或最小实体要求使用,应用范围较为狭窄,仅能应用于被测要素,而无法应用于基准要素。最大实体要求的主要作用是保障被测中心要素及基准中心要素零件的可装配性场合;最小实体要求的作用主要应用于保障最小壁厚的方面[3]。 3、基准要素 基准要素的确认是确定位置公差项目是必须的工作之一。合理选择几何公差项目的基准,需要参考多方面的因素,不仅包括零件的结构特点、基本功能、设计要求、加工工艺、装配等要求,还需要根据各个及基准统一的原则,包括设计基准、加工基准、测量基准、装配基准等,进行合理选用,具体考虑以下几个方面:①在加工零件的过程中,需要采用在夹具中定位的相关要素作为基准,包括加工较为平整的表面、接触面积较大,工件将其作为表面定位的参照物,提高重心的固定性,保障工件的稳定性等要素;②在零件结构设计方面可以采用长度及面积均较大,且刚性优良的要素作为基准,能够提高基准的稳定性及准确性;③零件在制作完毕后行检验时,需要采用在计量器具有定位作用的相关要素作为基准;④进行零件装配时,应选用零件相互咬合、相互接触的表面作为各个零件的基准, 使得装配符合基本要求[4]。 4、几何公差值 几何公差值确认的方式可以分为计算法和类比法。一般情况下采用类比法予以确定。其是根按照零件的结构特点、功能要求、结合设计经验及相关资料,将其与已经验证的类似零件的基本要求,进行全面的对比分析,最终予以确认。在进行类比时有几点注意事项,具体如下:①一般情况下,中、高精度零件的形状公差值在占尺寸公差值中的占比约为25%~65%之间,位置公差值在尺寸公差值中的占比约为50%。中等精度的几何公差值可以和尺寸公差保持一致,中等尺寸与和中等精度零件的表面粗糙度值在几何公差值中的占比约为20%~25%之间。②在下列情况下,充分考量加工难度及辅助参数的影响,在达到零件功能要求的条件下可适当降低2个左右的公差等级,包括与轴、细长相比较大孔;轴、间距较大的孔;轴或者零件表面的宽度超过长度的一半等。 5、总结 机械制造业的发展也带动了其上游、下游及周边产业的发展。零件制造即为其十分重要的产业。由于机械设备的类型、型号、规格等均有较大的区别,其所需的零件差异也十分巨大。在进行零件设计时,为了达到适应各类机械产品的使用要求、性能标准等,对于其设计的精确度有着较高的要求,几何公差的合理选用是提高设计精确度的重要途径之一,其直接影响到零件的使用质量、性能等均有着直接的影响。在实践的过程中还需要设计人员先全面掌握各项零件的各项要素,如机械设备的要求、性能要求、功能设定、制造技术、使用材料等,综合把握,合理选用几何公差,提高零件设计的精确度,保障产品质量,促进机械制造业的发展。 机械零件论文:机械零件的许用应力和安全系数分析 摘 要: 强度条件是机械设计中应满足的一个基本条件,即在一定的外力作用下,要求零件不发生断裂和塑性变形,零件是否具有足够强度的判定标准就是许用应力。机械的强度设计,必须考虑载荷的情况及所选用的材料。强度计算应分析零件的载荷及产生的应力,然后根据失效类型确定许用应力,使零件的工作应力不超出许用应力和安全系数。因此,合理地选用许用应力和安全系数是强度计算的关键。 关键词: 机械零件 许用应力 安全系数 在机械设计过程中,主要零件的基本尺寸往往是通过强度计算、刚度计算等确定的。机械的强度设计,必须考虑载荷的情况及所选用的材料。不同的材料在相同的载荷作用下的断裂情况不可能完 全一样,同一材料在不同的载荷作用下的断裂情况不可能相同。因此,进行设计计算时应先确定该零件工作时所承受的载荷和应力的性质,并根据所选用的材料、热处理方式和使用要求,合理选择许用应力和安全系数[1]。 1.载荷和应力 4.许用应力和安全系数 安全系数(或许用应力)的选择,对零件的尺寸有很大影响。若安全系数选得过大,则许用应力过小,将使结构笨重,浪费材料;反之,安全系数选得过小,则许用应力过大,零件将不够安全[3]。 机械零件的设计,在保证机件强度的条件下,材料要耗费最少;尺寸要最小;重量要最轻。因此,在静载荷作用下,用塑性材料制造的机件,其危险断面上的实际应力大小不应超过材料的屈服极限。在变载荷作用下,机件的实际应力不应超过材料的耐久极限。 正确的选择许用应力是很复杂的问题,它与材料、载荷情况、机件形状等有关,任何一个许用应力的选择都决定了材料的消耗量及机件的使用年限,同时改变了机构的形式,所以许用应力及安全系数的正确选择,对于机械设计工程师来讲是最基本的知识,同时是最重要的知识。 机械零件论文:我国机械零件加工工艺的分析与研究 【摘要】随着科学技术技术突飞猛进的发展,数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术在机械制造业的发展起着越来越重要的作用,数控机床已经成为零件加工的主要工具之一,解决了机械制造中常规加工技术无法解决复杂型面零件的加工,使机械制造的发展进入了一个新的阶段。本文通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工,进行了工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,希望通过对本文的研究,能够对机械零件加工工艺起到一定的帮助。 【关键词】机械零件;加工;工艺;分析 在机械零件制造业中,其组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同。所以,各种零件的加工工艺是不同的。在各种零件中,最常见的有齿轮类、箱体类和轴类零件等,本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究。 一、机械零件加工工艺概述 (一)机械零件加工准备 1.确定毛坯 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。 2.对零件进行工艺分析。本环节主要包括以下几点内容:第一、分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;第二、分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;第三、分析加工零件的作用及技术要求。 3.制订机械加工工艺路线。本环节主要包括以下几点内容:第一、制订工艺路线;第二、选择定位基准;第三、确定各表面的加工方法。 4.选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 (二)机械零件加工工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类有着重要的意义,它可以以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。因此,对零件特征的分类要具有以下的要求。第一,不同的特征之间要存在相互联系;第二,特征分类覆盖面要广,特征描述要体现高效、简易。本文从加工的角度来对零件的特征进行了合理的分类,主要分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 图1-1 零件加工特征的分类 第一,形状特征,它是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征, 主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。第二,材料特征,主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。第三,精度特征, 用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。第四,工艺特征,主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。第五,制造资源特征,是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 二、各种主要机械零件的加工工艺分析 (一)轴类零件的加工工艺分析 轴类零件是旋转体零件,所以,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。现将轴类零件的加工工艺分析如下。 1.轴类零件的毛坯和材料 第一,轴类零件的毛坯。 大型轴或结构复杂的轴采用铸件,常用圆棒料和锻件。根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。第二,轴类零件的材料。轴类零件材料是由很多种类型组成的,常用的有45钢、轴承钢GCr15、低碳合金钢、弹簧钢65Mn等。 2.轴类零件一般加工要求及方法 第一,轴类零件加工工艺规程注意点。工艺规程制订得是否合理,直接影响到劳动生产率和经济效益。在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点。一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作。二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合。三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用。四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。第二,轴类零件加工工艺方法概述。轴类零件加工工艺方法主要包括以下几点:一是采用车削细长轴的车刀。一般车刀前角和主偏角较大,精车用刀常有一定的负刃倾角,以减小径向振动和弯曲变形,使切屑流向待加工面。二是采用反向进给。这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座,大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。三是采用跟刀架。 采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响,使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致,从而减少切削振动和工件变形。四是改进工件的装夹方法。在高速、大用量切削时,有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。第三,轴类零件加工顺序的几个问题。处理好基准定位之后,我们还需要注意加工顺序的几个问题:一是铣花键和键槽等次要表面的加工一般安排在精车外圆之后;二是深孔加工应安排在调质后进行,可以有效避免热处理变形对孔的形状的影响;三是数控车削加工,采用数控加工设备为生产的现代化提供了基础,数控车削加工既提高了加工精度,又保证了生产的高效率;四是外圆表面的加工顺序,应先加工大直径的外圆,然后加工小直径外圆。 3.轴类零件加工的工艺分析 第一,轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车―半精车―精车;二是粗车―半精车―粗磨―精磨;三是粗车―半精车―精车―金刚石车;四是粗车―半精―粗磨―精磨―光整加工。第二,典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理―预加工―车削外圆―铣键槽―(花键槽、沟槽)―热处理―磨削―终检。第三,轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括以下几点:一是以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。二是以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。三是以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。四是以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作为定位基准。 4.轴类零件加工分析 第一,零件设备的选择。数控车床具有加工精度高、刚性良好,能够加工尺寸精度要求较高的零件,能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿。根据零件的工艺要求,一般可以选择采用步进电动机形式半闭环伺服系统。这类车床设置三爪自定心卡盘,适合车削较长的轴类零件。第二,零件毛坯、材料的分析。①材料的分析。塑性、提供冷切削加工、强度、硬度、机械性能都跟工件的材料有关,所以选择适合的零件毛坯、材料是非常关键的。②毛坯的分析。轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。铸件:适用于形状复杂的毛坯。锻件:适用与零件强度较高,形状较简单的零件。第三,确定工件的定位与夹具方案。在装夹工件时,应考虑以下几种因素:结构设计要满足精度要求;抵抗切削力由足够的刚度;易于定位和装夹;尽可能采用通用夹具,必须时才设计制造专用夹具;易于切削的清理。 5.切削用量和走刀顺序 第一,机械零件加工的走刀顺序和路线一般为:基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精。第二,切削用量的选择。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证合理的刀具耐用度;保证零件加工精度和表面粗糙度。一是主轴转速的确定。二是进给速度(进给量)的选择。三是背吃刀量确定。切削用量的选择方法:精车时,应着重考虑如何保证加工精度。粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。 6.保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。第一,采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。第二,刀具半径的选定。一是刀具较小时不能用较大的切削量加工。二是刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 (二)箱体类零件的加工工艺分析 1.箱体类零件的技术要求分析 第一,表面粗糙度。一般箱体零件装配基面表面粗糙度为1.6μm,主要孔表面粗糙度为0.8μm。第二,孔与平面间的位置精度。一般箱体零件主轴孔中心线对装配基面的平行度误差为0.04mm。第三,孔系的技术要求。对孔轴线间的尺寸精度、平行度、垂直度误差等,均应有较高的要求。孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。第四,平面的精度要求。 2.箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。本文的箱体的加工工艺路线如表1所示。 表1 车床主轴箱体零件的加工工艺过程 3.箱体类零件的加工工艺过程分析 第一,箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。第二,主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。第三,箱体加工顺序的安排。一是先面后孔的原则。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。二是先主后次的原则。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。三是孔系的数控加工。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为它减少了装夹次数,提高了生产率。 (三)齿轮零件的加工工艺分析 1.普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮加工工艺与加工过程还是比较繁琐的,在加工过程中可以分为若干个加工环节。一般情况下,加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段,这个阶段虽然处于初加工,但是却很关键。第二阶段是齿形的加工。这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理。加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。在这个阶段中首先应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.齿轮加工工艺过程分析 第一,基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意以下几点:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。第二,齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,在这一环节过程中我们要注意以下几点:一是当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。二是保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。三是需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。第三,齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 三、机械加工工艺对加工精度的影响 1.热变形对加工精度的影响。有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:一是在刀具上涂抹润滑剂;二是选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 2.受力变形对加工精度的影响。解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.几何精度对加工精度的影响。在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 机械零件论文:机械零件加工精度的影响因素及提高措施 【摘 要】工件的加工步骤繁琐,每个步骤都会成为机械加工工件质量的影响因素,在工件加工过程中,如何避免或者减少这些因素对加工精度的影响,是首先需要考虑的,笔者基于在机械加工过程中积累的经验,在本文中对影响机械零件加工精度的影响因素进行了分析,并且提出一些提高工件加工质量的措施,旨在为提高机械零件加工精度提供帮助。 【关键词】机械加工 加工精度 避免误差 零件是机械产品的主要组成部分,任何一个零件对机械产品的质量都有影响,零件质量不仅影响机械产品的使用寿命,更是影响机械产品性能的主要因素,因此,要提高机械产品质量,需要从机械零件的精度加工说起,机械加工质量有两种评判标准,加工精度以及表面质量,在多方面因素与实践操作中,由于工件与刀具产生的位置偏移,就会导致工件不可能达成理想要求,可以用加工精度与加工误差来表示,前者主要是判断产品的规格参数与理想规格参数的相符程度,后者是指参数相差程度。 一、加工原理误差 加工方法大同小异,其加工误差也大同小异。 (一)近似加工运动造成的误差 对于零件的加工可以称之为是一条生产线,通过相同的刀具与工件材料相同的运动方式对工件进行精加工,虽然运动与作用相同,但是由于各种因素的误差,终会导致其加工过程总出现不理想的一面,从而产生工作原理方面的误差。导致机床与夹具更为复杂,也就使制造变的跟家困难。 (二)采取近似刀具轮廓造成的误差 在工件加工过程中,很少有刀具可以做到符合理论曲线,大多是刀具的理论曲线都是由有弧度的曲线或者直线来代替,使刀刃刃口更加吻合与理论曲线。例如:利用滚刀切开渐开线齿轮时,其中的滚刀大多数就是由多用阿基米德基本蜗杆渐开线基本蜗杆,以至于出现加工原理方面的误差。 二、机床几何误差及磨损对加工精度的影响 机床是孕育生产工件的地方,工件的产出需要机床对材料进行不断的运动,所以机床精度的高低对工件精度加工有着最为直接的影响,笔者挑出三种导致工件误差的主要形成原因进行阐述: (一)主轴回转误差 主轴回转误差直接可以影响到工件的位置精确度与形状的精准度,姑且可以分为径向跳动、角度摆动以及轴向跳动,在不同的表面加工过程中,主轴径向跳动会受到影响,从而导致其工件加工出现误差。比如:通过车床对外圆或内孔加工过程中,主轴的径向跳动将引起工件的圆度误差,但对于端面加工却未有直接的影响。车端面时,主轴的轴向跳动将造成工件端面的平面度误差,以及端面相对于内、外圆的垂直度误差;车螺纹时,会造成螺距误差。主轴的轴向跳动对加工外圆或内孔的影响不大。主轴的角度摆动与主轴的径向跳动对加工误差的影响较为相似。主要区别在于主轴的角度摆动除对工件加工表面的圆度可能造成误差外,对工件加工表面的圆柱度也可能造成误差。 (二)导轨误差 导轨承担了机床的承载与导向作用,并且确定机床的运动基准以及主要部件的相对位置基准,导轨出现误差将很明显的在工件上呗体现出来,无论是工件的形状还是精度,受到导轨误差影响后,其精度影响无疑是最大的,因为导轨水平线内的误差,将直接被反映在所加工工件的法线方向上。但是导轨的垂直平面的误差对工件的加工精度影响就不大,甚至可以说成为没有任何影响,导轨平行度如果有误差,就会导致工作台在运动过程中发生摆动现象,这种运动状态下,刀具无意中也就形成了“空间曲线”,致使加工工件产生误差。 (三)传动链误差 传动链是工件在整个运动过程中,表面运动最为明显的一项环节,其机构也较为复杂,主要由蜗杆、齿轮、蜗轮、螺母以及丝杆等一些传动元件组成,当这些元件在工作工程中,也就是加工或者装配以及使用的过程中出现的损坏,就会导致传动链误差,而传动链的误差也有两个因素影响,传动链的路线长度与机床传动链误差成正比,传动链损坏部件数量与传动链误差成正比,在众多误差中,传动链误差是到时加工工件表面受到影响最大的误差因素。 三、工艺系统受热变形引起的误差 在不同热源的供应下,由于热引发的工艺系统变形并不少见,由于每个环节每个系统所使用材料的不同,所以其受热变形的程度也不一样,而且工艺系统热分布不均匀,也导致工艺系统的变形,不得不说,热变形导致的加工误差在总加工误差中所在比例在百分之四十到百分之七十之间。 (一)机床热变形导致的加工精度误差 机床结构发杂,加上手动热源的影响在机床的各个部位散热情况分布不均,引起机床不同程度的变形,由于变形,就会导致机床内部结构发生改变,破坏机床每部各个元件相互位置的关系,致使工件的加工受到极大影响,当然,由于机床结构的不同与机床受热的不同,也导致其精加工误差。 (二)刀具热变形对加工精度的影响 刀具是对工件精加工的直接接触设备,虽然其尺寸较小,并且热熔量不高,但是热量影响到刀具,刀具发生长度或者尺寸的变形,对工件的精加工产生不可估量的影响,当然虽然其变形程度不会太大,一些粗糙的工件加工还好,但是对一些高精工件来讲,这种误差也会带来巨大的影响。 四、提高工件精度措施 (一)减小原始误差 对于减少原始误差,首先要提高机床各个部件的精度,包括夹具、量具等,其次要尽可能的降低,工艺的磨损变形,根据上文中提到的误差,尽可能的在工艺以及设备上找出原因,针对各个“病症”对症下药,通过制定措施减少运势误差,并且要提高机器的精准度,笔者认为在刀具误差方面要下大工夫,进可能的减少其形状以及位置方面的误差。 (二)加大科技投入力度 通过科学技术提升工艺精度是各个领域都急切需要的,对于机械零件加工也是一样,需要有大量的高科技投入,通过可接手段减少零件误差,积极研发新方法,寻找创新手段,从而提高加工精度。 (三)误差预防 通过长时间的试验分析,例如误差转移法或者误差分组法等方法转变误差关系,当某一种方法对于预防误差起到明显效果时,进行投入使用。 四、总结 要提高机械零件的精度,就需要尽量避免工件精加工误差,本文通过对影响机械零件加工精度的影响因素进行阐述,并且提出一些提高工件加工质量的措施。希望我国在相关工作者在实践中不断努力,推动我国机械零件精加工技术的发展。 机械零件论文:机械零件的检验与鉴定 摘要:随着我国机械化的发展,机械零部件的检验与鉴定显得十分重要,要对零部件的技术状况进行合理检验与判断,就需要使用正确的检验和鉴定方法。 关键词:机械零件;检验;鉴定 引言 机械零部件的检验与鉴定是一项细致的工作,其包括的内容广泛,使用方法也非常多,在实际工作中,要充分结合实际情况,正确掌握检验的原则和方法,熟悉技术规范及零件的使用条件,做好机械保养工作。 一、日常工作中检验和鉴定机械零部件的基本原则 1、保证质量原则 无论是检验还是鉴定,其直接目的都是确保零件部件完好无损,根本目的都是保证机械的正常运作,换言之,是为了令机械能够正常安全地使用。为了实现这个目的,检验和鉴定机械零部件时要遵循的第一原则就是保证质量,在保证质量的基础上才能尝试缩减检验时间、提高鉴定效率等一系列的技术拓展,进而令机械可以获得更高的使用率、工作效率与使用寿命。 2、技术规范原则 无论检验还是鉴定,都有一定的工作程序和技术规范,在实际的工作中,这些程序和规范必须严格执行,不能擅自更动和变换顺序。如果在检验和鉴定的过程中发现了不合格或者已经报废的零部件,则必须立刻按规范进行修理和更换,不能姑息容忍,否则不只会增加机械操作人员的安全隐患,而且也有可能威胁到检验和鉴定人员自身的安全。 3、技术改进原则 我国的机械本身正在不断进步,新的机械也在不断出现,所以相关的检验和鉴定技术也是动态的、发展的。负责检验和鉴定的技术人员不能固步自封,要时刻关注最新的相关技术和工艺,对旧有检验鉴定的方法加以改进,令检验鉴定工作在准确性与检验效率上得到最及时的提高,这样才能适应最新的机械发展和使用情况。 二、日常工作中检验和鉴定机械零部件的主要内容 对机械零部件进行检验和鉴定可以说是机械总体的检验工作中最重要的一环,其具体内容可以按需检验和鉴定的零部件特征分为以下六种: 1、对形状和尺寸进行检验和鉴定 机械运行时,其零部件有可能产生弯折或扭曲,进而令自身精度降低。因此检验和鉴定时需要确认其形状和尺寸,对弯曲度、椭圆度、扭曲度、垂直度、直线度等参数进行详细测定。需要注意的是,有些参数只对应特定的零部件。比如,直线度这一参数只需在检验液压缸的内控表面时测定即可。 2、对材料性质进行检验和鉴定 对材料性质进行检验和鉴定主要集中在材料质量上包括合金材料中各种成分的比例鉴定、对渗碳层中实际含碳量的鉴定、对绝缘材料和导电材料险能的检验、对镀铬层结构的鉴定、对橡胶材料老化速度与老化程度的检验等。 3、对基体和表面材料之间的结合强度进行检验和鉴定 零部件的基体金属之上会为了防腐等原因而添加表面材料,常见的表面材料添加方法有电镀、喷镀、堆焊等,这些方法会赋予基体和表面材料一定的结合强度,在检验和鉴定零件时需要对这一强度进行详细确认。 4、对内部缺陷与表面质量进行检验和鉴定 从内部缺陷来说,需要检验和鉴定的缺陷包括焊接时产生的缝接缺陷、零部件内因为热处理等原因而产生的裂痕与砂眼、浇铸产生的气孔或者碳渣等;从表面质量来说,需要检验和鉴定的部分包括刮痕、表面光洁度、腐蚀程度、吸附性(针对润滑油)、硬化层的厚度、裂纹剥落等。 5、对磨损程度与机械性能进行检验和鉴定 在测定机械零部件的磨损程度之前,需要先鉴定和计算其磨损极限,这里可以参考相关的说明书,根据磨损极限确定目前零部件的磨损程度,常见的需要检验磨损程度的部件包凸轮结构和横梁等,前者容易出现的磨损是弯曲或顶尖,后者容易出现的磨损是裂纹。在检验和鉴定零部件机械性能时则要同时考虑物理与化学两方面的性能,包括硬度、强度、高温强度、耐蚀性、高压强度、抗拉韧性等。 6、对总体的动态平衡和零部件配合度进行检验和鉴定 一台机械中必然具有多种不同的零部件,只有这些零部件彼此有效配合、共同运转,机械才能正常运行,所以在检验和鉴定机械零部件时,除了确认其单独的性能外,还要检验体的运行情况和配合度。举例来说,机械中的部分组件在运行时需要高速运转,比如曲轴和风扇,这些组件在运转时必须能维持动态平衡才行;不同组件之间都具有严密性、啮合度、同心度等参数,这些体现零部件,总体配合度的参数也需要进行检验和鉴定。 三、检验和鉴定的常用方法 1、感觉检查 感觉检查方法是一种比较传统的检查方法,这种方法靠的检修人员的经验,他们不使用任何的仪器,而只借助比较简单的量具,就可以凭自己的直觉经验判定机械零件的状况。这种机械零件的检验方法一般用于那些精度要求不高、缺陷较为明显的机械零件检修中。对于这种零件的检修一般都只是对其进行定性分析,只有当有必要时,才使用相应的仪器设备一起对相关的机械元件进行测试检验。一般来说,感觉检验鉴定法主常用的有以下几种:第一,目测。就是机械零件检验工作人员用自己的肉眼或者借助放大镜对零部件进行观察,并略估零件的断裂或者剥落情况。第二,耳听。机械零件检修人员使用工具对其进行敲击,凭借其发出的声音来对其是否存在问题进行判断。第三,触觉法。作为熟练的修理人员对零件用手触摸就可判定零件是否磨损和磨损程度。通过用手对零配件进行转动或者晃动能够对零部件是否松弛和之间的间隙大小进行判定。在机器刚刚工作的时候可以触摸零件的温度以达到对其工作状态的判定。第四,比较法。对于机器零部件的好坏判定可以将其与新的零部件的转速以及运行进行技术比较。 2、仪器鉴定法 仪器鉴定法是检验机械零部件的常用方法。通过使用量具、仪表、仪器及其他高科技手段来检验零部件的技术状况,可以达到一般零部件检验所要求的精确度。这种方法需要检验人员具备操作检验工具的技术,一般对零部件做以下几方面的检验工作: 2.1检验零部件的几何形状主要是检验零部件几何形状的误差,例如,使用光切法、激光法、针触法、光波干涉法等来测量零件表面粗糙程度。使用自准仪或准直望远镜测量同轴度或使用圆度仪测量圆度等。 2.2检验零部件的尺寸零件尺寸主要是通过各种专用工具或通用量具进行测量。例如,运用光学分度头、万能角度尺及测角仪等测量角度;使用测长仪测量精度要求不同的长度;使用放射性检测仪器测量厚度等。 2.3检验扭矩、弹力弹力的鉴定主要是通过弹簧秤或弹簧检验仪来进行,例如,弹簧、活塞环的弹力鉴定。对于扭矩的鉴定,不同的零部件有不同指标,如使用比较简单的扭力扳手检验螺纹锁紧扭矩;对于曲轴轴盖、连杆轴承盖的螺丝,可以使用电阻应变计式传感器进行检验。 2.4密封性检验通常是检查水密性或气密性,例如,检验轮胎的气密性时,可使用压力传感器;对发动机的缸盖进行水密性检验时,一般是根据有无渗漏现象来鉴别其是否有裂纹。 2.5平衡检验发动机风扇、曲轴等高速运转的零部件,需进行动平衡试验,以防止因为不平衡产生振动导致机械疲劳破坏或快速磨损。例如,可使用涡流式振动测量仪对发动机轴承进行检验。 3、逻辑分析方法 如果零部件是处于整机的状态下或者停机检验不方便,可根据其在运行过程中出现的异常情况,或在线监控系统预设的跳闸、报警等动作,进行逻辑分析和推理,实现零部件检验的目的。例如,在齿轮发生疲劳损伤时,会直接影响到齿轮副的正常啮合,导致冲击增加、振动加剧等情况。但是逻辑分析法不是定量分析,不能很好地表现零部件技术状况,如果将其和仪器检验法结合起来,则可有效地提高零部件检验效率与鉴定质量。 结束语 对机械的零部件进行检验和鉴定是安全生产工作的一部分,具有很高的复杂性、细致性、多重性,而且视机械种类的不同,其检验和鉴定的细节部分会有很大的差异。因此。检验和鉴定机械零部件必须结合实际的机械特征与工作条件,以相关原则为指导,以常规方法为参考,以实际情况为依据,采用适性和效果最好的检验和鉴定方法。 机械零件论文:煤矿机械零件的可靠性评价研究 摘 要: 机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 3、具体实施修复时应考虑的问题 修复时,既要考虑修理损伤处,又要考虑保护不修表面的精度和材料的力学性能不受影响。 零件制造时的加工定位基准往往受损,为此,修复加工时须预先修复定位基准或给出新的定位基准。待修零件的磨损通常不均匀,而且需补偿的尺寸一般较小,可通过机械加工及选择合适的修复方法应对。待修表面在使用中常会产生冷作硬化,并沾有油污等,修理前须有整理和清洗工序。修复中采用各种技术方法,批量小、辅助工时比例较高,尤其对于非专业化维修单位而言,多为单件修复。安排计划、计算工时要留有余地。有些工序会引起零件变形,应注意把变形大的工序安排在前面, 并增加矫正工序,对于精度要求较高、表面粗糙度小的工序放在后面。有些修复手段可能导致零件材料内部和表面产生微裂y等,为保证其疲劳强度,要注意安排提高疲劳强度的工艺措施和实施必要的探伤检验手段。高速运转的零件修复后应安排平衡工序,以保证其平衡性的要求。 4.合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值 在满足产品使用性能的条件下,零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值 在对机械产品设计进行机械加工工艺性评价时,必须对主要工作表面的尺寸公差、极限偏差逐一加以校核。在没有特殊要求的情况下,表面粗糙度值应与该表面加工精度等级相对应。 尽量选用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在一定生产条件下,材料切削加工的难易程度。材料切削加工性评价与加工要求有关,粗加工时要求具有较高的切削效率;精加工时则要求被加工表面能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度。 材料的强度高,切削力大,切削温度高,刀具磨损快,切削加工性差;材料强度相同时,塑性较大的材料切削大较大,切削温度也较高,易与刀具发生粘接,刀具磨损加剧,表面粗糙度值增大,切削加工性差;在钢材中适当添加磷、硫等元素,可以降低钢的塑性,对提高钢材的切削加工性有利。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。 机械零件论文:浅谈煤矿机械零件的可靠性评价研究 摘 要: 机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 3、具体实施修复时应考虑的问题 修复时,既要考虑修理损伤处,又要考虑保护不修表面的精度和材料的力学性能不受影响。 零件制造时的加工定位基准往往受损,为此,修复加工时须预先修复定位基准或给出新的定位基准。待修零件的磨损通常不均匀,而且需补偿的尺寸一般较小,可通过机械加工及选择合适的修复方法应对。待修表面在使用中常会产生冷作硬化,并沾有油污等,修理前须有整理和清洗工序。修复中采用各种技术方法,批量小、辅助工时比例较高,尤其对于非专业化维修单位而言,多为单件修复。安排计划、计算工时要留有余地。有些工序会引起零件变形,应注意把变形大的工序安排在前面, 并增加矫正工序,对于精度要求较高、表面粗糙度小的工序放在后面。有些修复手段可能导致零件材料内部和表面产生微裂等,为保证其疲劳强度,要注意安排提高疲劳强度的工艺措施和实施必要的探伤检验手段。高速运转的零件修复后应安排平衡工序,以保证其平衡性的要求。 4.合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值 在满足产品使用性能的条件下,零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值 在对机械产品设计进行机械加工工艺性评价时,必须对主要工作表面的尺寸公差、极限偏差逐一加以校核。在没有特殊要求的情况下,表面粗糙度值应与该表面加工精度等级相对应。 尽量选用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在一定生产条件下,材料切削加工的难易程度。材料切削加工性评价与加工要求有关,粗加工时要求具有较高的切削效率;精加工时则要求被加工表面能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度。 材料的强度高,切削力大,切削温度高,刀具磨损快,切削加工性差;材料强度相同时,塑性较大的材料切削大较大,切削温度也较高,易与刀具发生粘接,刀具磨损加剧,表面粗糙度值增大,切削加工性差;在钢材中适当添加磷、硫等元素,可以降低钢的塑性,对提高钢材的切削加工性有利。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。 机械零件论文:车辆机械零件的磨损与预防 摘要:随着车辆的越来越多,种类也越来越多,但是机械零件出现故障的情况也越来越严重,磨损是车辆机械零件的主要的失效形式,按磨损机理可分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、气蚀和微动磨损等,本文主要对车辆机械零件的磨损与预防进行了探究,,其目的是采取合理的预防措施,可有效地提高车辆机械零件的使用寿命。 关键词:车辆;机械零件;磨损与预防 1.前言 车辆机械零件的失效形式有很多种,包括磨损、疲劳、腐蚀等,其中磨损是最主要的失效形式,据统计有75%以上车辆机械零件报废,是由磨损而引起的。主要是由于车辆机械零件长期在高温高压的恶劣环境下工作,极易在零件表面产生磨损,造成零件失效报废,致使车辆故障多发,使用性能降低,严重时还会导致恶性交通事故。本文主要是从磨损的六个方面对车辆机械零件进行了分析并且提出了具体的预防措施。 2.粘着磨损 粘着磨损,是指车辆机械零件摩擦表面相互接触,在接触点之间由于分子引力粘附或局部高温熔着,使摩擦表面的金属发生转移而引起的磨损。 2.1表现形式及危害 粘着磨损会因两摩擦面间的强度和硬度的不同而引起不同的磨损形式,主要表现为:轻微磨损,涂抹,擦伤,胶合和咬死五种形式。摩擦时润滑油膜破裂,摩擦副表面由于微观粗糙而形成接触点,产生分子吸附和原子吸附,甚至造成化学吸附,使接触点形成强粘着。摩擦产生大量的热,促使原子扩散,又强化着微观接触点的粘着作用。使摩擦表面在相对滑动时,粘着点产生塑性变形乃至被剪切撕脱,转移表面物质。这样通过粘着和撕脱的循环反复,形成粘着磨损。磨损表面的外观呈现麻点。摩擦表面发生粘着磨损时,会使润滑油膜破裂,摩擦产生的热量不能散发,粘着点产生塑性变形被剪切撕脱,再粘着然后撕脱;严重时会导致摩擦表面被破坏,运动终止,酿成机械事故。 2.2预防措施 保证两摩擦表面间具有易剪切的薄膜,主要有油膜、边界膜等。两摩擦表面必须形成合适的“楔形”间隙,且润滑油有必须有合适的粘度,才能形成油膜;适度调整车辆机械零件的配合副之间的间隙,各润滑部位必须选用合适的润滑油;在润滑油中加油性添加剂和抗磨添加剂,在摩擦时可在零件表面形成边界膜。正确选择合适的摩擦副配对材料。采用互溶性小的材料配对组成摩擦副,粘着倾向小,不易发生粘着磨损;或一组摩擦副中,选择表层较弱的金属,减少磨损量。 3.磨料磨损 磨料磨损是指摩擦面间由于硬质颗粒或硬质凸出物(磨料),使相对运动的零件表面材料损失,引起的磨损。 3.1表现形式及危害 在磨料对摩擦面产生微观切削、擦伤、刮伤、冲击下,摩擦面会产生擦痕、沟槽、凹坑、疲劳、微观断裂等磨料磨损破坏,这是车辆机械零件中最常见、危害最大的磨损形式,磨损表面外观呈擦伤、沟纹或条纹状。此磨损会大大降低燃油系的寿命,当发动机油底壳润滑油中的杂质(磨料)增加时,会破坏润滑油膜、拉伤零件表面,使零件表面磨损加剧,严重时会使零件运动出现卡的情况。 3.2预防对策 阻止磨料进入摩擦副之间。车辆使用时要按时、按质对空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器清洁和更换;并保证各管路接头和接合面处无松动。车辆的维修保养场所要环境清洁、空气中含尘量小和地面尘土少;装配前,清洗干净。 4.疲劳磨损 疲劳磨损是指有相对滚动的零件摩擦面,在接触应力周期性的作用下,摩擦面材料发生疲劳破坏和微粒脱落的现象。 4.1表现形式及危害 它与疲劳断裂破坏的区别是在摩擦表面微观凸蜂的周期性载荷作用下,使微观接触点产生塑性变形,造成残余应力、由于应力集中形成微观裂纹,微观裂纹随摩擦进程的延续进一步扩大并交织在一起,最后围成面积而剥落。疲劳磨损表面外观呈现裂纹或点蚀状,甚至出现疲劳脱层。 4.2预防措施 提高零件表层材料的品质,减少零件表层材料内的非金属夹杂物和其他杂质;减少零件表面的缺陷,如软点、夹杂物、划痕凹坑和腐蚀坑等,这些地方都可能成为裂纹的发源地。提高零件的表面品质。零件表面粗糙度愈小,则抗疲劳磨损的能力愈强。通过喷丸、激光表面冲击、表面渗碳渗氮等表面改性工艺,使零件表面获得残余压应力,从而提高零件的抗疲劳磨损能力。 5.腐蚀磨损 腐蚀磨损是指机械零件在腐蚀性的气体或液体环境中,相对滑动摩擦时,摩擦表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,生成新的物质,这些腐蚀产物在摩擦过程中被磨掉而引起的材料损失现象。腐蚀磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果。 5.1腐蚀磨损的分类 腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。氧化磨损:是指在摩擦过程中,零件摩擦表面的金属材料与周围的氧发生化学反应,生成金属的氧化物,在摩擦过程中,金属氧化物不断磨掉的现象。零件发生氧化磨损时,摩擦面材料与大气中的氧相互作用,氧吸附在摩擦面上,并向内层扩散。在摩擦面发生塑性变形的同时,表面形成化学吸附膜、氧的固溶体膜和金属氧化物。这些脆性的氧化产物在摩擦产生的切向力和正压力作用下,与表面分离,使摩擦面产生的磨损。氧化磨损是一种缓慢的磨损形式,零件磨损表面较光滑。特殊介质腐蚀磨损:是指零件摩擦表面的金属材料与周围腐蚀介质(如酸、碱、盐等)发生化学反应,生成腐蚀产物,或与周围介质形成为电池产生电化学反应,造成摩擦表面材料不断损失的现象。零件发生特殊介质腐蚀磨损时,其作用机理类似氧化磨损,所不同的是特殊介质腐蚀通过化学反应或电化学反应,产生腐蚀产物。特殊介质腐蚀磨损一般较剧烈,磨损速度极快,危害程度较大。 5.2减少腐蚀磨损发生的措施 首先,车辆在使用过程中,要注意避免发动机长期在低温下工作,避免车辆频繁启动或在行驶中突然加减速,以减少腐蚀介质的产生。其次,对易发生腐蚀磨损的零件进行表面改性处理,通过镀铬、镀锡、覆盖油漆、塑料等非金属层、激光熔覆等获得防腐蚀保护层,或通过零件发蓝、磷化等工艺,在零件表面生成一层致密的保护膜,减缓零件的腐蚀磨损。 6.气蚀 气蚀也称穴蚀,是指当机械零件与液体接触并有相对运动时,液体在运动中产生的气泡破裂冲击零件金属表面,造成零件表面疲劳破坏微粒脱落的现象。减少气蚀破坏的措施:一是防止和减少气泡的形成。二是如不可避免产生气泡时,要设法使气泡在远离机件表面的地方破裂。增加气缸套的刚度,减小缸套的振动,减少气泡的产生;增加水套的宽度,减少气泡破裂时的影响;消除管路中的涡流区和死水区,将气泡带走;在冷却液中加入防锈乳化油,都可以减少气蚀的发生。 7.微动磨损 微动磨损是指两个互相接触并压紧的表面间,发生低幅(100μm以下)往复切向振动时,零件表面材料微粒脱落的现象。 7.1表现形式及危害 微动磨损发生在相对静止的零件表面,如发动机固定处、螺栓联接处、搭接接头处、键联接处、以及过盈配合的轴等处,特征是零件表面出现麻点或沟槽。微动磨损的绝对磨损量虽然很小,但危害很大,不但使零件的配合精度下降,紧配合的零件松动,更严重的是引起应力集中,使零件的疲劳强度降低,导致零件疲劳断裂。 7.2预防措施 减小零件配合表面之间的振动,对紧配合的零件,应有足够的预紧力,如在螺栓连接中采用弹簧垫圈或非金属垫圈预紧。在零件配合表面之问涂覆固体润滑剂,如二硫化铝、聚四氟乙烯等,可以减缓件的微动磨损。 8.结束语 综上所述,车辆机械零件出现磨损的情况,通常是多种磨损机理综合作用的结果,如发动机气缸在工作过程中,会同时发生粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等多种磨损。如果这些磨损加起来就是机理综合。要想延长车辆机械的使用寿命,就必须对车辆机械零件磨损机理的分析;然后综合各方面的因素对此进行分析;最后采取合理的预防措施,合理规范地使用车辆,可有效地提高车辆机械零件的使用寿命,减少机械故障的发生,提高车辆的使用性能。 机械零件论文:机械零件的检验 摘 要:阐述机械零件检验的准备工作和检验流程、注意事项。 关键词:机械零件;检验 机械零件的技术要求包括几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、强度、硬度等,机械零件检验时用哪些检验工具,从何处着手,采用什么方法,对检验的结果和质量有很大的影响。 1.检验前的准备 (1)熟悉、掌握相关检验标准、工具。熟悉、掌握各类机械零件检验所涉及的国家标准、行业标准及企业标准和所用的检验工具,是检验人员的基本功,也是对检验人员的基本要求。 (2)分析零件图。零件图是机械零件加工和检验的主要依据,检验人员要通过对机械零件图的分析,了解所要检验零件的名称、所用材料、规格、形体结构和大小,分清零件尺寸中的定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,分清零件的精加工面、粗加工面和非加工面,分析零件在整机中的作用。 (3)分析工艺文件。工艺文件是机械零件加工、检验的指导书,检验人员要按照零件的加工顺序对零件每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算进行分析,同时应了解关键工序的装夹方法、定位基准和所使用的设备、夹具、刀具等技术要求。 (4)合理选用量具。分析好图纸和工艺文件后,根据待检工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用合适的检测工具。如测量带公差的内孔尺寸时应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等,测量带公差装轴承的轴时应选用卡尺、千分尺、钢板尺等。有些被检零件用目前现有的检验工具不能直接检验,这时检验人员要根据实践经验和理论知识,对现有的检验工具进行改造,或进行一系列检验工具的制作。 2.检验 (1)合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合,要选用精度高、能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量轴类零件以中心孔为基准,测量同轴度、圆跳动和套类零件以内孔为基准,测量垂直度应以大面为基准,测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶为基准。 (2)表面检验。零件的性能尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。细长轴、薄壁件要注意变形,冷冲件要注意裂纹,螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上零件的检验完后要认真作记录,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。 (3)检验尺寸公差。检验时应尽量采用比较简便、无需繁琐计算的直接测量法,有些无法直接测量的尺寸,就需用采用比较麻烦、需用繁琐函数计算的间接测量法。当检验形状复杂、尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。测量结束后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸, 又能保证检验质量。 (4)检验形位公差。测量形位公差时,要注意应按国家标准、行业标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度、对称度,键槽要测量其对称度。 (5)在对机械零件进行检验时,可用适当的通用检验工具和专用的检验工具配合使用,检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中,以免变形、磁化、锈蚀。 作者简介: 张慧,(1969-),男,江苏省安康安全技术服务有限公司,工程师,大专,机械;蒋秀丽,(1968-),女,东台市顺达工业气体有限公司,工程师,大专,机械。 机械零件论文:工程机械零件的修复技术 【摘要】钢铁材料作为工程机械里的主要材料,广泛应用与机体与零部件中。在工程机械的使用中,大部分会发生磨损、折断等现象,这时如果对机械零件换总成或者进行机械加工,成本较高,但如果所发生的磨损或折断处对精度要求不高,可采取修复技术进行修理,节约大量资金。 【关键词】更换;磨损;修复;改进 钢铁材料作为工程机械里的主要材料,广泛应用与机体与零部件中。在工程机械的使用中,大部分会发生磨损、折断等现象,这时如果对机械零件换总成或者进行机械加工,成本较高,但如果所发生的磨损或折断处对精度要求不高,可采取修复技术进行修理,节约大量资金。 1、复技术可以包括以下几个内容 1.1材质更换,性能提升 稳定土拌和站的搅拌臂是使用铸件制造而成,在使用中,经常发生断裂现象,一个搅拌臂发生断裂,会使其它搅拌臂相继发生拗断。成品配件里,搅拌臂均为铸件。后经过我单位科研人员研究决定,用锰钢板火焊切割成型,然后钻眼代替成型搅拌臂,既轻便又耐磨,经实际检验效果不错。 锰钢属于耐磨钢,含碳量为0.9%~1.3%,锰含量为11%~14%,这种钢在高的冲击载荷及高的压力的情况下,其表面层将迅速产生加工硬化,从而产生高耐磨的表面层,而内层仍保持优良的冲击韧性,因此即使零件磨损到很薄,仍能承受较大的冲击载荷而不破裂。高锰钢具有很高的加工硬化的能力,冷变形之后硬度可达HB450~600。 由于锰钢具有以上特性,因此被我单位广泛应用于拌和站搅拌臂、衬板、挖掘机铲斗、推土机大铲、平地机铲刀等部位,经实际检验,效果理想。 1.2表面修复 折断或磨损后的机械零件,对于对精度要求不高的场合,可以通过焊接堆焊,然后机械加工或打磨的方式进行修复。一般钢铁材料的焊接性能主要需考虑焊缝及热影响区是否容易形成裂纹,焊接接头是否容易出现脆性等因素。钢的焊接性能与其成分关系很大,合金元素对焊接性能的影响,也是用焊接碳当量来估算。碳当量0.6%时焊接性能很差。只有在严格的工艺措施下和较高的预热温度下才能进行焊接操作。稳定土拌和站搅拌主齿轮由于负载大、工作环境恶劣,齿面会发生磨损现象,造成齿轮啮合间隙增大,空旷、噪音大、传动比不准。这时可使用焊条,对搅拌齿轮齿堆焊,然后打磨或机械加工的方式修复,可以简单实现其机械性能。比重新加工或购买齿轮减少费用近九成。在工程机械中磨损的轴、花键轴、油底壳等零件,均可通过焊接堆焊然后机械加工的方式,进行修复,虽然性能不如以前,但完全可以满足其机械性能要求。 注意轴与花键焊接修复技术要求: 焊接时,螺纹头轴中心线与原轴中心线应保持一致。不允许偏斜,此轴使用时在焊接处同时承受拉应力和脉动循环扭转应力,采用U形坡口较好。在焊接材料的选择上,遵循强度韧性指标不低于母材的最低值的原则。在考虑母材的基础上,选用合适焊条。焊接时,严格控制好工件的预热和焊条的烘干程序,以减少接头在焊接中的开裂倾向。焊接时,焊工沿轴向运条,沿圆周方向顺序推进,这样,后一道焊缝都对前一道焊缝有一定的退火作用。 1.3液压杆、油缸修复 对于重要零部件的局部破坏要采用电镀修复技术 电镀修复技术是一种在低温条件下恢复零部件尺寸的传统修复技术,与焊修技术相比,不会出现因局部高温而带来的种种问题。电镀修复技术是利用电解的原理将镀液中的金属离子还原成金属原子并沉积在金属表面形成具有较高结合力和一定厚度的修复层。虽然电镀的种类很多,但是可以用于修复的主要有两类,即低温镀铁和镀厚铬。由于镀铬时沉积速度很慢,生产效率低,人们多采用低温镀铁修复技术。为了提高镀铁层的耐腐蚀能力和耐磨性,通常在镀铁层表面再镀一层薄铬。对于液压杆、油缸这类在户外工作的部件,用低温镀铁恢复尺寸,经修磨后表面罩铬是最常用的修复方法。 电镀法修复局部压坑的一般工艺流程是:焊补打磨低温电镀整体磨光表面电镀磨削加工(磨削加工至符合尺寸及光洁度要求) 电镀修复法适合在专业化的电镀厂进行批量加工,不适合单件、异型件以及野外现场修复。 均匀磨损的液压杆很容易修理,比较有效的方法是先磨去表面的电镀层,然后按常规电镀修复工艺进行电镀修复。对于在工作现场出现的点坑破坏、电击伤破坏、碰伤破坏等深度大(毫米级)、面积小的局部损坏的修复,不适合采用电镀修复法,超厚电刷镀修复技术是解决这类问题的最佳选择。 1.4组合修复 对于有些零件,只是其中一部分磨损、损坏,这时可以把相同的两个或几个零件拆解后,重新组装成一个完好部件。在液压泵、液压马达、起动机等零件的修复中,经常会发生只是其中部分零件损坏,而大部分完好的情形。比如起动机,有的是励磁线圈损坏、而有的是转子损坏,这时就可以将二者重新组装成一个完好的起动机。液压泵和液压马达也是如此。 1.5胶粘技术 对于有些折断或不易焊接的金属,可以采用胶粘技术。首先我们要确定部位,然后对表面进行处理,用合适的胶涂抹在粘胶面,晾晒一会后达到钢铁表面胶合状态,这时还需清理多余胶体以防粘连,待粘和面固化后,进行整修。如发动机缸体裂纹、磨损后的轴套装配等。 1.6技术改进 对于有些工程机械,为了提高它的某些性能,而对其局部零件进行改造,以提高其机械性能。或者对于原装部件进行改进,用国产零部件代替原厂零部件,均属于本范畴。如在起动机修复中,用国产电子元件代替原厂配件;在水箱改造中,为使发动机温度降低,而增大水箱的储水容积,或者增大散热器散热面积;在推土机履带板上焊接圆钢,减少履带板磨损,提高其抓地力,延长履带板使用寿命;在原厂轴承中使用国产普通轴承等均可提高机械的性能或节省材料费。 2、结束语 机械零件的修复牵扯材料、焊接、加工等环节,对修理技术要求也很高,因此难度也很大,但只要我们用心琢磨、潜心钻研,就可以实现花最少的钱,办最大的事,同时也可以借此提高我们整体的技术水平,节约大量配件修理费,为单位的效益最大化贡献力量。 机械零件论文:机械零件表面加工工艺的自动识别方法研究 摘要 在机械加工的过程中,在零件的表面因为加工行程的作用,会在机械零件的表面产生多种形式的纹理特征。对零件表面的纹理所表达的信息充分的加以利用,对研究零件表面加工工艺,提高零件表面的加工精度有重要的作用。本文通过对机械零件表面纹理信息的分析,研究一种零件表面加工工艺的自动识别和分析的方法,开辟了图像匹配的新思路。 关键词 机械加工; 纹理圆; 纹理特征; 纹理提取; 加工工艺 在机械加工制造业中,在零件视觉检测中,对零件表面纹理进行提取和分析,对表面加工工艺进行识别已经是视觉检测系统中的一项重要应用。国内外的专家都对此加以关注并从多角度进行相关的研究,因为视觉范围有限,加上高精度的测量要求,目前对零件表面的视觉测量也往往是以零件部分图像的匹配度和拼接分析来对零件整体的表面加工特征进行分析,以此来判断零件表面的加工工艺和加工质量。机械零件在加工的过程中刀具的行程会在零件的表面制造出具有明显方向性的纹理,对表面纹理特征进行提取和分析是模式识别和处理方面的一种重要的方法,以此得出零件表面的处理过程,识别加工工艺。机械零件表面的纹理常见的有直条形、圆形和螺旋形等等,具有明显的方向性,通过对纹理的形、密度和方向等因素进行纹理的分析,识别表面加工工艺,为视觉测量中的图像匹配提供判断依据。 1 机械零件表面纹理特征的提取 1.1 机械零件表面纹理特征的产生 在对机械零件进行加工的过程中,通常采用车削、刨削、铣削、磨削等加工工艺进行零件表面的加工制造,但是在加工的过程中因为受刀具行程的作用会在零件表面产生出多种形状的纹理,如直条形、圆形和螺旋形等,其中以圆形纹理最为常见,本文即以圆形纹理为例,分析讨论纹理特征的提取和分析。 1.2 纹理特征的数字化表达 本文以圆形纹理为例,如上图1中的(a),首先分别在模板图和待匹配图中取若干个有重合可能的圆形,根据图像的大小来确定所选取的纹理圆的直径d,每个纹理圆圆心之间的长度大于圆形直径的一半。在各个纹理圆上取n条直径将纹理圆等分成2n个部分。 根据计算结果取最小的标准差所对应的直径角度为此纹理圆的方向角,再通过择优的方法计算平均值,得出工件表面整体纹理角度,从而得出模板图像的纹理走向。 1.3 纹理走向变化规律的分析 我们对两张图像进行对比,第一张图像为水平角度拍摄,第二张图像为模拟工件抖动拍摄,按不同角度进行旋转拍摄。对两张图象的有重合可能性的纹理进行分析和计算,绘制纹理角度变化曲线图。我们选择不同的部分重复进行拍摄和对比的过程,拟出局部图像的旋转纹理变化曲线图,然后对两张相邻局部的图像纹理进行匹配,先计算图像的纹理走向再进行旋转角度的确定。 2 零件加工工艺的识别流程 通过对大量纹理的提取和分析,建立了纹理圆的模型,在此基础上,设计出一种自动识别加工工艺的算法。机械零件表面加工工艺的自动识别流程如下: 对试验用纹理圆直径上的各个像素的灰度值标准差加以检测,测试结果都符合正态分布的要求,此机械零件图像表现为点斑状的纹理特征,与纹理圆理论模型是相适应的,自动识别加工工艺方法为磨削加工,与实际采用磨削加工的工艺相吻合,说明此种方法实际有效。 3 结论 机械零件表面的纹理特征对判断零件表面的加工工艺具有重要的参考作用,本文通过对纹理特征的提取和分析,解读零件表面纹理的数字表达,通过计算和分析,研究纹理走向的变化规律,从而建立纹理圆模型,设计一种自动识别加工工艺的方法和流程。测试表明,此方法能够正确识别零件表面采用车削、铣削、刨削和磨削四种加工方式中的哪种加工方法,为视觉测量的图像匹配开辟了一条新路。 机械零件论文:浅析金属切削机床机械零件表面加工成形方法及原理 摘要:金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面:平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。当精度和表面粗糙度要求较高时,需要在机床上用刀具经切削加工而形成。机械零件的任何表面都可看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。因此也可以说,线性表面是通过母线和导线的相对运动而形成的,或者说零件表面的成形过程也就是两条发生线形成的过程,这就是零件表面的发生线成形原理。 关键词:切削 表面加工 方法 成形 1、零件表面发生线形成的方法分析 机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面:平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。当精度和表面粗糙度要求较高时,需要在机床上用刀具经切削加工而形成。机械零件的任何表面都可看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。平面可看作是是由一根直线(母线)沿着另一根直线(导线)运动而形成 (图1a);圆柱面和圆锥面可看作是由一根直线(母线)沿着一个圆(导线)运动而形成(图1b和c);普通螺纹的螺旋面是由“八”形线(母线)沿螺旋线(导线)运动而形成 (图ld);直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面是由渐开线(母线)沿直线(导线)运动而形成(图1e)等等。形成表面的母线和导线统称为发生线。 由图1可以看出,有些表面,其母线和导线可以互换,如:平面、圆柱面和直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等,称为可逆表面;而另一些表面,其母线和导线不可互换。如:圆锥面、螺旋面等,称为不可逆表面。 切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的,由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同,形成发生线的方法可归纳为以下四种: (1)轨迹法 它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。切削刃与被加工表面为点接触,发生线为接触点的轨迹线。图2a中母线Al(直线)和导线A2,(曲线)均由刨刀的轨迹运动形成。采用轨迹法形成发生线需要一个成形运动。 (2)成形法 它是利用成形刀具对工件进行加工的方法。切削刃的形状和长度与所需形成的发生线(母线)完全重合。图2b中,曲线形母线由成形刨刀的切削刃直接形成,直线形的导线则由轨迹法形成。 (3)相切法 它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。见图2c中,采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工时,在垂直于刀具旋转轴线的截面内,切削刃可看作是点,当切削点绕着刀具轴线作旋转运动B1,同时刀具轴线沿着发生线的等距线作轨迹运动A2时,切削点运动轨迹的包络线,便是所需的发生线。为了用相切法得到发生线,需要二个成形运动,即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。 (4)展成法 它是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。切削加工时,刀具与工件按确定的运动关系作相对运动(展成运动或称范成运动),切削刃与被加工表面相切 (点接触),切削刃各瞬时位置的包络线,便是所需的发生线。例如,图2d所示,用齿条形插齿刀加工圆柱齿轮,刀具沿箭头A1方向所作的直线运动,形成直线形母线(轨迹法),而工件的旋转运动B21和直线运动A22,使刀具能不断地对工件进行切削,其切削刃的一系列瞬时位置的包络线,便是所需要渐开线形导线(见图2e)。用展成法形成发生线需要一个成形运动(展成运动)。 1.2 对零件表面形成发生线方法的正确认识 零件某一表面的两条发生线形成的方法可以不一样,也可以一样。要根据所采用的具体加工方法来对某一表面的成形运动和成形原理进行具体分析,并不是由表面本身来确定。例如,对圆柱面利用尖头车刀进行加工时,对成形圆弧沟槽利用成形圆弧车刀进行车削时,是由轨迹法形成作为导线的圆,由成形法形成和刀具圆弧刃吻合的弧线(即母线),作为导线的直线和作为母线的圆都是由轨迹法形成的。以上的这些方法不是形成表面的方法,仅仅是实现一条发生线的方法。从成形原理来看,各种表面的母线沿导线运动的规律各不相同,有的很复杂,如斜齿轮齿廓面、螺纹面和圆锥面,有的很简单,如圆柱面和平面等。有些表面的导线和母线之间不能交换,否则无法形成表面或形成希望得到的表面,此类表面称为不可逆表面;有些表面的导线和母线之间能够交换,此类表面称为可逆表面。通过分析可见,表面的成形原理和成形运动要根据所采用的具体加工方法具体分析,而不是由表面本身确定。还应特别注意的是:前述四种方法仅仅是实现发生线的方法,而非形成表面的方法。 2、探讨机床上零件表面成形的原理 2.1 探讨简单表面成形的原理 简单表面的加工方法(即成形方法)通常是多种的,因为一般而言,简单表面都是可逆表面,其母线和导线之间可以交换,线性简单。简单表面的导线简单的形成线、圆或直线,母线沿着导线做平行移动。 2.2 探讨复合表面成形的原理 实现导线的运动是复合运动,并不是简单的圆周运动或直线运动,是指由2个或2个以上的简单运动复合而成的运动。复合表面是不可逆的表面,其导线各不相同,所以母线沿着导线的运动规律也比较复杂。 3、结语 通过对复杂表面和简单表面的定义,从而准确的描述了斜齿圆柱齿轮齿廓面、螺纹面、圆锥面等典型的复杂表面的成形原理,对形成复杂表面的要件进行了构建,对于制造装备的技术研发和运动分析,尤其是对设计自由度数控加工机床的运动方案而言,该成形理论有着非常重要的指导意义。通过系统的划分和归纳机床上零件表面的成形原理,尤其是进一步探究了复杂表面的成形原理,从而对表面成形原理在机械加工中的理论进行了完善。 参考文献: [1]张明松.《机械加工成形原理的探讨》[J].机床与液压,2010/22. [2]失璇.《机械加工的成形原理分析》[J].科技资讯,2011(27). 关于《机械零件的普通铣削加工》的课程开发与教学实施改革 【摘要】在此次课程开发与教学实施改革过程中,笔者结合多年的教学经验针对《机械零件的普通铣削加工》课程标准进行研究,提出两个课程开发与教学实施改革的原则,一是教学内容不能够脱离企业的人才需求,二是在整个教学过程中要以学生为主体不断进行下去。根据这些原则,笔者对该课程的开发以及教学实施改革提出自己的一些建议,同时制定出完善的课程开发与教学实施改革方案。 【关键词】课程开发教学实施改革建议 【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)2-0065-02 一、引言 我国职业教育中,课程建设与职业需求之间的接轨一直以来都是十分重要的课题,而《机械零件的普通铣削加工》在我国职业教育中更为重要,是实施教育改革的重点方向。该课程的主要目的是为了培养学生的实际操作能力以及综合职业能力。形成该课程开发以及教学实施改革建议的主要材料是调研报告以及笔者多年的教学实践经验总结,调研报告的主要来源是生产企业一线高级技师、职业教育研究专家、在校教师以及学生,学生中有毕业后从事工作的,也有在校学生,主要的调研内容是了解他们对该课程的要求与认识。 二、制定课程目标 (一)《机械零件的普通铣削加工》的总体目标 通过普通铣削加工训练,学生对机械制造的过程更充分的进行了解。学生在掌握制造工艺知识的基础上,在操作技能上得到训练。尤其是操作铣床加工机械方面。要求学生深入了解知识的三个方面,一是典型零件的铣削方法,二是主要设备的工作原理和典型机构,三是在铣削加工中所采用的工具,并对安全操作技术进行简要介绍。通过对这三方面知识的了解,可以对铣床的操作进行加工,并对这些零件尺寸进行分析,同时对零件铣削完成之后,进行评估,通过评估从而完成整个过程的训练,最终培养学生的综合素质,以求更好的适应未来的职业发展。 (二)课程的具体目标 在课程开发中,先集中学生的实际学习,然后再到实际操作训练,因此学生不仅要对机械零件识图进行了解,还要拥有能够独立完成整个工作过程的专业能力。这些专业能力包括六个方面,第一方面是熟悉铣削加工问题,设备以及安全操作都应当操作规范,对零件铣削的加工要掌握充分的工艺知识。这些具体目标可以从三个方面进行细致划分,一是专业能力,二是方法能力,三是社会能力。专业能力有是否能够掌握常规零件的数控铣削或者做好相关的工艺准备,是否能够正确选用刀具、夹具以及量具等;方法能力包括信息的收集能力、制定完善工作计划的能力、完成学习任务或者进行工作反思与评价;社会能力,即通过教学设计与教学改革加强学生的团队工作能力、沟通能力、小组成员写作能力以及责任意识。 (三)课程内容的选取与组织 笔者在选择课程内容的过程,本着系统化的教学理念,在选择教学情境时,应当满足以下三个要点,一是根据企业对相关人才的要求而制定特定的学习情境;二是根据中级数控铣工具体要掌握的技能安排情境设计。三是根据学生今后学习数控专业的需求。当学习情境选择的标准确定之后,要对具体学习单元与教学进行分析。 (四)学习具体任务安排 本次教学改革与设计中,笔者安排了三个学习任务。学习任务一是垫铁的铣削,学习任务二是压板的铣削,学习任务三是V形块的铣削。三个学习任务步骤均为:第一,学习目标、内容结构、学习任务描述、学习准备、学习拓展、小词典、思考题、小提示以及工具介绍,第二,对学习任务进行计划与实施,在制定任务计划与实施过程中,仍然涉及有学习拓展、小词典、思考题以及小提示等环节。 三、基于工作过程的课程开发思路 (一)设计理念 具体来讲,在开发本课程,并进行教学实施设计时,所依托的教学原则主要有三个:第一,根据相关企业多年的实践经验;第二,以学生可持续发展为前提。课程内容设计过程中,要针对职业岗位进行,对与职业岗位直接相关知识、技能以及态度方面的内容给予充分肯定,还要对学生的职业发展能力予以充分考虑。将职业资格的标准以及职业岗位的要求同时考虑进去。在设计过程中,还要具有一定的前瞻性,即要根据科技发展的动态,将科技发展内容,转化为课程内容,使得整个课程设计生动活泼起来。第三,在课程开发过程中,注重人的全面发展,以人的全面发展观为主要的课程设计原则。在工作过程中,要实现课程体系的系统化,通过知识的合理排序,使得课程体系越来越完善,从学习目标到学习任务计划的实施,整个过程不仅包括内容结构的安排、学习准备,还包括学习拓展、学习提示以及小词典等内容。 (二)设计思路 在课题设计思路上,主要有三条主线,一是以能力为本位开发课程,二是以工作过程为导向开发课程,三是以企业平台开发课程。针对以能力本位为基础,在课程开发与教学改革过程中,相关课题改革人员不能够闭门造车,而应当对岗位所要求的知识与技能有着充分的了解,在此基础上,针对课程,进行开发与课程实施改革。企业专家之间针对该理论实践进行集中探讨,为课程设计以及教学奠定材料基础。针对以工作过程为导向开发课程,要明确整个学习过程,首先制定学习目标,即对学习任务进行分配,随后对主要的内容结构进行重点阐述,并对学习要准备的工具以及相关图纸进行提醒与要求,要添加学习拓展环节。其次,目标的计划与实施,将主要环节介绍清楚之后,要注意添加小提示、小词典以及学习拓展;最后进行评价反馈,自我评价、小组评价以及教师评价等环节。针对企业平台的开发,在课程开发的过程中,相关人员要根据自己对企业的了解,教学过程中,将企业对人才的要求作为课程开发与教学设计的重要依据。 四、总结 目前为止,职业院校的专业课更加注重实践,因此如何改进"基础"课是其中重要工程,在课程开发与设计过程中,除了要做好相关的工作之外,还要做好评价工作,在教学工作中不断发现问题,最终不断解决问题。 参考文献: [1] 叶婷.深化《机械设计基础》课程改革推进工作过程系统化课程的开发[J]. 中国科技信息,2008(15) [2] 毕子家.由对高职教育的思考,启发高职语文课程设计――基于工作过程导向的课程开发[J]. 今日科苑, 2009(20) [3] 尉鹏博,韩银锋.基于工作过程的课程体系开发与课程设计的探究[J]. 科技资讯, 2008(31) [4] 谭海中,黄勇.建构主义在高职教学中的研究与应用[J]. 中国西部科技, 2006(16) [5] 李宝霞,宋金玉,菜翠芳,冀小君,董双涛.浅析中药制剂技术固体制剂教学模式改革――基于工作过程系统化构建课程模式[J]. 黑龙江科技信息, 2011(01)
儿童玩具是指专供儿童游戏使用的物品。根据心理学家关于儿童发展规律的研究,在人一生的认知发展过程中,玩具对人——尤其是儿童认知能力的提高起到非常好的促进作用。根据AyresA.J对脑功能研究成果以及其1972年提出的感觉统合理论(SensoryIntegrationTheory),儿童的注意力不集中、学习成绩差、做作业拖拉、多动、紧张、胆小、退缩、爱哭、不合群、吃饭挑食或暴饮暴食等性格障碍都是由于儿童大脑对身体感觉统合的障碍所造成的。感觉统合理论认为,人类生存需要的最基本、最重要的感觉是触觉、前庭觉、运动觉。其中,触觉是指分布于人的身体皮肤上的神经细胞接受外界温度、湿度、疼痛、压力及震动的感觉;前庭平衡觉是利用内耳的三对半规管及耳石来探测地心引力,控制头部认知方向、保持身体平衡。运动觉是来自于人的身体内部肌肉、关节的感觉,是了解肢体位置与运动的感觉。当人的大脑和身体相互协调的学习过程没有感觉统合时,大脑和身体都将停止发展。因此,玩具设计对于儿童早期,尤其是7岁之前儿童的生理、认知和情绪的发展都有着不可替代的重要作用。玩具设计不仅能够帮助儿童调动大脑的思考和身体的运动,还能够让儿童在玩的过程中培养积极、主动的探索能力,在多人共玩的情境中培养社会认知和情感的全面发展。材料作为玩具设计的载体,对玩具结构的实现和功能的最优发挥起到直接的影响。玩具设计的选材不仅要考虑儿童的需求,玩具的工艺结构特点,还需要考虑经济成本、安全等问题。本文在探讨儿童玩具设计选材影响因素的同时,针对金属玩具分析儿童玩具设计中的各种金属材料特征、金属材料应用的结构特点、金属玩具的连接形式、以及玩具产品中金属材料的加工工艺,以期为未来交互性玩具设计提供指导。 一、儿童玩具设计选材影响因素 产品的设计选材受到使用安全、环境保护、功能结构、用户体验等多个方面的影响。以下主要从产品性能(抗腐蚀、抗冲击、轻量化、化学安全性)、加工工艺(着色、成型)、以及用户体验(清洁、科学趣味性、安全性、可操作性)三个方面展开对儿童玩具设计选材影响因素的探讨。 (一)产品性能 (1)腐蚀儿童尤其是婴幼儿在进行玩具娱乐时,经常伴随舔咬方式,与此同时,酸性饮料等儿童身边的其他物品也会有腐蚀玩具的可能性,因此儿童玩具需要考虑具有较好的抗腐蚀性。(2)冲击儿童由于各种原因,会经常扔、摔玩具,所以玩具需要基本的抗冲击能力,以使其即使在儿童不断反复扔打的情况下也不会发生开裂,断裂,或者有小毛刺的情况。(3)重量儿童身体力量比成年人要小得多,并且有50%的木玩具是设计给婴幼儿使用的,所以对于那些要经常拿起来玩的玩具(除一般不移动,或者不能拿起搬起的玩具)要使用比较轻的材料,避免伤害儿童的肌肉。如松木、橡胶木等都是较轻的木材。(4)化学安全性由于木材材料自身可能会有致敏因子,板材、塑料玩具里面的胶粘剂也可能会含有甲醛、苯等影响儿童健康成长的化学物质,所以儿童玩具选材时应该尽量选择那些不含有化学物质,或者含有不伤害人体的物质、无毒无味的材料。 (二)加工工艺 (1)着色儿童玩具的一大特点就是色彩缤纷,鲜艳的颜色能够吸引儿童玩并且叫家长购买,所以玩具经常需要色彩涂饰。易着色的材料在生产过程中将能够很大地提高生产效率。同时,着色效果好容易使得产品更加美观,更能吸引儿童以及成人消费者。(2)成型材料在加工过程中如果结构造型易得出,可以很好地提高生产效率。玩具通常都有各种不同的形状,一个玩具生产商不会只生产一种形状的玩具。所以,选择容易加工成各种形状的材料,通过最简单的步骤就能得出结构,是商家减少时间成本的一个好方法。 (三)用户体验 (1)清洁儿童玩具会被儿童舔咬,又会被他们带到各种场所,自然会滋生很多细菌。所以方便家长清洁的材料能使家长更加轻松。选择一些表面光滑,能够耐受清洁剂的材料就显得至关重要了。(2)科学趣味性儿童玩具的设计应当立足于开发有利于儿童身心健康和提升儿童智力。玩具外观的设计除了应当具有较强的功能语意,还应该具有较好的意义所在。在培养儿童创造力和兴趣的同时,能够充分调动儿童之间相互互动的积极性,以及调动儿童探索大自然、探索科学的积极性,是进行玩具趣味性语意表达、构成玩具意义的重要方面。因此,儿童玩具的设计选材还应该在满足产品性能和使用安全等基本需求的同时,从材料的趣味性语意表达出发进行设计。(3)安全性玩具的消费者一般是适龄儿童,而这些人群是比较弱小的,在身体和心智上的不成熟使得他们最易受到伤害,所以要重视玩具的安全性。为保障儿童的安全,给幼儿的玩具尽量不要含有可拆卸的碎小部件,以防止儿童吞食。玩具的选材、材料加工方式、玩具的结构等因素是保障玩具安全性的重要条件。在玩具设计的用材中,塑料玩具和木材玩具更容易因为材料的安全性问题造成使用隐患,带给儿童家长不安全的心理疑虑。(4)可操作性儿童玩具的可操作性主要是指儿童在使用玩具玩耍过程中,不会认为玩乐太过困难而放弃、不会因为不懂如何玩乐而沮丧、不会因为不明白玩具如何操作而丧气。因此,玩具设计需要针对每个年龄层儿童的认知、生理和社会情感的特点,进行玩具的可操作性设计,以便儿童在使用玩具时不会有太大困难,或者可以根据指导完成操作或使用行为。根据瑞士儿童心理学家皮亚杰的儿童认知发展理论,儿童的认知发展包括感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段。由于每一阶段儿童的活动和认知方式都不同,因此儿童玩具的可操作性需要根据认知发展理论考虑如何设计玩具帮助儿童理解世界。 二、玩具设计中的各种金属材料特征分析 根据市场调查,玩具的适用年龄已经从低龄儿童扩大到了更广泛的年龄群体。大多数的金属玩具设计中的金属材料都避免了使用重金属材料。由于玩具的大部分受众仍然是0-14岁的低龄儿童,根据玩具的不同需要,大多金属质地较软且不含重金属。且由于使用者年龄问题,这类金属玩具通常不会设计易造成伤害的棱角或破坏性功能。根据玩具的娱乐特性,儿童玩具可以分为竞技性玩具和娱乐类玩具。在竞技型玩具中,金属材料的耐磨性更强,寿命更长,为玩具提供了强大的抗冲击能力,使其更适合比赛。而娱乐类玩具由于小孩子经常会使玩具掉落或者敲打玩具,金属材料也赋予了其更强的抗击打能力,使用寿命相比传统的木材材料、塑料材料更长。以下分析儿童玩具中的常见金属材料。 (一)铁材料 传统的铁材料已经被玩具产业淘汰,因为一般的铁材料容易生锈,使用寿命和使用环境都对玩具体验造成了影响。市场上的大多数金属玩具都采用了不锈钢材料,而不锈钢的适用范围非常广,由于不锈钢材料具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性,制造出来的玩具不易损坏变形破裂。在使用过程中对使用者和使用环境的要求较低。但不锈钢过于笨重,只适用于大型玩具或者小型娱乐型玩具。同时,由于铁具有磁性,铁材料可以制造小型的益智玩具,如磁铁积木等。 (二)铝材料 玩具中采用的铝材料大多是铝合金。铝合金材料具有许多优点,包括密度低、比强度高,塑性好,可加工成各种形状的型材,并且具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。且铝合金相较不锈钢更为轻盈,适用于各种类型的玩具。目前铝合金材料在玩具设计中已经广泛使用,材料使用量仅次于不锈钢。 (三)铜材料 铜材料质地较软,有良好的导电性,且成本低廉,益智玩具中常常使用铜材料,但铜材料耐磨性太差,且易变形,使用寿命不长,因此使用铜材料的玩具并不多。 三、玩具产品中的金属材料应用的结构特点 (一)折叠式 在金属玩具中,折叠式结构经常使用于益智玩具中,折叠结构是生活中很常见的一种结构,充当着“多功能”和“空间整理”的角色。在儿童玩具设计中,折叠结构通常将大体积玩具进行收纳压缩,或者将儿童玩具中的多功能性融为一体。金属赋予了这种结构十分坚固的特性,在使用过程中玩具不易损坏,且折叠中不易产生磨损,极大地培养了使用者的动手能力,且折叠式结构提供了玩具玩法的多种可能性,使金属材料在这其中极大地发挥了其应该有的作用和特点。 (二)固定式 固定式相较于折叠式显得呆板乏味,但金属材料的稳固性在这时得到了体现,固定式的金属部件使玩具本身更富有质感且抗冲击,在使用过程中,固定式设计相较折叠式更坚固,不易损坏,且由于其本身的固定设计,这种玩具使用寿命更长,突出了金属材料的坚固性。 (三)拆装式 拆装式的金属玩具较少,但仍有部分高端玩具在制造时使用了金属材料,因为拆装式玩具对材料耐磨性要求较高,使用过程中金属材料能够很好地贴合且不易变形,缺点是拆装式玩具较为危险,小部件容易被低龄儿童吞咽下去。 四、金属玩具产品中的连接形式分析 (一)焊接式 大部分金属玩具,例如赛车等一体式玩具都采用了焊接的工艺,采用了加热加压的方法,使金属之间结合紧密不易损坏,但同时焊接后造成的接缝会破坏玩具的整体美观度。焊接式也是大部分金属玩具中都会使用的连接形式。 (二)磁性连接 在金属玩具中,有很多采用了磁性连接的形式,在材料制作过程中加入磁铁材料,使部件之间的连接更加平滑,使用更方便,常常应用于积木等产品。这种磁性连接方式使得本来不稳固的部件之间有了作用力,使用体验更好。 (三)螺纹联结和螺旋传动 金属玩具中螺纹联结和螺旋传动的连接方式同样广泛,这种连接方式所提供的稳固性不比焊接差,且由于金属材料的耐磨性,使得这种连接方式在金属玩具中发挥了巨大作用。但缺点在于长时间不旋紧密会造成松动,且需要定期保养连接部位巩固润滑性。 五、玩具产品中金属材料加工的工艺 儿童玩具中的金属材料常见的加工工艺有铸造、轧制、切削加工、以及表面抛光和镶嵌等。 (一)铸造 铸造是将熔融态的金属浇入铸型后再使其冷却凝固,从而成为具有一定形状的铸件的工艺方法。但它容易造成内部缺失,主要用于制造小型金属玩具的零部件和大型玩具中的某个具有固定形状的小型部件。大多数玩具产品采用的是压力铸造,这种方式制造出来的铸件尺寸精确且表面光洁,组织致密且生产效率比较高,适用于大多数小型玩具及其部件。 (二)轧制 轧制是利用两个旋转轧轮的压力,使金属材料在一定空间内产生变形,这种工艺过程通常用在最初的加工部件或简单的部件上,按轧制温度分为热轧和冷轧。热轧是将材料加热到再结晶温度以上进行轧制,冷轧则是在室温下对金属材料进行轧制。热轧与冷轧相比,前者的变形抗力小、变形量大、生产效率高,因此热轧更适合于轧制较大断面的部件,以及塑性较差或变形量较大的金属材料;后者的变形抗力大、变形量小,轧制的产品尺寸精确、表面光洁、机械强度较高,因此冷轧更适合于轧制塑性好、尺寸小的金属玩具部件。 (三)切削加工 切削加工是利用切削刀具在切削机床上或手工将金属工件的多余加工量切去,从而达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺。切削加工通常适用于大型的金属玩具部件比如金属飞机模型的机翼等。 (四)表面抛光和镶嵌 表面抛光是利用机械或手工以研磨材料将金属表面磨光的方法。金属材料的表面抛光包括磨光、镜面、丝光和喷砂等效果,这些加工工艺可以让儿童玩具的表面视觉效果更好,看上去更加美观。金属表面镶嵌是指先在金属表面刻画出阴纹,然后嵌入金银丝或金银片等质地较软的金属材料,最后打磨平整、呈现纤巧华美装饰效果的一种金属表面处理手法。经过金属镶嵌的儿童玩具不适宜较小儿童使用。 六、总结 根据以上对玩具产品中的金属材料应用的结构特点、玩具产品中的金属连接形式以及玩具产品中金属材料加工的工艺的分析,可以发现金属玩具由于金属材料的易加工成型特征可以设计成形态各异的玩具形态,在玩具创新设计中有巨大的潜力。尤其在对儿童的认知发展方面,可以有更大的贡献。首先,金属材料有化学着色、阳极氧化着色、电解着色、镀覆着色、涂覆着色、热处理着色等丰富且成熟的着色工艺,加上金属材料本身对光线的反射特点,可以在视觉上给儿童强烈的图案和颜色刺激。其次,金属材料有表面锻打、镶嵌、蚀刻、切削和研磨抛光加工、拉丝等表面加工工艺,在触觉上可以具有丰富变化,给予儿童通过身体触觉的各种肤觉刺激。最后,金属抨击时的叮当声音及其变化,可以从听觉上给予儿童声音刺激。以上金属玩具带来的视觉、听觉和触觉感觉通道刺激,都对儿童的认知发展有推进作用。在儿童玩具设计中,甚至可以考虑在金属材料中加入嗅觉和味觉感觉变化,从而丰富金属材料设计方式,在提高趣味性的同时,增强儿童通过五感通道接触世界、提高认知能力。 作者:李晶 季尊良 单位:南京林业大学
图书管理系统论文:计算机图书管理系统简析 1计算机图书管理系统需求分析 上述介绍的新型计算机图书馆系统不仅需要具备功能性需求,还应该具备非功能性需求。所谓功能性需求,主要包含图书搜索、图书借阅等,也就是系统必须要具备的功能。而非功能性需求是一种延伸与补充。计算机图书管理系统只有实现非功能需求,整个系统才能更加安全可靠、性能也才会更加的优良。具体表现如下:首先,可支持性,就是指计算机图书管理系统软件应该具有易变性,同时也应该具有可维护性。因为当系统进行需求分析时,有些需求并不能被识别出来,而且软件应用期间,还会有很多新的需求,同时原有的需求也有可能会发生改变,这种情况下,软件极有可能对需求作出错误的判断,因此这就需要软件能够时常更新,也能够随时维护。其次,可靠性,换言之,计算机图书管理系统软件应该具有一定的容错度,软件应用过程中还应该具有相应的吞吐量,如果软件不间断进行运转,还应该具备相应的可恢复性等。最后,可用性,这是计算机图书管理系统应该具备最重要的性能需求,软件应该方便用户使用,操作简单,同时还方便理解,最为重要的是软件还应该具备安全访问限制功能等。至于软件性能,主要是指软件运行效率。在对软件系统尽心需求分析时,应该遵循相应的原则:首先,需求分析人员应该对软件功能有所了解。即软件主要用于解决哪些问题,相关人员还应该了解软件业务具体流程,数据加工处理步骤等;其次,有关了解软件功能之后,就需要针对各个具体的功能建立相应的系统模型,同时在深化系统;再次,因为软件对可实现性以及理解性有严格的要求,为了能够实现这一要求,相关人员可以对系统进行有效分解,分解的方式有两种,一种是横向分解,即将系统中的某一个功能,通过横向分解为几个功能;另一种是纵向分解,即将系统某一个功能分解成各个子功能;最后,系统软件中的逻辑视图与物理视图一定要做好区分,所谓逻辑视图主要是指计算机图书管理系统能够实现的所有的功能,这与细节没有任何的关系,物理视图主要是指系统内部设计,其与外部功能并没有任何的联系,其着重解决的是如何做的问题。 2计算机图书管理系统功能与非功能性需求 2.1功能性需求 首先,用户注册由于登陆功能,系统软件应该允许借阅读者或者是购买图书的读者能够进行注册成为会员,会员就可以随时登陆进行各种操作。其次,图书搜索显示介绍:用户根据自己的需求进行相关查询和浏览,查看图书目录,内容介绍,并显示购买价格;再次,图书借阅:用户根据自己的需求选择借阅书籍,并生成还书曰期;购物车查看:查看用户自己放入购物车内想要购买的图书,及在图书订购前杳看是否是自己打算购买的图书。 2.2系统非功能性需求 系统界面的友好性:虽然系统界面的设计与计算机技术没有多大的关系,但是一个好的系统界面具有美观性、易操作性,使用起来能够让人身心愉悦,能够吸引更多人的关注,直观易懂的界面让人使用起来也方便很多;可用性:这个具体表现为系统是否实现了该有的功能,好不好的问题。 3结语 综上所述,可知计算机图书管理系统是一种值得广泛使用的系统,因为此种系统不仅具有基本的功能,还具有一些补充功能,能够使系统更加的稳定可靠。再加之,信息时代,图书管理要求越发严格,传统的管理系统并不能满足需求,因此,计算机管理系统的应用是图书管理事业发展必然的选择。尽管现阶段,该系统的应用范围还不是十分广泛,这正说明其具有一定的市场发展前景。 作者:赵迎春 单位:中国刑警学院图书馆 图书管理系统论文:图书管理系统论文:XML查询技术图书管理系统研究 1XML查询技术 XML是Web发展到一定阶段的必然产物,可扩展标记语言是用来描述一种称为XML的文件的数据对象,同时也部分描术了处理这些数据对象的计算机程序的行为。为图书馆理系统实现查询功能奠定基础。 1.1XML的文档结构 一个典型的XML序言包含以下的语句成份: ?xmlversion=”1.0”? !DOCTYPEbooksSYSTEM“books.dtd” ?xml-stylesheettype=”text/xsl”href=”books.xsl”? xsl:stylesheetversion=”2.0”xmlns:xl=///1999/XSL/Transform 这个语句为了XML文档数据的有效性说明、XML文档的格式转换和应用程序设计。 1.2XML查询定位链接 随着XML的发展,XML文档的查询、定位、链接的相关技术规范相继出台。这些规范完善了XML技术体系,使XML稳步发展。目前Xpath、Xlink、Xpointer是W3C推荐的用于XML文档的查询链接和检索的规范。1.3XML与数据库的交换在XML技术出现之后,各种传统数据库相继推出了自己的支持XML的解决方案来实现传统数据库与XML之间的转换。作为数据存储载体,XML文档也可以作为数据文件使用,同样可以完成传统数据库存储数据的任务和功能。 2XML查询在图书管理系统中的设计 本论文是基于我院的图书管理系统中的数据查询为主要研究内容。我学院是省骨干高职院校。(1)招生规模在省内高职中处于前列,在图书管理工作中有着自己独特的方法。(2)我学院现有多个单机版本的图书管理系统,存在数据格式不兼容,数据严重冗余等问题,课题组通过对现有系统的整个改造并结合学院中各个子系统之间数据整合情况,采用XML表示各子系统中的数据,形成图书综合管理系统。(3)使用基于XML数据的查询技术进行深入研究,在众多的XML查询技术当中,选择了XQuery查询语言进行研究。(4)最终通过XQuery查询技术能够对图书综合管理系统中的XML数据进行有效的查询,最后得到所需要的数据信息。 3实现图书管理系统的查询方法 3.1专业调查(社会调查法) 通过调查,弄清本校图书馆现有的多套图书馆管理系统运行方式,数据的格式,系统的缺陷,数据相互共享的需求情况。 3.2文献资料法 通过专业图书、期刊及网络资料等资料文献检索方式,查阅国内外有关XML查询技术方面的资料,并进行归纳和总结,从而总结其教训,借鉴其先进的经验,做为我们研究XML查询技术在高职校图书管理系统中应用的一个基础条件。 3.3数据搜集法 搜集学院各图书管理系统的相关开发手册资料等。主要是针对XML查询语言进行研究与应用,研究XML查询语言中的XQuery查询技术;利用这种查询技术对高职院校图书综合管理系统进行查询应用。针对XML查询技术方面的资料很少,还有XQuery查询技术在高职校图书综合管理系统中的查询实现。 3.4XQuery查询技术法 XQuery查询技术从众多的XML查询语言是各个行业中表示数据的标准。基于关系数据库的通用XML存储查询系统的研究与实现,能够将XML文档解析并存储到关系数据库中,实现不同图书管理系统数据的查询共享。 3.5主要观点和创新价值 主要针对图书管理系统不同数据平台下进行整合时,遇到的数据交换及数据不兼容等问题。提出了使用XML数据来描述信息,使用XQuery来查询数据的应用解决方案。充分利用XML可以自定义格式的特点,以及XQuery对结构化和半结构化数据查询的优势,并且以学院图书管理系统为实例,使用以上提出的技术手段,进行应用研究。创新之处在于使用XML数据组织不同图书管理系统之间的数据,并在查询系统数据时使用XQuery查询语言。研究成果可以作为同类高职院校图书馆,在进行图书馆管理系统升级、多系统整合时遇到数据不兼容、数据高度冗余等问题时的样例解决方案。通过研究,我们能够顺利使用XML查询语言中的XQuery查询技术对高校图书综合管理系统进行有效查询,另外如果条件允许的情况下,还可以进一步研究,实现利用XML查询语言中图形化查询技术来实现相应的查询,会取得更好效果。 作者:许宪玲 单位:黑龙江农垦科技职业学院 图书管理系统论文:高职院校图书管理系统研究 1.XML查询定位链接 传统的图书管理方式已出现严重的不适应。在互联网技术高速发展的今天,应用数据库技术和网络技术实现图书管理工作是完全可行而且必要的,它能够提高工作效率和管理水平。摘要随着XML的发展,XML文档的查询、定位、链接的相关技术规范相继出台。这些规范完善了XML技术体系,使XML稳步发展。目前Xpath、Xlink、Xpointer是W3C推荐的用于XML文档的查询链接和检索的规范。在XML技术出现之后,各种传统数据库相继推出了自己的支持XML的解决方案来实现传统数据库与XML之间的转换。作为数据存储载体,XML文档也可以作为数据文件使用,同样可以完成传统数据库存储数据的任务和功能。 2.XML查询在图书管理系统中的设计 本论文是基于我院的图书管理系统中的数据查询为主要研究内容。我学院是省骨干高职院校。(1)招生规模在省内高职中处于前列,在图书管理工作中有着自己独特的方法。(2)我学院现有多个单机版本的图书管理系统,存在数据格式不兼容,数据严重冗余等问题,课题组通过对现有系统的整个改造并结合学院中各个子系统之间数据整合情况,采用XML表示各子系统中的数据,形成图书综合管理系统。(3)使用基于XML数据的查询技术进行深入研究,在众多的XML查询技术当中,选择了XQuery查询语言进行研究。(4)最终通过XQuery查询技术能够对图书综合管理系统中的XML数据进行有效的查询,最后得到所需要的数据信息。 3.实现图书管理系统的查询方法 3.1专业调查(社会调查法) 通过调查,弄清本校图书馆现有的多套图书馆管理系统运行方式,数据的格式,系统的缺陷,数据相互共享的需求情况。 3.2文献资料法 通过专业图书、期刊及网络资料等资料文献检索方式,查阅国内外有关XML查询技术方面的资料,并进行归纳和总结,从而总结其教训,借鉴其先进的经验,做为我们研究XML查询技术在高职校图书管理系统中应用的一个基础条件。 3.3数据搜集法 搜集学院各图书管理系统的相关开发手册资料等。主要是针对XML查询语言进行研究与应用,研究XML查询语言中的XQuery查询技术;利用这种查询技术对高职院校图书综合管理系统进行查询应用。针对XML查询技术方面的资料很少,还有XQuery查询技术在高职校图书综合管理系统中的查询实现。 3.4XQuery查询技术法 XQuery查询技术从众多的XML查询语言是各个行业中表示数据的标准。基于关系数据库的通用XML存储查询系统的研究与实现,能够将XML文档解析并存储到关系数据库中,实现不同图书管理系统数据的查询共享。 3.5主要观点和创新价值 主要针对图书管理系统不同数据平台下进行整合时,遇到的数据交换及数据不兼容等问题。提出了使用XML数据来描述信息,使用XQuery来查询数据的应用解决方案。充分利用XML可以自定义格式的特点,以及XQuery对结构化和半结构化数据查询的优势,并且以学院图书管理系统为实例,使用以上提出的技术手段,进行应用研究。创新之处在于使用XML数据组织不同图书管理系统之间的数据,并在查询系统数据时使用XQuery查询语言。研究成果可以作为同类高职院校图书馆,在进行图书馆管理系统升级、多系统整合时遇到数据不兼容、数据高度冗余等问题时的样例解决方案。通过研究,我们能够顺利使用XML查询语言中的XQuery查询技术对高校图书综合管理系统进行有效查询,另外如果条件允许的情况下,还可以进一步研究,实现利用XML查询语言中图形化查询技术来实现相应的查询,会取得更好效果。 作者:许宪玲 柴炜 郎裕 王丽丽 周文瑞 图书管理系统论文:计算机图书管理系统分析 1计算机图书管理系统需求分析 上述介绍的新型计算机图书馆系统不仅需要具备功能性需求,还应该具备非功能性需求。所谓功能性需求,主要包含图书搜索、图书借阅等,也就是系统必须要具备的功能。而非功能性需求是一种延伸与补充。计算机图书管理系统只有实现非功能需求,整个系统才能更加安全可靠、性能也才会更加的优良。具体表现如下:首先,可支持性,就是指计算机图书管理系统软件应该具有易变性,同时也应该具有可维护性。因为当系统进行需求分析时,有些需求并不能被识别出来,而且软件应用期间,还会有很多新的需求,同时原有的需求也有可能会发生改变,这种情况下,软件极有可能对需求作出错误的判断,因此这就需要软件能够时常更新,也能够随时维护。其次,可靠性,换言之,计算机图书管理系统软件应该具有一定的容错度,软件应用过程中还应该具有相应的吞吐量,如果软件不间断进行运转,还应该具备相应的可恢复性等。最后,可用性,这是计算机图书管理系统应该具备最重要的性能需求,软件应该方便用户使用,操作简单,同时还方便理解,最为重要的是软件还应该具备安全访问限制功能等。至于软件性能,主要是指软件运行效率。在对软件系统尽心需求分析时,应该遵循相应的原则:首先,需求分析人员应该对软件功能有所了解。即软件主要用于解决哪些问题,相关人员还应该了解软件业务具体流程,数据加工处理步骤等;其次,有关了解软件功能之后,就需要针对各个具体的功能建立相应的系统模型,同时在深化系统;再次,因为软件对可实现性以及理解性有严格的要求,为了能够实现这一要求,相关人员可以对系统进行有效分解,分解的方式有两种,一种是横向分解,即将系统中的某一个功能,通过横向分解为几个功能;另一种是纵向分解,即将系统某一个功能分解成各个子功能;最后,系统软件中的逻辑视图与物理视图一定要做好区分,所谓逻辑视图主要是指计算机图书管理系统能够实现的所有的功能,这与细节没有任何的关系,物理视图主要是指系统内部设计,其与外部功能并没有任何的联系,其着重解决的是如何做的问题。 2计算机图书管理系统功能与非功能性需求 2.1功能性需求 首先,用户注册由于登陆功能,系统软件应该允许借阅读者或者是购买图书的读者能够进行注册成为会员,会员就可以随时登陆进行各种操作。其次,图书搜索显示介绍:用户根据自己的需求进行相关查询和浏览,查看图书目录,内容介绍,并显示购买价格;再次,图书借阅:用户根据自己的需求选择借阅书籍,并生成还书曰期;购物车查看:查看用户自己放入购物车内想要购买的图书,及在图书订购前杳看是否是自己打算购买的图书。 2.2系统非功能性需求 系统界面的友好性:虽然系统界面的设计与计算机技术没有多大的关系,但是一个好的系统界面具有美观性、易操作性,使用起来能够让人身心愉悦,能够吸引更多人的关注,直观易懂的界面让人使用起来也方便很多;可用性:这个具体表现为系统是否实现了该有的功能,好不好的问题。 3结语 综上所述,可知计算机图书管理系统是一种值得广泛使用的系统,因为此种系统不仅具有基本的功能,还具有一些补充功能,能够使系统更加的稳定可靠。再加之,信息时代,图书管理要求越发严格,传统的管理系统并不能满足需求,因此,计算机管理系统的应用是图书管理事业发展必然的选择。尽管现阶段,该系统的应用范围还不是十分广泛,这正说明其具有一定的市场发展前景。 作者:赵迎春 单位:中国刑警学院图书馆 图书管理系统论文:物联网技术图书管理系统初探 1数据描述 1.1静态数据 图书:图书ID,书名、作者、出版社、索书号、ISBN/ISSN、单价、出版时间,出版社等。管理员:用户名,用户密码,管理权限,姓名。读者:姓名,借书卡卡号,读者类别,性别,部门或班级,所属系部,联系方式。 1.2动态数据 输入数据:查询关键字,读者项记录的修改,查询方式,图书项,新建读者项,新建图书项,鼠标对按钮的点击,借还图书的输入信息等。输出数据:图书借还信息,注销结果信息,查询关键字对应的数据库子集,,操作成功或失败的消息,统计信息。 2数据库 系统数据库采用SQLServer数据库软件。数据库概念结构分析图书实体的E-R图(图1)。读者实体的E-R图(图2)。数据库逻辑结构分析图书信息表图书信息表是用来记录图书各种字段信息的表,由条码号、书名、ISBN号、作者和单价等。其中条码号为主键(表1)。读者信息表读者信息表记录的是读者的个人信息,包含读者证号、姓名、年龄、性别、联系电话、邮箱、可借书数、已借书数、罚款。其中读者编号是主键(表2)。 3系统构成 3.1软件构成 通过对图书管理系统需求进行的需求分析,图书管理系统主要功能包括:图书管理、借还管理、读者管理、查询管理、系统设置、超期通知、智能标签转换、盘点、智能监测、自助借还、查询和个人信息修改等。对不同的用户角色开通不同的模块和权限。超级用户拥有最高权限,开放系统设置模块;系统管理员开通读者管理、图书管理、借还管理、查询管理、超期通知、智能标签转换、盘点、智能监测模块;读者开通自助借还、查询和个人信息修改模块。 3.2硬件构成 3.2.1计算机主机网络设备包括应用系统和数据库系统,全部存放于服务器端。回传对应书本的RFID标签数据可以通过有线网络或无线网络的方式来实现。可以在各个书库内布设AP,以实现手持设备和智能书车的信号接入,无线AP通过有线网络接入优秀交换设备。3.2.2RFID相关设备RFID标签有多种类型,包括层标、图书RFID标签、架标等类型,在使用过程中还需要配置标签打印设备。一般图书的RFID标签,应从成本、寿命、读写性能等多方面来考虑,图书馆中采用13.56MHz的RFID标签比较合适。3.2.3标签转换站采用B/S结构的标签转换站,实现对标签的转换。之所以采用B/S结构,目的是为了降低图书馆技术人员对设备的后期维护。任何一台装有标签转换装置的计算机,都可以实现对标签的转换。3.2.4自助借还机在物联网技术应用于图书馆之前,图书的借还主要是通过扫描仪扫描书本的条形码实现。当RFID技术应用于图书馆之后,借还的整个过程不再需要人员的干预,而且RFID自助借还机可以实现一次借还多本图书,相较于人工的逐个扫描,大大加快了图书的借还效率,减少了人工操作的失误。3.2.5自动盘点设备利用条形码技术对图书进行盘点,实现起来非常困难,且效率低下。当便携式RFID阅读器运用于图书盘点之后,可以无接触读取图书信息,检查库存或进行各种文献查找,速度快且准确,寻找错架图书的工作变得简单。 4系统的实现 图书管理系统软件采用B/S结构。Web检索系统将系统的馆藏书目数据和读者外借数据以web方式,实现上网查询、图书借阅及续借、读者自助借还情况查询。登录模块未登录的用户只能访问到图书馆简介性内容,其他内容不对匿名用户公开,因此需要用户进行登录认证。用户进入到登录页面后,输入用户名和密码,选择用户类型后进行登录。系统会自动查找数据库,核对登录信息,通过后,进入到对应的登录页面,分配不同的权限。管理员进入到管理员的登录页面,读者进入到读者的登录页面。可以说,登录其实是系统对用户身份进行验证的过程。读者模块读者登录后会进入到读者页面,进入读者页面后可以进行查询、图书预约、预约取消、图书续借、个人信息维护、在线留言等操作。查询模块个人借阅情况查询在个人借阅情况查询中,读者可以查看到个人信息和图书借阅情况,在借阅情况中可以查看到全部未归还书籍以及应该归还的日期。图书查询读者可以在图书查询页面进行图书查询,在图书查询中分为普通检索和高级检索,在普通检索中读者可以选择检索途径、语言种类、时间范围、排序选项等信息来进行查询进行图书的查询,系统自动从数据库中选择满足条件的图书供读者查看。 5系统测试 5.1登录页面的测试 输入正确的用户名和密码进行登录,查看登录是否正常。输入各种错误的数据,如正确的用户名,空密码等进行登录,检查系统是否做出正确的提示。系统在遇到各种不同的登录时,是否能做出合理的处理和提示。 5.2读者管理模块测试 读者模块各功能窗口的测试和其它模块测试一样,先是测试模块在正常使用数据输入的情况下,功能是否正常。其次是,在各种不同数据输入和操作流程中,查看系统是否能做出合理的正确的处理。 5.3图书盘点模块的测试 在图书盘点模块的测试中,系统能对采集到的数据与数据库中的数据进行比较,达到盘点的目的。在此项功能的测试中,由于各种原因的限制,系统并未进行大规模的采集数据,仅进行了试运行,测试结果表明此项功能基本能达到要求。 6结束语 物联网技术与图书管理系统相结合,有效的解决了图书馆在管理过程中出现的借还书难、图书失窃、无法快速准确盘点图书等问题,提升了图书馆的服务和管理水平,在未来必将受到越来越多的图书馆青睐和应用。 作者:刘秀峰 单位:广东理工学院 图书管理系统论文:图书管理系统的设计方案解析 1图书管理系统总体设计方案 总体任务是实现图书信息系统化、规范化以及用户使用自动化。本系统需要完成的主要功能有:图书借还管理、图书管理、读者管理和系统维护管理。系统功能设计最终必须转换成详细设计,要充分了解用户各个方面的需求,进行需求分析,得出数据字典。设计出满足系统需求的各种实体,对读者信息实体的描述,对读者以及属性信息的定义;画出用户信息实体E一R图,对用户信息以及属性的描述;画出借阅信息实体E一R图,描述借阅信息实体,刻画各实体间的关系。系统数据流图描述了图书管理系统的输入输出,用数据流把这些加工连接起来,进行书籍的分类及书籍信息的处理。根据读者类别表,读者信息表获得读者信息,读者可以查询借还书信息,借阅情况等。系统详细设计包括登录模块,图书管理模块,读者管理模块,图书借还管理模块和系统维护管理模块的功能,输入输出流以及流程设计。登录模块主要是验证用户身份,要画出图书登录界面的流程图,判断是否为合法用户;图书管理模块包括图书入库处理子模块,主要描述了图书入库处理子模块。图书查询子模块查询图书信息;读者管理模块包括读者登记子模块,登记读者的一些信息。还包括读者查找子模块,列出读者所借书籍信息;图书借还管理模块包含借书模块,实现借书功能,还有还书模块,实现还书功能;系统维护管理模块,要画出系统维护管理模块的流程图,实现系统用户与普通用户的设置。数据库设计。我们使用为Access2003数据库系统。为图书数据管理系统数据库命名为T1,设计图书信息表,表名为book。设计读者信息表,表名为user,读者级别信息表,表名为rl,设计系统用户信息表,表名为ADoper,设计借阅信息表,表名为b1。 2图书管理系统检索算法 这是整个图书管理系统中的重要环节,利用计算机技术,高效的检索算法能够提高图书管理系统的性能。随着图书的类别与数量的增加,我们会发现其检索成为系统性能的障碍,针对图书管理系统的检索模块,能设计出一种高效的图书检索算法。即基于类别、日期和类别日期的索引表。图书类别和图书日期索引表为二级索引,图书类别索引表和图书日期索引表。随着因特网的发展,网络里已经呈现出海量数据,在这种情况下,如何加强数据检索成了业界关心的问题。数据挖掘以一种全新的理念整合了多种学科技术,从而更加有效的提高检索的效率。在我们这个系统中,它主要是通过统计出读者近期所借阅的书籍,然后进行相关运算,得出读者借阅书籍的类别,年份等信息,接下来再将这些信息加以扩展,设置缓存,利用相关算法统计,直到重新收集数据进行统计分析。基于数据挖掘的索引表采用分块处理的机制,具体算法包括建立类别日期索引表,检查无误后进行了初始化缓存,放入相关借阅的书籍,然后使读者能够进行正确查询,用数据挖掘技术,经过相关运算后放到读者偏好的书籍,采用LRU算法,数据挖掘技术与索引表的结合,对书籍进行聚类分析,可以加速检索的速度,并推测读者未来可能借阅的书籍,充分发挥数据检索的优势,把这些书籍提前放到缓存中去。 3图书管理系统各模块的实现与测试 用户登录模块的实现。用户登录窗口是用户和管理员进入系统信道,用户登录窗口起到了保护系统的作用,本系统的最大登录次数设置为三次,密码不正确则系统会出现信息提示。若输入的用户名与密码正确,方可进行系统界面。主窗口及菜单的实现。这个部分要求设计界面好看,实用。主窗口是管理系统的重要部分,用户通过登录接口进入的就是主窗口,并在这里实现系统各功能。菜单栏下面的工具栏有四个快捷图示。图书管理模块的实现。实现了图书信息的添加、修改和删除,系统管理员可以添加新的图书信息,对某图书信息进行修改,为图书信息删除等对图书信息进行编辑。对图书管理系统检索功能做性能分析,将把图书类别作为聚类对象,检索方式主要有直接进行检索,建立类别和日期索引,进行检索,在索引表中引入数据挖掘技术检索。读者管理模块的实现。其窗体与图书入库处理的窗体类似,但所有的数据项都不能为空,查找方式采用的是多条件查找和模糊查找。另外,还有图书借还管理的实现、系统维护管理的实现,最后进行系统测试,结果标明检索时间、可靠性达到需求分析指标。 作者:赵淮羚 单位:吉林省伊通满族自治县老干部局 图书管理系统论文:物联网技术的图书管理系统 1系统设计目标 基于物联网技术的质量追溯系统是建立在企业制造执行系统UniMaxMES(ManufacturingExecu-tionSystem)平台上,通过采用激光喷码结合条形码实现主关键件加工过程数据采集。在UniMaxMES系统中完成生产计划与现有计划的集成,根据下达计划安排生产,将生产过程及质量相关数据进行实时记录,零件的加工过程状态清晰透明。系统基于生产过程中的质量数据记录进行分析,可追溯零件查明所涉及的人、机、料、法、环等环节的质量问题,从而做出合理的质量预防和处理方案,减少或避免类似质量问题的出现。该系统的总体实施目标见表1。在实施过程中充分考虑信息共享,将现有罗拉计划管理系统SAP无缝集成至UniMaxMES系统中,计划人员可以直接应用集成的SAP计划,也可手工导出集成的计划进行修改,再更新集成后的计划作为实际生产计划。计划人员也可手工创建生产计划,灵活安排生产。所有工序加工完成即可报工返回至现有SAP中,从而避免信息孤岛。 2系统主要功能模块 该系统包括生产计划、生产执行、质量管理、质量追溯等模块,总体架构见图1。以下以公司主关键件罗拉为代表进行阐述。 2.1生产计划管理模块车间的生产计划来源于SAP的用户订单计划和发运计划。根据SAP计划,计划人员根据实际生产情况下达实际生产计划。根据业务需求,计划模块包括如下功能。1)统筹生产计划,实现生产计划可控可追溯。2)实现与外部系统SAP主生产计划同步,提供生产计划的导入功能。3)提供生产计划的实时查询、导出Excel文件功能。4)通过与外部生产系统的信息集成,实现计划调整和车间执行情况的快速查询。 2.2生产执行模块根据实际加工情况,将一个计划分成若干批次,一个批次包含120根罗拉,在生产执行中一个批次在一个工作地始终有一张条形码工序流转卡对应,流转卡用于实时记录加工信息,一个班组或一个工作地加工完毕,根据流转卡信息结合扫描枪基于信息录入Web界面快速采集加工信息。罗拉加工工艺路线需要经过4个工作地:来料加工、抛光、电镀、组装加工及装箱。在每个工作地布置信息采集点,实现生产信息实时采集。根据罗拉材质及加工工艺的特殊性,罗拉将在工序“磨成型”后进行激光喷码,每一根罗拉将生成一个唯一编码,成为终身标识。在激光喷码后,可对每一根罗拉进行加工者、质量等信息收集,为后期质量追溯提供数据依据。所有工序加工完毕,在装箱发运前与SAP工单绑定,使生产中的实际罗拉与SAP计划相关联。 2.3质量管理模块质量管理模块主要是为分析加工过程中人机料法环提供数据信息,为决策层提供科学解决方案的依据。数据来源是首检、自检、互检、巡检、专检(百检)环节,加工者与检验员通过WEB页面将数据录入到系统中,主要功能如下。1)基础数据维护。检验类型、各工序检验项、返修、报废等数据的定义与维护。2)数据录入。包括各工序检验项、人员、物料名称、报废数量等信息录入。3)信息查询。可输入加工者名字、工号、批次号、工单号、检验类型、机床号、加工时间段等进行质量信息查询。4)报表统计。支持时间段(日、周、月、年)、工作地、班组、加工者、机床信息(见图2)。 2.4质量追溯模块若在用户安装现场发现罗拉存在质量问题,可通过互联网,在Web页面输入激光喷码在罗拉上生成的产品序列号,追溯罗拉的加工工序和对应的加工者。结合质量模块检测记录,分析质量问题发生原因,从而预防、减少类似问题的发生。 3结束语 物联网激光标识技术在产品制造过程质量追溯中的应用,实现了与企业现有管理系统无缝集成,使销售、设计、工艺、生产制造深度融合,实现了现代企业对自身产品生产、包装、物流、销售等环节的精细化管理要求,为企业决策提供即时的数据分析,大幅提升了企业全方位的管控能力及市场综合竞争力。 作者:李彦辉 白连科 单位:经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司 图书管理系统论文:科技图书管理系统的应用 1科技图书管理系统的作用 科技图书管理带给我们的是全新的管理理念和现代管理技术,可以在不同的情况下满足用户的不同需求,而且信息筛选快速、准确,虽然服务的对象没有综合性图书馆那么广泛、复杂,但所面对的读者仍是一个较复杂的群体,之所以利用这个系统软件,是因为它可以提高图书管理的工作效率,同时保证了图书管理的服务质量。 2完善定期宣传提升服务质量 可以根据馆藏资源和文化前言动态,及时向读者宣传本图书馆的藏书,并可帮助读者对科技文化、科研的动态、进展有所了解,将图书馆群体意识逐渐完善,以此充分发挥读者的积极性,努力实现图书馆服务的多元化,积极的给读者进行介绍,增加读者借阅的选择性,强化图书馆的多样性管理模式,不断提升图书馆整体的服务质量。 3实现图书管理的责任感、使命感 图书管理员的工作是将图书馆内的文献信息资源实现利用的最大化,满足不同图书阅读者的需求,突出图书管理工作的服务性,培养良好的道德素质修养,才能够为读者提供个性化的图书服务,在图书管理工作中要全身心的投入到图书管理工作实践当中去,全面了解和把握图书的搜集和整理工作,以强烈的责任感、使命感,来保证实现图书管理的信息传递、宣传领域的工作积极效应的实现,保证图书馆工作的质量和效益。 4结束语 科技图书管理通过与信息技术相结合,充分利用zixing图书管理系统软件,系统操作方便,界面友好,具有高效的查询与借阅能力,数据运行安全可靠,为其提供便利,为图书管理提供更多的信息,极大的提高了图书管理人员的工作效率,总之,图书管理应与时俱进,不断进行探索,在服务理念等各方面贴近读者需要,为读者着想,提高图书管理的实效,使图书管理更科学、更有效,更好地为读者服务。 作者:孙东颖 单位:中国地震局第一监测中心 图书管理系统论文:网络框架下图书管理系统的设计 为了减轻图书管理员的工作量,为用户提供一个快捷、准确的使用环境,实现对所有图书进行准确、轻松的管理,本文根据软件工程的思想,设计一套新型的图书信息化管理系统软件,使用信息化技术图书馆的图书资料信息进行分类管理,实现快速查找、大存储量、高可靠性、高保密性、长寿命等功能,极大地提高图书资料管理的效率[2-3]。 一、软件工程 1软件工程简介 软件工程属于工程类的学科,主要侧重于实践应用,即是将软件工程理论和知识应用于实际的软件设计开发中。软件工程的主要目的是设计出高质量的软件系统,它借鉴了数学建模、计算机科学、管理科学和传统工程科学等多个学科的知识,利用工程科学设计范型、评估成本、权衡风险,应用数学建模和计算机科学构造软件系统的模型及算法,使用管理科学制定计划、分配资源、管理质量、控制成本。 2软件工程的组成 一般来说,软件工程分为三大部分,即软件工程包含下列三大过程[5]:1)项目开发过程,是指系统开发人员设计并开发软件的过程,主要包括客户需求分析、软件系统设计、编码、系统测试等几大内容,类比于传统机械加工中产品在车间的生产过程;2)项目管理过程,是指项目负责人或产品经理在开发过程初期对软件开发过程的规划,并在开发过程中控制开发进度的过程,类比于传统机械加工中对车间加工过程的管理过程;3)项目改进过程,即是对上述项目开发过程和项目管理过程的管理和改进,包括对开发过程和项目管理过程的定义与改进,保证高质量产品的生产过程。可以说,软件工程包含的三大过程构成了一个系统工程,成为软件行业的必备基础。但在现今的软件项目中,项目开发过程往往受到大家更多的关注,而项目管理过程和项目改进过程经常得到忽视,根据实践经验,其实后面两个过程十分重要,在某些时候其重要性甚至超过项目开发过程。随着市场需求的变化,对软件产品的要求也不断发展,软件规模越来越庞大,软件开发也会逐步由个人作坊式开发向工厂流水线化变化,整个软件项目的开发过程也逐渐向传统的机械加工行业的生成过程进化,产品内容、产品质量、生产时间、生产成本等都成为项目管理的工作内容,软件工程逐步向规范化、工程化、工艺化、机械化发展。 3软件工程的开发方法 结构化开发方法由Yourdon和Constantine提出,也被称为面向数据流的开发方法。结构化开发方法是80年代使用最广泛的软件开发方法,它首先用对软件的需求利用结构化分析法进行需求分析,然后利用结构化设计方法对整个软件进行总体设计,最后利用结构化编程方法实现系统。它给出的变换型和事务型两类典型的软件结构,使得软件开发的成功率大大提高。面向数据结构的开发方法是把问题分解为可由三种基本结构形式表示的各部分的层次结构,最典型的代表即Jackson方法。三种基本的结构形式包括顺序、选择和重复,这三种基本数据结构可以进行任意组合,最终形成各种形式的复杂结构体系。该方法从系统的输入、输出数据结构入手,得到整个程序框架结构,再补充细节,最终得到完整的程序结构图。该方法对输入、输出数据结构明确的中小型系统特别有效。面向对象和分布式、并行组成了当前计算机业界最流行术语,面向对象开发方法位于当今计算机业主导地位。面向对象技术是一次软件开发技术的革命,在软件开发史上具有里程碑的意义。该方法包括面向对象编程、面向对象设计和面向对象分析三个步骤,采用了自底向上归纳与自顶向下分解的相结合方法,以对象为开发基础,不仅考虑了输入、输出数据结构,同时也包含了所有对象的数据结构。该方法通过对象模型的建立,实现基于用户的需求,同时大大改善系统的可维护性。 二、图书管理系统的分析与设计 1系统管理需求 系统需求分析是系统开发的基础,它将客户的需求抽象为模型,为软件系统的开发打下基础。本文中需要实现图书馆管理系统主要针面对普通读者借阅和管理员管理两部分:1)普通读者:可以登录系统时不需要输入用户名和密码,可直接查阅图书信息,也可以通过书名、作者、出版社、ISBN编号等多个选项进行查询,了解所需借阅图书的在库情况,但普通读者无权修改库中的数据信息。2)管理员:登陆时需要输入管理员密码,以此保证图书管理系统的安全,管理员拥有对图书信息库数据库进行操作的权限,系统应该为管理员提供了较完善的数据库维护功能,可以是管理员方便的进行图书管理,包括新书入库、图书借还、修改图书信息、图书信息管理等。通过这些功能,管理员可以对图书馆中所有图书以及图书借阅情况进行统一管理。另外,为了保证整个系统的安全保密性,系统还为管理员提供了修改密码的权利,这样是的整个系统的安全保密性得到提高。 2系统模块设计 本系统主要实现对图书信息及其借阅情况的管理,根据上述系统管理需求进行分析,本系统大体分为以下几个模块:登陆模块、管理模块、维护模块和设置模块。系统功能模块图如图1所示。 3系统数据库设计 本系统采用微软公司的.NET开发,开发语言选择C#。C#是集合了JAVA、VB等多种高级编程语言的优点的完全面向对象的编程语言。C#语法优雅,代码较健壮,结合VisualStudio集成开发环境,使得调试过程较为简单。.NET平台包含了微软最新的数据库技术——LINQ(LanguageIntegratedQuery)。LINQ是一组技术的总称,使用LINQ的查询语法,可以让开发者便捷的对数据源执行复杂的操作,和传统的SQL语句相比,LINQ查询语法在语义或性能上没有区别,但比用SQL语句编写的等效表达式更易读。从安全保密性角度考虑,远程数据库比本地数据库更能够保证数据的安全,且便于集中管理,存储的数据也较多。本系统设计为三层构架,客户端通过服务器的WebService服务访问数据库,不与数据库直接通讯,服务器提供WebService服务作为数据交换中心,提供数据的存储、查询、维护等功能接口。采用三层构架的设计可以保证访问数据库过程的安全性,所有访问数据库的代码都运行在服务器端,客户端只是通过服务器端的程序访问数据,使得客户端无法对数据库进行非法操作。 三、结论 本系统利用信息化技术,将传统图书馆手工管理方式利用软件实现,将各种图书管理操作集为一体,减轻了图书馆管理人员的工作量,有效的提高了工作效率,增强了管理工作的安全保密性,并利用软件工程的思想,在分析需求的基础上,设计了功能模块,并利用微软最新的LINQ技术设计系统数据库。本系统为图书馆实现现代化的管理奠定了一定的基础。(本文作者:张伟单位:常熟市中医院) 图书管理系统论文:图书管理系统安全稳定性研究 SQL(结构化查询语言)是世界上最流行的和标准化的数据库语言。Mysql可以说是目前最为流行的开源数据库管理系统软件,是一个真正的多用户、多线程SQL数据库服务器。Mysql开放源码,快捷灵活、稳定和容易使用等优点决定了其在中小型管理系统应用的优势。本文以基于Mysql网络数据库的图书管理系统为例,从安全稳定性要求和采取的安全策略等方面进行分析研究。 1Mysql在信息管理系统的应用与优势 1.1Mysql的基本特性与应用 Mysql与其他大型数据库Oracle、DB2、SQLServer等相比,有自身的不足之处,但是没有影响到Mysql在信息管理系统的应用。在个人或者是中小型的企业,Mysql发挥了自身的优势与作用。Mysql开放源码,具有快捷灵活、稳定和容易使用等优点,并有效的提供了PHP、C,C++,JAVA和HTML等主流前端开发软件的API接口。支持多种操作系统包括Windows、Linux、Solaris、MasOS等。目前,搭建动态网站或者服务器的开源软件组合有典型的网络架构LAMP,极大地方便了开发者。Mysql应用非常广泛,Google、facebook、等使用Mysql作为网络数据库。 1.2Mysql应用于图书管理系统的优势 Mysql应用于图书管理系统的优势主要分为三个方面,一是免费开源优势,如果再使用linux操作系统,可以减少购买操作系统和数据库的开销。二是多种平台支持的优势,Mysql可以与多个平台进行有效的连接,实现信息资源的共享。三是中小型数据库灵活稳定的优势,在设计Mysql程序的时候,加入了SQL中没有的一些补充条件,更加的适用于在中小型数据库中使用。图书管理系统通常要保存用户信息、图书信息和借阅信息,以及建立相关的书籍查询等,数据仓库并不是很庞大,因此,使用Mysql来管理数据非常合适。 2基于Mysql的图书管理系统安全稳定性分析 高校图书管理系统是基于互联网的网络数据库,通常采用B/S的体系结构,因此,在浏览器层、Web服务器层、数据库服务器层都会存在安全性要求,以及在操作系统、网络技术等方面的安全问题。只有控制好图书管理系统的安全问题,才能保证信息资源的有效共享。基于网络数据库的图书管理系统的安全稳定性具有以下几个特点:(1)较高的稳定性,包括操作系统的稳定性和数据库系统的稳定性,要保持Mysql数据库的正常运行轨迹。(2)数据的保密性能,对客户信息、访问浏览量、客户端等进行有效的保密。(3)运行的速度很快,包括浏览器端、数据库服务器端的访问速度,以保证数据信息在查找、修改等方面的快速反应。(4)数据的备份与数据的恢复功能。数据库服务器中,包括图书信息、借阅图书记录、客户账号等在内的相关数据的安全问题,是保证图书管理系统正常运转的重要因素。要采取严格的防范措施,同时,当发生数据故障的时候,要在最短的时间内恢复数据与系统。 3基于Mysql的图书管理系统安全稳定性策略 图书管理系统通常采用三层B/S结构模式,即用户层、Wed服务器层和数据库层。图书管理系统要注意提高数据库安全、操作系统安全和网络安全技术等方面的安全策略。 3.1优化数据库设计 比如,在遵循关系模式规范化的基础上,优化表设计适当增加中间表或增加冗余字段以减少连接查询所花的时间,优化JOIN操作和子查询尽量使用全连接避免产生中间表,尽量避免LIKE关键字和通配符进行查询。另外,还可以修改my.ini文件,对相关参数如sort_buffer_size、read_buffer_size、query_cache_size、max_connections等,设置合适的缓冲区大小和MySQL允许的最大连接进程数,以优化服务器提高系统性能,提高保证图书信息资源查询效率。 3.2数据容灾与备份机制 要定期地进行数据备份,保护图书书目数据、流通数据、客户信息等。定期的进行数据库的重组工作,增强数据库的使用性能。用好MYSQL的容灾与备份机制,比如:建立主从数据库集群,采用MySQL复制;制定数据库备份/恢复计划;启动数据库服务器的二进制变更日志;定期检查数据表;定期对备份文件进行备份;把MySQL的数据目录和备份文件分别放到两个不同的驱动器中,等等。 3.3帐户安全策略 可以从账户安全检查、系统内部安全措施、哈希加密等方面着手进行。比如,检查用户表mysql.user是否有匿名空账号(user=‘’),如有应将其删除。使用哈希加密帐户密码。加强客户的登录认证,尤其是服务器主机的登录认证。在主数据库创建从数据库操作所用的用户,并指定使用SLL认证等等。 3.4网络安全和操作系统安全策略 在网络安全策略方面,利用NAT技术,有效的防止发生来自网络外部的攻击现象,将局域网络内部的计算机系统进行隐蔽。正确设置计算机操作系统,确保客户使用真实身份,登录具有合法性。此外,还可以设置系统的实时监控,优化网络防火墙、文件加密以及杀毒软件技术的升级,等等。 4结语 综上所述,要确保基于Mysql在图书馆管理系统的安全稳定性能,要考虑很多种因素的影响,在数据库设计、数据库服务器、数据容灾与备份、帐户安全,以及计算机网络、操作系统等方面进行优化配置。图书管理系统的安全与稳定性能保证了信息数据的安全、稳定性与高效,保证了客户在不同的时间、地点、平台中有效的使用图书馆的资源信息共享。 作者:石坤泉 单位:广州番禺职业技术学院信息工程学院 图书管理系统论文:图书管理系统分析 1系统分析 本软件主要用于图书的采集、盘点操作。用户可以用本软件来为自己采集图书、盘点图书。也可以为其他客户进行代采。本软件的优点是适应性广、功能全面、存储容量大、数据保障性高、高效率、技术性高、一号多书处理、兼容多种数据源、支持多用户采集、适用性强、采书盘点数据格式通用、数据交换简单。 2系统总体设计 2.1硬件、软件支持 硬件平台是指开发与运行本系统时所需要的硬件环境,主要包括计算机机型和硬件配置。由于本系统只配备有PII处理器、64M内存、10G硬的普通微机即可顺利运行。该软件是在WINDOWS操作系统下以uBase/Linux系统为平台并使用uToolsTM2为开发工具所开发出来的软件,所以有简捷的WINDOWS界面操作风格,完善的功能流程设置,操作直观、方便。 2.2采集器内部结构和工作原理 平板式扫描枪一般由光源、光学透镜、扫描模组、模拟数字转换电路加塑料外壳构成。它利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号,再将电信号通过模拟数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。本软件是通过数据采集器对图书的现行条码和ISBN号进行量化采集,然后通过数据交换把采集到的信息通过数据线导到PC端软件,然后通过软件对用户的图书种类和需求进行分类,实现智能化和自动化的目的。 2.3软件模块结构设计 通过使系统调研与分析,系统主要应完成的功能如下:书库数据管理、订书数据管理、盘点数据管理、数据交换。图书管理系统包含书库的导入、导出、订书数据管理、盘点数据管理等功能。该系统执行时,先导入书库数据,然后根据输入的数据选择执行路径,购入图书进行登记,编用调用图书采编功能,导入、导出调用功能查询调用查询功能。 3图书信息管理软件详细设计 3.1图书管理系统启动界面本系统设计原则:界面美观大方、操作方便灵活;依据用户的需求设计界面;界面对用户操作有引导功能,并提供一些帮助功能。 3.2书库数据管理书库数据管理的功能是将书库数据与软件进行传输,图书数据就是在这里导入软件的,其主要分为导入书库数据、导出书库数据、书库信息显示、书库数据查找、书库数据清空和书库统计信息6部分组成。 3.3订书数据管理:导入订书数据、从采集器导入订书数据 3.4系统配置:库存代码设定、导出字段设定、DBF字段设定、交换数据 4结论 图书管理系统和射频识别技术有效结合为企业日常管理提供了重要的保障和安全。本系统利用射频识别的相关知识,主要实现了图书管理、数据库管理、书库管理等。该系统针对书店、图书馆的图书管理设计了一系列图书管理和图书采购管理功能。此软件有效解决了图书重复采购、书库盘点困难的难题。让“轻松采购、快速盘点”成为可能。 作者:徐化冰 单位:渤海船舶职业学院动力工程系 图书管理系统论文:图书管理系统设计与实现 摘要 根据图书管理的实际需求,本文给出了图书管理系统的需求分析以及程序设计的全过程。利用Access设计后台数据库;采用VB设计了客户机的应用程序界面。设计并实现了登陆、基本信息管理、图书信息管理和用户管理等功能模块。该系统的应用在一定程度上规范了对图书的管理,有效提高图书管理的效率及服务质量。 0 引言 随着社会信息量的与日俱增,作为信息存储的主要媒体之一图书[1],数量、规模比以往任何时候都大的多,高效的管理庞大的图书体系是非常必要的[2]。为了能让管理员从繁重的工作中解脱出来,使管理员在使用一个软件以后能极其容易地对所有图书进行管理,并且准确无误,轻松自如。设计一个图书管理系统软件是当务之急,也是本论文的重要意义和研究宗旨。 1 图书管理系统分析与设计 系统分析作为系统开发的基础,它是一个将客户的需求从具体到抽象的过程,为后续环节的设计与开发指明方向[3]。 图书管理系统主要实现对图书的系统化管理,大体有以下几个功能模块:登陆模块、基本信息管理模块、图书信息管理模块和系统管理模块。 系统功能模块图如图1所示: 图1 系统功能模块图 Fig. 1Block diagram of system function 1.1 登陆模块 出于对系统安全性考虑,实现权限等级管理[4]。系统管理员、老师和学生拥有不同的权限,在进入系统时需要通过用户 名来进行权限判断,登陆后可进行不同的操作。 进入系统后,首先看到登陆窗体,对用户的身份进行认证,身份认证可以分为以下两个过程: ⑴ 确认用户是否为有效的系统用户。 ⑵ 确认用户的类型。 第一个过程决定用户能否进入系统,第二个过程根据用户的类型决定用户的操作权限。 如果是学生或老师登录,不能对各种参数进行修改,否则用Admin用户登陆,如果还要创建其他用户,可以在用户管理模块中进行创建和管理,在创建用户时,需要输入要创建的用户名和密码,Admin用户还可以修改和删除其他普通用户数据。 用户列表及其权限如表1所示: 1.2 基本信息管理模块 该模块包括读者信息管理、图书分类信息管理和出版社信息管理等三大部分。图书管理员可在系统提示下对这几部分中的信息进行修改、添加、删除等操作。 1.2.1 读者信息管理 读者信息管理模块的主要功能是对读者的信息进行管理,可以对该信息进行添加、删除、修改和查询等操作。读者信息包括读者姓名、读者学号、所属学院和读者专业。当程序运行时,显示读者的详细信息。 1.2.2 图书分类信息管理 图书分类信息管理模块的主要功能是对图书的分类信息进行管理,可以对该信息进行添加、删除和修改等操作。图书分类有一级分类和二级分类,当程序运行时,显示图书一级分类名称,点击某一一级分类名称时,将显示此一级分类名称下的二级分类名称,如果此时要对一级分类名称进行修改,可直接进行,但此时的二级分类名称处于不可更改状态,如果要对其进行修改,须先选中二级分类名称单选按钮。 1.2.3 出版社信息管理 出版社信息管理模块的主要功能是对图书出版社的信息进行管理,可以对该信息进行添加、删除和修改等操作。当程序进行时,显示所有的出版社名称信息,当用户选择一条记录时,将在右侧的文本框中显示用户选中的出版社名称,则此时可以对其进行添加、删除和修改。 1.3 图书信息管理模块 图书信息管理模块包括图书入馆管理、图书借阅管理和图书归还管理三大部分。 1.3.1 图书入馆管理 图书入馆管理模块的主要功能是对入馆图书进行管理,当系统运行时,显示所有入馆图书的详细信息,如果入馆图书的状态显示为“入馆”,则表明该图书已经进行了入馆确认,不能再对其进行修改或删除,如果入馆图书的状态显示为“创建”,则表明该图书还未进行了入馆确认,还可对其信息进行修改或删除,若对该图书信息进行了确认,则可点击入馆审核按钮对其进行入馆确认,使其变为不可更改状态。 由于入馆图书较多,如果要查看某一入馆图书的详细信息,可通过DataCombo下拉菜单选择所要查看的图书分类名称,即可显示用户所要查看的详细信息。 1.3.2 图书借阅信息管理 借阅信息管理模块的主要功能是对图书的借阅信息进行管理,当系统运行时,显示所有图书的借阅信息,可以对图书借阅信息进行修改和删除等操作。 1.3.3 图书归还信息管理 图书归还信息管理模块的主要功能是对图书的归还信息进行管理,当系统运行时,显示所有图书的归还信息,可以对图书归还信息进行修改和删除等操作。 1.4 系统管理模块 系统管理模块包括用户管理和修改密码两大部分。 1.4.1 用户管理 用户管理模块的主要功能是实现对普通用户进行添加、删除和修改操作。当系统运行时,显示用户名列表,当管理员选中某一用户时,可显示该用户的用户名及用户类型。 1.4.2 修改密码 修改密码模块有两个功能:一、管理员通过调用此模块添加、删除或修改用户;二、普通用户通过此模块修改自己的登录密码。 2 数据库设计 数据库是图书管理的基础[5],在图书管理系统中占有非常重要的地位。数据结构的好坏将直接对应用系统的效率及实现的效果产生影响。 2.1 数据库表 本数据库中包含7个表,即借阅信息表Borrow、借阅明细表BorrowList、出版社信息表Publisher、入馆信息表StoreIn、读者信息表Reader、图书分类信息表Types和用户信息表Users。下面以借阅信息表为例介绍这些表的结构: 借阅信息表Borrow:主要用来保存图书的借阅信息,结构如表2所示: 2.2 系统变量 系统中定义了与数据库操作相关的变量,内容如下: IsConnect是私有布尔型变量,它的作用是标记数据库是否连接,如果IsConnect=True,则表明数据库已经连接,否则表示数据库没有连接。在连接数据库之前,需要对IsConnect变量进行判断,从而决定是否需要执行连接操作。IsConnect变量的值在Connect()函数中设置。 Connect_Num是私有整型变量。 变量cnn是连接数据库的Connection对象,变量rs是保存结果集的Recordset对象。 图书管理系统论文:图书管理系统的设计与实现 摘要:随着高校人数不断增多,加之管理信息化的冲击,传统的图书管理系统已经无法满足时代所需,为图书管理系统设计和实现提出新任务与新要求。本文依据图书的管理所需,探究图书管理系统设计和实现。 关键词:设计 图书管理系统 实现 1.前言 21世纪是一个信息时代,图书作为信息的载体,依然是人们获取知识的重要途径之一,图书馆的运作情况直接关系着传播知识的速度。因此,探究管理系统设计和实现具有实际意义。 2.管理系统设计分析 2.1需求分析 对于软件工作而言,需求分析属于关键过程。而图书管理系统中必须要实现信息管理、借阅管理以及后台支撑管理等各种重要的管理系统功能。如果从使用系统的对象来看,可以划分成系统管理员、图书管理员以及借阅者几个部分。 其一,如果从借阅者的角度来看,图书管理系统应该具备几个方面功能,即为查询图书的参数情况,借阅者借阅历史记录,修改借阅者个人信息,比如联系方式,登录密码等等,同时还要对他们的权限进行适当扩展,应该具有预定图书以及读者留言之功能。因此,其主要功能有图书信息检索,查询借阅历史,修改个人信息,预定图书,信息反馈等。 其二,从图书管理者角度来看,图书管理人员要具备的功能需求为录入,查询,编辑读者的基本信息,主要包含读者的姓名、编号、性别以及单位等;还包含输入,查询,编辑书籍的信息,其中包含了名称,编号以及类别等。以及借书和还书的信息输入。 其三,从管理系统的人员角度来看,包含了怎样使用该管理系统,如借阅者、管理人员的管理和维护,还要能够查看与维护系统等,主要包含了业务模块、数据维护模块、查询模块等。 2.2技术性要求 因为使用图书管理系统的场所较为特殊,开发者一定要关注系统的性能,以及使用后用户的体验情况,保障新开发系统能够满足计算机发展所需,因此技术性必须要满足如下要求。 其一,系统工作具备连续性;其二,系统要能够并行处理,以及快速响应的能力;其三,具备极强处理数据能力;其四,信息共享;其五,具备友好的人机界面。 2.3数据库设计 系统中数据库主要是用来管理与存储大量数据信息,这些信息不是孤立的,属于系统中一部分,程序终端就能够从数据库里得到关键数据信息。而项目开发功能和数据库紧密相连,对业务工作存档有较大影响,所以系统应该考虑实况来规划管理,就需要在选择数据库上下功夫。如今比较常用数据库有Access、Oracle、Sybase以及SQL Server几种数据库。 第一,E-R图。数据库中的E-R图又叫实体-联系图,通过这种图实现现实环境中概念模型,因为这种图也叫E-R模型,并且该模型是设计开发中较为常用的工具,该模型包含了三个基本概念,实体集、联系集以及属性,这种模型具备简便性和清晰性。比如用户信息的实体图,就包含了用户名、编号、密码以及权限、状态几个属性。 第二,数据库表结构的设计。数据库中表结构也较多,本文列举一些主要表结构: 用户表(tb_user),该表主要是用来存储于管理系统的用户数据,包含了用户的编号、密码、用户名以及权限与状态,其中最为关键是用户编号,其值属于自增类型。 图书分类表(tb_book_style),该表主要是存储于管理图书的分类数据,包含了图书的类型编号、名称及备注,关键是类型编号,属于自增类型。 部门信息(tb_department),主要是用来存储于管理部门的信息数据,包含了该部门的编号、名称以及备注。 图书信息表(tb_book),主要是用来存储于管理图书的数据,包含了图书的编号、名称、负责人、类型、描述、状态以及联系方式。 图书借阅(tb_book_borrow),该表是存储于管理图书的借阅数据,主要包含了借阅的编号、图书编号、读者编号以及借阅的日期与归还日期。 部门信息表(tb_publisher),该表是用来存储于管理图书出版社的信息数据,包含了图书出版社的编号、名称以及备注。 第三,数据库的连接设计。图书管理系统应用了SQL Server_2005为服务器数据库,使用对数据库编程接口进行访问,实现了数据库的链接、删、增、改以及查。 2.4系统网络设计 管理系统中网络架构,就必须要全面掌握两种网络类型,即为外部网与内部网,也称之为局域网与广域网。因为管理系统网络结构,必须要应用便利、灵活的内网与外网二者有机结合,一些比较机密、敏感的图书信息只能够在内网访问,其他的可以在外网中共享。同时还要确保网络系统的安全性,因此就要在外网中加设防火墙,提防外界的黑客恶意攻击系统。 2.5系统界面设计 在整个管理系统中,系统界面设计非常重要,属于用户接触与使用管理系统的主要阵地,能够有体现出用户对管理系统的认可度以及体现整个系统价值。 3.图书管理系统实现分析 3.1信息管理系统 要满足管理系统总体要求,管理系统中必然要包含图书管理的新增、修改、删除以及查询等各种功能。新增图书应该构建新图书记录,删除还能够删除以建图书记录,而修改且能够修改所选图书中各种资料,查询就能够依据相关条件查找和条件相符的图书。 3.2查询图书 查询系统能够查询图书编号、名称、出版社、类别代码等和图书相关的信息,还能够修改图书信息,将查询关键词与查询方式输入,通过模糊查询进行检索,就能够获取到关键词相关的数据。本文就是采用SQL语言对数据库进行访问,查询数据库, 上面这些代码就是按照编号查询方式查询图书,比如将所需查询的书籍编号输入之后,只要点击查询按钮,就会将所查询图书的信息显现在查询结果中,同时还能够在该处修改书籍属性,自然也能够删除图书。 依照上面编写的代码,还要编写出其他所需代码,如添加图书、图书的基本设置以及类别设置等等,只有将这些设置输入到相应的软件程序就能够实现所需界面。比如,实现的系统登录入口如下图所示。 4.结语 随着信息技术不断发展,图书馆所采用的传统管理模式无法满足所需。因此就必须要依据实况分析所需,采用SQL Server_2005作为开发工具开发出管理系统的模块,从而有效解决图书管理中存在的各种问题,促进图书管理系统真正成为承担传播信息的载体。 图书管理系统论文:面向数据挖掘的图书管理系统探究与设计 摘 要 随着科学技术的进步,图书馆的发展主流也由原来传统的纸质图书转化为现在的数字图书馆。对于图书管理系统来说,数据挖掘的应用在数字图书馆有着很大的发展空间,但是目前在图书馆理系统中对于数据挖掘技术的应用和研究还是比较落后的,这样就导致很多数字图书馆的优势难以体现。所以对于数据挖掘这一技术的运用是完善数字图书馆的一大重任。 关键词 数据挖掘;图书管理系统;探究;设计 当今时代,伴随着科学技术的发展,信息资源慢慢成为生活工作中不可缺少的一部分,甚至成为最重要的资源之一。面对庞大的信息资源,传统的信息管理方式已经不再适用。海量的信息要求使用新的科学技术手段来进行管理,此时,数据挖掘技术应运而生。如何利用这一技术挖掘出有价值的信息知识就成为了图书管理系统中的重中之重。 1 数据挖掘技术概况 所谓数据挖掘技术指的就是从大量的庞杂信息中提取出隐秘的、之前不了解的、潜在的、有用的信息知识的过程。近些年随着网络的迅速发展,很多图书馆都从传统的纸质图书管理发展到建立了自己的数字图书馆。但是海量的信息也给数字图书馆的管理带来了挑战,由于技术的不成熟,大量的信息很多时候都不能够被提炼出来,数据是很丰富,但是有用的信息却很贫乏。所以,怎样才能够充分的利用这些海量数据成为了图书馆的一大难题。这些问题的出现也让数据挖掘技术受到极大 关注。 2 数据挖掘技术应用于图书管理系统的需求 分析 2.1 图书馆资源开发利用的缺失 其实,随着数字图书馆的流行,很多图书馆都建立了自己的数据库,但是图书管理者没有对庞杂的信息进行很好的归类整合,也没能有效地适用数据库,对于大多的图书馆来说,数据库建好后,除了进行一些常规处理外,根本就没有对数据进行再加工和处理,也就不能更好的利用信息。这样就浪费了很多资源,最重要的是也没能达服务于读者的目的。 2.2 数字图书馆信息服务存在不足 在图书馆查询或者借阅书籍时,一般情况下都是读者向工作人员提出信息请求,图书馆工作人员通过检索解答读者问题。但是这些并不能满足读者需求。这些都使读者处于被动位置,也就意味着图书馆的信息管理系统存在着不足。图书馆的信息服务应该做的不仅是为读者提供书籍等显而易见的,更重要的是针对读者的具体需求,挖掘出知识隐性的层面,更加贴近读者想要的 答案。 在图书馆日常工作中肯定存在着很多问题,有的读者借阅过一次就没有第二次,或者是热门书籍读者要预约,最后等很久才借到书或者是根本借不到,这样的话读者就放弃借阅。就会导致图书馆失去很多读者,提升读者对于图书馆的忠诚度也成为图书管理系统必须解决的问题。相信通过图书馆管理人员的努力,为读者提供不同于传统信息的服务方式,很好的解决读者的疑惑,就能够使图书馆的读者数量持续上升。 3 数据挖掘技术应用于图书管理系统的设计 分析 3.1 设计的基本原则 设计的基本原则最根本的是为了满足广大的读者,依据大多数读者的阅读水平和对计算机的掌握能力,采用先进的科学技术,保证读者的阅读质量。图书管理系统的设计要严格按照国家文化部以及国家出版部门的要求,要严格遵守相关的法律法规,同时要注意信息产业等相关部门软件开发的规范,做到尊重权威的标准化体系。对于图书管理系统的设计还要注意到与时俱进,最好做到与互联网或者是其他网络的关联度,保证不会与飞速发展的信息社会脱轨。最后要保证系统能够进行升级,能够扩展新功能,开发新的用途,做到不会随着技术的发展而被淘汰,要做到可持续发展和利用。最后设计的原则要注意到现有的图书管理系统的工作人员的专业素质,要结合现有的能力进行设计,否则系统设计后工作人员无法使用也是不可行的。要充分尊重工作人员的工作能力和工作习惯。管理系统设计实施时,必要时要对工作人员进行专业知识的普及。 3.2 设计的最终目标 做好图书馆数据库的建设,系统开发的最终目标是实现数字图书馆的系统化、自动化和规范化。通过系统可以对图书信息进行编辑之后存入建立的数据库中,供以后进行检索使用。 更好的管理书籍,对电子图书进行细致的分类,一目了然的分类可以节约读者的时间,及时的更新纸质书籍的状态,例如书籍放在图书馆的具体某个馆,在某个书架,或者是被读者借走阅读,又或者是纸质书籍有破损或者是销毁等,这些信息输入图书管理系统便于读者的选择,数据挖掘技术也会根据读者的需求推荐类似的书籍,从而满足读者的阅读需求。 为广大读者提供优质的服务,数据挖掘技术可以通过读者进行检索的信息得出读者的根本需求,通过对数据的收集整理最后得出最接近读者需求的信息,通过图书管理系统反馈给读者,这样可以使读者更加便捷的得到自己所需信息。 4 数据挖掘技术应用于图书管理系统的应用 分析 4.1 吸引读者注意力 数据挖掘技术可以通过对数据的分析了解得到读者的需求以及需求的特点,这样的话就能够提前预测出读者的阅读意向,也就能够根据预测的结果提前向读者提供相关信息,这样一方面可以吸引读者的注意力,一方面还可以根据读者对于推荐信息的反应做出改善,提供个性化服务,使得读者对于图书馆的满意度得以提升。 4.2 提升读者忠诚度 读者忠诚度是检验图书馆管理系统是否成功的重要标准,好的服务才能够造就高的读者忠诚度,通过数据挖掘可以了解读者的需求,提供给读者个性化的服务,在数字图书馆管理系统中提供给读者多样的选择,读者就能够享受到好的服务,自然读者的忠诚度也就会提高。 4.3 了解读者群体的需求 数据挖掘技术中有一种叫做关联规则,通过这一规则可以发现读者群体的特征。例如可以把读者群体按照不同的性别、年龄、学历、职业等方面进行分类。或者是应用更详细的分类方式对读者群体进行划分。通过分析得出他们的特点,全面了解读者的需求,这样才可以提供更好的服务。 4.4 提高图书馆图书的借阅率 图书管理系统的工作人员可以将每天的图书馆藏书的借阅数据输入管理系统,通过数据挖掘技术可以得到读者的借阅率以及图书的借阅频率,之后依据数据挖掘得到的信息对图书进行合理的规划,例如哪些图书借阅率较高就建议图书馆相关部门加大购进力度,提供给更多的读者以借阅机会,更好的满足读者的需求,更高效的进行图书管理工作。 5 结论 在如今的数字化图书馆的发展下,数据挖掘技术已经成为建设图书管理系统不可缺少的一份子,数据挖掘技术的应用使得图书馆在如今网络发达的社会不被淘汰,以一种全新的方式――数字化图书馆的方式得以存在。相对于传统的信息服务,数据挖掘技术又展现其优势,正以一种积极主动的方式向读者提供所需的信息,更好的服务于读者,提高读者对于图书馆的忠诚度。 图书管理系统论文:基于用户个性化的图书管理系统 摘 要:文章设计了一个基于用户个性化的图书管理系统,分析了系统的需求,将系统主要划分为用户主页数据存储、用户主页数据管理、用户编程模型、用户栏目管理以及用户主页结构配置等几个模块,且设计了相应的功能结构树,并通过系统运行流程图详细阐述了系统的实现过程。 关键词:个性化服务;图书;推荐系统 作者简介:芮怀楷(1980― ),黑龙江东方学院图书馆馆员。 随着时代的进步与发展,我国进入了快速发展变化的转型时期,其中图书管理也发生了剧烈的变化。图书管理系统作为图书馆应用现代信息技术更好服务于读者的支撑平台,随着信息技术的发展,也经历了多次的升级。目前传统的高校图书馆图书管理系统还是以图书管理为中心,难以体现出以读者为中心的服务理念。在当前图书数据呈现出爆炸式增长的趋势下,越来越多的读者开始利用网络搜索进行检索,这就使得传统图书管理系统中目录的作用越来越弱化,编目业务也正在被边缘化。而且当前图书管理系统的用户已经不再是单纯的系统使用者,更多的用户越来越倾向于表达自己的意见以及个性化需求。这也使得传统的统一用户界面图书管理系统已经无法满足图书数据的管理与检索以及用户的个性化需求。因此,本文将设计一个能够满足用户个性化需求的图书管理系统。 1 系统分析 用户的个性化需求主要分为两方面内容,一类是用户自身感兴趣的图书信息,另一类则是与用户的个性化内容相关的图书信息。前者由用户在图书信息系统中自己配置,后者则由系统通过用户的行为分析进行大数据挖掘,或者由用户的个性化编程得到。因此图书管理系统中用户的个性化需求主要包含:用户主页数据存储、用户主页数据管理、用户编程模型、用户栏目管理以及用户主页结构配置这几个功能模块。功能模块之间的关系及用户个性化需求图书管理系统如图1所示。 从图中可以看出,数据存储和栏目管理是系统的优秀部分,这两部分主要是对每个用户的个性化主页信息进行管理、分布式存储以及栏目的定制。①主页数据存储模块负责对用户个性化主页栏目的相关数据进行存储,支持从后台读取数据在前台进行显示,并且能够使得个性化主页的内容存储在安全方面得到保障。②主页数据管理模块主要负责对主页的数据进行管理,是以用户作为基本单位来进行管理,每个用户会存在多种形式的文档,包括xml文档、html文档、文本文档、图片文档等,系统需要对这些文档分别进行存储,并对这些文档进行维护,当需要这些文档时可以快速地对这些文档进行查找,以最快的速度提供给用户。主页数据管理模块会针对用户个性化主页的每个栏目对主页内容进行细化管理,并最终支持主页的最后显示。③编程模型模块负责对主页的数据进行检索,因为主页的数据是分布式地存储,快速地实现主页数据的检索并最终呈现给用户成为编程模型模块的主要任务。编程模型模块是在主页数据存储以及主页数据管理两个模块的基础上运行的,编程模型主要用来实现快速地在海量的图书数据中进行检索,最终以最快的速度呈现给用户,增强用户在使用个性化主页时的体验。④栏目管理模块负责对用户个性化主页的栏目进行管理,每个用户的栏目不同,其所呈现出的内容也会不同。一方面是为了实现对用户个性化的标准栏目进行管理,以使用户在进行文档的上传操作时,可以有效地对这些文档进行分类的上传,并可以文档所属栏目的类别来对栏目进行管理;另一方面允许用户对栏目进行定制操作,并形成和用户相关的栏目,用户同时需要上传和自己定义的栏目相关的文档内容。⑤主页结构配置模块是建立在前四个模块基础上的,该模块利用xml工具以及xml解析引擎生成用户的整个个性化主页结构,并以规范化的形式呈现给用户,供用户最后使用。 2 系统设计 在上述系统分析的基础上,本文给出了如下的基于用户个性化的图书管理系统的功能结构。基于用户个性化的图书管理系统主要包括了栏目管理、主页数据管理、主页数据存储、编程模型以及主页结构配置等五个功能模块,如图2所示。 2.1 栏目管理模块 栏目管理模块中主要包含了栏目分类、栏目定制以及栏目修改模块。栏目分类模块主要是把栏目版块分为标准栏目以及自定义栏目。标准栏目主要是由主页框架中的dtd文档来对其进行定义,dtd文档定义的每个用户的栏目都是相同的,包括新闻、公告、产品以及服务等栏目。自定义栏目主要是针对个性化用户而言的,个性化用户可以通过自定义栏目的形式编辑相应的栏目,同时,还需要上传与栏目相关的文档以及相应的图片数据,并且对这些数据进行维护。栏目定制模块是由个性化用户在自定义栏目类别下面定义具体的栏目信息。栏目修改模块是指用户可以对定义的栏目名称进行修改。综上,栏目管理模块可以有效地对每个个性化用户主页的栏目版块进行管理,也能够从栏目层面上来对不同的个性化用户的主页进行区分。 2.2 主页数据管理模块 主页数据管理模块包含了数据操作模块和数据分类模块。数据操作模块又可以分为数据上传、数据下载、数据修改以及数据删除等操作。以上的四个数据操作子模块可以统称为数据的维护。数据上传功能的使用者可以是系统管理员,也可以是个性化用户。系统管理员可以直接把数据上传至相应的数据节点处。而个性化用户在进行文档上传操作时,首先要具备栏目自定义的权限,才能完成相应的数据上传操作。数据的下载同样需要用户充当相应的角色,而这个角色必须拥有数据下载的功能,只有这样用户才能够针对特定的文档进行下载操作。数据修改操作是在整个系统中用得最少的操作,因为数据的修改需要涉及的内容比较多,一般是通过上传不同版本的文件来完成数据修改功能的。同样,只有用户具有相应的数据修改权限才能够进行操作。数据删除模块也是一样,只有具有相应的权限,才能够进行数据的删除操作。数据分类模块是以上传数据的不同种类为依据进行操作的,数据按照种类可以分为xml文档、html文档、文本文档、图片文档以及音/视频文档。 2.3 主页数据存储模块 主页数据存储模块主要分为元数据存储、结构化数据存储以及非结构化数据存储三个模块。元数据存储模块主要指的是在HDFS中的名称节点中的元数据的存储。HDFS的架构为主从(master/slave)架构,一个HDFS集群通常由单个名称节点和多个数据节点组成,名称节点作为主服务器存在。名称节点主要负责管理文件命名空间和控制客户端的访问。数据节点将文件、数据块和数据节点等组织成相应的数据结构进行管理,这不仅简化了操作,而且也方便了整个数据结构随数据节点改变而更新,有利于保持数据的一致性。结构化数据管理的主要对象是数据库数据。非结构化数据存储主要指的是一些文本文档、图片文档、xml文档、html文档以及音/视频文档,这些数据都是非结构化数据,要实现对这些数据的存储,需要依靠HDFS以及其他的一些文档数据库。HDFS中的数据节点主要用来实现这些数据的分布式存储,HDFS针对的是大文件的存储,这些大文件会被进行分块,根据具体的配置信息这些文件会被分配成一系列的大小相同的块,而每个数据块又会有3块副本数。因此,要完成HDFS对数据节点的有效管理,需要时刻监督数据节点,并对每个数据节点的存储状态作相应的评估。 2.4 编程模型模块 编程模型模块主要包括了Map操作以及Reduce操作。Map操作主要是实现输入信息的映射,其输出是key/value中间对,需要Map/Reduce库提供的库函数,同时,用户编写的Mapper函数将会用在整个过程中。Reduce是一个规约性质的操作,在文件经过Map以及与之配套的Combine操作之后,便会得到一些相应的中间key/value对,然后再经过Sort操作,对这些中间键值对进行排序操作,接着进行Reduce操作,最后进行输出,并得到最终的输出结果。在进行Reduce操作时,不仅需要Map/Reduce库提供的库函数,而且需要用户编写相应的Reducer函数来实现Reduce操作。 2.5 主页结构配置模块 主页结构配置模块主要是由两大子模块组成,分别是xml工具以及xml解析引擎。通过xml工具,个性化用户可以根据系统提供的服务框架的dtd文档来进行xml文档的填写。xml解析引擎模块主要是对用户填写的xml文档进行解析,在解析的同时,对这些文档进行dtd的合法性验证,并生成个性化用户主页的主结构,完成用户填写的xml文档的存储操作。在个性化主页结构生成之后,需要借助前文提到的编程模型模块中的Map/Reduce编程模型来实现对主页的构件的查找,以及对主页栏目文档数据的快速检索操作,并最终生成用户的个性化主页。 3 系统实现 在前文系统分析和设计的基础上,本节给出了基于用户个性化的图书馆管理系统的实现方式。在此,本文将重点介绍系统的优秀模块数据存储以及栏目管理两大模块的运行流程。 在数据存储模块中,针对非结构化数据,系统采用了HDFS系统来实现。HDFS存储的文件主要是大文件,而个性化用户的文档数据大多是一些小文件,因此对于HDFS来说,存储小文件时会存在效率低下的问题,因此必须提出小文件存储的改进措施。改进措施如图3所示。 如图3所示,在对这些小文件进行存储时,需要事先实现预处理,当用户在客户端上传文件时,首先会将文件上传至处理层,然后判断文件的大小,如果文件大小符合HDFS配置的要求,那么就会直接将文件交由HDFS客户端处理;如果文件很小,则需要事先对文件进行资源整合,资源整合完毕之后再对文件进行合并,并将合并之后的文件交由HDFS客户端处理。当处理层处理完成之后,需要交由存储层来进行处理:先将文件进行分块处理,并将分出的块分别存储在不同的数据节点上,以实现分布式存储,然后在名称节点上记录相应的数据节点的信息(分别记录文件和数据块的映射信息,数据块和数据节点的映射信息),这将有助于提高数据的检索效率。 当用户首次登录该系统时,根据用户库以及功能库查看用户是否具有自定义栏目的功能,如果用户具有自定义栏目的功能,那么用户就可以对个性化主页上的栏目进行定制,定制完成后,会生成与用户相关的xml文件,这个xml文件会存储在数据库中。同时,用户需要完成其定义的栏目内容的上传操作,并将上传的文件存储到数据库中。当用户下次登录时,根据用户选择的栏目定制信息,以用户信息以及所选择的栏目定制作为输入,从HDFS中检索出和用户相关的xml文件,并依靠xml解析引擎生成用户自定义之后的主页。 4 结语 文章设计了一个基于用户个性化需求的图书管理系统,此系统使用户能够主动获取自己所需的图书信息。在这个图书管理系统中,用户不再是单纯的使用者,更是系统的内容生产者。在未来的设计中,文章还将探讨通过数据挖掘技术实现对用户所关注的图书的主动推荐以及相关联推荐,进而为用户提供更智能化的图书管理系统。
建材节能环保研究:建材的节能环保及再利用 [摘要] 在本文中主要探讨了建筑材料资源可循环利用的必要性,并分析了建筑材料资源的可循环利用现状与问题,提出了建筑材料资源的可循环利用方法。 [关键词] 建筑材料资源;可循环利用;可持续发展 在能源消耗以及材料使用方面,现代建筑材料的使用占有极大的部分,随着人类社会的发展,地球环境已经出现各种各样不同程度的破坏,尤其是能源资源的过度消耗和缺少。为了促进建筑业的可持续发展,必须重视提高建筑材料的有效利用率。目前,在国外针对这方面问题,不仅具有比较早的意识,而且开展了大量的实验,寻找多种实现建筑材料可循环利用与保护的途径。然而,我国现在在建筑材料资源的保护和利用方面依然存在着多方面的问题,必须得到我国高度关注。 1、 建筑材料资源可循环利用的必要性 对于人类的生存与发展而言,材料是重要的物质基础。过去,材料被人类称之为当代文明的三大支柱之一,在80年代的新技术革命中,新材料作为其重要的标志之一。国家社会经济建设和国防建设及人民的生活具有着密切的相关性,人类通过材料以及材料的发展历程感受到自身生存环境的变化。在建筑行业中,新材料的诞生与旧材料的循环再利用象征着建筑历史的新进程,成为建筑业技术和艺术发展的趋势。目前,全球资源正面临着严重供不应求的问题,人口数量增加、人口老龄化等导致建筑物需求量的增加,间接导致了建筑材料的需求量也不断增加。现在,人类为了追求全新的生活方式,越来越关注绿色建筑材料的应用。人们逐渐意识到建筑材料所带来的影响,,全新建筑材料的应用不仅仅意味着材料的全新发展过程,而且还带给现代建筑全新的价值与意义。 2、 建筑材料资源的可循环利用现状与问题 2.1国内外建筑材料资源的可循环利用情况 目前在国外,关于建筑资源材料的可循环利用问题,许多国家都进行了研究,尤其是欧美国家,在政府的主导下,投资者、开发商合作参与,共同努力实现建筑材料资源的可循环利用。总体而言国外针对建筑材料的可循环利用问题,具有着较为统一的认识,并且在实际的建筑施工中,实施了材料资源的可循环利用措施。在我国,相关的社会部门也逐渐意识到建筑材料的可循环利用的问题,然而,和国外的研究相对比,国内在建筑材料资源可循环利用问题上,参与方主要包括了建筑设计师与开发商,缺少社会重要部门的支持与共识。由此可见我国国内在建筑材料资源可循环利用方面依然存在着极大的进步空间。 2.2新旧建筑材料的利用情况 对于传统的建筑材料,国内外都对其进行了可循环利用方面的实践。国外对于其历史文化比较注重,因此,基于保存建筑原有风格的目的,主要通过设计方法来实现传统建筑材料的可循环利用,但是在我国,则是在保留建筑整体的前提下,改变建筑的功能。对于新型建筑材料的应用,在国内,在临时搭建的过程中,应用了可拆卸钢结构材料。目前,在新型建筑材料的应用上,品种单一成为重要的制约因素。 3、 建筑材料资源的可循环利用方法 3.1能源节约方面 能源的节约在建筑工程施工过程具有着极其重要的意义,要真正实现能源节约,必须从施工工艺技术的改良开始实施,通过耗能比较低、环保、工艺成熟的施工设备与技术来进行施工,可以最大程度节约能源。 3.2材料节约方面 在建筑工程的成本比重中,建筑材料占主要位置,所以如果要有效的降低建筑工程的投入成本,必须提高材料的利用率,从而减少建筑材料的浪费,以减少建筑材料方面不必要的成本投入。为了有效实现建筑材料利用率的提高,可以对工程材料分类回收的机制进行完善,通过专门回收点的设置来进行建筑材料的有效保管以及储存。与此同时,应当认真核算清楚建筑材料成本,控制支出在预算范围之内,减少建筑材料浪费。 3.3用水节约方面 建筑工程的施工城中需要大量用水,为了减少或者避免水资源浪费的现象发生,应当致力于在施工过程中有效的利用水资源,具体的措施如下几个方面:其一,施工设备在购买时尽量选择使用水资源较少的设备;其二,对施工设备定期进行检查与维修,避免由于施工设备老化而引起水资源浪费;第三,对于污水处理池的设置必须要科学合理,通过有效处理废水和雨水,来充分利用水资源,并有效减少干净水资源的使用量;最后,对建筑工程施工工作人员灌输水资源节约的意识,从思想观念上进行节约水资源的强调。 3.4传统就建筑材料的保护与再利用 传统的建筑材料在拆除的过程中,一方面会产生大量各种的废弃材料,例如,砖头与混凝土废物、木材等等,可以将这些建筑废弃物进行保护,经过处理后,进而进行再利用,重新投入建筑建设中,不仅可以有效的节约建筑材料资源,而且可以有效减少了建筑废弃物对环境的污染。 3.5一般废弃物的保护和可循环利用 一般废弃物包括了一切可用作建筑建设的生活材料,例如集装箱,废弃的轮胎,农业的秸秆等等。通过集装箱来设计出具有独特风格的建筑,具有较高的观赏价值,而且这种做法也逐渐流行于世界各国各地。通过废弃的轮胎来制作建筑物的外墙,不仅增加了建筑物的独特性,而且还实现了废弃资源材料的有效利用,节约了建筑材料资源。 3.6新型建筑材料的可循环利用 可循环利用意味着再利用,通过可循环利用的途径,可以有效地减少建筑原料的浪费,减少建筑废弃物的排放,但是在材料循环利用的过程中,也会造成一定程度的能源浪费,所以在选择可循环利用的建筑材料资源的时候,应当综合考虑各个方面的影响与效益,平衡能量消耗与环境效益、经济效益之间的关系。 综上所述,材料循环运用于建筑中的尝试值得探索,越来越多的设计师开始重视规划、建筑、景观设计中对建筑材料的运用。这些尝试或许成功或许失败,但保护生态环境、实施低碳节能,坚持建筑可持续发展的态度,是时代所赋予的社会责任,也是每一个自然人的生存责任。 建材节能环保研究:绿色建材与节能环保 摘 要:随着中国城市建设的加快,城市化进程逐步深入,资源问题也日益突出。高速的生产生活发展已经给自然环境造成了巨大负荷。其中很大一部分问题源于建筑材料的过量消耗与浪费。传统建筑材料的生产和运输过程消耗大量的资源和能源,在此过程中同时还排放出大量的有害气体。且存在源重复利用率极低,浪费严重,产生建筑垃圾无法处理等问题。因此建筑材料的质量问题就显得尤为突出。 关键词:建筑材料;质量控制;绿色建筑;节能生态 一、影响建筑材料质量的几个因素 1、施工管理 建筑材料的质量控制在建筑施工中是非常重要的,对建筑材料的有效监控是保证建筑工程质量不可或缺的一部分。在实际建筑项目中,首先应认真阅读设计文本,掌握设计中对材料型号种类以及相关技术的要求。列表汇总,并列出进场的时间段以及各工序施工顺序。根据设计说明书计算各种材料的用量,检测材料质量使其符合国家标准,如存在质量问题应做退场处理。切实做好复检。实际施工中材料管理不规范、无计划供应,使材料受自然侵蚀,出现受损、腐蚀等一系列问题。 2、材料检测 建筑材料的检测不到位,某些建筑材料因存放时间过长而出现原有性能改变等一系列问题,造成施工中的安全隐患。 3、工艺水平 施工工艺水平不达标,强度达不到国家标准。或在未通过检测的情况下投入使用,都对工程质量造成了很大威胁。 二、建筑材料的质量检测 1、试验检测项目 建筑材料种类繁多,各种施工所需材料都必须经过国家规范以及相关行业和地方标准需要后方可进入施工场地进行施工。施工中的水泥需要定期检查强度,钢筋需要定期检查抗拉强度,碎石需要定期检查强度以及压碎指标、坚固性。砂石主要检测其级配,含泥量等指标。混凝土主要检测其抗压强度以及塌落度等。 2、试样的采取 为使采样具有代表性,常在一批材料里随即抽取不同位置的样品作为检测样板。不能刻意取样,取样的位置也必须符合规范。如果取样的数量以及方法存在问题,会导致试验的结果出现很大的误差,甚至相反。 3、试验误差 导致试验产生误差的原因有很多,不同的试验方法、实验环境都将影响试验结果。有时试验的温度和湿度变化都将对试验数据产生很大影响。当某一个试验组的数据与其他组偏差较大时,应将改组数据删除。适当增加试验组的数量可以提高试验的准确度。 三、建材循环利用 1、建材产业与循环经济 建材产业产生极多的工业废渣,我国在水泥工业废渣的循环利用上取得了一定的成绩。利用各种工业废渣生产新型建筑材料也非常令人瞩目。废渣的利用,节约了能源与土地,一定程度上减轻了环境污染。建材的循环利用是参与循环经济的重要部分。 2、严格监控质量,延长使用寿命 使用寿命的增长,材料的用量也就相对减少了,成本也相对降低。对生态环境的影响也相对减轻。但是也同样需要更多技术的投,通过新技术对现有材料进行改良。 3、建筑废弃材料的回收 建筑物废弃材料中,少部分未破坏的完整建筑组建可以直接回收利用。我国农村普遍回收烧结砖瓦,废弃建筑材料废渣一般不能直接利用,经过加工处理后用途非常广泛。常用于墙壁地面铺设或者园艺造型。 例如绿色混凝土技术。绿色混凝土是指掺入了大量工业废渣从而极大的减少混凝土中水泥用量的技术。这项技术有效的降低了制造成本,合理利用了建筑废渣,而且恰当的加强了混凝土的性能。绿色混凝土作为一种新型建筑材料,广泛适用于各项建筑类型。顺应我国改革开放的的趋势,应该大力推广。 四、绿色健康的新型建筑材料 1、绿色建材的特点 绿色建材在生产和使用中多方面考虑对自然资源和环境的影响,达到对环境负荷较小的目的。且有利于人类健康,并且更加注重人们使用中的影响和反馈。在生产中尽量减少对自然资源的消耗,更多的使用废弃原料经过简单处理后的产品。尽量减少对环境的不良影响。且绿色建筑材料具有多种功能,安全耐用、有益健康。既保护了生态环境也提高了人们的生活质量。目前较有发展潜力的有节能材料、自重轻的建筑材料、产地材料。 自重材料具有工厂化程度高、运输成本低、施工方便清洁,施工后可以回收。在全生命周期内具有很高的经济效益。节能建筑材料在世界各国都受到了广泛的关注,被建筑相关领域作为重点研究方向。目前较为常见的节能方式是改善室内采暖和增强维护结构的保温性能。地产材料是指根据需要和施工地实际情况合理选择建筑材料。各种速生木材就能很好的被综合利用。 2、绿色建材在国内的发展 我国建材工业是一个环境污染严重对生态破坏较大的行业。走的是一条高能耗、高资源消耗、高污染的道路。虽然绿色建材近年来在国内得到了一定发展,但应用和发展水平距离发达国家还有很大差距,还未能得到足够重视。 3、我国绿色建材发展前景 进入21世纪,人类需要面对的环境问题日趋严重。诸如臭氧层破坏、温室效应、酸雨等系列全球性环境问题深深困扰着我们。保护我们赖以生存的地球环境已不再只是政府、民间团体、科研机构的事情,每个人都应以自己的行动来直接参与环境保护工作。 作为建筑材料而言,在生产、使用过程中,不但会消耗大量的能源,而且还产生大量的粉尘和有害气体,污染大气和环境。使用中会挥发出有害气体,对长期居住的人来说,会对健康产生影响。鼓励和倡导生产、使用绿色建材,对保护环境,改善人民的居住质量,作到可持续的经济发展是至关重要的。我国政府出台的节能环保政策、提供的科研经费,鼓励促进绿色建材的发展。我国处在大规模发展阶段,城市化进程不断加快,建设量巨大,市场广阔有发展潜力。绿色环保的理念被更多的人接受,新技术也不断发展,应用领域更加宽阔。 传统的建筑材料对环境造成严重的破坏,不符合可持续发展的要求,只有加强开发和应用绿色建材,才能实现建筑材料工业的可持续发展。 五、结语 人类居住环境的改善与可持续的发展是全世界人民共同关注的问题,传统的建筑材料耗能极大,对环境造成极大的影响,将会逐渐淘汰 。而绿色建材有着极好的发展前景,将会成为未来建筑材料应用的主流。 作者简介:宁洁(1992.6-),女,山东威海人,长安大学建筑学院 2010级本科生,专业:建筑学。 建材节能环保研究:发展环保节能建材是科学发展的必然要求 摘 要:建筑材料的环保节能是落实可持续发展重要国策和科学发展观的重要政策。建材的环保节能不仅是一个经济问题,更重要的是一个国家发展的战略性问题。建筑节能型社会,需要大家的努力和参与,让健康、舒适、低能耗建筑在祖国大地蓬勃兴起,造福人民,造福社会。 关键词:建筑材料;节能;环保;发展策略 党的十八大报告明确指出:“建设生态文明是关系到人民福祉,关乎民族未来的长远大计。面对资源环境约束趋紧、环境污染严重、生态系统脆弱的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出位置”。建材工业的发展现状和特征决定了其在生态文明建设中肩负的使命和责任。在全党全国人民把生态文明建设摆在更加突出位置的时候,建材行业更要以高度的历史责任感和使命感,坚定不移地走绿色生态文明发展之路,要采取更加主动与自觉的姿态,举全行业之力加速推进节能减排,实现清洁生产,促进生态文明建设。 一、环保节能型建筑材料的发展现状 (一)环保节能型建筑材料的发展现状 1、废弃植物纤维 废弃植物纤维是一种具有多种用途的可再生生物资源,主要是指农作物秸秆、废弃木质材料、废弃竹子等。我国是一个农业大国,农作物秸秆等废弃植物纤维资源十分丰富。废弃植物纤维具有很多良好的性能,在环保节能型建筑材料的开发与应用中具有很大的性能潜力。 相对于其他建筑材料而言,以秸秆等植物纤维为原材料制成的砌块加工过程简单快捷,没有环境污染,可以称得上是绿色环保节能性材料,用它来建造的建筑更可称得上是百分之百的生态建筑。但是由于材料本身的特性,适用于的建筑也有一定的局限性,目前无法用于两层以上的建筑承重构件的需要,不过对于目前广泛需求的私人住宅及小型的公共建筑,秸秆砌块是非常适合的,同时也迎合了当前人们崇尚自然的心态。 2、石膏建材 石膏类建材具有的优点:1)石膏的锻烧能耗比较低(仅为水泥的1/4、石灰的1/3),因而用石膏做建材可大大节约能源;2)石膏建材比实心砖、混凝土均节约材料;3)石膏建材具有可循环使用性,不产生建筑垃圾;4)石膏无毒无害,具有良好的耐热、耐火性。 3、粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的一种工业废渣。我国2000年粉煤灰排放量1.6亿t,且每年不断递增,粉煤灰堆放占地面积大,且威胁生态环境,处置粉煤灰的一个有效办法是将粉煤灰应用于建材。利用粉煤灰代替部分赫土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等,而掺加粉煤灰生产的陶质制品是很有发展前途的新型环保节能建筑材料。 4、泡沫玻璃 泡沫玻璃是集环保、保温、阻燃、隔潮、吸声于一体的新型建筑材料。其原料是废弃的各种颜色平板或瓶罐玻璃碎块,属于废物利用;生产的产品具有显着的环保效益;生产过程不产生“三废”。 泡沫玻璃具有自重轻、抗压强度高、导热率低、耐火性好、抗渗防水能力强、化学稳定性高等特点,是一种既保温又保冷的建筑材料。目前,泡沫玻璃广泛适用于各种场所,如代替砖和砌块,作为屋面、墙体、天棚材料和保温隔热构件。 5、膜材料 建筑用复合膜材料具有透光性好、密度小、机械强度高、耐久、防火、保温和抗紫外线等优良特性,因而成为新一代的环保节能型建筑材料。用于建筑中的膜材料种类繁多,按材质的不同可分为两大类:1)PTFE类膜材料,其树脂的含量大于90%;2)PVC类膜材料。 膜材对自然光的透光率可达20,即使对保温隔热性能要求较高的双层膜建筑,其透光率也达4%一8%,透射光在膜结构建筑内部产生均匀的漫射光,无阴影、无眩光,白天可满足各种室内活动的需要,因而可节省大量的照明用电。膜材有较高的反射率和较低的光吸收率,并且热传导性较低,这在很大程度上阻止了太阳能辐射进人室内,减少了热量的传递,具有良好的保温隔热性能。膜材化学性能稳定,不会对环境造成污染和人体造成伤害,膜材作为一种绿色建材在发达国家得到了大力的推广和应用。 (二)环保节能型建筑材料的应用现状 1、用于墙体及围护结构的环保节能型建材 节能型外墙所用建材必须兼顾合适的储热能力和好的保温隔热性能,复合型墙体是首选。节能型墙体建材应用较多的还有加气混凝土。加气混凝土是优良的低能耗新型墙体保温节能材料,是目前所有墙体材料中唯一能够满足节能标准65%要求的单一材料。它已广泛用于内外墙体、屋面、楼层和平坡屋面,不仅可以用于民用居住建筑,而且可以广泛地用于工业建筑和4层以下混合结构建筑的承重墙体。 对于建筑的围护结构,则可采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料,以减轻建筑能耗。 2、用于屋顶、地板及门窗的环保节能型建材 用于屋顶的环保节能型建材有玻璃棉或矿物棉毡(垫),这些保温材料与装饰贴面复合而成的天花板,能减少阁楼空间与屋顶天花板之间的传热系数,起到隔热保温的作用。门窗能耗占我国高能耗建筑中总能耗约40%因而门窗的环保节能显得尤为重要。塑料门窗的隔热性能比常用的钢、木、铝合金门窗要好得多;同时塑料门窗生产过程中采用清洁的生产技术,少用天然能源,生产出的门窗无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康,符合人们提出的“绿色建材”的概念,因而塑料门窗属于环保节能型建材。 二、环保节能型建材的发展对策 建筑材料要做到环保节能,就必须综合考虑建筑材料的生产和使用能耗,尽量采用工业废渣做原料,在保证一定材料成本的条件下,选择保温效果好的建筑材料。环保节能建筑材料是以最少的资料,并尽量利用工农业废弃物及再生材料制造出的高效能建筑材料。在生产过程中也尽量减少对大气污染和能源消耗。 (一)牢固树立科学发展观,强化生态文明意识 生态文明建设是党和国家提出的战略要求,是中国人民共同的期待和对未来美好生活的追求。生态文明建设不同于以往传统意义上的污染控制和生态恢复,而是使建设、生活、发展的环境与生态文明的本质要求相一致,是中华民族实现伟大复兴和强盛的重要象征。 节能减排是工业系统摒弃和挑战传统工业弊端,实践资源节约型、环境友好型发展道路的最佳选择,也是建材行业追求发展的质量和效益,履行社会责任,实现可持续发展的唯一选择。主动推进与实施建材工业节能减排,不仅是建材企业自身生存和立足社会的需要,也是转型升级、实现“两型”发展的必经之路。 (二)转变发展方式,调整产业结构,从根本上推动节能减排 要紧紧围绕加快转变发展方式这一主线,坚定实施控制总量、创新运用“三新”、优化存量、开发与拓展新兴产业、加快生态文明建设和加快国际化步伐的“六位一体”工作格局,是中国建筑材料联合会针对行业当前发展实际明确提出的工作指导方针,也是整体推动行业节能减排的根本举措。全行业要采取措施,坚决抑制传统产能的盲目增长,在优化存量进程中实施节能减排,在加快发展建材新兴产业、增加新产品、新品种的进程中,推进节能减排,在提高标准、加快淘汰落后产能的进程中,促进节能减排。 (三)创新运用“三新”,夯实节能减排支撑基础 依靠科技创新和技术进步,发挥科技的支撑作用。科技创新是支撑产业发展的原动力。在推进传统建材产业的转型升级和新技术、新装备、新产品的研发过程中必须把节约能源、降低排放作为主攻目标,并注重产品生态设计。特别要结合“水泥窑炉粉尘及氮氧化物减排关键材料及技术开发”等国家科技支撑项目的组织实施,积极推动由政府引导、资助,产学研用相结合的行业重大共性关键技术研发平台的建立。 (四)将优化存量作为实施节能减排的主攻方向 我国建材主要产业的产品产量已分别占到全球产量的50%以上,主体技术装备大多也已赶上或接近世界先进水平,奠定了超越与引领世界建材工业发展的基础。但在发展绿色建材,推进节能减排方面与世界发达国家还存有明显差距。差距是潜力,也是动力。建材行业各产业、各企业都应主动与世界先进同行对标看齐,树立全新的发展理念,把企业发展经济,壮大自身实力,与节约能源降低排放紧密结合,把节能减排装备的研发、费用投入的增长以及专门机构与管理人员的设置,与更新淘汰落后工艺设备、改革落后的生产管理组织方式相结合,提出系统的改造、提升的规划,将节能减排落实在企业的各个方位和每个环节。 (五)强化节能减排管理服务产业链建设,发挥大企业的表率作用 要积极探索建立建材行业节能减排权威检测评估服务平台,制订科学的评价标准,逐步建立和完善能效对标和能效评价体系,在行业内开展节能减排达标检测、评估、认定工作;建立节能减排培训服务平台,开展行业节能减排培训;组织搭建行业节能减排技术咨询、技术改造与服务平台;建立奖先评优限劣机制,在全国建材行业率先评定百户节能减排达标企业作为样板,并推出节能减排示范企业,发挥榜样的力量,促进行业节能减排。 (六)加强对节能减排生态文明建设的宣传与推广力度 大力做好宣传推广工作。各类建材媒体、刊物都要将推动行业节能减排、加强生态文明建设作为长期的宣传重点,开辟专栏、专版、专刊,组织精品稿件,保持宣传力度和密度。建材行业组织开展的先进工作者、劳模等各项评比、表彰、推优活动中,要将节能减排实施、推进情况和效果作为一个重要条件,宣传、树立节能减排的标杆、典型。 三、结束语 发展环保节能建材是一项光荣的事业,是一项惠及子孙的系统工程,是实现人与自然和谐发展的必然要求。“十二五”是我国由建材大国向建材强国迈进,开始实施建材工业“超越与引领”战略的重要时期。面对实现两个“翻一番”、城镇化发展、建设生态文明的历史重任,面对“超越与引领”的光荣历史使命,走绿色生产和绿色消费之路是建材工业的必然选择,必须把行业发展模式建立在资源可持续、生态可承载的基础之上。让我们携手并肩,与全社会一起,坚定不移地实施节能减排,为全面实现国家“十二五”节能减排目标,为建设生态文明社会,为建设美丽中国而共同努力,做出应有贡献! 建材节能环保研究:论节能环保型建材的现状和发展趋势 【摘要】针对目前我国建筑材料的发展现状,论述了节约型社会发展新型节能建材的必要性及其发展趋势。 【关键词】节能;新型建筑材料;环保型社会 随着经济的发展和人民物质生活水平的提高,城乡建筑迅速增加,建筑耗能的问题日益突出,资料显示:建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40%~50%。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视,建设节约型社会已成为当今社会广泛关注的一个重要主题,我国政府适时制定了中长期节能规划,在规划中建筑业被列为节能与环保的重点行业。而建材行业作为消耗自然资源、能源高,破坏土地多,废气、粉尘排放量大,对大气污染严重的行业,节能问题更是重中之重。 1. 发展新型节能型建材的必要性 长期以来,我国建材行业沿用了粗放型传统生产模式,对自然资源重开发、轻保护,对生态环境重利用、轻改善。十二五是我国社会建设的重要时期,也是建筑材料发展的一个重要时期,因而建筑材料的发展应以满足建筑节能需要为重,节能建筑材料作为节能建筑的重要物质基础,是建筑节能的根本途径。在建筑中使用各种节能建材,一方面可提高建筑物的隔热保温效果,降低采暖空调能源损耗;另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此,走环保节能建材之路,大力开发和利用各种高品质的节能建材,是节约能源,降低能耗,保护生态环境的迫切要求,同时又对实现我国21世纪经济和社会的可持续性发展有着现实和深远的意义。此外,在传统建筑材料基础上大力发展新型建筑材料也是节能建材研究领域一个重要的方面,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化学建材、装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。因此,发展新型节能型建筑材料,就成为未来建筑材料的主要发展方向和趋势,对于落实科学发展观和构建资源节约型社会具有重要的现实意义。 2. 新型节能型建材的发展趋势 2.1 新型墙体材料 墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。绿色建材是建材发展的方向,因而发展墙体材料,一定要按照建材绿色化的要求,与资源综合利用、保护土地和环境紧密结合起来,通过限制粘土砖,优化墙体材料产业与资源、环境、社会发展的关系,实现墙体材料的可持续发展,促进人与自然的和谐发展。新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和节约能源,既要符合国家产业政策要求,又要能改善建筑物的使用功能,同时坚持''综合利废、因地制宜、市场引导''的原则,要充分利用本地资源,综合利用粉煤灰及其他工业废渣生产墙体材料,加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐。如利用资源丰富的粉煤灰、煤矸石、矿渣等,取代粘土生产粉煤灰烧结砖,煤矸石烧结砖,矿渣砖。就其品种而言,新型墙体材料主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。其中加气混凝土是集承重和绝热为一体的多功能材料,根据目前国家的节能标准,唯有加气混凝土才能做到单一材料达标(节能50%)的要求,而用板材做墙体材料是今后墙材发展的趋势,因此加气混凝土制品作为今后墙体材料的首选,有着巨大的发展前景。又如蒸压轻质加气混凝土板具有质轻、保温、隔热、防火等优良性能,应用于新结构体系如钢结构中,被认为是理想的维护结构材料。因此,要适应建筑应用的需要,将新型墙体材料的发展与提高建筑性能和改善建筑功能结合起来,使其具有更强的生命力,因地制宜地发展各种新型墙体材料,从而达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促建筑技术发展的综合目的。 2.2 保温隔热材料 墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中占比例最大,我国多采用保温节能墙体。墙体保温式根据保温层位置的不同可分为:外墙外保温、外内保温和中空夹心复合墙体保温等3种。目前我的外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。时,外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不分的,建筑节能以发展新型节能建材为前提,必须足够的保温隔热材料作基础。而节能材料的发展必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。因此,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用。近年来,我国保温隔热材料的产品结构发生有明显的变化:泡沫塑料类保温隔热材料所占比例逐年增长,已由2001年的21%上升到2005年的37%;矿物纤维类保温隔热材料的产量增长较快,但其所占比例基本维持不变;硬质类保温隔热材料制品所占比例逐年下降。我国目前常用的外保温技术体系包括:胶粉聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合无网聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合有网聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保温、外表面喷涂泡沫聚氨酯和保温涂料等。在上述几种保温体系中,保温涂料综合了涂料以及保温材料的双重特点,干燥后形成有一定强度及弹性的保温层,符合外保温材料的要求。目前我国保温材料的主要发展方向有: (1)现有产品性能的提高和改进。 (2)研制开发复合型保温涂料。应向固化块、憎水、粘结强度高、密度小和成本低等方向发展。 (3)注重环保,充分利用三废开发保温涂料,并遵循涂料发展的潮流,向水性化、环保化的方向发展。 2.3 防水密封材料 防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,而在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。我国建筑防水材料的发展十分迅速,已彻底摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面,目前拥有沥青油毡(含改性沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。相比国外先进国家,目前我国防水材料行业主要存在以下问颢。 (1)产品结构不合理,新型防水密封材料的产量不高,市场占有率不高。 (2)产品质量普遍偏低,假冒产品充斥市场。 (3)设计施工应用技术有待提高,工程建筑渗漏还相当严重。因此,防水材料工业亟需调整结构、规范市场。在发展方向上,应重点发展新型防水材料,扩大新型防水材料(如SRS、APP、APO等改性沥青油毡和高分子防水卷材等)的市场份额。
房屋建筑设计探讨:房屋建筑设计中的节能环保问题与措施 摘要:随着社会的快速发展,人们的生活水平得到大幅度的提高,人们对生活质量以及生活环境有着越来越高的要求,我国的房屋建筑在节能环保方面逐渐趋于完善,房屋建筑中体现节能环保也是实现可持续发展的必然要求,本文将对房屋建筑节能环保的意义以及针对设计中的节能环保问题进行探究并给出个人建议。 关键词:房屋建筑设计;节能环保 如今人们生活水平的提高使他们对居住条件有着较高的要求,建筑行业由此得到较快发展,传统的建筑设计中对能源的消耗过大,不符合科学发展的要求,因此,在现代建筑设计中需要重视节能环保问题,社会的发展使人们的节能环保意识越来越高,所以,很多的节能环保思路正应用在房屋建筑设计中,并且也将成为以后房屋建筑发展的潮流趋势,这不仅是建筑上的创新设计,也能够有效缓解我国近年来能源紧张的问题。 1房屋建筑设计中节能环保的意义 1.1使建筑更具有艺术性 我国经济发展迅猛,随着经济的发展,人们的生活节奏也变得越来越快,这就导致了人们经常无暇顾及身边的美丽景色,而在建筑方面,大部分的建筑又充满着现代气息,所以在建筑中增添一些绿色植物,能够让建筑看起来显得有很大生机,让建筑内的人感觉心旷神怡,达到视觉上的享受,从而让建筑更具有艺术性[1]。建筑与绿化之间的呼应也使现代艺术与古典景色达到完美结合,从而使人能够修身养性,情操得到陶冶。 1.2减少能源的消耗 由于我国人口较多,近年来经济的发展也使用了过多的不可再生能源,从而在能源问题上,我国面临着越来越紧张的局势,国家乃至每个国民都对能源问题非常关注,能源的缺乏日益成为制约我国经济发展的主要问题,发展逐渐走向瓶颈阶段,在这基础上,传统的房屋建筑悄然加重了我国的能源负担,而采用环保设计对房屋进行建设,能够有效减少能源的消耗,提高房屋建筑的环保理念以及环保水平,从而达到保护环境的作用,材料的高利用率也能使企业的总收入得到有效增加,符合我国科学发展观的理念,使我国向节约型社会迈进一步。 2我国房屋建筑节能设计现状 2.1房屋建筑设计的环保技术理念较为落后 房屋建筑设计的环保理念于上世纪80年代被提出,经过这些年的不断实践,在房屋建筑设计环保技术方法上取得了一定的进展,但是,由于房屋建筑方面知识复杂,需要考虑的因素较多,往往制约着我国环保理念应用在房屋设计,最终导致我国房屋建筑设计环保理念落后于发达国家,这不仅不利于节能减排、降低能源消耗工作的顺利实施,也使我国经济越发落后于发达国家。 2.2房屋建筑中节能环保设计没有重视 建筑的协调性在对房屋建筑进行环保设计的时候,很多设计都太过于形式化,更重视建筑的外观和造型,而忽视了影响建筑整体的协调因素,没有对房屋建筑的环境以及地理位置等各种因素进行综合考虑,从而没有真正体现出房屋建筑中的环保特点,使整个建筑难以进行协调发展,难以实现其统一性,没有真正实现设计建筑的目的。 2.3设计时没有考虑全面节能环保的因素 现在很多建筑设计师在对房屋进行设计的时候都会在通风技术以及光照技术上使用节能环保理念对房屋进行设计,但是设计人员在进行环保设计的时候,没有对建筑进行合理细致的规划,更没有对建筑将消耗多少能源进行预估,从而不能够充分考虑到节能环保的影响因素,导致节能环保就只是理论化,应用不到实际中[2]。 3对房屋建筑设计中出现的节能环保问题具体建议 真正实现节能环保的理念还需要设计师考虑全面,比如房屋朝向、周围环境以及建筑造型和布局设置等等因素,具体建议如下: 3.1屋顶、门窗以及墙体的设计 在对房屋进行设计的时候要全面考虑设计的各个要素,对房屋的每一个地方的节能设计都做到细致入微:①屋顶设计。由于屋顶可以直接大面积接触到阳光,所以相对而言温度要高一些,因此,如果在屋顶上增加一层隔热层,就能够很好的使屋顶与空气之间形成一定的温度差,有利于屋顶将热量散发出来,防止屋顶温度过高。除此之外,也可以采取相应的措施来减弱阳关的辐射,比如,在屋顶的上方安装一个遮阳板,使太阳不至于直接照射到屋顶上,热量不能直接到达屋顶上,从而强化了屋顶的隔热效果,对屋顶形成了一定的保护;也可以在防水层上放置一层保温材料,避免因为强烈的阳光而导致防水层快速老化,从而增加防水层的使用年限;这些方法都是对房屋结构做一些调整,除了这些方法外也可以在屋顶种植一些绿色植物,降低太阳光到达屋顶的强度;②门窗设计。设计人员在对房屋进行设计的时候要对墙体与门窗的面积比进行很好的控制,确保房屋内采光足够,还要减少消耗不必要的热量。 在选取材料时,应该选用具有良好保温效果的窗框材料,玻璃材料可以选取吸热玻璃或者低辐射、中空玻璃等,使用气密条来降低热量损耗,除此之外,设计师还要对材料的规格和尺寸有很好的把控,防止材料变形情况的发生,要仔细观察材料连接处有没有较大缝隙,降低空气在缝隙处的渗透流通,保证室内空气质量,室内使用较厚的窗帘消弱强光带来的室内温度变化;③墙体设计。外部墙体也是房屋对热量进行消化的重要通道之一,优质的墙体材料可以有效减少热量的损失,在供暖上有很大作用。在对墙体进行设计的时候应该选用具有节能效果的墙体,例如,一些内含粉煤灰和砂加气的混凝土墙体,其具有良好的保温效果;除此之外,也可以使用一些外保温复合体,外保温复合体良好的热稳定性能够有效避免发生建筑冷桥情况。选择有较高质量的保温效果的材料才能有效达到保温目的[3]。 3.2绿化房屋建筑 在对房屋建筑进行设计的时候,应该合理考虑周围绿色植物的种植,足够的绿色植物能够对太阳辐射产生有效的阻挡作用,并且能够对噪音进行一定程度的消弱,优化建筑环境,提高居民的生活舒适度,从而达到节能环保的作用。房屋建筑的绿化应该成为设计师对房屋进行设计的时候着重考虑的方面,增加建筑的绿化,能够有效提高房屋建筑的使用质量,为人们提供一个宜居环境,提升房屋建筑的人文价值。 3.3提高新能源的利用率 目前,我国采用风能和太阳能代替不可再生能源取得了一定的进展,房屋建筑设计中也可以采用新能源来实现节能环保,太阳能当前使用较为广泛,阳光采集方便,只需要在房屋外放置一些太阳能吸收设备就可以对太阳能进行采集,进而转化为人们需要的电能和热能,太阳能的利用,可以使能源得到充分利用,从而减少过多消耗不可再生能源;除此之外,也可以使用地热能来对房屋建筑进行能量的供给。这些方法都能够有效对能源的结构进行改善,减少其对环境的影响,并且这两种能源使用都较为方便,又是可再生能源,使用不仅对环境没有影响,而且能够保证能源的充足供给。 4结束语 房屋的环保设计不仅满足了人们生活的需求,更是社会发展之必然要求,所以重视房屋建筑设计中的节能环保,能够有效避免能源的浪费,这也是建筑企业想要持续快速发展之必然选择。综上所述,想要加强房屋建筑设计中的节能环保,就要在房屋设计中对节能环保措施进行不断研究,对房屋设计的各个方面进行节能环保设计,采用节能环保材料,使用新能源,加大房屋建筑周围的绿化面积,在此基础上还要继续对环保设计进行创新,在房屋建筑中最大程度的使用节能环保新设计。 作者:刘佳欢 单位:江西省建筑设计研究总院 房屋建筑设计探讨:房屋建筑设计中的防火内容分析 摘要:在城市化建设不断深入的过程中,城市房屋数量愈来愈多,特别是高层房屋建筑已经成为了大多数城市的标准建筑,且高层房屋建筑群的规模依然在不断扩大。在房屋建筑建设过程中,建筑设计是保证其质量的基础。防火设计是房屋建筑设计的重要环节,它直接关系到房屋建筑的防火安全性。基于此,本文对房屋设计中的防火内容进行了综合性分析,并提出了一系列观点,以供参考。 关键词:房屋建筑;防火;设计 1防火设计的重要性概述 在整个房屋建筑设计当中,防火设计是十分重要的环节,它是建筑物安全性的基础保障。在城市快速发展的背景下,房屋建筑群密度愈来愈大,特别是住宅小区域商业街较为集中,并且聚集了大量人口。在这种情况下,房屋建筑用电量、燃气使用量必然会不断上升,这显然会在一定程度上增加火灾风险。如果防火设计不合理,会进一步加大房屋建筑安全隐患,一旦出现火灾,后果不堪设想。在建筑火灾当中,建筑材料由于高温影响会逐渐分解,并且产生大量毒气烟雾,建筑结构受到影响时就可能出现楼层坍塌,导致建筑物受到严重破坏。因此,在防火设计过程中要围绕这些危险因素进行针对性设计,这样才能保证防火设计的有效性,让房屋建筑维持相对安全的状态。 2影响人员安全疏散的相关因素 防火设计的主要目标在于预防火灾以及出现火灾时尽最大可能保证人员安全。因此,在防火设计当中要对影响人员安全疏散的相关因素进分析。通常情况下,当房屋建筑出现火灾后,内部人员能否安全疏散主要取决于所需安全疏散时间及安全疏散时间的相对值。若所需安全疏散时间低于安全疏散时间,即认为安全疏散设计是合格的;若所需安全疏散时间高于安全疏散时间,则认为安全疏散设计不合格。在建筑火灾发生过程中,多数情况下燃烧是不完全的,会产生大量有毒烟雾。相对于明火,烟气才是建筑火灾当中对人们生命安全最大的威胁因素。出现火灾后,烟气与火灾会从起火区向非起火区逐步蔓延,并且烟气会蔓延较长距离。一定时间内,与起火区相连接的通道、房间等会成为烟气蔓延的通道,也会对火灾险情抢救产生严重阻碍。在烟气当中存在大量有害气体,如CO、CO2等。其中CO浓度超过0.2%时,便可能造成人体中毒;CO2达到一定浓度后会引发视觉障碍,甚至导致意识丧失,最终致死。除此之外,热辐射也会对人员疏散产生严重影响。当烟气临界温度达到180℃时,烟气所产生的热辐射会对人体产生直接伤害,进而阻碍人员正常活动,严重威胁其生命安全。 3房屋建筑防火设计的主要内容分析 3.1耐火等级 房屋建筑防火设计过程中,耐火等级是十分重要的基础参数。通常情况下,民用建筑物的耐火等级主要分为四级。 3.2防火、防烟分区 在房屋建筑当中,可利用耐火性能较优的分隔构件将建筑物划分为若干个区域。即便某一区域出现火险时,由于分隔构件的作用,也能够将其控制在局部区域内,避免火灾蔓延。防火分隔构件主要包括防火墙、防火卷帘门等。其中防火卷帘门设计时必须达到《钢制防火卷帘通用技术条件》相关标准。防烟分区主要是指将烟尘集中隔离的区域。通过合理设计分区能够促进烟尘从建筑物内部排除,有利于人群疏散。通常情况下,防烟分区要以屋顶向下不低于500mm的梁为界,其主要构件包括挡烟梁、隔墙、挡烟垂帘等。 3.3总平面防火 总平面防火是房屋建筑防火设计当中的重要内容之一。在进行总平面规划设计时,需结合建筑功能、性质及高度等属性对建筑之间的距离进行合理设计,以满足防火间距要求。若实际间距无法满足防火间距要求,则需要构建防火墙。在进行消防车道设计时,尽可能将车道设计为环形车道,尽头车道要设置回车场或回车道,保证车道面积满足相应规范。同时要求消防车道净宽、高不得低于4m,且转弯半径要满足消防车的转弯要求。另外,总平面设计过程中,还要充分考虑防火扑救面位置及场地超度及宽度与建筑物间的距离,保证防火救援工作不会受到限制。 3.4消防给水系统 消防给水系统主要分为分区给水与不分区给水。通常情况下,当消火栓栓口静水压力超过0.80MPa时,则采取分区给水形式;若消火栓栓口静水压力低于0.8MPa时,则采取不分区给水。分区给水方式当中,并联分区由于各分区相互独立存在,自成体系,因此具有更高的安全性,但建设成本相对较高,后续维护管理较为困难。目前,减压阀分区给水是最为常见的分区给水方式。该方式系统构造较为简单,建设成本低,且管理较为方便,可同时满足安全要求及经济要求,但需要保证减压阀的质量。 3.5电气防火 电气防火设计过程中,需要结合建筑物功能性质,确认消防供电级别。同时,要做好电源、配电线路、电气设备防火设计,确保消防用电不能中断;在出现火险后,能够主动切除起火部位的非消防用电,遏制火灾蔓延。另外,可在建筑内部设置智能火灾报警、控制系统,系统由烟感器、温感器、反馈系统等构成,保证在第一时间做出火灾信息反馈。 4结语 房屋建筑防火设计是一个综合性的过程。在具体设计当中,要充分把握建筑本身功能属性及周边环境情况,合理设计,控制细节,尽最大可能降低火灾风险,保证建筑防火的有效性,为人员安全提供保障。 作者:丁鸣 单位:上海弘城国际建筑设计有限公司 房屋建筑设计探讨:房屋建筑设计中生态建筑设计的应用 【摘要】随着社会经济的发展,人民生活水平的不断提高,作为一项与社会、经济、自然和人类活动相关联的复杂事物,绿色生态建筑观的形成与发展是建筑业实现可持续发展的关键步骤。本文介绍一些生态建筑的概念及特征,通过具体的案例分析对房屋建筑如何融入生态建设设计的理念进行了探讨,概括了生态建筑在房屋设计中的作用。 【关键词】房屋建筑;设计;生态建筑设计;应用 1前言 经济的迅速发展在提高人们生活水平的同时,也带来了许多的环境问题。于是人们开始进行反思,虽然现在的建筑理论及施工设备、技术等都获得了较大的发展,房屋建筑施工水平有了大幅的提升,但是在促进社会经济的发展的同时,由于房屋建筑施工耗能较高并且在建设过程中消耗大量人力物力,这势必会对生态环境造成一定的影响。所以近年来可持续发展观逐渐得到了社会的广泛认同。房屋建筑作为人们居住生活的基础,随着人口不断的增长对建筑的需求也日益增多,这就使得环境保护与房屋建筑设计的协调得到越来越多的关注。在这种大环境下生态建筑观应运而生。生态建筑观体现的是个性美观、生态节能、健康无害、环保舒适的建筑设计目标,本文将对生态建筑观在房屋建筑设计中的应用进行具体的分析。 2生态建筑设计的概念 生态建筑设计目的是确立环境共生的意识,把人工环境与自然环境有机结合。生态建筑,是指把自然环境作为基础,设计规划、施工以及使用工程,并利用与生态学和建筑学的相关理论相结合的方式进行设计,从而确保人与建筑、建筑与自然环境可以相互适应,并且相互协调发展。在建筑的全寿命周期内,最大程度地节约资源、减少污染和保护环境,给人们提供自然和谐共生的建筑以及适用、健康和高效的使用发展空间。在实现建筑节能降耗的同时,让建筑实现了可持续发展的目标,并给业主提供更加健康、舒适的居住环境。所以,进行生态建筑设计过程时必须立足于最新发展的新技术,然后根据自身的具体条件和设计要求将这些技术完成最好的搭配。在设计时要注重节能、环保和低耗以及建筑形态设计本身,然后重视自然与人的关系,让生态能源与自然物质可以有序的循环利用,使得最终的房屋建筑设计、使用具有能体现建筑、自然生态体系之间实现良好的对话,以及体现内、外空间良好组织、交流的特性。 3生态建筑理念在建筑设计中的应用原则 3.1与周边环境和谐一致原则 建筑物不是孤立的工程,它要求与自然相协调,与周围环境相融合,注重建筑物周围的人文环境和生态环境建设,建筑物与人文环境和周围自然构成一个整体,整体必须坚持可持续发展的理念,建筑设计首先要考虑建筑与周围环境是否和谐一致。 3.2打造健康舒适的居住环境原则 随着人们生活水平的提高,居民对生活居住环境的要求也越来越高。生态建筑设计只考虑室内设计的舒适是远远不够的,还要考虑在建筑外部营造优美自然的外部环境。适宜居住是建筑的最本质追求和目标,生态设计理念在建筑设计中的应用,在于建筑内部设计有生态设计理念支撑,建筑外部设计体现绿色环保,如果没有生态设计理念的指导,建筑居住的舒适度将大打折扣。 3.3对自然环境的保护原则 建筑工程施工必然会对周围环境造成一定影响,在生态建筑设计的指导下,设计师必须充分考虑建筑物周围的自然环境,包括地质、地貌、水文等,对周围植被进行考察,因地制宜综合开发利用当地资源,同时最大限度减少对周围环境造成的不良影响。生态建筑设计中还应考虑建筑垃圾、废气废水等的处理,以免污染周边环境。3.4利用风能、太阳能等能源随着资源日益枯竭,生态建筑中要尽可能多的应用可再生能源。目前的技术已经能够将风能、太阳能等可再生能源收集利用,这些能源在建筑中的利用将大大缓解资源和能源短缺危机。生态建筑设计中要充分考虑当地的气候条件,确保风能被充分利用,生态建筑理念的应用是实现社会经济可持续发展的重要途径。 3.5坚持经济高效原则 生态建筑设计时要考虑成本,尽管运用生态建筑设计是人们追求的潮流趋势,但不能为了设计生态建筑不顾成本,不惜花费高昂的费用和代价去追求生态建筑设计,这违背了生态设计理念应用的初衷和目的。生态建筑的成本和投资要根据工程状况和当地实际情况确定,不能盲目求大求全。 4生态设计在房屋建筑设计中的应用 4.1房屋建筑形态的设计 一般来看,比起建筑物的外在形态来说,人们更加注重建筑物的实用性能,现代性的建筑与地域特性、自然环境相容性较差,事实上,建筑物的外部形态对周边环境具有很大的影响性。因此,在进行生态建筑设计的过程中,必须遵循环境友好的原则,注重建筑物与环境的可持续性发展,强调建筑物与环境的和谐统一。在房屋建筑的形态设计过程中,要因地制宜,按照当地地形、地势、地貌等自然现状,同时,注重人与自然的关系,结合当地地域文化对于建筑外形的影响,对建筑物形态进行合理化设计。人们一般靠视觉去感受整个建筑,若是建筑物能与周围环境相协调,这种和谐美不仅能使人获得视觉上的美感,还能获得心情上的愉悦感觉,获得心灵上的升华。 4.2提高生态建筑的自身节能效果 在建筑物的使用过程中需要大量耗能,因此在生态建筑的房屋设计过程中,要考虑房屋耗能的诸多因素,比如建筑物内部的取暖、降温、通风、采光等,而这些主要因素恰恰也是需要大量的能耗来维持。目前,我国现代的房屋建筑中,护结构的热损耗依然巨大,因此面对建筑设计结构中占很大比重的外墙围护结构的保温好坏成了决定生态房屋建筑节能设计的关键,随着生态建筑节能设计的发展,建筑新型材料广泛应用于生态房屋建筑的设计中,例如透明热阻材料(TIM)组合墙、玻璃材料、太阳能光电材料等,这些新型建筑材料的兴起,有助于设计师更好的进行生态建筑设计,因此设计师在进行建筑设计时,应该着重考虑建材的生态性能。 4.3加大采用节能新技术 绿色生态建筑的本质是在其使用周期内减少能源的消耗并增大其使用效率,最终能够建立健康舒适环保的居住环境。因此,在规划设计过程则应综合考虑建筑物的所处的气候环境特点、地理位置及周围环境绿化情况等条件,经过专业人员进行综合考虑提出生态节能初步方案,并且在后期的设计中,规划建筑、给排水以及电气专业的相关特点进行密切合作和有机整合,最终能够形成一套比较完善的节能环保设计体系,并在技术保证下尽量采用新设备、新技术、新材料和新工艺,加大能源的利用率的同时能够保证其效率。 4.4防止噪声、控制污染的设计 在设计生态建筑时,防噪声系统的设计也是非常重要的。同时也应该增加对污染控制的重视程度。合理的分布绿化的区域,保持气流在建筑外界的流动,这就会改善室内的空气质量。在最初进行生态建筑设计的时候,设计工作者必须调查和检测施工的场地,查看当地的环境污染与噪音有没有达到标准要求,若是没有达到标准要求,就要制定有效的措施来改变房屋的外界环境。比如在噪音污染超标情况非常严重的时候,那我们可以采用双层玻璃来减少噪音污染,同时也不会对自然通风产生影响。 4.5太阳能利用 当前,太阳能技术在我国的应用是最广泛和成熟的,太阳能热水技术使其产业化发展速度最快的,就是居民使用的太阳能热水器。此外,也建成了太阳能空调示范工程,而太阳能光辐发电技术还在起步时期。太阳能热水器因其制造成本低,操作简单等优点而得到了广大老百姓的接受使用,建筑师也将太阳能热水系统考虑到了房屋设计中,减少了二次投入与安装的情况。 4.6降低工程造价,优化建筑结构选型 在建筑设计时,不仅要考虑建筑物的实用和美观,还要尽可能地降低建设成本及工程造价。根据节能环保的原则进行结构优化,在保证质量的同时,尽可能减少资源消耗。根据调查,建筑工程中消耗最大的资源是电能资源和热能资源,其次是水资源。在设计建筑结构时,首先要考虑到建筑的类型,如居住型建筑,需要注意节约使用热能和水资源;在商业建筑中,则要注意节约使用电能和热能。另外,在设计建筑结构时,还应根据建筑整体刚度要求、建筑位置等等对建筑结构进行合理布置,对设计进行反复推敲,考虑到生态环保、节能、耐久、实用等多个方面的因素,在此基础上对建筑的稳定性和刚度进行控制。在建筑选型过程中,如在地震频发的地区我们应采用钢结构建筑,因为这种建筑结构具有投入成本较低、自身重量较轻、受力地基较小的特点,具有较强的使用性,因为它自身重量较轻,方便安装和拆卸,可在短时间内建成,具有较强的抗震能力。但如果我们在台风频发地区使用这种建筑结构,它便失去了优势作用。 混凝土结构建筑不能拆卸,自身重量较重,抗震能力较差,成本较高,但抗寒能力比较强,这种建筑在工业化城市中比较常用,并且具有较高的安全性能。但这种建筑的材料大多数不可以重复使用,不利于生态环保。震区中采用钢筋混凝土结构比混凝土结构较好,而在台风区则采用混凝土结构较好。在优化建筑结构设计过程中,可采用绿色综合分析法,在保证建筑质量和安全的前提下,采用最有利于生态环保的建设方案,降低能源消耗,减少成本。在优化建筑结构设计过程中,设计人员要敢于突破传统,要勇于创新,设计出新的作品,在满足质量要求的前提下,尽量提高建筑的保暖和通风效果,减少建筑成本,降低工程造价。 5工程案例 在广州某区打算用10hm2的土地来进行规划建筑。计划开工日期为2014年2月,建成交付使用的日期为2016年10月。主要涵盖了城市规划展示平台、综合政务平台、服务审批平台以及行政监察平台等功能。为了能在达到使用标准的基础上来建设出具有创新性以及符合时代特点的地标式建筑,项目设计准备从生态和人性角度出发,使项目达到模块化和网格化,使其更具时代感更加亲民。生态技术在本项目中的应用主要包括雨水与中水回用技术、地源热泵技术、太阳能光电与光热技术、导热筒、透水地面、绿色照明、绿化屋顶、全热回收、空气质量检测、围护结构保温、灵活隔断、节水器具等。 6结束语 总之,生态建筑设计的理念不仅是局限于一个系统的稳定和平衡,其本质是要回归自然,着眼于大范围的生态系统的稳定和协调。在建筑设计的整个过程中,不同专业的工作人员之间应该进行多方面的沟通和交流,相互配合,充分利用生态学、建筑知识和环境学等方面的科学理论,考虑到环境与经济等多个方面,对生态建筑的内外环境整体的进行评价,这样才能使建筑设计作品达到保护生态、回归自然的目的。 作者:林宏邦 单位:广州莫伯治建筑师事务所有限公司 房屋建筑设计探讨:房屋建筑设计中的节能环保问题探讨 【摘要】在人们的正常生活中追求的就是衣食住行。随着人们生活水平的逐渐升高,人们开始对住的要求越来越高。人们开始不断的追求高质量的住宿环境,人们希望能够在节能环保的建筑环境中进行正常的生活,而现在整个社会的发展方向也是逐步的遵循“节能减排”的规律。本文主要的就是对建筑设计中的节能环保问题进行阐述,分析节能环保在房屋设计中的应用以及需要注意的事项,从而提高房屋的设计水平。 【关键词】房屋设计;节能环保;质量 引言 人们的居住环境的提升促进了建筑行业的兴起与发展,同时建筑行业的改善也使的人们的生活水平得到了有效的提高。在传统的住宅建筑中对能源的消耗比较大,因此在现代的建筑中一定要将建筑的质量与环保问题进行有效的结合,只有这样才可以有效的满足人们的生活需求。随着节约型社会的进步与发展,人们的环保理念以及意识也不断的提升,因此在进行房屋的设计过程中节能环保也是未来的发展主流,这不仅是建筑上的创新,同时也可以有效的缓解我国能源的紧张度。 1节能环保理念在房屋建筑设计的意义 在进行房屋设计的过程中通常需要考虑的因素包括建筑规划、朝向以及间距等等,通过分析这些不同的部分制定出合理的设计方案,以此来保证建筑物可以有着良好的通风效果以及采光率,一般以每天太阳直射达到2h以上为宜。我国是世界上的人口大国,对于的房屋建筑要求较多,这就需要大量的能源来保证建筑行业的迅速发展。但是,能量的开采过程中会造成能源的枯竭以及环境的污染,加上能源的利用率偏低,这样在房屋建筑的过程中就会产生大量的建筑垃圾,严重的制约了能源的充分利用。同时这些垃圾还能对周围环境造成污染,为了适应我国的基本国情,政府提出了可持续发展的理念,这样就把经济以及环保有效的结合在了一起,从而可以有效的实现文明建设。可持续发展理念就是要环保理念进行落实,在房屋建设的过程中要把资源进行合理的利用,避免能源的浪费。 2房屋建筑设计中节能环保存在的问题 2.1建筑节能环保发展落后 虽然我国房屋建筑过程中需要的环保节能理念意识从上世纪开始就已经有了发展,但是由于房屋设计过程中有着很大的复杂性以及困难性,所以在实际的应用过程中会受到一定的制约,也就是说在房屋建筑设计的过程中节能环保技术理念还存在很大的滞后性。 2.2房屋建筑设计以及节能环保发展的现状 随着生活水平的提高,人们的房屋的建筑质量以及节能环保要求不断的进行提高。但是在实际的应用过程中节能环保的理念不能够完全有效的实施,受到的制约因素较多,所以节能环保的实施力度就会出现一定的滞后性。在进行房屋建筑的建设过程中,人们有时候只是单纯的在意建筑物的外形以及房屋的景观设计上,没有对房屋建筑以及周边的环境进行有效的协调统一。在房屋建筑的节能设计过程中,没有足够的规划力度,能源耗费巨大。在建筑行业中能耗较大的包括热环境设备以及建材的耗用等。但是有些建筑的环保设计中缺乏对建筑房屋以及环境和地质信息进行综合利用,也就没法体现建筑设计的环保理念,忽视建筑的协调发展。 2.3房屋建筑设计单位对于环保设计认识不足 在进行环保理念的施工过程中,施工人员以及管理者的环保意识是十分重要的,但是在实际的过程中发现,一些管理人员为了保证自身的利益能够最大化,往往选择那些非环保的材料进行施工,同时施工的过程中施工人员没有经过专业的环保工作培训,这样就导致我国的建筑环境节能技术相对的发展缓慢,对于节能减排不能进行合理的利用,在一定程度上制约了建筑行业的发展。 3房屋建筑设计节能环保措施分析 3.1节能环保材料的使用 在建筑过程中建筑材料是基础,同时建筑材料贯串于整个建筑工程的始末,因此在建筑过程节能材料的选择是十分重要的。在继续全面建筑的过程中需要充分的考虑材料的经济性、高效性以及材料的节能型等。随着科技的发展,大量的新型材料逐渐的被研发出来,在建筑中应用这些新型的材料去代替传统的耗材:比如木材等可以有效的节约能源。同时,在进行建筑的过程中可以根据当地的实际情况对具有地方特色的材料进行挖掘,将其应用到建筑上来,一方面可以实现材料的充分利用;另一方面还可以体现当地的特色,达到良好的应用效果。比如在传统的应用过程中使用的建筑材料一般是金属,但是长时间的使用会造成管道的生锈以及腐蚀,这样不仅对材料的耗损极大,同时还能造成二次的污染;但是了一欧诺个新型的塑料质材料,不仅可以有效的改善铁管生锈带来的严重后果,同时还可以有效的对能源进行节约,防止二次污染的产生,希望可以起到节能环保的目的。 3.2门窗设计中节能环保理念的应用 门窗是建筑物的通气孔,所以在进行门窗的设计过程中应该严格注意其保温性以及气密性。根据我国出台的建筑节能标准要求,在进行门窗的设计过程中一定要按照严格的法律规定。传统使用的材料为单层玻璃实腹钢窗,这些设计形式在后续的研究过程中发现无法达到实际的需求,所以改用新型的材料来代替传统的工艺材料,希望可以提高门窗的气密性以及保温性,常见的材料为塑料密封条。也就是说在安装好门窗以后要对门窗与墙体之间的缝隙进一步的密封,在进行密封的过程中可以选择具有一定弹性的材料,同时也可以选择一些具有良好粘性的密封膏等来提升门窗的密封性;在门框与门扇的密封过程中,可以选用的材料是橡胶或者泡沫密封条等,同时也可以设置一个回风槽等来提高门窗的密封性。在扇与扇的密封过程中可以利用缝外压条这样的方式来加强密封性。最后在门窗的保温设计过程中需要注意防火、防盗等问题,保证门的绝热性要良好,加强墙体的隔热性;同时在进行窗体的设计过程中尽量选择塑料窗,避免金属的热胀冷缩现象出现,同时进行玻璃选择的时候尽可能的选择那些双层或者是三层以上厚度的玻璃,这样可以有效的提升门窗的保温性。 3.3加强对太阳能的充分利用 太阳能资源是一种取之不尽用之不竭的绿色再生能源,在当前的绿色设计理念中广泛应用的节能设计就是为了能够应用太阳光。当前,我国的煤炭以及石油等能源都严重的紧缺,这个时候就需要充分利用可以再生的能源来缓解现在的危机。目前利用太阳能来进行水资源的加热是一种广泛的应用方法,其中太阳能热水器的使用方便了人们正常的热水供应,并得到了人们的广泛认可。但是在实际应用过程中发现太阳能的利用还是局限在一家一户这样的方式上,进行太阳能利用的方式还比较的零散,虽然可以满足人们的需要,但是在这建筑结构的美观上有着很大的制约性,同时这样的水温得不到很好的控制。因此,在现代的建筑设计过程中需要充分的利用太阳能资源。比如在厨房以及卫生间的空隙位置为太阳能热水器的安装预留一个比较合理的地方,这样就可以保证太阳能的充分利用,同时加强对太阳能装置的推广,使人们认识到太阳能装置给人们带来的便利之处,这样才可以有效的节约常规的能源。 3.4注重建筑绿化的设计 进行绿化设计是保证建筑节能环保实施的重要基础。在进行建筑设计的过程中应该有效的利用那些能够降低噪声污染的同时还能够对建筑环境起到一定保护作用的设施。比如在进行设计的过程中可以种植一些树木,这样就可以利用枝叶来阻挡烈阳的照射,在夏天可以使人们不被太阳直晒,达到气温调节的目的。此外,在进行设计的过程中还需要考虑垂直绿化等方式方法,这样可有有效的解决生态的平衡问题。据研究发现通过垂直绿化可以使用墙面的温度降低5℃左右,同时室内的温度也会发生小范围的降低;另外通过合理的进行树木的种植还能够对当地的环境以及空气的湿度进行提升,有效的改善建筑周围的微气候。 4结语 将节能环保设计应用到房屋建筑的过程中不但可以有效的提高居民的舒适程度,同时还可以有效的增加建筑行业的经济效益。尤其是我们这种人口大国,解决房屋问题可以有效的推动经济发展。随着人们环保意识的不断增强,但是在进行设计的过程中仍然存在一定的问题需要我们进行解决,只有根据具体情况进行具体的分析研究才可以更好的创造出节能环保的房屋,促进环保行业的发展。 作者:李治邦 单位:南部县城市路灯管理所 房屋建筑设计探讨:节能房屋建筑设计论文 建筑行业作为我国能源消耗的主要行业之一,加强建筑行业的节能设计对缓解我国能源短缺形势发挥了重要的作用。我国经济要实现可持续发展,必须做好房屋建筑节能设计,缓解我国能源短缺形势。基于此,本文对建筑领域内的房屋设计中的节能设计进行分析,为房屋建筑节能设计提供参考。 1加强我国房屋建筑节能设计的必要性 1.1缓解能源紧张形势的需求 自我国实行改革开放政策以后,我国进入快速发展的阶段,我国的经济水平和人们生活水平显著提高。但是经济发展、人们生活水平提高建立在大量资源消耗基础上。长期以往,我国经济发展必然面临严峻的资源短缺问题,并且最终制约经济发展。而建筑领域属于高能耗行业,是我国形成资源短缺的主要原因之一。不仅建筑施工过程中需要消耗大量的资源,而且房屋建筑设计模式也影响房屋使用中的能源消耗情况。房屋建筑作为我国建筑领域的重要组成部分,做好房屋建筑的节能设计,减少房屋建筑的资源和能源消耗,可以极大地缓解我国日益严重的资源短缺与经济发展对资源需求之间的矛盾。因此,在房屋建筑设计阶段必须做好节能设计。 1.2建筑行业可持续发展的需求 在房屋建筑设计中重视节能设计是对设计人员的挑战,节能设计的要求有助于提高设计人员的设计水平,促进建筑行业优化自身结构,促进建筑行业的发展。如果在房屋设计中重视节能设计,可促使科研人员对节能技术及材料的研发力度,设计人员也会根据节能设计的要求将当前最新的节能技术以及节能材料应用于房屋设计中,提高我国建筑节能施工和设计的水平,提升我国建筑行业的可持续发展。不仅如此,房屋建筑设计中重视节能设计也是符合我国科学发展观的基本要求,有助于我国房屋建筑的全面发展。 2房屋建筑节能设计应用分析 2.1房屋屋面节能设计 做好房屋屋面是影响整个房屋建筑能耗的重要组成部分,做好屋面节能设计可以极大程度降低房屋能耗。房屋屋面的节能设计多采用质量好、强度高、吸水率低的保温材料该层的才能满足要求。保温材料的铺设方法有正铺法和倒铺法两种。一般房屋屋面的保温材料多采用正铺法,高层施工采用倒铺法。倒铺法通常使用质量轻、高轻度、低吸水率的聚苯板的保温材料在防水层上设计保温层,这种设计方式可以最大限度的发挥保温材料的保温效果,并降低防水材料受外界温度变化的影响;减少材料施工过程中的损坏,提高防水材料使用寿命以及增加防水材料的节能效果。此外,屋面节能设计采用浅色系斜坡设计方式,一是提高隔热效果及降低能耗;二是方便排水和预防屋面渗漏。 2.2门窗的节能设计 传统门窗多为单层玻璃结构,这种门窗设计方式的密实性不高,造成保温性能也不高,室内容易出现较大的温差变化,进而消耗更多的能源。房屋门窗节能设计可以采用铝合金门窗,并采用节能建材,采用中空玻璃作为密封建材增强密实性。与此同时还可以采用多片板玻璃,作分离和密封处理,使玻璃之间形成干燥的气体空间,预防水汽在外层玻璃形成雾气,提高门窗的透明度、洁净度和整体保温效果。最后,根据玻璃的保温性能以及对穿墙比例综合设计门窗大小。《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中规定:居住建筑各朝向的窗墙面积比,北向不大于0.2;东西向不大于0.25;南向不大于0.35。只有保持科学的窗墙比例,才能最大限度提升门窗的保温效果,又节省能源。 2.3建筑遮阳系统设计 根据自然环境特点、房屋地形特点等要求,遮阳系统设计必须遵循以下四个原则。一是因地制宜的原则,处于不同经纬度的地区在温度、日照等方面存在显著的差异,导致遮阳时间长短不一。以江西省为例,江西省属于疾风性气候,夏天晴热干燥,白天日照强度大,气温高,夜间静风率高,夜间物体降温幅度小。冬季阴冷,天气阴沉,多雨天气多,日照不充足。针对将其江西地区的气温及日照特点,江西地区的房屋建筑的遮阳系统需要夏季发挥遮阳作用,冬季发挥保温作用,因而下级遮挡阳光但不能影响冬季日照。二是坚持平面布局原则。平面布局原则的目的可以防止夏季房屋受强烈的太阳辐射影响,房屋应避免东西向建设。而且在总体布局上利用建筑发挥遮阳效果,还能减少射阳配件的使用,降低成本。三是坚持朝向要求。江西地处北回归线以北,太阳高度角较小,太阳位于房屋建筑的东南和西南方向,斜射入窗,因此可采用综合式遮阳系统。四是节能要求。不同位置的遮阳系统达到的节能效果也不同。通常外遮阳系统的遮阳效果高于内遮阳系统,但是在实际设计中需要综合考虑遮阳形式与室内空间、外立面设计,使遮阳系统适合内外空间设计。另外,还需要考虑遮阳构件的材料,尽量强度更高、易清洁的遮阳构件。 2.4墙体保温设计 首先是主墙体构造,砌砖或混凝土承重墙厚度由结构受力确定,表面应平整、牢固,达到粘贴聚苯板的条件。在混凝土墙外侧表面留有预埋铁件时,要涂刷防锈材料。二是檐口构造。檐沟是外墙和屋面交接部位,屋面排水与挑檐屋面做法类似。要求屋顶保温层搭过墙身,与外墙的保温层橡胶,预防房屋顶棚四角出现结露问题。三是勒脚和首层的设计。该层需要额外增加一层纤维,并使用玻璃纤维增强底边。 结语 在国家大力提倡节能减排的号召下,房屋建筑设计中的节能设计必然成为未来房屋设计的主要发展趋势。为此,政府必须采取必要的措施,如加强节能减排宣传,提高人们的节能意识;制定节能减排优惠政策,鼓励人们主动采用节能减排设计;加快节能新工艺和新材料的研发力度,积极借鉴他国先进的节能技术,为节能设计的应用提供技术和物质保障,推动建筑节能的发展,改变行业高能耗现状,实现经济和社会的健康、持续发展。 作者:张志平 单位: 江西省永丰县建筑施工管理站
1引言 随着城市经济和城市化进程的发展,对社会公共服务质量要求逐渐提升,而地下管廊施工技术就是有效优化城市发展问题的途径。 2城市地下管廊建设原则和现状分析 2.1地下城市管廊的基本原则 第一:遵循严格施工标准原则。在管廊地下施工过程中,整体的施工结构、施工设计以及施工细节都需要按照最高施工标准进行,这样才能优化每个环节城市地下管廊的质量,确保工程的安全性和稳定性。在进行地下管廊规划时,还需要综合分析城市规划和发展,确保管廊、管线以及断面尺寸能够与城市发展需求有效适应,为城市发展奠定优质的基础。与此同时,城市地下管廊是一项隐蔽性工程,工程使用年限非常久,一般是一百年以上。因而在管廊施工中,为了城市管廊施工需求,应该确保地下管道施工质量,完善施工的耐久性和抗震性。这样既可以提升城市地下管廊的使用年限,而且还能减少管廊维护费用,提升工程经济效益。第二:坚持科学规划设计原则。在城市地下管廊施工中,相关部门需要全面分析地下管廊情况,结合综合性分析评估方法和数据,优化城市地下空间的管理和控制,为城市管廊施工奠定基础。与此同时,城市地下管廊规划设计人员还需要确保管廊建设的可行性,构建合理规划目标、完善附件设施、强化投资评估等环节,为城市地下管廊的后期运行提供保障。第三:坚持共同协作、共同监督的原则。在城市化发展的进程中,综合性城市管廊结构对城市发展局势有着重要影响。因而在实际的建设规划中,需要结合城市地下交通、地下隧道以及地下空间的规划设计,综合考虑城市管廊的规划和设计,进一步提升管廊施工的合理性。另一方面,还需要全面优化地下管廊施工的各方协作,强化施工协作、施工投资以和施工管理等方面的合作,落实法律法规在规划管理的应用,进一步保障城市管廊建设的发展。 2.2城市地下管廊施工技术要素分析 在当前的城市地下管廊施工中,各种施工技术和方法都存在优缺点,直接影响着地下管廊施工质量。明挖现浇法就具有施工费用低、工期短的优势,但是对交通影响较大,影响城市发展。与此同时,城市地下管廊施工要点还包括:断面形式分为包含矩形和圆形;隔断形式包含单腔和双腔;施工方法包含明挖现浇法、明挖预制拼装法以及盾构法施工技术等。另一方面,在传统的城市地下管廊施工中,管线敷设和地下管廊两种方式是主要的建设方式。传统管敷设方式的开挖直埋、夯管、定向钻等都具有各自的优缺点,对建设施工有一定影响。例如,开挖直埋的建设方式的工作范围较广,需要较多的人力资源和设备资源,成本消耗较大。同时,开挖直埋方式还存在破坏环境、工期长的施工难题,不利于距离较长的管廊铺设施工。反正,城市地下管廊施工方式就具有比较大的优势,不仅可以提升城市地下空间利用效率,落实城市管廊的分散管理,而且还能为管道检修和维护提供便利,为城市发展奠定优质的地下管廊环境。 3明挖现浇法城市地下管廊的具体施工工序 3.1城市地下管廊维护结构施工工序 首先:选择合理的围护结构,奠定结构基础。在城市地下管廊的发展中,需要根据管廊顶板、侧壁厚度以及基坑面积,采用合理的管廊维护结构,这样才能确保管廊维护质量。例如,当施工区域地下管廊顶板侧面厚度薄、基坑面积和深度不足的时候,就不能利用钻孔灌注桩以及SMW等大规模维护方法,影响管廊维护结构的施工质量。其次:拉森钢板桩及H型钢围檩施工技术。在城市地下管廊中应用明挖现浇法技术,可以充分考虑管廊的标高和地下水位,综合利用拉森钢板桩及H型钢围檩,可以进一步避免基坑底部隆起,保障基坑施工的安全性,提升地下结构的承载力。最后:根据城市地下管廊施工状况,选择合理的钢管支撑。如果城市地下管廊施工中,管廊底部土地的水分过足、承受力小等情况,就需要适当降低围檩和支撑高度,进一步避免基坑底部隆起、拉森钢板桩位移现象的发生。另一方面,为了有效保障城市地下管廊侧墙顶板浇注的质量,完善其整体结构的防水功能,可以有效利用底板换撑的方式进行施工,提升混凝土的养护强度,确保管廊钢管支撑质量。 3.2城市地下管廊主体构造的施工工序 在进行城市地下管廊施工过程中,不仅需要全面掌握施工环境的分析和勘查,而且还要合理落实每个环节、每个时间段的施工技术,这样才能保障地下管廊施工的顺利进行,确保工程建设进度,避免过度影响城市交通和发展。当城市地下管廊施工中采取明挖现浇法时,需要对城市交通设施进行隔断处理,对施工周边区域进行保护,构建优质的施工环境。例如,在城市地下管廊明挖现浇法施工进行模板和混凝土施工时,模板可以采取传统的木模+木檩条+钢管撑的结构方式,在拉螺杆的中间部位衔接止水钢铁片,这样不仅可以巩固地下防水结构,而且还能提升防水质量。当城市地下管廊的模型混凝土拆模后,需要及时切断拉螺栓的突出部分,再利用水泥浆进行修补和维护,确保模型结构的完整性。通过这样的方式,可以进一步强化混凝土模型的结构质量,确保混凝土的密度,为地下管廊施工提供保障。另一方面,在进行城市地下管廊明挖现浇法施工中,还需要全面掌握施工缝的伸缩方向,综合考虑混凝土结构的伸缩变形趋势,采用合理有效的可拆卸式止水伸缩缝,保障城市地下管廊明挖现浇法施工质量。在管道安装前需要有效完善混凝土结构的缺陷处理、优化钢板表面的光洁度,综合利用压块固定橡胶止水带,全面实现伸缩缝结构的处理。与此同时,在进行下阶段的伸缩缝混凝土浇筑前期,还应该将挤塑聚苯板贴合两端混凝土的衔接部位,这样可以有效避免混凝土的伸缩变形,还能够巩固橡胶止水的作用,提升混凝土结构的强度。通过这样的方式,可以为城市地下管廊明挖现浇法施工提供良好的混凝土结构质量,强化明挖现浇法施工基础强度,全面提升地下管廊施工质量。另外,地下管道防水性是管廊质量和性能的评估要点,对管道的正常运行有着重要影响。通过结合明挖现浇法施工技术,完善自防水和外部防水的综合性能,进一步提升管廊两道的防水质量。例如,在明挖现浇法施工应用中,可以利用C35P6的防水体系,在地下管廊侧壁穿管处安装防水钢板,在管道衔接处利用橡胶防水带,提升管道自身防水质量。同时,在进行外部防水施工时,可以合理利用非固化沥青防水涂料,对混凝土的空隙和裂缝进行填补,进一步提升混凝土的防水质量。通过这样的方式,可以全面优化地下管廊施工的质量,为管廊的正常运行提供优质保障。最后,在城市地下管廊的建设中,如果涉及大规模的开挖方式,可以有效结合井点降水的施工方法,全面路落实土石的挖掘以及管道铺设。通过这样的方式,可以避免围护结构施工,提升管道施工时间和质量,提升了管道施工的效率。另一方面,城市地下管廊的施工中,还可以利用屏风式施工技术,落实“随挖随撑”的施工原则,对管廊基坑进行合理的挖掘。同时,在基坑挖掘的过程中,还应该合理规划基坑的排水降水措施,与地下水区域保持适度的距离,避免发生渗水的现象。通过这样的方式,可以进一步提升明挖现浇法施工价值,提升城市地下管廊施工质量,为城市运行提供保障。 4明挖现浇法在城市地下管廊施工应用途径 在城市化进程中,为了全面提升城市地下管廊的运行质量,推进城市经济和环境的全面发展,可以从几个途径进行落实:第一,全面优化标准化建设目标,落实地下管廊施工的严格性和规范性。城市地下管廊是城市发展的命脉,对城市未来发展和规划有着重要意义。因而,城市地下管廊规划设计需要具有前瞻性,需要综合分析城市发展趋势,合理优化城市地下空间,为城市发展奠定良好的管道布局。第二:进一步强化城市管道的拼接技术,提升管道的运输质量。在明挖现浇法技术的应用中,需要重视管廊模块的衔接,确保管廊长度得到有效的控制,进而实现长距离管道施工。第三:城市地下管廊施工技术是工程建设的保障,通过协调相关科学技术,落实地理信息技术的监督管理作用。这样不仅可以实现地下管廊信息的共享,进一步提升城市管廊的管理规划质量。 5结束语 总而言之,在城市地下管廊发展过程中,全面利用明挖现浇法技术优化管道施工质量,提升城市的地下发展空间,为城市规划营造良好环境。通过优化城市地下管廊结构、防水性能,可以提升管道的使用年限,提升管道工程的经济效益。 参考文献: [1]佚名.明挖现浇综合管廊防水设计与施工技术探讨[J].中国建筑防水,2018. [2]李文峰,董小三,宋立明.城市地下综合管廊防水施工技术要点[J].智能城市,2017(6):99. [3]姚守龙,王志鹤.关于城市地下综合管廊的施工技术研究[J].绿色环保建材,2017(1):111. 作者简介:吴博(1986—),男,汉族,海南海口人,本科,助理工程师,研究方向路桥。
室内设计中环保节能设计探讨:试论室内设计中的环保节能设计 论文关键词:室内设计 环保 节能 论文摘要:从环保节能设计角度出发,反思了我国目前室内设计中存在的问题,提出了构建环保节能设计新理念的思路,并对环保节能设计方法进行了初步探讨。 一、环保节能设计概念的提出 设计为人类创造了巨大的社会财富,推动了文明的发展,但同时也加速了资源、能源的消耗,并对生态平衡造成了极大的破坏。20世纪60年代末,美国设计理论家维克多·巴巴纳克出版了一本引起极大争议的专著《为真实世界而设计》。他认为,设计的最大作用不是创造商业价值也不是包装和风格方面的竞争,而是一种适当的社会变革过程中的元素。同时设计应该认真研究有限的地球资源的使用问题,并为保护地球环境服务。70年代“能源危机”的爆发使巴巴纳克的“有限资源论”得到普遍的认可,由此环保节能设计概念得以提出,并得到越来越多的关注和认同。 环保节能设计又叫生态设计,是指在对产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。其基本思想是:在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响降为最小。环保节能设计不仅是一种技术层面的考量,更重要的是一种观念上的变革,要求设计师放弃那种过分强调产品在外观上标新立异的做法,而将重点放在真正意义的创新上面,以一种更为负责的方法去创造产品的形态,用更简洁、长久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命。 对室内设计而言,环保节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计,减少无谓的材料和能源的消耗,减少有害物质的排放。尽量利用绿色自然、生态环保的资源确保室内的自然采光和通风,使环境安全舒适、洁净宜人。当前,人们空前地意识到保护环境、节约能源的重要性。在党的十七大报告中,主席明确提出要“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展”lzl。室内设计作为一门与人们生活环境密切相关的学科,除了为人们营造健康、舒适、适用的室内环境,也应该责无旁贷地担当起环保节能的社会职责。 二、当前我国室内设计中的环保节能现状 我国目前的室内设计主要在以下三方面与环保节能设计理念存在着较大偏差: 一是设计观念上的偏差。一提起室内设计或装修,人们就会习惯性地想到墙面的粉刷装饰、地板的铺设、天花造型吊顶的安装等,仿佛不在围合空间的界面上增添一些东西就不足以称之为设计或装修,人们观念上已将设计等同于加法设计。诚然,加法设计为人们提供了美观的界面,实用的物品存放空间,然而,从环保节能角度来看,加法设计必然伴随资源的消耗和浪费,而且加法做得越多,对资源的消耗和浪费也越多。此外,加法设计所用的装修材料越多,挥发出来的各种有害气体也越多,对室内环境的污染也越重,有些材料比如天然石材还具有辐射性等,如此看来,加法设计在一定程度上来说既不节能也不环保。 二是设计行为上的偏差。当前我国的室内设计日趋高档化,甚至奢糜化,人们把对高品质生活的追求演变为对奢华环境的追求,这些室内环境不仅装饰奢华,用材名贵,而且一年四季以能源的动力维系着春天般的感觉,甚至为争夺客源不惜代价,人工营造异域风情,极尽装饰设计之奢华手段。从设计角度来说,这些奢华的手段无可厚非,但从环保节能的角度来看,却是非常值得人们深思的。名贵材料的无度使用,背后必然是对自然资源和自然生态环境的破坏,造成能源的枯竭。人工营造的气候环境又使人们远离自然,背离春夏秋冬四季交替的自然规律,直接导致人体免疫力、抵抗力的下降,引发健康问题。 三是设计过程中的偏差。设计过程中不注重软设计,忽视设计技能方法的应用,强调硬设计,以物性设计为主;不注重本地资源的有效利用,舍近求远,以稀为贵,以新为奇;不注重开发常规材料的设计潜质,强调珍、稀、贵材料的使用;不注重自然材料的应用,强调工业材料的表现效果;不注重自然光源的合理利用,强调人工照明;不注重室内环境的通风、保温、散热性能,以人造气候代替自然气候等等,这些都有悖于环保节能设计的理念。 三、构建室内设计中的环保节能设计新理念 针对存在的问题,笔者以为,可以从以下几方面建树环保节能设计新理念: 1.改变人们的认识观念,还设计内涵以真本性 现在是更正人们对“设计”认识误区的时候了。设计的真本意绝不仅仅是为了好看、美观而增添某些东西,也不是为了艺术而艺术的载体,更不是精英意识的彰显,或高贵奢华之类的代名词。设计的真本意是为百姓大众服务,解决人们的实际困难,使人类生活更美好,使人与社会、自然更和谐。设计应该反映一种最自然、灵活、随意的生活方式,流于平民百姓之间,使之体现百姓情坏,使人平易相对。设计的意义在于实用、在于节约、在于发展,更在于和谐。脱离了服务大众这一目的,所有的设计都只能是缘木求鱼,舍本求末。设计师们应该担当起设计的社会责任,以环保节能设计理念调整人们的认识价值观,提倡节制、适度和限制的设计价值观。 2.去浮华,求简朴,倡导本源性简朴设计 历尽繁华之后的人们总觉身心疲惫,而简朴、宁静的环境有益于人们保持清晰的头脑,集中精力在那些首要的、提高生活质量的、行之有益的、快乐的事物上。从这一点上来说,设计的过于雕饰和浮华是一种生活方式的过渡放纵和精神污染,特别是对于现代充满紧张和压力的工作生活环境,这样的设计更是一种精神折磨。现代人们内心渴望一种淡定的平静和安宁,因此提倡简朴设计符合社会发展的需求。应当明确,简朴设计不是“简单设计”或“不设计”,简朴设计是省略多余物和保留必需物的取舍设计,以够用和实用为原则,是对有限资源和材料有节制地充分利用,是通过材料的质地、完美的工艺和结构及细节的处理来获得美感。简洁的线条、简单柔和的造型、纯净的材质、灵动的空间感是其主要特点,显现出一种明显的质朴格调。由此可见,简朴设计不同于装饰设计或加法设计,简朴设计讲究的是实效性,彰显的是材料物质和结构工艺所固有的本色的美,不追求名贵,不依靠装饰。 3.倡导本土化设计理念 从环保节能角度来看,倡议本土化的设计不仅仅是指外在表现形式的本土化,而应将其内涵扩展到设计的方方面面,比如用材的本土化、陈设装饰的本土化、空间处理的本土化、室内环境的本土化等等。本土化设计突显的是纯朴的地域特色美,讲究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和发挥本地资源的特色营造适合本土人生活的室内环境,没有附加外来的装饰,也不刻意寻求新、奇、贵,保持自然本色而又舒适宜人,其环保节能性不言而喻。 四、室内设计环保节能方法初探 1.硬空间软设计 所谓硬空间是指围合空间的界面都具有物质性。所谓软设计是指技巧性、艺术性的设计手法,是相对于应用物质手段的硬设计而言。比如在改变空间形象上,硬设计主要是依靠造型和陈设装饰,而软设计可以利用不同光、色、材质肌理给人不同的生理心理感受来改变空间形象,使小空间显大,低空间显高,窄空间显宽;也可应用对比设计手法改变空间形象,如欲高先低、欲宽先窄、欲明先暗等;还可通过改变陈设布局方式来改变空间形象等等。再比如对空间的分隔,硬设计主要通过墙体、隔断、家具等有形的物质手段来分隔,而软设计可利用色彩、肌理、灯光的变化来划分限定空间,使空间不经有形分隔而形成区域感,同时又保持了空间的通透性。探究和开发常规材料的潜质,使其材质肌理具有特殊的表现效果,从而达到丰富空间效果的目的,这也是常用的软设计方法。软设计方法很多,相对于硬设计而言,它注重设计技巧应用,注重挖掘设计要素的潜质和特色,使用材料少,对资源的消耗也少,其环保节能性是显而易见的。 2.减法设计 加法设计是最直接的装修手法,在加法思维中,往往会因为陷入太多的元素而失去设计分寸,平添了多余的结构和装饰。而减法设计是经过取舍的判断,减掉多余的装饰和不必要物件,使空间环境变得纯净、轻松而舒适。减法设计的环保节能性体现在:对空间界面处理用材少而单一,甚至直接用建筑结构而不附加额外装饰作为空间界面;空间处理常采用软设计手法,避免非功能性的结构和装饰,用色纯粹,线形简洁;室内家具陈设讲究功能的多样组合和实效性,注意空间的留白和纯净。由此可以看出,减法设计是使用最少的材料和资源来实现实用和美观的统一。 3.零材料费装饰设计 零材料费装饰设计是指装饰设计所用的材料并非来自于建材市场,而是来自于无毒无害的生活和工业废弃物,如饮料罐、废报纸、一次性餐具等,其成本极为低廉,接近于零甚至有可能为零。这种设计是一种化腐朽为神奇的装饰设计手法,同时也是一种节能环保、合理利用资源的做法。零材料费装饰设计不同于先设计后买材料的常规设计,而是要根据找到的材料进行相应的设计,这就要求设计师具有较高的艺术素养,能打破常规,进行创造性设计构思,开发挖掘材料特性,创造艺术化、个性化室内空间。 零材料费设计法强调生态设计,注重环保节能,减少污染和浪费,它所具有的绿色环保、生态节能、可持续性发展等特性,是未来装修设计的发展趋势。 室内设计中环保节能设计探讨:室内设计中绿色环保节能设计理念的运用 摘要:随着人们对环境保护问题的日益关注,很多人都希望在室内装修中获得更加绿色、健康、舒适的元素,给室内设计带来了挑战。在本文中,我们将对绿色环保节能设计的基本理念进行探索,并对其在室内设计中的应用进行分析。 关键词:室内设计;绿色环保节能设计理念;应用 正文: 在当前的室内设计中,人们由于个性特征、资金预算等的不同,对于室内设计有着不同的要求,但是对于绿色环保的要求都比较一致,希望能够遵循绿色环保的理念。绿色环保的设计理念,对于我国社会的可持续发展战略具有非常重要的意义,能够有效降低能源的消耗,促进人与环境的和谐发展。 1.绿色环保节能设计理念的基本原则 1.1降低室内的环境污染和能源消耗 近年来,环境污染越来越严重,使得城市空气、水资源等遭受了非常大的威胁,严重影响了人们的日常生活。而很多室内设计过程中,也存在着一些污染比较大的材料和设备,并且不注重在使用过程中能源和资源的消耗,从而带来较大的环境负担。绿色环保节能设计的理念,就是要在室内设计中减少对能源和资源的使用,并尽可能不对周围环境造成恶劣影响。 1.2实现资源的重复回收利用 为了能够获得一些别具一格的设计效果,有的设计师在室内设计中使用了一些不可回收的资源,有的资源甚至是一次性的,使用后就会被丢弃,给环境中增加了废弃物。而绿色环保节能设计理念倡导对于资源的回收使用,能够使资源得到重复使用,不仅降低了造价,也能够降低废弃物对环境的污染,达到了一举两得的目的。 1.3降低装修材料对人体的伤害 在室内设计中,对于各种材料的选择,都应对人体无害,并且对周围的环境无害,虽然人们都倾向于选择绿色的装饰材料,但是很多并不是完全无害,而是“相对无害”。对绿色环保节能设计理念的践行,就应采用绿色、环保、无害、无污染的装饰装修材料,降低材料本身或者其挥发物对人体的伤害。例如当前有很多创新绿色材料,基本上不含甲醛,能够满足人们对于安全的需求。 2.如何实现绿色环保节能设计理念在室内设计中的融入 2.1在室内设计中融入自然要素 人与自然的关系是室内设计首先要考虑的问题,能够促进双方的和谐发展。并且,人类的活动都离不开大自然,在室内设计中应适当加入自然要素,从而加强人与自然的联系。在室内布置的过程中,可以在方案中加入一些花卉、植物等要素,既能够净化空气,又能够让人们在日常生活的时候感受到自然之美,从而得到身心的放松。并且,当前城市化进程逐步加快,很多绿地都被建筑物所取代,人们更想要贴近自然。在室内设计中融入自然要素,能够更加突出环境的健康性和自然性,从而满足人们对于大自然的需求。 2.2在室内设计中加入绿色家具 越来越多的人开始在家具选择上倾向于简约、整洁,并希望家具的材料能够更加环保,因此绿色家具的概念得以出现。在室内设计中,设计师们应用了人造板、木材、塑料等材质的家居,能够满足人们对于绿色家居的需求。在西方国家,人造板和建筑纤维板的绿色环保标准是一致的,并且对其甲醛释放量进行了严格的规定。木材本身是不会释放有害物质的,因此对于室内环境没有实际上的危害,不过,在家具制作的过程中,木材经过了一系列的杀菌处理,可能会有一些危害人体的杀菌挥发物,因此也要根据相关的质量标准,对木材的有害物质释放量进行严格的控制。塑料是家具中非常常见的物质,使用最为广泛的是尼龙和ABS塑料,对环境产生污染的成分主要是其中的添加剂。在对塑料家具进行应用的时候,应考虑到其中添加剂对人体的伤害,选择添加剂比较绿色天然的家具,从而能够保障人们的健康。 2.3在室内设计中做好声音的处理 城市中,生活节奏比较快,交通拥堵、人声嘈杂的情况时有发生,给人们的生活带来了影响,而人们的工作压力比较大,因此对噪音的容忍度也逐步降低。在绿色室内设计中,声音的处理也是其中重要的组成部分,对噪音的控制和管理可以从两个方面来进行:首先,在空间划分设计的是,应对其布局和功能进行分割,将容易发出噪音的空间和比较私密的空间隔离开来。其次,在对装饰材料进行选择的时候,尽可能选择隔音效果比较好或者具有吸声功能的室内材料。 2.4对装饰材料进行科学选择 室内装修材料的选用应遵循绿色、环保、新型、节能、经济、适用、耐久的原则。除了注重材料的质量、外观及有害物质含量之外,还要注意以下几个各方面的选用要求:一是为了提高室内空间环境的安全及舒适性,在选用功能性建筑材料时,建议采用对人体健康有利的新型材料,例如具有抗菌、防霉、除臭、隔热、防射线等多功能新型建筑材料。二是应优先选用本地建筑材料及构件。既可节约运输成本,减少运输对环境的污染,易于融入当地的自然、人文景观中。三是优先选用工业化、集成化高的建筑材料及构件,减少施工现场材料及构件加工的比例,工厂批量化加工可以提高材料的利用率,减少现场加工造成的粉尘、噪音等对环境的污染。 3.结语 总之,绿色环保节能设计理念不仅受到业内人士的关注,也受到社会各界人士的热烈讨论。作为室内设计人员,我们应该对绿色环保节能设计理念的基本内涵进行认识,并做好绿色环保节能设计理念与室内设计的融合、应用,从而为人们提供更加绿色、休闲、健康的环境。 作者:闻蓉 单位:宁夏中房实业集团股份有限公司 室内设计中环保节能设计探讨:深究室内设计的环保节能设计 一、环保节能设计概念的提出 设计为人类创造了巨大的社会财富,推动了文明的发展,但同时也加速了资源、能源的消耗,并对生态平衡造成了极大的破坏。20世纪60年代末,美国设计理论家维克多·巴巴纳克出版了一本引起极大争议的专著《为真实世界而设计》。他认为,设计的最大作用不是创造商业价值也不是包装和风格方面的竞争,而是一种适当的社会变革过程中的元素。同时设计应该认真研究有限的地球资源的使用问题,并为保护地球环境服务。70年代“能源危机”的爆发使巴巴纳克的“有限资源论”得到普遍的认可,由此环保节能设计概念得以提出,并得到越来越多的关注和认同。 环保节能设计又叫生态设计,是指在对产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。其基本思想是:在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响降为最小。环保节能设计不仅是一种技术层面的考量,更重要的是一种观念上的变革,要求设计师放弃那种过分强调产品在外观上标新立异的做法,而将重点放在真正意义的创新上面,以一种更为负责的方法去创造产品的形态,用更简洁、长久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命。 对室内设计而言,环保节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计,减少无谓的材料和能源的消耗,减少有害物质的排放。尽量利用绿色自然、生态环保的资源确保室内的自然采光和通风,使环境安全舒适、洁净宜人。当前,人们空前地意识到保护环境、节约能源的重要性。在党的十七大报告中,主席明确提出要“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展”Lzl。室内设计作为一门与人们生活环境密切相关的学科,除了为人们营造健康、舒适、适用的室内环境,也应该责无旁贷地担当起环保节能的社会职责。 二、当前我国室内设计中的环保节能现状 我国目前的室内设计主要在以下三方面与环保节能设计理念存在着较大偏差: 一是设计观念上的偏差。一提起室内设计或装修,人们就会习惯性地想到墙面的粉刷装饰、地板的铺设、天花造型吊顶的安装等,仿佛不在围合空间的界面上增添一些东西就不足以称之为设计或装修,人们观念上已将设计等同于加法设计。诚然,加法设计为人们提供了美观的界面,实用的物品存放空间,然而,从环保节能角度来看,加法设计必然伴随资源的消耗和浪费,而且加法做得越多,对资源的消耗和浪费也越多。此外,加法设计所用的装修材料越多,挥发出来的各种有害气体也越多,对室内环境的污染也越重,有些材料比如天然石材还具有辐射性等,如此看来,加法设计在一定程度上来说既不节能也不环保。 二是设计行为上的偏差。当前我国的室内设计日趋高档化,甚至奢糜化,人们把对高品质生活的追求演变为对奢华环境的追求,这些室内环境不仅装饰奢华,用材名贵,而且一年四季以能源的动力维系着春天般的感觉,甚至为争夺客源不惜代价,人工营造异域风情,极尽装饰设计之奢华手段。从设计角度来说,这些奢华的手段无可厚非,但从环保节能的角度来看,却是非常值得人们深思的。名贵材料的无度使用,背后必然是对自然资源和自然生态环境的破坏,造成能源的枯竭。人工营造的气候环境又使人们远离自然,背离春夏秋冬四季交替的自然规律,直接导致人体免疫力、抵抗力的下降,引发健康问题。 三是设计过程中的偏差。设计过程中不注重软设计,忽视设计技能方法的应用,强调硬设计,以物性设计为主;不注重本地资源的有效利用,舍近求远,以稀为贵,以新为奇;不注重开发常规材料的设计潜质,强调珍、稀、贵材料的使用;不注重自然材料的应用,强调工业材料的表现效果;不注重自然光源的合理利用,强调人工照明;不注重室内环境的通风、保温、散热性能,以人造气候代替自然气候等等,这些都有悖于环保节能设计的理念。 三、构建室内设计中的环保节能设计新理念 针对存在的问题,笔者以为,可以从以下几方面建树环保节能设计新理念: 1.改变人们的认识观念,还设计内涵以真本性 现在是更正人们对“设计”认识误区的时候了。设计的真本意绝不仅仅是为了好看、美观而增添某些东西,也不是为了艺术而艺术的载体,更不是精英意识的彰显,或高贵奢华之类的代名词。设计的真本意是为百姓大众服务,解决人们的实际困难,使人类生活更美好,使人与社会、自然更和谐。设计应该反映一种最自然、灵活、随意的生活方式,流于平民百姓之间,使之体现百姓情坏,使人平易相对。设计的意义在于实用、在于节约、在于发展,更在于和谐。脱离了服务大众这一目的,所有的设计都只能是缘木求鱼,舍本求末。设计师们应该担当起设计的社会责任,以环保节能设计理念调整人们的认识价值观,提倡节制、适度和限制的设计价值观。 2.去浮华,求简朴,倡导本源性简朴设计 历尽繁华之后的人们总觉身心疲惫,而简朴、宁静的环境有益于人们保持清晰的头脑,集中精力在那些首要的、提高生活质量的、行之有益的、快乐的事物上。从这一点上来说,设计的过于雕饰和浮华是一种生活方式的过渡放纵和精神污染,特别是对于现代充满紧张和压力的工作生活环境,这样的设计更是一种精神折磨。现代人们内心渴望一种淡定的平静和安宁,因此提倡简朴设计符合社会发展的需求。应当明确,简朴设计不是“简单设计”或“不设计”,简朴设计是省略多余物和保留必需物的取舍设计,以够用和实用为原则,是对有限资源和材料有节制地充分利用,是通过材料的质地、完美的工艺和结构及细节的处理来获得美感。简洁的线条、简单柔和的造型、纯净的材质、灵动的空间感是其主要特点,显现出一种明显的质朴格调。由此可见,简朴设计不同于装饰设计或加法设计,简朴设计讲究的是实效性,彰显的是材料物质和结构工艺所固有的本色的美,不追求名贵,不依靠装饰。 3.倡导本土化设计理念 从环保节能角度来看,倡议本土化的设计不仅仅是指外在表现形式的本土化,而应将其内涵扩展到设计的方方面面,比如用材的本土化、陈设装饰的本土化、空间处理的本土化、室内环境的本土化等等。本土化设计突显的是纯朴的地域特色美,讲究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和发挥本地资源的特色营造适合本土人生活的室内环境,没有附加外来的装饰,也不刻意寻求新、奇、贵,保持自然本色而又舒适宜人,其环保节能性不言而喻。 四、室内设计环保节能方法初探 1.硬空间软设计 所谓硬空间是指围合空间的界面都具有物质性。所谓软设计是指技巧性、艺术性的设计手法,是相对于应用物质手段的硬设计而言。比如在改变空间形象上,硬设计主要是依靠造型和陈设装饰,而软设计可以利用不同光、色、材质肌理给人不同的生理心理感受来改变空间形象,使小空间显大,低空间显高,窄空间显宽;也可应用对比设计手法改变空间形象,如欲高先低、欲宽先窄、欲明先暗等;还可通过改变陈设布局方式来改变空间形象等等。再比如对空间的分隔,硬设计主要通过墙体、隔断、家具等有形的物质手段来分隔,而软设计可利用色彩、肌理、灯光的变化来划分限定空间,使空间不经有形分隔而形成区域感,同时又保持了空间的通透性。探究和开发常规材料的潜质,使其材质肌理具有特殊的表现效果,从而达到丰富空间效果的目的,这也是常用的软设计方法。软设计方法很多,相对于硬设计而言,它注重设计技巧应用,注重挖掘设计要素的潜质和特色,使用材料少,对资源的消耗也少,其环保节能性是显而易见的。 2.减法设计 加法设计是最直接的装修手法,在加法思维中,往往会因为陷入太多的元素而失去设计分寸,平添了多余的结构和装饰。而减法设计是经过取舍的判断,减掉多余的装饰和不必要物件,使空间环境变得纯净、轻松而舒适。减法设计的环保节能性体现在:对空间界面处理用材少而单一,甚至直接用建筑结构而不附加额外装饰作为空间界面;空间处理常采用软设计手法,避免非功能性的结构和装饰,用色纯粹,线形简洁;室内家具陈设讲究功能的多样组合和实效性,注意空间的留白和纯净。由此可以看出,减法设计是使用最少的材料和资源来实现实用和美观的统一。 3.零材料费装饰设计 零材料费装饰设计是指装饰设计所用的材料并非来自于建材市场,而是来自于无毒无害的生活和工业废弃物,如饮料罐、废报纸、一次性餐具等,其成本极为低廉,接近于零甚至有可能为零。这种设计是一种化腐朽为神奇的装饰设计手法,同时也是一种节能环保、合理利用资源的做法。零材料费装饰设计不同于先设计后买材料的常规设计,而是要根据找到的材料进行相应的设计,这就要求设计师具有较高的艺术素养,能打破常规,进行创造性设计构思,开发挖掘材料特性,创造艺术化、个性化室内空间。 零材料费设计法强调生态设计,注重环保节能,减少污染和浪费,它所具有的绿色环保、生态节能、可持续性发展等特性,是未来装修设计的发展趋势。 室内设计中环保节能设计探讨:室内设计的环保节能设计综述 论文关键词:室内设计环保节能 论文摘要:从环保节能设计角度出发,反思了我国目前室内设计中存在的问题,提出了构建环保节能设计新理念的思路,并对环保节能设计方法进行了初步探讨。 一、环保节能设计概念的提出 设计为人类创造了巨大的社会财富,推动了文明的发展,但同时也加速了资源、能源的消耗,并对生态平衡造成了极大的破坏。20世纪60年代末,美国设计理论家维克多·巴巴纳克出版了一本引起极大争议的专著《为真实世界而设计》。他认为,设计的最大作用不是创造商业价值也不是包装和风格方面的竞争,而是一种适当的社会变革过程中的元素。同时设计应该认真研究有限的地球资源的使用问题,并为保护地球环境服务。70年代“能源危机”的爆发使巴巴纳克的“有限资源论”得到普遍的认可,由此环保节能设计概念得以提出,并得到越来越多的关注和认同。 环保节能设计又叫生态设计,是指在对产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。其基本思想是:在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响降为最小。环保节能设计不仅是一种技术层面的考量,更重要的是一种观念上的变革,要求设计师放弃那种过分强调产品在外观上标新立异的做法,而将重点放在真正意义的创新上面,以一种更为负责的方法去创造产品的形态,用更简洁、长久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命。 对室内设计而言,环保节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计,减少无谓的材料和能源的消耗,减少有害物质的排放。尽量利用绿色自然、生态环保的资源确保室内的自然采光和通风,使环境安全舒适、洁净宜人。当前,人们空前地意识到保护环境、节约能源的重要性。在党的十七大报告中,主席明确提出要“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展”Lzl。室内设计作为一门与人们生活环境密切相关的学科,除了为人们营造健康、舒适、适用的室内环境,也应该责无旁贷地担当起环保节能的社会职责。 二、当前我国室内设计中的环保节能现状 我国目前的室内设计主要在以下三方面与环保节能设计理念存在着较大偏差: 一是设计观念上的偏差。一提起室内设计或装修,人们就会习惯性地想到墙面的粉刷装饰、地板的铺设、天花造型吊顶的安装等,仿佛不在围合空间的界面上增添一些东西就不足以称之为设计或装修,人们观念上已将设计等同于加法设计。诚然,加法设计为人们提供了美观的界面,实用的物品存放空间,然而,从环保节能角度来看,加法设计必然伴随资源的消耗和浪费,而且加法做得越多,对资源的消耗和浪费也越多。此外,加法设计所用的装修材料越多,挥发出来的各种有害气体也越多,对室内环境的污染也越重,有些材料比如天然石材还具有辐射性等,如此看来,加法设计在一定程度上来说既不节能也不环保。 二是设计行为上的偏差。当前我国的室内设计日趋高档化,甚至奢糜化,人们把对高品质生活的追求演变为对奢华环境的追求,这些室内环境不仅装饰奢华,用材名贵,而且一年四季以能源的动力维系着春天般的感觉,甚至为争夺客源不惜代价,人工营造异域风情,极尽装饰设计之奢华手段。从设计角度来说,这些奢华的手段无可厚非,但从环保节能的角度来看,却是非常值得人们深思的。名贵材料的无度使用,背后必然是对自然资源和自然生态环境的破坏,造成能源的枯竭。人工营造的气候环境又使人们远离自然,背离春夏秋冬四季交替的自然规律,直接导致人体免疫力、抵抗力的下降,引发健康问题。 三是设计过程中的偏差。设计过程中不注重软设计,忽视设计技能方法的应用,强调硬设计,以物性设计为主;不注重本地资源的有效利用,舍近求远,以稀为贵,以新为奇;不注重开发常规材料的设计潜质,强调珍、稀、贵材料的使用;不注重自然材料的应用,强调工业材料的表现效果;不注重自然光源的合理利用,强调人工照明;不注重室内环境的通风、保温、散热性能,以人造气候代替自然气候等等,这些都有悖于环保节能设计的理念。 三、构建室内设计中的环保节能设计新理念 针对存在的问题,笔者以为,可以从以下几方面建树环保节能设计新理念: 1.改变人们的认识观念,还设计内涵以真本性 现在是更正人们对“设计”认识误区的时候了。设计的真本意绝不仅仅是为了好看、美观而增添某些东西,也不是为了艺术而艺术的载体,更不是精英意识的彰显,或高贵奢华之类的代名词。设计的真本意是为百姓大众服务,解决人们的实际困难,使人类生活更美好,使人与社会、自然更和谐。设计应该反映一种最自然、灵活、随意的生活方式,流于平民百姓之间,使之体现百姓情坏,使人平易相对。设计的意义在于实用、在于节约、在于发展,更在于和谐。脱离了服务大众这一目的,所有的设计都只能是缘木求鱼,舍本求末。设计师们应该担当起设计的社会责任,以环保节能设计理念调整人们的认识价值观,提倡节制、适度和限制的设计价值观。 2.去浮华,求简朴,倡导本源性简朴设计 历尽繁华之后的人们总觉身心疲惫,而简朴、宁静的环境有益于人们保持清晰的头脑,集中精力在那些首要的、提高生活质量的、行之有益的、快乐的事物上。从这一点上来说,设计的过于雕饰和浮华是一种生活方式的过渡放纵和精神污染,特别是对于现代充满紧张和压力的工作生活环境,这样的设计更是一种精神折磨。现代人们内心渴望一种淡定的平静和安宁,因此提倡简朴设计符合社会发展的需求。应当明确,简朴设计不是“简单设计”或“不设计”,简朴设计是省略多余物和保留必需物的取舍设计,以够用和实用为原则,是对有限资源和材料有节制地充分利用,是通过材料的质地、完美的工艺和结构及细节的处理来获得美感。简洁的线条、简单柔和的造型、纯净的材质、灵动的空间感是其主要特点,显现出一种明显的质朴格调。由此可见,简朴设计不同于装饰设计或加法设计,简朴设计讲究的是实效性,彰显的是材料物质和结构工艺所固有的本色的美,不追求名贵,不依靠装饰。 3.倡导本土化设计理念 从环保节能角度来看,倡议本土化的设计不仅仅是指外在表现形式的本土化,而应将其内涵扩展到设计的方方面面,比如用材的本土化、陈设装饰的本土化、空间处理的本土化、室内环境的本土化等等。本土化设计突显的是纯朴的地域特色美,讲究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和发挥本地资源的特色营造适合本土人生活的室内环境,没有附加外来的装饰,也不刻意寻求新、奇、贵,保持自然本色而又舒适宜人,其环保节能性不言而喻。 四、室内设计环保节能方法初探 1.硬空间软设计 所谓硬空间是指围合空间的界面都具有物质性。所谓软设计是指技巧性、艺术性的设计手法,是相对于应用物质手段的硬设计而言。比如在改变空间形象上,硬设计主要是依靠造型和陈设装饰,而软设计可以利用不同光、色、材质肌理给人不同的生理心理感受来改变空间形象,使小空间显大,低空间显高,窄空间显宽;也可应用对比设计手法改变空间形象,如欲高先低、欲宽先窄、欲明先暗等;还可通过改变陈设布局方式来改变空间形象等等。再比如对空间的分隔,硬设计主要通过墙体、隔断、家具等有形的物质手段来分隔,而软设计可利用色彩、肌理、灯光的变化来划分限定空间,使空间不经有形分隔而形成区域感,同时又保持了空间的通透性。探究和开发常规材料的潜质,使其材质肌理具有特殊的表现效果,从而达到丰富空间效果的目的,这也是常用的软设计方法。软设计方法很多,相对于硬设计而言,它注重设计技巧应用,注重挖掘设计要素的潜质和特色,使用材料少,对资源的消耗也少,其环保节能性是显而易见的。 2.减法设计 加法设计是最直接的装修手法,在加法思维中,往往会因为陷入太多的元素而失去设计分寸,平添了多余的结构和装饰。而减法设计是经过取舍的判断,减掉多余的装饰和不必要物件,使空间环境变得纯净、轻松而舒适。减法设计的环保节能性体现在:对空间界面处理用材少而单一,甚至直接用建筑结构而不附加额外装饰作为空间界面;空间处理常采用软设计手法,避免非功能性的结构和装饰,用色纯粹,线形简洁;室内家具陈设讲究功能的多样组合和实效性,注意空间的留白和纯净。由此可以看出,减法设计是使用最少的材料和资源来实现实用和美观的统一。 3.零材料费装饰设计 零材料费装饰设计是指装饰设计所用的材料并非来自于建材市场,而是来自于无毒无害的生活和工业废弃物,如饮料罐、废报纸、一次性餐具等,其成本极为低廉,接近于零甚至有可能为零。这种设计是一种化腐朽为神奇的装饰设计手法,同时也是一种节能环保、合理利用资源的做法。零材料费装饰设计不同于先设计后买材料的常规设计,而是要根据找到的材料进行相应的设计,这就要求设计师具有较高的艺术素养,能打破常规,进行创造性设计构思,开发挖掘材料特性,创造艺术化、个性化室内空间。 零材料费设计法强调生态设计,注重环保节能,减少污染和浪费,它所具有的绿色环保、生态节能、可持续性发展等特性,是未来装修设计的发展趋势。 室内设计中环保节能设计探讨:浅谈室内设计中绿色环保节能设计的新理念 【摘 要】随着绿色环保理念越来越受到人们的关注,绿色、环保与节能技术开始在社会发展中的得到迅速普及,园林规划、建筑设计与施工也更加注重与绿色节能相联系。房屋建筑与设计在这种发展背景下,也愈加注重资源消耗向能源科学调配方向的转型,以有效及落实当下社会发展中的绿色环保理念。本文从绿色环保节能的角度出发,对现阶段我国室内设计中存在的问题加以剖析,并简要分析了当下室内设计中融入绿色环保理念的设计思路,对具体的绿色节能设计方法进行了初步探究。 【关键词】室内设计;绿色环保节能;设计新理念 1 绿色环保节能理念的提出与发展 建筑与设计的进步在为城市美化构建和经济发展带来巨大推动力的同时,也在很大程度上加剧了资源消耗,影响到了城市生态平衡。在这种发展背景下,更多的设计师意识到了城市设计中商业价值创造在社会变革中的形式转化,并逐步将环保节能设计概念融入到现实的设计应用中。绿色环保理念的内涵是指产品设计过程中,在考虑到产品功能开发与成本规划同时,也将其能源消耗以及环境影响作为重要指标,以此实现产品设计的生态化,使产品的各项性能得到优化,并将对资源和能源的消耗控制在最小。现代室内设计中采用绿色环保节能设计理念的基本思想是在室内结构设计初期,就要充分考虑预防污染以及环境影响等因素,并以资源低消耗为导向开展室内设计。在室内设计开展过程中,绿色环保型设计理念对结构及其内容对设计师室内设计方案提出了更高要求,这就使得设计师在开展设计工作中,要在真正意义上做到设计创新,以最为简洁舒适的室内设计方案,满足用户室内设计需求的同时,更为高效的实现环境维护和能源的节约。 2 我国室内绿色环保节能设计现状分析 在国际设计理念的影响下,我国室内设计技术水平虽取得了长足进步,而在绿色环保节能方面却仍有待完善,就现阶段我国室内实际的绿色环保节能效能分析,设计方式与绿色节能理念存在较大偏差。从设计观念偏差角度进行分析,我国传统意义上的室内设计主要是指地板铺设,墙面粉刷以及天花板造型吊顶安装等,这种空间增设物件的设计装修方式虽然满足了人们的室内美观设计与空间布局的需求,但在绿色环保节能方面,这却在很大程度上造成了资源的消耗与浪费,设计量的增加以及人们对传统装修方式的追求,都进一步促进了室内设计所造成的能源消耗。初次之外,当下我国室内设计发展的偏差也表现在设计行为上和具体设计过程中。由于当下我国的经济处于迅速发展的时期,这使得人们的消费理念日渐趋于奢侈化,高档化,高品质生活追求使得人们在室内设计行为中,盲足追求用材高档,装饰奢华,而在这些名贵装修的背后,却是生态环境的严重破坏和自然资源的巨大浪费,并且室内环境长期保持如春般的舒适也会在一定程度上影响到其免疫力和抵抗力的提升,进而造成健康问题。在具体的室内设计行为中,设计师通常存在软硬设计不均衡以及技能方法运用不科学等问题,物性设计的硬件设计主体造成了本地物产资源的浪费,而光源位置设定,通风设计以及散热性能等设计技能方法运用的缺失,则使得室内设计与自然环保节能的理念相差更远。 3 室内建设绿色环保新理念及融入方式探究 在建筑室内设计与施工中科学利用新能源,不仅实现了对新能源的有效开发,也进一步加强了我国建筑业与能源节约工程的联系,通过新能源开发利用与建筑业的有机结合,提升了我国建筑工程的科学技术含量,也在一定程度上完善了我国的建筑室内设计技术,使其能够在新能源开发利用的基础上,有效减少我国建筑室内装修的能源消耗,同时有效促进我国建筑工程技术发展。 3.1 绿色环保节能理念内容阐释 在现代城市建设中的室内设计中,绿色环保理念的主要内容是改善人们对室内设计理念的认知,使人们走出室内设计等同于物性构建的认知误区。室内设计中绿色环保节能理念的内涵绝不等同于通过物件增设而美化室内空间,也并非奢华装潢与艺术气息的展现,而是在为人们创设更为简洁舒适的生活空间的同时,通过进一步完善设计方法,使得人们的现实生活和自然环境能够形成和谐统一的整体,同时使人们认识到节约,实用的本质内涵。室内设计师在进行室内设计时,更应注重对绿色环保节能理念的有力落实,以此促进人们设计观念的转变,使其树立起正确的价值观和消费观。绿色环保节能理念的内涵还包括帮助人们保持集中的精力和清晰的头脑。室内设计的科学舒适和轻松简约能够有效避免浮华雕饰对人们造成的精神污染,同时在当下社会的激烈竞争中,简约舒适的室内设计更多的是带给人们精神的放松和内心的淡定。在简约舒适的室内设计中,应该明确该设计理念并非简单设计或不设计,而是更为强调对室内设计物件的科学取舍,使室内设计设计不仅能够满足人们的精神追求,在生活中也能够做到便利和实用。 3.2 绿色环保理念下室内设计具体方法 在绿色环保理念下的室内设计中,要注重设计理念和具体设计方式的有机结合,如在硬空间开展软设计,零材料费设计装饰等。室内设计理念中的硬空间软设计是指在房体结构的物质性基础上运用适当的设计技巧与方法进行设计,这种设计方式以房体构造为依托而开展,通过利用不同的色彩和材质进行设计装修,以此改变人们生理和心理对空间内容的感受。设计师在将绿色环保理念融入到室内设计时还可以利用灯光变化对空间进行分割,在实现空间分割的同时,也保持了室内环境的通透感,与墙体隔断相比,灯光技巧的应用不仅有效挖掘了设计要素的性能潜质,也极大的节省了材料资源的消耗,在丰富人们感官体会的同时,更加凸显了室内设计中的绿色环保节能理念。领材料费设计装饰是指以生活中的无毒无害用品代替建材市场中的材料进行室内设计装修,如废报纸,饮料瓶等,这些材料的应用极大的节约了装修成本,也是绿色节能设计的重要途径,而这种设计方式则要求设计师能够在室内设计中打破常规,更加深入的开发装修材料的特殊属性。 4 结束语 当代室内设计中绿色节能环保理念的融入,为室内设计开创了更为科学性的发展空间,随着人们对绿色节能环保认知程度的不断加深,绿色能源节约型成为了室内设计发展的必然趋势。绿色环保节能理念在建筑与设计领域中的普及,不但会促进社会中建立起绿色美学价值观,更会进一步推动社会向能源节约和生态平衡的方向发展。
土木工程论文范文:基于项目安全管理的土木工程论文 一、引发土木工程施工项目安全问题的主要原因 土木工程施工项目的安全问题是由多种原因共同引起的:第一点是由于当前土木工程项目较多,造成了很多没有资质和能力的单位加入到土木工程施工中去,激烈的市场竞争引发土木工程施工项目质量的下降,也就是很多的豆腐渣工程,只追求经济效益而忽视了安全效益。没有资质和能力单位往往在土木工程施工中盲目追求工期,只重视短期利益,而忽视了工程的长期安全性;第二点就是我们的施工单位表面上打出“安全第一”的旗号,事实上没有实际的付出行动,没有在施工单位内部设置相应的安全管理人员,没有制定详细可行安全标准,而且对于破坏工程项目安全管理的个人和行为,没有严格的制止和教育。而且在质量和工程进度相冲突的时候,果断选择了工程进度为先,所以会导致一些安全问题的发生;第三点就是我们的工程建设人员和项目管理人员没有做到居安思危,存在侥幸心理,认为安全事故不会发生在自己身上,从而掉以轻心,麻痹大意。在施工和操作中,不带安全帽,不遵守操作章程,对施工单位的安全教育置若罔闻,不仅对潜在的安全风险缺乏认识,更重要的是没有规避风险的能力,往往在事故发生后不能有效地减少损失和影响。 二、加强土木工程施工项目安全管理的意义 加强土木工程施工项目安全管理的意义重大,影响深远。首先,我们的土木工程施工单位必须牢固树立安全第一,以人为本的理念,加强土木工程施工项目的安全管理,不仅是在践行安全第一的理念,更是保证土木工程施工项目长远质量的实现。因为只有安全管理,安全的施工,我们土木工程所建造的项目才不会盲目追求进度而忽视了质量。而且加强土木工程施工项目安全管理,能够创造安全稳定的施工环境,不仅可以减少事故发生的可能性,更能提高施工人员的安全感,进而提高他们的工作效率。也就是加强土木工程项目安全管理,不仅可以降低施工单位发生人员财产损失的可能性,还能提高工作的品质和效率。另外一个方面,加强土木工程施工项目安全管理,确保安全管理理念落实到工作的中去,当每个员工都在践行安全管理时,整个施工单位和企业的安全管理水平也就上了一个崭新的台阶。因此施工企业必然拉大和不注重安全管理的企业的差距,从而在市场竞争中占据有利地位。毕竟施工加强土木工程施工项目安全管理,长此以往,必然会生产出质量安全的产品,建造的单位也会长期稳定,那么施工企业的信誉一定会得到显著的提升。所以加强土木工程施工项目安全管理“百利而无一害”,所以施工单位越快行动就越快有效果,安全管理的效果不仅能给企业带来巨大的经济效益回报,也能促进整个土木工程施工行业安全管理意识和水平的提高,从而推动我国社会经济的稳定发展。 三、加强土木工程施工项目安全管理的措施 1.做好土木工程施工项目安全管理的前期准备工作。施工单位在正式施工开始前,要召开相关的技术人员进行全方位的讨论,对于土木工程中可能遇到的安全问题,一一做出相应的备案。同时对设计图纸仔细研讨,确保设计图纸不存在诱发安全隐患的问题。然后便是制定相应的安全管理规章制度,制定的安全规章制度必须符合施工中的实际情况,并且制度要以人为本,不能过高或者过低。当然安全规章制度以及安全管理标准都离不开所有员工的遵守,所以在正式施工之前,施工企业必须召开相应的大会,让所有员工都能理解和认同安全规制制度和安全管理标准,并且根据跟单位的不同情况,组织单位员工认真学习相应的内容,通过一些列培训活动,加强土木工程施工人员的安全意识和规避风险的能力。除此之外,相应的采购部门,必须做好安全物资设备的采购贮存,做到供应充分及时。以上就是做好土木工程施工项目安全管理的前期准备的优秀内容,简而言之,就是从物质基础和安全理念两个方面做好充分的准备。 2.实行分阶段,分区域的针对性安全管理。土木工程施工中分为不同的阶段,每一阶段都有不同的情况和特点。比如在混凝土施工阶段,要重点做好水泥和钢筋的安全监测,规范操作平台的设置,注意相关车辆的进出管理,纠正其中的一些不合理搅拌技术。比如在后期验收阶段,要统筹兼顾,对施工建筑进行全方位的审查,尤其是平时不留意的细微地区,认真检查,不放松一点安全标准。至于分区域的安全管理,要求不同施工区域的单位,结合自身的情况,制定出个性化的安全标准。在管理上也有所区别,比如经常夜间施工的区域和单位,必须做好灯光的照明和噪音的控制,尽量在保证安全的前提下,尽量减轻夜间施工带来的影响。 3.建立有效的奖惩机制。加强土木工程施工项目的安全管理,必须要做到赏罚分明。对于违反安全标准和规章制度的个人和单位,不论身居何种职位,还是哪个单位,都必须按照规章严惩不贷。如果施工企业放纵这些行为,并将引发整个施工质量的剧烈下降,进而影响施工企业的经济效益。另一方面,对于遵守安全标准和规章制度的先进单位和个人,施工企业应及时给予精神和物质上的奖励,并在单位内部大力宣传,争取在施工企业形成全体员工争创安全标兵的氛围。只有建立有效的奖惩机制,发挥制度的激励和抑制作用,才能逐渐提高施工企业的安全管理理念,进而提升施工企业的质量和水平。 四、结束语 土木工程施工项目的安全管理影响深远,意义重大,是整个土木工程施工项目的关键。所以我们必须牢固树立安全第一的意识,在全社会凝聚共识,依靠整个社会的力量,推动土木工程施工项目的安全管理。同时,我们更要做到以人为本,无论是安全管理的目的,还是安全管理的决定力量,都离不开广大员工的共同努力和支持。总之安全无小事,加强土木工程施工项目的安全管理刻不容缓。 作者:高婷单位:太原理工大学建筑与土木工程学院太原城市职业技术学院 土木工程论文范文:土木工程建筑结构论文 1建筑结构设计中存在的问题 1.1地下室设计中存在的问题建筑结构设计单位在设计建筑结构的时候,必须要加强对地基稳固度的重视程度。地基的质量在很大程度上会受到地下室设计状况的影响,所以说做好地下室的设计工作时非常重要的。从我国很多建筑结构设计企业的发展现状来看,其中还存在不少问题,例如,没有严格要求地下室设计成效;在未详细了解建筑物墙体厚度、混凝土强度、建筑材料性能的基础上,就盲目地开展地下室设计工作,这直接影响到了建筑结构设计工作的可靠性,对将来的建筑工程施工质量而言,埋下了安全隐患。 1.2图纸设计中存在的问题建筑工程的施工步骤都是按照事先设计的施工图纸展开的,所以对于整个施工环节来说,建筑施工设计图纸有着至关重要的作用。可以说图纸设计工作的成效,会对整个直接建筑工程的施工质量产生重大影响。然而,从我国建筑施工企业的施工现状来看,很多施工团队都忽视了设计图纸工作的重要性,采取了不认真的态度对待施工图纸设计工作,使得施工图纸不够严谨,缺乏学科、合理性。例如,在设计各层结构的具体施工图的时候,使用了不标准的图集,也没有弄清楚各层梁、柱、墙的详细构造。 1.3建筑选址中存在的问题我们常说:“万事开头难。”如此可见,要想做好一件事情,就必须要有一个好的开头。这句话运用到建筑结构的设计工作中,也就意味着要做好最基本的结构设计工作。对于任何建筑施工项目而言,倘若选址存在不稳定状况,那么再好的建筑结构也无法为整个建筑工程的施工质量提供保障。当前,在建筑选址中存在的选址缺乏合理性、科学性等问题,直接影响到了建筑施工项目的安全系数,不利于提高建筑施工项目的质量。 2建筑结构设计对策 2.1优化建筑结构设建筑结构设计单位在优化设计高层建筑结构的时候,需要注意几个问题:(1)设计工作要为提高建筑工程的施工质量服务;(2)要尽可能地控制好工程造价,将之设计在可接受范围内。对此,需要建筑结构设计单位,在开展设计工作的过程中,要充分考虑投资商的经济实力和实际的施工需求,权衡建筑项目的施工质量与建筑施工企业投资回报之间关系。所以建筑结构设计单位,要借助“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则,对建筑结构进行优化设计,促使建筑结构设计单位制定的方案可以达到令人满意的效果。 2.2加强沟通与交流建筑结构设计师在开展建筑结构设计工作之前,应该要加强与承包商、投资商之间的沟通与交流,并通过与他们之间展开的交谈活动,了解到建筑工程的具体施工要求,同时充分了解本次到建筑工程的施工基调,对建筑工程的施工现场以及地质条件进行整体把握,明确建筑方每个部门需要注意和配合的地方,将建筑结构设计的基本方案确定下来。 2.3明确参数含义在建筑工程中的有些专业术语难以区分,对于建筑结构的设计师而言,在没有明确参数定义的前提下,开展设计工作,必然会影响到设计质量。理论上而言,参数是没有明确界限的,但是在具体建筑工程施工环节中,每个参数都需要界定实际有效意义,所以设计人员应该明确参数的含义,并在实际的设计工作过程中,对这些参数加以正确利用。 3结束语 建筑结构的设计工作涉及到很多方面的内容,其过程比较复杂。对于建筑结构设计师而言,此项工作具有一定的难度,整个过程都充满挑战性。而作为建筑结构的设计人员,在设计高层建筑结构的时候,要在充分了解施工现场的具体情况之后,运用相关专业知识,同时借助多种手段,处理好建筑设计工作中可能会遇到的各种问题,增强建筑结构设计工作的有效性,从而促使建筑结构设计工作更好地建筑施工项目的质量服务。 作者:钱其勇单位:江苏汇亚建设工程有限公司 土木工程论文范文:大面积混凝土土木工程建筑论文 1大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的施工要点 本文以某房地产项目为例,共有17层,地下2层,地上15层,建筑楼层面积为65000m2,将现浇框剪结构给应用了过来,建筑楼层的外墙、底板以及外露顶板都将防水二级混凝土给应用了过来,其中楼层底板厚度为1400mm,因此,就属于典型的大体积混凝土。 一是合理选择水泥:水泥的选择在大体积混凝土施工过程中,占据着十分重要的地位,水泥品牌和类型的不同,有着不同的内部组织,那么配置混凝土的性能也会出现较大的差异,一般情况下,如果有开裂问题出现于大体积混凝土浇筑初期,主要原因就是混凝土内部温度的升高和收缩。通过合理选择大体积混凝土的水泥材料,严格控制配合比,并且将外加剂适当添加过来,促使水泥和水的用量得到减少,水化热现象引起的收缩变形就可以得到有效减少;普通硅酸盐水泥虽然有着较高的早期强度,但是有着较大的水化热反应;相较于普通水泥,矿渣水泥有着更低的热度,但是会产生较为严重的干缩和渗水现象,并且会有硬度收缩问题发生于后期。火山泥在后期有着较大的收缩程度,并且需要花费较多的成本。综合考虑,我们将粉煤灰水泥应用过来,同时,将膨胀剂添加进来,这样水灰比和水灰量就得到了降低,对水化热现象进行了有效的控制,避免裂缝出现。 二是混凝土的浇筑和捣注:结合工程的具体情况,对整体浇筑和分段浇筑方式进行选择。在浇筑的过程中,需要将分区定点、循序渐进以及一个坡度的原则给贯彻下来,结合混凝土泵的坡度,将两道振捣点分别设置于上层和下层。在混凝土的卸点设置第一道,促使上部振实问题得到解决;在混凝土的坡脚设置第二道,这样下部混凝土密实度就可以得到保证。在浇筑的过程中,需要对一个部位进行选择,标高符合设计要求之后,然后将连续浇筑模式应用到坡面。完成了混凝土的分段浇筑工序之后,可以将二次振捣或者表面挤压工序应用到混凝土的初凝阶段,将表面积水给排除掉,并且利用木拍来反复挤压,避免有表面裂缝问题出现,促使大体积混凝土的防水性能得到全面提高。通常情况下,选择在夜间来进行大体积混凝土的浇筑,这样新旧混凝土之间的温度差距就可以得到有效减少。 三是对钢筋的位置适当调整:通过对钢筋的配置方案进行适当调整,可以对大体积混凝土中温度的传递分布筋进行增加,以便及时传递内部的热量,避免增高内部热量。一般情况下来讲,在钢筋配置设计过程中,通常将配筋率不改变以及上下皮配筋差异的方案给应用过来,也就是将不同的钢筋分别应用到没有柱板带的地方和有柱板带的地方;因为大体积混凝土的厚度在1m左右,为了更快的散热,可以将25钢筋设置于底皮钢筋和顶皮钢筋之间,在温度分布筋方面,保证每平方米一根,在上下连接中,利用的是搭接焊的方式。通过这样的分布,可以在较大程度上减小钢筋的直径以及钢筋之间的间距,这样混凝土的收缩程度就得到了减少,采用上下搭接的方式,还可以迅速散发中间的热量,避免出现裂缝问题。 四是减少约束力:首先是对内部约束力进行减少,因为温度应力是大体积混凝土内部约束的主要来源,那么为了减少内部约束,就需要对温度应力进行降低。在上文中,已经提到了一些措施来减少温度应力。此外,还可以将一些保温方法给应用过来,如暖棚法、覆盖法、蓄水法等等。这些保温方法都经过了大量的实践,可以有效控制混凝土的内部温度,促使其与外部温度之间的差异得到减少。其次是对外部约束力进行减少,为了减少外部约束力,主要是对地基对混凝土结构约束力进行减少。通过研究发现,如今通常是对滑动层进行设置,以便促使地基对混凝土约束力进行减少。具体来讲,滑动层指的是将沥青油毡层或者砂垫层设置于大体积混凝土和地基之间。通过设置滑动层,可以促使地基对大体积混凝土的约束得到有效减少,混凝土地块的自由变形不受影响,这样可以避免出现裂缝问题。 五是大体积混凝土的养护:在大体积混凝土的施工过程中,养护工序也非常重要。通过养护,可以促使混凝土的温度与湿度符合相关要求,对混凝土的内外温差进行有效控制,以便正常发展混凝土强度,避免有裂缝问题产生。在养护大体积混凝土的过程中,在保湿保温的基础上,还需要保证降温速度维持在一个较为缓慢的水平。另外,在夏季施工的过程中,通常将蓄水保护或者流水保护的方式给应用过来,冬季施工过程中,则需要利用麻袋进行覆盖,并且将碘钨灯应用到侧面进行养护。蓄水法指的是将双层麻袋覆盖于大体积混凝土的表面,并且浇水湿润。在不同情况下,混凝土的养护时间也存在着较大的差异。如果采用的是硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥,那么就需要保持在一周以上;如果混凝土具备了抗渗要求,或者将缓凝型外加剂掺加了过来,那么就需要保证在两周以上。 2结语 通过上文的叙述分析可以得知,随着时代的进步和社会经济的发展,在土木工程建筑中开始广泛应用大体积混凝土结构施工技术;因为大体积混凝土的自身特点,容易有裂缝问题出现,那么就需要引起人们足够的重视。在具体的施工过程中,结合工程具体情况,科学设计施工方案,严格控制施工要点,做好混凝土的养护工作,保证大体积混凝土结构施工质量,避免有裂缝问题产生。本文简要分析了大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。 作者:柯晶晶单位:泉州市建设工程质量监督站 土木工程论文范文:安全监管下土木工程论文 1土木工程施工安全监管中存在的问题 1.1在施工准备,阶段单位为了赶施工进度而加快施工速度 当前,建筑业施工人员流动性大,许多施工人员都是临时上岗,缺乏针对性的教育培训而直接上岗。他们只是按部就班的工作,对于所进行工程缺乏基础的了解,其难度以及特点都不知道。在这些施工人员中,许多人都没有工作经验,只是因为与项目经理有社会关系,而得到这份工作。在监管单位上,一人身兼数职的监理工程师也是数见不鲜。 1.2在建筑施工现场,文明施工的意识薄弱 在很多建筑施工现场,只有在上级领导来视察的时候,工作人员才会临时表现出文明施工的样子。在工地上,大多数施工人员的安全意识都较为薄弱,且施工现场极度缺乏基础设施。有些工地连基本的防火意识都没有,施工人员不仅生活设施缺乏,而且居住环境简陋。部分工地前往的道路都不畅通,更不要说安装排水系统了。部分工地我们都无法看到标牌,或者是设置了标牌,却设置在偏僻的角落,甚至很难发现它。施工人员的工作环境差,并且其生活居住条件也不甚理想,造成这一结果的重要原因就是我们对安全施工没有给予足够的重视。在一般情况下,施工人员的操作技术和安全事故的发生有着十分密切的关系,为了保证生产工作的安全进行,就必须确保施工技术操作的规范性,这对于土木工程的施工而言,具有十分重要的作用。 1.3施工管理人员的安全教育意识不够 随着我国社会经济的发展,在建筑施工过程中,施工设备普遍趋向机械化,技术的含量也在不断提高,因此,施工现场对操作人员的技术也有着越来越高的要求。为了保证施工现场的安全,建筑施工企业就需要让职工的安全生产教育培训得到加强,若职工没有经过正式的安全教育培训,则应禁止其上岗操作。与此同时,为最大程度的解决这一安全隐患,还应该聘请具有丰富管理经验的管理人员,解决那些不具有上岗证和操作证的工人,以便保证集体工作人员的生命及财产安全[2]。 2土木工程施工安全监管的主要对策 (1)要想保证施工单位的安全,就必须始终坚持安全施工,不论是对于技术,还是工期而言,又或者是对于其它的质量要素,都必须将施工单位的安全工作贯彻其中。安全问题至关重要,在任何要素的组成过程中,一旦忽略了安全问题,那就很有可能会造成严重的安全事故。在施工过程中,要想做到安全生产,就必须坚持以人为本。为了让生产要素得到合理配置,让管理流程得到优化,就必须加强安全防范,并且和施工项目的特点和企业的一些条件相结合。(2)为了让施工单位更好的实现安全管理,就必须建立一套完善的项目安全管理体系。为了让施工质量得到有效保证,使用方在使用的过程当中,就需要组织一个专业的质量管理队伍,并且这队伍还需要由有经验的人来担任,以便对整个设计施工过程进行有效的监督管理,监督管理内容不仅包括工程设计、施工单位建设用材以及施工工艺等等,还包括施工单位施工人员的培训情况和激励情况。(3)让管理人员的管理意识得到加强。首先,应该坚持质量控制,在此基础上,要以人为优秀,将人看作控制的主要动力,为了让人们更好的工作,就需要将人的积极性和创造性调动起来,加强人的责任心,让人把工程质量放在第一位。其次,还应该控制好材料的质量,作为构成建筑产品的主要元素之一,材料在施工项目中有着十分重要的地位。最后,要注重施工机械的质量。施工机械在现代化施工项目中扮演着一个非常重要的作用,它不仅严重影响施工项目的进度,还对施工项目的质量有着重要影响。(4)对施工监理有效监督。为了让施工质量得到保证,就必须做好施工监理工作,质量管理部门在听取监察报告时,要做到及时有效,并且还要重点关注关键部分的施工质量,以便监理责任落到实处。除此之外,还应该进行抽样检查,检查施工工艺是否满足要求。(5)安全性评价以及风险评估。为了能够及时的发现问题,就需要定时抽检施工效果,与此同时,为了防止工程纠纷,减少因工程质量而产生的浪费,还需要不定时的和监理人员联系,对工程项目进行整改[3]。 3结束语 综上所述,要想做到土木工程施工的安全管理,那在施工项目的施工过程中,就必须保证生产活动的安全,与此同时,为能在一定程度上减少和消除生产因素的不安全性,就必须有效控制生产因素,从而减少施工事故的发生,让施工得到安全可靠的运行。 作者:聂清峰单位:进贤县建筑工程质量监督站 土木工程论文范文:信息化土木工程论文 1土木工程信息化建设概述 土木工程信息化的特点主要有三方面:首先,土木工程信息化的只是经济性相对较为鲜明。土木工程行业对于知识技术的要求相对较高,并且行业技术中最为先进的信息技术也是促进土木工程行业发展的重要因素。在建设信息网络的过程中,计算机技术也是土木工程信息化中不可缺少的一个重要部分,也是土木工程行业必不可少的重要基础。其次,土木工程信息化建设需要在信息化的条件下来为土木工程的建设提供及时性的技术服务,与以往的信息分享相比,网络信息更具良好的及时性和互动性,并且不在受到条件的限制。最后,土木工程信息化表现的更加智能化。这也是现代社会中信息技术的主要特点,结合人们的思想和行为,土木工程信息建设更好的实现了土木工程信息建设的智能化,从而使信息功能得以更好的发挥,对于土木工程行业的长远发展也有着深远的意义。由此可见,土木工程信息化建设也将会是社会发展的必然趋势,对于实现我国经济可持续发展的目标也将有着重要的作用。 2当前土木工程信息化建设目标 土木工程信息化建设的中心目标就是实现信息共享,推动建筑工程行业的整体发展。而从细节上来看,土木工程信息化建设目标可以分为以下几项。首先,积极利用先进的网络技术,改变原有的信息共享模式,从而实现对土木工程信息的共享,推动行业产业结构的升级,最终目的建设出新型的信息化产业结构。其次,积极应用远程软件,开展网络办公,实施信息公开,为我国政府的相关监管工作建立一个公开透明的体系,进而推动我国政府管理部门监督管理水平和工作效率的提高,最终的目的就是要建立一个健康的建筑工程行业市场,为建筑工程行业的发展提供一个稳定的发展环境。最后,利用信息化中的先进技术信息提高自身的建筑水平,进而提升综合竞争力,为我国企业走向国际提供新的平台支持,让建筑工程行业成为我国经济发展中的中流砥柱,同时,在建筑工程企业自身发展的同时,还能够带动相关产业的发展,起到一个良好的带动作用。 3土木工程信息化建设的有效方式 通过以上内容的分析中不难判断出,在我国,开展土木工程信息化建设非常有必要,因此,为了保证土木工程的信息化建设质量,需要采用有效的方式进行土木工程信息化建设。 3.1建设工程设计与施工信息系统 信息技术就是信息处理、通信等先进技术的集成体,因此,在进行工程设计时相关的建筑美学观念、技术理念等内容都可以直观的表达出来。在这种情况下,设计师的设计思路会更加灵活,创作的激情也相对较高,同时,设计师所创作的作品还可以不断利用信息平台上的技术进行优化升级,比如,当前比较长使用的“三维协同设计模型”就是一种先进设计技术的体现,这种模型能够把平面的设计内容转变为立体的设计效果,给人以直观的视觉冲击。在信息化工作系统之下,不但可以实现设计效果的升级,而且还可以跨越时间和空间进行多专业协同设计,不同专业的设计结果都可以通过一个模型进行整合,这样就减少了一些不必要的沟通障碍。在土木工程施工过程中开展并应用信息化建设,很多高难度的施工项目都可以低难度完成。例如,在进行高层建筑时,建筑体的垂直度控制难度就相对较大,而利用这种信息化系统能够较轻松的进行垂直度控制。 3.2建设工程标准与工程管理信息系统 信息系统在土木工程行业中的功能得以发挥,需要相关的规章制度以及管理标准作为依据。因此,需要积极进行相关标准的制定,并随时检查标准的执行效果。“应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息挂历系统,可以方便有效地对行业的有关情况进行统计分析”,信息系统就会对这样的分析结果做出判断,并根据判断的结果重新选择和编制自身的发展战略。就当前情况来看,工程标准与工程管理信息系统的建立已然为国内外建筑工程行业做出了重要贡献,其应用现代数字技术,对行业内的工程标准和管理信息进行收集和对比。同时对于工程的项目管理而言,信息系统能够把纷繁复杂的管理内容整理集中起来,提高工程项目管理工作效率。 3.3建立工程贸易信息系统 在该系统中需要包括以下几方面的内容即“工程项目方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘”等,同时,该信息系统建设过程中应该积极利用互联网技术,对于工程方案选择而言,互联网技术的应用能够节省相互之间信息交流的时间,提高了工作效率。 4结束语 从上述内容可以看出,土木工程信息化建设是一项科学的、系统的工作。在社会科技不断发展的过程中,信息化也成为了各行各业必不可少的重要助力,同时也是社会发展的必然趋势,土木工程行业在不断的发展过程中,也将会更加依赖于信息化的发展。为了更好的做好土木工程信息化建设,应当更好的认清我国土木工程行业的现状,并且在逐步的探索中找出适合自身发展的道路。 作者:夏丹单位:吉林省白城市规划局 土木工程论文范文:施工管理中土木工程论文 1土木工程施工中存在的问题 1.1施工技术问题 土木工程中使用先进的科学技术能够直接促进项目的顺利实施。目前,对于土木工程施工技术,国家有着明确的技术要求规范。但是,土木工程在实际的实施工程中,项目往往不能按照规范的技术标准进行,很难保证工程项目达到技术标准。土木工程的项目技术主要有防水、预应力、混凝土技术等等,这些技术直接影响土木工程的施工效果。目前,在许多土木工程施工过程中涉及到许多的技术,使得施工控制体系中有许多的漏洞,因此,必须加强对技术控制的监测管理。技术控制工作还收到施工现场状况以及气候、资源等因素的影响,这些技术控制问题亟待解决。 1.2环境污染问题 随着各种环境问题的出现,人们不断地重视环境保护的问题。目前,土木工程中对环境有着一定程度的危害,在具体的工程的实施过程中会产生一定的粉尘、有害气体、施工噪音、施工废弃物等,这些问题对环境以及人们的生活产生一定的影响。许多建筑公司对建筑施工造成的环境问题没有足够的认识,并没有制定相应的对于环境危害问题的治理办法。 2相应的解决措施 2.1加强对施工进度的管理 土木工程的施工管理工作包括对工作进度的监管,工程的施工进度直接影响着工程的质量和经济收益以及企业的名誉。在施工之前对工程的进度需要有明确的施工进度计划,这样就能够对土木工程进行有效地控制,并且施工项目要求严格按照合同规定的时间进行,按照规定期限交付工程。施工进度计划中需要明确并精确地规定所有工程项目的施工进度,并且与每个分包的合作单位签订明确的详细的施工进度的合作合同,制定好相应的施工的时间,并且提出在延误工期的情况下能够进行必要的经济赔偿。关于工程的施工进度的问题,合作双方应该在工程实施最初就有着明确的施工进度计划,并且利用相应的科学信息技术对工程进度进行一定的监控工作。充分利用信息技术能够有效地促进工程能够按时完成。在土木工程的施工过程中,信息技术是一种监控方法,能够有效地提高各个项目的施工效率,促进合作双方之间及时地进行工程问题和工程进度的交流探讨。 2.2加强技术控制 全方位的技术控制系统能够改善目前施工技术的技术单一的问题,能够满足土木工程施工技术中需要的多项施工技术。随着科学技术的不断发展,计算机技术在不断地完善。土木工程借助这些完整的技术控制系统能够有效地对施工现场的地质、环境、气候、资源,性能材料等因素进行预测和检测,并且对这些因素进行分析处理,实现一定的设计目标。计算机系统可以较为完善地模拟整个施工过程,较为准确地分析和调整预测值和测试值之间的关系和误差,最终达到最初设计要求。技术控制系统能够对影响施工的各种因素进行监控管理,这项工作通过测试和现场分析的手段进行。土木工程的施工阶段需要建立相应的现场监督管理体系,结合现场技术控制,进行有效的监督控制。 2.3尽力解决环境污染问题 在施工过程中想要减少环境污染问题需要采取必要的措施,下面对这些问题进行具体的阐述:(1)先进的施工技术。土木工程的施工过程中产生大量的有害气体和废弃物。先进的科学环保技术能够减少工程实施过程中产生的危害环境的气体、废弃物、粉尘和噪声等因素。先进的科学技术能够有效控制施工中的噪声,能够节省施工原料,并且缩短施工期有效地减少对环境的危害,有利于创造环境友好型社会。(2)高质量的建筑材料。高质量的建筑材料不仅可以保证土木工程的效果,还可以有效地降低对环境的危害程度。高质量的施工材料可以减少产生废弃和废弃物,避免这些产物对环境造成的危害,将工程材料对环境的危害降到最低程度,并且有效地减少施工过程产生的安全隐患。(3)加强施工监管。严格的管理措施能够有效地减少各个施工环节对环境的危害,预防产生危害环境的问题。施工的每个环节都应该有严格的监管,有效地控制危害环境的产物出现。严格的监管工作以及强烈的自律对于工程污染物的减少起到重要的作用,并且工作人员需要能够控制自身的生活垃圾,保持施工现场的干净清洁,有效地减少垃圾的产生。(4)先进的施工设备。施工过程中使用先进的施工设备能够大大提高施工效率,达到保护环境的目的。施工企业的严格监管能够保证施工现场的干净、安全,能够建立完整、健康的规章管理制度,对所有的工作人员进行约束,认真工作,保障工程的安全、顺利进行。先进的技术设备可以改善施工现场员工的工作环境,改善现场环境脏乱的情况。各项工作的严格认真落实能够防止生产中产生的安全隐患,防止施工现场的脏乱状况,促进施工文明的产生。企业管理工作需要顺利进行,对施工的每个环节进行严格的检查工作,并采取一定的奖罚制度,保障施工现场的整洁、有序,减少对环境的危害。 3结束语 通过文章的具体阐述,土木工程施工中仍旧产生一系列的问题,我们需要具体了解施工中的问题,并且不断地寻找解决的办法,改善土木工程的施工问题,纠正施工中的不当行为。只有不断地发现问题,改正问题才能够更好地促进土木工程项目的顺利进行。结合土木工程的施工的特点,针对这些问题制定相应合理、科学、有效的措施,避免施工过程中产生的安全问题,努力提高施工效果,为生产企业带来良好的经济效益,促进社会经济的不断发展。 作者:吴良辉单位:贵州中顺建筑工程有限公司 土木工程论文范文:土木工程建筑论文 1施工过程中遇到的问题 1.1裂缝问题 表面裂纹一般危害较小,深度裂纹的危害相对来说危害就比较大,有时可能会破坏混凝土结构的完整性和稳定性。根据其他方面,裂缝的原因可分为温度变化引起的裂缝、地基变化引起的裂缝、设计原因引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工工艺的优劣引起的裂缝等。大体积混凝土产生的裂缝一般为温度原因产生的裂缝,一方面是由于混凝土内部的原因:大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度很高,党混凝土表面的温度和气温相差较大时就会产生温度收缩裂缝。混凝土的膨胀系数为每摄氏度0.00001,温度每变化10℃,混凝土会产生0.01%的先膨胀或收缩。另外如果混凝土被约束变形,在结构中会产生应力,混凝土具有抗拉强度即温度裂缝性能,当应力超过混凝土的这种性能时,地基就会变形产生裂缝。由于地基不均匀的沉降的垂直或水平方向的位移产生了额外的应力结构,除了混凝土结构的抗张强度,从而导致结构开裂。为了防止钢筋锈蚀,应根据规范控制裂缝宽度进行设计,采用适当的保护层厚度。还有施工工艺的优劣引起的裂缝,在施工过程中,对混凝土的施工工艺的要求是比较高的,如果在施工过程中施工工艺部规范,在后期使用中产生裂缝的可能性会增大。 1.2大体积混凝土在施工过程中遇到的其他问题 首先,在施工过程中,大体积混凝土的浇筑和振捣过程中,应保证在每一处混凝土初凝以前就被上了一层新的混凝土覆盖并振捣完毕,而且还应考虑结构的大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。其次,在大体积混凝土的养护阶段,要注意控制混凝土的内外温差,这就要求应注意保持适宜的温度和湿度,以此来促进混凝土强度的正常发展和防止产生混凝土裂缝并阻止其发展。大体积混凝土的养护不仅要满足强度增长的需要,还要通过控制伤工的温度来防止因温度变形引起混凝土的开裂。最后,大体积混凝土在拆模时,混凝土的温差不得超过20℃。 2大体积混凝土产生裂缝的原因分析 2.1混凝土自身收缩的影响 混凝土收缩现象就是其在空气中硬结时体积较小的现象。在不受外力的情况下,混凝土的这种变形受到外部约束时,将在混凝土中产生拉应力,导致混凝土开裂。在硬结初期主要是水泥石水化凝固硬结过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分的蒸发而引起的收缩变形。 2.2水泥水化热的影响 在水泥的水化过程中(主要是浇筑后的5-7天左右),水泥会放出大量的热,由于混凝土内外表面的散热条件不尽相同,因此混凝土中心的温度很高,而外部温度不高,这就导致了混凝土内外的温度梯度,内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。 2.3混凝土材料的影响 混凝土的裂缝主要是受本身的收缩受到的约束而产生的拉应力超过其抗拉强度而产生的。混凝土本身的收缩由其自身材料所控制,混凝土的材料包括泥土和水、砂石、外加剂和掺合料等。混凝土的收缩值和强度值因水泥种类和水泥的用量不同而不同,我们所关注的水泥细度问题中,水泥越细混凝土就越容易裂缝。砂石的含量越高混凝土也越容易裂缝,这是因为骨料表面所带的泥份阻碍了骨料和水泥浆之间的粘结程度,弱化了界面结构,因而导致了混凝土抗拉强度的降低。另外实验结果表明,掺加化学外加剂的混凝土的干缩值较大,且不同的化学外加剂对混凝土的干缩值影响不同。此外,结构设计和施工过程中的一些因素也对大体积混凝土产生不同程度的影响。 3对大体积混凝土产生裂缝问题的处理措施 混凝土的裂缝问题直接决定了施工效果的优劣,直接关系到工程的质量和经济效益,所以裂缝问题的解决在施工工程中相当重要,但是它又是施工过程中避免不了的土木工程现象,不过对其进行处理的办法还是有的。 3.1恰当选择原料 在骨料的选择上,可按照施工条件,尽量选择大粒径的中粗砂、有良好级配的石子。这样既可以减少用水量,也可减少相应的水泥用量和混凝土的收缩和泌水现象。对于水泥的选择,大体积混凝土产生裂缝的主要原因是水泥化过程中释放了大量的热。因此,在大体积混凝土施工过程中应尽量使用低热或者中热的水泥,并尽可能地降低混凝土中的水泥用量,从而降低混凝土温度的上升,提高混凝土硬结后的体积稳定性。还可以通过适当增加活性细掺料代替水泥来保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍塌度不受损失。在掺加外加料和外加剂方面,适当掺加粉煤灰可减少水泥用量,从而降低水化热,但掺加量不可大于掺加适量的减水剂,这样可有效增加混凝土的流动性,且能提高水泥的水化率,增强混凝土的强度,从而降低水化热,明显延缓水化热的释放速度。 3.2防止水泥热化 水泥热化会导致大体积混凝土的裂缝问题,因此,需对水泥热化进行防止,比如,精心设计配合比;增配构造设计,提高抗裂性能等。 3.3施工质量的控制措施 在大体积混凝土施工质量的控制上,原材料环节的质量控制非常重要,首先要对水泥进行编号,其次要对粗骨料和细骨料中的颗粒含量进行严格的级配,最后就是要对一些外加剂和骨料含水量等多加注意。认真做好施工过程中的技术层面的工作,对实际问题要认真分析,适当调整各种材料的配比技术,应和具体的施工设备的变化而改变具体的施工措施。 4总结 在大体积混凝土这种繁琐复杂的工程中,对它各个环节的工作要求都十分严格,要求施工人员对其严肃对待。在施工的许多方面,要严格保证施工的质量,做好周密的安排,而且要及时运用优质的施工技术,及时对裂缝问题进行处理,真正做好混凝土的施工工作。 作者:章翠龙单位:南昌市建筑技术咨询监理有限公司 土木工程论文范文:基于结构施工技术的土木工程论文 1施工过程中遇到的问题 1.1裂缝问题 混凝土时一种由不同材料组成的非均质体,外部载荷和环境的影响会引起内部产生的初始应力,内部转移,扩散等复杂的现象,因此,混凝土在施工时会出现裂缝问题。大体积混凝土的特点是混凝土浇筑面和浇筑量很大,混凝土浇筑完毕时由于水泥水化热的影响会使混凝土内部的最高温度在很短时间内达到最大,这时,如果混凝土内外温差超过25℃,那么在升温和降温阶段就容易发生表面裂缝和收缩裂缝。裂纹按照深度不同可分为表面裂纹和深度裂纹。表面裂纹一般危害较小,深度裂纹的危害相对来说危害就比较大,有时可能会破坏混凝土结构的完整性和稳定性。根据其他方面,裂缝的原因可分为温度变化引起的裂缝、地基变化引起的裂缝、设计原因引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工工艺的优劣引起的裂缝等。大体积混凝土产生的裂缝一般为温度原因产生的裂缝,一方面是由于混凝土内部的原因:大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度很高,党混凝土表面的温度和气温相差较大时就会产生温度收缩裂缝。混凝土的膨胀系数为每摄氏度0.00001,温度每变化10℃,混凝土会产生0.01%的先膨胀或收缩。另外如果混凝土被约束变形,在结构中会产生应力,混凝土具有抗拉强度即温度裂缝性能,当应力超过混凝土的这种性能时,地基就会变形产生裂缝。由于地基不均匀的沉降的垂直或水平方向的位移产生了额外的应力结构,除了混凝土结构的抗张强度,从而导致结构开裂。为了防止钢筋锈蚀,应根据规范控制裂缝宽度进行设计,采用适当的保护层厚度。还有施工工艺的优劣引起的裂缝,在施工过程中,对混凝土的施工工艺的要求是比较高的,如果在施工过程中施工工艺部规范,在后期使用中产生裂缝的可能性会增大。 1.2大体积混凝土在施工过程中遇到的其他问题 首先,在施工过程中,大体积混凝土的浇筑和振捣过程中,应保证在每一处混凝土初凝以前就被上了一层新的混凝土覆盖并振捣完毕,而且还应考虑结构的大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。其次,在大体积混凝土的养护阶段,要注意控制混凝土的内外温差,这就要求应注意保持适宜的温度和湿度,以此来促进混凝土强度的正常发展和防止产生混凝土裂缝并阻止其发展。大体积混凝土的养护不仅要满足强度增长的需要,还要通过控制伤工的温度来防止因温度变形引起混凝土的开裂。最后,大体积混凝土在拆模时,混凝土的温差不得超过20℃。 2大体积混凝土产生裂缝的原因分析 2.1混凝土自身收缩的影响 混凝土收缩现象就是其在空气中硬结时体积较小的现象。在不受外力的情况下,混凝土的这种变形受到外部约束时,将在混凝土中产生拉应力,导致混凝土开裂。在硬结初期主要是水泥石水化凝固硬结过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分的蒸发而引起的收缩变形。 2.2水泥水化热的影响 在水泥的水化过程中(主要是浇筑后的5-7天左右),水泥会放出大量的热,由于混凝土内外表面的散热条件不尽相同,因此混凝土中心的温度很高,而外部温度不高,这就导致了混凝土内外的温度梯度,内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。 2.3混凝土材料的影响 混凝土的裂缝主要是受本身的收缩受到的约束而产生的拉应力超过其抗拉强度而产生的。混凝土本身的收缩由其自身材料所控制,混凝土的材料包括泥土和水、砂石、外加剂和掺合料等。混凝土的收缩值和强度值因水泥种类和水泥的用量不同而不同,我们所关注的水泥细度问题中,水泥越细混凝土就越容易裂缝。砂石的含量越高混凝土也越容易裂缝,这是因为骨料表面所带的泥份阻碍了骨料和水泥浆之间的粘结程度,弱化了界面结构,因而导致了混凝土抗拉强度的降低。另外实验结果表明,掺加化学外加剂的混凝土的干缩值较大,且不同的化学外加剂对混凝土的干缩值影响不同。此外,结构设计和施工过程中的一些因素也对大体积混凝土产生不同程度的影响。 3对大体积混凝土产生裂缝问题的处理措施 混凝土的裂缝问题直接决定了施工效果的优劣,直接关系到工程的质量和经济效益,所以裂缝问题的解决在施工工程中相当重要,但是它又是施工过程中避免不了的土木工程现象,不过对其进行处理的办法还是有的。 3.1恰当选择原料 在骨料的选择上,可按照施工条件,尽量选择大粒径的中粗砂、有良好级配的石子。这样既可以减少用水量,也可减少相应的水泥用量和混凝土的收缩和泌水现象。对于水泥的选择,大体积混凝土产生裂缝的主要原因是水泥化过程中释放了大量的热。因此,在大体积混凝土施工过程中应尽量使用低热或者中热的水泥,并尽可能地降低混凝土中的水泥用量,从而降低混凝土温度的上升,提高混凝土硬结后的体积稳定性。还可以通过适当增加活性细掺料代替水泥来保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍塌度不受损失。在掺加外加料和外加剂方面,适当掺加粉煤灰可减少水泥用量,从而降低水化热,但掺加量不可大于掺加适量的减水剂,这样可有效增加混凝土的流动性,且能提高水泥的水化率,增强混凝土的强度,从而降低水化热,明显延缓水化热的释放速度。 3.2防止水泥热化 水泥热化会导致大体积混凝土的裂缝问题,因此,需对水泥热化进行防止,比如,精心设计配合比;增配构造设计,提高抗裂性能等。 3.3施工质量的控制措施 在大体积混凝土施工质量的控制上,原材料环节的质量控制非常重要,首先要对水泥进行编号,其次要对粗骨料和细骨料中的颗粒含量进行严格的级配,最后就是要对一些外加剂和骨料含水量等多加注意。认真做好施工过程中的技术层面的工作,对实际问题要认真分析,适当调整各种材料的配比技术,应和具体的施工设备的变化而改变具体的施工措施。 4总结 在大体积混凝土这种繁琐复杂的工程中,对它各个环节的工作要求都十分严格,要求施工人员对其严肃对待。在施工的许多方面,要严格保证施工的质量,做好周密的安排,而且要及时运用优质的施工技术,及时对裂缝问题进行处理,真正做好混凝土的施工工作。 作者:章翠龙单位:南昌市建筑技术咨询监理有限公司 土木工程论文范文:基于精品课建设的土木工程论文 1土木工程材料课程在土木工程专业中的重要性 我校是以城市建设类专业为特色的普通高等院校,土木工程专业是我校的主干专业,也是国家特色专业,其工程实践性强,与国家建设关系密切,社会需求大.在新形势下,如何进行教学内容与课程体系的改革,提高学生的实际工程能力,更好地适应社会发展的需要,同时提高教学质量与水平,争创市级、部级精品课程,是我校面临的新课题.土木工程材料课程是土木工程专业的一门学科基础课,课程承上启下.同时,它也是很多与土木工程相关专业必修的一门专业基础课,课程涉及专业多,学生人数多,受益面大.因此,笔者以土木工程材料课程为基点,对其精品课建设的课程体系构建进行了积极的探索. 2土木工程材料课程体系构建 2.1师资队伍建设 师资队伍建设是精品课建设的前提条件,也是教学质量的关键与保障.精品课的建设首先需要有一支师德高尚、治学严谨、学术水平高、教学经验丰富、教学效果良好的高素质教师队伍.在制定精品课建设规划时,应以课程为单位合理配备师资,形成一支以主讲教授负责、结构合理、人员稳定、教学水平高的教师梯队,并按一定比例配备辅导教师和实验教师.主讲教授应了解学科前沿知识以及学科和课程的发展趋势,能把握学科的发展动向,对课程的内容有合理定位;梯队主讲教师应具有丰富的教学经验,能在教学一线贯彻教学意图并有效地实施教学活动;实验教师除应能指导学生进行基本的、综合性的试验外,还应在此基础上开展一些创新研究实验.师资队伍建设是一项长期的工作,必须给予充分的重视,应使课程组教师的学历结构、职称结构形成合理梯队,并采取相应的评价机制、激励机制和用人机制等,确保课程达到理想的教学效果.对于当前不能满足要求的教师应制定培养计划,有计划地实施培养,使得课程教学具有一定的延续性,以确保精品课建设的持续进行. 2.2课程知识体系的构建 课程知识体系与内容的确立,即教学大纲的制定是否得当,对于教学效果、学生知识体系的构建起着至关重要的作用.课程教学内容要具有基础性、普遍性、科学性、先进性,能及时反映本学科领域的最新科技成果,以达到宽口径、厚基础、重能力、求创新的教学目标,这对于卓越工程师的培养尤为重要. 2.2.1理论教学 (1)教学内容的设计. 土木工程材料课程是一门理论性、实践性均较强的学科基础课,它涉及土木工程建设中所需要的各种材料及其制品.由于材料的种类繁多,涉及的学科领域广,因而形成了庞大的土木工程材料内容体系.为此,在课程教学设计、内容规划方面,要充分考虑到不同专业学生的专业特点,对课程的内容体系进行适当的分解、深化、组合与重构;并着力解决好教学内容的丰富性与课堂学时的有限性,教学内容的基础性与材料科学的发展性,材料知识的理论性与材料的应用性之间的矛盾.例如:对于土木工程专业的学生,应对水泥、混凝土的有关内容进行加深加宽,适当增加水泥净浆、高性能混凝土和混凝土的设计、生产、检测等内容,并加强材料耐久性知识的讲授;对于道路工程专业,则应增加无机结合料、沥青混合料、土工合成材料等内容,并对石材、集料的内容适当多作介绍;而对工程管理类的专业,教学内容的面要广但深度要适当.随着材料科学的发展,新材料、新技术、新标准的不断出现,教学内容要及时进行更新和补充.如高分子材料品种很多、发展很快,各种新型砌块、环保墙板的涌现,以及各种性能优异的新型防水材料的应用等,都应及时引入课堂,进行补充加强;而对于逐渐淘汰的,如烧结黏土砖等高能耗、非环保材料则应予以简略,或采用对比的方法讲述.此外,材料科学的理论性深度应适当,要与应用性紧密结合,体现出理论指导实践,实践丰富理论的相互作用.如教师在讲课中及时补充了“鸟巢”、“水立方”等工程中所采用的新材料、新技术,在充分体现工科院校特色的基础上,使学生掌握更多的工程实践知识. (2)教学方法的多样化. 教学内容的传授需要好的教学方法来体现.要不断改革教学方法,逐步形成以多媒体教学为主的教学方式,充分发挥教学课件图、文、像并茂,信息量大和直观形象的优势,同时积极开展工程实例法教学,形成一套有特色和较为成熟的教学模式.在课程教学过程中,既要注重夯实基础理论知识,又要加强与工程实践相结合,以工程实例来说明相关的知识点;要加强材料的应用性知识,强化学生作为卓越工程师的工程意识和责任意识,使学生具备依据工程特点、材料性能合理选用材料、正确使用材料的能力.例如,在讲授混凝土骨料的质量与级配理论时,引入了汶川地震中最牛小学的工程实例,极大地吸引了学生的注意力,强化了学生的工程意识、责任意识.学生反应这种教学法很鲜活,时代感强,有利于提高思维能力.课堂教学中,还应重视研究性学习、探索性学习、协作学习等现代教育理念在教学中的应用,指导学生自主学习,提高学生的思维能力和创新精神.如在讲授水泥的性质、品种与应用时,提出了大体积混凝土的工程问题,让学生通过思考选择适宜的水泥品种,并进行课堂讨论,将工程实践与理论知识联系起来,使所学知识也活起来. 2.2.2实践性教学 实践性教学环节是工科院校加强理论与实践相结合的重要环节,也是国家实施卓越工程师培养计划重要的加强训练环节. (1)实验教学. 教学实验是课程教学体系中重要的实践性教学环节,按照基本技能、应用能力、综合素质培养的目标,要重点改革实验教学的形式和内容.在土木工程材料课程中设置了基本性能实验、综合实验及设计创新实验三个模块.通过基本性能实验,应使学生掌握材料基本性能的检验方法及相应的试验技能;通过综合实验,应使学生能根据不同情况下不同的试验结果,对材料的性能进行综合分析;设计创新型试验可根据学生的需求展开,实验室对学生开放,为学生进行课外科技活动提供平台.在这种设计创新型试验中,教师可为学生安排一些设计型、创新型、研究型的实验,可以针对某一问题进行较深入的试验研究,如减水剂或掺合料对混凝土强度、流动性、耐久性的影响,混凝土裂缝影响因素分析,聚丙烯纤维对砂浆抗裂性能的影响等.学生在对所研究问题进行充分思考后,自己设计出实验内容和实验步骤,并通过具体的实验操作、试验现象的观察、试验数据的处理分析、试验结果的总结以及试验报告的编写等一系列环节,得到一次全面的系统的训练.这样,既培养了学生对材料科学研究的兴趣,又为学生解决实际工程问题提供了方法论,为提高学生的创新能力和综合素质创造条件. (2)结合工程的实践教学. 普通本科高校的定位是培养应用型人才,为加快卓越工程师的培养进程,应使教学活动更加接近工程实践,让学生在工程中得到锻炼,毕业后才能尽快适应和胜任实际工作.一方面,教师在鼓励学生进行设计创新型试验的同时,还应鼓励他们参与具体的科研活动.学生可以参加到教师的科研课题中,也可组织能力强的学生在教师的指导下自己确立科研课题,并在实验室或借助实际工程开展研究工作.另一方面,教师还应适时地组织学生进行一些课程实习.如组织学生到水泥厂、混凝土搅拌站及典型的实际工程现场去参观(如参观大体积混凝土工程等),以增加学生的感性认识.同时,引导学生善于在实际工程中发现问题,并对这些问题展开讨论,积极运用所学知识去寻求分析、解决问题的方法和途径.也可邀请有关专家作专题报告,让学生了解工程中有哪些关键问题需要解决,解决的思路是什么,需运用哪些相关知识等.学生在与实际工程的紧密接触中,感到学以致用,从而提高了他们的学习兴趣,开阔了思路,激发了创新意识,进而使其研究、处理问题的综合能力和素质显著提高.这些都对尽快达到卓越工程师的培养目标有极大的促进作用. 2.2.3网络教学资源建设 在当前信息化建设快速发展的今天,网络资源赋予精品课建设以强大生命力.理论教学、实验教学以及实际工程现场的学习都是在有限的时间内完成的,要想将课堂延伸,应充分利用网络资源,即通过网络课堂为学生的学习提供很好的补充.我校在土木工程材料课程中建立了课程网站,其资料丰富、图像鲜明、信息量大,已设有理论教学、实验教学、新材料博览、技术标准及工程实例等几个专栏.理论教学栏目包括教学大纲、教案、教学课件、习题等各种教学文件及丰富的课程资料,便于学生随时查阅;实验教学专栏设有实验室介绍、基本的实验项目、实验指导书及相关的实验视频等有关实验教学的文件及资料;新材料博览栏目设有大量的土木工程材料样本、应用图片及图像,对教学内容进行了多方面的补充与延伸,增加了学生的感性认识,并极大地扩展了课堂知识;技术标准栏目收集了各种现行的材料技术标准,还直接与国家各标准网站链接,便于学生和教师及时查看最新的标准与规范,以更好地服务于教学;为加强理论知识与实际工程的联系,网站还设置了工程实例专区,有各种工程实例供学生随时了解查看,既扩大了学生的视野,也使其体会到肩上责任的重大,增强了工程意识、责任意识与创新意识.此外,为加深学生对课程内容的掌握,网站中还搜集了各种参考教材、科技文献目录及相关网站资料;并设置了试题库专栏,有大量的习题供学生练习;为加强学生与教师的沟通,还设置了交流栏,使教师能及时了解学生的学习动态.总之,应充分利用网络平台给课程提供的强大支持,使课程的知识体系延伸,加强课堂教学效果,实现优质教学资源共享. 2.2.4教材建设 精品课程的建设,是许多项课程建设的糅合,精品教材建设是其中一项重要的内容.目前,土木工程材料教材的版本很多,选用合适的教材有利于促进学生的学习,对于推进教学改革,取得预期的教学效果至关重要.在选择教材时,首先要看其课程体系能否反映先进的教学思想,体现教改的意图,教材不能仅仅是基本原理、基本技能的介绍,而应该有课程建设的创新点出现.如:为加强实践性教学,教材应体现与工程实际紧密结合,做到理论联系实际;教材内容应能反映学科前沿成果,并不断更新;教材应具有鲜明的特色,要与学生能力、素质的培养和创新教育的教学方法相吻合.课程组经过多年持续深入的课程建设与改革,通过对不同专业教学内容进行分解、组合及深化,编制出版了一套适合本校学生的具有专业特色的教材,并包括配套的多媒体课件、实验指导书及相关的习题指导书等.由于拥有一套比较完善的、立体化先进教材,从而保障了培养卓越工程师教学的基本需要.这套教材的编写也体现了课程组教师的学术思想、学术风格和教学水平,使精品课程建设上了一个新台阶. 3结语 课程建设与改革是一项长期而艰巨的任务,它离不开各级领导的积极支持与鼓励,还需要有高水平的治学严谨、乐于奉献的课程带头人,更需要有一支责任感强、教学水平高、团结协作的教师团队.在开展精品课程建设时应注意处理好基本理论与特色、基础知识与专业知识、规范与创新、教学内容与方法、教学与科研等关系;要加强课程建设的教育思想讨论,开展与国内外同类课程的深入比较与研究,制定出课程建设的总体思路与发展方向;要着眼于提高学生的工程应用能力和创新意识,为实现新形势下的卓越工程师培养目标而加强精品课程的建设,促进高等教育教学质量的提高。 作者:吴东云成全喜单位:天津城建大学土木工程学院 土木工程论文范文:关于施工技术的土木工程论文 1混凝土质量的内在的施工要求 1.1混凝土强度及主要影响因素 在混凝土配制时,应该严格控制粗骨料的大小,通常而言,粗骨料的直径控制在3.2cm左右最佳。与此同时,混凝土的强度与施工温度也有着密不可分的关系,施工温度的高低直接影响混凝土凝固时间的长短。由于施工过程中水泥浆中含有大量水分,当混凝土凝固时水泥浆中的水分会发生气化现象,由于气化会放热使得混凝土的温度升高,会增强混凝土凝固后的强度,高湿度和高温的施工环境利于混凝土的凝固。当施工温度比较低时,水泥浆中的大量水分被凝固,气化现象难以发生,使得混凝土凝固后的强度达不到施工标准。 1.2混凝土标号与混凝土平均强度及其标准差的关系 为了最大限度确保混凝土的强度符合相关施工要求,必须正确的确定混凝土标号,通常而言,混凝土的标号是依据混凝土标准强度分布的平均数减去标准值的1.645倍来计算的,通过此种方法计算得到的混凝土标号,可以最大限度的确保建筑物的安全性。在混凝土制作时,应该确保混凝土的平均标号高于混凝土标号。 2建筑工程中混凝土的施工方法 2.1基础施工 在土木建筑施工中,所谓的基础施工又称为地基施工,在地基施工过程中,应该尽可能的确保地基周围建筑物的安全,与此同时,由于地基是建筑物的基础,在,在地基施工过程中,应该特别注意基坑的排水和降水工作,以确保施工中的地基安全。通常而言,在地基施工时应该遵循浅入深的方式,逐步施工。 2.2承台施工 承台施工是混凝土施工中的重要步骤,通常主楼的基础是以两层楼的施工为主,在对这两个楼层进行施工时,应该严格控制混凝土的浇筑时间,最佳时间间隔为六天,与此同时两层间的厚度也应该不低于1.5米。采用上述的施工方法,不仅能够达到施工要求,同时也可以降低施工成本。 2.3严格遵守混凝土的施工顺序 在混凝土浇筑过程中要采用自然流淌分层浇筑,严格控制混凝土每次的浇筑厚度,每次浇筑的厚度控制在400mm最佳。在每层混凝土浇筑施工过程中,应该确保一定的施工时间间隔,确保前一层的已经施工完的混凝土温度降低之后,在进行下一层的混凝土浇筑。上述方法对于控制混凝土内部与外部的温差值有着极为显著的效果,与此同时还可以降低混凝土内部的应力。 3建筑工程中混凝土施工的要点分析 3.1混凝土施工的工作要点 为了确保防水混凝土的施工效果,应该严格把好水泥的质量关,保障原材料的质量。与此同时还应该严格控制混凝土中的相关泥沙的含量,对混凝土中的含泥量、级配和水泥的细度模数等应该严格把关,使得混凝土中的泥沙含量不超过3%,并且没有明显的块状物,从而最大限度的确保混凝土的质量。与此同时在混凝土施工的全过程,应该进行相应的监管,从而做到发现问题及时解决,从而最大限度的确保混凝土施工过程的科学性和规范性。 3.2钢纤维混凝土的施工要点 在钢纤维混凝土施工过程中,施工重点是钢纤维混凝土的搅拌。为了确保施工质量,在钢纤维混凝土的搅拌过程中,应该尽可能的把钢纤维搅拌均匀,搅拌得越均匀,钢纤维混凝土的强度越高。通常而言在钢纤维混凝土的搅拌过程中,应先放入砂石,再放入钢纤维、水泥以及外加剂等,确保混凝土的质量达标。 3.3混凝土的运输与泵送要点 由于混凝土的特殊性,应该使搅拌好的混凝土尽快的被用来浇筑。长时间的运输会使得混凝土的强度变低,所以应该尽可能的缩短混凝土的运输时间,同时最好采用搅拌运输机来运输混凝土。需要注意的是,为了在运输过程中尽可能的使混凝土的强度不降低,在运输过程中应该进行二次搅拌。 3.4混凝土在浇筑过程中应该注意的要点 在混凝土浇筑过程中,施工时间应该根据具体情况灵活安排,特别是在夏天施工时,应该科学安排混凝土的浇筑时间,尽量安排在下午四点左右浇筑,避开高温时间段。为了降低温差,在混泥土捣浇过程中尽可能的降低原材料的温度,从而保证混凝土凝固时内外温差不至过大。由于混凝土在浇筑之后并没有立即凝固,而是要经过水泥水化,水分蒸发,析出等阶段,所以进行二次振捣显得十分必要。 4结束语 总而言之,混凝土施工的重要性不言而喻,只有在施工过程中结合理论与实际经验多观察、多比较,出现问题后及时分析总结提前采取各种预防措施,混凝土施工技术才会不断得到改善。 作者:孟九顺常武红刘海涛单位:中交三公局第二工程有限公司 土木工程论文范文:关于质量管理的土木工程论文 1土木工程管理中存在的问题 1.1招标规范不合格 在招标过程中存在着一些问题,主要体现在以下两个方面,在很多的地区建筑行业存在着明显的地方保护主义,导致在招标过程中出现了一些弄虚作假的情况,同时,很多的土木工程在价格制定方面存在着不合理的问题,导致施工方的利益无法得到保证。招标规范也存在着不合理的情况,对整个行业的正常平稳发展有很大的影响。 1.2合同管理问题 合同管理不规范也是土木工程管理中比较常见的问题,主要表现在以下方面,合同在制定过程中经常会出现甲方认为合同内容不公平和不合理的情况,同时,自身的经济效益也无法得到保证。近年来,建筑行业在合同制定方面严格按照国家相关规范来执行,但是,执行标准中就存在着不公平的问题,导致在管理中经常要面临各种各样的问题。很多的施工招标还存在着与实际情况不相符的问题,导致在施工中出现了项目质量和效果无法得到保证。 1.3项目法人制无法有效落实 现在,土木工程建设的投资和运行方式出现了立体化和多元化发展趋势,在投资和运行主体方面出现了两级分化的情况,在资金筹集方面是一些人在运作,但是,在资金运营使用方面确是另外的一些人,这样就导致资金使用方面无法落实项目法人制,导致项目管理工作出现各种各样的问题。 1.4设计质量的责任制落实不到位 在土木建设中,设计环节对质量也有较大的影响,在施工设计方面,通常存在着严格的要求,但是,在设计过程中经常会出现变更的问题,很多的设计人员不能及时进行调整。设计环节中出现的问题主要表现在对施工地点的地质情况勘察不清,同时,也经常存在着设计不合理的情况,在进行更改时会增加很多的施工成本。在实际施工中,经常会出现偷工减料的情况,导致施工质量无法得到保证,对整个工程的经济效益也将有直接的影响。 1.5施工单位非法转包 近年来,建筑行业得到了很大的发展,在其发展过程中市场竞争越来越激烈,很多的施工企业在发展过程中不得不压低工程造价,希望通过获得更多工程的施工权来获得收益。在建筑行业不断发展过程中,很多的人员逐渐涌入,这样导致了很多的无资质队伍在行业中得到了发展,导致建筑施工质量无法得到保证。而且,很多具有资质的企业在获得施工权以后也出现了非法转包的情况,使得工程的质量无法得到保证。 1.6管理人员整体素质偏低,人员管理缺乏科学性 一直以来,我国的建筑工程管理人员在准入制度方面都存在着不完善的情况,很多的管理人员都是依靠各种关系在管理队伍中,准入机制的不合理和不严格,也导致了很多不懂技术的人员在管理层中,导致整体管理水平出现了偏低的问题。在施工中,分工不明确,同时,权责划分也不清晰,导致管理和工程质量出现了脱节的情况,施工单位在管理方面对出现的问题解决比较随意,对施工质量没有进行更好的维护。 1.7工程监理质量不高 工程监理质量不高,监理面非常窄,这样也导致土木工程建设方面存在着很多的问题,在施工过程中要从项目设计、施工以及交付使用各个方面进行全面地监理,但是,我国监理只是对工程质量和竣工验收比较重视,很多的监理人员在素质方面也存在着一些问题,因此,导致工程质量监理方面也存在着一些问题,导致工程质量无法保障,对人们的生活带来了很大的负面影响。 2土木工程施工管理的措施 2.1改善人员管理方式,提高人员综合素质 坚持“以人为本”,重视管理。管理人员只有扎扎实实地提高素质,提高管理水平,注重细节管理,用心管理,才能发现细节问题的实质,同时,要改善决策的方式,加强管理中的集体化和民主化,加强和施工人员的沟通交流,促进人员关系的和谐。由于土木工程是庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动以及手工操作都是其中极其重要的部分,然而,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着较大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。 2.2加强施工项目质量管理 要解决施工项目管理中存在的问题,首先必须要对施工质量加强管理。因此建立质量保障体系就是一项当务之急的任务,只有将工程施工中的质量落到实处,才能从根本上对土木工程施工项目管理问题加以解决;同时还应当加强对人、材料、施工机械的控制,质量控制应也以人为优秀,调动人的积极性,加强操作人员的责任感和积极性,树立质量第一的观念。其次对材料质量的保证也可以保证整个工程的质量。 2.3落实法规 要对招标过程中存在的混乱问题制定一个相对健全的监督机制,认真落实工程招标的法规,保证在招标过程中的公平、公正,从而保证工程的质量。除此之外还要对国家颁布的《建筑法》、《招标投标法》《建设工程质量管理条例》、《建设工程勘察设计管理条例》以及地方上不少规章认真的落实,保证施工时的顺利、安全的进行。 2.4提高监理水平 施工现场监理管理水平反映的是企业管理水平,要通过严格的岗位责任和健全的规章制度来约束现场监理人员和操作人员,严肃工作纪律,堵塞管理漏洞。要不断改进施工机具和作业手段,重视现场职工生活,改善现场作业环境。企业要从现场文明施工抓起,做对对“脏、乱、差”施工现场的整顿工作。同时工程监理应当在项目的科研、设计、施工等等方面多层次、全方位的对工程监理,保证人民的人身安全及财产安全。 3结束语 近年来,我国经济得到了快速发展,经济在发展过程中也带动了建筑行业发展,建筑行业在发展过程中已经慢慢成为了经济建设的主要力量。土木工程建设和人们的生活质量有很大的关系,因此,对建筑工程管理方面出现的问题要进行及时解决,推动其更好的发展。 作者:吴斌周效国莫建兵尹云飞单位:江苏科技大学苏州理工学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江市工程勘测设计研究院 土木工程论文范文:土木工程管理论文 1土木工程管理中存在的问题 1.1招标规范不合格 在招标过程中存在着一些问题,主要体现在以下两个方面,在很多的地区建筑行业存在着明显的地方保护主义,导致在招标过程中出现了一些弄虚作假的情况,同时,很多的土木工程在价格制定方面存在着不合理的问题,导致施工方的利益无法得到保证。招标规范也存在着不合理的情况,对整个行业的正常平稳发展有很大的影响。 1.2合同管理问题 合同管理不规范也是土木工程管理中比较常见的问题,主要表现在以下方面,合同在制定过程中经常会出现甲方认为合同内容不公平和不合理的情况,同时,自身的经济效益也无法得到保证。近年来,建筑行业在合同制定方面严格按照国家相关规范来执行,但是,执行标准中就存在着不公平的问题,导致在管理中经常要面临各种各样的问题。很多的施工招标还存在着与实际情况不相符的问题,导致在施工中出现了项目质量和效果无法得到保证。 1.3项目法人制无法有效落实 现在,土木工程建设的投资和运行方式出现了立体化和多元化发展趋势,在投资和运行主体方面出现了两级分化的情况,在资金筹集方面是一些人在运作,但是,在资金运营使用方面确是另外的一些人,这样就导致资金使用方面无法落实项目法人制,导致项目管理工作出现各种各样的问题。 1.4设计质量的责任制落实不到位 在土木建设中,设计环节对质量也有较大的影响,在施工设计方面,通常存在着严格的要求,但是,在设计过程中经常会出现变更的问题,很多的设计人员不能及时进行调整。设计环节中出现的问题主要表现在对施工地点的地质情况勘察不清,同时,也经常存在着设计不合理的情况,在进行更改时会增加很多的施工成本。在实际施工中,经常会出现偷工减料的情况,导致施工质量无法得到保证,对整个工程的经济效益也将有直接的影响。 1.5施工单位非法转包 近年来,建筑行业得到了很大的发展,在其发展过程中市场竞争越来越激烈,很多的施工企业在发展过程中不得不压低工程造价,希望通过获得更多工程的施工权来获得收益。在建筑行业不断发展过程中,很多的人员逐渐涌入,这样导致了很多的无资质队伍在行业中得到了发展,导致建筑施工质量无法得到保证。而且,很多具有资质的企业在获得施工权以后也出现了非法转包的情况,使得工程的质量无法得到保证。 1.6管理人员整体素质偏低,人员管理缺乏科学性 一直以来,我国的建筑工程管理人员在准入制度方面都存在着不完善的情况,很多的管理人员都是依靠各种关系在管理队伍中,准入机制的不合理和不严格,也导致了很多不懂技术的人员在管理层中,导致整体管理水平出现了偏低的问题。在施工中,分工不明确,同时,权责划分也不清晰,导致管理和工程质量出现了脱节的情况,施工单位在管理方面对出现的问题解决比较随意,对施工质量没有进行更好的维护。 1.7工程监理质量不高 工程监理质量不高,监理面非常窄,这样也导致土木工程建设方面存在着很多的问题,在施工过程中要从项目设计、施工以及交付使用各个方面进行全面地监理,但是,我国监理只是对工程质量和竣工验收比较重视,很多的监理人员在素质方面也存在着一些问题,因此,导致工程质量监理方面也存在着一些问题,导致工程质量无法保障,对人们的生活带来了很大的负面影响。 2土木工程施工管理的措施 2.1改善人员管理方式,提高人员综合素质 坚持“以人为本”,重视管理。管理人员只有扎扎实实地提高素质,提高管理水平,注重细节管理,用心管理,才能发现细节问题的实质,同时,要改善决策的方式,加强管理中的集体化和民主化,加强和施工人员的沟通交流,促进人员关系的和谐。由于土木工程是庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动以及手工操作都是其中极其重要的部分,然而,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着较大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。 2.2加强施工项目质量管理 要解决施工项目管理中存在的问题,首先必须要对施工质量加强管理。因此建立质量保障体系就是一项当务之急的任务,只有将工程施工中的质量落到实处,才能从根本上对土木工程施工项目管理问题加以解决;同时还应当加强对人、材料、施工机械的控制,质量控制应也以人为优秀,调动人的积极性,加强操作人员的责任感和积极性,树立质量第一的观念。其次对材料质量的保证也可以保证整个工程的质量。 2.3落实法规 要对招标过程中存在的混乱问题制定一个相对健全的监督机制,认真落实工程招标的法规,保证在招标过程中的公平、公正,从而保证工程的质量。除此之外还要对国家颁布的《建筑法》、《招标投标法》《建设工程质量管理条例》、《建设工程勘察设计管理条例》以及地方上不少规章认真的落实,保证施工时的顺利、安全的进行。 2.4提高监理水平 施工现场监理管理水平反映的是企业管理水平,要通过严格的岗位责任和健全的规章制度来约束现场监理人员和操作人员,严肃工作纪律,堵塞管理漏洞。要不断改进施工机具和作业手段,重视现场职工生活,改善现场作业环境。企业要从现场文明施工抓起,做对对“脏、乱、差”施工现场的整顿工作。同时工程监理应当在项目的科研、设计、施工等等方面多层次、全方位的对工程监理,保证人民的人身安全及财产安全。 3结束语 近年来,我国经济得到了快速发展,经济在发展过程中也带动了建筑行业发展,建筑行业在发展过程中已经慢慢成为了经济建设的主要力量。土木工程建设和人们的生活质量有很大的关系,因此,对建筑工程管理方面出现的问题要进行及时解决,推动其更好的发展。 作者:吴斌周效国莫建兵尹云飞单位:江苏科技大学苏州理工学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江市工程勘测设计研究院 土木工程论文范文:土木工程项目管理论文 摘要:土木工程是人类生活发展中不可缺少的行业,是促进时代快速发展的工具。良好的土木工程项目管理,可以合理的改善城市建筑发展规划布局,控制自然资源的过度消耗,合理的管理现代社会的各类资源建设标准需求。本文将针对土木工程实际的项目可持续稳定发展需求进行分析,充分研究土木工程项目管理的重点方法和方式,以有效的形式,提出有效的论证依据,对现代工作社会进行规范管理,提高土木工程项目管理的发展进程。 关键词:土木;项目;管理 土木工程管理是将建筑的设计、规划、建设、竣工、验收等步骤结合起来,实现人与自然的完美融合工程的管理建设。随着我国的改革开发,我国的经济体制发生变化,土木工程促进我国建筑工程的快速发展,为我国的经济建设提供了良好的技术支持。随着现代科技的快速发展,人们逐步拓展现有的施工方式,拓展建筑规模,提升科技水平,改变造型,创新发展符合现代人们的审美设计方案。在土木工程施工过程中,运用有效的建筑新材料,提升土木工程施工的质量合理性。传统的土木工程施工管理已经无法适应现代的经济建设发展需求,需要以良好的土木工程项目管理创新思想,不断提升土木工程技术的开发和利用,运用现代科技,创新完善土木工程的各类技术手段和发展趋势,不断提升土木工程时代经济脉搏,以有效的土木工程项目管理标准方法,提升土木工程项目管理水平。 1土木工程知识经济的快速发展要求 伴随着人类社会的快速发展,人们对于现代知识发展的需求逐步改变。从资本主义国家中分析实际的发展状况,明确实际知识产业的发展标准形式,明确GDP增长水平,明确知识技术对于推进国家发展的重要意义。但土木工程在现代建筑工程发展管理中还处于基础类学科,以原传统工程知识基础,固有的施工方式,为人们提供良好的物质和技术创新内容。知识经济产业的发展动向:伴随着科技发展的创新,知识经济社会已经逐步改变着我们的生活,推进人类文明发展的步伐。从资本主义主义时展开始,知识产业的发展实现GDP经济的增幅。土木工程建筑是一个建筑工程中的基础类学科,具有自身固有的忒单,是国民经济发展的重要基础元素,是可以推动相关行业发展的重要纽带。通过土木工程项目的实施发展管理,实现土木工程专业技术水平的快速提升,稳定各个地区行业经济的支柱产业发展水平,提升土木工程项目的综合技术管理,确保土木工程项目符合实际工程发展的需求。 2土木工程项目实施发展管理的有效解决对策方案 2.1建立良好的知识产业规划发展标准,提升土木工程人才的快速培养 土木工程建设过程中需要加强多方面专业人才的综合培养,其中包含职业素质水平的培养,专业技能的培养。分析土木工程实际施工的整体培养过程你和学习目标,从实际专业角度出发,准确的判断实际培养的职业素质和职业道德建设标准。按照实际有效的定期开发标准,定期组织施工人员进行知识交流分析,激发员工对于知识学习的热情,提升土木工程项目管理技术培训课程的热度,实现土木工程员工之间技术上的实时沟通,这是有利于土木工程项目整体施工管理的,可以提升土木工程管理的实时性和准确性。 2.2加强土木工程专业物料的制度监督控制管理,确保材料的安全性 土木工程中,按照国家规定施工用料的基本要求,从源头上分析可以有效提升建筑用料的质量目标价值。施工企业需要做好有效的建筑用料采购和质量检测工作,矜持有效的公开公正管理,拒绝暗箱操作,裙带关系,防止因为私利影响土木工程施工材料的质量。按照土木工程整体施工管理各个阶段的材料使用情况,对相关的账务进行分析,明确建筑用料的来源和去处,明确物料损毁情况,对物料的质量水平进行严格的划分,避免物料质量下降不足,造成责任划分不明确的现象,确保建筑用料的安全合理性。 2.3严格的规范土木工程建筑施工的标准,确保施工质量标准反馈的真实性 按照土木工程建筑施工的管理标准,将土木工程监理单位与建立单位的利益关系进行分割,避免因为利益关系问题,造成施工质量管理实施过程受到影响。载工程的建设中,需要严格的管控施工标准,严格的遵照有效实施和检验的过程,对工程质量进行合理的把控,明确土木工程项目管理的阿全性标准。 2.4制定完整详细的施工技术实施方案,对整体施工进行管理控制 建筑施工过程中,往往在各个步骤涉及多方面的内容,其跨度长、时间不确定性因素多。为了有效的提升整体施工有效实施发展计划水平,需要根据施工计划标准进行相关参考工程的数据分析,充分考虑建筑施工过程中可能产生的各类风险问题,对施工质量、施工造价、施工成本、施工工期等因素进行分析,综合考虑施工实施方案的合理性,尽可能以科学有效的施工管理标准要求实施。施工计划书、施工方案都需要从施工整体的发展需求进行管理和把握,确保施工技术实施方案的完整性和合理控制性。 3结语 综上所述,土木工程项目管理中需要对项目管理涉及的各个方面的内容进行细致的研究,以可持续稳定发展为经济战略前提,培养优秀的专业技术人才,提升经济价值,创新发展科技研究成果,提高环保节能功效,优化产业发展管理模式,提升每一个项目中每一个环节的管理质量,实现土木工程的项目可持续性管理。 作者:吴杰 单位:浙江五洲工程项目管理有限公司 土木工程论文范文:土木工程施工质量管理论文 摘要:土木工程项目实施过程中重点加强对于施工质量的管控是必不可少的,尤其是随着当前土木工程项目实施构建中复杂性越来越突出的发展趋势,这种质量方面的影响因素同样也越来越多,进而也就更加需要从质量管理方面入手进行严格把关和控制。本文就重点针对土木工程项目施工质量管理工作的落实,从现阶段存在的各类问题以及相应的解决优化措施入手进行了简要的分析和论述。 关键词:土木工程施工项目;质量管理;影响因素;对策 1引言 在当前我国现阶段社会发展过程中,相应的土木工程项目越来越多,这些土木工程项目的具体施工建设确实也在较大程度上有效促进了我国社会的快速发展,并且在很多方面都发挥出了较为理想的积极作用价值,需要引起高度重视。当然,相应土木工程项目作用效果的呈现还需要以其具备较高的质量为基本前提,这也就需要在土木工程项目施工过程中,切实做好对于质量方面的管控,促使其能够形成较为理想的施工质量效果,有效规避以往施工操作过程中可能最为常见的一些缺陷影响。 2土木工程施工项目质量影响因素分析 结合现阶段土木工程项目施工建设工作的实施操作过程来看,为了较好提升其质量管理效果,尽可能确保相应土木工程项目施工建设能够具备理想的质量水平,必须要促使相应质量管理工作具备理想的方向性,这种方向性方面的明确也就需要针对相应的各个影响因素进行分析,当前比较突出的土木工程施工质量影响因素有以下几点:(1)设计方面的影响。对于土木工程项目实施操作工作的具体落实而言,其施工操作的执行主要就是参考设计方案进行处理,由此可见,如果设计方案中存在着较为明显的缺陷问题的话,势必会影响到最终土木工程项目的施工效果,产生一些质量问题,这一方面的影响是比较常见的。围绕着设计方面存在的问题和影响因素来看,其一方面和设计单位存在着密切的联系,如果设计单位的能力不理想,导致其设计方案中存在着较多的缺陷问题,错漏百出,最终也就必然会带来施工质量方面的不利干扰;另外一方面,施工人员对于设计方案的了解不准确同样也是比较重要的一个影响问题表现,尤其是不注意设计图纸中的相应标注内容,仅仅依据自身的经验进行施工处理,进而也就容易产生理解偏差。(2)施工材料方面的影响。从土木工程项目施工质量的影响因素方面进行分析,其施工材料方面的干扰和影响同样也是必不可少的一个突出问题,尤其是随着当前土木工程项目对于施工质量要求的不断提升,相应的施工材料方面需求也正在不断加强,如果随意选择和应用施工材料的话,很可能会导致其施工质量受损。另外,从当前我国施工材料市场的发展中来看,随着相应施工材料种类的不断增加,以及施工材料售卖方的增加,其中必然也会导致其充斥着较多的劣质产品,这些劣质产品的存在也就很可能会导致其在施工过程中表现出一定的质量问题,施工效果不佳。(3)施工现场方面的影响。对于土木工程项目施工质量问题的产生来看,其在施工现场方面同样也存在着较多的影响因素和问题,并且该方面的表现同样也是比较复杂的,土木工程项目自身规模的提升,更是会导致其相应的施工现场环境方面出现较多的隐患问题,对于最终施工质量产生较大影响。结合这种施工现场存在的影响因素来看,其主要表现在施工现场内以及外界环境两个方面,施工现场内部的影响主要就是指其在施工材料的堆放以及施工技术的操作落实中存在着一些不合理之处,进而带来较为直接的施工质量问题;而对于施工现场外界环境因素的干扰和影响来看,其则主要就是指一些天气变化或者是不可抗力的产生而对于土木工程项目施工质量产生较大干扰。(4)施工管理方面的影响。对于土木工程项目施工过程中质量问题的产生和遗漏来看,其必然也会和管理不全面和不严格存在较为直接的联系,这种施工管理方面的影响在当前同样也存在着较为突出的表现。从现阶段土木工程项目施工管理的执行中来看,其虽然可供选择和应用的管理手段越来越先进,但是其落实效果却并不是特别理想,依然存在着较多的不恰当之处。这种施工管理方面的问题主要表现在施工质量管理制度不完善以及施工质量管理人员能力不佳,施工质量管理制度的不完善也就很可能导致一些施工对象得不到有效监管,最终形成质量缺陷问题,而施工质量管理人员自身的能力和素质不佳,则会导致其相应的管理任务落实不理想,最终同样也会形成一定的干扰和影响。 3土木工程施工项目质量管理对策 围绕着上述土木工程项目在施工建设过程中能够影响其质量效果的各个因素来看,为了较好提升其施工质量水平,必须要从管理方面予以控制,其中比较有效地管理对策可以从以下几个方面入手:(1)加强设计方案的审查分析。为了确保后续土木工程项目在实施过程中具备较为理想的操作效果,降低因为施工操作偏差而带来的一些质量问题,必须要首先明确如何进行施工处理,尤其是对于施工操作过程中如何落实相应的施工技术手段进行分析,这也就需要从设计方案入手进行审查,促使施工人员能够按照设计图纸的具体指导和约束进行落实。这种设计方案方面的审查工作需要协同设计人员进行共同处理,如此才能够保障相应设计方案能够在实际的施工操作中得到有效应用。(2)加强对于施工材料的严格管理。为了较好规避施工材料方面带来的不良威胁和影响,还需要在整个土木工程项目施工过程中加强对于施工材料的严格管理和控制。这种施工材料的管理需要首先把好源头关,尤其是要重点针对施工材料的采购进行严格审查,对于所采购施工材料的质量进行抽查和试验检测,进而也就能够规避可能出现的一些劣质材料以次充好问题;此外,还需要在各类施工材料的实际应用过程中进行全方位管控,确保其在类型以及数量方面均能够具备理想的作用效果,避免使用出现偏差的问题。(3)加强对于施工现场的全面管控。土木工程项目施工现场的严格把关和控制同样也是较好提升其施工质量效果的重要前提条件,这种施工现场的管控同样也需要从施工操作基本环境以及外界环境两个方面进行分析控制。首先从施工现场入手进行规范,促使其材料的摆放、施工现场电力线路的铺设、机械设备的运行以及施工人员的操作平台,都能够得到较好的设置,如此也就能够保障施工现场各项操作有序开展的前提下,确保施工质量效果;而对于外界环境方面存在的威胁和影响而言,则需要重点加强全面监控,相应的监控操作也就可以为具体的预防提供较强参考价值,降低其不利威胁和影响。(4)提升自身管理水平。从土木工程项目施工质量管理水平提升方面进行优化也是比较重要的一个方面,这种自身管理水平的提升优化需要首先把握好对于施工质量管理制度的完善和健全,尤其是对于土木工程项目施工操作过程中涉及到的各个管理任务,必须要进行细化,将细化后的施工质量管理任务进行有效分配,构建较为合理的施工质量管理责任制度,进而也就能够依托这一责任制度进行有序管控,提升质量管理的实效性;另外,为了较好提升其施工质量管理水平,还需要重点从施工质量管理人员入手进行培训和教育,促使其能够具备较为理想的施工质量管理意识,并且能够学会如何运用各类先进的管理技术手段进行现场操作管控,将各个方面的质量干扰和影响降到最低。 4结束语 综上所述,对于土木工程施工项目的施工质量管理工作而言,其必要性是比较突出的,并且随着当前土木工程项目的发展,其复杂性也正在不断提升,需要具体施工质量管理人员不断提升自身管理能力和综合素质,在此基础上,针对整个土木工程项目全过程进行有效管控和约束,尽可能降低质量问题出现几率。 作者:张杰群 单位:丰和营造集团股份有限公司 土木工程论文范文:土木工程节能减排论文 摘要:近几年,我国城市化进程不断加快,随之而来的是一系列的环境与能源问题,这些问题直接影响了我国社会与经济的发展。为了有效缓解当前的能源紧缺与环境污染问题,需要切实开展节能减排工作。在土木工程建筑中应用节能减排措施,进而促进土木工程建筑的绿色可持续发展。 关键词:土木工程;建筑工程;节能减排 随着土木工程建设规模的不断扩大,其在我国社会经济建设中的作用也日益凸显出来。土木工程建设具有建设周期长、投资大等特点,近几年随着土木工程建筑项目的不断扩增,在促进土木工程建设发展的同时也引发了许多问题,其中最为明显的便是土木工程建设过程中的节能问题。土木工程建筑建设需要以节能减排为目的,尽可能地提高资源利用率,这样才可以促进土木工程建筑的绿色可持续发展。 1土木工程建筑施工中节能减排的重要性 就我国当前能源消耗情况来看,建筑行业的能源消耗在总能源消耗中占比最大,其中建筑工程施工材料,如水泥、钢筋等是我国能源消耗的主要组成部分。为了有效减缓能源紧缺问题,就需要切实加强节能减排。就我国建筑行业发展情况来看,在能源利用率上始终比较低,这对环境造成了严重危害,同时加剧了能源紧缺问题。因此,在土木工程建筑施工中实施节能减排的措施是极为重要的[1]。 2当前土木工程建筑节能措施实施中存在的问题 2.1节能减排技术水平较低 近几年,人们对环境保护与能源利用愈加重视,很多建筑工程都采用了节能减排技术,但就实际土木工程建筑施工情况来看,很多工程虽然实施了节能减排技术,但并未达到预期的节能减排目标,这很大一部分原因是因为节能减排技术水平较低,无法全面落实。实际上,土木工程建筑施工的节能减排是一项极具综合性与专业性的工程,涉及多个方面,因此,在土木工程建筑施工中采用节能减排技术需要一个长期的过程,在施工的各个环节都需要落实建筑节能技术[1]。就我国当前建筑节能减排情况来看,相较于建筑技术,节能减排技术水平较为落后,影响了节能减排技术的应用效果。 2.2对节能型住宅建筑缺乏正确认识 很多建筑工程的开发商都未能正确认识到节能减排的重要性,对节能型住宅建筑缺乏正确认识,使得在工程施工过程中未能及时采用节能减排技术。一些建筑工程开发商为了谋取经济效益,盲目采用较为流行的欧式风格建筑或是美式风格建筑形式,这些建筑形式在节能方面与我国实际的节能建筑要求有很大的差距,这直接影响了节能减排技术的应用。此外,很多建筑工程在实际施工时都未能充分利用当地能源,这在一定程度上造成了能源浪费。 2.3节能减排体制与管理上存在不足 建筑工程施工前最为重要的便是工程设计环节,在进行工程设计时,需要将建筑节能减排理念充分地应用到设计中,然而就我国当前大部分的设计单位来看,很多建筑工程设计单位在节能减排体制与管理上都存在不足。建设节能型住宅建筑是一项集综合性与专业性于一体的工程,涉及多个方面,许多各专业互相协作,但是很多建筑设计单位在设计时都处于独立,建筑节能热工计算由暖通专业单独完成,建筑节能排水由排水专业单独完成,各专业间缺乏沟通协调,这直接影响了建筑节能的系统性[2]。各专业的节能要求不同,如果缺乏沟通协作,那么很有可能会导致建筑节能停留在理论上,无法真正地发挥其优势。 3土木工程中建筑节能减排的措施 3.1建立健全建筑节能技术管理体制 当前,很多建筑工程都未建立建筑节能技术管理体制,开发资源节约型的政策尚未全面建立,这使得很多建筑工程都疏于监督管理,导致节能减排技术未能真正地得到落实。由于缺乏行之有效的建筑节能减排技术管理体制,建筑节能工作在开展时常会受到各种因素的阻碍,建筑节能工作进展缓慢[1]。因此,建筑工程单位需要切实加强建筑节能技术管理体制的建立健全,通过制定完善的建筑节能法规与标准,对建筑工程施工进行约束,确保节能减排技术可以在建筑工程中得到全面落实。 3.2提高对土木工程建筑节能的认识 很多建筑单位在建筑工程节能减排上都存在认识误区,认为建筑施工节能减排措施是建筑工程开发商与国家政府部门需要考虑的事情,与建筑单位并不存在明确的关系,这是这样的认识误区,导致很多建筑单位未能提高对土木工程建筑节能的重视程度,这在很大程度上加剧了环境恶化与资源紧缺问题。因此,政府部门需要切实加强对土木工程建筑施工节能减排知识的宣传,提高社会各界对建筑施工节能减排的重视程度,使其可以正确认识建设节能型住宅建筑的意义。通过节能减排的知识宣传,人们可以正确认识建筑节能减排的意义,认知到建筑施工的节能减排与每个人都是息息相关的,同时,还需要引导群众正确认识节能减排,节能减排是在保证施工质量,保障房屋基本居住条件与安全条件的前提下,充分利用能源,使用新型建筑施工技术与施工材料,最大限度地降低建筑能源消耗,提高能源利用率,促进建筑工程的绿色可持续发展[2]。 3.3提高资源利用率 建筑工程节能减排的开展需要依托于新型技术与新型材料,相关建筑工程研发人员需要坚持技术创新,积极开发新型技术与新型材料,提升建筑的品质与性能,科学充分地利用当地资源,提高资源利用率,最大限度地降低不必要的浪费,实现资源的高效率化。建筑工程人员需要科学选择节约型资源的技术新途径,降低资源消耗量,尽可能少地利用不可再生资源,使用清洁能源代替,这样可提高资源的利用率[1]。此外,在建筑工程施工过程中,还需要尽可能多地使用高性能材料产品,这样可以为资源利用提供保障。建筑结构材料在具有基本的强度与持久性性能的同时,还需要具有较好的保温隔热性能,这样可以有效降低能源消耗。同时,建筑施工过程中要坚决抵制污染性材料,严格控制有害物质排放,避免建筑废物污染环境。 3.4加强对专业技术人员和施工人员的培训 建筑节能技术的实施需要高专业技术水平的人才辅助,建筑单位需要切实加强对专业技术人员与施工人员的培训,提高其专业素质。通过专业知识的培训,提高施工人员与专业技术人员的节能意识,使其可以全面掌握节能技术并将节能技术应用到实际施工过程中,这样更有利于建筑节能技术的研究与应用。 4结论 随着人们环保意识的不断增强,土木工程建筑的节能减排问题愈加受到人们的重视,建筑理念进一步更新,节能与环保作为衡量节约型住宅建筑的重要指标,对于建筑工程的建设有着重要的导向作用。就当前我国建筑工程节能技术的应用情况来看,在土木工程建筑施工节能措施上仍存在着一定的问题,这就要求建筑单位能够根据实际情况,优化施工方案,将节能减排技术充分地应用到施工的各个环节中,促进绿色建筑的可持续发展。 作者:闫斌 单位:黑龙江省九州方圆建筑规划设计有限公司
机械传动论文:机械传动系统节能设计论文 1影响机械传动能耗的因素 机械设备是工业自动化生产设施,用其取代人工参与生产活动具有实用性特点,帮助企业解决高难度生产操作任务。随着工业生产与制造规模扩大化,机械设备工作期间产生的能耗系数越来越大,这与机械传动系统效能存在直接关系。对机械传动产生影响的主要因素有:(1)结构因素。当前,机械设备已广泛应用于不同领域,在工业制造与生产中发挥重要作用,自动化控制系统是主要模式。不同机械设备对内部结构要求不一样,机械传动能耗系数过大,很大一部分原因是由于内部结构不合理,机械零部件配合系数低,导致整台设备运行速率地下。机械传动有带传动、链传动、齿轮传动等不同方式,若传动结合组合不科学则会影响工作效率。(2)操作因素。实际应用阶段,操作人员掌控设备方法不标准,容易造成机械零部件损耗过大,传动系统运行带来的能耗量过大。例如,数控机床操作人员对主轴控制不稳定,传动部件启动后出现磨损,整台机床工作效能将受到很大的影响。对于手动机械来说,人工操作水平直接决定机械传动作业效率,一旦出现失误则会增大能耗系数。(3)保养因素。除了日常使用外,后期保养对机械系统功能也有很大的影响,也是降低系统能耗系数的一大原因。机械化工程普及背景下,机械设备取代人工操作是必然趋势,长期依赖机械设备也导致荷载量大增、故障率提高、维修次数增多。而后期保养措施不当将增加传动系统的能耗指标,对人员及设备安全构成威胁。 2机械传动系统节能设计方法 机械传动系统是机械系统的优秀构成,传动机构的工作效率对整个机械设备运行有直接性影响。为了顺序现代机械工程改造要求,必须要提出切实可行的节能设计改造方案,维持机械工程运行速率的稳定性。结合常见的机械传动方式,其节能设计改造方法:(1)齿轮传动。齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来传递动力的,齿轮传动节能设计的要点是保证齿轮瞬时角速度比始终保持稳定。定轴齿轮系在工作时所有齿轮的回转轴线固定不变。设计人员可根据齿轮传动类型详细设计,以最优齿轮组合方式执行传动工作。例如,从零部件耗损率控制角度考虑,设计改造时可按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动、空间运动,再将其分为平面齿轮传动、空间齿轮传动,选择最高效的方式作为机械设备动力来源,减少了齿轮啮合磨损。(2)蜗轮蜗杆传动。涡轮蜗杆传动效率偏低,且零部件磨损较大,长时间运行会出现不同程度的故障问题,阻碍了机械设备的稳步运行。在节能改造设计中,可用专用工具安装或拆卸,禁止用锤子敲击减速机部件;根据公差配合要求装配蜗轮输出轴;严格采用原厂配备的齿轮和蜗轮蜗杆进行成对更换;在空心轴上涂红丹油或防粘剂,防止配合面积垢和过度磨损产生的生锈。(3)带传动。机械设备选用带传动系统具有安装便捷、易操控等特点,但是带传动长时间处于高速、高温旋转状态下,易容易出现断裂、耗损等问题。节能设计中,需对主动轮、从动轮、环形带等进行优化设计,进而提高传动机构的稳定性。(4)链传动。链传动由主动链轮、从动链轮和环形链条组成,环形链条作为中间挠性件装在平行轴上,动力和运动的传递依靠链轮轮齿与链条的啮合动作完成。一般来说,链传动节能设计与改造需注意链条、链轮的高效搭配。例如,链传动工作时,为了便于链条联成环形时内、外链板正好相接,链接数一般取偶数;为了便于链接的啮合,链轮轴面齿形两侧应设计成圆弧状;链传动接头处需要用开口销或弹簧夹夹紧。链传动节能设计要考虑传动机构形式,合理控制小链齿轮数量,小链齿轮数尽量多一些。 3机械传动系统防护设计 机械工程快速发展趋势下,人们对机械系统结构组合形式展开深入研究,如何在满足机械系统工作性能前提下,通过优化系统结构以实现节能化控制,这是现代机械科技改造的先进趋势。机械传动系统防护也是节能改造设计的一部分内容,可综合防范机械故障发生带来的异常损耗。(1)齿轮传动。传动系统是机械设备的优秀部分,能够为整台装备提供足够的动力来源,维持内部元器件持续运转。为了保证传动系统工作的连续性和稳定性,避免传动系统零部件产生异常工况造成的危险事故,齿轮传动机构必须安装全封闭的防护装置。(2)皮带传动。动力是维持一切机器设备运行的基本条件,传动系统是机械设备创造动力的根源。皮带传动装置可以采用全封闭型防护装置或带有金属骨架的防护网,也可以采用防护栏杆,从而保证皮带传动的耐用性和连续性。(3)联轴器。除了对机械设备直接性的改造设计,还要注重设备使用后期的综合养护,才可不断延长设备的使用寿命。联轴器需要加装防护罩,确保其在工作时不被破坏,从而延长使用寿命,比如Ω型防护罩;安全联轴器可以保证其在工作时没有突出的部分,确保联轴器的工作安全。 4结束语 机械传动系统工作效能对设备性能发挥具有直接影响,提高传动系统运行效率是节能设计改造的根本目标。结合影响传动系统能耗的相关因素,设计人员要综合考虑设备运行条件,从齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动等不同方式,选择符合机械设备特点的节能改造方案。不同传动系统的节能方式不一样,要根据具体情况采取节能改造措施,综合提升机械设备的动力供应效能,体现出传动系统的节能化运行水平。 作者:孙开鸾 单位:枣庄科技职业学院 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮损坏原因及策略 摘要:近些年以来,煤矿生产的整体规模正在迅速扩大。对于全过程的煤矿生产来讲,传动齿轮都应当构成关键部件。然而如果忽视了正确操作以及后期保养,那么传动齿轮将会减损自身的性能,严重时还将损坏齿轮。因此可见,对于各种类型的机械传动齿轮都要探析损坏原因,然后给出与之相适应的解决对策。 关键词:煤矿机械传动齿轮;损坏原因;解决方式 在各种类型的煤矿机械中,传动齿轮都构成不可或缺的关键部件,传动齿轮本身包含了支撑构件与传动构件的两个部分。具体来讲,传动部件涉及到齿轮副与传动轴,而支撑部件通常涉及到轴承与箱体。经过长期运行,如果不慎操作那么某些齿轮将会遭受相对频繁的磨损,在情况严重时还将损坏整个齿轮。 1齿轮损坏的根本原因 具体来讲,传动齿轮如果出现了损坏,那么根源应当包含如下:首先是不当的选材与设计。与其他类型的机械装置相比,煤矿机械本身处在独特的井下环境中,外在环境整体上是相对恶劣的。受到上述状况的影响,机械齿轮也很容易遭受损毁,因而体现了显著的缺陷[1]。究其根源,就在于针对传动齿轮具体在选材时没有慎重进行,以至于选购了劣等的建材。除此以外,如果欠缺一致性的选材标准,那么与之相应的齿轮性能也将遭受影响。其次是热处理与加工制造的不完善。从现状来看,某些厂商由于忽视了齿轮热处理以及其他的加工流程,因而无法符合最根本的齿轮性能指标。例如:针对锻造齿轮如果不慎重处理,那么很有可能引发齿轮气孔或者其他不良现象。除此以外,齿面硬度如果没有符合最根本的均匀程度,则根本原因就在于淬火操作不慎导致了裂纹。受到较大内应力的影响,某些部件还可能出现破裂。对于各种类型的传动齿轮而言,齿面具有的表面粗糙度都是各不相同的,与之有关的齿轮寿命以及承载性能也会呈现显著差异[2]。再次是不慎进行操作。某些煤矿设备本身并不符合特定的配置,具体在操作时也没有慎重选择所需的测量仪器。在上述状况下,安装齿轮就很难符合最根本的质量标准。具体在实践中,典型缺陷就在于平行度与水平度不够达标,或者出现了过小的中心距。传动齿轮经过长期性的运行,对此就要予以更换油脂并且定期完成全方位的清理。然而如果忽视了上述的清理,那么齿轮就很有可能表现为缺油、漏油或者夹杂煤渣等不良现象,或者由于欠缺润滑而减损了自身的性能。特殊情况下,传动齿轮还可能突然断裂,胶合处也会产生磨损。 2探求解决方式 煤矿机械如果要保障正常运转,关键应当落实于传动齿轮的定期保养。齿轮一旦遭受了某些损伤,与之相应的机械效能也将因此而减损。为了改进现状,针对各种类型的传动齿轮都要予以全面的处理,因地制宜探求可行的解决措施: 2.1选择优质的材料 在开展煤矿生产中,针对机械传动齿轮有必要选择优质的部件与材料,确保齿轮本身具备优良的性能。这是由于,传动齿轮承受着相对较强的冲击荷载,如果不慎进行处理那么将会减损齿轮本身的耐久性。通常情况下,传动齿轮应当符合1200MPa的最大弯曲限度以及1600MPa的接触耐久性。如果要延长寿命并且保证齿轮强度,则有必要优化相关工艺,因地制宜确定润滑参数并且算出精确的齿轮荷载。例如近些年以来,很多煤矿企业在传动齿轮内部加入了冲击荷载较强的低碳合金钢,因而有助于优化齿轮本身具备的淬透性与耐磨性。 2.2密切关注热处理环节以及加工环节 传动齿轮无法避免遭受频繁性的磨损,为了避免过于频繁的磨损,对于此种类型的齿轮就应当致力于完善热处理,在此前提下降低粗糙度。一般情况下,针对传动齿轮如果要优化进行加工,关键在于改进刀具与零件本身,运用磨削工艺或者其他工艺来消除过高的粗糙度。除此以外,技术人员还可以选择渗碳淬火的手段来优化热处理的各个流程,确保符合更高层次的韧性与硬度,优化各种工况性能。在必要的时候,还需运用喷丸强化的方式加以改进,提升弯曲强度并且优化齿轮性能。 2.3正确安装传动齿轮 传动齿轮本身包含了较多的部件,为此在检修齿轮或者更换齿轮时,对于此种类型的齿轮都要予以精确的安装,确保齿轮具备更好的机械强度。从现状来看,很多企业对此选择了喷丸强化的措施,这是由于此种措施有助于优化疲劳强度,对于耐久极限进行了适度的延长。对于齿面如果要进行加工,那么关键在于消除刀痕。此外,对于封闭式的传动齿轮还需保证优良的润滑度,慎防出现漏油的不良现象,对于传动齿轮有必要定期予以检查。 3结语 经过综合分析可知,传动齿轮应当属于煤矿机械中十分关键的一类构件。然而实际上,传动齿轮所处的井下环境相对恶劣,因此尤其有必要关注维修与养护。未来在实践中,煤矿企业还需更加关注解决齿轮损坏的措施与手段,在探析损坏原因的前提下致力于消除齿轮运行的各种弊病和缺陷。 作者:张弛 单位:山西煤矿安全监察局安全技术中心 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效分析 一、齿轮失效的形式及其原因 1.齿面胶合齿轮在传输动力或促使机械转动的过程中由于物体之间的相互运动产生的摩擦会产生很高的热量,尤其是在长期不停息的高速重载运转的情况下,高温很有可能将于齿轮接触的金属或其他材料与齿轮表面相融合,造成齿面胶合的现象。这种现象会造成齿轮外形的缺失或变形,从而降低甚至缺失其传递功能。 2.齿面磨损齿面磨损主要分为两种情况,一种是齿轮在工作状态下,齿轮与接触零件之间的磨合造成的磨损;另一种是机械所处的环境造成,煤矿机械的工作环境本身就存在很多的固体颗粒,这些颗粒会造成齿轮的磨损,齿轮表面的的粗糙度也会影响齿面磨损的程度。 3.齿面塑性变形齿轮的制作材料并不具备足够的强度,在重载高速的挤压下也会造成齿轮的变形。从动齿和主动齿之间动力的传递,彼此之间都存在力的作用,它们彼此相互挤压,接触的表面很容易造成凹凸不平的表面,这种变形程度足够影响齿轮的正常工作。 二、齿轮的改进 设计者在设计齿轮之时,根据该齿轮在不同场合的运用来确定齿轮所选用的各种材料,更加有利于齿轮在该环境下工作。针对齿轮失效的五种常见的失效现象有特定的应对措施,主要是根据齿轮的工作环境决定齿轮的材料组成和外形结构的设计。例如为了降低齿轮折断的可能性,则需要加强轮齿的抗弯曲强度;为了避免齿面点蚀,则需要提高齿面接触疲劳强度;对于在高速重载环境下工作的齿轮应该将齿面抗胶合能力作为重点设计对象。 1.设计原则齿轮失效直接影响煤矿机械的正常运转,在煤矿机械中齿轮的大小有一定的规格,在不同的机械设备中一般都有一定的限制,因此设计之初,就是在齿轮大小基本保持不变的条件下加强抗接触疲劳能力、抗弯曲能力和硬度等性能,以提高齿轮的质量和使用寿命。对于煤矿机械所需承担的重量较大,根据强度、载荷、材料、外形、结构齿面粗糙度等多方面的因素,经过精密的计算和先进的技术促使齿轮达到煤矿工作的要求,从根本上提高齿轮的使用寿命。 2.正确操作工人对于齿轮的正确安装和使用是保证齿轮正常运转的前提。煤矿工作需要承担很大的负载,因此在齿轮安装时和定期检修时都要保证齿轮的承载强度达到煤矿工作的条件。齿轮不仅仅需要考虑到承载能力,还有表面光滑度、轮齿的硬度等多方面都需要达到相关的标准;主动轮和从动轮要合理的结合在一起,避免不必要的磨损,损耗齿轮的寿命;还有就是一定要定期对齿轮进行检修,尽可能避免因齿轮带来的故障导致机械停转。 3.润滑剂的使用现今,煤矿施工现场中齿轮的运转往往没有使用润滑剂的惯性或者不重视润滑剂的功效。我们应该发挥润滑剂的作用,而不是一知半解的不考虑环境、齿轮型号、机械型号等多种因素就使用一种润滑剂,这种现状不可能达到预期的效果,会缩短齿轮原有的使用寿命、加快磨损效率,从整体上拉低齿轮的功效,影响煤矿机械的工作效率。我们的工作人员应该根据科学理论和实际经验总结出不同型号、季节、工作环境等使用不同的润滑剂,并输入相关的数据库,便于维修时作为参考案例,从而延长齿轮的使用寿命。 4.提高整体的技术设备齿轮质量的提升最终是为了提高煤矿的工作效率,从而提高生产效益,但是齿轮仅仅是需要提高的一部分,在整个煤矿企业当中,还需要将强机械设备的现今水平和提升管理水平。齿轮的质量也需要煤矿企业管理的监管系统的把关,它需要对于煤矿相关机械、零件的严格监控,保证硬件设备的质量问题;齿轮的作用是机械能的传递,直接作用于煤矿的相关机械,若是机械设备质量不过关或仍是老式的设备,尽管齿轮质量达到先进的水平,也只是鸡肋,起不到任何作用。煤矿企业只有整体水平的提升,才能使各个组成部分相互促进,共同进步。 三、结束语 综上所述,齿轮的失效主要有五种常见的形式,有的是齿轮本身的质量问题,也有机械问题,还有周遭环境的影响,除此之外也有管理水平问题等多方面主客观的问题。煤矿一直是高危作业,被保险列为特殊行业,其安全性和可靠性都需要极度的加强,小到齿轮的质量问题,再到机械的先进性问题,大到企业管理问题都需要引起足够的重视,甚至是国家的监管等诸多方面,以保证煤矿企业的安全性和经济性,从而推动煤矿企业的进步。 作者:谭明坤 单位:通化矿业(集团)有限责任公司 机械传动论文:工程机械中液压机械传动的运用 1工程机械中液压机械传动的运用 一是运用于主要负责铲装砂石、煤炭、土壤等散状物料以及轻度铲挖硬土、矿石的装载机。通常装载机变速器包括液压传动、机械传动和动力合成,其中机械传动涉及4个行星排和制动器,以及1个离合器,同时根据相应的组合元件状态、转速关系、输出构件、效率等指标可以判断出其有2个行星排负责转向,2个行星排负责变速;针对涵盖变量马达和变量泵的液压传动部分,主要是在伺服阀的控制下变化斜盘角度,进而达到机械无级变速的目的;动力合成中,当装载机处于I、III档时,e、f行星排会形成差动轮系,并经构件7和8分别负责输入机械和液压两大传动动力,然后经10输出;若装载机处于n档,此时f为差动轮系,8和9分别负责输入液压和机械两大传动动力,且经合成后也经10输出。 后根据科学公式计算和运动分析后得知,当液压马达的实际转速为零时,传动系统工作状态稳定,此时装载机中的发动机会将功率全部转化为机械传动动力,进而实现了传动功率最大化,而且换挡更加便捷,微动性能较好,燃料更加经济,运行更加平稳,足以见得,液压机械传动系统在装载机中的应用效果较为理想。 二是运用于主要负责安装作业和装卸物料的汽车起重机,而液压机械传动的运用效果通常体现在起重机的功能实现中。如用于车身支承和稳定,即基于合理的进油路和回油路,促使前后腿液压缸伸出活塞,用于支承车身,而伸出稳定器位置的液压缸活塞时,则用于刚性连接后桥与车体进而起到稳定的效用;在吊臂伸缩、变幅中,主要基于液压机械传动系统,完成伸缩、变幅、起升、回转等任意机构组合的动作,进而提高工作效率,但为避免吊臂因重力荷载而自由下降,分别在伸缩与变幅回路中增设了平衡阀,并用于对液压缸进行单向锁闭,以此可靠支承吊臂。 针对吊重升降动作的实现,也离不开液压机械传动系统,如对于起升吊重,可通过操纵换向阀促使泵油进入制动液压缸,然后经换向阀和平衡阀进入起升马达机构,此时起升马达便会在机械传动动力的作用下回转卷筒完成吊重上升,而在下降吊重时则会促使起升马达进行反向转动,同时结合回油路,吊重稳定下落;最后是通过液压马达带动回转工作台用于实现吊重回转,同时为保护液压元件免受损伤,故为液压泵中的排油回路增设了滤油器,而在调节工作机构的速度时,往往需要改变发动机转速结合手工调节换向阀,以此实现液压机械传动系统在起重机吊重回转中的作用。 2结束语: 总之,液压机械传动的运用对于实现工程机械高效运作、平稳运行、经济便捷有着显著的推动作用,其中在矿山机械、工程车辆等领域中已经被应用广泛。不但如此,其仍然有着良好的提升空间,这就要求我们予以深入研究和实践检验,以此提高其综合性能,进而更好地服务于工程机械事业的发展。 作者:周懿俊单位:五粮液集团公司普什重机有限公司 机械传动论文:机械设计制造中液压机械传动控制系统研究 摘要:随着我国机械制造水平的不断发展,制造了大量功率和容量要求较高的计算设备,其中液压机械传动控制系统是一种新型传动技术,其已广泛应用于机械设计制造等领域,液压机械传动控制系统对机械设计制造水平起到关键性作用。这种传动控制系统主要采用液体作为介质进行相关传动控制,可有效提高机械的工作效率和能源利用率。因此本文主要对液压机械传动控制系统的优缺点进行阐述,并分析了该系统的实际应用情况和存在的问题。 关键词:机械设计制造;液压传动控制系统;应用 液压机械传动控制系统是一种流体传动与控制技术有效结合的先进技术,其主要包括动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件[1]。该系统采用液体作为能量传动以及控制的有效介质,并由元件回路控制对能量进行传递。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,特别是机械设计制造领域已离不开液压机械传动控制系统的大量使用,其也促使机械设计制造领域的不断发展,因此研究液压机械传动控制系统在机械设计制造中的实际应用情况意义重大。 一、液压机械传动控制系统的优缺点 1.液压机械传动控制系统的优点 液压机械传动控制系统的优点可以归纳为以下4点:首先是功率高,液压机械传动控制系统主要由动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等组成。与传统的液压传动和机械传动相比,这种系统的液压机械传动功率相对较大,同时这种系统引入了微电子技术,使得该系统的功能集成化程度高,可在较小空间内达到功率有效控制。其次是小型化,这是由于液压机械传动控制系统的各元件高度集成化的特点,使得该系统小型化、轻质化发展。同时由于系统内部各元件的相互协作性较好,也使得该系统可操作程度高,可针对不同的工作要求进行有效的液压机械传动。接下来是稳定性好。这种液压机械传动控制系统实际应用可将机械工作过程中产生的热量通过液压油流动传递,可有效降低系统温度,避免系统局部过热的情况,进而保证机械的使用稳定性。同时由于上述原因,该系统也可用于低速重载条件的液压机械传动。最后是自动换挡功能,为了使得操作人员根据相关要求对机械进行简便灵活操作,提高机械工作效率,可使用这种液压机械传动系统。该系统具有自动换挡功能,可根据实际工作条件和机械运行要求的不同进行有效的挡位自动调节,方便操作人员进行工作装置的操作,不要考虑挡位操作的问题,可降低机械工作中的操作失误概率,进而实现整体机械的工作效率。 2.液压机械传动控制系统的缺点 液压机械传动控制系统的缺点主要包括以下5个方面:首先是液压系统漏油问题,这是液压机械传动控制系统的重要缺点之一,其严重影响整个传动控制系统的稳定性和正确性。这种液压系统漏油问题使得液压机械传动的传动比率波动性大,达不到相关液压机械传动控制要求,严重影响液压传动系统的稳定运行和传动控制的正确性,该缺点也会对整个机械工作状态造成不利效果,使得机械工作效率低,同时由于这种原因,该系统不适宜长距离传动。其次是温度变化问题,通常系统内的温度变化会直接影响到系统的运动特性。这种液压机械运动控制系统对温度要求较高,当系统温度升高时,系统内的液体粘度发生变化,使得系统的运动特性也随之改变,进而影响机械的工作稳定性。因此该系统运行过程中应对温度变化进行重点监控,防止机械运行因温度变化造成的偏差问题。再次是故障的检查和排除难度大,液压机械传动控制系统的故障检查和排除工作量和难度较大。该系统正常运行时,液压元件运行产生的金属粉末容易引起机械设备故障问题,而系统外的粉尘的大量附着到机器设备上,也会对系统的运行稳定性造成严重影响。对于系统而言,这些金属粉末和粉尘通常是不可避免,其也增加了故障的检查和排除工作量和难度。最后是清扫工作,实际运行时,液压机械运动控制系统容易由于一些外界因素干扰,使得系统的稳定性和运行结果得不到保障,因此需要在系统实际运行前进行全面的清扫工作,尽可能的避免外界因素对系统的干扰。 二、液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的具体应用 1.液压机械传动控制系统的应用特点 根据液压机械传动控制系统的高度集成化特点,其可有效满足不同行业对机械设计及制造的规模、功率、精度和工作效率的严格要求。而小型化、轻质化的特点也使得该系统可应用在不同施工环境和施工条件。在机械设计和制造领域,液压机械运动控制系统可以根据自身特点有效弥补传统传动系统的不足,同时该系统的大量应用可降低机械设计和制造的难度,提高机械制造精度和缩短制造周期。液压机械传动控制系统将自动化控制技术实际应用到机械设计和制造领域,其可加快机械设计和制造的自动化进程,同时自动化也是未来机械设计和制造的研究开发的重要方向[2]。这种应用可有效控制产品质量以及提高生产效率,实际满足机械产品的行业需求。目前液压机械传动控制系统也广泛应用在国防、农业、冶金和煤矿等众多行业。 2.液压传动无级变速器 机械设计制造中,可采用液压机械传动控制系统来实现对其速度的有效控制,也就是无级变速技术。一般而言,该液压系统正常运行需要使用变量泵以及定量马达。当系统工作时,通过发动机将动力分离,其中一部分顺着离合器传送给行星架,而另一部分则是经过液压系统到达太阳轮,这两部分动力通过差动轮系部分进行有效合成后,再通过差动轮系的齿圈对外输出。通常实际机械工作前需要断开离合器C1,同时闭合C2,使得发动机的全部动力进入液压系统,从而保证机械的正常启动。而机械实际工作时,离合器C1闭合而C2断开,采用控制系统将液压马达的转速降至0,此时发动机的所有动力通过机械系统进行有效传递,其可提高机械工作过程中的动力传递效率,并对系统马达转动方向进行合理调整,进而调节机械工作的输出速度,保证系统在不同速度下的正常运行,进而实现这个机械系统的无级变速。目前这个液压传动无级变速器已实际应用在装载机和推土机上,该装置运行效果良好,可大量应用在工程机械领域。 3.纯水液压机械传动控制系统 目前机械制造业领域中,纯水液压机械传动控制系统是液压传动技术的重要发展方向之一,该系统是科技进步和环境保护的结合产物,其是一种新型的液压传动技术,其采用纯水作为能量传动以及控制的有效介质,这是该系统的最大特点。与液压油相比,纯水价格便宜、制备简单以及来源广泛,可有效降低企业的运营成本,从而提升企业的经济效益。冶金、煤矿等特殊行业,对液压机械传动控制系统要求较高,常规的液压油泄漏容易引起火灾,这严重威胁着企业的安全运营,而纯水具有良好的阻燃性,可防止液压机械传动控制系统液压油泄漏引发的安全问题。与矿物型的液压油相比,纯水的压缩系数较低,使得纯水的压缩损失相对较少。同时常规液压机械传动控制系统的液压油泄漏问题,会对水体和土壤造成严重的污染,这也制约着冶金、煤矿等行业绿色化、可持续化发展,而采用纯水液压机械传动控制系统,其可造成的环境污染程度较低。目前纯水液压机械传动控制系统已在一些行业得到实际应用,该系统污染小、成本低等特点符合我国相关行业环境保护要求,其也是常规液压机械传动控制系统的代替技术,因此纯水液压机械传动控制系统作为机械制造业领域中的热点研究对象,该系统的研究开发以及实际应用前景广阔。 三、液压机械传动控制系统实际应用存在的问题 液压机械传动控制系统采用的技术成熟度的不断提高,也促使着该系统在诸多领域得到广泛的应用,尤其是在机械设计制造领域,其不仅可以降低人工劳动强度,同时也可有效控制相应的企业运行成本。但是当前系统的实际应用还存在一些问题,其中较为突出的问题是当前我国液压机械传动控制系统使用的各种元件基本需从国外进口,如动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等[3]。与发达国际相比,我国制造的元件在强度和精度方面均较为落后,而系统正常运行时,系统需要这些元件的相互协作才能完成相关工作,因此这些元件的质量严重影响着整个液压机械传动控制系统的完善性和功能性。如这些元件的质量达不到相关要求,可能造成系统运行的不稳定和低功能性。因此为了实现液压机械传动控制系统在各领域的大规模应用,需要对液压机械传动控制系统的各种元件实现国产化,并通过国外技术引进和自主创新,保证相关元件的强度和精度达到系统要求,有效提升相关元件的功能性和适应性,优化和改善液压机械运动控制技术,实现液压机械运动控制系统运行的稳定性,从而带动机械设计制造领域和相关领域的深入发展。 四、结语 通过本文对液压机械传动控制系统优缺点的阐述,以及该系统的实际应用情况和存在的问题的分析来看。液压机械传动控制系统作为一种新型的液压传动技术,其可有效的提高机械的工作效率和能源利用率,保证机械工作质量以及实现企业经济效益的有效提升。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,但是应用过程中仍存在一些问题,随着液压传动技术的不断完善以及这些问题的及时处理,液压机械传动控制系统应用前景将会更加广阔。 作者:岑名熹 单位:西京学院 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效形式分析 【摘要】分析了磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等煤矿机械传动齿轮常见失效形式,同时探讨了传动齿轮自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等煤矿机械传动齿轮失效原因,以期为提升煤矿机械传动齿轮质量提供一些参考,延伸煤矿机械传动齿轮使用寿命。 【关键词】煤矿机械;传动齿轮失效;形式;原因 目前我国煤矿机械设备故障频发,对此,应当加强对煤矿机械各种传动齿轮的失效形式以及原因的风险,降低煤矿机械设备事故发生率,确保煤矿机械设备的正常运行,提升煤矿企业生产效率,推动煤矿企业的不断发展。 1.煤矿机械传动齿轮常见失效形式 1.1 磨损 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于磨损,而导致煤矿机械传动齿轮出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要表现为正常磨损、中度磨损、破坏性磨损以及磨料性磨损等磨损现象。正常磨损在煤矿机械传动齿轮预期寿命内不会影响齿轮的正常使用性能。在煤矿机械传动齿轮使用过程中,齿轮接触表面上金属较快的损耗,这便是中度磨损。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于齿轮的啮合中进入细颗粒,使得齿面沿滑动方向呈短线状划痕,损坏齿面,使得煤矿机械传动齿轮出现破坏性磨损,影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。 1.2 传动齿轮表面疲劳 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于煤矿机械传动齿轮表面或表面下存在裂纹生核,或者是交变应力反复作用而产生材料的疲劳,应力超出了材料的疲劳极限,而使得煤矿机械传动齿轮发生裂纹扩展。破坏性点蚀和疲劳剥损是煤矿机械传动齿轮表面疲劳的主要形式。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,齿面接触应力根据脉动循环变化的,若齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时,载荷多次重复作用于齿面表层,就会产生细小的疲劳裂纹,这些疲劳裂纹通常始于轮齿节线以下点蚀,这种麻点形成应力的增高,从而使得麻点间的金属疲劳引起齿廓的破坏,从而导致煤矿机械传动齿轮出现破坏性点蚀。顶棱或沿齿顶从齿面上脱落下的颗粒较大是煤矿机械传动齿轮疲劳削损的主要特点,通常情况下,煤矿机械传动齿轮疲劳剥损大多发生在表面淬火的齿轮或硬齿面的齿轮,降低煤矿机械传动齿轮承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命。 1.3 胶合 煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于润滑油脂的使用不当或煤矿机械传动齿轮超负荷工作,使得煤矿机械传动齿轮啮合区温度升高,同时在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破,可能导致两轮齿的金属面熔焊在一起,导致软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟,在低速重载下,齿面间的润滑油膜不易形成也会产生胶合破坏。 1.4 塑性流动 煤矿机械传动齿轮塑性流动失效形式主要表现为塑性变形、起波纹以及起皱。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,轮齿啮不合理会形成冲击负荷,产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形,从而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,润滑不充分、重载或振动而造成滑动粘附的摩擦,会导致煤矿机械传动齿轮齿面上形成和滑动方向成垂直的波纹,使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于润滑不足或超负荷,使得煤矿机械传动齿轮齿面在滑动方向出现皱纹,从而使得煤矿机械传动齿轮出现失效。 1.5 断裂 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于断裂而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮的断裂主要表现为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂以及淬裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,循环弯曲应力超过材料的极限应力,便会使得煤矿机械传动齿轮出现疲劳断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,由于严重剥落、点蚀或严重的磨料性磨损等严重磨损,使得煤矿机械传动轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下,从而使得煤矿机械传动齿轮出现磨损断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,突然冲击负荷会使得煤矿机械传动齿轮齿面一个端角度误差,造成载荷的集中,从而使得煤矿机械传动齿轮出现轮齿断裂。 2.煤矿机械传动齿轮失效原因 2.1 传动齿轮自身设计原因 一些煤矿机械传动齿轮由于自身设计原因,使得煤矿机械传动齿轮在使用过程中出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要为低速重载齿轮,煤矿机械传动齿轮的使用环境相对恶劣,使得煤矿机械传动齿轮对设计要求相对较高。目前,一些煤矿机械传动齿轮设计参数和技术要求针对性相对较弱,同时专项科研和实验不到位,使得煤矿机械传动齿轮设计无法与煤矿机械的实际工况和使用条件紧密结合。一些大煤矿机械传动齿轮在设计过程中,在分析计算齿轮接触疲劳强度时,仍然采用传统的公式,即以交变应力作用下测定试样的断裂循环次数而制定的反复应力与全负荷下的循环次数关系曲线作为疲劳设计依据,然而煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会受到各类工艺因素和工况因素共同作用,使得煤矿机械传动齿轮必然会与齿轮试样的表面质量存在着一定差异。一些煤矿机械传动齿轮在设计过程中由于生产材质设计不当,直接影响煤矿机械传动齿轮的承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命,使得煤矿机械传动齿轮出现失效。 2.2 制造加工原因 一些煤矿机械传动齿轮在加工制造过程中存在一些缺陷,使得煤矿机械传动齿轮的质量达不到相关要求。一些铸造大齿轮在生产过程中存在化学成分偏析、非金属夹杂物、气孔以及砂眼等缺陷,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在制造过程中采用的材料性能和热处理性能达不到相关标准,加上煤矿机械传动齿轮调质处理的齿面硬度达不到设计技术要求,在进行淬火处理时,齿面硬度不均匀,使得煤矿机械传动齿轮积存较大内应力,使得煤矿机械传动齿轮承载能力受到影响,降低煤矿机械传动齿轮质量。 2.3 传动齿轮安装使用不当 一些煤矿机械传动齿轮在安装过程中,缺乏完善的安装技术规范,一些煤矿机械在安装过程中,缺乏完备的测量仪器,通常靠经验进行安装施工,使得煤矿机械传动齿轮安装无法满足齿轮安装技术要求和质量相关标准。煤矿机械一些新装齿轮由于时间相对较紧的缘故,缺乏充分的跑合,一旦煤矿机械传动齿轮运转声音基本正常便投入生产使用,直接影响煤矿机械传动齿轮安装质量,从而影响煤矿机械传动齿轮使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在运行过程中缺乏日常维护,未能对减速箱和齿轮进行定期清洗和更换油脂,加上一些煤矿企业采用的煤矿机械传动齿轮润滑手达不到相关技术标准,使得煤矿机械传动齿轮磨损严重。同时,一些煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会混入一些煤粉、水分以及杂物,直接影响煤矿机械传动齿轮的正常使用。此外,一些煤矿机械传动齿轮存在着违章操作和机械超负荷运转,使得煤矿机械传动齿轮承载能力不断加大,直接影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。 3.结束语 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等原因以磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等形式出现失效,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和煤矿机械传动齿轮使用寿命。 作者简介:王松涛(1985―),男,辽宁调兵山人,工程师,现供职于铁煤集团物资供应分公司,从事设备的技术管理工作。 机械传动论文:大型风电液力机械传动装置的分析与研究 摘 要:在大型风电液力机械传动装置实际建设期间,相关部门必须要制定完善的安装与管理方案,提升其工作质量。基于此,该文针对大型风电液力机械传动装置的分析,提出几点应用建议,以供参考。 关键词:大型风电 液力机械传动装置 应用措施 在大型L电系统实际运行期间,相关部门需要重视液力机械传动装置的建设与应用,提升自身工作质量,满足现代化装置设计要求,并创新相关工作方式,增强液力机械传动装置的应用效果。 1 我国能源出路分析 随着国家的改革开放,我国经济效益逐渐提升,对于各类能源的消耗越来越多,导致出现资源浪费与环境污染的现象,抑制了国家环境的发展与进步。我国的能源消耗量较大,甚至是全球的第二位,在能源危机的情况下,相关部门必须要转变传统煤炭与石油能源的应用方式,提升新型能源的使用效率,及时发现其中存在的问题,并采取有效措施解决能源短缺问题,提升自身工作质量。对于新能源而言,主要分为几种形式:其一就是直接行使;其二为间接形式,例如:太阳能、风能、地热能等,提升自身工作质量,满足现代化工作要求。同时,相关部门需要科学开发核聚变能源等,保证可以提升现代化能源开发工作可靠性,优化其发展体系,达到预期的能源管理工作要求。另外,相关部门需要根据新能源的开发要求,解决污染问题与资源浪费问题,逐渐提升其工作质量,达到预期的管理目的[1]。 2 液力变矩器在新能源中的重要地位 在新能源体系中,液力变矩器占有较为重要的位置,其属于液力传动装置,可以对能源进行转换与传递,具备柔性优势,可以发挥先进的工作功能,提升其工作质量。 液力变矩器的应用,是新能源开发中较为重要的液体介质传递设备,具备自动化生产优势,适应能力较强,并且可以对其进行无级变速处理,提升其运行稳定性,增强低速性能,并减少震动现象,发挥自身隔振作用,同时,机械设备的耐磨性能较为良好,相关管理人员与技术人员必须要制定完善的技术应用方案,提升变矩器传动装置的应用效果,达到预期的管理目的[2]。 3 大型风电系统概述 在应用液力传动装置之前,相关部门需要全面了解大型风电系统的实际情况,并对其进行有效的开发处理,以便于应用先进的调整技术。 第一,风电定义。对于风电而言,主要就是将风中的动力能源转换成为电能工程技术,或是将风力能源作为动力,对电机进行带动处理,以便于将风能转换成为电力能源,提升其工作质量[3]。 第二,风能特征分析。对于风能而言,主要就是在太阳辐射下流动形成,与其他能源相比较,存在较为良好的优势,主要因为其含量较多,比水能多十倍左右,并且分布较为广泛,属于可再生能源。当前,我国相关部门会将风能应用在发电系统中,可以提升其工作质量。在实际发展中,风能属于随机变化的现代能源,与风速、风向等产生直接联系,因此,电力企业可以将其应用在常规的发电中[4]。 第三,风力发电原理分析。对于风力发展而言,主要就是将风动能转换成为机械设备动能,然后将其转换成为电力能源,作为风力发电的主要渠道。对于风力发电工作而言,主要就是在实际发电的过程中,利用风力对风车的叶片进行带动,使其可以更好地旋转,以此提升增速机械设备的旋转速度,发挥现代化发电机的应用作用。对于风力发电而言,主要及时风力发电机组,相关工作人员需要对风轮、发电机与铁塔等进行处理,提升其运行质量,减少其中存在的运行问题。风轮部分,主要就是将风动能转换为机械动能,属于重要的部件,相关工作人员需要对螺旋桨等叶轮进行处理,提升发电机组的运行质量。由于风轮的转速较低,在实际运行中,会出现频繁的变化情况,导致出现转动不稳定的现象,因此,相关部门需要对其进行全面的处理,提升其工作质量。 4 液力变矩器在大型风电中的应用措施 在大型风电系统中,相关部门需要科学应用液力变矩器,提升大型风电系统的运行质量,优化其发展体系,增强液力传动装置的应用效果,达到预期的建设目的。具体措施包括以下几点。 第一,变速恒频设备。在应用变速恒频风力发电装置的时候,相关技术人员与管理人员必须要根据基础恒定数据信息等,获取与捕捉风能,科学调节电网的功率,并对其进行全面处理,除了可以提升电力系统动静性能之外,还能增强其运行稳定性,优化变速恒频设备的应用体系,达到预期的管理目的。技术人员必须要对变桨距进行全面的调整,提升其工作可靠性,科学开展功率调整工作。 第二,新型传动系统。相关工作人员在应用新型传动系统的时候,必须要及时发现变速恒频系统中存在的问题,并根据风轮转速的变化等,对其进行全面的处理,保证可以快速获取风能,保证可以提升叶尖速的调整效率,增强风机叶轮与发电机输入轴之间的配合效果,除了要保证转速恒定之外,还要对其输出频率进行全面的控制,保证与电网的频率相互一致,以此优化其运行体系。在应用此类系统的时候,相关技术人员需要全面分析闭环控制系统,保证液力传动的效率符合相关规定,提升大型风电系统的运行质量。在此期间值得注意的是:工作人员与技术人员需要对液力变矩器的转速进行调节,保证输出转速符合相关要求,逐渐提升机械传动的可靠性,通过完善的设计方式对其进行处理,增强大型风电系统的建设效果。 5 结语 在大型风电液力机械传动装置实际设计与应用的时候,相关工作人员需要制定完善的管理方案,科学分析其应用需求,创新工作方式,发挥现代化机械设备的应用作用,提升技术创新可靠性。 机械传动论文:机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用初探 摘 要:文章以液压机械传动控制系统的原理为出发点,分析归纳了液压机械传动控制系统所具有的优势和不足,并且通过理论与实际相结合的方式,对机械设计制造中,液压机械传动控制系统的应用方向进行了探索,供有关人员参考。 关键词:机械设计制造;液压机械传动控制系统;应用 引言 随着工业的发展,在机械设计制造过程中,液压机械传动控制系统的出现频率越来越高,这主要是因为该系统能够对能量进行精准的控制和传送,但通过调查可以发现,液压机械传动控制系统在应用的过程中仍旧存在部分问题,因此,这就需要工作人员通过对该系统进行更加深入探究的方式,将其在机械设计制造过程中所具有的功效进行最大发挥,促进我国机械行业的发展。 1 液压机械传动控制系统的原理 在液压机械传动控制系统中存在的液体压强一致,在该系统中所应用的活塞,可以根据自身能够承受的压力大小,选择相应压力对系统进行施加,通过保证系统平衡的方式,使液体能够始终处于静止的状态之下,也就是说,小活塞对应的压力值较小,而大活塞对应的压力值较大,并且经由液体所具有的传递性,将压力值进行变换。在对液压进行传动的过程中,需要相应的元件对其加以辅助,其中具有代表性的为动力、控制和执行元件,动力元件存在的意义在于能够对系统运行过程中所需的动力进行产生,例如通过对自身容量加以变化保证动力产生的容积液压泵。在选择所需液压泵时,工作人员不仅应当对其能量消耗的相关因素加以注意,还应当将其进行液压的效率列为重要的参考因素之一,保证液压泵能够与其所在的液压机械传动控制系统完美契合[1]。另外,液压马达也是比较具有代表性的动力元件,它的工作原理是通过对液压能量的转换,使其成为相应的机械能,进而实现对外做工的目的。由此可以看出,液压元件存在的意义在于,通过对系统压力大小和液体流动方向加以控制的方式,保证该系统能够与机械设计制造要求相满足。 2 液压机械传动控制系统所具有的优势 液压机械传动控制系统和传统的控制系统相比,在应用范围方面更为广泛,无论是常见的塑料加工,还是技术含量较高的钢铁冶金,该系统都能够将自身所具有的价值进行成分展示,保证制造效率和质量和提高。由于液压机械传动控制系统具有速度快、效率高等诸多优点,在应用其进行机械设计制造的过程中,能够保证传动功率的提高,并且通过和相关微电子技术进行配合的方式,实现在较小的空间范围中,对功率进行精准控制的目标,保证机械质量的提高[2]。当然,需要工作人员明确的是,随着科技的发展,不同行业和部门对该系统及相关技术所具有的要求也变得越发严格,因此,只有通过对系统的不断完善,才能使其更加高效的为机械设计制造进行服务。 3 液压机械传动控制系统所具有的不足 一方面,由于液压机械传动控制系统在工作过程中所应用的主要介质是矿物油,一旦出现漏油问题,不仅会对该系统的运行产生不利影响,甚至还会在一定程度上降低其在运行过程中所具有的稳定性,进而导致机械设计制造效率的下降,影响企业效益。另一方面,液体自身所具有的特性决定一旦其温度出现波动,就会对系统自身的运动特定产生相应影响,为了避免这一问题的发生,需要工作人员在应用液压机械传动控制系统进行机械设计制造时,始终保证矿物油温度处于合理范围内。另外,因为液压元件在运行时,较易产生金属粉末,这部分粉末会导致机械污染,进而产生故障,想要降低这一问题的出现几率,需要工作人员在对液压机械传动控制系统进行应用前,首先对其进行彻底的清扫,避免由于灰尘或其他杂质的存在,导致系统故障的发生[3]。另外,在机械设计制造的过程中,应用液压机械传动控制系统虽然已经取得了良好的效果,但仍旧存在问题有待解决,其中最主要的一点就是,现阶段我国所应用的液压机械传动控制系统,部分元件需要通过外国产品的辅助才能加以应用,这对于该系统在我国的高效应用是非常不利的,而且还会导致我国产品与国际标准间的差异,因此,目前相关人员最重要的工作内容就是,对液压机械传动控制系统的不足进行解决,通过提高我国所应用液压技术的整体水平,保证我国机械行业的飞速发展。 4 在机械设计制造中对液压机械传动控制系统进行应用的方向 我国在进行国防或经济建设的过程中,都需要对大型工程设备加以应用,而这部分设备大多安装了相应的液压机械传动控制系统。作为近几年新兴的控制系统,液压机械传动控制系统的作用在于,对大型工程设备在工作过程中所具有的需求进行高度满足,这是因为该类设备通常具有极其精确的效率要求,而液压机械传动控制系统能够通过对不同设备的集成化要求进行满足,保证设备与其所处施工条件、环境等需求相符合。另外,现阶段,在机械设计制造中所应用的液压机械传动控制系统已经逐渐呈现出了集成化的发展趋势,这从侧面证明了我国针对该系统所开展的研发工作的方向是正确的,也就是说,在未来的一段时间内,我国必然会研制出与机械设计制造需求高度符合的产品,保证其价值得以最大化的呈现。但需要工作人员注意的是,虽然液压机械传动控制系统的出现,在一定程度上促进了机械行业的发展,但这并不代表该系统已经处于一个科学、高效的工作状态下,现阶段,仍旧存在部分问题在液压机械传动控制系统发展的过程中对其加以阻碍,因此,想要保证该系统的高效应用,需要工作人员以机械行业的现状的基础,通过对该系统在机械设计制造中所体现出的优点和不足进行探究,保证对其现有的缺点加以解决,真正实现通过液压机械传动控制系统的出现,将我国机械行业的发展水平提升到一个全新高度的目标[4]。除此之外,工作人员还应当根据该系统所对应传动技术的优势,将其在工业生产的过程中加以推广的应用。通过对工业市场进行调查可以发现,液压工业在市场中所占销售份额相对较大,几乎占据机械工业总产值的3%,这一数字表明了在工业生产过程中,液压系统和技术存在的必然性,作为具有高传递率的技术,液压机械传动控制系统在结构构成方面与传统系统相比更为简单,因此,这就决定了该系统对功率的利用更加高效,而将液压技术和计算机进行结合,能够对传统技术无法保证对工业生产过程中所涉及的动力和运动参数进行准确控制这一问题进行解决,通过保证鞯菪率科学性的基础上,实现恒功率生产操作的可能性,达到提高工业生产的效率的效果。 5 结束语 综上所述,液压机械传动控制系统作为近几年新兴的技术之一,在机械设计制造过程中具有非常重要的作用,但现阶段仍旧存在急需工作人员加以解决的不足,因此,这就需要工作人员对该系统所对应液压技术进行发展,使其与微电子技术相结合,能够保证液压机械传动控制系统在机械设计制造过程中的有效应用,加快行业的进步。 机械传动论文:机械传动齿轮失效设计研究 [摘 要]在机械传动中,齿轮传动使用范围很广,可以用来传递任意两根轴之间的运动和动力,但是齿轮的失效速度也很快,最后导致设备的功能发挥不够充分,严重影响到煤矿企业的安全高效运行。本文通过对煤矿机械中各种齿轮的失效形式及原因的分析,不仅能够使得煤矿机械设备的功能发挥到极致,同时还能够对设备本身存在的一些缺点做了很好的补充,这样可以使得机械设备的使用寿命大幅度提高,对煤矿企业实现安全高效生产提供了有力保障。 [关键词]煤矿机械;机械传动;齿轮失效; 1、前言 当前,随着煤矿工业的机械化和自动化程度的不断提高,各种大型的采煤机、掘进机和提升机等大功率机械,功率达到了几千千瓦。功率的增大导致煤矿机械的输出扭矩随之增大,但是,煤矿机械的使用条件决定了齿轮的尺寸、模数等都要受到机械尺寸的限制因此,从提高煤矿机械的可靠性、安全性和机械的使用寿命出发,对其传动齿轮的设计和制造提出了更高的要求。在煤矿生产中机械设备又具有以下几个鲜明特点:第一,工作环境极其恶劣,机械设备时刻受到粉尘、水汽、有害气体等的危害;第二,正常工作情况下,条件苛刻,大部分的机械设备是处在负载大、振动强、摩擦厉害、介质腐蚀严重的高速环境下工作;第三,工作时间超长,许多机器都是不分昼夜的连续性工作;第四,因为环境恶劣,工况要求高,再者停机时间短,这样直接使得机械零部件得不到良好的润滑和维护。 这几年来,齿轮传动在煤矿机械中的使用更为广泛,但是齿轮的失效速度也很快,最后导致设备的功能发挥不够充分,严重影响到煤矿企业的安全高效运行。下面就齿轮传动的失效进行分析。 2、煤矿机械齿轮失效形式 随着煤矿机械化、现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大。为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,对其传动齿轮必然要提出更高的要求。下面简要分析煤矿机械齿轮失效的几种形式: (1)表面疲劳 由于轮齿表面或表面下存在着裂纹生核,其特征是金属的移动和形成凹坑,并可使得凹坑合并或增大尺寸。 第一,齿面点蚀,轮齿在工作时,齿轮之间的接触为高副接触,轮齿表面会受到很大的接触应力。当出现齿面接触应力比允许应力大时,同时,齿面表层又处在多级载荷作用下,这使得齿面很容易出现裂纹,这些裂纹通常开始于轮齿节线附近,如图l所示,就可以清楚的看出。当接触应力对齿面继续发生作用,这种麻点形成应力的增高,轮齿表面逐渐出现表层金属的片状剥落,最终引起齿廓的破坏。 第二,疲劳剥损:对于机械设备而言,疲劳剥损是一种潜在的疲劳破坏,其特征是沿齿顶或顶棱从齿面上脱落下的颗粒或屑片较大。常见于硬齿面或表面淬火的齿轮,起源于齿面下的缺陷,或由于热处理造成过高的内应力。 (2)磨损 在煤矿机械设备的磨损中,其形式相对来说比较多,主要有以下几种形式:正常磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损(擦伤)、干涉磨损、腐蚀性磨损、胶合、疲劳磨损(点蚀)、烧伤等。下面就介绍其中几种在煤矿机械设备中经常能够遇到的磨损。 第一,正常磨损:这种磨损是由于齿面上的金属相互之间以一定的速率缓慢的损耗。这种磨损是在齿轮的设计寿命之内,不影响设备的正常使用情况,但是其磨损量不允许超过维修标准。 第二,破坏性磨损:它是齿面的损伤、齿廓的变化达到非常严重的程度,使运转的平稳性受到较严重的破坏,齿轮的寿命显著降低。 第三,干涉磨损:由于在设备的使用初期,对齿轮的安装不当,当轮齿不合理的或提前接触时,其大部分的应力都其中在主齿轮上,当随着设备的运行,对齿轮的破坏由轻到重,严重时主动轮齿齿根被掘起,而相配齿轮的齿顶严重地卷起,引起齿轮副的完全破坏。 (3)胶合 由于超负荷或使用润滑油不当,常因啮合区温度升高,在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破,使两轮齿的金属面直接接触并熔焊在一起,引起软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟。 3、齿轮失效原因分析 我国煤矿机械设备事故率高居不下,一直是困扰着煤矿生产安全,极大的阻碍了煤矿企业的发展。齿轮运转承载后,产生很大的接触应力;同时齿轮啮合时,产生很大的弯曲应力,由于曲率半径及根部形状因素等使得该处出现应力集中现象,同时这又会引起齿面的剪应力增大,齿面的相对滑动又使滑动前方受压后方受拉。除润滑不良、三体(磨粒)磨损、化学腐蚀外,一般地说,若轮齿承受的交变应力超过了材料的疲劳极限或强度极限应力,这样将会使得齿轮出现以上所介绍的失效形式,以下将分析造成这些失效形式的原因,其中主要表现在以下几个方面。 (1)设计方面 在煤矿机械设备的使用过程中,设备的实际工况和使用情况与齿轮的设计参数和技术要求结合不够紧密,针对性不够强,缺乏专项切实的科研和实验。有些标准、规范和测试方法、计算方法不统一、不先进。有些齿轮的材质设计选择不当,性能不好。表1所列对齿轮断齿、点蚀和剥落有影响的因素,可供齿轮优化设计时综合考虑。 (2)制造加工方面 制造加工方面存在缺陷,齿轮制造质量达不到标准和技术要求,甚至产品质量低劣。热处理质量不过关,淬火处理齿面硬度不均,产生淬火裂纹,积存较大内应力。加工精度不高,中、大模数齿轮加工常出现齿圈的径向跳动和齿形超差,齿面粗糙度不合格,这些都影响着齿轮的接触精度。直接影响着齿轮的承载能力和寿命。 (3)安装使用方面 在煤矿企业当中,普遍存在着一些问题,比如,安装技术规范不健全,在安装过程中基本上靠着工人的工作经验进行施工,同时测量仪器不完备,达不到齿轮安装技术要求和质量标准。甚至有的出现违章操作,使得机械设备处于超负荷运转状态,这样极大的损害了齿轮的使用寿命。 4、结语 综上所述,我国煤矿机械设备事故率高居不下,一直是困扰着煤矿生产安全,极大的阻碍了煤矿企业的发展,这是一个亟待解决的安全问题,传动齿轮作为机械设备中必不可少的一部分,它的设计水平、制造质量和使用管理水平直接关系着煤矿机械设备的可靠性和安全性,同时也影响到设备的使用年限。通过以上对煤矿机械中各种齿轮的失效形式及原因的分析,不仅能够使得煤矿机械设备的功能发挥到极致,同时还能够对设备本身存在的一些缺点做了很好的补充,这样可以使得机械设备的使用寿命大幅度提高,对煤矿企业实现安全高效生产提供了有力保障。 作者简介: 巢丽娜,内蒙古呼伦贝尔人,助理工程师,2002年毕业于湖北省工业设计学校,现供职于内蒙古易暖科技有限公司 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施 [摘 要]随着煤矿机械化、现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大。煤矿机械的齿轮大多为中、大模数(模数6~20ram),多为低速(6m/s以下)重载传动,由于两传动齿轮之间是高副接触,单位齿宽的载荷值很高(20kN/cm),因此要求齿轮材料相应的应力达到一定的值。近年来,我国煤矿机械齿轮的制造质量和使用管理水平得到不断提高,但是从现场运转状况看,存在使用寿命不够长等问题,与世界先进水平相比,尚有一定差距。 [关键词]煤矿机械;齿轮失效;原因;改进 在煤矿生产过程中使用的机械设备广泛采用了机械传动齿轮新技术,使得煤矿机械可以有效进行节能控制,实现高效利用、可靠生产。大型、特大型矿井提升机功率达几千千瓦,采煤机的功率增加了4~6倍,掘进机的功率增加了2~3倍。功率的增大导致机械的输出扭矩增大,使煤矿机械的元部件特别是传动齿轮的受力增大,由于受煤矿使用条件和机器尺寸的限制,传动齿轮的外形尺寸却没有多大变化。为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,对传动齿轮必然要提出更高的要求。 一、煤矿机械传动齿轮传动原理 随着煤矿机械现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大,为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,在煤矿生产过程中煤矿机械传动齿轮应进行科学控制,煤矿企业中使用的现在机械设备中的轴承传动结构需要适应复杂多变的井下工作需求,机械传动齿轮的应用有效提高了开采设备的使用效率,它良好的传动效能比,科学解决了机械能耗的问题,煤矿机械传动齿轮的优势是体积较小,重量减轻,传动比大,结构紧密,承载力高,提高工作效能,较少机械能耗。在我国的煤矿企业中广泛使用,在煤矿机械传动齿轮中由于工艺以及设计问题,机械传动齿轮受到一些局限,这就使煤矿机械中减速器的设计使用成了障碍。 二、煤矿机械齿轮失效形式和失效原因 齿轮运转承载后,齿面相互接触并沿齿高方向滚动和滑动,接触应力使齿面表层内相应产生很大的剪应力,齿面的相对滑动又使滑动前方受压应力,后方受拉应力,齿面又受着拉、压交变应力的作用。除润滑不良、三体(磨粒)磨损、化学腐蚀外,一般地说,若轮齿承受的交变应力超过了材料的疲劳极限或强度极限应力,就会造成上述各种形式的磨损失效。 三、提高齿轮使用的措施 在煤矿生产过程中会存在煤矿机械齿轮传动轮轴承承载过量的情况,对生产工作存在安全隐患,在矿井机械设计中需要着重考虑。利用现在科技与先进的工程机械设备进行煤矿机械齿轮传动轮轴承的有效科学设计可以提高机械设备的使用寿命。在井下开采中煤矿机械齿轮传动轮轴承需采用合理安装以达到提高对煤矿机械齿轮传动轮轴承使用寿命的效果。加强使用管理注意观察噪声、温升是否正常、润滑油的使用是否合理等,可以有效提高齿轮使用寿命。高效生产是安全保障的第一标准,煤矿生产中的能耗大多集中在齿轮传动设备中,齿轮传动中应用新技术进行电机齿轮调速可以有效地提升工作效率,减少能源消耗。 1、煤矿机械齿轮的高效技术 煤矿机械齿轮的高效生产是节能的第一标准,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮电机功的变频控制可以有效促进高效生产。煤矿机械齿轮的使用中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在煤矿机械齿轮传动过程中,齿轮得到了广泛的应用,齿轮中应用数字技术进行交流电机调速可以有效地提升工作效率,减少能源消耗。在煤矿生产过程中使齿轮的机械设备广泛采用可以有效进行节能控制,实现高效利用、可靠生产。 2、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的应用 齿轮传动轮轴承采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。由于在煤矿生产过程中需要消耗大量的电力资源对机械设备进行科学控制,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮传动控制可以有效解决电机的高消耗低效益的问题,实现能源的高效利用。在这个过程中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在生产控制过程中,煤矿机械齿轮传动得到了广泛的应用。 3、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的结构 用轮内孔充当轴承滚子的外圈滚道,为保证多排圆柱滚子有良好的润滑,采用在轮齿根处钻几个直通排与排之间小孔和在挡环圆周上开设润滑油孔的方法。煤矿机械齿轮存在阻力较大、单位运输量较少,但是功率消耗大,牵引电机运输过程存在运输间断、生产消耗较大的问题,煤矿开采运输系统应延用煤矿机械齿轮以此减少电能消耗。为减少煤矿机械齿轮损耗,首先需要画出电气设计图以及继电器柜的布局,这样才可以安装调试,方便修改控制。但是使用煤矿机械齿轮,润滑油能顺畅地进入密集的圆柱滚子间。煤矿机械轮内圈与轴均充当了轴承滚道,这样就对轮和轴除要求有高的加工质量外,还要有很高的热处理硬度。 4、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的确定 煤矿机械的短圆柱滚子的型号、直径和长度等参数可在轴承样本上选取。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量选择模型要具有估计归纳的最小错误,并且重新设定模型在煤矿机械的设计中体现。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的典型选择中使用k=10。虽然每次拥有的是数据1/k(比以前的数据少很多),但计算还是比较贵的相对于不运用交义验证,因此需要训练每一个模型k次。然而k=10是通常的选择,在真正的问题研究中数据往往是缺乏的,有时我们会用一种极端的选择k=m,目的是每一次尽可能的避免无数据状态。计算结果取整数部分,舍去的小数部分在0.2左右,如不符合,可修正轴承孔内径。 5、煤矿机械齿轮的自润滑轴承的应用 煤矿机械齿轮的滑动轴承有抗冲击、振动性好、定心精度高、径向尺寸较小等优点。滑动轴承的摩擦损耗大,煤矿机械齿轮对轴承材料的减摩耐磨性能要求较高,维护比较复杂,煤矿机械齿轮受国内材料业发展水平的制约。滑动轴承主要的失效形式为磨损,防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜。煤矿机械齿轮的自润滑轴承可以任意改变功能性间隔而不用真正改变任何有意义的东西。当压强P较小时,即使P与pv都在许用范围内,也可能因滑动速度v过大而加剧磨损。采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。机械齿轮直接影响机械设备的使用性能,承受外部载荷,仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件,机械内部没有支环,在大型矿井中,煤炭机械设备工作量大,保证安全生产,机械齿轮的工作构件、受力情况等均与所装配的工作元件有关。 6、正确安装运行方面 实践表明,减速器齿轮副的安装精度,对齿轮的承载能力,磨损和使用寿命影响很大。无论是新安装、更换或检修安装,都应按照安装技术规范和标准进行,特别是齿轮轴心线的水平度、平行度、中心距、轴承间隙、齿轮侧隙、顶隙、接触区域或轴向窜动量等,必须达到质量标准和技术要求。新齿轮在投运前,应进行充分的跑合。 结语 我国煤矿机械设备事故率多的现状一直困扰着煤炭生产和运输,是一个亟待解决的重要问题,其中机械齿轮的失效是造成煤矿机械设备不能正常运行的主要原因。因此,对各种齿轮的失效形式及原因的分析和讨论,对改进煤矿机械设备事故率多的现状有非常重要的现实意义。 机械传动论文:试论机械设计制造中的液压机械传动控制系统 摘要:随着我国机械制造水平的不断发展,制造了大量功率和容量要求较高的计算设备,其中液压机械传动控制系统是一种新型传动技术,其已广泛应用于机械设计制造等领域,液压机械传动控制系统对机械设计制造水平起到关键性作用。这种传动控制系统主要采用液体作为介质进行相关传动控制,可有效提高机械的工作效率和能源利用率。因此本文主要对液压机械传动控制系统的优缺点进行阐述,并分析了该系统的实际应用情况和存在的问题。 关键词:机械设计制造;液压传动控制系统;应用 液压机械传动控制系统是一种流体传动与控制技术有效结合的先进技术,其主要包括动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件[1]。该系统采用液体作为能量传动以及控制的有效介质,并由元件回路控制对能量进行传递。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,特别是机械设计制造领域已离不开液压机械传动控制系统的大量使用,其也促使机械设计制造领域的不断发展,因此研究液压机械传动控制系统在机械设计制造中的实际应用情况意义重大。 一、液压机械传动控制系统的优缺点 1.液压机械传动控制系统的优点 液压机械传动控制系统的优点可以归纳为以下4点:首先是功率高,液压机械传动控制系统主要由动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等组成。与传统的液压传动和机械传动相比,这种系统的液压机械传动功率相对较大,同时这种系统引入了微电子技术,使得该系统的功能集成化程度高,可在较小空间内达到功率有效控制。其次是小型化,这是由于液压机械传动控制系统的各元件高度集成化的特点,使得该系统小型化、轻质化发展。同时由于系统内部各元件的相互协作性较好,也使得该系统可操作程度高,可针对不同的工作要求进行有效的液压机械传动。接下来是稳定性好。这种液压机械传动控制系统实际应用可将机械工作过程中产生的热量通过液压油流动传递,可有效降低系统温度,避免系统局部过热的情况,进而保证机械的使用稳定性。同时由于上述原因,该系统也可用于低速重载条件的液压机械传动。最后是自动换挡功能,为了使得操作人员根据相关要求对机械进行简便灵活操作,提高机械工作效率,可使用这种液压机械传动系统。该系统具有自动换挡功能,可根据实际工作条件和机械运行要求的不同进行有效的挡位自动调节,方便操作人员进行工作装置的操作,不要考虑挡位操作的问题,可降低机械工作中的操作失误概率,进而实现整体机械的工作效率。 2.液压机械传动控制系统的缺点 液压机械传动控制系统的缺点主要包括以下5个方面:首先是液压系统漏油问题,这是液压机械传动控制系统的重要缺点之一,其严重影响整个传动控制系统的稳定性和正确性。这种液压系统漏油问题使得液压机械传动的传动比率波动性大,达不到相关液压机械传动控制要求,严重影响液压传动系统的稳定运行和传动控制的正确性,该缺点也会对整个机械工作状态造成不利效果,使得机械工作效率低,同时由于这种原因,该系统不适宜长距离传动。其次是温度变化问题,通常系统内的温度变化会直接影响到系统的运动特性。这种液压机械运动控制系统对温度要求较高,当系统温度升高时,系统内的液体粘度发生变化,使得系统的运动特性也随之改变,进而影响机械的工作稳定性。因此该系统运行过程中应对温度变化进行重点监控,防止机械运行因温度变化造成的偏差问题。再次是故障的检查和排除难度大,液压机械传动控制系统的故障检查和排除工作量和难度较大。该系统正常运行时,液压元件运行产生的金属粉末容易引起机械设备故障问题,而系统外的粉尘的大量附着到机器设备上,也会对系统的运行稳定性造成严重影响。对于系统而言,这些金属粉末和粉尘通常是不可避免,其也增加了故障的检查和排除工作量和难度。最后是清扫工作,实际运行时,液压机械运动控制系统容易由于一些外界因素干扰,使得系统的稳定性和运行结果得不到保障,因此需要在系统实际运行前进行全面的清扫工作,尽可能的避免外界因素对系统的干扰。 二、液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的具体应用 1.液压机械传动控制系统的应用特点 根据液压机械传动控制系统的高度集成化特点,其可有效满足不同行业对机械设计及制造的规模、功率、精度和工作效率的严格要求。而小型化、轻质化的特点也使得该系统可应用在不同施工环境和施工条件。在机械设计和制造领域,液压机械运动控制系统可以根据自身特点有效弥补传统传动系统的不足,同时该系统的大量应用可降低机械设计和制造的难度,提高机械制造精度和缩短制造周期。液压机械传动控制系统将自动化控制技术实际应用到机械设计和制造领域,其可加快机械设计和制造的自动化进程,同时自动化也是未来机械设计和制造的研究开发的重要方向[2]。这种应用可有效控制产品质量以及提高生产效率,实际满足机械产品的行业需求。目前液压机械传动控制系统也广泛应用在国防、农业、冶金和煤矿等众多行业。 2.液压传动无级变速器 机械设计制造中,可采用液压机械传动控制系统来实现对其速度的有效控制,也就是无级变速技术。一般而言,该液压系统正常运行需要使用变量泵以及定量马达。当系统工作时,通过发动机将动力分离,其中一部分顺着离合器传送给行星架,而另一部分则是经过液压系统到达太阳轮,这两部分动力通过差动轮系部分进行有效合成后,再通过差动轮系的齿圈对外输出。通常实际机械工作前需要断开离合器C1,同时闭合C2,使得发动机的全部动力进入液压系统,从而保证机械的正常启动。而机械实际工作时,离合器C1闭合而C2断开,采用控制系统将液压马达的转速降至0,此时发动机的所有动力通过机械系统进行有效传递,其可提高机械工作过程中的动力传递效率,并对系统马达转动方向进行合理调整,进而调节机械工作的输出速度,保证系统在不同速度下的正常运行,进而实现这个机械系统的无级变速。目前这个液压传动无级变速器已实际应用在装载机和推土机上,该装置运行效果良好,可大量应用在工程机械领域。 3.纯水液压机械传动控制系统 目前机械制造业领域中,纯水液压机械传动控制系统是液压传动技术的重要发展方向之一,该系统是科技进步和环境保护的结合产物,其是一种新型的液压传动技术,其采用纯水作为能量传动以及控制的有效介质,这是该系统的最大特点。与液压油相比,纯水价格便宜、制备简单以及来源广泛,可有效降低企业的运营成本,从而提升企业的经济效益。冶金、煤矿等特殊行业,对液压机械传动控制系统要求较高,常规的液压油泄漏容易引起火灾,这严重威胁着企业的安全运营,而纯水具有良好的阻燃性,可防止液压机械传动控制系统液压油泄漏引发的安全问题。与矿物型的液压油相比,纯水的压缩系数较低,使得纯水的压缩损失相对较少。同时常规液压机械传动控制系统的液压油泄漏问题,会对水体和土壤造成严重的污染,这也制约着冶金、煤矿等行业绿色化、可持续化发展,而采用纯水液压机械传动控制系统,其可造成的环境污染程度较低。 目前纯水液压机械传动控制系统已在一些行业得到实际应用,该系统污染小、成本低等特点符合我国相关行业环境保护要求,其也是常规液压机械传动控制系统的代替技术,因此纯水液压机械传动控制系统作为机械制造业领域中的热点研究对象,该系统的研究开发以及实际应用前景广阔。 三、液压机械传动控制系统实际应用存在的问题 液压机械传动控制系统采用的技术成熟度的不断提高,也促使着该系统在诸多领域得到广泛的应用,尤其是在机械设计制造领域,其不仅可以降低人工劳动强度,同时也可有效控制相应的企业运行成本。但是当前系统的实际应用还存在一些问题,其中较为突出的问题是当前我国液压机械传动控制系统使用的各种元件基本需从国外进口,如动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等[3]。与发达国际相比,我国制造的元件在强度和精度方面均较为落后,而系统正常运行时,系统需要这些元件的相互协作才能完成相关工作,因此这些元件的质量严重影响着整个液压机械传动控制系统的完善性和功能性。如这些元件的质量达不到相关要求,可能造成系统运行的不稳定和低功能性。因此为了实现液压机械传动控制系统在各领域的大规模应用,需要对液压机械传动控制系统的各种元件实现国产化,并通过国外技术引进和自主创新,保证相关元件的强度和精度达到系统要求,有效提升相关元件的功能性和适应性,优化和改善液压机械运动控制技术,实现液压机械运动控制系统运行的稳定性,从而带动机械设计制造领域和相关领域的深入发展。 四、结语 通过本文对液压机械传动控制系统优缺点的阐述,以及该系统的实际应用情况和存在的问题的分析来看。液压机械传动控制系统作为一种新型的液压传动技术,其可有效的提高机械的工作效率和能源利用率,保证机械工作质量以及实现企业经济效益的有效提升。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,但是应用过程中仍存在一些问题,随着液压传动技术的不断完善以及这些问题的及时处理,液压机械传动控制系统应用前景将会更加广阔。 机械传动论文:大型养路机械传动轴检修周期探讨 【摘 要】通过研究各因素所占故障率百分比,选取影响最大的因素,提出各车型传动轴检修参考依据,为大型养路机械传动轴检修周期的确定提供一定的参考意见。对大型养路机械各车型传动轴进行了磁粉探伤和动平衡试验,考虑各传动轴安装部位、运行公里数、全年作业公里数、发动机运转小时、使用年限等因素,对其进行了系统分析,提出大型养路机械传动轴检修周期参考因素指标,进而提高大型养路机械行车安全。 【关键词 大型养路机械 传动轴 检修周期 因素指标 安全 1 概述 传动轴是大型养路机械动力传动系统的重要组成部分之一,其由两端的万向节及中间轴组成,万向节由连接盘、十字轴、轴承和叉形头等组成。传动轴在大型养路机械运行和作业中长期处在高速、重载工况下工作,承受着各种复杂的交变载荷和冲击,当应力集中部位不堪长期负荷,可能形成疲劳裂纹,扩展造成传动轴损坏[1]。传动轴损伤形式主要有裂损和变形[3]。造成传动轴裂损的主要原因有:连接焊缝处因焊接热应力产生裂纹;花键轴、花键套的材质不良引起传动轴折断;所受扭矩过大;安装位置不合适;不平衡量过大。造成传动轴变形的主要原因是由于传动轴自身重力作用,加上制作缺陷导致质量不均匀,质心偏离轴线产生的离心惯性力引发传动轴弯曲振动的干扰力与转速呈二次方关系,随着传动轴转速增加急剧上升,加速传动轴的损坏[2],影响机械行车安全。大型养路机械车型不同其传动轴数量和安装位置也不尽相同,部分传动轴安装位置比较隐蔽,日常检查保养中检修人员由于安装位置区域受限,往往简化传动轴的检查,容易造成安全隐患,引发行车事故。传统大型养路机械各传动轴检测周期根据施工间隙期每年冬检进行磁粉探伤和动平衡试验,而忽略机械运行公里数、作业公里数、受力大小等因素对传动轴的影响[4]。本文结合各传动轴受力大小、大机运行公里数、全年作业公里数、发动机运转小时、使用年限等因素对全断面道碴清筛机、捣固车、连续走行捣固车、连续走行捣固稳定车、道岔捣固车、轨道动力稳定车等大型养路机械传动轴检修周期进行了全面系统的分析。通过研究各因素所占故障率百分比,选取影响最大的因素,提出各车型传动轴检修参考依据,为大型养路机械传动轴检修周期的确定提供一定的参考意见。 2 检测车型及方法 2.1 检测车型 本次检测大型养路机械共有77台,全断面道碴清筛机12台、步进式捣固车12台、连续走行捣固车20台、连续走行捣固稳定车2台、道岔捣固车8台、轨道动力稳定车12台。 大型养路机械车型传动轴安装位置:全断面道碴清筛机发动机-分动箱共2根;步进式捣固车ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱共6根;连续走行捣固车ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱、发动机-走行泵共7根;连续走行捣固稳定车ZF-分动箱、振动马达-稳定装置、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱、稳定装置之间、泵驱动齿轮箱-ZF、发动机-走行泵共8根;道岔捣固车ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱共6根;轨道动力稳定车ZF-分动箱、发动机-ZF、振动马达-稳定装置、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱、走行马达-分动箱、稳定装置之间共8根。 2.2 检测方法和依据 (1)传动轴检修过程中主要进行磁粉探伤和动平衡试验。磁粉检测是利用工件被磁化后,由于不连续存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,在合适的光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。磁粉探伤检测标准依据GB/T15822.1-2005《磁粉探伤方法》、TB/T2047-2005《铁路磁粉探伤用磁粉供货技术条件》、JB/T8290-98《磁粉探伤机》及EQTFL/TS-02-2011《磁粉探伤工艺守则》;探伤仪型号:TCL-1型交流磁粉探伤仪。 (2)传动轴动平衡试验是利用平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正,改善转子相对于轴线的质量分布,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。传动轴动平衡检测不合格时用去材料方法和调整重心的方法及调整垫片的方法来达到动平衡的标准,但每端平衡片数量不得多于3片。试验检测标准参照JB/T8925-2008《滚动轴承汽车万向节十字轴总成 技术条件》,在转速为3000r/min时,万向轴长度不平衡量不大于表2.2.1所列数值。 2.3检修要求 探伤花键轴、花键套、万向节叉、十字轴及连接焊缝不应有裂纹;花键轴、套上花键部分径向圆跳动不得大于0.15mm,其他部分径向圆跳动应不大于1mm;花键轴、套配合侧隙不大于0.3mm;万向节叉两轴承孔轴线与传动轴轴线垂直度误差直径不得大于0.3mm[3]。 3 检测结果与分析 3.1 检测结果 试验检测传动轴共407根,其中有64根传动轴探伤、动平衡检测结果不合格,约占总数的15.7%,其中有16根传动轴在质保期内。现对这些传动轴进行统计分析。检测结果如表3.1.1所示。 3.2 检测结果分析 3.2.1 传动轴安装位置不同各车型传动轴故障率统计 ,故障率统计结果如表3.2.1所示: 由表3.2.1可以看出,步进式捣固车、连续走行捣固车、道岔捣固车、轨道动力稳定车四种车型故障率最高的传动轴位置均为“ZF-分动箱”,此处传动轴长期承受交变载荷和大扭矩,导致裂纹产生机率高且发展速度快;连续走行捣固稳定车车型“ZF-分动箱”、“分动箱-过桥轴”、“过桥-Ⅰ轴齿轮箱”、“分动箱-Ⅱ轴齿轮箱”四个位置的传动轴故障率较高。 3.2.2 同一种车型不同传动轴各因素分析 数值的计算采取平均值计算大小,方差计算波动大小得知。 (1) 全断面道碴清筛机结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间、使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.1所示。 由图2.2.1分析得知:全断面道碴清筛机使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数1600km;②作业公里数20km;③发动机运转时间2100h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强发动机-分动箱部位传动轴的检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部和花键法兰盘根部等。 (2) 步进式捣固车结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果2.2.2所示。 由图2.2.2分析得知:捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数6200km;②作业公里数100km;③发动机运转时间2400h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、分动箱-过桥轴和过桥-Ⅰ轴部位传动轴检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部、主体和轴体焊接部位等。 (3) 连续走行捣固车结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.3所示。 由图2.2.3分析得知:连续走行捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数5500km;②作业公里数250km;③发动机运转时间2200h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF和分动箱-Ⅱ轴部位传动轴检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部、主体和轴体焊接部位、主体和十字叉头焊接部位等。 (4) 道岔捣固车结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.4所示。 由图2.2.4分析得知:道岔捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数5000km;②作业数300组;③发动机运转时间900h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-Ⅱ轴和分动箱-过桥轴部位传动轴检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部、主体和十字叉头焊接部位等。 (5) 连续走行稳定捣固车根据运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.5所示。 由图2.2.5分析得知:连续走行稳定捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数3900km;②作业公里数150km;③发动机运转时间950h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、振动马达-稳定装置、过桥-Ⅰ轴、分动箱-Ⅱ轴和分动箱-过桥轴部位传动轴检测,主要检测部位有键套法兰盘根部、花键法兰盘根部等。 (6)轨道动力稳定车根据运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,按照方差和平均数计算得知:轨道动力稳定车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数4500km;②作业公里数2000km;③发动机运转时间3100h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、发动机-ZF、振动马达-稳定装置、分动箱-过桥轴、分动箱-Ⅱ轴、走行马达-分动箱和稳定装置之间部位传动轴检测,主要检测部位有十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部和键套主体等。 4 结语 通过对大型养路机械各车型传动轴故障率分析,传动轴表面裂纹大多数表现形式为疲劳裂纹,建议从运行公里数、作业公里数、发动机运转时间和使用年限四方面考虑传动轴检修周期,为其他大型养路机械使用单位传动轴检修保养提供了一定的借鉴经验和数据支持。 作者简介:贾文(1986―),男,天津人,安监员,工程师,研究方向:大型养路机械安全管理。 机械传动论文:浅论风力发电液力机械传动装置的特点及设计 摘要:风力发电是目前的主要发电方式之一,并且在很多方面都得到了一个理想的结果。现阶段的主要工作在于,对风力发电机的各项装置和配件进行系统的研究,为日后的优化提供参考。从客观的角度来说,风力发电液力机械传动装置对发电具有很大的影响,通过分析此项装置的特点和设计,能够对未来的相关工作产生很大的积极影响。 关键词:风力发电;机械;传动;设计 风力发电液力机械传动装置在整个机械设备当中,占有非常重要的地位,并且会对后续工作产生很大的影响。由于很多的能源都面临枯竭的危险,利用可再生能源发电,是最好的选择。风力发电液力机械传动装置在设计的时候,不仅要结合当地的风力情况和后续的发电情况,同时还要与其他相关的机械设备、配件进行配套,达到一个理想的效果。本文主要对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行一定的阐述。 1.风力发电液力机械传动装置的特点 随着科技的不断进步,风力发电机获得了很大的进步,无论是在发电方面,还是在内部的结构当中,都有较大的进步,从客观的角度来说,风力发电液力机械传动装置的出现,比原来的机械设备更有优势,并且在应用的时候,具有很强的适应性。该传动装置由主增速器、行星排和导叶可调式双涡轮液力变矩器组成: 按照图1设计出的风力发电液力机械传动装置,不仅能够采用普通同步发电机,同时还具有很多的特点,在运行的时候,也表现出了较高的水准:第一,变阻器的传动功率与其标志性几何尺寸成正比。在实际运行当中,即便是在传递大功率的时候,仍然具有体系小、重量轻、成本低优势。目前的电力需求正在不断的增大,相应的成本也有所增加,而新研究出的风力发电液力机械传动装置却能够在保持较低成本的情况下,还拥有体积小、重量轻的特点,是非常难得的。第二,变阻器的各个工作论之间有毫米的间隙,对油污不敏感,可在较恶劣的环境下持续工作。由于风力发电机需要长久运作,过去应用的装置每隔一段时间就要大修或者更换,但是全新的风力发电液力机械传动装置,不仅可以在较为恶劣的环境中工作,同时寿命较长,充分符合目前的社会需求。第三,变阻器的泵轮输入和涡轮输出通过流体传递,属于柔性传动的方式,具有减轻振动、冲击的能力,可以大大延长机械传动如齿轮箱等的寿命。此项特点,是风力发电液力机械传动装置的一个很大的优势,细小部件由于自身比较脆弱,同时在运动的过程中,多数情况处于硬性传动状态,因此寿命不长,经常需要更换。新的传动方式,能够大大减少原来的摩擦或者卡住等情况,提高部件的寿命。 2.风力发电液力机械传动装置的设计 2.1.行星排的结构参数 和 在设计风力发电液力机械传动装置的时候,首先要确定的就是各项参数,任何一项参数并不是随意的参照一些数据来决定,而是通过公式的推导计算,同时结合实际的工作情况来确定的。根据目前的设计情况来看,液力机械装置的主要参数有行星排的结构参数 和 、而风力机到行星排的主传动比为 ,还有循环圆直径D等等,液力变矩器涡轮输出转速为: 。从以上的公式来看,当行星排的结构参数 会影响变阻器工作的转速比范围,如果 变小,那么变阻器工作的转速范围也会不断的缩小。因此,在日后的工作当中,应该尽量缩小 ,这样变阻器才会高效率的工作。 2.2.其他方面 对于风力发电液力机械传动装置来说,很多的方面都会对总体的设计工作产生很大的影响。在日后的设计当中,本文认为应该按照以下几个方面来设计:首先,要控制好风力发电液力机械传动装置的效率问题,经过大量的实践和研究,如果风力机的功率有所下降,效率也会随之而下降,所以关键在于控制风力机的功率;其次,在变阻器的选择上,应该尽量选择双涡轮液力变阻器这样的高效配备,充分解决转速低等问题,避免风力发电液力机械传动装置在运作的时候,影响发电效果。第三,要将每一个部分的工作合力匹配,同时让风力机、行星排以及变阻器合理工作,互相之间不要产生冲突,尽量形成一种良性的运作方式,提高工作水平。而具体工作,还是需要结合转速、功率等等。 3.总结 本文对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行了一定的讨论,从现有的情况来看,设计效果还是非常显著的,并且对原有的问题进行了有效的解决。下一步的工作在于,通过目前打下的坚实基础,进一步优化工作方式,长期采用单一的运行方式,对装置会产生一定的负面影响,相信在日后的工作当中,风力发电液力机械传动装置一定会拥有更好的成绩。 机械传动论文:机械传动方案的设计与计算 摘要:在机械设备中,传动装置的主要作用是用来将一根轴的旋转运动传递给另外一根轴,并且可以对这个轴的转动速度、转动方向进行调整。机械传动系统是机器设备的重要组成部分,机械传动方案设计的好坏会对机械的性能、质量以及制造成本等方面造成非常大的影响。基于此本文对机械传动方案的设计和计算进行探讨。 关键词:机械传动方案;设计;计算 机械传动方案的设计是一个比较复杂的工作,为了可以更好的完成这项任务,首先需要对传动机构的运动特点、性能特点、工作特点、适合场合进行详细全面的了解,其次设计人员要具有比较丰富的设计经验和设计知识。在机械传动方案的设计过程中,最重要的一个环节是拟定机械传动方案和计算,传动方法设计的合理与否直接影响到机械的成本、性能和质量。因此,要认真对等机械传动方案的设计和计算工作。 1. 选择传动类型 在选择传动类型的过程中,可以有非常多的类型进行选择,一般情况下,传动机构选择的不同,得到的传动方案也是不同的,所以,只有选择了传动类型,才利用得到一个比较科学合理的传动方案。在选取传动类型的过程中,主要以运动性能的良好、效率高、质量小、外形尺寸小、符合生产条件等性能指标为选择依据,主要遵循下面几个原则:(1)当原动机的运动形式、转速、功率和执行系统的工况一致时,可以使用联轴器把执行机构的输入轴和原动机的输出轴连接起来。这种联结机构具有传动效率高、联结结构简单等方面的优势。不过如果执行机构的输入轴和原动机的输出轴不在同一条轴线上时,就需要使用等传动比的传动机构。(2)如果原动机的输出规律符合执行机构的要求,但是原动机的转矩、运动形式和转速不能满足执行机构的要求,这时就需要使用可以对运动形式进行转化或者可以变速的传动机构。(3)当对速度要求不高,使用中小功率进行传动,如果对传动要求比较高,可以使用多级齿轮传动、单级蜗杆传动、带-齿轮-链传动、带-齿轮传动的传动方案进行比较选择,选取出综合性能最优的方案。(4)传动功率大、转速高时,要选择转动平稳、承载力高、效率高的传动类型(5)尽量使用结构简单的单级动装置,如果传动比较大时,可以选择结构比较紧凑的行星齿轮传动和蜗杆传动进行,如果中心距比较大,可以使用链传动和带传动。(6)如果作业环境比较不好,有比较多的粉尘,要尽可能选择闭式传动的方法进行传动,以达到延长零件寿命的目的。(7)在进行小批量、单间生产的传动时,为了节省资金的投入,减少制造时间,要尽可能使用标准传动装置。(8)在执行机构的变化量非常大甚至超出负荷时或者载荷变化非常频繁时,可以使用有过载保护装置的传动类型,从而确保设备运转的安全。 2. 设计传动方案 2.1. 选取传动路线 在对传动路线进行选取时,可以根据东西和运动的传动路线进行选取,一般情况下,传动路线可以分为下面四种情况:(1)分路传动。在系统只有一个原动机,却有几个执行机构的时候,可以使用分路传动的传动路线;(2)单路传动。单路传动的传动结构比较简单,不过传动机构的数量非常的多,传动系统的效率也不高,所以要尽可能的降低机构的数量。在系统中只有一个原动机和一个执行机构的时候,可以使用这个传动路线;(3)复合传动。复合传动指的时几个传动路线的组合,在选择传动路线时,要根据执行机构的和求、执行机构的提醒来进行决定,要严格按照传动准确度高、传动结构简单、传动结构效率高、传动结构成本低、传动结构传动链短等原则来构建传动系统;(4)多路联合传动。在系统需要几个运动,而且每个运动的传递功率都比较高,单执行机构只有一个时,可以使用多路联合传动路线。 2.2. 对机构的顺序进行布置 在对机构的顺序进行布置的过程中,要考虑下面几个方法:(1)提升传动系统的工作效率。蜗杆涡轮机构传动虽然平稳,不过效率偏低,通常使用与中、小功率间隙的运动场合,在对于使用铜锡为涡轮材料的蜗杆传动,为了提高承载力和传动效率,促进润滑油膜的形成,要在高速级对其进行布置。(2)机械运转时振动小、运转平稳原则。通常把动载荷低、传动平稳的机构放到高速级,比如带传动可以对吸振进行缓冲,传动也比较的平稳,而且可以进行过载保护,所以一般会将其布置在高速级;而链传动会出现运转有冲击、不均匀的情况,可以在低速级对其进行布置,再比如和直齿轮相比,斜齿轮在传动过程中,平稳性更好,所以斜齿轮经常会应用于对平稳度要求比较高或者高速级的场合。(3)承载力高、使用时间长。因为开式齿轮的工作环境非常的不好、润滑条件也不好,磨损相对来说更加严重,使用时间不长,通常将其布置在低速级,为了防止齿面出现严重磨损或者胶合的情况,要在低速机布置铸铁或者青铜铝铁作为蜗轮材料的蜗杆传动,从而使得齿面滑动速度变低。(4)要易于加工、结构紧凑简单。带传动布置在高速级除了要求传动平稳外,还要求传动装置的尺寸要尽可能的小。为了使结构紧凑,通常会使用可以改变形式的机构布置到传动系统的最后一级,常见的有连杆机构、螺旋传功、凸轮机构等。对于大模数、大尺寸的圆锥齿轮来说,加工非常的困难,为了使模数和直径减少,一般将其放置到高速级,并对其传动比进行限制。 3. 计算传动系统动力参数 在对动力系统进行计算的过程中,各轴的转矩和功率是两个主要的计算方面:(1)传动系统的总效率。常用的单路系统总效率是各个部分效率的乘积。即n总=n1*n2…n.其中n为各个轴承、各个联轴器、各个传动机构的效率。(2)在传动系统中,在计算各个零件的工作能力时,要利用输入功率来对功率进行计算。 4. 结语 总而言之,机械传动方案的设计是一个非常复杂的工作,方案设计的好坏直接影响到了机械的性能、质量、成本等。在方案设计的过程中,要严格按照规定标准进行设计,选取正确的传动类型、传动路线。同时还要对传动机构的顺序进行合理的布置。传动方案的设计人员除了需要具有丰富的设计知识和设计经验外,在设计过程中要抱着严谨的设计态度来进行传动方案的设计工作。
高层住宅建筑施工技术分析:浅析某高层住宅建筑施工技术 【摘要】本文详细叙述了某高层建筑钢筋混凝土现浇楼板裂缝分析、防渗漏工程技术以及安全控制方法,望能抛砖引玉。 【关键词】裂缝分析;防渗漏技术;安全控制 1 项目概况 盐步河西花园6、8栋,工程建筑面积为17743.99㎡,RC/13层,其中地下室面积为2595.32㎡。施工时间:2010年7月9日—2012年1月9日。 2 现浇楼板裂缝分析 2.1裂缝原因 现浇钢筋混凝土楼板代替预应力多孔板以后,为防止本建筑出现楼板裂缝问题,笔者对楼板裂缝问题从施工、材料方面进行了综合分析并采取了相应措施。 工程中出现的裂缝属于构造裂缝,现在住宅项目管线繁多,给水、排水、强电、弱电等,现浇钢筋混凝土楼板厚度一般为80~100㎜,住宅设计中将PVC电线管均敷设楼板内,有的甚至两根管线交错叠放,管道上面混凝土保护层超薄,混凝土整体抗拉力减弱,易出现裂缝。裂缝出现在混凝土浇注完半年左右。 2.2 裂缝处理方法 设计方面,预埋管线的位置应在楼板上下两皮钢筋当中,严禁管线交错布置,可采用接线盒方式,当楼板厚度较薄时,应在管线外侧增加钢丝网;选材上,在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格不得采用。在配备混凝土运输车辆时应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝.当混凝土浇捣停歇时间过长时,应采取接浆等应急处理措施.施工上,在楼板负弯矩钢筋位置处一定要设置撑脚和马凳,楼面钢筋上铺设跳板,严禁在施工中踩踏钢筋,确保负弯矩钢筋的正确定位。同时需控制好构件的湿润养护, 避免表面因水分蒸发过快引起较大的收缩, 而同时又受到内部约束导致的开裂。合理设置后浇带、采取相应补偿收缩混凝土技术、混凝土中多掺纤维素类等。 3 防渗漏工程技术 3.1 高层住宅楼工程防渗漏施工技术体系 住宅楼工程防渗漏施工技术是一个完整的体系,经本工程经验,笔者认为高层住宅楼工程容易发生渗水的部位是外墙面、外墙窗口以及地下室等。在施工过程中,针对高层住宅楼各部位容易导致渗漏的不同原因需要制定不同的防渗漏施工措施,以便在建筑工程中彻底减少并消除常见的高层住宅楼渗漏质量隐患。 3.1.1 高层住宅楼外墙面防渗漏技术 高层住宅楼外墙面渗漏一般产生于结构与外墙粉刷施工中控制不严的工序和环节。针对性的防治措施主要有以下几个方面: 首先,在高层住宅楼外墙面施工缝处理上一般为水平施工缝,控制要点在于去浮浆,接浓浆,振捣仔细,密实。为使预留孔洞外观准确,可以先留加大的方孔,再准确定位,用防水砂浆分层嵌实。 其次,高层住宅楼墙与梁板连接处在不失去塑性的前提下加上层混凝土,特别是对钢筋密集处更应增加振捣次数。 3.1.2 高层住宅楼外墙窗口防渗漏技术 窗的防渗漏技术一直是困扰建筑工程技术工作者的难题,高层住宅楼外墙窗口防渗漏技术中,控制关键工序的质量是关键。首先,高层住宅楼外墙窗框与洞口之间的填嵌、封闭是关键环节,必须严格控制质量。高层住宅楼外窗安装完毕后,应按规范要求进行全数检查及抽样进行喷淋试验。其次,高层住宅楼外墙窗口选材必须能抵抗规定风压值,保证窗台低于室内窗台板并设置顺水坡。门窗洞口的大小应按设计规定校正准确。门窗框固定的镀锌件不得固定在空心砖上,防止打松基层造成隐患,如修整粉刷层高于混凝土预埋砖,此处粉刷层应用切割机切开。最后,高层住宅楼外墙窗框安装时要首先检查其平整度和垂直度。 3.1.3 地下室防渗漏技术 目前,在工程设计和建筑施工中经常采用一些柔性材料如高分子卷材,防水砂浆,涂料等新型防水材料作为预防和补救渗漏的方法,起到一定的效果。当然,为了最终消除高层住宅地下室的渗漏现象,还需要以下措施的配合使用: (1)高层住宅楼施工建筑应当根据设计和业主确定,在高层住宅楼地下室防渗漏技术运用中,外侧墙适宜采用三元乙丙防水涂料,因为三元乙丙橡胶防水涂料是采用耐老化极好的三元乙丙橡胶为基料,填加补强剂、填充剂、抗老化剂、抗紫外线剂、促进剂等制成混炼胶,采用“水分散”的特殊工艺制成的水乳型防水涂料。 (2)高层住宅楼地下室防渗漏技术运用中还需要控制层间间隔时间,测定涂层总厚度≥2mm。根据天气预报抢晴天施工,避免在成膜期内遭雨水冲刷。最后,还必须加强墙根、阴阳角、地下室外墙管道口等节点部位的防水涂膜施工质量控制。 4 高层建筑施工技术中的安全控制 高层建筑施工复杂多变,技术要求高,对于工程施工过程中的安全控制要求极为重要: 4.1 深基坑支护安全控制。高层建筑基坑开挖前,要根据地质结构、基坑深度以及施工环境制定科学合理的支护方案。完善有效的安全防护措施, 在施工过程中加强坑壁牢固性的监测, 做好排水防震防护。 4.2 脚手架支护技术控制。高层建筑的工程体积高大,建筑施工专用脚手架要进行严格周密的设计与性能测试,必须根据建筑工程特点和施工工艺制定脚手架安全实施方案,严格落实架体与建筑物结构的拉结与防护。 4.3 模板工程的技术控制。对于高层建筑的模板技术施工,要严格模板及支撑结构的设计、安装与拆卸施工程序,对工程施工的混凝土质量要采取相关技术预控。优化模板工程支撑系统的安装与拆解技术,保障施工的安全性能。 4.4 对使用年限长的设备进行检测评估。设备陈旧,机械事故发生率就会相应地上升,如果不切合实际采取一刀切的强制性报废制度,既不经济也不科学,如何处理好安全和效益两者关系是一个难题。应对机械设备的使用年限进行有效地控制,对使用年限较长的设备进行检测评估,评估合格方能继续投入使用。这样可使旧设备的安全隐患降低到最低程度。 施工现场起重机械常见问题的预防和控制是一项系统工程,应从机械结构设计的合理性、设备制造质量的控制、安装和使用的规范性、日常的维护保养及检验等各个环节进行控制,只有这样才能真正地预防和控制机械事故的发生。 5 总结 目前我国高层住宅施工技术日益成熟,本文仅对建筑钢筋混凝土现浇楼板裂缝分析、防渗漏工程技术以及安全控制方法提出一些自己的看法,望能抛砖引玉,为建筑工程施工技术尽绵薄之力。 高层住宅建筑施工技术分析:基于高层住宅建筑施工技术分析研究 【摘 要】随着我国大部分的中型城市的发展,城市人口也迅速增加。因此,我国城市的整体住房压力也迅速加大,为了解决这样的问题,我国的住宅建筑就由多层慢慢的发展为高层建筑。本文主要从目前工民建工程施工管理现状及存在的问题进行对比、分析,深入分析研究了高层住宅施工技术注意事项及相关问题。为了保证施工按质按时顺利进行,必须对工程施工进行有效的科学管理,以及在现代化高层建筑中的应用提供理论支持与安全保障。 【关键词】工民建工程;施工管理;高层住宅施工;施工技术;施工质量 前言 工民建筑工程施工管理对于规范工程施工工序,提高工程施工建设质量以及提高工程施工建筑安全系数都具有非常重要的作用。我国施工企业在进行工民建筑施工过程中在施工管理问题上还存在一定的问题,如施工管理工作投入不足,施工建筑材料管理不到位以及对工程施工安全管理工作的缺乏正确认识等多种问题,针对我国建筑工程施工管理工作所面临的问题,必须在施工实践中采取有效措施,加强工程施工管理水平,确保工程建设质量。通过有效地工程施工管理为施工企业创造更多、更好的经济效益与社会效益。建筑工程施工管理是一项全面、深入细致的工作,它贯穿于施工项目的全过程,不仅需要企业管理层的重视和支持,还需要广大员工的积极配合,并以各项规章制度的贯彻和有效措施的执行作保障。因此,安全是做好建筑施工管理的关键,尤其是现场施工管理,关系到整个工程进程。但是很多部门施工现场的管理人员未能将这一思想意识放在战略高度强调,使得许多施工人员未能充分认识到这一点,施工管理的安全意识不到位。很多人在现场施工不带安全帽,安全措施和意识极其淡薄,这种只重视经济效益,而对安全方面的忽视和压缩,从而导致施工管理出现安全隐患。建筑行业作为劳动密集型产业,在建筑现场施工时,往往劳动力投入较多,故难以对每个施工人员实现有效控制,对施工人力不管理到位。 一、目前工民建工程施工管理细则分析与研究 1.重视安全施工管理。建筑企业应该高度重视建筑现场施工的安全管理,坚持安全第一的原则。工民建工程施工管理要注重细节,尤其是关于防火等相应的施工安全问题,需设立专门的安全小组,防患于未然。 2.加强施工材料管理。资料管理是工民建工程施工管理中不可或缺的一部分。建筑项目工程的资料管理从开始就应该走向正规化,每一个环节都严格控制,从而使得我们的计划和实际之间如果发生偏差,可以及时纠正。另外,质量管理是个长期的任务,要落实到每个人身上,因此,资料管理可以在一定程度上为明确职责,落实责任提供真实可信的依据。 3.提高施工人员素质。工民建施工人员总体上可以分为决策层、管理层和作业层三个层面。针对不同岗位,对人员的素质要求不同,但总的来说,都要求参与施工活动的人群具有决策能力、管理能力、经营能力、控制能力、作业能力及道德品质等诸多方面的能力。我国目前工民建筑工程领域,从业人员素质相对比较低下,实践有余,但理论不足,不能很好地从高度上把握和指导施工管理。现代企业的竞争,归根结底是人才的竞争,对于工民建工程企业来说,人是决定工程成败的关键。所有的工程项目均是通过人将材料组织而创造的。只有拥有一支富有创造力、纪律严明的施工队伍才能完成一项质量优良的工程项目。因此,工民建工程企业要在激烈的竞争中立于不败之地,就必须提高从业人员的素质,把培养人才作为一项长期的任务来抓。 二、针对高层住宅施工特点采取的策略分析与研究 近年来,高层住宅如雨后春笋般大量涌现,开发强度和开发数量不断提高,许多城市宣称进入了“高层时代”。与此同时,学术界对高层住宅也非常关注,并对高层住宅的大量建设展开讨论,高层住宅的大量建设,极大地改变了人们的生活方式,并深刻地影响传统城市的居住格局和形象。而这些争议主要来源于高层住宅的自身特性。发展高层住宅面临的问题;高层住宅是多层住宅建筑向上层空间的变化延伸,其中最主要的特点就是高,并由此对居民生活、城市环境产生了深刻的影响,在发展过程中也面临一系列的问题,有些属于住宅建设的共有问题,有些属于高层住宅面临的特殊问题。 1.建筑设计难度大高层住宅标准层的公共交通和设备管井占用较大空间,每户公摊面积较多,得房率低于多层住宅。高层住宅,户型设计难度较大,无法保证每个套型朝向的均好性,北边住宅的朝向、采光、通风较差。此外在高层住宅设计中还需要着重考虑竖向交通、消防疏散等问题,并要考虑设置防止高空坠物的措施。 2.建设成本高高层住宅投资大,建筑的钢材和混凝土消耗量都高于多层住宅,需要配置电梯、高压水泵、增加公共走道、疏散楼梯等,因此高层住宅的技术难度和建设投资要远高于多层住宅,建设费用高、建设周期长,也是高层建筑层数多、面积大、结构复杂等原因造成的。 3.公共交往空间不足通常居民习惯于在地面上进行互动交流,随着高层建筑在城市中普及,人们远离大地,独居在自家的小空间内,缺乏户外活动的激情,减少了彼此交往的机会。 三、如何加强施工质量管理分析与研究 1.施工目标责任管理的实行方式。工民建施工是一项十分复杂庞大的系统工程,不仅工作量大,而且周期一般比较长。这就要求工民建施工单位必须推行目标责任管理,层层落实责任,抓好各个环节之间的互相衔接,确保整个工民建施工工程的全面推进。由于目标责任管理是顺利完成工民建施工项目指标与质量的根本保证,因而必须下大力气抓好落实。要善于针对整个工民建施工各个环节的技术、质量、要求和难易程度,结合施工管理和技术人员的实际情况,严格目标责任管理,职责明确,分工协作,确保质量管理与控制的重点范围,最终达到预期的目标。 2.施工监督监管机制的建立、健全。监督监管机制是确保工民建施工工程质量的关键,也是对工民建施工质量进行有效控制的关键。近年来,先后出现了很多工民建施工安全与责任事故,给国家和人民造成了巨大的财产损失,在社会上造成了不良的影响,然而,其最根本的原因就是监督监管不够到位造成的。可见,健全工民建施工监督监管机制已经刻不容缓、势在必行了。工民建施工单位建立健全监督监管机制,并落实到整个工民建施工的各个环节,确保取得实效。同时,要把对工民建施工的监督监管作为一项长期的工作扎实抓紧抓实,保证建筑工程质量得到有效控制。 3.全面推广工民建施工高新技术。高新技术是保证工民建施工质量、加快建筑施工进度的最主要因素之一,在工民建施工的质量控制中具有极为重要的作用。对此,工民建施工单位一定要深入践行科学发展观,加快引进先进、高效的高新技术、设备、工艺、材料等,积极运用工民建施工的各个环节中,真正,做到现代化、专业化、机械化,达到资源配置的最优化,着力提高工民建施工效益与质量。同时,应积极创造条件,鼓励、支持和帮助工民建施工单位运用高新技术,不断提高工民建施工单位的能力和水平,进而提高工民建施工的质量控制。 四、结语 工民建筑施工管理对工民建筑项目开发具有深远的意义,管理水平的高度直接影响着工民建筑施工质量。要搞好建筑工程施工管理,就要把每一个环节都做好,只有提高工民建工程施工管理的质量水平,才能实现企业的经济效益和提高建筑行业的施工管理水平,才能实现在高层住宅施工中的安全稳定性的提高,实现建筑施工的可持续发展。 高层住宅建筑施工技术分析:试论高层住宅建筑施工技术 摘要:近年来我国高层住宅发展迅速,工程建设规模越来越大,由于高层住宅自身的特点,施工工艺技术要求越来越高。高层住宅工程质量要在设计阶段就进行各方面的论证,避免由于设计因素造成质量隐患;现场施工是具体控制和预防工程质量隐患最关键的阶段,必须严格技术交底和现场监督,严格按照施工工艺技术和验收规范的要求进行施工。本文结合工程实例探讨一下高层住宅的常见施工技术。 关键词:高层住宅;建筑施工;技术 1工程概况 某住宅小区建筑面积约13万平方米,框剪结构,桩基础,地下室二层,地上3栋27层,带二层底商。就主体工程而言,本工程大部分属于高层住宅,具有功能综合化的特点: (1)将各种使用功能的建筑单元集中布置并上下组合在一起,使用上更方便省时,为人们提供良好的生活环境和工作条件,适应现代社会高效率、快节奏生活的需要; (2)集中紧凑的建筑布置,达到建筑面积最高利用率,相应集中紧凑的管道线路,有利于节约建设投资及减少能源消耗,也有利于物业管理,节约管理经费; (3)可减少建筑占地面积,节约土地费用,增加城市的绿化面积。 2.抗震性能设计 不管采用何种转换形式,带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。同时,由于转换层位置越来越高,带转换层的筒体结构也时有应用。对带转换层的剪力墙结构及带转换层筒体结构这两类转换结构,通过转换层上下层间位移角及内力变化情况的分析,可得出影响其抗震性能的主要因素,分别是:转换层设置高度、转换层上部与下部结构等效刚度比、转换层结构与其上层结构侧向刚度比。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。 对上述两类转换结构,转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一,转换层高度越高,转换层上下层间位移角及内力突变越明显,设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变。 对于带转换层的剪力墙结构或筒体结构,可采取以下措施强化下部结构:加大筒体及落地墙厚度、提高混凝土强度等级、必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体、提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。 3.基础与后浇带施工技术 基础是本工程房屋结构的重要组成部分,其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20~30%,占总工期的30~40%左右。在本工程中,由于功能和造型的需要,往往把高层主楼与低层裙房连在一起,裙房包围了主楼的大部分。从传统的结构观点看,希望将高层与裙房脱开,这就需要设变形缝;但从建筑要求看又不希望设缝。因为设缝会出现双梁、双柱、双墙,使平面布局受局限,因此施工后浇带法便应运而生。 一般高层主楼与低层裙房的基础同时施工,这样回填土后场地平整,便于上部结构施工。对于上部结构,无论是高层主楼与低层裙房同时施工,还是先施工高层后施工低层,同样要按施工图预留施工后浇带。 对高层主楼与低层裙房连接的基础梁、上部结构的梁和板,要预留出施工后浇带,待主楼与裙房主体完工后(有条件时再推迟一些时间),再用微膨胀混凝土将它浇筑起来,使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。这样做的目的是为了把高层与低层的差异沉降放过一部分,因为高层主楼完成之后,一般情况下,其沉降量已完成最终沉降量的60%~80%,剩下的沉降量就小多了,这时再补齐施工后浇带混凝土,二者差异沉降量就较小,这部分差异沉降引起的结构内力,可由不设永久变形缝的结构承担。 对于施工后浇收缩带,宜在主体结构完工两个月后浇筑混凝土,这时估计混凝土收缩量已完成60%以上。 施工后浇带的位置宜选在结构受力较小的部位,一般在梁、板的变形缝反弯点附近,此位置弯矩不大,剪力也不大;也可选在梁、板的中部,弯矩虽大,但剪力很小。在施工后浇带处,混凝土虽为后浇,但钢筋不能断。如果梁、板跨度不大,可一次配足钢筋;如果跨度较大,可按规定断开,在补齐混凝土前焊接好。后浇带的配筋,应能承担由浇筑混凝土成为一整体后的差异沉降而产生的内力,一般可按差异沉降变形反算为内力,而在配筋上予以加强。后浇带的宽度应考虑便于施工操作,并按结构构造要求而定,一般宽度以700mm~1000mm为宜。施工后浇带的断面形式应考虑浇筑混凝土后连接牢固,一般宜留直缝。对于板,可留斜缝;对于梁及基础,可留企口缝,而企口缝又有多种形式,可根据结构断面情况确定。 4.混凝土工程施工技术 混凝土工程包括配料、拌制、运输、浇筑、养护、拆模等施工过程。在整个工艺过程中,各工序紧密联系又相互影响,如其中任一工序处理不当都会影响混凝土工程的最终质量。对混凝土的质量要求,不但要求混凝土成型后获得良好的强度、密实性和整体性,而且要求外形美观,因此,在施工中确保混凝土工程质量是一个很重要的问题。 4.1施工工艺流程 配合比计算原材料计算、外加剂配制坍落度测定混凝土运输试块制作泵送布料混凝土浇筑、振捣泵和输送管的清洗、拆除养护 4.2混凝土的浇筑 每层结构混凝土分二次浇筑,第一次浇筑柱,第二次浇筑梁、板。混凝土自由倾落高度不应超2米,否则应用串筒、溜槽,以保证混凝土不致发生离析现象。柱浇筑高度大于3.0m的,在1.8~2.0m高处一侧或两侧模板开设门子板,混凝土从门子板处的斜槽或平台灌入柱模内,采用高频振捣棒从顶部插入振捣,按300-500mm厚分层浇筑。高度较大的梁也要分层浇筑。浇筑时应重点控制浇筑高度和振捣棒插入间距、深度、顺序。振动棒快插慢拔,插点布置均匀排列,逐点移动,顺序进行,不应遗漏,移动间距一般30-40㎜。浇筑混凝土时,应经常检查观察模板、钢筋、预留孔和埋件,发现问题及时纠正。 4.3大体积混凝土的施工 地下室基础底板一般厚度达1~4m,面积也很大,采用强度等级较高的混凝土浇筑,属大体积混凝土的施工。因混凝土设计强度较高,单方水泥用量多,加上底板厚度大,水泥水化热在混凝土内部积聚不易散发,混凝土内部温度较一般构件的混凝土要高得多,存在较大的内外温差,因温度应力和温度变形产生裂缝的可能性十分大。同时内外约束条件的影响、外界气温的变化、混凝土的收缩变形均可能导致混凝土产生裂缝。为保证结构整体性,防止出现裂缝导致渗漏水,将凝土混凝土的内外温差控制在的25ºC内、混凝土表面与环境温差控制在15ºC内就是施工的要点。 4.4混凝土成型后的养护 为使混凝土中水泥充分水化,加速混凝土的硬化,防止混凝土成型后因曝晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响出现不正常的收缩、裂缝破坏等现象。混凝土浇筑完毕后应及时洒水养护保持混凝土表面湿润。 高层住宅建筑施工技术分析:浅谈高层住宅建筑施工技术管理 【摘 要】文章探讨了高层住宅建筑的结构特点,并对高层住宅建筑施工技术管理进行了分析,简要介绍了高层住宅施工管理思路及具体内容,提出了相应的管理措施,确保高层住宅施工有序进行,减少施工事故,确保其施工质量。 【关键词】高层住宅;建筑工程;技术管理;措施 1﹑高层住宅建筑的结构体系 高层住宅建筑物主要由三个部分构成,即钢筋混凝土结构,钢结构,少量的砖石结构。钢筋混凝土在高层住宅建筑物中是主要的材料,因为钢筋混凝土的特性就是能经受高强度、经受强烈的震动、耐火烧和刚度也大。钢筋混凝土不仅本身性能好,而且来源也多种多样,造价比钢结构便宜很多,所以在高层住宅建筑物中广泛使用。如今科技越来越发达,还发明了很多更好的钢筋混凝土,比如说有一种人造轻骨料,它与混凝土的预应力技术结合,可以减轻钢筋混凝土的自身重量,使钢筋混凝土获得了显著的经济效益。还有一种是把钢框架和钢筋混凝土筒体混合起来,吸收两者的优势,这样的结构能取得更优的效果,还能加快施工速度。高层住宅建筑物的施工体系分为四种,分别是框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙体系和筒体体系。 2﹑高层住宅建筑施工管理的思路分析 在高层住宅建筑施工管理过程中,有三个重要内容,分别是质量、进度和投资管理。这三项不仅独自成立,而且还互相影响互相制约。高层住宅建筑的施工过程,在投资资金目标和完成工期目标的总体局势下,高层住宅建筑的施工质量最为重要,在工程中是决定成败的关键。所以,在高层住宅建筑施工过程中,管理工作就是要保证高层住宅的工程质量。 在高层住宅建筑施工过程中,首先要管理好人和物品。管理人就是要管理好组织者、指挥者、操作者,这三者是直接参与高层住宅建筑的施工的。直接参与的工作者对于高层住宅建筑的施工而言是属于第一位的,作为被管理的对象,就是要避免在工程施工过程中产生不必要的失误,以致于造成对高层住宅建筑施工的影响。管理好了人,才能继而管理好物。工作中可以调动人的积极性,充分管理好物品。物品可以分为两种,一种是材料的,一种是机械的。材料质量的优劣对住宅工程质量的优劣起着重要作用,材料质量不合格,那么相应的建筑物的质量就不合格,因此要严格控制材料质量,也就是控制好高层住宅建筑的质量。机械的管理就是对施工机械设备和工具的管理。在施工过程中要根据不同的工程要求和特点选择合适的机械设备,对于机械设备要管理好、保养好和正确使用。因此应该建立健全一系列优秀的管理制度,如“人机要固定”“使用机械要有操作证”“岗位要负责责任”“交接班要清楚签名打卡”“用专业人才对机械进行技术保养”“安全使用”“机械设备定期检查”等等有效的管理措施,这样才能保证施工机械设备时刻处于最佳使用状态。 在高层住宅建筑施工管理中,其次是对环境的管理。工程技术环境包括工程水文气象和地质等等,工程管理环境包括质量保证体系、质量管理制度。劳动环境包括劳动组合方式、作业的场所和工作面等等,这些都属于高层住宅建筑施工过程中的环境因素。环境因素对高层住宅建筑施工的影响不是单一的,而是千变万化的,难以控制的。比如说气象的变化,时雨时晴,时热时冷,温度湿度大风大雨酷暑严寒都会影响施工工程的质量,而且是直接有效的。还有一种情况是前面一个工序和分项分部工程是下一个工序或分项分部工程的环境,前一工序或分项分部做的好,后一分部分项或工序相应就能做好,前一工序或分项分部不合格的话,后面的分项分部或工序肯定不能合格。所以在高层住宅建筑施工过程中,应该采取有效的措施严格管理,对于施工现场的环境应该更加重视,应该建立文明施工和文明生产的制度,首先要保持材料工件有序的堆放,保持道路的畅通,工作场地的整齐干净,井井有条的施工,这样才是质量高等的施工环境条件。 3﹑高层住宅建筑施工管理的具体内容分析 一般条件下,高层住宅建筑施工的工程管理具体内容可以分为两部分,一部分是预备期管理,另一部分是施工期管理。预备期的管理工作是搞好现场环境的三通一平,工人领取施工执照,图纸编绘的完成这些传统的管理工作,这些在一般的建筑物施工管理中就有详细的介绍,以下着重分析高层住宅建筑施工过程中的施工期管理内容。 预备好高层住宅建筑施工过程中的材料。预备好材料和高层住宅建筑施工过程中需要对应的建筑材料、构配件、成品、半成品、水卫电气材料及新材料等的查验出厂证明或者检验报告、合格证明书等,遇到不合格的材料坚决不能使用,对于质量有问题有怀疑的材料,应该发送回去重新检验。在施工过程中还要随时检查混凝土和砂浆是不是做过原材料的试验和配合试验,混凝土和砂浆是不是按照规定去制作试块,是不是按照规定的计量拌合,还要定期检查试块的强度和硬度等级试验报告以及钢筋焊接送检报告。 对于高层住宅建筑施工过程中要进行放线后的检验。在高层住宅建筑施工过程中,在建筑基槽放完线之后,应该派遣有关人员定期做检查,如设计工人,监理工程师,勘探地质的人员,对投放线的检查包括基槽验线、对基槽的检验、检查对轴线的位置、标高和进行基础埋深的检查测验以及验收,对于符合规范的和设计合理的要求给予必要的签证,对以上的检查不符合规范和要求的要及时申报给有关部门,让其进行审查和核定处理。 如果在高层住宅建筑施工过程中发现质量问题,那么具体问题要制定具体的处理方法。在高层住宅建筑施工过程中会出现很多质量问题,有钢筋保护层不达标问题和外部墙体贴的马赛克的平整度控制问题等等。钢筋保护层不达标问题的出现,可能是钢筋混凝土在使用的过程中潮湿或者配比不科学,现在在施工过程中普遍用到的混凝土施工技术有混凝土搅拌、混凝土传送、大体积的混凝土浇筑、预应力混凝土技术等等。钢结构的好坏就是能否保证建筑物质量好坏强弱的重要作用,钢结构对于建筑物来说也是至关重要的。钢结构应用包括钢结构安装、钢材的焊接技术、高强度的螺栓施工技术和最近较快发展的预应力钢结构的技术等等。在现阶段得到广泛应用和重视的是大跨度建筑用预应力钢结构,这对当代的建筑物的建筑有非常重要的作用。 在实际的建筑施工过程中,会遇到许多的问题,因为我国的建筑施工过程的技术管理还有很多薄弱环节和缺陷。对于这些问题不仅应该要高度重视,还要采取有效合理的措施来解决。我们要进一步完善规范管理制度。 为了提高和发展我国高层住宅建筑施工的技术和管理水平,最主要应做到以下几点: (1)要认真学习施工技术管理,完善施工的逐步阶段。 施工准备工作能不能够充分做足是衡量建筑施工好坏的一个标准。所以要认真做好施工准备工作,首先应该认真学习技术管理。在高层住宅建筑施工过程中理论联系实际,根据实际情况确定前期准备方案。技术管理上有许多的方面,其中包括规范技术管理制度,施工图纸的准确,学习技术管理就是要敢于承担责任。在高层住宅建筑施工过程中,制度规范是很重要的部分,它能保证高层住宅建筑施工的进行。图纸也很重要,在高层住宅建筑施工过程中必不可少。 (2)要严格控制竣工阶段的技术管理 这是针对前一个阶段的技术管理内容的补充和辅助。包括对于高层住宅建筑物的相关检查和综合评价,还有合理配套设施的建设和技术管理控制。不能忽视高层住宅建筑施工主体后面的配套设施工程的施工建设,对于后续的配套施工工程,应该严格按照主体工程的技术管理方法和步骤做,这样才是一整套合格的高层住宅建筑。 4﹑结语 高层住宅建筑在我国的发展前景巨大,所以更加应该采取有效的措施,加强施工的技术管理,减少在高层住宅建筑施工过程中的施工事故,使得质量得到真正的保证,为企业也为国家的复兴繁荣打好坚实的基础。 高层住宅建筑施工技术分析:高层住宅建筑施工技术分析与研究 【摘 要】高层住宅在房建施工过程中,由于其结构较为复杂多变,且作业面较窄,施工困难,因此应该采取相应措施强化高层住宅的施工,以免延误工期。同时,由于高层住宅发展越来越快,其工程规模也不断扩大,更是为施工提出了挑战。基于此,本文主要就高层住宅房建施工技术进行了深入的分析与研究,为了进一步提高土地的有效利用率,减轻用地压力,城市中的建设主体逐渐转移到高层住宅上。本文提出了自己的一些观点和看法,希望与同行工程技术人员共同探讨。 【关键词】高层住宅;房建施工控制;施工技术; 一、高层住宅建筑在施工中存在的问题分析 目前,高层住宅在施工过程中,存在以下几个问题:首先,施工人员不了解高层住宅的复杂结构,因此难以设计符合结构机理的施工工艺,从而导致施工结束后结构存在较大的质量问题;其次,高层住宅存在以下特点:工程量很大,涉及到的项目多,施工周期很长,因此在施工过程中管理存在着一定难度。同时,高层住宅由于高度达,需进行多种垂直运输工作,这就涉及到高空作业,因此,其施工存在着较多的不安全因素,容易引发事故。最后,高层住宅施工控制技术比较零乱。现有的施工控制技术都是针对个别工程建设需要而提出的,并不适用于所有的高层住宅房建施工,因此,围绕整个高层住宅工程系统地展开施工控制技术的研究还有待加强。 二、高层住宅房建工程中几种常见的控制技术措施 1、预应力技术。首先,在单根钢筋的制作过程中,通常要进行配料、对焊以及冷拉制等一系列工序。应该在对锚具特点以及焊接头的压缩量、钢筋弹性回缩率、冷拉气率以及预应力混凝土构件长度等因素的综合考虑下,对下料的长度进行计算并确定;对钢丝采取编束的方法防止钢丝出现扭结,编束的具体做法可以用铁线将钢丝在每隔 1m 远的地方编成帘子状态,且利用直径和螺杆直径一样的钢丝弹簧圈将钢丝帘束成一圈,并用铁线扎紧。其次,孔道预留应平顺;将顶端的预埋垫板与孔道的中心线垂直安装,安装完毕需要用钉子或者螺栓等将其固定在模板上,确保混凝土浇筑时预埋垫板不会随意移动,以保证施工的正常进行。张拉预应力筋时,应确保混凝土构件的混凝土强度符合设计的要求,若没有具体要求,也应该保证混凝土的强度高于设计强度等级要求的 75%。若预应力构件是拼装的,则应该保证接缝中的砂浆或者混凝土的强度不低于块体混凝土的设计强度等级要求的 40%,确保其高于 15MPa。最后,灌浆应该均匀、缓慢进行,不能中断,且需保证排气的通畅。依照封闭顺序依次灌浆,掌握恰当的灌浆时间,通常是在泌水基本完成但还未开始凝固之前进行的,当室外的温度低于 5℃ 时,应采取保温措施,防止孔道出现裂纹。构件张拉结束后,仔细检查端部等部位是否出现裂缝,将张拉过程出现的各项事项记录下来,采用机械切割的方法将预应力筋锚固定后的外露部分切割,将外露长度控制在预应力筋直径 15 倍以上,尽量使其大于 30 毫米。采取防锈漆对外露的锚具进行涂刷,并用混凝土将其封裹起来。 2、后浇带施工技术。后浇带在高层住宅中使用,有利于解决沉降差和防止混凝土裂缝的产生。后浇带的断面形式有平直缝、阶梯缝、企口缝以及 V 形缝,但是较常用的是平直缝。当工程中的墙和板的厚度在 60 厘米以上时,一般用企口缝,在 30 厘米以下时采用平直缝,而在这两者之间时采用阶梯缝。其施工技术为:首先,在浇筑后浇带之前应该将所有的裂缝以及积水都排除,并且确保后浇带构件的两边的表面保持一天以上的湿润状态。后浇带的施工缝必须避免杂质和水长时间滞留;其次,后浇带设模板预设应按照施工图上的要求进行,应保证模板具有较高的稳定性和强度,模板的材料可以选择粗细一致,网格均匀的钢丝。再者,对后浇带进行保护时,通常在后浇带缝的两端或两侧采用设置挡水砖或在后浇带内壁上涂抹防水砂浆的措施来完成保护。地下室纵向后浇带的保护,一般是采用砌砖的形式;最后,清理完后浇带施工缝之后,应该用铁皮或者其他模板在对其顶端进行封盖,还需要利用砂浆等筑成一条挡水带,并在周围设置其临时的栏杆进行围护,防止施工过程中钢筋受到污染,避免垃圾的堆积。 3、梁柱施工技术。遵循“强节点、弱构件”的原则。遵循这一原确保梁柱端的节点不过早发生破坏。节点强度是提高整体框架中的节点核芯区的抗剪切能力的重要保证。遵循“强剪弱弯”的原则。在这一原则的指导下,结合部的设置位置可以是设在梁上,以确保结合部位的混凝土强度是处于柱和梁的混凝土范围之间的,当浇筑节点的柱混凝土之后,应该立刻浇筑梁混凝土,并且将用于封堵混凝土的模板拆卸下来,这样才能使梁柱两者的混凝土充分混合,从而产生一种强度比梁 C30 还要大的混凝土,明显提高抗剪切能力。 4、混凝土施工技术:首先,利用泵输送混凝土,泵使用之前可以用水泥纯浆进行润滑,以提高输送的通畅度,提高输送的速度和质量。但泵输送混凝土容易导致较大的坍落度,因此应该有序地输送,并注意加快浇筑的速度,尽量减少混凝土暴露在外面的时间。其次,在振捣梁板混凝土的时候,可以采用平板式或者插入式的振动器或振动棒。平板式的振动器一般是用于浇筑楼板混凝土时振捣,在这个过程中应该让混凝土和平板底部完全接触,并使振捣的两个面重叠。振捣结束的标志应该是混凝土的表面出现泛浆,并且混凝土没有下沉,这个时候振动器可以缓慢地向另一个地方移动。而插入式的振动棒一般是用在梁的振捣中,振捣时垂直插入到混凝土还未发生初凝的下层,深入到 50 至 100 毫米的地方进行振捣。并确保两层混凝土结合在一起。每一个混凝土点的振捣时间通常为 20到 30 秒,当混凝土的表面没有出现气泡并且不下沉的时候,就可以停止振捣。最后,混凝土的养护。对于楼面来说,一般采用塑料薄膜覆盖的方法进行养护,并且保证每一天在塑料薄膜上淋水两次或者两次以上,以保持混凝土适当的湿度,避免出现干裂现象。混凝土养护的时间一般要在半个月左右,不能少于 14 天。在进入下一道工序之前要确保混凝土有一定的强度。 5、模板技术。用企口连接角模和平模,避免由于拼接松漏而出现漏浆的现象,同时还有利于避免出现上下墙柱错位的现象。应该通过拉通线将墙柱以及梁的模板找直,确保整个结构中的阴阳角呈方正状态,棱角呈顺直状态。墙柱梁三者模板以消除模板拼缝不严和漏浆现象,同时可防上下墙柱错位。梁模板、柱、墙上口模板拉通线找直,以确保整体结构棱角顺直,阴阳角方正。粱模板及柱、墙模板从立模到浇筑的整个过程中,应该通过拉通线来对长宽高进行校验,确保浇筑时保持通线。 三、高层住宅房建施工的现代技术分析 首先,在高层住宅简体结构施工中,可以先用千斤顶将大模板顶升到位,校正之后开始浇筑混凝土,水平结构施工常在模板下口高度和上一层楼面标高一致时进行。其次,通过整体滑模法,可以确保结构的稳定性,有利于减少工程量和高空作业,施工速度快,成本低,且安全性能较高。最后,还可以通过逆作法施工等来加强高层住宅房建施工。
电力系统自动化技术论文:电力系统自动化计算机技术论文 1电力自动化系统概述 1.1变电系统自动化电力系统通过变电站和输电线路输送电能,在变电站运行过程中,仅仅依靠人工来监控电力供应,工作效率较低,并且难以及时进行信息反馈和实时监控。计算机技术在变电系统的应用,不仅极大地提高了监控精度和工作效率,而且帮助工作人员及时发现变电运行存在的问题,从而有针对性的采取有效措施,提高电力运行的可适应性和稳定性。在变电站自动化系统中应用计算机技术,光纤和计算机电缆作为最重要的媒介,实现了变电站二次设备的集成化、信息化和数字化。变电站系统利用计算机技术生产变电运行管理档案,变电系统自动化是电力系统发展的重要趋势。 1.2电网调度自动化电网调度自动化是电力系统自动化的重要基础,我国各级的电网调度自动化系统和计算机技术有着密切联系,终端设备主要有显示器、打印机、存储器、计算机网络接口等,这些设备都是经过计算机技术的整合,在电力系统局域网进行参数测量和状态检测。电网调度自动化系统主要实现在电力生产过程中,自动化分析和监控电网的运行状态、采集实时数据、评估电力系统安全状态、预测电力负荷、控制省级以上电网控制等,满足电力系统的运营要求。 1.3配电网系统自动化电力系统借助于计算机技术进行改造省级,实现电力系统网络化和配电智能化,配电网系统自动化分为三级结构:光线终端、配电子站和配电主站,配电网系统自动化有助于实现电力系统的资源共享,确保配电系统的安全稳定运行,保障电力系统的高效运行和高度自动化。 2电力系统自动化中计算机技术的应用 2.1电力一次设备在线状态检测近年来,我国电力部门积极引进先进的科学技术,和科研机构进行合作,在电力一次设备在线状态检测的研究中取得了很多的成就。电力一次设别在线状态检测可以长期连续地对电力系统一次设备如开关、断路器、变压器、汽轮机、发电机等设备的运行参数进行在线监测,通过实时监控一次设备的运行状态,科学分析电力一次设备运行参数的变化趋势,判断电力系统是否出现运行故障,及时对一次设备的维护保养,提高电力一次设备的利用率和使用性能。 2.2新型测控和继电保护装置光电式互感器技术在电力系统的应用,使得电力二次设备如继电保护、测控设备装置的功能和结构发生了很大变化。新型测控和继电保护装置省去了部分信号处理电路、A/D转换电路和隔离互感器,极大提高互感器的响应速度。 2.3智能化电力一次设备在电力系统中电力二次设备和一次设备的安装位置相距较远,两者之间用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。而智能化电力一次设备是指在设计电力一次设备结构时,充分考虑二次设备的运行,将电力二次设备的基本功能就地实现,节省大量的控制电缆和电力信号电缆,实现电力一次设备的保护和自带测量功能,如常见的箱式智能化变电站、智能化开关柜、智能化开关等。但是在实际的应用过程中,智能化电力一次设备很容易受到电力系统大电流断开造成的高强度电磁场干扰,其关键技术主要包括通信接口协议标准、电子部件和电磁兼容的供电电源等。 2.4光电式电力互感器电力互感器是输电线路的一种重要设备,其按照一定的比例将输电线路的大电流和高电压数值降到电力仪表可以测量到的数值,便于电力仪表的直接测量。但是,电力互感器的电压等级越高,其绝缘性能越差,并且设备的质量和体积也越大,动态的信号范围越来越小,导致输电线路的电流互感器饱和,甚至导致信号畸变。当前很多国家都成功研制了电子式互感器和光电式互感器,其相应的应用标准也逐渐完善。和普通电力互感器相比,光电式电力互感器的输出信号比较小,通常是毫安级,其很难通过较长的电缆线路将信号输送给相关的保护和测控装置,必须通过光电转换和模数转换将信号转换为数字信号之后,由光纤接口送出。 3结束语 电力系统自动化中的计算机技术的应用,推动了电力系统的快速发展,随着计算机科学技术的快速发展,计算机技术将在电力系统自动化中发挥着更加重要的作用。 作者:杨会宇单位:国网河南淇县供电公司 电力系统自动化技术论文:变电站电力系统自动化技术论文 1系统结构与性能 1.1系统性能特点:变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境,现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。系统的软、硬件设备十分便于维护,各部件都具有自检和联机诊断校验的能力,为维护人员提供了完善的检测维护手段,包括在线的和离线的,都能准确!快速的进行故障定位,维护人员都能在现场自行处理。计算机监控和管理系统具有很高的可靠性(其平均无故障时间MTBF为:主要设备大于20000h,系统总体大于17000h。系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错,或当运行人员在操作时发生一般性错误时,均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。 1.2信息采集方式:对一个较先进的变电站综合自动化系统而言,其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的,因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆,简化二次回路。特别是在10kV变电站,可将测控部分合并在10kV保护装置内,根据模拟量对采样精度的不同要求,采用专用的电流输入口以接测量用。 1.3网络结构与通信:分散分布式结构,各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。因此在变电站自动化向分散式系统发展时,采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。 2变电站电力系统自动化的技术发展途径 2.1神经网络控制技术的应用:由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力,所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。 2.2模糊逻辑控制技术的应用:模糊方法使控制十分简单而易于掌握,在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,实践证明它有巨大的优越性!模糊控制理论的应用非常广泛。电热炉一般用恒温器来保持几档温度,以供烹饪者选用,模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量,每个语言的论域用 组语言变量互相跨接来描述。 2.3专家系统控制技术的应用:专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面!虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性。 2.4线性最优控制技术的应用:最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。 3国内变电站自动化技术发展存在的问题 3.1不同产品的接口问题:接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。 3.2运行维护人员水平不高的问题:目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一只专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。其次,变电站综合自动化专业的划分应尽快明确,杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。 4变电站自动化系统应能实现的功能 4.1微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录转贴于。存储多套定值。显示和当地修改定值。与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。 4.2数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。 4.3事件记录和故障录波测距:事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 4.4控制和操作功能:操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 4.5系统的自诊断功能:系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。 4.6数据处理和记录:历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:①断路器动作次数;②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;③输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;④独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;⑤控制操作及修改整定值的记录。 5结语 电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展,并在电力行业展示出其独有的魅力,自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高,对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。 作者:刘珍 单位:四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化技术安全管理论文 1人员管理存在问题在电网建设、发展中,急需具有专业素质的管理人员 但实际状况是,相关管理人员对于电力自动化技术的掌握度较低,缺乏专业化的技术。与此同时,电力系统的相关专业管理人才较为缺乏,对于一些新进入企业的工作人员,其专业素养的提升培养较为缺乏,从而致使在管理工作中遇到问题无法科学判定及处理的状况。此种状况问题的出现对于企业的经济获取造成了较大的损失,使得电力系统的维护工作花费成本有所增加。而且,如果在事故发生后无法及时、妥善的排除问题,那么对于电网系统安全性而言也极为不利。因此,积极培养出一个具有专业素养的管理人才团队对于自动化技术管理而言极为重要。 2电力系统自动化技术安全管理科学措施 2.1合理设计电力系统自动化技术 首先需做的便是在电网自动化设计期间,对其相关影响因素进行全面化的考量、分析。在电力自动化技术设计中,需注意对其采用分布式的设计方式,也就是指将各个设计单元分隔开来,以此帮助有效避免在某一个单元内部,出现各个组成部分相互影响的状况。另外,在自动化系统运行时,二次接线的状况经常会出现。针对这些二次接线点,应相应地对其系统做简化处理,积极采用多功能继电器来替代二次接线工作。之后再对主控制及其它开关柜运用分布式的设计方式,实现其内部接线的简化处理,避免出现因操作失误而导致的安全事故。最后需注意的是,对于电网系统的扩展、兼容性均应注意进一步的加强,以此促使在各电力设备中,自动化技术均有用武之地,满足其使用需求。 2.2提升电力系统自动化技术维护水准 现今社会呈现出信息化的发展趋势,电力自动化技术也得到了较大的关注。在自动化技术管理中,准确判定其发展形式及方向极为关键。如此一来,便能够充分且全面的掌握自动化技术的功能及优点所在,进一步提升其维护水准,为电网系统运行安全提供保障。近些年来科技的迅速发展使得信息技术发展趋势越发突显,因此,在电力自动化技术管理中也需注意灵活运用信息技术,积极开发一些数字变电站,确保电网的安全及高效运行。信息化技术的应用能够帮助将搜集整理电网中大量的运行数据,实现对电网技术的高效管理,并促使其智能化水准得到提升,使得电网运行更加安全。 2.3提升自动化技术管理人员专业素养 为了促使达成电力自动化技术管理的目标,具备专业素养的人才队伍建设极为重要。技术管理人员需在日常工作中丰富自身的知识储备,尽可能的满足市场发展需要,对市场竞争环境进行全面分析,合理降低工作成本,为电力事业发展提供助力。第一,充分考量企业发展需求,明确各工作人员的工作职责及要求标准,促使其在日常工作中处于一个动态学习的状态中。站在长远发展角度考量,依照企业发展需求来对工作状况进行科学调整,强化自主学习意识。第二,注意采用因岗施教法方式。对于企业内部员工的培训管理,应在对其岗位职责需求充分考量的基础上,采用因材施教的方式。丰富管理人员先进管理经验;提升技术人员专业技能。第三,积极创设浓厚学习气氛。采用外出交流、鼓励、举办技能竞赛等多种方式,进一步帮助增强企业内部员工的自主学习意识。 3结语 为了更好的促进电力事业的发展,确保电网系统的安全、经济运行极为重要。现今科技的迅速发展使得自动化技术频繁应用于电网系统运行中,电力自动化技术也开始由低级转至为高级,整体开始走向进步。对电力自动化技术实行安全、科学化管理,积极达成相关的管理目标,才能够帮助有效促进我国电网事业的良好发展,进一步促进社会经济发展。 作者:黄卫华 单位:国网天津武清供电有限公司 电力系统自动化技术论文:电力系统厂站自动化技术论文 1电力系统自动化概述 随着时代的发展,人们生活水平的提高,时代要求电力系统实现自动化运行与管理,同时也是有效解决现代城市电力需求办法。在现代计算机技术等的不断发展下,极大地改变了原来电力系统自动化内涵,在EMS系统中已经综合了PAS工程,而且开发电力系统故障管理数据软件技术也成熟起来,电力系统的CCCPE统一体自动化就是最好的见证。CCCPE软件管理系统把电力电子管理装置和通信以及计算机控制集合于一体,能够检测与监控电力运行故障,而且对管理的全程都可实现自动化监控,对电力系统的电力调度能够成功承担完成。就装配电力系统各种自动化设备来看,与其他投资相比,引入自动化设备所用投资比重不大,但重要性能够与投资的电力系统主设备媲美。在电力系统中引进先进的自动化设备在一定程度上能够促进系统主设备运行效率的提高,使运行故障避免发生,并能够使主设备的使用寿命最大限度的延长,使配置新设备的时间推迟,能节约资源,使电力公司在设备投资上节省。为使用电需求的日益增多状况得到满足,使电力系统供电量与用电量处于平衡好的状态,在管理电力系统运行中,管理电能就离不开自动调节与电力控制装置。在对电力自动调节与控制装置进行研发时,为使控制要求更好地得到满足,相关研究人员详细分类了电力系统自动装置,自动化装置能够在电力系统接入后正常运行;在异常状态下能够运行,并且自动化控制的电力保护装置可同时发挥功能,这是最常见的两种。文章以电力系统厂站中自动化装置应用状况对电力系统的自动化发展进行阐述。 2厂站自动化概述 2.1火电厂自动化 自我国火电厂建立自动化系统以来,共经历了“第一代”和“第二代”以及“第三代”数字控制系统三个阶段。把彼此孤立的各个机组,建立起系统为第一控制阶段的内容,没有产生理想的效果。第二阶段这一问题没有被解决,在火电厂自动化历史舞台也渐渐退出。就目前火电厂自动化发展状况来看,正是发展中的第三阶段,该阶段的支撑为具备开放式特征的工业自动化系统。立足第三代数字控制系统的实际工作状态及其效率角度进行分析,能够完成实时监控全场电力工作行为任务,并能够将其向电力调度部门及时提供,这样电力调度部门就可根据各机组工作状态,分配全厂经济计算数据。与此同时,第三代数字控制系统还能够向电力系统各个“分部”反馈电力调度部门各项工作指令,这样调度部门通过合理调度整个电力系统,使其能够处于正确与科学的工作状态之中。分析第三代数字控制系统实际工作水平,其工作性能能够满足火电厂自动化工作需求,其作为自动化技术类型在火电厂推广和发展是值得的。 2.2水电厂自动化 就我国水电厂自动化技术来看,其建立是以计算机监控系统为基础实现的。在其发展初期,主要系统类型为分布式系统。而当代水电厂自动化技术全面改革的实现是建立在计算机监控系统不断进步基础上全面铺开的。目前,就水电厂自动化发展来看,其主要技术类型为全开放和全分布式监控系统。全开放和全分布式监控系统与集中式和分层分布式系统相比,具有明显的可靠性和可维护性优势,在电力生产和运行工作中投入速度更快,因此人们更“器重”它。无人值班为下一步发展水电厂自动化技术方向,对于这一发展目标的实现,水电厂不仅要把内部计算机实时监控系统建立起来,还需要其他调度部门的配合,把整个电网自动化系统建立起来,从而使有效监视与采集整个电网信息数据能够实现,这样无人值班的发展目标就会在各个自动化系统相互监督下成功实现。 2.3变电站综合自动化 变电站的综合自动化作为自动化管理技术是把各项优秀技术集中为一体。在实际工作当中,其能够完成检测电力工作现场数据,并将在其他系统的支持下分析无法测量的数据,将记录下来,调度部门对其进一步分析和使用带来便利。目前,变电站综合自动化技术能够有效集中电力系统各个分散设备,实现有效调度电力系统各个设备。由于同质性为电力系统当中部分设备特征,因此为防止相互干扰和混淆调度指令信号,变电站综合自动化系统能够有效划分系统单元,以中央单元和间隔级单元呈现,综合自动化系统特点正体现于此,其优势也正在这里。 3厂站自动化技术的发展趋势 综合自动化技术为当今发电厂和变电站自动化技术,其主要特征为分层分布,在科学技术不断进步下,方兴未艾为其发展状态,以下为其大致发展趋势。电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展,IED兴起在20世纪末,被广泛地应用在工业自动化领域和电力自动化方面。IED实际就是一台嵌入式装置,具备微处理器等部件,对各种不同工业应用环境都能够满足,应用场合不同其软件也具有差异,电子电能表等就是比较典型的IED。以这一定义为依据,我们针对厂站自动化系统,可以以IED来看待其中的间隔层测控等装置。通常各种IED之间接口为工业现场总线或工业以太网,由于应用环境不同其信息交换协议也存在差异。特别强调一下,在厂站自动化领域中,PI的应用存在逐步扩大趋势。作为工业自动化产品的PLC比较经典,应用历史较长,目前处于发展与改进中,但在过去电力自动化行业相当长一段时间内,其被较为广泛地应用在电厂自动化机组单元控制外,在远动与继电保护领域运用极少。近来在厂站自动化领域,PLC的应用呈现出扩大和深化趋势,成为关注的焦点。 4结束语 综观当前我国电力事业发展整体状况,其主流趋势就是自动化能够贯穿于整个电力系统运行和调度之中,这对于未来电力事业发展而言,也是其主要走向。而作为电力系统,其电力调度实现自动化对于用电紧张局势可以发挥更好的缓解作用,并且在很大程度上有利于促进电力系统稳定运行状态的提高,从而使我国电网用户享受的电能更具有安全性和稳定性以及可靠性,为用电居民和用电企业正常生活和生产运行提供全面保证。文章以我国电力系统厂站自动化为研究对象,详细论述了其调度技术和发展趋势,把相关结论总结出来,以期为同行工作提供借鉴。 作者:黄年 单位:平南供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化计算机技术论文 1三层应用模型 在新型的电力自动化系统中,多了一部分以往所没有的结构——应用服务器,处于三者正中间的位置。处于中间件的应用服务器在这一结构中,在对前置机的数据进行接纳的同时自动备份,历史数据的存在为数据访问中逻辑规则的实现开辟了路径而电力工作站的功能借助逻辑规则以及数据库得以实现。同时不能忽视的是DCOM是实现应用服务器和电力工作站通讯功能的基底,ADO则是应用服务器和数据库服务器实现通讯的依据。在这一模型的基础上,还有两个很大的优势。第一个就是使得软件自身的可扩充性得到了进一步的增加和推动,假如数据发生了相关的逻辑规则的变化,不需要改动其他,只需要将对应的中间件(应用服务器)就可以了,这个时候对于电力前端也不必担心,影响是微小的。第二个优势则是在安全性能上的保障,因为前后客户端没有直接的数据往来,而是通过应用服务器进行,这样以来便使得一些不安全因素得以避免。 2计算机技术在电力系统中的实现 2.1系统的应用服务器 在上文中所提及到的三层C/S结构,所添加的中间件的部位是最为重要的部分。这里将对中间件进行一个较为详尽的解释。这一部位具有强大的通信功能,同时自身的可扩展性可以得到极高的展现。由此使得客户机与服务器之间、服务器相互之间的数据传输稳定进行,实现两者群体之间的通信进行。结合在上文中所提到的功能的实现问题,可以知道,应用程序服务器在发挥本身程序功能的同时,又承担着DCOM服务器的角色。 2.2实时数据的获取和保存 应用程序服务器是承接实时数据的纽带。说到实时数据这里就要有所区分,实时数据是分为未处理的和已处理的两个部分,前者是存在于前置机中,后者则是具体的计算之后呈现的。这里需要提及到的是WinSock编程。当操作电力自动化时,内部存在一个存盘线程,位于后台部位,只要不是有系统出现暂停或者是退出的问题,就会一直运行。 2.3系统的应用逻辑 在文中我们所采用的三层C/S结构,应用逻辑是需要被定义在应用服务器端的,这样就可以达到所有用户共享这一资源的目的,假设遇到事物逻辑变化,则只需对服务器中的应用逻辑进行一定的更改即可。这样就使得客户端在运行和使用过程中减少了很多不必要的问题。 3计算机技术应用于电力系统自动化的价值和意义 当今社会的发展速度加快,对于电力的性能要求也进一步提高。将计算机技术应用与电力系统自动化的过程中,可以有效提升相关电力部门的管理水平和工作效率,自动化和智能化的优势得到很好的展现。另一方面则是在安全性方面更加有保障,由于计算机技术本身的自动化优势,可以将许多风险性事件的危险度降到最低,电力系统在自动化加强的同时,对电力使用的安全性能方面也有显著加强,使得安全性有效提高。计算机技术于电力系统自动化的应用过程中产生了极大的积极效益,促进了社会整体的进步与发展。 4结语 综上所述,在电力自动化系统中进行的数据传输本身便十分巨大,加之自身种类的多样性的存在,使得通讯功能的优劣成为了系统整体性能是否良好的至关重要的因素。简而言之,对于电力自动化系统中问题的探究,便是对前置机和数据服务器以及电力工作站等方面通讯问题的探究。在本篇论文中,为达到电力部门于工作过程中得以稳定操作,致力于探究编程技术的实现,以促进电力系统于运行中的有效性。 作者:李萍 电力系统自动化技术论文:计算机与电力系统自动化技术论文 1.电网调度自动化 电网调度自动化,简单来说,就是运用现代自动化技术,对电网进行调度和管理。电网调度自动化是电力系统自动化的重要组成部分,也是非常关键的内容。在我国,根据实际情况,对电网调度进行了相应的等级划分,由低到高依次为县级电网调度、地区电网调度、省级电网调度、大区电网调度以及国家电网调度。以县级电网调度自动化系统为例,其基本结构如下:在电网调度自动化中,计算机网络系统是最为关键的部分,其与服务器、工作站、显示器、变电站终端设备等在计算机系统的连接下形成了一个相对统一的整体,构成了电网调度自动化系统。在实际应用中,电网调度自动化所涉及的方面是非常广泛的,不仅需要对电网运行数据进行实时采集,还需要对电网运行中的安全性和可靠性进行有效评估,更需要对整个电力系统的运行状态和负荷能力进行预测,而这些功能的实现,都离不开计算机系统的支持。不同等级的电网调度对于计算机系统的需求也存在很大的差异,对于级别相对较低的电网调度自动化系统,可以选择PC机作为服务器或者工作站;而对于级别相对较高的电网调度自动化系统,由于电网容量更大,结构更加复杂,对于计算机系统的需求也较高,需要选择更加先进的计算机技术以及更加可靠的软件支撑。 2.智能电网技术 智能电网的基本网络结构如下:智能电网技术可以说是计算机技术与电力系统自动化技术有效结合的最佳范例,其中涵盖着相当多的技术,不仅电网的调度需要依靠智能电网技术对全局进行控制,而且智能电网技术同时也覆盖了发电、输变电、配电、调度等环节,计算机技术也随之深入到了电网运行的各个环节。在智能电网中,计算机技术的应用主要体现在稳定控制系统、调度自动化系统、柔性交流输电等方面,而正是由于计算机技术的应用和发展,才使得智能电网技术变得突飞猛进。从目前来看,我国构建智能电网的主要目标之一,就是利用现代数字化技术进行电网的建设。而在这个过程中,必然需要计算机技术的支持。首先是通信系统,利用现代通信技术,智能电网可以更好的对电网运行数据进行采集、传输和保护,需要电网建设人员的重视。在智能电网中应用通信系统,可以对电网的功能进行扩展,提升电网对于风险的抵抗能力,保障电网运行的稳定性和可靠性。同时,用户也可以通过通信系统,对智能电网服务系统进行访问,对电力相关的问题进行实时在线咨询,实行用户与供电企业之间的良好沟通。其次是信息管理系统,其同样是智能电网的重要组成部分,同样是以计算机技术为基础构建起来的。信息管理系统的功能主要是对信息的采集、处理、集成和显示,保障信息安全。信息管理系统在智能电网中的作用是非常重要的,例如,信息的采集和处理可以实现对各种信息的记录、归类、总结,方便人们进行查询;信息的集成可以有效提高智能电网的信息处理能力;信息显示可以为用户提供了解电网运行情况的平台;对于信息安全的保障则能够避免用户信息的泄露,使得用户的权益得到更好的保障。然后是网络拓扑,未来智能电网的结构必然是向着稳定性强、灵活性高的方向发展,而我国能源分布不均匀的情况使得发电区域和用电区域相距甚远,电力在传输过程中会出现大量的损耗。对此,我国在电力网络中加强了对于计算机技术的应用,通过直流联网工程等项目,对电网结构进行了优化和调整,从而有效确保了电网的经济高效运行。 3.变电站自动化 在电力系统中,变电站以及相关输配电线路的主要功能是方便供电企业与电力用户的相互沟通和联系。在应用计算机技术前,供电企业与电力用户之间的信息传递通常都是由人工方式进行,不仅效率低下,而且存在很大的滞后性。建设变电站自动化系统,融合计算机技术,可以极大地提高信息反馈效率,加强对于变电站的监控和管理,保证变电站的安全稳定运行。变电站自动化系统如下图所示:在不断的发展过程中,借助于计算机技术,变电站逐渐实现了自动化运行和管理,二次设备也开始朝着数字化的方向发展,并且随着计算机技术的不断深入,还将实现变电站的网络化和集成化。变电站自动化系统的出现,一方面,可以有效简化变电站的操作流程,实现无人值守,另一方面,也可以促进电网调度自动化的有效实现,必须得到电力技术人员的充分重视。 4.结语 总而言之,在当前科技发展的带动下,计算机技术得到了突飞猛进的发展,在电力系统中也得到了日益广泛的应用。将计算机技术和电力系统自动化技术有效结合在一起,可以推动电力系统自动化的快速发展,为电力用户创造一个稳定可靠的用电环境,进而促进我国社会经济的持续健康发展。 作者:马波 王惠丽 单位:国网河南省电力公司三门峡供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统调度自动化技术论文 1电力系统检测与控制功能 电力系统存在的作用不仅是为了满足人类的生产生活之需,而且还是电力企业追求发展成果与利润的基础。为了保证电力系统中的发电厂能够自动进行发电、电力的调度能够实现科学经济化和电网的安全稳定运行,电力系统的检测和控制功能就显得十分重要。电力调度自动化系统具备的电力系统检测与控制功能,能够为整个电力系统的调度自动化提供数据支撑。在电力系统运行过程中,检测系统对系统运行的各数据信息进行采集,利用计算机软件进行信息的分析和处理,将相关信息显示在终端设备上,调度员对相关信息与数据进行整理,依据制定好的对策和计划,让电力调度系统执行既定的调度方案。对于数据分析可能出现的异常情况,采取合适的控制动作,对系统进行控制,确保电力系统的安全、适用和可靠。 2电力系统调度自动化技术的应用现状 随着时代的发展,各种先进的技术不断出现并发展成熟,极大地改善了人类生产生活条件。电力作为人类使用的重要的能源之一,在与电力相关的领域,信息化水平逐渐提升。目前,电力系统已经实现了自动化运行,整个系统中的电力系统调度自动化技术也在不断发展,而且相关公司研发了许多的电力系统调度自动化功能系统,并将这些系统应用于我国的电力能源的实际调度之中,为社会的发展进步做出了巨大的贡献。目前,在我国电力系统调度自动化领域广泛采用的主要是符合国际公认标准的RISC工作站和POSIX操作系统接口。如下对几种应用广泛的电力系统调度自动化技术的应用详情做一个简要的介绍。 2.1、CC-2000电力系统调度自动化系统 CC-2000电力系统调度自动化系统作为一款面向现代的高水平的电力调度系统平台,是由我国电力研究领域领先的中国电力科学研究院、清华大学、东北电力集团公司等共同开发研制而成的。这个系统采用了分布式的结构和面向对象的技术,采用事件驱动和封装思想为此应用软件提供的透明的接口。整套系统利用分布式结构,将实时数据的采集、数据存储和数据处理以及其他各种应用按照功能的不同,分布在不同的结构层上,整个系统中某一部分出现故障,对整个系统其他部分的运行不产生影响,而且整个系统还能维持一定程度的正常运行。这套系统目前已在我国的国家调度中心和华北、东北等地的电网调度通信中心成功应用,对我国电力系统的安全、可靠和经济运行提供了支撑。 2.2、OPEN-2000能量管理系统 OPEN-2000能量管理系统是在1998年,由南京的南瑞集团公司开发出的一套对电网进行监控、采集数据、控制自动发电、电力系统应用软件、调度员培训仿真系统、配电管理等各种功能于一体的电力调度管理系统。这套系统具有开放性和分布式的特点,是电力系统调度自动化系统中较为先进的一种。这种系统是我国首次将IEC870-6系列的TASE.2协议集成于软件平台的系统。目前已在国家调度中心、湖北省调、广东省调、山西省调和深圳、上海等大中城市的调度中心安全稳定运行。 3电力系统调度自动化技术的发展前景 随着计算机技术、电子通信工程和数据库技术等的不断发展,使得电网系统调度自动化技术不断趋向发展成熟,极大地促进了我国电力事业的发展。如下,笔者结合时展潮流和相关科研进度,预测电力系统调度自动化技术的发展将会朝着如下方向前进。(1)可视化。当前,人们对于各种信息和数据更追求直观化的认知,因此,利用图像图形技术将原始的数字、表格、文字等呈现出来的资料转化为直观的可视化的图形图像信息,是时展的必然趋势,这也是电力系统调度自动化技术将来的一种重要发展方向。对于调度过程中,各种信息利用图形和图像表达出来,更加直观地方便相关人员对电网运行状况、调度情况等进行有效及时的掌握。(2)智能化。电力系统调度自动化的智能化技术是不久的将来,电力系统调度自动化系统即将实现的一种功能,这也是电力电力系统调度自动化技术发展到现阶段的必然结果。(3)数字化。近年来,在各领域数字化技术均得到了良好的应用。在电力系统调度自动化领域,其运用也会很快地实现。电力系统调度自动化技术的数字化利用先进的遥感技术、虚拟现实技术、GPS技术等新兴技术,应用到调度系统中,促进整个系统在可视化和智能化得以实现的同时,还利用先进的数字控制技术对电力调度过程进行有效良好的控制。 作者:李丽娜 刘雪梅 单位:国网冀北电力有限公司唐山供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统继电保护自动化技术论文 1继电保护自动化技术在电力系统中的实践应用 1.1继电保护自动化技术在电力系统中的应用 ①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种,即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式,提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中,在相间短路中设置系统母线保护,然后通过两相连接的方式实现。②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分,保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面:一方面,重点保护,如果发电机定子绕组匝间发生短路故障,将会导致发电机的故障部位温度上升,破坏绝缘层,威胁发电机的安全运行,通过在定子绕组内安装匝间保护装置,能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值,通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合,能够形成纵联差动保护,实现对发电机的保护;另一方面,备用保护,过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护,防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时,继电保护装置能够自动切断电源,并发出相应的报警信号,实现对发电机的保护。③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一,对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面:其一,短路保护,变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护,阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用,阻抗元件运行一段时间之后,会自动切断电源,以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置,电流元件运行一段时间之后,会自动切断电源,进而实现对变压器的保护。其二,瓦斯保护,当变压器的油箱出现问题时,在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解,产生有害气体,通过采用瓦斯保护,当油箱出现上述故障时,能够自动的启动保护动作,将变压器电源切断,同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三,接地保护,对于不接地变压器保护,应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护,应该采取零序电流保护。④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂,接地方式也相对较多,因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地,当出现大电流接地时,应该立刻切断电源,防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时,继电保护装置会发出报警信号,电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障,应该根据故障状况采取相应的保护措施,具体状况如下所示:其一,零序功率,当电力系统发生接地故障时,零序功率的方向发生变化,零序电流波动相对较小,以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二,零序电流,当电力系统线路发生接地故障时,零序电流会迅速上升,继电保护动作非常敏感,能够及时的采取切断电源的保护措施,对电力系统进行保护;其三,零序电压,电力系统在正常运行时,并不会产生零序电压,如果电力系统发生接地故障,会导致零序电压的产生,继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号,同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障,主要是因为当电力系统发生接地故障时,电压数值会降低。 1.2实例分析 文章以某电网为例,该电网于2010年应用了继电保护自动化技术,2011年4月23日,110kV变压器主变低压侧继电保护动作,1号主变101开关跳闸,2号主变119、131开关过流保护动作跳闸,重合闸动作,合成功,电网维护人员赶到事故现场,设备并无异常,维护人员通过查看跳闸过的线路,两条线路故障都能够合闸成功,但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析,发现为线路故障,开关拒动,处理方法表现为:把故障开关隔离,恢复供电,然后通知检修人员认真检查,查实状况后采取措施进行检修。 2继电保护自动化技术的未来发展趋势 继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面:其一,智能化,近年来,人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用,例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等,通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中,能够保证继电保护自动化系统正确判别故障,并具有智能化解决复杂问题的能力,进而实现继电保护的智能化;其二,网络化,计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用,通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中,利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起,创建继电保护装置网络,能够显著的提高继电保护的可靠性,因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三,计算机化,随着计算机技术的快速发展,自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构,显著的提高了继电保护的性能以及响应速度,继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。 3结束语 总而言之,继电保护是电力系统的“哨兵”,通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中,能够实现对电力系统的实时监控,当电力系统发生故障时,能够及时、准确的确定故障部位,并发出报警信号通知电网维护人员赶到故障地点将故障排除,尽可能的降低故障造成的影响,进而保证电力系统能够安全、稳定的运行。 作者:赵军 单位:陕西省地方电力(集团)有限公司甘泉县供电分公司 电力系统自动化技术论文:电力系统中的自动化技术论文 1几种自动化技术介绍 1.1主动对象数据库技术这种技术在电力系统监视及控制中应用较为广泛,对软件的继承性及封装性产生深远影响,同时对电力系统的开发及设计也具有革命性的推动作用。随着电力行业的快速发展,为了保证电力运行稳定性及安全性,应当大力推广最新的对象数据库技术。和一般数据库相比较,主动对象数据库技术具有主动性功能,利用自身携带的触发子实现电力运行中的监视功能,并利用对象函数对电力运行进行有效控制,以提高电力运行的稳定性。而传统的数据库技术的一些判断功能,主要依靠外界程序完成,所以安全性不高。主动对象数据库技术由于具有触发机制,再加上对象技术,便能对电力运行实现自动监控,并在数据读写的同时,对数据库进行管理及更新,完成了数据资源共享,也实现了电力系统运行稳定性。随着电力系统运行规模不断扩大,复杂性也相应提高,需要解决的供电问题有所增加,所以,主动对象数据库技术也应自动升级,并拓展功能范围,以适应复杂变化的电力运行系统,实现供电高效化。 1.2总线控制系统总线控制系统指的是将电力运行中的各个设备通过一定设施和控制室内部的仪表及设备连接起来,所形成的具有双向、多功能的通信网络。该系统是在传统的测量系统上发展起来的,只在传统装置中安装了微处理器,从而实现自动获取供电信息的能力。这些微处理器通过电缆相互连接,并和远程监控计算机也保持连接,使得微处理器获得的供电信息能够在网络内部传播,并通过远程控制计算机进一步处理,实现了信息在整个电力系统中的广泛传播。信息在不同微处理器中按照一定的通讯协议传输的,由于和监控计算机相连接,所以便实现了自动控制系统。总线控制系统具有开放性及分布涵盖范围广等特性,被作为电力系统的纽带,安装在总线上,从而形成网络系统,实现对电力运行中的信息进行有效控制、补偿计算、监控及优化等,所以,通过应用该技术,电力运行中的诸多内容能够得到快速解决,从而实现了运行高效性及稳定性。总线控制系统目前在我国电力运行中被广泛应用,通过传感器及变送器,经电力运行信息收集,输送给监控计算机,该计算机通过进一步分析处理,最后指令。该系统在结构上采用了控制器及变送器,将二者有机的而结合在一起,提高了抗电磁干扰能力,从而有效提高了电力系统的稳定性及精确性。另外,该系统在运行方式上采用分开的方式,将变送器安装在监控现场,而控制器则安装在控制室内部,这样有利于电力信号技术被采集,通过变送器输送给控制器,形成了一个简单的回路系统,从而避免了众多弊端。 1.3光互连并行处理器阵列该技术具有如下特点,首先,在运行中不受电容负载影响,从而具有较高的安全性及灵活性;其次,解决了诸多电力运行中的问题,如能够有效解决临界线长度限制问题,也可以解决线路输出端受限制问题。此外,能够连接在计算机系统内部,实现了减小时钟扭曲问题;再次,不受传输路径的限制,能够在光波导中自由传输,并不会和光束发生相互交叉。该技术结合了光子传输和电子交换,具有较强的灵活性及重构性,不受传输宽带的影响,具有较强的抗电磁干扰能力,所以在电力系统运行中具有广泛的应用潜力。此外,该技术能够对电力系统的自动控制及继电保护进行更新,并能够将继电保护水平进一步提高,使电力运行系统更加稳定、安全。 2自动化技术在电力运行中的应用 2.1在电力调度中的应用随着电力运行规模不断扩大,对电力调度系统的准确性及及时性也有进一步提高。在改进时,应采用信息技术及其它自动化设备,以提高调度效率,同时也应加快遥信、遥控设备使用力度,使电力设备的运行情况能够及时传送到网络上,被调度工作人员及时采集、分析,进而对调度制度作进一步完善。此外,通过使用先进设备,电力运行中的电压、电流及供电功率等情况都能及时被工作人员所知晓,从而提高了电力系统运行稳定性及安全性。 2.2在配网系统中的应用配电网涉及到众多环节,并具有一定的危险性,所以,加大自动化技术的使用力度,能够提高供电效率,也能够提高供电安全性。为了实现电网系统的高效运行,应加大自动化技术的使用力度,将计算机网络技术、通讯技术、自动监控技术及遥感等技术应用到设备运行检测中。使工作人员和电网设备保持统一状态。在配网中通过使用自动化技术,能够有效降低劳动成本,也能偶减少设备维护成本,更重要的是提高了供电效率,为企业增加了经济收入。 2.3在变电监控中的应用变电系统是电力运行中的重要环节,在供电规模扩大的同时,自动化技术应用要求也有所提高,所以,应加大自动化设备的使用力度,才能保证变电系统的高效运行。变电系统在自动化技术应用时,应加大最新设备的使用量,并配备相应的技术人员,使设备和人员相统一,从而实现变电系统、一次设备及二次设备的功效运行。如,应加大无功补偿技术的使用力度,使变电系统的电流、电压及供电功率始终处于稳定状态。另外,还要采用远程监控技术,对变电设备实施全方位监控,从而有效提高了设备运行的安全性及可靠性。 3结语 随着电力系统运行规模不断扩大,对运行效率也提出更高要求。必须加大自动化技术的应用力度,才能提高电力运行效率,满足现阶段人们的用电需求。本文就电力行业中自动化技术的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:胡孝奇单位:河南能信热电有限公司 电力系统自动化技术论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化技术安全管理论文 摘要:现在,随着社会经济的不断发展,国家电网得到了高度的应用,其应用的领域越来越广泛,而且,运行的效率得到了很大的提升。科学技术的发展,能够促进电力系统自动化的发展,然而,带那里系统自动化技术还是存在一定的局限性,电力系统的故障会导致大范围的停电,影响了人们的生活和工厂的生产。本文通过对电力系统现在运行的现状进行分析,并针对问题,提出可行的建议,促进电力系统自动化的发展。 关键词:电力系统;自动化技术;国家电网 现在,我国经济发展迅速,为了能够促进电力系统平稳的运行,就必须实现电力系统自动化技术的发展,减少电力系统自动化技术在使用中出现的故障,提高其可靠性。科技的发展促进了电力系统自动化的发展,电力系统也朝着更加高级的方向发展,能够实现整体的发展。为了能够实现对电力系统的安全管理,要进行合理的安排,对管理方针进行优化,协调各项管理内容,完善相关的水平,促进综合电网的发展。 1电力系统自动化技术的现状和问题 1.1电力系统自动化技术设计存在问题 我国的电力事业发展起步比较晚,与一些发达国家相比还是比较落后的,我国也进行了几次大规模的电力系统的改造,电力系统自动化技术还不够成熟,导致了现在电力系统自动化在设计中还没有形成标准化的范本,现在,我国在进行国家电网建设的过程中,由于电力系统自动化技术的局限性,导致了其不能提高效率,在电网的建设中还出现很多的事故。我国的电网建设还不成熟,虽然经过几次大规模的改造,但是还是不能解决城乡电网统一的问题。所以,在对电力系统自动化技术使用的过程中,电力系统自动化技术不能实现兼容性,在不同的设备上不能同时使用,其接口是不一样的,而且出现了设备之间不能连接的问题。现在,国家电网的覆盖范围比较大,各个地区在进行电网建设的过程中使用的技术是不统一的,使用的电力设备也是不同的,在对电力系统自动化技术设计的过程中,在管理上就应该采取不同的方法,这也给管理带来很大的难题。所以,在电力系统自动化技术设计的过程中,应该分析不同地区使用的电力设备的共同点,能够使自动化系统具有兼容性,可以在不同的设备上使用。 1.2电力系统自动化技术中的设备存在问题 在使用电力系统自动化技术中,设备很容易出现故障,导致安全事故的发生。电力设备和电力系统自动化技术的各项指标和不合格,在选择电力设备中,为了能够减少经济成本,他们就会忽视电力设备的性能,导致了一些实用性不强的电力设备也投入到使用中。在使用电力系统自动化技术的过程中,对技术的成分要求比较高,在工作的运行过程中没有制定安全标准。尤其是工作人员在管理中缺乏责任感,他们的专业知识也不够扎实,这就导致了他们在对自动化技术的操作上会存在失误,在电力系统自动化设备运行中会出现这样或那样的故障,在对电力系统自动化技术的管理上存在着经验不足的问题,对国家电网构成威胁。电力系统自动化技术在实际的使用中,会出现各类干扰问题,不能使系统稳定的运行,对电力系统产生很大的隐患。 1.3电力系统自动化技术在管理上存在问题 电力系统自动化技术在管理中需要高素质的人才,但是,在实际的管理中,这些管理人员的素质并没有达到要求,当电力系统自动化技术出现故障的时候,都依靠厂家来维修。电力系统自动化技术的维护人员匮乏,导致我国国家电网的安全受到威胁。所以,要解决这个问题,就要注重对电力系统自动化技术维护人员的培养,促进安全的宣传和教育,防止在使用中安全事故的发生。电力系统自动化技术的管理方案也不理想,这就导致了管理人员不负责任,相互推诿的现象发生。 2电力系统自动化技术的安全管理措施 2.1完善电力系统自动化技术的维护水平 在电力系统自动化技术维护方面,应该建立一支高素质的管理队伍,定期对管理人员进行培训,提高他们的综合素质,使他们扎实的专业知识和良好的修养,在维护设备中要富有责任心,从而能够从根本上解决电力系统自动化技术没有人管理的问题。现在,随着科学技术的进步,信息技术在各行各业得到了广泛的应用,所以,在电力系统的应用中,应该结合信息技术共同使用,建立数字化的电网,完善数字化变电站的建设,促进我国电网的发展。电力系统自动化技术可以借助信息技术进行管理,实现了全面的管理,能够进行数据的收集,防止数据在收集的过程中发生遗漏的问题,运用信息化技术实现电力系统自动化技术的综合管理,提高管理的智能化和可视化的水平,使我国的电网在运行中减少故障的发生,使运行的经济效益提高。 2.2强化电力系统自动化技术的管理 现在,随着科学技术的发展,电力系统自动化技术的使用越来越普及,所以,在管理工作中一定要实现全面的管理,掌握电力系统自动化技术的发展方向。应该科学的对电力系统自动化技术的模式进行分析,在电力系统自动化技术中,应该结合我国的经验,在规模建设上进行各种考虑,应该对电力系统自动化技术进行分布式的结构设计,能够将电力系统的各个设备分别进行管理和控制,电力系统的各个单元应该是相互独立的,防止各个单元的相互影响。在强化电力系统的可靠性时,应该实现系统使用的兼容性,在此基础上,实现电网功能的扩充。运用简化电力系统结构的方法,从而能够方便管理,在电力系统的设计中,可以简化二次接线,从而能够进行分布式的设计。 3结语 现在,我国的电力事业在不断的发展,但是,我国的电网建设还是存在一定的问题,容易导致停电问题,使人们的生活和生产受到影响,原因在于我国的电力系统自动化技术还存在一定的局限性,所以,应该强化对电力系统自动化技术的管理。 作者:朱坤双 单位:国网山东省电力公司应急管理中心 电力系统自动化技术论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电力系统自动化技术论文:分析电力系统自动化技术 摘 要: 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 关键词:电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 1.引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 2.电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 3.电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 4.无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 5.信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产1 2 1机到1 7 6机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 6.安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 7.传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来三十年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 8.人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电 源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的优秀部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 9.结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 电力系统自动化技术论文:新经济下电力系统自动化新技术的内涵与发展方向 [摘 要]随着计算机技术、控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域。 [关键词]新形势;电力系统自动化;发展 电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向,它包括:发电控制的自动化(agc已经实现,尚需发展)、电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及scada系统),实现了配电网的自动化,现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站,实现更好的无人值班。 一、 电力系统自动化的基本概念 电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压)、系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。 二、变革性重要影响的三项新技术内容 (一)电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为3个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。智能控制是当今控制理论发展的新阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 (二)facts和dfacts 1、facts技术概念的提出 所谓“柔性交流输电系统技术”又称“灵活交流输电系统技术”,简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2、facts的优秀装置asvc的研究现状 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声。 3、dfacts的研究态势 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 三、基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 (一)基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段,主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确地共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 (二)基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。 四、电力系统自动化的研究方向 (一)智能保护与变电站综合自动化 对电力系统电保护的新原理进行了研究,将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中,使得新型继电保护装置具有智能控制的特点,大大提高电力系统的安全水平。 (二)电力市场理论与技术 基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况,认真研究了 力市场的运营模式,深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则;提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易(年、月、日发电计划)、转运服务等模块的具体数学模型和算法,紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。 (三)电力系统实时仿真系统 对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究,引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统,建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验,提供大量实验数据,并可与多种控制装置构成闭环系统,协助科研人员进行新装置的测试,从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。 五、电力系统运行人员培训仿真系统及电气设备状态监测与故障诊断技术 电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求,将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合,利用专家系统、智能cai(计算机辅助教学)理论,是进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。 (一)配电网自动化 在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中,ndlc采用了dsp数字信号处理技术,提高了载波接收灵敏度,解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题。 (二)电力系统分析与控制 对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。 (三)人工智能在电力系统中的应用 结合电力工业发展的需要,开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。 (四)现代电力电子技术在电力系统中的应用 开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。 (五)电气设备状态监测与故障诊断技术 通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来,针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究,开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统,全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。 结束语 电力系统是一个庞大的综合性的系统,从发电、变电到配电,最后到用户的使用是一个整体连续的过程,这其中的任何一个环节都对电力系统的正常运行很所影响。在信息化高速发展的时代背景下,在电力系统中实现自动化是其发展的目标,可以对发电控制、电力调度和配网方面都实现自动化,不仅可以节省企业的运行成本,并且可以提高工作效率,增加企业的经济效益。 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化未来发展新技术研究 摘要:变电站自动化系统是变电站的优秀系统,自动化系统的稳定性与先进性对变电站及电网的影响深远,先进稳定的自动化系统不仅可以保证电力企业经济效率,而且能保证广大用电户利益。现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 关键词:电力系统自动化 发展 应用 变电站电力系统是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站主要分为:升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站。电力系统综合自动化是基于科技发展和计算机网络技术的出现而逐步形成的一个概念,是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念,其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程,使输配过程更有效和通畅。 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到agc(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从ems(能量管理系统)到dms(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如scada(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如mis(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(computer)、控制(control)、通信(communication)和电力装备及电力电子(power system equiqments and power electronics)的统一体,简称为“cccp”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: ①电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。②具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。③不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的asvg(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.2 facts和dfacts 2.2.1 facts概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(facts)技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2.2.2 facts的优秀装置之一——asvc的研究现状 各种facts装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。asvc是包含了facts装置的各种优秀技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为asvc是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 2.2.3 dfacts的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 3 基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 3.1 基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 3.2 基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。gps技术与相量测量技术结合的产物——pmu(相量测量单元)设备,正逐步取代rtu设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。 电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。gps技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。 随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。 电力系统自动化技术论文:对电力系统中运用电气自动化控制技术的探讨 目前,现代电力电子技术的发展,电气工程及其自动化已迈向生产和社会生活的各个领域,如何培养和造就社会经济发展急需的具有工程实际应用能力的电气工程人才,集科学性、先进性、整体性、特色于一身的课程建设;理论与实践、知识与技能紧密结合的既能“动口”也能“动手”的“双师型”师资队伍建设;立足人才培养目标,按照高质量、高起点、高标准的原则,加强实验实训资源的整合方面对电气工程及其自动化建设进行了探讨。 1 电力系统中自动化控制技术 1.1 电网调度自动化 电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。 1.2 变电站自动化 变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化:运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 1.3 发电厂分散测控系统(dcs) 发电厂分散控制系统(dcs)一般采用分层分布式结构,由过程控制单元(pcu)、运行员工作站(0s)、工程师工作站(es)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i/0模件组成。mcu模件通过冗余的i/0总线与智能fo模件通讯。pcu直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(0s)和工程师工作站(es)提供了人机接口。运行员工作站接收pcu发来的信息和向pcu发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 2 电子技术、计算机技术的发展不断推动电力系统自动化进步 随着上世纪八十年代单片机技术的发展和应用,我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产的工业计算机和引进的pc机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。这~ 时期自动化存在的主要问题是系统结构、功能、通信协议等方面缺乏工业标准,不同厂家的设备不能互连;计算机与各设备的通信一般为星形点对点连结,主要采用低速率的串/并行口通信方式,系统实时性不太好,设备配置的灵活性也较差。 随着上世纪90年代高性能工作站、服务器及软件技术、信息处理技术、特别是高速网络技术的发展,电网调度自动化系统、电厂监控、变电站自动化、配电自动化的技术水平上了一个新台阶,产品逐步发展成为一种开放式、分布式、网络化、智能化的新模式。与上一代产品相比可以大幅度减少电力电缆、通信电缆的用量,设备体积小还减少了占地面积等从而降低了建设成本,同时大幅度提高了系统的技术性能,增加了设备配置的灵活性、互换性和可维护性,提高了系统运行的可靠性。最近几年以来,各种嵌入式产品的出现,例如嵌入式高性能微处理器、嵌入式计算机、嵌入式操作系统、嵌入式以太网等产品使电力系统中的装置类设备如测量控制设备、继电保护装置、数据通信控制器等得以再次更新换代,装置的硬件电路和应用程序结构简化,产品性能大大提高,装置信息处理速度更快,功耗更低,功能扩展能力更强。 3 当前电力系统自动化依赖it技术向前发展的重要技术 当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有:① 电力一次设备智能化;② 电力一次设备在线状态检测;③ 光电式电力互感器;④ 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置;⑤特高压电网中的二次设备开发。 3.1 电力一次设备智能化 常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电 流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。 电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 3.2 电力一次设备在线状态检测 对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可 以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强,检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 3.3 光电式电力互感器 电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备,其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值,以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大,设备体积和质量也越大;信号动态范围小,导致电流互感器会出现饱和现象,或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电了式互感器,国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是,光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多,一般是毫安级水平,不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置,需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出,模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里,电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。 3.4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置 自从电力系统采用光电互感器技术后,与之相关的二次设备,如测控设备,继电保等装置的结构与内部功能将发生巨大的变化。首先节省了装置内部的隔离互感器、a/d转换电路及部分信号处理电路,从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样,其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。 4 结束语 根据以上所述,电气工程及其自动化专业是电力系统的重要工作,因此,我们的工作人员应对其不断进行探索和研究,提高了电力安全可靠性。还要结合自己的工作经验进行分析。从而保证电力系统工作的安全与发展。
市政技术论文:市政给水管道施工技术论文 1市政给水管道施工的不足 1.1缺乏专业化施工体系 目前,我国绝大多数市政给水管道的施工企业存在缺乏专业性施工体系的问题,主要表现在责任认定方面,并没有实现利益与责任的挂钩,对于施工团队而言,专业化程度普遍较低,施工人员的技术水平和综合素质参差不齐,施工用机械设备缺乏完善的管理和检修制度,施工质量监督环节流于形式,相关的文件和材料无法得到及时的更新。专业化的施工体系是确保施工质量的重要前期,因此应该得到相关部门的广泛关注。 1.2监管力度不够 如今,我国对于市政给水管道的具体施工环节还没有形成完善的法律约束,存在执法不力的现象,与施工相关的执法行为通常在发生事故以后执行,丝毫不能起到约束的作用,具有非常严重滞留性,另外在执法的过程中,并没有与之对应的监管部门进行监督和管理,从而增加了市政给水管道施工问题出现的几率,施工的质量无法得到有效的保证。 2市政给水管道施工的准备阶段 2.1施工选材 (1)水泥与木料 在施工过程中,需要使用大量的钢材水泥与木料,因此水泥与木料的质量直接关系到管道的整体质量,在原材料的采购环节应本着货比三家的原则,结合施工的实际所需选取价格合理质量合格的原材料,并在进场之前对材料进行抽样检测,检测合格之后方可投入使用,另外还需要对原材料进行科学存储,从而减少不必要的损耗,在施工工程中还需要对剩余的材料及时进行回收和处理。 (2)混凝土块 通常情况下,混凝土块需要在施工现场制作。相关部门应结合混凝土块的特征妥善安排运输、储存及养护环节,从而避免混凝土块发生不必要的损耗,并对混凝土块标示的保护环节引起高度的重视,对于放置在库房中的混凝土块而言,需要由专业的质检人员定期的对其进行质量抽检,若发现质量不达标的混凝土块时,需要及时进行处理,从而确保施工的材料安全。 2.2混凝土及砂浆的试验 在市政给水管道施工之前需要对混凝土及砂浆进行严格的试验,试验的目的是为确定施工半成品的各项指标是否满足规范的要求,从而确定最为适宜的工艺和参数,为市政给水管理施工提供有效的技术指标控制手段。在对混凝土及砂浆进行现场试验时,按照相关设计方案规范的要求,对强度进行针对性的测试和调整,在室内完成各种种类水泥与外加剂添加量对混凝土抗压程度的影响试验,并进行砂率、用水量等多角度试验,试验完成以后整合试验结果,并结合施工的实际所需选取最佳的混凝土配合比,并将结果的书面形式递交到技术人员手中,形成施工制浆的重要依据和资料。 3市政给水管道施工技术 3.1开挖、回填沟槽 在沟槽开挖之前需要对施工现场周围的环境进行充分的考查,并根据施工工程的实际特点,充分掌握设计图纸的各项内容,从而确定沟槽的开挖坐标和高程。开挖要在放线结束后进行,禁止越级操作。在放管时应避免管体悬空现象的发生,以此防止不必要的返工,对于超深开挖而言,返工是绝对不允许发生的,因此在开挖及回填的施工过程中必须遵循规范的施工流程,并对施工活动进行严格的约束,提高施工人员的操作严谨性,从而保证市政给水管道的施工质量。 3.2大口径给水管道的连接技术 (1)机械连接法 大口径给水管道的机械连接法得到了十分广泛的应用,这种连接法涵盖了卡压实与卡箍式两种连接方法。为了满足经济方面的各项要求,在对大口径给水管道实施连接时,通常会运用完善的PE(聚乙烯)管道系统。一般而言,在室外进行大口径管道连接施工中,由于经济条件的约束,一般不会使用热熔连接法,而更偏向于使用机械连接法。另外,对于给水管道的维修施工而言,机械连接法具有便捷、影响小等特点,成为常规大口径给水管道的常用连接手段。 (2)电熔连接法 与机械连接法相比,电熔连接法适用于特殊环境下的大口径给水管道连接。这种连接法涵盖了电熔鞍型及电熔承插型两种连接方法。电熔连接法与常规的管道连接法相比,具有更高的施工效率和质量可靠性。但在施工过程中,电熔连接法需要的施工成本较高,造成这一缺陷的主要原因就是电熔管件具有非常高的技术要求和指标。电熔连接法凭借其高度的施工可靠性,在燃气管道领域得到了十分广泛的应用。 (3)热熔连接法 对于聚烯烃材质的管道系统而言,最为显著的特点就是可以使用热熔连接法。热熔法的实际上就是将聚乙烯管材进行热熔连接,而且连接部分的强度会得到显著的增加,通常会超过管材的主体部分。聚乙烯管道在进行热熔连接时,并不会对其直径造成影响,具有很大程度的灵活性,这项连接法为非开挖铺设技术的应用和普及提供了有利的支持。 4总结 市政给水管道是城市中重要的公共设施,在人们的生产和生活中起到至关重要的作用,因此,相关部门应该不遗余力的加强市政给水管道的施工质量,结合人民的实际所需和施工现状,采取行之有效的策略逐步完善施工技术,从而提高施工质量,为市民营造出良好的生活环境,相信通过不断的努力,市政给水管道施工的技术水平会上升到新的高度。 作者:周虎 市政技术论文:关于市政给水排水非开挖拉管技术研究论文 摘要:随着我国城市化进程的加快,非开挖技术在我国得到迅猛发展。本文结合工程实例,对拉管工艺在重力排水管施工中的技术特点、注意事项进行了分析,为非开挖拉管技术在排水工程中的推广应用提供参考。 关键词:管线工程;排水施工;钻孔导向;非开挖;拉管技术;质量控制 1.工程概况 某工业区的环境综合整治项目涉及50多家企业,约2.8km长的生活污水、生产废水管网及纳入城市排水管网的部分支管管网改造。为了最大程度地减少对企业的道路影响,厂区内外的污水纳管工程广泛使用了非开挖拉管技术,取得了显著的经济效益和社会效益。 2.前期调查 项目实施前,通过全面的调查,掌握拉管施工区域地表和地下地质情况,合理设计管线走向和进出洞口位置,在满足拉管施工控制需要的同时,注意满足企业正常生产的需要。 拉管施工区域调查的内容包括:一是地下管线的探查,主要是通过查阅原始资料和地下管线探测仪探测,力求避开和避免损害既有管线;二是地质勘察,主要对管线位置的地下暗浜、既往回填、地下设施以及土质情况进行调查;三是地表障碍物调查,地表面可满足导航设备通过,具有实施控制的基本条件。 3.拉管施工技术要点 3.1导向孔轨迹的设计 导向孔是扩孔拉管的母线,也是最终形成的管线孔。与其它管线不同,重力管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求,施工难度大。因此,对于正在生产的厂区,管线设计既要考虑厂区的实际情况,又要满足施工的基本条件,以确保管线钻进时有较小的入土角度。根据综合设计和实际需要,工作井区间一般按100~200m的间距设置。当管线较深时,为保证入土角度,入土工作坑设计见图1。 3.2回拉力的计算及定向钻机的选择 定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型,回拉力的计算参考2007年福建省工程建设标准《水平定向钻进管线铺设工程技术规程》,具体公式如下: F拉=πLf[D2γ泥/4-dδ1(D-δ1)]+K粘πDL 式中:F拉——计算的拉力,kN;L——穿越长度,m;f——摩擦系数,f=0.1~0.3; D——生产管直径,m;γ泥——泥浆密度,kg/m3;δ1——生产管壁厚,m;K粘——粘滞系数,K粘=0.01~0.03。 本项目采用国产DDW—350铺管钻机、马克3导向仪。另配功率为45kW的不停钻射流循环泥浆搅拌系统,可快速制备钻进用泥浆;操纵台全功能数字仪表显示,具有独立的液压锚桩系统。钻机的主要技术参数:发动机功率为200kW,最大推力/拉力为380kN,最大回转扭矩为18kN.m,输出轴转速为0~110r/min,泥浆系统功率为45kW,泥浆泵流量为320L/min,泥浆泵压力为10Mpa,角度为8°~20°。 3.3管材的选用 根据设计文件,管材选用HDPE管,该管具有如下特点:①高韧性,抗拉能力强,抗刮痕能力好;②采用热熔对接一体化连接,密封可靠,连接强度高于本身强度,适于拖拉;③可挠性能好,管道走向容易按照施工轨道进行改变;④快速裂纹传递抵抗能力好。 3.4泥浆的配制 采用聚合物加强性泥浆,由优质膨润土泥浆加少量聚合物制成。该配方中膨润土和聚合物添加量约占泥浆质量的2%。扩孔拖拉中采用同样比例的泥浆,造壁性能良好,润滑和降低扭矩的效果明显,未发生塌陷等情况。 3.5导向孔的施工 根据测量定位的轴线,操作定向钻机水平钻进,路面上部采用控向仪等导航设备控制钻头的方向和深度,严格按设计轴线形成一条直径约为100mm的圆孔通道,孔道中心线即为所需铺设管道的中心线。开钻时采用轻压慢转,进人平直段采用轻压快转以保持钻具的导向性和稳定性。根据地层变化和钻进深度,适时调整钻进参数。施工过程中,密切注意钻进过程中有无扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况,发现问题立即停止施工,待查明原因并采取相应措施后再施工。导向孔完成后,对工作坑入土口、接收坑出土口的标高和方位进行复核,确保按设计轴线成孔。 3.6扩孔 导向孔完成后,卸下起始杆和导向钻头,换回扩钻头进行回扩。回扩过程中始终保持合适的泥浆量,对泥浆各性能参数进行不定期检测,以调整泥浆性能指标。根据地层的实际特点,合理控制回扩钻进速度,以利排渣。扩孔分3~5次完成,最后一次回扩需采用相应的挤扩式钻头,若回拖力和回扩扭矩较大,则需多回扩一次,以利孔壁成型和稳定。针对广东地区粉淤质土质的特点,实际操作时在泥浆混配系统中加入适量TERRA等稀释粉,该粉具有固化洞壁、润滑钻杆、塑管等作用并能起到防止管材变形等功能。在钻进回扩过程中,应及时做好施工原始记录,发现钻进时间、轴线角度、扭矩、顶拉力等异常情况,应立即停止施工,待查明原因并采取相应措施后再施工。 3.7回拖管材 HDPE管的管材连接要严格按电热熔施工要求施焊,回拖前应检查电热熔焊接质量,待焊接自然冷却、检查合格后方能进行拖管。在回拖管道过程中,密切注意孔内情况,钻机操作手应密切注意钻机回拖力、扭矩的变化。回拖应平稳、顺利,严禁蛮拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中,中途尽量避免停顿,以减小回拖的阻力。 4.拉管工艺的控制分析 4.1管线轨迹的设计 与其它管线不同,排水管道的重力流特征决定了其必须控制较小的坡度和标高误差,这对拉管的成孔控制提出了更高要求。为了保证引导精度,主要采取了以下措施:一是在管线设计时,充分考虑引导实施的可行性;二是适当设置工作坑,确保入土角度和标高;三是增加测定频率,精确换算管位深度,每0.5m测定一次;四是尽量减少测定干扰,尽量选择在生产间隙、车辆较少的时间进行施工。采取以上措施后,纳管工程约10km的拉管段,标高偏差基本上控制在50mm以内,满足了排水工艺要求。 4.2成孔质量的控制 重力流排水管成孔的主要特征是有一定坡度的直线段、较小的误差以及不设曲线段,这是与其它管线的根本不同,也是施工难点所在。为了达到这一要求,主要采取了以下措施:一是开挖相当的入出土工作井,以设计坡度或较小的入出土角度控制出入土点;二是在无法做到图1所示的工作坑时,必须对出入口附近的少量管段进行二次排管并接顺至检查井,确保有效段管线的顺直及一定的坡度。 4.3沉降预防 施工中遇到的另一个问题是防沉降。由于回扩头的质量、大小不同,加之不良土质的影响,在水管的外边产生间隙是必然的,这种间隙在管径较大、埋深较浅的管段容易发生沉降,主要需要防止、控制的地方是穿越主要道路下的管段。在拉管施工中,2m以下的较小管段基本上没有出现明显的下降,较浅的局部地方在一至两月以后有轻微下沉。为了杜绝在穿越道路时有下沉情况的发生,工程中主要采取的措施有:一是分多次完成扩管,这样可以尽可能消除土体受挠动后的变形;二是选择适于管径的刀头,尽量减小空隙;三是采取补救措施,对确定必须杜绝但有可能发生下沉的管段随管注浆。在这样的管段回拖管材时,外侧附带25~30mm的塑料注浆管,在完成拉管后封堵好井端管外缝隙,用注浆机注满水泥浆。这一措施对于短距离的管段简单可行,可有效杜绝路面下沉问题。 5.结语 非开挖作为一种新型的地下管线建设方法,最近几年在我国得到迅猛发展,随着我国城市化进程的加快非开挖铺管技术越来越受到人们的青睐。目前,在国际上非开挖技术的推进已经成为衡量一个国家地下管线施工科技含量高低的重要标志之一。发达国家非开挖技术的施工量有的已高达40%。笔者通过在某工业区环境综合整治项目污水纳管工程中的成功应用,并取得了良好的经济、社会效益,它对于大规模推广该项技术在重力排水管施工中的应用具有较强的借鉴意义。 市政技术论文:市政给水工程施工技术与质量控制要点 摘要:随着我国城市化进程不断加快,居民也开始对给水工程提出更严格的要求,其作为一项极为重要的工程,不光影响到城市的发展进程,而且,还会影响居民的正常生活与工作。由此可见,新时期的市政给水工程在城市化进程中占据着不可或缺的重要地位,尤其是给水工程的施工技术与质量控制,其重要作用都不容小觑。这就要求市政部门不断创新给水工程的施工技术,强化施工过程的工程质量,促进我国城市的发展与进步。 关键词:市政给水工程;施工技术;质量控制 1市政给水工程的施工技术要点 1.1沟槽开挖 开挖沟槽,要确定开挖断面和边坡坡度,为后续施工创造条件,保证工程质量和施工安全。其选择的依据有:土的种类及力学性质、地下水情况、断面尺寸、深度、施工方法、周边的环境条件。沟槽开挖槽底原状土不得扰动,控制好槽底的高程,不允许超挖。槽底局部扰动或受水浸泡时,采用天然级配砂砾石或石灰土回填,并且按设计要求进行地基处理。 1.2管道安装 给水管道在安装过程中要注意以下问题:①在正式安装管道以前,必须提前测量好,对管道沿线影响范围内地表或地下管线等构筑物设置观测点,进行监控测量。监控测量的信息应及时反馈,以指导施工,发现问题及时处理。②做好管节及管件下沟前准备工作。管节、管件下沟前必须对外观质量进行检查,排除缺陷,以保证接口安装的密封性。③保护工作必须做好。金属管道应按设计要求进行内外防腐施工,实施阴极保护技术,从而达到保护管道减少腐蚀的目的。④封堵管口。施工人员应在每日施工结束后将管口进行封堵,特别是大口径管道,避免小孩进入或动物闯入,防止意外事件的发生,并确保管内的清洁。⑤消除偏差。当连接管道时,如果出现错口或是管道不同心等问题,施工人员不能强行进行连接,否则有可能会出现其他不必要的问题。必须严格按接口的技术指标和设备的操作程序进行,严格控制中心位移偏差及管节接缝宽度和深度。 2市政给水工程在施工过程中面临的质量问题 2.1地下管线与设施出现相互交叉的情况 在改造市政道路的过程中,会涉及到多个施工部门,比如,热力、电力、燃气等,而且,都是在极为狭窄的工作环境下进行,有些可能是左右交叉,或是上下交叉。如果是在狭窄的有限工作面中,就有可能会出现质量问题,而且还无法和其他管线保持一定的垂直净距和水平净距,这样不仅会给维修作业带来困难,而且极易因应力集中而发生爆管现象,以致产生危害。管道交叉处理中应当尽量保证满足其最小净距。 2.2给水管道沟槽回填质量不符合要求 当开展沟槽回填工作时,由于施工人员没有严格依照设计要求进行施工,如回填土虚铺厚度过厚,且回填土土质不符合设计要求等。此外,还存在另一种情况,那就是阀门井室四周没有严格进行回填,且也没有按照要求进行夯实,故难以控制含水量。上述问题都会影响回填压实度,甚至还会出现路面沉降问题。 3市政给水工程的质量控制要点 3.1施工准备阶段 3.1.1全面了解设计图纸 无论是建筑施工,还是给水工程的施工,都应在第一时间熟悉设计图纸。因为只有熟悉设计图纸,施工人员才能掌握好管线的长度以及各施工细节,同时,还必须熟悉该地的工程地质、水文地质及周围环境情况等基础资料。 3.1.2检验管材 在施工阶段,施工人员除了要熟悉设计图纸以外,还必须要对管道的质量进行检验。如果管材的抗渗能力与抗压能力都不满足要求,就有可能会漏水或是变形,甚至还会引发爆管。为杜绝上述现象的出现,必须在正式安装之前对管道的外观质量进行检查,检查管内壁是否平整,承插口接口工作面是否光滑平正。此时,如果出现质量问题,坚决不允许使用,直到处理合格以后,才允许投入施工现场。 3.1.3测量放线 假如在测量过程中出现管道位置偏移或是积水倒坡等现象,就应在施工前严格依照测量要求对交换桩进行复测,且不允许随意变更管道的走向,哪怕是遇到建筑物,也要及时避让。在此过程中,必须灵活运用测量技术,并做好测量人员的安全防护。 3.2施工阶段 3.2.1拆除道路及恢复道路 当安装管道时,会涉及管道开挖工作,首先要注意过往行人的交通和出行安全,做好警示围栏。在管道施工前,必须依照设计图纸的要求,将开口宽度提前计算好,并用白漆画出来。施工中,要用切割机将路面切开,并用挖掘机开挖,紧接着,将砂层放好,以防不时之需。只要道路的性能受到沟槽质量的影响,就必须要及时进行处理。 3.2.2开挖 市政给水工程在具体的施工过程中,还需要进行开挖,这是一项非常重要的工作。而且,在开挖的过程中还需要进行正确选择施工方法和设备选型。因此,当开挖沟槽时,需提前将开挖的位置确定好,其次,检查地下是否出现其他构筑物。施工单位应仔细核对建设单位提供的工程勘察报告,进行现场沿线的调查;特别是已有地下管线和构筑物应进行人工挖探孔确定其准确位置,以免施工造成损坏。 3.3沟槽回填施工技术的质量控制 3.3.1对市政给水工程的具体施工情况进行分析 市政给水工程的施工是否有效、合理,会直接影响到整个工程的施工进展。所以,就需要对施工材料与设备加强检查力度,并做好记载,以便可以为日后的施工提供参考。在整个施工过程中,只要一出现回填土不足的现象,就要及时告知建设方,好让其做出调整,同时,还应对试验的土样进行检测,明确其是否符合要求。 3.3.2控制施工工序 市政给水工程中的沟槽回填施工技术是一项隐蔽的工程,且施工难度大,风险高,因而,就需要控制好沟槽的施工工序,确保该工程的施工质量。所以,在工程的施工过程中,必须要对回填技术引起重视,应该根据构筑物和管道的不同特点,确定回填与夯实顺序,应根据管子和管沟的强度确定回填方法来满足工程的要求。 4结语 综上所述,市政给水工程是一项隐蔽性强的工程,且管道埋设后看不见,只有在工程竣工以后才能对阀门井进行检验,此时,给水系统一旦出现问题,就有可能会影响到整个城市的正常运转,甚至还会引发安全问题,严重危及到行人的生命安全。所以,必须要提高给水工程的施工质量,不断改进施工技术,因为只有这样,才能保障城市给水功能的顺利运行,最终满足城市发展的要求。 作者:楼巧鸥 单位:浦江水务集团有限公司 市政技术论文:电子信息技术与智慧市政探讨 摘要:现今是一个信息化时代,信息技术渗透到各在各行各业当中。信息技术的发展为传统行业的发展带来了新机遇。大部分市政企业依旧采用传统方法进行管理,但这很明显无法满足现代化的发展。而信息技术无论是对市政工程的质量、进度还是成本均进行科学合理的控制,因此市政企业想要提升竞争力,就必须要利用好信息技术。本文从市政施工管理中信息技术应用的问题入手,进而提出了一些相关的解决措施。 关键词:电子信息;技术;智慧市政 引言 国内信息技术在近几年的发展迅速,逐渐渗透到了社会生产以及生活各个方面。现今,社会各行各业都需要借助信息技术来进行进一步发展的,这其中自然也包括市政行业。市政部门如果能够合理的利用信息技术这一先进管理手段,可以做到节约市政工程成本,合理的安排进度、确保施工质量,同时还能够减少许多不必要的浪费。所以,分析市政施工管理当中信息技术的应用就显得十分有必要。 1信息技术在市政施工管理中应用的意义 市政工程的施工内容多且杂,有着较广的涉及面,同时建设周期长以及经济环境复杂,造成和其相关企业所面临的潜在风险也较大。因为市政工程在施工的过程中有着较多的工序,内容相互交错复杂,大量的数据以及信息需进行交流以及处理,若无法进行快捷有效的反馈,就会导致决策滞后,进而损失大量的物力与人力。而传统的市政施工管理一般都是通过纸质文件来传递数据以及信息的,而靠书面通知之类的管理会降低各部门间信息传递的效率,从而直接降低管理水平和效率,但在利用信息技术后,不但提升了数据与信息传递的效率,还提高了当中内容的可靠性以及准确性,及时的问管理者提供管理依据,即使遇到了意外情况,决策者也能够做出迅速的反应,这从根本上提升了市政施工管理的水平和效率。信息技术能够将企业具有知识、技能以及资源进行有效的整合,从而提高其在行业当中的竞争优势。 2信息技术在市政工程管理应用中出现的一些问题 2.1信息技术应用的局限性 从现阶段我国市政施工当中信息技术的应用来看,其实并不是很乐观,信息技术的应用具有一定的局限性。其中包括市政施工单位没有正确的认识到信息技术的重要性等。存在较多市政施工单位在进行日常工作当中,采用计算机信息技术的仅占一部分,而采用计算机信息技术的单位也只是将信息技术应用于表面,如信息查询、电子档案的存取以及文件的编辑和打印等,没有真正的发挥出信息技术整合以及分析数据的功能,自然也就没有办法对市政施工进行现代化动态管理。通过现阶段的发展现状可知,施工单位只是在某个环节(往通常是市政工程施工前期的准备阶段)应用信息技术,而对施工进度管理等关键的部分所采取的方式依旧是传统的,如较多的市政企业在工程的造价预算等阶段通常会利用信息技术来对工程进行一个总体的分析,进而获得出一个大致的施工数据,在通过分析这些数据来完成工程的预算管理等。但是信息技术却很少用在工程的施工阶段,如施工安全的控制以及施工进度等方面。再加上市政施工本身的复杂性,若是市政行业无法做到将信息技术贯穿到整个过程的话,这将会严重阻碍到市政行业的未来发展道路。正因如此,可得出信息技术在国内市政施工管理中的应用还未成熟,管理者的思维还处在较为僵化的一个状态内,无法实现在市政施工管理中灵活的运用信息技术,导致其出现较为明显的局限性。 2.2具有较强的孤立性 根据相关调查数据我们能够知道,现今多数的企业和单位已开始重视信息技术,也对其进行了较好利用,同时也启动了局域网系统和项目管理系统。但是我必须要承认一点,那就是部分市政施工企业的信息流动都是产生于项目经理和工地现场的内部,其并没有做到和其他相邻企业间的有效互动和沟通。除此之外,因为市政管理信息化缺乏一定的标准,导致不同的软件在企业部门中无法进行共享,市政的施工各环节以及各阶段的数据无法进行及时的、有效的交流,造成信息资源在市政施工管理中无法实现全面的整合优化。上述均表明了信息技术在应用方面的孤立性,这也会在很大程度上影响企业的健康发展。 2.3缺乏专业的信息技术管理人才 信息技术本身就有着较高的含金量,因此对人才的要求也较高,如连操作先进信息技术的处理能力都无法具备,就更别提管理了。现阶段大部分的市政施工企业为了能够进一步的节约成本,没有认识到人才的重要性,忽视了对高技能人才的培养,导致信息管理缺乏人才,因而无法进一步的提高施工管理的信息化程度。 3提高信息技术在市政工程管理中应用的措施 3.1信息技术在市政工程进度管理中的应用 在市政施工管理中,第一步工作为合理的、科学的编制好工程总体进度规划,进而形成一个良好的网络计划。采用总网络支持子网络和项目工程分解结构确定好阶段性任务里程。建立在项目工程分解结构的节点之上,对各种资源进行科学合理地分配,且将其自动的导入到总网络。通过总网络工作任务,如此工作任务就能够成功的被各项目工程分解结构分解掉,同时承包单位也须将其完成的分包任务进度反馈给总网络,借此总网络可有效地计算以及分析出实际进度,从而将实际完成的任务进度和计划进度进行有效的对比,找出其中所存在的问题,进而提出具有针对性的解决方案。与此同时,进度管理模块可将其他信息模块有效的连接在一起,最终和预算申请模块、计划调整模块、采购模块以及合同管理模块等联合起来形成一个大型的管理网络,让企业能够真正的对市政施工管理实施现代化的动态管理。 3.2加强对信息化工程建设的正确认识 现阶段在信息化工程的认知方面,仍存在部分的市政行业停留在表面,这很大程度上降低了企业的整体信息化水平。决策管理者的思想正确与否直接关系到企业信息化的程度,所以,进一步加强培训企业管理者对信息化的正确认识十分重要,利用相关的培训来转变管理者在思想上的认识,使其能够充分的认识到企业离不开信息,利用信息技术能够更好的做出正确的决策,从而需要进一步加快对信息化的建设。信息化工程建设关系企业组织结构管理制度、未来发展规划和业务流程,故此,可知信息技术对市政行业的发展的重要性。 3.3实现信息系统的一体化 由于市政行业工作过程的影响,所以在招投标和工程项目的过程中会用到许多行业、地方乃至国家的配额,而这些管理内容和系统往往过大,因而在数据计算的难度也更大,所以施工企业必须的标准建立灵活的使用,严格遵守,这是企业开展的有力依据项目成本预算。此外,施工企业在项目实施过程中通常会涉及固定成本、计划进度、质量安全、物资设备、人事管理和财务核算等不可或缺的要素。和信息管理的项目中的应用和发展过程中必须充分考虑建设项目管理的物种可能涉及的内容和问题的研究,使这些项目与实际有效联系实际操作,更好的实现不同业务内容合作关系,建设项目不同部门之间的工作关系的有效协调,从而形成一个全面、系统、有效的工作环境。 4结束语 随着信息技术的不断前进以及提高,信息化在市政行业的应用也愈加广泛和成熟,建设施工部门以及单位需要重视信息技术在施工管理中的应用。合理的、充分的利用信息技术可大幅度的提高市政施工技术水平、安全水平以及工作效率。特别是在一些部分专业的施工中,应用计算机进行一些先进技术,如自动化的控制和信息处理等,不但可以将成本降低,减少工作强度,还能够解决一些在传统施工中无法进行处理的复杂问题。现阶段,信息化技术在国内的市政施工管理中虽存在较多的问题,但只要我们一直坚持努力的去研究信息技术,我国的市政施工信息化管理水平一定会不断的上升。 作者:许金生 单位:芜湖市市政工程管理处 市政技术论文:市政公用工程道路路基施工技术浅论 摘要:路基施工是市政公用工程道路的重要部分。本文对市政公用工程道路路基施工的特点和存在的问题进行了详细的分析,并提出了对应的改进措施。 关键词:市政公用工程;道路路基;施工技术 前言 随着社会经济的不断发展,城市建设的不断加快,人们对城市交通道路也提出了更高的要求。路基施工是道路建设的重要基础,直接关系着市政公用工程的建设质量,因此,应该加强对市政公用工程道路路基施工技术的研究,提高路基施工质量,进而保证市政公用工程道路的整体质量,更好地为人们的出行安全服务。本文在阐述了市政公用工程道路路基施工重要性的基础上,对目前市政公用工程道路路基施工中存在的问题和难点进行了分析,并对市政公用工程道路路基的施工特点进行了讨论。 1市政公用工程道路路基施工的重要性 路基是道路施工的基础,是重要的功能层面,起到承载、传递压力和支撑稳定的作用。而市政公用工程道路的路基施工更是关系着国计民生的大事,要高度重视。如何道路路基出现问题,造成道路铺面的不稳定,出现塌陷等问题,将会为城市的道路通行带来不利影响,还会影响到市政公用工程道路的其他建筑结构,并影响市政公用工程道路的整体使用寿命,对政府在人民心中的形象也是一个很不好的影响。因此,要加强对道路路基的施工要求,严格按照施工设计,遵守相应的施工规范,保证市政公用工程道路的质量达到技术要求,更好地服务人们的生活。 2市政公用工程道路路基施工中存在的问题 在目前的市政公用工程道路路基施工中还存在一些问题,严重影响着路基施工的质量,进而影响市政公用工程道路的质量。下面将对这些问题进行详细的分析,以便找出解决的办法。(1)市政公用工程道路需要保证路面行车的安全,因此其路基必须要具有一定的强度和使用寿命。但是某些地区的地下土层强度不够,甚至有的是天然的软土层,强度严重不足。因此在受到地震的自然灾害的冲击时就会发生下沉或者变形等问题,严重影响着道路的通行安全。所以需要对这些地下土层强度不足的地区进行补强。(2)市政公用工程的道路不可以都是笔直平坦的,如在城市道路中随处可见的边坡,在对边坡路基进行施工处理的时候,要想办法提高其抗雨水冲刷的能力,保证市政公用工程道路的整体质量。(3)针对路基土壤强度不足的问题,一般市政规划设计部门会采取在土壤中添加硬质土壤或者其他高强度材料的方法来增加土壤的强度。而这种补强的方式又会带来新的问题,就是对于路基的沉降和剩余沉降的比例难以控制。 3市政公用工程道路路基施工特点 市政公用工程道路的路基施工具有一些独特的特点,对这些特点进行分析对于更好地进行路基施工是非常有利的。下面将对市政公用工程道路的路基施工特点进行分析。①市政公用工程道路的路基施工多采取大型施工机械设备,因此需要专业的机械人员来进行机械操作,保证施工安全和进度。②市政公用工程道路路基的施工不但要考虑路基工程本身的设计要求,还要充分考虑周围其他结构的影响,比如路边边坡、路肩、挡土墙和排水管等等,因此,在路基施工设计是一项综合性的施工设计。③市政公用工程道路路基施工现场处于露天环境,易受自然环境的影响,同时由于施工现场涉及到多个专业领域,对于路基施工的现场管理也是不利的,因此,必须制定好管理规范,保证路基施工现场的顺利进行。 4市政公用工程道路路基施工技术研究 针对市政公用工程道路路基施工存在的问题和其自身的施工特点,本文提出了一些改进的措施,下面将对这些措施进行具体阐述。(1)做好施工前的准备工作。对于市政公用工程道路的路基施工一定要严格按照施工设计图纸进行。在施工前,要按照施工设计图纸对施工区域进行详细的测量标准,以便能够对结构物的位置做出明确的标识。因此,在测量时要对构造物的大小、形状和位置做出明确标记,保证施工符合图纸设计。(2)在市政公用工程道路路基施工过程中要做好对劣质土壤的处理。路基施工的土壤质量直接影响着道路最终的质量和车辆的通行安全,因此一定要保证土壤的强度。对于土壤强度不够的情况一般会采取夯实、添加硬质材料或者沉桩、预压等等方法。具体地来说,夯实就是采取大型的机械设备对土壤进行镇压,增加土壤的密度,进而改良土壤的硬度和强度。添加硬质材料主要是指在土壤中添加水泥、石灰等,通过添加这些功能材料增加土壤的硬度和防水性等,保障路基的强度。(3)做好边坡处理,预防塌方。在市政公用工程道路路基施工过程中要尽量做到不对周围环境进行大范围的破坏。因此,对于边坡的处理就尤为重要,在施工中要对边坡进行稳定性分析,并充分考虑边坡路段的地势、土质、水源的等等,采取合适的施工方案,降低边坡路段的滑动力,增加其抗滑能力,保证边坡路段的顺利施工。(4)市政公用工程道路路基的质量很容易受到水流侵蚀的影响,因此,在路基施工过程中要做好排水工作,避免水流对路基的侵蚀。一般情况下可采用以下的措施来进行路基排水,比如对于大面积的积水可以挖沟来进行排出,同时还可以在路基表面设置急流槽,对于路基的地下水,还可以采取盲沟和暗沟的方式来进行排出。 5总结 市政公用工程道路路基的质量直接影响着市政公用工程道路的质量,对于城市建设和人们日常生活以及出现非常重要,因此,应该加强对市政公用工程道路路基的施工技术研究,严格按照施工设计和相关规范来进行施工,保证路基施工的质量,使得市政公用工程道路能够更好的为人们服务。 作者:解侠克 市政技术论文:市政桥梁工程下部结构施工技术 摘要:国内近些年来有许多关于市政桥梁质量的问题,其原因不一而足。通过以往的经验表明,在施工的过程中导致桥梁质量问题的发生因素非常多而且复杂。但是很多时候我们并未对下部结构技术引起足够的关注,这大大影响了市政桥梁的施工质量。本文笔者对市政桥梁工程下部结构施工技术进行了分析,希望对相关从业人员具有借鉴意义。 关键词:市政桥梁工程;下部结构;施工技术 前言 众所周知,市政桥梁工程是市政建设的一个不可或缺的重要组成部分。它的施工工序很多,其中包括勘探、设计、施工、检修与维护等。其中,施工这一点是最为重要的,而下部结构施工则是重中之重,也是最为关键与优秀的地方。 1市桥梁工程下部结构的基本情况 一般地说,桥梁工程结构包括三个重要组成部分:桥孔结构、下部结构与支座系统。其中下部结构通常有三个重要组成部分:桥墩柱、承桥台和墩台基础。由于下部结构的特殊位置以及受力大,它在很大程度上直接决定着市政桥梁在建成之后能够长期、稳定、安全的发挥应有的作用。事实表明,下部结构的各个要素所起到的作用都各有不同,比方说桥墩柱,它作为桥梁中间的承接物,必须能够接受水压、风力以及上部最为主要的压力。而墩台基础会将上部结构的压力顺利的传导至地面位置,只有这样才能将桥梁加以稳固。而且桥梁工程的下部结构在很多时候还会受到雨水以及地震的侵袭。还有一点也是我们最为熟悉的,就是需要承担大量过桥物体的重压(尤其是后八轮、罐车等),这些重压都会由上而下将力传达至下部位置,这样一来就会给桥梁的质量提出了更高的要求。 2桥梁下部结构的相关施工技术 前面已经讲到,桥梁的下部通常会分为基础、桥墩、桥台这三大重要组成部分,这三大组成部分在施工中通常是彼此之间相互独立而存在的,下面对这几个方面分别加以阐述。 2.1基础施工 一般地说我们会按照埋置的深浅来划分,主要包括:深基础(桩基础、管柱基础、沉井基础等)和浅基础。而作为直接基础的一种重要形式——扩大基础,主要特点就是将基础底板直接安装在地基位置,然后通过扩大基础的底板自上而下的传递到地基上。它的施工工艺我们最为常用的是明挖,换言之,就是根据现场的实际地质情况选择合理的排水方式,同时采取行之有效的方式来防止渗漏现象的发生。接着我们需要根据之前的设计要求开挖基坑支护作业和基坑土方。通常而言,基坑的大小与基础施工的要求保持高度的一直,根据以往的实践经验表明,基底应大于设计平面尺寸每边的50~100cm,当然了,这个是需要相关测量人员通过使用仪器或者设备来正确测量边线位置、基础轴线和标高而得出的结论。做完之后,监理工程师要细致入微的审核数据和划线区,经过反复验证确保毫无差错之后方可开始挖基坑,值得注意的一点是,基坑的的深度要在小于6m。而沉井基础结构一般会以井筒状呈现在人们的眼前,施工工艺主要包括三大部分:下沉沉井、清理沉井基地与沉井封底。依靠桥梁自身重力来克服井壁摩擦力(在合理的范围内)一直下沉到设计高度为止,然后清孔干净,最后一步就是封底混凝土同时填塞井孔。然而桩基础通常由两大部分共同组成:桩和承台。其中桩在平面排列上通常会以一排或者多排的形式出现,桩顶会通过承台彼此联接成一个整体来传递一定的荷载,桩身会埋入地基土之中(部分或者是全部)。需要引起大家注意的是,在桥梁施工的时候使用最为频繁的是钻孔灌注桩,事实表明,这种方式对地质产生良好的适应性,机械设备操作起来与其他的方式比较而言显得更为简单,而且不容易产生挤土现象。通常的说,它的施工由以下三部分所共同组成:灌注桩成孔与清孔、制作及安放钢筋骨架地、浇筑水泥混凝土。其中第一部分是通过钻机作业来完成。值得注意的是,在安装钻机安装的过程中要根据实际情况确保转盘中心、机架吊点、桩位中心三点一线,而且在作业期间的速度一定要适中,切忌发生由于速度过快而撞损护筒的情况,等到作业结束之后要在第一时间认真仔细的检查各项指标是否达标,对于没有达标的要做好记录并且进行上报,要求施工单位以最快的速度予以解决,检查完全合格后方可进行接下来的钻孔的清孔作业。然后是制作钢筋骨架。据以往的实践经验显示,在这个过程中相关施工人员需要根据实际需要想方设法对骨架加强保护,通过这种方式来有效避免变形现象的发生。事实证明,不管是现场加工或者是加工后运到现场,都需要指派专人进行定期或者不定期的仔细检查,从而确保各项指标完全达标。最后一个部分就是浇筑水泥混凝土。这个部分主要包括两个重要步骤:导管施工和注入水泥混凝土。其中导管在使用前要进行必要的抗拉力测试,经过测试完全合格后才能进行使用。需要引起大家注意的是,在安装导管的过程中要在底部位置预留适当的空隙,这样做的一个最大的好处是为了便于灌入混凝土,然后浇筑混凝土,其中首批灌注的混凝土务必要埋住所有的导管,如果发现灌注的位置接近钢筋骨架时要根据实际需要适当减速。 2.2桥墩 一般地说,桥墩主要分为两种重要形式:柱式桥墩和钢筋混凝土薄壁墩台。其中柱式桥墩相对而言适用范围更广,而且操作起来更为简单。事实表明,在桥墩制作过程中的注意事项与上述的基础要求大同小异,但是细节方面还是要引起足够的重视才行。由于桥墩位置易受大气及水的侵蚀,鉴于这种情况在选择混凝土的过程中最好是选择耐腐蚀性比较强的混凝土,而且混凝土表面要尽量的做成光滑的清水混凝土。 3质量与安全管理的措施 3.1市政桥梁在施工的过程中,通过网络来进行管理 全面管理,逐步落实,各尽其职,各负其责。同时,还应该实行一票否决,工程师有一票否决权,每一道工序都有专门的检察人员、使工程的各个环节都能够较好的保证质量。 3.2严格管理材料的质量 各种原材料都需要有合格证书还需要进行逐个取样检测,检测结果合格之后才能在工程中使用。 3.3重视现场施工的调度 对于工程的进度进行合理的安排,让各工序之间能够协调高效的运作,对于生产过程中存在的疑难问题,及时进行探讨,及时解决。 3.4成立安全管理领组 在思想上明确安全的重要性,做到执行安全的技术规则,做到标志明显、进场教育、定期检查、防范周密。入场之前需要正确的佩戴安全帽,对于鞋子,禁止穿拖鞋或是高跟鞋、或是光脚进行施工,施工现场不能有闲杂人员随意进入。3.5对设施进行及时维修对施工的机械设备和机具定期进行保养维修,使之能够始终处于良好的状态进行工作。 4结束语 综上所述,市政桥梁的下部结构作为桥梁不可或缺的重要组成部分,它的质量高低在很大程度上将会直接关系着整个桥梁的质量以及往来车辆的行驶安全。因此市政单位在施工的过程中要将质量监管放在非常重要的位置来对待,从而确保整个施工过程顺利开展。 作者:李芳 单位:太原市市政工程总公司 市政技术论文:市政公用工程道路路基施工技术 摘要: 随着我国城市化发展进程不断推进,市政道路工程作为我国城市建设的重要组成部分,对城市发展有着重要影响。在市政道路工程施工过程中,道路路基施工是重中之重,路基施工质量直接影响着整个道路工程的整体质量。由此可见,加强市政道路路基施工研究工作有着重要意义。本文重点探究路基施工的质量要求,进而分析市政道路工程路基施工技术,旨在推动我国公共交通业发展进程。 关键词: 市政道路工程;路基;施工技术;施工质量 随着我国城市化建设进程不断推进,市政道路工程建设作为城市建设的重要组成部分,对我国城市建设与发展有着重要影响。市政道路工程中的路基施工质量会直接整个工程的质量性与稳定性,也是市政道路工程建设中的重要环节。因此,为了能够保障市政道路工程的质量,我们必须要加强路基施工技术,全面提高路基的性能。针对不同的施工环节,采用不同的施工材料与设备,并加强后续市政道路工程的保养工作,这样才能够保障市政道路工程路基施工的质量性与稳定性。 1路基施工质量要求 随着我国社会经济不断发展,人们对市政道路工程质量的要求越来越高。路基施工质量直接关乎着市政道路工程质量,如果路基施工出现质量问题,会对后续施工有着重要影响,因此,为了能够保障市政道路工程整体结构的稳定性与安全性,要求施工单位必须要加强对路基施工环节的重视程度。路基施工需要满足水温稳定性、强度、结构稳定性等要求。第一,由于路基会长时间受地面水、地下水的影响,在长期使用过程中很容易产生性能降低问题,这就要求能够保障水温的平稳性,从而提高路基性能;第二,路基结构必须要具备一定强度。由于市政道路工程在使用过程中会受到较强的外力作用产生形变,这就需要保障路基结构强度;第三,路基结构必须要具备一定的稳定性。市政道路工程结构在受到较大承载压力后,会产生娘路基结构变形问题,为了能够保障市政道路工程的整体质量,必须要加强路基结构的稳定性。 2市政公用工程道路路基施工技术分析 2.1劣质土壤处理技术 通常情况下,市政道路工程都建设在郊区,很容易遇到劣质土壤问题,从而造成路基出现不连续、不稳定问题,严重影响路基的结构与性能,影响市政道路工程的整体质量。因此,针对劣质土壤问题,施工单位必须要采用劣质土壤处理技术,从而提高土壤的稳定性,为后续施工提供保障。劣质土壤处理技术分为三种方法:采用机械设备与夯实技术,其中,夯实技术是改善劣质土壤性能的常用方法,并配合大质量机械,如压路机等,提高土壤密度、强度、硬度,这样即可加强路基性能与稳定性。化学处理技术。可以在劣质土壤中融入一些功能型材料,如飞灰、石灰、水泥等材料,通过化学反应来提高劣质土壤的防水性与弹性,从而减少土壤收缩系数与膨胀系数,提高路基结构稳定性。物理处理技术。通过加热、沉桩、预压、通电等方式,从而改变路基土壤的凝聚性,减少地质隐患和地下水对路基影响,在加压和挤密前提下,能够优化土壤性能,从而满足路基稳定性与功能性的施工需求。 2.2路基施工中填方改良 填方改良技术作为市政道路工程施工中常见的技术,能够极大提高路基施工的稳定性与安全性。融入填方改良技术的实质是利用土壤加劲来提高路基性能,辅面加劲主要是在路基辅面中融入施工合成材,利用合成材变形出现的部分荷重,从降低铺面受力后产生变形的几率,达到加劲的效果。提高路基承载力是路基施工中的重要环节,可以采用加劲片来提高路基荷载力,其填方改良原理为:第一,通过加劲材料改良能够提高土壤剪力强度;第二,由于土壤与加劲材料之间会产生摩擦,从而产生相应的剪力阻抗提高填方平稳性。通常情况下,路基加劲土设计更加适用于排水良好的颗粒土壤施工,避免空隙在凝聚性土壤造成不良影响,从而影响剪力强度。此外,由于路基变形问题都是因为荷载问题,但在此设计条件下,一旦路基受到荷载产生变形也会带动加劲材变形,加劲材变形会吸收很多荷载量,减少向下传递应力,从而强化加劲效果。 2.3挡土施工技术 由于市政道路工程施工都是露天进行,这就需要重点考虑自然环境问题,这样才能够保障市政道路工程的质量性与稳定性。在路基施工过程中,需要结合当地的自然情况,避免出现大挖大填现象,保障填方边坡、挖方边坡的稳定性,避免产生塌方问题。预防边坡崩塌作为路基施工中的重要一环,需要在施工前对边坡稳定性进行分析,如果存在产生塌方的可能性,需要结合当地实际自然情况采用相关处理技术。防止边坡崩塌,主要减少边坡的滑动力、提高边坡抗滑能力,结合施工地势、地质、水源、经济等层面合理选择施工方法。 2.4道路路基压实 想要提高路基的整体强度,就必须要强化路基压实技术。近些年来,我国市政道路工程多是采用大吨位压路机实施碾压。新型压路机与传统压路机相比,大吨位压路机能够有效的提高路基碾压强度,完全能够满足国家一级道路和高速公路的压实密度(大于95%),从而提高路基的稳定性与安全性。2.5填料控制在市政道路工程施工过程中,需要结合当地施工条件与自然环境合理采用过渡段合理填料,由于填料性能会直接影响到工程实际的平整性,同时也会对路基内部结构稳定性造成一定的影响,最终会关乎到行车的安全性宁问题。这就要求在选择填料过程中需要根据施工地区本土情况与土质合理选择填料。在填料选择中,不能选择空隙过大的填料,否则会在很大程度影响路基路面的压实度,而压实度也是影响市政道路工程质量与性能的重要因素。 3结束语 市政道路工程作为城市建设的重要组成部分,加强市政道路工程建设对社会经济发展与人们生活质量有着直接关系。路基作为市政道路工程中的重要组成部分,路基施工质量直接关乎着整个道路工程质量。因此,在路基施工过程中,需要严格按照设计规范与施工要求开展施工,施工单位、监理单位必须要树立“质量第一”的理念,严抓质量关,全面检测每一项施工的情况,从而保障市政道路工程整体施工质量。 作者:蒲智慧 单位:成都宜泊信息科技有限公司 市政技术论文:市政给排水工程设计中节能技术的路径 摘要: 目前,随着我国城镇化趋势的推进,市政给排水工程逐渐增多,市政给排水工程对于整个城市建设起着重要作用,故社会各界对于市政给排水工程的关注度很高。然而,诸多城市市政给排水工程设计中存在大量问题,无法很好实现节水目的,为了解决这些给排水工程设计弊端,则需要重视合理应用节能技术。本文笔者细致分析市政给排水工程设计中存在的问题,并提出了相应的节能给排水技术的应用路径。 关键词: 市政;给排水工程;节能技术;路径;研究 近年来,我国水资源愈发紧张,且呈现出分布不均现象,为了解决居民用水问题,市政给排水工程成为政府与居民的关注重点。市政给排水工程现已成为城市居民用水的保障工程,然而给排水工程再设计运行过程中突显出诸多问题,需要及时借助节能技术解决这些问题,完成市政给排水工程的优化完善,实现城市用水的节约目的。 1市政给排水工程设计中存在问题 1.1环保节能意识较为薄弱 市政给排水工程设计在过去重在发挥城市给水与排水功能,其注重实现给排水目的,未渗透节约用水意识。因此,传统的市政给排水工程在投入使用中引发大量的水资源浪费,如典型的传统供暖给排水工程,其设计忽视节能理念,设计的管线繁杂混乱,导致热水浪费较为严重。另外,城市居民生活与企业生产中产生的废水,由于处理不到位便通过管道排入江河,导致生态环境遭受严重的破坏,可见,市政给排水工程设计中必须强化渗透环保节能意识。 1.2设计无法适应城市发展 目前,我国城市发展速度迅猛,城市人口呈现激增趋势,因而城市供水具备巨大的压力,然而大部分市政给排水工程在设计时,忽视城市发展中突显的各类情况,脱离现实进行工程设计,导致设计施工建成的市政给排水工程不能适应城市发展需要,从而引发城市供水紧张的状况,故市政给排水工程设计需要正视城市发展实际问题,并借助设计有效解决这些问题。 1.3工程管道设计不够合理 市政给排水传统工程设计中,设计管道往往埋设较深,尤其针对废水排放的管道埋设更深,这一现象无形中增加了维护修理的难度。同时,废水排放管道埋设太深,也不利于废水排放。另外,由于传统管道施工设计中,针对城市需求、环境情况等方面分析较少,导致管道施工中突显诸多不科学问题,无法顺应城市供给水资源以及排水的需要。 2市政给排水工程设计中节能给排水技术的应用路径 2.1节能技术在给水系统中的应用路径 市政给排水工程包括给水与排水两大部分,故给水系统属于市政给排水工程的重要组成部分,其能够保障居民生活有序进行,能够确保城市持续生产,因而在给水系统中应用节能技术非常必要。首先,需要做好前期调研准备工作。设计人员需要细致调研城市的发展现状,明确居民的用水需求,合理确定居民用水量额度,进而为节能技术在给水系统中的应用提供研究材料,保障节能技术在给水系统中科学规划设计,确保节能技术发挥其实效性。其次,注重给水系统的科学高效设计。城市供水需要重视供水方式的选择与供水规模的把控。在城市节能供水方式上,其包括蓄水池供水法、直接供水法、分区平衡水压法以及其他供水法。对于蓄水池供水法,该法借助事先修建好的蓄水池,运用水泵施压,进而完成输送水资源的目的;针对直接供水法而言,其直接依托市政官网压力实现供水目的,因而方便快捷;关于分区平衡水压法,其依托支点缓解出水点水压,从而完成水资源的输送供给;有关其他供水法中主要突显出对于新能源的利用,新能源往往具有低碳环保、便于利用等优势,能够有效提升工程的社会效益与经济效益。如太阳能供水、风能供水等在给水系统中的应用。在供水规模的把控上,由于城市人口在飞速增长,土地资源尤为紧张,为了缓解居民生活与工作的场所需求,建筑设计高度不断提升,该现象为供水提出了新的挑战,在这种情况下需要有效借助市政官网,设计分区供水,针对不同楼层、不同高度分别设定供水方案,进而在满足居民生产与生活用水需要的前提下,有效实现节约水资源、保护环境的目的。 2.2节能技术在排水系统中的应用路径 市政排水系统在设计运行过程中,需要全面考虑可能存在的灾害影响,并制定可行的防治策略。同时,由于排水系统与给水系统是相互配套的,因此需要同步进行设计优化。目前,社会各界对于环保节能问题逐渐重视,故对于排水系统的设计提出更高的要求。市政排水系统在应用节能技术时,首先,需要关注自然环境现状,充分考虑自然降水对居民生产生活可能产生的不利影响,以及其他自然因素对排水系统的要求,进而有目的地选取节能技术,设计有效的排水系统。其次,需要充分考虑到防汛期间对于排水系统的要求,排水系统设计人员需要收集防汛期相关资料,全面分析防汛期间对于排水系统的具体要求,针对性地制定相关降洪措施,从而实现环保节能效果。再次,市政排水系统担负着排放生产与生活废水的重任,其关系着城市生产与生活的有序开展,故运用节能技术设计排水系统势在必行。为了高效解决废水排放问题,需要分析计算出污水排放量,确保管道施工建成后能够达到污水排放要求,同时,充分应用适宜当地环境需求的节能技术,尽可能降低污水对于环境的破坏,实现排水系统的节能环保效能。 2.3采取行之有效的节能技术保障路径 首先,提升民众的节能意识。由于城市部分居民节能意识薄弱,浪费水资源现象严重,故需要有效加强民众的技能意识。政府可以通过电视、网络等传播媒介节能节水公益广告与宣传片,也可以通过新闻宣传节能节水的重要性,从而使民众在耳濡目染间提升节能意识,进而促进市政给排水工程设计人员自觉主动应用节能技术,有效完成节能技术与给排水工程设计的融合。其次,政府可以制定更为详实的节能节水法律政策,并积极推动政策法律的实施,借助国家政策要求,强制民众形成节能节水习惯,从而确保市政给排水工程设计中,节能技术的应用成为民众的要求,进而实现节能环保技术在市政给排水工程设计中全面应用,最终达到节能节水的效果。 3结语 总而言之,节能技术应用于城市市政给排水工程设计中是时代的迫切要求,是顺应社会发展步伐而提出的重要议题,故研究市政给排水工程设计中节能技术的路径尤为重要。当然,我国节能技术在市政给排水工程设计中必然存在疏漏之处,故需要不断探寻出设计中存在的问题,并借助社会各界的力量解决突显的问题,从而确保给市政排水工程发挥其实际效能。 作者:白国路 单位:广西双建工程咨询有限公司 市政技术论文:市政给排水工程技术探寻 摘要: 城市给排水工程是隐蔽性工程,城市给排水工程质量直接影响到城市整体形象。给排水工程对于整个市政建设来说是一项重要的工程项目,其优秀管理就是技术性管理进程。具体施工技术管理要点主要包括:施工准备阶段、施工阶段、管道施工阶段、竣工及验收阶段。本文简要分析了市政给排水工程技术管理要点,希望能够提供一些有价值的参考意见。 关键词: 市政;给排水工程;技术管理;要点分析 市政给排水工程是由埋设在城区地下的给水及排水管网组成的给排水为主要功能的地下管网。通常情况下,现阶段市政给排水工程施工管理中主要存在着施工单位技术不过关、规范管理工程质量标准缺失等方面的问题。给排水工程对于整个市政建设来说是一项重要的工程项目。其优秀管理就是技术性管理进程。具体施工技术管理要点主要包括:施工准备阶段、施工阶段、管道施工阶段、竣工及验收阶段。 1现阶段市政给排水工程施工管理中存在的问题 现阶段市政给排水工程施工管理中主要存在着施工单位技术不过关、规范管理工程质量标准缺失等方面的问题。 1.1施工单位技术不过关 城市给排水工程是隐蔽性工程,有着维护不便的特点,在一般情况的施工中施工质量控制无法达到标准。究其根源主要是施工单位技术不过关。现在城市给排水施工单位大多数是原有的小型企业发展而来,没有过多的技术性积累,企业在获得整个工程项目的时候,没有达到相应的资质和技术水平,所以在整个施工过程中,很容易出现一些工程质量方面的问题。 1.2规范管理工程质量标准缺失 城市给排水工程质量直接影响到城市整体形象,在施工过程中有许多单项制度与方法不完善。部分施工单位对于规范管理过程中具体工程质量的把握不是很到位,将自身权利与给排水工程中的具体细化性的操作规范非原则性的调换,产生规范管理工程质量标准缺失,无法规范整个工程质量。 2给排水工程主要技术管理要点 给排水工程对于整个市政建设来说是一项重要的工程项目。其优秀管理就是技术性管理进程。具体施工技术管理要点主要包括:施工准备阶段、施工阶段、管道施工阶段、竣工及验收阶段。 2.1给排水工程施工准备阶段 施工准备阶段是给排水工程前期准备阶段,主要准备工作包括图纸的制作与审验、施工组织计划的编制、工程质量管理计划三个工程阶段。在给排水施工前要根据实际工程总量与给排水工程主要线路走向编制施工图纸。图纸要突出给排水管线的坡度的设计;给排水管线与其它管网的相互交叉要重点标注。在施工组织设计的编制阶段要根据实际施工现场情况来制定施工组织设计,不能为了简便生搬硬套其它工程项目的施工组织设计。要有组织、有计划的对重点工序进行重点设计,确定有效的给排水工程检验方法与检验程序。 2.2给排水工程施工阶段 市政给排水工程现场施工阶段是一项涉及到多个行业与部门协调的工程施工阶段包括材料检验阶段、现场管理、施工质量控制三个方面。基本材料的检验要严格依据设计要求,确定批次取样的标准与要求,不得将非合格产品应用到给排水工程施工中。通过合理、科学的现场管理手段可以促进施工质量的提升。在具体的现场管理工作中,要将基本施工单元的责任与整体的施工进度进行对照性比较,发现工程进度落后的工程单项负责单位,督促单项工程进度落后的施工单位,必要时重新布置施工任务,保证施工进度。统一管理施工过程中涉及到的工程用水用电。在施工质量控制方面施工单位要与主管单位进行质量保证体系的对接。结合给排水工程实际施工要求控制施工质量与进度,对不适合施工进度与施工质量的施工方法要严格给予取缔。给排水工程质量保证体系要施工单位与主管单位一起建立适合的质量控制体系,保证质量体系的运行。将给排水工程主要施工质量控制要点通过质量控制体系来保证施工质量,结合质量控制要点与技术目标共同制订隐蔽工程验收制度。 2.3管道施工阶段 在城市给排水工程管道施工阶段尤其重要,其质量直接影响到整体工程的进度与工程整体质量,直接影响给排水工程能否正常运行。在管道施工之前先要对进场的管材进行全面的重新检查,检查管材中是否存在质量缺陷的原材料,杜绝不合格质量原材料进入管道施工阶段。在管道施工前,要重新复核给排水工程先期工程质量,重新复核主要工程数据保证各项工程指标的正确性。在管道施工前做好管道基础处理工作,主要是处理好不适合管道铺设的软土基层。保证管道内管壁的清洁。 2.4竣工及验收阶段 在城市给排水工程施工任务完成后要进行给排水工程竣工及验收,解决城市给排水工程存在的工程问题。在管线密闭试验过程中,需要施工技术检验人员对管线以临时盲板密闭管道打压测试为基本施工检验手段。检验工程中要对管线的临时盲板使用情况做出详细的记录。在排水管道冲洗时要注意使用有效的防护措施,保护相应的工程防护部分。完成全部的给排水管道测试工作后,要详细的记录并完善相应的给排水技术资料,做好交接手续的办理。 3给排水工程质量控制要点 给排水工程是一个完整、系统的工程,在质量控制方面有着严格的标准与规定。在施工之前相关的管理部门要监督与检查安全生产工作,保证给排水工程顺利开展工作。在给排水工程施工期间要安排专职的安全检查人员,对施工安全进行全方位的检查,避免出现野蛮施工的现象。在给排水工程进入验收阶段时,相关的监理与施工管理部门要积极按照管理验收检验方案的方法和实施过程,专业分析施工单位的竣工验收工作,及时向公众公布竣工验收工作结果,跟踪监督后续使用过程中出现的问题,科学合理的控制给排水工程质量。结束语生活在城市中的人们需要一个舒适、安全和稳定的环境,国家一直在改善我们的生活环境,为了国家发展,市政工程的质量、市政给排水的工程质量与我们的生活环境息息相关。在工程施工过程中,相关施工单位应该具备良好的施工技术水平,同时也需要相关部门做好及时的质量控制工作,才能保证高质高效的完成任务。 作者:张妍 单位:黑龙江盛安民用爆破器材有限责任公司 市政技术论文:市政给排水工程设计节能技术措施探究 摘要: 市政给排水设施是城市中非常重要的基础设施。其不仅向城市提供着日常生活、生产用水,还肩负着城市排涝及城市污水收集、处理、排放的重要使命。市政给水和排水的过程也是资源及能源消耗的过程。为了有效降低给排水的能耗问题,应当在具体设计中合理运用节能措施。基于此点,就市政给排水设计中的节能措施运用进行浅谈。 关键词: 市政给排水;节能技术;工程设计;措施 水资源是我国相对匮乏的资源,分布极其不均,也是国民经济的重要基础,对水资源的浪费目前已经带来非常大的资源消耗,每天产生的浪费量足以维持一大部分人生活很久,为此,节约水能势在必行,不容忽视。目前,我国对节约用水非常重视,如何实行节能减少排放量,创造污染小的环境成为非常重要的问题,这就关系到日常人们节约用水的习惯以及市政给排水工程中对于节能的利用率,只有技术与实际相结合,才能实现水资源的合理化利用。 1市政给排水工程设计中常见的问题 1.1设计中缺少节能减排理念 传统给排水设计中,并未融入节能减排的理念,从而导致水资源及能源的浪费,同时增加了运营成本。如在汛期时,部分城市存在部分区域雨水无法通过自排进入水体,须设置低排区,但低排区的划分上,很多城市将能通过自排入河道的范围纳入低排区,导致泵站规模加大,电耗增加。生产生活中出现的大量污水,未经过污水处理厂处理后,直接排放下游水体中,这样不但不能重新利用,浪费了水资源,而且还会对生产生活环境及水环境造成严重污染。 1.2规划与城市发展实际不符 随着城市化发展进程的加快及城市人口的增多,部分已建给排水设施已不能满足城市发展的需要,从而导致城市的给排水问题加剧。在市政给排水工程设计中,老旧的管道设计已经无法适应城市的给排水需求,此时应利用相关道路改造的契机,依据相关专业规划,合理布置给排水管道。 1.3管道铺设和掩埋深度不合理 部分地区由于缺少规划做支撑,或施工时质量控制不严,导致部分排水主干管埋设深度较浅,上游支管无法接入,后期只能通过新建提升泵房的型式,将上游雨、污水接入主干管,这也在一定程度上增加了电能的消耗,造成了能量的浪费。 2节能给排水技术在市政给排水工程设计中的具体应用 2.1科学规划给水系统 依据城市标准制定合理的用水量的额度,可以在工程设计中科学规划给水系统。选用市政的管网压力供水,可利用分区对水压进行平衡,并利用支点减少出水点的压力;也可选用新型供水方式,利用可再生能源(太阳能、风能和生物能等)为城市居民服务,如可利用太阳能为居民供给热水,把太阳能和供水系统结合设计,替代传统的热水供应方式,达到环保节能的目的。 2.2合理设计排水系统 现有排水系统一般是经过严格的计算,并合理分配后的结果。在汛期,各市政部门应提前做好相关的排涝计划,并认真分析往年的数据,对可能出现的洪涝灾害实行预期处理,从而在城市水位出现猛增时,能快速解决洪水排放的问题。随着城市人口的增加,污水排放量也逐渐增多,污水排放问题治理不到位,就会影响整个城市的水文环境。在铺设污水管道时,需对经流管道的污水量实行估算,避免污水流量过大,导致管道爆裂。还需考虑节能技术,可选用经济节约的排水方式,减少污水排放导致的能源消耗和污水后续处理等。 2.3采用中水回用模式 中水通常是指人们在日常生活中使用之后的水进行收集转变成的生活污水,通过应用一些措施进行处理,可在再次进行使用,但是不能饮用。一般情况下中水的使用范围非常广泛,比如说可以用来清洗车辆、冲厕所以及花草树木的灌溉等,中水的再次使用有效的促进了水资源的再利用,不仅实现了水资源的充分利用,还在一定程度上减少了水资源的浪费,并且还起到了保护环境的作用。 2.4采用分区供水模式 水资源和其他资源有着明显区别,水资源液态特性非常强,在一定高度下能够产生压力效应,在从管道中流通时会对管道造成一定的压力,因此工程相关设计人员在设计给排水系统过程中,一定要对其充分考虑并且要合理运用,例如说可以直接对一些建筑物进行供水,部分建筑物采用间接供水,如果水压能够达到一定程度时可以选择加压处理进行,对可以用来二次循环的水进行重复使用。另外水资源能量的运用过程中,一般会选择管网叠加供水与变频调速供水的加压模式,这样可以有效的降低能源的损耗。 2.5给水管道选用限流减压方式 水具有的压力效应会使设备产生一定的压力,并且有可能会使管道出现磨损与破坏现象,对此应该对水系统中紧身区域进行保护管理,一些相应的给水设备一定要进行保护处理,合理对水压进行调整。比如说日常生活中经常用到的给水配件与卫生器具中的给水配件,在静止状态下的水压一般在0?6MPa之内,然而商店、酒店与医院以及共用住宅等公共设施通常静止状态下的水压在0-3到0?35MPa之间,这样就可以确保人们能够正常用水,还能实现节能节水的功效。 2.6合理运用太阳能 节能给排技术不仅仅要对水资源进行研究与利用,还要摆脱水资源本身的利用框架,挖掘出其它一些相关绿色且环保的自然资源。现阶段,太阳能已经被公认为是绿色清洁能源之一,太阳能的充分利用可以有效的缓解给排工程能量的损耗,尤其是在人们的生活中,可以运用太阳能将生活用水进行加热处理,这样不仅保护了环境,还在一定程度上节约了能源以及方便了人们的生活。在使用太阳能时,一定要依据建筑物的特点以及太阳能运用规律,选择对应的科学太阳能设施,这样才能充分发挥太阳能的作用。例如楼层比较低的建筑物,太阳能设备在布置过程中可以选择分散式,经过在公共楼梯间安排对应的管道井,将每个单元的井出水管道编排在管道井中,把集热板与热水箱安放在屋面上。另外对于高层建筑物,应该选择集中太阳能供热模式,直接或者间接的利用太阳能进行供热,比如说可以将集热的太阳能聚热板进行串联,在楼顶处的热水箱内部设置与电辅助相关的加热设施,或者是在地下室的设备房间内安放换热器与热水箱等。3总结 3总结 综上所述,虽然节能给排水技术在市政给排水工程设计中的利用率还不是很高,但是要意识到,累积的重要性,积水成渊,也将会是一笔非常大的节约。这为我们这样水资源贫乏的国家将带来不小的利用率,也为那些因水而影响生活的地区带去更多的水营养。我们在实际工作中,应该进一步研究出更好更高效的节能技术,应用到实际工程中。节约水资源是一项利国利民的大事,应充分合理科学的设计方案,严格的监督实际节约情况,不能将技术弃之不用,要采取综合节约的办法,让水资源带给我们源源不断的强大动力,向着更节约的方向前进。 作者:张煜 单位:上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司 市政技术论文:市政桥梁工程结构施工技术措施分析 摘要: 市政桥梁工程下部结构施工是施工中的重要部分,直接关系着市政桥梁工程的总体施工质量,并且对市政桥梁实际使用的安全性产生重要的影响。本文就市政桥梁工程下部结构的施工技术措施进行简要探索,以促进市政桥梁工程施工的质量得到有效的控制,仅供相关人员参考。 关键词: 市政桥梁工程;下部结构;施工技术 市政桥梁工程属于比较大型的建筑工程,其下部结构位置特殊且承担重要的受力任务,因此要积极做好桥梁工程下部结构的施工工作,以促进施工的顺利进行,并且最大程度上减少桥梁工程下部结构施工中的安全隐患。因而加强市政桥梁工程下部结构施工技术的研究和探索,满足桥梁工程的实际需求。 1做好桥梁工程下部结构的定位放线工作 在市政桥梁工程下部结构施工中,定位放线工作可以说是建设施工的基础性工作,在桥梁工程的施工质量控制中发挥着重要的作用,定位放线施工环节的规范化和标准化,为后续施工操作奠定了坚实的基础。 1.1提高复核测量的精准性。相关桥梁工程施工人员应当对桥梁轴线的控制点以及水准基点进行复核测量,采取适宜的措施来进行操作,以保证测量的实际精准程度满足桥梁工程的实际要求。复核测量后交由专业的工程监理人员进行确认,从而对桥梁工程桥墩的纵轴以及横轴进行合理的质量控制,以促进施工的顺利进行。 1.2对横纵向中心线进行妥善的处理。相关施工人员应结合施工的实际特点,对曲线上的各桥墩的纵向及横向中心线的位置进行明确,确保中心线的位置与法线位置相吻合。与此同时在中心线附近进行桩的埋设,将桩的数量以及桩的间距进行合理的控制,从而对桥梁施工质量进行有效的控制。 1.3严格按照施工操作规范进行桥梁工程下部结构的定位放线工作,通过比较明显的标志对各桩进行标注编号,并定期进行复核,从而保证桥梁工程的安全性和可靠性。 2做好桥台基坑开挖以及回填控制环节 2.1在桥梁工程施工中,应当对桥台基坑进行妥善的处理,将基坑的大小控制在合理范围内,确保桥台基坑的实际开挖质量满足施工要求。针对基坑土质比较特殊的,应当结合桥梁工程施工的实际特点,对基坑排水进行合理的设计,确保集水坑、排水坑等的设计满足桥梁工程的实际要求,在此基础上对桥台基坑的边线位置以及标高进行精准的测定,在获得监理工程师的复核确认后方可进行桥台基坑的开挖,以保证开挖质量满足桥梁工程的实际要求。 2.2对基坑壁坡度进行合理的控制,相关施工人员在桥台基坑开挖以及回填操作中,应当掌握施工操作的要点,结合基坑深度以及施工现场的地质条件特点对基坑壁坡度进行合理的控制,将基坑深度控制在合理的范围内,严格按照桥梁工程相关施工规范进行操作,确保地下水位以及土质构造等情况满足施工要求,对基坑壁的坡度进行合理的控制,以促进施工的顺利进行。 3做好桥梁工程下部结构施工中的模板配置工作 就桥梁工程施工的实际情况来看,固定式模板、拼装式模板以及组合式定型钢模板等是现浇混凝土墩台施工中比较常用的模板。结合桥梁工程施工的特点,在对模板进行设计和使用时应当充分衡量现浇混凝土对侧面模板的压力,并考虑倾倒混凝土时可能产生的水平荷载,在此种情况下,相关施工人员应当做好下部结构施工中的模板配置工作,确保模板的实际强度及稳定性等使用性能满足桥梁工程的实际要求,在有效承担桥梁施工荷载的基础上,确保模板板面平整且接缝紧密。在对模板进行设计时,应当对模板总装图以及细部构造图进行合理的规划和设计,注重细节处理,并对模板的荷载作用以及实际稳定性进行测算,对模板安装、使用以及拆卸的技术措施进行规划,在保证施工顺利进行的基础上提高模板施工的效果。对模板进行拆除时,应当严格按照施工操作规范进行拆除,尽可能减少安全隐患。在此基础上对模板的刚度进行准确的验算,将变形值控制在合理范围内,确保结构表面外露的模板挠度和表面隐藏的模板挠度都能够满足下部结构施工的标准要求,从而对桥梁工程下部结构施工质量进行有效的控制。 4对现浇混凝土墩台钢筋绑扎以及混凝土浇筑施工操作进行质量控制 4.1墩台施上前应在基础顶面放出墩、台中线和墩、台内、外轮廓线的准确位置,现浇混凝土墩、台钢筋的绑扎应和混凝土的灌筑配合进行。在配置垂直方向的钢筋时应有不同的长度,以便同一断面上的钢筋接头能符合《公路桥涵施上技术规范》的有关规定。水平钢筋的接头也应内外、上下互相错开。钢筋保护层的净厚度,应符合设计规范要求。 4.2浇筑混凝土的质量应从准备工作、拌合材料、操作技术和灌后养护这四方面加以控制。滑模浇筑应选用低流动度的或半干硬性的混凝土拌合料,分层分段对称浇筑,并应同时浇完一层。各段的浇筑应到距模板上缘100-150mm处为止。采用插入式振捣器时,应插入下层混凝土50-100mm。要防止下一斤顶和油管在混凝土和钢筋上漏油。浇筑混凝土要连续操作,如因故中途停止,应按施工缝处理。脱模后若表面不平整或有其他缺陷要予以修补。在明挖基础上灌筑墩、台第一层混凝土时,要防止水分被基础吸收或基顶水分渗入混凝土而降低强度。 4.3注意掌握混凝土的浇筑速度。混凝土的配制、输送及灌筑速度应符合规范要求,大体积混凝土应严格按施工规范的要求浇筑。 4.4在混凝土浇筑过程中,应随时观察所设置的预埋螺栓、预留孔、预埋支座的位置是否移动,若发现移位应及时校正。浇筑过程中还应注意模板、支架情况,如有变形或沉陷应立即校对并加固,高大的桥台,若台身后仰,本身自重力偏心较大,为平衡台身偏心,应随同填筑台身四周路堤土方同步砌筑或浇筑台身,防比桥台后倾或向前滑移。未经填土的台身施工高度一般不宜超过4m,以免偏心引起基底小均匀沉陷。 5强化市政工程施工质量安全保证管理工作 项目部建立安全生产领导小组从思想上重视安全工作,自觉执行安全技术规则。做到进场教育、标志明显、防范周密、定期检查;特种工作人员必须经考核合格,持证上岗。进入现场必须戴安全帽。禁止穿拖鞋、高跟鞋、光脚从事操作;施工机械要保持清洁,要有保护接地、接零装置的计漏电保护。油压泵上的安全阀应调至最大上作油压下能自动打开的状态。在张拉时,千斤顶后面不准站人,也不得踩踏高压油管,量测伸长值应站侧面。张拉时发现张拉设备运转声音异常,应立即停机检查维修。结束语从整体情况来看,桥梁工程下部结构施工工艺及安全措施的有效控制,对于提高桥梁工程下部结构施工质量具有重要的作用,有助于提升桥梁工程的施工效率,促进桥梁工程在社会发展中实际价值得到有效的发挥。 作者:吕洪福 单位:黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司 市政技术论文:市政给排水工程技术管理探析 1现阶段市政给排水工程施工管理中存在的问题 1.1施工单位技术不过关 在城市化进程逐渐加快的过程中,市政给排水工程施工单位越来越多,质量水平也在不断提高,很多总包企业都是由过去的分包企业发展来的;但是因为技术水平因素的限制,很容易有各种工程质量问题出现于分包工程质量控制过程中。 1.2主管部门没有规范管理工程质量 在施工过程中,部分单位对自身权利过于依赖,给排水工程中的基本办事程序遭到忽略。同时,因为制度、方法不够完善,虽然市政给排水工程的组织策划者是政府或者相关部门,但是却没有及时监督控制可能出现的问题,无法规范管理整个工程质量。 2市政给排水工程技术管理要点 在市政给排水工程施工管理中,优秀内容就是技术管理,在整个施工过程中都需要贯彻下去。具体来讲,需要从这些方面努力。 2.1准备施工阶段 1)科学制作、会审图纸; 在工程实施之前的准备工作中,非常重要的一个内容是给排水工程图纸的制作,要尽量统一工艺管线、设备、仪表等专业网的相互交叉处,不能够有矛盾出现,将有压让无压的原则贯彻下去,并且对排水管线的坡度严格控制。 2)合理编制施工组织设计; 相关工作人员需要科学勘察施工现场,在编制施工组织设计的过程中,需要严格依据相关的规范和设计要求来进行。 3)编制工程质量管理计划; 通过对工程质量管理计划科学编制,可以有效确定检验方法、检验程序、检验记录以及存档方法等。 2.2施工阶段 在市政给排水工程施工中,涉及到比较复杂的工程技术,需要借助于技术施工管理工作,促使工程效率和质量得到显著提高。 1)材料检验。 要严格依据相关设计要求对相应规格、型号和材质的材料科学选择;选择的材料需要与规定质量要求所符合,不能将劣质的施工材料运用过来;在具体实施过程中,需要对设计文件和施工规范充分了解,还需要对材料样品合理选择,并且严格试验其强度和密封性。 2)现场管理。 通过运用科学的组织协调措施,促使施工质量和效率得到提升;在现场管理过程中,需要将各施工单位的负责事项、施工日期等内容严格落实下去,对施工进度科学了解,对不同施工区域的工作任务统一协调,统一管理施工过程中的用水用电等,在雨季施工中,还需要将相应的预防措施运用过来。 3)施工质量控制。 为了促使给排水工程质量得到保证,施工单位需要与主管单位密切配合,将质量控制保证体系构建起来。同时,结合相应要求,施工单位对质量手册科学编写,将质量控制方针和技术目标制定出来,以促使质量控制体系的协调性和操作性等得到有效强化。此外,还需要从这些方面来努力,严格抽查材料,避免施工现场进入不合格的产品。结合具体施工情况,对质量控制点合理设置。在施工当中,监理单位需要将隐蔽工程验收制度严格执行下去;如铺设给排水管网,需要首先蔽水实验排水管,给水打压给水管线,监理仔细验收,没有问题之后进行回填。结合容易出现的问题,要针对性的防护给排水系统。如需要在马路穿越地下管网的非金属管道,挖深在1m以内,要借助于混凝土包接保护,如果挖深在1m以上,就需要撼沙处理管道山顶,也可以将水泥安全套管运用过来。 2.3管道施工阶段 在市政给排水工程中,管道作为神经系统存在,其质量对工程的正常运行产生直接影响。在管道施工过程中,首先要检查各类管材是否存在裂缝和漏洞,避免有问题出现于工程运营中;在下管之前,需要科学测量管道的中心线、边线、高程等,保证其符合图纸要求,同时,还需要检测管道的中心线、边线、高程等,保证其符合于图纸要求。同时,还需要检测井距、井位置、基础编号和砂浆等,保证其与规范要求所符合。如在某工程给排水施工过程中,因为在软弱地基上布置管道,施工单位就将一层土工布铺设于管道基础的底层。最后,要严格依据给排水工程的施工标准安装管道,在铺设管道及管道支座时,要避免在未经处理的松软土壤上铺设,避免有高低不一问题出现于安装过程中。在竣工之前,需要吹洗操作给水管道,促使管道有效清洁。如今,往往是顺路铺设市政给排水管道,如果有软弱的淤泥层存在于道路基础,就需要加固处理这些淤泥层。 2.4竣工及验收阶段 施工任务完成之后,需要验收检验整个给排水工程,及时解决存在的各种问题;在具体实施中,需要从这些方面来努力:在管线试验中,试验人员需要对管线临时盲板及时记录和拆除;在冲洗排水管道时,需要借助于镀铁皮来有效防护注水排水井壁和井底的水流冲击处;在冲洗循环水系统和供水系统的管网时,需要有机结合循环水系统和供水系统的各种水泵,同时进行两项工作;分段试验碳钢金属管道的强度和密封性,没有问题之后,需要将无探伤试验运用到管段与管道衔接连接焊口以及管网与管段相连接焊口,使各个焊口质量得到保证。循环水管道中部分管段有着较大口径,需要将相应的安全保障措施运用到人工处理中,避免管道中进入人员。完成全部设计内容之后,有着完善的技术资料,且与质量控制体系要求所符合,要对机械设备及时清理,对交接手续科学办理。 3质量控制要点 3.1安全管理要点 在施工管理中,非常重要的一个方面是安全管理,它直接影响到工程质量和工程进度,因此,需要引起人们足够的重视。在施工之前,相关部门需要监督检查各个施工单位的安全理事机构,保证其可以顺利开展工作;将施工之前的安全教育以及制定的各项安全措施严格落实下去;在给排水工程实施过程中,需要安排相应的人员开展检查和指导工作,避免违章作业问题出现。将安全上报制度科学构建起来,及时了解施工中出现的各种紧急事件,并且将安全处理措施提供出来。 3.2工程验收管理要点 在竣工验收时,相关部门需要监督管理验收检验方案的方法和实施过程,专业分析施工单位的竣工验收工作,及时向公众公布竣工验收工作结果,跟踪监督后续使用过程中出现的问题,将相应的补救措施科学运用过来。 4结语 技术管理在市政给排水工程中发挥着十分重要的作用,它对整体工程质量产生直接的影响;同时,技术管理工作比较复杂,需要结合具体情况,把握要点,科学开展技术管理工作。 作者:朱泽林 单位:江苏省华建建设股份有限公司 市政技术论文:市政排水施工的工程技术探索 一、市政排水施工工程的关键施工技术 1.排水管道的管理和铺设 要把地基变形的范围考虑到参考数值以内,这样才能够保证不引起建筑物的开裂或者倾斜等变化,与此同时,保证地基与基础的承载强度能够承受整个建筑物的荷载,为了使这一条件得到满足,需要充分考虑到基础的耐侵蚀性、耐压性、防潮抗冻能力等都要达到要求。对于地基较浅的建筑设施的具体情况来说,需要铺设岸坡,保证基准灰线的直边切割出一个带有槽边的轮廓线,然后再展开一系列工作和施工。对于地下水位较低的城市设施来说,在建造地面排水系统时,需要结合当地的地质情况资料以及挖方尺寸等进行考虑,这样才能够预防地基土结构被进一步的破坏。 2.加强对特殊地基处理技术的研究 特殊地基主要指淤泥质土,淤泥或其他含水量高,承载力低,压缩性高的土壤。这类土壤具有软塑或流塑状态。因为这部分是软土,遇到压力容易产生变形,滑移,挤压或横向扩展,将直接影响到建筑的上层部分的稳定性。应使用使用下面的方法:首先,采用固结法可以有效保持特殊地基软土沉降稳定性,主要由两部分组成的加压排水程序。其次,采用置换法可以把不能满足设计要求的土水泥,石灰,使用粗糙或沉井基础进行替换,这是地基处理最有效的方法。然后,桩基础保护法,这种方法主要是基于厚的淤泥质土,水分含量较高,孔隙比较大。面对这种情况,进行大面积的深加工非常困难,所以打桩加固方法的使用是最有效的治疗方法。最后,采用注浆法将水泥砂浆,粘土泥浆,水泥浆和化学浆液,然后浆注入的建筑物和基“础的间隙部分,从而加强软土地基。 二、市政排水施工注意的问题及改进措施 1.夹层的处理 采用软弱物质回填的技术方法,或者是对其灌注水泥浆和砂奖,在穿过特殊施工地带时要对其进行预应力的锚固。地基基础的特殊地带可以按照倾斜角度的大小分成高中倾角带以及缓倾角带,倾角不同,对建筑物的影响与处理的方法也是不同的。对于缓倾角带来说,应该先把缓倾角带开挖清除之后进行回填混凝土。如果上盘的岩体仍然坚硬完整,并且在全部开挖的工作量过大时,就可以利用竖井来进行开挖清除工作,同时要做好回填固结灌浆的工作。要设置穿过缓倾角软弱带的防滑齿墙,可以使用高压喷射来清对于高倾角软弱带的处理是应该先挖出软弱带再回填混凝土,形成混凝土塞。如果软弱带比较疏松并且宽度较大,就可以采用混凝土梁或者是混凝土拱来转移部分荷载。对于土坝坝基的软弱带来说,可以清除部分软弱带,然后在进行回填。 2.施工前后的注意事项 在施工之前应该有地基与基础的施工设计图纸和本地的地质勘查报告等相关文件与资料,要实时的掌握施工区域内部的地质情况。在开挖土方之前,要按照施工方案的具体要求,把施工区域以内一些妨碍施工的建筑物、道路、管线或者是沟渠、树木等做出妥善的处理。如果在山区施工,要对当地的地层岩性、水文条件、地质构造进行事先了解,当施工时发生了滑坡等情况时,方便采取合适的应对措施。要对施工机械进入施工现场所需要经过的道路、桥梁等事先做好加宽、加固等准备工作。要把施工现场的场地清理平整,按照设计的要求设计出坡度符合的排水坡度或者是临时排水系统. 3.对于施工质量严格把关 首先,如果不需要放坡,就应该先对基准线灰线旁边切出的槽边轮廓线进行测量,然后再展开作业面。其次,要想降低地下的水位或者是给地面排水,都应该按照当地工程给出的地质资料、挖方尺寸等进行施工,可以采用井点降低地下水位或者是集水坑降水的方法,以及两种方法的结合来降低地下水位。最后,要根据当地的土质与现场出土等条件,对施工作业的顺序进行合理的安排,对开挖与分段分层的工作面进行统一安排。 三、结束语 随着我国经济的迅速发展,我国市政对于城市基础设施的建设步伐也在不断的加快,尤其是市政排水工程得到越来越广泛的重视,城市的排水工程又是建设现代化城市中必不可少的一项基础设施。市政排水施工工程的施工基础质量会关系到整个建设工程是否能够安全使用,施工的质量会直接影响到城市的正常运转、城市汛期的安全、城市道路的恢复使用情况以及城市排水功能的充分发挥等,所以在基础过程中,要把握好施工技术与质量管理两方面的优秀工作,根据土质的情况而选个合适的施工方法,这样才能够防止城市排水通病的发生,从而能够提升市政排水的质量。 作者:闫云辉 单位:大连梭鱼湾商务区工程建设指挥部 市政技术论文:城市市政给水排水技术研究 施工单位在采购管材之前,应该挑选一批专业人才组成一个综合素质较高的采购团队,并且与信誉良好的管材生产厂家进行合作。另外,管材采购之后在进场之前还应该进行一次质量检验,检验的内容包括管材的外观、产品合格证书、出场日期等等,凡是有质量的问题的管材均不使用,若是已经投入到实际铺设当中,必须要进行拆除,并追究责任。 道路的拆除。市政管道铺设过程中必然会存在局部道路拆除的情况。首先,要做好宣传工作,要对需要拆除的路段进行预告,尽量不影响人们的正常生活与生产;其次根据施工图纸的科学测量来具体掌握需要拆除的路段与数据;再次,要做好拆除路段的标志工作,防止非施工人员进入施工场地,清除危险人身安全的隐患;最后,利用切割机将路段切开,再使用挖掘机将表层的破碎沥青层面与路基渣层清除,针对可以回收利用的砂层要按规定的方式进行堆放。 公共设施的保护。城市市政给水排水工作不仅会在地上施工,还会涉及到地下施工。地面上的施工可能会影响交通正常运行,而地下施工主要会影响到地下缆线的作业环节。因此,为了最大限度降低管道铺设给人们生活与生产带来的不利影响,要在施工之前对可能出现的破坏与影响进行评估,从而制定出保护公共设施的具体策略,例如:覆盖、加固安全管理外套等等。 1管道施工过程中需要注意的问题以及改善措施 (1)施工放线。将路面上可见障碍物排除之后就可以依照图纸进行打桩撒灰,然后放线的工作了,由于开挖限制的因素导致加深了边坡系数加宽的难度,开挖面会变窄,基于这种情况要在沟槽内安置支撑,进而保障施工的安全性,尽量杜绝由于塌方而出现的人员伤亡与经济损失。2)沟槽的开挖与支护。管道铺设过程中至少配置两台重型机械工具,分别是75kW的推土机配合开挖与耐轮胎式挖掘机。针对高压电线正下方或者不能够直接使用挖掘机的路段应该采取人工挖掘的方式,确保施工速度。3)施工测量。施工测量工作从管道铺设工作开始到结束都必须涉及到,而且需要专业的工作人员来完成,最大限度保障测量数据的准确性与可靠性。为了进一步保障数据的准确性,应该在自检自测的环节中,将允许偏差的精度提升50%,并且有复核程序。4)管道安装。垫层平基验收工作完成之后,只要达到了相关强度标准就可以开展管道安装了。a.在施工过程中,要对基础表面存在的杂物、淤泥以及积水进行清理,并做好高程样板中心位置与标高的复核工作;b.管材下降铺设时,需要采用吊车与人工配合的综合施工形式来完成;c.要对平基混凝土的高度根据相关标准进行严格的控制,不能高于设计高度也不能低于设计高度,一般标准在10mm;d.平基混凝土的强度超过5MPa时就可以进行铺设管道了;铺设管道过程中,要保持管材平稳落下,然后人工安排进行放置,对管节的标高与轴线进行调整,保持官节之间要做好平顺连接,间隙应该保持为10mm。5)闭水试验。管道铺设完成之后场地恢复之前要进行闭水试验,检验管道的严密性是否达到可用标准。a.做好闭水试验前的准备工作。此时的准备工作主要是检查,对多项环节进行检查,例如:管道以及井外的外观质量是否符合标准,保持管道没有进行填埋之前沟槽内不能存在积水;对预留洞口进行堵封,坚决不能出现漏水的情况;除开预留进水管以外,以他封堵兼顾并保持不能出现漏水情况;要确保管道两端的堵板承载力不能超过水压力的合力。b.闭水试验的方法。可以从上游注水,直至下游分断来进行排水管道的闭水试验。基于节约用水的试验理念,可以先对上游段进行试验,然后再将上游段的水引入下游段。并根据井距的分隔距离为标准来划分试验的管段,通常是每3~4个井段,由相关检验部门进行随机抽查试验,这是为了保障试验的效率。具体闭水试验过程中,当上游设计的水头没有越过管顶的内壁时,应该以试验水头从试验段上游管顶内壁2m来计算。若是超过了管顶内壁时,试验水头要根据试验段上游设计添加2m计。 2管道铺设之后的场地恢复措施 2.1沟槽回填 以后道路的使用安全将直接受到沟槽回填质量的影响,因此,这个环节必须得到我们的高度重视。首先,依然要做好沟槽回填之前的全面清理工作,清洁主要对象是:施工过程中存在的一些杂物、废弃建材等等;其次,沟槽内若是存在积水,应该及时清除,并且针对回填沟槽的过程中可能会出现积水出现的情况做好应急对策。 2.2恢复路面 摊铺沥青混凝土前2h~3h,在水泥稳定的砂基层,用汽车式沥青喷洒机洒浇透层沥青。粘层油可以采用60号石油沥与汽油掺配而成。在路面接搓或与雨水口接触处以及检查井应涂刷一层薄的沥青。适当调整好摊铺机的振夯频率以及振幅,是摊铺后的沥青混合料具有80%以上的初始密度。总之,城市市政给排水系统是关系到人们基本生活与生产的主要城市设施,因此,必须要高度确保给排水建设的质量,这样才能未来的实际应用中为居民的生活与生产带来更好的保障以及提供更优质的服务。 作者:芦涛 白洋 单位:洛阳市规划建筑设计研究院有限公司 市政技术论文:市政桥梁工程扩大基础施工技术探索 摘要:交通网络的发展是经济发展的命脉,拥有广阔的交通网络,才能保证经济商品的流通速度以及流通量。随着城市经济范围不断向周边扩散,市政桥梁工程的建设能够更好地将城市与周边的地区联系起来,在桥梁建设过程中扩大基础施工是保证桥梁质量的基础,对扩大基础施工的技术进行研究,提出改进措施与注意事项极具现实意义。 关键词:市政工程;桥梁施工;扩大基础;技术要点 桥梁建设可以有效缩短两地之间的交通距离,采用两点之间直接联系的方式发展交通运输,桥梁施工是促进我国经济发展的重要的交通建设。任何建筑施工的基础都比较重要,尤其是桥梁工程中基础问题关乎桥梁的载荷以及桥梁的使用安全问题,不容忽视。目前,大部分桥梁工程都会采用扩大基础技术进行桥梁的地基建设,确保桥梁的安全使用。一般扩大基础都采用明挖方式进行施工,所以扩大基础也被称为明挖扩大基础或者浅基础。扩大基础是桥梁基础重要的施工过程,一般地基土质不一样,施工准备也不一样:地基土质较软,主要的扩大基础就要放在护壁施工中,要确保基坑的基坑壁稳固,保证施工安全;而地基土质较硬时,就可以直接明挖,扩大基础。桥梁工程中扩大基础施工是一项比较复杂而且庞大的工程,为了保证扩大基础施工正确,保证桥梁质量,必须根据实际情况对设计出的施工方案进行进一步的优化。 1市政桥梁工程扩大基础施工技术控制措施 1.1浆砌块石基础施工技术要点 浆砌块石是桥梁扩大基础施工的一种方式,浆砌块石施工的主要技术控制点有四个:砌块前的必要条件准备(确保砌块的湿润、干净);确定施工环境的无水状态;禁止带水作业和不合理方式进行排水;最后还要保证基础边缘部分的密封性和防水性较好,确保施工后不会因为地下水或者其他水源渗漏影响施工质量。浆砌块石施工一般采用分层砌筑的方式进行,进行第一层砌筑时,如果基底层是岩石或者混凝土,必须对基地表面进行清洗、润湿工作,然后才能进行浆砌石块施工。对每一层进行砌筑时,都要按照从外到内的顺序进行,保证外圈砌筑的石块层与内层砌筑的石块层相互交错、成为一体。除此之外,还要注意每次砌筑时,都要安稳牢固地放置石块,保证石块之间的缝隙最小,同时进行砂浆灌注时,必须保证砂浆饱满,能够将石块之间的缝隙填充完整,确保黏结牢固。通常浆砌施工分为浆砌片石和浆砌块石施工,如果采用片石进行浆砌施工,一般以2到3层砌砖组成砌体的工作层最为合适,并且片石施工要注意每层的水平缝隙应该大致相同,还要注意每层的垂直缝隙相互交错,不能将缝隙对齐在统一垂直线上。最好选择形状方正、大小统一的片石进行外圈层的砌筑。还可以根据实际施工情况使用片石砌筑转角石,但是要注意与内圈砌层咬合衔接,要特别注意砌缝宽度不要大于4厘米。通常进行浆砌块石施工时,常把较大的石块或者片石放在下面,由大到小一次砌筑,确保砌体的基层稳定牢固。浆砌块石施工时要注意每层石块的高度大致相同,保证石块之间的缝隙不打超过3厘米,上下层的竖缝错开的距离要大于8厘米。 1.2片石混凝土基础施工技术要点 片石混凝土基础施工技术控制要点比较简单:(1)严格按照要求进行石块选材。要根据施工标准选择合适的石块,具体的选材要求是:必须保证石块表面无裂纹、无夹层,高度最好小于15厘米,并且要具有一定的抗冻性;(2)必须选择抗压强度较大的石块。一般的石块抗压强度不能小于25mpa。要根据桥梁设计的载荷量选择符合强度标准的石块;(3)混凝土中石块的比例必须严格要求。混凝土结构砌体除了石块之外还有其他的材料进行固定基础,要根据所需要的施工类型严格按照一定的比例加入石块数量。一般来说,石块数量不能超过混凝土结构体积的25%,但是采用片石混凝土进行砌体施工时,石块数量可以增加至50%到60%之间;(4)保证石块的干净以及距离。片石混凝土中石块必须保证表面干净,不能夹杂一些其他的杂物,影响片石混凝土砌体的质量。还要注意在混凝土中加入石块时,十块的距离不能小于1厘米,确保石块均匀分布,保证片石混凝结构承载力的均匀分布。另外还要注意石块要在捣实的混凝土中填入一半以上。 1.3钢筋混凝土基础施工技术要点 钢筋混凝土基础施工的适用范围比较广泛,也是目前桥梁工程扩大基础施工中比较常用的一种方式。因此钢筋混凝土基础施工技术控制要点比较复杂。(1)必须严格按照一定的施工顺序进行。通常钢筋混凝土基础要在基底施工以及对基坑的施工质量进行检查验收之后尽快放置和捆扎。在安放钢筋基础时,要注意在底部放置混凝土垫块,才能确保钢筋的混凝土的保护层厚度,并且要同时安放墩柱或者台身钢筋的预埋部位,保证在进行钢筋混凝土浇筑时的定位准确,提高工作效率和工作质量。在施工过程中要及时对放置的钢筋数量、直径、距离以及位置等进行验收,避免因为施工失误未被发现影响施工结果,造成不必要的经济损失和时间人员浪费。在进行混凝土浇筑时,要注意操作要求,一些高差不大的基础施工可以直接倾倒混凝土;但是对一些高差较大的基坑浇筑混凝土,必须设置串筒或者滑槽,确保混凝土准确浇筑,保证施工人员的安全;(2)混凝土浇筑必须分层持续进行。混凝土有一个凝固过程,在进行混凝土浇筑时,必须逐层进行,并且要连续施工,确保在前一层混凝土开始凝结之前,上层混凝土已经捣实完毕。才能保证混凝土浇筑的连贯性,确保混凝土浇筑牢固衔接。基础混凝土浇筑完毕后,最好铺设草袋或者砂子,还要适量洒水养护。一般硅酸盐水泥混凝土需要养护7天7夜以上;而矿渣水泥、火山灰质水泥以及含有塑化剂的混凝土则需要双倍以上的养护时间;(3)要注意水下灌注混凝土的施工条件。扩大基础施工过程中,如果基底有一些水源不能使用常用方法排出,为了保证基底的干燥,就要使用水下灌注混凝土施工确保基坑的安全稳固。水下灌注混凝土包括水下封底和水下直接灌注基础。水下封底还是要进行排水后才能砌筑基础,封底的主要作用是保持基坑底部的密封性,防止渗水。并且水下封底要根据实际情况选择导管,确保导管有效作用。而水下直接灌注基础要根据基坑底部的水量进行考虑混凝土的质量、水头大小、浇筑面积以及基地障碍物情况,在综合分析之后,才能使用。通常情况下,流动半径在3米到4米范围内可以保证封底混凝土的表面不会出现较大高差,并且可以实现有效防水作用。对一些大面积的封底,要分层进行灌注。 2检验扩大基础施工质量 2.1地基检验要求 地基深坑内的承载力必须满足预先设计承载力的要求,根据施工前的设计方案以及施工过程中的技术控制要点进行检验。要在基坑开挖完成后,相关的人员、单位进行实地查验,确保地基土质的承载要求符合设计标准。还要对混凝土灌注进行必要的查验:一般来说,水下混凝土只存在表面与水接触的情况,所以,必须保证其他部分的灌注状态与空气中灌注状态一致。 2.2基坑回填要求 基坑回填必须保证除了筑路以及管线上方回填土方之外,填方轻型基石压实度不能小于百分之八十五。填充材料必须符合设计要求,不能使用会影响填筑质量的杂物。同时基坑填筑必须分层进行、分层夯实。直接浇筑的混凝土填充基础要符合验收质量。基坑回填是保证基础施工质量的关键一步,在施工过程中施工人员必须严格按照相关的标准和规范进行。 3结语 桥梁工程中扩大基础是保证桥梁建设的最重要的施工工程,影响桥梁的承载力和使用安全,必须对扩大基础施工技术进行严格要求和验收,确保基础施工质量达标,保证桥梁施工过程顺利进行,才能进一步发展我国的桥梁设计与建设进程。 作者:丁新 单位:天津轨道交通集团工程建设有限公司 市政技术论文:市政公路桥梁工程软土地基处理技术研究 【摘要】我国这几年经济发展的十分迅速,随之城市化的建设也变得愈来愈快,城市对于我们的公路建设方面的要求变得愈来愈严格起来,所以也让公路方面的建设的方法变得多了起来,建设的规模也变得大起来了。软土地基处理技术作为在公路桥梁建设施工中的一个重点,本文从目前的现状和特点起,对软土地基进行分析其相关的技术处理。 【关键词】公路桥梁施工软土地基技术要点 软土地基是一种不是很好的地基,因为它有很大的不稳定性,所以对我们的公路桥梁工程的施工有很大的不足之处,如果在实际的工程施工中不对其采取一些有效的措施,就很容易出现路基不稳导致的很多不好的情况,对于我们的社会来说产生不好的影响,影响到人们群众的生命安全和正常的出行等,所以我们要对于施工技术方面进行重点的分析。 1软土地基的特点和现状 软土是一含水分量较大的土质,主要是由淤泥土质的土组成,其承载的能力不好,所以当外部的压力较大的时候,很容易让软土地基产生变形的现象,从而导致地基的不稳和下沉等不好的现象,当然,对于不均衡的受力,还可能导致桥梁路面的开裂等。 1.1软土地基的特点 特点一为含水量大,有些的软土还处在流动的状态下,所以这些都对于我们的工程建设常量了很大的困难。特点二是压缩性较大,这个对于工程施工的影响比较大,所以要及时的解决。特点三是渗透性小,所以固结的速度还是比较慢的,这样对于整个施工来说,比较耽误时间,不太利于施工。特点四是抗剪度不大,它的软土地基抗剪度方面会随着施工深度的增加而增加。 1.2软土地基的现状 对于现在的我国在市政公路桥梁工程施工中的软土地基方面,很多的承包商都不太很理解其中的很多地方,更不用说从专业的角度来分析我们的土地,对于这些方面的不足提出对应有效的解决方法,所以对于很多在施工中出现的很多问题,很多施工单位并不重视,而是粗略的进行处理,甚至有的直接绕过,很大程度上让我们的桥梁工程才使用很短的时间就又需要进行加固等的处理等。加上很多的施工单位仅仅都依靠着一套处理技术来处理,不能根据当地的各种情况进行合理的分析就盲目的处理,不科学的处理方式很容易导致很多的施工事故。 2软土地基对公路桥梁工程的影响 软土地基因为具有的稳定性很低,所以很多的地方不是很坚固和牢靠,抗压性也不太好,所以很容易在施工的过程里发生路面硬化等现象。对于我们的公路桥梁施工来说,很多的地方我们要用到水泥和沙子等的混凝土,所以稳定性不是很高,所以会在施工的过程里出现地面外部或者内部开裂的现象,有时也会出现硬化的现象。对于在软土地基在工程的施工中,很容易出现路面沉降的现象,这因为地下水对于我们的地基不断的冲击的原因,它导致了地基周围的土壤丢失,从而让我们的地基变薄到不稳,直到整个的工程发生沉降现象,而沉降的现象直接决定了我们的桥梁工程的使用寿命问题。 3软土地基施工处理技术 3.1前期的准备工作方面 在实际的工程中,要对于施工现场进行勘察,然后结合我们的工程现场的情况来制定具体的科学施工方案,才能更好的进行我们的施工。当然对于我们的施工工程来说,施工前期要有一定的准备工作,如对于地质的勘察并写相关的报告,收集施工现场的地质方面的信息,对于工程的地质进行相关资料的收集,最后才能制定初步的施工方案,但我们要根据我们的后期的现场施工中的各种问题来进行分析,最后确定出更佳的施工方案,进行相关的施工。当然在这个过程里,我们要对比各种方案的对比,来分析相关的不足和优点,然后借鉴这这些方案来制定出自己较好的方案。对于现场各种数据的信息进行分析,这样可以更好的发挥出我们的数据作用,通过实验来预测出我们的工程按方案实施的结果,然后结合这些实验和数据信息来进行施工方案的修改,可以得到更好的施工方案。 3.2压实处理相关的技术 通过相关的机械物理等各种碾压的方式来对于我们地基表层的土进行压实的处理,来说回血土基较为牢固的效果。在这个过程里,我们可以用重锤借重力从高处对于地基进行不断的压实处理,来提高我们土地基的强度,增加它的硬度。在这个过程里,我们要注意软土地基中的含水量,在含水量在一个最合适的数值时,压实处理相关的技术才可以有最好的效果,当然在施工的过程里要注意施工人员,避免一些意外施工的发生,保证我们施工能够顺利并正常进行。 3.3填土相关的施工技术 对于我们的软土沉降方面,来实现我们增加地基的强度来说,有一个很好的处理方法,就是使用我们填土相关的技术进行填土,从而很好让放置我们的填土周边发生沉降的现象。对于让我们的地基沉降固结方面,我们可以用在地基的上方进行压力,这样可以很有效的减小填充物之间的缝隙,可以很好的促进地面的沉降,也可以在地基的表面上铺细沙和水膜等。当然,在我们填土进行施工的过程中,我们一定要保证地基有不错的稳定性的条件下进行,要先进行我们的填土工作,将许多透水性较好及承载力较大的沙子等材料机芯叠加,然后在进行加载相关的工作。这样可以让我们的地基保证更好的承载能力,更好的提高我们的地基强度。 3.4其他的施工技术 在我们的施工过程里,会出现很多的施工问题,我简单的介绍了上面三个,当然还有很多的施工技术,它们在不断的发展和出新。但对于无论哪一种施工技术来说,最重要的就是能够很好的处理相应的施工情况,也就是说我们要根据不同情况下的软土地基来采用不同的施工处理方法,尽管这些处理方法不一样,但目的的医院的,酒店增加我们地基的强度,来增加整体的稳定性。软土地质的相关的处理很大程度上对于公路桥梁的建设有很大的影响,合理的处理很重要,所以我们要更加注重相应的施工技术。 4结语 对于我们的市政公路桥梁来说,我们的软土地基处理技术有很多,我们要在实际的施工中要注意很多的因素,要考虑周全,如当地的土壤和气候等方面。要科学的分析这些因素后,然后制定出合理的软土地基施工方案和计划,然后选择合适的材料来进行施工,在施工中确保我们的施工工程的高质量,为我们的人们提高出行安全,更好的让我们的公路桥梁进行不断的发展。 作者:刘宇 单位:株洲市政建设有限公司
机械手设计论文:基于PLC控制机械手基本设计 摘 要:本文结合机械手的工作过程原理和控制要求,设计了基于PLC控制的机械手,重点介绍了控制系统的设计思路、PLC的选择以及PLC程序设计。 关键词:可编程控制器(PLC) 机械手 控制 一、机械手的工作过程及控制要求 1.机械手的基本结构 机械手是一个水平、垂直运动的机械设备,有上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构,机械手的动作由气动缸驱动,气动缸由相应的电磁阀来控制,电磁阀由PLC控制驱动执行元件完成,能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。图1-1为机械手简图,其中 1-执行气爪,2-水平伸缩气缸,3-旋转轴,4-竖直气缸,5-底座,6-工件。 机械手的基本结构由感知部分、控制部分、主机部分和执行部分四个方面组成。采集感知信号及控制信号均由气动缸驱动。主机部分采用了标准型材辅以模块化的装配形式,使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。由于采用了模块化拼装结构,可组成立柱型气动机械手、门架型气动机械手及滑块型气动机械手,及其它各种类型的机械手。气动机械手具有三个自由度,即水平(Z)方向自由度、垂直(Y)方向自由度和旋转自由度,并可以采用多种灵活的控制方案。 2.机械手的控制要求 根据要求:机械手初始位置在原点位置,每次循环动作都从原点位置开始,完成上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制,并能实现手动操作和自动操作方式。当机械手在原点位置下启动按钮,系统启动,左传送带运转。当光电开关检测到物品后,左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图,如图2-1所示。 机械手的操作方式分为手动操作和自动操作,自动操作又分为单周期操作和连续操作方式。 2.1 机械手的自动运行: ① 下降:② 加紧工件:③ 上升: ④ 右移: ⑤ 下降:⑥ 放松工件:⑦ 上升: ⑧ 左移:⑨ 回到原位又开始新的工作循环周期。 2.2 机械手的手动运行 手动运行是指机械手的上升、下降、左移、右移及夹紧操作通过对应的手动操作按钮控制,与操作顺序无关。 二、机械手PLC控制的设计 1.设计思路 考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。 送料机械手的动作示意图如图3-1 所示。启动控制有2种,1个由启动开关安装在现场,1个由通过组态王软件控制。在控制面板上,安装一个档位开关,分手动和自动两大档位,手动挡包括调试和回原位两档,自动挡分单步、半自动和全自动三档,要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。 2.PLC的选择 该机械手的控制为纯开关量控制,且所要的I/O点数不多,因此选择一般小型抵挡机即可。由于所要的I/O点数为15/6点,考虑到机械手操作的工艺固定,PLC的I/O点基本上可不留裕量。 由于不同记性的PLC,其I/O点的编号不同,因此应根据所选择的机型,对PLC的I/O点分配编号。如图所示的编号。 3.PLC程序设计 为了便于编程,先绘制出整个控制程序的结构框图,如图3-1所示。 在该结构框图中,当操作方式选择开关置于“手动”时,输入点X407接通,其输入继电器常闭接点断开,执行手动操作程序。 由于手动程序和自动程序采用了跳转指令,因此在着两个程序段可以采用同样的一套输出继电器。 用移位器编程:由于自动操作的控制比较,不容易直接设计出梯形图,因此可以先画出自动的操作流程图,用以表明动作的顺序和条件,如图3-2。 图3-2中,矩形方框代表完成某一动作的控制程序,方框之间的箭头线用以表示程序的转换,箭头线上的小横线用以表示转换的条件。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限开关,输入点X402和X404接通,产生原点指示输出。 根据自动操作的流程图,就可以设计自动操作的梯形图如图3-3所示。 梯形图的控制原理: 3.1连续及单周期操作 在连续及单周期操作方式下,单步输入点X410断开,输入继电器X410常闭接点闭合,将位移寄存器的位移输入直接接入输入端。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限位开关,输入点X402和X404接通,Y435接通,原点指示灯亮。 ① 按下起动按钮,M120接通并自保,移位器数据输入端接通,M100置“1”,Y430接通,下降电磁阀得电,机械手下降。 ② 下降到底碰到下限位开关时,输入继电器X401接通,Y430断开,下降停止,同时产生移位信号,将M100的“1”态移到M101。M101的常开接点将Y431接通,夹紧电磁阀的电,机械手夹紧工件,T450开始计时。同时,M101的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开,使M100置“0”。 ③T450延3s后,其常开接点闭合,产生移位信号,将M102置“1”,M101置“0”。M102的常开接点将Y432接通,上升电磁阀得电,机械手上升。同时,M102的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ④上升到顶碰到上限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,上升停止,同时产生移位信号,将M103置“1”,M102置“0”,M103的常开接点将Y433接通,右移电磁阀得电,机械手右移。同时,M103的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ⑤ 右移到位碰到右限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,右移停止,同时产生移位信号,将M104置“1”,M103置“0”。M104的常开接点闭合,若此时右工作台无工件,则光电开关因露光而导通,其常开接点使输入继电器X405接通,Y430再次接通,机械手下降。同时,M104的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。若右工作台有工件,则光电开关因遮光面断开,X405断开,Y430不能接通,机械手暂停等待。 3.2设计小结 机械手采用PLC控制技术后,操控简便,系统线路简单,系统运行稳定,大大提高了系统的自动化程度,提高了控制系统的可靠性,同时还能根据不同用户的需求对其功能进行扩展,提高了工作效率及检测准确性。 机械手设计论文:三菱PLC控制的机械手系统设计 摘 要:由于气动机械手具有结构简单、成本低,控制方便等优点,并可以根据各种自动化设备的工作需要,按照设定的程序工作,因此它在自动生产设备和生产线上被广泛应用。由于企业需要对变送器进行高低温补偿,针对公司现有的提供补偿所用的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上。在详细研究了气动机械手的结构、动作循环及工作原理之后,根据该气动机械手的工作流程,设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手操作气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。 关键词:机械手;PLC;控制系统 一、机械手的单个工作流程 机械手移动到传送带B工件处夹紧工件――将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置五个过程完成,机械手通过三菱PLC来控制,可实现这五个过程全自动依次运行:A)械手移动到工件B处:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带B)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;B)工件移动到指定位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带A)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;)C夹放工件:通过夹紧/放下直流电机的正转来控制,夹紧工件通过定时器来控制,即凭经验设定一个时间(本系统设为55),在这个时间内机械手能完全夹紧工件;D)放下工件:通过夹紧/放下直流电机的反转来控制,通过松限开关来控制;E)机械手回到初始位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到初始位置处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制。 二、机械手的操作方式 机械手的操作方式可分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期和连续操作方式。(1)手动:用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制,如:当选择上/下运动时,按下起动按钮,机械手上升,按下停止按钮,机械手下降;当选择左/右运动时,按下起动按钮,机械手左移,按下停止按钮,机械手右移;当选择夹紧/放松按钮时,按下起动按钮,机械手夹紧,按下停止按钮,机械手放松,该方式用于机械手系统的“回原位”操作本系统中,可用手动方式用于机械手的初始状态定位,用操作面板上的按钮来点动执行相应的各动作;(2洋步:每按一次起动按钮,机械手完成一步动作后,自动停止;(3洋周期操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮,机械手自动完成一个周期的动作后,返回原位(如果在动作过程中,按下停止按钮,机械手停在该工序上,再按下起动按钮,则又从该工序继续工作,最后停在原位),本系统采用单周期方式进行机械手的工艺过翟机械手移动到传送带B工件处―夹紧工件―将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置);(4涟续操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮SB3,机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环,在工作中,若按一下停止按钮SB4,则机械手将继续完成一个周期的动作后,回到原点自动停止。 三、C械手气动系统设计 气动机械手硬件系统由四个气缸、三个真空吸盘、限位磁性接近开关、5个两位五通电磁气阀和1个两位两通电磁气阀组成的阀岛、控制面板、接线端子、三菱PLC、按钮开关及指示灯等相关电气元件组成。当按钮开关或磁性接近开关发出信号传递到三菱PLC输入端子,经过三菱PLC程序处理,三菱PLC发出动作控制信号驱动相应主控阀电磁线圈的通断,控制压缩空气的运动方向,使气缸产生对应的动作。要实现前述控制任务要求,其控制部分包括气动回路与三菱PLC控制部分。气动机械手的气压控制回路如图3所示。气源产生压缩空气,经三联件处理后,经两位五通阀和单向节流阀分别进入滑台气缸、回转气缸、悬臂气缸、升降气缸。两位五通阀电磁线圈的通断决定了气缸的动作,比如控制滑台气缸的二位五通阀通电时,滑台气缸本体(缸体)左移;断电时滑台气缸本体(缸体)右移。本机械手选择两位阀,而没有选择具有中位机能的三位阀,主要是为了减少控制信号,减少三菱PLC的输出点数。单向节流阀的作用是调节气缸的运动速度,产生一定的背压缓冲。对真空吸盘吸光盘的过程,当真空发生器通过高压气体时,产生一定的真空度,实现吸光盘,此时,两位五通阀处于通电状态,两位两通阀处于断电状态。对放光盘的过程,要求高压气体先经两位两通阀,通过真空吸盘将吸附的光盘吹落,延迟一段时间后断开真空吸盘的气路,以节约用气量,故要求在两位五通阀通电、两位两通阀断电状态下,两位两通阀先通电,延迟一段时间后,两位五通阀再断电,然后两位两通阀再断电。 四、机械手电气系统设计 应用三菱PLC作为电气控制,可以减化控制线路,降低故障率,实现机械手多种动作线路,具有一定的柔性,也适于教学演示。一般机械手有手动、自动控制之分,手动控制主要用来硬件调试。自动控制中也分单步、单周期、周期循环等工作状态。其控制要求为:按下启动按钮,检测气动机械手是否处于原位,如果不是,按下复位按纽回到原位,如果是,则检测气动机械手处于何种工作状态下,单步意味着每按下一次启动按钮,机械手执行一步动作;单周期指执行一次动作循环,最后回到初始位置;周循环则是机械手重复不断的执行动作,直到按下复位或停止按钮为止。根据机械手的硬件结构,三菱PLC输入信号有:工作状态选择开关输入、启动停止按钮输入、磁性接近开关信号输入、手动开关输入及程序选择开关输入共22个输入点;机械手的输出信号有:驱动4个气缸的电磁阀线圈4个,控制真空吸盘的电磁阀线圈2个,原点指示灯1个,共7个输出点。选择输入点大于22点,输出点大于7点的三菱PLC,可选择三菱的FX2n-48MR。 五、机械手三菱PLC程序设计 气机械手的控制及动作路线由三菱PLC的程序来实现,根据前述要求,该程序框架采用调用子程序方法,在主程序中实现机械手工作状态的选择,子程序实现机械手的复位和动作路线的实现,这种程序框架逻辑清晰,便于阅读与修改扩展,其程序框架如图所示。 在搬运光盘的过程中,光盘会越搬越少,故选择循环动作工作状态时,每次机械手下降的行程会逐渐增长,故程序中没有使用升降气缸的伸出限位开关来反馈位置信号,而是以三菱PLC的软时间继电器设置合适的延迟时间来代替,当光盘被搬空时,升降气缸伸出限位开关被触动时,机械手就自动复位,回初始位置。 结论 气动机械手具有结构简单、易于控制、成本低等特点。针对公司现有的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手,将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上,实现了变送器的高低温补偿系统。并设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用了多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手使用气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。本设计提高了生产的速度,减轻了工人的劳动强度,节约了人力资源,具有很强的实用性。 机械手设计论文:关于PLC控制的智能机械手设计探究 摘要:本文重点就PLC控制的智能机械手进行了设计,所设计的取料机械手通过机械、气动、电气和PLC控制系统的综合设计,可以广泛应用于各大行业的取料领域,实践表明,该系统可以快速、准确的对控制要求做出反应,具有可靠性高、灵活性强、稳定性好,可大大提高生产效率。 关键词:PLC控制;智能机械手;设计 智能仿生机械手用智能手机的iOS应用程序进行控制的一款灵敏系数很高的一种仿生手。2013年帕特里克・凯恩成为英国首位装配智能仿生手的人。这款机械手名为i-limb,可以用智能手机的iOS应用程序进行控制。帕特里克还能控制5个独立供能的手指,其中大拇指还能旋转。该款机械手是苏格兰触摸仿生(Touch Bionics)公司的最新产品。目前,在国内大部分中小型轴承加工企业中,轴承毛坯的冲压、冲孔加工仍靠人工完成,不仅劳动强度大、生产成本高、效率低,而且还存在着安全隐患和产品质量问题;再加上大部分企业车间布局不统一,难以同时满足所有企业的自动化需求。因此,基于上述问题,设计一种用于轴承加工的智能机械手势在必行。 一、智能机械手的结构 智能机械手的总体装置分为两道工序,一道工序专门用于上料,主要包括气动手指、上料垂直气缸、上料伸缩气缸;一道工序专门用于下料,主要包括翻转机构、旋转平台、下料伸缩气缸。两道工序互不干涉,相对于上下料由一道工序完成的机械手,大大节省了时间,提高了效率。在机械手上装有两个红外光电开关,一个开关用来检测是否有料,若有料,机械手就按照指令一步一步动作,完成轴承毛坯的加工,若没料,机械手会等待毛坯到位之后再动作;另一个开关是用来检测冲杆是否将工件带起,若没带起会发出警报,等待工作人员处理。主要元件功能如下:气动手指实现工件的夹紧和松开,装有夹位、松位限位开关;上料垂直气缸实现上升和下降动作,装有上位、下位限位开关;上料伸缩气缸控制机械手的伸出和收缩,实现工件的上料动作,装有前位、后位限位开关;翻转机构用于工件的接取,翻转气缸动作将工件翻转掉到指定位置;旋转平台通过步进电机实现顺时针、逆时针的旋转,装有左侧、右侧限位开关。 二、智能机械手工作过程 气动手指和气缸均由220 V单电控二位五通电磁阀控制,电磁阀通电,气缸伸出、手指夹紧;电磁阀断电,气缸收缩、手指松开。将流量阀分别装在气缸和手指的进气口和出气口,通过流量阀控制气体的流量和速度,来调节舛手指和气缸的动作速度。初始状态:气动手指松开,上料垂直气缸、上料伸缩气缸、下料伸缩气缸、翻转气缸都处于收缩状态。工作过程为:(上电)回原点(启动) 工件到位上料垂直气缸下降气动手指夹紧工件上料垂直气缸收缩伸缩气缸伸出斗气动手指松开伸缩气缸收缩压力机冲压工件,同时下料伸缩气缸伸出下料伸缩气缸收缩旋转平台逆时针旋转900翻转气缸伸出旋转平台顺时针旋转900,同时翻转气缸收缩,如此循环。 三、 PLC控制系统的设计 (一)PLC控制系统 分析生产过程的工艺要求,确定控制系统要实现哪些功能要求;进行控制器、L / O模块、电源模块、控制模式、数据通信模块、通信模式的选择;确定数字量、模拟量输人、输出点的个数,列出PLC输入输出分配表;画出控制柜接线图,根据接线图进行现场接线;根据顺序功能图编写程序进行调试,若是程序问题修改程序,若是硬件问题解决硬件问题,直到调试成功。 (二) PLC软件设计 系统设有手动、连续、单周期、单步和回原点三种工作方式。机械手为初始状态时称为系统处于原点状态,在进入手动、连续、单周期和单步工作方式之前,系统应处于原点状态。机械手从初始状态开始,到夹紧工件、接到工件并将其放到指定位置的过程称为一个工作周期,在自动工作方式下,按下启动按钮,机械手反复地工作,但按下停止按钮机械手并不会立即停止工作,而是完成一个周期的工作后返回并停留在初始步。单步操作常用于系统的调试,在单步工作方式下,按下启动按钮系统只完成一步的动作,再次按下启动按钮,系统接着完成下一步动作。对于本系统而言,当接通I0.3时,系统进入单步工作方式,按一下启动按钮,上料垂直气缸下降,再按一下启动按钮,手指夹紧工件,如此一步一步的动作。连续工作方式的顺序功能图如图1所示,将选择开关打到连续工作方式位置,I0.1为1状态,系统进入连续工作方式。MO.5为原点条件,在初始步为活动步的情况下按下启动按钮I0.5,红外光电开关检测是否有料,若有,则I2.3为1状态,M2.O变为1状态,上料垂直气缸下降。同时,控制连续工作方式的线圈M0.7“通电”并自保持。 (三) PLC控制步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 四、结束语 本文介绍了一种基于PLC控制的工业取料机械手,设计了取料机械手的机械结构和气动系统,并给出了PLC控制系统的软硬件设计和步进电机运行速度控制设计,该系统应用于各大行业,具有稳定可靠的性能,提高了生产效率。 机械手设计论文:机械手PLC控制设计 摘要:基于PLC控制的机械手具有显著的优点,已经成为工业自动化生产的不可缺少的关键技术。本文通过借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了相关模拟仿真和设计。在对机械手液压机构进行了深入的分析的基础上,认为机械手的设计需要考虑回转原点、点动控制和自动化控制三个因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制系统设计提供借鉴意义。 关键词:PLC;机械手;控制 随着工业机械手的广泛应用,其已经成为自动化控制领域的重要技术。在制造业不断发展的今天,机械手一方面可以代替人工进行生产线的作业,另外一方面机械手可以按照实际生产工艺的要求,按照一定的时间和程序设置来完成工作的卸载和传送。机械手的广泛应用可以大大的提高劳动生产率,加快我国制造业的转型与升级。如果机械手采用传统的继电器进行控制,则会直接造成系统原件比较繁杂、稳定性差以及出现故障概率高的特点。随着PLC技术的广泛应用,通过使用PLC来设计机械手的控制系统,可以保证较高的可靠性和较低的故障率,使用起来也相对简单。本文通过采用可编程控制器PLC来实现机械手的控制系统设计,使得控制过程精确可靠,使得在实际生产过程中变得明确和清晰。 1 机械手机构的液压系统分析 本文的机械手设计案例以锻造车间的机械手为例,该机械手处在高温的操作环境之中,机械手所要实现的功能就是将高温的锻件棒材加持到锻造工位的传送带上。实现对棒料准确的搬运,替代人工操作,改善工作环境。机械手的液压系统主要包括了液压驱动、手臂的升降和收缩等系统,再加上液压马达。液压换向回路使用三位四通阀进行控制。在机械手设计的过程中应该考虑以下几个方面的问题:(1)锻件的重量较大,机械手应该具备较大的夹紧力。同时工件在移动的过程中还会出现较大的惯性,保证工件不会脱落。(2)机械手的手指应该具备一定的夹角,手指的开闭角直接影响着工件能否顺利的加持到锻造工位上,对于手指的开闭幅度具有严格的要求;(3)机械手应该保证工件在搬运过程中的准确定位,必须要根据锻造工件的形状来选择机械手手指的形状;(4)由于锻件处在高温状态,在加持过程中应该保证机械手具有较高的强度,另外机械手的结构应该尽量紧凑,使得机械手的重心能够维持在手臂的回转轴线上。(5)在机械手设计的过程中,应该考虑到被抓工件的要求。如果是圆柱形锻件,则应该考虑使用V型手指,圆球形的工件考虑采用三指状的手指,方便加持工件。对于那些表面质量要求比较高的工件,应该在机械手的手指上加上泡沫垫片,防止加持部位的损坏。 2 机械手PLC控制系统的设计 2.1 PLC可编程控制器介绍 机械手所使用的PLC控制器主要包括了CPU、信号输入模块、数据输出模块、CPU扩展单元以及编程模块。CPU相当于PLC的心脏,完成对输入信号和数据的处理,将这些数据存储在存储器中。对于输入和输出模块而言,输入的信号主要有分为两个类别,分别为电压信号和电流信号,如果外在的信号比较尖锐,则会造成PLC的CPU损坏。另外为了控制外来的负载的额度,可以通过小型继电器的使用,来实现外来负载的隔离。在PLC中编程器主要是用来检测各种信号的运行状态,一般使用编程器的状况为逻辑输入有误或者需要检修的时候。本文中的PLC电源使用的是24V直流电源或者220V的交流电源,机械手的PLC控制器选择类型为西门子20EDR-1,有两个输入和输出模块,在A/D转换方面选择AD041型号,所设计的PLC框架如图1所示。 其中PLC的基本参数如表1所示。 本系统的输入电流信号范围是5-23mA,对应的十六位进制为0000-1770。用于补码的转换数据范围是3.2-4mA,当输入电流信号小于3.2mA时,断线检测的功能将会被充分启用,并且将数据转化为8000。首先对于模拟信号和数字信号的转换方面,在CPU模块中不能进行量程控制字符的改变,如果需要改变,则必须进行断电后重新操作。 2.2 机械手位移传感器的选择 位移传感器的选择对于机械手的设计具有重要的意义,机械手臂的升降和旋转都需要位移传感器的作用,还应该把位移数据准确的显示在屏幕上,主要目的就是满足机械手臂的位移和速度测定。目前通用的传感器为光栅位移传感器,当传感器的两块光栅的位置发生相对变化时,光敏电阻发生变化,实现了电信号传递,从而转变为位移信号,实现了位移的精确测量。除了直线位移传感器外,还需要安装角位移传感器,角位移传感器的类型为E6W5-2014。最后机械手指在加持工件的过程中,需要安装压力传感器,其中输出信号范围是5-60mA,电源选择24V直流电源。在机械手触摸屏的选择方面,要求有两个,首先就是要内存要大,能够存储较多的数据,分辨率要大和较高的显示亮度;其次PLC触摸屏要有串行通信功能,更好的方便PLC与机械手臂之间的通信。 3 PLC控制系统的程序设计与步进电机选择 3.1 机械手PLC总控制程序的设计 在机械手臂的下降和上升的程序设计中,只是两者的输入和输出的地址不同。在压力检测方面,只有检测到锻件毛坯夹紧以后才可以进行下一步的位移动作,所以首先应该进行压力的检测,实现了压力数值的显示。本文还通过CAE的仿真优化设计,为了进一步实现机械手臂的启停与位移控制,减少PLC控制器的安装面的位置,可以将启动按钮与停止按钮进行合并。同时为了确定机械手臂是处于手动工作模式还是处在连续工作模式,需要进行连续工作模式按钮,可以根据实际的运行情况来调整机械手臂的位置。同时为了保证机械手的正常运行,机械手在每一个工作周期内都要进行初始位置的检验,如果不是回到初始位置,则应该执行回到回转原点的操作。和启动的程序一样,机械手臂工作的运行方式也是通过按钮来实现的,手动按钮可以实现机械手的各种动作操作,从而满足实际生产的需求,只需要对步进电机的脉冲时间进行调整,尽量减少机械手的行程。在经过CAE软件操作的优化的过程中,可以通过以下结果步骤来进行,首先应该对机械手臂的模型进行优化,建立相应的机械传动机构,包括各种零件的设计以及机械手自由度的设计;其次,对机械手的模型进行运动仿真模拟,测试模型设计是否能够满足生产需求;然后细化设计模型,建立设计变量和目标函数之间的关系,得到性能最优的设计参数。本文根机械手的运动要求将机械手的抓取机构进行优化,从而绘制PLC控制流程图,通过对梯形图控制程序的编写,满足了实际生产机械手的工位需求。 3.2 步进电机选择 三相步进电机通常将电脉冲信号转变为角位移信号,步进电机的旋转是依靠角度的不断移动而进行的。通过对电脉冲数量的控制,来实现位移的控制。在步进电机的选择方面,本文采用的是三菱公司的横轴和纵轴位移的机械手升降机构,最大使用电流为3A。另外PLC启动技术的控制与传统的控制技术相比,具有价格低廉和结构简单等优点。现代化的PLC启动技术可以分为感知系统、控制程序、主机CPU部分以及执行机构的设计部分。在使用CAE进行软件仿真模拟的过程中,通过使用锻件的抓取机构为实际性能的优化目标,通过连杆机构的数次优化和坐标位置优化,使得机械手臂的抓紧力由3.5MN转变为20.56MN。通过采用虚拟样机技术可以有效的模拟机械手在实际生产过程中的抓取行为,现夹紧力的不断提高,具有较大的实际成产意义。表2位本PLC系统中A/D转换器的基本参数。 四个自由度的机械手臂的设计具有一定的普遍性和实用性,在PLC控制的模式下,实现锻件从一个位置运送至另一个位置,准确的实现位置定位和完成各项动作。在实际操作的过程中可以通过触摸屏完成各项操作和读取机械手实际的运行状态,包括压力和位移数值等信息,方便对机械手进行很好的控制。 4 结语 PLC控制技术在机械手设计领域中已经得到了广泛的应用,从而使得机械手在工业领域中得到了广泛的应用。本文在分析参考文献的基础上,借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了CAE模拟仿真和设计。首先对机械手液压机构进行了深入的分析,得到机械手控制的三个关键因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制设计提供参考价值 机械手设计论文:面粉包装机械手设计研究 摘 要:面粉包装机的设计和制造是面粉加工行业的一个重要的创新点,具有实力的面粉企业会不断在原有机器上改进工艺,提高生产效率。同时,农机生产企业也会不断提高设备效率,面向小型面粉厂进行推广。 关键词:PLC控制;包装工艺;PID模糊控制 0 引言 对于企业来说,面粉包装的机械化能再提高面粉包装效率的同时大大节省劳动力成本。采用机械化包装的面粉,不仅包装效率极高,且包装的品质十分稳定。采用PLC控制的更加先进和高效面粉包装机械手的设计,是各大面粉厂家进行研发的重点目标,也是小型面粉生产厂家对产业结构升级换代的一个必由之路。 1 主要功能设计 面粉包装机械手需完成指定的工作循环,同时要根据循环过程中的反馈对循环进行协调。具有调节压力、时间、温度和速度的功能,具有质量检测、自动计量计数、完整的安全策略和根据客户需要提供的可视化操作平台等功能。 控制系统由PLC控制确定精度,并可以根据生产要求调节各项系统参数,本系统采用变频调节技术,可以让机械手系统在效率和节约方面调节侧重。总体来说设计包含软件和硬件两大部分,其中,软件控制部分包含的主要内容即对利用智能模糊PID控制结合快速逼近算法实现的封口过程的精确定位研究,结合此项工作进行PLC硬件选型,编写控制程序。如果需要,同时应开发相应的人机界面来实现监控和手动调节功能。硬件部分的设计需:(1)闭环系统的整体设计;(2)电机、变频器、PLC控制器和光电编码器等硬件的选型;(3)根据系统要求,确定系统I/O设备数量,模拟量的通道数量;(4)建立带有说明的I/O功能分配表。 2 设备组成及包装工艺 如图1所示,开机时,电机启动,通过传动机构带动拉膜带匀速转动,该速度可根据包装规格调整。拉膜外侧是高弹力胶带,内侧为正向齿形带,这种结构可以极大地加强薄膜与皮带的摩擦力,包装材料随着机械手运转向下运动,经过纠偏槽到达成型机,这样就可以对其进行桶状处理,进而加热、加压和纵向热封。 封构机在运行前回到原始位置,包装材料色标达到传感器时,传感器启动横向封口电机,每个封口器都有前后两部分组成,且采用弹簧链接。在工作循环中,两个横向封口机构能够进行互相挤压产生一定的R缩行程,采用这种设计,使两个横封头的回转中心的中心距小于两者的回转半径和。竖直方向上封口机的运动会完成包装袋的横向热封和切断,同时,启动计量螺杆,横封机构回位,等待传感器采集的下一个色标指令。 关于包装工艺,主要涉及供料、横向封装、纵向封装和切断四个方面。本设计主要以各类传感器输入和异步电机通过PLC的控制配合,将生产需求转化为精准控制的过程,达到对生产工艺可控化。 3 PLC设计 首先是确定控制方案和选型。根据统计,本设计系统具有14个开关量输入,7个输出,4个模拟量输入和两个输出,根据I/O点数需求及冗余设计,选择EM232模拟量I/O模块和EM231热电偶PID模块。这样,基本保证了光标检测、手动运行、联锁自动运行、电机速度反馈等。开关量可以控制设备的产品输送管路电磁阀、输送监视系统、横封纵封电机和信号指示系统等。4个模拟量控制热电偶温度输入和横封纵封的加热器温度等。利用MOBUS总线RS485通信调节变频器输出频率控制包装机电机的转速从而达到对工艺的控制。 在此硬件结构基础上,我们开发了手动和自动两种控制模式。手动模式中,操作员跳过PLC主机启停相应异步电机从而达到控制灌装量的目的。控制器、执行器件等开始执行相应循环。同时,操作员操作循环可以保存相关参数,进行自动模式下的循环过程。手动模式的主要目的是调试和修改生产参数。 自动模式中,PLC根据预设参数,自动执行循环包装流程。该模式下,操作员依旧可以通过修改参数干预循环过程,但此过程不打断生产。只需在调整完成后监视生产情况和指示灯,在遇紧急情况是介入停机或采取其他操作。同时,自动模式还具有光标模式,按照给定长度进行封装,无需横向封装的绝对准确。 作者简介:李建伟(1980-),女,河南l辉人,本科,现在鹤壁汽车工程职业学院任教,主要研究方向:机电技术。 机械手设计论文:基于液压与控制技术的机械手设计与分析 【摘要】机械手是模仿人的手部动作,并按要求实现自动抓取、搬运等动作的自动装置。机械手可以在恶劣环境中以及单调、频繁的操作中代替人作业,因此得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置四部分组成,智能机械手还具有感觉系统和智能系统。介绍了工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手,设计了液压回路,对手部材料进行了结构分析,采用了西门子PLC控制其工作过程。 【关键词】机械手;液压;电气 1.机械手机械本体设计 采用了四杆铰链机构,底座与步进电机相连,可沿导轨准确定位,适应于中小轻型物品的搬运和定位放置。分别用3个液压缸和一个丝杠控制,丝杠由电动机驱动,以实现在一个沿x轴的直线行走,一个沿y轴直线行走,一个沿z轴直线行走和一个绕z轴旋转的4个自由度。机械手工作时的运动过程:当货物到达时,机械手系统开始工作,旋转液压缸和伸出液压缸迅速定位到达工件上方,丝杠旋转下降,同时机械手液压缸卸荷,机械手爪张开,机械手到达工件中部,机械手液压缸加压,将工件夹紧。丝杠旋转上升,旋转液压缸开始旋转,伸出液压缸开始收缩,同时步进电机开始向前运动。放置工件时,机械手迅速定位至指定位置的上方,丝杠旋转下降,机械手液压缸卸荷,工件被放入指定位置。 2.手抓夹持面的应力分析 (1)夹持装置的材料特征。手爪夹持装置会频繁地夹持工件,因此,选择了低合金钢。这种钢可塑性好,有着比普通碳素结构钢更高的屈服强度和屈强比的材料。低合金钢还有着较好的冷热加工成形性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向和时效敏感性, 以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。(2)夹持面受力分析。在实际生产应用中安全可靠生产是必须考虑的一个因素,应力分析与位移分析是对整个结构中主要受力部分进行安全系数评估。在应力分析与位移分析过程中,手爪的4个固定孔作为固定面,以手爪夹持工件的面为主受力面,整个分析过程中所施加给手爪的力为100 N,使用的材质是铝合金,最后分析安全系数为 1.5,满足了工作要求。(3)机械手运动学分析。机械手在运动过程中,其运动速度与时间的关系必须要在控制之中,这样才能够准确地计算出其运动的轨迹,在Pro/E的装配中,利用机构来装配其手部,模拟其手部的运动得出运动曲线。由机械手的运动曲线可知,机械手的运动模量变化较为稳定。 3.液压回路的设计 液压机械手的回路(见图2)设计主要由4个回路组成,控制机械手的升降、伸缩、抓紧与放松、回转4个动作,分别由3个直动式油缸和1个回转油缸组成。在液压回路设计过程中,通过两位四通的电磁换向阀控制换向,可以通过调节节流阀的节流口大小控制流量大小,从而控制液压缸运动的速度。此外,为了防止机械手爪误抓住人或其他物体之后造成伤害,在回路中安装了安全阀(溢流阀),当压力达3 MPa时,安全阀打开,所以回路中最高压力不超过3 MPa。液压回路很容易实现自动控制,可以通过PLC来控制换向阀就可以实现自动换向。此外,液压回路可以适应任何恶劣环境,比较容易维护,所以在自动控制中应用越来越广泛。 4.PLC机械手具体系统的主要组成 PLC 液压机械手整个系统主要包括嵌入式微机、端口驱动模块、位置传感器、压力传感器、执行机构。其中的执行机构属于机械手非常重要的组成部分,同时也是机械手内部的主体部分,其中主要包括手腕、手臂以及行走机构等部分。驱动属于执行机构运行重要的传动装置,经常使用的包括液压、气压、电力以及机械传动。控制系统是整个机械手的重要优秀部分,主要是用来支配机械手各种规定的运行程序等,并存储相应的指令信息,按照控制系统具体的内部信息完成指令的分配,在一定条件下还能实现对整个机械手具有的监视作用。 以下主要分析在轮胎自动化生产线中的具体控制。在初始的状态下,]合整个机械手系统,并处于上线转出具体的位置,如果接收到开始的具体控制信号,开始启动所有的电动机并进行正转,利用丝杠运动带动机械手逐渐下降。如果下降具体的行程开关发生断开时,下降交流内部的接触器将会断电,最后使电机的转动最终停止,利用自动减压控制机械手具体的动作开始抓取工件,如果机械手内部的全张油缸使用的开关在完成闭合以后,机械手上升交流内部的接触器被接通,从而使电动机开始发转,完成机械手抓取工件同时并上升的动作。如果到达了上线行程内部具体的开关闭合位置过程中,机械手内部上升交流所在的基接触器发生断电,从而使电动机的转动最终停止,同时等待来自于主控系统发送的主图命令,并将会启动整个液压系统完成转入。由于当机械手开始转动时,半径部分出现了相互重叠的情况,因此,每次都会支持一只机械手完成转入动作。如果机械手全部完成了最终的转入动作,机械手进行同时下降的动作。如果下降放工件具体的行程开关完全接通以后,需要接通机械手内部的电磁阀,使气压系统内部工作得到有效的控制,控制机械手手指最后闭合完成放工件的动作。如果机械手内部闭合阀具有的压力开关实现接通以后,左右机械手将会马上全部闭合,最后完成放胎的动作,同时电动机的反转动作得以顺利的控制,并带动整个机械手开始上升的动作,直到最后达到上线的具体位置,完成机械手最终的整个过程。 5.结语 本文对工业机械手的结构和控制进行了设计。液压技术在该机械手中的应用,使设备更容易实现自动控制和过载保护,整体结构更加紧凑。西门子S7-200 型号的PLC在总控制中的应用,使得机械手在工作时更加稳定和便于控制。 机械手设计论文:PLC基础下气动机械手控制系统的设计研究 摘 要:随着经济和科学技术的不断发展,极大的促进了社会的进步,提高了我国自动化技术技能,使得自动化设备在当下社会会中广泛应用。在社会生产过程中,因为气动机械具有自身的优势,其在应用过程中制造的财务支出较少,设备结构简单,使用较为便捷,具有较好的实际应用性。为了提高手动机械手控系统的实际应用性,提高高手动机械手控系统设计合理性,本文主要基于PLC基础气动机械手控制系统的设计研究,来保证手动机械手控系统设计的有效进行。 关键词:PLC;气动机械;手控制系统;设计研究 0 前言 手动机械手控系统在工业生产过程中,可以提高工业生产的自动化能力,提高工业生产的自动化水平,来促进社会的发展。为了促进手动机械手控系统的长远发展,把PLC技术和手动机械手控系统检修整合设计和应用,增加了手动机、械手控系统的自动化性能,实现工业社会自动化发展目标,因此对PLC基础下气动机械手控制系统设计的研究具有鲜明的现实意义。 1 PLC技术阐述 PLC技术是一种具有可编制性的逻辑控制设备,其在实际运作过程中,可以利用具有编制性能的存储设备来对不同设备和元件,来进行计算,并可以保障计算的逻辑性。PLC技术也可以对不同的程序和系统来进行控制,对不同的设备来进行定时操作,把模拟的数字转化为机械和设备的实际运作指示和口令。PLC技术在系统中,其主要的优秀设备是微处理设备,可以在工业的生产环节应用,突破了传统技术的局限性,实际操作较为便捷和简单,稳定性和可靠性较高,PLC技术在实际应用过程中结合了微处理设备的优势,满足电气装置工作人员的操作需要,满足当下社会的工业生产需求[1]。PLC技术在我国首次应用是在上个世纪的六十年代,随着社会的不断发展,其应用范围不断增加,在当下的中型产品和小型产品[2]。电子产品、纺织领域、印刷环节等等被广泛应用,具有实际应给予价值。 2 PLC技术基础上,对气动机械手控制系统的设计阐述 2.1 顺序和功能的设计阐述 为了保证实际生产作业的合理性,保证生产不同环节的有序性,在进行设计时,要建立在设计顺序和设计功能图纸的基础上来进行设计,可以降低设计的暗度,为初步设计人员提供方便性,提高设计工作人员的设计效率,保证设计气动机械手控制系统在实际应用过程中,具备较高的应用性。顺序图和功能图这一设计方法,可以把具有编程性质的元件与专用的编程元件整合运用,在当下的PLC设计环节应用较为普遍,建立在气动机械手控制系统的运作流程来看,其在实际应用过程中,要保证气动机械手建立在原始点基础上,来进行摆动缸操作,保证其摆动作业、伸出作业的循环作业,保证其自动化的运作到初始点,进行循环的操作[3]。在实际的操作过程中,气动机械手动作以逻辑树的形式来进行,即首先进行根节点的动作判断,是否动作、怎么样动作,完成之后进行下一个节点的动作判断,亦即是否动作、怎样动作,一个连续的逻辑树结构即能够指挥气动机械手完成一系列连贯的移动、屈伸、抓取的动作,实现实际应用的目的。 2.2 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计,首先在设计时要保证其手动的开关与监测的开关是开放的形式,进而保证气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计是,其开关的变化和控制的合理性与单一性。对于气动机械手控制系统的操作形式来说,其要依据开关的选择离开进行选择。如果在实际运作过程中,选择的是具有自动性的操作方法,气动机械手控制系统运作时其没有返回原始状态,要优先利用手动的方法,保证气动机械手返回到初始位置,在进行其他不同环节的操作。对于气动机械手的单周期和自动化操作,其可以利用开关的选择来进行运作。如下图一所示,是气动机械手控制系统的整体设计构建图[4]。 由上图1气动机械手控制系统的整体设计构建图我们可以看出,对气动机械手控制系统的整体设计可以把其划分为两个不同层次,保证每个不同层次可以存放两排,保证每排可以存储四个变送设备。为了保证气动机械手控制系统的整体设计的合理性,保证高温箱和低温箱可以顺利的金融的框架体系中,其在实际设计是,要考虑框架放入变送设备后的重量。在框架的下部环节可以使用轮子来进行设计,保证气动机械手控制系统得知己应用中,可以在工作台上进行自由运作,保证其可以顺利的进入到高温箱和低温箱中。气动机械手控制的变送设备的设计和定位,要依据设计框架的外部大小来进行设计。确保气动机械手控制系统的在完成整体框架的设计后,其可以进行不同工位的运作和搬送,可以良好的进行元件的放置。保证气动机械手控制系统在实际应用过程中们可以便捷的进行加紧作业和伸缩与移动作业,保证气动机械手控制系统的实际应用性,实现气动机械手控制系统的设计最大目标[5]。 3 结论 PLC技术和气动机械手控制系统的结合设计和发展,是社会发展的产物,是科学技术不断进步的结晶,具有时代性的特征,对当下社会的生产和生活具有较大影响。PLC技术和气动机械手控制系统的结合发展,这主要是因为PLC技术自身的优势和实际应用性,其满足气动机械手控制系统的发展需求,可以增加气动机械手控制系统的操作精市裕提高气动机械手控制系统的安全性,降低了气动机械手控制系统的事故发生率。 作者简介:唐跃嘉(1993-),男,四川南充人,本科,研究方向:机械工程。 机械手设计论文:机床自动换刀机械手的设计与研究 摘 要:在生产制造行业内,机床越来越普遍,而机床也向着自动化迈进,无论是控制还是其他系统,而在自动化机床中,机械手的应用也越来越普遍,在机床自动换刀机械手设计上,升降系统是非常重要的,除了升降系统机械手的换刀和对刀具的夹持,都是需要仔细地去设计,而对于机械手设计上要保证机床设备本身与机械手的柔性连接,保证工件的正常输送和机床的自动化加工。 关键词:升降系统;刀具换刀与夹持;机械手设计 1 升降系统 机床机械手的升降系统是一个非常复杂的系统,它的组成部分包括动力装置、传动装置滚动丝杠、导向柱、调速装置、控制元件等。 机床机械手机构中,升降电机带动丝杠运动,滑座在丝杆上做上下运动,同时机械手在滑座上一同做运动,所以丝杠要承受机械手M和滑座m的重量,如图1。 通过图1分析机械手升降系统的工作过程,当机械手接到机床的指令后,电机开始工作,滑块上机械手手抓上升到选刀排的位置,机械手触发刀库的触点,这时候制动器工作,机械手停止上升,机械手进行换刀,完成之后,机械手回到初始位置。 通过分析机械手升降系统中的电动机,机械手手抓工作的功率,可是在工作过程中,制动器会使电动机功率变大,所以在选用电动机时候电动机的功率是手抓理论功率和制动器功率,如下公式: P电=P制+P手抓 同时在电机工作过程中,电动机也会随着电动机负载的升高,如图2所示。 2 刀具换刀与夹持 在机床机械手换刀上,是自动换刀装置,同时它还担负着把刀从刀库送到主轴上,刀具在主轴上使用完成之后在从主轴上送回到刀库中,机床刀具的换刀方式有圆盘形、直线型,圆盘形换刀是刀架是一个回转体,每个刀都置于圆盘的外圆端,通过圆盘的选择,刀具旋转到指定位置,机械手进行换刀,这种换刀方法是机床上最常见的。 刀具的夹持设计上,一般选取柄式夹持和法兰式夹持,柄式夹持方法是在轴向夹持,这种方法是利用最多的,因为刀柄的尾部是一个锥柄,这种刀具采用模式锥度方法夹持最方便、快捷。而法兰式夹持方法是在机械手前端安装法兰盘,这种夹持方法有一些繁琐。 3 机械手设计 机床机械的形式有很多,种类繁多,对于每个机械手都有它不同的意义和用处。 单臂单爪回转式机械手,这种机械手的手臂是可以回转运动,而回转运动的摆动线与刀库的轴线平行,意义在于机械手的手抓可以快速地抓取到刀具。 单臂双爪回转式机械手,这种机械手的手臂上有两个机械手手抓,手抓是对称放置,这种机械手的两个手抓是分工的,一个是从刀库拿刀送往主轴,另一个是从主轴将刀具拿回到刀库内。 双臂回转式机械手,这种机械手的手抓不是对称的,是在一天轴线上,轴线的两端放置手抓,两个手抓绕中心做回转运动,这种机械手可以实现刀库取刀和主轴送刀同时进行,节省的时间,提高工作效率。 双机械手,这种结构是有些类似于人的双手,有两个手臂,两个手抓,它们是分别运动的,一个是从刀库取刀,一个是送刀,示意图如图3。 4 结束语 因为制造业和工业不断的发展,科学不断的进步,对生产效率不断提高的要求,单纯的使用人力,是不能满足生产需要的,使得机械手的应用越来越广泛,它可以代替人完成更高要求、难度、重复枯燥的工作,所以机械手现在不仅仅应用在机床上,所以怎样能更大提升机床机械手的性能,怎样将机床的控制系统与机械手完美的连接,怎样能使机械手成为FMS系统中一个重要部分,这是机械手研究设的一个重要环节和意义所在。 机械手设计论文:机床机械桁架机械手的设计与结构分析 摘 要:在制造业机械手是一个非常有名气的词组,机械手是自动化生产线上不可缺少的一部分,它的出现使生产行业更方便更快捷,它的优势就是灵活、运动惯性小,可以代替人手去完成相应的工作,而在大型机床上也有机械手的应用,它是附着在机床桁架上,通过分析机械手在生产中的应用,总体布局,以及驱动系统,最终确定机床桁架机械手,而在制造行业内,通过机床桁架机械手的应用,提高了机床的自动化程度,同时也增加了机床加工中的安全性、可靠性。 关键词:机构分析;机械手;驱动系统 1.总体结构 机床桁架机械手的设计和分析,可以从两部分分析,一部分是桁架,另一部分是机械手,对于桁架的分析,可以简化成梁的分析,它的机构就类似于力学当中的结构梁,从力学的角度分析,可以将机床桁架与简支梁做横向对比,可以通过简支梁的弯矩图分析桁架,增加机械手对桁架的作用力,我们可以画出如图1所示的力学分析图。在机床上桁架机械手有着很高的要求,要求机械手有着效率高、可靠性强的要求,对于桁架的立柱选择,它要使桁架支撑稳定,同时也要节省机床的整体空间,而对于大多数立柱的结构,都选取钢结构。 2.机械手及手臂 2.1 机械手 桁架机械手的作用就是起到运输的作用,它是使工件在上下料的轨道与机床内之间移动,将加工后的零件从机床上拿出,再将要加工的零件从轨道上拿起,放到机床上。主要的动作就是:爪张开,抓取,升降,左右移动。对于机械手的手爪设计有很多种方案和形式,可以根据不同的需求,选择不同的设计方法。如D2所示。 (1)机械自锁手爪:对于这种结构,设计者们非常喜欢,因为这种结构很受消费者的喜欢,它的结构比较简单,但是在对抓取上也做了复杂的设计,为了防止在夹持零件时候脱落,增加了自锁装置。 连杆杠杆式手爪:这种结构可以从名字上得到启发,它的设计就是利用机械连杆机构,通过连杆和杠杆的传递,使手爪夹持和松开,但这种机构有一个缺点,就是夹持力比较大。 齿轮齿条式手爪:这种机构的传递性最好,动作反应速度最快,它是通过齿轮之间的传动来控制手爪,可以实现速度上的突破。 2.2 手臂 对于桁架上机械手的手臂设计时,要考虑机械手臂的载荷,在运动上要实现快速运动,但在机构上也要能承受力。在机床桁架上的机械手一般做直线运动,所以在考虑手臂设计时候,一般选择液压直接驱动手臂,在机械手臂的液压缸选用上,要使液压缸的直径大一些,这样手臂的整体强度比较高,而对于液压缸的校核可以通过以下公式进行核对: 活塞杆直径的校核公式: 式中:F――活塞杆上的作用力;[σ]――活塞杆材料的许用应力。 缸体壁厚的校核公式: 式中:D――缸筒内径;py――缸筒的试验压力。 桁架机械手的运动为机械手在桁架上做水平运动,到达指定位置后,机械手下降运动,手爪夹紧工件,带动工件上升,逆向运动,将零件放置到轨道上,手爪松开,在这个期间内,有几个位置PLC控制限位器,分别在机械手的下降和上升停止的时候。在机械手将零件从机床夹持时候,下一个工件到待定区域,机械手结束这个动作后,回到待加工零件位置处,机械手下降,夹持零件,将零件放置到机床内,机械手回到初始位置,PLC停止脉冲输出,机床进行加工,机械手完成运动,桁架机械手往返做以上运动。 3.驱动系统 对于机床桁架机械手驱动方式的选择可分为回转型和移动型,是通过手指的方法区分,要是通过机械手夹持的不同可以分为内外两种。 (1)气动驱动方式:这种控制方式是通过电磁阀来控制机械手,在通过利用气流调节阀来控制机械手的运动速度,这种驱动的成本比较低,因为得到气体成本低。 (2)电动驱动方式:在机床桁架机械手设计上,这种驱动方式使用最频繁,因为机床也需要用电,而这驱动系统只是需要利用电机,就可以达到速度上的控制。 (3)液压驱动方式:液压驱动方式是通过液压系统进行控制,它的好处就是可以实现连续位置控制,同时传动刚度也大,液压驱动一般选择液压马达作为动力源,液压驱动元件的特点见表1。 结语 随着国内不断地发展,劳动力成本的不断提升,机床在自动化行业欢迎程度也随之提高,但同时也要将机床的配套设施提高上去,尤其对于生产大批零件,机械手也变得尤为重要。对于现代工业发展来说,机械手的发展速度还是不是很快,对于机械手的控制上要采用PLC控制是最方便的,而对于机械手的发展要不断去开发,团结思想,通过集体设计者们的努力,不要客观地设计,要将多元素有机结合起来。 机械手设计论文:基于PLC的机械手设计 摘 要:在本文中,所设计的控制系统是应用于机械手系统,保证机械手能够有效完成两条生产线之间的运输任务。系统整体上选用电气一体化的方法,通过气缸自锁功能能够保证机械手在抓放或者断气状态下保持机械手姿势,通过电机控制技术完成机械手多自由度运动。机械手系统具有上电初始化、原点复位、报警提示、手动操作、半自动操作及全自动操作功能,满足了企业的工作需求。 关键词:搬运机械手;电气一体化;定位控制 0.引言 随着制造业的快速发展,机械手成为当今时代的标志,有效改善劳动条件,保障人身安全。当前,机械手可以精确执行预先编写的程序命令,实现预计动作,被广泛应用于机床、模具锻造或者点焊、喷漆工艺方面。本文基于完成生产线之间物品运输设计的机械手系统,能够完成手臂上下伸缩、手臂左右摆动以及手指抓握3个动作;采用集成传输模式,即手臂机构采用伺服电机驱动,手爪机构则采用气压传动。 1.硬件结构设计 1.1 伺服电机选择 电机选择方面,本课题选用交流伺服电机,因为随着电机调速方法的不断研究,目前能够将电机调速范围与成本降低到宽调速直流电机。同时,交流伺服电机拥有较高的可靠性和控制性,因此目前能够得到广泛应用。而直流伺服电机内部存在电刷和换向器因素,导致电机工作可靠性降低,提高后期运行成本;交流异步电动机虽然没有电刷磨损,结构简单,成本较低,但应用时对其调速十分烦琐,成本相对较高,不经济适用。考虑到电机后期维护方便,本课题的升降电机与旋转电机都选用交流伺服电机PanasonicMDMA152P1U型号,便于后期保养维修,采用的驱动器为MDDDT5540型号。 1.2 气缸和阀门的选择 本机械手驱动系统运动速度由气流调节阀控制,运动方向由电磁阀控制。目前,气体驱动系统凭借其价格低廉等优点在工业中得到广泛应用。同时气动夹持器由于气体的可压缩性,在捕获过程中具有一定的灵活性,不会由于力度过大导致被抓取物破坏。根据指尖距离及手爪夹紧力,夹紧装置选择一个具有可调缓冲装置的双作用气缸,并设有夹紧装置和压力传感器。气缸本身配有两个一位单通阀门,本设计为了能够保证气缸在断气状态下保持气缸内部的压力,所以根据经验选用SMC公司的VZ110气开阀。 1.3 传感器的选择 传感器的功能是将被测物的物理量转变成由控制系统可以识别的电信号。实时检测系统本身以及工作对象、工作环境的状况,为控制系统提供有效精准的电信号。本课题研究的机械手,位置检测装置主要用来判断机械手执行左旋/右旋,上升/下降等动作时是否到位,通常选择行程开关,并将其安装在预先设定的位置。本机械手选用直线接触式行程开关,当行程开关检测到机械手运动到预定位置时,立即终止当前动作,准备运行下一动作。 2.机械手动作的实现过程 机械手的工作均由伺服电机驱动螺纹丝杆旋转和电机自转来完成。本机械手的一个工作周期要完成手臂下降―工件加紧―手臂上升―右旋―手臂再下降―松开工件―手臂在上升―左旋8个动作,全部由对应的限位开关来控制,系统原始位置设置在原点,当按下开始命令时,机械手会立即有序的执行预订相应动作。为确保人身安全,机械手安装了一个光电开关,当机械手右旋到预定位置时,必须检测到右工作台上没有工件时才能执行下降动作。另外,机械手能够实现自锁功能,在系统断电断气情况下保持机械手姿势。本文研究的机械手系统工作方式一共有手动操作,半自动操作,自动操作3种模式,当系统上电后机械手首先初始化,然后进行选择相应的工作方式。 3.控制系统的设计 控制系统是机械手设计的重要组成部分,是保证机械手在工作过程中安全可靠的关键。实时控制着机械手的每一个作业动作,控制系统的稳定性以及可靠性的好坏直接决定了机械手工作过程的效率,起着不可低估作用。 3.1 PLC的选用 本文机械手的控制系统根据经验选用“CPU226AC/24输入/16输出”型PLC,另外,由于系统I/O端的分组情况及隔离与接地的需求,需要增加10%~20%的裕量,配置了两个EM253位控模块和一个EM22324VDC数字组合8输入/8输出的扩展模块。本文设计的控制系统,控制面板上操作按钮的输入端应该接入PLC输入口的I0.0-I1.5,系统的行程开关接入I1.6-I2.3,料架上的两个光电传感器应该接入I2.4、I2.5输入口,伺服驱动器的报警端接入I2.6、I2.7接口,伺服电机定位完成后发出的信号接入I3.0、I3.1。其次,PLCQ0.0-Q0.6输出端连接系统信号指示灯,Q0.7-Q1.4端连接外部信号,实时检测机械手状态,Q1.5-Q1.7端连接驱动器,为电机提供电源,Q2.0-Q2.3端连接定位模块,主要控制电机的运转,Q2.4-Q2.5端连接气缸控制阀,调节气缸的伸缩。 3.2 控制模块设计 本文中,控制系统主要由PLC主控单元、I/O模块和EM253位优秀控制器构成,机械手的抓放动作由选用的气缸驱动,其余动作由选用的伺服电机驱动,同时电机配有驱动器,由位控模块接收脉冲输入。结构上,系统配有极限行程开关,每个部件的极限运动由脉冲来限位。主控单元采用单独封装,设计为模块式结构,安装在相应的支架上,主要包括PLC模块、触摸终端、I/O模块和两个位控模块,通过PLC专用电缆进行相互通信。位控模块采用的是PLC特殊模块EM253,因为可以运用其产生的脉冲串对电机速度何位置进行开环控制,产生的脉冲串存储在S7-200相应的存储区中,通过扩展的I/O总线与S7-200进行通信。 3.3 控制面板的设计 本文所设计的机械手根据实际应用所需设置以下控制按钮。(1)工作模式选择开关:当正常生产时将机械手调到自动模式,机械手会自动运行。当机械手出现故障或者出现报警时可以将机械手调到手动模式,机械手可通过点动调整。(2)电源开关:当机械手系统准备工作时,必须将电源拨至ON位置,给系统设施供电,其中触摸终端由PLC进行供电。当机械手系统停止工作时,必须将电源拨至OFF位置,切断一切设施供电,保证系统及人身安全。(3)急停按钮:当机械手系统在运行过程中,出现突发情况例如搬运不够稳定、下放物品不到位、超过了极限位置以及没有抓取成功目标物等等发生时,迫使机械臂系统停止工作,此时仅需按下急停按钮,则可立即使机械手停止工作,有效避免事故的发生和经济损失。(4)机械手上升、下降、左旋、右旋、夹紧、松开按钮:这些按钮通常在调试或者排除系统故障时对机械手进行单步操作时使用,属于手动操作。(5)复位按钮:当需要将机械手系统自动恢复到初始位置的情况时,需要按此按钮实现相应复位功能。(6)启动按钮:当机械手系统完成上电,工作模式等一系列前期准备工作之后,按下此按钮系统就会自动完成预设搬运动作。(7)测试灯/报警按钮:机械手系统安装结束后,要对机械手的作业稳定性进行试验。此时,试灯/报警清除按钮对电路上所有的工作指示灯做检测,保证正式运行时的安全。另外,当机械手系y出现报警时,我们对系统进行故障维修后,必须按此按钮消除报警,使系统进行正常作业。 结语 本文对机械手驱动系统、控制系统方面进行认真细致地研究,能够对生产线上有无工件进行精准判断,降低了工作劳动强度,提高了企业生产效率,对自动化生产线的柔性制造方面和工作效率方面起到了不可估量的作用。 机械手设计论文:气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 摘 要:随着科学技术的不断更新和进步,生产自动化已经作为一种趋势,深入到工业生产的方方面面。在自动化冲压生产线的设计中,气动机械手已经被广泛采用。本文首先介绍气动机械手的概况,接着进行自动化冲压生产线设计的介绍,最后将二者结合,具体探讨气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用和前景。 关键词:气动机械手;自动化;冲压生产线设计;应用 近年来,我国的冲压生产线已经高度自动化,改变了过去单纯依靠劳动力投入的低效率模式。随着技术的进步,气动机械手又广泛应用于自动化冲压生产线,进一步解放了人类劳动,工业生产的质量和效率显著提高。基于气动机械手在自动化冲压生产线中的重要作用,企业开始将自身发展同气动机械手的应用密切联系。 一、气动机械手概述 气动机械手指的是利用现代气动技术、气动伺服控制技术和计算机技术为优秀的控制技术,完成生产线上物品的抓持、搬运和卸料工作,以此代替人力劳动,提高生产效率的现代生产技术。 气动机械手是典型的机、电、器一体化的产物,同市面上存在的机械传动机械手、液压传动机械手、电气传动机械手相比,具有技术要求低、动作速度快、使用成本低、维护费用少的特点,因此是最受生产企业欢迎的高性价比的生产工具。 二、自动化冲压生产线的设计 自动化冲压生产线是一个循环往复的单线系统,它的工作周期一般为:拆垛――物料运输――取料、送料(压机冲压)(该步骤可能重复)――生产线末端输送――人工码垛。 (一)系统组成 自动化冲压生产线是一个单线系统,它的组成往往根据厂家生产产品的不同而略有差异。一般来讲,自动化冲压生产线有拆垛系统、过程操作(涂油、压板等工艺)系统、上下料系统和线末运输系统组成,最后经过人工码垛,完成整体生产线的生产过程。 (二)控制系统 1、控制层 自动化生产线的控制系统一般采用PLC控制方式,这种控制方式具有现场总线的控制,同时具有单独控制及连线自动控制的功能。它将整个系统分为不同的控制部分,每个控制部分上都设置有一个PLC,每个部分PLC之间与上级PLC之间采用以太网方式进行数据交换,联网时可以被系统监控和使用。 2、设备层 设备层管理的主要是生产线中的各种设备,处于整个控制系统的最低层,同时也是整个系统最关键的环节,因为它控制的是实际生产的环节,主要监控现场操作站、现场输入设备以及现场执行机构等部分的工作。设备层受总线PLC控制,向总线PLC发送信号和数据,并将接收到的总线PLC命令直接传达到生产线的指定环节和设备,使自动化冲压生产线稳定地生产和运行。 (三)安全系y 安全是自动化生产线的最大特点, 自动化冲压生产线一般配置高级的保护系统和完善的安全装置,不仅能够实时监控生产的进行,还能在危险发生时及时发出警报信号,有的甚至能够自动判断危险级别,进行停机保护。 整个安全系统同样受总线PLC控制,保证了线路运行在统一的指挥和监控下安全运行。 三、气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 气动机械手的应用具有安全性高、抗高温环境、抗危险(易燃、易爆、辐射等等)环境、效率高的特点,并且在成本投入上,又有成本低、动作快、平稳可靠、节能环保、维护和运营成本低等优势,因此被广泛应用于各种自动化冲压生产线中,不管是汽车制造业、家电制造业还是食品加工业、军事制造业,都能看见它的身影。 (一)气动机械手要求对控制器进行有效选择 气动机械手的应用,需要在强有力的系统控制下进行。因此,在设计自动化冲压生产线的过程中,如果考虑加入气动机械手,就要做好控制器的选择工作。要选择具良好性能,同时遵循“简单、稳定”特征,能够对总线和各部分PLC进行准确把握的控制器。 (二)气动机械手要求实现自动与手动相结合的送料系统 在自动化冲压生产线的生产过程中,大部分工作都由自动化的气动机械手来完成,但是要求必须实现自动系统与手动系统的结合。因为气动机械手只能完成规定的将物料送入机械设备的动作,但是在一些需要主观能动性决定的工作操作(质量检验、装箱码垛等等)中,气动机械手却无能为力,只能靠手动操作系统来完成。 (三)气动机械手要求系统具有可靠的功能 气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用,要求系统能够提供相应的安全和生产保障,从而来指挥气动机械手进行正常的生产。 1、报警系统 作为一种机器,气动机械手的工作过程是简单机械的,只要系统不发出停止或者其他操作指令,它就会不停地运转。在危险发生的时候,气动机械手并没有主动判断危险的能力,这个时候,如果没有可靠的报警系统给总线控制系统传递信号,气动机械手就会不停地运转,导致重大生产事故的发生。 2、停止功能 在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要格外重视对气动机械手停止功能的设计。在危险发生时,通过设备或者遥控开关面板上的“停止”键,使设备立即停止运行,能够及时阻止更危险情形的出现,降低事故的损失率。 3、状态显示功能 机器人不会说话,它的工作运行状态,只能通过状态显示功能来体现。因此,在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要做好状态显示功能的设计,使其能够对系统各个部分的运行状态进行反应,及时解决生产中出现的各种问题。 四、气动机械手在自动糊冲压生产线中应用的前景 (一)重复高精度 与人工操作相比,气动机械手采用气动伺服技术和现代计算机技术,生产过程可以实现高精度重复。在气动机械手生产的过程中,如果一个气动机械手出现了定位不精确的误差,就会及时启动误差调整功能,保证工作的高精度。随着微电子技术和现代控制技术的发展,气动机械手的精确度会越来越高,它的发展前景和工作领域会越来越宽广。 (二)模块化 现代的气动机械手正在由组合驱动装置向模块化拼装装置转化。这种转化使气动机械手的安装使用更加灵活方便,扩大了气动机械手的应用范围,也是气动机械手发展的重要方向之一。 (三)无给油化 在食品、医药、纺织等生产要求高的行业,无污染是他们共同的追求。现在,随着技术的发展,已经实现了不加润滑脂的不供油润滑元件生产技术。这种无润滑元件如果在气动机械手装置中得到广泛应用,不仅能够节省润滑油、降低环境污染,而且能降低生产成本、延长机器使用寿命,给相关行业带来更大的利润空间。 (四)劳动力集约化 在传统的生产线中,单纯采用人工方式进行重复性、危险性、节拍高的生产工作,工人劳动强度大,很容易发生工伤。气动机械手在自动化冲压生产线中的使用,代替了大部分危险性的人工工作,节约了人力劳动成本,提高了人工及设备的安全性。这正体现了一种未来工业的发展趋势。 结语: 气动技术的发展经历了一个漫长的发展过程,我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚,但是近年来,随着我国相关部门和企业重视程度的提高,对于气动机械手的投入力度和研发力度在不断加大,我国自主研制的许多气动机械手已经在各种行业内广泛应用,并且获得了国际的一致好评,为国家的技术进步做出了卓越贡献。可以预见,在不久的将来,气动机械手将越来越广泛地进入工业、军事、航空、医疗、生活等各个领域,更多地影响我国的工业生产过程和人民的现代化生活水平。 机械手设计论文:基于视觉的并联机械手分拣系统的设计 摘 要:DELTA并联机械手具有其结构简单、维修方便、运行速度快、精度高等优点,因此广泛的应用在食品、医药、电子等轻工业生产线上作为装配或分拣机构。本文以三菱Q系列PLC为优秀控制器,以QD75P2定位模块和三菱伺服驱动单元为运动控制部件,制作了一台DELTA机械手装置,利用SVM等视频智能分析技术,实现不同形状和不同特点物体的识别和分拣,具有很高的实用价值。 关键词:并联机械手 三菱QPLC QD75 视觉分析 1 引 言 机器人可以代替人类进行很多繁重和危险的工作,是过去数千年一贯的梦想。人类进入二十一世纪以后,现代科技飞速发展,让机器人逐渐由梦想变为现实。现在机器人已经成为信息和自动化行业蓬勃发展的一个重要领域。机器人从结构上可以分为串联机器人和并联机器人两类,串联机器人具有工作空间大、操作灵活等优点,虽然在工业生产中得到了应用,但是它也存在承载能力低、动力学性能差和关节误差累积等缺点。在实际应用中需要机器人具有高的承载能力、良好的动力学性能以及高精度等要求时,这就迫切需要有另外一种机械结构形式的机器人可供选择。在这种情况下,并联机器人就应运而生了。并联机器人与传统的串联机器人相比,并联机器人具有运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,因而在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。 并联机械手由于其诸多的优点成为现在研究领域的热点,由于其运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,已在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。PLC的控制使得并联机械手的运动轨迹和控制更加的科学化、人性化。可自动按程序完成工件的检测、抓取、放置、按照设定的轨迹进行工作,保证了伺服电机、主轴、从动轴等各执行构件的动作相互协调,系统运行可靠。 2硬件方案设计 本文设计的并联机械手主要由三条主动臂、三条从动臂和上下两个平台组成,每条主动臂上由一个伺服电机驱动,一个铝制主动臂和一组碳棒组成的从动臂连接,两个平台也分别是用铝材料打造而成。三个伺服电机固定在主平台上,电机与铝制主动臂是通过键结构连接,该结构使电机与主动臂联为一体,主动臂另一端同从动臂连接,从动臂与动平台框架连接。当机构圆点回归运动时,主动臂末端连接的三个伺服电机同时作用于动平台,这样就可以让动平台位于固定的一点,全部结构由三维建模软件SOLIDWORKS设计并仿真,在完成仿真后进行分零件加工。并联机械手运动机构的三维模型图如下图1所示。 当机构需要对物体进行抓取时,则需要伺服电机同时输出不同的脉冲数,进而带动整个机构到达指定位置。动平台框架上可以根据生产中的实际需要来安装不同形式的抓手。本文为了实现对不同形状镍铁合金物体的抓取,采用了电磁铁,用于拾取工作台内的镍铁金属物件(例如螺丝,螺帽,硬币等),体现机械手整体的灵活性、精确度而选择,为了不影响吸取周围的金属物件,吸盘的周围增加了缓冲套,为了能吸到物件偏离而设计,也可以防止吸到其他的物件,选择吸盘不止可以金属分类,也可以对金属和非金属的杂物进行筛选。在动平台不但可以装电磁铁,也可以和切割、画图、扫描等功能多元化结合,可以拓展的功能多种多样。 为了进行视觉信息的采集,本机构中采用了摄像头模块,其分辨率为320*640像素,视角为75度广角镜^,主要功能是捕捉工作台上的物件位置外观,可以附件工作录像、实施拍照等功能,增加摄像头可以大大提升了设备的智能化水平,对于不同的器件的分拣,只需要扩展其识别类别即可。摄像头的工作内容为识别工件的位置、形状等信息,将相关信息传输到人机界面,人机界面将数据进一步传输到PLC,等待PLC计算并控制机械手动作并对其监视,确认无误后进行下次识别工作。 PLC可编程控制器作为本装置的控制优秀处理器,选择的是三菱Q系列PLC,作为一款中型PLC产品,三菱Q系列PLC具有更高的处理速度和更多的智能模块可以选择。具体的各模块型号如下:Q61P电源、Q30UDCPU、QD75D2N定位模块、QX40输入模块、QY10输出模块、QJ71E71-100以太网模块,伺服运动控制器选择:三个MR J3-10A伺服驱动器、三个HF-KP13伺服电机。 本装置状态的监控采用三维力控监控软件,作为一款主流的控制监控HMI,力控提供了性能优异的实时数据库、多设备接口、专业的HMI等功能,为完成机械手控制系统的设计提供了良好的基础。 3软件方案设计 3.1 PLC控制模块 在PLC程序中采用双精度64位的浮点型传送指令将实物中的主动臂长度,从动臂长度输入到某个指定的位置中,如"EDMOVP E20 D2"。然后,运用PLC程序里的浮点型算法指令"ED*、ED/、ED-、ED+"编写上述计算出夹角的方程,PLC程序中动平台中心点P的坐标是通过外部信号传输给它的,每一次P点的坐标更新都会通过PLC编写的算法重新进行计算,PLC算法最终是计算出主动臂和XY平面的浮点型弧度角,所以需要再通过PLC转化,将算出来的浮点型弧度值转化,如"DINTD D0 D4"。最后对计算出来的弧度进行放大处理转化为三个伺服电机的脉冲数,让三个电机运行到硬币位置,电磁铁得电硬币被吸引实现抓取,抓取后运动到指定区域后电磁铁失电实现硬币放置,完成本次智能识别抓取任务,并进行下一次识别动作准备。 3.2 定位模块参数设置 伺服放大器MR-J3-10A具有更高性能和更高功能,其控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制,广泛用于机械工具和工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制。伺服控制参数的设定是本设计的重点,通过Q系列PLC的参数设置使用编程软件Works2对其自带定位参数进行修改,伺服系统内部参数设定,是根据系统要求对可编程控制器的参数进行相关设置,从而使PLC通过脉冲来控制伺服放大器来对伺服电机控制,通过设置机械设备和相应电机的速度来对系统进行速度控置。 3.3 PLC控制模块 视觉识别模块主要完成对硬币形状、颜色、大小的识别。它是整个装置中的优秀信息驱动模块,主要由工业摄像机和相关软件组成。工业摄像机可以清晰的拍摄到物料圆槽中的所有饰品,并形成图像传递给信息处理计算机,为了完成饰品原料的精确抓取,需要完成样本库的创建、图像的抓取、二值化、轮廓识别、子图抠取、子图旋转、矢量化运算、样本比对等环节,最终完成每个饰品的位置、方位、倾角、文字符号的定位和模式识别。得到这些信息后,机械手才能正常的完成工作。因此视觉识别模块为系统优秀模块和其他模块的正常运转提供必要条件。 4系统调试 使用三菱编程软件GX Works2进行程序的编辑,打开GX Works2软件,设置相关PLC参数,进入主程序编辑界面,输入相关程序,编辑QD75P2模块的相关参数。具体操作步骤如下: (1)新建程序文档,更改程序文件名; (2)进入软件,更改PLC类型、程序语言; (3)输入用户程序,在程序编辑框内,逐条输入程序指令; (4)编辑程序,如果程序中有语法错误,则给出错误的数量。 4.2 模拟调试 通过计算机和PLC连接,使用编程软件GX Works2上的模拟调试功能对系统进行虚拟调试,虚拟调试不需要连接设备减小了系统损耗,也使程序编写更加方便,是系统调试必须要进行的环节,具体操作步骤如下: (1)在断电情况下,用编程电缆(PC/PPI电缆)将计算机和PLC主机相连; (2)接通计算机与PLC的工作电源; (3)在计算机上运行GX Works2软件,并进行正确的通信参数设置; (4)通过GX Works2软件,将机械手的控制系统程序导入至PLC中,并将相关的定位数据同时写入PLC中; (5)建立计算机和PLC主机的在线联系; (6)用户程序监视运行; (7)用户程序动态调试。 结合程序监视运行的动态显示,分析程序运行的结果,以及影响程序运行的因素,然后在STOP状态下对程序进行修改编辑,重新编译、下载、监视运行,如此反复修改调试,直至得出正确运行结果为止。 4.3联机调试 在断电条件下硬件线路接好,按照电路图要求,将PLC和外部设备通过航空插座相连,同时将PLC和编程计算机,伺服放大器与伺服电机相连。将系统所有设备接通电源后,PLC在计算机的监视下运行用户程序。观察系统运行动态是否符合设计要求。伺服电机执行回原点动作,定位启动按键断开,按下"原点回归"按键,近位开关将回到起始位置。第一步定位完成。 当摄像头成功的识别出物体后,PLC将位置数据传送给各个伺服放大器,伺服放大器驱动X、Y、Z轴同时运动,到达定位点,接着,PLC控制电磁铁得电,将物体吸引实现抓取;最后,当机械手抓到物体后,再将抓取物体先提升到指定高度,平移,最后下移,到达指定高度后,将物体放置下来,并做好对下一物体的抓取准备,完成了一个抓取周期。 5 结 论 并联机械手由于其刚度大、承载能力弱、响应速度快、精度高以及惯性小等特点,在轻工业中得到了广泛的应用,成为了机械代替人力的典型范例。随着机械手应用的普及,机械手向着专用化、机械结构模块化、可重构化的方向发展,机械手的运动更加的灵活准确多样化,其控制方式也在向着多元化的方向发展,其应用将有着更大的发展空间。 机械手设计论文:液压机械手的设计 摘要:液压机械手主要是以液体为介质,并且利用液体的压力由此来驱动执行机构的运动。其主要特点是:首先,能够实现循环工作的自动化和自动过载保护;其次,控制调节简单,方便省力;最后,这样能够更好地实现无间隙传动,还可以让操作更加平稳。 0 引言 机械手是模仿人手的部分动作,按给定程序、执行轨迹、实现自动抓举或搬运的自动化机械装置。产品机械手价格昂贵,一些小型机械企业望而止步。文中所研究的机械手采用液压驱动方式,主要功能是实现上下料过程的自动化。其造价低廉、控制性好,可为小型机械行业所用。现将设计过程简单介绍。 1 机械手的技术参数 ①自由度(四个自由度) 臂转动 180° 臂上下运动 175mm 臂伸长(收缩) 400mm 手部转动 ±90° ②手指握力 392N ③驱动方式 液压驱动 2 主要设计内容 2.1 结构原理设计 根据设计要求绘制出其机械手结构原理图,如图1所示。 2.2 系统结构分析 本次液压机械手的设计主要是由执行机构,驱动装置,被抓取工件等部分组成,各系统之间的相互关系如图2所示。 2.3 机械手机械系统结构设计 机械手的机械结构部分主要是由执行机构构成的,其中执行机构又包括末端操作器、手腕、手臂和机身。 2.3.1 末端操作器 机械手为了进行作业,在手腕上装上了操作机构被定义为末端操作器。它的最为基本作用是:直接抓取工件、工具或物体等,末端操作器的功能与人手相似,工件的形状和特征直接决定末端操作器的机构形式。本次设计手部的结构选择为滑槽杠杆式夹钳。 2.3.2 手腕 机器手的手腕是连接手部和手臂的桥梁,其主要用途是调节、改变工件的坐标,因此具有相对独立的自由度,从而使机器人的手部能够完成各种复杂的动作。一般,按照自由度分类,手腕可以设计为三个自由度。分别为:单自由度、二自由度和三自由度。本次设计中选用的是单自由度手腕。 2.3.3 手臂 手臂是机械手执行机构的尤为重要组成部件。手臂根据它的运动方式可以分成四种类型,它们分别是“直线运动、回转运动、俯仰运动和复合运动。此次设计选用的是直线运动、回转运动的复合运动。 2.3.4 机身 机械手的最基础的部分是机身,它的主要作用是连接、支撑。所以机械手主要承受动力装置、液压装置的重量。 通过Pro/E软件完成机械手的三维造型如图3所示。 2.4 液压驱动系统总体设计 机械手液压系统原理图如图4所示。 3 结束语 四自由度液压机械手系统运转平稳,能准确完成上下料工作,机械密封可靠,说明液压回路的设计及液压元器件的选择满足产品使用的需求。最为重要的是整套设备的制作费用在五千元左右,与产品工业机器手数万元的价格相比,很大程度上满足了小型机械企业向自动化、智能化发展的需求,可为同类产品的设计提供经验。 机械手设计论文:基于SolidWorks的存码垛机械手结构设计 摘要:本文利用SolidWorks对用于箱类和袋类物品取放的存码垛工业机器人本体进行结构设计。存码垛工业机器人本体主要有基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器、等部件组成。本设计对工业机器人的研究有一定的参考价值。 关键词:应用型本科;创新能力;机械制造基础;教学改革 1 Solidworks软件简介 SolidWorks是法国达索公司最先在Windows系统上开发的一款三维设计软件。其CAD功能方面涵盖了所有的设计类型,实体建模、曲面设计、二维工程图、装配、运动仿真、结构分析等功能一应俱全。创新的自顶向下设计过程使得设计工作一目了然,实时的更新功能使得工程师可以随时对产品特征参数进行动态修改。除此之外,SolidWorks还为不同的设计人群提供不同的功能模块,包括钣金、管道布线、电气设计等,使得设计过程简洁而丰富。 2 码垛机器人的发展 国外,最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是日本和瑞典。1968年,日本第一次将机器人技术用于码垛作业。1974年,瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于物品的取放和物料的搬运。随着计算机技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟,日本、意大利、德国、美国、瑞典、韩国等国家在码垛机器人的研究上做了大量工作,相应推出了自己的码垛机器人,如日本的FANUC和OKURA以及FUJI系列,德国的KUKA系列,瑞典的ABB系列等。工业机器人技术的飞速发展,使得码垛机器人在各个行业都得到了广泛的应用。 3 码垛机器人的工作对象 本文设计的码垛机器人的工作对象及其参数如下: (1)码垛物品:箱类物品(如一箱纸巾)和袋类物品(如一袋洗衣粉)等。 (2)物品尺寸:长为200至500mm,宽为200至400mm,高为100至300mm。 (3)物品质量:每件物品为5至15kg。 (4)物品运动范围:以机器人为中心的,半径为3m,角度为90至180度。 4 码垛机器人结构设计 本文设计的码垛机器人为关节型机器人,这类机器人占地面积小、机构紧凑,工作空间大,还能穿过障碍物进行抓取,是机器人中使用最多的一种结构型式。码垛机器人的本体(即机械手)包括基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器(俗称爪子),它的运动主要由码垛机械手手臂的俯仰运动和腰部的旋转运动组成。 4.1 手爪的结构设计 机械手臂末端抓取器大致可分为:夹钳式、专用操作式、吸附式、仿生多指式四类。由于工作对象为箱式或袋式物品,只需要设计能从不同角度抓取物品的夹钳式即可。其结构如图1所示,可以抓取不同大小多个种类的箱式或袋式货物。 4.2 臂部的结构设计 手臂部件(简称臂部)是机器人的重要执行部件,它的作用是支承腕部(关节)和手部(包括工件和工具),并带动它们在空间运动,臂部还安装一些传动驱动机构,从臂部的受力情况来看,它在工作中直接承受腕,手和工件的静动载荷,自身运动 又较多,所以受力情况复杂。 臂部主要是进行俯仰运动,这里采用铰接活塞缸实现臂部的俯仰运动。该机构的特点是,工作范围大、灵活性好。 4.2.1 大臂的结构设计 大臂是臂部的组成部分,它两端分别与小臂和立柱相连,它都是通过铰链连接。大臂的运动是通过与立柱相连的铰链活塞缸来进行运动传递的,它的运动轨迹就是一个圆弧形,通过活塞缸来进行俯仰运动,运动单一,结构简单。它较之小臂粗大,因为它是码垛机器人主要的受力部分之一。其三维结构如图2所示。 4.2.2 小臂的结构设计 小臂两端是与大臂和末端执行器连接,这里采用铰链连接,大臂与小臂之间的运动传递,采用铰接活塞缸来实现,其结构简单,运动性能好。小臂比之大臂在设计时材料消耗要比大臂少,体积也小,重量轻。其三维结构如图3.5所示。 4.3 立柱(腰部)的结构设计 立柱主要是支撑大臂小臂的重量,连接大臂和底座,并且固定了活塞缸的运动范围。结合要求与设计过程,腰部的结构材料为合金结构钢,无经淬火与回火处理。其三维结构如图4所示。 4.4 活塞缸的设计 本次设计,我采用最多的动力传动方式就是活塞缸,因为它工作形式单一,只能进行伸缩运动,且结构简单,由缸体和活塞缸组成,并且它在机器人的设计中运用很广泛。其三维结构如图5所示。 4.5 底座的结构设计 底座是承受码垛机器人整体重量的主要部件,且由于码垛机器人的手臂长,导致机器人整体重心并不在底座中线上,所以底座较为宽大。其三维结构如图6所示。基于底座在本次设计中的作用,选取底座的材料为铸铁,且设计底座尺寸为:长×宽×高= 280 mm×120 mm× 20 mm。 5 结论 码垛机械手的总体结构如图7所示,其运动是由腰部的旋转、手臂的俯仰、末端执行器的夹紧和放松组成。码垛机器人工作的全部流程:第一步,大臂处的活塞杆运动,带动小臂进行下伏运动,从而末端执行器接近物品,并通过夹紧缸将物品抓取;第二步,大臂进行上仰运动,带动物品上升;第三步,腰部回转缸进行回转运动,将物品移到堆放指定区域上空;第四步,大臂又下伏,将物品放在堆放台上,并且夹紧缸放松物品,最后大臂上仰,腰部旋转回到原位。 机械手设计论文:智能医疗机械手的分析与设计 摘要:随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械应用也将有更光明的前景。仿生智能机械手可以在医生的监控或操作下,按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为医院病人带来福音。 关键词:仿生机器人;智能;机械手;医疗; 1.引言 假肢是医疗领域最早使用仿生智能机械手, 随着技术的发展,出现了可以模仿人手做绝大部分的操作的仿生机器手,使用方便、灵活。在外科手术里,医生需要长时间地或在有限的时间内完成一系列复杂精确的操作。仿生智能机械手是一种仿人机械,可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案, 高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。现代社会、科技的高速发展推动着机械产业的发展, 对其自身结构、能量消耗或者运动的可靠性提出了更为严苛的要求。在环境优胜劣汰法则的作用下,自然界存在拥有神奇的特性与功能各种各样的生物。仿生智能机械手就是模仿人手的形态、结构和控制原理而诞生。人手共有27个自由度,可以精确定位并做出复杂精细的动作。仿生智能机械手可以通过模仿人类手部的动作,并依照智能控制系统给定的程序而实现智能化的手部抓取、搬运等复杂动作的自动机械装置。 在中国,医疗类自动控制机械设备的研究和应用起步较晚,然而近年来随着国内外自动控制和智能控制技术的快速发展,以及医院等医疗机构的迫切需求,智能机械手的应用得到了迅速的发展。智能控制技术可以建立柔性程序控制系统,从而实现医疗机械手的高精度控制。 2.结构简介 2.1.基本结构 本文设计的医疗机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。 手部用来抓取刀具,由手指传力机构和驱动装置等组成。仿生机械手的手部结构一般以双指或者多指结构为基础;如果根据实现的不同任务动作要求,又被分成以下两种结构形式:外抓和内抓;如果根据仿生机械手的手部的运动形式又可以分为回转式和平移式,其中回转型又分为以下几种形式:单支点式,双支点式。在以上结构中,我们较多选用回转式的手部,这种结构能够方便的用来抓取药瓶等圆柱形医疗工具,平移型用于抓持方形医疗工具。 对于医疗机械手而言,其手部需满足的条件:首先,机械手的结构能够产生强且稳定的夹持力,用来精确安全的夹持医疗器具。由于医疗器具的搬运过程中,往往会存在一定的动载荷,因此在设计校核的过程中,一定要充分考虑动载荷的波动。同时,不同重量、尺寸的医疗器具在被夹持和传送过程中所要求的基本方向、动作、精度等不相同,因此结构设计必须充分考虑各种器具的使用条件。第三,必须充分考虑医疗器具的高精度定位要求。第四,医疗机械手的尺寸结构必须满足紧凑、精巧的要求,以利于腕部和臂部的结构设计。 智能仿生医疗器械手的动作机构的作用对象是医疗器具或者患者身体工,因此需要完成的不同动作都必须满足安全行要求,防止意外的发生;同时,智能仿生医疗器械手的结构、质量、尺寸等对于机械手的整体的运动学、动力学性能以及使用条件和使用范围等也有着直接、显著的影响。智能仿生医疗器械手整体动力学和运动学性能的高低,决定了机械手最终能否正常按照控制机构的指令进行工作。因此,智能仿生医疗器械手的结构设计是整体设计的最重要环节。 智能仿生医疗器械手的手腕在于手和手臂之间,用于调整手的方向。要使智能仿生医疗器械手能以不同的旋转角度和方位进行动作,因此,智能仿生医疗器械手的手腕要能满足六个自由度的动作要求,即:分别独立的绕X、Y、Z 轴向实现转动和平动,这样,智能仿生医疗器械手的手腕才能实现大范围角度的伸、缩、转动、平动、摆动等。 智能仿生医疗器械手的臂部是运动的主要执行部件,需要承载手部抓起器具的整体重力载荷,臂部的运动形式决定了它的基本结构。臂部运动的基本作用是把机械的手部所夹持的器具送到控制机构要求的空间点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。 2.2. 驱动机构与控制系统 驱动机构是智能仿生医疗器械手的动力来源。智能仿生医疗器械手的动力源与常规的动力源相同,主要包括液压驱动、气动、电力驱动和机械驱动等几种主要形式,近年来还发展了其它几种形式。电动机构驱动由于结构简单、尺寸紧凑、重量小、控制方便,备受设计人员的青睐。 智能仿生医疗器械手控制方式一般为基于模糊控制理论的点动控制和连续控制。主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性。智能仿生医疗器械手缓冲干扰源也越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 2.3. 结构布置要求及平稳性与定位精度 智能仿生医疗器械手在工作中运动定位要求较高,在结构布置上应保证运动精确平稳,这样可提高使用的可靠性,并可延长使用寿命,在结构上要注意以下几点: 2.3.1.臂部要防止偏重。一般情况下臂部为悬臂,所以在设计臂部、手部结构时,要尽量使其总的重心在支撑中心,防止偏重。假如有偏重,它将会产生附加的弯矩,引起立柱和导向的变形。防止偏重过大可采取的措施如下:一是减轻手部重量,以尽量减少偏心载荷;二是臂部上各部件应合理分布或增加平衡重,使臂部平衡;三是在结构上无法避免偏重时,则应加强导向支撑。 2.3.2.加强臂部刚度。臂部的刚度,决定于臂部的结构和导向形式。选取臂部结构时,各个方向的刚度都有要求。提高臂部刚度,是减少手部颤动的关键,也有利于提高定位精度。 2.3.3.改进缓冲装置和提高配合精度。机械手缓冲干扰源越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 3. 总结 尽管目前仿生智能学在工程机械行业中的研究还有很长的路要走,但伴随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械设计也将有更光明的前景。仿生智能机械手仿人机械可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术, 并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。 作者简介:姓名:张金辉(1979.10-)性别:男,籍贯:云南,最高学历:本科,目前职称:助理工程师,主要研究方向:机电
版图设计毕业论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计毕业论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 作者简介:鞠家欣(1972—),黑龙江双城人,硕士,讲师,研究方向:集成电路设计与测试技术。 版图设计毕业论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 作者简介:毛剑波(1970-),男,江苏句容人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,副教授;汪涛(1981-),男,河南商城人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,讲师。 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的优秀和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。[7] 集成电路版图设计的教学目标是: 版图设计毕业论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计毕业论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业优秀技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 作者简介: 孙丽莉(1976―),女,辽宁复县人,硕士,苏州工业园区职业技术学院教师,研究方向为微电子技术。 版图设计毕业论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 作者简介 杨依忠,讲师,主要研究方向是混合集成电路设计。 版图设计毕业论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者简介:李亮(1979-),男,内蒙察右前旗人,讲师,就职于苏州市职业大学电子信息工程学院,研究方向:集成电路设计与教学研究。 版图设计毕业论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计毕业论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计毕业论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计毕业论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。优秀技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计毕业论文:企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院
电力系统自动化论文:电力系统自动化计算机技术论文 1电力自动化系统概述 1.1变电系统自动化电力系统通过变电站和输电线路输送电能,在变电站运行过程中,仅仅依靠人工来监控电力供应,工作效率较低,并且难以及时进行信息反馈和实时监控。计算机技术在变电系统的应用,不仅极大地提高了监控精度和工作效率,而且帮助工作人员及时发现变电运行存在的问题,从而有针对性的采取有效措施,提高电力运行的可适应性和稳定性。在变电站自动化系统中应用计算机技术,光纤和计算机电缆作为最重要的媒介,实现了变电站二次设备的集成化、信息化和数字化。变电站系统利用计算机技术生产变电运行管理档案,变电系统自动化是电力系统发展的重要趋势。 1.2电网调度自动化电网调度自动化是电力系统自动化的重要基础,我国各级的电网调度自动化系统和计算机技术有着密切联系,终端设备主要有显示器、打印机、存储器、计算机网络接口等,这些设备都是经过计算机技术的整合,在电力系统局域网进行参数测量和状态检测。电网调度自动化系统主要实现在电力生产过程中,自动化分析和监控电网的运行状态、采集实时数据、评估电力系统安全状态、预测电力负荷、控制省级以上电网控制等,满足电力系统的运营要求。 1.3配电网系统自动化电力系统借助于计算机技术进行改造省级,实现电力系统网络化和配电智能化,配电网系统自动化分为三级结构:光线终端、配电子站和配电主站,配电网系统自动化有助于实现电力系统的资源共享,确保配电系统的安全稳定运行,保障电力系统的高效运行和高度自动化。 2电力系统自动化中计算机技术的应用 2.1电力一次设备在线状态检测近年来,我国电力部门积极引进先进的科学技术,和科研机构进行合作,在电力一次设备在线状态检测的研究中取得了很多的成就。电力一次设别在线状态检测可以长期连续地对电力系统一次设备如开关、断路器、变压器、汽轮机、发电机等设备的运行参数进行在线监测,通过实时监控一次设备的运行状态,科学分析电力一次设备运行参数的变化趋势,判断电力系统是否出现运行故障,及时对一次设备的维护保养,提高电力一次设备的利用率和使用性能。 2.2新型测控和继电保护装置光电式互感器技术在电力系统的应用,使得电力二次设备如继电保护、测控设备装置的功能和结构发生了很大变化。新型测控和继电保护装置省去了部分信号处理电路、A/D转换电路和隔离互感器,极大提高互感器的响应速度。 2.3智能化电力一次设备在电力系统中电力二次设备和一次设备的安装位置相距较远,两者之间用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。而智能化电力一次设备是指在设计电力一次设备结构时,充分考虑二次设备的运行,将电力二次设备的基本功能就地实现,节省大量的控制电缆和电力信号电缆,实现电力一次设备的保护和自带测量功能,如常见的箱式智能化变电站、智能化开关柜、智能化开关等。但是在实际的应用过程中,智能化电力一次设备很容易受到电力系统大电流断开造成的高强度电磁场干扰,其关键技术主要包括通信接口协议标准、电子部件和电磁兼容的供电电源等。 2.4光电式电力互感器电力互感器是输电线路的一种重要设备,其按照一定的比例将输电线路的大电流和高电压数值降到电力仪表可以测量到的数值,便于电力仪表的直接测量。但是,电力互感器的电压等级越高,其绝缘性能越差,并且设备的质量和体积也越大,动态的信号范围越来越小,导致输电线路的电流互感器饱和,甚至导致信号畸变。当前很多国家都成功研制了电子式互感器和光电式互感器,其相应的应用标准也逐渐完善。和普通电力互感器相比,光电式电力互感器的输出信号比较小,通常是毫安级,其很难通过较长的电缆线路将信号输送给相关的保护和测控装置,必须通过光电转换和模数转换将信号转换为数字信号之后,由光纤接口送出。 3结束语 电力系统自动化中的计算机技术的应用,推动了电力系统的快速发展,随着计算机科学技术的快速发展,计算机技术将在电力系统自动化中发挥着更加重要的作用。 作者:杨会宇单位:国网河南淇县供电公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化发展趋势探讨论文 摘要:现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 关键词:电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 (2)FACTS的优秀装置之一——ASVC的研究现状 各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种优秀技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 (3)DFACTS的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。 DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。超级秘书网 3.基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统 (1)基于GPS统一时钟的新一代EMS 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 (2)基于GPS的新一代动态安全监控系统 基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物——PMU(相量测量单元)设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。 电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。GPS技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。 随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。 电力系统自动化论文:电力系统自动化电气工程论文 1论电气工程自动化在电力系统中的应用 安全、稳定、可靠的电力系统是每个企业的追求。将电气工程自动化技术应用在电力系统之中,就是为了维持电力系统的稳定,进一步对其进行完善和管理。本人2009年参建的苏州港太仓港三期工程、2012年参建的太仓港公用危险品工程的电气工程部分的采用了自动化技术,更好的实现了电源系统的监控和管理。现结合苏州港太仓港三期工程的电源监控系统, 1.1设备选型: 为了实现电气工程自动化管理,在电气设备订货期间就得统一考虑其设备型号及功能需满足电源监控系统的技术及参数要求。 1.2系统集成 基于设备订货期间考虑的设备型号及参数满足电源监控系统的通信及其控制技术要求,故可以实现1#、2#、3#和中心变的电源监控系统集成,采用华立特公司的FARAD200SEAV5.0系统。 1.3数据分析 通过FARAD电源监控系统可提供实时的数据分析和查看各种实时数据,实时数据主要包括:模拟量、数字量、电度量、设备驱动、事件记录和电力设备表。通过数据分析可以对设备的运行状态、电度量的实时值、峰峰电度量、事故发生的时间及故障点、电力台帐总表、上次检修时间、计划检修时间等进行查阅。 1.4报警管理 报警的类型分为5类,一般事件,一般报警,预告报警,事故报警或自定义报警。报警的状态分为3种,报警消失,报警未消失,报警。报警状态还包括确认信息。报警会根据不同的状态显示不同的颜色。通过对苏州港太仓港三期电源监控系统简要的分析,其系统主要应用了以下几种自动化技术: 1.4.1智能控制的应用 及时对电源监控系统管理中出现的各项问题进行反馈和报警,保证企业电气管理部门能够及时地发现系统中的电力故障和故障点,并进行相应的维护、改进和完善。 1.4.2仿真技术的应用 苏州港太仓港三期电源监控系统的优秀是FARAD200SEAV5.0系统,采用了仿真技术,主要实现了以下几种功能:各变电所的10KV系统和低压系统通过在FARAD软件的界面切换,提供准确的各电气设备的运行状态。电气故障的报警和初步的诊断。对整个电源监控系统运行可以进行动态的监控。对电源监控系统进行了优化设计和调试。 1.4.3集成技术的应用 在以往的电力系统运行过程中,电力分配、电力安全、电力维护等环节是分开进行管理的,而当实现了电气工程自动化在电力系统运行中的应用之后,就要将不同的环节进行统一化的集成管理。通过运用集成技术,本监控系统首先实现了中心变和1#、2#、3#变电所的集中管理,减少了变电所的值班人员;其次实现了系统的拓展,太仓港公用危险品工程和苏州港太仓港三期工程为一家营运公司,太仓港公用危险品工程电力系统建成后并入了苏州港太仓港三期电源监控系统,统一进行管理;再次实现了电力安全和电力维护的集成管理,发生的电力事故和电力维护记录可查。 2关于电气工程自动化技术在电力系统中的应用几点想法 基于对苏州港太仓港三期电源监控系统的分析,本人浅淡一下工程自动化在电力系统中的应用几点想法: 2.1推广、使用统一的国际标准 遵循统一的国际标准,这将会使设备的选型范围更广。但目前各个生产电气自动化设备的厂商生产的设备有所不同,遵循的标准也存在差异性,会导致各个厂商生产的电气自动化设备之间的兼容性不高,不利于进行系统集成。 2.2适应电气工程自动化控制技术要求的新产品研究和开发 基本电力安全因素和电气设备的技术原因,本电源监控系统未能实现完全的自动化控制。如:保护装置的整定值(速断、过流和单相接地等)的设定和修改,必需在保护装置上进行操作设定,不能在系统软件中直接进行修改。 2.3适当运用以太网技术 电力系统有着越来越复杂的趋势,其运行过程中,需要进行采集和处理的数据量也越来越大。为了保证电网信息的实时性和有效性,就需要对数据传输的处理途径进行优化,选择一种更快的手段。运用以太网技术能够保证大量的数据保持既快又稳定的传输,因此以太网技术充分满足了电气工程自动化技术发展过程中对数据处理优良途径的需要。 3总结 通过对苏州港太仓港三期电源监控系统的分析,可以看出在电力系统中应用电气工程自动化技术,是其系统可靠安全运行的保障。随着电气工程自动化技术的发展和广泛应用,电力系统的运行机制将会得到进一步的改善,运行效率会得到显著的提升,系统安全会更有保障。 作者:朱庆锋 单位:中交三航局南京分公司 电力系统自动化论文:变电站电力系统自动化技术论文 1系统结构与性能 1.1系统性能特点:变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境,现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。系统的软、硬件设备十分便于维护,各部件都具有自检和联机诊断校验的能力,为维护人员提供了完善的检测维护手段,包括在线的和离线的,都能准确!快速的进行故障定位,维护人员都能在现场自行处理。计算机监控和管理系统具有很高的可靠性(其平均无故障时间MTBF为:主要设备大于20000h,系统总体大于17000h。系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错,或当运行人员在操作时发生一般性错误时,均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。 1.2信息采集方式:对一个较先进的变电站综合自动化系统而言,其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的,因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆,简化二次回路。特别是在10kV变电站,可将测控部分合并在10kV保护装置内,根据模拟量对采样精度的不同要求,采用专用的电流输入口以接测量用。 1.3网络结构与通信:分散分布式结构,各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。因此在变电站自动化向分散式系统发展时,采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。 2变电站电力系统自动化的技术发展途径 2.1神经网络控制技术的应用:由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力,所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。 2.2模糊逻辑控制技术的应用:模糊方法使控制十分简单而易于掌握,在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,实践证明它有巨大的优越性!模糊控制理论的应用非常广泛。电热炉一般用恒温器来保持几档温度,以供烹饪者选用,模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量,每个语言的论域用 组语言变量互相跨接来描述。 2.3专家系统控制技术的应用:专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面!虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性。 2.4线性最优控制技术的应用:最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。 3国内变电站自动化技术发展存在的问题 3.1不同产品的接口问题:接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。 3.2运行维护人员水平不高的问题:目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一只专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。其次,变电站综合自动化专业的划分应尽快明确,杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。 4变电站自动化系统应能实现的功能 4.1微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录转贴于。存储多套定值。显示和当地修改定值。与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。 4.2数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。 4.3事件记录和故障录波测距:事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 4.4控制和操作功能:操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 4.5系统的自诊断功能:系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。 4.6数据处理和记录:历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:①断路器动作次数;②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;③输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;④独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;⑤控制操作及修改整定值的记录。 5结语 电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展,并在电力行业展示出其独有的魅力,自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高,对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。 作者:刘珍 单位:四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理论文 1人员管理存在问题在电网建设、发展中,急需具有专业素质的管理人员 但实际状况是,相关管理人员对于电力自动化技术的掌握度较低,缺乏专业化的技术。与此同时,电力系统的相关专业管理人才较为缺乏,对于一些新进入企业的工作人员,其专业素养的提升培养较为缺乏,从而致使在管理工作中遇到问题无法科学判定及处理的状况。此种状况问题的出现对于企业的经济获取造成了较大的损失,使得电力系统的维护工作花费成本有所增加。而且,如果在事故发生后无法及时、妥善的排除问题,那么对于电网系统安全性而言也极为不利。因此,积极培养出一个具有专业素养的管理人才团队对于自动化技术管理而言极为重要。 2电力系统自动化技术安全管理科学措施 2.1合理设计电力系统自动化技术 首先需做的便是在电网自动化设计期间,对其相关影响因素进行全面化的考量、分析。在电力自动化技术设计中,需注意对其采用分布式的设计方式,也就是指将各个设计单元分隔开来,以此帮助有效避免在某一个单元内部,出现各个组成部分相互影响的状况。另外,在自动化系统运行时,二次接线的状况经常会出现。针对这些二次接线点,应相应地对其系统做简化处理,积极采用多功能继电器来替代二次接线工作。之后再对主控制及其它开关柜运用分布式的设计方式,实现其内部接线的简化处理,避免出现因操作失误而导致的安全事故。最后需注意的是,对于电网系统的扩展、兼容性均应注意进一步的加强,以此促使在各电力设备中,自动化技术均有用武之地,满足其使用需求。 2.2提升电力系统自动化技术维护水准 现今社会呈现出信息化的发展趋势,电力自动化技术也得到了较大的关注。在自动化技术管理中,准确判定其发展形式及方向极为关键。如此一来,便能够充分且全面的掌握自动化技术的功能及优点所在,进一步提升其维护水准,为电网系统运行安全提供保障。近些年来科技的迅速发展使得信息技术发展趋势越发突显,因此,在电力自动化技术管理中也需注意灵活运用信息技术,积极开发一些数字变电站,确保电网的安全及高效运行。信息化技术的应用能够帮助将搜集整理电网中大量的运行数据,实现对电网技术的高效管理,并促使其智能化水准得到提升,使得电网运行更加安全。 2.3提升自动化技术管理人员专业素养 为了促使达成电力自动化技术管理的目标,具备专业素养的人才队伍建设极为重要。技术管理人员需在日常工作中丰富自身的知识储备,尽可能的满足市场发展需要,对市场竞争环境进行全面分析,合理降低工作成本,为电力事业发展提供助力。第一,充分考量企业发展需求,明确各工作人员的工作职责及要求标准,促使其在日常工作中处于一个动态学习的状态中。站在长远发展角度考量,依照企业发展需求来对工作状况进行科学调整,强化自主学习意识。第二,注意采用因岗施教法方式。对于企业内部员工的培训管理,应在对其岗位职责需求充分考量的基础上,采用因材施教的方式。丰富管理人员先进管理经验;提升技术人员专业技能。第三,积极创设浓厚学习气氛。采用外出交流、鼓励、举办技能竞赛等多种方式,进一步帮助增强企业内部员工的自主学习意识。 3结语 为了更好的促进电力事业的发展,确保电网系统的安全、经济运行极为重要。现今科技的迅速发展使得自动化技术频繁应用于电网系统运行中,电力自动化技术也开始由低级转至为高级,整体开始走向进步。对电力自动化技术实行安全、科学化管理,积极达成相关的管理目标,才能够帮助有效促进我国电网事业的良好发展,进一步促进社会经济发展。 作者:黄卫华 单位:国网天津武清供电有限公司 电力系统自动化论文:电力系统厂站自动化技术论文 1电力系统自动化概述 随着时代的发展,人们生活水平的提高,时代要求电力系统实现自动化运行与管理,同时也是有效解决现代城市电力需求办法。在现代计算机技术等的不断发展下,极大地改变了原来电力系统自动化内涵,在EMS系统中已经综合了PAS工程,而且开发电力系统故障管理数据软件技术也成熟起来,电力系统的CCCPE统一体自动化就是最好的见证。CCCPE软件管理系统把电力电子管理装置和通信以及计算机控制集合于一体,能够检测与监控电力运行故障,而且对管理的全程都可实现自动化监控,对电力系统的电力调度能够成功承担完成。就装配电力系统各种自动化设备来看,与其他投资相比,引入自动化设备所用投资比重不大,但重要性能够与投资的电力系统主设备媲美。在电力系统中引进先进的自动化设备在一定程度上能够促进系统主设备运行效率的提高,使运行故障避免发生,并能够使主设备的使用寿命最大限度的延长,使配置新设备的时间推迟,能节约资源,使电力公司在设备投资上节省。为使用电需求的日益增多状况得到满足,使电力系统供电量与用电量处于平衡好的状态,在管理电力系统运行中,管理电能就离不开自动调节与电力控制装置。在对电力自动调节与控制装置进行研发时,为使控制要求更好地得到满足,相关研究人员详细分类了电力系统自动装置,自动化装置能够在电力系统接入后正常运行;在异常状态下能够运行,并且自动化控制的电力保护装置可同时发挥功能,这是最常见的两种。文章以电力系统厂站中自动化装置应用状况对电力系统的自动化发展进行阐述。 2厂站自动化概述 2.1火电厂自动化 自我国火电厂建立自动化系统以来,共经历了“第一代”和“第二代”以及“第三代”数字控制系统三个阶段。把彼此孤立的各个机组,建立起系统为第一控制阶段的内容,没有产生理想的效果。第二阶段这一问题没有被解决,在火电厂自动化历史舞台也渐渐退出。就目前火电厂自动化发展状况来看,正是发展中的第三阶段,该阶段的支撑为具备开放式特征的工业自动化系统。立足第三代数字控制系统的实际工作状态及其效率角度进行分析,能够完成实时监控全场电力工作行为任务,并能够将其向电力调度部门及时提供,这样电力调度部门就可根据各机组工作状态,分配全厂经济计算数据。与此同时,第三代数字控制系统还能够向电力系统各个“分部”反馈电力调度部门各项工作指令,这样调度部门通过合理调度整个电力系统,使其能够处于正确与科学的工作状态之中。分析第三代数字控制系统实际工作水平,其工作性能能够满足火电厂自动化工作需求,其作为自动化技术类型在火电厂推广和发展是值得的。 2.2水电厂自动化 就我国水电厂自动化技术来看,其建立是以计算机监控系统为基础实现的。在其发展初期,主要系统类型为分布式系统。而当代水电厂自动化技术全面改革的实现是建立在计算机监控系统不断进步基础上全面铺开的。目前,就水电厂自动化发展来看,其主要技术类型为全开放和全分布式监控系统。全开放和全分布式监控系统与集中式和分层分布式系统相比,具有明显的可靠性和可维护性优势,在电力生产和运行工作中投入速度更快,因此人们更“器重”它。无人值班为下一步发展水电厂自动化技术方向,对于这一发展目标的实现,水电厂不仅要把内部计算机实时监控系统建立起来,还需要其他调度部门的配合,把整个电网自动化系统建立起来,从而使有效监视与采集整个电网信息数据能够实现,这样无人值班的发展目标就会在各个自动化系统相互监督下成功实现。 2.3变电站综合自动化 变电站的综合自动化作为自动化管理技术是把各项优秀技术集中为一体。在实际工作当中,其能够完成检测电力工作现场数据,并将在其他系统的支持下分析无法测量的数据,将记录下来,调度部门对其进一步分析和使用带来便利。目前,变电站综合自动化技术能够有效集中电力系统各个分散设备,实现有效调度电力系统各个设备。由于同质性为电力系统当中部分设备特征,因此为防止相互干扰和混淆调度指令信号,变电站综合自动化系统能够有效划分系统单元,以中央单元和间隔级单元呈现,综合自动化系统特点正体现于此,其优势也正在这里。 3厂站自动化技术的发展趋势 综合自动化技术为当今发电厂和变电站自动化技术,其主要特征为分层分布,在科学技术不断进步下,方兴未艾为其发展状态,以下为其大致发展趋势。电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展,IED兴起在20世纪末,被广泛地应用在工业自动化领域和电力自动化方面。IED实际就是一台嵌入式装置,具备微处理器等部件,对各种不同工业应用环境都能够满足,应用场合不同其软件也具有差异,电子电能表等就是比较典型的IED。以这一定义为依据,我们针对厂站自动化系统,可以以IED来看待其中的间隔层测控等装置。通常各种IED之间接口为工业现场总线或工业以太网,由于应用环境不同其信息交换协议也存在差异。特别强调一下,在厂站自动化领域中,PI的应用存在逐步扩大趋势。作为工业自动化产品的PLC比较经典,应用历史较长,目前处于发展与改进中,但在过去电力自动化行业相当长一段时间内,其被较为广泛地应用在电厂自动化机组单元控制外,在远动与继电保护领域运用极少。近来在厂站自动化领域,PLC的应用呈现出扩大和深化趋势,成为关注的焦点。 4结束语 综观当前我国电力事业发展整体状况,其主流趋势就是自动化能够贯穿于整个电力系统运行和调度之中,这对于未来电力事业发展而言,也是其主要走向。而作为电力系统,其电力调度实现自动化对于用电紧张局势可以发挥更好的缓解作用,并且在很大程度上有利于促进电力系统稳定运行状态的提高,从而使我国电网用户享受的电能更具有安全性和稳定性以及可靠性,为用电居民和用电企业正常生活和生产运行提供全面保证。文章以我国电力系统厂站自动化为研究对象,详细论述了其调度技术和发展趋势,把相关结论总结出来,以期为同行工作提供借鉴。 作者:黄年 单位:平南供电公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化计算机技术论文 1三层应用模型 在新型的电力自动化系统中,多了一部分以往所没有的结构——应用服务器,处于三者正中间的位置。处于中间件的应用服务器在这一结构中,在对前置机的数据进行接纳的同时自动备份,历史数据的存在为数据访问中逻辑规则的实现开辟了路径而电力工作站的功能借助逻辑规则以及数据库得以实现。同时不能忽视的是DCOM是实现应用服务器和电力工作站通讯功能的基底,ADO则是应用服务器和数据库服务器实现通讯的依据。在这一模型的基础上,还有两个很大的优势。第一个就是使得软件自身的可扩充性得到了进一步的增加和推动,假如数据发生了相关的逻辑规则的变化,不需要改动其他,只需要将对应的中间件(应用服务器)就可以了,这个时候对于电力前端也不必担心,影响是微小的。第二个优势则是在安全性能上的保障,因为前后客户端没有直接的数据往来,而是通过应用服务器进行,这样以来便使得一些不安全因素得以避免。 2计算机技术在电力系统中的实现 2.1系统的应用服务器 在上文中所提及到的三层C/S结构,所添加的中间件的部位是最为重要的部分。这里将对中间件进行一个较为详尽的解释。这一部位具有强大的通信功能,同时自身的可扩展性可以得到极高的展现。由此使得客户机与服务器之间、服务器相互之间的数据传输稳定进行,实现两者群体之间的通信进行。结合在上文中所提到的功能的实现问题,可以知道,应用程序服务器在发挥本身程序功能的同时,又承担着DCOM服务器的角色。 2.2实时数据的获取和保存 应用程序服务器是承接实时数据的纽带。说到实时数据这里就要有所区分,实时数据是分为未处理的和已处理的两个部分,前者是存在于前置机中,后者则是具体的计算之后呈现的。这里需要提及到的是WinSock编程。当操作电力自动化时,内部存在一个存盘线程,位于后台部位,只要不是有系统出现暂停或者是退出的问题,就会一直运行。 2.3系统的应用逻辑 在文中我们所采用的三层C/S结构,应用逻辑是需要被定义在应用服务器端的,这样就可以达到所有用户共享这一资源的目的,假设遇到事物逻辑变化,则只需对服务器中的应用逻辑进行一定的更改即可。这样就使得客户端在运行和使用过程中减少了很多不必要的问题。 3计算机技术应用于电力系统自动化的价值和意义 当今社会的发展速度加快,对于电力的性能要求也进一步提高。将计算机技术应用与电力系统自动化的过程中,可以有效提升相关电力部门的管理水平和工作效率,自动化和智能化的优势得到很好的展现。另一方面则是在安全性方面更加有保障,由于计算机技术本身的自动化优势,可以将许多风险性事件的危险度降到最低,电力系统在自动化加强的同时,对电力使用的安全性能方面也有显著加强,使得安全性有效提高。计算机技术于电力系统自动化的应用过程中产生了极大的积极效益,促进了社会整体的进步与发展。 4结语 综上所述,在电力自动化系统中进行的数据传输本身便十分巨大,加之自身种类的多样性的存在,使得通讯功能的优劣成为了系统整体性能是否良好的至关重要的因素。简而言之,对于电力自动化系统中问题的探究,便是对前置机和数据服务器以及电力工作站等方面通讯问题的探究。在本篇论文中,为达到电力部门于工作过程中得以稳定操作,致力于探究编程技术的实现,以促进电力系统于运行中的有效性。 作者:李萍 电力系统自动化论文:计算机与电力系统自动化技术论文 1.电网调度自动化 电网调度自动化,简单来说,就是运用现代自动化技术,对电网进行调度和管理。电网调度自动化是电力系统自动化的重要组成部分,也是非常关键的内容。在我国,根据实际情况,对电网调度进行了相应的等级划分,由低到高依次为县级电网调度、地区电网调度、省级电网调度、大区电网调度以及国家电网调度。以县级电网调度自动化系统为例,其基本结构如下:在电网调度自动化中,计算机网络系统是最为关键的部分,其与服务器、工作站、显示器、变电站终端设备等在计算机系统的连接下形成了一个相对统一的整体,构成了电网调度自动化系统。在实际应用中,电网调度自动化所涉及的方面是非常广泛的,不仅需要对电网运行数据进行实时采集,还需要对电网运行中的安全性和可靠性进行有效评估,更需要对整个电力系统的运行状态和负荷能力进行预测,而这些功能的实现,都离不开计算机系统的支持。不同等级的电网调度对于计算机系统的需求也存在很大的差异,对于级别相对较低的电网调度自动化系统,可以选择PC机作为服务器或者工作站;而对于级别相对较高的电网调度自动化系统,由于电网容量更大,结构更加复杂,对于计算机系统的需求也较高,需要选择更加先进的计算机技术以及更加可靠的软件支撑。 2.智能电网技术 智能电网的基本网络结构如下:智能电网技术可以说是计算机技术与电力系统自动化技术有效结合的最佳范例,其中涵盖着相当多的技术,不仅电网的调度需要依靠智能电网技术对全局进行控制,而且智能电网技术同时也覆盖了发电、输变电、配电、调度等环节,计算机技术也随之深入到了电网运行的各个环节。在智能电网中,计算机技术的应用主要体现在稳定控制系统、调度自动化系统、柔性交流输电等方面,而正是由于计算机技术的应用和发展,才使得智能电网技术变得突飞猛进。从目前来看,我国构建智能电网的主要目标之一,就是利用现代数字化技术进行电网的建设。而在这个过程中,必然需要计算机技术的支持。首先是通信系统,利用现代通信技术,智能电网可以更好的对电网运行数据进行采集、传输和保护,需要电网建设人员的重视。在智能电网中应用通信系统,可以对电网的功能进行扩展,提升电网对于风险的抵抗能力,保障电网运行的稳定性和可靠性。同时,用户也可以通过通信系统,对智能电网服务系统进行访问,对电力相关的问题进行实时在线咨询,实行用户与供电企业之间的良好沟通。其次是信息管理系统,其同样是智能电网的重要组成部分,同样是以计算机技术为基础构建起来的。信息管理系统的功能主要是对信息的采集、处理、集成和显示,保障信息安全。信息管理系统在智能电网中的作用是非常重要的,例如,信息的采集和处理可以实现对各种信息的记录、归类、总结,方便人们进行查询;信息的集成可以有效提高智能电网的信息处理能力;信息显示可以为用户提供了解电网运行情况的平台;对于信息安全的保障则能够避免用户信息的泄露,使得用户的权益得到更好的保障。然后是网络拓扑,未来智能电网的结构必然是向着稳定性强、灵活性高的方向发展,而我国能源分布不均匀的情况使得发电区域和用电区域相距甚远,电力在传输过程中会出现大量的损耗。对此,我国在电力网络中加强了对于计算机技术的应用,通过直流联网工程等项目,对电网结构进行了优化和调整,从而有效确保了电网的经济高效运行。 3.变电站自动化 在电力系统中,变电站以及相关输配电线路的主要功能是方便供电企业与电力用户的相互沟通和联系。在应用计算机技术前,供电企业与电力用户之间的信息传递通常都是由人工方式进行,不仅效率低下,而且存在很大的滞后性。建设变电站自动化系统,融合计算机技术,可以极大地提高信息反馈效率,加强对于变电站的监控和管理,保证变电站的安全稳定运行。变电站自动化系统如下图所示:在不断的发展过程中,借助于计算机技术,变电站逐渐实现了自动化运行和管理,二次设备也开始朝着数字化的方向发展,并且随着计算机技术的不断深入,还将实现变电站的网络化和集成化。变电站自动化系统的出现,一方面,可以有效简化变电站的操作流程,实现无人值守,另一方面,也可以促进电网调度自动化的有效实现,必须得到电力技术人员的充分重视。 4.结语 总而言之,在当前科技发展的带动下,计算机技术得到了突飞猛进的发展,在电力系统中也得到了日益广泛的应用。将计算机技术和电力系统自动化技术有效结合在一起,可以推动电力系统自动化的快速发展,为电力用户创造一个稳定可靠的用电环境,进而促进我国社会经济的持续健康发展。 作者:马波 王惠丽 单位:国网河南省电力公司三门峡供电公司 电力系统自动化论文:电力系统调度自动化技术论文 1电力系统检测与控制功能 电力系统存在的作用不仅是为了满足人类的生产生活之需,而且还是电力企业追求发展成果与利润的基础。为了保证电力系统中的发电厂能够自动进行发电、电力的调度能够实现科学经济化和电网的安全稳定运行,电力系统的检测和控制功能就显得十分重要。电力调度自动化系统具备的电力系统检测与控制功能,能够为整个电力系统的调度自动化提供数据支撑。在电力系统运行过程中,检测系统对系统运行的各数据信息进行采集,利用计算机软件进行信息的分析和处理,将相关信息显示在终端设备上,调度员对相关信息与数据进行整理,依据制定好的对策和计划,让电力调度系统执行既定的调度方案。对于数据分析可能出现的异常情况,采取合适的控制动作,对系统进行控制,确保电力系统的安全、适用和可靠。 2电力系统调度自动化技术的应用现状 随着时代的发展,各种先进的技术不断出现并发展成熟,极大地改善了人类生产生活条件。电力作为人类使用的重要的能源之一,在与电力相关的领域,信息化水平逐渐提升。目前,电力系统已经实现了自动化运行,整个系统中的电力系统调度自动化技术也在不断发展,而且相关公司研发了许多的电力系统调度自动化功能系统,并将这些系统应用于我国的电力能源的实际调度之中,为社会的发展进步做出了巨大的贡献。目前,在我国电力系统调度自动化领域广泛采用的主要是符合国际公认标准的RISC工作站和POSIX操作系统接口。如下对几种应用广泛的电力系统调度自动化技术的应用详情做一个简要的介绍。 2.1、CC-2000电力系统调度自动化系统 CC-2000电力系统调度自动化系统作为一款面向现代的高水平的电力调度系统平台,是由我国电力研究领域领先的中国电力科学研究院、清华大学、东北电力集团公司等共同开发研制而成的。这个系统采用了分布式的结构和面向对象的技术,采用事件驱动和封装思想为此应用软件提供的透明的接口。整套系统利用分布式结构,将实时数据的采集、数据存储和数据处理以及其他各种应用按照功能的不同,分布在不同的结构层上,整个系统中某一部分出现故障,对整个系统其他部分的运行不产生影响,而且整个系统还能维持一定程度的正常运行。这套系统目前已在我国的国家调度中心和华北、东北等地的电网调度通信中心成功应用,对我国电力系统的安全、可靠和经济运行提供了支撑。 2.2、OPEN-2000能量管理系统 OPEN-2000能量管理系统是在1998年,由南京的南瑞集团公司开发出的一套对电网进行监控、采集数据、控制自动发电、电力系统应用软件、调度员培训仿真系统、配电管理等各种功能于一体的电力调度管理系统。这套系统具有开放性和分布式的特点,是电力系统调度自动化系统中较为先进的一种。这种系统是我国首次将IEC870-6系列的TASE.2协议集成于软件平台的系统。目前已在国家调度中心、湖北省调、广东省调、山西省调和深圳、上海等大中城市的调度中心安全稳定运行。 3电力系统调度自动化技术的发展前景 随着计算机技术、电子通信工程和数据库技术等的不断发展,使得电网系统调度自动化技术不断趋向发展成熟,极大地促进了我国电力事业的发展。如下,笔者结合时展潮流和相关科研进度,预测电力系统调度自动化技术的发展将会朝着如下方向前进。(1)可视化。当前,人们对于各种信息和数据更追求直观化的认知,因此,利用图像图形技术将原始的数字、表格、文字等呈现出来的资料转化为直观的可视化的图形图像信息,是时展的必然趋势,这也是电力系统调度自动化技术将来的一种重要发展方向。对于调度过程中,各种信息利用图形和图像表达出来,更加直观地方便相关人员对电网运行状况、调度情况等进行有效及时的掌握。(2)智能化。电力系统调度自动化的智能化技术是不久的将来,电力系统调度自动化系统即将实现的一种功能,这也是电力电力系统调度自动化技术发展到现阶段的必然结果。(3)数字化。近年来,在各领域数字化技术均得到了良好的应用。在电力系统调度自动化领域,其运用也会很快地实现。电力系统调度自动化技术的数字化利用先进的遥感技术、虚拟现实技术、GPS技术等新兴技术,应用到调度系统中,促进整个系统在可视化和智能化得以实现的同时,还利用先进的数字控制技术对电力调度过程进行有效良好的控制。 作者:李丽娜 刘雪梅 单位:国网冀北电力有限公司唐山供电公司 电力系统自动化论文:电力系统继电保护自动化技术论文 1继电保护自动化技术在电力系统中的实践应用 1.1继电保护自动化技术在电力系统中的应用 ①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种,即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式,提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中,在相间短路中设置系统母线保护,然后通过两相连接的方式实现。②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分,保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面:一方面,重点保护,如果发电机定子绕组匝间发生短路故障,将会导致发电机的故障部位温度上升,破坏绝缘层,威胁发电机的安全运行,通过在定子绕组内安装匝间保护装置,能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值,通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合,能够形成纵联差动保护,实现对发电机的保护;另一方面,备用保护,过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护,防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时,继电保护装置能够自动切断电源,并发出相应的报警信号,实现对发电机的保护。③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一,对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面:其一,短路保护,变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护,阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用,阻抗元件运行一段时间之后,会自动切断电源,以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置,电流元件运行一段时间之后,会自动切断电源,进而实现对变压器的保护。其二,瓦斯保护,当变压器的油箱出现问题时,在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解,产生有害气体,通过采用瓦斯保护,当油箱出现上述故障时,能够自动的启动保护动作,将变压器电源切断,同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三,接地保护,对于不接地变压器保护,应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护,应该采取零序电流保护。④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂,接地方式也相对较多,因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地,当出现大电流接地时,应该立刻切断电源,防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时,继电保护装置会发出报警信号,电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障,应该根据故障状况采取相应的保护措施,具体状况如下所示:其一,零序功率,当电力系统发生接地故障时,零序功率的方向发生变化,零序电流波动相对较小,以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二,零序电流,当电力系统线路发生接地故障时,零序电流会迅速上升,继电保护动作非常敏感,能够及时的采取切断电源的保护措施,对电力系统进行保护;其三,零序电压,电力系统在正常运行时,并不会产生零序电压,如果电力系统发生接地故障,会导致零序电压的产生,继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号,同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障,主要是因为当电力系统发生接地故障时,电压数值会降低。 1.2实例分析 文章以某电网为例,该电网于2010年应用了继电保护自动化技术,2011年4月23日,110kV变压器主变低压侧继电保护动作,1号主变101开关跳闸,2号主变119、131开关过流保护动作跳闸,重合闸动作,合成功,电网维护人员赶到事故现场,设备并无异常,维护人员通过查看跳闸过的线路,两条线路故障都能够合闸成功,但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析,发现为线路故障,开关拒动,处理方法表现为:把故障开关隔离,恢复供电,然后通知检修人员认真检查,查实状况后采取措施进行检修。 2继电保护自动化技术的未来发展趋势 继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面:其一,智能化,近年来,人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用,例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等,通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中,能够保证继电保护自动化系统正确判别故障,并具有智能化解决复杂问题的能力,进而实现继电保护的智能化;其二,网络化,计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用,通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中,利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起,创建继电保护装置网络,能够显著的提高继电保护的可靠性,因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三,计算机化,随着计算机技术的快速发展,自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构,显著的提高了继电保护的性能以及响应速度,继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。 3结束语 总而言之,继电保护是电力系统的“哨兵”,通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中,能够实现对电力系统的实时监控,当电力系统发生故障时,能够及时、准确的确定故障部位,并发出报警信号通知电网维护人员赶到故障地点将故障排除,尽可能的降低故障造成的影响,进而保证电力系统能够安全、稳定的运行。 作者:赵军 单位:陕西省地方电力(集团)有限公司甘泉县供电分公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化光纤通信论文 由于电力通信业务量的日益增长,供电单位对供电系统可靠性要求也越来越高。各种有关的电力信息需要更为可靠、稳定、安全的传输中介,电力系统通信面临着前所未有的挑战。此时光纤技术不断发展完善,并得到广泛的关注和认可。光纤通信技术的可靠性、实时性、有效性等特点正好符合了电力通信系统的要求。因此,光纤通信技术也就成为了电力信息系统的关键技术。 1光纤通道的配置方式 电力系统主要是由发电厂、输变电系统、配电系统等共同组成。而在系统中,信息的采集和传输是其正常运行的关键因素,因此光纤通信技术在电力系统中扮演着越来越重要的角色。双光纤通信的组网方式极其灵活,大致分为树形、星型、链型、网状、环状等。按照智能电网配电自动化系统的特点,光纤网通常采用环型网或者树型环型相结合的网络,并通过与计算机的连接实现数据资源共享。由于环路节点较多,为防止光缆设备故障、通讯中断等通信事故出现,大多数企业采用双光纤环路自愈网,并配置具有自愈功能和自动切换的光纤收发器。当光缆出现故障时,断点两侧的光纤设备通过双环路切换器构成新的光纤路径,实现自愈功能,为电网的运行调度和继电保护系统保驾护航。 2光纤通信有利于保护输电线路 供电单位作为一个特殊的部门,对电网可靠性的要求极高,因此对继电保护的要求也越来越高。当系统发生故障时要求必须做出及时高效的反应,快速切除,及时解决故障,绝不允许出现任何纰漏,继电保护发生拒动的现象更是不被允许的。另一保护电网的有效方法是全线速动的纵联保护,其保护作用的发挥程度直接关系到高压电网的稳定运行。当出现故障时,高压线路纵联保护两端的保护装置通过故障信息的交换,可以甄别出是本线路故障还是区外故障,并根据不同的故障采取不同的方法。在遇到区外故障时不动作,在甄别出是区内故障时,快速反应及时切除故障以达到保护的作用。光纤抗干扰性,容量大的特点为电流差动保护的应用提供了强大的技术支持。 3光纤通信在电网中的发展前景 随着经济、技术的发展,光纤通信技术、计算机技术也越来越多的应用到了现代生产生活中。光纤通信讯技术在电力系统中的应用也越来越深入广泛,电力系统调度自动化已经成为了一种必然发展趋势。通过数字传输手段传递电量讯号、用光纤作为传输媒介取代金属电缆共同构成了网络通信的二次系统,这种网络二次系统成为电力系统的未来发展趋势。自动化技术的发展是智能化电力系统的基础。而智能化电力系统则是对信息传输全程实现数字化,这对光纤通信技术提出了更高的要求。光纤通信技术也应积极创新,与时俱进,实现应用上的平稳发展,并对重点技术及科技难题进行逐一突破、逐步完善。电网现代化要求调度自动化进一步加强,要求人力从繁复的劳动中解放出来。调度自动化有利于优化配电网络结构,简化保护和运营程序,提高供电的可靠性和电能质量。作为新的传输媒介,将光纤运用到电力通信系统中,并依据电力系统自身特点对其进行科学的改进,可以提高电力系统各个组成部分的运转能力,也可以提高电力系统运转的稳定性、安全性和可靠性。随着光纤的不断发展进步,电力通信会越来越完善,光纤在电力系统中的应用也会越来越深化。 4小结 综上所述,光纤通信技术在电力通信调度自动化发展中发挥着无可替代的作用,为电力系统调度自动化提供了强大的技术支持。光纤因其可靠性、实时性、有效性的特点使其具有了广阔的发展前景,但同时,我们也应看到电力系统自动化对光纤通信技术提出的更高的要求。在实际应用中,应当高度重视这一光纤通信技术并且与时俱进,充分发挥光纤通信技术的优势,使其为电力系统调度自动化的一大助力。 作者:韩亚男 电力系统自动化论文:电力系统中的自动化技术论文 1几种自动化技术介绍 1.1主动对象数据库技术这种技术在电力系统监视及控制中应用较为广泛,对软件的继承性及封装性产生深远影响,同时对电力系统的开发及设计也具有革命性的推动作用。随着电力行业的快速发展,为了保证电力运行稳定性及安全性,应当大力推广最新的对象数据库技术。和一般数据库相比较,主动对象数据库技术具有主动性功能,利用自身携带的触发子实现电力运行中的监视功能,并利用对象函数对电力运行进行有效控制,以提高电力运行的稳定性。而传统的数据库技术的一些判断功能,主要依靠外界程序完成,所以安全性不高。主动对象数据库技术由于具有触发机制,再加上对象技术,便能对电力运行实现自动监控,并在数据读写的同时,对数据库进行管理及更新,完成了数据资源共享,也实现了电力系统运行稳定性。随着电力系统运行规模不断扩大,复杂性也相应提高,需要解决的供电问题有所增加,所以,主动对象数据库技术也应自动升级,并拓展功能范围,以适应复杂变化的电力运行系统,实现供电高效化。 1.2总线控制系统总线控制系统指的是将电力运行中的各个设备通过一定设施和控制室内部的仪表及设备连接起来,所形成的具有双向、多功能的通信网络。该系统是在传统的测量系统上发展起来的,只在传统装置中安装了微处理器,从而实现自动获取供电信息的能力。这些微处理器通过电缆相互连接,并和远程监控计算机也保持连接,使得微处理器获得的供电信息能够在网络内部传播,并通过远程控制计算机进一步处理,实现了信息在整个电力系统中的广泛传播。信息在不同微处理器中按照一定的通讯协议传输的,由于和监控计算机相连接,所以便实现了自动控制系统。总线控制系统具有开放性及分布涵盖范围广等特性,被作为电力系统的纽带,安装在总线上,从而形成网络系统,实现对电力运行中的信息进行有效控制、补偿计算、监控及优化等,所以,通过应用该技术,电力运行中的诸多内容能够得到快速解决,从而实现了运行高效性及稳定性。总线控制系统目前在我国电力运行中被广泛应用,通过传感器及变送器,经电力运行信息收集,输送给监控计算机,该计算机通过进一步分析处理,最后指令。该系统在结构上采用了控制器及变送器,将二者有机的而结合在一起,提高了抗电磁干扰能力,从而有效提高了电力系统的稳定性及精确性。另外,该系统在运行方式上采用分开的方式,将变送器安装在监控现场,而控制器则安装在控制室内部,这样有利于电力信号技术被采集,通过变送器输送给控制器,形成了一个简单的回路系统,从而避免了众多弊端。 1.3光互连并行处理器阵列该技术具有如下特点,首先,在运行中不受电容负载影响,从而具有较高的安全性及灵活性;其次,解决了诸多电力运行中的问题,如能够有效解决临界线长度限制问题,也可以解决线路输出端受限制问题。此外,能够连接在计算机系统内部,实现了减小时钟扭曲问题;再次,不受传输路径的限制,能够在光波导中自由传输,并不会和光束发生相互交叉。该技术结合了光子传输和电子交换,具有较强的灵活性及重构性,不受传输宽带的影响,具有较强的抗电磁干扰能力,所以在电力系统运行中具有广泛的应用潜力。此外,该技术能够对电力系统的自动控制及继电保护进行更新,并能够将继电保护水平进一步提高,使电力运行系统更加稳定、安全。 2自动化技术在电力运行中的应用 2.1在电力调度中的应用随着电力运行规模不断扩大,对电力调度系统的准确性及及时性也有进一步提高。在改进时,应采用信息技术及其它自动化设备,以提高调度效率,同时也应加快遥信、遥控设备使用力度,使电力设备的运行情况能够及时传送到网络上,被调度工作人员及时采集、分析,进而对调度制度作进一步完善。此外,通过使用先进设备,电力运行中的电压、电流及供电功率等情况都能及时被工作人员所知晓,从而提高了电力系统运行稳定性及安全性。 2.2在配网系统中的应用配电网涉及到众多环节,并具有一定的危险性,所以,加大自动化技术的使用力度,能够提高供电效率,也能够提高供电安全性。为了实现电网系统的高效运行,应加大自动化技术的使用力度,将计算机网络技术、通讯技术、自动监控技术及遥感等技术应用到设备运行检测中。使工作人员和电网设备保持统一状态。在配网中通过使用自动化技术,能够有效降低劳动成本,也能偶减少设备维护成本,更重要的是提高了供电效率,为企业增加了经济收入。 2.3在变电监控中的应用变电系统是电力运行中的重要环节,在供电规模扩大的同时,自动化技术应用要求也有所提高,所以,应加大自动化设备的使用力度,才能保证变电系统的高效运行。变电系统在自动化技术应用时,应加大最新设备的使用量,并配备相应的技术人员,使设备和人员相统一,从而实现变电系统、一次设备及二次设备的功效运行。如,应加大无功补偿技术的使用力度,使变电系统的电流、电压及供电功率始终处于稳定状态。另外,还要采用远程监控技术,对变电设备实施全方位监控,从而有效提高了设备运行的安全性及可靠性。 3结语 随着电力系统运行规模不断扩大,对运行效率也提出更高要求。必须加大自动化技术的应用力度,才能提高电力运行效率,满足现阶段人们的用电需求。本文就电力行业中自动化技术的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:胡孝奇单位:河南能信热电有限公司 电力系统自动化论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理论文 摘要:现在,随着社会经济的不断发展,国家电网得到了高度的应用,其应用的领域越来越广泛,而且,运行的效率得到了很大的提升。科学技术的发展,能够促进电力系统自动化的发展,然而,带那里系统自动化技术还是存在一定的局限性,电力系统的故障会导致大范围的停电,影响了人们的生活和工厂的生产。本文通过对电力系统现在运行的现状进行分析,并针对问题,提出可行的建议,促进电力系统自动化的发展。 关键词:电力系统;自动化技术;国家电网 现在,我国经济发展迅速,为了能够促进电力系统平稳的运行,就必须实现电力系统自动化技术的发展,减少电力系统自动化技术在使用中出现的故障,提高其可靠性。科技的发展促进了电力系统自动化的发展,电力系统也朝着更加高级的方向发展,能够实现整体的发展。为了能够实现对电力系统的安全管理,要进行合理的安排,对管理方针进行优化,协调各项管理内容,完善相关的水平,促进综合电网的发展。 1电力系统自动化技术的现状和问题 1.1电力系统自动化技术设计存在问题 我国的电力事业发展起步比较晚,与一些发达国家相比还是比较落后的,我国也进行了几次大规模的电力系统的改造,电力系统自动化技术还不够成熟,导致了现在电力系统自动化在设计中还没有形成标准化的范本,现在,我国在进行国家电网建设的过程中,由于电力系统自动化技术的局限性,导致了其不能提高效率,在电网的建设中还出现很多的事故。我国的电网建设还不成熟,虽然经过几次大规模的改造,但是还是不能解决城乡电网统一的问题。所以,在对电力系统自动化技术使用的过程中,电力系统自动化技术不能实现兼容性,在不同的设备上不能同时使用,其接口是不一样的,而且出现了设备之间不能连接的问题。现在,国家电网的覆盖范围比较大,各个地区在进行电网建设的过程中使用的技术是不统一的,使用的电力设备也是不同的,在对电力系统自动化技术设计的过程中,在管理上就应该采取不同的方法,这也给管理带来很大的难题。所以,在电力系统自动化技术设计的过程中,应该分析不同地区使用的电力设备的共同点,能够使自动化系统具有兼容性,可以在不同的设备上使用。 1.2电力系统自动化技术中的设备存在问题 在使用电力系统自动化技术中,设备很容易出现故障,导致安全事故的发生。电力设备和电力系统自动化技术的各项指标和不合格,在选择电力设备中,为了能够减少经济成本,他们就会忽视电力设备的性能,导致了一些实用性不强的电力设备也投入到使用中。在使用电力系统自动化技术的过程中,对技术的成分要求比较高,在工作的运行过程中没有制定安全标准。尤其是工作人员在管理中缺乏责任感,他们的专业知识也不够扎实,这就导致了他们在对自动化技术的操作上会存在失误,在电力系统自动化设备运行中会出现这样或那样的故障,在对电力系统自动化技术的管理上存在着经验不足的问题,对国家电网构成威胁。电力系统自动化技术在实际的使用中,会出现各类干扰问题,不能使系统稳定的运行,对电力系统产生很大的隐患。 1.3电力系统自动化技术在管理上存在问题 电力系统自动化技术在管理中需要高素质的人才,但是,在实际的管理中,这些管理人员的素质并没有达到要求,当电力系统自动化技术出现故障的时候,都依靠厂家来维修。电力系统自动化技术的维护人员匮乏,导致我国国家电网的安全受到威胁。所以,要解决这个问题,就要注重对电力系统自动化技术维护人员的培养,促进安全的宣传和教育,防止在使用中安全事故的发生。电力系统自动化技术的管理方案也不理想,这就导致了管理人员不负责任,相互推诿的现象发生。 2电力系统自动化技术的安全管理措施 2.1完善电力系统自动化技术的维护水平 在电力系统自动化技术维护方面,应该建立一支高素质的管理队伍,定期对管理人员进行培训,提高他们的综合素质,使他们扎实的专业知识和良好的修养,在维护设备中要富有责任心,从而能够从根本上解决电力系统自动化技术没有人管理的问题。现在,随着科学技术的进步,信息技术在各行各业得到了广泛的应用,所以,在电力系统的应用中,应该结合信息技术共同使用,建立数字化的电网,完善数字化变电站的建设,促进我国电网的发展。电力系统自动化技术可以借助信息技术进行管理,实现了全面的管理,能够进行数据的收集,防止数据在收集的过程中发生遗漏的问题,运用信息化技术实现电力系统自动化技术的综合管理,提高管理的智能化和可视化的水平,使我国的电网在运行中减少故障的发生,使运行的经济效益提高。 2.2强化电力系统自动化技术的管理 现在,随着科学技术的发展,电力系统自动化技术的使用越来越普及,所以,在管理工作中一定要实现全面的管理,掌握电力系统自动化技术的发展方向。应该科学的对电力系统自动化技术的模式进行分析,在电力系统自动化技术中,应该结合我国的经验,在规模建设上进行各种考虑,应该对电力系统自动化技术进行分布式的结构设计,能够将电力系统的各个设备分别进行管理和控制,电力系统的各个单元应该是相互独立的,防止各个单元的相互影响。在强化电力系统的可靠性时,应该实现系统使用的兼容性,在此基础上,实现电网功能的扩充。运用简化电力系统结构的方法,从而能够方便管理,在电力系统的设计中,可以简化二次接线,从而能够进行分布式的设计。 3结语 现在,我国的电力事业在不断的发展,但是,我国的电网建设还是存在一定的问题,容易导致停电问题,使人们的生活和生产受到影响,原因在于我国的电力系统自动化技术还存在一定的局限性,所以,应该强化对电力系统自动化技术的管理。 作者:朱坤双 单位:国网山东省电力公司应急管理中心
地质勘探机论文:机电一体化技术对地质勘探工程的应用 摘要:随着时代的发展,科学技术的进步,机电一体化技术也发展迅速,其应用范围也越来越广,在地质勘探工程中也发挥着非常重要的影响。在现实的地质勘探工程中,随着计算机、微电子等技术的发展以及对地质勘探的相关设备进行的渗透形成了地质勘探领域的机电一体化技术,极大地改善了地质勘探领域的技术不足问题,对我国的地质勘探发展产生巨大的推动作用。 关键词:地质勘探;机电一体化;技术要点;应用 1概述 随着社会进入信息化时代,科技在生活中的作用也越来越大,不同学科之间的渗透与交叉也逐渐加深,所有的工程领域几乎都开展了技术改造与革命。而机电一体化就是以电子信息技术和机械技术为基础,多种学科相互交融、渗透,互相结合的新型学科。地质勘探则是运用各种方法和手段对不同的地质情况进行探测、勘察,以便确定适当的持力层,并根据其承载地基的承受能力,确定地质的基础类型,计算出基础的参数以及相关数据的调查活动。随着研究水平的不断提高,调查成果在生产生活中应用的发展,对相关设备的规模与控制能力的要求也越来越严格,这也从侧面推动了机电一体化技术的进步与发展。 2地质勘探概况 (1)地质勘探领域的主要任务。地质勘探主要是以地质测绘为基础,通过地质勘探,可以深入到地下深层岩石中,取得相关工程所需的地质资料,这是一种查看地质资料的可靠方法。地质勘探的使用方式主要有地质物探、坑探和钻探等。其任务主要是查明工程场地的地质构造与相关岩性;划分地质层次确定相关的接触关系;查明岩石的风化、侵蚀等程度,划分地质风化带;对岩石的裂缝发育状况、产状等进行研究;对岩层破碎带、褶皱和断裂情况的空间变化与分布进行研究[1]。对地质的水文条件进行探究,即对隔水层、含水层的性质、埋深与分布等进行研究,还要查明地下水位的具体情况。(2)我国地质勘探的发展情况。新中国成立以前,我国地质勘探发展缓慢。新中国成立后,国家提出矿业先行的口号。二十世纪六七十年代,随着我国矿业的发展,大部分地表矿产都被查明,容易勘察的矿产也随之减少,加大了对地质勘探的难度。改革开放以来,随着地质勘探理论与技术的发展以及与国际先进水平的交流增多,我国引进了一些新的勘探技术与方法,而且国内的地质勘探工作者,也在新工艺的基础上,研发一些符合我国国情的方法、仪器等,促进我国地质勘探的发展。 3机电一体化技术 现代科技的发展引起许多领域的变革,机电一体化技术指将相关设备的动力、控制、信息处理等功能引入电子信息技术,把电子化技术与软件和机械设备相结合。发展到今天,机电一体化已成为有着独特体系的学科。从相关系统出发,综合使用传感、机械、软件、电子、信息转换、接口等技术,实现特定的价值与功能,提高质量与可靠性,并降低损耗,发挥多种功能,从而使整个系统功能达到最优化的要求。 4机电一体化技术在地质勘探中使用的技术要点 (1)系统整体技术。指在设备运营目的与功能的基础上,从整体系统出发,从系统的角度和立场对整体进行研究,对系统内各部分的职能进行研究并合理的进行调整,改善系统内部结构,使系统的各部分之间配合合理,相互协调,从而提高整体的系统功能,使系统更好的发挥作用[2]。(2)机械技术。机械技术与设备的使用是机电一体化技术发挥功能的基础,为了提高机电一体化技术相关设备的质量与效率,需要引进先进的设备,使机械设备与机电一体化更好的配合与协调,促进系统的优化与提升,增加系统的稳定性、精度和运营质量。从而使机电一体化技术更好的为地质勘探服务,满足需求。(3)信息技术。对相关信息进行处理是机电一体化技术的重要组成部分,系统在运行时对相关信息进行采集与传递,并对其进行计算,根据结果了解相关系统的运营状况,及时进行调整,从而保证相关设备的良好运转。机电一体化技术内使用的设备在运营时直接被系统命令信息所控制。 5机电一体化技术在地质勘探工程中的应用 在地质勘探领域中,机电一体化技术的具体应用表现为使用微处理器以及集成电路技术,把相关设备中用到的控制与传输系统与仪表器等衔接起来,提高整体设备的功能,从而确保地质勘探的质量。常见的机电一体化设备包括全液压岩芯钻机与瞬变电磁仪。(1)全液压岩芯钻机。由全液压进行驱动的全液压岩芯钻机使用先导控制方法,对设备的负载和电液的比例进行集中的控制,可以提高对设备控制的准确性与精度,是地质勘探领域内使用最广泛的机电产品之一。可以在丘陵、平原等复杂的地形中工作,还可以抵御严寒、高温的侵袭,对相关非金属和金属矿床的勘探非常适用。还可以应用于煤气与天然气、地热井与水井的勘察,矿山内坑道和排水通风口以及工程的抢险施工等。它的特点是结构比较紧凑,操纵集中,方便灵活,动力头使用液压马达齿条平移装置,使钻口孔口偏离主轴,有利于绳索取芯及其他相关机具的运行,桅杆前部配置夹持卸扣器,有利于钻杆的上卸扣操作,降低了操纵者的劳动时间与强度,提高了效率[3]。而且,其操作者上下工作台方便操作并带有导正器和孔口液压夹持器等。此应用的技术特点:a.钻进程序自动化。可以通过钻探数据库,对不同深度的地层进行钻进参数,钻头的类型,泥浆的性能及配方的优化,在进行钻进时,只要按下按钮,机械就根据相关参数自行进行钻进活动。b.钻杆的自动化装卸。所有的钻杆都装在钻杆盒里,通过相关的自动系统,可以进行钻杆装卸的自动化,有利于提高效率。c.孔口自动化操作。钻杆的自动化装卸可以使钻具孔口实现自动的拧卸,使人手从繁重的拧卸工作中解放出来。d.液压系统故障诊断。钻机上有各种不同的传感器,可以对钻机的液压系统的各种参数进行监测,获得其工作状态,一旦有故障,及时进行排解。e.远程数据无线传输。远程数据可以使用无线网系统进行数据的传输,方便远方驻地人员实时掌握现场动态。(2)瞬变电磁仪。瞬变电磁仪在目前类别繁多的电磁法、电法仪器中使用广泛,在地质勘探领域发挥巨大的作用。具体应用于石油、地下水、地热的勘探;矿产、活断层的勘探;地壳构造研究与地质填图;地震评级与环境等多方面的勘探。近些年,随着我国的发展,瞬变电磁法也得到迅速发展,电磁法仪器软件与设备等都有很大的进步。瞬变电磁仪最大的特点是它把一次磁场和二次磁场相分离,只观测纯二次场,这是电磁法的根本特点。使用这种方法可以使FEM中的主要噪音自动的被消除,其装置比较灵活,可以根据实际要求选择不同形态的装置。而且其不连接地回线,可以在各种地形上测量。其测量所得信息比较丰富,有利于对资料进行解释。目前,瞬变电磁法在地质勘探中的应用还比较初级,要实现在这一领域的成熟,还需要进行更深的探索,从而更好地为地质勘探服务。 6结束语 机电一体化技术在地质勘探中的使用并不是偶然的,它是时展的必然要求,是许多科技发展的成果,体现社会生产力的提高与发展,也随着地质勘探事业的进步不断发展。机电一体化把不同领域的技术集中在相同的设备里,对不同的技术合理的进行设置,以便最大程度的发挥设备的功能,提高设备的经济与社会效益。为了使机电一体化技术在地质勘探领域得到更好的应用,需要大力对机电一体化技术进行扶持,推进科技进步,加强与国际先进经验的交流,推动我国机电一体化技术的发展。 作者:张占光 单位:宁夏回族自治区煤田地质局 地质勘探机论文:地质勘探中机电一体化探究 摘要: 伴随着地质勘探设备的研发、微电子技术以及计算机技术的发展,也使得机电一体化技术在地质勘探中的应用逐渐加深,有效解决了地质勘探技术应用缺陷与不足问题,促进了我国地质勘探工作的进步与发展。本文主要对机电一体化在地质勘探中的应用进行探讨与分析。 关键词: 机电一体化;地质勘探;应用 二十一世纪以来我国迈入了信息化的社会,信息科技越来越影响着人们的生产与生活,通过各种学科之间的交叉与渗透,很多工程领域都展开了技术的革命以及改造。新时期机电一体化是在机械技术以及电子信息技术的基础上,通过多种相关学科之间的结合、渗透与交融而得到的新技术[1]。机电一体化在地质勘探中的应用较为广泛,下面就进行综合分析。 1我国地质勘探的发展状况与基本任务 1.1我国地质勘探的基本发展状况 近些年我国经济得到了飞速的发展与进步,特别是改革开放以来,我国重视矿产行业的发展,并在不断发展的过程中各方面水平都得到了快速的提升。然而随着我国大部分矿产的开采与勘查,使得容易勘察与开采的矿产资源不断缩减,想要获取更多的矿产资源就需要深入地质深处找矿,这在一定程度上加剧了地质勘探的困难。新时期伴随着与先进国家的技术交流以及地质勘探技术与理论的发展,我国地质勘探技术开始引进并研发一些新方法、新手段、新仪器等,以便促进地质勘探工作的健康与持续发展[2]。 1.2我国地质勘探工作的基本任务 地质勘探工作开展的基础就是地质测绘,地质勘探实际上是获取地质资料的关键手段,通过地下深层岩石的深入调查,从而获取工程施工所需要的各种地质资料与数据。一般常用的地质勘探技术包括有钻探、坑探以及物探等。地质勘探工作的主要任务就是要将工程实施区域的相关岩性以及地质构造等探测清楚;研究岩石断裂、褶皱以及破损带情况的分布与空间变化;研究地质产状以及岩石的裂缝发育状况;查明并探测岩石的侵蚀以及风化程度,从而对地质风化带与侵蚀带进行划分;对地质层次进行划分,并研究地质基础的关系。地质勘探还要探究地质的水文等条件,主要对地质含水层与隔水层的分布、埋深与性质等进行分析与探讨,并对地下水位的实际情况进行查明。 2机电一体化的概述分析 我国现代化科技的发展带动了较多行业领域的技术变革与改造,而机电一体化技术就是把电子信息技术引入到相关设备的信息处理、控制、动力等功能中,从而将机械设备、软件与电子化技术结合在一起。如今机电一体化技术发展到今天已经演变成了独特体系的一门学科。机电一体化就是在相关系统的基础上,并结合接口、信息转换、电子、软件、机械以及传感等技术,从而实现独特的功能与价值,提高运行的可靠性以及质量,发挥优势与功能特点,减少能量的损耗,从而优化整体系统的功能效果[3]。 3地质勘探中机电一体化的技术要点与应用要点 3.1地质勘探中使用既定一体化的技术要点 (1)地质勘探应用的系统整体技术要点:在应有时要满足设备正常运营的功能与目的,并结合整体系统,站在系统立场与角度上来研究整体,研究系统内不同组成部分之间的功能,对其中的不足进行必要的纠正与调整,保证系统内不同组成部分之间可以互相协调并合理配合,以便提高并完善整体系统的功能效果,优化系统发挥的效果与作用。 (2)地质勘探应用的机械技术要点:机电一体化技术实施应用的功能基础就是设备与机械技术的使用,为了进一步的完善机电一体化相关设备的运行效率与质量,还要不断引发并引进先进的技术与方法,从而使机电一体化与机械设备良好的协调与配合,保障系统运行的质量、精度以及稳定性,以便使机电一体化技术可以更好满足地质勘探的工作需求。 (3)地质勘探应用的信息技术要点:机电一体化关键构成部分就是相关信息的处理,当系统处于运行状态时还要传递并采集相关信息,并对这些信息进行计算,以便掌握整体系统的运行情况。出现不足时还要及时的纠正与调整,从而提高设备运转的水平。一般都是通过系统命令信息来对机电一体化设备的运营进行控制。 3.2地质勘探中常用的机电一体化设备分析 地质勘探应用机电一体化技术的关键表现就是采用集成电路技术以及微处理器,将相关设备中的仪表器、传输系统与控制系统衔接在一起可以完善设备运营的功能,以便提高地质勘探工作的效率与水平。地质勘探中常用的机电一体化设备有瞬变电磁仪设备与全液压岩心钻机设备,下面分别分析: (1)机电一体化的瞬变电磁仪设备:该设备在地质勘探工作中的应用优势比较高,主要应用在地热、地下水以及石油的勘探;地震环境与评级方面的勘探;地质填土与地壳构造研究方面;活断层以及矿产的勘探。如今我国科技建设速度不断提高,因而瞬变电磁方法也不断更新与发展,有关电磁法设备与仪器软件等都得到了明显的进步。该设备应用的特点就是将二次与一次磁场分离开来,并单独观测电磁的纯二次场,采用该设备可以消除噪音,并且装置应用起来比较多变与灵活,可以满足不用形态的需求。同时采用该设备不需要进行接地回线的连接,因此可以适应各种地质与地形的勘探测量,新时期该设备在应用时还不够全面与完善,还需要进一步的研究与探索,以提高地质勘探工作的质量与效率水平。 (2)机电一体化的全液压岩芯钻机设备:该种设备主要以全液压为驱动力,并且采用的方法为先导控制,可以集中控制设备电液与负载的比例,以提高设备控制的精度与准确性,这也是我国地质勘探机电一体化技术中常用的设备之一。该种设备可以在平原、丘陵等复杂地质与地形条件中应用,并且还可以避免高温与严寒的影响,比较适用金属矿床以及非金属矿床的地质勘探。同时该设备还可以用于水井、地热井、天然气、煤气的勘探,或者应用在工程抢险施工、排水通风口或矿产坑道中。全液压岩芯钻机设备的主要特点就是灵活方便、操纵集中、结构紧凑,将该液压马达装置作为动力头,并将钻口控制在主轴偏离的位置,这样便于其他机具的运行以及绳索的取芯工作。将卸扣器配置在桅杆前部,可以便于钻杆的卸载与装扣操作。另外为了便于操作的方便还可以设置夹持器以及导正器等。该种设备在地质勘探中的技术应用特点为:首先实现了自动化的钻进程序,以钻探数据库为基础,从而优化不同深度地层钻进的泥浆配方与性能、钻头类型以及钻进参数等,在操作时可以自动进行;其次,设备具备自动化装卸功能,实现了自动化的孔口操作;该设备可以诊断液压系统的故障,便于及时监测运行中的问题与故障;最后设备可以实现无线远程的数据传输,便于人员可以及时掌握地质勘探现场的情况与动态。 4结语 总而言之,地质勘探工作中对机电一体化的应用较为广泛,这也是时代与技术发展的必然趋势。将机电一体化应用在地质勘探工作中可以有效的发挥机电一体化的功能作用,提高地质勘探工作的效率与质量,新时期我们要不断研究机电一体化技术在地质勘探中的应用,从而推动我国地质勘探事业的持续健康发展。 作者:段强 单位:江西省地质调查研究院 地质勘探机论文:地质勘探机电一体化技术探讨 在地质勘探过程中,通过应用机电设备,能够降低勘探工作量、提高工作效率,同时能够准确把握勘探数据。 1煤矿机电技术 机电技术也被称为机械电子工程学,是跨学科的综合性高科技,主要是由计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、液压技术、机械技术等相互融合而成。机电技术的应用,对于整个煤炭行业的进一步发展具有重要的意义,除了能够提高运行管理水平外,对于企业效益的提升也有重要的意义。 2机电一体化技术的应用 机电一体化在固有的机械技术基础上,融合了计算机技术、自动控制技术、微电子技术和通信技术等多种技术,通过推广应用机电一体化技术能够推动传统生产模式和手段的变革,使生产运营更为科学、高效。未来的发展方向是全面实现智能化、模块化、网络化、微型化。在煤矿机电技术中,机电一体化技术有着很好的应用前景。 3地质勘探机电一体化技术的主要构成 地质勘探机电一体化技术作为一门具有独立体系的新型学科,是通过将信息处理、控制把控、实时监测、地质勘探等相关技术进行有机综合而形成的一个整体。通过应用这一技术,不仅能够很好地适应各种环境应用需求,同时也实现了勘探数据的高精度、勘探工作的高效率,对于地质勘探工作的顺利开展有积极的意义。3.1机械设备及技术。机械设备及技术是机电一体化相关功能实现的基础,通过与地质信息及设备技术的配合,能够在提高勘探精确度的同时,实现产业结构的优化、设备性能的升级,促进勘探工作的顺利开展。3.2信息处理技术。信息处理技术就是在系统运行过程中,对相关信息的采集、传递、计算、分析,是机电一体化技术的重要优秀之一。通过在勘探过程中应用信息处理技术,能够实现对勘探所获取数据的系统化采集、整理、分类、筛选、反馈,同时通过指令传达可靠把握勘探设备工作情况,解决突出状况造成的不利影响,保证勘探工作的顺利开展。3.3自动化技术。在地质勘探机电设备方面,自动化技术是自动化控制实现的重要基础,通过对勘探过程中设备运行的把控、指导,保证了相关工作的可靠完成。自动化技术的应用,更好的推动了机电一体化技术的发展,在勘探进度、位置、深度、面积等方面都能很好地掌握。同时,由于减少了人员直接参与,避免了人为因素造成的数据、操作失误。3.4接口技术。接口技术的应用,保证了主系统及各组成部分之间顺利的可靠连接,通过接口技术,能够保证系统指令顺利下达到相关各部分,并实现反馈信息的快速传达与交换。接口技术保证了信息交流的实时性、精确性,进而保证了勘探工作质量。3.5系统总体技术。系统总体技术,就是以机电一体化系统整体为切入点,实现对各部分综合控制、调整的技术。通过将系统内各部分进行调整、分类,细致的对其进行分析、确定,根据性质不同针对性的有机配合和连接,并应用最优化技术组成方案指导各部分科学的合作。目的是保证系统内各部分之间合理的配合,相互协调,提升系统整体性能,使各项功能得到了更好的发挥。 4地质勘探过程中常用的机电一体化设备 目前,在煤炭地质勘探过程中经常应用到的机电一体化设备包括瞬变电磁仪、全液压岩心钻机等。4.1瞬变电磁仪。瞬变电磁仪是地质勘测中用以检测地面含水层的工具,具有三分量同时观测、分辨率高、动态范围大、信噪比高、观测装置灵活、稳定性高、工作温度宽等诸多优点,所以在国内煤炭地质勘测中得到了广泛的应用。随着机电一体技术的发展及应用,目前瞬变电磁仪也实现了软硬件一体化,在提高探测性能的同时,降低了操作损失、勘探误差、操作难度和噪声影响。在应用过程中,其分辨率、勘探范围也越来越广泛,勘测属于精确度也得到了提高,大大缩短了煤炭地质勘探周期。4.2全液压岩心钻机。全液压岩心钻机是一种岩心钻探设备,主要应用于金属、非金属固体矿产的普查及勘探,同时也可应用于工程、水利、油气等领域的勘探。全液压岩心钻机是目前最先进的设备,主要是依靠液体流动来带动机组运行。由于应用了机电一体化技术,所以具有可集中操作、场地适应灵活、工作效率高、施工范围广等优点,能够满足不同应用环境的需求。通过在煤炭地质勘探中应用全液压岩心钻机设备,降低了勘探人员的工作强度、减轻了恶劣环境下的勘测难度,同时在缩短勘测周期、保证工作质量等方面都有着积极的意义。 5结束语 煤矿机电技术的应用对于提高煤炭企业运行管理水平及经济效益具有积极的意义。通过将这些新技术充分应用在煤炭企业中,会不断推动煤炭机电技术向全面实现自动化、智能化、信息化发展。 作者:贾飚 单位:山西省煤炭地质115勘查院 地质勘探机论文:地质勘探管理机制改善对策 1运行机制概述 在地质勘查行业运行的过程中,政府管理部门、行业协会和相关的勘查单位之间,在地质勘查活动中相互协作、相互制约的运行模式和制度,就可以称之为勘查管理的运行机制。所以地质勘查行业的管理运行机制简单的看,就是规范市场、政策和市场之间的相互制约。运行机制本身就形成了对行业的规范和管理制度。在这个体系中政府的地勘部门是权威的主管部门,而行业协会、学会等行业组织和从事地质勘查活动的各类市场主体就构成_r被管理的客体。三者之间的相互关系就构成了整个地质勘查的行业管理要素。从现行的运行机制看,国土资源部门和省级国土资源管理部门是勘查行业的管理机关,国土资源部门负责研究和制定相关的地质勘查行业发展的规划、政策、技术指标、市场准入门槛等,以此保证勘查市场监督和信息服务质量,并指导两个客体的运行。省级的国土资源部门负责对本地区的地质勘查行业进行具体的监督和服务,维护地区性勘查_市场的秩序,指导当地地质勘查单位的发展和改革。各地地质勘查的行业协会、学会等行业组织是政府与勘查企业之间的桥梁机构。主要负责的是促进行业规则建设,开展市场调研、经验交流、技术培训、研发等,为政府的政策制定提供必要的资料和意见。各个勘查企业则负责具体的勘查工作,为市场提供地质信息和资料,以此获得相应的利润。 2我国勘查行业运行机制的弊端 我国的地质勘查行业一直受到经济模式限制,其运行模式一直带有浓重的计划经济色彩,因为国土资源的国有化和计划惟管理,导致地质勘查行业的计划经济色彩浓重。而且到了今天,一些管理和运行机制还是不能完全摆脱国有地质管理的影子,这样的管理运行机制面对市场经济时就显现出明显的弊端: (1)因为勘查工作的主体为事业单位,其工作主要是围绕计划进行,而且对于勘查的结果不需要负担经济责任,找矿的效果与效益没有关系。首先,勘查企业只能按照计划完成“工作”,没有盈利的能力,导致企业缺乏发展动力;其次,企业对勘查工作的资源投入逐渐减少,因为经费制度的影响,虽然是勘查成果与经费相互挂钩,但是按照事业单位的运行机制,企业有固定的经费支持,“保本”的心理导致勘查资源投入减少,形成了:费用低一投入小一成果少一经费减少的恶性循环。 (2)勘查内容的界限过于分明,按照矿种进行划分管理部门,隔断了地质勘查与地方经济发展的联系,影响了地方政府对勘查部门的管理和支持,也使得勘查部门和企业不能融人到地方特色的经济发展,与外界环境脱离导致了基层勘查单位对计划经济机制的依赖,不能向市场化迈进。 (3)国家计划对勘查机制的影响。计划性勘查指导制度,影响了市场化的运行机制进入到地方勘查部门(企业)中。首先,多年来我国的勘查工作一直由国家计划进行统一管理,公益性和商业化的勘查项目混合运作,勘查企业按照计划的为企业和市场找矿,而形成的效益与勘查企业无关,所以找矿的效率不能受到市场机制的影响,排斥了价格机制、供求机制、竞争机制往勘查中起到的正面作用,造成了勘查和开发需求的脱节。其次,勘查企业不能自主创收也导致了某种程度上的资金占用和浪费。最后,地质勘查在计划经济的影响下,投资的主体较为单一,不利于市场经济对勘查行业的优化作用的发挥。 (4)在勘查中按照行政区域划分勘查队伍,也容易造成勘查生产力与地质条件脱节,使得某些勘查单位在没有矿的区域内长期无事可做,导致效益的下降,消耗了本有的优势技术、人员、设备资源。 3地质勘查行业管理运行机制的完善策略 (1)从政府角度整合勘查管理部门在勘查行业运行机制的改革中,首先应当按照政府和市场向分离的原则对政府管理部门进行必要的整合和职能调整。将政府级别的管理部门的职能提高到宏观调控的高度。而消除其对基层市场和企业的过分的干预。利用构建协调和沟通机制消勘查行业管理交叉的问题。利用职能转变将政府部门提升到宏观高度,即提高从调控的能力和水平,从而明确政府级部门监控的重点,从行业标准、t场规范、准入制度、监控措施等方面建立完善的宏观管理体系,以此从第三方的角度管理勘查行业的市场环境,并可以有效的控制其发展。 (2)利用行业协会辅助执行国家调控政策行业协会和学会可以为行业的发展提供必要的客观资料和数据,并可以从基础层面对勘查企业或者单位进行管理和指导。虽然是基层组织单位,但可以起到联络平台和与政府沟通的作用,是国家对行业管理的终端和参谋。发达经济体的行业协会都可以起到带动行业发展,促进行业规范化的作用。我国对勘查行业管理中也可以借鉴此种模式。适时的指导转变行业协会学会的作用,提高其在勘查市场中的影响力,建立一个全国统一的勘查协会,并按照市场化模式制定管理规范和工作目的,以此保证行业协会和学会等起到上下沟通协调,促进行业健康发展的作用。 (3)加快政企分离的进程勘查行业的发展受到限制主要与其深厚的计划经济背景有关,因此将勘查单位推向市场实现企业化,是建立有效运行机制的重要手段。政企分离是必要的步骤,而且此步骤应当加快进行。征完成政企分离的时候应当符合市场规律,即将勘查企业市场化的时候,应保证其成为市场的主体,即一面扶持一面分离,通过对原有的勘查计划的市场化运作,利用投招标的方式将“计划”项目推向市场,以此刺激勘查单位进人到市场化运行中,促进其自身的发展,以其原有的优势形成市场中的龙头企业,以此实现勘查单位的市场化。 4结语 要满足经济发展的需求并形成有序而科学的开发利用矿产资源,就应当建立起一个符合我国特色的勘查行业管理运行机制,从前面的分析不难看出,建立市场与调控并重的运行机制才能满足我国的矿产管理需求。 地质勘探机论文:矿产地质勘探运行机制 随着市场体制的革新,矿产地质勘查运行体制中的弊端越来越明显。加之矿产地质勘查业自身的特殊性,即高投入、高风险、高回报,使得现有机制下的矿产勘查运作出现了诸多与市场经济不相适应的问题。要使矿产勘查与社会市场经济相适应,就必须从矿产地质勘查投资运行机制现状着手,分析矿产地质勘查投资运行机制的合理性,并根据我国矿产地质勘查存在的问题和相关法律法规,做出合理的投资运行机制规划。 1我国矿产地质勘查风险投资运行机制现状 一直以来,矿产地质勘查投资都是风险较大的项目。这其中的原因是多方面的,有矿产地质勘查自身的一些因素,也有一些外因。但是从目前的发展情势来看,我国矿产地质勘探的投资机制需要进行合理的改革,要将风险投资进一步深化,这样才能够适应社会发展需要。从目前存在的情况来看,矿产地质勘查风险投资总金额还是在稳定中增长,投资的结构也在不断的发生着改善,投资的渠道也在一步步的拓宽。在这样的情形之下,投资的主体也要从单元化逐渐朝多元化的格局变化。要让矿产地质勘查风险投资朝着法制的、开放的、市场化的方向发展。 2我国矿产地质勘查存在的问题 目前,我国矿产地质勘查风险投资存在的问题及风险比较大,特别是整个市场的规模相对偏小、发育还不健全,因此投资的体制还需要进一步的深化革新。从各种实际情况综合起来看,主要是存在如下一些问题。 2.1投资主体的信息不对称 在很多投资的工程当中,企业和风险投资家之间的信息不对称,这就带来了较大的法律风险,这些问题主要包括客观方面的风险,即是外生性的非对称信息,也就是应为投资领域高度专业性进而导致客观存在信自不对称。另一方面就是主观上的风险,那就是双方刻意隐瞒自己的信息或者提供一些虚假信息,导致最后的信息不对称。 2.2投资协议履行过程中存在的法律风险 在风险投资的时候虽然需要签订协议,但是在履行过程中会出现一系列问题。主要是法律风险,在现有法人治理结构及勘查运行机制机制下,勘查实施主体和矿业权人之间缺乏有效的约束机制,很容易造成某一方因为信息的不完全对等而造成违约事件的发生,从而导致某一方的权利受到损害。 2.3资本不能流转带来的风险 对于矿产勘查来说,无论前期投入如何巨大,工作做得如何细致,但是都不可能完全掌控矿产勘查结果不尽如人意的高风险性。一旦勘查没有取得成功,就不可能带来相应的经济效益,那么整个勘查的结果都将失去价值,都不可能带来获利。因此,投资者在关注合同的时候最关注的就是退出机制,也就是他们不愿意投资的时候如何退出,并要求自己拥有随时退出投资合作的权利。 3促进我国矿产地质勘查风险投资运行机制 虽然我国矿产地质勘查风险投资正在改善,但是还是跟不上时代前进的步伐,还需要进一步完善。要想尽快适应社会的发展,就必须根据现状制定出科学合理的措施,建立我国矿产地质勘查风险投资运行体制。 3.1拓宽后退的渠道 风险投资,顾名思义就是存在着较大的风险,因此必须要考虑现实中的退出。如果退不出而套进去,那就势必造成严重的亏损。因此,我国矿产地质勘查风险投资就要考虑如何退出,要形成良性的循环才能让投资者放心投资。从目前的各种情况来看,我国的风险投资退出渠道比较狭隘,这是一个比较薄弱的环节,因此需要加大力气改善。 3.2构建更多的矿业权市场 每个行业都有自己的中介,矿业权市场也应该拥有自己的矿产地质勘查中介。只有这些市场得到了发展运用自身高效灵活的特性,引入中小型的高风险勘查企业进入,才能够提高勘查行业的高收益,才能够融入到风险投资市场中去。当然,要实现这个问题就必须有一些条件作为保证。首先,就是要建立完善的政策法规。任何行业和任何企业做任何事情,如果得不到国家的法律法规的保障,推行下去是十分困难的。其次,对于矿业权而言要建立合理的收益分配制度。如果矿业权的交易旦成功,但是收益分配上面却没有•个合理的措施,不但会滋生出更多的问题,还会严重挫伤一些企业投资的积极性,这样就会阻碍矿业权资产进入到市场。最后,要建立一个良好的矿管秩序。一个市场交易之中,没有一个良好的交易秩序,就会导致整个交易市场•片混乱,这也会大大的挫伤投资企业的积极性。因此,必须建立一个良好的交易环境,为交易构建一个公平、公正、公开的矿业权市场。 3.3引导地质勘查单位进入市场化 要加快我国矿产地质勘查风险投资运行机制,这就需要加强这些企业进行企业化经营理念,进行行政指导与理论指导。引导中小型勘查企业面对不正常现象和改革的方向性等问题,让他们学会应该如何处理。 3.4政府要加大扶持力度 政府在风险投资运行机制中要起到主导作用,尽快制定出战略方针和中长期的规划。同时还要采取一系列刺激措施,提高中小型勘查企、的积极性。不但要制定勘查风险投资的退出机制,还要完善矿业权的流转市场。 4结语 矿产的地质勘查本来就具有风险高、收益高的特征,而且现在的技术都在朝营高新方向发展。这些方面都显示了l矿产地质勘查风险投资不像一般行业,稍有慎就很难获得融资的渠道。因此,我们只有研究和借鉴已经存在的成果,结合我国矿产地质勘查风险投资的自身特点,大胆的进行探索与创新,才会取得进步。 地质勘探机论文:透析地质勘探的监理机制 摘要:面对着日益激烈的市场竞争。在现代化管理体制中引入了监理的概念,有效的发挥监理机构的监督管理作用。用科学系统的方式对现代化企业全面进行管理控制。地质勘探作为一门严谨的调查研究工作,工程勘探的质量优劣,直接影响到后期工程项目的设计、建设和生产。将现代化科学管理方式融入地质勘探研究工作中来。推动地质勘探市场进入良性循环发展的阶段,也是对地质探勘基础工程的有效保障。 关键词:地质勘探监理机制工程质量 一、地质勘探引入监理机制的意义 国土资源部副部长、中国地质调查局局长汪民指出:“开展地质勘探项目监理工作不仅是保证地勘项目质量和提高国家投资效益的需要,也是探索建立地质勘查运行新机制的需要;它对加强我国地勘单位队伍建设、提高勘查质量和效益,都将具有明显推动作用。”因此在综合规模化的勘探项目中。出现了施工单位多,分项、分部工程繁杂等局面,现在的工程项目工期要求紧,跨阶段性施工。如此重叠、烦乱的项目组织必须依靠监理机构,通过专业、科学的管理才能为项目方带来稳定、安全的项目收益。 另外市场对地质勘探需求的增加,导致各种不同性质的地质勘探组织纷纷涌入市场,导致技术水平参差不齐、施工水平降低,出现以进度为主要指标,存在安全、质量等潜在隐患,勘探、研究结果限于形式化,导致浪费大量财力物力而未能得到预期的研究成果。因此,监理机制在地质勘探中的应用正是为了更科学化、正规化的进行行业监督管理,保证地质勘探行业的健康稳定的发展。 二、地质勘探监理机制的运用 在地质勘探中实施监理机制是为了有效的控制地质勘探中的各个环节,保证规划的专业性、保障工程施工的质量、安全和进度,确保能得到最可靠、完整、科学的地质勘探资料。以大唐国际发电股份有限公司投资内蒙古锡林浩特市胜利煤田东区二号露天矿为例的监林理机制的运用,分析该地质勘探工程中监理机智的运用。 胜利煤田东区二号露天矿位于内蒙古锡林浩特市东北10km。面积42.4km2,设计钻探总工程量169500m,以及水文地质、工程地质、地质测绘和地质填图等工作。该项目投资近亿元,是在原普查基础上的跨阶段综合性勘探项目。为了保证工程质量和进度,提交可靠、完整的地质资料,河北省煤田地质局第四地质队负责对该工程的设计、施工和地质资料的提交进行全程监理。首先参考相关资料及甲方要求,制定监理工程实施细则,并将地勘行业相关技术要求、质量标准和行业规范汇集成册,成为监理工作指导标准。随后由总工程师负责,地质、钻探、测量、水文、物探等专业技术人员组成设计审查小组,参照技术规范,对该工程设计进行审查。该工程中审查结果:设计钻孔量由原设计403个调整为259个,工程量由169500m,减为121600m。在进入野外勘探施工阶段,重点对进场钻机进行审查,要求钻机及配套设施符合钻探深度要求和技术要求。实际中查出2台钻机不符合要求,对其下达监理工程师通知单清除出场,保证施工技术和能力。监理过程中,重点依据的相关技术规程、规范及标准。现场监理人员必须做好监理工作日记和每次会议内容。有利于对掌握整个工程的进展情况提供详细的详细的资料。在东区二号露天矿的实际施工情况分析中,先期开采区以200×200网距钻孔施工,保证钻孔布局的合理,同时严格控制无效进尺,按设计要求控制钻孔打到终孔层位15m内终孔,通过掌握现场第一手材料,及时的通知钻机及指挥部终孔测井,保证更加合理的使用工程量,为投资方节约了资金。根据《工程监理实施细则》,坚持按时编写监理旬报,对每旬中关于施工质量、生产进度及发现的问题及时向投资方和施工方进行通报。为保证整个工程施工质量,监理人员在施工现场进行巡查,对未按要求和不符合技术规范的施工方下发监理工程师通知书,要求整改停钻,整改达标后经监理人员验收后方能复工。在案例的野外施工中,共编写通报监理旬报8期,对施工井队下达监理工程师通知书18项,对指挥部下达建议书2项,保证了工程施工质量得到了有效的监控。 三、地质勘探工程的监理机制 通过该工程对监理机制的应用可以发现,监理的目的在于提高工程水平,规范工程。监理机构对建设的工程质量、造价、进度进行全面的管理和控制。在施工准备阶段,参考专业的技术、规范、标准对工程设计进行审核,提出修改建议,建立完善的管质量、技术理和质量保障体系。在施工过程中,重点对于进场施工的钻机等设备进行严格的审查,对现场的实际问题提出具体要求,对发现的问题要及时的进行停钻整改,对现场问题和情况进行详细的记录。监理机构要根据设计的施工情况制定相应的工程计划表和工程进度表,进行整体控制。根据地质勘探监理机制的运用过程来看,地质勘探监理机制的主要是:施工前期准备,对工程质量、造价、进度的控制工作。 地质勘探监理是一个新兴行业,需要在工作实践中不断的发展和探索、逐步的完善,为提高地质勘探工程质量提供了保障。在市场经济下,需要对监理工作和市场进一步的规范化、制度化。加强质量、进度、资金控制等监理工作,使监理工作更加科学、全面。才能让地质勘探工程监理在规范的范围内。合理的使用资金、控制质量、实现项目的经济价值。 地质勘探机论文:安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的运用 【摘 要】煤田行业是能够为我国提供能源的行业,煤田行业的发展直接关系着我国国民经济的发展情况和民生质量。煤田地质勘探是煤田行业的重要组成部分,其为煤田行业探明储量、调查地质结构、研究开采难易程度、发展衍生矿藏开发提供重要依据。煤田地质勘探作为煤田行业的重要组成部分,在勘探过程中如何减少或预防机电事故,提升工作效率成为日常工作中的重点。因此,加大安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的运用研究具有重要意义。 1 引言 煤田地质勘探机电管理中,由于安全生产管理不当,施工人员安全意识低下,设备老化等问题,会严重威胁到施工人员的生命与财产安全,因此,安全生产管理系统十分重要。本文首先将从安全生产管理系统的含义及意义入手对安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的运用进行研究,其次结合安全生产管理系统与地质勘探机电管理的关系,对安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的具体运用进行分析。最后,本文将提出安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的改进和优化建议。希望本文的研究能为提升煤田地质勘探机电管理中的安全生产管理水平提供参考性建议。 2 安全生产管理系统的含义及意义 安全生产管理系统的含义,就是完成监测、收集、整理、归纳和分析地质勘探相关信息的任务。该系统主要是由故障管理、维修管理、资料管理、安全管理等模块组成。地质勘探在生产过程中,对于设备与工人的管理有条件实现数字化。其工作原理是以行业标准为基础,将操作模式规范化、格式化,用图形数据等测绘出监控与分析决策图,以此监控设备及工人的生产。一旦机电设备发生故障,可以通过系统专家提供的决策恢复功能,再根据分析报告,对机电设备进行维修和保养。 安全生产管理系统的意义在于保障设备运行的安全。通过信息化的应用提升机电设备管理,通过系统实现管理不仅可以以规范的形式明确分工,还能够在生产过程中提供整合故障、维修管理、巡检管理等外在功能,使机电设备之间高度共享,流程更加规范,工作效率也有所提升,从而从根本上降低了机电设备事故发生的可能性。同时,安全生产管理系统的应用,也能够减少一定数量的人力成本,实现机电设备管理的有序性。 3 安全生产管理系统与机电管理的关系 机电设备在煤田地质勘探生产中发挥着重要作用,但机械化水平也带来了安全隐患。就目前状况而言,我国许多煤田企业已经拥有了属于自己的生产管理系统,其主要功能是针对煤田的生产与开发环节,如煤田的信息采集与分析等。但是,煤田地质勘探单位相对缺乏安全生产管理系统的监控与指导。在机电设备管理方面,企业应该通过地质勘探的检测系统、卫星定位等,对施工地及周围设立通信系统,以此监控地质勘探中的作业情况,从而能够及时地发现问题,远程监控、预警等,减少员工的风险。煤田地质勘探安全生产管理系统,可以通过监控器,收集并分析信息,提高工作人员对机电设备突发事故的应对能力,提高煤田地质勘探生产中的安全性。 4 安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的运用功能 4.1 对煤田地质勘探机电设备的基本信息进行管理 煤田地质勘探安全生产管理系统具备许多优势,其中之一就是能够对煤田地质勘探机电设备的基本信息进行有序管理。该系统会将机电设备的信息进行整合,上传到统一管理的信息化平台中,以便于维护人员的查询和管理。若有新的机电设备引入,技术人员会将该设备的相关数据和参数记录下来,同样上传至管理系统。其中的参数包括使用时间、注油Q油情况、更换周期等,这些设备的使用工艺和运行模式也会记录在案。管理人员可通过系统进行实时记录和更新,如出现设备故障,系统可以智能地对故障进行恢复,若超出可恢复的范围,故障专家就要根据系统中的数据进一步排除故障[1]。 4.2 对煤田地质勘探机电设备的运行状态实时检测 煤田地质勘探单位能够安全生产,就需要机电设备能够安全稳定运行。这就要求在机电发生故障时,系统能够及时地发现,并且识别出设备的异常之处,以报警形式告知管理人员,避免意外事故发生[2]。传统的机电设备运行状态的检测无法实现实时化,只能定期进行巡查,检查之后由专家来对故障进行一一排查,这种方式严重耽误了生产效率,使煤田的生产不能稳定持续进行。而安全管理系统可以实现实时监测,并及时将故障分析成报告,为专家提供检修依据。该系统对于煤田机电设备运行状态的实时监测主要包括温度、电压、电缆、机械疲劳、设备破损等问题,这些功能都是通过监测温度传感器、压力传感器、通信设备等实现的[3]。 4.3 监测机电设备的运行气候及地质环境 安全生产管理系统在机电设备管理中,还可以监测出机电设备的运行气候及地质环境。机电设备的正常运行,需要系统对所处环境进行监测,通过监测得到气候及地质条件后,系统会自动提示相对应的操作行为,并判断操作人员的行为是否在安全可行的范围之内。与此同时,系统会将监测结果反馈至机电技术人员,机电技术人员就可以根据这一结果,判断出生产的区域环境,然后有针对性地提出设备预防保护措施。为了提高系统对于气候及地质环境监测的精准性,可多方位设置监测器,以增强安全生产管理系统的高效性。 5 安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的改进和优化 安全生产管理系统虽然可以在煤田地质勘探机电管理中得到有效应用,但是,为了从根本上控制机电设备的故障发生率,在具体的操作中仍然有一些部分需要注意。第一,煤田地质勘探单位要对引进的机电设备进行严格检查,以保证其规格满足国家地质勘探机电设备的安全使用标准。第二,煤田地质勘探队需要组织人员定期对机电设备进行巡视,确保设备的小问题在生产前得到排查,对需要更换的设备零件提前更换更新。第三,安全生产管理系统工作前,要对工作区域内的线路及架设问题进行检查,以保证工程的稳定持续。第四,煤田地质勘探单位要定期对系统管理人员进行培训,使管理人员熟悉安全生产管理系统的各项功能,使工作人员规范的使用系统,认识系统,同时,要随着煤田地质勘探机电设备的升级,及时地对系统进行更新和升级,以适应对机电设备功能的检测。 6 结语 煤田地质勘探机电设备管理是煤田地质勘探安全生产的重要基础。本文从安全生产管理系统的含义及意义入手对安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的运用进行研究。接着,结合了安全生产管理系统与机电管理的关系,对安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的具体运用和功能展开了论述。第一,对煤田地质勘探机电设备的基本信息进行管理;第二,对煤田地质勘探机电设备的运行状态实时检测;第三,检测煤田地质勘探机电设备的运行环境。最后,本文提出安全生产管理系统在煤田地质勘探机电管理中的改进和优化建议。希望本文的研究,能为提升煤田地质勘探机电管理中的安全生产管理水平提供借鉴。 地质勘探机论文:针对地质勘探机械维护管理的措施分析 摘 要:地质勘探对后期工程项目的影响较大,加强地质勘探的维护管理具有重大意义,对于地质勘探工作而言,机械设备的性能、结构是决定设备质量、使用寿命的关键要素,需要加强对机械的全方位维护管理。该文针对国内地质勘探工作的条件、受力状况等进行了分析,提出勘探机械的管理、维修措施,并对国内现存问题提出τ解决措施。 关键词:地质勘探机械 维护管理 措施分析 建筑行业的发展需要借助勘探技术的辅助,地质勘探工程对工业、农业、建筑、交通等均具有重大影响作用。一般勘探借助对应机械进行处理,必须采用满足规定规范要求的机械进行施工,避免工程质量缺陷、安全隐患等问题,为了保证施工质量、施工进度满足对应工艺需求,必须加强对勘探设备的维护管理、更新控制,提高整体勘探质量。 1 地质勘探机械的工作状况及相关性能分析 地质勘探的设备一般包括钻探、坑探、施工设备几大方面,一般为户外进行,因此,设备零件的稳定性与工作状况、设备性能的相关性较高。 1.1 勘探设备的工作机受力状况分析 一般情况下,设备零件对温度的要求相对较低,高温、低温以及交变温度等均不会产生明显影响。此外,地质勘查设备的机械受应力种类、应力类型及大小的影响较为明显,需要根据工程项目的实际特点等进行合理分析,保证其类型的合理控制。最后需要引起重视的是,地质勘探机械、载荷分布等均与对应介质有关,静载荷、冲击载荷、循环载荷的影响不同,一般需要保证野外工作的介质具有无腐蚀的条件,且零件的润滑性良好,满足一般工况的运行需求。 1.2 地质勘探零部件的相关性能探讨 对于地质勘探工程而言,需要对传动轴类的零部件进行合理分析,保证其性能合理、指标满足工程需求,必要时进行相关指标的实验分析;针对齿轮类的零部件,一般需要对其芯部、表面的强度和韧性进行核验;弹簧类的零部件一般需要核查屈强比、弹性极限、屈强比和对称拉伸或压缩应力时的疲劳极限等;紧固螺栓类零件则应该及时检查和分析屈服强度、对称拉伸或压缩应力时的疲劳强度及布氏硬度;工具模具类则应当检查和分析其硬度、强度、韧性等;滚动轴承则要检查弹性极限、抗压强度、对称应力时的疲劳强度及表面硬度等。 2 国内地质勘探行业设备维护状况分析 国民经济快速发展带动了各行业的进步,地质勘探行业作为工业、交通业、建筑业的重要辅助部分,对施工具有基础指引作用。国内施工作业人员一般延续传统设备机械的管理方法进行处理,重视机械设备的使用,对其维护、检修等保养工作较为忽视,少则引起工作效率低、施工质量差,严重时甚至会导致勘探环节的意外事故发生。为此,加强对机械设备的性能分析,提高设备异常状况下的警戒处理,是避免后期勘测设备引起意外伤亡的基本举措。 现代地质勘查行业施工中,对机械设备一般会进行事先检测,保证其满足施工要求,但是需要引起业内相关作业人员重视的是,机械设备的使用环节,受自然因素、人为因素、设备自身因素的影响,会产生一些突发故障状况,必须进行及时更换、维修处理,并经检验合格后方可投入施工使用。但是目前该行业的维修工作无法保证高效性、及时性,主要原因是修配机构未进行对应维修处理的材料准备工作。 另一方面,勘探设备长期高负荷运行,已发生零部件老化、断裂、损伤等性能受损的状况,如齿轮折弯、壳体开裂等,产生这些问题的原因相对较为复杂,如:冲击载荷过高易导致断裂状况,过度摩擦会引起零部件的表面受损、龟裂,高温挤压会引起细小部件的变形等,这些均需引起相关管理人员的重视。 3 勘探设备的维护管理措施分析 为了保证地质勘探行业的稳定进行,需要对机械设备进行合理的维护管理控制,从基础环节提高整体系统的可靠程度。 3.1 加深地质勘查机械设备的维护管理意识 地质勘探的工程一般任务量大、成本高、范围广,引起设备的应用频率、应用强度相对较大,对机械设备的损害较为明显,为此,提高勘探设备的维护管理意识,加强设备维护工作的宣传教育具有重大意义。勘探设备的损害对工程进展具有负面影响,对勘探结果的准确性、安全性、合理性影响较大。加强对地质勘探工作中各个工序的合理设计,是提高机械设备运行效率、工程质量的关键。国内地质勘探工程的运营,缺乏对应机械设备的维护理念,对设备的损害程度较高,严重影响了设备维护、设备使用寿命,增加了后期设备的维护成本,为此,加强对设备的维护意识,是经济利益最大化的重要举措。 3.2 加强预防措施分析 提高设备维护意识后,需要进行预防措施的全面落实。制定预防措施时,需要从全局角度出发,加强对细节的有效防范,避免易损害部位的故障,定期进行监督、巡视处理。一般具体要求分述如下:(1)施工暂停期间,需要对施工现场进行合理清理,保证对应操作人员在与设备的接触环节中,不会发生零部件磨损、松动等负面状况;(2)定期对优秀零部件进行检测,避免后期发生安全事故问题;(3)加强责任分工管理,在特定区域特定部位的监管需要满足对应规章制度的要求,因个人原因导致的监管失衡、设备故障等问题,需要进行责任追究处理。 另一方面,需要保证对应维护制度的明确规定,保证细节问题、措施要求等具有科学性、合理性,根据操作要求进行规范化控制监管,实现各个细则的详细落实,对不同勘查设备的维护管理需要保证频率周期的合理性,全面落实维护制度的各项要求。 3.3 施工前准备工作分析 地质勘查工程中,操作人员需要根据设备种类、工程特点进行可能故障的合理预测,做好对应准备工作。(1)应当携带相关的修理工具,不仅应当准备设备的专用工具以及修理设备过程中经常要用到的扳手,还应当准备在户外修理中可以起到部分车床作用的工具,如焊枪、割枪、大锤、大斧等;(2)提前准备好设备运行过程中容易损坏的零配件,如不同规格的螺丝螺母、各种密封圈、油封、摩擦片等;(3)修理机械设备过程中所需要的一些辅助材料,如铁钉、铁丝、钢丝绳、电焊条、金属粘合剂等;(4)准备小型发电电焊两用机,不但可以很好地照明,同时也能方便快捷地进行焊接和切割;(5)应该配备一些精通所有设备并且可以正确修理这些设备的修理人员和操作人员。 3.4 修理方法的灵活应用 地质勘探工作一般是户外作业,突发状况较多,需要相关维修作业人员具有良好的检修经验,能进行高效处理。对于一般的裂纹可以采用双重修补法,让金属粘合剂配合电焊设备对其起到封堵密封作用;借助零件位置互换、安装形式改变进行有效修理,具有高效性,满足成本低、使用效率高的要求;此外,借助现场可用材料进行有效替换,是避免零部件受损延误施工进度的常用方法。 4 结语 地质勘探行业中,机械设备的重要价值不言而喻,一定程度上决定了后期工程投标结果、施工质量、安全管理等关键要素。为此,加强地质勘探机构的设备维护管理,提高其科学性、有效性、合理性,定期进行维护检修,是提高作业效率、控制投资成本的关键举措,可以促进勘探机构的经济效益不受负面影响。勘探单位需要根据工程状况、社会需要不断进行相关专业人员、管理人员的技术培训,提高整体技术管理水平,优化设备的维护管理,进而实现国家对应勘查项目的需求。 地质勘探机论文:地质勘探钻头失效机理研究 【摘要】随着我国石油等资源勘探工作的不断深入,我国地质勘探环境也越来越恶劣,钻头失效情况越来越多。本文介绍了地质勘探钻头失效的形式,分析了钻头失效的主要机理,旨在促进地质勘探工作的进一步发展。 【关键词】失效形式;失效机理;钻头本体;硬质合金齿 目前地质勘探钻头冲击破岩主要是利用钻头轴向冲击和钻头回转刮削两种作用,这两种作用造成钻头不仅要承受高频的冲击应力,还要承受岩石的剪切反力,受力情况极为复杂。另外在实际工程工作中,地质勘探工作环境恶劣,钻头失效情况十分严重,已经影响到了地质勘探工作的效率,因此研究地质勘探钻头失效机理具有极其重要的意义。 一、地质勘探钻头失效形式 地质勘探钻头失效部位主要是勘探钻头本体以及钻头硬质合金齿。地质勘探钻头本体失效是指钻头花键和钻头冲击端面失效,花键失效主要形式是花键侧面塑性变形之后受压剥落,而钻头冲击端面主要失效形式是断面金属冲击疲劳。钻头硬质合金齿失效形式主要是合金齿磨损、断裂以及脱落等。 二、地质勘探钻头本体失效机理分析 (一)勘探钻头花键部位失效机理。钻头花键是钻头冲击岩石进行地质勘探的轨道,将钻头与冲击器连接成一个整体。对钻头工作时的花键进行受力分析,可知花键侧面在钻头冲击过程中既会受到由于变化的剪切反力造成的脉动压应力,还会受到脉动压应力带来的摩擦等,容易造成花键失效。通常来说钻头花键失效主要有两方面原因,第一钻头花键本身的硬度较低,通常花键材料与钻头母体材料形同,但在脉动压应力下花键侧面容易产生塑性变形;第二钻头花键配合间隙不均匀,花键与冲击器之间需要保持一定的间隙配合才能保证钻头正常的往复运动,但由于金属加工、运输以及安装等原因,钻头花键齿与冲击器之间的配合间隙不够均匀,花间配合间隙大小不一,若是花键配合间隙过于小,则此配合花键齿上应力过于集中,容易导致花键失效,若是花间配合间隙过大,则花键在钻头回转时将受到很大的冲击应力从而产生塑性变形。 (二)钻头冲击端面部位失效机理。在实际工程中,钻头冲击端面部位失效主要是端面受活塞撞击导致金属冲击疲劳。由于活塞与钻头冲击端面不能全面接触,其作用力方向不一定与钻头轴线重合,在大量的冲击作用下必然会产生偏心撞击,使冲击端面产生塑性变形。在冲击端面多次塑性变形后端面会出现裂纹,裂纹向内倾斜,并由内部折向冲击表面,这样裂纹上部分的材料脱落形成麻点,大量的麻点形成麻坑,麻坑进一步扩展造成部分浅层脱落,脱落部位被活塞冲击打平,再次产生裂纹,如此反复,直到冲击端面脱落达到2毫米以上时,活塞已经不能够有效传递能量,钻头冲击端面失效。另外若在冲击端面产生塑性变形后,活塞多次冲击作用在冲击端面上,可能会使裂纹源出现在端面最大切应力处,进一步冲击使得裂纹扩展到表面形成凹坑,裂纹垂直于端面时会造成大块深层脱落,裂纹平行于端面时则出现端面浅层脱落,这两种情况都会造成冲击端面失效。 三、勘探钻头硬质合金齿失效机理分析 (一)硬质合金齿的磨损研究。地质勘探钻头一方面利用冲击回转力破碎岩石,在这个过程中会出现合金齿与岩石之间的两体磨粒磨损,另一方面依靠高压气流排出岩石岩屑,这时会出现合金齿与岩石、岩屑之间的三体磨粒磨损。在实际工作过程中可以将硬质合金齿的磨损分为四类,一是两体磨损时出现的合金齿表面刮削磨损,当高速旋转的合金齿遇到岩石尖锐的棱角时,合金齿圆弧处将受到非常高的压应力,表面出现压痕或者是脆断,当脆断后的合金齿表面与岩石大角度相遇时则容易出现刮削磨损;二是高应力碾碎磨粒磨损,在钻头破碎岩石时,若是硬质合金齿与磨粒之间的最大压应力超过了磨粒的极限破坏强度,则会将磨粒不断碾碎,在接触点处产生集中压应力,该压应力反复作用使硬质合金齿出现疲劳破坏,也即出现高应力粘碾碎磨损;三是磨粒在硬质合金齿表面滑滚进而出现推挤、碾压等磨损;最后一种是三体磨粒磨损时高压气流排出岩石岩屑的冲刷磨损,这种磨损不易发现,需要在特殊的合金齿表面形貌下才能发现。 (二)硬质合金齿断裂研究。在实际工程中,硬质合金齿断裂进而导致合金齿失效主要有三种:第一种是冲击剥落, 根据相关理论介绍,在应力冲击波通过硬质合金齿传递给岩石时,将出现反射波,反射波会以拉应力波的形式返回到钻头处,若是岩石与合金齿接触不良,拉应力波将加大,合金齿抗拉强度比抗弯强度低很多,再加上合金齿两侧面受到很大的岩石剪切应力,因此硬质合金齿中存在着不平衡的应力场,并且在该应力场作用下,硬质合金齿颗粒将会形成微孔,微孔不断长大聚合就会形成微裂纹,微裂纹不断增加则会出现大面积的合金齿断裂,在宏观上看来就是硬质合金齿表面出现很多剥落坑以及由很多剥落坑连接形成的沟槽。第二种是冲击疲劳,在大量变化的冲击压力作用下,金属表面会产生疲劳裂纹,而疲劳裂纹不断增长会导致合金齿局部剥落。第三种则是冲击热疲劳,当钻头冲击回转时,岩石和合金齿之间摩擦将产生冲击热,进而导致硬质合金齿出现冲击热疲劳,这种热疲劳要在足够的热应力和大量磨损平面使裂纹充分发展才能够看到。 (三)硬质合金齿脱落研究。一般来说,硬质合金齿脱落齿数大概占到所有齿数的20%,大多发生在钻头边缘部分,其发生原因主要有:首先是钻头本体磨损,这是造成边缘部分脱齿的重要原因,在钻头工作时,钻杆振动导致钻头偏心旋转,进而造成钻头某一位置瞬时应力很大,使得钻头本体部位磨损,暴露出合金齿的齿根部位。其次是合金齿的松动问题,地质勘探钻头本体材料硬度比较小,在冲击载荷的不断作用下,合金齿与钻头本体之间可能会产生间隙,尤其是边缘齿松动更加严重,其齿孔可能会出现塑性流动、点蚀以及周边疲劳裂纹。另外还有高压气流携带的岩屑等固气混合流体对钻头的冲蚀作用,不断地磨损钻头本体和硬质合金齿和活塞冲击产生的入射波对合金齿拉伸作用等。 四、总结 总而言之,在地质勘探中钻头主要失效部位是钻头本体和硬质合金齿,因此要想提高地质勘探钻头的使用寿命,就要做好钻头花键和冲击端面的保护工作,减少硬质合金齿的磨损问题,延长钻头使用时间,促进地质勘探工作的发展。 地质勘探机论文:浅谈地质勘探机械维护管理问题及应对策略 摘要:地质勘探工程是当前多数建筑工程都会用到的一门工程技术,它在工业、农业、建筑、交通、桥梁、道路、管道等方面都有较为广泛的应用。而地质勘探工程中用到的主要设备就是勘探机械,只有合理采用符合规定的勘探机械进行施工前的地质勘探,才能使得工程满足工程中所用到的各种工艺的技术要求,同时确保施工质量和施工进度。随着我国当前经济的发展,地质勘探单位也随之发展,因此应当对勘探设备进行及时更新,满足当前工程施工前的各种地质勘探需求。 关键词:地质勘探;机械维护;管理问题;应对 1导言 地质勘探工程主要应用在工业、农业、交通、建筑与国防建设等多个领域,应用范围十分广泛,而地质勘探机械保证地质勘探工作实施的基础,是施工的主要装备。高质量、高性能的地质勘探机械的应用能够满足新施工工艺的实施、施工速度与施工质量要求。 2地质勘探概述 “地质”在文学方面又被称为“地质学”,但是因为我们在生活中习惯了“地质”的叫法,所以一直延续下去。地质学是七大自然科学之一,具有悠久的历史,其主要是研究地球的发展史及其地势变化。地质学在现今社会应用范围非常的广泛,主要应用地震预测、矿产勘测和地势分析等等。在生活中,地质学的运用随处可见。比如建筑在地面上的物体在建筑之前,都要搞清楚地下的情况,要了解是否是水的源头或者土壤是否疏松等问题。但地质勘探是当今社会最具备技术含量的应用。地质勘探主要用来寻查地表或岩层是否有矿产资源,并对勘测到的资源进行开采,为工业的发展提供矿产能源。 3地勘设备机械维护管理现状 虽然我国经济在飞速发展,相应的地质勘探单位也在不断发展,但是当前的施工单位中的管理人员依然沿用传统的管理思想与理念,并将这些应用在当前的施工中,他们比较侧重机械的使用,却忽略了对机械的正常维护和管理,而这些都会引起机械勘探过程中的一些重大事故。并且地勘设备操作的工作人员大多都是临时招来的员工,他们对施工中所使用的设备机械以及机械的性能都没有清楚的认识,这样在机械设备发生异常的时候,他们就无法及时发现并停止勘探。 同时虽然事先对机械设备都有检查,且符合当前的施工,但是在具体的使用过程中,设备的机械零件往往会由于一些无法预料到的原因发生损坏,因此操作人员应当及时更换或是维修,更好的满足当前的施工要求。而且多数修配车间没有充分备好维修工作中需要的一些材料。 4解决地质勘探机械维护问题的方法 4.1提高对地质勘探机械的维护意识 地质勘探机械的成本较高,使用范围较广,所以使用频率与使用力度都比较大,对机械造成的损害就相对更大,这就需要提高勘探机械的维护意识,重视机械的维护工作,严禁因勘探任务重、时间短的问题忽视了对机械的养护工作。因为勘探设备的损害,不仅影响了地质勘探工作的进程,也影响了勘探的准确性,增加了地质勘探工作的危险系数。在地质勘探工作中,每一道工序都要求高质量的完成,而勘探机械则是保证勘探工作质量的基础。缺乏勘探机械的维护意识,就会加重机械的损害程度,影响工作效率,减少机械的使用寿命,增加维护成本,所以要提高对设备的维护意识,才能保证机械的工作效率,控制成本,实现利益的最大化。 4.2加强预防措施 在提高了勘探机械维护意识后,要加强预防措施,降低机械损害的可能性。在制定预防措施时,要做到从整体出发,注重防范细节,提早预防易损害的位置,定期巡视与监督,将预防工作做到位;具体的预防措施有以下四点: 4.2.1在施工暂停的过程中,要及时清理施工现场,清理人员在和勘探设备接触中,如果发现设备有零件松动、磨损问题时,要及时处理。 4.2.2定期检查机械易损伤的零件,因为细节往往是引起问题产生的关键,所以定期检查易损伤零件,避免引起重大的机械事故。 4.2.3实行责任分工制,加强责任管理。在某区域或某部位要安置专业人员进行监管,要求及时发现机械存在的问题,并能找出解决对策;如果因个人原因使监管工作不到位,导致机械发生问题,就要追究其个人责任。 4.3建立完善的维护制度 在提高维护意识与做好预防措施的前提下,建立完善的维护制度是必然的。制定的维护制度要有明确的标准,维护细节与措施要科学合理,并且还要设置操作者与监管者,保证制度的每一条细则都能被落实;对不同的勘探设备,要根据其性能与使用频率,安排合理的维护周期,保证维护制度的科学性与全面性。 4.4提高维护人员的维护技术 维修人员要想解决勘探机械维护管理中的问题,做好机械的维护工作,就要不断的提高对机械的维护技术,常用的维护技术有: 4.4.1双层修补法。这种修补方法主要是把金属粘合剂和电焊设备配合使用,修复常出现的机械裂纹,具有良好的效果; 4.4.2互换修理法。就是改变或互换某个零部件的安装位置,在不影响机械性能的基础下,延长零件的使用寿命,减少更换成本; 4.4.3替代修理法。机械在施工中,若出现故障,需要更换机械配件时,若临时不能找到原装配件,也可以在施工现场寻找替代材料,先保证设备的正常运行。 5结论 机械设备是地质勘测施工单位最为主要的组成部分,它在很大程度上还决定了勘察单位在投标中是否能够成功。地质勘探单位不但应当具备足够的机械设备,同时还应当对这些机械设备进行科学有效的管理,并定期维护和检修,不断提升机械设备的使用效率,促进勘探单位的经济发展。同时勘探单位应当根据实际情况,配置高素质的专业设备管理和维护人员,强化技术培训,提高相关人员的技术和管理水平,更好的对当前的设备进行维护和管理,更好的满足单位承担大型勘察项目和紧急勘察任务的需求。 地质勘探机论文:新常态背景下地质勘探企业员工激励机制探讨 摘要:在经济新常态下,地质勘探企业的发展将迎接更加严峻的挑战。本文对地质勘探企业人力资源管理常见的问题进行分析,并在此基础上提出了员工激励机制对企业发展的重要性,进一步剖析当前地质勘探企业激励机制存在的问题,从转变传统管理模式、完善多元化激励机制、加强激励创新,建立公平的激励环境等方面综合分析,最大程度开发员工的潜能,提高员工工作效率。 关键词:地质勘探企业 员工激励机制 策略 人力资源是地质勘探企业发展过程中的重要资源,企业的竞争归根结底是人才的竞争。随着人才竞争越来越激烈,很多地质勘探企业都在积极加强人力资源管理理念和模式的改革创新。当前,地质勘探企业效益明显下滑,员工收入受到严重影响,加上地勘企业员工长期的“大锅饭”、“铁饭碗”等特殊的成长背景,表现出工作效率低下,对企业发展缺乏信心,项目开发动力不足等慵懒浮拖的现象,这不仅影响企业当前目标,也将影响企业持续健康发展的长远目标。怎样激励人,开发其内在潜能,成为企业目前最为关键和最困难的事情,因此探索如何建立健全科学长效的激励机制来提高地质勘探企业员工工作积极性,是地质勘探企业摆脱困境、参与外部竞争的必然选择。 一、员工激励的作用 地质勘探单位工作环境比较艰苦,工作条件恶劣,很难招到合适的人才,更难留住优秀的人才。企业可以通过各种优惠政策、丰厚的福利待遇、快捷的晋升途径等激励措施来吸引所需要的人才。面对当前煤炭市场的强烈冲击,地质勘探企业发展步履放缓,导致员工工作积极性不高,缺乏干劲和创新驱动力,再加上地质勘探工作的劳动强度大、危险性较高,员工很容易出现消极怠工情绪。高效的员工激励,可以调动员工的积极性,主动承担相应的责任,履行应尽的义务,另外,员工激励也是增强企业活力、创新驱动力和竞争力的重要手段。因此,构建符合地质勘探企业发展实际的员工激励机制,充分调动员工积极性,将员工个人目标与企业目标有机结合,实现员工自身发展与企业发展的双赢状态。 二、地质勘探企业员工激励存在的问题 1.企业管理者对激励机制认识不到位 地质勘探企业的管理者大多是从基层提拔上来的,管理的理念和方法欠缺,他们普遍认为激励就是涨工资、发奖金,认为物质和金钱的激励是最有效的员工激励方法,对激励机制的内涵缺少深刻的理解和认识,建立的激励机制缺乏理论体系的支撑。美国心理学家赫茨伯格提出的激励-保健双因素理论认为:能够使员工感到满意的因素成为激励因素,会使员工感到不满意的因素成为保健因素。激励因素与工作本身的性质及人的满意情绪有关,保健因素是指防止人们产生不满意的因素,多与工作环境和工作条件相关。由此可见,单纯的涨工资是不能让员工满意的,要调动员工积极性和能动性首先要注重保健因素对人的激励,规避员工的不满意情绪,同时更要适时利用激励因素,给员工提供发展的平台,发挥其内在潜能。 2.忽视激励对象的需求 在对员工激励的过程中,很重要的一步就是识别员工的差异化需求,激发人未满足的需求才能充分调动员工的积极性。由于地质勘探企业自身体制问题,企业的管理方式带有强制性和浓厚的行政色彩,管理者缺乏与员工的有效沟通,往往并未从员工的需要和动机出发进行系统分析,再加上管理者水平的局限性,对所有层次的员工采用相同的方法来激励,忽视了每一个员工的差异化需求,忽略了同一个员工在不同发展时期的差异化需求。 3.地质勘探企业员工激励制度不健全 (1)激励制度方法滞后 当前很多地质勘探企业对内部员工激励采用传统的物质、金钱激励方法和“一刀切”的激励模式,甚至存在着没有激励机制或激励作用体现不出来的问题。管理者认为员工就应该好好干工作,给不给奖金都是应该的,甚至制定的激励措施根本没有考虑本企业的实际情况,照抄照搬其他企业的激励模式,存在一定的盲目性,很难长期有效地激发员工的积极性。 (2)地质勘探企业的薪酬福利待遇体系不够健全 第一,地质勘探企业中的人员组成结构比较复杂,而薪酬设计过于笼统和简单,平均主义和“大锅饭”现象比较严重,付出与收入不成正比,没有真正体现绩效与薪酬挂钩,缺乏内部公平性和外部竞争性。 第二,当前,地质勘探企业受到煤炭市场经济低迷的冲击,为了控制和压缩人工成本,他们大多会从缩减员工的薪酬福利方面着手。这种粗放式的管理方式,只会让员工对企业发展失去信心,对自己的基本需求得不到保障而整日忧心忡忡,工作效率低下,严重时还会引起员工和地质勘探企业之间的激烈的矛盾。 第三,缺乏全面薪酬体系的概念。薪酬过多的考虑货币类报酬,而忽视了非货币类报酬即员工获得的成就感、满足感或良好的工作氛围等因素。 4.缺乏公平、合理的激励环境 地质勘探企业前身是事业单位,虽然改制取得了实质性进展,但是相当多的管理制度还沿用以前的老办法。在实际工作中,没有严格执行选人、用人机制,大多时候,讲究的是论资排辈。所谓的年度考核和绩效考核流于形式,晋升渠道只是针对部分人员,很多优秀、有能力的年轻员工得不到重视和锻炼,严重挫伤了他们的积极性和自信心,影响了工作绩效和企业长远发展。 三、新常态下地质勘探企业员工激励策略 在新的发展形势下,地质勘探企业应该找准定位,创新理念,给员工提供良好的工作环境,提供多样化的激励措施,以员工的动机作为提升地质勘探企业竞争力的重要发力点。本文试着从激励的主体、激励的对象、个人和企业目标的达成、多元化的激励手段和激励的时效性等五个方面分析,以期更好的解决地质勘探企业员工激励问题。 1.转变传统的地质勘探企业管理观念 随着现代管理理念的快速发展,地质勘探企业应该转变传统的管理理念和方式,“以人为本”,健全激励制度,创新激励模式,完善配套的激励方法和绩效考核机制。在新时期,要加强管理者的管理理论学习,打破粗放式管理的僵化思想,从企业发展实际出发,针对目前管理中存在的种种问题,制定切实有效的激励机制,全方位设计激励体系,使得地质勘探企业的人力资源管理制度更加完善、薪酬福利体系更加合理,激励机制更加实用。 2.建立公平合理的激励机制 美国心理学家亚当斯的公平理论指出:人是社会人,一个人的工作动机和劳动积极性不仅受其所得报酬绝对值的影响,更重要的是还受到相对报酬多少的影响。公平感是影响人行为倾向和激励强度的一个极为重要的社会因素。在企业中员工都会把自己所得的报酬与付出的劳动之间的比率同其他人的比率进行比较,也会把自己现在的投入-所得比率同过去的投入-所得比率进行历史比较。当员工通过这种心理比较发现自己的收入-所得不成正比的时候,内心就会感到紧张不安,不公平感增加,其不良情绪甚至影响身边其他同事的情绪,出现逆向的或者消极的行为,他们往往表现出“消极怠工”、“推卸责任”、“窝里斗”、与部门领导“矛盾激化”甚至辞职等。因此,在企业人力资源管理中,必须建立公平合理的激励机制,做到一视同仁,使收入分配制度、激励制度、奖惩措施、人事管理制度等人力资源管理制度公开化、透明化。 3.将个人的人生目标与企业战略目标相结合 (1)制定以员工需求为导向的激励制度 美国行为心理学家马斯洛的需要层次理论认为,人的需要分为五个层次,低层次需要得到满足后,人才能产生更高一级的需要,低层次需要满足程度越高,对高层次需要的追求就越强烈。五个层次的需求是人生来就有的,但每一个人的需求强度、显露程度是不同的,即使是同一个人,在不同的情况下也会有不同的需要,从而促使他优先考虑某种需求。因此企业在制定激励制度的过程中要充分考虑员工个体差异和不同时期的不同需求。对于地质勘探企业而言,要达到激励的效果必须对企业员工的基本状况进行全面了解。在企业内部要建立全方位的沟通机制,形成管理层与部门领导、部门领导与普通员工、管理层与普通员、普通员工之间的多层次交流沟通机制,通过对收集的所有员工资料进一步整理和分析,得出详细、准确的人员信息和需求,便于制定以员工需求为导向的激励措施,从而能够找到更合适的切入点对员工进行有效地激励。 (2)将员工的个人目标和企业目标有效地结合在一起 在市场经济下,企业采取的所有激励措施都是以企业盈利目标为宗旨的,只有在个人目标和企业目标一致的时候,员工才会无怨无悔的付出,企业在实现组织目标的同时也帮助员工实现了个人的人生目标,做到了个人价值和企业价值的有机统一,实现了企业与员工的双赢。在现代企业中,个人最终要对自己的发展计划负责,这就需要员工准确认识自身的个性特点和优劣势,找准职业定位,并评估个人目标和现状的差距,充电增值,增强职业竞争力;企业通过深入了解员工的发展愿望和职业兴趣,为设计适合企业的组织目标进行人才盘点,引导员工的个人发展目标与企业战略目标相统一,使员工感到企业时刻关注和重视他,做到人尽其才,提升员工满意度和忠诚度的同时使企业与员工结成紧密的利益共同体。 4.采用多元化的激励手段和措施 (1)完善薪酬待遇激励与物质奖励 薪酬福利在员工激励方面起到较大的作用,它就象一个杠杆,通过激励能不断使员工发挥最大潜力,薪酬福利等激励作为一种外在激励方式虽然能显著提高效果,但是不易持久,处理不好有时会降低工作情绪。因此,在薪酬体系设计上要注意以下几点:首先,薪酬体系设计应公平、公开,体现岗位差异化并紧密结合企业的战略和文化,系统科学的考虑各项因素,真实反映员工工作绩效和价值,遵循按劳分配、效率优先、兼顾公平及可持续发展的原则,充分发挥薪酬的激励和引导作用。其次,在基本薪酬设计上应该依据员工所处工作岗位在组织的重要性、能力要求及工作条件的差异核定,在项目津贴设计上要体现员工所参与项目的技术要求、难易程度和绩效评定等因素按比例分配;最后,引入员工持股制度,通过员工持股的长期激励机制使员工与企业形成利益共同体,使他们对企业有一定的拥有权,进而增强责任感和义务感,更加努力工作。 (2)加强精神上的长期激励 物质上的激励只是一种短暂的激励,长效的激励是一种可持续的引导,是一种精神层面的激励,精神激励和情感激励作为一种内在激励方式,虽然激励过程需时较长,但一经激励,不仅可提高效果,且能持久。精神激励的实施是一项长期、艰巨且复杂的工程。包括企业文化激励、情感激励、荣誉激励、职业发展激励等多种方式。要发挥精神激励的作用,就要制定客观的评价标准,把人为主观性降到最低,实现物质激励与精神激励“软硬兼施”,最大程度的发挥激励效用。 第一,企业文化激励。“企业发展的灵魂是企业文化。独具魅力的企业文化,能给企业的快速发展提供优秀竞争力。”企业管理者应该注重企业文化建设,培养员工对企业的认同感和归属感。首先要革新传统管理模式,摒弃墨守成规、故步自封的陋习,提高管理层的现代化管理理念和意识。在事转企的过程中,管理思路要紧跟市场经济发展趋势,为员工提供公平竞争,择优上岗的发展平台和机会。其次要秉承地质勘探企业“努力奋斗、献身煤海”的优良传统文化,加大企业优秀文化的宣传力度,激励年轻人向老一代模范职工学习。最后,在新的发展时期和“十三五”规划转眼在即的紧要关头,更要创新企业文化,增强员工集体意识和团队观念,使员工之间处于竞争合作、相互鼓励、互利共赢的工作环境和和谐、友爱的工作关系中,为激励机制的有效发挥提供有利保障和支持。 第二,情感激励。随着社会发展和科技进步,物质供给越来越丰富,人们生活水平普遍提高,物质追求逐渐满足后,人们会不断的增加精神方面的追求。企业应该充分考虑员工更高层次的需求,通过情感激励形成良好的人际关系,让员工有一种被信任、被尊重的感觉,意识到他们的工作一直被领导关注,从而建立起企业与员工相互信任、相互关心、共同发展的和谐氛围。 第三,荣誉激励。人都有为了实现自我价值而努力奋斗的动机,员工非常重视自己在企业的地位和声望,企业对自己的认可和荣誉有时候比物质奖励更能激励员工。因此,企业应该了解人有更高层次的需求动机,通过提高员工在单位的职务、授予荣誉称号、宣传表扬等方式鼓励人积极工作、敢于创新,勇于奉献,并实现自身的价值。 (3)职业生涯发展激励 为了适应新时期企业发展要求,并在煤田地质行业保持竞争性和创新性,企业要充分开发员工个人成长动机,做好员工的职业生涯发展规划,一方面在企业现有足够的职位层次基础上,为员工提供较多的职业发展机会,提供各种先进知识和技能培训机会和进修平台,另一方面为员工职业发展提供多元化的上升通道,同时建立终身学习的培训体系,以终身教育理念构建员工培训体系,把受教育、培训作为一种激励手段,让员工得到更多的发展机会,达成企业与员工的双赢。 5.激励要有时效性 选择激励的时机很重要,因为不同时期进行激励所带来的效果是截然不同的。激励越及时,激励的效果越明显,员工得到的满足感就会越强烈,越能促进员工积极性和创新性的发挥,为企业带来更大的效益。以某地质勘探企业年终奖为例,由于事业单位传统的管理模式,工作拖延、滞后比较严重,员工真正拿到年终奖已经到第二年的五、六月份了,这种年终奖对员工的激励作用大打折扣,使员工想当然的认为年终奖和每个月的工资一样,是迟早都要发的,而不是说只有努力工作,工作效率提高了,才会有更多的年终奖。相反,如果员工还没有在工作上做出成绩之前就进行激励,员工对激励还缺乏足够的认识和了解的情况下,会认为只要干活,都会得到奖励,干多干少,干好干坏都无所谓,那么激励机制就形同虚设,不会有任何效果。因此,作为企业的管理层,一定要有全局意识,准确掌握激励的最佳时机,使得激励机制发挥最大的效用。 综上所述,在地质勘探企业的发展过程中,人力资源是一种可以不断开发并不断增值的增量资源。要合理开发人的潜在能力,就要正确运用激励理论,掌握每个员工的差异化需求,在未来的管理过程中,采取符合地质勘探企业实际情况的多元化激励措施和手段,对员工进行科学合理地开发和激励,挖掘其潜在能力,鼓励创新,为地质勘探企业摆脱困境、实现可持续发展提供有力保障。 机械设备在地质勘探中的重要作用 [摘 要]伴随着科学技术的迅猛发展,越来越多的先进技术和机器运用到了地质勘查中,为地质勘查发展做出了巨大贡献,也间接为国民经济发展提供了能源保证。本文对地质勘探机械的工作条件与性能分析,同时对机械零件选择及机械设备维护作了要要阐述,提出机械设备在工程地质勘查中的作用。 [关键词]地质勘探 机械设备 零件材料 维修管理 一、 地质勘查机械设备种类 当前,国内地质勘探机械种类有钻探机械(地质钻机、勘探钻机、岩芯钻机、工勘钻机、水井钻机、地热钻机、灌浆钻机、引孔钻机、深孔钻机、水平钻机、隧道钻机、矿山坑道钻机、锚固钻机、全液压钻机、履带钻机、取芯钻机、多功能钻机、拖挂钻机、钻塔、泥浆泵)、钻探工具、静力触探、锚固机具、水利机械及通用机械设备等。 二、地质勘探机械的工作条件与性能分析 地质勘查机械的钻探险设备、坑探设备、工程施工设备均在野外工作,零件损坏形式与其工作条件密切相关。 1、 勘探机械零件的工作条件与受力情况: 1.1零件的环境温度:工作的温度状况,低温、高温、常温或是交变温度。 1.2零件的应力情况:工作应力的种类、大小、分布、残余应力及应力的集中。 1.3零件的载荷性质:可分为静载荷、冲击载荷、循环载荷等。 1.4零件的工作介质:有无腐蚀性氛围、零件润滑条件等。 2、机械零件的机械性能分析: 2.1对地质勘探机械传动轴类的零件,通常要注意分析其疲劳强度、屈服强度及表面硬度等。2。2齿轮类则要求重点分析表面硬度,心部强度及韧性。 2.3弹簧类零件则要求弹性极限、屈强比及对称拉伸或压缩应力的进的疲劳极限等。 2.4坚固螺栓类零件则要求屈服强度、对称拉伸或压缩应力的进的疲劳强度布氏硬度, 2.5工具模具类则要求硬度、强度、韧性等,流动轴承则要求弹性极限、抗压强度、对称应力时的疲劳强度及表面硬度等。 3、地勘设备机械维护管理情况 3.1传统的管理思想仍在很大程度上支配着现在的施工单位,重使用轻管理现象严重,这种管理思想与行为往往是造成机械产生更大的故障或责任事故的主要原因之一。 3.2操作人员多为临时工,对设备零部件机械性能缺乏整体性了解,不能保证及时感知设备异常。 3.3在使用的过程中,设备的机械零件由于各种原因发生损坏或失效,需要更换或修复。 4、造成地勘设备机械零件损坏的各种因素 4.1断裂,如螺纹拉断、拨叉断裂、齿轮轮齿的弯曲折断、壳体开裂等,造成断裂的原因包括静载荷、冲击载荷造成的断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂等‘ 4.2表面损伤:包括磨损、胶合、点蚀损伤等,造成疲劳麻点、表面龟裂、使零件降低甚至丧失工作能力。 4.3变形;分弹性变形和塑性变形,过量的弹性变形或塑性变形,高温的蠕变等到,造成机械零件的损坏面不能使用。 4.4功能失效;某些原因导致零件不能完成规定功能的失效,如钻机传动皮带打滑、机架坚固螺纹松脱、离合器盘压溃等。 三、地质勘探机械零件材料的合理选择是修配车间主要问题 1、机械性能的要求, 在维修地勘设备时,零件材料的选择,首先应满足机械性能上的要求,因为零件的机械性能,是保证地勘设备工作安全可靠和经入耐用的先决条件,是地勘机械零件材料选择首先要考虑的问题,一般零件在选用时考虑的机械性能包括强度、塑生、硬度、耐磨性、冲击韧性、多次冲击抗力及疲劳强度等。 2、 物理化学性能的要求包括密度、导电性、导热性、耐热性、耐蚀性等到, 在材料成份一定时,材料的金相组织状态则靠热处理方法决定,因此,用钢材制造机械零件时,常需要进行处理以改善物理学和机械性能,所以,地勘机械零件在选择材料的同时,应根据零件的工作特性,同步提出零件热处理技术条件,常用的热处理有退火、正火、淬火助记词回火(调质)、表面淬火、渗碳淬火等。 3、 材料工艺性能的要求 地勘机械零件的选材,在首先满足零件机械性能要求的同时,还应兼顾材料的工艺性能,使所选择材料具有良好的工艺性。 4、 机械零件材料的性能在地勘设备系统中的优化。选择机械零件材料,不能只能以某种材料的某种或几种性能来评定它是绝对好或差的材料,而应全面分析所选的地勘机械零件材料在整个地勘设备系统中的功能及作用,即不仅要考虑某种材料是否适合作地勘机械的某种零件,还应考虑它在整个地勘机械中是否合适。 5、 材料经济性的要求,要满足零件使用性的前提下,选材时还应降低零件的总成本。 四、维修工艺制定及维修方法 在地勘单位修配车间的生产技术条件下,合理地选择维修地勘设备零件的材料,并根据所维修的地勘设备上的机械零件材料的不同性能,制定合适的加工工艺和维修手段,使地勘设备的修理达到优质、高效、低成本。 1、维修工艺制定 1.1外修工人在现场做好清洗打扫,只有经过认真的清扫,通过与设备近距离亲密接触,才能及时发现设备存在的隐患。 1.2认真细致的检查工作,对每个螺丝、螺母、第个油嘴、第条线路、每个表针和每个触点等都要细致入微地检查。 1.3严格监督操作规程,任何都有自己的最大承载能力,修理人员和专职设备管理人员要进行严格监督,确保设备正常使用。 1.4设备运行的现场监测,修理人员要经常和操作人员一起对设备启动运行过程进行监测,提前采取预防维修措施。 论地质勘探机电一体化探究 地质勘探机论文:摘要:机电一体化技术在地质勘探中起着举足轻重的作用。,本文结合笔者多年实践工作经验,针对地质勘探机电一体化做出全面深入的分析,首先阐述了地质勘探的整体概况,其后针对机电一体化技术做出有效的探究,最后总结了机电一体化设备在地质勘探中的实践应用,与大家共同探讨。 关键字:地质勘探;机电一体化;电磁仪;岩芯钻机 正文:当今社会不断高速发展,地质勘探工作在我国的发展起步相对较晚,然而机电一体化技术在其他发达国家的发展,相对而言也显得比较缓慢。但是随着现代社会的不断发展,机电一体化也随之得到了空前的发展,其相关方面也日益显得成熟和完善。机电一体化设备在当今社会地质勘探工作中的使用,也是显得越来越广泛,受到地质勘探单位的对其的重视。基于此背景,笔者对此做出下文阐述。 一、地质勘探的任务 地质勘探一般在地质测绘的基础上进行。它可以直接深入地下岩层取得所需的工程地质条件资料,是探明地质情况的可靠的方法。地质勘探的主要方式有地质钻探、坑探和物探。其主要任务为探明建筑场地的岩性及地质构造;划分地层并确定其接触关系;以及基岩的风化程度、划分风化带;研究岩层的产状、裂隙发育程度及其随深度的变化;研究褶皱、断裂、破碎带以及其他地质构造的空间分布和变化。探明水文地质条件。溶岩的规模及发育程度;滑坡及泥石流的分布、范围、特性等。提取岩土样及水样,提供野外试验条件。从钻孔或勘探点去岩土样或水样,提供室内试验、分析、鉴定之用。 二、机电一体化技术 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在地质勘探领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向地质勘探设备的渗透所形成的机电一体化,使地质勘探发生了巨大变化。机电一体化是指在机械设备的主功能、信息处理功能、动力功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。在高质量、低能耗、多功能、高可靠性的意义上实现特定功能价值,使整个系统最优化的系统工程技术。机电一体化技术是基于多种技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合与拼凑。机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 三、机电一体化设备在地质勘探中的应用 实践中机电一体化技术在地质勘探中的全面应用,笔者经过总结将其分成两种常用的设备进行阐述,主要有瞬变电磁仪以及全液压岩芯钻机。 (一)瞬变电磁仪 瞬变电磁仪是目前利用电磁法、电法种类繁多的仪器中的一种,是地质勘探中应用普通,效果最佳的仪器之一。广泛应用于地质勘探领域,近5~6年电磁法和电法仪器设备和软件有了长足发展和巨大变化,新一代仪器设备的最大优点是,噪音低,分辨率高,频带宽,动态范围大,多功能,灵活轻便,低功耗,硬件和软件的完善结合。当今一流的电磁法和电法仪器必然是高超的硬件和软件的完美结合,以达到高分辨率,高信噪比;宽频带,大动态范围;高集成,多功能,低功耗;操作简单,轻便灵活,现场施时显示结果。 (二)全液压岩芯钻机 全液压岩芯钻机集多种功能与一身,在地质勘探中广泛应用的机电产品之一。能适应平原、丘陵地带、高温、严寒等恶劣环境下工作,适用于金属非金属固体矿床勘探、煤层气、天然气、水文水井、地热井、矿山坑道、通风排水孔及工程抢险施工, 是广泛应用于地质、煤炭、冶金、有色、石油、水文、工程等行业,以金刚石和硬质合金钻进为主,满足绳索取芯、顶驱钻进等多功能钻探要求的性能卓越的钻探设备之一。 它的特点是全液压驱动,钢履带行走,组合式桅杆,动力机、主、副卷扬机、泥浆泵等一体布置,结构紧凑,集中操控灵活方便;液压系统采用先导控制,负载传感,电、液比例联合集中操作控制;动力头给进与提升采用油缸链条倍速结构,提升力,给进力均较大;动力头主轴回转采用双马达驱动,辅以三档机械变速箱,并有效地满足了高转速大扭矩的高效施工要求;动力头采用液压马达齿条平移装置,使主轴偏离钻孔孔口,便于绳索取芯和其他机具的施工;桅杆前端配有夹持卸扣器,便于钻杆的上卸扣操作,减轻了操作者劳动强度和提高工作效率;此外,上下工作台方便操作者操作需求及带有孔口液压夹持器、导正器等。这些特点给地质勘探中作者带来了极大的方便,缩短勘探工期,节省劳动力,降低劳动强度,更方便,更安全。 四、综上所述,地质工程勘察工作是一项较为复杂和漫长的过程。所以,针对地质工程的发展,我们需要适时的采取有效相应的措施,对于勘察数据的准确化和科学化要不断的进行有力的加强。因此,在实践中进行的地质勘探工作,机电一体化的出现并不是独自孤立的形式存在,其在社会中经过多年的发展,是许多科学技术不断进行发展融合于一体的结晶,也是当今社会生产力不断发展到一定阶段所体现出来的必然要求,然而地质勘探在社会但中的进一步发展,机电一体化的出现也是其必然存在的结果。有效的将机电一体化在地质勘探中加以有力的运用,这样才可以更好的做好地质勘勘探工作,真正有效的保证优质的工程质量。 地质勘探机论文:地质勘探中机电一体化技术的现状和发展趋势 摘要:随着社会的发展与进步,重视地质勘探中机电一体化技术对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍地质勘探中机电一体化技术的现状和发展趋势的有关内容。 关键词 地质;勘探;机电;系统;控制;技术;发展; 中图分类号:F407.1文献标识码:A文章编号: 引言 现代的科学技术正以迅猛之势进行发展,极大的推动了不同领域之间的交叉渗透与融合,机电一体化就是不同领域之间交融的产物。机电一体化的产品应用在地质勘探中,大大提高了工作效率以及工作的质量,已经在地质勘探工作中得到了普遍的使用。 一、地质勘探中的机电一体化概述 地质勘探是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测,确定合适的持力层,根据持力层的地基承载力,确定基础类型,计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床,为查明矿产的质和量,以及开采利用的技术条件,提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料,对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。我国的地质勘探工作开展相对较晚,机电一体化技术相对发达国家的发展也相对缓慢,但经过多年发展, 也日趋复杂和完善。机电一体化设备在地质勘探工作中的应用也越来越广泛。 二、机电一体化的内容 2.1机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子等有关技术,使机械、电子有机结合,实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术,主要包括技术原理和使用机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称。 2.2机电一体化系统(产品)由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能,机电一体化系统(产品)。主要是指机械系统(或部件)与微电子系统(或部件)相互置换和有机结合,从而赋予新的功能和性能的新一代产品,有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。 2.3机电一体化工程( 机械电子工程)是机械工程与电子工程的综合集成,即给定机电一体化系统(或产品)“目的功能”与“规格”后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统(产品)中的具体应用。 2.4机电一体化思想体现了“ 系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。 三、发展现状 地质勘探中的机电一体化技术的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪70年代~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作,虽然取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 四、发展趋势 由于地质勘探中的机电一体化技术是多学科技术交融的技术,因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展,同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。 4.1智能化 智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向,而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、生理学和混沌动力学等新方法,模拟人类智能,使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力,以求得到更高的控制目标。 4.2模块化 机电一体化产品种类繁多。让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事,因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合,那么无论是对资源的节约,还是服务于各行各界,都有着其巨大的作用。 4.3 网络一体化 由于网络的普及,推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术,让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统(Computer Integrated ApplianceSystem,CIAS),使人们无论在家里还是在外面,都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此,机电_体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。 4.4微机电化 微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、耗能少、运动灵活,在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。 4.5 绿色化 绿色化主要是指产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。 结束语 综上所述,地质勘探中的机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果,是人们为了满足社会日益丰富的需求而不断地对已有的技术进行变革创新并且使它们有机结合的一门综合性技术。因此,研究地质勘探中的机电一体化技术对我们人类的发展有着极其深远的意义。 地质勘探机论文:浅谈地质勘探的监理机制 摘要:面对着日益激烈的市场竞争。在现代化管理体制中引入了监理的概念,有效的发挥监理机构的监督管理作用。用科学系统的方式对现代化企业全面进行管理控制。地质勘探作为一门严谨的调查研究工作,工程勘探的质量优劣,直接影响到后期工程项目的设计、建设和生产。将现代化科学管理方式融入地质勘探研究工作中来。推动地质勘探市场进入良性循环发展的阶段,也是对地质探勘基础工程的有效保障。 关键词:地质勘探 监理机制 工程 质量 一、地质勘探引入监理机制的意义 国土资源部副部长、中国地质调查局局长汪民指出:“开展地质勘探项目监理工作不仅是保证地勘项目质量和提高国家投资效益的需要,也是探索建立地质勘查运行新机制的需要;它对加强我国地勘单位队伍建设、提高勘查质量和效益,都将具有明显推动作用。”因此在综合规模化的勘探项目中。出现了施工单位多,分项、分部工程繁杂等局面,现在的工程项目工期要求紧,跨阶段性施工。如此重叠、烦乱的项目组织必须依靠监理机构,通过专业、科学的管理才能为项目方带来稳定、安全的项目收益。 另外市场对地质勘探需求的增加,导致各种不同性质的地质勘探组织纷纷涌入市场,导致技术水平参差不齐、施工水平降低,出现以进度为主要指标,存在安全、质量等潜在隐患,勘探、研究结果限于形式化,导致浪费大量财力物力而未能得到预期的研究成果。因此,监理机制在地质勘探中的应用正是为了更科学化、正规化的进行行业监督管理,保证地质勘探行业的健康稳定的发展。 二、地质勘探监理机制的运用 在地质勘探中实施监理机制是为了有效的控制地质勘探中的各个环节,保证规划的专业性、保障工程施工的质量、安全和进度,确保能得到最可靠、完整、科学的地质勘探资料。以大唐国际发电股份有限公司投资内蒙古锡林浩特市胜利煤田东区二号露天矿为例的监林理机制的运用,分析该地质勘探工程中监理机智的运用。 胜利煤田东区二号露天矿位于内蒙古锡林浩特市东北10km。面积42.4km2,设计钻探总工程量169500m,以及水文地质、工程地质、地质测绘和地质填图等工作。该项目投资近亿元,是在原普查基础上的跨阶段综合性勘探项目。为了保证工程质量和进度,提交可靠、完整的地质资料,河北省煤田地质局第四地质队负责对该工程的设计、施工和地质资料的提交进行全程监理。 首先参考相关资料及甲方要求,制定监理工程实施细则,并将地勘行业相关技术要求、质量标准和行业规范汇集成册,成为监理工作指导标准。随后由总工程师负责,地质、钻探、测量、水文、物探等专业技术人员组成设计审查小组,参照技术规范,对该工程设计进行审查。该工程中审查结果:设计钻孔量由原设计403个调整为259个,工程量由169500m,减为121600m。在进入野外勘探施工阶段,重点对进场钻机进行审查,要求钻机及配套设施符合钻探深度要求和技术要求。实际中查出2台钻机不符合要求,对其下达监理工程师通知单清除出场,保证施工技术和能力。监理过程中,重点依据的相关技术规程、规范及标准。现场监理人员必须做好监理工作日记和每次会议内容。有利于对掌握整个工程的进展情况提供详细的详细的资料。在东区二号露天矿的实际施工情况分析中,先期开采区以200×200网距钻孔施工,保证钻孔布局的合理,同时严格控制无效进尺,按设计要求控制钻孔打到终孔层位15m内终孔,通过掌握现场第一手材料,及时的通知钻机及指挥部终孔测井,保证更加合理的使用工程量,为投资方节约了资金。根据《工程监理实施细则》,坚持按时编写监理旬报,对每旬中关于施工质量、生产进度及发现的问题及时向投资方和施工方进行通报。为保证整个工程施工质量,监理人员在施工现场进行巡查,对未按要求和不符合技术规范的施工方下发监理工程师通知书,要求整改停钻,整改达标后经监理人员验收后方能复工。在案例的野外施工中,共编写通报监理旬报8期,对施工井队下达监理工程师通知书18项,对指挥部下达建议书2项,保证了工程施工质量得到了有效的监控。 三、地质勘探工程的监理机制 通过该工程对监理机制的应用可以发现,监理的目的在于提高工程水平,规范工程。监理机构对建设的工程质量、造价、进度进行全面的管理和控制。在施工准备阶段,参考专业的技术、规范、标准对工程设计进行审核,提出修改建议,建立完善的管质量、技术理和质量保障体系。在施工过程中,重点对于进场施工的钻机等设备进行严格的审查,对现场的实际问题提出具体要求,对发现的问题要及时的进行停钻整改,对现场问题和情况进行详细的记录。监理机构要根据设计的施工情况制定相应的工程计划表和工程进度表,进行整体控制。根据地质勘探监理机制的运用过程来看,地质勘探监理机制的主要是:施工前期准备,对工程质量、造价、进度的控制工作。 四、结 语: 地质勘探监理是一个新兴行业,需要在工作实践中不断的发展和探索、逐步的完善,为提高地质勘探工程质量提供了保障。在市场经济下,需要对监理工作和市场进一步的规范化、制度化。加强质量、进度、资金控制等监理工作,使监理工作更加科学、全面。才能让地质勘探工程监理在规范的范围内。合理的使用资金、控制质量、实现项目的经济价值。 地质勘探机论文:浅谈地质勘探中的机电一体化 【摘 要】机电一体化技术在地质勘探中的应用是指在地质勘探设备中引进计算机控制技术和微电子技术,提高地质勘探设备性能,以达到进一步提高地质勘探工作效率与质量的目的。机电一体化技术在地质勘探工作中的应用前景十分广泛,如何提高机电一体化技术在地质勘探中的应用效果,是当前地质勘探工作的重点。论文对机电一体化技术在地质勘探中的应用情况进行了分析与介绍。 【关键词】地质勘探;机电一体化;计算机控制技术 地质勘探工作是在抵制测绘的基础上开展的,通过各种勘查手段和方法,获得地层构造以及矿体分布情况,并确定矿体开采相关数据,是我国采矿事业的基础保证,同时在矿体开采过程中开采技术、开采方法方面起到指导性作用。随着我国社会经济的发展和科学技术水平的提高,机电一体化技术在地质勘探过程中的应用在提高地质勘探设备使用性能的同时,也一定程度的保证了地质勘探工作的经济效益和社会效益,机电一体化技术在地质勘探中的广泛应用有力的推进了我国地质勘探事业的进步的发展。 1 地质勘探机电一体化技术概述 将电子技术应用在机械设备各组成部分例如动力、传动、控制、信息处理等,建立由机械设备和电子设备组成的系统,我们称之为机电一体化。科学技术的进步推进了机电一体化技术的创新与进步,微电子技术、传感测控技术、信息交换与处理技术、计算机技术以及相关软件的综合应用实现了设备的多功能化、高精度、高效率、高稳定,对于实现设备或机构的预期功能,实现设备价值具有重要意义。 地质勘探机电一体化技术是指将微电子技术和计算机控制技术应用在地质勘探设备的动力、控制以及信息收集和处理等工作中,实现勘探设备机械化与自动化的有机结合,提高勘探设备自动化程度与使用性能,从而确保地质勘探工作的顺利进行。 2 机电一体化技术的应用对地质勘探工作的重要意义 机电一体化技术对与提高地质勘探工作水平、保证勘探质量具有重要意义,机电一体化技术在地质勘探工作中的应用意义主要体现为:(1)实现地质勘探设备多功能化。微电子技术和计算机技术在地质勘探设备中的综合使用增加了地质勘探设备功能种类,实现地质勘探设备多功能化,有效的提高了地质勘探工作的效率。(2)提高地质勘探设备工作精度。机电一体化技术采用的微电子技术以及计算机技术可以对设备工作过程进行实时监控,及时调整设备误差,实现了地质勘探设备高精度、高效率运行,保证了地质勘探工作质量。(3)优化设备结构,提高设备可操作性。传统的地质勘探设备采用机械传动装置以及控制装置,微处理器和集成电路先进技术的应用在减小设备体积、降低设备重量的同时,也实现了设备结构的合理优化,提高设备运行性能和自动化程度,增强了设备的可操作性。(4)提高设备稳定性。机电一体化技术在地质勘探设备中的应用提高了设备综合使用性能,此外,机电一体化材料不断创新与改革提高了设备的稳定性,在地质勘探较为恶劣的环境中,有效的保证了设备的正常稳定运行。 3 地质勘探中机电一体化技术要点 3.1 系统整体技术 系统整体技术是指在设备功能和运行目的的基础上,从系统整体出发,利用系统的观点和方法对系统整体进行分析,确定系统各组成部分的功能并进行合理的调整,优化系统结构,保证系统各组成部分合理配合,共同发挥系统整体功能。提高系统整体性能。 3.2 机械技术 机械设备与技术是机电一体化系统发挥自身功能的基础保证,为保证机电一体化设备高效率、高质量的运行,必须积极引进先进机械技术,机械技术与机电一体化技术相配合,优化系统结构,提高系统综合性能和稳定性,减小系统体积与质量,提高系统精度和运行质量,保证机电一体化满足地质勘探工作的需求。 3.3 信息处理技术 信息处理技术是指机电一体化系统运行信息的采集、传递以及计算,并根据计算结果了解系统运行情况,输出相应的指令,保证设备的正常运行。机电一体化设备的运行是直接受控于系统命令信息的,因此,信息处理技术是设备运行的关键,提高信息处理技术水平,保证信息准确、及时、全面的处理,是设备正常运行的保证。 3.4 自动控制技术 自动控制技术是指对设备各部分进行控制,保证系统各部分有规律运行,确保系统不同组成部分预期功能的实现。自动控制技术涉及到设备运行的多个部分,例如设备运行速度控制、最优控制、模糊控制以及位置控制等,为确保控制系统实现对设备系统整体的控制作用,在完成系统设计后应进行系统仿真,确保设备安装方案的准确性;在设备完成安装后,设备运行前应进行现场调试,及时调整控制系统出现的问题,避免系统运行失误。 4 机电一体化技术在地质勘探中的应用 机电一体化技术在地质勘探中的应用具体体现为利用电路集成技术以及微处理器,将地质勘探设备的中需要用到的传感器、信号传输系统、控制系统以及仪表等连接在一起,提高地质勘探设备的整体性能,保证地质勘探工作质量。地质勘探过程中,常用的机电一体化设备包括瞬变电磁仪和全液压岩芯钻机。 4.1 瞬变电磁仪 瞬变电磁仪是基于电磁法以及电法的原理,具有应用范围广、测量精度高的优点,普遍应用于矿体勘探、石油勘探、地热能勘探、地下水勘探等地质勘探工作中。今年来,随着科学技术水平的提高,瞬变电磁仪也不断进行创新与改革,新型瞬变电磁仪的性能有了很大的提高,通过硬件与软件的结合,实现瞬变电磁仪低噪音、高分辨率、宽频带、低能耗、功能强大,有效的提高了瞬变电磁仪的综合性能与地质勘探工作的水平与质量。 4.2 全液压岩芯钻机 全液压岩芯钻机是全液压驱动,设备结构紧凑合理,钢履带行走方式以及集中控制系统提高了设备的操作灵活性,是多功能化、应用范围广的设备,适用于山区、平原、丘陵等多种地形且温度变化的影响小,广泛应用于地质勘探、煤炭、冶金等多个行业。 全液压岩芯钻机液压系统采用先导控制方式,实现了设备负载以及电液比例的集中控制,提高了设备的控制精度和准确度。动力系统中,进给系统采用的油缸链条倍速结构有效满足了设备运行所需的进给力和提升力,双马达驱动的主轴回转系统为设备运行提供了高转速、大扭矩的动力。此外,在桅杆前端设置夹持卸扣器减轻了地质勘探过程中工作人员的工作强度,提高了地质勘探工作效率和工作质量。全液压岩芯钻机各部分配置参数符合地质勘探工作特点,对提高地质勘探工作效率、缩短工作时间、确保地质勘探工作安全进行具有重要意义。 5 总结 机电一体化技术是将多个领域的知识集中在同一设备中,将不同技术或设备进行合理的设置,确保设备最大限度的发挥功能并提高设备的社会效益与经济效益,是我国自动化控制建设的重要发展方向。随着我国地质勘探业的发展与进步,机电一体化技术在地质勘探领域中应用范围的逐步扩大,发展方向也逐步向智能化、微型化、系统化、模块化发展,这是实现地质勘探机电一体化建设,提高地质勘探水平与工作质量的重要保证。
起重机械常见故障原因及处理:起重机械常见故障原因分析及处理 起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。在企业里运用较为平凡的主要有电动葫芦、电动单梁起重机及通用桥式起重机。一般情况下生产型企业运用起重机械主要是在检修的时候辅助使用,且运行环境较恶劣,使用率不高,但是故障率较高,据统计,检修用起重机械每年平均的使用次数约为6次,但是发生故障为1.2次,从而影响检修进度、增加维修费用及成本,且对检修时的安全埋下了极大的隐患。因此,判断起重机械的故障原因并采取有效的的措施预防其故障的发生就显得尤为重要。 1.起重机械的详细分类 目前,国内已经正式使用的起重机设备种类多样,从不同的角度对其进行分类的结果是不一样的。详细划分起重机的类别有助于了解各类设备的故障问题,引导操作人员掌握相应的机械性能,提高机械故障的故障防范意识,实现安全故障率的降低。常用的分类方式是参照机械结构划分,包括: 1、桥式起重机。桥式起重机属于一种大空间结构的机械设备,其主要架设在企业的大生产车间中。常用的桥式起重机包括:门式起重机、装卸桥、冶金桥式起重机等。 2、升降式起重机。升降式起重机即“施工升降机”,这种起重机的运行空间相对较小。升降机在运行期间均是按照原先的轨道升降运动,结构组合比较简单且运动形式也多数是垂直运动。 3、臂架式起重机。臂架式起重机常会架设在运输汽车上,不仅达到了升降运动的要求,且方便了起重机的运输需要。主要设备有:汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。 4、小型起重机。小型起重机最大的特点在于机械结构简单,没有过于复杂的机械运行形式。通常小型起重机只能完成简单的“升降运动”,最具代表性的则是千斤顶、滑车、绞车等。 2.起重机械使用过程中存在的不安全因素 近几年,国家对特种设备的安全很重视,先后制定了《特种设备安全监察条例》、《起重机械安全监察规定》等多项法规、标准,加强了对起重机械的监察管理工作,有效地控制了事故发生。但由于种种原因,起重机械仍然存在许多不安全因素,起重机械存在的不安全因素主要有以下几点: 2.1人为因素 由人为因素引起的起重机械事故较多,主要表现在: (1)起重机械司机的失误。司机注意力不集中,司机的能力、意识不足,不熟悉所使用的起重机械,不按安全操作规程作业,易导致事故的发生。 (2)起重机械监管的失误。起重机械进行危险性较大作业时,不设专门监管人员旁站;监管人员责任心不强,疏于监护,造成起重机械与周围物体碰撞。 (3)起重机械指挥人员的失误。起重指挥人员技术水平差,不了解起重机械的使用性能,在指挥时站位不正确,判断有误,造成错误指挥而引发事故。 2.2管理因素 (1)使用单位在执行国家有关起重机械的法规、标准、规范的同时,也制定了自己的管理制度,如进场验收制度、安全操作规程制度、日常定期检查制度、等,明确了起重机械的使用要求,但存在法规、标准、制度执行不彻底的现象。 (2)重要零部件的质量直接影响起重机械的作业安全。如液压(电磁)制动器、起重量限制器、力矩限制器等,如果在采购时对其疏于监管,就会给起重机械的安全使用带来隐患。 (3)起重机械的安装维修人员、操作人员等,均应经有关部门培训、考核合格取得证件后方可上岗,实际中存在培训过于形式化或无证上岗的现象。 (4)使用单位管理人员违章指挥,也易造成起重机械事故。 (5)使用单位违规使用已经达到报废期限的起重机械。 2.3技术因素 (1)起重机械的安全技术档案不全,造成技术数据无法查取或引用错误。 (2)技术人员素质低、能力差,制定的吊装方案不完善;对需更换的加工件选材错误或加工精度不符合要求;对新使用的起重机械的性能不够了解;对操作人员的作业指导不到位等。 (3)起重机械鉴定、检查存在问题,不能正确判断已报废的部件而继续使用。 3. 起重机械发生安全事故的原因分析 (1)目前由于施工工期紧张,承建单位在施工过程中采取加班、加点等措施,易造成作业人员疲劳,注意力不集中。同时经常因追赶工期的影响,忽视了起重机械的大修、维护保养等工作,造成起重机械带病工作、疲劳作业。 (2)使用单位定期对 起重机械需持证人员进行安全技术培训,但受种种因素影响,培训往往难以达到预期效果。加上目前使用的劳务人员较多,劳务人员大多文化水平低、接受能力差、培训难以到位,导致作业人员技能达不到要求。 (3)使用单位管理人员的安全责任不能很好地落实,管理人员对施工现场起重机械监管不力,如起重机械的使用、维修、保养几 方面的工作不能落到实处,就容易引发事故。 (4)目前大多数使用单位没有配置专门的检测设备和工具,对起重机械自检的能力较差,这些问题往往导致事故发生。 2.机械故障的改进方法 安全生产是企业长期发展的先进理念,为了保证起重机械的正常运行,操作人员要熟练掌握一些常见的起重机机械故障形式。根据起重机的功能结构分析,大部分设备都配备了相应的安全装置,控制好这些安全装置可保证起重机机械性能的发挥。 2.1变幅装置。利用吊臂变幅安全装置可以在危险故障发生后,及时中断起重机的机械运输活动。起重机发生异常情况时,如:吊臂变幅油缸回路存在高压软管、油管爆裂、切断等情况,液压回路中的平衡阀能立刻把油缸下腔的工作油锁闭,防止吊臂下降造成的意外。 2.2限位装置。在吊钩上升到标准高度之后会接触限位重锤,然后把行程开关打开,立刻切断吊钩起升、吊臂伸出等状态。通过这样的紧急制动流程,起重机会立刻停止运行,待故障处理之后按下释放按钮,则能恢复正常的升降或水平位移操作。 2.3感应装置。感应装置主要是利用传感器接收信号,再利用计算机系统判断信号的正常与否,若信号发出异常警告则说明起重机发生故障。利用计算机技术、电子技术、机械技术等融合为一体,为起重机运行设计安全防范系统,这样可以有效防止机械故障的发生。 结束语:随着中国起重 机械制造水平的不断提高,起重机械的效率和可靠性也在持续提高,但起重机械在实际运用中出现故障的情况仍较多,完善系统设计、做好定期维护、提高操作人员水平是提高起重机械可靠性的关键,总结经验,针对不同的故障采用针对性的方法对减少事故及提高工作效率也非常重要。 起重机械常见故障原因及处理:起重机械常见故障的处理 摘要:起重机是现代机械化生产的重要传输设备,能够满足大型、重型货物的升降运输需要。由于起重机具备体积大、结构多、操作难等特点,其在使用的过程中容易出现故障问题,从而引发安全意外事故。本文主要阐述了起重机械的种类、起重机械使用过程中存在的不安全因素、起重机械常见故障及处理办法。 关键词:起重机械 常见故障 原因分析 处理办法 随着起重机械的应用越来越广泛,起重机械在实际应用中的故障问题也越来越多,因此,为了提高起重机械的安全可靠性,采取科学的处理办法是非常必要的。 一、起重机械的种类 常见的起重机械种类分为:(1)桥式起重机;(2)升降起重机;(3)臂架式起重机;(4)小型起重机。其中桥式起重机是一种占用空间面积较大的机械设备,被广泛应用于企业生产车间中。比较常用的桥式起重机包括:架桥机、冶金式起重机等。升降起重机被广泛应用于建筑施工中,该起重机具有运行空间小的特点。升降起重机在运行的过程中主要是按照预定的轨道进行上升或者下降,主要是采用垂直运动的方式。臂架式起重机主要是应用于对大型设备的起吊,其中包括:轮胎起重机、汽车起重机、塔式起重机等。小型起重机具有结构、运行方式简单的特点。在通常情况下,小型起重机能够完成比较简单的机械升降运动。 二、起重机械使用过程中存在的不安全因素 (一)人为因素 由于人为因素引起起重机械故障原因较多,其中主要体现在: 1.起重机械司机操作不当。司机不能集中注意力,司机的操作能力不强,不能按照具体的操作流程进行,这样就很容易导致事故发生。 2.起重机械安全监管的力度不够。由于起重机械进行较大作业时,存在着危险性,再加上监督人员没有责任意识,其监管力度不强,使得起重机械会经常与附近的物体发生碰撞。 3.起重机械指挥人员知识匮乏。由于起重机械指挥人员不能掌握起重机械相关的理论知识,不了解起重机械使用性能,在实际工作中不能发出正确的指令,因此,经常会引发事故发生。 (二)管理因素 1.使用单位在遵循国家起重机械使用规范和标准时,也制定了相对应的管理制度,例如,起重机械进场时要进行验收等,但是仍然存在制度管理不完善的现象。 2.起重机械操作人员以及维修人员必须通过培训和考核,才能上岗,然而在实际中,整个培训考核的过程趋于形式或者出现无证上岗的现象。 (三)技术因素 1.起重机械操作人员自身素质低,技术操作水平低,其加工工艺不能符合起重机械技术标准,对新投入的起重机械的性能不了解。 2.在对起重机械鉴定及检查过程中常常出现问题,不能正确的分辨起重机械哪些部件已经损坏。 三、起重机械常见故障及处理办法 (一)缠绳 缠绳是起重机械比较常见的故障之一,如果起重机械发生缠绳故障,那么就会严重影响起重机械的正常运行,同时还会出现卷筒以及外罩、钢丝绳变形,更为严重的是损坏减速机的外壳、烧损电机、损坏排绳器及损坏限位等等。这些对检修和使用都会带来影响,尤其是当吊装物悬在空中时,很容易引发安全事故。导致起重机械缠绳的原因有很多,如果能将其原因分析清楚,并采取相应的解决办法,可以防止事故的发生,而且能够减少不必要的经济损失。 缠绳故障发生的原因主要是因为起重机械放置的时间太长,没有经常使用,且常常没有进行试车,这就造成了卷筒内积聚了很多灰尘,排绳器出现了腐蚀现象,同时钢丝绳的润滑不当,致使减速机缺油等等。因此,为了预防缠绳故障的发生,应该采取以下几种处理办法: 1.经常对起重机进行试车,以保证起重机械各个部位的零件正常运转。 2.每3个月或者是6个月时,定期对钢丝绳涂油,以提高钢丝绳的润滑效果。 3.如果很长时间没有使用起重机,在使用之前必须对起重机械进行全面清理,并且要对减速机的油位进行仔细检查。 4.由于超过45度斜吊吊装物会损坏排绳器,同时不均匀的起重机械受力情况还会使钢丝绳的方向发生变化,最终导致缠绳故障发生。因此,必须禁止超过45度斜吊吊装物,可以将棍子放置在吊装物的下面,使吊装物与地面之间形成滚动摩擦,这样可以使摩擦的系数减小,在具体操作的过程中必须认真观察钢丝绳的走向,如果发现钢丝绳没有按照绳槽运行,那么就应该马上停止作业。 (二)限位损坏 起重机械限位是一种安全联锁装置,当到达限位以后,整个机械运行会自动停下来,如果起重机械的限位损坏了,就会给起重机械带来安全隐患,由于限位的完好与否并不会影响起重机械的正常使用,但是往往一些操作人员却忽略了起重机限位的作用,最终引发故障发生。当限位损坏之后,很可能会出现吊装物冒顶现象,同时还会损坏起重机械的电机、卷筒、致使钢丝绳断裂等。因此,在进行吊装之前应该进行试车,以保证起重机械各处限位的正常运行。 (三)升降系统震动及减速机的噪音大 升降系统震动及减速机的噪音大,这就说明起重机械存在故障,但是起重机械还能运行,出现这种情况是很难引起操作人员的注意,往往也是故障发生的根本原因。其中可能使减速机受到磨损、烧损电机以及引发吊装物的脱落故障等等。可能导致故障发生的原因及处理办法如下: 1.仔细检查钢丝绳是否出现了缠绳或者打结的现象。 2.如果吊装物的重量比起重机械的重量大,那么就会导致电机出现过载运行。此时,可以运用电流表对电机的电流进行测量,如果所测电流要比额定电流大,就应该立即停止作业,并且更换额定起重量更高的起重机械吊装。 3.当出现减速机的油位偏低或者齿轮油杂质过多时,其处理办法是:一是仔细检查减速机的油位,并且满足减速机对油位的要求;二是观察齿轮上面的油质,如果油质杂质过多,那么要及时更换齿轮油。 4.排除以上几种因素外,还应该仔细检查减速机和电机是否发生损坏现象。 (四)起重机械运动时出现大幅震动和噪音 起重机械运动时出现大幅震动和噪音,出现的后果是很严重的,例如起重机没有按照固定轨道运行或者吊装物停留在空中等,其引起故障发生的原因有很多,以下是故障产生的原因及处理办法: 1.仔细查看起重机械运行轨道上是否存在铁锈沉积或者杂物堆积现象。如果有,那么要及时清理干净。 2.检查走行轮是否发生变形,如果发生了变形,那么要及时更换走行轮。 3.检查减速机与电机之间的联轴器是否损坏,如损坏,需要更换联轴器。 4.检查减速机是否缺油,如果缺油,应该重装一定量的齿轮油。 (五)起重机整体不运动 出现起重机整体不运动的情况,通常分析问题时首先要检查起重机的电源开关,如果未检查可能出现: 1.没有将电源的总开关打开或者电源总开关处没有电。 2.总电源开关到起重机分项电源开关的电缆损坏。其解决的办法是运用电流表对电缆的电流进行测量,并且还要对电缆接头处的电流进行测量,找到没有显示电流的接口处,然后重新更换电缆。 3.如果电缆滑到损坏或者接触线接触不当,可以及时更换滑刀。 总结: 综上所述,随着我国起重机械制造水平的进步和提高,为了防止起重机械故障的发生,应该进一步提高起重机械的运行效率和使用性能,同时在日常工作中还要提高操作人员的技术水平,并做好定期的维修与保养工作,通过努力学习起重机械相关知识,不断总结经验教训,针对不同的故障采取有针对性的处理措施,以减少故障发生,保障起重机械正常运行。 起重机械常见故障原因及处理:浅论起重机械的常见故障及预防处理 【摘 要】起重机是现代机械化生产的重要传输设备,能够满足大型、重型货物的升降运输需要。随着国内工业经济的逐渐发展,各种形式的起重机设备得到了广泛运用,显著降低了人工操作的难度。由于起重机具备体积大、结构多、操作难等特点,其在使用过程中容易出现故障问题,从而引发安全意外事故。针对这一点,本文首先介绍了集中机械的几种分类,然后主要分析了起重机安全障的原因、处理方法以及一些改进措施。 【关键词】起重机械;安全故障;改进 起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。在企业里运用较为平凡的主要有电动葫芦、电动单梁起重机及通用桥式起重机。一般情况下生产型企业运用起重机械主要是在检修的时候辅助使用,且运行环境较恶劣,使用率不高,但是故障率较高,据统计,检修用起重机械每年平均的使用次数约为6次,但是发生故障为1.2次,从而影响检修进度、增加维修费用及成本,且对检修时的安全埋下了极大的隐患。因此,判断起重机械的故障原因并采取有效的的措施预防其故障的发生就显得尤为重要。 1. 起重机械的详细分类 目前,国内已经正式使用的起重机设备种类多样,从不同的角度对其进行分类的结果是不一样的。详细划分起重机的类别有助于了解各类设备的故障问题,引导操作人员掌握相应的机械性能,提高机械故障的故障防范意识,实现安全故障率的降低。常用的分类方式是参照机械结构划分,包括: (1)桥式起重机。桥式起重机属于一种大空间结构的机械设备,其主要架设在企业的大生产车间中。常用的桥式起重机包括:门式起重机、装卸桥、冶金桥式起重机等。 (2)升降式起重机。升降式起重机即“施工升降机”,这种起重机的运行空间相对较小。升降机在运行期间均是按照原先的轨道升降运动,结构组合比较简单且运动形式也多数是垂直运动。 (3)臂架式起重机。臂架式起重机常会架设在运输汽车上,不仅达到了升降运动的要求,且方便了起重机的运输需要。主要设备有:汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。 (4)小型起重机。小型起重机最大的特点在于机械结构简单,没有过于复杂的机械运行形式。通常小型起重机只能完成简单的“升降运动”,最具代表性的则是千斤顶、滑车、绞车等。 2. 起重机械使用过程中存在的不安全因素 近几年,国家对特种设备的安全很重视,先后制定了《特种设备安全监察条例》、《起重机械安全监察规定》等多项法规、标准,加强了对起重机械的监察管理工作,有效地控制了事故发生。但由于种种原因,起重机械仍然存在许多不安全因素,起重机械存在的不安全因素主要有以下几点: 2.1 人为因素。 由人为因素引起的起重机械事故较多,主要表现在: (1)起重机械司机的失误。司机注意力不集中,司机的能力、意识不足,不熟悉所使用的起重机械,不按安全操作规程作业,易导致事故的发生。 (2)起重机械监管的失误。起重机械进行危险性较大作业时,不设专门监管人员旁站;监管人员责任心不强,疏于监护,造成起重机械与周围物体碰撞。 (3)起重机械指挥人员的失误。起重指挥人员技术水平差,不了解起重机械的使用性能,在指挥时站位不正确,判断有误,造成错误指挥而引发事故。 2.2 管理因素。 (1)使用单位在执行国家有关起重机械的法规、标准、规范的同时,也制定了自己的管理制度,如进场验收制度、安全操作规程制度、日常定期检查制度、等,明确了起重机械的使用要求,但存在法规、标准、制度执行不彻底的现象。 (2)重要零部件的质量直接影响起重机械的作业安全。如液压(电磁)制动器、起重量限制器、力矩限制器等,如果在采购时对其疏于监管,就会给起重机械的安全使用带来隐患。 (3)起重机械的安装维修人员、操作人员等,均应经有关部门培训、考核合格取得证件后方可上岗,实际中存在培训过于形式化或无证上岗的现象。 (4)使用单位管理人员违章指挥,也易造成起重机械事故。 (5)使用单位违规使用已经达到报废期限的起重机械。 2.3 技术因素。 (1)起重机械的安全技术档案不全,造成技术数据无法查取或引用错误。 (2)技术人员素质低、能力差,制定的吊装方案不完善;对需更换的加工件选材错误或加工精度不符合要求;对新使用的起重机械的性能不够了解;对操作人员的作业指导不到位等。 (3)起重机械鉴定、检查存在问题,不能正确判断已报废的部件而继续使用。 3. 起重机械发生安全事故的原因分析 (1)目前由于施工工期紧张,承建单位在施工过程中采取加班、加点等措施,易造成作业人员疲劳,注意力不集中。同时经常因追赶工期的影响,忽视了起重机械的大修、维护保养等工作,造成起重机械带病工作、疲劳作业。 (2)使用单位定期对起重机械需持证人员进行安全技术培训,但受种种因素影响,培训往往难以达到预期效果。加上目前使用的劳务人员较多,劳务人员大多文化水平低、接受能力差、培训难以到位,导致作业人员技能达不到要求。 (3)使用单位管理人员的安全责任不能很好地落实,管理人员对施工现场起重机械监管不力,如起重机械的使用、维修、保养几方面的工作不能落到实处,就容易引发事故。 (4)目前大多数使用单位没有配置专门的检测设备和工具,对起重机械自检的能力较差,这些问题往往导致事故发生。 4. 机械故障的改进方法 安全生产是企业长期发展的先进理念,为了保证起重机械的正常运行,操作人员要熟练掌握一些常见的起重机机械故障形式。根据起重机的功能结构分析,大部分设备都配备了相应的安全装置,控制好这些安全装置可保证起重机机械性能的发挥。 4.1 变幅装置。利用吊臂变幅安全装置可以在危险故障发生后,及时中断起重机的机械运输活动。起重机发生异常情况时,如:吊臂变幅油缸回路存在高压软管、油管爆裂、切断等情况,液压回路中的平衡阀能立刻把油缸下腔的工作油锁闭,防止吊臂下降造成的意外。 4.2 限位装置。在吊钩上升到标准高度之后会接触限位重锤,然后把行程开关打开,立刻切断吊钩起升、吊臂伸出等状态。通过这样的紧急制动流程,起重机会立刻停止运行,待故障处理之后按下释放按钮,则能恢复正常的升降或水平位移操作。 4.3 感应装置。感应装置主要是利用传感器接收信号,再利用计算机系统判断信号的正常与否,若信号发出异常警告则说明起重机发生故障。利用计算机技术、电子技术、机械技术等融合为一体,为起重机运行设计安全防范系统,这样可以有效防止机械故障的发生。 5. 结束语 随着中国起重机械制造水平的不断提高,起重机械的效率和可靠性也在持续提高,但起重机械在实际运用中出现故障的情况仍较多,完善系统设计、做好定期维护、提高操作人员水平是提高起重机械可靠性的关键,总结经验,针对不同的故障采用针对性的方法对减少事故及提高工作效率也非常重要。 起重机械常见故障原因及处理:起重机械常见故障原因分析及处理 摘要: 起重机是现代机械化生产的重要传输设备,能够满足大型、重型货物的升降运输需要。随着国内工业经济的逐渐发展,各种形式的起重机设备得到了广泛运用,显著降低了人工操作的难度。由于起重机具备体积大、结构多、操作难等特点,其在使用过程中容易出现故障问题,从而引发安全意外事故。针对这一点,本文首先介绍了集中机械的几种分类,然后主要分析了起重机安全障的原因、处理方法以及一些改进措施。 关键词:起重机械;安全故障;改进; 起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。在企业里运用较为平凡的主要有电动葫芦、电动单梁起重机及通用桥式起重机。一般情况下生产型企业运用起重机械主要是在检修的时候辅助使用,且运行环境较恶劣,使用率不高,但是故障率较高,据统计,检修用起重机械每年平均的使用次数约为6次,但是发生故障为1.2次,从而影响检修进度、增加维修费用及成本,且对检修时的安全埋下了极大的隐患。因此,判断起重机械的故障原因并采取有效的的措施预防其故障的发生就显得尤为重要。 1.起重机械的详细分类 目前,国内已经正式使用的起重机设备种类多样,从不同的角度对其进行分类的结果是不一样的。详细划分起重机的类别有助于了解各类设备的故障问题,引导操作人员掌握相应的机械性能,提高机械故障的故障防范意识,实现安全故障率的降低。常用的分类方式是参照机械结构划分,包括: 1、桥式起重机。桥式起重机属于一种大空间结构的机械设备,其主要架设在企业的大生产车间中。常用的桥式起重机包括:门式起重机、装卸桥、冶金桥式起重机等。 2、升降式起重机。升降式起重机即“施工升降机”,这种起重机的运行空间相对较小。升降机在运行期间均是按照原先的轨道升降运动,结构组合比较简单且运动形式也多数是垂直运动。 3、臂架式起重机。臂架式起重机常会架设在运输汽车上,不仅达到了升降运动的要求,且方便了起重机的运输需要。主要设备有:汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机等。 4、小型起重机。小型起重机最大的特点在于机械结构简单,没有过于复杂的机械运行形式。通常小型起重机只能完成简单的“升降运动”,最具代表性的则是千斤顶、滑车、绞车等。 2.起重机械使用过程中存在的不安全因素 近几年,国家对特种设备的安全很重视,先后制定了《特种设备安全监察条例》、《起重机械安全监察规定》等多项法规、标准,加强了对起重机械的监察管理工作,有效地控制了事故发生。但由于种种原因,起重机械仍然存在许多不安全因素,起重机械存在的不安全因素主要有以下几点: 2.1人为因素 由人为因素引起的起重机械事故较多,主要表现在: (1)起重机械司机的失误。司机注意力不集中,司机的能力、意识不足,不熟悉所使用的起重机械,不按安全操作规程作业,易导致事故的发生。 (2)起重机械监管的失误。起重机械进行危险性较大作业时,不设专门监管人员旁站;监管人员责任心不强,疏于监护,造成起重机械与周围物体碰撞。 (3)起重机械指挥人员的失误。起重指挥人员技术水平差,不了解起重机械的使用性能,在指挥时站位不正确,判断有误,造成错误指挥而引发事故。 2.2管理因素 (1)使用单位在执行国家有关起重机械的法规、标准、规范的同时,也制定了自己的管理制度,如进场验收制度、安全操作规程制度、日常定期检查制度、等,明确了起重机械的使用要求,但存在法规、标准、制度执行不彻底的现象。 (2)重要零部件的质量直接影响起重机械的作业安全。如液压(电磁)制动器、起重量限制器、力矩限制器等,如果在采购时对其疏于监管,就会给起重机械的安全使用带来隐患。 (3)起重机械的安装维修人员、操作人员等,均应经有关部门培训、考核合格取得证件后方可上岗,实际中存在培训过于形式化或无证上岗的现象。 (4)使用单位管理人员违章指挥,也易造成起重机械事故。 (5)使用单位违规使用已经达到报废期限的起重机械。 2.3技术因素 (1)起重机械的安全技术档案不全,造成技术数据无法查取或引用错误。 (2)技术人员素质低、能力差,制定的吊装方案不完善;对需更换的加工件选材错误或加工精度不符合要求;对新使用的起重机械的性能不够了解;对操作人员的作业指导不到位等。 (3)起重机械鉴定、检查存在问题,不能正确判断已报废的部件而继续使用。 3. 起重机械发生安全事故的原因分析 (1)目前由于施工工期紧张,承建单位在施工过程中采取加班、加点等措施,易造成作业人员疲劳,注意力不集中。同时经常因追赶工期的影响,忽视了起重机械的大修、维护保养等工作,造成起重机械带病工作、疲劳作业。 (2)使用单位定期对起重机械需持证人员进行安全技术培训,但受种种因素影响,培训往往难以达到预期效果。加上目前使用的劳务人员较多,劳务人员大多文化水平低、接受能力差、培训难以到位,导致作业人员技能达不到要求。 (3)使用单位管理人员的安全责任不能很好地落实,管理人员对施工现场起重机械监管不力,如起重机械的使用、维修、保养几方面的工作不能落到实处,就容易引发事故。 (4)目前大多数使用单位没有配置专门的检测设备和工具,对起重机械自检的能力较差,这些问题往往导致事故发生。 2.机械故障的改进方法 安全生产是企业长期发展的先进理念,为了保证起重机械的正常运行,操作人员要熟练掌握一些常见的起重机机械故障形式。根据起重机的功能结构分析,大部分设备都配备了相应的安全装置,控制好这些安全装置可保证起重机机械性能的发挥。 2.1变幅装置。利用吊臂变幅安全装置可以在危险故障发生后,及时中断起重机的机械运输活动。起重机发生异常情况时,如:吊臂变幅油缸回路存在高压软管、油管爆裂、切断等情况,液压回路中的平衡阀能立刻把油缸下腔的工作油锁闭,防止吊臂下降造成的意外。 2.2限位装置。在吊钩上升到标准高度之后会接触限位重锤,然后把行程开关打开,立刻切断吊钩起升、吊臂伸出等状态。通过这样的紧急制动流程,起重机会立刻停止运行,待故障处理之后按下释放按钮,则能恢复正常的升降或水平位移操作。 2.3感应装置。感应装置主要是利用传感器接收信号,再利用计算机系统判断信号的正常与否,若信号发出异常警告则说明起重机发生故障。利用计算机技术、电子技术、机械技术等融合为一体,为起重机运行设计安全防范系统,这样可以有效防止机械故障的发生。 结束语:随着中国起重机械制造水平的不断提高,起重机械的效率和可靠性也在持续提高,但起重机械在实际运用中出现故障的情况仍较多,完善系统设计、做好定期维护、提高操作人员水平是提高起重机械可靠性的关键,总结经验,针对不同的故障采用针对性的方法对减少事故及提高工作效率也非常重要。
高分子化学论文:高分子化学实验教学论文 1应用型人才培养定位下高分子化学实验教学改革 1.1教学理念上,注重调动学生自身主动性 应用型人才培养的教学理念要求在继承传统教学优势的基础上,大力创新教育观念,坚持以学生为本,调动学生主动性[3]。作为一门实践教学活动,高分子化学实验教学要取得良好的教学效果,必然要更新教学理念。在应用型人才培养定位下,我们确立了以学生为中心地位,尊重学生意愿,充分发挥学生能动性、积极性和创新性的教学理念。在教学过程中,让学生占据课堂的主导地位,将教师的被动教变为学生的主动学,教师定位于学生实验的组织者。教师的主要作用不是讲解,而是组织学生主动思考、动手实验。课堂上,教师不再用权威性的语言告诉学生,什么时候准备实验,选择什么样的试剂,而是把自己融入学生中,和学生一起讨论和思考,学生由被动转为主动,成为实验教学的中心。鼓励学生自己制定标准,自己确定实验步骤,允许按自己设计的预习报告进行实验,如实记录实验现象和实验数据,自己分析实验过程中存在的问题及解决办法。实验结束,鼓励学生自己点评,交流实验过程,总结成功经验,分析失败原因。 1.2在教学载体上,为学生提供充实的实验材料 在教学过程中,教师工作的重点是为学生提供大量的学习资源,使学生处于一种可以选择的、能满足他们需求的自由实验环境。通过开发《高分子化学实验》课件增设多媒体教学内容,将实验项目、基本仪器操作使用等制作课件,并将课程资料上网,学生直接申请下载、预约实验。通过多媒体实验演示,让学生在较短的时间内,直观的掌握更多的实验内容,节省了课堂时间,提高了授课的实效性,为学生的个性培养和自主学习创造了有利的条件。学生也可自行拟定设计课题,学生自己查阅资料,预约教师进入实验室进行指导。对学生自己设计的或自带课题的实验,只要所设计的实验方案合理、实验条件许可,就允许进入实验室开展实验,让学生成为实验的主人。上述课程改革,《高分子化学实验》课程已被评为校级精品课程。另一方面,逐渐开放实验室和仪器设备。常用的玻璃仪器由学生自己保管。大型仪器,如红外光谱、元素分析、激光粒径测定仪、X射线衍射仪、扫描电镜等为学生全部免费开放,学生通过提前预约,可对实验中制备的化合物随时进行分析表征。 1.3改革教学内容,增设综合性和设计性实验 为了增强学生的实践能力和独立思考能力,在教学中注重理论与实践相结合,结合高分子化学的基本问题,将科研成果转化为可供学生实验的教学内容改革教学内容,重新编写《高分子化学实验》教学大纲和实验指导书,删除了部分内容陈旧的验证性和基础性实验,增设综合性、探索性和设计性实验,确保实验教学内容的先进性、新颖性。通过精选实验内容使学生加深对所学理论知识的认识,了解高分子化学领域的飞速发展和高分子材料在人们的日常生活和高科技领域中的应用,为学生将来走向工作岗位奠定基础。在教学内容上,不设置标准答案,挑选应用性和综合性强的实验。将传统的单纯“灌注式”理论教学转变为"教学-文献查找-文献综述-汇报交流-自主实验"的多环节、多方式、互动性、研究性、开放式教学。如实验内容上增选“聚乙烯醇的缩醛化制备胶水”的实验。此实验应用性很强,让学生通过实验亲身感受高分子化学的重要意义和实用价值,增强学生实际动手能力。学生在实验中表现出浓烈的兴趣,相互之间探讨实验的工艺过程和应该注意的事项,对制备的胶水质量互相比较并查找原因,收到了良好的教学效果。在"苯乙烯分散聚合的实验"中,对同一单体选用不同的分散剂,包括有机分散剂、无机分散剂及复合分散剂。通过改变引发剂用量、搅拌速度等,使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验,然后将实验结果进行比较、讨论和总结。对于设计性和研究性实验,教师提前一周告知实验内容,提供部分参考目录,供学生查阅。学生自己设计出可行性的实验方案,经教师批准后进行实验。目前已开设的设计性和研究性实验都是以高分子领域中的最新研究成果并结合本院教师的科研项目与科研经验开设的,如"温度和pH值敏感性水凝胶的制备及对药物的释放性能"、"无皂乳液聚合制备核-壳结构聚合物"等。设计性和研究性实验的开设,能够充分调动学生的学习积极性,发挥学生的主观能动性。使学生把自己所学的理论知识、书面知识和科学研究紧密相结合,提高了学生对于科学研究的认识,同时激发和促进了学生的科研兴趣。 1.4考核方式上,采取组合式考核,提高实验教学效果 实验考核是实验教学的重要环节,是激励学生学习和巩固知识、检查教学效果、改革教学方法的重要手段。多年来,我校沿袭的高分子化学实验考核办法是实验报告和期末理论笔试各占50%。该考核方法导致学生对实验预习、实验操作重视程度不够,考试前死记理论知识,综合实践能力薄弱。在应用型型人才培养的要求下,我们改革了传统的实验考核方法,建立了平时成绩、实验操作考核和笔试相结合的新型考核模式,使实验课的考核和评价能够更加科学化和合理化。在高分子化学实验的考核过程中,采取平时考核和实验考试考核相结合的办法。平时考核侧重于对学生平时学习情况的评价,包括实验预习、实验操作、实验记录、实验报告等内容。实验考试考核既要考查学生的实验基本操作和综合运用能力又要检验学生掌握的理论知识。考试之前教师设定合理的考核内容,包括在规定时间内完成一个完整的实验和理论抽查。实验考试时,将学生每4~5人一组进行分批考试,通过考察学生的基本实验操作,实验方案、仪器安装、结果处理以及产品质量等,考查学生掌握实验技能情况。实验结束后,教师根据实验过程的条理性、实验操作情况以及实验结果对学生实验考试进行评分。操作考试结束后,针对实验过程中的理论知识随机抽查3~5个简答题,考察学生对知识的掌握情况。通过平时考核和实验考试考核相结合的方式,能科学有效地对学生进行学习效果评定,提高学生学习的积极性。 2结语 经过近几年的改革与探索,高分子化学实验教学坚持将知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学理念,对实验课程进行了改革和探索,较好的形成了有利于培养学生综合实践能力和研究创新思维的实验教学体系。 作者:李桂英 郭磊 蒙延峰 陈厚 单位:鲁东大学 高分子化学实验教学方法论文 1结合当代大学生成长特点,改进教学方法 1.1网络书本相结合,充分做好实验预习工作 随着网络技术的发展,学生在网络上获取信息的兴趣与能力都不断增强。因此我们将传统的预习报告与网络学习相结合,充分帮助学生详细了解实验原理和意义,熟悉实验操作,增强实验意识。如在每次实验前,都要求学生利用网络自主探索该实验与实际生活的联系,比如有机玻璃的制备,学生可以了解到有机玻璃目前被广泛应用于广告装潢、铭牌制作上等等,在课堂上与其他同学就相关应用前景进行讨论,并将自己的想法融入实验过程,这增强了学生的主人翁和创新意识。同时,我们在实验中心网站上制作实验动画,展示实验仪器的使用,实验装置的装搭,帮助学生更直观的了解实验过程。并明示一些突发情况的处理方法,做到有备无患,例如在制备尼龙66的实验中,原料己二胺是强有机碱,强腐蚀性,我们通过动画的形式告知学生在称取过程中一定要小心,一旦沾到皮肤,应立即用大量清水冲洗,并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷伤口。 1.2情景带入,边讲边做,让学生成为实验主导 实验课是将理论转化为实践,学生应该成为实验的主导。我们每次实验开始前都会先创设情境,将现实问题的解决与实验紧密联系起来,把照方抓药的实验课转变为学生发现问题、解决问题的实践课。基于充分的课前预习工作,课程中教师重点强调实验的重要环节和容易出现的意外事件。学生以小组为单位,每个小组都会接到一个实验相关的问题,如在苯乙烯的乳液聚合实验中,向学生提问乳化剂在乳液聚合中的作用等,实验结束后进行小组讨论,分析实验结果,得出问题答案。实验过程中有任何问题都可以随时跟老师交流,学生带着问题做实验,在实验中探寻答案,成为主导,教师从知识“传教者”变成“军师”,这样激发了学生的学习意愿,提高了实验课的质量。 1.3认真总结实验报告,强化实验结果与理论的联系 在传统的教学模式中,实验报告往往流于形式,学生只是简单记录实验过程。我们则要求学生对实验中遇到的问题进行记录并查阅资料予以解答,反思实验课与理论课的联系,并尽量多的列举出其他相似的应用,以此巩固学生的理论知识。 2量化考核标准,激励学生认真完成实验的各个环节 实验期末考核并不能真正说明学生的实验情况,出勤率、预习报告、实验操作、实验报告结果和卫生,也是反映学生学习态度、学习情况的重要指标。因此在实验考核中综合了平时成绩和考核成绩两部分。出勤率要求学生做到全勤,不迟到、不早退;预习报告要求书写规范,步骤详尽;实验操作要求学生在整个实验过程中操作规范,认真观察实验现象并记录;实验报告中实验现象分析是否客观,实验结果是否符合预期,课堂上的思考题是否总结到位等;实验结束后的值日工作,要求学生检查关闭仪器,整理教室卫生。期末综合考核以设计性实验为主,教师给出一个实验题目,要求学生提前搜集资料,结合本学期其他实验的操作方法,在考试现场自行选择仪器,装搭实验装置,处理实验结果,教师根据现场操作技能和解决问题的能力等进行评判。 3结语 我们认为高分子化学实验教学应体现出该学科的应用特点,向学生展示高分子化学与实际生活的紧密联系,让他们将理论与实践结合起来,学以致用。在教学方法上,也应确立学生的主导位置,通过交互式沟通培养学生的主动性。在我们的实践中,不少学生反映他们对高分子化学有了全新的认识,学习化学知识的兴趣也大大提高,实验技能得到了进一步增强。相较于四大化学,高分子化学实验仍是一门比较年轻的课程,我们将与时俱进,为更好的开展教学工作努力探索。 作者:张艳 董文佩 张洁 单位:河南师范大学化学化工学院化学实验教学中心 高分子化学论文:高分子化学实验论文 1培养环保与安全意识的必要性 现在的大学生多数为独生子女,在成长过程中,父母更多地注重他们的文化课学习,忽略了对其动手能力和责任心的培养;而中小学在这方面的重视程度也不够,导致部分学生动手能力较差,责任心不强。在实验过程中一方面表现为紧张、不敢操作;另一方面表现出对有毒有害物质的回收处理认识不够,没有环保意识,对水、电、易燃易爆等危险化学品的使用不当,安全意识淡薄。高分子化学实验过程中,必然要接触有机溶剂,易燃易爆、有毒有害物质,防火、防爆、防中毒、防止环境污染是学生时刻需要注意的问题。只有具备环保意识和安全意识,在实验过程中具有强烈的责任心,才能防止环境污染现象的出现和安全事故的发生。高分子化学实验正是培养学生这两种意识的有效途径。因此,我校教师在高分子化学实验教学中采取了多种方式对学生进行环保与安全意识培养。 2环保意识培养 2.1在实验教学中培养环保意识 北京的雾霾天气,使身在其中的人们深切体会到恶劣环境对自身的不利影响。伴随着工、农业生产的快速发展,大量化学污染物进入生态系统,对全球生态环境造成了严重危害,给人类生存带来巨大威胁。因此,环境问题越来越受到重视,对“三废”的处理提出了更高的要求。在现有条件下,与高分子化学有关的生产不可能完全避免使用有毒有害物质,因此,对学生进行环保教育至关重要。高分子化学实验教学是对学生进行环保教育的有效途径,不仅要培养学生的动手能力、分析和解决问题能力,还要重视传授环保知识,使学生有机会、有能力利用所学知识,处理实验中产生的有毒有害物质,主动参与到环境保护工作中,增强学生的环保意识。 2.2加强污染物的回收管理 在高分子化学实验中,常会用到有毒有害、易燃易爆的试剂,最大限度减少污染物排放是师生共同的责任。实验教师要对学生实验过程中产生的废弃物进行严格管理,以增强学生的环保意识。实验过程中,要求学生将所有有害物质回收到指定的回收瓶中,对不能再利用的废液进行无害化处理,对能再利用的进行提纯、重复使用,减少有害物质排放。如果在实验过程中有有害气体生成,则实验必须在通风橱中进行,并对有害气体进行无害化处理后再排放。实验教师必须对实验过程进行监控,发现问题及时解决,并提醒全体学生注意。通过一系列的措施,学生的环保意识不断增强,处理有害物质的能力也不断提高。 2.3采用小量、半微量实验 高分子化学实验使用的很多是易燃和毒性较大的药品,在实验过程中可能会产生一些对人体和环境有害的物质,因此,尽可能减少实验中的“三废”排放量至关重要。高分子化学基础实验旨在培养学生的操作能力和观察能力,要求实验现象明显。实践证明,采用小量实验完全可以满足这两方面的需要。当学生具备基本操作技能后,复杂合成实验可以采用半微量法进行。这样既达到了实验目的,又节约了药品,缩短了实验时间,减少了“三废”的产生,减轻了对环境的污染。 2.4将环保能力列为考核内容 对学生每次实验中试剂取用情况、废弃物回收处理情况、有害气体处理情况进行记录,并记入平时成绩。在学期中的实验笔试中加入废弃化学物品的无害化处理方法内容;在实验操作考试中,安排废弃物处理实验,以抽签方式确定考题,考试内容有:废弃单体和聚合物的处理,高浓度有机溶剂的处理,酸、碱废液的处理,洗涤废液的处理等。 3安全意识的培养 3.1安全教育贯穿教学始终 首先,在理论教学中进行安全意识教育。比如,讲解绪论时,在介绍高分子化合物的合成特点和物理性质后,及时举例说明一些低燃点常用物质,如烷烃、乙醚、乙醇、丙酮、过氧化物等易燃易爆物质,告知使用时要注意防火、防爆。随着教学的深入,逐步强化实验安全教育,介绍常用化合物(如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等)的毒害性及使用注意事项,为实验教学做好准备。其次,在实验教学中加强安全教育。在第一节实验课上,采用讲解、演示等教学方式,专门进行安全教育,强调水、电、易燃易爆物质、有毒有害物质的安全使用和事故处理办法。随着实验的进行,要求学生在每次实验课之前,必须弄清楚与实验有关物质的物理性质和注意事项;实验课中,实验教师检查并确认学生的实验装置没有错误后,学生方可继续进行实验;当学生的实验装置或操作方法有误时,可以请其他组的学生指出并纠正错误,以加深学生印象,有效防止类似错误的发生。 3.2利用多媒体课件辅助教学 为有效提高教学和安全教育效果,实验教师还制作了多媒体课件供学生学习。比如基本操作中的“单体的精制”,需根据被精制单体的沸点选择热源,要求蒸馏时不能将烧瓶中液体蒸干。由于实验课时有限,低沸点物质的蒸馏和高沸点物质的蒸馏不能都在课上进行。虽然教师在课上对此进行了多次强调,但还是有很多学生在蒸馏操作中习惯性选择第一次蒸馏时使用的热源,而不考虑被蒸馏组分的沸点。还有些学生不知道何时停止蒸馏,往往一直将液体蒸干。利用多媒体辅助教学可以解决以上问题。学生可以在多媒体课件上看到不同热源的选择方法和蒸馏过程,也可以看到错误操作所造成的危害。通过多媒体辅助教学,学生在这方面犯的错误明显减少了。 3.3将安全意识纳入考核范围 为引起学生对实验安全性的高度重视,我们将实验安全内容纳入考核范围,考核内容包括物质的物理、化学性质查阅,实验装置的安装,实验操作,化学试剂的安全量取,溶剂及产品的回收,实验结束后水、电关闭。此外,在学期中安排一次实验笔试考试,考试内容包含安全操作注意事项和违规操作可能产生的后果;学期末安排一次实验操作考试,考试内容包括实验装置的搭建及易燃试剂的安全使用,反应过程中产生的有毒气体的处理方法等。教师在考前将要制备的目标产物告诉学生,实验方案和制备过程完全由学生独自完成,一组学生(20人左右)由两位教师监考,最后给出操作考试成绩。通过以上改革,学生的安全意识普遍增强,实验教学进行到中期时,已经看不到学生在实验结束后不切断电源、用明火提纯易燃单体、用过的溶剂不回收等现象了。 4结语 通过在高分子化学实验教学中进行环保与安全意识培养,学生在实验过程中的责任心明显增强,处理问题的能力也显著提高。然而,为了培养出具有更高素质、更强责任心的人才,高分子化学实验教学改革还需不断深入。 作者:张宜欣 刘永红 古同男 单位:首都医科大学燕京医学院 高分子化学论文:影响高分子化学的历史故事论文 一、导电高分子的发现 导电高分子的发现充满了戏剧性。1967年,白川英树的研究生做实验时错用了一千倍的催化剂,加上搅拌器凑巧停止,在溶液表面生成了银色的薄膜状物。白川英树以此为切入点,进行了深入细致的研究,终于发现制备膜状聚乙炔的有效方法。1975年,美国的Macdiarmid教授偶然见到白川英树的金属光泽的膜状聚乙炔后,立即邀请他去美国与Heeger合作研究。后来,三人一起获得了2000年诺贝尔化学奖,也被传为佳话。与硝酸纤维素、炭黑增强橡胶等发现一样,聚乙炔膜的发现也是“偶然的”。这个故事也教育我们合作的重要性“。这是我的idea,说出去会不会被别人学去了?”具有知识保护意识固然重要,合作交流能够更快、更有效地促进研究的发展,科研中需要有团队精神。 二、Crothers与尼龙66 深受女士喜爱的尼龙袜无疑是引出缩聚反应的最佳例子。尼龙袜在全美首次发售时,每人限购一双,500万双当天告罄,没有买到尼龙袜的人在裸腿上画纹路冒充丝袜。那么引起如此轰动的商品是如何制造出来的?这个问题吊起了学生的胃口,他们对相应的知识特别用心。1928年,杜邦公司成立了基础化学研究所,Crothers受聘担任该所的负责人,并决心利用二元醇和二元酸的缩聚来支持当时刚刚提出的高分子学说。在实验中,同事偶然发现熔融的聚酯可以抽丝,Crothers意识到这是纺丝原料的特性,并展开了大量的研究。克服各种困难后,最终得到了尼龙66纤维。尼龙66的出现不仅有力的支持了高分子学说,也深入改变了人们的生活。尼龙的发现离不开Crothers。同样让人称道的还有杜邦公司,能够在经济大萧条时期拿出一笔巨款支持没有明确应用目的的基础研究,需要敏锐的眼光和巨大的勇气。注重基础研究,在今天也有着重要的借鉴意义。 三、塑料之父———Baekeland 作为第一种人造聚合物———酚醛树脂的发明者,Baekeland是一个传奇人物。他21岁就获得了博士学位,专利意识非常强。发明Velox相纸后,故意在专利中省略一两步。结果柯达公司不得不两次出资购买。在发明酚醛树脂后,Baekeland及时申请了专利(仅比同行早一天),也得到了塑料之父之称。Baekeland的幸运和知识产权保护意识让人感叹不已。酚醛树脂的发明也是一个成功的科研案例。Baekeland敏锐地意识到绝缘材料在刚刚兴起的电力工业中的巨大市场,将研究目标确定为寻找天然绝缘材料的替代品。他没有立即进行实验,先是充分进行了文献调研。发现早在1872年德国化学家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合产生一种树脂状物质,指出在实验中应防止它的产生。Baekeland反其道而行之,加热加压来加快反应,得到琥珀样的样品,并最终掌握了酚醛树脂的制备方法。他于1907年申请了专利,这年也被视为塑料元年。这个故事充分说明了科学研究的选题和文献调研的重要性,在阅读文献时要注意批判性阅读,不迷信已有的解释。 四、配位聚合和Ziegler-Natta 1953年Ziegler在用乙基铝使乙烯加成的一次偶然失败中发现,镍会抑制反应进行,其他过渡金属也有类似作用。他给博士生Breil的论文题目是“系统地实验整个周期表的元素”来对这一作用进行研究!有趣的是,最终研究得到了一种能使乙烯迅速聚合成为高分子量聚乙烯的催化剂。事实恰好与预料的相反,这充分说明,和预期不同的结果不见得是坏结果!Natta的成功无疑是跟踪世界研究前沿的结果。他在Ziegler催化剂研究之初就派人过去接受指导。在用改进后的催化剂进行了丙烯聚合后,Natta发现它含有高结晶部分,敏锐地“把新的结晶聚合物的结构归之于主链或至少相当长部分的主链上的不对称碳原子都采取了相同的构型”。Natta文章因未披露催化剂的本质这一关键问题,初审被拒稿。而作为编辑的Flory则意识到了文章不寻常的意义,更改了裁决才使得文章得以发表。与Ziegler-Natta的成功相对的是,1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成润滑油的方法,发现“当三氯化铝与四氯化钛并用作催化剂时,液态产物减少而有利于生成固态物”,因此似乎是失望多于希望。另外,Ziegler的学生Wesslan制备聚丙烯后,发现物质的熔点高于聚乙烯,他肯定自己错了,他不相信支化会提高石蜡烃的熔点。他没有认识到熔点升高的意义。这两个故事也从反面再次印证了如何看待实验中的意外。高分子史上还有更多的历史故事,如“的确良”(涤纶),田中耕一发现质谱离子化新方法,聚四氟乙烯和高压聚乙烯的发现等。在高分子化学教学中适当穿插相应的历史故事,不仅可以增加课堂的趣味性,还有助于学生了解科学家思考问题的方式,学习他们成功的经验和失败的教训,培养学生思考研究的能力。 五、结语 最后要强调的是,故事可以有适当的艺术处理,但不应违背历史和科学常识。如有文章这样介绍导电高分子“楼道角落里的一堆既像塑料又闪着银光的薄膜吸引了艾伦教授的注意了。当他好奇地询问陪同的白川教授时,对方不以为然地回答:这只是一堆废品,毫无科学价值”。该描述对百川英树有失公允,引用后会给学生错误的印象。充分利用网络资源对故事进行甄别,可以避免这种事情的发生。 作者:纪仕辰 沈星灿 单位:广西师范大学化学与药学学院 广西师范大学药用资源化学与药物分子工程重点实验室 高分子化学论文:高分子化学分析论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合 当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:高分子化学探讨论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 三、高分子化学与高科技的结合 当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:论高分子化学教育机制建设 为保证实验的顺利进行,我们会让学生展开“往期问题”讨论,将往届学生实验室遇到的实验现象展现给大家:(1)预聚阶段产生气泡,难以排出;(2)浇模时进入气泡;(3)低温反应阶段出现产品与模脱离的情况;(4)后聚合的高温反应阶段,出现气泡,甚至爆聚。学生围绕实验现象展开讨论,讨论结束后教师进行总结:(1)预聚反应时,粘度增大,不要剧烈摇晃锥形瓶,否则会造成空气掺入,形成很多气泡;(2)浇模速度要慢,让流体沿器壁缓慢、连续流入模内;(3)预聚时间要足够长,否则后聚合时因产品收缩率较大,会造成与壁面脱离的情况;(4)低温反应时间要足够长,完全消除凝胶效应,否则高温反应时,会出现气泡,甚至爆聚。制备“人工琥珀”时,为防止产品产生气泡,应注意:(1)物件应充分干燥,否则后聚合时会有水气及气泡产生,影响产品外观;(2)物件表面要用单体或预聚物充分浸润,否则浇模时表面极易残留气泡。此外,不要选取膨胀比相差过大的产品,否则高温处理时会造成产品或模具开裂。为了体现材料的应用性,对该实验进行了改进,扩展内容为透光率的测定。学生在学习理论知识时,已经知道聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被称作有机玻璃,但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢?带着这种疑问,学生的学习的主动性提高,学习效果提高,我们的教学效果也可得到大大的提升。为了保证所得透光率数据的可比性,有机玻璃的透光率是使用分光光度计、根据国家标准GB/T2680-94《建筑玻璃———可见光透过比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》对“可见光透过比”进行测定的。实验测得PMMA的透光率大都在86~92%,与市场产品的值所提的高达93%相接近。 个别产品透光率较低,原因主要有:(1)表面收缩造成壁面不平;(2)模具夹层厚度上下不一致;(3)表面硬度不够,因擦拭造成划痕。与工业生产相结合,展现材料生产全过程基础性实验与工业生产相结合,开设综合性实验。综合实验要求学生完成从原料准备到产品检测全过程,提高学生的综合能力,尤其是工程实践能力。如“线形酚醛树脂的制备”实验项目,根据金光集团酚醛泡沫恒温板的生产工艺进行了改进,扩展为“发泡用酚醛树脂的制备及性能检测”。作为发泡用酚醛树脂,树脂合成后,学生不再进行常规的粘度测定和固含量测定,而重点进行发泡起发时间和固化时间测定。在25℃,称取酚醛树脂50g,将乳化剂(有机硅泡沫稳定剂)2g和发泡剂(正戊烷)2g加入到酚醛树脂中,用机械搅拌器搅拌1min,然后加入固化剂(对甲苯磺酸∶磷酸∶水=5∶3∶2)8g,同时用秒表开始计时,搅拌30s。一般所得酚醛树脂室温下发泡起发时间70~200s,固化时间3~10min。普通高化实验无非就是高分子材料的合成,要求学生掌握高分子材料的合成工艺。该实验在原有合成实验基础上,增加了“泡沫塑料的成型”工艺学的内容,使学生掌握了利用低沸点发泡剂液体蒸发气化而使聚合物发泡的方法[5],即物理发泡法。实验技术讲座中对泡沫塑料的发泡方法进行详细讲解,如聚氨酯软泡沫塑料是采用异氰酸酯与水(或羧基)反应放出CO2气体的化学发泡法,又如脲甲醛开孔硬质泡沫塑料采用机械发泡法。此外,该生产原有工艺中采用的发泡剂氯氟烃会导致大气层臭氧层的破坏,对人类生态平衡不利,实验室工艺中发泡剂改用了生理毒性较小的正戊烷。 与学生创新成果相结合,组建设计性实验在实验室开放阶段,曾指导学生对“苯乙烯的悬浮聚合”进行改进。实验教材上选用的分散剂多为聚乙烯醇类的有机分散剂,但是理论上也可用无机分散体系。该实验要求学生自选分散体系,进行实验步骤设计,确定实验所需仪器设备及药品。学生有选用Mg(OH)2为分散剂的,也有选用聚乙烯醇为分散剂的。当分散介质蒸馏水为100mL,引发剂过氧化二苯甲酰为0.6g,苯乙烯单体为20mL,搅拌速度为250r/min,在85℃反应3h,分散剂用量选用1mol/LMgCl2溶液3mL和1mol/LNaOH溶液6mL或0.3%(wt)聚乙烯醇溶液8mL,所得产品颗粒均匀且直径较大。前者所得直径2.0~2.5mm,后者所得直径3~3.5mm。因为是设计实验,只要实验方案切实可行的,都可进入实验室做实验,所以学生所选分散剂用量和搅拌速度等都不尽相同。但也恰恰是这种不同,让学生直观地认识到悬浮聚合的一些特点:搅拌速度较大时,颗粒粒径较小;无机分散剂用量过多时,产品的透明度不好;聚合后如不进行表面处理,颗粒表面会残留有分散剂。增加研究性实验项目要求每位学生限选一个研究性实验项目。比如“聚丙烯(PP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备及热性能分析”实验是根据老师的科研方向提炼出来的实验项目[6]。教学与科研相结合,用高水平的科研带动实验课教学,培养了学生的初步科研能力和创新意识。通过高分子化学理论知识的学习,学生已经知道Ziegler-Natta引发剂的发现在高分子科学的发展史上具有划时代的意义,但其主要原料三乙基铝在空气中能自燃,遇水爆炸,对人体有灼伤作用;TiCl4与水接触会发生剧烈反应,冒白烟,对呼吸道有刺激作用,而且该引发剂在空气中放置会失去活性。因此,在引发剂制备及使用时都要采用无水无氧操作,且氮气必须为高纯氮气。通过该探索实验,学生很好地掌握了无水无氧操作技术,如双排管的使用、注射器法和内转移法移取溶液。为提高复合材料的热稳定性能,采用化学反应法制备了MgCl2-MMT复合载体型Ziegler-Natta催化剂,通过单体原位插层聚合法有效地制备了剥离型PP/MMT纳米复合材料。通过该实验,学生了解了蒙脱土有机改性的方法,掌握了Ziegler-Natta复合载体催化剂的制备方法,掌握了一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法———单体原位插层聚合法,了解了无机材料对高分子材料的改性作用。健全实验室开放制度配合学生探索性实验因为课程学时有限,学生有时不能完成高分子材料的性能测试与表征实验内容。通过开放实验室,学生一方面可以继续实验,另一方面可根据个人兴趣,进行探索性实验。为了方便解决学生疑问,高分子化学实验室每天安排有老师值班,随时解答学生疑问。学生探索性实验已经取得一定成果。如“蒲公英橡胶的制备及物理性能研究”,采用组织破碎机破碎蒲公英植株的根部组织,用环己烷萃取破碎物中胶乳成分,将萃取液与水共沸蒸馏,抽滤后得蒲公英橡胶。粘度法测得蒲公英橡胶的粘均分子量为4.9×105;红外光谱法测试显示,所得蒲公英橡胶与天然橡胶的结构相似;差热-热重分析法测得蒲公英橡胶失重15%的温度为271℃,此数值与天然橡胶的测试结果相接近。该项目综合运用了有机化学、高分子化学和化工原理等课程知识,2011年7月获得了第十二届山东省挑战杯大赛三等奖。学生除了可以当面向老师请教外,还可通过《高分子化学实验》课程网站、QQ和飞信与指导老师取得联系。每个老师负责6~8位学生、2~3项探索性实验项目。 实验技术讲座的开展、综合性实验的开设,使学生可以系统地掌握高分子实验技术、高分子材料的合成及性能表征的方法,完善了学生的知识结构。研究性和探索性实验项目切实提高了学生的创造性思维及创新能力。工程性实验项目培养了学生的工程意识,为培养应用型人才提供了新的途径。开放实验室为全面提高学生的创新能力、实践能力提供了有力支持。总之,通过高分子化学实验教学体系改革,有效提高了学生的创新能力和工程实践能力。我们将进一步加强实验教学的研究与探索,不断进行实验教学的改革,提高实验教学水平,为全面培养创新性应用型的高素质人才而努力。我们将从以下几点继续努力:(1)深化教学改革,不断将最新的科研成果应用到教学中;(2)进一步加强实验教材建设,更新教材内容;(3)加强教学队伍建设,吸收高学历高水平的教师加入到实验课程教学队伍中;(4)以精品课程建设为契机,完善课程网站建设,增加知识的先进性、全面性、导向性。 作者:王丽梅 单位:德州学院化学系 高分子化学论文:高分子化学考试模式变革思索 考试不仅是测定和检验学校教学质量最基本、最重要的方式,也是关系教学质量的重要环节。目前,国内工科高校各专业课程考试都存在着一个普遍的问题———考试偏重于理论内容的考核,而轻视学生解决实际问题能力的考查,考试形式集中单一,常常是“一纸考卷定成绩”。这种考试模式会导致学生平时不下工夫学习,考前突击复习,毕业后重理论、轻实践,综合素质下降而不能满足社会的需要。[1,2]因此,对传统的考试内容和形式进行改革,有意识地激发学生的创新意识、创新精神,加强学生科研能力的培养,调动学生学习的积极性和主动性的考试模式势在必行。结合学校的考试改革,针对本校高分子类专业的高分子化学课程考试的现状,提出如何通过课后作业、期中考试、期末考试相结合的形式考核专业理论知识,通过分散考核、课后专题调研报告等方式来考核学生解决实际问题能力,以分散期末考试的压力,有利于学生对所学知识的巩固和掌握,达到素质教育的目的。 一、高分子化学课程特点及考试现状 高分子化学课程是高分子材料以及相关专业的基础课程,是研究高分子的合成原理及其化学反应的一门科学。通过该课程的课堂教学及与课程配套的实验课程,使学生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的选择、控制聚合反应速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化学反应的特征等。该课程需要有机化学、物理化学等为基础,是后继的专业课程———聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学等的必备课程。该课程在整个高分子科学知识体系中起到承前启后的作用,它的基础内容如缩聚反应、自由基聚合、共聚合反应、离子聚合、聚合反应实施方法、聚合物的化学变化等对本专业的其他基础课程———聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学、高分子前沿、功能高分子等课程奠定理论基础。[3]由于高分子化学课程本身涉及物理化学、有机化学、化工原理等学科领域,且也是高分子类专业学生接触的第一门与专业相关的课程,课程内容又涉及大量化学反应,学生对此缺乏直观的认识,因此单一的讲授常常会使学生感觉非常枯燥而难于理解,进而缺乏学习兴趣,因此学生普遍感到此课程难学。针对以上问题,结合高分子化学课程省级精品课程建设,我们尝试进行了一系列教学方法的改革:采用在授课过程中提出一些与科研生产实际相关的问题,引导学生通过运用所学的授课内容相关知识予以解决,激发学生的学习兴趣,以此加深学生对授课内容的理解;采用多媒体给学生演示一些实验、工业生产过程;采用动画方式向学生展示相关原理,这样更生动、直观地将知识传授给学生,以达到较好的教学效果;对课后的习题分类处理,对难度较大的习题进行课间解答,对于一般难度的则课外解答。但根据多年的授课经验发现,仍有学生在期末面对考试时,还存在只死记硬背书本内容的现象和“临时突击”应付期末考试的现象。考试的目的是通过对课程教学效果的检测,帮助教师和学生发现课程教学中存在的问题,进而采取适当措施予以改进,不断提高教学质量。在科技飞速发展的新形势下,传统的考试已不能满足对学生知识掌握程度的评价要求。因此,有必要对考试制度、模式、内容和方法进行改革,使之更科学、合理,并能充分发挥其积极功能。于是,从我校高分子类专业的实际出发,我们提出对高分子化学课程考试进行改革,在课程考试中引入先进理念,注重平时考核,实施全学期分散式考试、动态考核的管理方式。过程中采用“全面性一体化”考试模式。 二、“全面性一体化”考试模式的总体思路及预期目标 改变专业基础课只重视理论教学、学生只是机械记忆专业理论课的弊端。通过考试改革使学生更加牢固地掌握本课程所学基础知识。除期末考试以外,还结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识,通过分散考核的方式改变学生以往死记硬背、“临时突击”的情况,让学生把工夫下在平时,通过考核方式的改变提高学生学习效果。 1.考核内容更全面、更综合。除全面考察学生对课程基础知识、基本理论和基本技能的把握外,在考核内容方面,加重对学生查阅资料能力、运用所学知识分析问题和解决问题综合能力的考核。以前的课程考试,主要注重考查学生对知识的接收和掌握情况,而往往忽视了对其分析、综合和运用的能力。考试范围一般局限于所用教材,考试重点常常在考前由任课教师划定,结果导致部分学生考前突击,“临时抱佛脚”,也使一部分学生产生了考试作弊等侥幸的想法,考试结果学生学习成绩优劣难分,不能真实反映学生的学习情况,学和不学一个样。这严重伤害了认真学习的学生的积极性,破坏了学校的考风和学风建设。因此,我们把考核内容的全面化作为考试改革的首要方面。 2.考试形式更丰富、题型更多样。考试形式的丰富化是促进目前教育思想转变的有效手段,高分子化学课程内容多,所涉及的知识面广,用简单的一张考卷,不论开卷、闭卷都不能检测出学生对课程知识的真实掌握水平。从新的教育理念出发,结合学校本科生创新实验计划的实施,我们采取了一系列灵活多样的有效形式,如开卷考试与科技小论文形式相结合的方式,口头报告与课堂讨论相结合,模拟操作式考试,等等。尽量避免使用过分偏重于对知识的知与不知的试题,使学生必须经历一个理解、分析、比较、综合过程才能得出答案。根据不同类型试题的特点,在兼顾内容的同时,进行合理搭配与组合,尽量减少名词解释、填空等客观题的比例,增加分析、解决实际问题类型的试题比例,最真实地检测出学生对知识的掌握与应用情况,最大限度地调动学生学习和思考的兴趣。另外,提供一部分选做题给学有余力的学生,以保证他们能充分地发挥与展示自己的才华。根据具体的考试内容和目标,灵活地选择与采用不同类型的试题,充分发挥其最佳测试点。在适当的阶段,进行科学而合理的考试,引导并敦促学生不断努力;通过考试结果的比较、评讲而调动学生的积极性、主动性,促进他们对知识的进一步掌握。完善试题库,推行与实施题库考试,实现教考分离。高分子化学试题库基本包括名词解释、选择、写反应式、简答、计算、论述等题型,可根据需要利用计算机随机抽取一套完整的试题,根据实际情况进行适当修改后形成试卷,评卷时可从计算机中输出相应的标准答案进行评分,再采取集体多人流水作业的形式评卷,以保证考试分数的公平性和准确性。 3.成绩构成更多元、成绩评定更科学。对学生成绩实行综合评定,将平时的考核、考查和期末考试相结合,改变长期形成的“一考定成败”的现象,学生的最终成绩分成五个部分按如下比例计算:课后作业(15分)、课堂回答问题(5分)、出勤情况(10分)、期中考试(30分)、期末考试(40分),总计100分。充分利用平时考核,提高教育教学效果。评分是考试的最终也是重要的环节,学生的某一次考试得分,只表示他对该课程这个阶段知识的掌握程度,并不完全代表其智能水平,故应根据学生的实际情况,结合高分子化学课程的特点、目标、题型采用更加灵活的评分办法:针对主观性试题采用等级评分法、模糊评分法,对客观题型采用准确评分法,再结合学生课堂讨论、口头报告、完成作业等方面综合评价适当给予必要的权重。对不同层次的学生实施多元化的成绩评价模式,把分散式考试、动态考核的管理方式落到实处。 4.考试质量分析与信息反馈。考试质量分析与信息反馈也是促进考试质量提高的重要措施。有必要对考试结果进行科学分析,这样才能抓好考试工作。充分发挥考试对教学的反馈促进功能,提高教学质量。通过试卷分析获得的信息,不仅有利于改进教学方法和手段,指导学生正确有效地学习,同时也对提高考试质量大有帮助。因此,阅卷工作的结束,并不意味着考试工作的完成,还有必要对考试作出定性与定量的分析。定性分析包括对试题质量、学习质量、教学质量提出有针对性的改进意见;定量分析要求统计出各个分数段的人数及所占比例,了解考试成绩分布是否合理,从中找出学生的薄弱环节,并采取相应的改革措施。认真做好试卷分析工作,及时反馈信息;分析学生掌握知识、创新能力的发展情况;分析学生在新的课程教学理念下的学习情况;分析学生学习态度、方式方法的变化情况;分析我们在教学中的薄弱环节,并提出改进措施,进一步优化高分子化学课堂教学,提高该课程的教学质量。 说明:本计划和以往考核的区别在于,通过降低期末考试成绩比例,将出勤情况、课后作业、课堂回答问题、半期考试等形式具体形成考核点。通过考试内容分段考试的形式,强化学生平时学习。期中考试侧重考核学生前半段学习内容,期末考试侧重考核学生后半段学习内容,并注重考核前后关联的综合内容。 高分子化学论文:探究高分子化学学习技巧 一、高分子化学及相关知识领域简介 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学,根据性能的要求、性能和结构的关系,进行高分子的设计和合成,同时为合成预定结构的聚合物,研究聚合原理、聚合方法、寻找引发剂等是分子化学的任务。目前高分子学科正向纵深扩展:在聚合反应、聚合方法方面、有基团转移聚合、开环移位聚合、微生物方法聚合、天然酶催化聚合;在功能高分子方面,有反应分离膜、液晶态高分子、生物活性高分子、医用高分子,以及各种具有光学(非线性光学)、电学、磁学性能的聚合物;在天然高分子方面,有天然高分子的构成、改性及作为材料的使用等等。 高分子化学内容包括: ①聚合反应、聚合原理,根据聚合机理和动力学的不同聚合反应分类如下:连锁聚合和逐步聚合。连锁聚合包括自由基型聚合(自由基均聚、自由基共聚)、离子型聚合(阴、阳离子聚合,离子型共聚)、配位聚合(属于离子聚合范畴,大多为阴离子聚合)。逐步聚合包括均聚缩、杂缩聚、共缩聚。 ②聚合方法:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合,逐步聚合及界面缩聚。悬浮乳液聚合只用于自由基型聚合反应,所用引发剂分别是油溶性和水溶性的,本体聚合、溶液聚合只用于自由基、离子型聚合及逐步聚合但水不能作为离子在溶液中聚合的溶剂,界面缩聚只用于逐步聚合,各种聚合方法中,聚合体系的组成配方、各组分作用、聚合过程,体系的粘度、散热及温度控制的难易,聚合速度、链转移反应、分子量及其分布等是不同聚合方法主要关注的内容。 ③聚合热力学:单体能否聚合须从热力学和动力学两方面考虑,若热力学上有聚合的可能,再进一步寻找引发剂、温度等动力学条件解决聚合速度问题。从热力学角度分析单体聚合的倾向。可通过聚合热、聚合的上限温度等的估算和分析。 ④聚合物的化学转变:相似转变,聚合度变大的转变(交联、接枝、嵌段、扩链),聚合物降解。 二、高分子化学学习方法 一般而言,对某门课程的学习一方面是各知识单元能否从共同角度去学习和掌握,另一方面是就某一层面、某一角度进行比较和综合。比较是为了避免知识的割裂和混淆,综合则有一个学习认识上的上升过程,通过综合获得解题能力、获得该门课的基本思想及一般思考方法。同样地,高分子化学的各聚合反应也可从几个共同的方面去学习和掌握: 1.各聚合反应研究的重要的问题、主要的控制目标 对于均聚反应(自由基型或离子型),研究的重要内容是聚合速度、平均分子量、分子量分布。而共聚反应则主要集中在共聚物的组成(平均组成、瞬时组成)、组成分布、序列分布。对于配位聚合主要是立构规整性问题,寻找高效络合引发体系,合成预定立构规整聚合物是配位聚合的任务。对于缩聚反应,聚合速度、分子量控制是线型缩聚的优秀问题,凝胶点的控制则是体型缩聚的关键问题。 2.各聚合应机理及聚合特点 自由基聚合:聚合机理的特征为慢引发、快增长、有终止。活性中心是碳自由基,增长反应、向单体、溶剂、引发剂的链转移反应相互竞争,引发速率最小(Ed=105~150KJ/mol,R1=10-8~10-10mol/L·s),反应为引发控制,Rp比Rt大3~5个数量级,反应达到一定的转化率(15%~20%)后,由于凝胶效应会产生自动加速现象,并使分子量增加。自由基聚合时,单体一经引发便很快增长成高分子聚合物,不能停留在中间聚合度阶段,体系始终由单体、高分子聚合物和微量引发剂组成,并且在不同转化率下分离得到的聚合物分子量差别不大。 阳离子聚合:聚合机理的特征为快引发(E1=8.4~21KJ/mol)、快增长(Ep=8.4~21KJ/mol,与自由基聚合增长活化能属同一数量级,由于kt很小、活性种浓度高因而聚合速度要快得多)、易转移、难终止。活性中心是碳阳离子,碳阳离子不能双分子终止,因而无自动加速现象。增长、增长链的分子内重排(氢转移聚合或异构化聚合)、链转移、单基终止相互竞争,阳离子聚合反应时向单体的链转移(CM=10-2~10-4)比自由基聚合时(CM=10-4~10-5)要大得多,且真正的动力学终止比较稀少。活性中心碳阳离子总是与反离子形成离子对,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量会产生影响。 阴离子聚合:聚合机理的特征为快引发、慢增长(较引发慢而言)、难转移、无终止。活性中心是碳阴离子,碳阴离子增长速率比自由基还快(由于无终止以及阴离子增长种浓度10-3~10-2mol/L比自由基10-9~10-7mol/L大)。引发快于增长,即聚合开始前引发剂已定量离解成活性中心([M]=引发剂浓度),阴离子活性中心几乎同时增长,增长的几率相等,所得聚合物接近单分散性。反离子为金属阳离子,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量有影响,并影响着链节的构型。 配位聚合:先配位形成σ-π键,然后单体经四元环插入M—R中间而增长。配位引发剂的作用:一是提供阴离子活性种,二是使单体定位并以一定构型进入增长链。引发剂络合中心构型、单体的配位方式及单体和络合中心形成中间体的稳定性决定着各聚合物构型及相对含量。逐步聚合:逐步和平衡,反应无特定活性种,任何带不同官能团的两组份(单体、低聚物)之间均能缩合(连锁聚合中,活性中心只与单体作用,单体相互间或与聚合物间均不反应),反应可停留在中等聚合度阶段,两单体非等量或低温可使缩聚暂停。 3.影响聚合反应的因素及影响规律 不同的聚合反应,其主要的研究内容及控制目标各不相同。了解影响它们的因素及规律,为实验控制提供依据和指导。 ①自由基均聚合 聚合速度(RP):单体浓度、引发剂浓度越大,温度越高,RP越大。选择Ed较低的引发剂,可显著加速反应,引发剂种类的选择和用量的确定是控制聚合速率的主要因素,聚合温度则随引发剂 分解温度而定。 平均分子量(平均聚合度Xn):引发剂浓度、聚合温度也是影响Xn的主要因素,但影响方向却相反,即引发剂浓度越大、温度越高,Xn越小。链转移反应使分子量减小,由于体系中引发剂浓度很低,向引发剂转移而引起聚合度降低比较小。通常选择链转移常数在1左右的化合物作分子量调节剂。 分子量分布:自由基终止方式、凝胶效应对分子量分布均有影响。歧化终止时Xw/Xn=2,偶合终止时Xw/Xn=1.5,有凝胶效应时Xw/Xn=5~10。聚合物微结构及立体构型:自由基聚合分子链上取代基的排布是无规则的。 聚合条件的选择:聚合控制主要借助对聚合条件的选择,它必须兼顾对聚合速度、平均分子量、分子量分布等方面的影响和效果。自由基均聚时,聚合温度、引发方式、引发剂种类及用量、溶剂、分子量调节剂都是可供选择的因素。以溶剂的选择为例,自由基聚合时,须考虑溶剂对引发剂的诱导分解作用,链自由基对溶剂的链转移反应,溶剂对聚合物溶解性能,凝胶效应等的影响,从而兼顾其对聚合速度、分子量、分子量分布的影响。 ②自由基共聚 共聚物组成及组成分布与单体组成、转化率、两单体的竟聚率有关,根据两单体竞聚率r1、r2的特点及相应的共聚物组成曲线(F1~f1),自由基共聚表现为五种有规律的共聚行为类型。共聚产物是组成不一的共聚物的混合物,存在组成分布的问题。恒比共聚时组成不随转化率而变,若单体组成在恒比点附近,转化率在90%以下组成变化均不大,若配料组成偏离恒比组成,则很难得到组成均一的共聚物。 共聚物微结构及链段分布:某一链段的几率随段长而递减。聚合度不够大( 1000)时,聚合物分子的序列分布并不完全相同,聚合度 5000以后聚合物分子的序列分布才比较接近。聚合控制、聚合条件的选择:利用温度、溶剂、PH值、盐类等因素对单体竟聚率的影响,选择适当的外界条件或选择一定结构的单体(Q、e值大小)来实现某一类型的共聚行为。通过控制转化率的一次投料法或补加活泼单体法来达到对共聚物组成的控制。 ③阳离子聚合、阴离子聚合 阳或阴离子均聚与自由基聚合一样,其优秀问题仍然是聚合速度、聚合度、及分子量分布。离子聚合增长活性种为离子,其近旁存在反离子,活性中心与反离子的结合可以是共价键、离子对(紧对或松对)、自由离子,并处于平衡,离子的聚合速度是离子对、自由离子共同引发并增长结果,即便少量的自由离子对聚合速度的贡献比离子对还大。反应介质:溶剂极性、溶剂化能力影响离子对的紧密程度及自由离子的比例,从而影响聚合速度和聚合物的分子量,另一方面,溶剂必须不与反离子反应(在阳离子聚合中)并且在低温下对聚合物溶解,以保持聚合体系的流动性。 反应温度:阳离子聚合时温度对聚合速率的影响比自由基聚合时小,聚合度随温度降低而增大。阴离子聚合时,聚合速率随温度升高略有增加但并不敏感,温度的影响颇为复杂。总的来说,离子聚合因引发活化能小,加之为了防止链转移、重排等副反应,反应常在低温下进行。 ④逐步聚合(略) ⑤引发剂、引发剂的选择 自由基聚合:引发剂有偶氮类(AIBN)、有机过氧类、无机过氧类、氧化还原引发体系(水溶性和油溶性)。引发剂选择时,首先根据聚合方法选择引发剂类型,然后根据聚合温度,选择活化能、半衰期适当的引发剂。一般选择半衰期与聚合时间相同数量级的引发剂。 阳离子聚合:引发剂有普通质子酸、Lewis酸引发体系、电荷转移络合物等。Lewis酸引发体系的引发活性与引发剂、共引发剂的不同组合及配比,主引发剂、共引发剂酸性强弱等有关。 阴离子聚合:引发剂有碱金属、有机金属化合物(金属氨基化合物、金属烷基化合物)、其它亲核试剂。引发剂的活性不同,应与一定活性的单体相匹配而使用。 配位聚合:引发剂有Ziegler-Natta型、π-烯丙基镍型、烷基锂类。Ziegler-Natta引发体系由主引发剂(过渡金属化合物Lewis酸)和共引发剂(主族元素金属有机化合物)组成,Ziegler-Natta引发体系两组份的选择和组合,以及与单体的匹配,对其立构规化能力有很大的影响。聚合物的立构规整度主要决定于过渡金离属组份,而且,引发剂定向能力与均相表面有关。 4.理论依据及思考方法 上述各类聚合反应有关聚合速度、聚合度、分子量分布;共聚物组成、序列分布;体型缩聚中临界反应程度等控制目标的影响因素及影响规律都有其动力学上的依据,或者通过概率法、Flory统计法可推导而得出。 ①动力学方法 根据聚合机理及各基元反应速率方程,在等活性、稳态等假定和某些特设模型的基础上,推导出速率方程、共聚物组成方程,并得出浓度因素对聚合速率、共聚物组成的影响;从总表观速率常数,聚合反应总活化能与各基元反应活化能关系,估算出总的表观活化能大小,并根据阿氏公式:K=Ae-E/RT,得到温度对聚合速率的影响规律。 类似地,从动力学链长、聚合度概念出发(υ=Rp/RiXn=Rp/(Rt+Rtr)),得出浓度因素、链转移反应对聚合度的影响;从聚合度的综合活化能及其与基元反应活化能的关系估算出聚合度的综 合活化能,并得出温度对聚合率的影响规律。 自由基、离子型连琐聚合讨论中用的是上述思想。 5.聚合动力学实验方法 自由基聚合时聚合速度的测定用膨胀计法,阴或阳离子聚合由于聚合速度快,聚合速度的测定用毛细管流动法。 高分子化学论文:高分子化学实验教学概况 摘要:概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验,综合设计实验,研究创新实验三个模块组成的新教学体系,并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析 1.实验教学体系和内容欠争理 多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验嫩学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。 基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。 2.综合设计实验教学模块 综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。 教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。 3.研究创新实验教学模块 设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。 三、结论 基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。 高分子化学论文:高分子化学课程教学探讨 [摘要]高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,涵盖内容多,需要合理安排教学,运用其他课程知识,用学生容易接受的实例解释理论问题,能够增强学生学习的兴趣,达到较好的讲授效果。 [关键词]高分子化学;教学;实例 高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的部级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。 1高分子化学的课程特点 高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。 2课程知识点浅析 该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。 有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。 若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。 3结语 作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。 作者:廖肃然;迟长龙 单位:河南工程学院 高分子化学论文:高分子化学实验教学初探 摘要: 实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节,《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径:通过开展多层次的教学内容,引入综合型、设计型和趣味型实验,结合现代教育技术,灵活应用互动式教学模式,引导学生对高分子科学的科研兴趣,发挥学生的主观能动性,并树立严谨的科学态度,培养其独立的思辨能力和创新能力。 关键词: 高分子化学实验;教学改革;创新能力 高分子化学是高分子学科的重要领域之一,是以实验为基础的自然学科[1,2]。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节,是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践,从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力[3~6]。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年,课程中开设了一系列具有代表性的实验,但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题,譬如,实验教学体系还不够系统,实验课内容中的验证型实验较多,难以提高学生的思辨能力和创新能力,教学方法和手段还不够多样化,不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量,培养具有创新意识和创造能力的复合型人才,推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设,对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识,掌握基本实验技能,还应提高其自身软实力,通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣,发挥其主观能动性形成创新思维,同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系,应始终贯彻以学生为本的教学理念,从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。 1教学内容层次化:合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验 传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主,实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等,教师在课前进行讲解,课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验,并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前,《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练,但是因为实验结果是明确的,实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限[7,8]。为提高学生的工程素养和创新能力,应以充分调动学生主观能动性为突破口,调整高分子化学实验课的内容,引入设计型、综合型、趣味型实验项目,使教学内容更加层次化、系统化。 (1)设计型实验的实施过程中,教师预先给定学生实验设计要求,学生据此查阅相关文献和资料,自主设计实验方案并独立完成实验,通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素,由此让学生得到科学的思维训练。例如,苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验,预先给定实验条件,让学生“照方抓药”地进行实验,也可以作为设计型实验开展,不设定实验条件,只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子,让学生从配方(包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等)、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案,最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题,进行“调研设计实验分析总结”的训练过程,通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性,大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子,图1(a)显示颗粒直径在1.5mm~4mm之间,若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子,如图1(b)所示。 (2)综合型实验的内容和过程较为复杂,涵盖了不同的知识点,开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力,并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如,以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,可以从产品设计的角度出发,采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容,可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用,如交联聚苯乙烯粒子(聚苯乙烯离子交换树脂骨架)的制备与性能的研究,可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度,该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂/单体摩尔比对产物的交联密度有影响,粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度,学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容,该综合实验具有很好的系统性和延续性,既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力,具有重要的教学实践意义。 (3)兴趣是最好的教师,采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目,做到趣味性与知识性、实用性结合,寓教于乐激发学生们的兴趣,可以显著提高教学成效。例如,在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验,学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠,将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观,还可以加入不同的着色剂,制备颜色各异的有机玻璃制品,实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”,学生们会自发对反应条件进行优化,密切观察实验现象,防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中,有部分学生很急切地盼望看到“作品”,在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多,实验课都是分批次进行的,通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分,制备出更多美观和特别的“作品”,这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣,融入了更多的设计理念,有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。 2教学方式多样化:应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术 高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式,学生需要在有限的学时内掌握实验要领,这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术,普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式,提高学生们的学习兴趣与学习效率,强化教学效果。 (1)视频教学:相对于文字讲义、口头讲解的方式,视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识,预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法,提高实验成功率,增加教学质量。譬如,根据高分子化学实验教学大纲,可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像,向学生演示基本实验流程,突出实验操作中的要点、难点、注意事项等,让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是,教学视频虽然能再现实验过程,但不能替代学生亲自动手操作的环节,所谓“会看不一定会做”,只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。 (2)虚拟化教学:对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目(如原子转移自由基聚合)或具有一定危险性的实验项目(如高温、高压聚合等)可以应用虚拟化教学方式,通过模拟仿真实验过程,演示实验现象,穿插操作要点和注意事项等,让学生开拓眼界,学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种,因为具有巨大的应用前景而受到广发关注,引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此,在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜/胺络合物作为催化组分,由于聚合所采用的催化剂量很少,即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性,导致聚合难以进行。因而,除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先,聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧,加料和取样时也应避免引入空气,这对学生们的操作技术要求很高,相对于普通自由基聚合,该聚合方法的成功率大大降低,实践教学效果难以收到理想效果。其次,通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用,并且该除氧柱中的填料事先必须活化(用H2或CO还原),该活化过程危险性极高,存在潜在的安全隐患,因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验,则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应(包括引发、增长、终止)、取样和干燥称量等步骤,可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外,聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化,因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。 (3)实验教学网站:建设专门的实验教学网站,上传课件、讲义和教学视频,方便学生有效利用课余时间进行预习,有助于提高学习效率。此外,还可以通过网站开辟答疑专区,促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流,营造良好的学习气氛,互相促进和互相提高。总之,一切教学方式都应以提高学生自主学习效率,激发学生学习兴趣,提高教学效果为宗旨。 3教学模式人性化:灵活应用互动式教学 传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式,无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求,而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流,是适应当代教学需求的一种教学模式。例如,在实验课堂中,授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后,教师可组织学生们进行归纳和总结,分析各个实验成功和失败的原因,让他们对实验现象和结果分析得更为透彻,提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体,学生发言可以帮助自己整理思路,强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问,想通过再一次的实践验证自己推断的情况,授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等,有效组织二次课堂的方式,用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。 4小结 高分子化学实验教学改革是一项系统工程,应始终以学生为本,从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行,改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识,提高实验技能之外,更要发挥学生的主观能动性,引导其产生科研兴趣,树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标,不断修正或改变教学方法,为培养高层次的创新人才不断努力。 作者:赵颖 罗美香 蒋智杰 姜蕾 张安强 吴水珠 单位:华南理工大学材料科学与工程学院 高分子化学论文:分析高分子化学 人类从一开始即与高分子有密切关系,自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 高分子化学论文:高分子化学教学中无机化学知识的有效融入 摘 要 高分子化学中融入了大量的无机化学知识,在高分子化学教学中,适当的引入无机化学中的相关知识,将有助于学生更好的学习高分子化学知识。文章根据教学实践,介绍了无机化学知识在自由基聚合、离子聚合以及平衡缩聚中的运用情况,取得了较好的教学效果。 关键词 高分子化学 无机化学 高职院校 教学 “高分子化学”是高分子学科一门重要的专业必修课,是继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学之后新开设的一门科学,主要研究高分子化合物的合成原理及其化学反应,该课程的学习为学好后继专业课程奠定了基础。然而,“高分子化学”由于内容抽象、概念多、公式复杂等特点,使得很多学生特别是高职院校的学生在学习该门课程时信心不足。因此,为了培养学生学习该课程的积极性和主动性,增加该课程学习的趣味性,提高该课程学习的质量,很多一线教师开始探索该课程的教学方法。其中,陈静、王小龙、何冰晶等①②③④认为,教学中不能孤立的去讲授该课程,应注重加强高分子化学知识和有机化学知识的有效衔接,取得了很好的教学效果。然而,笔者在教学中发现,对于高职院校的学生来说,无机化学知识在高分子化学学习中同样具有举足轻重的地位。文章Y合作者多年的教学实践和心得,分析了无机化学知识在高分子化学教学中的运用情况,既提高了教学效果,又达到了温故而知新的目的。 1 自由基聚合 自由基聚合反应是连锁聚合反应中最重要、最典型的一种聚合反应,生活中约60%高分子材料,都是按自由基聚合反应合成的,如:PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰胶、丁苯胶等。自由基聚合反应是单体借助于光、热、辐射、引发剂等的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体分子连锁聚合形成高聚物的化学反应,聚合过程见图1,也就是说,要想使单体小分子转变成高聚物,活性自由基是贯穿着整个自由基聚合反应的主线,然而,什么是自由基?自由基是怎么产生的?自由基的活性以及自由基的化学反应等问题是教学中的一个难点,学生只有掌握了自由基方面的内容,才能更好的学习接下来自由基聚合机理的问题。因此,教师上课时必须首先讲自由基知识。 自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光、热等外界条件下,共价键发生断裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。授课时,应结合无机化学知识系统的复习共价键的相关知识。共价键概念最早是由美国化学家路易斯提出的,通常是指两个原子通过共用电子对形成的化学键,而这两种原子的电负性一般相差不大。共价键可以是单键,也可以是双键和三键,根据共价键的极性情况,又可以把共价键分成极性共价键和非极性共价键,极性共价键通常是由不同原子组成的,非极性共价键通常是由同种原子组成的。当学生充分了解了共价键的相关知识后,再进一步讲清楚共价键是如何断裂形成自由基的。共价键在不同的外界条件下发生断裂的方式不同,如图2。通常共价键在光、热等的条件下易发生均裂,形成的两个原子各带有一个未成对电子,叫做自由基;在极性溶剂或者催化剂作用下易发生异裂,产生了带有不同种电荷的离子。至此,学生便了解了自由基是什么,自由基是如何产生的问题。 然而,对于一个小分子来说,共价键通常有很多个,在形成自由基的时候究竟是哪一条键发生断裂呢?即影响共价键断裂的因素是什么?此时,教师又可以展开讲授共价键断裂的因素有哪些。如此讲解,帮助学生揭开了自由基神秘的面纱,从根本上解决了学生的疑虑,对接下来的学习更有信心。 在讲授自由基聚合反应时,必须要讲到它的引发体系,其中引发剂是最常用的引发方式,要重点讲解。常用的引发剂主要有偶氮双腈类、有机过氧类、无机过氧类和氧化―还原类引发剂。对于前三种引发剂,其共价键的断裂通常发生在C-N、O-O键之间,因为相对于C-C、C-H键的键能,C-N、O-O键的键能要低很多,也就是说共价键的键能越小越易断裂,越易形成自由基。然而,含有弱键的引发剂通常要在较高的温度下才能分解成自由基,若是聚合反应要求的温度较低该怎么办呢?此时可以在过氧化物类引发剂里加入还原剂,便成了氧化―还原引发体系,这里面除了有共价键方面的知识外,还涉及到无机化学里面的氧化还原反应的相关知识。如过氧化氢和亚铁离子氧化―还原引发剂引发的方式见图3,过氧化氢是氧化剂,具有氧化性,亚铁离子是还原剂,具有还原性,两者发生了氧化还原反应。 亚铁离子把自己的一个电子给了过氧化氢,形成了氢氧根离子,本身化合价升高变成了正三价铁离子。然而,在讲授过硫酸盐和亚铁离子引发体系的时候,如图4,该引发体系产生了一个带负电荷的硫酸根自由基,这和大多数学生一贯认为自由基应该是电中性的认识是不吻合的,因此这里要结合以上自由基的知识进行拓展。自由基可以是电中性的,也可以是带电的离子,判断某种物质是不是自由基,关键是看是否存在不成对的电子。 2 离子聚合 离子聚合是另一种重要的连锁聚合方式。由于反应活性种所带电荷的不同,离子聚合可以分为阳离子聚合、阴离子聚合和配位离子聚合。⑤和自由基聚合反应不同,离子聚合对体系中的水、空气及杂质等非常敏感,且通常在低温下进行,给科学实验和工业生产增加了难度。然而,离子聚合反应在高分子合成的理论研究上和工业生产上同样具有着重要的地位,有些重要的聚合物只能使用离子聚合的方式进行合成,如热塑性弹性体SBS、聚甲醛、丁基橡胶等。因此,离子聚合也要详细讲解。 2.1 阳离子聚合 当烯类单体双键上带有推电子取代基或者具有共轭效应的基团时,该单体具有富电子性质,易被阳离子进攻,发生阳离子聚合。在讲到阳离子聚合时,阳离子引发剂既是重点,也是难点,必须好好讲。常见的阳离子引发剂通常是亲电试剂,即电子接受体,被称为广义上的“酸”。当让学生回顾“酸”的知识的时候,多数学生一脸茫然,可能是对之前所学的酸的概念记得不是很清楚了。因此,这里必须要先帮助学生回顾无机化学中酸的知识。酸碱质子理论认为,凡是能给出H+的物质都是酸,如HClO4、H2SO4 HCl、H3PO4等,这些酸在溶液中会离解成质子氢,从而引发单体聚合。但是质子酸反离子亲核能力较强,在聚合过程中容易和活性中心结合导致反应提前结束,一般不能得到高聚物。酸碱电子理论认为,酸是任何可以接受电子对的分子或离子,由于该理论是美国化学家G.N.Lewis提出的,将此类酸称为Lewis酸,如BF3、TiCl4、SnCl4、AlCl3等。Lewis酸中除了少数能单独引发聚合外,大多数Lewis酸需要和能够提供质子或者碳阳离子的物质一同引发聚合,称为助引发剂,如水、醇、氢卤酸等。BF3和助引发剂水的作用如图5,可以看出BF3中的B的空轨道接受了水的OH中的O提供的孤对电子而形成的离子对。当讲清楚酸的相关知识后再学习阳离子聚合引发体系内容,学生会更容易接受。 高分子化学论文:轻化工程专业学科平台课《高分子化学与物理》的教学改革实践与大学生创新能力培养 摘要:《高分子化学与物理》是轻化工程专业(染整方向)开设的重要学科平台课,该课程的学习对后续相关课程的学习、创新能力的培养、毕业论文的开展和科学研究工作等方面具有重要的意义。因此本文结合专业学科特点,通过转变《高分子化学与物理》课程的教学理念、完善教学方法与手段,激发学生学习兴趣、培养创新意识、提高动手能力和提升科学情操,使得该专业的毕业生在社会发展和科学研究中施展才华和作用。 关键词:高分子化学与物理;教学改革;科学研究;创新能力培养 一、《高分子化学与物理》课程特点 经过高分子科学与技术的快速发展,高分子的理论发展与应用已经渗透到物理学、化学、材料学、生物学等各个学科与领域,具有鲜明的学科交叉特色。高分子化学与物理的研究成果已经进入了我们日常生活的每个方面[1-6]。作为一门多学科交叉、实用性很强的学科,高分子对各个工业部门和科技领域的渗透作用已成为不争的事实,所以在现行中国高等教育的本科专业中,如化学、应用化学、材料化学、材料物理、复合材料、轻化工程、包装工程、纺织工程、生物工程和环境工程等许多非高分子专业都将高分子相关知识作为必修课和选修课。 非本专业《高分子化学与物理》教学的侧重点在于阐述现代高分子科学已成熟的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,对涉及高分子科学研究前沿的理论、测试方法以及高分子的新产品介绍等内容点到为止,该课程的学习为轻化工程专业学生开启了一扇通往高分子科学的窗户,引导学生了解高分子化学在高分子学科中的地位,通晓课程的主要研究对象和研究内容,为后续专业基础课的学习和高分子在染整中的应用奠定基础[1,2]。通过多年的教学实践证实,对于轻化工程专业(染整方向)的本科生来说,《高分子化学与物理》课程教学呈现以下几方面的特点。 (一)基础课程,衔接不够 对于轻化工程专业(染整方向)的本科生,高分子的学习显得尤为重要,一方面后续课程(如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染料化学》等)的学习必须以高分子为学科背景,另一方面大学生的生产实习、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实践性环节的开展也必须要有高分子基础,因此为了让染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理论知识和应用,开设了《高分子化学与物理》学科平台课程。该课程的学习必须以《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》的课程学习为基础,但江南大学轻化工程专业将《高分子化学与物理》课程设置在大二下学期,《物理化学》等课程也在此学期开设,因此课程开设时间过早,缺乏基础课程的知识,建议在大三上学期开设,以期获得较好的教学效果。 (二)内容多、学时少,课时紧张 《高分子化学与物理》课程主要包括高分子化学和高分子物理两个部分,其中高分子化学部分包括高分子科学的发展历史、发展趋势,基本概念、分类与命名、基本原理、高分子合成反应与方法等,涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分则侧重于高分子的结构(如链结构、聚集态结构等)、分子运动、力学状态与转变,物理性能等。对于高分子专业的本科阶段,通常会开设《高分子化学》和《高分子物理》两门课程,分别在32至48学时不等;而对于轻化工程专业,只开设了《高分子化学与物理》一门课程,48学时,相对来说内容多、课时少。在这样的情况下,教学活动的有效开展、课程体系的完善、讲授内容的连贯与取舍等都显得非常重要,对任课老师是一种不小的挑战。 (三)注重理论,缺乏实践 《高分子化学与物理》是一门以实验为基础的自然科学,但轻化工程专业只开设理论学习课程,没有相关实验课程。为了使学生能够更好地掌握课程学习内容,同时培养学生的动手能力和分析、解决问题能力,提高学生的实验技能,相应的实验课程的开设显得非常迫切,能够让所学知识与理论在实验中得到验证,注重理论与实践的结合,让学生从最初的原料出发,选择合适的聚合方法与聚合反应,得到在实际生活中真正用得上的高分子产品。 二、教学改革举措 针对轻化工程专业《高分子化学与物理》的课程特点,结合本校的实际情况,要求学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够了解高分子的应用,重点培养他们的实践与创新能力,作者经过几年的教学实践和摸索,总结了几点教学改革举措。 (一)规划本科培养方案,合理调整课程设置 目前我校轻化工程专业的课程设置还存在一定的问题,建议对本科培养方案进行修改,在《高分子化学与物理》授课前完成《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》等基础课程的学习,这样才能提高学生的学习效率,增强他们的学习兴趣,便于更好地掌握相关理论与知识。 (二)多媒体资源课件与传统板书有效结合 多媒体课件具有丰富表现力、良好交互性和极大共享性等特点,它可以将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化,能够充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。但在运用多媒体教学的同时也出现了诸如教师几乎不写板书,学生不记笔记等问题,严重影响了教与学的质量。建议对任课教师的教学大纲、考核方式、教学难点与重点等相关教学文件进行监督,要求授课过程中课件放映与传统板书相结合,将学生上课情况、学生主动参与积极性、平时作业等与学生的最终成绩挂钩,进行综合评定。 (三)增设实验课程,提高学生实践能力 《高分子化学与物理》是一门理论与实践相结合的课程,实验课是对理论课学习的有效补充,通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性,帮助学生理解所学理论知识,因此实验课的教学显得尤为重要,建议在轻化工程专业开设实验课程,但涉及的实验众多,要求任课老师充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面,认真编写实验讲义。此外,学校和学院应重视实验室配套设施建设,突破实验教学完全依附于理论课程教学的传统框架,增加启发式实验和创新性实验所占比例额,注重验证性实验、启发式实验和创新性实验有效结合,开动学生的思维,发挥学生的潜质,提高学生的创新意识。 (四)理论联系实际,注重启发式教学 《高分子化学与物理》是一门相对来说比较抽象、枯燥的课程,但它也是一门应用性很强的课程,高分子材料用途广泛,遍及现代社会生活中衣、食、住、行、用等各个方面,因而在课程讲授时注重理论联系实际,将抽象的概论、理论与实际应用有机结合,将对课堂教学效果起到重要的促进作用。 三、创新能力的培养 (一)培养方案中开设新生研讨课和专业导论课 为了提高学生对专业的认同感以及学生的学习兴趣和热情,可以尝试在本科培养方案中针对大学新生开设新生研讨课和专业导论课,以趣味讲座和座谈的方式进行专业介绍,了解专业背景,告知学生轻化工程这个专业是以化学与高分子为学科背景的,加强学科平台课程的学习至关重要。 (二)实施学生双导师制 全面推进学生双导师制是确保创新型人才培养的重要手段,企业导师和校内导师组成课程小组,共同确定课程教学大纲、教学内容、教材及承担教学任务,使专业理论课程与行业实际需求紧密结合。 (三)强化实验课程学习和创新能力培养 实验课程采用自主设计实验,在实验大纲的规范下完成实验要求,将验证性实验、启发式实验和创新性实验有机结合。在国家大学生创新创业计划项目、江苏省大学生创新创业计划项目和江南大学大学生创新训练计划项目等资助下,实现学生创新训练的全参与和全覆盖,指导教师从选题开始就应该注重基础理论知识在创新实验中的应用,达到学以致用的目标。 (四)强化学生的毕业论文(设计)指导 毕业论文(设计)是学生毕业离校前最后一个实践性环节,也是所学基础理论知识得到充分应用的关键环节,因此可以从课题的选择、采取的技术路线、拟采用的研究方法和达到的预期目标等方面进行合理规划与设计,充分发挥学生所学知识与理论的应用,提升学生运用知识的综合能力,强化学生的专业基础。同时,轻化工程专业的毕业生中从事与高分子相关行业的人数众多,学科交叉特色鲜明,为学生的出国深造、攻读研究生和就业奠定坚实的高分子基础。 四、结语 根据国内外行业需求和自身特色,通过教学改革与实践,围绕复合型、创新型染整专业技术人才的培养目标,通过理论与实践相结合、教学和科研相结合、校内与校外相结合、科学素养与人文情怀相结合的人才培养模式,注重理论知识的传授与学生创新能力的培养相结合,全面提高和调动学生的学习积极性和学习兴趣,为学生的学习与工作奠定坚实的基础。 高分子化学论文:生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学探索 摘 要: 《高分子化学与物理基础》是高分子材料与工程、生物功能材料等专业的专业基础课,也是材料化学、应用化学等专业的选修课。本文针对本校高分子化学与物理在生物功能材料专业教学中体现的学时少、教学内容广等特点,探讨如何提高该学科的教学质量,激发学生的探知欲望、强化学生的创新意识和能力等问题,提出合理安排教学内容、理论联系实际、多种教学方法相结合、网络教学方法的运用、开展互动式教学等具体措施,提高教学效率。 关键词: 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索 高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。 1.选择教材,合理安排教学内容 受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。 2.理论联系实际,提高学生学习兴趣 高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。 3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量 高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。 4.网络教学方法的运用 针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。 5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性 教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。 6.结语 通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
汽车安全技术论文:基于数值仿真的汽车安全技术教学方法探讨 摘 要 鉴于汽车安全技术课程在车辆工程领域的重要性以及学生普遍反映难学的特点,将数值仿真技术融入到教学方法中去,并开展本课程的新型教学方法研究与探索。实践证明,在教学中实施数值模拟试验,不但可以弥补课堂讲授存在的单一性和抽象性两方面不足,同时还增强了学生的学习能力和实践能力。 关键词 数值仿真 车辆工程 汽车安全技术 教学实践 0 引言 近年来随着我国汽车工业飞速发展以及汽车的普及,培养特色鲜明的应用型人才已成为理工科院校发展的重要趋势。①汽车安全技术作为车辆工程专业的专业选修课,涉及到机械、车辆工程、卫生医学、交通运输工程、法律、保险等多学科,具有很强的技术性和实践性。在我国,由于高速公路建设和现代汽车工业的不断发展等诸多因素,导致近年来汽车安全事故逐年上升,而且人们对汽车安全性能的关注程度比以前有很大的提高,这些因素都促使我们必须重视对汽车安全领域的教学和科学研究来促进汽车安全性的提高。 然而,目前很多本科院校在汽车安全技术的具体教学中,仍然普遍反映难教、难学的特点。从教师角度出发,汽车安全是一项极其复杂的系统工程,实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。但是,实车碰撞试验费用昂贵,周期较长,限于学校试验条件,只能从理论上向学生讲授,这样就造成教学内容陈旧、方法单一、重理论轻实践等现象。从学生角度出发,由于教学对象过于抽象、乘员约束系统比较复杂、工程性强但实践机会较少,很难将汽车安全技术与工程实践有机结合,学生反映教学效果欠佳。 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,对课堂教学方式进行了探讨,并将数值仿真技术融入到教学方法中去,其目的是充分激发学生思考、活跃课堂气氛。教学实践证明,基于数值仿真技术的教学方法,可以在课程中引导学生积极思考,促进教师与学生的互动,改善汽车安全技术教学中存在的重理论轻实践的问题,更重要的是能加强学生的实践能力、学习能力和创新能力。 1 改革课堂教学方式 汽车安全是一项极其复杂的系统工程, 教师需根据教学目标和教材的实际情况,从学生的知识基础、心理特点和接受能力出发,以学生为主体,教师为主导,通过教学方法上的改革,②促使学生全面发展。 第一,强调实践性。针对汽车安全技术教学,应采取课堂教学与数值仿真相结合的方式进行。课后学生上机演练课内所学内容,使学生逐渐熟悉掌握数值仿真技术在汽车安全方面的应用。第二,授课内容应加强针对性,突出教学重点,侧重理论与实践的有机结合,同时做到容量适当,遵照由简到繁的原则完成教学。本课程可先向学生讲授汽车安全技术的相关机理,然后在该理论基础上以具体实例为目标,通过软件建立的数值仿真模型,开展相关的仿真控制和数据处理,增强教学效果。第三,采用互动教学方式。授课期间应观察学生的反应,采取设问、提问、反问等方式调动学生的学习热情, 注意因材施教。③条件允许情况下,可在机房配备一台多媒体投影机,教师边用多媒体投影机讲解,学生边在自己的计算机上模仿,教学效果将会更佳。 2 基于数值仿真技术的汽车安全技术教学 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,建立乘员和约束系统在不同冲击载荷下的数值仿真模型,如图1所示。利用碰撞过程中乘员的运动方式和约束系统的工作方式来阐述乘员的损伤机理以及需采用的乘员损伤评价指标。教师在课堂上通过仿真动画引导学生进行思考,寻找乘员损伤模式,重点掌握此工况下需采用的人体损伤评价指标。 在授课过程中,教师应针对具体汽车碰撞实例和学生兴趣,主动提供学生动手实践的平台,培养学生自主创新能力。整个教学过程应注重发挥学生潜能,培养学生自学能力,倡导学生进行创新思维。教师应把握好方向,引导学生,并对其设计方案、研究内容、技术路线等严格把关。通过这类实践,学生有针对性地带着问题深入进行理论学习,既培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,又加强了学生自主创新、团队协作的意识。 3 结论 在汽车安全技术课程教学过程中,通过实施数值模拟试验教学方法,并严格贯彻学生为主体,教师为主导的教学思想,不但能引导学生进行积极思考和探索,使其加深对知识的理解,而且还能培养学生的学习能力和创新能力。实践证明,将数值模拟技术引入汽车安全技术课程教学,激发了同学的学习兴趣,开拓了同学的视野,课堂气氛明显得到改善。 论文资助项目:长沙理工大学教学改革研究项目(cn1 206)“汽车服务工程专业应用型人才培养目标和培养模式改革的研究” 汽车安全技术论文:我国汽车制造安全技术中的自动化及测量技术 【摘要】在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。本文讨论了汽车制造安全技术或产品的应用以及汽车制造自动化现代测量技术。 【关键词】汽车制造 安全技术 自动化技术 自动化测量技术 一、汽车制造安全技术或产品的应用 汽车制造设备,尤其是冲压设备,都是安全等级要求极高的设备,一直以来也是安全控制产品的主要应用领域,从很多安全产品和应用中,都能明显看到这一点。由于法律和文化等诸多方面的原因,欧洲的安全技术和产品一直处于领先,应用也最为成熟和广泛。 在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。 可喜的是,目前安全技术在国内的应用日益广泛。虽然我国强制性的推行国际安全技术标准,但大多汽车制造厂对安全技术有比较严格的要求,带动了安全技术在国内机器制造行业的应用。而且,随着美国和日本逐渐重视安全技术,使得美国和日本的电气控制巨头们也推出了诸多具有竞争力的安全产品。 对安全技术的应用有了更大的推动作用。一般来说,安全控制系统应该包括安全输入设备(如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮),安全控制电气元件(如安全继电器、安全PLC 和安全总线)和安全输出控制(如主回路中的接触器、继电器或阀等)。 其中,安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC,就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC,在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时,就意味着它具有广泛的自诊断能力,可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外,安全PLC 还必须能够执行标准机构(例如TUV、FM等)认证的必须的故障安全动作,而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计,并满足国际安全标准(如IEC61508和EN954-1等)中定义的要求。另外,安全PLC 还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容,用来保护安全PLC 不受来自外界的干扰。 从安全PLC供应商方面看,罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A D等巨头纷纷采取一系列措施,推出自己的安全PLC产品,这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时,都试图将安全PLC 与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区,产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节,如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC(模块式与分布式)、安全分布式I/O、安全网络等。同时,罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品,Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外,西门子的安全PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前,在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中,有3个安全PLC项目正在进行中,分别是Tahara(日本)、印第安纳(美国)和剑桥(加拿大)。在这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个,共使用了大约2000个I/O模块。 二、汽车制造自动化现代测量技术 应高精度、高速度、多功能、在线检测的需求,不断取得新的发展与突破;同时,测量技术所覆盖的工艺环节和工业领域,也越来越多样化。 系统的最新发展及方向。目前自动化系统发展的一个主要趋势,是控制器功能的集成化,以及通讯的集成化。长久以来,由于技术的限制,在一个自动化系统中需要使用多种,来自多个厂商的专一功能的控制设备,比如一般控制任务的PLC;安全控制用的PLC;运动控制用控制器;伺服控制用控制器;等等。相应地在通讯上,有一般控制任务的现场总线;用于安全控制的安全总线;用于运动控制的通讯等等。 这样集成得到的系统,复杂性高,无论系统集成商,还是设备使用维护方,除了掌握各种不同的技术外,还必须适应不同厂商产品的不同设计习惯,不同的软件编制风格。还有,不同系统之间的接口和通讯进一步增加了系统的复杂性。而且从一定程度上,降低了系统的性能。 现在,集成了上述几个和全部控制功能的控制器越来越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC,集成了PLC功能和运动伺服控制功能的基于PC 的控制器,等等。同时在通讯领域也在发生重大变化,以太网借着在一般网络上取得的巨大成功,已经在工业领域逐步深入,开始牢牢确立自己的地位。集多种通讯功能于一身的以太网产品已经出现,随着技术的逐渐成熟,产品的逐渐丰富,以太网技术是目前能够看到的一统江湖的通讯网络。 汽车行业有自己的特点,就是高可靠性,高利用率,设备的高寿命。这些特点,决定了在选用自动化产品时,普遍比较谨慎,不敢为天下先,一般倾向选择成熟的产品。因此这些新的技术何时能够大规模进入汽车行业,就要看它们何时能够积累起足够的市场认可度。 由于中国巨大的汽车市场,各个国际汽车巨头目前纷纷在中国各地投资建厂,汽车制造商为了扩大品牌占有率和汽车销售,会对原有厂房或生产线进行扩建或改造,同时,由于汽车厂商的建厂、改造,必然会带动相关零部件厂商间的竞争,从而零部件厂商也会为了扩大生产而采取相应措施,因此,需要越来越先进的生产设备和系统来扩大自己的生产、增进效率、降低成本。汽车自动化系统的发展成为了业界瞩目的焦点之一,因此我国汽车制造安全技术非常重要。 汽车安全技术论文:汽车电子安全技术的现状及其发展策略 摘要:介绍了当代汽车电子安全技术的发展现状,从主动与被动安全两方面技术分别探讨,包括电子制动力分配装置、驱动防滑系统、电子稳定装置、自适应巡航控制装置、和安全气囊防护系统、自动防抱死刹车系统、电子刹车辅助系统、事故自动报警系统、驾驶纪录系统等。同时对未来的汽车电子安全技术的发展趋势做了简要介绍。 0 引言 汽车安全,一个大家越来越关心的话题。实际上从汽车诞生那一刻开始,汽车安全技术就随着汽车技术的发展而发展,如今汽车安全技术早已经不仅仅是安全气囊安全带的简单应用,各种电子设备的介入使得汽车安全装置更加的智能化、人性化。本文主要介绍了汽车安全相关的电子技术,并对未来的发展趋势提出了构想。 汽车安全性配置按照事故发生的前后基本可以分为主动安全和被动安全两大类。汽车的主动安全性是指事故将要发生时汽车防止事故发生的能力,而被动安全则是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护,使损失降到最小的能力。 1 汽车电子的主动安全装置 主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故,对汽车的内、外部结构进行合理有效的设计,所谓主动安全技术就是在汽车设计和制造时,为提高汽车的主动安全性能,而采用的更先进的技术和装备。目前已广泛采用的汽车电子主动安全技术主要有自适应巡航控制装置(ACC)、电子稳定装置(ESP)、驱动防滑系统(ASR)、电子制动力分配装置(EBD)、电子刹车辅助系统(EBA)、自动防抱死刹车系统(ABS)等。 1.1 ABS(Anti-lock Braking System)自动防抱死刹车装置 由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况,在遭遇紧急情况时驾驶者踩死刹车,刹车抱死车轮。ABS系统使车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次循环,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。 1.2 电子制动力分配系统EBD(Electronic Brake force Distribution) EBD系统可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,防止汽车制动时后轮先制动的情况发生, 如发觉前后车轮有差异,而且差异程度必须被调整时,制动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率,使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布,它就会调整汽车制动液压系统。因此,重踩制动在ABS动作启动之前,为改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离,防止出现后轮先抱死的情况,EBD已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力。一些汽车技术性能就有了ABS+EBD的项目,EBD实际上是ABS 的辅助功能,可以提高ABS的效用,使满载车辆和弯道制动性能改善。 1.3 电子刹车辅助装置EBA(Electronic Brake Assist)在一些非常紧急的情况下,驾驶员往往缺乏果断性,不能迅速踩下制动踏板。EBA就是为此设计的。它的功能与ABS相似。该系统利用传感器感知驾驶员对制动踏板踩踏的速度和力度大小,以此判断驾驶员此次制动的意图。如果属于非常紧急的制动,EBA就会指示制动系统产生更高的制动力,使ABS发挥作用,从而使制动力快速产生,减小制动距离;而对于正常情况的制动,EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下,EBA的响应速度都会远远快于驾驶员。这对缩短制动距离增加行车安全性非常有利。因此,对脚力较差驾驶员避让紧急危险的制动是非常有帮助的。 1.4 驱动防滑转控制系统 ASR(Automatic Slip Regulation),也被称为牵引力控制系统TCS 该系统根据传感器监测到的车轮滑转状况,综合控制发动机输出功率和驱动轮制动力,把车轮的滑转率控制在最佳滑转率附近。 充分利用路面的附着能力!提高了汽车的驱动性和操纵性,使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步、加速和转向。 1.5 电子稳定装置(ESP)(Electronic Stablity Program)ESP实际上也是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。该系统具有支援ABS及TCS的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、TCS发出纠偏指令,帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。 1.6自适应巡航控制装置ACC(Adaptive Cruise Control) 该装置是CCS(Cruise Control System)功能的自然延伸。它依据雷达探测到的主车与目标车辆间的相对位置关系及相对运动关系,通过控制发动机节气门开度、行驶档位及制动器制动力矩实现对车辆行驶速度的调节,从而达到与目标车辆间保持安全行驶距离的目的。 2 汽车电子的被动安全系统 为使直接损失降到最小的技术,保护车辆内部乘员及外部人员,汽车被动安全技术是指一旦事故发生时,所采取的安全保护系统。 2.1 安全气囊防护装置(SRS) 安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。随着技术的发展,安全气囊的保护范围将进一步扩大,从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人。侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气囊等产品不断推出。同时,安全气囊已出现智能化,能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅以及乘员身材大小、重量,坐姿、是否系戴安全带等,并根据上述信息调整动作,以求最大限度地减少失误和保护乘员。 2.2 驾驶纪录系统 依据地理信息管理系统(GIS)及计算机数据库系统,汽车黑匣子是利用GPS先进技术,形成一套现代化的监控体系。它能帮助有关部门迅速准确地分析事故发生的原因,不但具有像飞机黑匣子一样记录事故发生前后的详细数据,而且还能帮助车辆管理人员和驾驶员,它实质上是机动车综合记录仪,最大限度地减少事故的发生,适时监控和分析车辆的运行情况,从而加强对车辆的管理。实践证明,汽车黑匣子的使用,产生了显著的社会效益和经济效益,大大减少了人员伤亡和财产损失,使交通事故率降低了37%~52%。 2.3 事故自动报警系统 它与智能汽车交通系统和全球卫星自动定位系统相配合,是在汽车后视镜内安装了一个微型摄像机,它主要是与移动电话和撞车传感器相连,事故自动报警系统将是今后汽车必备的安全系统,一旦汽车发生事故,将自动向有关部门和医疗急救部门报警,并保持联络,使事故车中的人员得到及时救护,它能全面地提供系安全带人数和人员受伤的大致程度、事故严重程度、车载人员数、汽车所在位置等信息。 3 汽车电子安全技术的发展趋势 未来的汽车安全技术将向着集成化、系统化和智能化方向发展,安全技术中的主动安全和被动安全是相辅相成、缺一不可的。 3.1 智能化 随着电子信息等技术的飞速发展,安全技术正逐步走向智能化,智能技术在汽车安全系统上得到了广泛应用。随着传感器技术及计算机技术的进步,越来越多的新型智能化安全装置将出现在现代汽车上。全球卫星定位系统(GPS)技术、智能安全气囊、智能轮胎、智能悬架、智能避撞系统、智能驾驶系统等将在汽车上发挥越来越大的作用。这些智能装置将具有一定的识别、判断能力,在各种情况下都能自动协助或自行控制。未来的智能约束系统尽可能多地收集和利用有关乘员形体位置及撞车类型和撞车速度的数据,建立数据库,对某一碰撞中获得的乘员和车的有关信息进行判断识别,使人体获得最佳的保护。 3.2 系统化 为达到系统整体的最佳效益,实现驾驶员特征、车辆机械特性及道路交通法规之间的协调,达到各自性能的最佳匹配,将人、车、路作为一个系统来分析研究,让三者相互协调。 3.3 集成化 德尔福公司推出的集成安全系统(ISS)涵盖了汽车上所有的主要电子系统,为得到更好的安全保护效果,将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合,由50种不同的技术组成,能更好地预防交通事故发生,协同发挥作用,这些技术集成于一体。 4 结语 我国汽车被动安全性和汽车安全技术研究起步晚,但发展迅速,正在接近和赶上国际先进水平。随着现代科学技术的发展,未来的汽车将越来越智能化,越来越人性化,越来越可靠,越来越安全。未来的汽车电子安全技术将向着微处理机、光导纤维传导技术、纳米技术、声纳传感技术、软件技术、多通道传输技术、集成化技术、车载网络系统等更先进的技术领域发展。 汽车安全技术论文:汽车被动安全技术分析 摘要:随着科学技术的发展, 汽车主动安全技术在交通安全中起着越来越大的作用。但尽管如此, 仍然不可避免地发生意外情况, 此时, 汽车的被动安全技术将是避免乘员受伤的唯一保障。汽车的被动安全技术主要包括安全带、安全气囊、安全转向柱及安全座椅等几个方面。 关键词:汽车安全 碰撞 安全带 气囊 随着我国经济的不团发展,汽车作为现代化的交通工具已经走进了平常百姓的生活中。汽车数量的极大增加一方面给人们的日常生活带来了方便,但同时不多出现的各类交通事故也带来了极大的负面影响。国内外大量统计数据表明,汽车交通事故造成的人员伤亡和财产损失时巨大的。如2009年,全国共发生道路交通事故238351起,造成67759人死亡、275125人受伤,直接财产损失9.1亿元。汽车安全性能越来越为人所关注。 1、汽车被动安全 车用安全系统根据是否为预防性质, 可分为主动安全(Active Safety System) 与被动安全(Passive Safety Systerns)两类,前者为预防事故的发生,后者则为减缓事故发生的伤害程度。简单的来说主动安全技术就是防患于未然,被动安全技术就是要做到汽车在不可避免发生事故时“车毁人安”。 汽车安全问题自汽车诞生的那天起就时刻的存在,但是由于早期汽车的速度较慢,数量也相对较少汽车事故并没有引起社会的广泛重视。随着汽车大规模的运用,汽车技术的不断革新,速度的增大和数量的增多,汽车安全问起变得越来越突出,据统计,目前每年死于车祸的人数多达100万,伤残人数达到数千万人。汽车被动安全技术作为保障人员安全的最后一道屏障,也引起来人们的高度重视。 2、分散撞击力车架 车架是汽车的基本骨架,现代的汽车的架设计不仅要考虑空间、重量和发动机的布局,更要考虑其安全性能,即在事故中抗冲撞的性能。通过精密计算与设计将汽车碰撞时的撞击力分散开来,并最终将碰撞的撞击力分散到整个车架的各个部位,减轻车内乘员承受的冲击力,同时加强座舱的强度避免车体或发动机等部分凸入车厢内。通常这些分散撞击力车架的横向撑杆及纵向梁全都十分坚固和紧密相连,那些在撞击时受力最大的地方都运用多种特质钢材并经过特别的强化工序处理,或是增加了加固件。当然,分散撞击力车架最重要的品质表现还在于当撞击真的发生时车架将会如何折曲以吸收掉大部分的冲击力,合理的折曲设计可以确保车厢结构完整,即实现所谓的“安全舱”,这对于保证车内乘员的脱险和抢救是至关重要的。 3、防撞钢梁 一般包括汽车前后防撞梁和四车门防撞梁,防撞梁的主要作用是保证车辆在中低速行驶的过程中发生汽车前后碰撞,汽车侧面碰撞等情况时,对车辆起到一定的保护作用,能在一定程度上保护驾乘舱人员的安全,但不能百分百保证安全。 前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。也就是说汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。 在汽车结构中防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便的对防撞梁进行更换。 在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效的将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。 4、安全带 汽车座椅安全带是最重要的汽车乘员约束保护装置,如今安全带已经是汽车的标准安全配置,在减轻碰撞事故中乘员伤害程度方面起着重要作用。瑞典沃尔沃公司于1959年首先开发了三点式座椅安全带, 此后被为国的汽车制造厂所采用。由于三点式安全带使用方便维护简单,保护效果比较明显,后来就逐渐扩大了安全带的使用范围, 从小轿车车到载货车、客车, 从短途车到长途卧铺车, 从外侧座椅到中间座椅。装配的安全带形式也从三点式到赛车运动的多点式。现在, 大部分汽车所有乘员的座位上都装配安全带,作为汽车安全标准装备。 安全带是最典型的被动安全装置, 它可对驾乘人员进行系绊约束和相对固定, 能有效地减轻交通事故发生时乘员与车身的碰撞的几率, 并将乘员的损伤程度降至最低。其工作原理很简单, 缓拉时无阻力, 急拉时可锁紧。即当车辆出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时, 乘员会使安全带受到快速而猛烈的拉伸, 此时卷收器的自锁功能可在瞬间卡住安全带, 使乘员紧贴座椅, 避免乘员身体冲出座椅与车内饰件发生二次碰撞。安全带作为主要的乘员约束保护装置, 是目前最有效的安全设备, 其单独使用时可以减少42%左右的死亡率。事实证明, 在正面碰撞、追尾碰撞及翻车事故中, 普通安全带对乘员保护效果很好, 尤其是对乘员头部, 胸部的保护。为了进一步降低碰撞时乘员的“潜水”现象(即乘员沿座椅下滑)造成的腹部伤害, 目前很多汽车生产厂采用织带预张紧器或织带夹紧装置的安全带。这种安全带同改进的座椅结构及安全气囊相接合, 便可大大提高对乘员的保护性能[1]。 汽车安全技术论文:浅议现代汽车安全技术活理念 摘要:汽车交通事故已成为日益严峻的全球性社会问题。笔者提出汽车驾驶者与汽车安全性能共同发展的现代汽车安全活理念。使人们在享受汽车带来便利的同时加强安全意识。 0引言 随着交通工具现代化和绝对数量的剧增,交通事故已成为严峻的全球性社会问题。毋庸置疑,好的驾驶习惯、出色的应变能力以及先进的汽车安全设施是行车安全的保障。努力研究开发高性能、高安全性的安全汽车,同时也要加强对在用汽车的定期维护和管制,使汽车经常处于良好的技术状况,以提高汽车行驶的安全性。 1汽车安全活理念 从1886年有了汽车, 汽车给世界装上了轮子,使人类实现了征服距离的梦想,由加快生活节奏升华为一种享受,但驾车如驾虎,驾乘人员必须掌握一套系统而科学的安全理念。“五次元”安全活理念,将汽车行驶过程中出现的安全威胁分为五个等级,分别为:正常路况下的“安全驾驶”;危险路况上的“安全问题”;轻微碰撞时的“安全损控”;车辆碰撞后的“安全防护”以及碰撞救援时的“安全脱离”。其意义是说明:首先在最大程度上避免事故发生,其次如果不可避免,就将损失降低到最低程度,最后一旦发生重大较大事故,避免再次伤害是首先要考虑的因素,实现“车守护人”的安全理念。 2汽车安全性 汽车的安全性是按交通事故发生的前后进行分类的,一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。 2.1 汽车主动安全性汽车主动安全性(也称为“一次安全性” )是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了防抱死制动系统(ABS)、防滑驱动系统(ASR)、自动悬架、动力转向、四轮驱动(4WD)、四轮转向(4WS)、灯光照明系统、刮水器、后视镜、防止车辆追尾的车距报警系统和激光雷达等。这些安全装置和技术称为主动安全系统,也称为预防安全系统。未来的汽车将主动安全性的新技术更加广泛的应用和普及,如打瞌睡警告及唤醒系统,高适应性定速巡航系统,紧急制动先期警告系统,录仪行车(类似于飞机上的黑匣子),卫星定位导航系统,防碰撞系统,安全的行驶方向控制系统,转弯减速调节系统,EyeCar技术(即无阻碍视眼和最好的能见度),CanCar技术(提示驾驶员的感知能力)等智能化汽车。 2.2 汽车被动安全性汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 2.3 汽车事故后安全性汽车事故后安全性是指汽车发生事故后保障驾乘人员及时救助,能减轻事故后果的性能。主要包括能否迅速消除事故后果,同时避免新的事故发生,避免再次伤害。GPS救援系统利用卫星导航定位缩短救助时间,门锁紧急施放系统使驾乘人员迅速离开车内和现代的交通管理系统都是事故后安全的组成。 2.4 汽车生态性安全汽车的公害问题,指汽车的制造、使用过程中发动机排气污染、噪音和电磁波对自然环境、人类生存、资源消耗带来的危害影响。人们期望使用零污染、无公害和保护环境的绿色汽车。绿色汽车主要标志为:第一是可以回收利用;其次是动力源多样性;第三是对环境污染小。电动汽车具有低耗、低污染高效率的优势;被称为清洁能源的天然气汽车、氢能源汽车、甲醇汽车、太阳能汽车都是典型的绿色汽车;设计合理的动力混合汽车,都使汽车工业持续发展。 3汽车驾驶技术培训 安全驾驶培训是驾驶员上路前必修之课,全球每年死伤于交通事故的人数有5000多万人,我国拥有的车辆数量只占世界车辆总数的2%,死亡率却占世界的15%。通过学习掌握“安全行车指南”的五大准则,提高驾驶员的综合素质能力达到保障行车安全的目的。 3.1 提高预测能力要时刻查看前方路上发生的事情,不要只关注车跟前,因为隐患往往在车前很长一段距离就出现了。 3.2 观测行驶道路的全景了解车辆周围发生的事情,仔细观察发展变化的交通形势,目光注视某物的时间不宜超过2秒,同时要养成每隔5-10秒就查看一下反光镜的习惯。 3.3 尽早打出信号,表明意图以便他们有时间作出正确决定,但不要突然行动,以免引起他人的惊慌。 3.4 安排一条退路选择超车时机,做好避让的准备,以便在意外发生时迅速作出反应。要安排一条能有足够时间、空间和视程来平稳起步或停车的退路,避免汽车追尾。 3.5 果断行动按照以上四条准则执行以后,驾驶员就应该有充分的时间和空间来处理紧急情况,最后需要的就是要下定决定、果断行动,做到快准稳。 4总结 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:浅谈汽车智能安全技术的应用 [关键词]智能安全技术;防撞技术:防盗技术 汽车已不仅仅只是代步工具了,而是演变成一件件高科技产品。当前汽车安全技术发展的目标就是提高行车安全性和各环境下的适应性。当前的信息技术革命正在推动汽车设计翻开新的一页,自动化、智能化、多功能将成为21世纪汽车发展的新趋势。智能化的汽车在21世纪将以更高的速度和效率把人类带入智能信息时代。 一、关于发达国家智能汽车研究的现状和趋势 进入20世纪90年代以来,随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统(ITS)研究的必起,国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门,目前它已成为世界众多发达国家重点发展的智能交通体系中的重要组成部分,也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。 美国交通部已开始一项五年计划,投入3500万美元,与通用汽车公司合作开发一种前后防撞系统。同时,美国俄亥俄州立大学和加州大学以及其他一些研究机构正在进行全自动车辆的研制与改进工作。欧洲的一些国家正试验将智能速度适应(Intelligent Speed Adapta2tion,ISAl作为提高车辆安全性的手段,其构想是通过路边标志信息或卫星定位信息以及车载数字地图进行车辆导航,并自动控制车辆的速度。目前在日本,夜视和后视报警系统已应用在某些汽车上,三菱公司和尼桑公司已其近期可使用的防撞设备。前方防撞和车道偏离有望在1至2年内实现。世界各国著名大学也参与到智能汽车的开发中,如麻省理工学院、斯坦福大学、剑桥大学等。 二、关于智能安全技术的应用 1.防撞技术。专家、学者在分析城市交通事故的原因时,普遍认为事故原因主要由:人员素质、运输车辆、道路环境、管理法规等4个方面。而其中很重要的一点――运输车辆性能的提高,常常为人所忽视。而事实上,随着科技水平的不断提高,使得机动车辆的智能化已成现实。可以通过机动车辆的智能化来提高交通的安全性。一是新型带,自动制动功能的碰撞警示系统。该系统由沃尔沃公司最近推出,可以最大可能地降低碰撞时的车速,减少碰撞双方乘员伤害风险。该系统功能包括:纵向避撞――有助于防止车辆与车辆之间,车辆与其他物体或行人之间正面或尾部的碰撞:侧向避撞――有助于防止车辆偏离行驶车道引起的侧面碰撞;视觉强化防止碰撞――改善驾驶员观察道路及道路上或道路旁物体的能力。二是激光测距在汽车智能防撞系统中的应用。该汽车智能防撞系统主要包括:振动电路、激光调制器、激光发射器、激光接收器、计数器、处理器,以及显示、报警和智能制动装置等。当启动系统后。激光发射器不断发射激光束,探测前方是否有障碍物。当有障碍物时,激光束被反射回来被接收器接收并转换为电信号。经放大后通过计数器计数获得N值,再经处理器的运算得到是否安全的距离。三是智能式汽车安全气袋控制系统。气袋控制系统的任务是准确判断出事故的碰撞强度,并点爆气袋。现在大部分系统都采用带微处理器的智能控制系统。它使用单片机对电子式加速度传感器测得的信号进行计算,认为发生了碰撞并且达到一定强度时,输出点火脉冲引爆气体发生器。迅速产生大量气体充满气袋。智能控制系统的控制算法由软件实现,极大地提高了算法的灵活性,而且具有记录事故信息和与计算机通讯等前两代控制系统无法实现的功能。 2.防盗技术。一是射频识别技术。汽车电子式防盗采用射频识别技术(RFID),通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术采用射频传输,可以透过外部材料读取芯片数据,实现非接触操作,应用便利,使用寿命长;大容量的存储空间,适合储存大量的数据信息;数据安全方面,通信数据使用加密算法对数据进行加密,实现数据安全存储、安全管理和安全通信。基于射频识别技术的汽车防盗器主要功能特点如下:普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的,这种方式给驾驶带来诸多不便,而且由于其密码组合有限。较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份,则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围),即可在瞬间完成身份识别,并且其密码不宜破译,因而大大提高了防盗效果。利用该电路可以方便地实现防盗系统的安全提示和报警功能。二是汽车智能钥匙。智能钥匙的主要功能:靠近汽车时。钥匙和汽车便开始通过无线电交换已设定好的指令信息。随即汽车的关闭系统和安全系统以及发动机的控制系统全部被激活。打开车门时。只要驾驶员一碰到车门把手。传感器就会探测到这一压力,同时伺服发动机便会打开车门门锁。接着座椅、转向盘和外后观镜便会自动调整到合适与车主的位置。启动前,驾驶员踩下制动踏板,转向盘锁会被随即打开。同时启动按钮也会被释放。最后主制动器自动松开。下车时,驾驶员必须按下锁车钮,如果闪光灯亮起则表示车门已安全上锁。汽车上锁的同时,钥匙和汽车就会重新约定好一个新的指令信息。三是GPRS移动通讯网络汽车智能防盗系统。当用户驾车外出。车辆停放位置与用户比较近时。防盗监测系统通过GSM网络发短消息给用户的GPRS手机。不需要上Internet网络,这样用户可以更快采取补救措施。当用户车辆在公用车库中或距离很远,或中途被抢,此时就可将信息经GPRS和Intemet网络传送给监控中心计算机,监控中心计算机分析现场传输的图片、声音等资料,采取相应的措施,同时利用GPS传送信息结合该地区、城市地形图,确定被盗车辆现在哪个地区哪个城市哪个街道。将监测到的有效信息提供给公安机关,帮助快速破案。 三、关于汽车智能安全技术的展望 汽车出现有100多年的历史,而智能汽车才刚刚起步。尽管汽车智能安全技术的发展前景非常广阔。但仍存在着不少障碍。如某些高智能化安全系统造价昂贵。普通消费者无法接受。为了实现彼此设备的兼容,、要制定统一的工业标准。现在的智能汽车时速还不能超过30公里/小时,以及受到恶劣天气、路况的影响还比较大。随着技术上的不断完善,我们有理由相信。未来的汽车驾驶和乘坐,将不会再有任何的安全顾虑,驾车也将真正成为一种享受。 作为交通运输工程的参与者,要大力倡导和积极推广汽车智能安全技术在工作和生活中的应用。身体力行的同时。要注意不断总结和技术研发,切实推动汽车智能安全技术项目的完善。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展刍议 摘要:汽车技术首要作用是确保安全。在智能化技术飞速发展的今天,汽车的安全技术也有了长足的进步。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分,作者结合自身学习与实践,从主动安全技术与被动安全技术两方面论述汽车安全技术的智能化发展现状,着重讲述主动安全技术的智能化发展趋势,并举出相关例证。 关键词:汽车;安全技术;智能化;发展 一、概念简述 汽车的节能减排、降低环保、保证安全是当代汽车技术的重要衡量指标。其中最重要的指标是安全性。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分。主动安全指的是在事故发生前充分使用安全技术,消灭安全隐患;被动安全指的是发生事故的时候,通过汽车性能设计和被动安全设备尽量降低驾驶者、乘客和车外行人遭受伤害的机率。 在目前智能化技术的发展的促进下,汽车安全技术和以往比较产生了巨大的进步。不仅仅在智能化的方面有着明显的发展趋势,汽车安全技术的进步的重点正从被动安全转移到主动安全。 二、主动安全技术的智能化发展趋势 1、减轻碰撞系统 此系统利用完整的智能系统检测驾驶员会要采用的紧急刹车等行为,并在刹车实施的时刻,辅助驾驶员把制动力加刀尽量大,达到减少制动距离,降低碰撞几率。奔驰公司当前投入使用的新式减轻碰撞系统有着两个雷达传感器,第一个探测的角度相对小一些,为的是探测远处事物;第二个探测角度相对大一些,为的是探测近处的事物。丰田雷克萨斯利用了探测距离较远的雷达传感器来检查远处是否有障碍物如汽车、路障等;第二个探测距离相对近的物体例如行人。沃尔沃公司目前试验能够达到现有的制动辅助设施的条件下同一时刻对转向也可以采取干预的技术,进而达到有效降低事故概率的目的。 2、距离警示系统 此系统的最大特征是当自适应巡航控制系统(ACC)关闭的时候,也能够辅助驾驶员时刻与前车保持一定的距离,若是打开了距离警示系统打开,驾驶员能够实现设置好驾驶车辆和前方车辆的安全距离,当汽车行驶,系统发现驾自身车辆和前方车辆的距离间隔小于实现设置的时候,就在前风窗玻璃上进行提示,并且发出警示声音,若是驾驶员还没有进行规避或调节驾驶,该系统便会自发的制动。如沃尔沃汽车公司所生产的此类预防碰撞的距离警示系统(Distance Alert)。 3、驾驶员警示系统 该系统一项正在发展完善的汽车安全技术,能够监测车辆在道路上的行驶状态,一旦驾驶员的操作有一场,就会向驾驶员进行示警。这系统安装在车辆上后,不仅在白天,即使在黑夜,如果汽车行驶到驾驶员容易松懈的平直车道或易于判断错误的复杂道路时,警示系统就能利用摄像头持续监测车辆和道路两旁和周围车辆的距离,继而使用传感器传递至电控单元,电控单元再分析相关信息,用来检测汽车有没有安全隐患,若是存在,系统就能够发出警报,同时还能够在仪表板上显示是否应该休息的提示。 4、车道偏离警示系统 该系统能够帮助驾驶员及时辨别休整方向。工作原理是通过摄像头观察汽车与道路标线之间的距离。若是没有展示变道信号就越过了车道标线,系统会有声音信号提示驾驶员。在此工作原理上,可以强化其智能化,开发自动转向回避碰撞功能,这样能够比车道偏离警示系统更优越,能够使用摄像头与雷达传感器监测车辆和其它车辆之间的距离,从技术上确保了可以预防驾驶员粗心大意导致的摩擦碰撞等。比如汽车如果要驶入错误车道,而且系统监测到旁边有车可能与自身发生碰撞,汽车会自动调节线路,到达安全车道。 三、被动安全技术的智能化发展趋势 1、气囊式安全带 以最新的福特后座气囊式安全带为例,该安全带在2011年配置在新一代福特Explorer SUV汽车中。目前福特打算为全世界的汽车上使用气囊式安全带技术。气囊式安全带可以降低事故发生对乘坐者头部、颈部与胸部的损伤机率与程度,而事故中最易受到伤害的是儿童与老人。平时应用时,气囊式安全带和传统安全带功能类似,并能够适用于儿童身上。百分之九十以上的测试气囊式安全带的人都感觉气囊式安全带的舒适程度和传统安全带到得多。 发生事故时,汽车安全带中的传感器可以及时检测装机的力度,并迅速打开气囊式安全带的气囊。安全带里面有许多管状气囊,能够利用冷压缩气体膨胀展开,安置在座椅底部的气罐把气体利用特殊设置的扣环导进安全带中。气囊式安全带就会将碰撞的力量分散到更大面积,用以增加保护面积,并减少可能导致的伤害。 2、智能化安全气囊技术 智能化安全气囊是基于以往安全气囊基础之上设置了智能传感器,用来监测前面的座位里有没有人,乘坐者是儿童或是成人,有没有系好安全带,驾驶员与乘员在座位上的位置是否合理等等。智能型安全气囊包含以下几种传感器:重量传感器,能够利用座椅上重量检测到是不是有人乘坐,是儿童还是成人,甚至可以检测乘客的性别;红外线传感器,用以确定车上人员的位置;电子区域传感器,利用测量低能量电子区域的电流,检测乘客之间的相对距离。 3、吸能式车体结构 汽车碰撞时,车体结构的安全作用是吸收汽车动能的同时减缓乘员移动的程度,并保证乘员有足够的生存空间。专家们认为,在未来汽车的车体结构设计中,要预先设计一个具有高吸能特性的所谓“压偏区”(一般为非乘坐区)。当车体受到撞击时,该压偏区能以一种可以预见的形式发生断裂或破坏,在一定程度内被压偏,从而最大限度地吸收车辆的压力。 四、结论: 凭借着在智能化领域强大的技术实力和先进性能,当代汽车的安全技术越来越智能化,其效率越来越高,世界各大汽车公司,都在开展这方面的研发,目前车企业在汽车安全技术智能化方面已取得实用化成果。为解决智能交通系统研究开发过程中的汽车行驶安全问题,提供了理论及技术支撑,汽车安全技术的智能化发展,必将为人们的生命安全提供有力的保障。 作者简介 王莉(1979-08)女,籍贯吉林省四平市,单位:烟台汽车工程职业学院,学历:研究生。研究方向:汽车。邮编265500。 汽车安全技术论文:汽车安全技术要首先考虑行人 在汽车上开发各种先进的安全技术时,开发者、利用者最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者 轿车正在走进普通中国人的家庭。据商务部预测2004年中国汽车产量将突破500万辆,其中240万辆是轿车。 当汽车堂堂皇皇地进入到人们生活中时,其负面影响也愈发地显著起来。每次到中国访问,我都能立即感受到城市中的大气污染。而汽车的迅速增加也带来了交通事故的频发。中国只有2400万辆汽车,但交通事故造成的死亡事故在这几年一直是每年10万人,相当于每天将近有300人死于交通事故。 当然汽车厂家、中国政府都非常重视这些问题。在环境方面,上海汽车工业公司与通用公司(GM)在共同开发油电两用车(同时使用汽油引擎及电动马达的汽车),东风集团也将在2005年以后生产同种汽车。第一汽车集团已准备和丰田共同生产油电两用车,中国政府在全方位地推进环境对应型汽车的开发。国际社会上有些厂家的燃料电池汽车已经接近实用化,在汽车大踏步地走入到人们生活中时,技术的开发、引进有可能让环境等问题得到改善。 世界众多的厂家都在为解决交通事故的产生,而在进行着技术开发。现在,日本正在开发和利用的相关技术有:窗帘气囊(在侧面遭受撞击时,能保护乘客头部的气囊)、防止横向滑动装置、带有控制车与车之间距离的低速行驶装置、导航系统、囊括了以上主要装置的ITS(Intelligent Transport Systems)系统等。日本正在进行安全技术、支援驾驶等技术的开发和利用,如果中国也进行这方面的开发、引进的话,这些能成为对付交通事故的一个有力的手段。 但是笔者更愿意在这里强调的是,技术的开发、利用由于意识、思想的不同,能带来结果也大不相同。乍一看同样是安全技术,但其开发、利用的意识的不同,能营造出完全不同的结果。打个比方说,刀子可以作为餐桌上使用的餐具,也可以作为战争中的武器。虽然它都是以金属加工技术为基础的,但使用目的的不同,做出来的刀具其形状及结构也大相径庭。手握一把刀子时,是用它去加工食品还使用它去打仗,最后结果是完全不一样的。 从汽车安全技术上看,一方面是公路建造方法、交通法规不完备,对司机的安全教育不彻底,而另一方面则在车上装上了气囊及防止横向滑动装置,这些与行人的徒步行走环境的改善毫无关联。司机的安全系数高了以后,反而使一些人敢胡乱开车,让行人处于更加危险的境地。导航系统在强调它们是如何的方便,但如果在技术开发上无原则地增加信息量,反而会让司机的注意力不能集中。 所以在汽车上使用这些技术时,开发者、利用者应该在意识和思想上真正把安全当一会事来思考,最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者。 一个以每小时5公里速度行走的体重50公斤的人,和以每小时50公里行驶的1吨重的汽车相比较,由于运动能量与重量有关,和速度成二次方的比例,汽车的运动能量是人的2000倍(重量是人的20倍,速度为10倍时,20×102=2000)。我们应该注意的是,在行人的旁边(这里面有注意力不够成熟的孩子,有行走的自由度比较少的老人,还有残疾人),具有如此巨大的运动能量(破坏力)的汽车在飞驶着。要保卫处于绝对弱势的生命,必须彻底坚持“行人优先”的原则,这与2004年5月在中国实施的新《道路交通安全法》的精神――“以人为本”的精神也是一致的。 当然,司机也是人,人是会犯错误的。我们应该让公路结构,让交通法规在司机犯错误的时候也能减少行人的生命危险;应该在道路设计上实现人车完全分离,让司机在驾车失误时也不会造成行人的人员伤亡;应该充实交通法规,确实地遵守法规;应该进行彻底的安全行驶教育。 在“行人优先”思想的指导下,在实施以上对策之后,再引进汽车安全技术,这才是有意义,汽车也才能真正地为人类服务。如果不是这样,在没有安全意识、安全思想的时候推进汽车的普及,行人在路上行走将时刻面临着死亡的危险。笔者已经多次在日本看到过惨不忍睹的状况,衷心地希望中国的汽车普及能在“行人优先”的原则下推展下去。 (日本・名城大学经济系副教授) 汽车安全技术论文:汽车吊安全技术使用 摘 要:关注汽车吊自身技术性能,选择用好吊装索具,加强现场安全管理,是汽车吊安全技术使用的关键。 关键词:技术 使用 规范 管理 一、概述 汽车吊(又名汽车式起重机)是一种移动式变臂垂直运输机械,通常以内燃机作动力,通过液压机械传动等安全保护装置实施对物体的变高运输,即将物体从一个高度安全稳妥地吊运至另一高度,这种作业方式是各行业生产、建设和施工中常见的基本手段,由于汽车吊的工作是始终处于多变的工作状态(环境、吊物、起吊条件等),回顾历史及各行业对汽车吊应用的事故案例,加以系统的总结,对防范汽车吊使用过程出现安全事故是尤为重要,以下从诸因素对汽车吊安全技术使用的影响加以说明,以此借鉴。 二、结构件强度的保证作用 汽车吊的结构件主要包括水平支腿、臂架、垂直支腿、车架、回转盘支承架、回转盘、起重臂支架、起重臂、起重臂头架、滑轮组、变幅缸支承,伸缩臂支承、卷扬减速支承等,这些结构件担负着载荷的支承,一但某处出现诸如断裂失效等,起重作业将会出现重大事故,后果不堪设想,因此,在使用过程中要加强对这些部件受力点的观察和检测,以便及时消除隐患,隐患的表现形式有:严重锈蚀、基体的变形、焊缝的裂纹和开焊、支架的断裂、钢索在滑轮处掉槽,回转盘固定螺栓松脱等。 三、液压系统 汽车吊的液压系统是实现稳定支承、伸缩臂杆改变工作半径、升降钩头、上车回转运动的液能传动装置,如果液压系统的工作出现故障或性能下降,就会出现工作中断或受阻,液压系统主要有:液压油箱、滤油器、管路、液压泵、液压马达、操作阀、平衡阀、溢流阀、液压锁、液压油缸等组成。在使用中,要保持液压油的清洁,系统的额定压力,各装置及阀类有良好的工作性能,不能出现任何的外漏内泄,这样系统内各部件才能灵敏到位,工作中的运动停歇阶段,才不会出现油缸回缩,吊物下落现象,始终处于严密受控状态,如出现液压系统异常状态,应及时稳妥回收吊物,将故障及时排除,确认无误才可重新作业。 四、安全装置 为了防止汽车吊在作业过程中出现不安全因素,厂家在设计制造时就已安装了能满足吊车性能的各种安全防护装置,如:力矩限制器、幅度指示、臂杆长度指示、起重量指示、水平仪、防止吊臂后倾装置、钩头起升高度限位器、溢流阀、平衡阀、液压锁、电磁卸荷阀等,其主要作用是: 1.当起吊重物、吊臂长度、吊臂角度三者形式的总力矩低于安全极限值5%时,起重机蜂鸣器系统动作报警,当起重力矩达到安全极限值时,红灯开始报警,执行系统迫使液压卸荷,切断动力,停止吊车动作。 2.钩头上升高度达到极限值时,停止钩头动作。 3.保持液压系统平稳动作,锁止液压油缸和液压马达。 在汽车吊作业过程中,确保这些装置和元件的有效性能,是汽车吊安全作业的基本保证,因此在作业前或作业中都要严密关注它的情况,一旦有丝毫的异常就要随时停机查明原因,加以排除,确认无误后才可继续动作。 五、起吊参数及载荷系数的确定 汽车吊起重参数的确定主要是指起吊重量,吊车工作半径,臂杆使用长度等,需要认真考虑的是被吊物的尺寸和重量,以及要吊的初始位置和准备吊达的最终位置,现场平面布置及空间位置。 1.知道被吊物的尺寸和重量,初选吊车工作半径。如某施工现场有一台储罐Q1=16t,直径φ4.0m,罐高5.6m,要从水平地面吊至高为5m的基础上,选用吊车工作半径,现有一台NK-400E加腾汽车吊,16.5m臂杆6.4m工作半径时可吊20t,钩头重q1= 0.45t,吊装索具重q2= 0.2t,是否合乎使用要求? 吊车回转中心至后尾距离为2.5m,储罐半径为2.0m,初选工作半径为6.4m,吊车后尾至吊物间隙为e,则有e=6.4-2.5-2.0=1.9(m) 初选16.5m臂杆的吊装高度大于基础高5m+5.6m=10.6m,所以选择NK-400E吊车的相关工作参数符合安全起吊要求。 2.确定动载荷。在起吊作业过程中,由于频繁和突然的起动与制动,加之发动机运行振动以及风力作用在被吊物体上而附加的吊载,使原有的静止载荷有了增大的改变,因此就引入了动载荷系数K1,以动载荷系数K1乘以原静载荷,得出了计算动载荷,通常汽车吊动载荷系数选定为K1=1.2,如令动载荷为Q2,静载荷为Q0,则Q2=K1×Q0= K1(Q1+q1+q2)。 设备在垂直吊装作业时,提升系统的最大动载荷同时要考虑钩头滑轮组重量q1,吊索具的重量q2。 3.两台以上吊车同时抬吊一台设备时,每台吊车可吊载荷应是相应工况下额定载荷的80%,如TG500E多田野50t汽车吊,在支腿全伸,21.8m起重臂长,在工作半径4.0m时的最大起重量是24t,采用两台吊车合吊一台设备时,每台吊车的起重能力只能是 24×0.8=19.2(t),考虑动载荷系数,则Q2==16(t)扣除钩头滑转组0.5t和吊索重0.1t,则每台吊车最大起吊重物能力只能是15.4t。 六、起吊钢丝绳的选用及吊物的捆绑 吊装设备钢丝绳的强度是起重吊装安全的关键,在选用钢丝绳时要根据钢丝绳受力进行强度核算,不同的吊装工况不同的吊装机械所选用的钢丝绳都有相应的安全系数规定。 1.由钢丝绳受力确定选择钢丝绳,通常汽车吊吊装设备使用的钢丝绳的安全系数为6~10,设钢丝绳选用的安全系数为n,钢丝绳应受的最大拉力为Fmax,钢丝绳的破断拉力总和为Fb,钢丝绳破断拉力换算系数为φ(钢丝绳名义直径与作拉力试验同等直径钢筋的实际截面积之比值),则有 根据上式中钢丝绳所需的破断拉力选出相应规格型号的钢丝绳。 2.吊装钢丝绳受力的计算 选择吊装吊索直径时要根据物体的重量,吊索的根数及吊索与水平面夹角大小来决定,夹角越大,吊索受力越小,反之夹角越小,吊索受力越大。如图:采用两弯四股 钢丝绳与水平夹角的关系,α越小,h越大,夹角就变大,钢丝绳所受张力变小,反之变大,捆绑钢丝绳与水平夹角在450~600为宜,这样,就有吊装时的稳定又不致于加大钢丝绳的张力,在捆绑设备(吊物)时,钢丝绳与设备间应加塞软性防滑物,避免钢丝绳被割伤和滑移。 七、汽车吊的稳定性及站立位置的确定 汽车吊的稳定性是指在自重和外载荷作用下抗翻倒的能力,也就是在其吊起规定的重物离开地面而不翻倒为准。 ⑵自身稳定是指在非工作状态下失去稳定而倾倒的抵抗能力,如风力影响等,自身稳定应满足下列要求: 自身稳定系数另外自身稳定还需考虑坡度影响,附加载荷和载荷偏摆等。 2.站立位置的确定: 汽车吊的站立位置非常重要,它对安全起吊和设备就位有着决定性作用,在确定汽车吊站立位置时要充分考虑被吊物的重量、尺寸、被吊物就位时的高度,以及上吊在作回转动作时,是否在安全区域内,同时还要考虑汽车吊的进、出线路以及工作空间无障碍物等,用一台吊车起吊多台设备时,站位更要选择科学、合理、以充分发挥其工作效率,具体要求是: (1)场地要坚实平整,如需要时铺设枕木或钢板,防止沉陷。 (2)汽车吊的回转支承面与水平面的倾斜度不应大于2/1000。 (3)汽车吊的任何部位与架空高压线的安全距离应符合规定。 (4)汽车吊支腿下部要有足够面积的承压枕木,以保证作业时的稳定。 (5)在坑、沟边吊装时要有可靠的安全距离,其净距离要考虑坑、沟的深度和土质情况来决定,通常安全距离应是坑、沟深度的1.1~1.2倍。 (6)汽车吊站位下方要避免隐蔽工程,尤其是在工厂区,应在站位前摸清情况,必要是进行取证。 八、其它要注意的问题 1.明确汽车吊吊装作业区域,设置警戒线,安排专人负责现场安全。 2.起重作业要有专门的起重工,并且持证上岗,汽车吊要有安全使用许可证,在作业前要对其技术性能作进一步确认。 3.设备的捆绑要有防滑措施,设备就位应视需要在预先加装溜绳,以作就位时牵拉使用。 4.起重作业时风速不得大于13.8m/s(相当于6级风),臂长大于50m起重机作业时,风速不得大于9.8m/s(相当于5级风)。 5.汽车吊在吊装作业时,可先将被吊物按预先起吊半径吊起离地100~200mm,稍等片刻(10~15分钟)观察重物下落情况,各油缸活塞杆回缩情况,结构件的受力情况,必要时加以检测计量,确认符合要求后,放落被吊物,检查支腿支承情况和回转盘水平情况,必要时加以调整,再重新进入起吊作业。 6.避免雨、雪、雾天气作业。 7.不允许不打支腿进行任何起重作业。 8.不允许斜拉、斜吊和吊拔重量不明物体。 9.起重作业时不得随意调整支腿。 10.汽车吊作业区域内不得有防碍作业的障碍物。 11.汽车吊在操作时应平稳起吊,起吊被吊物和被吊物就位时尤其要缓慢平稳,防止快动和制动带来的冲击载荷。 上述有关汽车吊安全技术使用事项,是针对现场吊装实际考虑,是为了合理合规正确使用汽车吊完成相应的吊装工作,主要从吊车性能的保持、吊装参数的选择、吊索的选择、吊车的站位稳定及基本的安全技术措施来着手,把通常应用实际与相关技术规定相结合,力求使汽车吊在广泛的应用领域能安全稳妥的应用,更好地适应新经济建设事业的需求。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展 摘 要:近年来,随着人们生活水平的提升,我国汽车保有数量在不断的增多,随之而来的,交通事故发生率也越来越高,因此,全社会开始普遍关注交通安全问题。笔者认为,对于汽车安全技术,一般可以从两个方面来理解,一种是主动安全,另一种则是被动安全。本文分析了汽车安全技术的智能化发展方向,希望可以提供一些有价值的参考意见。 关键词:汽车安全技术;智能化发展;分析 汽车节能、环保、安全是现代汽车技术的发展方向。其中最重要的是汽车安全,因为其和人们生命财产有着最直接关系。汽车安全技术将一系列先进的技术设备加以应用,借助于传感器和雷达,可以对周围交通环境与路面状态等进行检测和扫描,同时,将电子、信息、通信处理技术等应用过来,智能化程度得到了显著提升,车辆安全程度得到了提高。 1 主动安全技术 在车辆控制系统中,非常重要的一个方面是车辆智能安全保障系统,如安全系统、危险预警系统等,通过这一系列先进技术的应用,可以保证行驶安全;将传感器、红外线以及超声波传感器等安装于车身各个部位,这样就可以有效地监测路况、预防事故,尤其在容易出现事故的环境下,如雨天、大雾等,可以借助于声音和图像等,将车辆周围以及车辆自身信息提供给驾驶员,这样就可以有效控制车辆,降低了事故发生率。同时,因为有传感器布置于车身四周,那么就可以对车辆四周的路况分别探测,将回避操作指令等及时提供给驾驶员,促使车距符合相关要求。具体来讲,包括以下几个方面的技术: 1.1 制动系统 通过实践研究表明,借助于汽车制动防抱死装置,可以促使刹车距离得到缩短,在刹车过程中,也可以有效控制车辆,这样交通事故的发生几率就得到了有效降低;而ABS的辅助功能则是电子制动力分配,可以对ABS的功效有效改善,ABS的升级版为加速防滑控制系统,在汽车加速过程中,它可以有效控制滑动率,否则就容易出现打滑问题。 1.2 车速自动控制系统 借助于本系统,车速保持固定,本装置行驶于恒定速度下,加速踏板是不需要踩的,那么车辆就可以更加安全平稳的行驶,车辆如果行驶于高速公路上,这种装置就非常有效。 1.3 视野、控制和显示装置 驾驶员要想安全驾驶,视野非常的重要;要想扩展驾驶员的视野,就可以对摄像头适当增加,对玻璃材料进行改善,将防雾防眩功能给充分发挥出来,如果出现了不利天气,镜面清洁需要良好控制。同时,为了促使黑洞效应得到减少,还可以将紫外线大灯给安装过来,这样驾驶员方可以具有良好的视野,降低了交通事故的发生几率。 1.4 危险警告系统 通过危险警告系统的应用,可以避免车辆与行驶路线偏离,导致碰撞或者其他交通事故的产生。在这个方面,可以将CCD摄像机应用过来,以便对道路上的白线进行识别,如果汽车与行驶的道路发生了偏离,司机没有将转弯信号给出来,系统就会自动将声音预警提示出来,如果司机依然没有将纠正动作,系统就会对汽车自动控制,以便促使行驶方向得到保持。 1.5 预警监测系统 借助于本系统,可以有效监测驾驶者、车辆以及道路状况,并且给出相应的警示。比如行人横穿预警,因为我们将超声波传感器设置于汽车保险杠上,那么就可以对车辆前面的行人或自行车等有效监测,如果出现了一些情况,可以及时发出预警,司机也可以集中注意力。将激光雷达用于车轮控制系统中,采用的光束有着较小的照射幅度,水平振动于水平方向,并且不断照射,结合前车反射光反射回来的时间,就可以对车距有效计算,促使车距符合相关要求,如果过分接近了前车,就会有报警信号发出,对驾驶员起到有效警示作用,行车安全可以得到保证。以马自达汽车为例,应用碰撞预警系统技术,将激光雷达装置设置在格栅上,可以对车前行人进行有效的监测。 2 被动安全技术 2.1 智能安全气囊 如今,安全气囊已经被普遍安装到汽车中,这样如果车辆出现了中等或者严重的碰撞,可以避免伤害到车上人员。调查研究发现,广泛采用的智能控制系统往往具备微处理器,控制系统既需要处理电子式传感器的信号,又需要将点爆信号给输出去。过去所采用的安全气囊,仅仅能够保护车内乘员,而进入新世纪以来,还需要有效融合人、车和环境,因此,在汽车设计过程中,还需要保护行人。可以在汽车前部安装相应的安全气囊。一般经常使用的有两种,发动机罩气囊和单独的前围气囊,通过碰撞传感器,激发发动机罩宽幅气囊,这样机罩气囊就会展开于保险杠上方,可以有效保护中高身材成年人的腹部和臀部,而对于儿童或者身材比较矮小的成年人,则可以有效保护其头部和胸部。碰撞传感器激发单独的前围气囊系统之后,就会展开于左右A立柱之间的风窗底部前方,汽车的这个部分能够被覆盖到,这样头部的防护性能就可以得到有效提高。 2.2 座椅安全带 如今,在设计安全带的过程中,也应用了诸多先进技术,结合车辆的具体设计情况,可以有一定的变形出现于安全带收缩装置中。在检测方面,采用的是碰撞传感器,如果出现了碰撞,司机和乘客得到有效保护。同时,设计的安全带还将孕妇和儿童给纳入了考虑范围,这样孕妇和儿童的安全就可以得到保证。 3 结语 综上所述,汽车安全在汽车电子控制中是非常重要的一个方面,如今智能传感器、执行器以及电控单元等得到了大力开发,并且在汽车上也开始广泛应用雷达技术、计算机网络技术等,可以有效集成汽车安全装置,促使汽车安全性能得到提升。汽车的智能化、信息化和自动化程度不断提升,那么汽车安全也需要朝着智能化方向发展,这样在安全领域内,就需要对安全系统大力开发,保证具有较好的性能和更快的反应,这样方可以有效保证汽车安全。 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术和被动安全技术发展探究 摘 要:随着人们经济水平的不断提高,汽车的应用已成为普遍的趋势,由此带来的汽车安全问题成为全世界关注的焦点。本文从汽车安全技术的概念入手,简述了汽车主动安全技术和被动安全技术的应用情况,明确了未来汽车安全技术的发展趋势。 关键词:汽车主动安全技术 被动安全技术 发展 从汽车投入使用那日起,汽车的安全问题就一直是汽车设计者非常重视的问题,针对汽车安全领域的额研究和改进也没有停止过。经过世界各个国家和组织的共同努力,汽车安全技术在很多方向中也取得了不错的成效。加大汽车的安全技术可以在很大程度上减少了事故发生的几率,减轻了由事故所带来的伤亡和各方面的损失,进一步保障了人们的人身安全。 一、汽车安全技术的概念 汽车的发展和应用的百余年里,汽车的安全问题一直受到汽车制造商和社会各界的广泛关注。汽车的安全成为人们重视的重点,随意打开某一品牌的汽车宣传册,汽车安全的介绍往往占据主要的篇幅。汽车安全技术可以划分为主动安全技术和被动安全技术两种。主动安全技术是运用原有的防范,防止交通事故的出现。被动安全技术则是指事故发生的过程中或者事故发生后,把伤害减到最低的技术。虽然被动的安全技术也可以减小事故发生的伤害,主动安全技术则更占据主要的位置,主动安全技术可以最大可能的避免事故带来的人员或者车辆的损害。主动安全技术起到防患于未然的作用,减少事故发生后出现的交通拥堵而引起的间接地经济损失的问题。 二、汽车主动安全技术及应用 (一)汽车防抱死制动系统(ABS) 汽车防抱死制动技术就是运用计算机对传感器所探测到的各个车轮的转速进行计算,得到当时车轮的滑移率,以此来确定车轮是不是存在抱死的情况,这时可以对执行机构下达调整制动压力的命令,确保车轮在理想的制动情况中运行。对于防抱死制动系统的准确认识是如果驾驶人员要进行紧急刹车的情况,可以保持车辆不会因为抱死而失去控制,可以维持住转向力进而躲避障碍物的碰撞。在通常的情况下,防抱死制动技术不可以缩短刹车的距离。 (二)驱动防滑系统(ASR) 汽车的驱动防滑系统是指在车辆进行加速运行车轮打滑的时候,运用把调整点的时间和间歇关闭的喷油阀降低至发动机进行转速,从而降低了发动机的扭矩,保障车轮不出现打滑的情况。汽车驱动防滑系统是防抱死系统的延伸,进一步为防抱死系统进行完善。汽车的防抱死系统可以确保制动过程中的汽车方向的稳定和操纵性,汽车驱动防滑系统则保障了行驶过程中汽车方向的稳定性和操纵性。所以,汽车驱动系统只能对驱动的车轮加以控制,而汽车防抱死系统可以对所有的车轮实施控制。 (三)电子稳定程序(ESP) 电子稳定程序对于防抱死系统和驱动防滑系统具有支援的作用。电子稳定程序运用各个传感器得到的车辆行驶情况的信息实施分析,对前面两种系统发出纠偏的命令,辅助车辆维持好平衡。电子稳定程序由车轮传感器、电脑、转向传感器等部分组合而成。如果汽车在行驶的过程中,转向的参数会不停的传到电脑,电脑可以结合其他传感器的值来对该车辆行驶过程的转向不足进行修正。 二、汽车被动安全技术及应用 汽车的被动安全技术是指当事故已经发生后,运用车内的保护系统保障车内所有人员的损失降低到最小的程度。 (一)安全带 安全带的应用有着很久的历史,如果出现剧烈碰撞的情况,安全带可以确保车内人员的身体状态不会出现乱动,为其他的安全设施发挥作用奠定基础。汽车上所运用的安全带一般有两点式、三点式、四点式和斜挂式,分别由安装固定件、调节件、织带等部件组合而成。目前的安全带技术运用电子限力预紧的模式,这种模式的使用不仅可以精确地锁定安全带,也可以在收紧安全带的同时保障乘车人员的身体和椅背靠紧。电子式的安全带和安全气囊隶属同一套的控制设施,如果出现剧烈撞击的情况,安全带就运用自带的收紧装置比气囊优先工作,更有效的确保乘客的人身安全。 (二)安全气囊防护系统 安全气囊防护系统的应用在很大程度上减小了碰撞发生时车内人员的受伤几率。安全气囊划分为气囊系统、传感器、气体发生器三个方面。由于技术的快速发展,安全气囊的保护范围也不断的加大,安全气囊的应用可以使紧急的撞车事故中减少车内人员遭受仪表盘、方向盘和挡风玻璃对于颈部、头部、和胸部剧烈的撞击。保护气囊的保护部位由安装位置所决定。安装正面的安全保护气囊需要在车头的左右两面30度的区域内的正面碰撞并达到一定的碰撞的速度和力度方可引爆,侧面的安装要求碰撞点在中心线60度左右的区域内。所以不要以为安装了安全保护气囊就万事大吉了,在没有系安全带的情况下,安全气囊对于保护人的左右更小,也有可能出现不好的作用。因此想要发挥气囊原有的作用,首要的条件是系好安全带。 (三)自动求救系统 自动求救的系统是被安装与GPS车上最新的被动安全系统。如果车辆发生严重的碰撞事故后,此系统可以快速的向救援中心发出呼救,并把事故发生的位置和车辆所处的状态进行报告,为救援人员尽早的获知伤员的信息做了快速的传达。自动求救系统不仅可以预测车内是否有需要救助的人员,也可以检测出车厢内部微量的二氧化碳和轻微的震动情况,为尽快、尽早的救助受伤人员争取了宝贵的时间,把伤亡的指数减小到最低的限度。 三、汽车安全技术的发展趋势 随着电子信息技术的快速发展,越来越多的智能技术在汽车上得以应用,安全技术也向智能化的方向推进。安全技术的智能化主要表现为可以对车辆的行驶情况时时监控、对车辆自身进行监控、可以对驾驶人员进行监控。比如:可以对在车辆运行过程中驾驶人员的瞌睡情况提出警示,智能化的系统也可以对于驾驶人员的身体状况进行监控,判断驾驶人员是否适合驾车。也可以运用智能化的装置对车辆自身进行监控,杜绝出现病车上路的情况,减少事故出现的几率。 可以把汽车、人和道路当做一个系统来进行研究,达到三者的协调发展,确保各自性能的最佳匹配状态,达到驾驶人员的行为特征和道路的设施、交通法规各方面的最佳协调模式,保障整体系统的最佳效益。 为了确保汽车的主动安全系统和被动安全系统可以合为一体的使用,达到更高的安全性能,在最大的程度中保障车辆、车内乘客和路边行人的安全。把雷达、稳定的控制电子传感器和影像传感器进行整合,全面的监控驾驶的环境,自动的帮助驾驶人员运用更好的防护方法。 结束语:汽车作为现代社会无可替代的交通工具,不仅给人们的出行带来了方便,随之而来的还有重大的安全问题。汽车主动安全和被动安全具有相互补充的功效,基于现今汽车的主动安全技术和被动安全技术的应用,对未来汽车的安全前景做出展望。 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术势在必行 现如今,中国汽车市场发展快速,国内消费者对驾车生活的追求也逐渐从满足基本的代步功能转向追求舒适和安全等更为高层次的需求。对于保千里汽车主动安全系统,汽车电子行业知名品牌广州飞歌汽车音响有限公司的副总经理陈健勇表示,如果能够有效针对潜在危险向驾驶者提供更加全面、及时的信息,可以有效提升国内汽车安全水平,这不仅对车主是一大福音,也给行业今后在汽车主动安全领域的发展指明了方向。同时,他指出:“汽车的交通安全是我们汽车电子企业的一份事业,同时也是一份社会责任。道路的交通安全离不开企业的创新发展,企业在市场推广的同时也提高了交通参与者,尤其是车主的安全意识。我相信,随着消费者观念的转变,汽车主动安全系统这类产品的市场前景是非常好的。” 据陈总介绍,主动安全相比被动安全,更能保证驾乘者的安全,防患于未然。从过去的数据来看,被动安全的参数基本接近饱和,它的作用已经接近于极限。现在大家更关注的是怎样预防事故的发生,因此主动安全产品的应用将是未来汽车安全产品的发展趋势。“在汽车业群雄逐鹿的今天,无论从消费者的角度出发,还是从汽车电子行业发展方向来看。中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向,在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。”他说。 深圳市汽车电子行业协会副秘书长陈会军也表示,汽车主动安全产品是一个大趋势,将来会慢慢形成一种标配。他说:“对于驾驶者来说,他们需要的是越来越安全,而汽车的进化就是往安全、便捷、智能化方向发展,所以汽车的主动安全在今后相当长一段时间内可能会占领主要的位置,特别是汽车电子这一部分,汽车安全部件现在增长是非常快的。现在很多高档车都已经安装了主动安全系统,一些中档车也开始在装,根据每个车厂设计的车型的不同,功能会有一些小的差异,但是大的方向是相同的,各个车厂都有自己主动安全的基准侧重点。” 不过,就目前来看,尽管主动安全方面的产品开发已经取得一定的成就,但当前汽车主动安全防护方面的应用状态还很少,普及率较低。对此,陈秘书长表示:“从前装的车厂来看,很多高档车都已经装了,但是后装有些难度,也有技术方面的问题。目前后装的可能只是在原来的基础上加装一些预警和提醒的功能,对车本身的驾驶没有干预,但是前装的车厂很多时候可以对整车的驾驶进行干预,比如自动减速或刹车,这是有很大区别的。从普及率来说,比较快的还是前装车厂的这种模式,但高档车毕竟买的人不多。不过到了中档车也有这种功能的时候,也会有更多的人对主动安全这个概念有更清楚的认识。比如20万以上的车都标配有这种功能的话,那对于普及来说是非常有利的。” 而飞歌的陈总分析道:“任何一个新产品的研发过程都是不易的,因为主动安全是一个新领域,对企业不仅仅有技术上的创新要求,对企业的研发思路上也有极大的创新要求。目前国内主动安全技术的研发相对滞后,但广阔的前景不言而喻。当然,主动安全的意识要不断推广普及,让更多企业和车主加入主动安全的行列。” 那么,汽车电子企业能为汽车主动安全的发展提供哪些支撑呢?陈总说:“我觉得汽车电子行业在汽车主动安全领域还是大有可为的,就拿飞歌自身产品来说,其中就有一项很重要的功能胎压监控。驾驶者可以通过车内提示系统来判断轮胎胎压情况是否正常,避免因轮胎亏气出现的行车跑偏,预防因胎压不正常出现的爆胎情况,在高速行驶时对于乘坐者的安全也是一种保障。汽车电子的种类繁多,但无论是什么类型的产品,都应该从自身角度出发,将细节做到极致。特斯拉开启了汽车的智能时代,让有技术优势的企业有了新的生机。汽车的智能整合也即将开启,例如主动防撞、道路偏移纠正系统和专业的夜视记录仪就能通过智能系统充分结合。汽车电子企业可以在车辆的通讯、发动机控制、OBD报警、远程故障诊断、轮胎、夜视、主动防撞、车道偏移纠正、救援、云数据等方面提供最新技术和产品支持。将来安全性汽车电子产业将是一个百花齐放的阳光产业。” 在陈总看来,企业的竞争形态可以看出一个行业的发展状况。目前已经出现了很多创新的、有特色的汽车电子产品,除了保千里汽车主动安全系统外,还有自适应巡航系统、车道偏离警告系统、主动刹车系统以及防撞系统等产品。但车载导航是汽车与人沟通的中心点,扮演着司令部的角色。将来所有的汽车智能化产品都是借助车载导航来实现操控与通信。所以,将来的汽车主动安全系统与车机是一个相互配合、相互推动的过程。 对于汽车主动安全未来的发展,陈秘书长也提出了一些建议:“对于汽车制造厂而言,我觉得在汽车设计定型和销售时可以在汽车主动安全方面多做一些科普和宣传,这样可以进一步提高车的销售和买车人的安全意识。而对于后装市场,要尽量将产品的稳定性和可靠性做得更好一些。但我不是特别赞同后装主动安全的企业去干预车辆的驾驶。我觉得后装市场做主动安全的企业把预警做好,能做到提醒驾驶者这就够了,不要轻易涉入车身去干预驾驭。不管是后装的差异、品质,还是品质的管控,安装的难度,市场销售的策略,我觉得都应该是这样子。” 结语 很明显,消费者对于汽车主动安全的需求是存在的,这种需求已经逐渐被激发出来并促使汽车业进入了主动安全时代,这对于汽车电子企业而言无疑是一个机遇。或许过不了多久,将会有越来越多的企业挤进汽车主动安全这片蓝海,那就让竞争来推动这个领域的创新和提升吧! 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术新动向 如果要列举目前汽车技术最热门的领域,主动安全无疑应该榜上有名。近日有媒体测算,根据目前汽车保有量、增速和电子系统价格,未来3年国内汽车主动安全系统前端市场有望达2926亿元人民币的庞大市场规模;夜视系统后端市场也将达733亿元人民币。 碰撞预警、紧急制度辅助刹车、驾驶辅助、自动泊车、车道偏离警告、ABS、电子差速锁……如果留心一下,你会发现,在2013年上市的新车会上,这些主动安全技术名词开始被作为新车营销的亮点频频提起,德尔福高管甚至称“2013年是中国汽车主动安全元年”。包括德尔福在内的博世、电装、大陆、天合、威伯科等外资零部件企业,早已看准主动安全会在国内汽车市场得到大规模应用的前景,均展在这方面开展了大量的前沿研究。 这里,《汽车科技》把近来主动安全技术的新动向分为三类,分别为大家呈现。 外部检测系统 汽车主动安全策略中,外部检测系统一般主要是针对车辆外部危险物体的靠近进行的检测,用以对驾驶人员进行预警,沃尔沃公司在这方面近来有项新的技术,可以主动发现“突然冒出来的骑行者”。 今年1月份,沃尔沃宣布跟瑞典头盔及运动防护装备公司POC合作,并提出了全新的交通安全理念,他们的第一个合作项目就是从汽车到自行车的通信系统,即在四轮的机动车和两轮的自行车之间建立信息交互渠道。这个合作项目的基础是沃尔沃在2013年3月份的骑行者检测技术。沃尔沃与POC将在今年的下半年进行新技术的公开展示。 所谓骑行者检测技术,是对与车辆行进方向相同的骑自行车的人进行实时监测,能够在即将发生碰撞时自动全力刹车的主动安全技术。这项技术是对行人检测技术的一大更新,对于已经实装行人检测技术的车辆,可以直接升级这项新功能。 根据沃尔沃统计的数据显示,在欧洲,有50%的骑行者死于与汽车相撞。因此,对于骑行者的安全保护技术,也被提上日程。但是,与行人相比,骑行者的速度更快,而且同时有“人”与“物体”两种因素,要进行骑行者检测,对检测系统就有了更高的要求:必须能够进行更快的视觉数据处理功能,能够实现更快的识别和更精准的判断。 骑行者检测系统中三项设备各司其职:安装在进气格栅上的雷达,用于识别探索范围内是否有物体并计算两者之间的距离;安装在车内后视镜前方的摄像机,用于判断物体的类型,是行人、车辆、动物还是骑行者;最后还有一个中央控制单元,持续不间断地监控并评估前方的交通情况。 该系统不仅能够检测前方行人和骑车人,向司机发出提醒,还能够在司机反应不及的情况下主动采取制动。虽然无法完全避免碰撞的发生,但该系统至少能够将碰撞发生后的损伤降到最低。 国外汽车媒体AOL Autos将这项技术评为年度技术之一。最重要的是,沃尔沃已经准备将该系统搭载于2014年款的车型系列中。 去年,国内科研人员也开发出了成本更低的外部车辆预警摄像头。 在模拟的数字画面中,通过视频捕捉的前方车辆与测试车的间隔距离实时显示,10米、8米、6米……滴滴滴,当两车距离过近时,系统立即通过声音向驾驶者进行预警。这就是27岁的新加坡南洋理工大学工学博士刘国清展示的新型汽车主动安全系统。 “它的工作原理与沃尔沃、奔驰这些高端汽车配备的碰撞警示系统工作原理相同。后者是基于雷达,我们的系统只需要依赖于一个摄像头。”刘国清是南京一家信息科技公司的总工程师,“与辐射范围只在2到3米的短距离倒车雷达不同,应用于汽车前端的长距离雷达的成本很高,因此只能在高端品牌的汽车上配备,或提供选装,价格都在万元以上。”正是这一点的优秀区别,使得刘国清和他的创业伙伴们找到了市场中的这块蓝海,“目前,我们是国内首家以视频捕捉分析技术为优秀的主动安全系统研发团队。在世界范围内,也只有少数几个独立团队和国际汽车集团从事这一类型的产品开发。” “一部iPhone 4S的摄像头和芯片处理能力就能完全满足技术的硬件需要。”刘国清透露,以这套新型汽车主动安全系统为蓝本开发的App将以免费的方式在苹果商店提供下载,“只要开车时将手机进行类似行车记录仪的方式进行固定,打开软件就行。” 驾驶员辅助系统 驾驶辅助是较早开始应用的、针对驾驶员的主动安全技术,尤其是在大型客车上,辅助配置越来越多。目前针对驾驶员的主动安全技术有一个热点――防驾驶分心,通过各种跨学科手段,检测驾驶员的注意力集中状态,用以指导甚至控制车辆的运行。 很多人觉得自己可以一脑多用,但科学证明并不是如此。“大脑是一台集中注意的机器;它只能一次进行一项任务,”Geoff Mackellar说,他是神经工程公司Emotive的CEO。“因而当你觉得自己在进行多任务处理时,实际上只是在不同任务之间迅速地来回切换。”当你边开车边发邮件时,后果是非常危险的。 Emotive和西澳大利亚皇家汽车俱乐部最近刚完成了一项研究,他们造了一辆叫Attention Powered Car(注意力驱动车)的汽车,用以研究我们开车时分心的频率。这车就跟它的名字一样:只有当你注意力完全a集中时才能全速开动;如果你分心了,它会根据程度来调降车速。 他们使用EPOC(过量耗氧)建立了一个精神探测系统,用来测量驾驶者转换注意力的频率。它会跟踪整体的注意力水平,同时会测量驾驶者喝咖啡或是玩弄广播时的注意力。那个耳机拥有14个EGS传感器,用来测量整体的大脑活动,有8个专注于大脑额叶,这是集中注意力的地方。 最有意思的是Mackellar可以知道一位驾驶者将要分心,在你拿手机发短信之前它就知道你要分心了。“我觉得很惊讶,我们可以探测驾驶者将要做什么事的意愿水平。”他说。 2013年,日本的一名工程师还研制出了一种基于计量生物学原理的车用安全系统,可通过名为EEG的脑电波扫描仪监测司机的脑电波,从而判断出是否有劫车、疲劳驾驶、酒驾或引擎熄火等异常情况的发生。 这个EEG系统由一系列的电极组成,通过连接司机的头皮来检测其脑电波。和指纹、虹膜或者视网膜一样,每个人的脑电波都不同,可用于作为甄别个体的可靠依据。 EEG系统在投入使用前需要首先获取车主在正常驾车状态下的脑电波,当出现劫车、瞌睡、酒驾等突发事件时,车主的脑电波会出现异常,系统即可通过有异的脑电波获知驾车情况有变,进而发出警示或作出其他的必要反应。当有人试图盗车时,EEG可检测出脑电波并非车主所有,自发制动引擎,使汽车无法启动。 在未来,或有可能推出通过无线连接装置将车主的脑电波信息传送给汽车、电脑、智能手机或其他需要持续认证的装置。最为理想的情形是:所有的此类装置都能在车主在场时自动解锁、在车主离开时自动上锁,无需任何手动操作。但距离如此智能化的系统还有多远距离,尚未可知。 2012年4月,谷歌了风靡一时的谷歌眼镜(Google Project Glass),它是一款“拓展现实”眼镜,具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照,视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。今年初,谷歌宣布正在研发一款名为Drive Safe的app,将和谷歌眼镜配套使用,用于在司机出现瞌睡迹象时发出警示提醒,并帮助其寻找距离最近的休憩场所。 司机通过语音命令“眼镜,让我保持清醒”即可启动该app。该app主要利用一个红外线传感器和一个倾斜传感器运作,其中,红外传感器检测司机的眨眼情况,倾斜传感器用于测量司机的头部方位,两者测量得出的数据可通过一个特殊的公式计算出司机是否在打瞌睡或有打瞌睡的趋势。如果计算结果显示司机已出现驾车疲劳,那么app就会出现语音警示提醒,并提供距离最近的休息地址。 不过以目前的状态来看,以上三种技术现在还很难应用到实际当中,很多人连安全带都懒得系,更不用说戴个傻气耳机、眼睛或其它装置了。此外,注意力驱动车在公路上随便减速也是很危险的,而谷歌Drive Safe需要和谷歌眼镜结合使用,司机有可能收到眼镜发出的其他无关消息对驾车过程带来干扰,加利福尼亚州就曾处罚过一位戴谷歌眼镜开车的女性。因此,它们是否会商业化还难以定论。 2013年11月,伟世通电子提出一种全新的车舱新概念,其中采用多用途摄像头用于监视路况的同时,保护司机的人身安全。 全新的多功能摄像头能够将特定的驾驶员控制系统增强,能够减少司机在操作这些系统时所花费的时间,减少司机分心的几率。多功能摄像头同时还能够辨认出驾驶者的样貌,并根据情况调节某些系统的运作方式,这一功能用于防止窃贼或强盗时非常有用。 多功能摄像头安装非常方便,可安装在驾驶舱内的各种位置,以实现最佳视野。通过将收集到的画面经过微处理器计算,系统能够辨别出司机当前视线聚焦的地方,例如汽车中控台还是路面。根据这些数据,系统能够即刻自动增强这些功能的可视性,让司机更容易看到信息。 系统拥有的识别能力还可用于自动调节座椅位置或侧视镜。此外,万一有窃贼进入车辆后,系统判断出窃贼并非司机本人后将禁止发动机起动,甚至将拍摄到的入侵者图像保存下来。 前方摄像头与普通摄像头功能一样,检测前方车辆、行人和道路标志。当前方出现障碍物时,微处理器将前方摄像头收集到的画面数据进行计算,而后方摄像头则解析司机当前视线的聚焦点,并判断出司机是否看到了前方的障碍物。这项信息会以声音警报或在仪表盘上弹出信息的方式转达给司机。 伟世通电子正在向各汽车制造商展示这项技术,希望将其运用于未来的汽车安全系统中。 智能交通系统 主动安全新技术还集中在智能交通领域,通过共享道路、车辆信息来预防事故发生。 以前车辆搭载的主动安全系统信号输入主要是由大量的随车传感器提供的,这些随车传感器主要监控驾驶状况以及潜在驾驶危险。而现在已经有大量的研究人员开始研究利用一些外部组合传感器增加甚至替代主动安全系统之前的信号输入种类。 相比之前单纯依靠摄像机、雷达等随车传感器数据的局限性,通过结合GPS卫星数据和车载导航数据作为主动安全系统的信号输入来源具有更广泛的数据输入类型。 越来越多的公司开始研究车辆与车辆、车辆与基站的通信技术,也就是V2X(Vehicle to X)技术。此种通信技术采用了传统车载通信系统不常采用的专用短程通信手段。尽管V2X技术面市还尚需时日,但是其主要的公路测试已经完成。等到美国车辆监管机构批准其上市时,其公路测试的数据将作为主要的数据基准。正因为此技术所带来的车辆安全性以及可承载车流量的大幅提升,目前已有大量的汽车生产厂商正计划在将来将此技术应用到车辆当中。 当路前方较远距离存在潜在驾驶危险时,V2X技术可以及时的通过基站与车辆进行通信,提早做出相应减速措施。相比较随车传感器实时性突出,远距离预警则有所不足。V2X技术的远距离预警功能不仅可以提高驾驶安全性,而且对于提高燃油经济性、保证交通顺畅同样具有重要作用。 目前,德尔福、电装、伟世通等都投入人力、物力研究。 伟世通高级开发副主任Brian Daugherty表示:“V2X系统造价与传统辅助驾驶系统相比要低一些,V2X技术不仅可以作为传统辅助驾驶系统功能上的补充,而且还可供低配车型选配。” 在谷歌宣布125亿美元收购摩托罗拉移动公司两个月后,后者了一款摄像头系统及其专利图,据悉,这项系统能够将检测到的路况信息与其他车辆的司机共享,这也是该公司为数不多的直接与汽车相关的技术专利。这项代号为US 13/556,081的专利或将帮助司机降低道路风险。 “该摄像头系统将收集到的路况信息拍摄记录,并将多媒体信息传输给即将抵达此地的车辆,起到预警的作用。”以上是专利的部分技术说明内容。 系统中包括视频编码器、摄像头、无线电频率调制电路。其中,后者起到调节雷达信号、视频信号8的作用,系统利用跨车辆警报系统(inter-vehicle alert system)控制摄像头捕获视频数据,将视频数据通过后方天线装置传输至其他车。 作为汽车安全措施的重要一环,a新车主动安全系统评价也越来越重要。2013年10月底,中国C-NCAP 管理中心评价部部长、国家轿车质量监督检验中心副总工程师刘玉光透露,新版C-NCAP评价规程预计在2014年形成初稿,2015年定稿并公布实施。“从中远期来看,C-NCAP研究的方向将会更加侧重主动安全、碰撞形态、测量效果、安全考核四大领域。”随着更多企业的加入,主动安全市场由当初的蓝海已经变成了拼杀激烈的红海,但国内企业还是处于被动跟随的状况,等到技术大规模普及红利显现时,我们是否只能望洋兴叹了? 汽车安全技术论文:汽车安全技术运用及发展趋势研究 摘要:汽车安全技术的运用提高了汽车的安全性,降低了事故的发生率,对保证人民的生命财产安全又重要作用。本文首先探讨了汽车安全技术的运用,然后阐述了其发展趋势。 关键词:汽车安全技术;主动安全技术;被动安全技术;发展 一、汽车安全技术的运用 1.汽车主动安全技术 汽车主动安全性是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了主动安全系统。 (1)距离警示系统 该系统主要特点是在自适应巡航控制系统(ACC)关闭时,也可帮助驾驶员保持与前车的安全距离,当距离警示系统被激活后,驾驶员可预先设定驾驶车辆与前车的时间间隔,汽车行驶时,系统探测到驾驶的车辆与前车的时间间隔低于设定值时,会在前风窗玻璃上发出警示,同时发出警告铃声,如驾驶员仍未采取任何安全措施,这个系统会主动制动。沃尔沃汽车公司最近开发出了这种防止撞车的距离警示系统 (2)行人安全系统 除了提高交通参与者的安全意识以外,主动避让的行人安全技术的开发显得尤为重要。该系统由集成在前格栅中的雷达装置,装在车内后视镜前面的摄像头和一个中央控制单元组成。雷达的任务是探测车前的物体并确定与车的距离。摄像头则确定物体的类型。行人安全系统不仅能够对前方静止或行驶的汽车做出反应,还可以探测到任何身高80cm以上的行人(包括儿童)。如果有人走入汽车的行进路线,系统即会发出警告;如果驾驶者未能及时做出反应,系统会自动全力制动。在车速小于35km/h时,可使汽车避免与行人相撞。在较高的车速下,则尽可能在发生碰撞前减小车速。并在发生碰撞前施加全力制动,完全规避或最大程度减少事故发生的伤亡程度。 (3)误踩踏板加速抑制系统 日常生活中,经常会有些新手驾驶者因为把油门当制动酿成的惨剧,针对这一现象,日产研发的误踩踏板加速抑制系统能够有效地降低惨祸发生的概率。在限定的区域内,只要该系统启动着,无论驾驶者用多大的力度踩加速踏板,车辆都不会猛的向前蹿出去。这个系统将成为很多新手驾驶者的福音。该系统通过全景式监控影像系统的4组摄像机获取图像信号数据,可以识别车辆是在道路行驶还是在停车场内(或者前方有障碍物)。 (4)远红外夜视系统 夜间是事故高发时段,照明系统是否可靠直接关系到汽车驾驶员的生命安全。最新的夜视辅助系统可让驾驶员在夜间提前看清近光灯照不到的交通标牌、弯道、行人、汽车、障碍物或道路上其它可能造成危险的物件。装备夜视辅助系统的汽车装有两个红外线前照灯,可以找到前方大约200m的距离,在风窗玻璃内侧,有一个小型红外线摄像机可以记录前方的驾驶环境,减弱干扰的耀眼光,提高其它物件的显示亮度,并将其显示在驾驶员仪表板的显示屏上。 (5)驾驶者警示控制系统 由于高速公路网的不断完善,增加了长时间驾驶的机会,驾驶人员极易疲劳和注意力不集中,由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50%。该系统能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的驾驶员发出警示,避免或减少因疲劳驾驶导致事故的发生。在车辆进入容易使驾驶者进入放松状态的笔直、平坦的道路以及容易使驾驶者注意力不集中的环境时,当车速超过60km/h,该系统激活;当车速超过65km/h,系统便开始进行干预。 2汽车被动安全技术 汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 (1)膨胀式后座安全带 福特开发的膨胀式后座安全带在事故发生时,通过把撞击压力分散到更大面积来扩大保护范围,为头部和颈部提供额外支持,有助于减少撞击对胸部的压力和控制后座乘客头部和颈部的移位。该系统将筒状气囊折叠成褶皱状收放在安全带内侧。在发生正面碰撞或侧面碰撞时,汽车安全带传感器在瞬间测定碰撞的严重性并展开气囊式安全带的气囊,从发生碰撞到气囊膨胀打开只需40ms的时间。 (2)外部安全气囊 福特开发的外部安全气囊系统采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的气囊。这两种气囊一个是发动机罩气囊;一个是前围安全气囊。两者的配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。碰撞发生时,碰撞预警传感器激活发动机罩气囊,其在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开,50}75ms内完成,充气后的安全气囊约有1371mm宽、558mm高、127mm厚,由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。 (3)智能型安全气囊技术 所谓智能型安全气囊是在原有安全气囊基础上增加传感器,以探测前排座椅上是否有人,乘员是儿童还是成年人,是否系好安全带及驾驶员和乘员在座位上所处位置。智能型安全气囊有5类传感器:重量传感器可根据座椅上重量测量出是否有人,是大人还是小孩,是男性还是女性;红外线传感器根据热量探测人的存在;电子区域传感器通过测量低能量电子区域的电流,测定乘员是否存在和其所处乘位的位置;光学传感器判定人体存在与否和其位置;超声波传感器分析反射波探明乘员是否存在及其位置。 二、汽车安全技术的发展趋势 为了避免或减轻行人与车辆相撞时发生伤害的严重度,提高车辆的各项主动与被动安全性,世界各大汽车公司投入巨大的人力、物力和财力来研究和开发汽车安全保护技术和产品,并逐渐应用到现代汽车上。未来汽车的安全技术将向着智能化主动化和集成化的方向发展。 智能化。在科学技术不断发展的今天,高科技在汽车制造业中的运用越来越多,使汽车安全系统向着智能化方向前进。通过这些智能化设备的运用,提高了汽车操作的简便性和安全性,保证了人们行车的舒适与安全。 主动化。数据表明,汽车被动安全技术的发展已经到了瓶颈阶段,很难再有新的突破,其作用已经接近极限。现如今,只能通过运用主动安全技术来提高人们行车的安全性。 集成化。将主动安全技术与被动安全技术进行融合,使之形成一个有效的网络,协同发挥作用。中央控制系统能够在危险逼近时主动辅助驾驶者驾驶汽车,而如果事故无法避免的话,系统将会在有限的时间内,把事故的后果减轻到最轻的程度。 三、结束语 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状及展望 摘 要:安全技术是汽车技术中最重要的问题。保证汽车技术的安全性可以减少交通事故的发生,减少交通事故带来的伤亡和财产损失。研究和展望现阶段的汽车主动安全技术和被动安全技术,并对汽车安全技术的前景进行展望。 关键词:主动安全技术 被动安全技术 防抱死系统 电子稳定系统 1 引言 作为现代社会不可缺少的交通工具,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长,相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下,经过各个国家和组织的不懈努力,汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。本文中,笔者将对汽车安全技术的现状和汽车安全技术的未来进行研究和讨论。 2 汽车主动安全技术 汽车主动安全技术主要包括:防抱死系统,电子稳定系统,电子制动力分配系统,转向控制系统,防滑转系统等技术。 2.1 防抱死系统 防抱死系统的基本功能是在实时状态下感知汽车车轮的运动状态,并对其作出调整,防止车轮抱死事故的发生。根据统计数据显示,轿车,重型卡车和客车在安装了汽车车轮防抱死系统后,交通事故发生率分别减少了8%,15%和5%。通常情况下,防抱死系统可以明显的提升汽车运动状态下车轮的安全性并很大程度上的减少相关事故的发生。 2.2 电子稳定系统 通常情况下,电子稳定系统包括以下几种功能模块:驾驶员疲劳检测,距离控制,周围环境检测,刹车助力器,限速器,综合稳定性控制,汽车轨道设置器和汽车轨道偏离警示系统。这几种功能模块的综合使用,可以很好的提升汽车运行的稳定性,从而减少汽车交通事故的发生。 电子稳定系统的工作原理是:通过感应监控设备来监控汽车运行状态下的所有数据,数据会被传输到微型计算机控制系统,系统用提前存储好的标准状态数据和接受的数据进行比较,以此来判断汽车当前是否处于不稳定的运行状态。一旦发现汽车处于不稳定的运行状态,系统会迅速的分析当前汽车的不稳定程度和可能出现的后果,如果不稳定程度比较严重,系统会取代驾驶者自动控制汽车。从而减少潜在的事故发生,保证汽车安全。 2.3 电子制动力分配系统 电子制动力分配系统经常被看做是防抱死系统的辅助系统。它可以调节汽车前轴和后轴刹车制动力的分配比例,从而保证汽车的刹车性能。同时,电子制动力分配系统可以和防抱死系统结合使用来提升刹车的稳定性。其工作原理是,利用计算机感应汽车每个车轮的周围环境和摩擦力,控制每个车轮对应的刹车装置,根据得到的数据提供相应的制动力分配方案,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.4 汽车牵引方向控制系统 汽车牵引控制方向系统是用来控制汽车的转向过程的。它是由刹车液压传感器,减速传感器,车身摇摆角速度传感器,转向轮角度传感器和车轮速度传感器组成的。汽车牵引力控制系统可以修正使汽车偏离安全路径的牵引力,防止汽车偏离正常行驶路径。主要工作原理是:利用传感器实时的感应汽车的行驶状态的信息。如果发现汽车当前行驶方向的数据和标准安全数据不同,系统会自动的调节刹车控制器和加速器,同时在不同的车轮上独立的进行制动,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.5 汽车防滑转系统 汽车防滑转系统是一种新出现的系统,是建立在防抱死系统的基础上的。系统通过监测和控制主动轮来防止由于汽车大幅度转向或路滑引起的汽车失控。主要的工作原理是:电子传感器监测主动轮和从动轮的转速,如果发现主动轮的转速比从动轮的转速高,系统就自动发出控制命令,例如降低档位或者刹车从而防止车轮滑转。 3 汽车被动安全技术 汽车被动安全技术主要包括安全带、安全座椅、气囊系统和COF能量吸收刹车踏板。 3.1 安全带系统 安全带系统的作用是在交通事故中,减轻或防止乘坐者由于和物体碰撞引起的伤害。它主要的工作原理是:预紧装置在汽车紧急刹车或碰撞时迅速的收紧,同时安全带将乘坐者固定住,以防止乘坐者和物体碰撞并造成伤害。当撞车影响减弱时,安全带会自动松开。大量的测试证明,安全带最大可以承受1.4吨的力量,可以在90%的事故中起到减轻或防止伤害的作用。安全带系统主要由两部分组成。 (1)安全带预紧装置。预紧装置的作用原理是专门的感应器收集撞车信息,如果发生碰撞就释放出脉冲,脉冲控制气体发生器引爆气体。爆炸产生的气体迅速在管内膨胀,迫使球链向前运动并带动棘爪盘转转动。棘爪盘和轴连为一体,棘爪盘带动轴转动,安全带就绕在轴上,因此瞬间实现了安全带的收紧功能。 (2)安全带拉力控制器。安全带控制器的作用原理是在预收紧装置的轴上有一根金属转动棒。当汽车碰撞结束后,转动棒即开始转动,从而松开安全带。 3.2 安全座椅 安全座椅主要是指以保护儿童乘车安全而设计,制作的专用汽车座椅。汽车的车座和安全带一般都是按照成人体型来设计的,在保护儿童乘车安全性的功能方面有所欠缺。安全座椅根据儿童的身体特点而设计,可以在事故发生时对儿童起到很好的保护作用。 3.3 安全气囊 汽车安全气囊,通常设置在车内正面,侧面和车顶三个位置。旨在减轻乘员的伤害程度,当汽车发生碰撞时,安全气囊在小于0.1秒的时间内弹出并快速充气,保护乘坐者的头部和胸部。此技术的一个不足之处在于,当汽车碰撞不是非常剧烈时,安全气囊的弹出可能会对乘坐者带来不必要的损伤。 3.4 COF能量吸收刹车踏板 统计表明,世界上90%的驾驶者都在严重的汽车碰撞中腿部骨折,甚至造成了残疾。这是由于在重大事故发生时,驾驶者通常都会用力的用右脚踩踏刹车,这样由事故引起的巨大能量会通过和踩踏方向相反的方向传递给驾驶者右腿。因此驾驶者的右腿往往会在事故中受到相对严重的伤害。 为了减少这种情况的发生。德国大众公司发明了一种能量吸收刹车踏板,最早被使用在POLO轿车上。当汽车遇到和行驶方向相反方向的碰撞时,刹车踏板会在制动后自动分解,从而使驾驶者右腿受到保护。 4 汽车安全系统的未来发展方向 4.1 激光测距成像技术 激光测距成像技术一定程度上解决了机械成像的难题,但也具有一些自身的缺点,例如噪音大,测量精度和分辨率低,成本太高。因此在实际应用上还具有一定难度,此技术未来的发展方向将是提高其测量精度和降低制造成本。 4.2 集成传感器技术 和激光测距成像技术一样,集成传感器技术也正处在研究阶段,并存在着一些缺点。传感器在汽车技术中起着非常重要的作用,现阶段的主要研究方向是怎样将多个传感器组成合理的传感器阵列从而使这些传感器综合的发挥更好的作用。 4.3 综合控制技术 此类技术的的应用效果比单一使用技术要更好,分别在主动和被动安全技术方面取得一定进展。 例如美洲豹汽车的“自适应约束系统”(ARTS),对前面提到的安全气囊的缺点进行了改进,它能够自动检测乘坐者的体型,头部所处的高度,并根据汽车碰撞的剧烈程度来控制气囊是否弹出和气囊充气程度,从而使安全气囊更好的起到保护乘坐者的作用。 福特公司的“综合安全系统”(ISS),该系统综合的涵盖了多种先进的电子系统,由超过50种的系统综合组成。 5 结语 人类对于科学技术的探索永远不会停止。关于汽车技术,我们已经取得了很多成果。安全技术作为汽车技术中非常重要的组成部分一定会随着人类的努力和汽车技术整体的进步,朝着更高,更远的方向而发展。 汽车安全技术论文:中国汽车安全技术的现状与展望 摘 要:交通意外伤亡率高是当前中国的严峻形式,所以企业、学校、科研机构已加紧研究和开发汽车安全技术投资,加速安全技术和产品开发能力提升的过程。独立的C- NCAP五星级品牌汽车,以获得较高的分数,中国的飞跃带动了安全技术的发展。行人的保护、后排乘客的保护、保护骑自行车等被列入安全研究之内;主动安全系统、预碰撞系统、智能汽车网络系统的研究和发展,已进一步成为了人们关注的焦点,更高层次的乘客、车辆和环境相关的主动和被动安全技术的融合协调,将推动零伤亡的汽车碰撞安全概念的实施。国家研究开发和商业化的主要问题,是完善法规与标准的建立,将成为汽车安全技术的飞速发展。 关键词:中国汽车安全;技术;现状;安全 近年来,中国汽车产业的快速发展。中国已经超越美国作为世界最大的汽车生产商,在2010年中国汽车销量分别为1.826万美元和1.807万美元,汽车产量和销量都超过1800万,赢得了世界的第一。中国汽车保有量以突破70亿,达到一个新的高峰,不断增长的汽车事故造成的大量人员伤亡,是当前中国面临的一个首要问题。为了减少交通伤亡率,提高车辆乘员保护,汽车安全技术已经成为中国汽车产业的最重要的研究方向之一。引进先进的汽车安全技术和研发,努力提高中国汽车产业的自主性是必须经历的过程。 一、中国汽车安全的现状 随着中国社会人们的安全意识的淡薄,中国交通意外在年年增加,日益增长的交通伤亡率,进一步反映了整个中国的汽车安全性能低(见图),虽然在汽车销售存在一个巨大量的突破,中国的汽车安全技术发展还比较落后。 因此,根据中国的国情,为中国新车评估C - NCAP评价体系建立,揭开了中国汽车安全技术快速发展的序幕。国内消费者从以前的重外观不重质量的角度来看,逐渐转化为车辆的安全性能是购买的首要标准,C - NCAP汽车安全星级,以帮助消费者更直观地识别车辆安全性能的表现,正是因为有这样的第三方评级机构,有效地促进了国内汽车公司在汽车安全技术的研究和开发,以及安全配置,加大投资力度,不仅是为了实现国家的法律法规和标准,但深入挖掘并满足消费者的安全需求。中国汽车安全性能的要求逐步提高汽车零部件的质量要求也越来越高,安全零部件供应商积极引进国际先进技术,加大投资力度,研究和开发新产品,以提升国内整体汽车安全部件性能。消费者,原始设备制造商、供应商有效地刺激国内汽车安全技术和产业进步之间的互动。 二、汽车安全的类型 1、主动安全技术 主动安全技术指的易用性和舒适的驾驶条件,以帮助司机避免事故的技术。主动安全技术,包括底盘的主动安全技术,安全预警技术和集成安全技术,整个主动安全技术的发展,如图2所示。底盘主动安全技术主要以底盘控制技术为优秀,最终通过机箱组件用于与安全相关的控制。以及开始的防抱死制动系统及其应用(防锁定制动系统.ABS)。 2、主动安全控制 主动底盘控制技术是底盘的主动安全控制与执行以电子制动控制,是使用最广泛的技术。电子稳定控制系统(ESC)在主动安全性的底盘控制技术起到很重要的地位。如图(3):在电子稳定性控制系统通过传感器和汽车驱动程序的实际操作状态的操作意图检测到的数据的比较,和差补偿施加到车辆制动横摆力矩控制的转向特性的变化和改进横向稳定性,从而减少交通事故的数量。 3、安全带 安全带是第一个在中国市场上已经普及的被动安全装置,三点式安全带已成为标准的安全装置。在已经升级的基础上,出现了三点式座椅安全带预张紧器,安全带预紧器和限力器,安全带具有更多功能的安全带,安全气囊,座椅安全带预紧限力等;在中国市场上有三点式安全带的一般逐渐开始取代普通的三点式安全带成为各种车型的标准配置。国内汽车制造商积极引入更智能的电机皮带,电机皮带(参见图8)通过预碰撞警告系统检测到碰撞的风险,可以增加安全带来的电动安全带卷收器,符合消除安全带松弛预碰撞的主动安全系统可以更好的乘员约束,以减少可能造成的损害。 车外人员保护措施 虽然中国汽车保有量在200万左右,但作为一个发展中国家,基础设施相对薄弱,人口众多,混合通过主要道路交通状况时有发生,导致越来越多的车毁人亡,事故中行人的伤亡率、行人事故死亡率高约占总死亡率的26%,高于其他类型的交通人员死亡7%。中国在近几年才开始开展行人保护研究,2009年10月30国家了GB/T24550-2009 “汽车对行人的碰撞保护”的法规和标准,体现了中国政府和汽车制造商的行人注意安全。目前,中国汽车技术研究中心有一个完整的模块,能够超过七冲击实验,包括头模块(成人和儿童)的发动机罩冲击试验,腿模块保险杠冲击试验,大腿模块引擎盖边缘震荡行人保护测试实验室,其他汽车制造商都在积极行人保护实验室的建设。自行车作为中国的主要手段,在复杂的道路环境运输也面临着由机动车辆发生碰撞的风险,根据中国的交通情况,有关大学对驾驶自行车与汽车的骑手接触位置与车辆碰撞速度进行试验,碰撞运动的车手,机械师和人身伤害事故等方面的重建,事故模拟,建立中国人体特征作为参数的碰撞模型模拟研究,并寻求降低骑手受伤的解决方案。 三、国家汽车安全法规和标准 目前的汽车安全法规的释放与建立对中国汽车安全有积极的影响,侧面碰撞、安全气囊技术、安全带技术、安全带提醒装置、儿童座椅、行人保护法规等;相对于欧洲,美国和日本而言,全面的滞后是我国最基本的国情;欧盟的ECE / EEC法规相对较早,作为中国汽车安全研究时间较短,并开展小范围,技术能力和缺乏这方面的经验是领先的中国缺乏的主要原因。经过多年的努力,支持了自己的品牌,以及高校,国家正在建立具有中国特色的汽车交通安全法规,打破国际技术壁垒,一直占据着很重一页。要加快中国汽车安全技术发展的步伐,中国汽车技术研究中心汽车安全法规标准不断提高,安全带提醒,儿童乘员约束系统,行人保护方面的国家标准。表(1)显示了中国各大汽车安全的阶段有关技术标准: 中国汽车安全技术展望 随着社会的进步和科技的发展,汽车技术也获得了快速增长,越来越多地车企参与汽车安全技术在各方面的研究,中国的汽车安全发展方向也将走向一个全面综合和创新的时代;主动安全技术将成为汽车安全技术发展的主流,主动提醒没有被证明是有效避免交通事故,开始主动出击,积极干预控制深度的方向,随着技术的不断发展,通过先进的电子技术相结合的智能集成安全系统,自适应主动安全性研究巡航控制系统,车道保持系统,积极的事故预防系统,CAR2X主动安全系统、控制技术、汽车安全技术将成为未来的主流;智能交通系统是先进的信息技术、人工智能技术、信息和通信技术自动控制进行汽车主动安全装置,控制干预智能交通的安全性,最终形成全社会的信息通信技术和计算机处理技术,有效整合交通管理系统,与汽车主动安全技术是一个完整的统一。 总之,人体生物力学、高科技材料、电子信息技术、计算机仿真技术,除了政府需要建立中国人体功能与底盘集成等关键技术研究项目,也要集中优势资源,是解决中国当前滞后重要的一点。只有汽车安全相关的学科和技术已得到改进,才能有效地促进汽车安全技术的快速发展。
建筑设计论文:建造生态建筑设计论文 1生态建筑的内涵 以生态学的基本理论观点为基础,协调建筑与环境之间关系,。以生态学的理论和方法,以建筑、自然、人类和社会四方的和谐共处,协调发展,采用科学合理的方式利用和改造自然环境,建造最适宜人类生活和发展的生态建筑。把建筑与周围的生态环境看作是一个有机的统一的整体。生态建筑是在人类生存的自然环境已经受到严重破坏的情况下提出的科学的战略思想,生态建筑的最终目标是减小人们主观愿望与客观行为对环境所形成的影响之间的距离,努力促进生态环境朝良好的趋势可持续发展。采集和使用自然资源,减少建筑建设和运行的能源消耗,科学处理废弃物是研究生态建筑的主要内容。 2生态建筑设计的原理 2.1生态建筑与自然环境和谐共生 有效保护和利用自然环境的方法包括以下两个方面,保护全球生态系统的平衡以及维护建筑物体周围生态环境系统的平衡。充分开发利用新能源,例如太阳能、水能和风能。在设计建筑物时应该结合考虑建筑周围的环境光、热、水,以及建筑视野、建筑风和建筑阴影等相关因素的影响。设计建筑绿化规划要与建筑附近的绿化体统一起来,成为系统网洛。建筑物通过窗户进行自然采光;通过在适当位置开口,用来通风,建筑设计必须充分考虑到绿化配置,减弱人工化的建筑环境:通过建设喷泉或是观赏水池等亲水设施来降低环境温度,调节气候。 2.2节约能源 建造建筑物必须以建筑物的功能性为出发点,努力减少使用能源物质,尽量不超量使用能源物质,不造成能源浪费,更加不要建造对于建筑整体结构或是使用功能没用的东西。不要过分地崇尚奢华、贵气、宏伟、奇特,等建筑风格理念。建造感性空间需要使用的材料与非结构的部分,则应该有效大力控制能源物质的损耗与消耗不能大于必要非消耗的能量物质的标准。并且大力推行通过使用自然材料或是人工制品来展示建筑的艺术性和人文情怀。尽可能建设生态建筑应该遵循的价值观是坚持使用用材料与能源的合理设计、建造的价值。 2.3广泛利用新技术 在生态建筑中,为了达到降低能源消耗的目标,使用环境保护型的材料以及无污染洁净的施工措施,提高对对能源的使用效率和能源的循环利用;建设中使用安全无污染可循环利用的材料,采用施工措施应是能够最大化的减弱对环境的不良影响。生态建筑的设计法则是以日照的强弱程度为依据,自动调节室内的蓄热和照明系统;强化对二次能源的使用;使用节约水资源系统,根据恰当的水温,水压进行水资源回收,建筑材料要选取耐久性能强、易于分类回收循环利用的建筑材料,在建造中多使用经过安全加工处理的再生材料,以不损害自然再生系统为基础来最大化的使用自然材料,倡导工厂化作业生产,尽量减少现场作业量,以防造成环境污染,提高建筑工人的施工效率与材料的使用效率,尽量不造成浪费,建筑设计要考虑到对于建筑的维修保养的便捷性。 2.4倡导健康舒适的理念 生态建筑要能体现建筑物的实用性和功能性,这就是建筑师对于使用者的人文关怀,通过建筑物加强使用者和自然生态环境之间的交流沟通,让人们能够建筑物中生活和工作都能享受到健康,感觉到舒服在健康、舒适。主要体现在创造良好的通风对流环境,增加建筑的采光系,生态建筑一定要确保创造适宜的室内温度和湿度,保证建筑物的自然采光和自然通风系统的健全,创造良好的的视觉、声音环境以及心理感受。 3生态建筑设计方法 生态建筑的设计方法要遵循的基本原则即是最大化的存留建筑物中具有价值的生态元素,保持生态的完整性不受人为破坏,建筑物体和自然生态环境和谐共处。人类的建造行为杨改减少对自然生态环境的不良影响与破坏,并且通过生态建筑中的人为生态方式对已经被破坏的自然环境进行修复和保护。生态建筑的设计方法有两种,一是整体设计,二是单体设计。 3.1整体设计 在生态建筑设计时,就必须把需要建造的建筑物融入到整体的城市中,任何建筑物都是城市大建筑系统不可分割的一部分。建筑物作为城市整体建筑的一部分,在其设计规划时,就必须在城市总体规划的基础上,在需要建造的建筑物所在的周围区域为设计目标,考察建筑场地的地貌地形,地质河流,天气气候等一系列基本自然条件,的基本条件、通过对这些自然因素做综合分析之后再设计切实可行的经济高效的设计方案,这就是所谓的生态建筑的整体设计。首先,生态建筑必须继承城市与地域的传统的景观特色,建造出能代表城市新面貌的新景观。生态建筑设计在改变原有不合理的布局模式、重新划分的区域、完善资源配置的同时生态建筑设计还要传承城市的历史文脉,保护城市的自然地理。其次,正确处理建筑与自然环境之间的关系,与此同时还要综合考虑到生态建筑工程项目如何能创造出最大化的社会效益和经济效益。在生态建筑中怎样才能这些相互关联或是相互矛盾的元素综合在一起,进行系统的,高效的,全局的来考量,整体设计在生态建筑中的地位特别重要。 3.2单体设计 生态建筑物从构建成建筑的各具体要素来分类,可以把建筑物体划分为地面,屋顶,内墙,外墙,门窗,楼梯等等,基础、从建筑物的设计元素来看,可以把建筑分类为次要空间、主要空间、结构、秩序、交通等等:从建筑设计图纸所要表现的内容来看,则可以划分为总平面、平面、立面、剖面。从建筑所要实现的实用功能和所需要解决的实际问题的角度来看则需要考虑的是建筑物的牢固程度、承重程度,采光、保温、隔热等等。这些因素都在设计生态建筑必须要涉及的单体问题,由单体构成整体,只用把每一个单体设计好,才能建造出一个优质的生态建筑。 作者:李伟 单位:华汇工程设计集团股份有限公司 建筑设计论文:任务型教学高职英语建筑设计论文 一、任务型教学法 1.对任务的界定。 尽管“任务”在语言教学文献中经常可见,但不同的专家学者对其理解又各有不同。Prabhu认为:“任务是给学习者信息信号,学习者经过思考再得出结果的过程,而在信号运行过程中即在完成任务时,学习者可以对自己的思考过程进行把控”。在国外较早研究任务型语言教学理论和实践的学者是Nunan.他对任务的定义是:任务是课堂的一种活动。学习者通过理解、控制、表达等来完成任务,习得语言知识。其中,他着重强调学习者在教学实践活动中,注意力主要集中在意义上,而非在语言形式上。skehan则认为任务中表达意义是首要目的;学习者学习语言的目的需要解决交际问题;所习得的知识要与现实交际相联系。以上所述,是20世纪80年代和90年代对任务的一些具有代表性的界定。而本研究中的“任务”是指在教学中,以语言教学为媒介,行动参与者参与活动时的一种交际互动活动。其最终目的是既可以让学生在活动中学到语言知识,又可以提高学生综合运用语言的能力。 2.任务型教学法的本质。 任务型语言教学(Task-basedLanguageTeaching)就是一种以具体的任务为学习动力或动机,以完成任务的过程为学习的过程,以展示任务成果的方式来体现教学成就的一种教学方法。任务型语言教学法是语言用来表达思想,对于学习者语言的习得不是通过形式为中心的机械训练达成的,而是在完成任务的过程中主动获得语言的一种教学法。该教学法所倡导的是:学习者语言学习的目的不是要掌握语言知识和培养语言技能,而是学会用语言来做事情。这也是20世纪80年代在我国兴起的一种强调“在做中学”的语言教学方法,在外语教育界引起了人们的广泛关注。在该教学方法实施过程中,学生不是逐一学习各个语言目标,而是通过多种语言活动完成不同的交际任务。在完成任务的过程中,学生根据需要可以使用己经很熟悉的语言目标,也可以尝试使用一些不太熟悉的语言目标,另外还可以从对方那里学习一些新的语言目标。 二、任务型教学法在高职英语专业教学中的具体应用 本研究的调查对象是笔者所在的单位重庆房地产职业学院。重庆房地产职业学院是重庆大学城14所高校中唯一一所民办高校,学院占地面积950亩,现有在校学生9127余人,教职工人数602人,其中英语教师20多名;英语教学班有30个;每个英语教师担任2个以上班级的英语教学任务。本文以重庆房地产职业学院13级学生使用的《21世纪大学实用英语》综合教程学生用书第六单元的任务设计为例,阐述我们在配合课本内容的基础上对目标语言结构进行的任务型教学实践。教学内容:Followyourpassionstoacareer。教学目标:(1)理解课文内容能够回答有关问题并能对课文的主要内容作简要复述;(2)培养概括分析能力学习记笔记;(3)活化教材对课内知识进行拓展延伸培养发散思维能力;(4)学会从各种媒体获取所需信息的技能引导学生欣赏英语诗歌的魅力。教学步骤:Pre-task:引出话题“Career”,说明“任务”的设计以及在课堂教学中的应用。Question:Inthetitleofthetext,whatistheexpression“passionstoacareer”means?分析:这是进入新课前的一个导入步骤,目的是激发学生对任务的具体认知。使学生能够对这一阶段的任务感兴趣。在此阶段教师要有目的地设计任务板块。在此教学实践过程中,为激发生的兴趣,教师将各个任务板块分配给每个学生,让学生积极参与讨论到任务活动中。学生正式进入课文学习时,老师利用学生对“Career”的兴趣,调动学生的积极性,在完成任务时达到了对课文内容的深入理解。Eachgroupreporttheresultofdiscussiontothewholeclass.通过讨论结果,学生既完成了任务,又习得了知识。但在课堂教学设计的过程中教师必须牢记教学是人的活动,无论是教师还是学生,人的因素应当成为英语课堂教学设计的基本依据,教师的主要作用是如何在课堂教学中创造一种有利于学习者外语习得的条件使学生通过生生之间、师生之间的互动与交际运用语言并掌握语言。 三、结语 在英语教学的实践中,对于高职学生来说,高职英语专业的学生学习英语与初中、高中学生的学习英语是有差别的。这种差别具体表现在学习内容和方法上。学习内容上:高职专业学习英语专业化程度较高,职业定向性较强;学生实践知识丰富,动手能力强;学习方法上:高职学生自学方式日益占重要地位;学习的独立性、主动性自觉性较初高中学生强。任务型教学法的实施是基于高职学生学习特点、能力、目的和现状而提出的。在高职英语学习的教学过程中倡导任务型教学法,更能培养高职学生运用英语的听、说、读、写等综合能力。该教学法的理念与高职教育培养实用型人才的目的一致,都是提倡创设与实际生活和工作相似的情境,使学生在教师的指导下,自主完成听、说、读、写等方面相关的英语学习任务,从而提高学生英语的实际应用语言的能力。它倡导的是在整个教学过程中,学生是教学活动的主体,英语学习过程就是将不同的任务单元分解成子任务板块,用所学英语知识去“做事”,通过做事来理解和学习英语知识,从而提高学生运用英语语言的能力。任务型语言教学能为学生的语言发展提供较大的实践空间,能比较好地发挥学生的主观能动性。 作者:韩永丽 彭丽莉 王玉明 单位:重庆房地产职业学院 建筑设计论文:建筑设计院财务风险论文 一、建筑设计院财务风险概述 (一)建筑设计行业的特点 众所周知,建筑设计行业涉及的业务面非常广,工作复杂程度高,它又是技术性较强的行业,因此具有自身的特点。 1、建筑设计工作计划性较强 对于稍具规模的设计院来说,其承包的工程量较大,工作量也相应增加,必须使工作呈现出一定的计划性。特别是在涉及到重大基础设施项目时,应该参考国家计划,保证在规定的时间内完成所有工作,这对于设计人员的专业素养要求也随之提高。 2、经营业务的复杂性 建设设计院经营业务的负责主要从内容和业务面两个方面来考虑。在内容方面,其复杂性表现在工作程序的繁杂性,包括前期调研、详细规划、设计、工程施工等方面,每一个环节都需要投入大量的精力,否则会前功尽弃。在业务面方面,其涉及的范围广,合作方较多,任何一项工程都涉及到大量的单位。 3、财务管理的风险性 由于建筑设计院是技术投资,虽然其项目价值大,但相应的投入也会加大。受建设周期较长、资金负债经营等因素的影响,再加上设计方案的反复性,给财务管理带来了一定的难度,从而造成一定的财务风险。因此,工程量越大,其风险越高。 (二)建筑设计院的财务风险特点 建筑设计院的业务有其自身的特殊性,因而其财务风险和其它行业相比也具有不同的特点,根据建筑设计院的业务内容和业务面的考虑,其主要具备以下两个特点。首先,资金回笼的风险加大。建筑设计院的工作属于总工程的前期方面,受不确定因素的影响,随时都会面临风险。比如,在设计方案提出后不能顺利通过,则可能会增加再设计的资金投入,甚至因设计不合格而失去竞争资格,导致前期投入的资金无法回笼。其次,由于工程涉及到的单位众多,在工程竣工后,收益分配也成为一大难题。建筑设计院的工作和施工单位的工作相比不具备竞争优势,分配会向施工方倾斜,这对于设计院自身和设计人员都是致命的打击。 二、建筑设计院财务风险的成因 任何企业出现财务风险都和内外部因素紧密联系,建筑设计院也不例外。要想有效防范建筑设计院的财务风险,必须对其成因深入剖析。 (一)外部因素 对于建筑设计院而言,造成财务风险的外部因素主要包括以下几点。第一,激烈的市场竞争。随着市场需求的多样化,各类建筑设计公司喷涌而出,竞争进一步加剧,无序的竞争给整个行业带来了混乱,从而使财务风险加剧。第二,政治经济因素。一方面,国家的政策具有阶段性,不断波动会给建筑设计院造成动荡,其主要表现在:当国家的贷款利率上调时,会直接影响到负债企业的资金稳定性。另一方面,经济形势的复杂性导致建筑设计院在各项工作中面临着更大的挑战。这两方面的原因使得建筑设计院的收入不稳定,加大财务风险。第三,合作关系。建筑设计院涉及的业务面较广,其合作单位也相应增多,形成了一条完整的产业链,当其中某一单位出现问题时,势必会波及到建筑设计院,给财务带来了一定的风险。 (二)内部因素 相比于外部因素,建筑设计院内部的因素才是造成财务风险的主要因素。其内部因素主要包括以下几个方面:第一,财务管理意识单薄。建筑设计院偏重于工程设计和工程总承包,涉及到的资金额较大,利润可观,长期处于资金稳定的状态,因而管理者忽视了财务管理的重要性,没有制定详细的管理细则。第二,财务人员专业素养不够。建筑设计院的业务特点导致其重视设计人才的引进和培养,而在某种程度上忽视了财务人员队伍的建设,财务人员的不专业决定了其财务风险控制能力不高。第三,粗放式投资方式。在追求利润最大化的思想引导下,企业在资金投入时没有进行详细评估,导致资金回笼困难。第四,内部审计和控制制度不健全。建筑设计院内部在财务管理方面凭经验行事,带有很大的随意性,缺少完善的审计和控制制度,无法作出科学的财务风险控制决策。第五,员工流动性大。注册建筑师注册结构师等高级人才因为市场需求高,引进人才所需成本增加,且在激烈的竞争中跳槽现象时有发生,进一步加大了企业成本。 三、建筑设计院财务风险控制的策略 制定建筑设计院财务风险策略,必须熟悉把握经济大背景和企业内部的实际情况,以长远性的目光,制定具有前瞻性的控制策略,最大限度降低财务风险。 (一)灵活把握市场环境 在当前,经济形势变幻莫测,如一味墨守成规,不将建筑设计院的发展融入到市场大背景中,则会使其陷入被动状态,从而影响其财务的稳定性。因此,作为建筑设计院,应该建立专门化的团队,对外部环境进行分析和预测;作为管理者,要以开放的眼光看问题,认识到财务风险控制的重要性,熟悉掌握国家关于贷款利率等方面的政策,及时对设计院财务管理方面的工作进行调整。 (二)建立财务风险预警机制 建筑设计院涉及到的资金额较大,理应建立相应的财务风险预警机制。通过加强财务管理的自动化来完成计算、统计、监控等一系列的管理环节,建立起一套完善的管理制度。首先,预警机制的建立不能离开建筑设计院的业务特点,并在充分考虑外部环境的前提下做好财务核算,对财务报表严格要求。另外,还应划出专项资金作为风险资金,最大程度将财务风险其次,要具备前瞻性。要及时关注经济市场动向,特别是在大的市政基础项目上,要增大对收益的管理力度。 (三)实现全面财务预算管理 建筑设计院作为建筑行业的高端产业链,应该用现代化的管理手段来实现企业的稳定和长远和发展,实现全面财务预算管理就是一个重要的方面。要实现建筑设计院全面财务预算管理,必须从基础入手,建立起一套完整的管理制度。首先,应该建立财务预算管理机构。财务管理要有专门的机构,不能成为管理层的附庸,降低其科学性和公正性。第二,要加强对投资和运营方面的财务预算,使所有的资金有处可查,并在投资前进行细致的风险预估,减少不必要的风险。第三,要提升财务人员的专业素养。加大对财务人员的考核力度,引进具备现代化财务管理理念的员工,进行优胜劣汰,保持财务管理队伍的先进性。 (四)加强对收益分配的管理 对于建筑设计院而言,对收益分配环节进行把关是防范财务风险的中要方面。首先,在外部方面,涉及到的单位众多,建筑设计院应对自身的价值有正确认识,协调好和其它单位的利益分配问题,防止资金漏洞的产生。在建筑设计院内部,利益的分配要注重生产要素的影响,关注技术类人员的收益问题,尽量避免按岗位分配的弊端。 (五)加强内部审计和控制管理 首先,建筑设计院的财务管理应在管家的法律法规框架下进行,遵循市场发展的规律。其次,建筑设计院内部要定期组织培训,学习新的财政税务政策,不断更新知识,提升自身的业务能力。另外,要建立完善的财务管理制度,对容易忽略和业务交叉的部分进行明确的规定,减少内部人员的不当操作,保持建筑设计院内部财务管理的透明性和公平性。 四、结语 总之,建筑设计院具有其自身的特点,其财务风险也呈现出一定的特殊性,因此,要认真分析内外部因素,找准造成财务风险的原因,从基础部分着手,从加强内部控制、提升财务人员的专业素养等方面来对财务风险进行有效控制。 作者:陈洁红 单位:浙江同方建筑设计有限公司 建筑设计论文:老龄社会住宅建筑设计论文 1老龄社会下我国养老模式的趋势 目前老年居住模式主要有居家养老和社会养老两种,其中居家养老是以家庭居住为优秀的养老模式;社会养老则是指老年人居住在老年性服务机构安度晚年的模式。我国现行的主要养老模式是居家养老,而且多项调查显示,绝大多数老年人乐于接受的养老方式正是居家养老,这就证明,我国在进入老龄化社会后老年居住模式的主流趋势仍然是居家养老。由此可见,作为建筑设计人员,研究探讨新形势下老龄住宅建筑的合理性和人性化是必要而迫切的。 2老龄社会住宅建筑设计原则 2.1老年人在生理、心理、社会方面的特殊需求 步入老年以后,人的心理和生理发生了老化现象,主要表现有身体各项机能的变化(机能衰退、体力下降);感觉功能的变化(反应迟钝、行动迟缓);心理功能特征的变化(敏感、承受能力差,易产生孤独感和被抛弃的消极心理,有强烈参与正常社会生活的心理)、生活结构的变化(对亲人、环境和一些专门服务与设施的依赖性变强)等。 2.2老年社会住宅建筑的设计原则 建筑设计应当以人为本,当人不能适应环境的时候,就要让环境适应人,我们要把人的需要始终放在设计首位。老年住宅要以上述特殊需求为依据,在建筑的各个细节中体现安全、便利、舒适和健康的原则,让有自主行动能力的老人能够更长久地生活自理,让行动略有不便的老人能够减少对别人的依赖,让生活不能自理的老人便于接受照顾。 3老龄社会住宅建筑外部环境设施 3.1道路系统 1)车行道路: 主要考虑外部救援时无阻碍和延迟,如道路宽度应全程适合消防车和救护车通行;机动车道路应设置减速带和手控红绿灯等。 2)步行道路: 全程采用无障碍设计。如尽量不用台阶而用坡道解决地面高差问题,以满足需要以轮椅代步的老人的需求;坡道表面进行防滑处理;坡道上安装防跌落的保护设施等。 3)地面铺装: 应选用有弹性、防滑、不易脱落损坏并易于清扫的材料。保证一定的粗糙度,以使轮椅的轮子、拐杖、助行器等能贴牢地面而不易于滑动;地面还应有良好的排水系统以免雨天打滑。 3.2绿地环境系统 1)休闲活动场: 老年活动场地宜分成动态活动区和静态活动区。动态活动区以健身活动为主,应有大树及休息设施,以利于老年人活动后休息。静态活动区主要供老人们晒太阳、下棋、聊天等,可利用大树荫、廊、花架等,保证夏季有足够的遮荫,冬季有足够的阳光。 2)景观小品计: 老年人各项生理机能下降,对安全要求高于年轻人,在设计时应特别注意安全防护要求。 3)植物配置: 植物选择应迎合老年人心理特点,多选择老茎生花的紫荆、深秋红叶和花开百日的紫薇以及青松等可以激发老人遐想的植物,焕发其生命活力。 4)环境可识别性: 由于视力和记忆力的衰退,老年人容易迷失方向,因此要加强环境的可识别性,在环境细部的处理上可设计醒目的标志牌。如路标、导游图、指示牌、雕塑等来加强老年人对环境的可识别性。 3.3公共服务设施居住区内的公共服务 设施既是家庭生活的延伸和补充,也是进一步满足物质和精神需要的重要渠道,种类包括医疗、教育、文化、体育、商业等,本文着重探讨老年人经常使用部分应注意的设计事项。 1)医疗门诊: 保障老年人的健康保健、紧急急救,医疗服务设施非常重要。为适应居家养老,社区门诊应建立辖区内60岁以上老人的健康档案,以配合日常生活服务、紧急医疗及事故救助的需要;并配设从事老年常见病患诊治的专业医护人员,为社区老人日常生活提供服务;建筑物对外部分应能供担架和轮椅出入。 2)体育设施: 在社区中应设置一些适合老年人活动的体育设施,如单杠、压腿杠、乒乓球台等,以满足锻炼需求。 3)文化设施: 老年人对精神充实更加渴望,因此要有一些文化设施如宣传栏、展示栏,展放一些报纸、科普知识、老年人保健知识等。 4)公共厕所: 应充分考虑老年人的如厕方便,在重点绿化区和室外活动较集中的地段及组团绿地中合理布局必要的公厕、洗手间。在具体作法上要注意无障碍设计,例如室内外高差不宜超过150mm;地面防滑不得积水;标志清晰不受遮挡;在专用厕位内设呼叫器、挂物钩和足够的轮椅回转空间等。 4老龄社会住宅细节设计 4.1楼层选择 为老龄住宅选择楼层位置要考虑几项因素,便于老年人独自或护理者协助外出和往返;遇有停电和电梯故障时减少麻烦;遇有急病求医时能乘担架外出;遇有紧急事故发生时利于紧急疏散。综合看老龄住宅的楼层还是以低为好,具体建议为:处于自主行动期的适合楼层最多不超过9层;处于介助期的适合楼层不超过4层;处于介护期的适合楼层首选1层,最多不超过4层。 4.2公用部分 弱势居民家门口的小环境要保持方便和低风险,这就要求相关设施环环相扣联成整体,形成保护系统。例如出入口实行人车分流;出入口平台的宽度、高度无障碍;出入口设声控照明设施;公共走廊、户门和电梯轿厢尺寸应能容急救担架进入;电梯厅净宽应大于1800mm,满足轮椅回转等等。 4.3套内空间 1)起居室和餐厅: 老人随着年龄的增长在家停留的时间也会增长,因此设计一个称心如意的休闲空间能使他们身心获益。起居室的规模最小应大于15平米;电视墙避免正对采光口,方便日间看电视;起居室与餐厅尽量靠近或集中,并在老人会客、进餐的位置留出轮椅席位。 2)卧室: 老人活动能力随年龄增加而减退,停留在卧室的时间也会增长,最终卧室将成为他们全天使用的生活空间,因此老龄住宅卧室设计至关重要。老人卧室应向阳;应有开阔视野和良好日照,窗外5m以内不应有树冠遮挡;卧室至户门的全程应使担架水平通过;在安放好主要家具后要留出不小于1500mmX1500mm的轮椅回转空间;卧室内灯开关及电源、电视、电话等插座位置应能适应床位变更;床头设置紧急呼救的固定按键等。 3)厨房: 厨房是正常和弱势居民使用差别最为明显的部位。高龄和残障者对狭小空间环境的利用和适应程度较低,因此在设计老龄住宅厨房时考虑以下几点:地面没有高差;通道应能通过助行器或轮椅;洗池、操作台高度在770mm—800mm范围内(常人操作高度在810mm—830mm范围);灶具应为电热方式,避免可燃气体等。 4)卫生间: 卫生间的使用频率会随着老人年龄的增长而增加,并且是老年人意外事故的高发区,因此在卫生间中出现救助的问题应予以重视,布置厕位、浴位和洗漱位时要减少或消除引发意外事故的环境因素。卫生间门宽应大于800mm;地面采用高度防滑材料;厕位靠墙一侧设安全抓杆;抓杆上方设呼叫器;坐便器高度应比正常人坐便器高出200mm;浴位设置不应临近窗户;浴位旁应设安全抓杆和坐凳;洗漱盆的高度应在700mm-780mm范围内(常人洗漱盆高度在780mm-850mm范围)等 5)阳台: 直射阳光和良好视野对增进身心健康有积极作用,尤其对户外活动日趋减少的老年人帮助更大,因此阳台的作用十分特殊。为保证具备轮椅回转,阳台深度应在1200mm-1500mm之间;许多老年人有在躺椅或轮椅上晒太阳的习惯,而阳台的实体栏板太高会形成较大的阴影区,所以应以栏杆、扶手或安全玻璃来保障安全而将实体部分降低,而且最好使用竖向栏杆和扶手。 5结束语 对人整个生命期的尊重,是社会文明和进步的体现,也反映了一个国家的文化传统和道德准则,同时在某种程度上反映了一个国家经济的发展水平。 作者:张红梅 单位:山西省第二建筑设计院 建筑设计论文:全寿命绿色建筑设计论文 1面向全寿命周期的绿色建筑设计 1.1绿色建筑设计的原则 1.1.1环保性原则 在我国当前社会发展形势下,人们的环保意识不断增强,建筑作为一个高污染的行业,在面向全生命周期的绿色建筑设计中,就必需考虑到环保性原则,环境是绿色建筑的基础,只有充分考虑到环境的协调性,采取有效的节能技术,将生态、环保等问题紧密的集合起来,从而减少建筑的能耗,提高资源的利用效率,降低环境的污染程度。 1.1.2合理性原则 建筑材料巨大的资源消耗在对施工中合理性提出要求的同时,也对建筑设计提出了合理性的要求,使建筑设计在经济条件的制约下进行。建筑方案及施工图应通过有效的设计方法,在建筑的总体布局、空间组合、使用功能和技术选择等方面进行优化设计,以有限的经济条件达到建筑的建设要求,或在限定的经济条件下创造出较多的使用价值。因此,全面地分析建筑消耗、合理平衡建设成本和消费成本是提高建筑合理性的关键。另外,还要从现实经济条件出发,对技术设置进行恰当的选择,有机协调建筑诸要素,提高综合效益。 1.1.3适用性原则 工程建筑的目的就是为了满足当代社会发展的需要,随着人们生活方式以及审美观念的转变,人们对建筑性能的要求也在不断的发生变化。在面向全寿命周期的绿色建筑设计中,适用性原则是设计的根本出发点,只有认识到建筑设计目的的重要性,才能设计出更好的建筑产品。 1.2设计目标的确认 在我国当代社会发展形势下,环境、资源等问题越来越突出,而建筑行业作为一个能耗高、污染重、浪费大的行业,发展绿色建筑已成为我国当前建筑行业发展的重中之重。为此,在绿色建筑设计中,就必须明确目标,面向全寿命周期,秉着节约、环保、绿色的理念,根据建筑功能的需求制定相应的目标,从而为建筑设计指明方向。 1.3建筑材料的选择 建筑材料是建筑工程的基础,然而在我国当前工程建设过程中,建筑材料存在着浪费大、利用不合理的现象,为此在面向全寿命周期的绿色建筑设计中,必须针对实际工程,科学、合理的计算出建筑工程中所需要的建筑材料,全面比较,做到整体上择优而用,提高建筑材料的利用率和回收率,从而实现建筑的可持续发展。 1.4建筑后期设计 在我国当前建筑工程中,建筑功能、建筑技术以及设备的选择对全寿命周期的成本都有着重要的影响。为此在绿色建筑设计中,为了更好的保障建筑使用性能,确保建筑使用寿命,就必须充分考虑到影响建筑全寿命周期的因素,遵循设计原则,选择先进的技术和设备,一座易于改造的建筑才会拥有更长的使用寿命和更高的使用效益。只有将先进的技术与装备都应用到实际的操作中去,才能更好的满足社会发展的需求。 2结语 在这个经济快速发展的今天,建筑行业不断扩大,建筑能耗、污染、浪费问题也越来越越突出,严重影响到我国社会的稳定发展。在走可持续发展道路中,发展绿色经济、环保经济、节约经济已成为我国当前社会发展的主要方向,而建筑的材料、设备、技术与建筑全寿命周期成本有着重大关联,为此在面向全寿命周期的建筑设计中,就必须重视绿色设计,协调环境与经济的可持续发展,提高建筑资源的利用效率,从而为建筑效益提供保障。 作者:肖开春 单位:烟台德和冶金设计研究有限公司 建筑设计论文:约束与创造建筑设计论文 1在建筑设计中的理念 在进行建筑工程的建设过程中,对建筑进行设计是进行建筑工程的重要环节,建筑设计主要是指设计者在建筑工程开展前,依照建筑的要求以及任务对施工过程进行设计。在设计过程中提前设定一些可能会发生的问题,并提出相应的解决对策,通过图纸的形式将这些解决方案表达出来,用来对备料以及进行施工组织的时候提供参照。 2建筑设计过程中涉及到约束条件 社会人文的约束;历史背景的约束;科学发展技术的约束;美学理念的约束;有关法律法规的约束;可持续发展的约束。自然条件的约束;对土地利用的约束片;气候原因的约束;交通状况造成的约束;现存建筑的约束对建筑功能进行约束;工作能力的约束;社交需求的约束;以及居住性能的约束;还有休憩功能要求方面的约束。常规性在某一地区大同小异的地形,地质,气候条件约束等。特殊约束指某一建筑所特有的,区别于常规建筑的个性化约束条件,如社会人文环境约束,特定历史环境约束,自然物质环境约束,特定地形条件约束等。普遍约束指所有建筑所拥有的约束条件,如正常的经济技术支持体系约束。 3创造同约束之间的关系 正是因为有约束条件的存在,才能够促使建筑事业可以不断进行创新,从而满足不同的约束条件,让建筑可以与时俱进。现代的建筑是建立在传统的建筑基础之上的,在不同时期吗,也会有相应反映每一时期的建筑物。在特定时期内的建筑物很多都象征着相应皇权以及宫廷标志。在对建筑进行处理的过程中也会相应的体现出统治者的喜好。比如说在东方建筑中对斗拱的设计。随着科技进步,建筑设计也更加的轻盈以及奇特了,比如巴塞罗那的德国馆就是具有极其简洁设计的代表,其主要是由几片墙以及钢柱所组成的,范斯沃斯的住宅同样是非常简单的,主要是由几片玻璃以及两块板以及八根钢柱所构成的。现代的建筑既不同于古代建筑中繁琐的工序,也不同过渡期内极简式的风格,更多的是出于对适用以及经济还有美观考虑。设计更加符合现代人追求快速高效的生活节奏。在不同时期,不同历史背景下会有不同的建筑设计,每一时期的建筑都是有着自己的灵魂的。在不同条件的约束下,设计师也探究不一样的建筑手段,因此才会有现在各种各样各具特色的标志性建筑。比如在赖特设计的流水别墅中就是对流动水流的设计,让静态的建筑变的具有动态。除了对建筑材料的选择以及不同墙面之间进行横竖的穿插,将自然同建筑之间进行融合。贝律铭在设计美国的国家美术馆时就是依据地形的特色,利用地理环境进行创造。在进行法国的卢浮宫扩建宫设计的时候,设计师也是巧妙的在建筑物中开除新的地下入口,后期在国家大剧院进行设计的时候也是采用的这种方式,只不过前者是选用了玻璃,后者是通过水面进行设计,制造出两种不同视觉上的效果。 4结语 对于建筑建筑来说对建筑的设计是其中比较关键的环节。在进行建筑设计是建筑建设中重要的环节,在实际的建筑设计中,约束性以及创造性也在建筑的设计中有所应用。同时伴随着这两方面在建筑设计中进行应用,使得现在的建筑水平有了很大的提高,现代建筑的质量也得到了很大的提升。本文就针对在建筑设计中对创造以及约束进行研究分析。往往会有一些局限性,而这些局限性就是一种约束,局限性能够限制设计师们创造力的发挥和体现,但是局限性却能够在某种情况下有效地激发设计师的潜力。而在当前的建筑设计中,随着建筑行业的发展,约束和创造也在建筑设计中得到了广泛的应用,而随着约束与创造在现代建筑设计中的应用,使得当前的建筑设计水平得到了大幅度提升,从而使现代建筑的质量和性能都有所提高。通过本文对约束与创造在建筑设计中应用的深入分析,相信读者对其也有了更深刻的认识。总而言之,为了提高建筑设计的水平,还必须对约束与创造在建筑设计中的应用进行进一步分析。而随着科学技术的日新月异和建筑行业的发展,可以预见在今后的建筑设计中,约束与创造的应用必定会更加成熟完善。 作者:于平 单位:江西省建筑设计研究总院 建筑设计论文:消能减震技术下民用建筑设计论文 1消能减震技术的概论 在发生地震时,地震源向地表传递地震波,建筑物受地震波的影响,特别是对民用建筑物影响,会出现建筑物摇动、结构发生振动、变形、甚至倒塌。所以,消能减震技术在建筑物的应用是缓解地震灾害冲击的重要选择。消能减震技术简单的来说,就是通过技术手段把地震灾害直接与建筑物的能量降低、减弱,把建筑物基础结构支撑点、剪力墙等构件设计成耗能部件,基础结构与建筑上部结构分离,通过耗能杆和阻尼器,防止地震能量向建筑物上部输入,达到保护建筑安全的目的。 2民用建筑结构设计的主要消能减震技术措施 民用建筑的消能减震措施非常之多,有对地基进行特殊处理的,有设置抗震装置的,也有对建筑结构上层进行设计的等。但在实际运用中,一个建筑物有可能都应用了以上几种措施,有些会更多。但总的来说,建筑物的消能减震设计关键还在于地基采用的特殊减震材料和建筑隔震层的设计。 2.1建筑消能建筑材料的应用 消能减震材料的应用主要作用于建筑的地基,地震对建筑物的直接作用也是地基,所以建筑物要达到消能减震的最佳效果是在地基上做一些主要的设计,这样也是最能达到效果,也是最直接的处理手段。建筑地基的隔震,通常是通过铺设一些特殊的材料来削弱地震时的地震波,把地震产生的能量吸收一部分,达到消除地震波对上层建筑的破坏。在民用建筑结构设计中,消能减震措施都使用传统的施工工艺,主要的材料是粘土和砂子,或者在地基上直接使用粘土和砂子垫层。随着科学的发展进步,国际上很多建筑物把沥青作为消能建筑的材料,并且达到很好的效果,现今已经得到了广泛的应用。 2.2建筑基础设置减震装置和隔离层的应用 减震装置和隔离层这种消能减震措施主要应用于建筑物在地基与建筑上部连接之间,减震装置的设置可以对地震能量降低2/3左右,通常采用的办法有摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等,应用比较灵活,对材料没有局限,可根据具体情况进行选择。建筑隔离层与隔离装置相比效果不是非常明显,它减震的效果在2/10左右,它的作用无法参与到建筑设计的整体中去,因此减震效果明显差一些。但它适用于旧房的减震改建,施工简单、易操作。所以两者都是我们设计者值得关注的,充分体现它们的区别和作用是关键。 3对于建筑物消能减震技术的主要措施 3.1消能减震技术应用的加固措施 近年来,自然灾害对建筑的损坏受到大部分人的关注,也是大家都关心的问题。随着这种安全意识的加强,民用建筑抗震加固是人们迫切的需求。消能减震的应用也直接关系到人民生命财产的安全,所以在设计的时候,要在地基部分采用特殊材料处理之外,还需要设计减震装置甚至是减震层来削弱地震对建筑物的作用力,确保能有效的对抗地震等自然灾害。针对建筑物的抗震加固,我们一定要根据建筑物的结构设计和基础条件等因素来完成相应的工作。 3.2在建筑物性能和需求的消能减震措施 在建筑物的消能建筑设计方法上,我们需要根据建筑物的基本性能和消能需求等作出有效的设计措施。而混合消能支撑系统(VD-BRB系统)是我们选择的最佳措施,它的主要设计方法是在建筑物的底层配置防屈曲消能支撑,并在其它的建筑层配置粘滞阻尼器。所以在我们对建筑物进行消能减震设计的过程中,要精确进行结构验算,在保证建筑物变形的最大限度、结构的最大承载力等是否符合规范要求,用最有力的数据来判断消能减震技术的可行。如果可行,就需要我们确定阻尼器的数量和最大优化它的布置方式,保证结构达到预先验算的结果;如果不能满足建筑物性能和需求的,需要我们及时调整方案,增加阻尼器的数量和布置方式进行消能减震加固。所以混合消能支撑系统(VD-BRB系统)是建筑物面对不同的性能和需求时,可以实现有效的管控,因为它的变量只有阻尼器的变化,可以根据实际需要进行设计和应用。所以它的有效主要体现在以下几个方面; 1)混合消能支撑系统(VD-BRB系统)有比较高的性价比; 2)对地震波能力可以第一时间反应和削弱消耗,降低建筑本身对抗的风险; 3)可配置子阻尼器合理的在各种自然灾害中发挥作用; 4)采用改进的基于性能和需求的消能减震方法进行加固设计比较便捷。 5)阻尼器的应用有利于改善结构薄弱层的抗震性能; 6)能够有效减少结构加固的工作量,且对建筑结构的影响小;现在我们对于住房追求越来越高,民用建筑日趋渐多,尤其是一些超高层的建筑物,如果地震一旦发生,我们对建筑物没有加入消能减震的技术进去,可想而知,后果是怎样。建筑抗震中的消能减震技术能够很大的程度上降低地震对结构的损害,并且消能减震技术是一个较为成熟、施工方便,在高层建筑中的应用很广泛。同时对建筑物的抗震加固也有广泛的应用前景,可以说是抗震加固技术的主流。 作者:杨小兵 单位:太原理工大学建筑设计研究院 建筑设计论文:绿色建筑及绿色建筑设计论文 1绿色建筑与绿色建筑设计的基本概念 与传统建筑不同,绿色建筑从项目实施规划、设计阶段,就将环境因素纳入考虑、分析的范围,力求人造建筑与自然环境充分结合,降低建筑生产对自然环境的负面影响。建筑使用时可以满足人们生活、居住、工作的要求,为使用者提供安全、舒适、绿色、环保的居住空间;使用期限到期后的拆除回收阶段也不会对自然环境产生明显损害。绿色建筑是环保理念的一个重要发展分支,是环保理念和建筑产业相结合的产物。它将人造建筑和自然环境在设计上有机地结合为一体,从而达到生态环境健康发展的目标。绿色建筑以可持续发展为中心思想,遵循科学规划、高效利益资源、废弃物循环利用、建筑功能丰富、居住效果优良为原则,为使用者实现物质和精神两个方面的享受,同时达到自然资源和能源利用效率的最大化,将建筑对自然环境的负面作用降到最低。绿色建筑设计是绿色建筑的前提和基础。设计者在正式开始设计前,对项目选址周边环境开展细致深入地调查研究,全面地掌握项目所在地自然地质状况和社会环境。在此基础上,围绕客户提出的要求,进行科学合理的建筑设计。通过大量先进、高端的建筑材料、施工机械和管理方法,为用户提供健康和舒适的生活环境,并最大限度地降低能耗和建设及使用成本。实施绿色建筑设计需要全面考虑自然环境、建筑本身使用效能及项目投资等多种影响因素,综合利用各种资源,采用系统论的管理方法进行设计,达到建筑在社会效益、环境效益和经济效益上的最优化。 2开展绿色建筑设计的基本原则 2.1坚持以人为本的原则 为使用者创造一个健康的人居环境是绿色建筑设计的一项重要职责。围绕这个中心,绿色建筑设计在室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等方面进行了大量深入的改良设计,在很大程度上降低了上述环境因素对人体产生的负面影响。在设计细节上,绿色建筑设计主要或全部采用毒害低施工材料或无毒材料。在墙面和吊顶等重要建筑部分,尽量使用绿色无毒、低毒涂料,一般以陶瓷、硬木等材料进行地面装修,这些材料不含CH3O,化学耗氧量低,有利于人体健康。在建筑系统和机械系统材料选择方面,尽量选择潜在污染能力小的材料,对于污染能力大的木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等能不用就不用。通过合理设计,科学设置进风口和出风口,确保室内空气流通状况良好。提高室内热环境水平,根据人体需要选择最适合的温度、湿度和气流,让使用者获得最佳感受。提高供水质量,有条件的可以选用直饮水。在采光方面,既要考虑到使用者对光线的实际需求,有利于人体健康,又要通过必要的调整,使室内光照环境更加美观,并且有利于节能。通过使用吸声材料或采用隔音设计,提高建筑隔音效果,为使用者提供一个安宁舒适的环境。 2.2坚持能耗最低的原则 所谓能耗最低,有两个方面的含义,一是指建筑施工材料在生产和运输过程中消耗的能源最少,二是指建筑工程施工过程中消耗的能源最少。下面分别进行说明:(1)建筑材料生产运输过程中能耗最小化。绿色建筑的理念不仅仅在于建筑物本身及其建筑施工过程,更是要追溯到施工材料的生产过程中去。由于建筑市场对材料的选择决定了施工材料发展的方向,所以在进行建材选择时,要在满足施工要求的同时,尽量选择生产能耗低的建筑材料和可以回收再利用的材料,比如金属材料等,以实现建筑业的良性持续发展。此外,为减少施工材料在运输环节的能耗,在选择材料时,要将注意力向本地生产、运输线路短、成本低的施工材料倾斜。(2)建筑使用过程中消耗能源最小化。建筑的使用过程一般都比较长,这个阶段的能耗水平在建筑从施工到拆除整个过程各个阶段中是最高的。提高建筑节能水平,就要以使用阶段为重点。通过科学合理的设计,提高建筑整体节能水平。通过对建筑平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等形体设计及墙体、门窗、屋顶、热缓冲区等部位的优化设计,都可以有效改善建筑保温隔热性能,降低建筑能耗。 2.3大力推广新型清洁能源的利用 为降低能源压力,人们已经在多方面开发新型能源应用。光伏太阳能以其资源丰富、清洁环保的特性称为新世纪重点开发的新型能源之一。加大太阳能在建筑行业的应用,可以有效降低建筑能耗。常见的有在屋顶、墙壁、玻璃等部位使用太阳能设备,通过光电转换,将太阳辐射转换为热能和电能,供建筑正常运转使用。除此之外,风能也是我国重点开发的新能源之一。我国幅员广阔,风能资源充沛,通过风力发电设施,可以将风能变为建筑使用的电能。 2.4坚持环境负荷最低化原则 开展绿色建筑设计,最基本的一项原则是保护环境,降低建筑建设、使用及废弃过程中对自然环境的污染。其中重要一项内容是减少建筑施工期间排放的建筑垃圾、废水、废气等。(1)选择环保型建筑材料。当前建筑行业在生产过程会产生大量废弃物,并造成巨额资源、能源消耗。针对这个问题,设计人员在选择建筑施工材料时,不仅要考虑经济成本,还要考虑环境成本,尽量在满足使用要求的前提下选择对周边环境污染少的施工材料,常见的有生态水泥、绿化混凝土、高性能长寿建筑材料、家居舒适化和保健化建材等。多使用预制构件,避免产生建筑垃圾。(2)施工工艺科学合理。施工方法、施工工艺可以认为是各种资源、材料的使用、加工方法。通过合理的优化设计,使用更加环保的施工方法,提高材料使用效率,降低废弃物产生。 3结束语 绿色建筑符合环境保护理念,是今后建筑产业发展的主要方向之一。推进绿色建筑设计的深入研究,有利于降低能耗、减少环境污染,提高经济效益、生态效益和环境效益,对于我国建筑行业实现可持续发展具有十分重要的意义。广大建筑企业要牢牢抓住我国产业结构调整的宝贵契机,加大绿色建筑研究应用力度与投入,努力提高市场竞争力,争取实现经济效益和社会效益的最大化。 作者:许霖清 单位:浙江鸿翔建筑设计有限公司 建筑设计论文:建筑师住宅建筑设计论文 1中小住宅建筑设计中可能出现的问题 随着经济的快速发展,人们的物质生活水平得到了较大的提升,对于居住环境及户内品质都有了更高的要求。开发商在这种新市场行情下,若想取得更大的市场份额,就要将“低建筑密度、高绿化率”作为定位目标。即使在“90平方米,70%”的政策环境下,也要努力做到这一点。但是现阶段最常面对的问题就是:若单层建筑面积较小,在容积率不改变的情况下,楼栋数和楼层数就会增加,楼栋数的增加就意味着楼间距会有所缩小。同时还要综合考虑每个地方的日照标准,要保证各栋楼达到国家要求的最低日照时间,就要对楼栋数量以及楼层数进行严格的控制。所以楼栋数、楼栋间距和容积率之间务必要取得较好的平衡。但为了实现在一定容积率的前提下的“低建筑密度、高绿化率”的设计目标,那么就需要放弃一梯两户或一梯三户等不经济的设计。由原本一梯最多四户转变为一梯最少四户,增加单栋建筑面积,减少楼栋数量。就最简单的住宅项目来讲,将底层的建筑面积设置为S1,建筑用地总面积设置为S2,总建筑面积设置为S,容积率为2,建筑密度为20%,这样即为:S1=0.2,S2=252,S=10S1,能够建设10层;在项目容积率低于2的情况下,可以按照小高层项目进行设定开发,能够保证较低的建筑密度。相反,若项目设定为高层住宅,容积率就是主要的考虑因素。小高层的消防标准相对较低,楼内公共交通面积要求较小。高品质、大户型的住宅项目一般会选用一梯两户作为主要户型。楼栋间间距的大小,取决于楼房建筑的高低,楼房建筑高度和楼栋间距是呈正相关关系。在建造低容积率的开发项目时,就要求设计者在设计的过程中达到“低建筑密度,高绿化率”的居住环境要求。低容积率的开发项目,在技术上的要求也没有那么严苛,所以也不存在一些根本性的技术问题。目前我国的基本国情就是人口众多,但是人均土地资源紧缺,在城市开发过程中,各地政府都在贯彻节约土地资源这一基本政策。在城市土地公开招标的文件中,很多都会要求中小户型占到一定的比例,以满足经济实力较弱的刚需群体的需求。当前建筑开发商面临的首要问题就是如何在既保证住宅品质的前提下又能够解决好高容积率这个问题。 2高容积率的中小户型住宅建筑设计 2.1总平面布置 总平面布置的基本要求就是在“低建筑密度,高绿化率”的开发理念下,为居民营造优越的居住环境。要想使此目标得以实现,需要从以下几个方面着手:首先就是做到最大可能的减少楼栋数。在平面上就应该适度地考虑如何加大单层的建筑面积,争取做到每栋单元能够达到六户左右的同时,还能够做到可以多单元拼接,使楼栋间布置更加合理、组合更加灵活。这么做的优点不仅可以体现在增加单栋建筑面积上,还体现在居民用户公摊面积比例大大降低。其次就是充分利用建筑高度上限,增加建筑层数,同时合理设置建筑层高,若在每层原有的基础上再降低2cm左右,这样一栋建筑物就可以多出两层的建筑面积。向上增加层数和平面上加大单层建筑面积这两种方法相比较之后会发现,竖向上增加层数此种方法优于平面上加大单层建筑面积方法,究其原因是一旦使用加大单层建筑面积和降低层高这两种方法,就不可避免地以牺牲住宅品质为代价。户均建筑面积的降低是规划指标是否变动的基础和前提,通常情况下,户均建筑面积的降低,就会带动总户数的增加,总户数的增加必然也会导致规划指标的增加。随着各方面的增加,建筑商会面临一系列的问题,其中最主要的问题就是车位数的增加。停车位的增加,必然导致居民居住环境的下降,要想解决此类问题,小区建设者应该以地下停车位为主,地面停车位为辅,争取最大限度地降低车辆对小区居民生活的影响。 2.2建筑单位综合性设计分析 2.2.1建筑面积公摊比例研究分析 理性购房者对于建筑面积公摊比例是比较重视的。力争将其控制在15%以内,若高于20%,购房者就会很难接受。18层以上高层设计,一梯2户、4户中,每一层公共交通面积大约设计为40m2或者是70m2。根据每一户建筑面积90m2计算,建筑面积公摊比例分别为22.22%、19.44%。因此说,90m2以下中小型住宅单元若想控制公摊面积,最好是选用一梯5、6的户型。同时,建筑设计需要对电梯、楼梯、过道等公共交通空间进行综合优化,以使其面积低于上述标准。通过降低公共交通面积的方式降低建筑面积公摊比例是建筑设计首要思考的。 2.2.2精细化户型设计分析 现代住宅主要由客厅、书房、卫生间、卧室、餐厅、阳台等组成,通过适度的联系空间进行组合,这样才能保证动静分区。根据不同的产品定位以及客户所需,进行差异化和针对性的户型设计是十分必要的。但是在“90平方米,70%”的政策要求下,住宅的户型设计只是满足这些还是远远不够的,而是要求建筑师在限定的面积内设计出高品质的户内居住空间。建筑师在设计过程中应重视对人的行为方式和人体工程学进行综合性思考。应将灶台、洗菜池、冰箱、洗衣机、洁具三大件等小元素纳入户型设计的综合考量之中。住宅内每一寸空间都需要进行精细化的设计,这样才能保证在户型设计过程中,做的面积可控、功能齐全、尺度适当、空间整齐。 2.2.3避免出现无效空间 随着相关条例的出现,以往房地产发展过程中备受关注的“大与豪”设计理念已经转变为舒适、自由的新理念。要去除户型设计中“大与豪”的弊病,就应该将其中的无效空间去除掉,所谓的无效空间就是:空间在压缩或是消除之后所具备的功能不会消除。 (1)客厅: 在降低无效空间的选择上,客厅是最有潜质的。客厅的主要功能就是视听。客厅内安装壁挂式彩电已是流行趋势,电视视距最佳为3.54m。U型沙发长边大约为3.8m。试听空间只有在3.5m~4m之间才是舒适的。所以适当地压缩客厅面宽可减少无效空间,同时也不会对客厅空间的功能完整性造成太大影响。 (2)卫生间: 卫生间内功能完善。很多情况下,业主很难接受马桶正对门的设计方式,但是要是马桶不正对门设计的情况下,布置方式就会增加无效空间。在设计上到底是迁就业主的喜好还是坚持科学合理性设计,这是一个很难的选择。 (3)厨房与餐厅: 厨房长边开门和餐厅并联,此种方式两者之间有着较短的距离,联系也是相对比较便捷的。U型灶台布置占用面积较小,有着较高的操作效率。方正的餐厅空间更加适合餐桌的放置,无效空间最小。 (4)阳台: 阳台所具备的功能,除去晾晒以及养鸟种花等功能之外,不同的家庭会根据自身爱好丰富阳台内容。在同样的面积上,大面宽小进深的阳台所具备的使用功能更加全面。 (5)卧室: 卧室除了摆放床、床头柜之外,还需要考虑衣柜的位置。若卧室空间过于局促,在设计上,应考虑尽量设计低窗台凸窗,因其不计入建筑面积,又能拓展室内空间,开阔视野。 3结语 相关文件出台之后,各地区政府对于“90平方米,70%”这一政策标准进行了深一层次的细化,现阶段内很多开发商会通过打擦边球的方式增加赠送面积,相关政府部门会加大控制力度。房地产行业现在已经进入了全品质时代,住宅商品房需要增加卖点才能保证销售量。在新的政策环境下,住宅户型设计的灵感以及创新需要有所提升。所以说,房地行业已经进入了全新的设计时代,建筑师需要不断地提升自身素质才能保证不被市场淘汰。 作者:杨儆 单位:厦门华旸建筑工程设计有限公司 建筑设计论文:地铁建筑设计论文 1车站建筑设计 1.1车站总平面设计思路与要点 地铁的设计需要综合考虑原建筑征用拆迁占地以及后期的商业开发等众多问题,在实际设计中可以将地铁车站建设与物业综合开发相结合起来,统一规划,同步实施,对城市的发展有着积极的作用,所以地铁建设之初应多加考虑,并根据当地的特点选择与之相协调的结合设计模式。 1.1.1地铁公司主导进行结合设计 对于由地铁公司自行组织开发的地铁上盖物业,该模式具有无可比拟的优势。地铁公司作为地铁线路建设的业主,能够统一协调地铁和物业这个有机的大系统。通过对这种“地铁+物业”的模式进行系统化的规划构建,从而可以实现充分利用各方面设计专家的智慧设计出美观的地铁物业结合发展的建筑方案。 1.1.2地铁公司与物业开发商组成联合设计团队 进行结合设计。这种形式是由地铁公司联合物业开发商共同组建设计团队进行项目建设设计工作,在设计的过程中双方设计人员进行及时有效的沟通,对设计接口的处理进行协商处理,旨在从源头上充分提高建筑项目的设计质量,满足双方业主的意愿。 1.1.3地铁公司与物业开发商平等进行结合设计 协调。地铁前期的规划需要充分考虑到政府相关方面政策的限制,而在地铁站点周边又存在着较多的独立物业开发地段,尽管这些地块不受地铁设计开发公司的控制,但是考虑到整个城市环境的美观设计以及乘客流量的互补等方面,需要将地铁的站点同周边的设计环境有效地衔接起来,地铁建筑公司和物业开发商双方进行平等友好的协调设计。这种设计模式在地铁设计中最为复杂,需要综合考虑多方面因素,从全局出发进行工作创新,切实处理好设计接口的问题,避免出现“错、漏、碰、缺”等不良现象。 1.2车站各层建筑布置及功能分区 一般在车站站厅层的两端,设有设备以及管理用房。车站主要的管理用房布置在站厅层两端,在这些管理用房设备中还需要留有一条直通地面的消防通道口。站台层是指地下二层的楼层,同样的设备区和管理房一般需要设在站台层的两端。一般在该楼层安排管理人员将楼梯间和车站站厅两端的设备相互联系起来。车站的集散厅一般设置在公共区域内,通过检票机和栅栏将整个区域划分成付费区和非付费区,在公共区域内通过设计出多个出入口实现对乘客的集散功能。出入口的方式采取楼梯和电动扶梯相组合的形式出现,此外在各个出入口还需要单独设置垂直电梯以方便残疾等特殊人群进出车站。乘客从入口进入站厅层的非付费区域,只有通过到售票口买票或者刷卡的方式经过安检和检票机进入到公共区域的付费区域,进而由下行楼梯或者电动扶梯或者是垂直电梯等方式经展厅层下到站台层乘坐地铁。同样的下车出战的乘客则需要以相反的步骤完成出站。只有将车站内部各个区域划分明确,完成各自分工,从而才能实现乘客有序地进出车站,上下乘车,从而能够很好地满足交通性建筑的特点。 2地铁建筑装修设计 装修设计是地铁建筑设计的重要构成部分之一,是车站在建筑设计过程中的延续和深化。我们只有通过装修设计实现对整个环境空间的营造。车站的装修既需要保证整体的风格,又需要反映出当地特有的建筑特色,满足乘客们的审美,从中感受到温暖和关怀,从而喜欢乘坐地铁出行,使之成为出行的首选。地铁建筑的装修设计首先需要考虑的便是其功能性和实用性,由于地铁本身是一个客流量较大的交通模式,因而在装修设计的过程中切忌华而不实。在完善其各项功能装修的基础之上,还需要做到体现出一定的现代化气息和地域性人文特色,旨在满足大众乘客的审美追求,力求避免小型车站出现封闭沉闷压抑的感觉,而是要为乘客营造出一个舒适温馨愉悦的乘车环境。这便需要合理有效地利用起灯光、色彩以及材质的变化,通过虚实结合的处理方式对站台厅的布局进行设计,墙面和柱子的表面需要选用浅色的玻化砖,地面同样以浅色的花岗岩为主,而在条块分割处则可以通过深色花岗岩完成分割,关高灯箱的光源则可以以荧光灯为主,从而减少地下空间的压抑感觉。在完成了车站内部的装修布置的同时还需要考虑车站地面建筑的装修同周边环境的匹配和协调,同时还需要给出市民显著的轨道交通建筑所具备的主要特点,备用房间的装修满足了各种工艺要求的前提下尽可能实现简单经济实用的原则。至于地铁建筑装修材料的选择则需要秉承耐腐蚀、不可燃烧以及防潮方便清洁和容易维护的原则,材料需要保证良好的稳定性性能以及较为合理的标准价格。对于地面的选材则需要充分考虑防滑、耐磨损以及防止静电和吸尘性能良好的优质建材。地铁建筑的照明,需要选用高照度且低耗能的节能荧光灯具,并且在车站内部各个部门基本型标准化的位置布置。灯具和平板条之间的结合需要考虑到安装和维修时的便捷。此外,灯具还可以选用外设散光片的装饰性面罩从而有效地节省能源。在对地铁建筑进行路引和广告灯箱的设计时,力求在维持整体和谐美观的基础上做到醒目亮眼,便于乘客记忆,方便乘客有序快速地进出地铁车站,从而实现站内整体环境的协调统一。站内广告灯箱的设置同样需要遵循格式化统一化的要求进行布局规划,保证在不妨碍乘客正常出行的情况下设置布局。 3结语 总而言之,地铁车站的建筑需要在有限的地面面积上向纵向延伸以实现充分利用空间资源的目的,我们在设计时需要尽可能地降低车站的造价和缩减其规模。这是由于地下空间的作业本身是一个高造价高投资的工程,为国家节约成本为社会节约资源是我们每个人都应当具备的意识,更何况集体的工程项目。地铁车站在设计时需要格外注意公共区域的布置,这便需要设计者从乘客的心理出发,努力为乘客们营造一个良好的乘车环境,满足现代社会以及未来时代人们出行的需要。 作者:王兆雄 单位:中铁工程设计院天津有限公司 建筑设计论文:防火设计民用建筑设计论文 1建筑材料的选择 对以往的民用建筑火灾事故进行分析,发现建筑材料是引起火灾的重要因素,有很多建筑材料具有可燃性,在高温或者明火的条件下,就会出现燃烧现象,从而引起建筑火灾。当民用建筑发生火灾时,有的建筑材料会释放出有毒有害的气体,对人体造成极大的危害,同时这些有害气体还会对人员疏散及消防救援造成极大的阻碍,因此,在进行民用建筑设计时,选择合理的建筑材料有十分重要的意义。设计人员在进行民用建筑设计时,要对建筑材料的燃点、性能等进行综合考虑,从而有效地提高民用建筑防火能力。 2建筑设计中平面布局对建筑防火的影响 合理的建筑平面布局能有效地提高建筑防火能力,同时当建筑发生火灾后,还能有效地降低火灾带来的损失,因此,设计人员在进行民用建筑平面设计时,要严格的按照相关建筑防火规定进行设计,确保建筑平面设计及布局均符合《建筑防火规范》的各项规定,对于不同的场所,其平面布局存在一定的差异,以商场平面布局为例,商场是人员、物资高度集中的场所,如果发生火灾,人员的紧急疏散是十分重要的,因此,商场的营业厅不能设置在地下三层,只有这样才能为人员安全撤离提供方便。对于幼儿园,由于幼儿园的小孩子比较多,他们的火灾逃生能力十分弱,因此,设计人员不能将幼儿园设计在高层建筑物的高楼层中,同时为确保幼儿的安全撤离,还要专门设计幼儿出入口。 3民用建筑设计的安全疏散问题 安全疏散是民用建筑防火设计的重点内容,设计人员在对民用建筑的安全疏散进行设计时,要从疏散的宽度、距离、楼梯间等三方面进行考虑,其中疏散的距离为安全疏散的重中之重,设计人员在进行安全疏散距离设计时,不仅要符合《建筑设计防火规范》的具体规定,还有注意以下问题:在具体的民用建筑防火设计中,对于公共性活动空间的安全疏散距离,最近疏散口的最短距离要控制在30m,房间最远点距离疏散口的距离要控制在15m。这两点虽然在建筑设计防火规范中没有明确的规定,但设计人员必须重视这两点。对于房间内部与房门的距离,设计人员要将其控制在走道两侧最大间距范围内,当建筑内部装有自动喷水灭火器,房间内部与房门的距离可以在相关规定中增加1/4的距离。对于丁字形内走道等特殊情况,设计人员要对两安全出口的距离进行考虑,同时对于袋形走道的长度,设计人员需要加倍进行计算。这里的安全出口是指能够直接通到室外的楼梯间或者外门,同时通往防火区的防火门也可以当成安全出口,设计人员要保证防火区的安全出口不少于2个,当防火墙上有防火门相连,并且相邻两个防火分区的面积没有超过一个防火分区面积的1.4倍,设计人员可以设计1个安全出口。 4民用建筑的防火区和防烟区 设计人员在确定防火分区面积时,要重点考虑最大防火分区面积的限定,由于设计人员很容易忽略防烟区的设计,仅仅将防烟区设计在地下车库中,这对建筑火灾救援带来极大的不便,因此,设计人员在进行民用建筑防火设计时,要特别注重防烟区的设计。在《高层民用建筑设计防火规范》中规定:对于净高不超过6米的房间,需要设计相应的挡烟垂壁,并对防烟分区进行划分,确保各个防烟分区的面积小于500平方米,同时设计人员还要保证不能将防火分区和防烟分区混淆,严禁防烟分区跨入防火分区。对于地下车库,设计人员要根据实际情况,设置合理的机械排烟系统,并保证防烟分区的面积小于2000平方米。对于高层建筑的固定窗扇房间、无窗房间、地下公共场所、超过20米的无自然排烟走道,设计人员要严格的按照《高层民用建筑设计防火规范》设计防火区及防烟区,从而有效地提高民用建筑防火能力。 5民用建筑结构中的防火技术 在民用建筑设计中,建筑的构造很容易处理,但也容易被设计人员忽视,从而在建筑防火设计中存在一定的问题。对于L型、C型高层建筑,其内转角不便设计防火墙,如果设计人员将防火墙设计在高层建筑内转角周围,要将两墙之间门窗洞口最小边缘水平距离控制在4米;当墙面的一侧设置有固定乙级防火窗,这不需要对水平距离进行考虑;对于紧邻防火墙两侧的门窗,要将最边缘距离控制在2米,如果相邻防火墙门窗水平距离小于2米,设计人员需要根据实际情况,设计固定乙级防火窗对其进行弥补。设计人员要根据楼板的极限耐火性,选用合理的不燃烧体,每隔2-3层将楼板分隔开来,从而提高民用建筑的整体防火能力,当民用建筑的总体高度超过100米,要每层均使用不燃烧体对楼板进行分隔,同时,还要将井壁检修门设计成丙级防火门。对于同层的封闭楼梯间内墙及防烟楼梯间前室,设计人员要设计合理的疏散门,除了疏散门以外,严禁设置其他门窗;对于消防电梯,要保证每层都能停靠,同时还要将电梯前室设置在靠近墙外的位置;对于通往直通室外的出口,设计人员要保证其距离不超过30米。由于当前的《建筑防火设计规范》中,只对钢筋锈蚀问题进行规定,没有考虑到火灾对钢筋的影响,因此,设计人员还要分析火灾对钢筋的影响。由于建筑发生火灾后,钢筋会发生变形,与混凝土的粘结力下降,因此,设计人员要根据实际情况,适当的加大钢筋的保护层厚度,从而有效地提高建筑耐火性。在《建筑设计防火规范》中规定,预应力钢筋混凝土结构的保护层需要小于普通混凝土保护层,这无疑会降低预应力钢筋混凝土构件的防火能力,因此,设计人员要采用吊装后下表面抹灰的方法,来提高预应力钢筋混凝土构件的耐火能力。 6结语 建筑防火设计对人们的生命财产安全有很大的影响,因此,设计人员在进行民用建筑设计时,要充分考虑建筑火灾的影响因素,合理的应用防火技术,不断提高建筑防火能力,最大限度降低火灾的发生率及火灾带来的损失,有效地促进和谐社会的构建。 作者:刘吉武 胡立群 单位:青岛时代建筑设计有限公司 建筑设计论文:异型柱高层建筑设计论文 1异型柱的使用原则及特点 异型柱的主要特点为,首先,在尺寸规格上具有优势,如其厚度通常在300mm左右,和墙体等厚,其框架也和墙体规格相同。另外,采用异型柱之后,可以有效避免建筑物内部出现梁柱现象,使内部宽敞,管线良好,进而增加了内部结构的美观程度。另外,采用异型柱之后,还能够节省施工材料。其次,异型柱能够有效降低墙体的厚度,使房屋显得更加轻巧、灵活,增加了建筑物的使用功能。另外,异型柱使用之后,有效减少了施工材料,这无形中减少了墙体内填材料的使用量,减少了墙体自重,从而提高了抗震性能。再次,异型柱的使用,极大提高了墙体的结构性能,避免了传统墙壁具有短肢剪力的弊端,所以,使用效果更加突出。所以,异型柱具有自身优势,能够完善建筑内部结构,提高内部美观效能,同时能够减轻墙体自重,对于提高建筑物抗震性能具有重要意义。 2异型柱施工要点 2.1异型柱的施工类型 目前,应用在高层建筑物中的异型柱主要有三种,分别为L形、T形、十字形,这几种异型柱的共同特点为肢高与肢厚比不大于4。异型柱在施工过程中,施工人员主要将注意力集中在其结构设计及空间布置方面。在此基础上,逐渐形成了异型柱施工方式,主要包括施工模板、钢筋、混凝土及其它施工材料。其中模板主要用在混凝土浇筑过程中,起到固定效果,从而有效控制了混凝土浇筑不便及浇筑之后形状不易控制等弊端。 2.2异型柱施工原理 首先严格检查施工材料,如模板、钢筋及混凝土材料等。之后安装模板,固定钢筋,再实施混凝土浇筑。等混凝土浇筑之后,需要将模板按顺序拆除,之后采取一定保护措施。 2.3操作流程 施工准备阶段→柱、墙体弹线环节→异型柱中的钢筋绑扎及验收环节、模板制作及固定环节、构架搭设环节→模板安装→模板校正及加固环节→梁、模板及钢筋安装环节、混凝土输送泵管安装环节→隐蔽验收环节→施工之后混凝土养护工作→模板拆除及成品保护工作→异型柱整体验收工作。 2.4施工要点 首先,施工之前准备工作。施工中需要用到混凝土、钢筋、模板等施工材料。为了提高施工质量,需要对这些施工材料进行严格检验。尤其是对混凝土原材料,如水泥、砂子、外添加剂、骨料等,进行严格检查。水泥质量要高,水化热不能太高;砂子务必干净,不能含有泥沙;骨料大小必须匀称,颜色也应符合要求;根据施工要求选用合适的外添加剂。钢筋不能受到严重腐蚀,质量需符合施工要求。模板需要根据施工要求订制。其次,钢筋绑扎环节。钢筋是混凝土的骨架部分,其质量好坏,直接影响着混凝土质量高低,应给予重视。在绑扎之前,需要事先将模板内部的杂物清理干净,才能进入之后的浇筑环节。另外,钢筋接头数目也有严格要求,如钢筋接头应安装在构件受力最小的部位,并且在纵向受力之内,接头数目不能超过1个。这样,才能保证钢筋绑扎质量,进而提高施工要求。再次,模板固定工作。根据异型柱尺寸要求及其它使用规定,选用适合的模板。一般情况下,应用在异型柱中的模板主要规格为,模板厚度为10mm,加固方木为50mm×80mm的规格。在具体施工时,需要采用单根钢管,然后将异型柱设置成方形,最后对阴角部位定形。由于用到钢管,其一端固定,一端和柱箍垂直相接。另外,在施工时,需要对不同的异型柱采用不同的施工方式,由于模板固定在异型柱施工中具有较高的重要性,所以,固定之后需要组织相关专家检验,合格之后,才能投入使用。第四,混凝土施工。混凝土搅拌好之后,需要运送到施工现场,在浇筑时,需要控制好坍落度,一般为160-180mm,之后需要用到振捣棒,振捣结实,但不能和模板边缘接触。在浇筑时,为了提高浇筑质量,需采用分层浇筑,即将整个混凝土浇筑分成若干部分,逐层浇筑。由于异型柱的强度等级不同,框架内部的混凝土强度等级值也应有所差别,才能保证施工要求。第五,模板拆除工作。混凝土浇筑之后,做好成品养护工作,当达到拆除模板要求时,按照拆除规定拆卸。 2.5施工质量控制 首先,模板安装环节。模板在异型柱施工中具有重要作用,只有将模板工作做到位,才能保证混凝土浇筑符合施工要求。在模板设计时,需要考虑到异型柱的结构特征、荷载大小及施工材料等,才能保证具备良好的承载力、刚性及稳定性。另外,设计出的模板,还能具备承载混凝土的重量及侧压力。为了提高模板质量及硬度,在设计时需要采用明胶带,以控制施工缝。模板设计好之后,在固定之后,需要清除里边的杂质,再实施混凝土浇筑,才能保证浇筑质量。其次,钢筋环节。钢筋是混凝土的骨架部分,不仅要求质量合格,还要求安装符合施工规定。具体表现为,规格、尺寸、数量、相邻之间的距离及接头位置等。在混凝土浇筑之前,务必将这些做到位,才能够保证混凝土具有良好的稳定性。另外,钢筋切割之后,在连接时,需要按照施工规定,对接头位置做合理规定。再次,混凝土浇筑。为了保证浇筑质量,需要采用分层浇筑方式,之后,做好浇筑检查工作,合格之后,再采取及时的养护工作。在混凝土浇筑过程中,需要指出的是振捣棒施工要符合施工规定。 3结语 我国建筑施工规模不断扩大,人们对施工要求也有所提高,异型柱结构的应用,提高了建筑物内部结构的合理性,也使建筑结构设计更加灵活及方便。本文就异型柱结构在高层建筑设计中的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:尹有君 陈刚 乔安宇 单位:大连市建筑设计研究院有限公司 建筑设计论文:医院综合病房楼建筑设计论文 1功能性 作为建筑的基本属性,满足病房楼的功能性是设计者应遵循的基本原则。随着医疗水平的不断提高,现代化医院综合病房楼也更加注重功能的人性化及多样化。 1.1通道 由于城市用地紧张,大型医院大都采用高层或超高层建筑设计,这就给垂直交通及平面交通带来了巨大压力;考虑到病房楼的人员流动性相对门诊楼略低,且医用电梯、货用电梯、污物电梯、手术转运专用电梯分离等因素,垂直交通电梯配备的数量应满足各功能的要求。平面通道作为人员及病床平面流动的路径应满足宽度要求,配备防撞带、扶手及地脚灯,以便患者出行。在每层还应设置病患活动区,为患者康复、家属来访等待提供空间。 1.2病房 从平面布局来说,病房一般安排在南侧向阳一面,同时配备独立卫生间,如有淋浴系统则应考虑防滑以及无障碍设施配备。病房内隔帘、输液吊轨、送回风口以及照明灯具等均应在综合天花设计阶段安排妥当。患者床头综合医疗槽不仅包括医疗气体接口,还应有床头灯、呼叫系统、电源插座及网络插座等,以满足不同情况的使用。值得注意的是,综合医疗槽接口的位置以及病房墙面电源插座、电视插座的位置都应根据现场尺寸结合家具摆放位置提前确定,这对后期的使用方便与否来讲至关重要。 1.3护士站及辅助用房 辅助用房包括处置室、治疗室、抢救室、换药室、医护办公室、值班室、更衣室、示教室、茶室、库房、配膳室、开水间、公共卫生间及污洗间等,这些房间有的可以根据功能进行合并,如配膳室及开水间,但功能必不可少。有水房间如公共卫生间、配膳室及处置室等应考虑防水防滑设计,特别是配膳室应与公共卫生间均做地面防水层处理,以保证使用时不对楼下房间造成影响。护士站作为每层的关键区域应布局在中心位置,使得护理人员能够最快的到达各个病房,同时紧靠通道拥有良好的视野,以便随时观察各个病房及病区出入口人员流动情况。 2舒适性 在医院建筑设计中,优美的医疗空间可减缓患者的心理忧虑,提高工作人员的工作效率,对患者的治疗与康复有很大帮助。在进行综合病房楼的设计时,我们应该充分考虑人的生理结构、行为习惯及思维方式等,在满足功能性的基础上,对诸如色彩、材料、形态等各个方面进行优化处理,使患者及工作人员使用起来更加方便、舒适。这无疑是对使用者的尊重和满足,在设计中体现了人文关怀。同时,社会医疗模式与理念的转变使医疗设施内的功能组成与工作方式都发生改变。现代医疗服务模式更加趋向社会化、人文化。因此现代医院综合病房楼更应注重医疗空间、环境的营造与设计。舒适性设计应重视以下3个方面。 2.1住院患者的舒适性设计 住院患者作为综合病房楼服务的主体,必须满足患者对环境的需求,将对患者的关爱和尊重体现出来。由于现代医院医疗资源相对集中,患者来自五湖四海,文化背景、经济背景、病情严重程度及就医需求各有不同,这就要求设计时不仅满足基本的医疗服务需求,还应根据不同的生活习惯、消费能力及信仰,考虑不同层次患者的需求,这也体现“以患者为中心”的人性化设计思想。其中,病房是患者住院治疗和康复所处时间最长的房间,在整个住院环境中最为重要。设计时应考虑高度的居住性,尽可能让患者有“家”的感觉。营造一个安静、整齐、清洁的环境,有适宜的温度、湿度,同时拥有良好的通风;这就要求设备专业在设计选型时考虑既满足规格又安静的通风产品,配备完善的设备,一般要求电视、空调等,也需要在设计时考虑好接口及位置等情况;整个病区的色彩要求协调统一,尤其是病房内的色彩,对患者的心理活动影响最大。淡雅柔和的色调可以使患者心情平静、开朗,能够增添战胜疾病的信心,进而改善自身的生理功能,促进身体的康复。另外,由于大多患者身体抵抗力弱,病房的设计需要更加重视环保因素,材料及工艺必须满足各项环保指标,保证给患者提供有利于康复的环境。 2.2医护人员的舒适性设计 好的工作环境对人的工作效率和心理状况会产生有益的影响。医护人员担负着救死扶伤的艰巨任务,长期工作在紧张的情绪中。如果在进行医院建筑的设计时没有充分考虑医护空间的舒适性,使他们在较差的建筑环境中工作,必然会对身体健康状态造成影响,进而导致医疗质量和服务态度下降,增加医疗事故的发生率。在实际设计中,应注意按使用功能配置足够的空间,同时做好照明、通风、强弱电点位等配置,提高设计工作的人性化,如护士站的整体家具配备与各个监护系统及楼宇自控系统的统一安排,使医护人员工作更方便、舒适,有效缓解紧张的情绪,提高工作效率。 2.3陪护人员空间的舒适性 现代医院综合病房楼设计还应重视陪护人员空间的设计。中国是一个有着五千年历史的文明国家,尊老爱幼是我们国家自古以来的传统美德。大部分的患者都是在家属陪伴下就医,住院期间更是会有家属轮流陪护,有的则会雇佣专人陪护。以往的病房楼设计往往忽视陪护人员,他们由于没有陪护空间或陪护空间狭小导致休息不好,加上患者病情的影响,心情难免焦虑烦躁,极易导致医患矛盾产生。如今的“医闹”现象大部分就是由陪护人员引起的。因此,在设计时应考虑到陪护空间以及卫生间、开水锅等配套设置的容量问题,促进医患和谐,体现人性的关爱。 3安全性 综合病房楼作为高层建筑,人员密集,且住院患者多有行动不便及年老体虚者。在设计阶段就应杜绝安全隐患,全面考虑,满足各项规范的要求,从而保证医院建筑的安全。 3.1医疗安全 设计人员应该在设计前期与使用科室充分沟通,了解医院的医疗流程及感染等方面要求,作出既满足建筑设计规范又符合医疗需求的设计,避免在建成后发现安全隐患再进行改造,造成不必要的浪费。针对综合病房楼的设计,应保证污物电梯与客梯分开,医患分流。做法通常为一个防火分区配备两条垂直通道,这样不仅有效降低感染风险,也满足了消防安全性。病房层建议采取环形通道设计,南侧为患者通道,北侧为工作人员通道,减少交叉的同时也有利于快速疏散。同时设置新风换气系统,保证各个房间的空气流通。 3.2消防安全 按现行建筑设计防火规范,医院多层病房楼的消防等级不低于二级。设计时应满足规范的各项强制性要求,如防火门、防火隔离带、消防安全通道、消防电梯的设置,消火栓、消防排烟、自动喷洒、烟感报警、消防广播等各系统的设置,以及施工材料的防火性能、耐火等级等因素。应认真做好消防设计,不要有遗漏及疏忽,同时保证各个系统的联动调试正常。 3.3使用安全 由于患者的身份特殊,病房楼的设计还应考虑使用时的安全性。现代医院综合病房楼大多为高层建筑,此时就应注意避免开放式外阳台,选择开启角度小的上悬窗。室内墙、柱的阳角应做成圆角或外包防撞护角,走廊设置扶手,地面选用易清洁及防滑的材料。 4结语 总之,现代医院综合病房楼设计应结合功能性、舒适性及安全性的设计原则,与使用部门充分沟通;根据医院的特点,运用医疗流程原理结合医院建筑规范,以“以人为本,尊重患者,爱护员工”的设计理念,考虑医院的发展和医疗行业的变化,才能使医院建筑设计科学合理,与时俱进,适应可持续发展的需要。 作者:黄毅博 单位:北京大学第三医院 建筑设计论文:建筑设计素描教学论文 一、素描在建筑设计技术专业人才职业技能养成中的重要意义 按照通常的看法,建筑是一门关于造型的艺术,素描也是一门关于造型的艺术。素描以其精谨的造型要求、简单的工具材料、丰富的表现手段及其独特的审美价值,在专业造型素质的构建过程中具有普遍意义,成为了在造型艺术学习过程中进行造型能力训练和审美素质养成的首选。素描与建筑艺术设计有着造型和审美上的密切联系,也成为建筑造型艺术的重要基础之一。高等职业院校建筑设计技术专业的素描基础课程是从认知三维世界的角度出发,根据建筑艺术设计的空间造型需要而开设的一门必修课程。素描可以培养学习者精准的形态观察能力、活跃的空间思维能力、严谨的形态构造能力和丰富的绘画表现能力,还可以对学习者起到开阔艺术视野、加强艺术素养、提高审美情趣的作用。学好素描可以增强学习者敏锐的视觉感受能力,完善学习者的空间思维能力,提高学习者的空间建构能力,还可以提升学习者的形态表现能力,顺利地表达设计理念。正是由于素描在能力培养方面的显著作用,使得素描课程在建筑设计技术专业的人才职业技能养成中具有非常重要的基础地位。 二、课程教学要以职业技能素质养成为优秀 建筑设计技术专业的素描课程应该把握本专业培养的人才所具备的职业技能要求这一关键环节来组织教学内容,换句话说,教学应该为人才的职业技能养成服务,教学内容必须符合专业教学要求。建筑设计专业的学生要具有建筑设计能力和造型表达能力,就必须具有一定的视觉感受能力、空间造型能力和审美能力。视觉感受能力包括接受视觉信息的能力以及视觉信息的分析处理能力。空间造型能力是由空间形象的构想思维能力以及思维活动成果的形象外化表达能力所构成的。空间形象的构想思维能力我们称之为构思,思维活动成果的形象外化表达能力我们称之为绘画。简单地说,建筑设计技术专业学生的造型能力由两个部分构成,即构思能力和绘画能力。构思能力的素质要求指向空间构成的可能性与合理性,绘画能力的素质要求指向外化表达的准确性和有效性。审美能力包括审美主体对形式美感的认识与评价能力以及创造与表达能力等,认识与评价能力包括对美的感受力、对美的判断力,创造与表达能力包括对美的想象力、对美的外化表达。这三种能力是相辅相成和相互促进的关系,缺一不可。建筑设计技术专业开设素描课程的目的,就是通过素描教学和训练有效培养并提高学习者的视觉感受能力、空间造型能力和审美能力。在这三者中,空间造型能力是建筑设计专业的优秀技能,也是课程教学的重心所在,素描课程的教学应以空间造型能力养成为最基本优秀,兼顾视觉思维能力和审美能力的养成。 三、基于专业特点和职业技能要求组织教学内容 目前,多数高等职业学校建筑设计技术专业的素描课程还是参照传统的绘画类专业教学模式确定的建筑素描课程教学内容。一般来说素描课程安排在第一学年的第一学期,教学课时大多控制在80至96个学时之间。教学内容大致是作为三部分安排:石膏几何模型写生(几何模型单体及组合体的写生、浮雕柱头花饰写生)、静物素描写生、建筑与自然风景写生。从这些内容来看,大体上是延续以绘画学科发展为目的的教学价值取向,以明暗(光影)写生为主要表现手段,以研究其形体结构、透视关系、质量感觉为主要目的,大量的时间用于探索如何真实地再现对象和相应的表现技巧上。这样的教学内容安排对建筑设计技术专业的教学来说是不恰当的。建筑的三维空间展现是其最基本的形态特点,这一点和雕塑艺术有一定的相似之处,而与绘画相去甚远。即使是雕塑,与建筑对三维空间的塑造形式也是不同的,雕塑对空间塑造的重点在形体的空间存在形式上,注重的是形体的外在形式,而建筑对空间塑造的重点是形体空间存在状态和的内部空间构建并重,甚至更注重内部空间的构建。“虽然绘画中包含了几乎所有的艺术规律,但将它作为建筑的基础还是应有所选择。”传统的素描教学力求造型诸因素的全面和完整,对建筑设计技术专业来说,在不到100个课时的学习时间内,让学习者掌握全面完整的素描学科知识和能力的做法是不现实的,更是没有必要的。作为建筑造型基础的素描教学,在内容上更应该凸显空间结构以及美感教育的重要地位,基于专业特点和职业技能要求组织教学内容。把握建筑区别于其他造型艺术门类的特点,基于专业的职业技能要求来构建课程,以形体特征、空间结构、透视规律、形式美感为优秀来组织素描的教学内容,形成以结构研究为主的结构素描和以视觉传达为主的表现素描两个内容模块。结构素描训练以几何体和几何体组合为主要内容,研究形体的基本结构以及形体在空间中的透视变化,研究不同形体组合结构的构造关系;表现素描训练以多种表现形式为主要内容,探索光影色调、质感表现、肌理感受、特征速写、精细描绘、意象表达、抽象表现等不同艺术表现形式的美感特征。通过两个内容模块的教学培养学习者的空间造型能力、形象表达能力和审美能力。 四、根据学习者状况进行有针对性的教学 建筑设计技术专业的学生美术基础普遍偏低,美术基础与高等学校建筑类专业对新生入学美术素养的要求相差甚远。这就需要从事建筑素描教学的教师根据建筑设计技术专业课程时间少、学生基础弱的实际状况有针对性地进行教学活动。具体来说:第一,把形体和结构、空间与透视、体量与质感、光影和明暗等造型各要素分解开,有选择、有重点地进行专题性研究,力求在有限的时间内重点解决特定问题。第二,在学生具备一定的造型基础之后,进行不同表现形式的尝试,而不是一味地通过调节光影表现。对同一表达内容,寻求多种表现方式,可以是即兴速写式的寥寥数笔,也可以是写实式的精致描绘,还可以是兴之所至式的大笔挥洒等。教师要引导学习者观察并体会不同表现形式产生的不同情感变化和心理印象,促进学习者主动寻找恰当的表现形式。第三,针对特定的教学内容制作相应的教学器具作为教学的辅助,可以加快学习者的接受速度和理解程度。如讲解几何体在空间中的透视变化,就可以用画框绷平一张丝网,直立在学习者面前,让学习者透过丝网观察几何体,丝网纤维空隙构成为一个个的坐标方格,学习者马上就对透视现象有了最为直观的印象,并很容易就能理解透视变化的规律。第四,对于一些特定的教学内容,可以进行适当的临摹练习,通过临摹优秀的素描作品,学习者能够快速掌握一些素描的表现技法并开阔视野。通过有针对性的教学活动,并“创造内容丰富、生动活泼的教学环境,让学生积极主动地学习”,能够有效地在较短的时间内解决具体的某些问题,尤其是专题式的课题教学活动的教学效果较为显著。建筑设计技术专业的素描教学,要以建筑设计技术专业背景为出发点,以本专业的职业素质养成为目的,借助但不拘泥于传统的绘画型的素描教学。依据教育教学规律和学科特点大胆进行尝试,探索适合建筑设计要求的造型能力养成与艺术表现能力养成的素描教学模式,并不断完善和革新,才能真正为专业人才培养服务。 作者:夏其磊 单位:郧阳师范高等专科学校 建筑设计论文:信息管理下建筑设计论文 一、强化建筑设计管理的重要性 (一)有利于降低工程造价 建筑设计管理工作对工程造价的预算和控制工作起着决定性的作用,设计工作涉及到了建筑物的规模、体积的大小,而建筑物的规模和体积就决定了使用多少建筑材料、使用哪种类型的施工设备、雇佣多少施工人员,而这些都是与工程成本关联最大的因素,最终影响到了建筑工程的投资预算。因此,建筑设计管理环节工作质量的提高,能够降低造价、更好的掌握工程预算,而且设计管理工作的到位等同于在第一步就做出精确细致的预算,为做好整体的工程预算工作打好了基础。 (二)有利于提高建筑工程整体质量 建筑设计方案和施工图纸是整个工程项目施工的指向标,它的作用就是引导工程项目的顺利开展和进行,并对项目开展过程中的一些问题给予解决措施,因此对建筑设计进行管理能够极大的提高建筑工程开展的质量和进度,能够有效避免施工中的一些问题。部分施工单位不注重建筑设计管理方面的工作,导致工程正常施工时出现施工环节错乱、设计图纸与实际需要偏差较大等,甚至因为设计的不合理导致工程事故的发生。所以,要想提高建筑工程项目的质量就必须重视建筑设计的管理。 二、建筑设计管理中存在的主要问题分析 (一)界面管理问题 在建筑工程项目中,一些设计的遗漏、缺陷、纠纷以及索赔等全都发生在界面上,并且界面上的纠纷也最难处理,现阶段,在建筑工程项目设计管理中,界面管理主要存在以下两个方面的问题:其一,各个设计专业在交界处存在严重的设计冲突,无法实现有效衔接。其二,设计与施工可行性出现矛盾。当前我国建筑设计普遍存在设计方案与工程实际施工想矛盾的状况,不仅造成了施工资源的浪费,还会导致施工质量的下降,必须给予重视。 (二)信息管理问题 在整个建筑项目设计管理中,设计信息因直接决定着设计方案的质量而占据着重要的地位。我国现在的建筑设计信息管理仍存在诸多问题,较为显著的问题:首先,管理人员的管理思想和现行管理模式存在弊端。建筑信息的及时性和先进性达不到要求。其次,由于我国现存法律不够完善、管理制度仍在改进、社会环境仍在改善等等条件,使得西方引进的这些管理思想和模式不但没发挥其先进行,反而成了工程项目设计信息管理的阻碍。再次,工程项目设计信息管理技术的应用需要极高的专业素质才能驾驭和推行,专业素质不足的工作人员将无法准确操作建筑设计信息管理,而且在一些思维相对狭窄,考虑情况不全,我国的建筑行业目前极度缺乏这些高素质人才。最后,我国建筑设计信息化管理设备不够先进和全面,在相关的设计信息化管理软件和硬件上与西方发达国家存在较大差距,这些差距导致我国设计信息的传递不够准确和及时,极大的干扰了设计方案设定的相关决策。 (三)设计质量评价问题 当前我国有多种建筑设计质量评价方式,这些质量评价方式都能在一定程度上满足设计管理的需求,能够保证建筑工程设计的质量,但是王亚卓天津华汇工程建筑设计有限公司天津300384这些评价方式都存在一些缺陷和不足。下文就是这些评价方式所存在的不足之处的共同点: 1.非常规性。 当前我国建筑设计评价普遍存在非常规性的缺陷,这主要是由于建筑设计评价单位缺乏对建筑设计的认识,而且相关的管理制度不够健全。这一问题的存在,导致建筑设计评价工资的开展缺乏规律性和行业常规性。三级审查市目前较为常用的建筑设计评价方式。 2.有限性。 在进行建筑设计的评价是,主要参与者缺乏广泛性和代表性,评价人员局限于建筑设计的专业人员,这虽然能够保障建筑设计的规范性,却无法满足建筑设计相关利益人员的共同需求,极大的降低了建筑设计的适用性。另外,评价工作的开展往往不够及时和有效,当前许多评价工作是在建筑施工进行或者项目施工完成后才开展的,这导致建筑设计的评价工作无法充分发挥其价值和职能,严重的降低了建筑设计评价工作的质量。 三、解决建筑设计管理问题的有效对策研究 (一)构建完整的建筑设计管理组织框架 提高建筑工程设计的质量光靠人是不行的,还需要一套完整合理的质量管理体系来维持。这套体系的存在可以在无形之中约束着工程设计人员的行为,使他们在被约束的情况下加强对施工的管理工作,加强对每一个施工细节的严密监视。这里需要强调的是因地制宜四个字,主要指设计管理工作要从施工单位的实际情况出发,结合自身的科技含量、施工方法,以此为基础制定管理体系,依靠健全的质量管理体系从侧面提高建筑设计的质量。 (二)加强建筑设计质量控制 建筑设计方案和施工图纸的质量直接决定着整个工程的质量,因此必须提高对其的控制力,而要想提高控制,就被必须从以下几点进行:首先,要加强对建筑设计方案和施工图纸的监理和审查,监理单位是建筑工程设计管理一个非常重要的组成部分,具有重大的作用和影响力。当前我国的监理工作存在诸多的不足和缺陷,如:过分注重相互竞争而忽视了对监理工作质量的提高;缺乏相应软件建设,这些都极大的影响了监理市场的发展和工作的进一步提升。其次,要建立设计方案和施工图纸的讨论制度,相关数据的设计不能光依赖设计人员,还需要施工人员和工程技术师给予相关的建议和意见。最后,要提高班工程设计人员的专业素质和思想品质,因为设计人员的工作水平怎么样,在很大程度上决定了设计方案和施工图纸的质量,因此,不论是施工人员,还是设计人员,甚至是监督人员,都要积极提高其专业素质和思想品质。 (三)建立健全设计界面管理协调机制 设计界面可以说是决定建筑设计质量的关键所在,因此,必须积极解决设计界面存在的问题。首先要做的就是建立健全协调机制。这可以从两方面进行,第一就是建立无等级协调模式,这可以有效的解决设计界面出现的问题,避免部门之间矛盾的产生,这种模式最大的优点是不存在强制性管理指令,所有问题均可以通过沟通协商得到解决;另一方面可建立专家评审组。当各方对冲突问题存在较大的分歧,且无法通过协商解决时,便可以通过专家评审组对相关问题进行分析,然后做出评价和决策,以此来解决各方的冲突。 四、结论 综上所诉,当前我国建筑设计管理虽然取得极大的进步,但是问题仍然存在,对于现存的设计管理问题,我们不能忽视和轻视,要积极采取针对性措施进行解决,只有这样才能保证建筑设计管理的质量,从而提高建筑工程的质量。 作者:王亚卓 单位:天津华汇工程建筑设计有限公司 建筑设计论文:生态文明视野下建筑设计论文 1生态建筑的设计原则 对于生态建筑应该最大程度的发挥环境特点,以实现建筑与环境的和谐统一,确保生态建筑的各项使用功能得以顺利实现的基础上,采取一系列措施促进人、自然与建筑三者之间的和谐发展。在生态建筑设计时,要遵循以下原则: (1)以人文本原则。 当前经济快速发展,现代人对生活区域和生产区域的环境要求也随之提高。因此,在生态建筑设计时,首先要树立以人为本的设计理念,在生态建筑设计中要充分尊重人的主体地位,体现出对人的关心,就需要充分考虑建筑物的室内设计、交通条件以及生态环境,以满足人们对建筑的多层次需求,从而为人们创造出更加清洁、舒适、环保、健康的空间。比如:根据建筑地的自然环境,建立宜人的绿化系统。 (2)节能环保原则。 节能环保是生态建筑的内在要求,在建筑设计过程中,要尽可能的选用可以循环利用或者可降解的材料,尽可能少的产生建筑垃圾,即便产生也不致于对环境产生危害;选用建材时还要考虑优先使用本地建材,减少运输过程中对能源的消耗和对环境的污染。 (3)经济性原则。 生态建筑要符合经济性,指的是建筑施工中,尽可能选用一些新材料新技术,以降低施工成本,但更重要的强调建筑在建成后使用过程中要经济运行,对资源、能源的消耗要降至最低。在进行生态建筑施工过程中,牵涉到多个科学理论以及先进技术,并与建筑材料进行配合,确保生态建筑的高效运行、低耗运行以及节能运转,最大程度减小生态建筑在环境使用过程中的破坏程度,降低对自然的能源消耗,实现经济的优势运行。例如:根据生态学的设计理念,最大程度地采用自然的采光、通风方式。 (4)因地制宜原则。 科学的生态建筑设计方案,应该是经济效益与环境效益的统一。因此,在生态建筑设计过程中,要综合考虑建筑周围的自然条件,重视环境、植被以及当地土地的特点,处理好与环境的关系。在建筑风格上,应该与当地环境协调一致;在建筑能耗上,尽可能地结合当地的日照和风向特点,降低建筑在使用中对化石能源、资源的消耗。在绿化环节上,应该尽可能地引用当地物种,避免绿化过程中因植物无法适应新环境而产生资源浪费。 2生态建筑设计的有效对策 2.1以人为本,注重建筑的宜居性和美观性 生态建筑设计的最终目的是满足人们的需要,所以在设计过程中,要充分考虑建筑物的室内设计、外部交通状态及区域生态环境,努力创造更加舒适、美观的空间环境。现以住宅建筑为例,阐述一下以人为本的建筑设计理念。首先,建筑的室内设计要按照人们日常生活习惯来布局室内空间,比如,客厅的功能主要的会客和居家休闲,设计时应该宽敞、明亮、简洁;再者,小区要建立完备的交通设施,满足人们的停车需求,比如:机动车停车场最好人车分流,建立地下车库,一来不影响小区地面美观,二来确保行人安全,而自行车棚则应该离楼道门口近为宜,方便人们简易出行;最后,要根据区域的生态环境营造出舒心怡人的小区环境,比如合理布局小区绿植,提高有效绿化面积,提高舒适度。设计者在做设计时,头脑中要清醒地认识到以人为本设计宗旨,以确保人类的身心健康,为满足人类各种活动需要作为设计的优秀要求。宜居性和美观性要求建筑设计时,要综合考虑满足人类的生理、心理等各方面的要求;要综合处理人与人、人与自然等多项关系;综合满足使用功能、安全环保、舒适美观、节能经济等各种要求;还需要了解建筑所在地的地域文化特征,将地域文化有机的吸纳和融合起来,使得建筑物与周围的人文环境相协调,并尽力成为地域文化的一种标识。 2.2采用新材料新技术,降低建筑施工和使用过程中的资源、能源消耗 经济社会的快速发展,也带动建材工业和建筑技术的发展,在生态建筑设计过程中,要充分使用新材料新技术,以实现建筑的节能环保和经济运行。首先,建筑材料技术的不断进步,传统的以砖石为主要材料的建筑结构逐渐被更高和更轻便的墙体和结构所取代,在减轻建筑自身重量的同时,进一步扩大了建筑的内部空间,节约了建筑材料的使用。如高强度混凝土材料、高强钢筋、高强预应力钢筋、泡沫铝材料、高强度玻璃等。建材的循环利用,既能充分利用资源,也能降低人力、物力成本,在设计时,将循环利用理念引入进来,可以促进生态建筑的可持续发展。节能技术在建筑行业发展同样比较迅速,生态建筑中能够使用到的清洁能源包括生物能、地热能、风能以及太阳能。其中应用最广泛、种类最丰富的是太阳能技术,太阳能在建筑上的应用,可以对建筑采暖、降温、干燥等。比如,通过窗户集热板建设太阳能资源系统,运用玻璃盒子单元集热板、蓄热装置、风扇和空气导管等组合而成,从而将太阳的光能转化成需要的热能。还有当前地热能在建中的应用也快速发展,地热储备量丰富的地区,可以采用地热采暖,污染小、运行成本低。生态建筑设计者,应充分应用这些新的技术,以降低生态建筑的运行能耗。 2.3处理好与周边环境的关系,实现建筑与环境一体化融合 建筑设计与周边环境的一体化融合,这个有两层含义。首先,建筑设计要实现人与自然的一体化。也就是对人与人、人与建筑、人与自然之间的关系进行适当地处理,从而为人类创造一个舒适的小空间,同时又要融入到周边环境中,且不对环境产生破坏,实现中国古代“天人合一”的思想,促使人类与环境的和谐发展;再者,建筑设计要实现当前与历史、当前与未来的一体化。建筑设计要和该地区已经存在的建筑协调一致,做到不损坏当地的自然环境和人文环境,这样才能使建筑能够在未来长时间的满足人类社会生产和经济生活需要。建筑与环境的一体化融合要求建筑设计在选用建材时,首先应选用对无毒无害的建材,以防止建材对人或环境产生辐射、电磁波、有毒气体危害;还要充分利用当地的自然条件,比如:对环境温度、湿度进行适当地控制,使室内环境能够达到人体需要的最佳状态;强调建筑周围环境与建筑室内空间要实现自然过渡,,使人们尽可能多地观赏到周围的自然美景;注意地域文化延续性,在设计前充分考察当地的文化特征,尊重地方文化的差异,在建筑能吸纳地方优秀的传统文化、工艺及生产技术。例如,西安建筑科技大学的原址是个采砂场,设计时充分考虑原址的特征,将采砂场遗留下来的小山以及一些“砂包石”因地制宜地设计成为众多小山头,山山之间形成连绵态势,并建造蜿蜒的台阶,为学生创造了风景宜人的学习和休闲环境,不仅有效降低了建造成本,还在建筑中最大程度地利用了原址的特点,实现了建筑与环境的和谐交融。 3结束语 党的十八大报告指出:“建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。”在当前资源能源消耗大、生态环境污染的形势下,全国各行各业都在进行节能减排和转型升级,建筑行业要更加重视生态建筑设计,加强生态建筑研究,重视新材料新技术的应用,为减小建筑施工和运行过程中的环境污染,全面提升人们的生产生活空间做出贡献。 作者:刘振普 侯乾军 单位:郑州市建筑设计院 郑州骏龙房地产开发有限公司 建筑设计论文:基于生态文明的建筑设计论文 1绿色建筑设计发展 从20世纪60年代开始,生态文明的思潮逐渐成为当今世界一大趋势,尤其是生态学马克思主义,过度消耗自然环境的消费至上的理念,当代的生态危机就是资本主义消费过度的结果,因此,走生态社会主义是必然道路,我国建设社会主义的生态文明是符合马克思主义的正确的政治理论。在生态文明的引领下,绿色的建筑设计理念也逐步兴起,但是,各种思潮,各种设计理念鱼龙混杂,防止建筑的滥绿色化,各个国家努力规范绿色建筑的设计标准,美国绿色建筑协会在罗伯特•瓦特森先生的发起下,在2003年开始推行了绿色环境与节能领导标准(LeadershipinEn-ergyandEnvironmentalDesign,简称LEED),这个标准规范了绿色建筑设计概念,成为比较恰当的评价绿色建筑的一个规范评价工具。可喜的是美国联邦的部分州和部分国家已经以这个标准定位法定的建筑强制标准。美国的LEED标准也逐步丰富,从最初的只针对公共建筑,发展到可用于既有建筑的绿色改造标准LEED-EB、商业建筑绿色装修标准LEED-CI、目前正在致力于开发专用于住宅建筑的LEED-RB。我国部分发达地区已经开始参照美国LEED标准,制定了符合我国国情,高于美国LEED的标准,比如中新天津生态城绿色建筑标准。我国为了贯彻执行生态文明建设的发展要求,由国家住房和城乡建设部自2008年4月委托住房和城乡建设部科技发展促进中心成立绿色建筑评价标识管理办公室(以下简称中心绿标办)负责具体工作,已评出15项获得“绿色建筑评价标识”的项目。这一个标准已经逐步成为我国绿色建筑的指导。从这里开始,绿色建筑设计理念逐步进入千家万户,形成一大批绿色公共建筑,绿色住宅建筑,绿色社区。 2中新天津生态城绿色建筑设计实践案例 中新天津生态城是中国、新加坡两国政府战略性合作项目。生态城市的建设显示了中新两国政府应对全球气候变化、加强环境保护、节约资源和能源的决心,为资源节约型、环境友好型社会的建设提供积极的探讨和典型示范。根据中新天津生态城的指标体系,城内绿色建筑比例将为100%,美国LEED创始人罗伯特•瓦特森表示“中新天津生态城作为当今世界上最大的生态宜居示范新城,已经制定出了很高的生态环境目标,要实现这个目标,LEED可以成为一个手段。另外,LEED这套标准目前是国际上最被广泛认可的绿色建筑标准体系,生态城要达到其建设目标,也需要得到一个国际标准体系的验证。”因此,本文选取中新天津生态城作为绿色建筑设计的标准。 2.1中新天津生态城绿色建筑设计技术特点 中新天津生态城位于天津市滨海新区北部(原汉沽区),设计之初就选取了不占耕地的盐碱地,建立在节约用地,节约用水,资源循环利用的生态新区。中新天津生态城从一开始就选取了生态比较脆弱,植被比较稀疏,环境退化较严重的地区,因此,绿色建筑在中新生态城是十分必要的。总结起来,中新天津生态城绿色建筑设计技术特点有以下三点:充分利用城市基础设施,建筑节能环保贯彻始终,可再生材料的充分利用等等。 2.1.1充分利用城市基础设施 中新生态城选址之初就考虑到依托大城市,会减少基础设施的投入,减少对自然界的索取,建立独立的各类能源和污水、垃圾处理系统会造成浪费。中新生态城依托天津中心城区,滨海新区等基础设施和配套管网,最大限度利用了城市污水处理,中水回收等基础设施,真正实现了经济、高效、生态绿色建筑。 2.1.2建筑节能环保贯彻始终 中新生态城从能源的源头上就选取可再生能源,结合当地实际情况,建设了大规模的区域性太阳能发电站,海滨风力发电站,生物质发电站,并且,结合国家首批智能电网试点的优势,鼓励区域可再生能源电力上网。根据国家绿色建筑评价标准,结合中新生态城实际情况,制定了《中新天津生态城绿色建筑标准》,规定确定了生态城住宅的单位能耗不高于78kWh/(m2•年),公共建筑单位面积的能耗不高于110kWh/(m2•年)。该项指标实现了生态城的低碳目标,减少CO2的排放,这个指标硬性规定,实现了生态城绿色建筑和生态城生态文明目标一致。 2.1.3可再生材料的充分利用 中新生态城建设充分利用可再生材料,征地拆迁把原有的汉沽碱厂的建筑垃圾,回收利用,做成混凝土材料以供后期建设使用,中新生态城三个片区的土地资源合理配置,充分利用各种当地随处可取资源,海盐、芦苇等等。对于挖掘的表土进行合理配置,最大限度节省自然资源。 2.2低碳环保的设计理念 具体到建筑,中新生态城从设计之初就秉承低碳环保的设计理念,主要有以下几点:建筑布局设计比较合理;被动节能措施主要是最大限度利用太阳光,利用自然风;主动节能措施是回收热风系统,使用节能灯具等等。本文主要以中新生态城某中学建设设计为例探讨低碳环保的设计情况。 2.2.1建筑布局设计合理 教学楼、综合楼、操场环状环抱,让学生在5min以内去教室读书,做实验,去操场活动,教学楼总体设计呈之字状,教学楼朝阳的房间用作教室,因为学生大部分时间在教室度过,充分利用太阳能,教室背面的房间用做实验室,走班教室,东西向的房间用作行政办公用房,减少了冬季风对于建筑的影响。充分利用地下空间,在操场下面建设有地下车库区,以供学生走读使用,所有建筑的地下都连同一起,最大限度实现了建筑的一体化。 2.2.2被动节能措施 所有建筑都建设有良好的围护系统,最大限度降低取暖的能耗,墙体保温采取了绝热、保温、防火等措施。建筑外墙使用了混凝土砌块加气,石棉构造。所有外墙玻璃采用双层中空钢化玻璃,设置真空层,有效避免了热量的散失。教学楼都设置了可调节遮阳的措施,在不影响室内采光的前提下,自动调节遮阳板,保温、透光。教学楼的所有走廊都设置了透光的设置,充分利用太阳光,在部分区域实施了开天窗的设置。教学楼部分室内活动区,有大面积的可开窗户,夏季可以充分开启,冬季可以关闭保温。 2.2.3主动节能措施 该校空调系统的设计,充分回收了循环空气,教室一般不设新风系统,为了保证学校通风的需求,教室采用了热回收功能,在地下室及一楼到五楼设置了多个回收热的智能环保回收空气机组,充分保障热量不散失,又可以满足空气质量的需求。在庭院中使用高效节能的LED灯具,提供夜间照明,在部分区域使用太阳能发电功能,白天储存的电力,晚上使用。此外,还使用了雨水回收利用,雨水和中水作为景观用水。 3我国绿色建筑设计存在的问题 我国绿色建筑设计方兴未艾,目前,各地做了许多有益的尝试,但仍然存在很多问题。目前使用的GB50378-2006绿色建筑评价标准中的很多标准是引用GB50180-93城市居住区规划设计规范中的条目,这些规范和标准本身就是尚存许多问题的,如日照标准。现行的日照标准以一年中冬至日和大寒日的日照时间作为日照审核的依据,但这其实并不能完整反映全年的日照情况,有些项目中冬至日和大寒日的日照时间符合要求,但是在全年的绝大多数时间里都是达不到要求的。虽然这些项目符合规定,可以实施,但是以此标准兴建的建筑是否能够称之为绿色建筑有待商榷。GB50378作为绿色建筑评价标准,应该逐步完善和细化自身的评价指标,其中的日照标准不但应满足GB50180的规定,同时还应结合绿色建筑的特点,进行更加细致的划分。绿色建筑不仅要节能,还要宜居。 4绿色建筑设计几点启示 绿色建筑经过数十年的实践,逐渐摸索出来一些可行的做法,比如,加强绿色意识,加大力度完善相关配套的法规,积极完善绿色建筑评估体系与实施,加强整个建筑行业的绿色规划等等。 4.1积极完善相关绿色建筑配套法规 要加大力度完善相关的绿色建筑的配套法规,逐渐从有立法权限的市开始试点,制定相应的规章、法规,逐步形成省人大层面上的地区法律,逐步形成国家部委层面的指导配套法规,最后建立国家人大层面的绿色建筑法,强制性规定我国的建筑实施绿色建筑的标准。另一方面,加大环境保护的力度,实施对环境友好的建筑,最大限度的减少自然资源的消耗。从建筑的整个生命周期都需要践行最小消耗,追求完美的零消耗,和自然融为一体,建筑施工的建材最好使用垃圾再生材料,建筑的施工做到无粉尘、低噪声,建筑的使用做到对环境友好,充分利用太阳光,减少对于外界电能的使用,建筑的寿命终结的拆除要做到回归自然,物尽其用。实现经济、文化、科技等全方位的可持续发展战略,是国家的基本发展纲要和战略规划,是时展的客观要求。建筑是人们生产生活的基本物质要件,是关系国计民生的基础。将绿色、环保的设计规划理念植根于建筑领域,必然需要国家政策的大力引导和支持,对于土地的使用,建筑设计的规划,施工队伍的资质,国家都应从宏观角度去把握,给予支持和引导。建立有效激励机制,尽管我国早已出台建筑节能规范,建筑节能法律法规执行力度还较低,各方面还需进一步完善。因此应设立执法监督机构,为绿色建筑的健康发展营造良好的环境;激励绿色建筑的发展,运用经济杠杆的作用,制订优惠政策;在具体实施过程中,可通过示范工程的榜样力量积极引导市场,明确政策导向,吸引投资帮助绿色建筑的发展。 4.2加快绿色建筑评估体系的开发与实施 目前,我国绿色建筑评估主要是跨国评估机构的公司或者是合作公司,往往不能独立于母公司进行评估,进行评估中不能基于中国国情进行分析,因此,应该尽快建立我国独立的第三方评估体系。我国绿色建筑评估体系应建立在充分调研、科学立项、切实实践的基础上,依据我国国情,针对气候、地域环境参数、资源状况、人文素质、技术水平、法律法规等的不同来合理开发、有效实施。应尽快完善绿色建筑国家和地方标准体系,尽快制定绿色建筑技术与产品的评估标准,实施绿色建筑及相关产品标识制度,建立评价监管体系,规范评估机制,切实促进绿色建筑的发展。加强急需人才培养对急需熟知绿色建筑理念、致力于绿色建筑建设的专业人才,可通过高等院校进一步完善绿色建筑相关学科建设,或增加绿色建筑相关课程,来培养适应绿色建筑发展需要的各类专业技术人才和复合性人才。可通过定期组织绿色建筑相关培训,提高各行业不同层次从业人员的绿色建筑应用能力;还可在建筑师资格认证或行业资质相关评审中,适当增加对绿色建筑知识的考核,提高从业人员的绿色建筑素养。 4.3加强建筑产业的规划 目前,我国建筑行业缺乏整体的规划,由于房地产行业推向市场以后,快速的繁荣下,隐藏着种种的隐患,追求经济利益,往往忽略了对于生活环境的保护,即使打着绿色建筑的旗号,往往不能严格落实对于环境友好的生态文明的绿色建筑。因此,加强建筑产业的规划十分有必要。现在建筑行业在逐步完善发展之中,但还是存在一些矛盾和问题。行业内恶意竞争、暗箱操作的情况依然存在,一些资质不足的小型建筑企业依然大量存在。不足规模的建筑企业在设计水平、施工能力以及后期维护上肯定有所局限,再加上对经济利益的追逐,很难保证建筑设计环保科学,因此,要加强建筑行业内部的规范化管理,制定行业运行规定管理的条例和规范,使得建筑行业发展有法可依。同时对于资质不佳的企业进行行业整顿,必要时取消其公司。 作者:徐芳 李娟 单位:天津市城市规划设计研究院 建筑设计论文:基于质量控制管理的建筑设计论文 1建筑设计管理中的常见问题 1.1设计质量评价缺陷 当前企业实行的建筑工程质量评价方式主要有:由政府负责单位开展工程项目质量审查评定;由设计单位自行开展内部设计质量审查;由业主单位开展设计质量审查评定。根据不同角度分析可以发现,不同的设计质量评价方式都在一定程度上提高了建筑工程设计评价质量,但这些方式也存在部分缺陷性问题,具体表现有: (1)有限性,其主要体现在评价时点及评价主体两方面;在多种评价方式中,通常会存在两个评价主体,且多由专业技术人员组成,缺少相关利益主体,其评价结果难以反映出不同主体的目标需求和建议,评价形成的影响效果非常有限;同时部分评价是在阶段成果形成后进行的,而有的甚至是在工程竣工后进行的,设计的评价与控制力度明显不足,这就容易造成工程设计质量的评价作用难以发挥,工程整体质量难以保证; (2)非常规性,因部分企业对于工程设计质量评价缺乏基本认识,且管理制度上存在缺陷,造成质量评价工作的随意性较高,设计单位内部评定缺少一定的常规性,且通常采用三级审查方式难以保证设计质量。 1.2优化设计管理意识不足 (1)业主因专业知识制约,很难从优化角度对设计方案提出疑义或可行性建议;部分业主经济实力较高,项目工程追求新颖,未考虑优化要求; (2)设计单位选择不佳,部分项目设计虽通过招投标,但方案概算相对粗略,细化水平较低,难以开展综合评定; (3)未深刻认识设计对工程投资的重要性,仅关注工程招投标环节,忽视设计方案优化对工程造价的节省; (4)部分业主对于工程应具备的功能要求和设施配置不明确,且存在较大的随意性。 2建筑设计管理问题的解决对策 2.1完善设计界面管理协调机制 相关设计单位应不断完善设计界面管理协调机制,构建设计界面风险防范体系,以不断提升界面管理质量。具体采取的措施包括: (1)业主控制的设计协调过程应建立高效的决策系统,不断改善机电设备招投标管理水平,以克服土建、设备设计与施工中存在的施工设计迟缓、设备安装图滞后难题; (2)做好合同界面管理,确定各专业系统设计单位为界面实施工作的执行主体,各专业系统的设计单位应在设备、技术、人员和组织上提供基本界面管理条件; (3)总体设计单位应重点开展技术管理,明确施工图设计及初步设计阶段、招投标阶段的工作要点,招投标文件中明确的条框应由投标单位严格执行; (4)应加快建立界面管理机构,由业主开展直接领导管理,并编制工程、设计界面的具体管理办法与程序,促进界面管理的规范化、制度化、科学化发展; (5)加快设计界面管理的信息化发展,通过设计界面管理机构建立本机构的数据管理系统及系统管理软件,以利用结构完成对界面数据的访问,采用直观图方式反映不同界面的树状层次结构。 2.2加强建筑设计质量控制 (1)根据建筑工程项目具体要求及相关勘查数据资料进行深化研究分析,并以此为主要依据进行设计方案大纲制定;通常情况下设计大纲可由项目主管工程师安排各专业工程师调查资料分析为前提,进行综合讨论编制;随后将编好的大纲交由业主进行审核,最后按照审核通过的大纲开展具体方案设计; (2)设计方案前期审查;对设计方案的前期审查主要是核查项目总体设计方案,通过与设计要求大纲的比较分析检查设计方案是否符合工程标准、概算设计是否在允许范围以内; (3)核查施工图:施工图审核检查是工程设计阶段质量控制的重要关键点,在具体审核中应加强使用功能及质量要求的标准检查,具体审查的内容应包含给排水施工图、建筑施工图、暖通空调系统施工图、电气安装施工图、结构施工图等; (4)做好设计项目施工及竣工后的反馈:项目主管应安排各专业负责人参与技术交底工作,对技术交底过程提供意见和建议;对于施工会审过程中存在的疑问及修改意见等应组织设计人员进行核查,并考虑相应修复或补救措施,以确保工程质量;在工程竣工时,专业设计人员应共同参与质量验收。 2.3做好设计成本与进度控制 在项目投资决策完成后,项目投资控制的优秀在于设计。设计概算便是只在项目获得可行性研究审核后,进入规划设计阶段时开展的概括性初始预算。其是一种综合考虑项目运行可能形成的成本费用及投资方投入资金量而具体编制的预算。通常项目前期设计阶段的工程造价要占到项目总投资成本的75%左右。所以设计概算是施工图预算的造价上限,施工图预算应控制在设计概算的前期工程造价范围内。工程设计管理中需对项目进度控制的要求有:对主设计单位同分包设计单位间的关系,主设计与特殊专业设计、装修设计等领域的关系进行协调,调整施工图进度以保证其符合材料、招投标、设备采购、施工进度等标准;对审计进度计划及出图计划进行核查,并监督执行,防止出现因设计单位进度延迟而导致施工单位需求索赔的问题;进行设计阶段进度计划编制并控制其具体执行;对设计单位提供的设计进度计划进行核查,并对进度计划值与实际值进行比较分析,制定各阶段进度控制报告及报表;制定设计阶段进度控制总结报表。 2.4实行系统化管理 采用由美国系统工程学专家霍尔提出的设计管理三维系统结构,从时间、组织、知识三方面开展建筑设计管理,克服管理中存在的集成问题。设计管路可具体分为设计准备、方案设计、扩初设计、施工图设计及施工配合等阶段过程,不同阶段按照先后顺序组成了设计管理的整体过程,不同过程间相互影响、相互关联。加强不同阶段关键节点和设计任务管理的基本质量目标、概预算成本目标的控制,是确保工程最终目标有效完成的基本手段。 3结束语 建筑设计管理的质量将直接关系着工程建设的整体质量和功能使用,因此,相关技术与设计人员应加强有关建筑设计管理问题及对策的探讨,总结建筑设计管理常见问题及重要防控措施,以逐步改善建筑设计管理水平。 作者:徐薇 单位:浙江金基置业有限公司 建筑设计论文:建筑设计与景观设计论文 1人类与景观环境之间的关系 自然环境是人类生存、繁衍的物质基础;保护和改善自然环境,是人类维护自身生存和发展的前提。人类的居住需要一个完整的生态环境作为基础,否则对人的生存与发展都是不利的。随着人类利用、改造环境的能力日益加强,像原始森林和极地那样的原始生态系统已很少见,人们正以大量的养殖湖、薪炭林和乡村等半人工生态系统及城市、工厂等人工生态系统所取代。不过,人类已逐渐认识到自己和周围环境是一个整体,把自己的事和环境联成一个系统来考虑,产生了"人类生态系统"、"社会生态系统",以便更好地保持人类与环境之间的平衡。 1.1人与自然的协调是设计的目的 景观设计的优秀就是协调人与自然的关系,其本质上是一种基于自然系统自我更新能力的再生设计,包括如何尽可能少地干扰和破坏自然系统的自我再生能力,如何尽可能多地使被破坏的景观恢复其自然的再生能力,如何最大限度地借助于自然再生能力而进行最少设计。可持续设计就是在生态学的指导下,将设计纳入“人机—环境”系统,在实现社会价值的同时强调保护自然价值,促进人与自然的共同繁荣可持续发展。其本质在于充分利用现代科技,大力开发绿色资源,不断改善和优化生态环境,促使人和自然的和谐发展,人口、资源和环境的相互协调,相互促进。 1.2城市化景观设计中的问题 不注重生态保护。随着城镇的繁荣与文明程度的不断提高,人们却越来越远离了自然。目前许多城景观设计作品盲目追求标新立异,过分追求个性的张扬,急切地想证明自身的存在,不注重生态环境保护,不考虑与周围环境的和谐关系,从而破坏了自然原有的统一和谐;然而,生态的平衡破坏起来很容易,却需要用漫长的时间才能恢复到原有的和谐状态。在景观设计中,最容易被忽视的是其作为社会精神文化系统的作用。保护生态原貌就是挖掘其历史文化内涵,使其不断延续下去,而这正是现在景观设计中较缺乏的。同时,设计缺乏整体理念和协调艺术。许多人认为景观就是对已有空间的一种美化,是随意性的附加物。目前很多景观设计毫不考虑与周围环境的和谐关系,随便种种树栽栽花,这是缺乏整体景观概念的行为。景观应是更高层次上的一种统一。美好的景观是一种和谐、一种完整,任何将环境割裂成部分来设计的思想都是不对的。 1.3实现人与自然的和谐要坚持的原则 1.3.1保护和构建完善的生态系统 景观是一个生态系统或者多个生态系统的组成,它的可持续性会受到生态系统各个方面的影响。进行景观的可持续设计,就必须以保护和构建完善的生态系统为基础。维护生态系统再生能力,生态系统的的可持续性是由于有再生能力,再生能力一旦遭到破坏将很难恢复,这在很大程度上影响生物物种的可持续性。 1.3.2注重景观的地域性.民族性 景观设计应尊重传统文化,将带有当地特征的阳光、地形、水、风、土壤、植被等自然因素结合在设计之中,并且尽量多采用乡土树种,从而营建具有当地特色的景观类型以及满足当地人们活动需求和符合当地人们审美标准的空间场所。 1.3.3运用现代技术 科学的发展推动了技术的进步,利用高科技技术和材料可以减少对不可再生资源的利用。在景观设计中不仅仅要考虑美观,营造宜人的健康环境,满足当代人们的需求,而且更要注重保护人类生存的自然环境,维持生态系统良性循环,构建社会发展与现状环境相协调并具有可持续发展的模式。 2绿色景观与建筑分析 2.1绿色植物的视觉魅力 “建筑仅仅是环境的一个部分,建筑美从整体上说是服从于周围环境的。”建筑作为稳定的不可移动的具体形象,总是要借助于周围环境恰当而和谐的布局才能获得完美的造型表现。绿色植物的季节性变化和易修剪的特点使其在营造建筑外部空间环境中成为必不可少的要素之一。 2.1.1独特的地域景观 建筑的外部空间环境不仅同建筑形象有关,而且同建筑室外绿化景观密切相关,空间环境的特定性是建筑不同于其他艺术门类的重要特征。生长环境和民族文化喜好的不同使各地域的自然植物景观呈现出巨大的差异,而建筑与周围自然环境的结合,不仅反映了人与自然的和谐关系,而且造就了丰富多彩的地域景观。虽然现代资讯共享带来人们生活方式、审美取向的日渐趋同,使建筑风格的同化现象不可避免,但迥异的建筑室内外绿化景观却为城市面貌带来迥然不同的人文视觉景观,这种不易消融的特点使其成为一幢建筑或一座城市最不易磨灭的印记。 2.1.2四季更迭的形与影 绿色景观四季变幻的姿态、颜色、气味和随风飘动的秀影使建筑外部空间呈现出生机盎然的景象,其微妙的动态变化使原本凝固的音乐也变得灵动起来,并在各个季节呈现出不同的丰姿和魅力。绿色景观在空间和时间维度上的变化,不仅为建筑创造了绚丽多变的空间环境,而且架起了人与自然交流的桥梁。其或优雅、或自然、或绚丽的外观自然而然成为建筑空间的延伸、呼应和限定。 2.1.3绚绚丽变幻的色彩 色彩最能引起人们的情感联想,绿色植物千变万化的色彩更增添了建筑空间的迷人魅力。春季欲滴的青翠、夏季蓬勃的盛绿、秋季灿烂的金红、冬季寂静的冷绿,使建筑造型和空间环境在一年四季变换出生动的表情,带给人们层出不穷的心理和视觉感受。 2.2绿色植物的人文魅力 不同种类的绿色植物因其姿态、生长特性的不同常被人们赋予独特的个性和品格,从而表达出一定的文化特色和精神内涵,以及时代文化背景。纵观各个时代的建筑文化,都能觅到植物被赋予神圣象征含义的踪迹,并且它们所具有的含义往往取决于人们在时间和社会变迁中对其的评价,其背后往往隐藏着复杂的因素和个人经历,其内容复杂地盘绕于个体和人类发展进程之中。 建筑与自然环境的巧妙互借和融合而显现出的整体性是中国私家园林的精髓。植物历来是文人造园表意的主角,在传统文人逸士的私人园林中,植物的选择极大地反映了他们的意趣。精心配置的蓊郁花木配以意义精到的楹联匾额,使人产生无限遐思和美妙想像,为园林增添了非凡的自然魅力和人文魅力。 3建筑与环境的互动 在人们有意识地改变环境的过程中,人与环境的关系从同一性关系逐渐发展为对象性关系。马克思认为意识起初只是对周围可感知的环境的一种意识,是对自身以外的其他人和其他物的狭隘联系的一种意识,当然同时它也是对自然界的一种意识,但在这种初级的人与自然界的意识中,人们同自然的关系仅仅是一种纯粹的动物式的服从意识,而自然界和人的同一性则表现在人与自然界,以及人与人之间狭隘关系的相互制约,以及对人总是生活在社会中的这一现象的意识。而建筑环境设计思想作为一种意识也必然遵循主观意识发展的规律,经历从自发到自觉的发展过程。 3.1古代朴素的建筑环境观 中国传统文化的价值取向是讲究顺从自然、依附自然。儒家的入世之境、道家的自然之境、佛教的出世之境三家美学思想的相互揉合,使中国美学思想变得更加丰富和深沉,合流之后的美学思想对中国建筑艺术产生了重要影响。建筑作为社会文化取向的物质形态表达,很明显地反映出这一点,例如集中国传统文化精粹的私家园林:室外空间中建筑与自然元素的组合极为精妙,形成相互掩映的多变化、多层次的空间效果。这种人与自然关系的独特性使中国园林具有浓厚的抒情性,含情至深。传统风水学对所勘察的风水区位的地貌、水流、水质特别重视,其中许多道理与现代水文地质学也是相合相通的。风水学的内涵与使命之一,就是系统地将传统风水学的数千年经验与现代水文地质学知识相互联通,从而研究出山川河流,地质地貌、山脉走向,水土关系及其产生的各种化学元素,对人类生理与心理、健康与事业的正反影响,使人们更好地了解自然,利用自然,改造自然和顺应自然,使人类生活得更健康、更美好。我国古代非常重视庭院美化,也非常重视庭院风水,认为庭院建筑、花草树木、假山流水的组合布局,要符合风水的要求,这样就能有利于身心健康和财运事业,这是传统风水学中朴素的环境景观意识。如苏州园林就是人造环境景观风水的典范。风水学将传统风水学中的朴素真理,与现代环境景观学相互嫁接,不仅研究环境景观的美学规律,建筑学规律和植物学规律,更要进一步研究环境景观的结构、方位、材料、色彩、外形及其场态信息对人类生理和心理的各种作用力,从而探索选择和营造出有利于人类自身健康和事业发展的环境景观的科学规律和方法。 3.2现代建筑环境设计思想的发展和转变 1863年,美国奥姆斯特德提出了景观建筑的观念。伊恩•麦克哈格是第一位将生态概念引入建筑设计的建筑师。近年来,植物栽培技术的不断发展使得绿色植物的生长范围更加宽广;屋顶种植和室内种植的发展,使得建筑和绿化的融合更趋全方位和立体化。屋顶栽培中,比较早的是藤森照信的“韭菜住宅”与“蒲公英之家”,在设计中追求自然与人的“寄生”关系、人工物与自然物之间的微妙平衡点。绿化不再简单、安分地仅限于屋顶,蒲公英成为住宅立面的主角。这种为了寻找人与自然的和谐共生所做出的努力和尝试不仅可以看做绿化与建筑由寄生关系到共生关系的发展,而且这种探索也可以看做是对未来建筑的一种发展方向的预示,暗示着建筑绿化已经走向立体化和生态化。19世纪80年代,屋顶绿化就在欧洲得到广泛应用。研究表明,城市“热岛现象”也可以通过大面积植被吸收太阳紫外线而得到缓解。在一些易受洪水影响的地区,绿化屋顶通过其保持雨水的能力可以控制暴雨雨水流量的70%~100%。建筑与环境设计思想的另一大发展在于,建筑已经成为改造环境的一个契机。建筑师对建筑基地的原生环境日益重视,并将之列入建筑设计的内容之中;有的还将恢复和改善建筑基地的自然状况、绿化环境作为建筑的目的之一。2000年,安藤忠雄在大阪湾淡路岛东北岸建成了“淡路梦舞台”,在其规划中安藤忠雄明确提出“要建设,先种树”的方针。1994年就开始了24万株苗木的栽种工程。“淡路梦舞台”的设计从整治建筑环境着手,主要目标之一就是要治愈山体开采留存的伤痕,恢复和彻底改善山体的生态环境。这种建筑设计思想在建筑设计着眼点和目标上的转变暗示着建筑设计与绿化景观关系质的跳跃。所有这些都表明建筑绿化已经从原先单纯的营造建筑空间氛围的束缚中挣脱出来,逐渐向建筑中生态要素的角色转变。 4.建筑设计与景观设计的统一 4.1景观设计优先的理念 现在的很多设计往往把建筑设计与景观设计分开,把景观设计理解为建筑设计的附属物,这里搞一点水,那里搞一个小品雕塑等。不研究规划布局而先确定园林小品,不考虑交通、消防、停车等硬技术指标而先去考虑平面布局。在这种思想指导下,就难免会出现问题。建筑设计和景观设计是紧密联系的,是相互依存的,是一个有机整体,任何一方出问题,都会直接影响人与自然和谐空间的营造。从建筑角度来说,建筑不是游离于环境的,它只有与外部环境形成一定的关系才有存在的意义。所以,建筑必须与外部空间相联系,形成不同层次的空间环境,这也有利于建筑个性的表达。建筑独有的特征除了反映在建筑本身外,很大程度上还需要在外部环境中得到体现。因此,室内外空间的结合、呼应,不仅完善了建筑空间,也使内部空间得以延伸、扩展,特别是建筑空间与景观空间的结合,可以大大丰富建筑本身的空间。所以,当代建筑设计不仅要完成自身主体设计,对环境、景观的理解和把握更应先于建筑设计。把场地的景观环境作为建筑设计的限制性、前提性条件,使建筑成为景观设计的一个因素,设计成为有机的整体。就此而言,建筑设计是否应该树立景观规划为先的设计观念,在建筑设计的始终,是否贯穿对景观的参照、理解、协调与统一,成为值得我们关注的问题。 4.2树立整体设计的思想 建筑整体设计思想是一个新概念,其特点是全面地考虑与建筑相关的各个元素——外部环境、建筑构造、技术装备等协同关系。城市中的建筑不只是其本身构筑的主体,也是城市单元的一部分,从时间上说它是变化过程中的一个断面。因此,建筑设计应注重城市空间的整体效果,考虑对所处地块有影响的城市景观要素,如面宽、轮廓线、相邻建筑造型等,不可因过分强调自我表现而与景观相冲突,保持建筑与景观的有机整合。 4.3寻找建筑与景观的最佳结合点 在中国城市建造中存在两种情况,一是先建建筑,然后再考虑景观环境的美化;另一种是在已有的环境中添加新的建筑,包括建筑改造及扩建,导致建筑的独立性非常强,很难形成整体的景观形象。因此,建筑应从被动地单方面追求环境和谐的桎梏中解脱出来,以积极的策略向环境延伸,寻找与景观的结合点。首先,建筑先入式的整体设计导则。建筑师在深入建筑单体设计的同时,对整体的建筑环境提出设计导则。分析基址环境、周边环境、视域环境等因素,并且提出系统的设计导则。导则内容应该包括具体的风格、主色调、环境铺装、景观设施等设计建议,在建筑的生命周期内产生辐射式、制约式的影响,并确保建筑与环境的统一联系。其次,建筑后入式的改造与实施原则。新建或改建单体的加入,势必对环境产生影响,因此。我们应该寻找适合的元素并进行适度调整以保证建筑与环境的整体性。 4.4建筑与景观设计的融合 首先,以建筑的理念对待景观设计问题。它使得景观设计不再是花花草草的粉饰、平面化的硬地延伸、对漏洞的简单的遮盖,而是用建筑分析、决策、设计的方法来造就景观美学。其次,以建筑手段实现造景创意。在景观创造的过程中,复杂性与技术性往往制约着造景创意,现代城市中视觉景致的实现同样依靠建筑的支撑以及技术的辅助。可以采取的手段有:一方面,以建筑技术拓展景观空间,现代的城市景观更关注用技术来表现科学与艺术的结合。因此,技术手段成为景观实现的关键。现代技术手段拓展了景观的想象空间,为景观创作带来意想不到的创意。另一方面,用建筑的思维解决景观限制的问题。城市中的建筑与景观往往要面对许多制约,包括场地的限制、经济的限制,在设计过程中,采用建筑的思维方式可以解决很多限制性问题,比如,在城市建筑高密度的狭窄区域,以彩色喷涂地面的方式划分出进出的道路以及人行与车行的路线,既满足道路的功能要求,也为高层居民提供了视觉对象。这种用最简单,最经济的方法也是源于建筑思维。 5结论 景观设计从本质上说就应该是对土地和户外空间的生态设计,从更深层的意义上说,景观设计是人类生态系统的设计。这意味着设计应尊重自然,尊重物种多样性;要顺应自然,减少对资源的剥夺,减少盲目的人工改造环境。要根据区域的自然环境特点,营建景观类型避免对原有环境的破坏,要尊重场地中的其他生物的需求,维持植物生境和动物栖息地的质量保持营养和水循环,保护和利用好自然资源,减少能源消耗等等,以有助干改善人居环境及生态系统的健康。在景观设计中综合的进行环境和生态分析,努力把我们人类生活的环境改造成美丽而又可持续发展的健康的居住环境,设计师的作用是把那些不美的环境,遭到破坏的和存在缺陷环境,运用设计的各种手法,把它们改造成既生态又美丽、更能、适合人类和其他动植物生长和生活的环境,回归人与自然的和谐发展。 建筑设计论文:住宅小区建筑设计论文 1高层住宅小区的整体户型设计 1.1管网的架设设计 高层住宅小区,由于绝对高度比较高,因此其排水以及供电的管网设计方面存在着比较大的难度,管网设计规划不科学,往往会导致高层住宅小区的排水不顺畅,影响住户的正常生活秩序。首先,在高层住宅小区的管网设计与架设的过程当中,厨房与卫生间这些需要经常用水的地方的管道设计,应该采用竖向管道,并设置集中的管道井,同时在竖向管道的操作后台设置宽度为1m的管线区。此外,由于高层住宅小区的的层数一般都比较多,如果当管道出现堵塞或是漏水问题的时候,往往需求到下一层里面去进行维修,这在很大程度上,对下一层住户造成了不便与影响,因此,在高层住宅小区的建筑设计过程当中,尽量将所有的管道都集中安装在同一层楼里,合理部署,一旦出现问题,可以在本层内进行维修,提高了维修的效率,也降低了对其余住户的影响。 1.2人性化设计,注重居住质量 据调查,愿意居住在较高层数的人们占参与调查人数的73%,在大多数人的心目当中,楼层的层数越高,意味着居住质量也就越高,居住环境也就越舒适。事实上,楼层的高低与居住的质量没有必然的联系。但是,高层住宅小区由于层数比较高,因此在进行建筑设计的过程当中,必须要注意秉持“以人为本”的设计原则,首先要注意住宅的采光问题,根据现场的现实情况,合理安排窗口以及门口的朝向,保证日常的采光能够满足住户的要求;最后,要注意高层住宅小区的隔热问题,楼层数高,尤其是在阳光猛烈的天气里,楼层会直接受到阳光的照射,导致室内温度急剧升高,影响住户的居住质量,在实际的设计过程当中,应考虑比如安装隔热板等方法,落实高层住宅小区的隔热问题。 1.3公共使用部位的建筑设计 高层住宅小区的公共部位主要指的是电梯的部位,由于楼层较高,住户步行上下楼非常不实际,因此电梯部位的建筑设计显得尤为重要。通常情况下,高层住宅小区的每一层,都应该设置有一定面积的大堂空间,以方便住户。在电梯的建筑设计方面,电梯的门口,以直面大堂的入口为最佳,方便住户搭乘电梯,同时在电梯的位置选择方面,尽量保证在大堂的任何一个角度都能看到电梯的的具体位置。此外,高层住宅小区的公共使用部位还包括公共走道,部分开发商,为了最大限度地提高经济效益,往往会将公共走到设置得过窄,不仅对住户的日常出行造成不便,还留下了安全隐患,因此,走道宽度与位置都要进行科学的规划,合理地设计,消除安全隐患,方便住户的日常出入。 2高层住宅小区的安全结构设计 2.1抗震性能的设计 高层住宅小区的楼层数比较高,具有非常明显的特殊性,一旦发生安全问题,对于整栋住宅小区以及其中的住户的安全,所造成的影响都是毁灭性的。基于此,必须要提高高层住宅小区的安全性能,其中抗震问题是最为关键的。首先,在建筑材料的选用方面,必须要确保所用的所有都符合国家安全标准,满足工程住宅小区的实际需求;其次,在高层住宅小区的整体结构方面要确保其科学性,在剪力墙的建筑与设计过程中,通过计算机技术模拟抗震效果,合理设置剪力墙的合理抗震参数;最后,在高层住宅小区的设计过程当中,要注意预留避震区,避震区的建筑要求更高,通常情况下,避震区的整体架构不采用混凝土进行建筑,改为钢铁架构,从而提高避震区的抗震性能,保证住户的生命财产安全。 2.2避雷性能的设计 从科学的角度上来看,绝对高度越高的物体就越容易遭受雷击,高层住宅小区的楼层较高,因此其避雷问题必须要在建筑与设计的过程中加以落实,一般常见的避雷方法是安装避雷针,将避雷导线一直连接到地面。然而因为高层住宅小区本身具备着很大的特殊性,因此要从内部与外部两个方面进行避雷性能的设计。外部避雷设计与常规的避雷方法基本一致,都是在最高点安装避雷针,引拉避雷导线;而内部的避雷设计比较复杂,通常情况下,高层住宅小区的内部避雷措施,都是采用法拉第笼方式,法拉第笼的基本避雷原理是将高层住宅小区结构内的竖向钢筋与横向钢筋进行虚拟的连接,从而形成一个巨大的笼式避雷网,当雷电击中高层住宅小区的时候,笼式避雷网可以将雷电快速地进行分流与疏导,将雷电对高层住宅小区的影响降到最低。 2.3抗风性能的设计 研究数据表明,当高层建筑遭遇大风的时候,10层以上的楼层会,发生5—8cm的摆动,对于高层住宅小区的安全造成重大的影响,通常情况下,加强高层住宅小区抗风性能的具体方法有三种: (1)流体形式。在对工、高层住宅小区进行建筑实际的过程当中,将建筑物的立面,按照流体的形式进行设计,这样可以降低建筑物对风的阻力,加快风的流速,从而减小对高层住宅小区的影响; (2)增强高层住宅小区自身基脚稳固性,在打桩的过程中,将桩的深度适当加深,提高整体的稳固性; (3)在剪力墙的设计过程中,要适当增加其侧拉力,所使用的钢筋的直径,以及混凝土的强度都要满足高层住宅小区的实际需求,保证侧拉力足以应对相应的风级。 3结语 总而言之,经济的发展以及人民生活水平的提高,客观上都对高层住宅小区建筑设计的质量提出了更高的要求,基于市场与时代的发展趋势,高层住宅小区的建筑设计必须要从整体户型设计方面做到人性化、舒适化、合理化等要素;在安全结构建筑设计方面,要确保高层住宅小区具备良好的抗震、避雷、抗风性能,落实各个方面的细节,从根本上提高高层住宅小区的建筑设计质量,满足现代社会发展的实际需求,在促进我国整体建筑事业进步的同时,也助力我国社会主义经济的发展。 作者:张雷 单位:深圳中咨建筑设计有限公司
弱电系统工程论文:建筑弱电智能化系统工程应用浅析 【摘 要】随着科技技术的不断前进,建筑弱电智能化技术将会获得更大的进步。建筑施工管理应紧密联系施工和客户需求,采取有效地策略的方式来提高建筑水平。本文介绍了弱电智能系统及构成,并对弱电智能化系统在建筑工程中的应用及效果进行了分析。 【关键词】建筑工程;弱电;智能化系统;应用 0 前言 弱电智能化系统工程在建筑中的应用,改变了传统的建筑理念。智能化设备的使用,节约了人力资源,提高了建筑管理水平。由于该系统的使用,将许多难以发现的事故隐患及时发现,降低了事故发生带来的灾害,保证了人民群众的人身和财产安全。建筑中弱电智能化系统工程的应用虽取得了一定成绩,但仍需不断努力,改进完善硬件和软件,使建筑中弱电智能化系统的使用范围更广,应用效果更好。 1 弱电智能系统及构成 当前信息化技术不断取得突破,各种智能设备层出不穷,人们对建筑智能化的重视也越来越强。为了适应时代潮流,满足社会发展需要,不仅在我国的新建建筑中,智能系统工程应用广泛,在已建成的建筑中,通过技术改造,也加大了智能系统工程的应用。智能系统一般以低电压驱动,简称弱电智能系统。 弱电智能系统主要是指有低电流驱动的智能系统。弱电智能系统最主要的特征是由中央控制室统一支配、调度和控制,整个系统的各智能设备由优化后的布线系统统一连接。此系统主要分别为:(1)楼宇自动化系统(BAS);(2)办公运行自动化系统(OAS);(3)通讯网络自动化系统(CAS);(4)安全与防范自动化系统(SAS);(5)消防自动化系统(FAS);(6)集成管理系统(IBMS)。在我国建筑行业采用的弱电智能系统工程中,主要使用的技术有:以局域网为基础的计算机网络通信系统、集约布线系统、监控与报警系统、闭路电视系统、多媒体会议系统、防雷接地系统、楼宇自控系统、电了巡更系统、不间断电源系统、排队及显示系统、家居智能化系统等方面。 2 弱电智能化系统在建筑工程中的应用 2.1 楼宇自动化系统(BAS)应用 楼宇自动化系统在医院中的应用,能将在医院建筑内部分布的各种机电设备连接在一起,由中央控制器统一控制,随时监测他们的运行情况,及时发现问题并快速解决。某医院,其智能化程度可以说是国内一流的。分析楼宇智能化系统在其中的运用可以发现,该医院采用的楼宇智能化系统采用三级结构,第一级为中央控制室,该室主要装备了监控电脑、LCD大屏幕显示器及相关的监测控制软件。第二级为数字式控制器,在大楼内每一楼层均有分布。第三级为各种信号采集装置和各执行部门,分布在医院大楼内指定位置。楼宇智能化系统在医院中的运用,提高了信息处理能力,加速了病人的就医流,提升了医生看病的准确度。智能化系统的运用,使各楼层拥有各楼层所需的独特的环境条件,保证了医生的好心情,使他们能高效工作,为病人排忧解难,同时也能为前来就医的人员提供舒适的就医环境。 2.2 办公自动化系统在(OAS)应用 办公自动化系统主要是引入现代的信息网络技术,各公司组建自己的内部网络,里面存放有各公司的相关可公开资料,公司员工在办公时,可以依据需要,随时进行资料的提取和相关通知的发放,大大节约了资源,提高了办公效率。 各公司员工从早上上班打卡开始,到下班打卡离开,办公中处理办公事务的全过程都实现了自动化。办公过程的自动化,抛弃了传统的人工记录、人工管理和人工查阅资料方法,节约了资源,节省了时间,提高了办公效率,并且自动化的办公环境减少了人为差错。 2.3 通讯自动化系统(CAS)应用 通讯自动化系统在体育场中的应用在举办大型体育活动或者文艺演出活动时显得尤为重要。其中公共广播系统和有线电视系统的应用,提升了体育场的服务能力及信息传达能力。公共广播系统具备背景音乐广播、公共广播和各类事故广播的功能。平时,可以播放一些背景音乐,供在此处运动训练的人们愉悦心情;在举办大型活动时,可以进行比分广播或者演出声音广播;在发生火灾时可以进行火灾播报,并可通过广播系统进行疏散指导。有线电视系统能将场地实时景象显示在屏幕上,能让位置靠后,视野不佳的人更好地享受体育活动或演出活动带来的乐趣。 2.4 安防自动化系统(SAS)应用 安防自动化系统在现代建筑中的运用主要有以下几个方面:(1)各建筑控制区域上安装的红外线探测仪,能及时将进入本区域的人和物的情况通过警报系统传递给中央控制室,并划定人或物进入的区域范围,中央控制室通过控制系统向保安人员传达命令,保安人员便会快速反应,前去查看处理;(2)闭路监控系统的应用在现代建筑中已广泛应用。在居住社区,主要由小区出入口的监控设备和各单元楼出口的监控设备实时记录相关人员的进出,能较好地震慑犯罪分子,起到安全防范作用;(3)停车场管理系统在居住社区或者各停车场的运用,对维护车辆停放秩序,保证生产生活活动正常有序进行有重要作用。 2.5 消防自动化系统(FAS)应用 随着时代的进步,现代的消防自动化系统在所有酒店中几乎全部应用。在酒店业中,消防自动化系统一般是按照如下方式运行:各客房中安装的消防探测器和喷淋器能及时将火灾险情发送到消防控制室,并通过自动控制模块,自动进行喷淋,及时进行扑火。消防警报信号能在第一时间发送到住客和消防部队,为逃生和火灾及时扑灭节约时间。 2.6 智能建筑集成管理系统(IBMS) IBMS 集成系统将建筑设备监控系统、安保自动化系统、消防报警系统、通信自动化系统、机房监控系统等各类先进的弱电系统集成到一个平台上,通过规范设备管理程序,实现各子系统的功能联动、集中管理和信息共享,达到优控设备运行、降低运行成本、确保设备安全可靠运行之目的,提高楼宇自动化管理和服务水平。各子系统与智能化集成管理系统既保持独立性又保持互连性,实现现场信息资源的采集、存储和共享,用户界面为Web 浏览方式,方便操控与管理。 3 弱电智能化系统的应用效果 3.1 构建了服务管理的数字化平台 IBMS 实现了建筑物内设备的自动检测和优化控制管理及信息资源共享,为建筑物的使用者提供最佳的信息服务。一是工作效率显著提高,在总控中心的BAS 工作站上,管理人员可以对所有被监控设备的运行状态进行实时监控,并可对大多数设备进行人为控制或由系统自动记录保存,无须专人到现场抄录,提高了工作效率。二是运行成本明显减少,系统采用远程网络自动化监控和有效调节,不仅节约了人力资源,而且减少能源浪费。 3.2 建立了安全可靠的智能化系统 楼宇自控系统采用集散型控制方式,即现场区域控制、计算机局域网通讯,最后进行集中监视、管理的系统控制方式。这种控制方式保证每个子系统都能独立控制,同时各关联子系统之间的互动集成在统一的软件平台上,实现信息共享,进行综合管理,在中央工作站上集中监视和联动控制,使得整个系统的结构完善、性能可靠。 4 结语 智能化在建筑领域应用的是多年里,在探索中发展,在发展中探索,我们可以说是摸索着前进。当前我国有关弱电智能化系统的标准、规范、设计、图集, 已经在不断的更新和完善当中,不论从设计上还是实际操作上,我们的工作都有待进一步的提高。智能化系统工程的普遍推广和应用, 目标是逐步走向市场化的运作模式,不仅为人民的住宅带来极大的方便,也为日常工作带来许多的便利,节省不必要浪费的时间,创造更多的使用价值。 弱电系统工程论文:智能建筑弱电系统工程实践中的几种抗干扰措施 摘要:分析了智能建筑弱电系统构成,同时探讨了电磁干扰、信号线路干扰以及系统结构干扰等智能建筑弱电系统干扰来源,并针对智能建筑弱电系统干扰来源提出了抗电磁干扰措施、抗信号干扰措施以及系统结构抗干扰措施等相关智能建筑弱电系统抗干扰措施,以期为智能建筑弱电系统的抗干扰提供一些参考,确保智能建筑弱电系统性能。 关键词:智能建筑;弱电系统;抗干扰 近年来,随着科技的不断发展,信息技术和计算机控制技术发展迅速,并广泛应用于各行业中,为人们生活带来了更大的便捷。信息技术和计算机控制技术在智能建筑中的应用,显著提升了智能建筑的自动化水平。目前,智能建筑弱电系统在耐压水平方面相对较低,使得智能建筑弱电系统在运行过程中时常受到电气干扰源的干扰,降低弱电系统设备工作性能,智能建筑弱电系统出现错码、数据丢失以及系统运行故障等问题。对此,应当注重智能建筑弱电系统的抗干扰,确保系统的稳定运行。 一、智能建筑弱电系统构成 智能建筑的弱电系统主要由楼宇自动化系统、办公自动化系统、安全防范系统以及通信与网络系组成,其中为提升建筑智能化,每个系统内又包含多个不同功能的子系统。智能建筑弱电系统结构主要为分布式客户端/服务器(Client/Server)结构。图1为智能建筑弱电系统的网络拓扑图。智能建筑弱电系统在结构方面主要由IBMS管理层、系统管理层以及设备层组成。为实现智能建筑弱电系统各子系统之间的通信,智能建筑弱电系统通过通信网管实现,以便更好地对各个子系统采集到的实时数据进行收集,充分发挥智能建筑弱电系统功能。 图1 智能建筑弱电系统的网络拓扑图 二、智能建筑弱电系统干扰来源 (一)电磁干扰 智能建筑弱电系统在运行过程中,通常会受到建筑内、外部电磁干扰,其中静电感应、电磁辐射以及高频电噪声对智能建筑弱电系统的干扰较为严重,直接影响智能建筑弱电系统通信、雷达以及广播和电视系统发出的信号,使得智能建筑的通信系统和广播系统无法正常工作,从而使得智能建筑弱电系统功能的难以得到全面发挥。 (二)信号线路干扰 由于智能建筑弱电系统的临近线路间存在着电容或有电容分布,使得智能建筑弱电系统在正常运行过程中,临近线路之间会产生互感,在改变电信号耦合传播途径的过程中,电信号会传播到临近的线路上,从而干扰相邻线路信号的传播。 (三)系统结构干扰 现代智能建筑弱电系统的网络结构、设备选型以及通信网络结构等电气干扰源,会产生电信号,直接干扰智能建筑弱电系统的设备,降到智能建筑弱电系统设备的运行效率。 三、智能建筑弱电系统抗干扰措施 (一)抗电磁干扰措施 由于现代智能建筑中含有大量的电磁干扰源,可能导致会对智能建筑弱电系统产生电磁辐射、地电位异常以及静电感应现象。智能建筑弱电系统子系统中的广播系统、无线电系统以及雷达系统在运行过程中很容易受到电磁干扰,对此,应当注重智能建筑弱电系统的防电磁干扰,确保弱电系统的正常工作。对于智能建筑弱电系统的防电磁干扰可以从传输线路和空间辐射两方面入手,采用以下防干扰措施:第一,注重自身设备内部结构的抗干扰能力。通常情况下,弱电系统的外壳应当采用金属材料外壳,或是采用内部涂抹金属膜的塑料外壳,提升系统看电磁干扰能力。同时,应当在弱电系统设备内部的电力板、电路板以及电源板之间,应使用厚度超过0.7mm的射频元件,同时屏蔽铁板镀银铜线与外壳的接地连接。第二,加强电源装置抗干扰能力。可以在弱电系统输入和输出设备的两端安装瞬变电压抑制器,在电源输入端安装隔离变压器且确保变压器接地性能的可靠性,将电源工作电压控制在85~265V之间,有效提升电源抗电压跌落能力。 (二)抗信号干扰措施 对于智能建筑弱电系统在信号干扰方面的防范,应当从抗感应干扰和抗信号线路干扰两方面采取相关处理措施,提升智能建筑弱电系统扛信号干扰能力。第一,感应信号的处理。弱电系统线路上的对交、变电信号,可能通过耦合方式传播到其它线路,从而干扰智能建筑弱电系统,对此,应当注重弱电系统感应信号的处理。对于长距离传输的弱电系统信号,应当采用小节距双绞线进行传输,同时确保双绞线每相隔一定距离进行一次位置交叉,实现降低或抑制噪声。若采用多根双绞线交叉传输信号,应当确保采用的双绞线节距各不相同。在敷设信号线和动力线时,应当避免二者平行敷设,避免动力线产生的磁场干扰信号线。第二,信号线路干扰的处理。对于输入信号和通信信号,在敷设过程中普遍存在一次仪表接线外露现象、金属管道外露现象,使得其接口元件的滤波作用,对弱电系统产生信号干扰。在进行弱电系统线路一次仪表接线时,应当避免接头外露。在电缆沟敷设信号线或是明敷信号线时,应当采用穿管敷设的方式,尽量避开金属管道。 (三)系统结构抗干扰措施 对智能建筑弱电系统网络结构的抗干扰,一方面应当注重网络结构抗干扰。弱电系统在选择网络结构时,应当尽量选择树形网络结构或是总线结构,避免一个节点产生干扰而影响其他节点。若弱电系统网络结构中存在分支结构,应当在分支接口出采用T型连接器进行连接,提升各个操作站与控制站之间的独立性,提升弱电系统网络结构的抗干扰能力。另一方面,注重设备选型,通过设备的科学选型来实现抗干扰。在选择智能建筑弱电系统的PC机时,应当尽量选择抗干扰性能良好的工业控制计算机,确保计算机在恶劣环境下的使用寿命。在选择智能建筑弱电系统各控制站功能板,应选抗干扰性能高且具备光电隔离性能以及滤波与限幅性能的设备。在选择智能建筑弱电系统各子系统接口元件时。应当选择网络接口元件抗干扰性能高的设备。此外,还应当注重通信网络的防干扰,避免信号衰弱。据相关研究表明,随着通信电缆长度的增加,其信号也会出现一定的、相应的衰减,从而影响信号的传输性能。对此,在进行智能建筑弱电系统的电缆敷设时,应当注重对电缆线路的科学规划和设计,以便有效缩短电缆距离,降低信号传输过程中的衰减。同时,在电缆线路敷设过程中,应当尽量少使用分支器和电缆接头,确保线路的紧密连接性。在信号电缆的敷设过程中,应当尽量确保电缆绕开易腐蚀区域和高温区域,避免信号电缆在使用过程中受到损坏而影响信号通信质量。在敷设通信电缆与高压电缆时,应当结合工程的实际情况,应当采用垂直交叉敷设方式,避免信号线缆与动力线缆平行敷设的现象。 结束语: 智能建筑弱电系统在运行过程中通常会受到电磁干扰、信号线路干扰以及系统结构干扰等干扰,直接影响着智能建筑弱电系统的稳定运行。对此,应当注重智能建筑弱电系统的抗电磁干扰、抗信号干扰以及抗系统结构干扰,保障智能建筑弱电系统的稳定运行,从而确保智能建筑弱电系统性能。 弱电系统工程论文:探究智能建筑弱电智能化系统工程应用 摘要:建筑弱电工程是我国智能化发展的突破点,对于提高建筑建设水平有着重要的作用。实现弱电智能化能够进一步提高我国建筑的自动化水平,随着现代电子信息技术的不断发展,实施弱点智能化系统工程更加的复杂,对于建筑施工提出了更高的要求。本文阐述了当今建筑弱电智能化存在的问题,并根据工作经验和理论分析提出了改善性的措施,为我国的建筑弱电智能化系统工程应用提供参考。 关键词:建筑;弱电;智能化;系统工程 弱电智能化系统工程是随着我国电子辅助设备技术的发展,引入到建筑设备中的智能化技术增多。在我国建筑弱电智能化系统工程中,主要的技术包括:计算机网络系统、综合布线系统、监控报警系统、有线电视系统、多媒体会议系统、防雷接地系统、楼宇自控系统、电子巡更系统、不间断电源系统、排队及显小系统、家居智能化系统等方面。建筑弱电智能化系统工程所涉及的因素较多,施工中技术路线、材料质量和施工设备状况都影响着工程质量。 一、建筑弱电智能化系统工程影响因素 衡量弱电技术的主要依据包括:电压和电流的稳定性、信号传输的精确程度和可靠度等。在建筑弱电智能化系统工程中,可以分为两个方面;第一,低电压电能。例如,进行控制建筑大楼、报警监控、消防电气控制等,都属于该方面。第二,信息信号传输。例如,有线电视信号、电脑网络和信号接收等。建筑弱电智能化系统工程主要影响因素可以分为相关技术和施工管理两个方面,具体如下: (一)、计算机技术 计算机技术影响着未来弱电技术发展,采用更加复杂的计算机网络化控制,实现复杂的智能化操作都必须计算机技术保证。计算机及信息网络技术管理着弱电系统,其工作水平和可靠性都决定了弱电系统的服务质量。因此,计算机技术在弱电工程中起着关键作用,在一定程度上决定了弱电智能化发展程度。 (二)、信息传输技术 通信技术主要影响了智能建筑弱电技术信息传导,是智能控制中的传输环节。现代的信息传输技术包括宽带、无线信号、多媒体通信技术和ATM通信技术,这些在建筑弱电工程中都发挥着重要作用。随着信息传输技术朝着数字化、高速化和稳定化方向发展,建筑弱电智能化的信息传输也将获得进一步的提升。 (三)、施工工程管理技术 由于弱电工程所涉及的专业技术较多,需要工种广泛,有效地工程管理技术能够保证弱电工程正常实施,帮助工程采取最合理的施工工序。根据建筑施工知识我们知道,工程管理技术是一项工程最为优秀的环节,要想提高建筑弱电智能化系统工程建设水平,就必须结合建筑弱电智能化系统工程施工特点,提出合理的工程管理方案,保证弱电工程规范施工。 (四)、施工技术管理技术 技术管理是指在建筑弱电智能化系统工程中指导进行施工的技术方案。弱电工程必须根据合同和技术设计的要求,实施过程中的技术管理能够保证所进行工程的规范,工程在正式使用中能正常工作。技术管理要制定详细可执行的规范文件,保证施工工人能够完成工程操作。有效地技术管理技术是建筑弱电智能化系统工程质量保证,决定了系统工程的可靠度。 二、建筑弱电智能化系统工程存在问题 我国建筑弱电智能化技术在改革开放以来有了很大的进步,建筑实施的智能化水平得到了飞速发展。然而,随着电子科技和信息相关技术的发展,传统的建筑弱电智能化技术不能适应当今发展,必须根据出现的新技术进行调整,在此过程中也出现了较多问题,主要如下: (一)、设计和施工人员专业素质较低 智能建筑弱电技术的设计和施工人员专业素质决定了工程的质量。由于弱电智能系统工程所需要的知识涵盖了机械电子、自动化控制、通信技术和建筑技术等,这就要求从事智能建筑弱电技术必须具备各方面的知识,能够在施工过程中结合工程需要采取合理的处理办法。然而,我国当前从事弱电工程人员相对较少,具备综合素质的人员更少,这就造成了智能建筑弱电工程对人才的需求增加。缺乏高素质人才的工程往往难以控制系统工程质量,造成由于不能将建筑设计与施工与网络、通信等技术充分的结合,出现工程漏洞,造成较大的安全隐患。 (二)、建筑设计缺乏合理指导 随着现代开发商对于建筑实用性的关注增加,导致设计师在规划智能弱电设备中重视功能,往往采取尽可能的功能覆盖面来吸引客户的关注。但是,在此过程中就出现了由于不重视相关技术的发展,使所设计的智能弱点技术得不到充分发挥,大大降低了智能弱电技术的推广。因此,只有建立合理的设计指导思想,弱电智能化系统工程才能有实质性的进展。 三、建筑弱电智能化系统工程分析 弱电技术主要是根据使用的电流和电压定义的,通常定义使用24V电压和直流电流进行工作设备采用的电技术,该范畴实际上是广义范围的弱点技术定义。建筑弱电智能化系统工程就是基于弱电技术,考虑到实现无需人工干预的自动化,从而为人们提供更加方便的居住条件。在我国,当前建筑弱电智能化系统工程主要包括内容:弱电智能化系统设置包括:综合布线系统、计算机网络系统、电话布线系统、有线电视系统、视频监控系统、停车场管理系统、多功能会议系统等。为了提高建筑弱电智能化系统工程水平,主要改善措施如下: (一)、提高设计规范,加强智能化设计水平 设计阶段主要包括功能设计和施工方案设计,在此阶段决定了建筑弱电智能化系统工程总体方案。为了保证所设计工程的质量,必须保证所设计功能、使用设备和设计方法符合施工合同要求,从用户的角度客观评价智能化水平。在所设计的弱电工程中,要结合设计设备的具体功能制定相应的施工内容。所提供的智能化设计内容要积极结合当前电子设备技术发展,不断地引进新的智能化设计方案。此外,要保证所设计工程的系统功能、信号匹配、施工工序合理性,严格审核施工总体方案,从而保证智能化工程设计规范性。 (二)、加强施工过程控制,严格执行设计方案 针对施工设计执行施工涉及到诸多细节,这些细节对于弱电智能化设备有着关键影响。在施工前,施工人员和管理人员应熟悉工艺的总体过程,并明确工程的重点和难点,然后在按照各个阶段进行施工,努力在每阶段做好施工管理。对于施工过程的电管、线槽、电缆敷设及隐线施工进行详细记录,核对设计方案的接线图和原理图,排出施工出现的失误。 (三)、做好验收检验,保证实施建筑的可靠度 施工过程不可避免的存在失误,通过验收工作能够有效地控制工程质量,为用户提供最规范的智能化弱电设备。建筑弱电由于受到环境温度、湿度和清洁程度的影响,因此在施工过程中的不规范施工很可能是弱电设备使用寿命缩减,通过设备的使用说明,分别验证弱电设备的工作状态。在验收过程中若发现设备存在信号、电压、电流不稳定情况,应立即组织技术和管理人员进行分析,分析出现不稳定状况的原因,进行返工或者技术维护。 (四)、提高弱电设备的功能和品质,满足用户功能需求建筑弱电智能系统工程不仅要为用户提供更多的服务,提高生活智能化和自动化程度,而且还应着重保证系统工程的品质要求。在新时期,人们对于居住提出了新的要求,例如拓宽居住环境、提高居住的安全性和视觉感受等,建筑弱电智能化工程应紧密结合客户需求,定期开展客户要求调查,不断地推出新的智能化服务。此外,在提供全方位服务的过程中应注重设备的可靠度,不断地提高施工品质,维护人们对弱电设备的使用感受。 总之,随着科技技术的不断前进,建筑弱电智能化技术将会获得更大的进步。建筑施工管理应紧密联系施工和客户需求,采取有效地策略方式来提高建筑水平。加强智能化建筑配套设施的规划与完善,从而保证我国建筑弱电智能化系统顺利发展。 弱电系统工程论文:浅谈建筑弱电智能化系统工程应用 摘要:智能建筑的发展给弱电系统的现场施工管理工作带来新的挑战和机遇,作为弱电系统施工的工程技术人员,要充分的利用好这种机遇和挑战不断的机会,掌握新技术、完善新设计,只有这样才能在快速发展的市场环境中拥有一片天地,同时也能更好的推进我国智能建筑的良性发展。本文主要阐述了有关智能楼宇弱电系统项目工程施工技术管理的一系列问题。 关键词:智能建筑;弱电系统;施工管理 引言 智能建筑弱电系统是一个复杂的建设工程,其中涉及了多种先进的科学技术,是一个由多门学科作为理论依据的服务系统。智能建筑弱电系统主要对建筑的使用提供各方面服务,这就要求必须把整个建筑包括的界面有效的结合在一起,像建筑内部的机电设备界面、信息网络界面以及建筑前后期建设施工的界面。 一、智能建筑弱电系统概述 建筑施工是我国建设和发展过程的重要环节,提高建设水平和建设建筑的智能化是当今建筑业的发展方向。弱电智能化系统工程是随着我国电子辅助设备技术的发展,引入到建筑设备中的智能化技术增多。在我国建筑弱电智能化系统工程中,主要的技术包括:计算机网络系统、综合布线系统、监控报警系统、有线电视系统、多媒体会议系统、防雷接地系统、楼宇自控系统、电了巡更系统、不间断电源系统、排队及显小系统、家居智能化系统等方面。建筑弱电智能化系统工程所涉及的因素较多,施工中技术路线、材料质量和施工设备状况都影响着工程质量。我国相关人员进行了建筑弱电智能化系统工程技术的研究,阐述了我国建筑弱电智能化系统工程发展历程,并从管理、设计和施工等方面,提出了诸多提高建设施工水平改善措施。 二、建筑弱电智能化系统工程影响因素 1、计算机技术 计算机技术影响着未来弱点技术发展,采用更加复杂的计算机网络化控制,实现复杂的智能化操作都必须计算机技术保证。计算机及信息网络技术管理着弱电系统,其工作水平和可靠性都决定了弱点系统的服务质量。因此,计算机技术在弱电工程中起着关键作用,在一定程度上决定了弱电智能化发展程度。 2、信息传输技术 通信技术主要影响了智能建筑弱电技术信息传导,是智能控制中的传输环节。现代的信息传输技术包括宽带、无线信号、多媒体通信技术和ATM通信技术,这些在建筑弱电工程中都发挥着重要作用。随着信息传输技术朝着数字化、高速化和稳定化方向发展,建筑弱电智能化的信息传输也将获得进一步的提升。此外,信息传输技术能够为弱电技术提供信息平台,保证系统内部信息交流和资源共享。 3、施工工程管理技术 由于弱电工程所涉及的专业技术要多,需要工种广泛,有效地工程管理技术能够保证弱电工程正常实施,帮助工程采取最合理的施工工序。根据建筑施工知识我们指导,工程管理技术是一项工程最为优秀的环节,要想提高建筑弱电智能化系统工程建设水平,就必须结合建筑弱电智能化系统工程施工特点,提出合理的工程管理方案,保证弱电工程规范施工。 4、施工技术管理技术 技术管理是指在建筑弱电智能化系统工程中指导进行施工的技术方案。弱电工程必须根据合同和技术设计的要求,实施过程中的技术管理能够保证所进行工程的规范,工程在正式使用中能正常工作。技术管理要制定详细可执行的规范文件,保证施工工人能够完成工程操作。有效地技术管理技术是建筑弱电智能化系统工程质量保证,决定了系统工程的可靠度。 三、建筑弱电智能化系统工程存在问题 1、设计和施工人员专业素质较低 智能建筑弱电技术的设计和施工人员专业素质决定了工程的质量。由于弱电智能系统工程所需要的知识涵盖了机械电子、自动化控制、通信技术和建筑技术等,这就要求从事智能建筑弱电技术必须具备各方面的知识,能够在施工过程中结合工程需要采取合理的处理办法。然而,我国当前从事弱电工程人员相对较少,具备综合素质的人员更少,这就造成了智能建筑弱电工程对人才的需求增加。缺乏高素质人才的工程往往难以控制系统工程质量,造成由于不能将建筑设计与施工与网络、通信等技术充分的结合,出现工程漏洞,造成较大的安全隐患。 2、建筑设计缺乏合理指导 随着现代开发商对于建筑实用性的关注增加,导致设计师在规划智能弱电设备中重视功能,往往采取尽可能的功能覆盖面来吸引客户的关注。但是,在此过程中就出现了由于不重视相关技术的发展,使所设计的智能弱点技术得不到充分发挥,大大降低了智能弱电技术的推广。并且,建筑设计缺乏在智能化要求的指导,不能对于所使用的智能弱电工程提出具体的要求,使施工过程中不能贯彻设计思想。因此,只有建立合理的设计指导思想,弱电智能化系统工程才能有实质性的进展。 四、建筑弱电智能化系统工程分析 1、提高设计规范,加强智能化设计水平 设计阶段主要包括功能设计和施工方案设计,在此阶段决定了建筑弱电智能化系统工程总体方案。为了保证所设计工程的质量,必须保证所设计功能、使用设备和设计方法符合施工合同要求,从用户的角度客观评价智能化水平。在所设计的弱点工程中,要结合设计设备的具体功能制定相应的施工内容。所提供的智能化设计内容要积极结合当前电子设备技术发展,不断地引进新的智能化设计方案。此外,要保证所设计工程的系统功能、信号匹配、施工工序合理性,严格审核施工总体方案,从而保证智能化工程设计规范性。 2、加强施工过程控制,严格执行设计方案 针对施工设计执行施工涉及到诸多细节,这些细节对于弱电智能化设备有着关键影响。在施工前,施工人员和管理人员应熟悉工艺的总体过程,并明确工程的重点和难点,然后在按照各个阶段进行施工,努力在每阶段做好施工管理。对于施工过程的电管、线槽、电缆敷设及隐线施工进行详细记录,核对设计方案的接线图和原理图,排出施工出现的失误。并且,施工过程要做好施工记录,统计施工过程的技术实施数据,方便后期进行质量分析和管理。 3、做好验收检验,保证实施建筑的可靠度 施工过程不可避免的存在失误,通过验收工作能够有效地控制工程质量,为用户提供最规范的智能化弱电设备。建筑弱电由于受到环境温度、湿度和清洁程度的影响,因此在施工过程中的不规范施工很可能是弱电设备使用寿命缩减,通过设备的使用说明,分别验证弱电设备的工作状态。在验收过程中若发现设备存在信号、电压、电流不稳定情况,应立即组织技术和管理人员进行分析,分析出现不稳定状况的原因,进行返工或者技术维护。 4、提高弱电设备的功能和品质,满足用户功能需求 建筑弱电智能系统工程不仅要为用户提供更多的服务,提高生活智能化和自动化程度,而且还应着重保证系统工程的品质要求。在新时期,人们对于居住提出了新的要求,例如拓宽居住环境、提高居住的安全性和视觉感受等,建筑弱电智能化工程应紧密结合客户需求,定期开展客户要求调查,不断地推出新的智能化服务。此外,在提供全方位服务的过程中应注重设备的可靠度,不断地提高施工品质,维护人们对弱电设备的使用感受。 结束语 智能建筑弱电系统的建设是一个庞大的工程,整个系统涉及多个专业,并且要求严格,这样在施工过程就会出现各种问题,如何避免以及解决这些问题,是整个施工管理工作的重点和难点。建设单位可以就施工单位、设备材料的质量以及各分项系统的相互配合这几点下手,来提高整个系统建设施工过程的管理工作。 弱电系统工程论文:提高机电安装中弱电系统工程的施工质量 摘要:随着科技信息发展,越来越多的弱电系统进入建筑领域,建筑弱电工程的安装施工也将朝着精细化、复杂化发展,鉴于此,本文主要介绍了如何提高机电安装中弱电系统工程的施工质量,仅供参考。 关键词:机电安装;弱电系统工程;施工质量 一、弱电系统概述 1、概念 所谓的弱电系统,是指在建筑应用中,电压较低的电子设备,以及相应的电子应用系统。在电力的应用中,按照电力输送功率的强弱,可以分为强电和弱电两种,强电是指交流220V50Hz及以上的建筑用电,通常为人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,如空调用电,照明用电,动力用电等。弱电主要有两类,其一,是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,交流36V以下,直流24V以下,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。其二,是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 2、种类 在通常情况下,建筑机电安装中的弱电系统工程主要是指第二类应用,其内容主要包括:①电视信号工程,如电视监控系统,有线电视等;②通信工程,如电话系统等;③智能消防工程,如火灾自动报警系统、消防联动控制系统等;④扩声与音响工程,如小区中的背景音乐广播,建筑物中的背景音乐等;⑤综合布线工程,如计算机网络系统等。 二、提高弱电系统工程施工质量的有效措施 1、做好弱电系统工程的施工准备 1.1前期沟通. 前期沟通是非常重要的一个环节,通过沟通了解客户需要,从技术需要、功能需要、资金配备等,需要从沟通中了解,同时根据房屋结构、地理位置、装修设计中对工程总体进行设计。重点要了解装修布线的进度,不要错过最好的布线时机,否则工程实施难度会加大,这一点需要和装饰公司沟通了解好。 1.2图纸设计. 根据客户需要和确定各类信息点的设置具体实际情况,确定方案后,进行图纸设计,施工图纸是施工人员进行施工的依据,是对每个子系统实施的具体反映。图纸编制完成后,需要对图纸实施及施工进行交底和会审,减少错误,保证质量和周期有着重要意义。施工图纸的设计交底与会审应由弱电系统总包方负责组织实施,在设计交底与会审中把疑难和存在的问题 1.3弱电系统的施工计划。 施工计划包括总的计划进度以及子系统的计划进度。在整个工程施工中应严格控制好整体进度。计划编制需考虑的要素是:总的工作量;材料的供货时间和周期;施工工程队的施工安排、人员保障等;各个子系统之间的施工协调,尤其应考虑管线、桥架施工的顺序。原材料的购进应保证工程进度要求,各种系统设备的进场时间要适时,要根据进度进行安装调试。工程中需要单独施工的部分应预留出施工空间,以便随后施工时方便设备进出。施工过程中如遇有与方案设计冲突需做调整时必须征得客户的同意。产品的安装要随工程进度进行,要在装修结束时完成,不能过早将产品装上,以免人为损坏。 2、弱电系统工程设计与施工应注意的问题 2.1布线施工 布线就是布置安放线缆,为弱电系统的正常运转打好基础,在建筑弱电系统设计安装过程中非常重要,布线初期一定要合理规划,在实际布线中要遵循一定的标准,这样才能将线缆的故障降得最低,特别是要避免布线结构凌乱、布线过程中偷工减料、设备摆放不合理,减少隐患的发生,同时也要考虑弱电与强电布线保持足够距离,在强电与弱电管路垂直交叉时一,要各自套管,以避免线路交叉处发生漏电危险。布线穿线时要求用力均匀,尽量减少破坏而影响传输速度,如果线一旦打弯,立即拉动,解绕后再继续。尽量精确计算线头预留量,对每箱线使用位置进行介理的分配,以节省用线量。 2.2线管和线槽的敷设。 需要与土建工程同步进行的是线槽架的安装施工、还有线管的预埋,槽与桥架的敷设,在土建工程基本完毕之后与其他(风管、给排水管)同步或者稍微迟点安装。但是对于线槽架与管道在位置上合理安置和配合,是各弱电系统必须在设计上解决好的。导线出线槽时要穿保护管,同时所有弱电线槽应有警示及鉴别标志或铭牌。布管时,以免穿线时划伤线,接头不能有毛刺;管拐弯时,弯度要达到要求;安装桥架时以防拉线时增加阻力挂坏线缆,要求接头处不能有明显高差,竖向桥架与横向桥架交接处防护处理,以免串线时破坏线缆或线缆在此受力太大而折断。各种线在接头处用塑料胶布和电工胶布包扎严实,电源线相、零接头要分开一定距离。 2.3系统设备的安装 对于机架、设备安装,其水平和垂直,需要符合国家规范和标准的规定,但如果没有明确规定,机架和设备就要与地面垂直,垂直偏差度均小应大于3m m。统一、完整的将机架上各种零部件安装好,其内部不许留有线头等杂物。机架和设备安装时不应有摇晃现象,拧紧各种螺钉,使其牢固可靠,为了方便人员施工维护和通行,机架和设备的背面距离墙面应大于0.8m,相邻机架设备应靠近,平齐排列同排机架和设备。重要设备要轻拿轻放,以免造成小必要的损失。 2.4防雷接地要求 机房或设备间的接地,按其不同的作用分为直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地。为了防止雷电的危害而进行的接地,叫做防雷保护接地,需要注意的是,弱电系统的接地线不能与强电交流的地线以及电网零线短接或混接,接地线不能形成封闭回路,弱电系统的监控系统及其专业设备的接地线,应选用铜芯绝缘软线,三芯电源插座的接地端,应与系统的接地端相连(保护地线)。信号电路和电源电路,高电平电路和低电平电路不应使用共地回路。灵敏电路的接地,应各自隔离或屏蔽,以防地回流或静电感应而产生干扰。 3、测试与调试 系统检测是验证智能建筑最终是否达到设计技术要求的重要手段,检测机构按照各建筑的设计施工资料和检测方案对所涉及的各功能项目进行测试,在整体智能建筑弱电系统的检测中选取以下其中具有代表性的一部分。 3.1综合布线系统检测 综合布线系统是建筑物质或建筑群内的传输网络。系统目前主要由光纤系统和对绞电缆系统组成,其测试工作主要是针对由传输线缆和接线模块所组成的信息链路的电气特性或光学特性进行分析。注意系统综合评价:作为综合布线系统,单一的链路测试不能综合体现该系统的整体质量水平,必须根据综合评价方案进行判定。因此在验收测试时首选“全部测试”,在只能进行抽样测试时尽可能的遵照以下儿个原则进行:分散进行抽样、综合抽取、具有代表性线路进行测试。 3.2建筑设备监控系统 建筑设备监控系统用于对智能建筑内各类机电设备进行监测、控制及自动化管理,达到安全、可靠、节能和集中管理的目的。各系统的检测主要以系统功能和性能检测为主,系统测试应在系统试运行1个月以后进行,并本着“先分项,再系统”的原则进行。首先应按设计方案明确各“状态位”、“控制位”的管理及控制功能,将各点位分类;其次,采用模拟事件发生的检视法,对各点位进行现场操作,并记录系统对各事件反映的相应情况。 结束语 总而言之,在当前的信息化时代,建筑机电安装的质量是十分重要的。建筑电气化标准的提高以及功能的日益繁多,使得越来越多的弱电系统进入建筑之中,弱电工程的施工也更加复杂。在实际施工过程中,要切实做好质量控制工作,避免出现系统质量问题,确保弱电系统的作用可以得到充分发挥。 弱电系统工程论文:建筑弱电智能化系统工程的应用探析 摘要:随着建筑智能化的发展,弱电工程所发挥的作用越来越重要,是提升我国建筑自动化水平的关键。由于智能化系统日趋复杂,因此对于弱电系统的施工要求也有所提高,本文中结合个人工作经验对弱电智能化系统的影响因素进行了分析,提出了建设性的建议,对促进我国弱电智能化的发展意义重大。 关键词:建筑;弱电系统;智能;措施 弱电是相比建筑所用动力与其他强电而言的另一种电力,在建筑电气工程中,建筑智能化弱电是其重要的组成部分。除此之外,在建筑电气工程施工过程中弱电系统的有效应用使得建筑的整体服务能力得到了极大提升,并且有效增加了建筑物与外界的信息交换能力,同时,提高了建筑物的电气化标准。因此,工作人员在建筑电气工程中应当注重建筑智能化弱电施工设计的有效进行,并在此基础上,通过建筑智能化弱电施工管理要点的分析,促进电力电气工程整体水平的不断进步。 一、弱电工程管理的影响因素 建筑智能化弱电工程是以集中监视、控制和管理为目的构成的综合系统,主要包括综合布线系统、计算机网络系统、语音通讯系统、楼宇自控系统、安全监控系统、智能消防系统及其系统之间的综合集成等。 (一)信息传输技术 通信技术是智能控制中的传输环节,其主要使影响了智能建筑弱电技术信息传导受到了影响,现代的信息传输技术包括ATM通信技术、多媒体通信技术、无线信号、宽带,这些信息技术在建筑弱电工程中都起着非常重要的作用。目前,我国信息传输技术向着稳定化、高速化、数字化方向发展,这也在一定程度上使得建筑弱电智能化的信息传输得到了相对的提高。并且,信息传输技术可以保证系统内部资源共享与信息交流,为弱电技术提供信息平台。 (二)施工工程管理技术 因为弱电工程涉及的范围比较广,需要的工种较多,对各项专业技术的要求也相对较高。所以,对施工技术进行科学合理的管理控制,是保障整个弱电工程顺利进行的有效措施。除此之外,工程管理技术作为整个工程中的重要环节,在具体施工过程中必须以建筑施工理论知识作为基础依据,充分结合建筑弱电智能化系统工程施工特点,研制出行之有效的工程管理方案,以此来不断提高建筑弱电智能化系统工程的建设水平,从而保障弱电工程的规范施工。 二、建筑弱电智能化系统的改进措施 (一)全面推行项目经理负责制 全面推行且不断总结改进项目经理负责制度,更加强调“三全”管理(全企业、全员、全过程),进一步推进项目经理职业化进程。企业明确项目部作为一级经营考核单位,项目经理依照企业政策,在项目实施期内,对其领导的项目团队的考核奖惩、项目实施的过程和结果负直接责任。基于此,项目经理有权在全公司范围内,优先双向选择项目部成员,改变了以往主要由公司分配的做法;有权在公司政策允许的范围内,根据业绩决定本项目部人员的项目奖励分配;有权参与公司采购部门关于本项目所用材料的产品选型、价格确认,并拥有否决权等等。 (二)提高设计规范,加强智能化设计 水平设计的过程中,要对施工方案进行设计,还有相关的功能设计,设计阶段对建筑弱电最终形成的总体方案有很大的影响,进行设计的过程中,为了有效的保证工程的质量,要按照合同规定的相关要求进行使用设备、设计方法、设计功能的规定,要从用户的角度对其智能化进行分析,保证智能化的水平。进行弱电工程的设计中,要结合设计的设备对弱电工程的具体功能进行设计,要不点的进行智能化的设计方案和设备的引进,这样才能保证设计的不断完善,此外,进行设计的过程中,对设计工程的系统功能、施工工艺的合理性等要进行相应的研究,保证设计的规范性。 (三)加强施工过程的管理和验收 建筑弱电工程中安防系统的施工涉及到多个专业和诸多细节,这些细节对安防系统设备有着关键影响,在施工之前,必须做好各个专业之间的沟通协调,施工人员和管理人员应熟悉施工工艺,明确施工中存在的重点和难点,严格按照施工流程进行各个阶段的施工。对隐蔽工程施工、线槽开挖、电管施工等进行详细记录,统计技术数据,经常核对施工图纸,避免施工出现不必要失误。在施工过程中,不可避免会出现一些质量问题,这就决定了工程验收的重要性,通过验收工程能够实现对工程质量的有效控制,进而为用户提供最为规范和实用的安防系统设备。建筑弱电会受到湿度、温度、环境、清洁度的影响,如果施工不规范,很有可能会影响设备使用寿命,所以,可根据设备的使用说明验证安防系统设备的工作状态,当验收工作中发现设备存在信号、电压、电流等不稳定的问题,及时组织技术人员和管理人员分析、处理和维护。此外,安全文明施工也很重要,在施工过程中必须做好安全防护措施。 三、建筑弱点系统的的应用 进行弱电系统的应用,是保证办公楼连接通信的枢纽,为了实现办公的智能化,要对其进行重视。一般来说,智能化的系统设计要包括以下系统:计算机网络系统、电子政务办公应用系统和机关办公服务系统。其中电子政务办公系统的作用是能够有效的实现政府对企业、政府内部的政务的公众工作,一般它是由内部的应用系统和外网的网站通过构成的。一般来说,一座办公楼要实现智能化,计算机系统是其优秀,它在网络和应用软件的基础上监理,对各项数据进行分析。采集、整理和收集,然后根据数据进行相应的分析,这样可以形成完成的使用决策系统。这一系统的平台是专线内部局域网,主要是通过EthernetTCP/TP协议各子系统集成的,系统具有非常快的响应速度,一般在0.5秒之内,此系统在办公中的应用主要有:车库管理点、通过电锁控制点和门禁点的设定,这样可以完成有效的开关门的工作,对车库进行有效的管理、对身份进行有效识别,可以形成完善的一卡通办公的系统。 四、结束语 随着科学技术不断发展,智能建筑弱电工程设计不有非常广阔的发展空间,需要设计人员不断的充实自身的知识结构,掌握新技术和有创新的精神,从而使智能建筑弱电工程设计得以不断的完善和发展。 弱电系统工程论文:建筑弱电智能化系统工程应用探析 【摘要】建筑智能化弱电系统的运用有效提高了建筑电气在施工的过程中产生的服务能力,同时,提升了建筑物本身的信息同外界进行交换的能力,间接提高了建筑的电气化标准。本文首先对建筑弱电智能化系统做了概述,然后分析了建筑弱电智能化的影响因素,最后从施工设计和施工管理两方面详细阐述了建筑弱电智能化系统工程的应用要点。 【关键词】建筑;弱电智能化;信息传输;线路;防雷 一、建筑弱电智能化系统概述 建筑施工是我国建设和发展过程的重要环节,提高建设水平和建设建筑的智能化是当今建筑业的发展方向。弱电智能化系统工程是随着我国电子辅助设备技术的发展,引入到建筑设备中的智能化技术增多。 在我国建筑弱电智能化系统工程中,主要的技术包括:计算机网络系统、综合布线系统、监控报警系统、有线电视系统、多媒体会议系统、防雷接地系统、楼宇自控系统、电力巡更系统、不间断电源系统、家居智能化系统等方面。建筑弱电智能化系统工程所涉及的因素较多,施工中技术路线、材料质量和施工设备状况都影响着工程质量。我国相关人员进行了建筑弱电智能化系统工程技术的研究,阐述了我国建筑弱电智能化系统工程发展历程,并从管理、设计和施工等方 面,提出了诸多提高建设施工水平改善措施。 二、建筑弱电智能化的影响因素 (一)计算机技术 计算机技术影响着未来弱电技术发展,采用更加复杂的计算机网络化控制,实现复杂的智能化操作都必须计算机技术保证。计算机及信息网络技术管理着弱电系统,其工作水平和可靠性都决定了弱点系统的服务质量。因此,计算机技术在弱电工程中起着关键作用,在一定程度上决定了弱电智能化发展程度。 (二)信息传输技术 通信技术主要影响了智能建筑弱电技术信息传导,是智能控制中的传输环节。现代的信息传输技术包括宽带、无线信号、多媒体通信技术和ATM通信技术,这些在建筑弱电工程中都发挥着重要作用。随着信息传输技术朝着数字化、高速化和稳定化方向发展,建筑弱电智能化的信息传输也将获得进一步的提升。此外,信息传输技术能够为弱电技术提供信息平台,保证系统内部信息交流和资源共享。 (三)施工工程管理技术 由于弱电工程所涉及的专业技术要多,需要工种广泛,有效地工程管理技术能够保证弱电工程正常实施,帮助工程采取最合理的施工工序。根据建筑施工知识我们指导,工程管理技术是一项工程最为优秀的环节,要想提高建筑弱电智能化系统工程建设水平,就必须结合建筑弱电智能化系统工程施工特点,提出合理的工程管理方案,保证弱电工程规范施工。 (四)施工技术管理技术 技术管理是指在建筑弱电智能化系统工程中指导进行施工的技术方案。弱电工程必须根据合同和技术设计的要求,实施过程中的技术管理能够保证所进行工程的规范,工程在正式使用中能正常工作。技术管理要制定详细可执行的规范文件,保证施工工人能够完成工程操作。有效地技术管理技术是建筑弱电智能化系统工程质量保证,决定了系统工程的可靠度。 三、建筑弱电智能化系统工程应用要点 (一)施工设计要点 1、注重结构设计 在硬性的施工设计中结构上的设计是它的优秀因素。普遍来讲,因为智能化的系统工程往往会受到技术、时间以及经济各种因素的影响,所以研究工作人员要根据建筑物所具有的专业性以及需求性将它的结构进行合理设计,进而有效提高建筑设计的系统集成程度。 2、引用先进技术 若要提高建筑智能化系统设计的效果,引用先进的技术是必不可少的。所以研究工作人员在进行设计的过程中要清楚产业技术和智能化技术新的发展方向,并且要在这些知识基础之上不断提高工程施工的设计水平。 此外,对智能化的建筑进行施工设计需要注意的是,在工程现场没有反复变动以及进行多次试验的条件,它的设计需要一次性完成。并且智能化系统的弱电施工要受到工程进度以及周期的限制,那么在投资方面的约束便会更加显著。 3、合理选择机器设备 建筑的智能化弱电系统施工水平的优秀便是在机器设备的合理选择上。不管是哪种机器设备都有着自己独特的性质和使用范围,并且这些设备在不同的施工情况下会产生不同的效果。所以,在智能化的弱电系统施工过程中,工作人员要注意选择合理的机器设备,进而为施工能够顺利进行建立良好基础。 5、采用合理的弱电线路设计 对弱电线路进行合理的设计可以有效提高建筑智能化系统的可靠性。研究工作人员在对弱电线路进行设计时,要注意施工的现场因素和产品的质量问题,因为这两点因素往往会限制线路的设计。工作人员对线路中的电缆以及导线的密度要十分明确,进而使设计出的弱电线路能够合理可靠。 6、有效防雷击技术 这影响着整体智能化建筑施工的安全性。在运用防雷击技术时,要求研究工作人员要对微电脑设备和电子器件的防护有充分的重视。因为这些机器设备最易受雷电的影响并且有着较高价值,理所当然地成为在防雷工作中的重点保护对象。这便要求工作人员在工作过程中要重视电位的均衡,有效屏蔽隔离,同时采取对过电压和过电流的保护措施,进而达到防雷击效果。 7、模块的连接线路 这是智能化弱电施工管理方面中的主要环节,同时也是建筑中常用的连接方式。所以,研究工作人员在对建筑进行智能化系统施工过程中,要对不同种类的模块和其中的功能以及线路连接的方式有明确的认识,而且要保持不同种类的模块信息能够及时有效地传送到控制中心,进而使控制中心在调节系统和执行机构方面保持良好的工作状态。 (二)施工管理的要点 1、提高设计规范,加强智能化设计水平 设计阶段主要包括功能设计和施工方案设计,在此阶段决定了建筑弱电智能化系统工程总体方案。为了保证所设计工程的质量,必须保证所设计功能、使用设备和设计方法符合施工合同要求,从用户的角度客观评价智能化水平。在所设计的弱点工程中,要结合设计设备的具体功能制定相应的施工内容。所提供的智能化设计内容要积极结合当前电子设备技术发展,不断地引进新的智能化设计方案。此外,要保证所设计工程的系统功能、信号匹配、施工工序合理性,严格审核施工总体方案,从而保证智能化工程设计规范性。 2、管线预埋的隐蔽性方面 这是提高建筑智能化系统弱电管理的优秀因素。在建筑弱电工程中,管线预 埋同以往传统意义上的电气工程有着很大程度的不同。除了这一点,在提高管线预埋的隐蔽性时,要重视施工的现场对埋设管线路线进行修正和调整,进而能够有效地对出现的混凝土空洞的现象进行遏制。 3、施工建筑材料质量控制 智能化建筑在施工过程中所选择的机器设备和建筑材料的质量问题对整个工程质量方面的影响是不可估计的。材料是建筑工程进行施工的前提和基础,所以,研究工作人员要对采用的设备和材料做好严格的把关工作。主要表现在要了解所选材料的信息,此外,还要对供货的厂家进行优选,进而合理地对材料的供应进行重组以保障建筑工程能如期顺利施工。 4、做好验收检验,保证实施建筑的可靠度 施工过程不可避免的存在失误,通过验收工作能够有效地控制工程质量,为用户提供最规范的智能化弱电设备。建筑弱电由于受到环境温度、湿度和清洁程度的影响,因此在施工过程中的不规范施工很可能是弱电设备使用寿命缩减,通过设备的使用说明,分别验证弱电设备的工作状态。在验收过程中若发现设备存在信号、电压、电流不稳定情况,应立即组织技术和管理人员进行分析,分析出现不稳定状况的原因,进行返工或者技术维护。 弱电系统工程论文:建筑弱电系统工程的设计与施工技术分析 摘要:随着建筑行业的快速发展,更多的新型技术被应用到工程建设中,这对实现建筑功能的多样化具有至关重要的意义。建筑弱电系统工程作为建筑工程的重要组成部分,是建筑智能化的必然要求,而良好的施工管理技术水平是建筑弱电系统工程的前提和保证。基于此,本文就建筑弱电系统工程设计及施工技术进行分析与研究。 关键词:建筑;弱电系统;设计;施工技术 引言 建筑工程逐渐实现了智能化、多样化和自动化建设,其中,弱电系统是保证所有工程顺利开展的重要保障,它通过与其他功能系统的相互联系,满足了人们在生活和工作中的各种需求。因此,必须加强对建筑工程弱电系统的设计和施工管理,针对其中存在的问题进行分析,并结合工程建设的特征,确定切实可行的管理措施,以不断提高弱电系统建设的可靠性。 一、建筑中的弱电系统设计要点 (一)综合管路 为了符合弱电线路的连接要求,弱电系统中必须放置很多桥架和保护管;另外,弱电桥架和墙体的预留空洞较多,所以在管路的设计过程中要结合系统的要求进行综合设计。 智能建筑中线路比较复杂、规模也较大,因而促进了弱电桥架设计和安装的运用。弱电桥架可以有效减少预埋的线路,降低了施工过程中预埋盲目性造成的损失,因此方便了线路的维修和修改。在设计过程中,桥架规模要根据弱电系统走线的容量进行设计,并结合走廊、弱电井和机房的位置和走向,以保证桥架的连通合理性。 在基本确立弱电的功能以后,管路设计要尽可能的应用预埋管,这能够得到更多的空间余量。预埋管要选择短且直的,并在安装过程中避免经过建筑的沉降缝和伸缩缝,如果无法避免时,则需要对线管进行必要的处理。 (二)供电 供电是弱电系统设计过程中一个容易忽略的问题。根据电气工程的要求,弱电系统一般由子系统单独供电;虽然强电系统能够保证弱电系统的运转,但是这两个系统不可以通用,这就更需要加强弱电系统的设计和施工。 大部分弱电系统的单独供电要求是为了保证设备的供电安全性。除此之外,进行强电设计时,要着重考虑供电进线的容量要求。即使使用不间断的电源供电,也需要对单独回路的供电要求进行合理的设计,以避免系统由于电路混用造成的损害。 根据目前的弱电技术发展形式,弱电系统也得到了更完善的发展,现在的弱电系统已经不是单纯的弱电设备的累加。弱电系统要求智能化系统具有集成性和关联性的特点,要求弱电系统的施工承包商必须具备智能建筑的项目建设和管理经验,具有实际建筑的设计和策划能力,并具备承接智能建筑项目的资格证书。 (三)接地系统 接地系统能够有效促进资源的利用率,为建筑物的科学性和安全性提供了便利和条件。接地方法中通常包括建筑基础地梁、保护接地和防雷接地等各类设备接地,弱电系统要以建筑的接地系统为基础进行设计,接地电阻需要小于1欧姆,接地系统的设计也需要选择具有相关资格证书的单位承担设计,然后根据弱电系统的设计要求对接地设施进行设计,除此之外,还要为弱电系统各个部位提供对接端口。 (四)竖井及弱电管理间 弱电系统中竖井的安排对弱电的应用环境来说十分重要。传统弱电井通常只是一个简单的过线通道,但是,随着信息技术的发展,各种数据通信线路不断增加,这对弱电井的设计提出了更高的要求。 智能建筑中的计算机系线路通常使用铜质双绞线,它对网络带宽有重要的影响。结合布线规范和标准进行分析,交换机的双绞线到计算机工作的距离不能多余100米,另外,还要考虑管路弯度、建筑边缘到弱电设备间的距离等因素。因此,建筑物平面设计过程中,要对网络管理中的弱电竖井进行考虑。 另外,除了对弱电系统进行合理规划外,还要综合考虑智能建筑的整体规划,即协调处理建筑设计和弱电系统设计的关系,从而促进建筑施工的正常进行。 二、建筑工程弱电系统中存在的问题 (一)缺乏一定的科学性和系统性 目前对于一个集成性较高的电气工程弱电系统,对电气工程弱电系统实施相对的维护与管理是在传统的弱电系统设备维护基础上进行的,将电气工程弱电系统中各个不同的系统进行分割,单独的对电气工程弱电系统某个部分进行管理和维护,在我国现阶段的电气工程弱电系统的管理基本上遵照的原则而是:电气工程弱电系统存在问题才去进行维护,没有问题的电气工程弱电系统不维护的原则。使得当前电气工程弱电系统的维护与电气工程弱电系统管理缺乏科学性和系统性。 (二)缺乏专业的监测设备 在我国现阶段电气工程弱电系统的管理大多是依靠手工,还是采用发现电气工程弱电系统存在问题、分析电气工程弱电系统存在的问题、研究解决电气工程弱电系统存在问题的方法、达到管理与维护的目的,这种电气工程弱电系统管理的效率比较低,并且没有一个完善高效的电气工程弱电系统管理方案。并且在电气工程弱电系统维护与监测的设备上得到具体的体现,还是采用传统的万用表对电气工程弱电系统进行检测,这根本无法满足当前电气工程弱电系统的管理与弱电系统维护需求。 (三)缺乏专业性的人才作为后盾 我国软件工程和其他发达国家相比我国的电气工程弱电系统起步相对较晚,但是电气工程弱电系统发展速度还是很快的,因而电气工程弱电系统的专业化管理与维护人员无法满足我国当前的雪球;而电气工程弱电系统维护与管理需要综合能力较强、业务能力高的施工来作为后盾。 三、加强建筑工程弱电系统施工技术的措施 (一)加强施工人员素质 不管是项目指导人员还是工程施工人员,都应该具有一定的素质。对于指导人员,他们必须具有较高的文化程度,掌握一定的文化知识,还应具备一定的领导才能,对于某些情况能够正确的给出有建设性的意见,保证项目的实施。对于施工人员,必须经过正规的技术培训,没有经过培训的工作人员是不能上岗工作的。而且还要提高其他各方面的素质,每个人都应该对这项工作的实施负有责任,这样在工作时可以大幅度的提高工作效率。 (二)弱电系统的防雷接地维护 雷电对安防监控系统具有极大的破坏性,使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,需要在保护设备的前端安装合适的避雷器,使进入的雷电流阻拦在外,保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故。首先是直击雷的外部防护,为了降低建筑被雷击的概率,宜优先采用避雷网、在局部加装避雷针保护。其次是引下线,将接闪器接闪的雷电流安全的导引入地,很多建筑物利用体内的钢筋作为防雷引下线,大大降低每根引下线的沿线压降,减少侧击的危险。感应雷的防护:对建筑物内的系统设备进行感应雷防护时,通过空间感应侵入通信站的内部线路,实现单点接地方式,坚持每一级的交流电源之间连接导线超过25m以上的原则。 (三)实施弱电工程过程化控制 1.加强对弱电系统的维护控制。每一个电气工程弱电系统必须组建一个管理机构,根据电气工程弱电系统的实际需求和情况制定软垫系统中相关的管理制度。对整个电气工程弱电系统的初步方案进行深化并与建筑工程项目设计、按照制定的按照进度计划对电气工程弱电系统的安装、接线等电气工程弱电系统各阶段工作全面的监督和管理,以确保电气工程弱电系统的施工质量。 2.弱电电源与接地系统的有效控制。电气工程中弱电电源系统必须是无干扰和可靠稳定的。利用计算机采用双电源末端自切供电控制策略。对电气工程弱电系统终端计算机设备配置均有采用双电源末端自切供电。电气工程弱电系统的接地是弱电系统的一个重要环节。为减少电气工程弱电系统干扰和保护设备,电气工程弱电系统接地必须单独接地,确保整个电气工程弱电系统的施工质量。 结束语 建筑弱电系统工程的施工管理过程是一项难度和强度都极大的系统性工程,需要我们在工作实践中不断学习与积累,加强建筑弱电施工前的准备工作,施工过程中同其他各专业的协调工作,以及施工过程中的质量控制与管理工作,以提高建筑弱电系统的施工管理工作和施工管理水平。 弱电系统工程论文:提高机电安装中弱电系统工程的施工质量 摘要:在整个建筑工程中,建筑机电安装工程是非常重要的环节,其中的弱电系统更是关键。提高其管理技术、质量控制,有着重要意义。本文对提高机电安装中弱电系统工程的施工质量进行了分析。 关键词:机电安装 弱电系统工程施工质量 一、弱电系统工程设计与施工中应注意的问题 1、线缆选型 1)消防弱电工程 消防弱电系统是指在建筑物的建设过程中根据建筑物的特点用于消防系统以及相关消防工程的相关的弱电设备和有关的系统。消防系统包括火灾预警设备系统以及消防控制设备系统,而在消防系统中的相关电子设备多是电压较低的弱电线路。对于消防弱电的线路系统在建筑物中的要求比较高,电缆要有足够的敏感度才能保证信号的快速传播及时的发现火灾的隐患,在火灾的发生以后必须保证信号的及时传播,这就对光缆提出了很高的要求,既要有足够的传输速度又要有足够的耐热性。 2)通信工程的弱电系统 通信工程是现代社会重要的组成部分,现代社会的发展越来越离不开通信工程的作用。电信服务商把电子信号通过电话光缆和计算机宽带的形式把通信信号传输到整个小区。小区的整个建筑设计必须符合通信弱电系统的要求,这最主要的体现就是在电线光缆的选择上。在电话光缆以及互联网光缆的选择上一定要考虑小区信息传播的特点,电信信号的传播光缆一定要特别的注意信号传输的质量和信号传输的安全程度。 3)电视工程的弱电系统 电视工程的弱电系统的普及使得有线电视技术在千家万户中得以采用。电视工程的弱电系统通过电视信号的传递和视频信号的转换实现了用户画面和声音的视觉以及听觉的享受。根据有限信号的传输距离以及传输质量要求具体的传输介质,电线的不同类型必须被考虑在信号的传输类型中。不同形状的电缆对于信号的衰减程度有明显的不同,在实际的有线电视的弱电线路铺设的过程中应该根据具体的信号要求,根据信号传输的相关距离合理的采取相应介质的电线,实现整个工程的良好质量水平。传输距离要求的比较远以及对于信号的质量要求比较高的电视工程可以采取能耗比较低、频带相对较宽、抗干扰能力比较强的电缆,在电缆的选择上也要结合当地的温度及其后条件采取有针对性的电缆,电缆同时要考虑信号的保密性。在整个选择的过程中一定要重视电缆的成本。 4)广播和智能远程抄表工程 广播系统一般选用RVV护套双绞线缆即可,传输距离长,线径可选粗些;紧急疏散广播系统则必须选用NH-RVV耐火多芯电缆;数据检测远传系统需选用RVVP屏蔽线。线缆的芯数根据实际需要选择。 5)安全防范工程 电视监控系统可采用SYV聚乙烯实芯同轴电缆,当摄像机到子监控中心距离≤1 000 m时,可选用SYV-75-12同轴电缆;当摄像机到子监控中心距离≤800 m时,可选用SYV-75-9同轴电缆;当摄像机到子监控中心距离≤500 m时,可选用SYV-75-5同轴电缆;当摄像机到子监控中心距离≤300 m时,可选用SYV-75-3同轴电缆。 门禁、可视对讲系统主干线电缆可采用SYV-75-3+5C×0.5+2C×0.75多芯线缆,用于连接门禁、可视对讲系统的主机与分机,其中SYV-75-3线缆传输视频信,5C×0.5线分别传输音频信号、控制信号,2C×0.75线传输电源信号等。 2、布线设计与施工 布置线路是整个弱电工程发挥作用的前提,弱电工程的设计过程中布线工作显得非常重要,只有把布线工作做好才能保证整个系统有效的发挥作用。布线就是布置、安放线缆。在弱电系统工程设计中,布线工作非常重要,只有将布线工作做好,才能为弱电系统的正常运转打好基础。由于布线属于隐蔽工程,因此在布线与设计的初期一定要合理规划,只有建立坚实的基础,才能让网络大厦更加牢固。 因此,在弱电布线时,必须考虑弱电与强电布线保持足够距离,如弱电线缆不能与高压(AC≥1000V,DC≥1500V)电缆一起并行布线,弱电线缆的终端与高压电缆的终端最小间隔为450 mm弱电线缆若为屏蔽线缆,则最小间隔可以近一些;弱电线缆的终端与低压(AC 布线工程属于墙内的工程,在整个布线工程的开始前夕一定要有合理的规划,在规划的保证下才能保证整个网络的协调统一。在整个建筑物的布线工作中要分清各个线路的不同特点,对号放入特定的线槽中,保证全部的弱电线路良好有序的发挥作用。在布线的施工过程中一定要注意施工的严格性,防止布线出现混乱的局面,如果布线的工作不能严格的按照规划的要求就会出现混乱的局面,影响线路正常的发挥作用,在线路出现问题时也不能进行及时有效的检修工作。在弱电的布线工作中也要注意和强电的合理布局,防止强电对于弱电形成大的干扰。弱电和强电如果出现线路的交叉时一定要各自安排各自的管道,防止管道的交叉形成漏电的现行发生。 二、弱电工程施工质量管理 1、质量控制方案的控制 弱电系统的安装应该结合工程现场实际情况,编制安装质量控制的方案。能够确保弱电系统能够正常运行的前提,提供安装质量控制的科学依据。 考察工程的具体要求,规范相关安装程序与安装质量,统筹具体的弱电系统本身运行特点,运用科学合理的方法做到分项工程技术规范。例如,在安装电梯弱电系统时,是根据电梯工程安装质量的相关控制要求来确定电梯门和轿箱地坎间的有效距离。类似的,安装其他系统时考虑具体控制要求减少安装偏差,严格控制各项参数差值。 针对系统装置质量水平提高,安装时可依据现场提出的系统有关功能要求和计划,来提高系统运行的协调性,促使系统机械均能正常配合运作。此外,也要重点考虑安全开关有关技术参数。举例可采用单独辐射方法安装电源电线,可同时顾及到安全的可靠性和保证系统正常运作。 对电气设计图纸和有关的技术文件已经讨论审核并一致通过,那么在弱电系统的现场施工过程中就要严格遵照执行,同时在施工方案的落实过程中还要严格执行国家现行的电气工程施工和验收规范以及地方相关的建设法规、文件等。在施工过程中要严格按照规范化操作程序进行施工,平时要及时收集和整理关于施工过程方面的资料,特别是隐蔽工程的验收资料及隐蔽签证等,隐蔽工程施工的工序衔接中,必须由相关人员在隐蔽验收表上签字确认才能进入下一工序。 2、子系统的施工质量管理 弱电工程中的设备监控、综合布线、智能卡、有线电视、背景音响以及紧急广播等子系统施工,都需要和土建工程、装饰工程等专业密切配合才能顺利推进,因此,在弱电系统施工中不但要考虑各个子系统的功能需求使其符合设计要求,还要加强和土建、装饰等相关专业的配合,在确保其功能达到要求的同时,保证其外观及观感也符合规范。比如在室内,各子系统的信息面板要排列整齐,标识要明确统一等。 3、材料与设备质量管理 智能楼宇弱电系统使用的材料、器件和设备的种类繁多,技术要求严格,所以应对所有的材料、器件和设备在进场前进行充分的检验,尤其要注重对电气管材、线盒质量的检查,做到达不到质量规范要求的材料、设备拒绝入场。并且所有进场材料要求标识清楚并符合工程要求,对于标志不清或对其质量保证有怀疑而数量大无法一一检验的材料,要采取抽检的方式确保进场物资质量达标。所有进场的材料、设备都应填写报审表,并经监理人员审查并同意后方能用于施工。 4、 管线施工质量管理 管线施工是智能楼宇弱电系统施工中的重要环节,其施工质量能够达标也是弱电系统质量实现的关键。为了保证管线施工质量达到要求,在施工中需要注意几个问题:一是不属于同一系统、电压等级或电流类别不同的线路不应该共用管路。二是综合布线时要防止打弯,拉动时用力要均匀,以防因用力过猛使双绞密度破坏而影响传输效果。三是要确保管接头出口光滑无毛刺,以防穿线时对线缆造成伤害;对与有拐弯的管线要确保弯度符合规范要求;横向和竖向桥架连接处要作必要的防护处理,以防穿线时对线缆造成破坏。四是对各子系统的线缆要做好标识,有条件时应用不同颜色的绝缘导线进行区分,强、弱系统管线要留有足够的距离,以防干扰。五是管线与管线、管线和接线盒之间的连接要确保牢固、紧密。 5、安装具体措施 1)设置挡烟垂壁与防火卷帘门。在高层建筑,把挡烟垂壁同消防控制的室内联动控制柜组到一起。若火灾发生,大量烟雾往往横向蔓延,这样可将挡烟垂壁安装于地下各层及裙房,并下降挡烟垂壁1.5 m,控制烟雾在固定的小区域内来控制火势。其中电动防火卷帘起到隔离作用,一般设置在地下车库和电梯四周。电动的防火卷连门两侧置有一对温度传感器和烟雾传感器,同时里外两侧都置有按钮。电动防火卷帘门有隔离式、疏散式。隔离式一般放在区域边界,火灾发生时它就立即降至最底,同时启动淋系统对火灾位置大量喷水;疏散式置于疏散通道,依据火势状况得出卷帘门设置高度,保证疏散人群。 2)智能化火灾报警系统。智能化火灾报警系统可从外部与内部两个方向分析研究。外部的智能化集中于系统的联动。鉴于成本大的高层建筑,火灾一旦出现,产生很大损失。而系统联动可争取足够多的时间和提高很大主动性,有效控制火灾。但是外部的智能化只能使用编码探测器,对占地面积广的高层建筑要适宜房间格局并综合使用性能等多方面因素,只能在报警回路安置些许探测器。 结束语:弱电系统是机电安装施工技术的一项非常重要的工作,它是整个施工技术的优秀技术。其中它的质量控制方法是最重要的难点集中所在,要控制好过程对相关的技术人员来说更需提出更高要求,不仅需熟知相关理论储备与国家规定,更要把握具体要求参数和性能,良好的结合好两大方面的要求做好统筹规划。 弱电系统工程论文:浅谈建筑弱电智能化系统工程应用 摘要:当前我国经济不断向前发展的情况下,人们正在不断的对当前的社会设施以及相关的生活条件提出更多、更高的要求。在众多当前的公共设施之中,民众们对自身居住的建筑物提出了较之前来说,更多的是对建筑弱电方面的要求与需求。因此,相关的工作人员们应当不断的对当前的建筑行业中的弱电智能化等相关内容,进行加强分析与研究。 关键词:建筑工程;弱电智能化系统;应用 一、建筑行业中弱电智能化的含义与内容 对当前我国的根据相关的工作人员们对当前的建筑行业中的弱电智能化技术进行的分析与研究,我们不难发现的是,在当前的建筑行业不断向前发展的大前提之下,建筑行业的弱电智能化主要有两个方面的内容。首先,指的是我国内部对当前建筑行业进行的全面的规定。主要内容指的是对当前建筑行业中用电的电压的规定与限定,主要分为安全电压。这种安全电压之中,还有两种分类与具体情况,例如:直流电、交流电等。其次,指的是建筑行业中的一些自身的信息源,这些信息源主要指的是当前的一些语音、图像以及其他的一些数据等等。 二、智能化建筑工程中的弱电技术 (一)通信系统 (1)电话通信系统 电话通信设施可以按照传输媒介的特点分成有线传输和无线传输。而采用弱电技术进行传输的主要是有线传输。有线传输的工作原理:①采用将语音信息转换成电流模拟量形成模拟传输,如普通电话;②利用数字编码的方式将语音信息转换成数字信号,从而进行数字传输,如程控电话交换机。 (2)计算机网络系统 计算机网络的组成部分包括:主机、通信线路、路由器和信息资源等。弱电技术在计算机网络系统中的应用,使计算机网络能够与外界数据往来,建立远程通信网络,实现信息资源共享。 (3)综合布线系统 综合布线系统是智能建筑的基础系统,是为完善传统布线的缺陷而被提出来的,它是一种用于满足目前和将来智能建筑布线需求的具有全新概念的布线系统。综合布线系统是由多个子系统组成的,其中主要包括:工作区子系统、管理间子系统、楼宇子系统、水平(垂直)干线子系统和设备间子系统等。它采用的是组合压接的方法,以星形布线来拓补结构,并遵循EIA或TIA标准模块化的设计原则,使综合布线系统更加可靠、完整、方便和经济。 (二)广播音响系统 智能建筑的广播音响系统属于有线系统,它包括有两个功能,即音乐背景和紧急广播。如何通过公共广播的特定功能特点,在特定的时间播放特定的广播内容,如:背景音乐、业务广播和紧急事故广播等,并保证功能的合理性和可靠性,是各建筑小区最为关注的问题。而弱电技术是实现智能建筑小区安全、健康和舒适的必要条件,它可以实现小区智能化的管理。 (三)电视接收系统 电视接收系统可分为电缆电视接收系统和卫星电视接收系统,两者的推广与应用解决了高层建筑阻挡和处于偏远地区造成电视信号差的问题。有线电视网有大、中、小三种类型,采用电缆传输方式进行电视接收的是中小型有线电视网,而大型有线电视网一般采用从电缆与光缆干线或电缆电视相结合的形式进行传输。卫星电视接收系统顾名思义是要利用同步卫星进行电视信号的接收。 (四)安全防范系统 (1)电视监控系统 电视监控系统的主要功能是利用摄像机、监听器和其它辅助设备来获取被监控现场的信息,并以图像、声音等方式将现场信息传输到监控中心。电视监控系统可以对智能建筑的各个区域,包括:主要无入口、地下停车场、道路、公共场所等进行全天候的监控,并进行实时录像,方便事后查询。 (2)防盗报警系统 智能建筑小区的防盗报警系统是由小区周围设置的联动防越报警系统构成的。通过在小区周围重要的区域建立围栏,并安置红外报警测探器,如果小区遭遇非法入侵,那么就会通过管理处的管理机发出警报信息,并通过计算机显示发出警报的区域、时间和电子地图等。防盗报警系统是有效防止非法入侵和避免遭遇危险的重要系统。 (3)出入口控制系统 智能建筑小区利用出入口控制系统对进出小区的人员和车辆进行控制以提高小区的管理质量。出入口控制系统的功能主要分成三个部分:①接口设备,它包括:读卡器、门传感器、电控门、栏杆机、出门按钮等,用于接收出入人员和车辆的信息;②门禁控制主机,它的作用是将接收到的信息与系统存储的信息进行对比,对比完成后发出操作命令;③包含各个控制器的局部网络,它主要是管理整个小区各个出口的出入。 (4)楼宇对讲系统 楼宇对讲系统是保证小区安全的重要系统之一。它的作用是在来访客人进入到住户家中之前,住户可以通过双向电话和可视电话确认来访者的真实身份,若来访者是不法分子,住户可以通过遥控防盗门的开头向保安中心报警。楼宇对讲系统在保障小区居民安全方面的作用是不容忽视的。 (5)电子巡更系统 电子巡更系统是为了更好的管理巡更人员的巡更情况而设置的,它的主要原理是在已经规定好的巡更路线上安装若干个地点信息钮,巡更人员进行巡更时,在规定的时间内利用巡更棒依次读取信息钮,这样可以智能化的记录巡更人员的巡更情况,管理人员可以通过计算机快速查看各个巡更人员的工作记录,给小区物业的管理工作带来了很大方便 二、建筑弱电智能化系统的不足 科学技术的革新,深刻的影响着我国建筑弱电智能化技术,从在改革开放以来,智能化系统的发展从无到有,从有到普遍,有了很大的进步,经过于我们努力的研究和实践,建筑实施的智能化水平得到了飞速发展。传统的建筑弱电智能化系统已经出现了很多的问题,为了适应新技术的应用,必须要与时俱进,随着新技术的发展改变而改变。但是在改变的过程中,我们也发现了很多的问题,主要有以下几方面:①一个优秀的智能建筑弱电技术依赖于优秀的设计和施工人员,因为他们的技术高低,直接决定了建筑质量的高低,当前从整体上来看,不论从设计师再到施工人员,其专业素质都还较低,从事弱电智能化系统工程,必须要具备多方面的知识,其中涵盖了自动化控制、机械电子、通信技术和建筑技术等,因此对从事弱电自动化的人员要求很高,高的要求可以确保在施工过程中避免出现不必要的失误,或是出现问题可以合理的采取处理办法。一个重要的现实是,在我国从事弱电工程的人员还比较少,综合素质高或是具备专业素质的人更加的缺乏,造成了智能化建筑二Lie程施工质量层次不齐。没有高素质的人才,我们的施工质量就难以掌控,不能很好的将设计施工与网络通信等技术融合,以此来看,这样很容易出现工程漏洞,留下很大的安全隐患。②现在的建筑设计讲究合理性、环保性,开发商对于建筑的实用性的关注度开始增加,但是也产生了一新的问题,那就是设计师在规划智能弱电设备中,只重视功能,以面盖篇的吸引消费者,真正谈到具体的智能化,可能就没有想象中的完美。弱电智能化得不到充分的发挥,但是还成为开发商宣传的嘘头,没有相关的智能化要求的指导,因此也导致了在施工过程中不能贯彻智能化设计思想,所以,当下,我们应该加大智能化技术的推广,建立合理的指导思想,不论从设计还是施工,保证专业、科学,实现真正的住宅弱电智能化。 结语 总之,随着科技技术的不断前进,建筑弱电智能化技术将会获得更大的进步。建筑施工管理应紧密联系施工和客户需求,采取有效地策略方式来提高建筑水平。加强智能化建筑配套设施的规划与完善,从而保证我国建筑弱电智能化系统顺利发展。 弱电系统工程论文:谈提高机电安装中弱电系统工程的施工质量 摘要:机电安装工程是建筑工程施工的重要组成部分,直接影响着工程施工进度和施工质量。而弱电系统工程作为机电安装的主要部分,具有系统技术含量高、管理的对象复杂、以及综合协调要求高的特点,因此加强弱电系统工程项目管理提高弱电系统工程的施工质量非常重要。 关键词:机电安装;弱电系统;施工质量 1、弱电系统概述 1.1、概念 弱电系统,是指在建筑应用中,电压较低的电子设备,以及相应的电子应用系统。在电力的应用中,按照电力输送功率的强弱,可以分为强电和弱电两种,强电是指交流220V50Hz及以上的建筑用电,通常为人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,如空调用电,照明用电,动力用电等。弱电主要有两类,首先,是国家规定的安全电压等级及制约电压等低电压电能,有交流与直流之分,交流36V以下,直流24V以下,如24V直流制约电源,或应急照明灯备用电源。其次,是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 1.2、种类 通常情况下,建筑机电安装中的弱电系统工程主要是指第二类应用,其内容主要包括:首先,电视信号工程,如电视监控系统,有线电视等;其次,通信工程,如电话系统等;再次,智能消防工程,如火灾自动报警系统、消防联动制约系统等;然后,扩声与音响工程,如小区中的背景音乐广播,建筑物中的背景音乐等;最后,综合布线工程,如计算机网络系统等。 2、弱电系统工程项目管理概述 弱电系统工程项目管理包括技术管理、质量管理、施工管理、安全与文明管理、成品保护、系统测试与验收等多个方面。 2.1、施工管理 工程施工是一种综合性很强的管理工作,首先要做好施工组织管理,合理安排整个弱电系统施工期间的工程管理人员、技术人员、安装工人和调试工程师的人数和这些人员进场的时间,避免造成不必要的劳动力浪费,增加人工成本。这种管理需要与施工进度管理密切结合,分阶段组织强有力的施工队伍,保质保量地按时完成这个阶段的施工任务。 其次,要做好施工的进度管理,施工进度管理决定着整个施工期间施工人员的组织,设备的供应,以及弱电工程与土建工程、装修工程的配合时机,通常必须通过建立工程进度表的方式来检查和管理。 第三做好施工界面管理,施工界面管理的中心内容是弱电系统工程施工、机电设备安装工程和装修工程施工在其工程施工内容界面上的划分和协调,尤其是智能建筑物管理系统与机电设备和独立子系统的接口界面很多,一般通过各子系统工程负责人开调度会的方式来进行管理,建立文件报告制度,一切以书面方式进行记录、修改、协调措施等。 最后做好施工现场安全的管理,安全重于泰山,严格贯彻、落实和执行《中华人民共和国建筑法》、中华人民共和国环境保护法》、《建设工程安全生产管理条例》、《中华人民共和国劳动法》等法律、法规和《建筑施工安全检查条例》的相关规定和各项措施。 2.2、技术管理 工程技术管理贯穿整个工程施工的全过程,执行和贯彻国际、国家和地方的技术标准和规范,严格按照弱电系统工程设计的要求。在提供设备、线材规格、安装要求、对线记录、调试工艺、验收标准等一系列方面进行技术监督和行之有效的管理。 2.2.1技术标准和规范管理 进行弱电工程技术标准和规范的管理,是进行工程技术管理的重要内容。在弱电系统工程中所涉及的国际、国家和地方标准和规范很多。因此,需要在系统设计、设备提供和安装等环节上认真检查,对照有关的标准和规范,使整个管理处于受控状态。 2.2.2施工图的深化设计 (1)图纸目录:标明图纸内容、图号和图幅。图纸的图别图号要求编号连续,暂缺的图纸在备注栏中应加以说明,新增图纸的图号也应该编号相连,保证图纸目录能够反映图纸的完整性。 (2)设计说明及图例:设计说明按各子系统分别叙述。应说明设计的依据、遵循的标准、子系统功能及配置概况、子系统的施工要求、设备材料安装高度、与各专业的配合条件、施工需注意的主要事项、接地保护内容,注明图纸中有关特殊图形、图例说明,对非标设备的订货说明。 (3)设备材料表:分系统列出各系统的设备材料的选型规格、数量、品牌。 (4)系统图:表现系统原理图、系统主要设备配置和构成、系统设备的供电方式、系统设备分布楼层或区域、设备间管路和线缆的规格、系统逻辑及连动关系说明。对如BA这样的系统,还需说明所监控的机电设备的工艺流程及监控点设置、监控点的类型及供电等级、控制器的划分、相关的机电设备和电气控制箱编号等。 (5)平面管线图:分层表现该层上弱电相关设备的位置、标高、安装方式、线槽和管路的规格、走向、标高和敷设方式、线缆的规格、走向,弱电井的位置及井内设备材料布置示意等。 (6)室外管线图:标明室外弱电管线的敷设方式、埋设深度、线路坐标、各种管线的规格型号,与其他管线平行和交叉的坐标、标高,与进线管道的衔接位置。 (7)弱电井、控制室布置图:表明弱电井内的设备、线槽、管路的布置,控制室内操作台、显示屏等的布置。明确弱电井内的电源要求,控制室内的装修要求和电源要求。 (8)安装大样图:如门禁系统门控制的安装方式等。 2.2.3技术文件管理 弱电系统工程的技术文件是工程实施各阶段的依据,在弱电系统工程中,技术文件主要包括各弱电子系统的施工图纸、设计说明、以及相关的技术标准和产品说明书、各子系统的调试大纲、各子系统的验收规范和集成系统的功能要求、验收标准等,这些都要进行系统的科学管理。为了能够及时地向工程管理人员提供完整的、正确的技术文件,必须建立技术文件收发、复制、修改、审批归档、保管、借用和保密等一系列的规章制度,实施有效的科学管理。 2.2.4安装工艺管理 弱电系统工程是一个技术性很强的工作,要做好整个弱电工程的技术管理,主要是抓各个施工阶段安装设备的技术条件和安装工艺的技术要求。现场工程技术人员要严格把关,凡是遇到与规范和设计文件不相符的情况或施工过程中做了现场修改的内容,都要做好记录,为最后的系统整体调试和开通,建立技术管理档案和数据。 2.3施工质量的确认 弱电系统施工范围包括上述各个子系统的布管、线槽、穿线等内容,施工质量除了总承方加强施工管理外,一般还需甲方报监和找一个合适的监理,以保证质量控制流程的严格实施。当然,施工质量的最后确认是通过各个子系统的测试来进行,每个子系统根据各自的功能和技术指标均有一套完整的测试验收方案。弱电工程的质量管理主要从设计、采购、施工三个环节进行质量控制。 施工过程的质量控制主要包括以下几个方面:在施工阶段认真做好施工记录,若发现问题,必须写明所采取的措施以及最终效果。每次协调会应有会议纪要,并分发给有关各方。在项目实施过程中,根据设计计划和项目策划,对子系统和系统进行阶段性的测试和验收,发现问题应召集有关方面分析解决,否则不得转入下一阶段。设备安装、系统或分系统测试,均应按计划和规范进行,且应责成分承包方到现场配合。在项目实施过程中发现的不合格品(项),现场人员应对其进行标识和隔离,填写不合格品记录单,并及时报告子系统负责人,由子系统负责人提出处理意见并及时解决,对重大不合格品(项),应由子系统负责人报项目经理。 3结 语 提高建筑机电安装施工技术,使建筑弱电系统的安装质量和效益更加有效发挥,作为建设单位一定要从设计过程、施工过程及项目管理上严格把关,建设出更多符合要求的智能化的办公、学习、生活和娱乐的空间。 弱电系统工程论文:试论弱电系统工程施工管理技术 摘 要:建筑弱电系统工程作为建筑工程的重要组成部分,是建筑智能化的必然要求,而良好的施工管理技术水平是建筑弱电系统工程的前提和保证。该文对建筑弱电系统工程施工项目技术管理的意义进行分析,对加强建筑弱电系统工程施工管理的技术措施进行阐述,旨在提高施工技能和技术管理水平,促进企业持续健康发展。 关键词:建筑弱电系统 施工管理 智能建筑 技术 建筑弱电系统工程施工作为智能建筑发展的衍生专业,是机电系统施工的重要分支,在智能化建筑中占有重要地位。其具有作业空间范围大、周期长、系统复杂、设备使用品种多、与其他专业联系密切等特点。因此探讨建筑弱电系统工程施工管理技术具有重要的现实意义。 1 建筑弱电系统工程施工项目技术管理的意义 建筑弱电系统主要以信息科学为支撑,保证建筑物内一切机电设备正常运行。通过建筑弱电系统工程施工技术管理,可保证施工过程的正常进行,促进施工技术的不断进步,遏制施工事故发生,确保工程质量,降低工程成本。同时,还能改变施工单位的生产和管理面貌,进而提高竞争力。近年来,施工竞争愈来愈激烈,部分企业尽管拥有雄厚的物质技术力量,但其技术管理水平较为薄弱,加之管理制度不完善,使之在竞争中处于被动地位,因此企业管理者必须加强对技术管理工作的重视,并在实际工作中不断创新,将施工技术管理融入至企业管理中,提高施工技能和管理水平,促进企业健康稳定可持续发展。 2 加强对建筑弱电工程施工技术的管理 2.1 施工前的准备工作 良好的施工准备可保证安装工作有条不紊的进行,减少施工中的混乱,实现均衡施工,缩短工期,确保安全生产与工程质量。首先,根据建筑弱电系统工程所涉及内容,在施工前掌握相关规范和标准,严格遵守《建筑弱电安装工程施工及验收规范》和所在地区的安装工艺标准及有关部门的相关规定。其次,要熟悉图纸,组织施工图的会审,分析各工序施工技术要点。检查施工图纸是否符合规范与技术要求,图纸资料是否同其他专业的图纸资料相矛盾,图纸设计是否与现有事物环境相矛盾,设计图纸是否齐全,若发现问题,及时与甲方、监理、设计等部门协商,探讨解决对策。根据会审后的图纸,进行施工图预算编制和施工预算,确定项目管理目标;对其他单位进行审核,并进行交底,明确双方职责;对于重要的工程编制施工方案进行组织设计,以确保工程质量;根据甲方要求和合同工期,结合现场实际条件、设备、材料及土建、精装修的进度,编制有效的施工计划;制定安装所需的主要施工机具计划,并做好机具的维护与保养工作,保证其安全性;根据图纸提出预制加工件(如设备、桥梁、线管、桥架等)的数量和规格,绘制加工图便于集中预制加工;与施工人员明确安装技术要求与所执行的验收标准;根据现场实际情况和工程需要,编制设备、材料的进场计划,确保工程进度。确定施工力量的构成与分配,并且组织施工技术交底,使每位施工人员均能明确自身责任。具体的施工力量分配情况需结合图纸及工期需求进行有效安排,同时项目管理部门作出配合施工的安排。 2.2 施工中的协调工作 做好建筑弱电工程施工同其他各专业的协调工作,可提高安装质量,加快施工进度,提高生产效率和经济效益,保证施工过程的安全。其主要包括以下几个方面:(1)适时办理交接手续:专业人员一旦进场,总包单位则需限时扫管,办理交接手续,否则不允许穿线[1]。而专业人员常以自身利益为重,担心漏项而匆忙办理交接手续,导致穿线工作与扫管工作同时进行。为避免此种现象,管理人员应加强专业队伍数量,集中扫管,提高办理交接手续的效率。(2)现场督促补管:穿线过程中,会常碰到管路不通和漏做管盒问题,刚开始总包方较容易接受处理漏做管盒问题,但久而久之,便产生厌烦心理,拖着不补。因此,应要求建筑弱电专业施工方将漏做管盒一次查清,并耐心与总包方说明:大面积管盒,要求一次性查清,确实存在困难。甲方和监理需多与双方人员沟通,深入现场,随时补管。另外及时组成一个由双方参加的临时小组,专门处理补管事宜,避免出现互相指责,推诿局面。(3)耐心磨合,交错施工:跨专业之间的施工、调试需仔细安排,尽早分析,协调进行。譬如在设计时,建筑弱电系统可能用到强电的某些线槽,此时则需要强电的线槽必须留有足够的空间以满足电源线的敷设。这就要求在施工图深化设计时,应与相关单位进行协调设计图纸。又如电磁屏蔽在挂网时,需涉及到土建和风、水、电等专业的协调配合,甲方、监理人员要深入现场,了解各专业施工进度;土建施工时需督促风、水、电等专业的配合;电磁屏蔽施工前要组织各专业施工队的汇签,制定局部的施工进度配合计划及施工工序等。只有耐心磨合,交错施工,才能确保高水平的工程质量。 2.3 施工中的检查与验收工作 建筑弱电工程施工过程中,应做好施工各个工序间的检查与验收工作,特别是一些线、配管、线槽及线路的敷设等。因为施工单位不同,其采用的施工标准与方法亦不同,因此在各个工序完成后要加强检查与验收工作,以保证施工质量达到验收方的要求。每个工序完成后需填写相应的施工记录与安装表格,对于需要安装的单体设备以及接线、穿线时,需根据隐蔽工程、相关工程验收规范与图纸要求进行工序验收工作,同时做好单体设备的测试记录,并最终符合标准后的测试结果提交至工程技术资料档案。另外,还应加强建筑建筑弱电工程项目的后期质量管理工作。加强对全部配电箱、盘、开关、插座等设施在竣工前的全面清理工作,以保证配电箱、盘、盒内无污物,配电箱、盘的名称、编号、功能等标记清晰,面板整洁等[2]。检查施工单位完成接地电阻测试、绝缘电阻测试、通电测试和漏电保护测试项目的测试及测试报告的编制。督促施工单位对各种建筑建筑弱电技术资料、质量保证书、合格证书、各类设备与材料的测试报告等资料的汇总,并整订成册。督促施工单位根据工程实际施工情况编制完整的工程竣工图,进行整理汇总,并装订成册,作为工程验收的依据和建设单位日后维修的原始资料[3]。 综上所述,建筑弱电系统工程的施工管理过程是一项难度和强度都极大的系统性工程,需要我们在工作实践中不断学习与积累,加强建筑弱电施工前的准备工作,施工过程中同其他各专业的协调工作,以及施工过程中的质量控制与管理工作,以提高建筑弱电系统的施工管理工作和施工管理水平。 弱电系统工程论文:浅谈弱电系统工程的范围管理 摘要:弱电系统工程的技术含量高、建设周期长且建设过程复杂,子系统种类繁多例如建筑设备监控系统、安全防范系统、通讯网络系统、信息网络系统、火灾自动报警及消防联动等系统。近几年又兴起智能家居系统、交通电子警察等弱电系统,使得弱电系统工程的系统范围更广,更复杂。在项目实施及准备过程中如何完成既定的计划任务,对弱电系统工程的范围实施有效的控制,防止因增加额外未经认可的工程量而影响项目工期和费用。对弱电系统项目管理者有着重要的现实意思,本文结合作者实际,对弱电系统工程范围管理现状进行剖析,并对范围管理的实施办法进行论述,希望对读者有一定参考意义。 关键词:工作分解结构变更控制系统工程界面 正文: 一、影响弱电系统工程范围管理的不利因素 A 弱电工程系统繁多。 弱电系统不像强电等其它系统工程其子系统繁多,日常的子系统有安全防范系统、综合布线系统、信息网络系统。各个子系统所包含的分项系统也不少,安全防范系统就含有闭路电视监控系统、入侵报警系统、出入口系统等。这对明确各个系统所包含的交付物、验收标准及所要完成的管理工作提出了不小的要求。 B弱电系统较复杂,前期的项目设计不明确。 弱电系统较为复杂,特别是前期设计业主可能对项目的需求较为模糊。例如各个视频监控点位、报警点位数量到项目实施的时候才发现不满足实际要求,需要调整,这难免造成不断的设计修改,从而给项目增加了控制难度和很大的风险因素。 C工程界面不清晰。 弱电系统工程和其它工程组成了整个大项目的有机整体、弱电系统需要和土建、装修、强电等工种相互配合实施,在项目实施过程中,明确工程界面,也是范围管理的重要一环。 二、工程项目范围管理的论述 1、概念 项目范围管理简而言之就是完成项目所必须完成的工作。 2、目的 a按照项目、合同目标或者用户的要求完成的活动,并详细定义计划这样活动。 b 确保在预定的项目计划中进行项目的实施和管理,既不多也不遗漏的完成工程。 C确保项目的各项活动满足项目范围定义所描述的要求。 3 范围管理的对象 a 专业工作:设计是否合理、完整;施工是否规范,内容是否遗漏;供应商是否按要求提供货物。 b 管理工作:例如项目的成本管理工作、进度管理工作、质量管理工作、风险管理工作、采购管理工作等。 4影响范围管理的主要因素 a最终交付物:在弱电系统工程的各个子系统就是最终的交付物,例如在综合布线系统中需要完成的线缆敷设、模块安装等工作。在入侵报警中完成各个报警点位的实时报警任务。 b 合同条款:验收的条件、相关的责任特别是些特殊要求等。 三,范围管理实施方法 (一)制定项目管理计划 定义整个项目的范围对整个项目的成功有至关重要的影响。也是项目成员熟悉了解整个项目的基础。一个弱电项目需要做什么,需要根据项目施工图纸、合同、招投标文件罗列所有的交付物、相关产品、服务及验收标准等最好再明确些范围控制方法。汇总以上这些指定出弱电项目的范围说明书。包括:项目的目标、项目的需求和交付物、项目的验收标准等。由于项目实施过程中会不断出现变化,范围说明书可以在后续阶段不断修改完善。 (二)为项目创建工作分解结构 工作分解结构(WBS)是面向项目交付物的层次型结构,是对完成项目目标所要做的工作的分解。WBS把项目工作分为更小、更容易管理的工作单位。我们称之为为工作包。这也是我们安排项目进度、估算成本的基础。目前常用的WBS表现形式主要有两种: .分级的树形结构:该形式层次清晰,表现直观,在较小的项目中使用。 .表格形式:类似于书本的目录,该形式可以尽可能多的反应项目要素,直观性较差,在大型项目中使用较多。 笔者对项目进行分解有2中方法一种是对项目的交付物、自交服务、或者目标子目标进行分解。例如整个项目有若干子系统对每个子系统要做的工作进行分解,综合布线子系统 需要管材预埋 然后敷设隐蔽桥架管然后布线、上终端设备等等。 还有一种是对项目的实施过程进行分解。例如我们在最上层 把项目分解成需求阶段、深化设计阶段、基础施工阶段、安装阶段…….验收阶段。安装阶段再往下分解成 安防设备安装、网络设备安装、楼控设备安装等。两种方法根据项目管理者的习惯或者项目的实际进行选择。有点时候两种方法可以相结合。说不定有意想不到的效果。 在项目分解的时候注意各个底层要素是否合理必须不要遗漏,以保证合理的管理控制。对每层的项目要素进行编码统计。例如第一层用1、2、3、4…..第二层用1.1、2.1、3.1、4.1……第三层用1.1.1、2.1.1、3.1.1、4.1.1….表示。 (三)范围控制 项目的范围控制是对项目实施中超出既定范围的变化采用正确的方法进行处理,把项目控制在可控范围之内。弱电系统较为复杂特别是前期设计不周密详细,有错误和遗漏。或者客户对项目或者产品要求发生变化等使得项目发生范围变更。对付项目变更最为有效地方法是建立一套变更审批流程。简称变更控制系统。让项目相关干系人明白项目不是说变就变,需要相关人员审批,需要付出成本和工期的代价的。 四 项目范围延生论述 (一)工程项目系统的界面分析 在一个大型工程项目中施工单位各方与弱电施工方存在施工交界面,如前期需跟进土建工种进行管路预埋,后期配合装修工种的进度安装设备。哪些是对方的工作,哪些是弱电施工放的工作。这些都是需要明确的,不要做了别人的工作而得不偿失。另外弱电施工方和各管理单位之间也存在组织工作界面问题。这里有建设单位、监理单位、设计单位等的相关工作。需要建设单位出面协调的工作就让对方完成,所有的这些都需要写进项目范围管理说明书中 这对解决界面之间的不协调,积极的管理系统界面之间的关系有着非常重要的作用。 (二)对无法变更的情况的处理 我们往往在项目快竣工验收时发现可能遗漏一些关键要素。使得项目无法顺利验收,而这些要素是项目施工方漏项,一般是无法通过变更控制审批流程的,为了尽可能减少损失采用的办法一般是请专家帮忙解决。专家可能是行业专家也 可能是厂家的技术人员。或者和项目干系人协商解决,采取补救措施,尽可能减少额外的工程开支。 弱电系统工程论文:提高机电安装中弱电系统工程的施工质量 摘 要:在建筑工程的施工过程中,机电安装工程的质量管理是十分重要的,直接影响着工程整体的施工质量和施工进度,影响建筑自身的使用质量。作为机电安装中的主要部分,加强对弱电系统工程施工质量的控制,是工程施工人员需要重点关注的焦点。 关键词:机电安装;弱电系统;施工;质量 引言 随着现代高新技术的发展,弱电技术在智能建筑中越来越广泛的得到应用,它给建筑使用者提供了舒适、安全、便捷的工作或者生活环境,提高生活质量或工作效率,弱电系统安装,所涉及方面比较广泛,对现阶段的要求来说是比较高的。需要工作人员在施工技术中对弱电系统安装进行深化和加强,提高质量。 一、弱电系统概述 1、概念 所谓的弱电系统,是指在建筑应用中,电压较低的电子设备,以及相应的电子应用系统。在电力的应用中,按照电力输送功率的强弱,可以分为强电和弱电两种,强电是指交流220V50Hz及以上的建筑用电,通常为人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,如空调用电,照明用电,动力用电等。弱电主要有两类,首先,是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,交流36V以下,直流24V以下,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。其次,是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 2、种类 在通常情况下,建筑机电安装中的弱电系统工程主要是指第二类应用,其内容主要包括:首先,电视信号工程,如电视监控系统,有线电视等;其次,通信工程,如电话系统等;再次,智能消防工程,如火灾自动报警系统、消防联动控制系统等;然后,扩声与音响工程,如小区中的背景音乐广播,建筑物中的背景音乐等;最后,综合布线工程,如计算机网络系统等。 二、做好弱电系统工程的施工准备 1、前期沟通 前期沟通是非常重要的一个环节,通过沟通了解客户需要,从技术需要、功能需要、资金配备等,需要从沟通中了解,同时根据房屋结构、地理位置、装修设计中对工程总体进行设计。重点要了解装修布线的进度,不要错过最好的布线时机,否则工程实施难度会加大,这一点需要和装饰公司沟通了解好。 2、图纸设计 根据客户需要和确定各类信息点的设置具体实际情况,确定方案后,进行图纸设计,施工图纸是施工人员进行施工的依据,是对每个子系统实施的具体反映。图纸编制完成后,需要对图纸实施及施工进行交底和会审,减少错误,保证质量和周期有着重要意义。施工图纸的设计交底与会审应由弱电系统总包方负责组织实施,在设计交底与会审中把疑难和存在的问题 3、掌握相关的规范和标准。 严格遵守建筑弱电安装工程施工及验收规范和所在地区的安装工艺标准及当地有关部门的各项规定。本项目应遵守的规定主要有《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-2011)、《视频安防监控系统工程设计规范》(GB50395-2007)、《综合布线系统工程设计规范》(GB50311-2007)、《综合布线系统工程验收规范》(GB50312-2007)、《建筑电子信息系统防雷设计规范》(GB50343-2004)等。 4、弱电系统的施工计划 施工计划包括总的计划进度以及子系统的计划进度。在整个工程施工中应严格控制好整体进度。计划编制需考虑的要素是:总的工作量;材料的供货时间和周期;施工工程队的施工安排、人员保障等;各个子系统之间的施工协调,尤其应考虑管线、桥架施工的顺序。原材料的购进应保证工程进度要求,各种系统设备的进场时间要适时,要根据进度进行安装调试。工程中需要单独施工的部分应预留出施工空间,以便随后施工时方便设备进出。施工过程中如遇有与方案设计冲突需做调整时必须征得客户的同意。产品的安装要随工程进度进行,要在装修结束时完成,不能过早将产品装上,以免人为损坏。 三、弱电系统工程设计与施工应注意的问题 1、布线施工 布线就是布置安放线缆,为弱电系统的正常运转打好基础,在建筑弱电系统设计安装过程中非常重要,布线初期一定要合理规划,在实际布线中要遵循一定的标准,这样才能将线缆的故障降得最低,特别是要避免布线结构凌乱、布线过程中偷工减料、设备摆放不合理,减少隐患的发生,同时也要考虑弱电与强电布线保持足够距离,在强电与弱电管路垂直交叉时一,要各自套管,以避免线路交叉处发生漏电危险。布线穿线时要求用力均匀,尽量减少破坏而影响传输速度,如果线一旦打弯,立即拉动,解绕后再继续。尽量精确计算线头预留量,对每箱线使用位置进行介理的分配,以节省用线量。 2、线管和线槽的敷设 需要与土建工程同步进行的是线槽架的安装施工、还有线管的预埋,槽与桥架的敷设,在土建工程基本完毕之后与其他(风管、给排水管)同步或者稍微迟点安装。但是对于线槽架与管道在位置上合理安置和配合,是各弱电系统必须在设计上解决好的。导线出线槽时要穿保护管,同时所有弱电线槽应有警示及鉴别标志或铭牌。布管时,以免穿线时划伤线,接头不能有毛刺;管拐弯时,弯度要达到要求;安装桥架时以防拉线时增加阻力挂坏线缆,要求接头处不能有明显高差,竖向桥架与横向桥架交接处防护处理,以免串线时破坏线缆或线缆在此受力太大而折断。各种线在接头处用塑料胶布和电工胶布包扎严实,电源线相、零接头要分开一定距离。 3、系统设备的安装 对于机架、设备安装,其水平和垂直,需要符合国家规范和标准的规定,但如果没有明确规定,机架和设备就要与地面垂直,垂直偏差度均小应大于3mm。统一、完整的将机架上各种零部件安装好,其内部不许留有线头等杂物。机架和设备安装时不应有摇晃现象,拧紧各种螺钉,使其牢固可靠,为了方便人员施工维护和通行,机架和设备的背面距离墙面应大于0.8m,相邻机架设备应靠近,平齐排列同排机架和设备。重要设备要轻拿轻放,以免造成小必要的损失。 4、防雷接地要求 机房或设备间的接地,按其不同的作用分为直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地。为了防止雷电的危害而进行的接地,叫做防雷保护接地,需要注意的是,弱电系统的接地线不能与强电交流的地线以及电网零线短接或混接,接地线不能形成封闭回路,弱电系统的监控系统及其专业设备的接地线,应选用铜芯绝缘软线,三芯电源插座的接地端,应与系统的接地端相连(保护地线)。信号电路和电源电路,高电平电路和低电平电路不应使用共地回路。灵敏电路的接地,应各自隔离或屏蔽,以防地回流或静电感应而产生干扰。 四、测试与调试 系统检测是验证智能建筑最终是否达到设计技术要求的重要手段,检测机构按照各建筑的设计施工资料和检测方案对所涉及的各功能项目进行测试,在整体智能建筑弱电系统的检测中选取以下其中具有代表性的一部分。 1、综合布线系统检测 综合布线系统是建筑物质或建筑群内的传输网络。系统目前主要由光纤系统和对绞电缆系统组成,其测试工作主要是针对由传输线缆和接线模块所组成的信息链路的电气特性或光学特性进行分析。注意系统综合评价:作为综合布线系统,单一的链路测试不能综合体现该系统的整体质量水平,必须根据综合评价方案进行判定。因此在验收测试时首选“全部测试”,在只能进行抽样测试时尽可能的遵照以下儿个原则进行:分散进行抽样、综合抽取、具有代表性线路进行测试。 2、建筑设备监控系统 建筑设备监控系统用于对智能建筑内各类机电设备进行监测、 控制及自动化管理,达到安全、可靠、节能和集中管理的目的。各系统的检测主要以系统功能和性能检测为主,系统测试应在系统试运行1个月以后进行,并本着“先分项,再系统”的原则进行。首先应按设计方案明确各“状态位”、“控制位”的管理及控制功能,将各点位分类;其次,采用模拟事件发生的检视法,对各点位进行现场操作,并记录系统对各事件反映的相应情况。 结束语 随着科技信息发展,越来越多的弱电系统进入建筑领域,建筑弱电工程的安装施工也将朝着精细化、复杂化发展。提高建筑的机电安装施工技术,使建筑弱电系统的安装质量和效益更加有效发挥,作为建设单位一定要从设计过程、施工过程及项目管理上严格把关,建设出更多符合要求的智能化的办公、学习、生活和娱乐的空间。
对于智能消息系统而言,在实际建设的过程中,需全面了解有线电视网络的支持特点与具体情况,通过科学的分析方式与研究方法,创新管理形式,努力完成当前的工作任务,提升工作效率与水平,优化整体工作体系与模式。 一、基于有线电视网络智能消息系统的建设意识分析 在此类系统建设的过程中,有利于合理的消息,并及时发现用户使用问题,采取合理的措施解决问题,提升用户的满意度。在有线电视网络的支持下,可以针对信息进行整理,然后传送到服务器中,统计与查询数据信息,实现电费的合理处理目的。尤其在数字电视快速发展的过程中,互动业务系统已经得到了一定的开发,有线电视网络成为了大众媒体,可创建互动化的信息分享机制,便于用户对信息进行查询,企业可以有计划的针对停电与电力公告等信息进行,在提升企业信息化水平的情况下,积极解决当前电费回收的困难,并为企业的发展提供良好平台。同时,在使用有线电视网络渠道进行智能消息的过程中,还可以创建现代化与先进性的工作体系,编制完善的计划方案,在科学分析与协调控制的情况下,创新电费的管理方法,提升用电信息管理效果,完善整体使用功能,充分发挥电力信息采集系统的扩展功能,保证更好的完成智能电表的处理任务,以免影响整体工作的合理实施与发展。在日常管理工作中,为了更好的进行信息,通过智能化系统的支持,可以拓宽信息的渠道与范围,并针对各类系统进行严格管理,创新管控机制与模式,符合当前的企业服务与发展需求,增强各方面工作可靠性与有效性。 二、基于有线电视网络的智能消息系统建设 在建设系统期间,应制定完善的总体设计方案,实现信息匹配目的,提升接口的设计效果,优化整体管理模式与体系。 (一)总体结构的设计措施 在信息系统总体结构实际设计工作中,需结合有线电视网络方式,针对消息进行合理的,完善软件平台的使用功能,保证数据的批量导入,并结合用户新增数据与删除数据等完善服务性能。在系统运行期间,还需创建信息管理体系,在针对信息进行整理之后,上传到服务器中,以便于进行数据信息的统计与查询。在总体设计的过程中,需针对智能电表异常情况进行合理分析与上报,实时化的研究用户侧用电信息情况,并将其传输到用电信息的采集系统中,全面研究停电方面的数据信息,并使用管理系统,针对配电拓扑网络的数据信息进行合理研究,动态化的进行停电判断,并充分发挥信息提醒功能。在前置服务器的支持下,应创建营销业务方面、用电采集方面、广电系统方面等数据的机制,创新应用服务器体系,在有线电视网络的支持下,提升信息系统的建设效果与水平。在智能消息系统总体设计工作中,应创建现代化用电采集服务系统,在数据收发的情况下,创新应用服务器的处理机制与模式,并针对信息系统的建设进行研究,提升设计工作可靠性。同时,在数据采集系统设计的时候,还需创新服务机制与模式,保证用电系统机制与结构能够符合当前的设计标准。另外,在OSD接口设计的时候,应合理使用网络技术开展工作,进行广播电视台的数据统计处理,在数字电视网络光缆材料的支持下,可针对整体电缆结构的功能与数据进行输送处理,完善整体工作性能,促进信息的扩展与优化,增强管理工作力度。[1] (二)促进供电与用户信息合理匹配 对于供电与用户信息而言,主要为用户编号数据、名称数据、身份证数据、手机号码数据等,在匹配工作中,先针对程序属性信息进行分析,筛选信息一致用户,并进行现场信息的采集与匹配,在保证各类系统相互匹配的情况下,才能创建综合性与现代化的智能消息系统,并在系统科学运行与管理的过程中,提升整体工作效果,满足智能消息系统建设需求。[2] (三)针对接口进行合理设计 在接口设计的过程中,应重视智能消息系统的匹配能力,在共享数据信息的情况下,编制完善的采集系统管理机制与开发体系,在多方面技术方法的支持下,可以使用现代化后台调度管理的服务创新方式进行系统的开发与协调。[3] 三、结语 在国家发展的过程中,企业要想更好的进行用电管理,就要合理使用有线电视网络系统,针对智能消息系统进行合理的设计与完善,并制定现代化的技术管理机制与方案,在科学研究与管理的情况下,提升各方面工作效果。 参考文献: [1]赵其定,王国中,范涛.基于DTMB多屏互动传输系统的设计和实现[J].电子测量技术,2017(10):31-36. [2]陈晨,殷海兵.基于嵌入式流媒体服务器的视频点播系统[J].电视技术,2016(9):41-45. [3]宋晓玲.基于有线电视系统的智能家居模式分析[J].魅力中国,2017(40):279. 作者:杨奇怀 李志伟 潘志东 单位:1.南京市江宁广电网络有限责任公司 2.江宁广播电视台
电子测试论文:电子测试系统接口技术 摘 要 随着电子信息化时代地来临,电子产品数量逐渐增加,电子测试系统在电子产品生产和质量保障中都起着非常重要的作用,电子测试系统不仅推动我国信息化建设进程,并且逐渐扩大应用范围,渗透到人们日常生活的方方面面,提升人们使用电子产品质量和舒适感。在电子测试系统中,接口技术是关键,目前我国电子产品市场上接口技术包括S-100标准化接口、RS-232C串行标准化接口总线、IEEE-488标准接口总线、VXI接口总线以及PXI系统总线。 【关键词】电子测试系统 接口技术 发展趋势 在人们不断认识新鲜事物和创造新型事物之时,总是离不开测试,虽然我国科学技术在近些年取得大幅度进展,但是在电子产品生产过程中依然面临着测试任务,因为电子测试数据具有一定指标性和实用性,给电子产品调试提供实际依据,因此在生产环节中要不断完善测试系统功能。在电子系统发展过程中取得进步最大的就是接口技术,接口技术发展和研究给人们的生活带来很大便利性。 1 电子系统测试接口技术 1.1 S-100标准化接口 S-100标准化接口主要适用于处理微机电子测试系统,是由100条信号线与电源连接而成,其中75条线脚名称和功能都有统一规定,9条线脚规定名称但没有功能限制,其余16条线脚的使用功能和名称都交给用户自行定义。S-100标准化接口设计的最初目的是为配合8080型的CPU工作,但是由于其自身稳定性比较好,在其他方面的应用也非常广泛。 1.2 RS-232C串行标准化接口总线 RS-232C串行标准化接口总线主要用于串行连接CRT终端机及调制解调器,是由25个有明确规定使用功能和名称的线脚组成,总线长度控制在15m以下,该种接口总线技术自身具有一定缺陷,接口传播信号速度比较慢,优势在于信号传播过程中能够保证高度的安全性、能够传输到比较远的地方、传输需要的线缆盗勘冉仙佟 1.3 IEEE-488标准接口总线 IEEE-488接口总线共有16条用于传播信息的线路,其中8条线路用于双向信息传播与总信息命令,另外8条线路用于信息同步或异步交换并对交换信息进行缓冲。但是由于其传输速率不超过1M字节每秒,美国惠普公司在IEEE-488技术基础上进行研发,形成传输速度增加的IEEE-488标准接口总线,改善接口各项性能,有效解决接口与微型机之间的互通问题。 1.4 VXI接口总线 VXI(VEM bus Extensions for Instrumentation)接口总线集中了智能仪器、个人仪器以及自动测试系统的很多特点,包括测试仪器模块化、32位数据总线提高数据传输速率、系统可靠性高、具有可维修性、电磁兼容性好、通用性强、标准化程度高、灵活性强等。VXI接口总线技术的出现使得自动测试系统尺寸大大缩小,测试速度大幅度增加,能够满足目前自动测试系统向标准化、自动化、智能化、模块化以及便携性的方向发展。VXI接口包括GPIB接口、RS-232C接口、MXI bus接口、IEEE1394接口和VME bus接口,都是采用内嵌式主计算机,有效减少系统体积、增加工作质量和效率。VXI接口总线的接口电路比较复杂,采用双端口RAM将有利于器件内部的CPU与VXI总线间的数据传输,能够进一步扩大VXI接口总线的优势。 1.5 PXI系统总线 PXI系统总线是一种基于PC的测量和自动化平台,它结合了PCI的电气总线特性与Compact PCI的坚固性、模块化的特性,并在此基础上增加了专门的同步总线和主要软件特征。使之成为测量和自动化系统的高性能、低成本运载平台。PXI系统总线具有很多优点,包括传输数据速率快、适合大量数据交换和传输、测试时间短、性能可靠性大等。PXI系统拥有32位总线信号和64位总线信号两种类型,主要是由PXI背板提供支持的机箱构成,机箱具有一个系统插槽和一个或多个外设插槽,该种接口技术地使用使得测试系统逐渐完善和标准化。 2 发展趋势 2.1 强化基础研究、提高仪器质量和可靠性 我国在电子产品发展上步伐比较晚,相比较发达国家来说,电子产品发展水平远远没有达到发达国家标准。因此国内电子测试系统在改善运行环境和情况的同时,还要借鉴国外先进的运用概念、原理和方法,通过科学途径培养更多专业测试技术人才,为我国科学技术的发展和研究提供更大空间。注重强化发展基础研究,以提高仪器质量和可靠性,使得仪器整体和内部形成协调发展、技术稳定、可靠的模式,从而克服长期以来的技术局限。 2.2 迎难而上、突破技术难点 我国科学技术发展正处于技术攻坚阶段,应该注重借鉴国外优秀技术,集中力量克服技术中遇到的难题,打破国外技术封锁的窘境,依靠自身技术研发和创新,鼓励青少年用于创新创业,将科技产业作为重点产业发展,争取在最短的时间内赶上发达国家科技水平。 2.3 加大科技研发投资力度、积极研制新型仪器 电子产品的更新速度很快,电子测试系统也要跟上电子产品的更新速度,基于此国家应该加大科技研发投资力度,积极研制出新型仪器,实现大批量产品和技术更新,大规模生产新型测试仪器,全面提高测试系统接口技术的稳定性和可靠性。 3 结语 综上所述,随着电子产品种类和数量的逐渐增多,人们的生活和工作已经与电子测试密不可分,不仅给电子测试系统的接口技术发展提供了发展空间,同时也让人们在使用电子产品之时享受电子产品带来的便捷。电子测试系统的发展一直是我国电子产品发展的关键,本文在新时展的背景下,总结我国目前市场具备的几种电子测试系统的接口技术,是为了更好的促进电子产品的健康发展,是为了给接口技术研发提供理论参考依据,希望通过本文的研究能够给读者带来更多专业知识了解,对我国科学技术发展提供最大地支持和理解。 作者单位 商丘医学高等专科学校 河南省商丘市 476100 电子测试论文:电子计量测试的发展动向和趋势 【摘要】 随着我国经济的发展和科学技术的进步,企业对于计量测试的要求越来越高。如今,计量测试已经被普及到人们的日常生活当中,受到了人们的热切关注。文章主要研究了电子计量测试的未来发展动向以及其发展的主要趋势。笔者将从电子计量测试的概述角度出发,深入分析电子计量测试的主要发展趋势,期望能够使更多的人认识到电子计量测试的重要性。 【关键词】 电子计量测试 特点 发展趋势 前言: 我国的一些生物工程当中也采用了计量测试,并且对计量测试的精准度做出了特别的要求。为此,我国需要深入研究计量测试的技g,从而使计量测试的技术能更加符合社会发展的需求。电子计量测试的出现在一定的时间内满足了国家和企业的需求,并且获得了很多领域的认可。如今,电子计量测试的发展前景已经上升到了科技的层面,并且还在受到不断的追捧。在国际领域上,电子计量测试成为了国家发展的重要指标之一,其代表着国家科技的水平以及社会生产的进步。 一、电子计量测试概述 所谓的电子计量测试指的是在某些领域当中需要的测量工作,而电子计量测试能够为实际工作提供数据并且为工程的设计以及建设提供依据。国际上所规定的电子计量测试范围大概在10kHz―3000GHz左右,而一旦测量的数据达到了1MHz―300MHz,将被称为高频,当数据频率达到了300MHz―30GHz则被称为微波,当频率达到30GHz―300GHz,就会被称为毫米波,再往下则被称为亚毫米波。人们通常会用到的波段主要从以上几个段位中作为主要的参数。 事实上,电子计量测试时一种参与比较复杂的工作。电子计量测试中的电磁波主要从传输线等途径中传输出来[1]。而当工作人员采用传输线的形式来传输数据时,其将参考当时的电压以及功率等多方面的信息。 当工作人员以自由空间的方式进行数据的测量和传输时,将考虑到磁场的强弱等。因此,电子计量测试的主要特点就是以电磁作为主要的参量。该项技术如今已经具有了覆盖面比较广的特点,并在统一的参量当中,其能够进行不同阶段的测试。 二、电子计量测试发展趋势 电子计量测试已经获得了很广阔的发展空间,并且将在未来被运用在多个领域当中。 2.1电子计量测试在生物工程领域的应用 我国的生物工程当中经常会出现关于生物磁场方面的测试,在该工作当中,就会运用到电子计量测试。工作人员在生物工程的研究当中主要是为了研究人类的大脑活动,从而了解人类的触觉以及视觉等感官,并且能够研究出人类大脑的神经活动。电子计量测试将进军到生物工程的研究当中,对脑神经的活动频率进行探索[2]。该项工作中,电子计量测试能够按照其测试的频率分析出人类脑神经的活动原理。如今,很多发达国家都已经对电子计量测试进行研究和分析,并从其性质角度和传播途径等方面说明了电子计量测试的优点,从而将现代的信息技术与电子计量测试融合在一起,环节生物工程研究人员所面临的数据分析问题,并能够解决人工智能软件开发中的问题。 2.2电子计量测试在环保工程领域的应用 我国所研究的一些环保工程当中也运用了电子计量测试,其将通过技术的转变而为环保工程提供支持。电子计量测试被运用到电磁污染的测量当中。当今社会,我国人们的生活水平越来越高,其对电气的使用也越来越多。但事实上,电气设备中所散发出来的电磁会对人体健康造成影响,严重的情况下会使人类生病。 国际上的很多国家都已经对电磁的发射波段进行了规定,我国也出台了明确的文件规定了电气设备所发出的电磁。为此,电子计量测试将会被运用到日常生活当中,并对电磁进行测量,从而使噪声污染减少。电子计量测试也将被运用到大气的测量当中。地球上的大气受到了严重的污染,促使雾霾现象以及温室效应的发生[3]。电子计量测试的发展注定其将被运用在对大气层的测量当中,从而使人们能够及时得到预警。研究人员将根据电子计量测试所提供的数据来分析大气的具体状况,并制定出相应的政策,以此来改善环境,帮助人类更好的生活在地球上。 三、结论 如今,电子计量测试已经获得了全面发展的机会,其工作技术也正处于革新和研发的阶段。相信在未来的时间里,电子计量测试能够向着更为合理的方向发展,从而实现技术上的全面革新,并且能够使测量工作的服务质量更加优化。电子计量测试中的产品质量也能够获得人们的认可,其会创造出更多的社会价值。 总而言之,只要人们能够更加重视电子计量测试,就能够使电子计量测试融入到实际生活当中。 电子测试论文:微电子电路的校准技术和自动测试探索 摘 要 本文接下来简要分析了微电子电路自动测试技术与自动校准技术,同时从四个方面的研究探索了微电子电路的校准技术与自动测试技术。 关键词 微电子电路;校准技术;自动测试探索 随着电子电路技术在各种电器产品之中的深入应用,对人们日常生活产生了很大的影响。为了确保运用了微电子电路技术的产品质量能够达标,研究微电子电路的校准技术与自动测试也就显得尤其重要。 1 微电子电路的自动测试技术与校准技术 1.1 自动测试技术 对微电子电路按照相关要求严格进行测试,是保证其余商家产品影响不到自身产品的重要途径。为了确保运用微电子电路技术的产品质量能够达标,必须根据其具体情况进行测试。若是保证测试设备级别达到产品测试需要的水平之上,软件本身质量情况则是能够对测试质量产生较大影响的重要因素。而软件本身的质量情况却取决于检测依据以及检测过程中选择使用的方式、测试复盖率和、测试验证的有效性这几个方面,并且这也一直是近年来关于自动测试技术研究方面的一个重要课题。 1.2校准技术 在测试设备满足相关要求的前提下,测试软件的质量对检测数据的准确性、可靠性有着很直接的影响。若是测试设自身的准确性达不到相关要求,则测试软件即便质量很好也无法保证测试结果的准确性。通常情况下,对质量要求比较高的生厂商对校准测试系统量值的准确性相对而言也就比较高,这些生产商有的还在使用三家比对和一票否决制。从而在一定程度上增高了管理环节与生产的成本,进一步对产品的生产速度造成影响。 2 微电子电路自动测试与校准技术探索 2.1 微电子电路校准依据与方法研究 现阶段国内还没有形成比较系统的电路检测标准,微电子电路的校准的依旧包含了GB3443-82、GB437784、GB6796-86等与“xx电路测试方法的基本原理”,在这之中的“xx”是微电子电路型号分类。根据目前暂定的分类情况有30种左右。 现阶段关于这方面的标准还没有形成系统性,微电子电路的检测校准不仅需要测试方法的基本原理,还需要与之对应的程序设计规则。不然若使用相同的标准,能够编织出质量不同的程序。这样也就会使测试与校准的完整性、一致性得不到有效保障。把测试方法基本原理当作检测依旧还不够完善,还需要加强相关程序设计规则的规定。并进一步编制出比较完善的与之对应的微电子电路校准规章。微电子电路校准并非使用一般的仪表器作为设校准设备,而是选择使用自动检测系统。这也检测校准过程中就可以由程序控制,有效降低了人工操作带来的影响。所以,对校准过程的研究已经转变为对校准程序设计规则的研究。一般而言校准过程中的控制文本被成为规程,检测过程中的控制文本被成为规则,而其规程与规则都将以程序设计形式实现。 2.2设备校准依据与方法研究 生产制造厂设计指标也就是设备校准的依据,一般而言有基准以及输出通道量值、范围与不确定度这两种。单独针对一个测试系统的话,其对校准量值要求比较多。若选择手工方法进行校准,若该测试系统包含60个通道,所花费时间大约10~20天,而表格的话需要耗费大概300页。如此大的工作量也就需要自动方式完成更佳。现阶段主要有基准参量分别溯源法与标准物质法这两类设备校准方式。基本上大多数的微电设备都是综合测量的类型,因此一般而言均具有好几个类型的参量要进行校准。比如说时间频率、电阻以及电压,这些的量值实际上各有不同。若是在对其进行校准的时候选择了参量分别溯源法,通常情况都是先针对其基准量施行溯源。在这之后再选择出溯源达到相关标准的基准,并用此检验设备之中其余参量与全部输入或者是输出参量。最终也就对整个系统完成校准。只是选这种方式进行校准是有一定难度的,其系统基本上是从西方发达国家引入进来的,仅配带了这些系统各自的使用手册,并不附带校准资料。因此想熟知这些系统的校准程序比较难以实现。比方说想要了解测试系统的基础位置、标称值等,这均是难度系数比较高的方面。若是对这些测试系统没有一定程度的了解,基本也就难以使用此方式进行校准。而所谓的标准物质法则选择的标准样片其不确定度实际上是已知的。这种方式是用不确定度已知的标准样片,以此利用这些样片对设备施行测量校准。若是测量的参数类型的范围相对完整,则此为校准。反之,也就称之为核查或者是比对。标准物质法一般情况比较不符合使用在国家最高微电子测试设备的校准。但如果是通过国际协作,让其用于更高设备上制作的标准样片也就适用。 2.3 检测复盖率与校准完整性研究 这方面是其检测校准过程的重要追求目标。通常情况其故障复盖率若越大是更符合其需要的。最佳的便是可以用最少的代码获取最高的故障覆盖率。在以前那些测试码生成算法这方面的研究之中,已经有多种比较适用的算法。只是这些算法之中也就穷举对于复杂电路差不到能达到100%的故障复盖率。其实早些年,计算机这方面的技术不是很高,资源也就相对比较匮乏,而且其硬件所需要的成本也不低,相对而言速度也是比较慢等等方面给测试码的大小造成了技术方面的限制。而如今因其在计算机复制测试系统上,测试速度已经大幅度提高,内存也有很大的扩大,使得大部分微电子电路使用穷举或者是状态穷举都不会在存在较大的问题。校准的完整性与测试故障覆盖率是不相同的,其并不在乎测试码的大小,更多的是在乎检测参量是否完全测验,因此也就与校准方式、过程挂钩。比如,选择基准参数分别溯源法,这里用的代码、测试量并大,但检测却完整。若选择基准物质法尤其需要看第一个通道的输入或输出参量、范围是否测完。也是因其本身自带验证程序,自校时会以第一通道作为基础进行校准,可以校准测试系统所有通道的一致性。也才能使其余通道的准确性得以有效保障。 2.4 量值溯源 所谓的量值溯源,在国内或者是国际上均是其量值通过一条不间断链持续追溯到最高标准。对微电测试所使用的设备关于校准量值溯源这方面而言,溯源与校准这两方面使用的方法是有着一定联系的。因此实际上还存在着参量分别溯源法或者是标准物质法。只是在使用标准物质法的时候是存在一些限制条件。 3 结论 微电子电路检测设备需要根据计量原理与被测电路电子特征的具体情况编写出相应的检测程序,以此被我国众多行业引用并推广。因此,需要加强微电子电路自动测试与校准技术的研究力度,使更多产品质量得以有效控制。 电子测试论文:变电站在线监测智能电子设备的自动化测试 摘 要:通过一定的通信方式采集并上传变电站在线检测智能电子设备的状态信息,在监测分析整个变电站的运行时发挥着重要的作用。对此,文章通过下文对相关方面的内容进行了论述。 关键词:变电站;在线监测;智能电子设备;自动化测试 作为一体化监控系统,在线监测智能电子设备为其中非常重要的组成部分。现阶段,随着技术的发展,出现了种类多样的在线监测电子设备,需要我们在工作中有甄别性地进行理解与应用。 1 测试方法的分析 应该根据实际情况出发,设置相应的在线监测IED装置设备。通过客户终端机DUI终端完成通信与交流。在分析完响应报文之后,对其功能的具体性能进行辨别。通常测试人员需要加入到常规的测试方法中,这样闭环就难以形成。文章在研究时,将在线监测IED的功能测试用例提供了出来。测试用例会被自动化测试系统解析成测试脚本,这样客户端通信模拟器就是通过测试脚本进行控制的,从而同DUT完成通信。对响应报文给出的一些测试结果进行着重的研究与分析,这样就有效的完成了选择测试用例再到生成测试结果的闭环处理。此外,测试过程的记录也被测试用例所提供了出来,便于一些测试人员认识到测试的重要性。 将测试过程文件应用到变电站在线监测IED自动化测试中,当作测试的提交文件,对其各项功能的测试通过文字的形式描述出来。在线监测IED的所有功能都被包含于自动化测试系统所给出的预定义用例中。将用例从测试用例数据库中选择出来,自动化测试脚本是测试平台转化测试用例后所得到的。此外,对所要输入的测试数据进行选择,然后,向着自动化测试引擎中一同输入测试脚本。 2 测试的重要技术分析 2.1 将自动化脚本根据实际情况设计出来 在线监测IED的各项功能的预期结果与测试步骤都是通过功能测试用例进行描述的,人工的测试形式一般通过测试者按照测试用例中的程序,分部进行测试,并对比分析预期结果和实际结果。 在扩展标记语言的基础上,专门将有一种脚本描述语言为在线监控测试IED功能测试设计了出来。为了防止工作的重复发生,通信测试的具体运作、审核测试结果及所在的测试环境等,都充分的应用了模块化测量思想。根据具体情况入手,将相同的操作方案抽象的制定出来,之后,在自动化测试语言脚本元素的基础上,完成相应的定义与分析。将不一样的脚本信息在不同空间的基础上定义出来,各不相同的试用例工程,然后合理的选择和采用其中的脚本元素,然后积极的制造出自动化测试脚本。 2.2 生成测试脚本 2.2.1 储存测试用例 数据库内部的在线监测IED功能测试用例通常利用自动化测试系统进行读取分析,按照用户给出的测试输入数据及对应的测试序列将测试脚本生成出来。 并且,需要通过调用多个通信服务来完成在线监测IED的各个功能,将测试序列表构建起来,对相应通信服务命令进行存储。 2.2.2 生成测试脚本 在分析时,以在线监测IED的上传数据功能为例展开,对测试用例生成测试脚本的基本过程进行分析。图1是它的基本流程图: 首先,将测试用例表中的记录读取出来,将相应的变量通过脚本中的输入参数定义出来,并且,按照测试者给出的数据初始变化量进行测试,如图中①环节所示。 其次,将对应的测试的序列在测试用例中查找出来。在排列时,按照执行顺序去做。按照这样的测试序列检测数据上传功能:联系控制模块、将报告出发装置设置出来、对报告控制模块的书写、执行报告、报告暂停。图中的②和③就是最好的诠释。在测试序列表中定义测试序列的通信服务参数。并且,在参数名称的基础上,将脚本内部的定义变量查找出来,对其值进行设置与应用。因为一些测试序列已经将执行时间定义了出来,所以,在定义的过程中,可以将timer元素应用到脚本完成该项操作。 再次,将预期结果通过测试用例定义,在执行了测试序列后,对对应结果的脚本描述进行定义、收集。如图中④所描述的。 2.3 设置自动化引擎 整个测试流程的控制是由在线监测IED自动化测试引擎进行控制的,分别由接入的逐渐完成各个测试步骤。有测试引擎为自动化测试脚本将一致性的入口输入提供出来,对全部组件的行为进行集中式控制,进而展开自动化测试。 通过开放式的接口对测试引擎进行设计,但是,只对测试流流程控制给予了完成,利用接口方式,对客户端通信、结果分析组件和脚本解析等进行调用。这种设计,对测试引擎的独立性给予了保持,此外,能够互相替换符合开发接口的组件,大大的提升了其扩展性。 对IED发出的响应报文,由测试引擎收集,然后通过具体的测试结果,分析相应的组件,分析响应报文,将测试报告制作出来。通过分析相应的结果,测试结果分析组件对响应报文中的内容逐一的进行对比,如果对全部规则全部可以满足,这样就表明通过了测试,利用反射机制,测试结果分析组件将报告控制块与相应报告中的变量分别获取出来,然后将测试报告生成出来。 3 结束语 在线ID自动化测试法是一种先进的技术措施,文章通过下文对该测试系统的相关内容进行了着重的分析与论述。通过在实际操作与测量中应用该技术,将测试效率有效的提升了上来,并且在测试结果的基础上改进了在线监测IED,为有关行业的工作人员在具体工作中提供了极大的帮助作用。 电子测试论文:基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统 摘 要: 由于传统功能测试系统对汽车电子ECU进行测试时存在偏差高和稳定性差的缺陷。因此,提出基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统,该系统由PXI总线、电子监控测试模块、万用表和计算机组成。PXI总线对汽车电子ECU进行数据的采集与初始化测试,并将数据传输给电子监控测试模块。电子监控测试模块由控制器、供电模块、检测模块、信号收发器和开关控制器组成。供电模块为电子监控模块供电,检测模块将检测出的故障数据传递给信号收发器进行信号转变。开关控制器通过分析故障信号进行电路的转换或切断操作。控制器管控着整个电子监控测试模块的运行流程,并将筛选后的数据传输给万用表。万用表对接收到的数据信号电压进行放大并传递至计算机。软件设计部分,给出PXI汽车电子ECU功能测试系统的测试流程及其故障的排除算法。实验结果表明所设计系统拥有较高的准确性和稳定性。 0 引 言 近十年来,汽车电子ECU以其舒适性、经济性和娱乐性作为诱惑因素,其全国装载率[1?4]已高达80%。为保证汽车行驶的安全稳定,庞大的汽车电子ECU市场对其产品的功能测试提出了较高的要求[5?6]。由于传统功能测试系统对汽车电子ECU进行测试中存在偏差高和稳定性差的缺陷。因此,构建准确性和稳定性较高的汽车电子ECU功能测试系统,已成为目前国际汽车组织协会研究的重要项目。 以往研究的汽车电子ECU功能测试系统均存在一定的缺陷,如文献[7]提出虚拟汽车电子ECU功能测试系统,利用计算机模拟汽车行驶过程中的各种障碍,进而对汽车电子ECU进行测试和故障排除,但这种测试系统无法应用于特定环境,且准确度和故障排除率较低。文献[8]提出DSPACE汽车电子ECU仿真测试系统,其拥有性能优越的硬件以及完善的仿真软件,可对汽车电子ECU进行完美测试,但这种测试系统价格昂贵,且在实际运用中汽车电子ECU无需进行如此复杂的测试,因此推广率较低。文献[9]提出基于N1硬件平台的汽车电子ECU功能测试系统,该系统以HIL作为理论依据进行汽车电子ECU的网络和功能测试,但这种系统的检测流程较为复杂,效率低下。 为了解决以上问题,提出了基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统,在PXI总线上添加适合的测试电路和设备,构建功能完善的汽车电子ECU功能测试系统。实验结果表明,所设计的汽车电子ECU功能测试系统拥有较高的准确性和稳定性。 1 基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统 1.1 系统总体结构设计 PXI汽车电子ECU功能测试系统由PXI总线模块、电子监控测试模块、万用表和计算机组成,其结构图如图1所示。PXI总线对汽车电子ECU进行数据的采集与初始化测试,并将数据传输于电子监控测试模块。电子监控测试模块将采集数据进行筛选和信号放大,并管控着电路的转换和切断操作。万用表可对筛选出的数据信号电压进行放大,并将数据信号电压传递至计算机进行分析和控制。 1.2 PXI总线模块设计 PXI总线模块是PXI汽车电子ECU功能测试系统的优秀模块,其主要功能是对汽车电子ECU系统进行数据的采集、测试与传输。PXI总线模块由扩展卡、数控二极管、转换卡和PXI拓展器组成,图2为PXI总线电路原理图。 由图2可知,PXI总线模块工作流程为:将需要进行测试的汽车电子ECU与PXI总线模块中的扩展卡相连,利用扩展卡进行汽车电子ECU的数据采集与存储。因扩展卡所需数据类型较为特殊,故二者在进行数据的传输前需要进行数据的协议转换。采用某公司设计的MXI?4转换芯片,无需进行复杂的算法编制便可实现数据的协议转换。 扩展卡拥有极高的存储容量和防丢失性能,可进行数据协议的大量存储。数控二极管是一种拥有两个电极的电路元件,其在工作状态下只允许电流从单一方向通过,并且能够进行电流值的显示。通过将扩展卡与数控二极管相连接,可防止系统在不稳定的情况下电流逆流形成的数据乱码,也能够实时监测电路中的电流值,防止电路元件损伤。 由于经由MXI?4转换芯片转换后的协议数据不能被PXI汽车电子ECU功能测试系统的其他模块所识别,故在PXI总线模块中安置转换卡。转换卡能够将协议数据转换为标准的电气规范数据,并将其传输于PXI拓展器。由于汽车电子ECU在故障状态下工作时的数据波动较大,且标准范围并不惟一,故PXI拓展器会对传输来的数据进行初始化测试,将符合规定范围附近的数据全部留用,再将测试数据传输于电子监控测试模块进行进一步的分析。 1.3 电子监控测试模块设计 电子监控测试模块能够实现数据的传输、汽车电子ECU故障的判定与锁定以及监控单元的自我检修等功能,可对电源故障、信号故障、转速故障和存储故障等进行实时监测。该模块可以对温度范围为[-45 ℃,90 ℃]、用电电压范围为[DC 13 V,DC 15 V]的汽车电子ECU进行功能测试,测量范围较大,可完美满足市场需求,图3是电子监控测试模块基础结构图。 由图3可知,电子监控测试模块由控制器、供电模块、检测模块、信号收发器和开关控制器组成。 控制器是电子监控测试模块的优秀组成部分,管控着模块中供电系统、检测系统和信号收发器的运行流程,一旦发现以上运行流程出现本末倒置或不正常停止的情况,控制器会对电子监控模块进行初始化操作,以保证PXI汽车电子ECU功能测试系统的正常运行及其所测数据的准确性。 供电模块可自动为电子监控模块供给能量,其中包含2个直流电源与2个交流电源,能够满足绝大部分汽车电子ECU的检测用电需求。 检测模块不仅能够快速检测出数据中蕴含的汽车电子ECU故障,也能够及时发现电路中电源和接点产生的故障,为PXI汽车电子ECU功能测试系统的持续工作提供了保障,检测模块将检测到的故障信息数据传递给信号收发器。 信号收发器能够将故障信息数据转变成各种类型的可视化数据信号(包括正弦信号、三角信号、脉冲信号等),方便开关控制器进行数据的解析。由于不同数据呈现出的可视化类型不同,而不同可视化类型所需转换的电路也不同,当解析电路出现故障时,也需要进行电路的切断操作,故加入开关控制器这一元件进行控制。开关控制器接收到信号收发器传输过来的数据后,需要对数据进行分类解析,并给出是否关闭、开启电路开关的指令,以进行PXI汽车电子ECU功能测试系统电路的准确转换。采用某公司生产的4P?600M开关控制器,该开关控制器能够识别出的信号范围较广,最大开关电流为8 A,最大开关电压为250 V和DC 40 V,短路电阻值为15 Ω。4P?600M开关控制器内部拥有一个双向型电源,通过对该电源的隔离或者正负极的对调,进而实现电路的转换和切断。由于信号收发器无法进行数据的输出操作,故电路转换或切断工作运行完毕后,信号收发器会自动开始搜寻开关控制器数据,并将数据传递给控制器。最后,控制器将电子监控测试模块筛选后的数据传输给万用表。 1.4 万用表设计 由于电子监控测试模块输出数据的信号电压范围是[-10 V,10 V],而汽车电子ECU供电电压一般为15 V,需要将输出数据的信号电压进行放大才能够被PXI汽车电子ECU功能测试系统所使用,因此在系统电路中引入万用表这一元件。选用某公司设计的KEW1019R万用表,该万用表具有自动充放电能力,可在电源故障的情况下连续正常工作180 h,且准确度高、显示清晰、过载能力强,图4是KEW1019R万用表连接电路图。 分析图4可知,万用表不仅可以对数据的信号电压进行放大,也可检测PXI汽车电子ECU功能测试系统中各电路元件(包括电阻、电容、电感等)的工作性能,便于第一时间对损坏或不符合系统电路需求的元件进行更换,令所获取到的汽车电子EUC测量数据更加精准。在电路中加入了缓冲器,这是为了防止万用表突然输出过大的放大电压损坏电路其他元件。放大后的电压被传输于计算机进行进一步处理。 2 系统软件设计 利用LabVIEW软件对PXI汽车电子ECU功能测试系统进行编程。LabVIEW软件拥有巨大的编程数据库,包含数据采集、数据分析、通用接口总线、设置断点、单步执行、数据显示和数据存储等,为程序的调试提供了便利。系统的测试流程为:首先读取PXI汽车电子ECU功能测试系统的配置文件,为整个系统的初始化工作做好准备。配置文件主要有:统计过程控制、系统配件类型、极限文件和主机配置类型等。系统初始化后便可以开始数据的采集与筛选工作,测试流程启动后,当采集的数据不符合事先设定的电气规范标准值时,系统将进行不间断的数据采集,采集和筛选工作同时进行,采集的数据量达到一定数值后,测试工作开始。当检测出汽车电子ECU具有某项故障时,则自动将此故障输出并保存至计算机中。循环进行数据的采集、筛选和检测工作,直至将所有故障数据存储完毕。图5为系统测试流程图。 %循环测试并存储结果 3 实验分析 为验证所设计的PIX汽车电子ECU功能测试系统的准确性和稳定性,实验在装有某汽车电子ECU的汽车上分别进行虚拟汽车电子ECU功能测试和PIX汽车电子ECU功能测试,现假设两辆汽车的行驶初始速率和加速度均相同,分别记录两辆汽车的位移、实时速度和系统给出指令的时间,经分析后绘制出曲线图。 图6、图7分别为虚拟汽车电子ECU功能测试系统准确性和本文功能测试系统准确性。 可以看出,虚拟汽车电子ECU功能测试系统准确度曲线较为杂乱,且平均准确度仅为55%,无法对汽车电子ECU进行准确测试,对汽车的行驶安全造成了一定影响;而本文测试系统的准确度曲线较为平稳,平均测试准确度较高,为80%,验证了PXI汽车电子ECU功能测试系统的准确性。 图8、图9分别为虚拟汽车电子ECU功能测试系统故障排除曲线和本文功能测试系统故障排除曲线。通过分析两个功能测试系统的故障排除率即可确定二者稳定性能的优劣情况。 由图8、图9可知,虚拟汽车电子ECU功能测试系统在下达指令的初期故障排除率较高,但曲线整体呈大幅度下降趋势,即系统稳定性较低;而本文测试系统的故障排除曲线较为稳定,故障排除率的最大值和最小值分别为99%和83%,故障排除率整体较高且波动较小,验证了PXI汽车电子ECU功能测试系统的稳定性。 4 结 论 本文提出基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统,该系统由PXI总线、电子监控测试模块、万用表和计算机组成。PXI总线对汽车电子ECU进行数据的采集与初始化测试,并将数据传输给电子监控测试模块。电子监控测试模块由控制器、供电系统、检测系统、信号收发器和开关控制器组成。供电系统为电子监控模块供电,检测系统将检测出的故障数据传递给信号收发器进行信号转变。开关控制器通过分析故障信号进行电路的转换或切断操作。控制器管控着整个电子监控测试模块的运行流程,并将筛选后数据传输给万用表。万用表对接收到的数据信号电压进行放大并传递至计算机。软件设计部分,给出了PXI汽车电子ECU功能测试系统的测试流程及其故障的排除算法。实验结果表明,所设计的PXI汽车电子ECU功能测试系统拥有较高的准确性和稳定性。 电子测试论文:电子信息产品中限流电路的测试方法研究 摘 要随着现代经济水平与信息科技的发展,电子信息产品的使用率较高,在我们高中学生群体中,电子信息产品已经成为我们学习和生活中必不可少一部分。但是在越来越多的电子信息产品出现在市场中后,电子信息产品的安全事故发生的频率较高,其中包括电子产品发生触电、自燃、电磁辐射等问题,对使用者也造成了一定的危害。从技术角度分析这些安全隐患,其关键因素在于限流电路存在安全问题,在本文中将着重以电子信息产品中限流电路的测试方法为优秀,分析如何提升电子信息产品的应用安全性,望此次的研究能有效的提升电子产品自身的安全性能。 【关键词】电子信息产品 限流电路 测试方法 针对电子信息产品,虽然用户对智能化、功能的相关需求较高,但是为保障电子信息产品的稳定的发展,其安全性也具有重要的作用。我们在应用电子信息产品过程中,多重视产品的应用效果,而忽视了对应用安全性方面考量,但随着越来越多的电子信息产品不良事件的发生,逐渐引起了社会公众的关注。保证电子产品的应用安全,从技术角度出发必然是主要方向,而就技术方向来讲,电路安全是最主要的研究方向,我们所使用的电子产品,例如手机或者电脑,限流电路均属于影响安全的因素,为保障其安全性,对其电路进行有效的测试最为关键,以上问题将在下文中予以阐述。 1 限流电路对电气设备属性的限值 1.1 对电路电流的限值 电路电流是保障电子产品能够正常运行的主要技术,而同时电子电流也是引发不良事件发生的主要影响因素。因此,电路电流的限制对提升产品安全性来讲具有重要意义。限流电路限制规定频率不能够超过1kHz时,在限流电路中的任何两个零件之间或零件与地面之间,应连接一个2kΩ±10%的无感电阻器,经过该电阻器的稳态电流不能够超过0.7mA峰值或2mA直流值。在频率高于1kHz时,0.7mA的限制需要乘以kHz为单位的频率值,但是不能够超过70mA的峰值。之所以会有以上的限制,主要是因为人体在电路中的电阻与一个2kΩ的无感电阻器相似。 1.2 对电容量的限值 处于稳态环境下的电压电路,将电流控制在限流电路的规定范围内,此电路就算是安全的电路。但是针对具有电容器的电路而言,由于电容器在放点的过程中具有瞬时性的特点,为避免电容器放电对人体造成电击风险,需要对电容量进行必要的控制。限流电路的控制范围是:电压不能够超过450v峰值的电流值的零部件,在此环境下的电容量不应该超过0.1μF。在电压U值超过峰值或者电流值的环境下,电路内的电容量不能够超过45/U(nF)。在电压超过15kV峰值或直流值的零部件,电路内的电容量需要控制在700.U2(nF)。也就是说根据相关标准所要求的GB4943.1-2011的要求下,在限流电路中,在电压没有超过15kV时,电路内电容器的储存电荷量需要控制在45μC之内;在电压超过15kV时,电路内的电容器储存能量需要控制在350mJ之内。 2 限流电路的监测方法 2.1 测试使用的设备分析 限流电路的监测所使用到的设备主要包括HP54501A数字示波器,2000Ω±10%无感电阻器,HP4284LCR综合测试仪。其中HP54501A数字示波器是显示电压随时间变化的测试设备,属于电子测试中相对基础但也是最主要的一个设备。将其应用于限流电路的监测中主要是监测电阻器两端的电压和频率。2000Ω±10%无感电阻器是一种电阻上的抵抗值非常小的设备,多被使用在负载的组织中,收集相关产品在使用中的不需要的电量,做到缓冲的作用大于制动的作用。HP4284LCR综合测试仪的用处是检测多通道无源光器件的损耗性能,将它使用在限流电路的监测中主要是测试电容量和电阻值。 2.2 测试电路 在本次研究中,主要选用的测试电路的对象有一定的要求,选择的测试电路需要确保其在有桥接电容或者桥接电阻的限流电路。 2.3 测试方法 测试的方法主要包括以下几个方面: (1)把需要测试的设备连接到电压为额定电压0.901.1倍之间的电压电源环境中。 (2)先需要做的是测试桥接电容与桥接电阻之间的等效电容连,以及工作电压值。利用HP54501A数字示波器对电阻器两端的电压和频率进行监测,核算无感电阻器的电流值,在其频率超过1kHz时,将测出的频率核算出电流的限值。将测量值和限值进行对比,分析电路电流是不是符合相关规定的标准。 (3)结合所测试出的工作电压对电路的电容量进行评估,分析其是否有超过规定范围,进而评估此电路电容器的电容量是不是符合相关安全应用标准。 (4)查出在故障环境下有可能造成被测点电压上升或频率变化的零部件,把这些零部件进行短路或者开路处理,然后在重复上面所说的步骤测量。在监测过程中所我们需要考虑一下几个方面的接地零部件: (1)保护接地端子; (2)需要与保护接地链接的所有其他导电零部件; (3)设备内部为功能目的为接地的所有导电零部件。 2.4 测试结果 为了明确该种测试方法的准确性,使用常规检测方法和本文介绍测试方法进行对比。此次试验中,将45件电子设备的限流电路的相关属性进行检测,其中有8件电子产品的限流电路已经确定为不合格的产品。通过使用两种测试方法,常规的测试方法只检测出5件电子产品不合格,而本文介绍的测试方法则检测出有八件电子产品限流电路存在问题。 3 结论 信息化时代的背景下,电子信息相关产业得到了快速的发展,而其中电子信息设备就是其中比较具有代表性的一个领域,无论在生活中还是工作中,包括我们参与教学活动过程中,电子信息设备都得到了广泛的应用。在电子信息设备的广泛应用下,用户对相关设备的需求均在不断的提升,其中包括设备功能、设备储电量、设备安全性能,其中电子信息设备的安全性则是上文中所主要分析的方向。综合上文所述,电子信息设备的安全与电路电流存在着一定的关系,只有保障电电路电流在规定的安全范围内,才能够保证电子信息设备的安全。通过对试验测试结果的分析,本文研究的测试方法,能在一定程度上提升限流电路测试的准确性。 作者简介 高嘉诚(1999-),男,河南省洛阳市人。就读于郑州市第一中学,对电子信息、通信工程等学科有浓厚的学习兴趣,多次到相关企业、实验室实习,参加有关交流考察活动。 作者单位 郑州市第一中学 河南省郑州市 450000 电子测试论文:基于FCC15.247无线电子产品的EMC测试 [摘要]现代社会,无线电子产品设备在人们的生活中应用广泛,电磁干扰与兼容EMC测试的问题变得非常突出。针对电子产品,研究了FCC15.247无线电子产品的EMC测试和方法,目的在于提高电子产品的使用性能。 [关键字]FCC15.247 无线电子产品 一、FCC15.247的概念 FCC(Federal CommunicationsCommission),是美国政府中的一个独立型的机构,它直接负责国会的所有系统检测。FCC15.247只是FCC中的一种型号设定,它的型号有很多种,比如:FCC15.209、FCC15.207等等的型号分类。利用无线电广播、卫星、电视和电缆,负责调解国内与国际的通信系统设备,这个任务涉及到美国五十多个州以及哥伦比亚等地区。依照美国联邦机构的通讯类的相关法律法规的制度,除了一些相关法律特别规定的产品不需要EMC认证,凡是要进军美国市场的电子类的产品都要有EMC的认证,相对于FCC无线电子产品存在着特殊的规定要求,用EMC的测试方法去测试,则测试的主要有三个项目,分别是:辐射发射(RE)、传导发射(CE)、无线带宽。下面分别对这几个项目进行的EMC测试方法进行研究。 二、FCC15.247无线电子产品的EMC测试和方法 2.1辐射发射 在检测辐射发射数据时,FCC进行EMC测试需要在3米测试距离,通常利用3米的暗室电波,并且以30MHz-1GHz的准峰值检测,但是在1G偏上的频率需要以平均值检测。检测数据的仪器值的设定需要根据国家无线电干扰,特别是委员第十六号的规定设定,让测试设备(EUT)正常工作,这两种测试数据方法得出的结果要符合B类所限定的值,这样才能让消费者放心使用。 2.2传导发射 采用传导发射的EMC检测数据时,(EUT)受试仪器要以CISPR所限定的方式检测,阻抗稳定网络(LISN)跟电源端子的结合,它的检测频率需要在0.15-30MHZ之间,接收机要以准峰值及采用峰值这二种测试波形的方法测试。 2.3无线产品带宽的要求 1、数字调制系统(DTS)。 采用数字调制系统(DTS)测试方式时,FCC的具体要求如下:所受测式设备(EUT)必须在500kHz以上及6dB带宽以上。在检测过程中,所受检测仪器(EUT)需要将仪器的天线接口连接到频率分析仪器上,中心频率则需要采用频带载波所在频率,然后再来分析500kHz是不是小于6dB带宽的宽度。在检测过程中要分别测试高频、中频和低频这三个频段的数据。 2、跳频系统(FHS)。 在跳频系统(FHS)测试方式中,FCC具体要求如下:所受测试设备(EUT)的跳频载波频率相隔必须在跳频频道20dB带宽及25kHz以上。在跳频系统测试中,跳频系统随意选取跳频频率时,所受测试设备(EUT)应当精确跳频到所相应的频率。在此过程中频率应被平均分配,传输器上的跳频频道应当跟系统所收到的输入带宽所相配对,所传输的信号应当跟频率的跳动所同步,检测步骤跟以上所提数字调制系统一致。如下表2-1所展示,FCC15.247(a)(i)(ii)(iii)分别描述了跳频系统中20dB带宽的要求。 除去跳频系统中20dB带宽的要求,则还要测试跳频系统中的频道数目和频道所占用的时间要求,如下表2-2中所展示。 2.4最大峰值输出功率的要求 2.4.1数字调制系统(DTS) 在采用数字调制系统(DTS)测试方式时,FCC需要所受测试仪器(EUT)最大输出功率的最高值应小于1W(30dBm),在测试过程中,将所受测试仪器(EUT)的天线接口与衰弱器连接到功率计上,根据电缆绳及衰弱器以及功率计显示的数据相加得出所测数据值,测试过程要以高中低三个频段进行测试,这样才更加精准有效。 2.4.2跳频系统(FHS) 相对来说跳频系统(FHS),FCC要求受试设备(EUT)跳频载波频率分开至少25kHz,或跳频系统中至少20dB带宽要求,如表2-1所示。所测试的内容和上述所涉及的数字调制系统是一样的步骤。FCC15.247(b)(1)和(2)都具体描述了最大峰值输出功率的要求,如下表2-4所示。 三、结论 本文探讨并研究了FCC 15.247无线电子产品中的EMC测试和方法。采用辐射发射(RE)、传导发射(CE)、无线带宽三种测试方法来进行分析和介绍,产品最初会呈现出下降的趋势,其原因主要是因为提高了EMC设计考量意识和减少了EMC软件的使用等等因素。将这两种原因结合起来,可以更好地提高产品的EMC测试的成功率。 电子测试论文:汽车电子电器系统中半实物仿真测试的应用 [摘 要]随着社会的快速发展,科学技术和经济水平的不断提高,汽车在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,为人类的出行提供方便快捷的服务。特别是汽车电子电器的广泛应用使得现代的汽车更加安全、节能和环保,但另一方面汽车电子电器系统的开发和测试更加复杂。所需的开发周期更长,成本更高。半实物仿真测试法就是将大量的实车测试工作变为半实物仿真测试,大大节约了开发成本,缩短了开发周期,并且在汽车安全性能上还有所保障。 [关键词]汽车电子电器系统;半实物仿真;测试应用。 日新月异的现代化技术使得汽车为人们提供的服务越来越人性化,电子电器系统在这一方面的作用更为突出,它的便捷体现在方方面面。另一方面,汽车电子电器系统日趋复杂,出于对消费者安全的考虑,电子电器系统集成设计和测试是至关重要的。为了确保电子电器系统设计的可靠度,增加测试的难度和周期在所难免,但新车上市的紧迫感又使得设计周期变得越来越短。目前,这个矛盾得以解决的最有效办法,就是采取半实物仿真测试法将更多的道路实验和实车测试工作放到实验室进行,既解决了对汽车测试周期长的问题又节约了一定的成本。 一、半实物仿真系统测试概述 半实物仿真测试就是在汽车电子电器系统研发期间,利用计算机和测试台架用来模拟汽车实际情况,实时监控和测试汽车的各种数据和信号,以及考察其在极限条件下的应用情况。分析和仿真各种动态系统的交互环境,很适合数值计算、数据分析,它为汽车动力系统仿真提供了可靠稳定的基础。 电子电器系统复杂度的提高使得全面而高效的汽车电子集成测试变得比以往任何时候都更加重要。测试可以发现并改正缺陷,将各个子系统集成起来进行测试更能暴露出系统的设计缺陷,这种方法既可以缩短开发测试周期,缩短新车上市的时间,又能大大节约成本,更重要的是增强系统设计的安全性,可靠性。 半实物仿真测试系统通常由软件和硬件两部分组成。 实际的汽车执行器和传感器信号都由其硬件产生和接受,同时可以连接车辆的仿真环境和真实环境,汽车电子电器系统的实时环境也由它构成。汽车各动力系统的运行状况就是由软件来进行模拟的。软件所具备的图形化的用户界面,使得有关模型测试和定义,都很方便。硬件,软件双管齐下,提高了半实物仿真测试法的科学技术性,为汽车电子电器系统的开发测试提供了有效的保障。 此外,大量的测试工作会被转移到微机上进行,原有的实验操作方法和操作环境保持不变,系统的开放性和真实性保证了测试效果接近或等价于真实效果,这就是半实物仿真测试的最大优势。 二、汽车电子电器系统测试内容 半实物仿真测试所需要的平台就是除了发动机和变速箱本体以外的其余所有汽车电子电器零件的所有集合体,共同置于铝合金车架上。半实物仿真测试就是在这个平台上所进行的。电子电器系统集成测试包括功能测试、性能测试、网络测试、故障回放测试、诊断测试和电磁兼容测试五大块。 功能测试持续时间最长,从试制造车前一直持续到车辆上市阶段。主要包括整车级集成功能测试、系统级集成功能测试、借口测试、误用测试、用户感知测试等,功能测试中所包含的各项测试最为丰富,复杂,也最为重要。在汽车电子电器系统中占据着很大的比重。 性能测试包含整车静态电流测试、整车待命状态电流测试、电气回路电流及电压降测试、整车接地性能测试及接地点移除造成电气功能紊乱确认测试、保险丝熔断性能测试及保险丝缺失造成电气功能失效确认测试和整车电压相关的功能测试。 网络测试可与功能测试同步进行,包括物理层测试、通信层测试和网络管理测试,从而认证整车网络。 故障回放测试对车辆试验中遇到的一些电子电器系统故障,在集成测试平台的实时仿真的汽车虚拟环境下,可以很方便地进行模拟,通过故障回放来寻找问题的根本原因,寻找解决方案。诊断测试包括系统参数配置、软件刷新、传输层测试、服务层测试、IO控制测试和DTC测试。电磁兼容测试是在试制造车阶段对工程车进行实车测试。 三、详解半实物仿真测试法 现在汽车市场竞争激烈为吸引消费者的关注,某些车的开发者都利用电子电器系统的设计来刺激消费。汽车最为重要的是安全性能,缩短新车上市的准备时间,增加汽车测试的周期以及节约汽车研发成本的一系列需求,促进了半实物仿真测试法的发展。电子电器系统半实物仿真模型主要包括环境模型和变速箱模型。由于汽油发动机的工作点由节气门开度、喷油时间和点火正时时刻所决定,因此由试验所得的转速、扭距和效率特性就组成汽车发动机模型。 按照油门开度、车速和当前档位等参数进行计算,由此可建立换挡变速箱模型。通过计算当前的行驶阻力和车速,可给出车辆动力学模型。建立起车型的仿真模型,再建立起电子电器系统仿真测试界面,在微机上就可以进行该车型的电子电器系统仿真测试。目前越来越多的汽车设计师,工程师所采用的就是这种方法,这种方法可以最大程度的模仿汽车电子电器系统在实际中所出现的状况,可以最大程度的提高汽车的安全性能,保障消费者的安全。半实物仿真测试法的出现大大降低了汽车开发者的成本,缩短了对汽车电子电器系统的测试周期,更是对汽车的安全性能有所保障,越来越受到各工程师,设计师的青睐。 四、总结 汽车电子电器系统半实物仿真测试最显著的优点是可以对实际的汽车环境进行模拟,而不用对汽车进行实际检测,这样做既能保障安全不会使其产生危险,又可以模拟在真实世界中不能实现的特殊情形。汽车电子电器系统可以模拟在极端条件下的运行情况,不伦是酷暑还是严冬,不伦下雨,下雪天湿滑的路面,还是结冰的湖面都可以模拟。通过模拟这些极端情况可以帮助找出汽车电子电器系统中的不足,即使它们不会在正常情况下,只会在特定情况下发生。这样未雨绸缪,就可以把危险降到最低。 运用半实物仿真测试法可以在汽车电子电器系统未准备好的条件下对单个子系统进行测试,使得测试成为开发流程的一个有效组成部分。该方法还可以帮助在有充分证据的条件下对特殊的汽车电子电器系统设计替代方案做出早期决策,这样汽车电子电器系统在将来客户的应用环境中就能有效运行。 综上所述,汽车电子电器系统半实物仿真测试功能强大,不仅能通过缩短开发周期加快了整车上市时间,减少了汽车工人以及技术人员的人数,还由于测试期间无需使用实际硬件而降低了设备成本以及相关的维护成本,省时省力,是目前汽车电子电器系统最为适合的测试方法。 电子测试论文:电子设备热仿真及热测试技术研究 [摘 要]在科学技术水平不断提高的今天,电子产品和设备的数量也在随之不断的增加。热仿真和热测试这两项技术作为电子设备中包含的两个关键技术,其技术水平的高低将会对设备本身的使用效率产生直接影响。对此,本文以电子设备为立足点,分别对其热测试和热仿真两项技术进行细致研究。 [关键词]电子设备;热仿真;热测技术;研究 引言:就目前来看,热控制技术正处于一个方兴未艾的发展阶段,国际上有很多的国家和地区都将热控制技术作为各个军工行业电子研究机构必须要研究的一项复杂的电子系统中的一种优秀技术。但由于电子设备以往的研发过程相对较为落后,设计师对以往设计经验的依赖性较高,这使得其相关热技术无法得到哟小发展。因此,对热仿真和测试技术进行细致研究势在必行。 1. 电子系统中的热仿真与可靠性 就目前来看,电子系统正在逐渐向着紧凑型和小型化的方向不断发展,这也使得其应用范围在不断的扩大。但在不同的行业领域之中,其应用电子系统的环境存在着一定的差异性,特别是在国防军工和航空航天这两个行业的电子系统中。由于其外部环境温度变化的范围相对较大,常常会出现超出电子系统常会使用温度极限的情况出现,所以其使用环境也更加的严峻,这就在一定程度上对电子设备本身的热设计工作提出了更高层次的要求。 在电子设备中,热仿真技术的存在主要是为了确保设备内部包含的所有元器件其本身的工作温度可以一直处于安全范围之内,一旦在施工的过程中超出了这一范围,元器件本身的工作性能就会降低,设备的使用寿命就会减少,从而使得电子设备本身的可靠性无法得到有效的保障。因此,为了确保热仿真技术的准确性,相关人员一定要对流体力学、热力学、不同介质环境中的热传递规律等有充分的了解,从而做出精准的电子设备工作环境预期,进而为热设计工作的进一步进行提供充分的设计依据[1]。此外,伴随以CFD为优秀技术的专业性热仿真软件发展进度的逐步成熟和一些先进仿真工具的出现,也为电子设备内任意点温度、流体速度和压力等设计变量的准确性提供了有效的保障,从而进一步优化调整了热设计技术,提升了整个电子设备的可靠性与热性能。 2. 热仿真技术的优势和具体应用 对于所有的电子设备来讲,做好设备本身热性能的设计是十分必要的。而就热仿真软件本身来看,其存在的最大的优势就在于,其能够通过虚拟样机的构造,对设备的热设计工作进行优化,通过借助计算机本身具有的强大仿真和后期处理能力,将电子设备内部的空气或者是液冷板内部液体的流动情况进行直观和形象的揭示,及时发现其流动的不合理性可能会造成的问题,以便从根本上找出根源问题,并给予解决[2]。 在军工行业的电子系统中应用电子设备时,因为设备的工作空间容易受限制、工作环境较为恶劣,要想确保设别可以这一会处于正常、可靠的工作状态,该行业电子设备的操作人员一般会使用相对较为专业的热仿真软件来对热设计进行进一步的优化。与此同时,电子设备的应用,可以有效解决传统热学理论在计算过程中存在的耗时长、程序繁琐、结果误差较大等缺陷问题的存在。 3. 热测试装置和测试验证 在热测试装置之中,高压氮气是该装置中的压力源所在,电子设备在运行的过程中可以通过减轻和精确的调节阀门压力这两种方式对液体容器本身的压力进行有效的控制。一般情况下,这种热测试采用的都是试验的方式。由于连接管内部的截面积要远远的大于其试验时使用的模块的内界面剂,而冷却过的水在流过来看试验模块之后,会被直接排放到同大气压力相等的收集容器之中。因此,在试验系统中,大部分的压力差都会在试验模块上被消耗。与此同时,试验中使用的储液容器内包含的液体温度主要是由设备中的温度控制单元通过了精细的调节和控制单元来完成温度开工至工作的,其控制的精确度可以被控制在零点五摄氏度这一范围之内[3]。在试验模块之外,覆盖着带有绝热保温性能的材料,在热测试验证的过程中,试验人员可以通过单向流动所处的加热条件下,对热平衡进行有效的计算,通过这种计算获得的热测试技术结果,可以使电子设备在恶劣的运行环境之中,其本身的散热损失能够被控制在百分之五以内。此外,这样一来,电子设备本身的加热热量基本可以完全被处于流动状态的冷却水吸收。 结束语: 总而言之,高热流和高密度的热控制技术一直以来都是电子系统中的关键和难点技术。对此,本文以热冷却模块作为主要的论述点,通过对其整体研究过程的细致分析,从而对热仿真和测试这两项技术对整个电子系统和其内部包含的电子设备的重要性进行了分析。此外,还通过相互定量对比验证的方式进一步阐述了这两项技术对相关行业未来发展具有的重要作用。 作者简介 1袁涛,男,陕西宝鸡,陕西烽火电子股份有限公司。 电子测试论文:车身电子测试系统设计 摘 要:随着汽车电子技术的不断发展,各种汽车类电子装置越来越多,其装置之间的线路连接也越来越复杂,这对汽车的布线系统提出了更高的要求,汽车控制局域网CAN总线应运而生。本文简要介绍了CAN总线的特性,设计了基于总线技术的车身电子控制系统,从而简化了线束,降低了生产成本,也方便了维修。 关键词:车身;电子测试;系统;设计 1前言 随着汽车电子技术的不断发展和性能的不断提高,整车逐渐形成了一个庞大的系统。传统的线束不能够满足汽车行业的不断发展,而CAN总线技术的应用让各种信号数据在电子单元之间得以共享,节约成本的同时也增加了汽车的智能化,并提高了汽车的安全性、舒适性和稳定性,降低了诊断与维修难度。目前CAN总线技术的发展很快,会逐渐成为车体控制和管理的主流,本文基于SAEJ1939协议和CAN总线协议对汽车的电子控制系统进行了结构分析,并总点阐述了CAN节点硬件和系统软件设计。 2CAN总线特性 CAN总线(ControllerAreaNetwork),即控制器局域网。CAN总线是一种支持分布式实时控制的串行通讯网络,具有很高的安全性。CAN总先技术极大的简化了传统系统布线的繁琐和技术含量低的问题,使其控制单元和系统检测分布更加合理,其通讯介质分为三种:同轴电缆、双绞线和光纤。CAN总线技术是一种成本合理的远程网络通讯控制方式。如下为CAN总线的主要特性: (1)总线利用率极高; (2)现场总线成本低; (3)数据传输速率快; (4)数据传输距离长; (5)可自动重发被破坏数据; (6)在节点发生严重错误的情况下可以自动退出总线功能; (7)可以根据报文的ID来决定是否接收报文; (8)报文仅使用标志符来识别优先级信息、功能信息。 3车身电子控制系统的总体设计 车身电子控制系统的控制功能主要包括:中央门锁和防盗遥控、玻璃车窗的电动升降、电动座椅、空调等。随着汽车电子技术的发展,集成了上述功能的车身电子控制系统逐渐应用于高档汽车,提高了汽车的控制性能,其结构主要包括:中央控制模块、四组车灯模块、四组车窗与车锁模块、空调控制模块、座椅调整模块等,各模块之间采用bps的低速双线CAN总线通讯。车内采用六个控制单元组成车身的CAN总线控制网络,分为左右门节点、车身前后节点、仪表节点和主节点。车身电子控制系统使用六个CAN通讯节点来代替繁杂的线束,很容易的实现了数据共享,使汽车成为了一个智能化的整体,具备自我调节调控功能。 4车身电子控制系统硬件设计 单片机片内集成了可达1 024KB的闪速存储器Flash。近年来,随着nash在单片机片内的应用走向成熟.单片机的开发和应用又迎来了一次新的飞跃。Flash是一种非易失性存储介质。读取它的内容同RAM的读取一样方便,而对它的写操作却比EEPROM还要快。在系统掉电后,nash中的内容仍能可靠保持不变。nash的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除,且写入、擦除次数可达数万次以上,从而使开发微控制器不再需要昂贵的仿真器。 简单的背景开发模式(BDM):PC主机_+BDM调试器_目标板,使得开发成本进一步降低,也使得现场开发和系统升级变得比较方便。 应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性。在以往不使用锁相环的微控制器应用系统中,晶振电路由于其工作频率比较高(通常为几兆赫兹至几十兆赫兹)而成为一个很大的干扰源,这一问题给系统设计、线路板布局带来了很多不便。MC9S12XE系列单片机在时钟发生系统中巧妙地使用了锁相环技术,因而可在几兆赫兹的外部晶振情况下,通过软件编程产生上百兆的系统时钟。从而降低了对外辐射干扰,提高了系统的稳定性。 5车身电子控制系统软件设计 该系统软件设计采用模块化思想,分别为:主程序模块、数据帧接收模块、数据帧发送模块、CAN控制器初始化模块等多个独立的模块。SJA1000兼容CAN2.0B技术规范,具有标准帧和扩展帧两种格式。主控节点作为网关主要实现CAN总线网络数据帧的透明传输,以及数据信息的交互。网关转发包括CAN总线网络的转发。实际应用中,CAN节点一直向网关发送信息,只有当网关发出查询命令时,CAN节点才向网关发送信息。该系统采用验收双滤波方式,这样可以使广播下发、上传到各个模块,从而实现数据信息的共享。在两个滤波器分别设置为一个广播消息ID标识码和一个模块自身ID标识码。采用这种双滤波方式,可以非常有效地提高通讯的灵活性。 CAN节点都采用查询的工作方式,优先级别高的节点可以向CAN总线广播,地址正确的CAN节点可以接受数据处理转入数据处理程序。对于特殊数据的发送请求,可以采用远程帧申请的方式,这种数据处理方法有利于程序对多个任务的结构化管理。 5.1通信控制环节设计 本系统的通信控制环节中,远程配置及监控依靠网口通信完成,近程控制通过USB通信实现。为了保证系统通信时的可靠性和实时性,对本系统植入μC/OS-Ⅱ操作系统提供任务调度机制。同时考虑到嵌入式系统资源相当宝贵,选用LwIP(LightWeightIP)作为TCP/IP协议栈移植到该系统中。 LwIP实现的重点是在保持了TCP/IP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用,是一种轻量级IP协议,适合在一般的嵌入式系统中使用。本系统的通信控制环节设计分为两个主要部分:远程参数配置和数据转发机制。 5.1.1远程参数配置 为实现客户端对系统参数的远程配置,需采用动态网页技术。目前,能实现动态网页技术的有CGI(CommonGatewayInterface)、ASP、PHP和JSP等。由于ASP、PHP、JSP等技术需要依赖相应的语言支持,而CGI程序可用任何语言编写,且没有和任何特定的服务器结构联系在一起。考虑到本系统编程语言限制、资源有限等因素,选用CGI技术[本文采用HttpdServer作为嵌入式WebServer,在μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统中移植LwIP的基础上,添加HttpdServer的源代码,CGI工作流程如图1所示。 5.1.2数据转发机制 本系统参考了静态路由表的工作机制,并基于Modbus总线协议规定消息帧中包含目标设备的地址,将这些地址位分配给各个串口,配置串口号对应地址位的路由表。 为保证数据的正确性和完整性,消息帧的末位校验采用循环冗余码校验(CyclicR,CRC)方式,根据生成的CRC-16校验码多项式可以计算得到一个16位的二进制数作为校验码附在帧结尾处。发送方在发送了带有校验码的指令后,接收方会通过该多项式来验证收到的CRC-16校验码,当接收到的校验位与计算得到的校验位不一致时表明数据错误,需要提醒主机重发,提高了数据的安全性和识别错误的可靠性。 6结束语 随着汽车技术的不断发展,对安全、舒适、方便性的要求越来越高。本文结合CAN总线技术,主要研究了基于总线技术的车身电子控制系统,设计了采用“ECU(AT89C51)+CAN总线(SJA1000)+CAN收发器(PCA82C250)”模式的电子控制系统。该系统充分应用了先进的汽车电子技术和CAN总线技术,适应了汽车智能化和人性化的发展趋势,使汽车的性价比得到了不断提高。 电子测试论文:电压波形参数测试在电子测量与仪器实验中的应用 摘 要:电子测量与仪器是测控专业重要的课程,而对应的实验课程则是培养学生理论联系实际能力的重要环节。在分析电压表测量原理的基础上,设计并实现了不同类型电压表的实现模块,给出了相应的数据测量表格。在实验教学中能够帮助学生迅速理解和掌握电压表测量的原理和方法,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;峰值;平均值;有效值 引言 电子测量与仪器课程是测控及相关专业的重要专业基础课程,主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量。使学生掌握电子测量的基本概念,测量误差理论及数据处理方法,掌握基本电参量的测量原理,方案设计及结果分析方法[1]。 在各基本电参量中,电压是描述电信号的重要参数。电压表是测量电压的重要仪器,而正确理解和掌握电压表测量电压的原理往往对初学者来说不是一件容易的事情。 1 电压参数的测量原理 电信号可以分为直流信号和交流信号。对于直流信号而言,其电压是一个恒定不变的值,测量相对比较简单,没有必要做太多的讨论。而对于交流信号,其电压大小是可以时刻变化的,可以用电压的瞬时值来描述电压的大小和变化。示波器可以测量信号的瞬时值并通过图形的方式直观的展现在屏幕上。但是示波器价格昂贵,不方便携带,因此在很多场合不适用。 电压表是测量电压的重要仪器。其测量原理如图1所示。首先被测的交流信号先要经过检波电路进行检波,转换成直流信号,再由直流电压表对该直流信号的电压进行测量,将测量值乘以一个系数之后得到测量结果在显示器上显示。 检波电路的检波方式通常有三种,平均值检波、有效值检波和峰值检波,分别对应于平均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。 交流信号都可以看成是一系列不同频率和幅值的正弦波的叠加。因此,正弦波是一种典型的交流信号。由于被测交流电压大多数是正弦电压,而且人们通常只希望测量其有效值,故除非特别说明,交流电压表都是以正弦波为测量对象,并按有效值定度,即表头示值是被测电压为正弦电压时的有效值[2]。 因此,在测量正弦电压时,对有效值电压表,其检波电路的输出就是电压的有效值,可直接当做读数进行显示,如式(5)所示。 U=?琢 (5) 对平均值电压表,其检波电路的输出就是电压的平均值,而要得到有效值,需要按式(6)进行换算才能得到正确的读数。其中KF为正弦波的波形因数。 对峰值电压表,其检波电路的输出就是电压的峰值,而要得到有效值,需要按式(7)进行换算才能得到正确的读数。其中KP为正弦波的波峰因数。 Up=Kp・?琢 (7) 而在测量非正弦电压时,有效值电压表的读数就是波形的有效值,该读数是正确的。而对于平均值表,读数是按式(6)换算的。但它无法自动识别出输入波形的波形因数,因而其中的KF仍然是正弦波的波形因数,因此读数是错误的。由于同样的原因,峰值表的读数也是错误的。 所以,通过以上的分析可以得到,在测量非正弦信号时,只有有效值电压表的读数是正确的,可直接使用。而平均值表和峰值表的读数是错误的,如果要使用,则必须使用对应被测信号的波形因数或波峰因数进行修正。 2 实验方案的设计 为了让学生能够更好地掌握电压表测量电压的原理,我们设计了“电压表波形相应研究”的实验。目的是帮助学生分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的影响,进一步明确用不同检波特性电压表测量各种电压波形所得测量结果的物理意义,掌握测量结果的处理方法。 首先,为了体现电压表的内部结构,加深学生对测量原理的理解,利用模块化设计的思想[3],我们将检波电路(有效值检波、平均值检波和峰值检波)单独设计到实验板上,作为三个独立的模块,如图2所示。 a.有效值检波模块 b.平均值检波模块 c.峰值检波模块 图2 检波电路模块图 给各个模块供电后,在输出端就能分别得到输入信号的有效值、平均值和峰值。这些值可以通过直流电压表直接测量得到。 设计表格如表1所示。要求学生调节函数信号发生器,输出频率为2KHz,输出幅度为1V(用示波器监视)。分别输出正弦波、三角波和方波,用平均值、有效值和峰值检波模块测量各输出波形,记录读数并填入表1中。根据测量结果,计算被测电压的有效值,并进行分析说明。其中,由于三种波形的输出幅度是相同的,因而峰值检波的三个读数应该相同。而表格中的最后三行要求将每个检波模块的输出换算成有效值,则要求学生能够将电压表的实现过程与图1中的原理框图完全对应起来,进一步加深对测量原理的理解。 3 结束语 该实验和相关实验板在我院2012和2013级测控专业与自动化专业中进行了使用,取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面:(1)将不同检波方式的电压表内部结构通过若干主要模块体现出来,充分体现出电压表测量电压的测量原理,有助于学生的进一步理解。(2)通过实验完成等幅度测量的数据表格,有助于学生灵活运用所学知识,从设计者的角度思考问题,主动运用测量原理来解决问题。 电子测试论文:电子战数字测试系统的设计方法 摘要:本文设计了一种电子战数字测试系统,对与电子战有网络接口关系的相关系统(设备)数据信息进行模拟,可模拟高密度大批量的雷达威胁目标信息,可检测电子战系统的反应时间以及信息处理、综合显示、数据融合等功能,解决了电子战系统因网络接口多、接口数据复杂导致的接口测试困难、系统检验缺乏手段等问题。 关键词:电子战系统 数字测试系统 模块化设计 电子战系统功能复杂,接口众多,技战术指标要求高,在系统设计过程中往往碰到接口调试困难,系统功能检验缺乏工具和手段的问题。 本文设计了一种电子战数字测试系统,对与电子战有接口关系的网络节点的数据信息进行模拟。可模拟高密度大批量的雷达威胁目标信息来检验电子战系统的信息处理、综合显示、目标分配等战术功能;可应用于电子战接口调试、测试、系统功能检验等不同场合,满足不同的需求;可检测电子战系统在各种威胁环境下的反应时间;构建模拟作战环境,用于测试电子战系统的数据融合等功能。 1 数字测试系统的体系结构 数字测试系统采用了灵活的模块化设计方法。把每个相关网络节点设计为一个基本模块,包括侦察模块、干扰模块、指挥控制模块等;基本模块之间相互独立,每个基本模块各自与被检系统相连,能够独立完成网络报文的收发、处理、显示、解析和应答功能。在基本模块基础上设计高层模块,包括反应时间检测、多目标处理能力检测、目标库管理、战情设置与演练等。高层模块调用基本模块提供的接口函数,实现对被检系统各项战术功能的检测。这种设计方法使测试系统具有良好的开放性和可扩充性。 数字测试系统的体系结构见图1。 图1中,基本模块基于UDP协议/TCP协议与被检系统进行网络通信。UDP是一个面向数据报的传输层协议,UDP协议的优点是提供了两种特有的传送数据的方式:广播与组播。通常情况下,一个数据报仅发往单个目的主机,也就是点对点(Unicast)报文。当需要将报文同时送到网上所有其它主机时,可使用广播(Broadcast),而不必同一条报文连续发送若干次,从而有效降低了网络负荷。当需要把报文送往某些节点,而不是全部节点,则可以使用组播(Multicast),以最大限度降低对该报文不感兴趣的节点的处理负荷。基于UDP协议通信,通过应用层的超时重发机制来保证报文收发的可靠性。 与UDP协议对应的是,TCP协议提供一种面向连接的可靠的字节流服务,并通过下列机制来保证传输的可靠性:在传输层实现应答超时重发;在TCP报文头包含“校验和”信息,若收方检测后发现“校验和”有误,则丢弃该报文段而要求重发;TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲区,接收端只允许另一端发送其缓冲区所能接纳的数据。 2 基本模块的设计 基本模块实现某一相关网络节点数据信息的模拟。 每个基本模块提供相应的人机界面,示意图见图2。用户首先对需要发出信息的参数进行设置,然后点击“发出报文”菜单,弹出一个子菜单,其中列出该模块所有可发报文的名称。点击子菜单,完成发出信息的操作。 报文参数的设置方式大致有3种类型。参数比较多、比较复杂的报文,用表格方式,比如报文1,在一个表格中列出若干批目标的参数,用户可根据需要用鼠标选中1批或多批目标,作为发出信息(表中的数据来源于相关联的目标数据库)。比较简单的报文,比如报文2和报文4,用户直接在文本框中输入数据,或直接选择复选框中的1个或多个状态即可。还有一种特殊的报文需要用简单的态势图来表示,比如报文3,给两个9管发射架装填弹种,设置炮管为不同颜色来表示相应弹种。 基本模块的工作流程见图3。 基本模块的输入包括用户命令、高层模块调用和网络报文接收三类。 对于用户命令,根据用户操作类型调用各自的流程进行处理:1、针对“开关机”命令,进行节点状态初始化,包括人机界面初始化、通信控件初始化等;2、针对“发出报文”命令,根据用户选择的报文名称和输入的参数进行报文编辑、发出,并记录发出时戳,最后显示报文。 对于高层模块调用,根据函数调用中的参数设置,选择报文进行编辑、发出、显示,并把报文发出时戳返回给高层模块。 对于网络报文接收,记录下收到报文的时戳,然后根据报文命令码进行识别。非法报文予以剔除,合法报文则判断数字测试系统的应答方式:若是自动应答方式,则组织报文进行应答。最后对接收的报文进行解析、显示。 3 高层模块的设计 3.1 目标库管理模块 目标库管理模块是一个重要的辅助模块,用于实现对系统中各种目标库的数据管理功能。 数字测试系统建有多个目标库,分别为各基本模块提供目标数据(例如图2中的报文1)。各目标库中预生成若干批目标参数。当基本模块开机时,对应目标库中的数据就被载入模块的目标表中。 目标库管理模块提供了查看和修改库中数据的功能,使目标参数符合用户的需求。 3.2 多目标处理能力检测模块 多目标处理能力检测模块通过下发命令到侦察模块,控制侦察模块在瞬间发出大批量的侦察目标信息。侦察模块根据此命令,从目标表中提取相应数量的目标参数,组成ESM侦察信息,发送给被检系统。在被检系统上观察信息处理结果,同时在数字测试系统的干扰模块观察目标引导结果,可检测被检系统多目标处理的能力。 3.3 反应时间检测模块 反应时间检测模块通过控制侦察模块向被检系统发出一批ESM侦察信息,并提取发出报文的时戳;当干扰模块收到来自被检系统的目标引导,则提取收到报文的时戳;通过比对时戳,实现检测反应时间的功能。 3.4 战情设置与演练模块 战情设置与演练模块可用于检测电子战系统的数据融合等功能。 该模块的设计思路是:构建模拟战区,设置作战区域,设置我方平台和目标平台的初始位置(经度、纬度)、运动轨迹、速度等;目标平台所携带的辐射源类型包括ESM信息等。把这些辐射源信息按一定的数据格式和数据频率发送,目标方位信息随运动时间而变化。考虑目标与我方平台的距离:当目标进入我方侦察系统探测范围时,控制侦察模块发送ESM信息;当目标飞出侦察系统探测范围时,控制侦察模块发送目标消失信息。把上述设置的战情态势数据保存到预案库中。战情演练时,从库中调用预案,在模拟时钟的控制下,执行预案并控制各模块发送相应信息。 战情设置与演练模块中,战情演练是其中的优秀部分。战情演练的过程由模拟时钟控制。时钟在战情演练命令下发时即初始化归零,此后按照模拟步长周期性触发,统一各平台的解算步骤。平台位置解算是后续参数解算的基础。根据预案中对敌我双方平台的运动轨迹设置,依据时钟计算当前时刻各运动平台的位置,进而解算目标平台至我方平台的方位和距离。下一步进行侦收与探测判别。判断侦察系统对敌方辐射源的侦收情况,对辐射源信号中不可接收到的部分进行过滤,降低处理密度。主要通过频率判别和距离判别进行处理。根据侦收判别的结果,控制侦察模块发出ESM信息或目标消失信息,指挥控制模块发出目标航迹信息,等。 此时,在被检系统观察对各种数据进行融合处理的结果,并与战情设置与演练模块设置的数据进行比对,完成对被检系统数据融合功能的评估。 4 结语 电子战数字测试系统采用模块化设计思路,分两个层次进行软件模块设计,具有较好的开放性和可扩充性。该数字测试系统成功解决了电子战系统接口测试困难、检验缺乏手段等问题。 作者简介:许坤(1972―),男,江苏泰州人,硕士学位,高级工程师,主要研究方向为雷达电子战显控技术、电子战数字仿真技术;陈林(1984―),男,江苏扬州人,硕士学位,工程师,主要研究方向为雷达电子战显控技术;闵啸(1988―),男,江苏江阴人,本科学位,工程师,主要研究方向为雷达电子战显控技术。 电子测试论文:探讨电子衡器中计量测试技术应用探讨 [摘 要]在科技发展的今天,电子衡器运用在各行各业之中,特别在生产经营方面具有无法忽视的位置。计量测试技术对于电子衡器的生产具有重要的意义。为了较好的展现其作用,则需确保其计量的准确度以及可靠性。并且,良好的可靠性以及计量准确度无法脱离测量技术。 [关键词]电子衡器;计量测试技术;质量 引 言:当前,我国电子衡器的生产厂家已经具有数百家,大多以非自动衡器为主。电子衡器已经由以往的引进技术发展为自行研发及设计阶段。特别对于非自动衡器在称重显示控制器的研发方面更为迅猛。可是,随着近些年计量器具产品品质的抽查状况可以发现,大部分主要计量器具在产品质量方面普遍提升,在电子计价秤品质方面并未显著提升。 一、电子衡器中计量测试技术的重要性 对于电子衡器而言,计量测试技术尤为关键。其能够为各个企业给予更加准确的数据资料,且能够为生产的产品给予良好的质量保障,保障市场内交易的产品可以顺利进行。由于人们物质文化水平的提高,生活的节奏逐渐加快。企业为了紧随时代步伐,如果依旧沿用传统经营方式,则无法真正满足百姓的所需。所以,企业只要获得精确的数据材料,才能够发展、生存的更加壮大。企业只有将各种资料信息进行统一,才能够生产出优质的产品。假如具有丝毫误差,则会对消费者的权益产生危害。通过电子衡器,科学采用计量测试技术,则能提高企业经营生产效率,显著节约原材料,减少投入成本,以此为企业的良好发展提供应有的效果[1]。 并且,在市场中进行产品交易时,有时会发生缺斤短两的现象,令消费者权益受到影响。这一状况均因计量测试存在问题,令不符合标准的产品进入了市场,且对市场交易的正常秩序造成影响。因此,只有不断完善电子衡器计量测试技术,加强运用的精准度,才可以预防这类不良状况的产生,扩大电子衡器的运用范围,调动计量测试技术的内在价值,真正打造出秩序井然的市场氛围。 二、存在的质量问题 1、测试温度时不符合标准 制造电子计价秤时,通常会对温度进行试验,透过将其摆放在高温及低温不同状况中,观看在环境中的变化。我国对电子计价秤使用温度规定为-10到40℃之间,储藏温度为-30至80℃之间,以此确保指标的准确度。假如电子计价秤不符合标准,那么运用过程中一旦环境较为炎热或较为寒冷,则会出现较大的误差,对测试结果影响较大。 2、在抗电脉冲串及抗静电放电测试中不符合标准 测试电子计价秤时,电子线路会由于周遭环境状况以及周遭存在的电磁干扰而出现状况,透过检测可以看出,处于使用当中的电子计价秤,如果我们在此时接打电话,则会对其造成影响,令测量结果不准,以此令结果产生错误。 3、测试湿热时不符合标准 在电子计价秤是否符合标准的检查中,想要了解电子计价秤是否会被潮湿环境所影响,其绝缘状况如何,则需执行湿热试验,也就是把电子计价秤摆放于高温及较为潮湿之处,查看其是否能够在这样的环境当中正常使用。对于销售海鲜或者货品众多的综合市场而言,如果货物水分含量较高,则必须进行湿热测试,一旦电子称不符合标准,则会在称重时出现较大出入[2]。 三、电子衡器在制造时不合格的原因 1、设计器具时未考虑全面 有的生产厂家在设计器具过程中,并未对周遭的环境乃至设施进行考量,并未提出良好的预防措施,所以令制造的器具预防干扰的能力过差。 2、制造电子衡器选择廉价材料及设施进行制作 有些制造电子衡器的企业一味希望通过最低的投入获取最大的收益,所以在制造器具方面,仅选择了廉价的材料与设备进行制造。例如,制造电子计价秤时,称重传感器是其中最为关键的零件,有的企业则使用一些价格较低且质量不过关的传感器,令制造出的电子计价秤质量过差,测量数据失准。 3、监测制造器具时未严格执行相应标准 组装电子秤时,工人为了能够用最快的时间组装完毕,在工作环节中不够严谨,令电子衡器在质量方面无法过关,造成资源、物力、财力的浪费。 四、具有的故障 电子衡器的故障大致有两类:常见故障及特殊故障。酿成这些问题的主要原因在于设计安装不够合理,产品运用不够合理并且自然磨损等原因。产品设计安装不合理,会令电子衡器的出数两侧不一致或出数缺失。运用在恶劣环境当中的电子衡器,在运用过程里,较易在称底端或旁边缝隙内渗入沙粒,这会令计量出数不够稳定。这是因为称体内的传感器被遮蔽,受到外界压力的影响,令计量数据产生较大的偏差,此时仅需将称中的杂物去除便可。另一原因则为在安装电子衡器时操作不够规范。比如有些化工厂在检测电子衡器时,在重量低于30t时,承重结果较为精准,可是在重量大于30t时,则会出现明显的误差,检查后未发现称体内有异物,测量传感器的电压及电阻也十分正常,更换称重仪表也未发现问题,最终透过加设砝码发现,在重量达到32t时,误差则会加大,降低1t,误差则随之下降,所以检查称底时发觉,垫传感器使用的铁块阻挡了称台的槽钢,空称状态时有一条空缝,这就使得在测量小吨位时较为准确,而测量大吨位时则会出现误差。 元器件本身的不足也会令电子衡器出数不够稳定,这一故障会透过补接补偿线到激励线的方式进行处理。把四线结构加成六线能够具有加强信号、清除故障的效果。令数值不稳定的另一方面是接线盒进水,这一状况只要通风干燥则能够处理。判断这些故障的方式则为测试技术。比如通过万用表测量补偿线、激励线信号线以及屏蔽线相互间的电阻值,假如测量的屏蔽线以及信号线相互间的电阻为30欧,信号线表面压裂后短路,这一问题则能够经由更改主线进行处理。 五、计量测试技术 计量测试技术作为电子衡器维修的根本,相同的故障也会由不同原因所引发。比如在监测当中,传感器数值产生变化,排除掉电阻与传感器的原因,通过检测发觉为接线板中的压线螺丝松动而导致问题的发生,因此,这一状况仅需拧紧螺丝。在电子衡器维护阶段,传感器的零线状况较为困难。传感器的零漂会令数值失稳,但这个问题较为少见。仅通过简单的测量工具并不能判断为哪一传感器的故障,此时可以透过将分度值变小的方式进行处理[3]。将所有传感器的数值进行记录,间隔一段时间后再次进行记录,假如数值出现变化则划分到检测当中,之后测量电压及电阻,透过检测可以发现,是传感器的零漂问题,因此只要将其更换则能够解决问题。 结束语:综上所述,对于计量测试技术而言,需要不断明确电子衡器发展的趋势,不断运用先进的计量测试技术,良好处理电子计价秤计量测试的质量问题。并且,需结合时代特点,彻底更新设计理念,更新系统结构模式,才可以真正提高电子衡器产品综合质量水准,建立显著的经济效益与社会效益,真正完成可持续化的发展。 电子测试论文:电子产品包装材料的性能分析与测试 【摘 要】电子产品的包装由外包装和内包装共同组成。通常,外包装以纸箱为主,抵抗堆码和运输颠簸带来的压力;内包装由气泡膜和防潮袋共同构成,在发挥缓冲效果的同时,提供阻隔水蒸气的效用。本文通过对电子产品各层包装关键性能进行分析和日常检测,能确保其在在流通过程中发挥理想的功用,大大提高电子产品的安全性和可靠性。 【关键词】电子产品包装 纸箱 气泡膜 防潮袋 引言 在信息化极为发达的现代社会,电子产品作为其重要标志发展迅速,尤其是凝聚着最新科技的智能电子产品,如智能手机、电脑、电视遍布生活的各个角落。作为其主要构成,电子元器件在越加精密复杂的同时向着大规模集成电路发展。因此,碰撞、挤压、潮湿和静电成为电子产品贮存和运输中的安全隐患,相应的,包装的保护性能愈发重要。 包装是电子产品保护和存储介质,首要功能就是保护电子产品。因此,在电子产品的流通和贮藏过程中,包装设计应考虑以下几点:(1)需承担一定外力的碰撞冲击,防止产品外壳或芯片受损;(2)需抵抗堆码和运输颠簸带来的相互挤压,防止内容物的变形;(3)具有抵御雾、露、雨、水蒸气渗入的能力,减缓电子产品的氧化、生锈、短路等问题。 包装材料是构成产品包装的基本因素,其选择的合理与否直接关系到包装所呈现的性能。因此,科学的选材对电子产品包装具有重要意义。 电子产品的包装由外包装和内包装共同组成。通常,外包装以纸箱为主,内包装由气泡膜和防潮袋共同构成。 1 纸箱 在大型电子产品的包装中,由瓦楞纸板制成的纸箱是最为常见的外包装容器。瓦楞纸板经至少一层的瓦楞纸和一层箱板纸粘合而成,具有较好的弹性和延展性。 瓦楞纸板的楞形一般为近三角形,并列成一排,相互支撑,从而使瓦楞纸板形成一定的机械强度和抗压能力,为内容物提供保护和缓冲作用。根据楞形的设计差异,共有ABCEK五种,前四种应用最为广泛。 A型楞是最先发明的一种瓦楞形状,具有最大的瓦楞间距和高度,单位长度内瓦楞数量最少,这种形状富有一定的弹性,能发挥良好的缓冲性能,承载较大的冲击力。 B型楞与A型楞截然相反,瓦楞高度最低,单位长度瓦楞密度大,纸板表面平整,具有较高的平压强度,在外界压力下不易变形,稳定性好。 C型楞的楞高和单位长度内的瓦楞数均介于A型与B型之间,性能也介于二者之间。 E型楞的瓦楞楞薄而密,其刚性和强度、手感硬度较好。 综合以上各种楞形的特点,成箱后的抗压强度从高到低依次为A、C、B、E。在实际应用中,为了获得更高的抗压强度,通常采用两种或者三种楞形结合的方式构成三层、五层或七层的瓦楞纸板。 除此之外,瓦楞纸箱的抗压能力还与瓦楞原纸自身的特性,如原纸的定量、紧度、水分和施胶度有着紧密联系。定量即克重,克重越大、紧度越高、厚度越均匀、水分(9%~12%)和施胶量控制合理,越有利于保障成品纸箱的抗压强度。与此同时,瓦楞纸箱采用的是吸水性很强的纤维材料,即使原材料水分控制合理,但生产环境、存放环境、使用环境的高湿状态会促使瓦楞纸箱材料迅速吸湿,从而降低其整体的抗压强度。 综上所述,瓦楞纸箱的抗压性能受到多重因素的影响,对于现代企业来说,应加强该性能日常检测,通过把握力值与变形量的变化曲线,结合各影响因素,进一步完善瓦楞纸箱的质量。实际操作时可参照GB/T 4857.4-2003《包装 运输包装件基本试验》提供的方法,借助XYD-15K纸箱抗压机进行测试(图1)。 2 气泡薄膜 气泡膜是以高压聚乙烯为主要原料,生产过程中添加增白剂、开口剂等辅料,经过高温230℃挤出吸塑成型气泡的一种产品。由于气泡中充满空气,所以质轻,富于弹性,具有良好的防震、抗压、缓冲、防潮之效。 气泡膜在使用中,若包装物为电子元器件等带有尖锐边角的物品时,运输颠簸和外力装卸都可能导致气泡膜被内容物的边角戳破,从而使气泡膜的保护作用大打折扣。此种情况反映了气泡膜的耐穿刺性不甚理想,可以通过XLW电子拉力机检测材料的穿刺强度来衡量该性能优劣,为气泡膜的工艺改进提供量化数据参考。具体方法可参考GB/T 10004进行。 测定所需的穿刺强度测试装置分为两部分:钢针固定装置和样膜固定夹环,如图2。将直径为100mm的气泡膜安装在样膜固定夹环上,然后用直径为1.0mm、球形顶端半径为0.5mm的钢针,以(50±5)mm/min的速度去顶刺,读取钢针穿透试片的最大负荷。测试试片应5个以上,取其算术平均值。 3 防潮袋 对于电子产品来说,水蒸气是导致电子产品失效,无法正常运转的最重要因素。当周围相对湿度超过65%时,水蒸气会在金属表面形成一层厚度不足0.01微米的水膜,空气湿度越高,水膜的厚度越厚。空气中的CO2、SO2、NO2、H2S等气体会溶解在水膜中形成电解液,使绝缘介质的绝缘性显著下降,在金属材料表面产生化学腐蚀或电化学腐蚀。之后,由于电子产品内外存在一定的水蒸气压力差,水蒸气发生扩散,逐渐渗入电子产品的内部零件中,导致电磁性器件的绝缘率下降,发生短路,腐蚀金属材料和接触性原件的表面,影响电子器件的性能和机械强度等。因此,防潮成为电子产品包装的首要解决的问题。 防潮袋的出现有效解决了这个问题。防潮袋采用了具有一定水蒸气阻隔性能的材料对电子产品进行包装,以减缓外界水蒸气的渗入,降低湿度变化对电子产品的影响。可见,袋体的水蒸气透过性能的优劣直接关系到防潮效果能否达到预期。 影响包材透湿性的因素很多,例如环境湿度、材料亲水性与否、化学结构、结晶度、厚度、密度、添加剂、增塑剂等等。因此,在多重因素的影响下,最佳的判断方式是利用试验法直接测定防潮袋材料的水蒸气透过率,测试方法以称重法和传感器法应用最多。 称重法指的是在规定的温度条件下,在试样两侧保持一定的水蒸气压差,然后利用称重传感器或分析天平把透湿杯的重量变化“称”出来,再根据试样的面积、厚度、称量间隔时间以及试样两侧的湿度差计算出材料的透湿性能参数。称重法的应用可以追溯到1953年制定的ASTM E96,这是最早的称重法透湿性测试标准。经过数十年的不断应用与完善,称重法已经成为当今国际透湿性测试的仲裁方法。 与称重法并列而论的是传感器法,根据使用的传感器类型不同,包括动态相对湿度检定法、红外检定法和电解法。该类方法的试验环境与称重法较为一致,测试速度快,测试过程稳定,分辨率高,影响因素少,因此这类测试方法更适用于快速测定高阻隔性塑料薄膜、薄片以及含有塑料的多层结构材料的水蒸气透过性能。对于防潮袋来说,建议采用电解传感器法更为合适,仪器可选用W3/330水蒸气透过率测试系统。 电解传感器法使用电解池作为湿度传感器,设备的渗透腔被防潮袋材料试样分成一个干腔和一个湿度可控的湿腔,水蒸气从湿腔渗透通过试样进入干腔后会被载气气流携带至电解池中,由电解池测量载气的湿度并输出电信号,然后计算可得试样的水蒸气透过率。测试过程如图3、图4、图5、图6所示。 结语 随着电子产品经历新一轮的销售热潮,商品质量状态越来越多的引起人们的关注。其包装的基础性能无论对商品保质还是流通贮藏都有着十分重要的现实意义。通过对电子产品各层包装关键性能进行分析和日常检测,能确保其在在流通过程中发挥理想的功用,大大提高电子产品的安全性和可靠性。 电子测试论文:信息化电子测试技术发展综述 摘要:当前世界各个国家均非常重视本国科技的发展,把科技创新作为第一生产力,其中信息化技术的创新发展进展神速,计算机等信息化技术的发展大踏步前进。全球信息化日新月异,尤其我国信息化技术突飞猛进。电子测试技术在电子国际市场的巨大需求下具有广阔应用前景。为了适应不断发展的电子测试技术,本文对电子测试技术不断翻新的发展进行探索和综述,指出了电子测试技术的前景和发展趋势。 关键词:电子测试技术 信息化 智能化 为了保证全球信息化技术的正常运行和迅猛发展,自然要求电子测试技术也水涨船高,能够不断适应新情况的出现。除了计算机等信息化产品外,电子测试技术是保证上述电子产品安全使用的重要保证,是信息化领域正常运转的保护神,它能够渗透到几乎所有电子产品生产和使用的所有环节,其主要是通过测试电子产品的性能参数来实现其作用。伴随着新的电子产品不断涌现,对电子测试技术的要求持续提高,因此需要与时俱进的升级电子测试技术,才能保证电子产品的生产和使用。 1 市场需求分析 电子测试技术的市场需求,主要取决于当前技术水平及消费者要求。当前消费者对电子产品的需求向小体积,多功能,电池续航长等方向发展。电子产品企业为了适应当前消费者需要,将远距离无线传输,高能电池,精密小型化元件等最新技术融合到电子产品中。持续更新的技术使得电子产品功能不断强大,每一代电子产品更新需要的集成技术愈加复杂,这都将对电子测试技术的提出新的适应变化和挑战。自然,这也是电子测试技术更新的目标和动力。同样,电子产品需要更低的成本才能吸引消费者的注意,自然电子测试的成本也不能太高,电子产品和电子测试技术已融为一体,不可或缺。 2 现状分析 当前的电子测试技术为计算机集成新技术,模块化形式更为人们所接受。例如电力行业测试技术以往以多种电磁和电动式指针式仪表,铁丝和铜线互感器,单功能电子管为基础建立的测试技术。这些测试技术体积庞大,灵敏度低,精确度差,已不能适应当前社会的要求。而如今的集成化电子测试技术精准度更高,灵敏度更强以及对测试范围更加宽泛等。在信息化的大背景下,电子测试技术趋向于智能化、信息化、网络化等方向发展,可从以下方面展开讨论。 2.1 高性能智能化 电子测试技术的智能化,不仅兼顾传统感知功能,还能处理分析数据,和预测电子元件健康状态等功能,智能化系统突出的革新表现在彻底抛弃传统算法和测试模式,通过现场分析数据对电子产品进行在线、准确测试,从而达到及时对电子产品建筑状况进行测试的目的。目前测量仪器可分两种,通用仪器和专用仪器。通用仪器中,电子全测仪和水准仪逐步替代传统水准仪和测距仪;计算机辅以应用软件变得更加智能化和多功能化;多种信号发生器、分析仪及高性能光通讯设备,采用新的测试技术原理,测量准确度、时效性更为突出,现在已形成产品系列;值得一提还有全站型仪器,它将宽带矢量网络分析仪、电子侧距仪和经纬仪结合在一起,使得测试仪器功能更加全面化;仪器多功能化依赖多种仪器的结合,结合的形式有两种:一种是简单积木式,另一种是集成化。 2.2 网络化 目前我国信息化水平不断提高,多种信息的获得依赖于网络,这使得我们的工作和生活环境离不开周围的网络环境。电子测试技术的网络化就是电子测试仪器对电子产品进行测试和分析需要基于网络平台,并可有效克服带宽等障碍性因素的干扰,现正向低成本、良好操作性和强兼容性方向发展。这在传统电子测试技术是不可想象的。一个常见例证可很好解释这一特点,当前智能手机使用率可占半壁江山,其智能化加速提高,手机用户只要能够连接上网,即可通过网络登录官方网站对手机终端进行更新升级,抑或是检查本手机系统是否存在问题,存在哪些问题,手机用户在家即可完成对手机的电子性能测试。而且,在APP持续研发的良好背景下,许多手机获得自我检测功能和更新升级机会。手机用户只需在可联网的环境下就可保障电子测试技术的顺利开展,所以电子测试技术逐步具有网络化的特征。 2.3综合化 与传统电子测试方式相比,现在的电子测试技术功能更加全面,更加综合,不再局限于原来的单一功能;测试系统的能力与传统的方式相比,有了大幅度的提升;另外,对于电子产品的测试不再仅限于合格验收方面,可以从电子产品的前期预期,规划设计,生产预售,合格验收,使用维护以及报修等多个方面做到全方位的测试,这是电子测试技术测试功能综合化和测试方面全面化的体现。 3 结语 全球电子测试技术正向高性能智能化、网络化和综合化方向发展,越来越具备强大的功能,表明电子测试技术前景广阔,必将带来新的技术革命。 作者简介:李丽苹(1971―),女,河南洛阳人,本科,工程师,研究方向:关于CPU 电子测试论文:电子衡器中计量测试技术的应用分析 【摘要】电子衡器里面的计量测试技术的测量精度是极其高的,并且能够使用在很多的地方,其达到的效果也是不可估量的。因此我们在很多的地方都会使用到电子衡器的测试技术,从而使其能够发挥到它最大的用处,使计量测试得到的结果更加准确,更加可靠有效。针对这一点,本方对电子衡器中计量测试技术的应用进行了分析。 【关键词】电子衡器;计量测试;应用分析 最近几年的时间,我们国家进行电子衡器的制造的公司越来越多,他们制造的电子衡器大多都是非自动的。最开始的时候我们国家是通过借鉴其他国家的技术制造电子衡器,如今随着国家的发展富强,科技水平也在不断提高,制造电子衡器的时候已经不是单纯的采用其他国家的技术,而是自己不断研究、设计,从而发现新的、先进的制造方法,也使得其用途更加广泛,其中最具代表性的一项成果就是制造的称重显示控制器已经在世界上处于先进的地位。最近这段时间我们国家有关的一些监督管理机构对计量器具的质量进行检查的时候发现主要的一些计量器已经发展的尤为先进,其用途也是特别的广泛,测量的结果更是准确无误,当然有好就有坏,我们国家在进行电子计价秤的制造过程中,其技术水平一直难以得到提升,一批货品制造出来,其中合格的器具只占有40%-65%的比例。 1.电子计价秤存在的质量问题 1.1 对温度进行试验时不符合要求 制造抽烟电子计价秤的时候,一般会对温度进行测试,通过将其放置于高温和低温等不同的温度条件下,观察其适应环境的情况如何。我们国家规定的电子计价秤的使用温度应该在(-10~40)℃范围内和(-30~80)℃的贮藏温度内保证准确度指标,要是制造的电子计价秤不合格,那么使用的时候如果在较为炎热的夏天或是在较为严寒的冬天得到的测量结果会有很大的误差,严重影响测试结果,进而对后续的工作造成不良影响。 1.2 进行抗电脉冲串试验和抗静电放电试验时不符合要求 在通过电子计价秤进行测试的时候,电子线路会因为周边的环境情况和周围具有的电磁干扰导致发生问题,通过检验发现正在使用中的电子计价秤在我们使用的接打电话的时候,就会对其产生干扰,影响测试结果的准确度,从而造成结果的错误。 1.3 进行湿热试验时不符合要求 检查电子计价秤是否符合使用要求的过程中,要想确定电子计价秤会不会受潮湿环境的影响,它绝缘情况是怎么样的,我们就需要进行湿热试验,即将电子计价秤放置在高温度和较为潮湿的地方,观察它在这种条件下的测试其示值是否准确,从而确定它能否适应该环境条件。那些主要销售产品是海鲜的地方或者货物繁多的综合市场以及货物水分含量高的环境来讲,进行湿热试验是必不可少的,如果试验不符合要求的电子称被使用在这些场所,其货物的重量就会有很大的不同。 2.制造的电子衡器不合格的缘由所在 (1)对器具进行设计的时候没有考虑周全 比如有一些生产厂家对器具进行设计的时候,没有考虑到周边的环境以及设施等会对器具造成的影响,没有指定有效的防止干扰的方法,从而导致制造的器具的预防干扰能力较差。 (2)部分制造电子衡器的公司只会挑选最为便宜的材料和设备进行制造 部分制造电子衡器的公司只想着怎样减少投资,获取更大利益,因此在制造器具的时候,只会挑选最为便宜的材料和设备进行制造。比如:制造电子计价秤的时候,要选择其中最主要的零件“称重传感器”的过程中,一些公司就将采用那些便宜但质量不过关的传感器,从而导致制造出来的电子计价秤的质量也不过关,测量的数据不精准。 (3)对制造的器具进行检测的时候没有严格的执行有效的标准 比如:在电子秤的组装的过程中工人的为追求最快的组装速度,而出现工作不严谨,以致制造的电子衡器质量也不能过关,浪费资源,浪费财力、物力。还有一些人将不合格的电子称使用在现实生活中,导致出现更大的问题。 3.使用电子衡器过程中发现的故障问题 通常情况电子衡器的故障主要表现在两个方面:常见故障、特殊故障。引起电子衡器发生问题的因素如下: (1)进行器具的设计的时候没有考虑周全、将器具应用在实际的时候中操作有误、周边环境的变化等。 比如:设计电子汽车衡,以及在安装使用电子汽车衡的时候,将其使用在煤场、料场等,有可能会把煤块、砂石等坚硬物抵在在称底,以至于测量的时候数据不精准。 (2)制造电子汽车衡过程中操作错误。 对化工厂选用的电子汽车衡进行称量时我们知道,小于30t的物品的称量数据误差非常小,但是称量物品多于30t时,就会出现(1~5)t的误差,测量时称台下没有其他干扰物,传感器正常,更换掉称重显示装置,问题依旧存在,仔细查找之后发现称台下面垫传感器的地方有一厚约10cm的铁块,顶在槽钢内缘,空称的时候有间隙存在,以至重量小的物件能够准确测量,较重的就会有误差。 综上所述,要想使电子衡器能够准确可靠的长时间使用,则应该确保周边环境的良好,操作必须认真执行使用说明,做好电子衡器的日常维护保养工作。 4.解决电子衡器的一些问题过程中采取的计量测试技术 计量测试是发现电子衡器的一些问题的最简单的的方法,影响因素不一样,但也可以造成一样的问题,因而在这里作者进行了简单的介绍: (1)由于传感器接线线制的不合适(4线制改维6线制即可)、接线盒受潮或进水会引起电子秤示值不稳。 (2)对称重站用到的电子汽车衡进行检查发现,检查快完成的时候,两个传感器的示值不同,对其进行仔细检查发现不是传感器、电阻等造成的问题,而是因为在接线板处出现虚接,所以测量开始前必须先检查连接情况是否良好,只有基础工作做好了,后边的工作才能更好地顺利进行,问题也就更容易解决,也就会减少许多不必要的工作量的出现。 (3)对电子汽车衡进行检查的时候,传感器出现零漂问题是最为麻烦的事情,在用的电子汽车衡进行检查的过程中,我们可以知道是由于传感器出现零漂会导致测量结果的错误,但是零漂不会经常出现,它是随机发生的,不确定的,因而仅仅通过测试工具做检查的工作是不够的,是不能检查出实际的问题到底在哪里,为此应该选取变小分度值来进行测量,观察各个传感器的数据并进行记录,通过一段时间统一标准砝码的测量记录发现哪一个传感器数据不同,那么就应该把该传感器当作重点检查对象,之后对它们的电阻以及电压变化进行检查,经过长时间的检查排除,我们知道了出现问题的传感器,然后换了新的传感器,最后发现不在发生零漂的问题,整个器具也能够正常准确的进行工作。 5.总结 不管怎么说,这些年来,我们国家的电子衡器的制造水平有了质的发展,在世界上也占有一定的地位,所以,在制造过程中我们更应该高度重视各方面的影响,提高测量的准确度,减小误差,同时也应该注意进行工作人员是否敬业,进行严格的监控,制定一系列合理的工作制度,按照要求进行,同时也要加强工作人员专业知识的学习,从而使他们在进行检查工作的时候减小错误率,当我们对各方面的因素进行管理改善之后,我想我国制造的电子衡器会更加优良,测量结果会更加准确,外界因素对其的影响也将会降到最小,如此其他后续的工作也将能够更加顺利地开展,从而使我们国家电子衡器的制造水平更加先进,处于引领地位。
土木工程建筑论文:大面积混凝土土木工程建筑论文 1大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的施工要点 本文以某房地产项目为例,共有17层,地下2层,地上15层,建筑楼层面积为65000m2,将现浇框剪结构给应用了过来,建筑楼层的外墙、底板以及外露顶板都将防水二级混凝土给应用了过来,其中楼层底板厚度为1400mm,因此,就属于典型的大体积混凝土。 一是合理选择水泥:水泥的选择在大体积混凝土施工过程中,占据着十分重要的地位,水泥品牌和类型的不同,有着不同的内部组织,那么配置混凝土的性能也会出现较大的差异,一般情况下,如果有开裂问题出现于大体积混凝土浇筑初期,主要原因就是混凝土内部温度的升高和收缩。通过合理选择大体积混凝土的水泥材料,严格控制配合比,并且将外加剂适当添加过来,促使水泥和水的用量得到减少,水化热现象引起的收缩变形就可以得到有效减少;普通硅酸盐水泥虽然有着较高的早期强度,但是有着较大的水化热反应;相较于普通水泥,矿渣水泥有着更低的热度,但是会产生较为严重的干缩和渗水现象,并且会有硬度收缩问题发生于后期。火山泥在后期有着较大的收缩程度,并且需要花费较多的成本。综合考虑,我们将粉煤灰水泥应用过来,同时,将膨胀剂添加进来,这样水灰比和水灰量就得到了降低,对水化热现象进行了有效的控制,避免裂缝出现。 二是混凝土的浇筑和捣注:结合工程的具体情况,对整体浇筑和分段浇筑方式进行选择。在浇筑的过程中,需要将分区定点、循序渐进以及一个坡度的原则给贯彻下来,结合混凝土泵的坡度,将两道振捣点分别设置于上层和下层。在混凝土的卸点设置第一道,促使上部振实问题得到解决;在混凝土的坡脚设置第二道,这样下部混凝土密实度就可以得到保证。在浇筑的过程中,需要对一个部位进行选择,标高符合设计要求之后,然后将连续浇筑模式应用到坡面。完成了混凝土的分段浇筑工序之后,可以将二次振捣或者表面挤压工序应用到混凝土的初凝阶段,将表面积水给排除掉,并且利用木拍来反复挤压,避免有表面裂缝问题出现,促使大体积混凝土的防水性能得到全面提高。通常情况下,选择在夜间来进行大体积混凝土的浇筑,这样新旧混凝土之间的温度差距就可以得到有效减少。 三是对钢筋的位置适当调整:通过对钢筋的配置方案进行适当调整,可以对大体积混凝土中温度的传递分布筋进行增加,以便及时传递内部的热量,避免增高内部热量。一般情况下来讲,在钢筋配置设计过程中,通常将配筋率不改变以及上下皮配筋差异的方案给应用过来,也就是将不同的钢筋分别应用到没有柱板带的地方和有柱板带的地方;因为大体积混凝土的厚度在1m左右,为了更快的散热,可以将25钢筋设置于底皮钢筋和顶皮钢筋之间,在温度分布筋方面,保证每平方米一根,在上下连接中,利用的是搭接焊的方式。通过这样的分布,可以在较大程度上减小钢筋的直径以及钢筋之间的间距,这样混凝土的收缩程度就得到了减少,采用上下搭接的方式,还可以迅速散发中间的热量,避免出现裂缝问题。 四是减少约束力:首先是对内部约束力进行减少,因为温度应力是大体积混凝土内部约束的主要来源,那么为了减少内部约束,就需要对温度应力进行降低。在上文中,已经提到了一些措施来减少温度应力。此外,还可以将一些保温方法给应用过来,如暖棚法、覆盖法、蓄水法等等。这些保温方法都经过了大量的实践,可以有效控制混凝土的内部温度,促使其与外部温度之间的差异得到减少。其次是对外部约束力进行减少,为了减少外部约束力,主要是对地基对混凝土结构约束力进行减少。通过研究发现,如今通常是对滑动层进行设置,以便促使地基对混凝土约束力进行减少。具体来讲,滑动层指的是将沥青油毡层或者砂垫层设置于大体积混凝土和地基之间。通过设置滑动层,可以促使地基对大体积混凝土的约束得到有效减少,混凝土地块的自由变形不受影响,这样可以避免出现裂缝问题。 五是大体积混凝土的养护:在大体积混凝土的施工过程中,养护工序也非常重要。通过养护,可以促使混凝土的温度与湿度符合相关要求,对混凝土的内外温差进行有效控制,以便正常发展混凝土强度,避免有裂缝问题产生。在养护大体积混凝土的过程中,在保湿保温的基础上,还需要保证降温速度维持在一个较为缓慢的水平。另外,在夏季施工的过程中,通常将蓄水保护或者流水保护的方式给应用过来,冬季施工过程中,则需要利用麻袋进行覆盖,并且将碘钨灯应用到侧面进行养护。蓄水法指的是将双层麻袋覆盖于大体积混凝土的表面,并且浇水湿润。在不同情况下,混凝土的养护时间也存在着较大的差异。如果采用的是硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥,那么就需要保持在一周以上;如果混凝土具备了抗渗要求,或者将缓凝型外加剂掺加了过来,那么就需要保证在两周以上。 2结语 通过上文的叙述分析可以得知,随着时代的进步和社会经济的发展,在土木工程建筑中开始广泛应用大体积混凝土结构施工技术;因为大体积混凝土的自身特点,容易有裂缝问题出现,那么就需要引起人们足够的重视。在具体的施工过程中,结合工程具体情况,科学设计施工方案,严格控制施工要点,做好混凝土的养护工作,保证大体积混凝土结构施工质量,避免有裂缝问题产生。本文简要分析了大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。 作者:柯晶晶单位:泉州市建设工程质量监督站 土木工程建筑论文:土木工程建筑论文 1施工过程中遇到的问题 1.1裂缝问题 表面裂纹一般危害较小,深度裂纹的危害相对来说危害就比较大,有时可能会破坏混凝土结构的完整性和稳定性。根据其他方面,裂缝的原因可分为温度变化引起的裂缝、地基变化引起的裂缝、设计原因引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工工艺的优劣引起的裂缝等。大体积混凝土产生的裂缝一般为温度原因产生的裂缝,一方面是由于混凝土内部的原因:大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度很高,党混凝土表面的温度和气温相差较大时就会产生温度收缩裂缝。混凝土的膨胀系数为每摄氏度0.00001,温度每变化10℃,混凝土会产生0.01%的先膨胀或收缩。另外如果混凝土被约束变形,在结构中会产生应力,混凝土具有抗拉强度即温度裂缝性能,当应力超过混凝土的这种性能时,地基就会变形产生裂缝。由于地基不均匀的沉降的垂直或水平方向的位移产生了额外的应力结构,除了混凝土结构的抗张强度,从而导致结构开裂。为了防止钢筋锈蚀,应根据规范控制裂缝宽度进行设计,采用适当的保护层厚度。还有施工工艺的优劣引起的裂缝,在施工过程中,对混凝土的施工工艺的要求是比较高的,如果在施工过程中施工工艺部规范,在后期使用中产生裂缝的可能性会增大。 1.2大体积混凝土在施工过程中遇到的其他问题 首先,在施工过程中,大体积混凝土的浇筑和振捣过程中,应保证在每一处混凝土初凝以前就被上了一层新的混凝土覆盖并振捣完毕,而且还应考虑结构的大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。其次,在大体积混凝土的养护阶段,要注意控制混凝土的内外温差,这就要求应注意保持适宜的温度和湿度,以此来促进混凝土强度的正常发展和防止产生混凝土裂缝并阻止其发展。大体积混凝土的养护不仅要满足强度增长的需要,还要通过控制伤工的温度来防止因温度变形引起混凝土的开裂。最后,大体积混凝土在拆模时,混凝土的温差不得超过20℃。 2大体积混凝土产生裂缝的原因分析 2.1混凝土自身收缩的影响 混凝土收缩现象就是其在空气中硬结时体积较小的现象。在不受外力的情况下,混凝土的这种变形受到外部约束时,将在混凝土中产生拉应力,导致混凝土开裂。在硬结初期主要是水泥石水化凝固硬结过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分的蒸发而引起的收缩变形。 2.2水泥水化热的影响 在水泥的水化过程中(主要是浇筑后的5-7天左右),水泥会放出大量的热,由于混凝土内外表面的散热条件不尽相同,因此混凝土中心的温度很高,而外部温度不高,这就导致了混凝土内外的温度梯度,内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。 2.3混凝土材料的影响 混凝土的裂缝主要是受本身的收缩受到的约束而产生的拉应力超过其抗拉强度而产生的。混凝土本身的收缩由其自身材料所控制,混凝土的材料包括泥土和水、砂石、外加剂和掺合料等。混凝土的收缩值和强度值因水泥种类和水泥的用量不同而不同,我们所关注的水泥细度问题中,水泥越细混凝土就越容易裂缝。砂石的含量越高混凝土也越容易裂缝,这是因为骨料表面所带的泥份阻碍了骨料和水泥浆之间的粘结程度,弱化了界面结构,因而导致了混凝土抗拉强度的降低。另外实验结果表明,掺加化学外加剂的混凝土的干缩值较大,且不同的化学外加剂对混凝土的干缩值影响不同。此外,结构设计和施工过程中的一些因素也对大体积混凝土产生不同程度的影响。 3对大体积混凝土产生裂缝问题的处理措施 混凝土的裂缝问题直接决定了施工效果的优劣,直接关系到工程的质量和经济效益,所以裂缝问题的解决在施工工程中相当重要,但是它又是施工过程中避免不了的土木工程现象,不过对其进行处理的办法还是有的。 3.1恰当选择原料 在骨料的选择上,可按照施工条件,尽量选择大粒径的中粗砂、有良好级配的石子。这样既可以减少用水量,也可减少相应的水泥用量和混凝土的收缩和泌水现象。对于水泥的选择,大体积混凝土产生裂缝的主要原因是水泥化过程中释放了大量的热。因此,在大体积混凝土施工过程中应尽量使用低热或者中热的水泥,并尽可能地降低混凝土中的水泥用量,从而降低混凝土温度的上升,提高混凝土硬结后的体积稳定性。还可以通过适当增加活性细掺料代替水泥来保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍塌度不受损失。在掺加外加料和外加剂方面,适当掺加粉煤灰可减少水泥用量,从而降低水化热,但掺加量不可大于掺加适量的减水剂,这样可有效增加混凝土的流动性,且能提高水泥的水化率,增强混凝土的强度,从而降低水化热,明显延缓水化热的释放速度。 3.2防止水泥热化 水泥热化会导致大体积混凝土的裂缝问题,因此,需对水泥热化进行防止,比如,精心设计配合比;增配构造设计,提高抗裂性能等。 3.3施工质量的控制措施 在大体积混凝土施工质量的控制上,原材料环节的质量控制非常重要,首先要对水泥进行编号,其次要对粗骨料和细骨料中的颗粒含量进行严格的级配,最后就是要对一些外加剂和骨料含水量等多加注意。认真做好施工过程中的技术层面的工作,对实际问题要认真分析,适当调整各种材料的配比技术,应和具体的施工设备的变化而改变具体的施工措施。 4总结 在大体积混凝土这种繁琐复杂的工程中,对它各个环节的工作要求都十分严格,要求施工人员对其严肃对待。在施工的许多方面,要严格保证施工的质量,做好周密的安排,而且要及时运用优质的施工技术,及时对裂缝问题进行处理,真正做好混凝土的施工工作。 作者:章翠龙单位:南昌市建筑技术咨询监理有限公司 土木工程建筑论文:土木工程建筑结构设计论文 摘要:土木工程结构设计是一个全面的建筑体系设计工作,需要通过扎实的理论基础,之后加入灵活的创新思维,以严谨认真的工作态度完成整个设计过程。土木工程设计过程中要保证设计的合理性、安全性。根据平时工作中的设计、建设经验来完成整个设计过程。我国目前的土木工程建筑结构设计在设计策略和设计安全性考量上还存在着一定的问题。本文根据现阶段存在的问题提出具有针对性的意见,使土木工程设计在合理性和安全性上更好的适应我国现代化发展的需求。 关键词:土木工程;结构设计;安全性 1土木工程结构设计概述 土木工程的结构设计在设计过程上大致可以划分为三个阶段,即结构方案阶段、结构测算阶段、施工图设计阶段。在结构方案阶段中,主要是根据要施工的地区的地质勘测报告设计相应的工程公安,包括抗震防裂程度、工程高度、工程结构形式等等。当工程设计方案相对确认下来狗,就根据方案的具体要求进行下一步的布置和测算工作。在结构测算过程中,主要是对工程负载的情况进行计算。包括外部负载和内部负载的计算。负载的计算主要根据负载的要求确定相应工程配件的使用,根据组合值系数和标准值系数的测定来确定施工参数,构造施工措施要求。对于内力的测算,来完成构件截面参数的确定。内力的测算要根据构件截面、负载值确定。这包括弯矩、剪力、扭矩等等。最后,根据构建的计算、要根据之前确定的内力计算的要求,保证测算构件是否达到了相关要求。这时也可针对需求对构件截面参数加以调整。在施工图设计阶段,就是根据前两步的结构方案设计阶段、结构测算阶段,进行施工图的设计。在此过程中要将设计者的要求和设计意图通过图纸表达出来,施工图是施工的依据,施工图中要包括建设项目各部分工程的详图以及零件使用、、结构部件明细表、验收标准方法等。民用的工程施工图应具备设计图纸、包括图纸目录必要的设备、材料表、工程预算书。施工图设计文件,应满足设备材料采购,非标准设备制作和施工的需要。 2土木工程结构设计中存在的问题 土木工程结构设计中存在的问题主要集中在两个方面、一方面是专业角度的问题、另一方面是安全角度的问题,下面将分别从这两个方面进行阐述。从专业角度来说在土木工程设计中,箱、筏基础底板挑板的设计过程、梁、板的跨度计算、摩擦角区域的处理、抗震缝距离的设计、基础板厚度的确定都需要进行测算考量。对于箱、筏基础底板挑板的设计,首先要假设出挑板可以将边跨底板钢筋进行调整,出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基。从土木工程建设角度来说,如果取消挑板,能够方便柔性防水的处理,在建设多层建筑时,结构设计中可兼顾到下层建筑。梁、板的跨度计算中,梁、板的跨度计算计算跨度,又叫计算长度,应当根据计算时要求、构件的组成形式、支承端约束刚度、支承反力等因素综合考虑,摩擦角区域的处理,内摩擦角,是土的抗剪强度指标,是工程设计的重要参数。基层开挖时,会应用到摩擦角区域处理的问题,如果魔草叫区域中边基地的土会受到影响较小,不会反弹。但中心部位,基土反弹情况较为明显,回弹部分需要人工进行清除。抗震缝距离的设计中,主要通过增加抗震缝的距离来对地震时产生的结构碰撞的风险降低。基础板厚度的确定要根据房间设计的不同大小来选定相应的基础板厚度。如果基础板的厚度都按照大房间的标准进行设计、势必会造成浪费。如果都按照小房间的标准进行设计则会造成安全问题。所以实际的应用中,通常是在大房间中垫聚苯,小房间设定基础板的厚度。从安全角度来说,目前土木工程设计中存在的问题有:(1)工程设计规范的安全水平比较低,与国际同类作业相比,由于没有设定规范的视屏问题,会造成工程施工的进行难度的加大,最终导致了施工质量较低;(2)工程设计规范的整体牢固性差;(3)土建结构工程的耐久安全性差、正确使用与维护意识相对较差。 3加强土木工程建设的建议和对策 从具体而言可以从两方面进行考虑:从设计的安全性上,应从管理首要保证设计的安全性,尽量选择资质等级较高、管理先进、实力雄厚的设计单位进行设计、这样就可以掌握先进的设计方法和设计理念,设计设备也会较好、设计人员的素质和专业能力强、设计经验丰富,设计出的建筑安全性较高。再设计时也要加强理论学习,使设计人员和施工人员对于设计理论和设计标准能够很好的掌握。对于设计过程中,涉及到工程造价、工程量的统计、计算、所以在此类工程量计算过程中,要严谨、认真,对于每一笔数据都要认真核对。设计图纸要详细,以便施工者能够根据设计图纸准确掌握设计意图,从而进行施工,这样能够降低因图纸问题造成的施工不明确的现象,避免了事故的产生。在施工过程中,要注意过程监管,设计单位与施工单位要保持联系,对于设计图纸中不明确的问题,要进行及时的沟通和设计核对,以便发现错误。设计人员对于施工人员提出的建议,要给予足够的重视。从土木工程行业标准角度来说,要根据全面性因素来对土木工程结构设计的方案进行评估。因为土木工程的方案是工程实施的基础,对设计方案的评估要满足安全性、经济型合理性。等等。可通过对设计方案屏蔽、论证的方法,提高设计的水平。设计过程中,不一味的追求标准图,虽然采用标准图能够减轻工作量,加快设计进度,但为了保证设计的安全性,设计人员应该认真的对设计方案进行审核,对于可能存在压缩费用的过程进行仔细的成本核算,在保证基础、满足行业标准的前提下,保证设计的合理性、高效性、创新性。 4总结 本文首先对土木工程设计的基本情况进行了概要阐述,根据工程设计的几个阶段展示了土木工程的工作范围和工作要求。之后提出了现阶段我国土木工程设计中还存在的问题,从具体设计过程和安全性两个角度提出了相关的问题。最后在此基础上,根据存在的具体问题对土木工程的建设提出了建议和相应的对策。本文的研究对我国土木工程结构设计的发展提供了一种新的思路。 作者:董旭 单位:徐州工业职业技术学院 土木工程建筑论文:土木工程建筑施工技术研究论文 [摘要]本文就高层的建筑施工技术作了分析和阐述,分别讲述了深基坑施工,地上结构施工,绿色施工。仅供同行参考。 [关键词]控制技术;安全防护技术;混凝土回收 1多层建筑发展的新趋势 随着我国建筑业的不断进步和发展,我国多层建筑施工呈现出新的特点,随着老城区的新规划,建设部门兴建高楼,致得城区内的建筑空间越来越小,多层建筑密度越来越大,致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点: 一是多层建筑由单纯追求高度方面的发展,到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩,在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时,也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系,施工机械设备等。 二是从多层建筑一次建成交付使用,到为了进一步提高投资效率,而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况,这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。 2高层建筑施工技术 2.1深基坑施工的控制技术多层建筑深基坑的施工时,对周边环境或多或少存在一定的影响。 主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程,会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移,因此,在深基坑施工过程中,对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的多层建筑的施工,深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否,事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全,需要特别关注。 实践证明,采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制,可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类:开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法,非常成熟,但由于不存在反馈系统,开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施,控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法,由于包含反馈系统,能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施,适合结构复杂的工程,控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法,理论研究和工程实践都取得一定成果,但总体上还处于探索阶段。在目前,闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。 基于上述分析和研究,特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导,以结构-岩土共同作用分析方法为手段,通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的。 2.2地上结构施工技术 2.2.1斜爬模体系的设计和应用在以往多层建筑建造过程中,电动脚手及模板系统得到了广泛的应用,这在多层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性,但当结构立面为斜面或者曲面的时候,这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的多层建筑施工时,通常均面临场地狭小,距离地面交通较近的实际情况,因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系,这样才能既可以保证工程顺利的进行,又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题,经过研究开发,我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系,可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。 2.2.2可收分整体提升钢平台技术整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点,因此在多层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大,则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。 针对这个问题,我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。 其构成和工作原理如下:在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱,用钢梁和钢板搭设平台,将内外脚手悬挂于钢平台下,再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时,则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡,并随楼层上升逐层补缺,以满足施工操作。 2.2.3超高空的钢结构塔桅安装技术多层建筑由于建筑造型或功能的需要,通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种,一是采用塔吊散装,二是采用整体提升,三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式,第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限,且塔桅高度高、重量重的情况下,其施工必然面临很大的困难,采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。 2.3绿色施工技术在施工场地狭小的闹市区,进行多层建筑的建造,带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。 2.3.1安全防护技术多层建筑续建工程中,如果建筑部分已投入商业运营,通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全,顾客会络绎不绝,且由于地处闹市区,周边道路也通常是交通要道,人流、车流量极高,所以,安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题,具体技术方案是:通过安全防护分析,确定需要实施防护的区域、需求和防护内容;确立不同阶段施工防护的特点和重点;考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响,同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。 2.3.2环境保护技术建筑施工尤其是多层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此,防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是多层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源,其解决方案还是采用专门的措施,防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目,通过设置隔离棚,将泵车产生的噪音隔离;在临近居民区的地方设置施工层隔音壁,来隔离噪音;设立特殊的施工污水汇集系统,将施工污水集中处理后排放;采用“立体场布”的思路,将场地设置在已建好的建筑结构上,设置空中材料周转场地,建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求,在垂直运输机械布置上,我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施,解决续建工程带来的特殊难题。 2.3.3混凝土回收利用技术由于在混凝土输送方面经常会遇到“如何穿越人行道和在营业中的楼层布置混凝土泵送以及结束时泵管中余下混凝土的处理”等问题,对此,我们设计了门架式泵管支架和配套的回收利用截止阀,解决了特殊的泵管布置和管中余料的回收问题。在地面上,通过交通组织,使人行道的一部分临时改成非机动车道,而将非机动车道利用来布置泵车,地面泵管利用门架式泵管架跨越人行道,这样可避免对交通产生影响;另外通过专门泵管支架系统的保护,可解决复杂路径泵管的布设问题。 3结语 随着多层建筑的发展,不同的建筑施工也会遇到越来越多的技术难题,这都需要广大工程技术人员携起手来,坚持技术创新,共同攻克难关,再攀新的高峰。 土木工程建筑论文:土木工程建筑施工技术研究论文 摘要:文章主要介绍了关于多层、高层已经超高层建筑物施工中存在的难点及新的施工工艺,以及在施工过程中如何保证安全、保护环境。 1 多层建筑发展的新趋势 随着我国建筑业的不断进步和发展,我国多层建筑施工呈现出新的特点,随着老城区的新规划,建设部门兴建高楼,使得城区内的建筑空间越来越小,多层建筑密度越来越大,致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点: 一是多层建筑由单纯追求高度方面的发展,到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩,在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时,也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系,施工机械设备等。 二是从多层建筑一次建成交付使用,到为了进一步提高投资效率,而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况,这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。 2 高层建筑施工技术 2.1 深基坑施工的控制技术多层建筑深基坑的施工时,对周边环境或多或少存在一定的影响。 主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程,会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移,因此,在深基坑施工过程中,对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的多层建筑的施工,深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否,事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全,需要特别关注。 实践证明,采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制,可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类:开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法,非常成熟,但由于不存在反馈系统,开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施,控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法,由于包含反馈系统,能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施,适合结构复杂的工程,控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法,理论研究和工程实践都取得一定成果,但总体上还处于探索阶段。在目前,闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。 基于上述分析和研究,特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导,以结构-岩土共同作用分析方法为手段,通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的。 2.2 地上结构施工技术 2.2.1 斜爬模体系的设计和应用在以往多层建筑建造过程中,电动脚手及模板系统得到了广泛的应用,这在多层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性,但当结构立面为斜面或者曲面的时候,这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的多层建筑施工时,通常均面临场地狭小,距离地面交通较近的实际情况,因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系,这样才能既可以保证工程顺利的进行,又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题,经过研究开发,我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系,可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。 2.2.2 可收分整体提升钢平台技术整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点,因此在多层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大,则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。 针对这个问题,我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。 其构成和工作原理如下:在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱,用钢梁和钢板搭设平台,将内外脚手悬挂于钢平台下,再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时,则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡,并随楼层上升逐层补缺,以满足施工操作。 2.2.3 超高空的钢结构塔桅安装技术多层建筑由于建筑造型或功能的需要,通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种,一是采用塔吊散装,二是采用整体提升,三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式,第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限,且塔桅高度高、重量重的情况下,其施工必然面临很大的困难,采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。 2.3 绿色施工技术在施工场地狭小的闹市区,进行多层建筑的建造,带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。 2.3.1 安全防护技术多层建筑续建工程中,如果建筑部分已投入商业运营,通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全,顾客会络绎不绝,且由于地处闹市区,周边道路也通常是交通要道,人流、车流量极高,所以,安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题,具体技术方案是:通过安全防护分析,确定需要实施防护的区域、需求和防护内容;确立不同阶段施工防护的特点和重点;考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响,同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。 2.3.2 环境保护技术建筑施工尤其是多层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此,防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是多层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源,其解决方案还是采用专门的措施,防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目,通过设置隔离棚,将泵车产生的噪音隔离;在临近居民区的地方设置施工层隔音壁,来隔离噪音;设立特殊的施工污水汇集系统,将施工污水集中处理后排放;采用“立体场布”的思路,将场地设置在已建好的建筑结构上,设置空中材料周转场地,建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求,在垂直运输机械布置上,我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施,解决续建工程带来的特殊难题。 2.3.3 混凝土回收利用技术由于在混凝土输送方面经常会遇到“如何穿越人行道和在营业中的楼层布置混凝土泵送以及结束时泵管中余下混凝土的处理”等问题,对此,我们设计了门架式泵管支架和配套的回收利用截止阀,解决了特殊的泵管布置和管中余料的回收问题。在地面上,通过交通组织,使人行道的一部分临时改成非机动车道,而将非机动车道利用来布置泵车,地面泵管利用门架式泵管架跨越人行道,这样可避免对交通产生影响;另外通过专门泵管支架系统的保护,可解决复杂路径泵管的布设问题。 3 结语 随着多层建筑的发展,不同的建筑施工也会遇到越来越多的技术难题,这都需要广大工程技术人员携起手来,坚持技术创新,共同攻克难关,再攀新的高峰。 土木工程建筑论文:建筑方案设计课程土木工程论文 1土木工程专业开设建筑方案设计课程的必要性 1.1课程内容完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系 土木工程专业的建筑方案设计课程是在房屋建筑学课程基础上,讲解现行建筑设计规范、不同类型建筑设计原理和设计方法,通过具体的设计专题,培养学生正确的设计思维,更好地掌握建筑工程的设计方法。虽然土木工程专业房屋建筑学课程包含了关于建筑设计的知识,但内容只有4学时,而毕业设计环节中涉及建筑设计的环节为4-5周。如果没有建筑方案设计课程的内容对房屋建筑学课程中的设计知识做进一步的深化和完善,那么学生将严重缺乏建筑设计方面的知识,从而影响毕业设计的进度和质量。因此,开设建筑方案设计课程,从课程内容上完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系。 1.2课程设置保证了土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性 目前,土木工程专业开设的建筑学类的课程有建筑制图、房屋建筑学、计算机辅助设计、建筑美术等课程。这些课程的开设较为独立,彼此之间缺乏关联性,缺少过渡和呼应。建筑方案设计课程的开设可以将这些建筑类的课程统筹和协调起来,加强课程之间的相互联系。通过学习建筑制图和房屋建筑学课程,学生掌握了建筑制图的标准和要求、建筑细部的构造要求及浅略的建筑设计知识。在此基础上,开设建筑方案设计课程,通过讲解理论性的设计原理和方法、进行具体题目的实践设计,可以进一步让学生开拓视野、掌握正确的设计方法,能够独立地分析、解决设计问题。在建筑方案设计课程之后开设计算机辅助设计和建筑美术课程,可以有助于学生运用建筑美学原理强化建筑平、立面设计,并通过计算机技术准确的将设计方案转化为二维或三维图形,形成更直观的建筑表达效果,加强学生对空间的理解和组合能力。因此,开设建筑方案设计课程,有助于加强土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性。 1.3课程开设有助于土木工程专业应用型高素质复合型人才的培养 在工程设计领域,建筑、结构和设备是紧密结合的三个部分,建筑设计控制着建筑室内外空间的舒适度和建筑外立面的艺术效果,结构设计在此基础上实现建筑的安全和稳定,设备从水、电、空调三个方面来实现建筑使用的舒适度。这三个部分合作的好坏决定了建筑设计成果的优劣,因此作为土木工程专业的学生应当掌握建筑设计和设备设计的知识,以实现三方在实施工程项目时能合作共赢。当前,建筑行业的竞争日益激烈,在这种大趋势下,更加迫切要求土木工程专业的学生掌握相关的建筑设计知识,适应社会的需求。因此,开设建筑方案设计课程有助于拓宽和提高学生的知识面和理论素养,有助于培养应用型高素质复合型人才。 2建筑方案设计课程在教学过程中出现的问题 1)、老师在上课过程中的理论课时偏多,造成了学生实践设计课时偏少,从而无法实现老师一对一的辅导学生,师生之间的交流偏少,学生学习较为被动。同时,在实践课时中,学生之间的相互交流也较少,很多学生都是闷着头自己做。2)、学生在实践设计中,不善于查阅资料,缺少分析问题、解决问题能力。例如在设计过程中,任务书中只规定了每种房间的面积,房间具体的开间和进深尺寸要由学生确定。很多学生在确定房间开间和进深尺寸时,不考虑房间的使用功能,只凭空想随意确定,最后设计出来的房间完全无法满足使用功能的要求。其实只要学生站在使用者的角度去考虑房间的使用对尺寸的要求,并查阅相关的设计规范或建筑设计资料集,都能够确定较为合适的尺寸。3)、学生在进行建筑设计时偏重建筑平面设计,忽略立面设计。在设计过程中,学生往往花费大量的时间进行建筑平面的设计,导致没有太多时间进行建筑立面的设计。同时,由于缺少一定的建筑美学基础,学生设计出来的建筑立面比较简单、呆板。最终出来的图纸往往是平面设计达到了深度要求,立面只是在平面的基础上生成的,毫无美感可言。 3建筑方案设计课程的教学改革措施 3.1转变教学思路和教学形式,重新定位老师和学生在教学中的角色。 土木工程专业的建筑方案设计课程应该由传统的以老师为主体的偏重理论教学的思路转变为以学生为主体、老师为主导、以实践设计为主线、理论与实践相结合的教学思路。教学形式由以老师集中的理论授课为主的转变为以学生进行多个专题的实践设计为主要内容,理论知识的讲授穿插在各个设计专题中。在新的教学思路和教学形式下,老师角色由传统的教学主体转变为学生设计过程中的协助者、引导者,在学生完成各个设计专题的过程中一对一的辅导学生,针对不同学生出现的不同问题做具体的指导,启发和引导学生独立地解决问题;学生的角色由传统的知识被动接受者转变为教学中的主体,能够主动地根据老师下达的设计任务书,查阅相关资料、制定设计进度安排,并进行实践设计,最终完成专题设计的任务。在整个教学过程中,老师和学生的关系是平等的,老师和学生共同研究学习,一起合作解决问题。 3.2采取启发式、案例式的教学方法,拓展学生的思维 土木工程专业的建筑方案设计课程中理论教学部分可采取启发式、案例式的教学方法,来拓展学生的思维,提高学生发现问题、分析问题的能力。启发式的教学方法主要是通过老师引导学生发现并把握设计中的主要矛盾,选择可行的解决方法,寻找设计的切入点。通过启发式的教学方法,可以充分调动学生的主观能动性,发挥学生的创造力,启发学生从不同角度思考、分析、对比不同方案的优劣,为提高设计能力打下基础。参观加实例分析的案例式的教学方法可以加深学生对设计专题相关知识的印象。老师通过方案图片介绍多个相关建筑设计实例,研究其功能组织、立面细部做法、建筑形体与色彩等方面的内容,引导学生讨论分析各个方案的设计思路及其优缺点,不仅能够让学生全方位的了解设计专题,同时也能提高学生分析问题的能力。除了通过图片展示开展案例式的教学,也可以将上课地点移至真实的建筑空间内,更直观地从功能设计、形态设计、空间设计等进行详细的分析和讲解,让学生更直接的接触和感受建筑空间,并进行对比分析。 3.3教学内容应选择适合土木工程专业的设计专题,严格控制设计进度 土木工程专业的建筑方案设计课程作为专业选修课,从深度和广度上无法与建筑学专业的建筑设计课程相提并论,因此课程内容应以大量性建筑作为设计专题以培养学生具备建筑设计的基础知识。同时,在设计过程中,应当将现行的建筑设计标准和规范最大限度的融入教学和设计中,不仅能够端正学生严谨和规范的设计态度,也能够培养学生在设计过程中查阅规范的良好习惯。此外,在设计过程中,老师对设计构思的过程要进行层层控制,严格检查各阶段设计草图,以实现学生在每个设计阶段都能有所收获。为保证设计质量,老师要严格按照设计控制学生的设计进度,,学生的最终成绩也应涵盖学生平时的表现。 4结语 土木工程专业开设建筑方案设计课程是十分必要的。建筑方案设计课程教学的改革不仅要能激发学生学习的主动性,转变学生的学习态度,更重要的是培养土木工程专业学生综合素质能力,以实现将来与建筑设计工程人员良性的合作。对于土木工程专业建筑方案设计课程的教学改革还处在初步阶段,还有许多需要改进的地方,应结合各个地区、各院校的不同情况、办学条件和优势,从不同角度进行多层次探索,为培养综合能力强的应用型人才不断改进创新。 作者:李洁 陈立福 单位:石河子大学 土木工程建筑论文:土木工程建筑施工管理论文 1土木工程建筑施工管理的现状 随着我国改革开放以来的发展,我国与国外的接触越来越多,国外较为先进的技术与经验逐渐传入到我国,我国的建筑施工管理也因此产生了由无到有的变化。由于国外很早就开始发展了建筑施工管理,较有经验,而我国仍处于管理方面的发展和学习阶段,因此大致地看来,我国在建筑工程管理方面还存在有较多的问题。例如施工企业和招标企业间的部分责任没有明确的界线,施工管理的各部门之间工作不协调,市场中竞争的不公平不透明,地方性政策的压抑作用,相关法律法规不够健全存在漏洞、人为因素等,都严重制约着我国土木工程建筑施工管理发挥其应有的作用,并在一定程度上减缓了其发展的速度。因此,为了提高建筑施工管理的作用并加强土木工程建筑的施工效率和工程质量,首先可以从如何提高土木工程建筑施工管理开始着手。 2加强土木工程建筑施工管理的有效措施 2.1加强对施工进度的控制管理。 施工进度管理是土木工程建设管理中非常重要的一个环节,土木工程施工管理能够在很大程度上决定工程的质量,合理有效的施工进度管理可以督促施工单位对于当前进行中的工作更加认真负责。在保证施工质量的条件下,尽可能地提高施工的效率,加快施工进度,就能有效地保证施工单位在规划好的交付时间内或是提前完成应完成的工作,保障施工单位和招标企业二者共同的经济效益。要加强对于施工进度的控制管理,首先要按照施工的地点,施工的工作量和建筑类型、施工时间预算、施工资金预算等一系列因素制定好合理的施工规划,并且甲方和乙方需要在制定好规划后再商议出关于乙方超出施工预期或是其中某一方出现其他违反合约的行为时,如何补偿对另一方造成的损失。在施工进行时,施工方应严格按照事先制定好的施工规划进行施工,合理协调各个二级工程项目之间的施工进展,确保施工工程质量,不因盲目追求施工进度而使工程质量受到影响。在施工方施工过程中,因保证施工状况的透明化,有效地提高施工过程的可控性。 2.2提高施工技术。 良好的施工技术对于提高工程质量的重要性是不言而喻的,提高施工技术可以有效地提高工程中每一个环节的质量和施工速率。在当今的社会中,每一项技术的发展都是十分迅速的,这就要求施工单位能够及时地掌握较为先进的施工方法或是拥有较为先进的施工机器。提高施工技术,除了能够提高工程质量之外,还能有效地提高施工效率,是可以保证施工企业在前期投入后得到更大收益的一种措施。先进的施工技术应不只局限于提高施工工具等硬件条件,还应包括合理良好的施工流程和操作方法。作为施工单位,应保证员工对于先进技术的充分了解和掌握,在企业内部应经常开展各种学习活动,提高员工们的施工技能。 2.3加强综合质量管理。 土木工程施工包括了从施工场地测量、施工方式设计、合同设计、正式施工、工程交付、工程后期的维护和管理等一系列过程,因此土木工程施工是一项包含了许多分支的较为复杂的工程,因此影响土木工程施工质量的因素是非常多的。在土木工程建筑施工管理的过程中,施工单位的管理者应该提高对于优化本单位内部员工的工作技能,更新施工器械,就能有效地提高企业施工时的施工效率和施工质量,减小一些不必要的麻烦。在施工过程中,施工现场是一个较为容易忽略的影响因素,施工现场的环境应尽可能做到井然有序,保证各种器械的工作空间,也就能够保证施工的连贯性;另外,创建一个干净整洁的施工现场,改善员工的工作与生活环境,可以有效地提高员工的工作积极性,也在一定程度上有利于提高施工效率和工程质量。 3结语 土木工程建筑施工是一项涵盖内容多,范围广的综合性工程,提高土木工程施工质量对于提高企业的经济效益有着重要的意义。而在施工过程中,加强对于施工过程的管理对于加快工程进度,提高工程质量是十分有利于土木工程这一行业的发展的。施工单位应根据当前企业的状况,合理规划企业的发展方式,从加强施工进度管理、提高施工质量等方面,有效地提高土木工程建筑施工管理,实现土木工程建筑行业的蓬勃发展。 作者:李黎 单位:辽宁省有色地质局一0八队 土木工程建筑论文:基坑支护建筑土木工程论文 1基坑支护施工技术概述 1.1钢板桩支护 钢板桩支护是当前应用最为广泛的深基坑支护技术,也是最为基础的技术,具有经济合理、应用广泛等优点。但是这种技术也存在一定的限制,只能在开挖深度在3-7m的基坑工程中应用,建筑高度也受到了相应的约束。 1.2内支撑和锚杆 从目前的支护结构来看,主要包括钢筋混凝土结构和钢结构两种,其中,钢结构是采用圆钢管和大规模型钢,通过液压千斤顶向其施加预应力,将挡墙变形量控制在允许范围内。钢筋混凝土结构是近几年才发展起来的,这种结构主要是随着挖土深度进行逐层浇筑,因此具有刚度大、变形小等特点,可以有效对挡墙变形和周围地面变性等方面进行控制,在大型深基坑或者对于基坑工程周围环境要求较高的工程中,有着广泛的应用。 1.3地下连续墙 地下连续墙最早出现在欧洲,经过不断的发展,现如今已经广泛应用于城市地铁、隧道、挡土墙、房屋地下室等领域。而在当前城市高层建筑不断增加的情况下,基坑工程的规模不断扩大,地下连续墙支护的作用也日益显著。 2基坑支护施工技术在建筑土木工程中的应用 结合相应的工程实例,对基坑支护技术在建筑土木工程中的应用情况进行分析和讨论。 2.1工程概况 恩平市汇景花园工程总建筑面积19561m2,占地面积2676m2,建筑高度十一层37.8m。地下车库1层高4.5m,基坑最深度大部分为5m,电梯井为7.5m,基坑离建筑物周边较近8m,离锦江河支流公仔河7.5m,造成地下水位高度较多,原建筑物高3层,建于80年代,基础埋深较浅,因此,在基坑工程施工中,为了保证施工安全,需要采取相应的基坑支护措施。 2.2地质水文条件 据岩土工程勘察报告现场地质条件,工程拟建区地质属河流侵蚀、冲积平原地貌,场地较为平缓,交通方便,地面标高为最高20.32m,最低19.48m。经勘察揭露,场地在本次勘察深度范围内的地层分布,据其成因成分及物理力学性质自上而下分为7层,分别为:杂填土层深0.6m,可塑粉质粘土层深0.6~1.4m、粉砂层深1.4~4.8m、圆砾层深4.8~7m、硬塑粉质粘土层深7~9m、强风化泥质粉砂岩层深9~12.8m和中风化泥质粉砂岩层深12.8~15m。拟建场地内的地下水类型为潜水,补给来源主要为大气降水,主要赋存于粉砂、圆砾的孔隙和岩石的风化裂缝中,地下水主要补给来源为大气降水和锦江河的河水,地下水位有季节性变化特征,勘察时(雨水充足季节)测得各钻孔的地下水稳定水位高程在13.86~15.88m之间(1985国家高程基准)。水质分析报告反映场地的地下水对混凝土结构的腐蚀等级为微腐蚀,对钢筋混凝土结构中的腐蚀等级为微腐蚀。 2.3支护方案选择 根据地质勘察报告结果,为了赶工期,经专家讨论后,决定采用静压混凝土预制桩支护方案,用Φ500桩,桩长15m左右,施工时间在2013年3月至5月间,并对相应的设备、材料等进行了配置,为施工的顺利展开奠定了良好的基础。 2.4基坑支护施工技术 在基坑支护工程中,由于采用的是静压混凝土预制桩支护方案,在对静压管桩进行施工时,可以采取液压入桩的施工方法,基本流程可以分为:测量定位、桩机就位、静压沉桩、静压接桩沉桩、桩质量检验、填充管桩内细石混凝土。同时,在静压管桩施工中有三点要特别注意: (1)静力压桩单桩的竖向承载力,要根据土质的不同,对其静压压力进行合理判断。相关技术人员应该明确,施工中桩的终止压力其实并不等于单桩的极限承载力,与极限数值还存在一定的差距。因此,要通过静载对比试验,确定桩体的承载系数,利用承载系数来确定桩的终止压力,如果终止压力值不能满足设计要求,要采取送压加深处理,以保证桩基的施工质量。 (2)在进行静压沉桩施工的过程中,要确保连续进行,击打间歇不宜过长,同时接桩面应保持干净,浇注混凝土时间不要超过2分钟。要对混凝土的质量进行严格控制,做好养护工作,确保工程的施工质量。(3)入桩垂直度控制,调校桩的垂直度是沉桩质量的关键,须高度重视。如果发现桩体出现偏桩现象,要及时对其进行调整、校正。技术员在操作机械时可以观察桩的进尺变化,如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时,要及时停止。 3结语 总而言之,城市化进程的不断加快,使得高层建筑工程的数量不断增加,基坑工程也得到了日益广泛的应用。做好基坑支护工作,不仅关系着工程施工的进度和安全,更关系着整个建筑工程的施工质量,在施工过程中,提高基坑支护施工的技术水平,是非常重要的,相关管理人员应该充分重视起来,对基坑支护技术进行合理选择和有效管理,以确保工程施工的顺利进行。 作者:陈瑞科 单位:恩平市中宏建筑工程有限公司 土木工程建筑论文:土木工程建筑节能论文 1.我国土木工程建筑节能方面存在的问题分析 1.1在实际的施工过程中建筑节能意识薄弱重视不足 意识决定行动,目前在我国土木工程建筑领域内普遍存在的一个问题就是相关人员在实际的施工过程当中节能意识较为薄弱,对于建筑节能这一问题的重视程度也严重不足,这就导致一方面在实际施工过程中不注重能源的节约问题,肆意的挥霍和浪费能源,造成了能源的过度浪费;另一方面由于本身的思想意识薄弱,也就没有人会去考虑采用一些新的技术和手段,丧失了主观积极性,这在一定程度上加深了能源的浪费问题,使得能源浪费问题愈积愈深,形成了一种恶性循环,最终势必导致能源不足。 1.2技术相对落后 如果说建筑节能意识是实现建筑节能的基本前提,那么建筑节能技术则是实现建筑节能的决定性因素。可以毫不夸张的讲,土木工程建筑节能是一项极具专业性和综合性的系统工程,广泛涉及到多种学科的交融,对于专业性和综合性有着较高的要求,这就为有效实现节能的目的带来了一定的难度。建筑节能技术贯穿于土木建筑的整个过程当中,我们必须综合考虑从设计到施工再到维护、材料等一系列的问题。目前,就我国的土木工程建筑节能技术来看还较为落后,有一段很长的路要走。究其原因,一方面建筑节能技术在我国的起步较晚,经历和发展的时限还不够长,与发达国家建筑节能技术存在着较大的差距;另一方面我国从事建筑节能技术研究的技术力量还较为薄弱,具体表现为专业人员匮乏、设备不够先进、缺乏创新理念等多方面的缺陷。 2.土木工程建筑节能的必要性分析 在当前我国国民经济快速发展的良好态势下,人们的物质文化水平得到了大幅度提升,然而在经济快速发展和增长的背后却潜藏着巨大的能源和环境危机,直接引发了我国的能源匮乏、生态环境遭到破坏的问题,对于人们生活的环境造成了极大的破坏,不利于我国的长远发展,同时也与我国可持续发展的战略目标有所背离。相比较而言,在我国各个行业的能源和环境问题中,我国的土木工程建筑领域的能源和环境问题更为严重,这就提醒我们必须高度重视土木建筑工程的环保和节能问题。我们必须充分意识到只有实现能源、环境和经济发展和谐统一的发展才是健康的发展模式,才是先进的发展模式,才是有利于我国经济社会的可持续发展模式。有效实现土木建筑工程的节能问题对于不断促进我国的经济发展、全面提高人民的生活质量有着重要的现实意义。 3.有效实现我国土木工程建筑节能技术的措施探讨 3.1加强宣传力度强化思想认识提高环保节能意识 前面我们已经指出土木工程建筑节能意识薄弱是当前我国土木工程建筑节能中普遍存在的一个问题,同时也是我国建筑节能工程节能问题的基本问题,为了有效快速提高我国土木建筑工程节能技术,我们应该从最基本的问题入手。目前在我国,大多数人对于建筑节能这一问题并没有形成正确的认识,只是简单的将其归为开发商和相关管理部门的义务,认为和自己没有丝毫的关系,这一错误的认识在某种程度上助长了人们对于建筑节能的错误的意识形态。针对上述问题,我们应该要充分将人的因素考虑在内,加大节能意识的宣传力度,高度树立以人为本的发展理念,积极开展建筑节能知识宣讲活动,全面、有效的实现建筑节能知识的普及,扫除人们对于建筑节能的错误的认识和意识形态。 3.2深入研究强化技术创新理念合理选择材质 土木工程建筑节能技术是有效实现节能目的的关键所在,是土木建筑工程节能环节的灵魂和精髓所在,直接决定和影响着土木建筑工程节能的最终效果。因此,在实际的节能活动开展过程当中,我们应该将土木工程建筑节能技术与发达的科学技术和理念结合在一起,充分发挥先进的科学技术的优势,利用现代技术创新,为节能技术注入活力,不断提高建筑的性能和节能水平。因为土木建筑工程的节能贯穿于工程的整个环节当中,要真正实现土木建筑工程的节能,我们也应该将不浪费、合理配置资源的理念贯穿于整个工程当中,全面实现能源的最大化利用率,从根本上节约能源。当然,除了节约能源以外,我们还应该考虑到选材的合理性和科学性,要尽可能使用一些可再生的绿色资源和性能相对优良的建筑能源。 3.3完善管理机制加强过程管理 除了做好建筑节能的宣传和技术改进工作以外,加强对于建筑节能过程的监督和管理也是必不可少的环节,相关部门和负责人员应该不断完善土木工程建筑节能的管理机制,充分发挥自身的监督和督促作用,坚决避免和杜绝一切不利于节能的活动和行为的发生,对于违规人员应通过思想教育和制度处罚等多种措施进行处理,让其从根本上认识到自己的行为对于建筑节能造成的负面影响。另外,还应该注重对于建筑节能的过程管理,充分把好每一个环节的关,将所有的环节有机的统一和衔接起来,查漏补缺,为全面提升节能水平奠定坚实的基础。 4.结语 能源是经济建设的物质基础,是有效实现可持续发展的必要前提,在实际的建筑和施工过程中高度重视能源问题,通过引进一些先进的技术和手段实现能源的合理配置和有效运用是我们现阶段的重要工作内容之一。通过上面的论述,我们对现阶段我国土木工程建筑节能过程中存在的问题进行了深入透彻的分析并针对相关问题给出了具体的技术措施。不断提高土木工程建筑过程中的节能技术对于提高企业的竞争力和实现可持续发展战略有着双重的积极作用。 作者:任效鹏 单位:黑龙江新瑞工程造价咨询有限责任公司 土木工程建筑论文:建筑施工土木工程论文 一、土木工程建筑施工的监测质量的不合格 1.我国土木工程建立质量不高,主要体现在监理面窄,在监测土木工程建筑施工质量时,考虑的内容不全面。而我国在进行土木工程质量检测的过程中,主要是对验工计价和施工质量两方面进行监理。有的工程师由于能力不高,专业知识水平较低,且对于土木工程建筑施工质量的检测缺乏经验,对一些必要的规则也缺乏了解,往往造成了工程质量出现许多漏洞的现象产生,不仅对建筑日后的使用安全构成了威胁,还会给建筑单位和有关投资企业带来消极地社会效益。 2.土木工程建筑施工质量的责任制落实不明确土木工程建筑施工质量的责任制不仅和施工单位的施工管理工作有关,和项目开发时的设计质量也是密切相关的。比如,有些施工单位的建筑设计变更包死,设计做出了调整和变更,但施工单位经营管理却无法控制,就造成了施工单位偷工减料的现象发生。这也是为什么有些施工单位会用“拆东墙补西墙”的办法,在最大程度上减少亏损的原因。因此,在土木工程建筑施工过程中,应该明确各个部门的责任,从而确保土木工程建筑施工质量监测的工作能够更加顺利地开展。三、土木工程建筑管理的主要内容和措施 二、土木工程建筑的管理内容 1.施工质量管理土木工程建筑施工管理工作的重心就是定期对施工建筑进行质量监督和管理。施工质量的高低直接影响着企业的经济发展效益和人民的生命财产安全。在进行工程建筑施工前,一定要做好施工建筑的设计工作,详细的设计方案不仅是确保施工进度和施工质量的有力保证之一,也是影响工程投资和施工成本的原因之一。为跟上现代化发展的脚步,土木工程建筑的施工应及时接受现代先进的思想和理念,按照相关的制度,严格建立质量管理体系,并对土木工程建筑施工过程中出现的问题,给予及时的措施和实时的监测。 2.施工进度管理土木工程建筑的施工进度不仅影响着施工成本和施工质量,对企业的效益也有着重要的影响。因此,在土木工程建筑施工的过程中,对建筑的施工进度必须采取有效措施,进行必要的进度管理。此外,施工进度的保证在施工承包合同范围中,是施工单位和建筑企业必须要密切注意的。根据施工承包合同给出的施工时间和进度要求施工单位应对土木工程项目做出详细的施工计划,通过将项目细分为各个阶段,从而更加精确地估算出施工单位的工程进度。同时,在日常的施工管理工作中,也要适可加强对施工进度的管理力度,以便施工单位能够根据具体情况,及时做出相应地调整。 3.项目风险管理土木工程建筑施工管理工作中的风险管理主要是通过一些安全设施和防护措施在最大程度上减少事故的发生,确保施工人员的生命安全。完善的安全设施和先进的风险处置技术都能在一定程度上减少施工事故的发生,确保施工质量符合要求。在风险管理方面,投入资金务必要确保施工人员的安全,为其能够提供相对安全的操作环境,不能因为节省成本,就减少在风险管理方面的投资。因此,土木工程建筑施工当中,对项目进行风险控制和监督都变得十分重要。 三、解决施工管理问题的有效措施 1.完善有关土木工程建筑的法律制度我国土木工程建筑施工管理中存在着许多问题,主要是管理制度的不规范以及法律制度的不完善造成的。因此,建筑市场在进行项目施工时,要根据国家的有关方针政策,贯彻我国的法律法规,从而逐步规范对土木工程建筑的管理。需要注意的是,制定的法律法规不仅需要满足我国建筑行业的发展形势,还应确保土木工程项目的施工标准能够与国际专业施工规范相接轨,确保我国的建筑市场能够有更广阔的发展空间。 2.提升管理土木工程建筑工作人员的素质国内外许多施工实例都表明了,施工人员的素质高低能够在一定程度上影响整个项目的施工质量。因此,我国需要重视对这方面人才的培养,全面提升施工人员的素质。同时,我国也可向国外经验丰富的专家学习,通过学术的交流及研讨,不断扩充我国土木工程建筑的专业知识。严格的考核制度以及先进的施工管理理念和方法都是提高土木工程建筑施工管理水平的有效措施。 3.加强土木工程建筑现场管理的力度土木工程建筑施工的现场管理能够直观体现出施工管理水平的高低。现场施工管理首先要从现场的环境卫生做起,施工现场的脏乱现象必须要进行及时整顿,开展文明施工。这对企业制定的操作制度和现场施工管理的工作人员都提出了更高的要求。建筑企业不仅要使工作人员明确自身责任,还应要求施工管理人员应以一种严肃谨慎的态度,对待工作,切实做好项目各部分的管理工作。 作者:刘洋 土木工程建筑论文:学生职业道德教育土木工程建筑论文 1土木工程专业学生的职业道德意志 现在的大学生,往往已经习惯了养尊处优的生活,面对建筑业可能远离城市、家人和网络的工作条件,心生畏惧;面对建筑业可能出现的消极和腐败现象,缺少必要的抵制能力.造成这些现象的原因之一,就是职业道德意志不够坚定. 2土木工程专业学生的职业道德行为 职业道德行为是指人的职业道德品质的外在表现,是衡量从业者职业道德水平高低的客观标志.只有具备了正确的职业道德认知、良好的职业道德情感和坚强的职业道德意志的基础上,才能形成正确的职业道德行为.然而,在调查中发现,只有35%的同学有主动培养自己的职业道德行为,26%的同学认为自己的职业道德水平低. 3“卓越计划”背景下土木工程专业学生的职业道德教育模式研究 随着“卓越计划”开展的不断深入,思想政治教育工作者必须结合建筑企业对行业从业人员的职业道德要求和土木工程专业学生的职业道德现状,才能培养出适合建筑市场要求的卓越土建工程师. 3.1加强家校和校企沟通,为大学生思想品德教育创造有利的外部环境 一名卓越土建工程师的培养,离不开家庭、高校和建筑企业的共同努力.高校作为连接家庭和建筑企业的中间环节,应充分发挥自身的纽带作用,加强和土木工程专业学生家庭和实习就业单位的联系.通过了解学生的家庭环境和实习单位的表现,及时解决土木工程专业学生的思想动态,有针对性的开展职业道德教育. 3.2加强与任课或实习老师的交流和沟通,为大学生思想品德教育提供有利的内部环境 随着卓越土木工程师计划的实施,单纯依靠辅导员或是专任老师都很难满足学生成长成才的要求.因为,在专业技能培养、行业动态等方面,专业老师具有很大的优势,但又存在着对大学生缺乏思想教育经验的不足;而思想政治辅导员,虽然有着很强的教育学生、指导学生职业道德养成的能力,但又缺乏对建筑行业技能、专业知识的了解,造成对学生职业道德指导针对性不足.因此,思想政治辅导员和专业老师只有加强沟通了解、取长补短,才能为大学生思想品德教育提供有利的内部环境. 3.3通过榜样引领作用,激发土木工程专业学生自觉履行职业道德的意识 社会学家研究认为,人的社会行为具有群体模仿和认同的特性,从大学生职业道德养成的过程来看这一现象尤其明显.大学生往往会不自觉地模仿自己所崇拜的偶像,然后在周围人的反馈中不断调整自己的行为[3].因此,要加强大学生的职业道德教育,并收到良好的效果,就必须努力营造良好的氛围.具体措施如下:(1)继续深入开展“十佳大学生评选”活动“.十佳大学生评选”作为展示在校大学生风采的标志性活动,受到了越来越多的学生的关注.由于这些榜样就在他们身边,使得学生更容易找到自己的不足,进而明确今后努力的方向.(2)邀请建筑企业卓越的土建工程师来院讲座.现在,部分学生对自己的未来充满困惑,不知道毕业后该做什么、怎么去做,怎么才能够成长为一名卓越的土建工程师.因此,可以通过邀请建筑企业卓越的土建工程师来院讲座的方式,让学生了解一名卓越土建工程师的成长之路.(3)邀请优秀校友来院交流.由于部分新建地方本科院校,在快速发展的同时,软件硬件建设仍有不足之处.一小部分高考失利的学生在进入校园之后,难免有些失落而自暴自弃.此时,可以邀请优秀的校友来校交流,通过他们的亲人经历,激发土木工程专业学生对专业的热爱.(4)通过宣传海报、QQ群、微信、微博、校园网等方式大力提倡良好的职业道德风尚.宣传恪守职业道德的模范人物,使良好的社会道德风尚对大学生产生潜移默化的影响,从而收到“润物细无声”的效果. 3.4深入开展专业技能竞赛和科技创新活动,拓宽大学生职业道德教育途径 职业道德教育有别于传统的思想政治教育,其主要目的在于培养大学生良好的职业道德素质,为将来的就业做准备,这就决定了职业道德教育的特殊性,即技能性[4].一方面可以通过鼓励学生参与各级的职业技能竞赛,如测量大赛、CAD制图大赛、手工绘图大赛、力学大赛、结构设计大赛、纸桥设计大赛等,培养学生的职业资格意识和职业荣誉感;另一方面,可以鼓励学生参与开放性实验、校立学生科研、浙江省新苗人才计划、挑战杯创业创新计划等,培养大学生的创新意识. 3.5大力开展职业道德类相关的校园文化活动,提高大学生培养职业道德的热情 职业道德教育不能仅仅依靠职业道德教育课或是两课课堂的理论灌输,而是要结合学校的各项教学、实习环节,进行全方位的教育活动才能取得良好效果.对于刚步入大学校园的新生,面对陌生的学校和所学的专业充满了好奇和疑问,这时高校要结合新生特点,着重开展始业教育、适应与成材、心理健康教育、专业思想教育、遵纪守法教育等活动.让土木工程专业学生可以尽快了解专业培养计划、目标及发展方向等;让学生能充分认识到自己所学的专业将来一定可以大有作为,从而使他们热爱自己所选择的专业.只有热爱自己的专业,才能产生学习的内在动力,使学生初步树立职业理想和职业道德.对于大二、大三的学生,已经有了一定的专业基础,可以积极鼓励他们参与专业相关的社会实践活动,使他们在服务社会的过程中国,切实了解土木工程专业的重要性与实用性.对于即将毕业的学生,则应结合就业形势,开展就业择业道德、职业生涯规划和发展等内容的教育活动. 4结束语 总之,随着建筑市场规范化、法制化进程的不断深入,良好的职业道德就决定了其从业人员今后发展的程度.因此,作为培养土建工程师的高校,只有将职业道德教育贯穿到土木工程专业学生学习、生活的各个环节,才能培养出适合市场需求的卓越的土建工程师. 作者:路丹丹 单位:台州学院 土木工程建筑论文:卓越计划生产实习土木工程建筑论文 一、实习单位联系困难 首先,随着市场经济的发展,基于对安全责任、施工现场管理、经济效益等方面因素的影响,多数单位越来越不愿意接收缺乏实践经验的学生进行生产实习。即使有些施工、监理、设计单位接收了部分学生实习,也会因为考虑现场安全和工作效率等方面的原因,只是让学生在办公室看图纸、熟悉规范、整理资料,而不安排学生现场实际操作学习,从而影响了生产实习的质量。其次,因为招生规模扩大的原因,土木专业每年需要生产实习的学生数量众多。以淮阴工学院土木工程专业为例,大三的时候,土木专业的班级数量一般都是在10个左右,学生数量可以达到400人左右(包括普通二本、三本、单招、专转本等)。虽然有10余家单位与土木专业签订了实习基地的协议,但是实习基地没有能力接纳数量如此众多的学生进行实习,因此只好让多数学生自己联系实习单位进行分散实习。 二、生产实习时间的限制 《高等学校土木工程本科指导性专业规范》要求土木工程本科专业应安排不少于四周的生产实习时间,四周的实习时间对于土木工程单项工程的工期来讲是较短的。通常土木专业的生产实习会安排在第六学期末,也就是每年的六七月份,再由于实习期间高温、下雨等因素对施工的影响,学生在整个实习期间可能只能见习某几道工序的施工,不能参与完整的施工过程,导致生产实习内容具有一定的片面性。其他一些因素也会对生产实习的效果产生负面影响,如生产实习经费较少,不能满足集中安排实习的要求;分散实习工地分布较广,难以对学生的实习进行检查和指导;有丰富实践经验的实习指导老师数量较少;部分要参加考研的学生因为时间上的冲突,已无心思进行生产实习等。 三、基于卓越工程师培养的土木工程生产实习教学改革探索 1、设定生产实习培养目标和培养标准 在找准人才定位和凸显人才培养特色的基础上,高校制定专业培养方案,在知识、能力、素质方面提出具体的学校标准并对学校标准进行细化与分解。明确生产实习对应的是学校标准(知识能力大纲)中的哪些要素和具体的内容。生产实习培养目标是学生通过生产实习环节的学习后在知识、能力和素质方面要达到的总体要求;生产实习的培养标准是学生通过生产实习环节的学习后在知识、能力和素质等诸多方面要达到的具体要求。设定生产实习的培养目标和培养标准,就是为了评价和衡量生产实习的质量是否达到预期的目标和标准。 2、深化校企合作,建立稳定双赢的合作关系 以往,高校只是根据自己的计划模式去培养人才,而用人单位对学校的毕业生质量却不甚满意。“卓越计划”创立了高校与企业联合培养人才的新机制,以期从根本上解决工程人才培养中校企脱节的现象。教育部《关于实施“卓越工程师教育培养计划”的若干意见》中强调:参与“卓越计划”的高校和企业通过校企合作途径联合培养人才,要充分考虑行业对工程型人才需求的多样性,采取多种方式培养工程师后备人才[8]。这种人才培养的新模式将学生的在校学习分为校内学习和企业学习两个阶段,其中企业学习阶段主要完成卓越工程师培养中的工程职业教育任务,学生的各种实习、某些专业课程的学习都可以在企业进行,企业能够拥有高校所不具备的条件,也能够明确社会对工程人才的需求方向,拥有大批实践经验丰富的技术人员和管理人员,能够给学生提供真实的工程实践环境。“卓越计划”要求学生的企业学习阶段的时间累计不得少于1年,这也就解决了原来学生生产实习场所较少,以及生产实习时间不足的问题。校企深度合作,选择优质的合作单位,建立长期稳定的合作关系是前提。学校和企业单位打破合作壁垒,实现“双主体,多层次,全方位”的合作,在人才培养上,高校找准人才培养定位、发挥人才培养特色,双方共同制定人才培养标准和培养方案,企业尽可能为高校提供实践基地、场所、实训平台。校企合作的模式可以是学校主体或企业主体,但也需要国家和地方政府的大力支持。 3、加强生产实习指导教师队伍建设 生产实习指导教师队伍的整体素质关系到生产实习教学环节能否完成及完成质量高低,也直接关系到应用型卓越工程师培养的质量。为此,“卓越计划”要求高校应该建设一支具有一定工程经验的高水平专、兼职工程教育师资队伍。然而,缺乏工程实践经验正是目前高校工程教育师资队伍普遍存在的问题。为了提高校内实习指导教师的工程实践经验,淮阴工学院一方面细化、完善“青年教师工程实践制度”,引导和鼓励青年教师深入生产实践第一线,提高工程实践能力。另一方面,学院也制定相关的激励政策,鼓励专任教师积极参加横向项目研究或者产学研合作项目到企业中进行工程实践锻炼,获得丰富的工程实践经验,努力打造出一批“双师型”的校内实习指导教师。另外,根据“卓越计划”双导师制度的要求,为了企业培养方案的落实,在企业实习阶段,除了校内专职教师担任生产实习指导老师之外,高校还要在企业中聘请数量适中、责任心强、具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理者担任企业实习的导师。校企双方应建立明确的双导师的分工和合作机制,不断加强实习教师队伍的建设。 4、建立科学合理的生产实习考核机制 卓越工程师培养的背景下的生产实习考核,应该根据卓越工程师培养质量的要求,结合生产实习的培养目标和培养标准,摒弃传统的“唯分数论”的考核做法,建立知识、能力、素质三位一体的综合考核机制。生产实习考核不仅要考核学生在基础知识方面的获取情况,更要考核学生是否达到培养目标所预期的能力建设和素质养成情况。生产实习的考核评价应该由校内专业老师和企业指导老师“双主体”共同参与,形成以包含工程素养、创新能力等在内的综合素质评价体系并使之渗入到整个实习过程。考核不仅要考虑校内外双导师的主观性评价,也要考虑学生能力养成、素质提高等方面的客观性评价;考核不能只注重对结果的评价,更要注重对实习过程的评价,学生在实习的每一个环节的表现,都是考核的一部分。生产实习的考核可以依据平时考勤表、生产实习日记、学生能力素质评价表、生产实结报告等静态实物,通过考试、答辩、报告、研讨等动态方式进行。 四、结语 工程教育必须回归工程,生产实习教学是土木工程专业实践教学中的一个重要环节。在应用型卓越工程师的培养背景下,如何改善土木工程专业生产实习的效果,提高生产实习教学质量,对实现卓越工程师的培养目标有着重要的意义。本文结合“卓越工程师”的培养要求对如何提高土木工程专业生产实习质量进行了探讨,以期对土木工程专业卓越应用工程师的培养有所帮助。 作者:王成武 刘玉君 单位:淮阴工学院建筑工程学院 淮阴工学院外国语学院 土木工程建筑论文:施工技术与土木工程建筑论文 1.钢结构施工技术 钢构件在施工现场首先要注意就是有足够的支撑面的木枕垫底。而关于钢构件的运输工作也需要重视。关于钢结构的施工需要注意的就是在完成构件的吊装前要确保构件表面干燥清洁,同时具体的型号、位置没有错误。 2.土木工程建筑创新施工技术 2.1深基坑支护施工技术 深基坑支护施工技术的出现主要是因为城市当中各种大型以及超高层建筑的涌现,其中深基础施工是保证大型和高层建筑施工质量的关键。深基坑工程主要包括了岩土工程勘察与工程调查、支护结构设计、基坑开挖与支护施工、地层位移预测与周边工程保护、施工先创量测与监控5个方面。目前,针对不同的施工要求深基坑支护方法也越来越多,包括混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩等。所以在具体的土木工程当中,科学设计预计处理深基坑支护结构,并且采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工十分重要。土木工程深基坑支护结构的作用就是在基坑挖土期间能够达到挡土、挡水的作用,保证基坑开挖与基础施工顺利进行,同时不会对周边建筑物、道路等产生影响。部分支护结构可以重复利用,而部分支护结构会埋在地下,因此支护结构既要保证施工安全,又需要经济合理。几种常用的深基坑支护技术:钢板桩支护、深层搅拌水泥桩支护、地下连续墙、土钉墙、土层锚杆支护、锚喷网支护等。在具体的应用当中,钢板桩由于施工工艺较为简单应用较广。 2.2新型预应力技术 关于新型预应力技术,需要着重描述的应该是体外预应力[3]。与体内预应力结构相比,体外预应力的施工要求更低。考虑到体外预应力的特殊性,即体外材料不能够与预应力结构发生共振,一定要保持其单独振动。这是因为当体外预应力发生共振时,很容易导致预应力筋的弯折疲劳。在预应力技术当中,设置预应力结构十分重要,并且要根据不同的工程特点设计出不同的施工工艺流程。在具体的结构设计当中,要充分了解土木工程的特点以及荷载性能,制定出一个合理的预应力施工方案。 2.3钻孔灌注桩基础施工技术 灌注桩施工比较简单,可以采用机械钻孔或者是人工挖孔的方式,不需要使用大型机械,并且不会产生较大的噪音、振动以及挤压周围土体带来的危害,其经济成本也低于地下连续墙低。一般情况下,当基坑深度达到8-14m时,可以采用排桩。柱列式灌注桩的工作比较可靠,但是需要注意的是帽梁整理拉结作用,特别是在基坑边角处,帽梁应高连续交圈。当要求灌注桩需要起到抗水防渗作用时,应该保证桩间与桩背的深层防水搅拌桩或者是旋喷桩的作用。如果施工周边环境保护要求较为严格时,为了有效降低排桩的变形,应该在软土地区对基坑底部沿灌注桩周边或者是部分区域用水泥搅拌桩等进行加固,有效保证被动区的抗力。随着钻孔灌注桩逐渐在土木工程中的使用广泛,在加强技术的同时应该对使用到的机械设备、施工材料等作出更加细致明确的规范,保证钻孔灌注桩基础施工技术更加完善。 3.土木工程建筑施工技术未来发展 3.1产业化 将土木工程变成产业化,是未来建筑行业发展的趋势之一[5]。借助产业化的发展模式其中大大减少了人工作业与人工强度,实现更加高质量的流水线作用。这种产业化模式需要相应技术的支持,将建筑施工变成一体化作业,形成一种标准化的施工技术代替原有的人工施工。借助产业化,使用更加先进的施工设备与技术,在提高建筑施工效率与质量的基础上降低人工施工危险指数,更有利于实现科学管理。 3.2生态化 低碳理念与低碳经济的不断渗透,土木工程施工本身就与环境存在一定的矛盾性,解决这种矛盾实现土木工程施工与环境的和谐发展这就成为了建筑施工的未来发展方向之一。充分站在环境保护的角度,在最大限度之内减少对环境的破坏、对环境的污染。因此,就需要从方方面面做起。首先是从建筑材料,加大研发力度向节约型、环保型建筑材料方向发展,同时从施工机械设备方面进行优化,提供施工效率尽量减少能源的消耗。同时从废物利用的角度考虑尽量少产生工业废料,在此基础上加强对工业废料的再利用,有效节约资源。同时建筑技术方面肯定也会再次得到一定的创新,更好的作用于具体的土木工程建设当中。 4.结语 总而言之,土木工程建筑施工技术在原有的技术上已经得到了较大的创新,这种创新是因为建筑物正在不断的变化,需要有新的技术更好的支撑其建设。想要借助土木工程更好的作用于社会,就应该不断的进行开发研究,将理实一体化的土木工程施工技术应用进来,保证土木工程施工质量。 作者:刘创业 单位:黑龙江省大庆市第三采油厂基建工程管理中心 土木工程建筑论文:混凝土结构土木工程建筑论文 (一)重视控制混凝土的温度应力 在利用混凝土施工技术时应当注意严重控制混凝土的温度应力,避免混凝土结构因温度差异,致使混凝土结构受温度应力作用而出现裂缝问题。对于混凝土施工中,混凝土温度应力控制需要注意的方面有:严格控制水泥质量。水泥是构成混凝土重要原材料之一,其能够发生水化反应。水泥水化反应过程中,会释放大量的热量。当大量的热量存在混凝土的内部结构中时,处理不当,容易导致混凝土产生温度应力。在选取水泥材料时应当对水泥水化反应进行测试,确定水泥水化反应程度,从而选择水化反应程度较低的高质量水泥。重点控制混凝土温度。外界温度过高或过低,都可能影响混凝土浇筑温度,促使混凝土结构受温度应力作用。所以,在进行混凝土结构浇筑之前,一定要确定当前外部温度,尽量避免在高温下进行混凝土结构浇筑作业。如若一定要在高温环境下进行混凝土浇筑,需要采取综合降温措施,尽量保持混凝土浇筑相对稳定的温度下作业。 (二)降低地基对混凝土的约束力 在实际工作中,降低地基对混凝土的约束也是混凝土结构施工中需要注意的问题,如若地基的约束力作用在混凝土结构上,也会降低凝土结构施工质量。 (1)进一步降低混凝土内部约束力为了保证混凝土结构施工质量不受混凝土内部约束力的影响,在应用混凝土施工技术时一定要估算混凝土结构内部温度。在具体施工过程中,注意控制混凝土结构内部温度,如若出现温度超过估算范围时,应当采用覆盖法或蓄水发法等来降低混凝土结构内部温度。 (2)减少外部地基约束力在土木工程建筑混凝土结构施工过程中,应用混凝土施工技术进行混凝土浇筑时作用在地基上的作用力较大,会增加地基需要承受的压力,相应的地基约束力将会作用在混凝土结构上,促使混凝土结构施工质量降低。对此,在混凝土结构浇筑时尽量采用滑动层浇筑,通过滑动浇筑,缓解低级所承受的作用力,相应的降低地基外部约束力,确保混凝土结构施工质量达标。 (三)结束语 控制施工要点、严格规范施工,确保混凝土结构施工高质高效的完成。但目前我国土木工程建筑混凝土结构施工常出现的裂缝问题,说明了混凝土结构施工技术应用效果不佳。对此,在进行土木工程建筑混凝土施工中,应当合理规划混凝土施工技术的实施,规范。合理施工,可以高质量的完成土木工程建筑混凝土结构施工,为建成高质量的图木工工程建筑创造条件。 作者:鲁志伟 韦小丹 单位:西南科技大学土木工程与建筑学院土木工程专业 土木工程建筑论文:环保管理与土木工程建筑论文 一、土木工程施工环保管理现状 环保管理是一种可持续发展理念,对于土木工程而言,实行环保管理就是要在土木工程建设之中协调好工程建设与环境的关系,减少环境的破坏,然而从当前实际情况来看,还存在着诸多问题。 (一)环保管理理念缺失。在当前土木工程的建设和管理之中,一些管理人员并没有认识到环保管理与整个工程的效益,没有认识到环保管理在工程建设之中的重要性。表现在具体管理中就是一些高资源消耗的生产方式依然存在,在生产过程中对不注意对环境的保护,对施工造成的污染不加以管理和控制。这种管理方式使得工程施工企业的社会形象大打折扣,不利于企业的长远发展。 (二)机械设备落后。土木工程的建设施工必须依靠大量的机械设备,这些设备的使用直接关系到工程项目的进度和质量。从土木工程当前的施工情况来看,在一些施工项目中,许多机械设备过于陈旧,环保标准达不到国家的要求,产生的噪声污染较为严重,不利于环境保护工作的展开。 (三)技术制约。土木工程建筑相关环保材料在生产技术上远远落后于外国先进国家。另外,我国土木工程的环保仅在表现材料方面,而环保理念的运用上存在着很大的不足,一些环保建设方式由于技术的原因根本无法实现。 二、土木工程环保管理措施分析 土木工程环保管理是一项综合措施,必须从多方面加以管理和控制,实现工程建设与环境协调,为此,笔者认为加强土木工程环保管理主要可以从以下几点着手: (一)完善环保管理模式。目前,环保管理模式的最大问题就是监督力度不够,这使得环保管理无法实现,因而在执行环保管理措施过程中,必须严格按照相关标准执行,制定相关环保惩罚条例和建立环保监督机构,建筑方应与环保行政部门相配合,对施工过程中的行为进行监督。并对施工方环境污染收取一定抗污染费用,对于不利于环保的措施和操作程序及时提出意见建议。 (二)制定详细有效的环保措施。首先,在施工之前对施工所需要的机械设备、材料等进行分析,淘汰落后的机械设备;其次,按照相关技术环保标准,制定施工规划,对施工过程中可能导致的环境破坏进行分析,并提出解决措施;最后,处理好噪声污染、空气污染、水污染等,特别是加强对施工中的生活污水处理,严禁任其排入河道水流中,淤泥表土应运到指定地点堆弃,避免淤塞河道。 (三)落实环保技术。首先,应当明确施工过程中所需的环保技术,淘汰落后的环保标准,对相应的技术进行改善;其次,积极引进先进的技术设备,对当前的技术加以改良;最后,使用环保材料,减少资源消耗。 三、结束语 节能环保是现如今各项工程的焦点,在施工过程中,加强对材料、技术、设备的管理,培养环保意识和可持续发展意识,减少施工过程中的污染,积极营造环境友好型社会,让经济发展与环境相协调。 作者:黄学科 单位:北京佰能蓝天科技有限公司 土木工程建筑论文:中国土木工程建筑论文 注重意境的园林也是在这个时期开始兴起的使得自然和人工结合到了一起。元代是第一个少数民族所统治的朝代,建筑类型也偏向于民族化,对于宗教建筑的建设也是最活跃的一个时期,但是这个时期由于经济发展的缓慢,导致建筑的建设大抵都十分粗糙,对于建筑的发展基本上是停歇的,是建筑史一个昏暗的时期。明朝,建筑多数还来源于宋朝的传承,但是对于其风格的表现还是和唐朝相当体现出一种恢弘大气,气势磅礴的感觉,但在这一时期出现了木质构架技术,使得建筑的装饰更加的完善了,对于宫殿群的布置也更加的具体化,给人成熟的感觉,并且在这个时期风水术开始兴起,使得后代的建筑一直延续,一直影响到近代。最后到了清朝,这是中国历史上的最后一个封建王朝,在建筑方面秉承了明代所遗留下来的建筑风格,但是对于一些建筑的技术,一些装饰装潢都有了一些发展,由于在清朝统治期间外国势力的强硬侵入使得在晚清的时候一些建筑呈现出了中西方相结合的建筑形势。 在民国时期,建筑向中西式相结合趋向日益加强,虽然对于民国时居民生活居住的建筑所用的材料还是以青砖、青瓦为主中式建筑,但是在单栋住宅的建筑形式已经十分的偏向于西方建筑,对于中西方建筑的建筑风格主要的区别是对于建筑屋顶的不同,中国的顶是斗拱,是将屋檐托起的交叠的曲木,它将纵向的力量向横向扩展,从而造出的各种样子的飞檐。而西方的建筑是要纵向建筑,直指苍天,突出柱子的不同。所以导致了东西方建筑的形式可以直观的看出区别。在内部的装饰和布局上也有不同,中国的装饰偏向于正式给人一种大气的感觉。而西方对于内部的装饰较为随便,让人感到随和给人一种轻松的感觉。而产生这两种极端差异的原因就是对于历史文化的传承不同,所以对于建筑风格上的要求也有着不同的想法。在工业建筑方面,中国已经逐渐有了近代的工业建筑如:1)木构框架厂房:利用木材为主要建筑材料的构建形式,对于隔热、抗震、绝缘。2)砖木混合结构厂房:以砖墙、砖柱称重,上立木屋架的砖木混合结构厂房。3)钢结构和钢筋混凝土结构厂房:钢结构和钢筋混凝土结构是由钢部件和混凝土或钢筋混凝土部件组合成为整体而共同工作的一种结构。这些是最早的工业厂房建筑。到了二十世纪后期,对于一些社会公共建筑的建设已经达到了完善。一些必要的行政建筑和会堂建筑的出现了,说明了中国的建筑又开始了一个新的转折,大量完全模仿西方式建筑的外国领事馆、工部局、提督公署的出现,还包括一些新型的银行、火车站的建立,这些建筑都是仿照资本主义国家的同类建筑,在布局和造型都是来源于欧式古典式。但有些建筑对于中国传统的宫殿式建筑还有所融入,像江苏省咨议局就是这两种建筑特色的结合。在民国1936年中国历史意义上第一个高层建筑在上海建成,是上海的中国银行,以高达17层的塔楼,用经过简化了的中国建筑细部作装饰,含有淡淡的民族风韵,在当时的上海的建筑群中十分突出,并代表了建筑行业兴起的开始。在新中国成立后,国民经济是恢复时期国力有限,建筑活动的一般特点是规模小,进度快,造型简洁,很少装饰。并且某些建筑反映出现代建筑思想的延续。当时最大的建筑活动主要是以城市建设,和构建工人村为基本的城市建筑活动,并对一些城市的道路和给水排水管网进行了整治,改善了市容和生活环境。所以在五十年代末到六十年代初这个时间段是中国建筑发展的第一时期,有部分的建筑成果显现出来。 到了六七十年代由于一些不利的因素促使中国的建筑行业整体是处于停顿状态。直到八十年代,改革开放以后新中国进入到中国建筑发展的第二个时期,这个时期起到了承上启下的作用,这也是一个多元建筑论时期,建筑艺术创作开始步上了一条健康的道路。由于六十年代到七十年代的建筑行业的停顿使得建筑行业在八十年代形成了一股热潮,对当时的社会建设产生了一次较大波动,大量丰富多彩的建筑流派从其他国家涌入进国门,使中国的建筑行业达到了建国以来的第一个顶峰。在改革开放的带领下,先是一些先富起来的人对于自己的住宅先进行了改变,建起了‘别墅式’、‘园林式’和‘庄园式’住宅。慢慢的整个社会对于建筑的要求也发生了转变,各种新兴的建筑形式出现了,如钢结构,框架结构的建筑出现。进入九十年代后,全球化和地区化的矛盾出现了。全球化是世界的主流,建筑的全球化是经济全球化的一种具体体现。但是全球化有着自身的弊病,所以一些地区化的建筑师们开始挖掘民俗风格、特色材料和利用传统工艺来抵抗全球化的步伐。然而在材料、信息、资本、教育等诸多元素的集中和全球流动,使得全球化无可阻挡。而建筑的全球化带来的主要是建筑上形态、和建筑方法的多样性。在建筑的形态的多样性是因为材料技术的发展更加的无所不能,当然也有一部分与地方文化结合的所产生的多元变化使得建筑的样子有了更多的选择空间。到了在二十世纪末电子信息行业慢慢走入了我们的生活,更多的3D立体模型技术出现了,更多的作图工具的涌现使得建筑行业在刚进入二十一世纪就已经率先迈入电子信息时代,又一个建筑时期兴起了“建筑信息时代”。在二十一世纪建筑已经高度发展,在这个信息时代建筑已经可以在电脑上作为3D效果图显现出来,对于建筑的高度也有了一个新的提高。建筑已经不再是光拼外貌了,对于周围环境了绿化、交通道路的合理规划、生活社区的建立,这都将是建筑行业的新目标,要对整个建筑使用者的方方面面来进行考虑。因此“四方盒”式的建筑应运而生,最大程度地适应了这些要求。 但越来越多的“四方盒”使得人们难以使得难以再从外表看出一栋建筑的个性。这种“简化”的建筑形式对于内部也有所改变,使得公共和隐私变得模糊。另外建筑师厌倦了一味的复古建筑,变得积极的从事形式探索。种种原因是得人们不得不又从形式入手来改变原有的形式和增加建筑的可识别性,但与以往的不同的是,建筑师更加强调的是建筑的独立个性。对于个性建筑将会是未来建设的一个主要的方向,因为一切都变得多样化,人的性格也会变得更加的鲜明,每个人都会有自己的风格,和对于事情的处理态度,这就是个性。建筑是根据人类自己的想法而构建出来的,所以它也会被你赋予上生命,像鸟巢、水立方、盘古大观、国家大剧院、还有新的中央电视台,它们凭借自己独特的外型,张扬的个性来表现自己,将自己展现给整个世界。 总的来说土木工程的发展史就和中华五千年的历史一样是在不断的沉淀,每一个时代的建筑风格和建筑体系都需要当代的去不断地尝试不断地创新。对于前代的建筑要有一种学习的精神,只有这样才会让中国的土木工程事业得到一个蓬勃的发展,让一些不可能完成的建筑成为现实。在不久的将来,人类技术蓬勃发展的大背景下,一些新型材料的产生,新技术的发明和应用会使建筑对于环境的污染和保护都有明显的影响,并且会使土木工程事业有一个质的飞越。 作者:吕鹏飞单位:沈阳城市学院 土木工程建筑论文:土木工程建筑结构论文 1建筑结构设计中存在的问题 1.1地下室设计中存在的问题建筑结构设计单位在设计建筑结构的时候,必须要加强对地基稳固度的重视程度。地基的质量在很大程度上会受到地下室设计状况的影响,所以说做好地下室的设计工作时非常重要的。从我国很多建筑结构设计企业的发展现状来看,其中还存在不少问题,例如,没有严格要求地下室设计成效;在未详细了解建筑物墙体厚度、混凝土强度、建筑材料性能的基础上,就盲目地开展地下室设计工作,这直接影响到了建筑结构设计工作的可靠性,对将来的建筑工程施工质量而言,埋下了安全隐患。 1.2图纸设计中存在的问题建筑工程的施工步骤都是按照事先设计的施工图纸展开的,所以对于整个施工环节来说,建筑施工设计图纸有着至关重要的作用。可以说图纸设计工作的成效,会对整个直接建筑工程的施工质量产生重大影响。然而,从我国建筑施工企业的施工现状来看,很多施工团队都忽视了设计图纸工作的重要性,采取了不认真的态度对待施工图纸设计工作,使得施工图纸不够严谨,缺乏学科、合理性。例如,在设计各层结构的具体施工图的时候,使用了不标准的图集,也没有弄清楚各层梁、柱、墙的详细构造。 1.3建筑选址中存在的问题我们常说:“万事开头难。”如此可见,要想做好一件事情,就必须要有一个好的开头。这句话运用到建筑结构的设计工作中,也就意味着要做好最基本的结构设计工作。对于任何建筑施工项目而言,倘若选址存在不稳定状况,那么再好的建筑结构也无法为整个建筑工程的施工质量提供保障。当前,在建筑选址中存在的选址缺乏合理性、科学性等问题,直接影响到了建筑施工项目的安全系数,不利于提高建筑施工项目的质量。 2建筑结构设计对策 2.1优化建筑结构设建筑结构设计单位在优化设计高层建筑结构的时候,需要注意几个问题:(1)设计工作要为提高建筑工程的施工质量服务;(2)要尽可能地控制好工程造价,将之设计在可接受范围内。对此,需要建筑结构设计单位,在开展设计工作的过程中,要充分考虑投资商的经济实力和实际的施工需求,权衡建筑项目的施工质量与建筑施工企业投资回报之间关系。所以建筑结构设计单位,要借助“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则,对建筑结构进行优化设计,促使建筑结构设计单位制定的方案可以达到令人满意的效果。 2.2加强沟通与交流建筑结构设计师在开展建筑结构设计工作之前,应该要加强与承包商、投资商之间的沟通与交流,并通过与他们之间展开的交谈活动,了解到建筑工程的具体施工要求,同时充分了解本次到建筑工程的施工基调,对建筑工程的施工现场以及地质条件进行整体把握,明确建筑方每个部门需要注意和配合的地方,将建筑结构设计的基本方案确定下来。 2.3明确参数含义在建筑工程中的有些专业术语难以区分,对于建筑结构的设计师而言,在没有明确参数定义的前提下,开展设计工作,必然会影响到设计质量。理论上而言,参数是没有明确界限的,但是在具体建筑工程施工环节中,每个参数都需要界定实际有效意义,所以设计人员应该明确参数的含义,并在实际的设计工作过程中,对这些参数加以正确利用。 3结束语 建筑结构的设计工作涉及到很多方面的内容,其过程比较复杂。对于建筑结构设计师而言,此项工作具有一定的难度,整个过程都充满挑战性。而作为建筑结构的设计人员,在设计高层建筑结构的时候,要在充分了解施工现场的具体情况之后,运用相关专业知识,同时借助多种手段,处理好建筑设计工作中可能会遇到的各种问题,增强建筑结构设计工作的有效性,从而促使建筑结构设计工作更好地建筑施工项目的质量服务。 作者:钱其勇单位:江苏汇亚建设工程有限公司
石油化工应用论文:报警系统在石油化工行业的应用 1目前石油化工行业火灾自动报警和气体检测系统的主要构成方式 1.1单独设置 单独设置火灾报警系统,可燃有毒气体的检测信号传至DCS系统内,火灾报警与气体检测系统两者之间没有关系,因为这种结构比较简单,所以这种设置是目前国内投资并且已经能够投产的装置中采用比较多的系统构架。 1.2主体设置 在这个系统构架中,以火灾报警系统为主体,可燃有毒气体传感器通过相关的控制器以及直接数字控制器将原本的模拟信号转变为高低压电平开关量输出信号,同时两者之间相互连接。这是一种比较完善,经济实用的报警检测系统,同时也是目前采用较多的火灾自动报警和气体检测系统构架。 1.3完整设置 根据相关要求,同时依据装置生产区域和辅助生产区域危险等级的不同,需要将生产区域中所有的自动火灾报警设备、可燃有毒气体传感器、可视主动火焰传感器以及雨淋系统等的控制信号和动作返回信号等所有相关的信号连接在可编程控制器上;在辅助生产区域内,则是设置火灾自动报警系统,该系统采用的是二总线制,其中包括报警控制器、烟雾传感器、手动按钮以及空气取样传感器等,同样还是把发生火灾时控制器的输出信号送到可编程逻辑控制器上,通过可编程控制器的输出接口将所有信号传送至控制室,这两个部分合在一块就是一个完整的火灾自动报警和气体检测系统。 2不同报警和检测系统的性能以及优缺点 2.1第一类系统的构架 该系统通常是国内投资企业采用的方式,采用的背景是基于设置的火灾报警设备基本上是国内的自主产品,这种结构的有点在于投资少而且比较独立,但是该系统无法接收可燃、有毒气体传感器的模拟量信号,所以在火灾报警系统是单独安装在装置区内的控制室和变电所等地方,同时可燃、有毒气体传感器则是接入DCS系统,两者之间互不相干。在装置生产区域的火灾报警设备基本上是安全型非地址码、报警按钮,而国产的手动报警大多是不放水的。如果是安置在室外使用,就必须要加非标防水外罩,这样的火灾自动报警和气体检测系统大多情况下都会存在一些缺陷:比如在建筑物进行大修期间,DCS系统会停止工作,导致气体传感器停止工作,一旦可燃、有毒气体发生泄漏,检测系统无法检测到,给装置区域带来极大的安全隐患。而且在建筑物进行大修期间,如果检修工在使用焊接设备时,可燃砌体发生泄漏并且已经达到上限值,同时DCS系统停止工作无法报警,那极易引发火灾。而且化工装置与民用建筑不一样,在装置变电所的夹层中,因为夹层内灰尘比较多,而且还潮湿,烟雾传感器的智能程度有限,所以设置在电缆夹层中的烟雾传感器经常会误报警,大大降低了火灾自动报警和气体检测系统的可靠程度。 2.2第二类系统的构架 该系统通常是专装置区域建筑物内二总线制火灾报警系统,为了保证该系统的可靠性,该系统中火灾报警设备和砌体检测设备大多数情况下是采用进口或者是合资产品,这个系统的优点在于投资较少而且系统可靠性比较高,尤其是在建筑物大修期间系统仍然可以正常工作,也容易管理。缺点就是该系统的响应时间比较长,在火灾发生时无法显示具体的模拟量信号数值,尤其是风向和风速传感,无法准确的区分建筑物和装置区域的安全等级。 2.3第三类系统的构架 该系统最为完善而且更加安全可靠,在国外的大型项目中得到了广泛使用,在国内则是运用在大型石化联合装置中。该系统是在生产装置的建筑物内设置二总线火灾报警系统,其中包括了火灾报警控制器、烟雾感应传感器等。虽然这个系统比前两个系统更加可靠完善,但是它的造价也偏高,而且后期的维护成本也比较高。 3如何合理设置火灾自动报警和气体检测系统 通过上述的描述,以上三种火灾自动报警和气体检测系统应用的背景和装置规模都是不一样的,第一种火灾自动报警和气体检测系统的构架存在着明显不合理之处,缺陷也比较多,所以在日后的化工装置中应该不采用该系统。第二种系统构架与第一种系统构架相比就完善了很多,所需的费用却很少,而且现场的防爆手动报警按钮采用的是地址码按钮,这就节省了电缆和施工费用,同时该系统还可以通过模拟量信号模块接收到可燃、有毒气体传感器的模拟量信号,通过与现场其他信号和控制设备的输入输出模块相连接,就构成了简单而且比较可靠的火灾自动报警和气体检测系统。第三种火灾自动报警和气体检测系统最可靠最安全,除了系统造价比较高外,还没有发现其他的缺陷,所以该系统可以应用在大型的化工装置中,可以发挥出很大的作用,同时这个系统还符合相关的规定和条款。 4火灾和气体检测装置报警系统的合并设置 在大型联合装置中,区域控制中心和全厂控制中心等的可燃、有毒气体检测报警系统可以优先考虑与火灾报警系统的合并,即所谓的火灾与气体检测报警系统。火灾与气体检测报警系统的职责是通过专门的传感器和检测仪器,检测出早期火灾和可燃、有毒气体的泄漏,有相关设备发出警告提示工作人员进行相关安全操作,组织人员的撤离和疏散,或者也可以通过预先设置好的联锁逻辑程序自动开启保护措施和救护装置;另外火灾与气体检测报警系统还可以通过远程报警系统使得自身能够得到及时救援,从而是原本可能发生的火灾货中毒事故在一开始就就被处理掉,使已经发生的事故得到及时有效的控制,保证相关工作人员和生产设备的安全。火灾与气体检测报警系统的职责包括生产装置现场的所有火灾和可燃、有毒气体的检测报警,中央控制室和机柜之间等建筑物内的火灾报警和联动通常是由另外一套火灾自动报警系统负责,这样就实现了生产装置现场可燃、有毒气体检测报警系统和火灾检测报警系统的合并设置。在功能方面,这两个系统有着许多相似的地方,单独进行设置的话,无论是初期投入还是后期的维护都是不经济的,这种现象主要是以下几个原因:第一点,行业管理之间不同的设计规范,工业和民用建筑物内的火灾报警系统的设计规范是GB50116-2013中的火灾自动报警系统设计规范,而可燃、有毒气体检测系统采用的是GB50493-2009中的设计规范,不同的标准所要求的内容也是不一样的。第二点,长期以来火灾与气体检测报警系统由3个不同专业来负责设计,不同专业对一体化控制的思想认识不一样,对其他专业的认知程度也不高,这就造成了重复设置,重复设置不仅给资源造成了很大程度上的浪费,同时也给后期的维护工作带来不小的麻烦。第三点,不同行业采用的标准不一样,厂家依据不同标准生产出的产品也有所不同。火灾自动报警系统大多数采用的是总线型检测仪表,而火灾与气体检测报警系统采用的是常规点对点的模拟信号和开关信号回路,导致有些时候两个系统无法兼容。 5结束语 可燃、有毒气体和火灾自动报警系统是保证石油化工装置和工作人员人身安全的重要措施。实施新标准有利于提高国内对可燃、有毒气体的检测和报警水平,有利于国内企业与国外企业之间的合作,同时还能够缩小与先进国家在这方面的差距。在设计和应用上,采取火灾与气体检测报警系统是未来石油化工行业主要趋势。 作者:占斌斌 单位:九江石化设计工程有限公司南昌分公司 石油化工应用论文:石油化工仪表与控制的应用 1先进控制生产装置上的应用 石油化工企业产品的质量和企业的发展有着直接性的关系,因此,在企业产品品质的生产和管理上就需要采用新的技术。石油化工企业生产装置上,将先进控制应用其中,不仅能够促进装置工作的便捷实施,还提高着生产装置的安全性,以推动生产出来的产品在质量上有更高的保证。同时,先进控制能对生产装置上的多个对象进行处理,减少了企业的生产成本,促进着企业经济效益的提升。在现代控制技术不断完善的过程中,多变量预测和鲁棒PID控制等相关的控制技术已经得到了良好的应用。以这两种控制技术为例,其是以模型为基本点的控制策略,促进着先进控制箱智能控制和模糊控制的方面发展。而在多变量过程的控制中,其对先进控制的使用,在出现控制变量之间被束缚的情况时,依附单回路控制能够有效的满足实际工作中的操作需求和动态特点。受计算机能力是实现先进控制先决条件这一因素的影响,在上位机和DCS/FCS中同样能够进行先进控制。石油化工系统的对外合作中,其已经成功的进行了催化裂化装置先进控制,到目前为止,中石油和中石化两大企业中的几十套生产装置都成功的对先进控制进行了运行,并主要集中在柴油加氢、催化裂化、乙烯裂解等方面,同时获得了显著的经济价值[2]。 2ExperionPKS控制系统在企业中的应用 ExperionPKS过程知识系统属于Honeywell最新的过程自动化系统,其将资产管理以及人员控制等相融合,为用户提供了高于集散控制系统的能力,系统自身还包括了诊断技术以及决策支持,能够及时的为决策者提供有效的信息,且此系统的安全组件能够保证系统在安全的安全的环境下运行,有效的提升了系统的可靠性。ExperionPKS系统的特点通常包括了以下几点:第一、安全性较好。此种系统能够通过多种渠道保证系统的安全性。第二、建立起全局数据库。此种系统能够一次输入控制处理器与监控系统服务器需求的信息,避免了多次对不同层次数据库的分别组态。此外,还采用了HoneywellHMIWeb技术,HMIWeb技术是在web结构上发展起来的人机界面,能够以集成过程控制数据与商业应用的数据。HMIWeb以HTML(即超文本链接)为显示画面的基础,为用户提供IE浏览器访问过程画面的功能。第三、开放性较好。ExperionPKS过程知识系统支持最新的开放性技术与标准,包括OPC、ODBC以及AdvanceDDE等,保证了系统开放通讯的有效性。第四、拥有实时数据库。此种系统采用客户机以及服务器的结构,在正常情况下由服务器为客户提供及时有效的数据,即使服务器临时出现了故障,一些客户机也可以从控制器中读取所需的数据,不会影响日常工作。第五、拥有良好的系统构架。ExperionPKS过程知识系统主要包括了完整的基础构架以及事件管理的子系统,便于组态报表子系统的正常运行。第六、提供全局现在文档。此系统能够帮助用户访问现存有的资料系统信息的KnowledgeBuilder,为用户提供在线帮助与相应的技术支持,方便用户查找资料。通过ExperionPKS系统,石油在冶炼的过程中,在工厂的生产和改造各个环节中,其都能取得预想的效果,并能够依靠这一系统对企业中的职工进行培训,促进着企业经济效益的提升。本文来自于《中国石油和化工标准与质量》杂志。中国石油和化工标准与质量杂志简介详见 3结语 综上所述,在信息化带动工业化,工业化促进信息化的发展指导中,石油化工仪表和控制系统的结合与应用,不仅促进着其技术本身的发展,还促进着石油和化工行业的进步。在此基础上,不断的推广企业的综合自动化系统,提高和完善系统自身的应用性能,这对企业市场竞争力的提高有着重要的帮助。 作者:张富强 石油化工应用论文:PIMS模型在石油化工中的应用 1外购重整料的路线选择 连续重整装置是炼油化工企业重要的创效装置,该装置可生产高标号汽油、氢气、混合二甲苯、纯苯等高价值产品。连续重整装置的满负荷生产是企业创效的保证。以某石油化工企业为例,该企业拥有100万吨/年连续重整装置,在目前的原油加工负荷下,企业自产重整料无法满足连续重整装置满负荷生产,外购重整料是最佳解决途径,但重整料的价格、运费是装置能否盈利的关键。通过PIMS模型可以测算出在当前重整料与产品价格体系下企业能否盈利,从而决定是否外购重整料。同时通过PIMS模型还可以优化外购重整料的加工途径,即进重整本体加工方案与进重整预加氢加工方案的选择。选定基准Case方案,分别按照不外购重整料、外购重整料进重整预加氢、外购重整料进重整本体对基准Case方案以及BUY表、BLNPROP表、重整预加氢汇流表、重整汇流表进行维护,分别得出Case1、Case2、Case3三个方案进行效益测算,测算结果见表4。由表4各方案效益对比图可看出,在加工原油价格为4668元/吨、外购重整料价格为5495元/吨的价格体系下,外购重整料进重整本体方案,即Case3效益较好,可以得出在相同的加工负荷下,外购重整料进重整本体的汽油产量最大,柴汽比最低。虽然综合商品率居中,但轻油收率较高,炼油利润最大,故外购重整料进重整本体加工方案为最佳方案。 2焦化汽油经深度加氢做重整料 得知该企业重整料资源不足,为弥补重整料资源的缺口,该企业拟将焦化装置生产出的焦化汽油经过深度加氢后做重整料,但该方案关系到焦化装置能耗以及加氢装置的能耗、氢耗、损失的增加,连续重整装置的产出效益能否弥补加氢装置的损耗成为测算的重点。通过Case方案设置及BLNPROP表、重整预加氢汇流表的维护,以及加氢装置的数据维护后,对方案进行测算,测算结果为该方案可行。 3常Ⅲ线做蜡油进料 常Ⅲ线性质介于重柴油与蜡油之间,若适当压低常Ⅲ线干点,可将常Ⅲ线做蜡油进料,从而走蜡油加氢进催化加工的工艺路线。该措施可增产轻烃、汽油组分,压产直馏柴油组分,从而降低柴汽比,增加效益。针对工艺路线的调整,利用PIMS模型对基准模型和常Ⅲ线干点降低7.43℃后的测算模型进行了对比分析,分析结果见表5。表5列出了常减压、催化裂化和蜡油加氢装置产品变化及收率。从表5可以看出,常Ⅲ线干点降低7.43℃后,3.98t/h直馏柴油组份作为蜡油组份进入蜡油加氢装置。降低常Ⅲ线95%点后,蜡油加氢装置石脑油和精制柴油收率基本不变,蜡油收率变化较大。催化装置中,液化气收率减小幅度较大,汽油收率基本不变,柴油和油浆收率增幅较为明显,生焦率明显降低。从绝对增量上看,汽油产量增幅显著,达1.63t/h,其次是液化气和柴油收率。从测算结果看,常Ⅲ线做蜡油进料增效明显。 4寻找并解决装置加工瓶颈 石油化工企业装置多,如何快速寻找装置加工瓶颈,并解决存在的问题,成为企业增效减亏的重要手段。解决企业装置加工瓶颈主要有以下两种方式:一种是无需改造装置,采用PIMS模型最大化地利用现有的装置资源,使企业的加工效益最优;另一种是根据PIMS的计算结果,配合企业的装置改造,通过修改装置改造后的装置收率、产品物性来优化整个企业的加工流程,从而为企业的装置改造提供测算数据和理论依据。通过PIMS设置基础Case方案,放开所有装置的最小量负荷约束,仅控制最大量约束,然后根据企业的实际情况对主要装置进行加工能力和进料性质优化,以找到企业的加工瓶颈。根据加工瓶颈提出建设性意见,构建解决方案Case。随着环保法规越来越严格,石油化工企业必须根据需求调整和升级产品结构,但产品升级带来的影响是全方位的,要系统地分析整个企业的加工瓶颈和所需的优化工艺流程,甚至还需要对主要装置进行改造,所以产品升级评估是一个整体优化的范畴。如何高效、准确的评估产品升级所带来的影响是PIMS模型应用的一个重要方向。通过调整PIMS模型BLENDSPEC中的性质指标,以及涉及到汽油升级的MMT结构和交互影响的INTERACT,根据实际情况构建企业产品升级Case,通过计算结果对企业产品升级所带来的影响进行全面评估,并对评估结果提供数据支撑。本文来自于《安徽化工》杂志。安徽化工杂志简介详见 5优化结果 通过PIMS模型对原油采购、月度加工负荷、外购重整料以及焦汽进重整加工等方案的优化测算,经统计,合计为企业增效约3700万元,尚未包括装置加工瓶颈寻找与产品升级评估所带来的潜盈。 6结束语 PIMS模型是一个功能强大且易于使用的流程工业线性规划模型系统,尽管机理深奥,结构复杂,但贴近生产实际。通过模拟测算可快速发现问题并建立解决方案,能够有效提升企业生产效率和经营管理的科学性,对石油化工企业的计划排产、原油选购、产品结构优化、加工流程优化等日常工作提供数据与技术支撑,是石油化工企业不可缺少的管理工具。 作者:彭家玮 单位:中石化安庆分公司 石油化工应用论文:环保设计在石油化工的应用 1采用水资源重复利用的方法来减少化工污水外排的数量 我们以化工装置中切换的冲洗水做例子,有的化工装置是可以生产不同牌号的产品,像聚合物装置,在生产过程中,由于需要更换牌照,会使用清洗水对颗粒料仓等冲洗从而保证产品的纯度。一般的企业会将冲洗后的污水直接排入污水处理系统或者在简单的处理后按净水排出。根据装置的不同,排放的水量也不同,比如说有的大型化工装置的料仓冲洗水会达到80m3/h,即便是间断性地排放,也是对水资源的一种严重的浪费。生产者和设计者都会考虑如何才能利用好这部分水的这个问题。这是一种比较清洁的料仓冲洗水,仅含有粉料之类的颗粒物,只需要对其进行简单的处理就可以再进行重复的使用了。如果在设计该化工装置时增加一个系统,可以对水进行收集,在进行过滤处理之后,便可以重复的对料仓进行清洗,这样做,不但提高了水资源的利用率,同时也对污水的排放问题进行了一些缓解。以某厂所建150kt/a聚丙烯装置为例对冲洗水回收系统进行分析,在其料仓的冲洗单元中增加了该回收系统,约耗资70万元,大约占到了所有装置投资的0.2%,可对环境保护拥有巨大的促进作用。这种做法可以供设计人员在今后的工作中进行参考,减少污水排放总量的同时还能增加水资源的利用率。当前国家对企业实行的排污收费制度只是对企业在发展经济的同时没有顾及到环境的保护这种做法的一种纠正。如果企业在污染物的排放上不加以节制,创造的经济效益也会难以抵得过治理污染的成本,因此只有企业在生产源头解决好污水排放量的问题才能解决好即增加效益,又保护环境的问题。 2调研新的环保技术,利用新技术进行装置设计 大多数的化工设计技术都是由国外买进来的,然后再经过国内的设计院或者一些公司根据工艺包进行设计。设计中常常会遇到这类问题,外商所提供的关于污水进水的指标与实际情况中不符,难以满足对污水处理的要求。例如,某一公司购买了工艺技术后,发现外商所提供的工艺包设计的污水COD是3000mg/L上下,可是在投产后发现所需的COD是20000~35000m/L,明显与实际情况差别过大,只能改造,不仅耗费了资金和精力,同时更浪费了工作的时间,因此应及时预防这类问题。当前,国家对环境保护的要求更加严格,只有重视环境保护才能得到经济效益。先污染后治理是我国目前环境污染不能得到解决的关键原因,无论这技术能够获得多么高的经济效益,如果对环境造成难以挽回的伤害,其经济效益也不会具有长期性。所以,任何一个项目在启动前,应仔细较量其对环境的影响和带来的经济效益,对其一视同仁,甚至当对环境的污染过度严重的时候,环境的比重应更重要一些。 3挖掘三废再生资源、减少污染物排放量 目前正在扩大的项目是对污水的回收利用,可是产生的废气和废渣等的处理却没有先进的方法来使用。以粉煤灰举例,除了极少的一些粉煤灰用来铺路,更多的粉煤灰依然在使用填埋的方式被处理掉。有的石化厂,使用粉煤灰作为原料,使用了各种微量元素作为添加剂制成了新型肥料,在减少粉煤灰排放总量的同时,也减少了对土地的占用情况,并且还产生了一定的收益。同时,有的人提出利用粉煤灰来研制新型的吸附剂,对污水中的COD进行去除。我们可以认识到,污染物同样可以创造财富,这给设计人员提供了一种新的思路:可不可以设法将污染物变为可以使用的财富?曾有人为此进行过研究。比如,进行过二级处理的废水,可以排入城市氧化塘进行降解,在水中投入适当的生物,组成一个生物链,在解决了污染问题的同时也创造了财富。处理固体废弃物时,不只任其排放入大气中,而是收集起来作为燃料,供填埋场的人员作为采暖、生活和发电使用。如今,大多数人在对废气废渣的环保意识上仍然是填埋和排放的消极处理。因此,国家使固体废物的污染控制技术成为了国家环境保护“十一五”上科技发展规划的重点发展领域,将会逐渐的建立固体废物处理与资源化的产业化经济技术政策以及管理机制。如今的形式,企业应在生产的源头和全过程对资源进行充分的利用,使废物的量最少的同时,更变成资源,这是广大的设计人员面临的现状。 4积极推进环保治理新技术、新工艺的工业应用 随着环境保护意识的深入人心,人们更加看重对环境的保护,环境治理技术也是得到了快速的发展。但是有的新技术仍然不成熟,还处于实验室阶段,没有太大的社会和环境的效益,许多的高新技术只是成为了摆设,这是极大的损失。治理污染的时候,设计人员没有做到实事求是,而是直接使用传统的污染治理方式,对污染进行治理。不去发现和研究新的方式来对解决污染问题,从而在能节省资金的时候进行了浪费,同时没有得到理想的效果。杨树清曾经在对河流湖泊进行的污染进行治理时,提出治污时使用传统治污方法有失偏颇,同时提出了清污分流流水不腐和畜清排污的等新的路线。这给设计人员提出了新的思考问题:能否有更优秀的处理方案?能否有更有效更经济的处理方式?结束语国家在使用科学技术转化生产力的同时,在环境保护方面同样是迫切的。我国的环境状况不容乐观,国家对环境的投入难以遏制其恶化的趋势。想要这种状况发生改变,离不开国家、社会、企业和个人的共同作用。企业有一项重要的系统工程,就是清洁生产的落实,需要企业全体员工的大力协助。可以在下面几个方面进行努力:(1)不断地探索新的道路,寻找新的解决三废排量的方法,设计时首先考虑环境保护因素。(2)对国外的工艺技术用批判的眼光进行接受,对环境方面数据的考核要细致,重视对清污分流和技术的改造方面。(3)采用先进的工艺,发展清洁生产的生产力。 作者:郭睿 单位:辽宁省环境规划院有限公司 石油化工应用论文:石油化工行业电气设备中浪涌保护器的应用 摘要:石油化工产业中会使用大量电气设备在内的供电系统来维持正常的运转,在生产经营中,电力系统的安全至关重要,为了保障电气设备不受浪涌的冲击和影响,通常会使用避雷器,也就是浪涌的保护装置来提高安全性能,保障供电和石化生产过程的稳定性,防止出现由于瞬时过高电压或者雷击导致设备损坏。 关键词:石油化工;电气设备;浪涌保护装置 1浪涌保护器简介 浪涌的含义就是在瞬间出现了超出平常的稳定值的峰值,而其主要出现在电力系统中,有浪涌电压和浪涌电流两种,这种现象一旦发生,就会对很多电气设备和连接起来的线路造成很大的损伤,会导致供电系统出现很大的故障和事故,为了保护设备的稳定安全,通常会使用浪涌保护器这种装置来加强防御和抵抗能力,而根据产生浪涌的原因来分析,该装置要很好的防雷抗雷的功效,这主要是浪涌的外部来源,而内部来源在于很多电气设备在启动或者关闭时产生的瞬时高压,或者出现故障时诱发的。总之,保护装置能够对上述原因所产生的电涌进行有效的防护,尤其对于石油化工工业来说会更加适合,而且具备多种保护模式,企业可以根据实际需求来选择最恰当的模式,维持生产和经营的安全稳定。因为有雷电灾害天气而产生浪涌的这个原因,所以保护器又可以叫做避雷器,这种装置最开始就是为了防止由于雷击造成的设备损伤和危害而出现的,保护绝缘装置和输电线路免受雷击伤害,经过多年的发展,不同的避雷器都发挥了起重要的作用,在当今供电系统愈加复杂的情况下,现代用于高压浪涌的保护装置已经得到了广泛的应用,它可以针对不同原因和情况下造成的电涌实施相应的保护,尤其是针对由于系统操作失误造成的瞬时高压问题具有良好的保护效果。 2石油化工行业中浪涌保护器的分类 在石油化工行业内部的供电系统中所使用的浪涌保护器主要分为两大类型,按照不同的依据和实际使用情况,可以保护石化产业生产和经营过程中所使用的电气设备的安全与稳定。 2.1按照不同的工作机理来划分,包括电压开关型、组合型和限压型(1)电压的开关型保护装置,是在没有产生瞬间的高压国电状态下呈现出高阻抗的一种装置,一旦遭到雷击而导致的浪涌现象出现,电压会在瞬间超过额定电压达到一个峰值,装置就会迅速做出应有的反应,高阻抗就会迅速转化为低阻抗,供高压下的电流顺畅的通过,达到分流减轻供电系统压力的目的。(2)限压型保护装置的正常状态与开关型相同,保持着高阻抗的电流通过状态,与开关型不同之处在于其响应瞬时高压的过程中,阻抗的变化过程是逐渐降低的,随着不断减小的阻抗,引导高压电流通过。(3)组合型保护装置就是将开关型以及限压型的构件和设备组装结合在一起使用,这种组合的模式能够适应多种电涌的状况,可以根据电压的特性来选择保护的装置。 2.2按照具体用途来划分,包括电源线路以及信号线路这两种保护装置(1)电源线路中的保护装置能够将瞬时产生的巨大电压下的电流通过分级分流的方式来减轻对设备造成的损害,也降低了供电的风险系数,其分为多级保护装置,形成梯级分配受到的浪涌高压负荷,将巨大的能量分级释放,达到稳定安全的保护效果。(2)信号线路中的保护装置其本质就是一种信号避雷设备,是用来防止雷电形成的雷电波通过信号线路的前端对设备形成损害。 3石油化工行业中浪涌保护器的应用 石化工业生产和操作的安全性是经营的首要任务和必要保障,供电设备的安全性就是其中关键的环节,形成良好的防护举措和系统不但可以加强生产安全与稳定性,而且还可以保护好大量的电器设备能够持续的运转,减少企业和整个行业内部的经济损失,避免了很多重大事故出现,浪涌保护装置的应用发挥了极大的作用,下面就着重的探讨保护装置在石化产业中的具体用途和注意事项。(1)浪涌保护的模式有很多种,针对石化产业的供电系统的具体特点来科学合理的选择不同的保护模式是最佳的做法,主要采用的是七、十等保护模式,但是我们也要注意它们自身存在的不足和缺陷,在使用时要注意关注和弥补缺陷,完善保护措施。(2)电气设备的布局和位置,是保护装置安放的重要依据和参照,只有合理的分析最佳的保护装置的安装位置,才能更好的发挥保护功能。(3)对于石油化工行业中,为保护电器设备的安全运行,可以安装浪涌保护器来减少浪涌对低压电器系统的危害,我们可以采用级间配合分析来安装浪涌保护器,确保设备的正常运行。在对石油化工行业进行浪涌保护器SPD的级间配合时,为确保低压配电设备的安全,可以采用多级保护的措施来减少感应雷、雷击等造成的危害。在实际的安装中,可以在不同地方对浪涌保护器分别进行安装,这样就可以防止电力经过时对电器设备造成的损伤和破坏,也就是说在大量电源通过安装有浪涌保护器的位置,电流在经过第一级的时候就会被大量的释放,以此类推电流经过第二级以及第三级的时候也会被其释放。因此在实际的浪涌保护器安装中应该确保各级之间的有效配合,保证各级之间对电流的有效释放,提高石油化工行业中电气设备的工作效率。 4结语 由上可知,在石油化工行业中电气设备的应用,提高了工作的效益,同时也给工作中的安全保护提出了更高的要求,浪涌保护器的出现,正是为了应对雷电、感应雷、电池脉冲等危害的有效武器。 作者:田云 单位:中国石油集团东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院 石油化工应用论文:石油化工仪表电伴热技术的应用 一、施工注意事项 石油化工装置具有高温高压、易燃易爆等特点,因此电伴热施工安装要点需特别注意,结合自身对多套石油化工装置电伴热施工经验,详述如下施工注意事项: 1.电伴热带的安装应在管道系统、水压试验检查合格后进行,应安装在仪表管道的侧面或侧下方,并且电伴热带敷设最小弯曲半径应大于电伴热带厚度的5倍。 2.电伴热系统必须对介质管道、电伴热带编织层及电气附件按照现行《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的规定做可靠接地,接地电阻应小于4欧姆。 3.管道法兰或法兰闸阀等连接处易产生泄露,缠绕电伴热带时,应避开其正下方,同时电伴热带要安装拆卸自如,不影响被保温伴热设备的维护。 4.试送电检查合格后,再停电进行保温层施工。保温材料需注意一下几点:所采用保温层的材料,厚度和规格应与电伴热供应商和设计图要求符合。施工时保温材料必须干燥,保温层外应加防水外罩,保温层施工时应避免损伤电热带。保温层施工后应立即对电热带进行绝缘测试,并在保温层外加警示标签注明“内有电热带”及重要配件位置。 5.所选用的电伴热带的耐受温度不应低于该管道的设计温度,以免损坏电伴热带。工作温度200℃以下一般采用自控温伴热带,工作温度在200℃以上的需选用高温型电伴热带。 二、优势比较 相比传统热水伴热或蒸汽伴热,传统伴热方式的热效率较低,一般热效率为40%-60%左右;而且铺设常规的热水伴热或蒸汽伴热的管路要耗费大量钢材,在冬季气温低的时候容易发生“跑、冒、滴、漏”等现场,污染环境,浪费热源。相比之下选用电伴热带的伴热方式具有施工简便、维护工作量低等突出优点,主要体现在以下几个方面:1)电伴热施工及维护简单、发热均匀、控温准确,能进行远控,遥控,可以实现自动化管理;2)自控温电伴热带节约电能,稳态时,功率较小,相对于蒸汽伴热,电伴热节省钢材、节约水资源,无泄漏,有利于环境保护;3)能解决蒸汽和热水伴热难以解决的问题,如长输管道的伴热,窄小空间的伴热;无规则外形的设备(如三阀组)伴热;无蒸汽热源或边远地区管道和设备的伴热;塑料与非金属管道的伴热等等;4)电伴热设计工作量小,施工方便简单,维护工作量小。 三、总结 通过对仪表电伴热施工经验的分析总结可知,在石油化工行业仪表电伴热技术应用已经取得了很好的效果,成功解决避免了常规传统伴热方式带来了一些弊端,因此仪表电伴热技术必将得到越来越多的应用。 作者:罗在勤赵宇立毛云峰冯继伟王红彬单位:泸州川油天然气有限公司中国石油西部管道公司中国石油青海油田格尔木炼油厂中国石油长庆油田分公司第三采油厂吴起作业区青海油田采油二厂 石油化工超声波流量计的应用 1超声波流量计的特点 和传统的机械、电磁式的测量流量的仪表相对比,超声波流量计主要具有以下优点:一是作为一种非接触式的仪表,超声波流量计能够在管道外部测量,它完全没有压力的损失,也不会流体流动的状态的改变,对原有的管道不需要进行任何的加工就可以测量。二是超声波流量计输出信号和被测的流体的流量为线性的关系。三是测量的结果不会受到被测的流体黏度及电导率等影响,可以用来测量非导电性的液体或者气体。四是对大口径、大流量的测量,它的测量成本基本和管径大小没有任何关系,能够实现能耗的节约,而不象其它类型的流量计管径增大、成本会大幅度地增加。五是它更能适合所处条件较恶劣的被测流体,由于检测不需要接触,从而带来很大便利和好处。它的缺点主要表现在,对于外夹式的超声波流量计,检测元件的维修和更换较为方便,不用断流,也不会影响生产运行,可是,由于其在管道外进行测量,声道的数量比较少,因此精度比管道嵌入式的低;而对于管道嵌入式的超声波流量计,一方面维修与更换会较为麻烦,另一方面由于有三、四声道和更多声道的产品,其精度会很高。还有,由于超声波流量计的安装对前后的直管段要求上有很大的限制,从而产生较高的造价和运输成本。 2超声波流量计选型的注意事项 超声波流量计选型工作较为复杂,关注的内容包括:被测的介质类别、仪表的性能和参数、换能器的类型、功能及适用的范围、声道的设置、前后的直管段长度的要求等等。选型应当注意以下几个方面:一是要了解被测对象的现场情况和物理的特性;二是其信号的处理单元必须适合户外、爆炸、危险性等类型的场所进行安装,防爆和防护的等级必须符合现场的要求。二是换能器的前后应有一定长度的直管段,从而确保流体流速的分布,通过要求前面的直管段在10D以上,而后面的直管段就在5D以上,并且其上游30D之内,不可以安装阀、泵等扰动设备。三是换能器要安装于倾斜及水平的管道上的时候,不能装于上部或者底部,避免管道中的气体或者杂质进到测量的声道当中。四是换能器安装必须使超声波的传播路径经过管道的中心。四是要区分被测对象进行选型,气体用的换能器频率一般在100至300KHz,而液体用的换能器频率一般为1至5MHz。 3超声波流量计在石化行业计量中的应用 3.1用时差法超声波流量计来测量成品油超声波流量计可以进行多声道进行测量;能通过报警功能和智能检定软件诊断来监测其运行的状态;能对各声道自动增益进行调节;能够测量出各声道流速的分布、进行第一声道声速的计算,从而校正旋涡流、横向流及不对称流;在被测的液体密度和粘度发生变化的时候,能通过声速的测量来反推油品密度和粘度,从而利用超声波流量计替替代密度计,解决处理混油段技术。 3.2标准体积管实流标定超声波流量技术双向标准体积管属于标准容积式的机械设备类型,在U型的标准管段的进口和出口装着检测开关两(或四)个,排液球或活塞一个。触动首个检测开关,排液球进到标准段;排液球触动第二个检测开关,则离开了标准段。超声波流量计进行测量的原理说明,其脉冲与真实的流速(或流量)会有固定的延时。然而管道中流体的扰动很复杂,会包括多次扰动的涡流及非轴向的速度成分。超声波流量计沿一或多个采样的声道,通过发射器与接收器的正反向的时差,可以检测、推导、计算出流体的流速。 4结语 总之,超声波流量计作为非接触式的仪表,既可以进行大管径介质的流量测量,也能够用于不容易进行接触及观察的介质测量,并且测量的准确度高、不会受到被测介质参数干扰,是有效解决对非导电性、强腐蚀性、易燃易爆、放射性等介质进行测量流量的重要手段,非常适用于石油化工行业计量工作的要求,在石油化工行业具有十分广泛的应用前景。 作者:张芳影李晓峰单位:中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司电气自控室中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司施工开车部 石油化工应用论文:电气节能在石油化工企业的应用 电气节能具有一定的积极作用,例如能够有效的节约国家的资源,同时也对经济的发展有促进作用。随着石油化工企业的发展与壮大,对电气节能技术的探究具有重要的课题研究意义,下面我们就开始进行探究工作。 1电气节能的概述 电气节能是一项重要的技术,对企业和国家的发展都有重要意义。就电气节能技术的分类来看,主要分为电气节能系统、照明节能系统、电子设备节能三个部分。电气节能还需要遵守三个原则:一要满足生产设备的需求,既要注重安全性还要注重可靠性;二要满足经济上的需求,在节能的同时注意投资回收期;三要站在节约能源和环境保护的角度出发进行电气节能。 2电气节能未来所面临的挑战 电气节能技术虽然具有重要的作用,并且已得到较广泛的应用,但是就未来的发展来看,也面临着一定的问题,从政策层面来看:我国在电气节能技术方面没有与其相适应的法律法规,因此,电气节能技术在出现一些问题后,得不到法律的保障,另外由于法律的缺乏,也就不能有效的实现有法可依。总的说来,电气节能技术能够给人们的生产生活带来一定的便利,但是其存在的问题和挑战也是我们必须面对的。加大对电气节能技术的探究与钻研具有重要的意义,下面我们就来对电气节能在石油化工企业的应用进行探究。 3电气节能在石油化工企业的应用 电气节能在石油化工企业的应用主要分为以下几个方面: 3.1电气节能系统设计方案 就石油化工企业日常的生产作业来说,要想做好电气节能设计工作可以从两个方面入手:一要对石油化工企业内部的电力设备进行改造,可以采用数字化的电量采集方式,构建一个智能化的电气能量监控平台,从而实现对电气能量的精细化管理;二要在石油化工企业的作业中,在低压配电室中安装无功补偿和谐波抑制装置,以此来减少谐波的污染。 3.2选择合适的变压器 变压器在石油化工企业中是一种重要的电压切换设备。而在输配电领域又会产生较大的能耗,在电气节能工作中,要选择合适型号的变压器,同时也要考虑到变压器的负载率,尽量使其保证在40%到60%之间,实现最佳状态的节能效果。 3.3提高电力系统的功率因数 在石油化工企业,不可避免的会产生一些无功的消耗,但是有效的电气节能,可以通过提高电力系统功率因数的方式来实现,这样一来可以减少石油化工企业的一些无功传输,改善电压传输的质量。另外,在石油化工企业的生产车间可以安装一些补偿装置,对电力系统中的功率因数进行人工补偿,从而达到电气节能的效果。 3.4减少线路功率的损耗 在石油化工企业中,需要使用的设备和线路有很多,因此在设计线路的时候,就要对线路进行处理,合理处理线路的长短和粗细,这样一来有助于降低线路在使用过程中损耗。 3.5稳定电压条件 就石油化工企业而言,如果能保证电压处在稳定并且达到额定电压的数值,就可以有效的提高企业内部供电的效率。由于电压的不稳定性,并且一旦电压超过了额定电压的范围,将会加大电流,导致能源浪费的现象发生。同样供电电压在额定电压的范围内,也就是小于额定电压的情况下,就会产生一种高程度的负载电流,导致线路损坏以及能源浪费的现象发生。因此我们说电压稳定在额定电压阶段下,才会有效的提高用电效率。 3.6电气节能在照明系统中的应用 在石油化工企业,照明系统的节能技术也是一项有效的应用。由于我国在电压上存在着一定的偏差,所以当电压过高时,照明设备将产生较高的热量,在这种情况下也会影响照明设备的正常运转。这就给我们以警戒:在石油化工企业内部,挑选照明设备的过程中,尽量选择一些寿命较长、能源消耗较少的系统。例如节能灯具、电磁感应灯、LED灯具都是照明节能的良好选择,在石油化工企业中应用他们可以较好的控制回路电压,从而有效的实现石油化工企业的节能效果。 3.7电动机装置的节能技术 电动机装置是石油化工企业的一项终端耗电设备,其电能的消耗较大。所以在进行电气节能的过程中,可以对电动机的类型进行选择,淘汰以往的陈旧设施,应用高效节能的电动机,在电动机的容量选择上,尽量控制在80%的负载运行率。 4结束语 文章对电气节能在石油化工企业的应用进行探讨,希望在未来的发展过程中,我国能够继续加大对石油化工企业的投入,促进石油化工企业发展,同时加强对石油化工企业电气节能技术的发展与完善。因为在石油化工企业的发展过程中,电气节能具有重要的作用,加大对它的研究,将有效的促进石油化工企业的发展,从而有效的带动我国经济的发展。 作者:冯涛 单位:山东高速海南发展有限公司 石油化工应用论文:我国石油化工行业HSE管理体系应用中的问题与对策 摘要:实行HSE管理体系是石油化工行业安全、稳定生产的保障,对企业持续快速发展也起着极为关键的作用。近年来,我国石油化工公司在HSE管理方面都不断加大投入,并已取得一定成效,但是安全事故仍时有发生。文章分析了我国石油化工行业HSE管理体系中存在的问题,并提出了相应的改进对策。 关键词:HSE管理体系;安全管理;石油化工;安全经济观念 HSE管理体系是关于健康、安全和环境的管理方法。自20世纪80年代后期,在石油化工行业得到了长足发展。它通过运用系统分析方法,成为企业安全、稳定生产的保障,对企业持续快速发展也起着极为关键的作用。近年来,虽然石油企业的健康、安全工作取得了不少成绩,但是安全生产形式仍然十分严峻。事故频发,职业危害严重,不仅造成了重大经济损失,而且对社会造成了不良影响,事实上仍然存在许多的问题。 2002年2月23日,辽阳石油石化分公司烯烃厂新聚乙烯装置生产因物料管线泄漏,发生爆炸,造成8人死亡,19人受伤。 2003年12月23日22时左右,重庆市开县高桥镇的川东北气矿罗家16H井发生特大井喷事故,大量含有高浓度硫化氢的有害气体喷出,事故灾害波及开县境内的高桥镇、麻柳乡、正坝镇、天和乡4个乡镇28个村,共造成243人中毒死亡,事故中有42847名灾民得到救治,2155人住院治疗,10万人连夜疏散,事发地重庆市开县高桥镇一度处于瘫痪。 2005年11月13日,中石油吉林石化分公司双苯厂发生爆炸事故,共造成5人死亡、1人失踪、60多人受伤。爆炸还造成约100吨苯类物质流入松花江,造成了江水严重污染,沿岸数百万居民的生活受到影响这次爆炸事故及松花江重大水环境污染事件,造成了重大人员伤亡和经济损失,尤其是由于爆炸事故引发的松花江重大水环境污染事件,给松花江沿岸特别是大中城市人民群众生活和经济发展带来严重影响,在国内造成很大的社会影响。同时,水污染事件还引起国际社会的关注,造成了不良的国际影响,也损害了中国石油的整体形象。 2007年5月11日,中国化工沧州大化集团TDI分公司硝化车间发生爆炸,造成5人死亡,重度伤14人,中度伤4人,轻伤62人。事故的直接原因是一硝化系统发生过硝化反应,硝化物在高温下发生爆炸。事故对企业、环境、群众、社会都造成了巨大的损失。 一、我国石油、化工行业HSE管理中存在的问题 国际石油化工公司在HSE管理方面都不断加大投入,中国企业也开始学习国际经验,在企业内部逐步推行HSE管理体系。自从1997年中国石油、化工行业实施HSE管理体系以来,虽然取得了不少成绩,但是安全生产形式仍然十分严峻。事故频发,职业危害严重,不仅造成了重大经济损失,而且对社会造成了不良影响,事实仍然存在许多的问题。 (一)安全投入成本不足,淡化安全经济观念 石油企业的安全投入不足是造成这种情况的主要原因。通常安全投入搞得好的企业不仅安全事故少而且经济效益也好;与此相反,对安全生产重视不够或者干脆不顾安全生产的企业和行业,即使是一时收到了一定可观的经济效益,但是也不会长久,一旦发生了重大事故,轻则造成重大经济损失,重则毁掉一个企业。通过事先的安全投资,把事故和职业危害消灭在萌芽状态,是最经济、最可行的生产建设之路。加大安全资金投入,依靠先进的科技手段和先进设备设施,也是实现安全生产,有效避免重大安全事故发生的根本所在。 (二)对安全事故隐患的执法检查和处罚力度不够 绝大多数重大安全事故的发生都源于事故隐患的存在。而事故频发的企业,并不是缺乏好的政策,而是各种政策和法规难以落到实处。按照目前的法律规定,只要重大事故尚为发生,对心存侥幸者只能追究其行政责任,而且多以罚款、限期整改等了事。但是这对于企业追求更大经济利益的心态,对于地方保护主义实在是隔靴搔痒,缺少应有的震慑。因此有学者提出要将“安全事故隐患”也纳入刑法调整的范围,设立“妨碍安全管理秩序罪”,严格追究事故隐患责任人的刑事责任。在强有力的刑罚威慑下,安全事故隐患有望得到减少和消除,从而将安全事故发生的几率降到最低。 (三)职工的权利意识与安全意识较差 许多事故的发生都是由人的不安全行为和物质的不安全状态引起的。在一些重大安全事故中我们发现,许多职工的作业环境非常险恶,如果劳动者能表达自己的意志,显示自己的力量,维护自己的合法权益,安全事故完全可以避免。因此,面对石油企业的安全管理问题,我们完全有必要加大安全投入、加大对安全事故隐患的处罚力度、加强日常安全执法检查、加强职工的权力意识与安全意识。 二、HSE管理体系应用的国际比较 国际成熟石油公司在HSE管理体系应用中,比我国企业在下述几点更加注重:HSE管理承诺和责任;HSE意识和理念;组织结构;HSE 管理体系标准框架;实施和运行以及对待事故等方面。 根据事故发生时间的前后,把HSE成本分为两类,一类是事故发生前的HSE投入费用,称作HSE预防成本,另一类是事故发生后造成的HSE损失费用,称作HSE损害成本。其中,HSE预防成本分为安全控制费用、环境改善成本两大类。工业实践中,有一个安全效益的“金字塔法则”:设计时考虑1分的安全性,相当于加工和制造时的10分安全性效果,而能达到运行或投产时的1000分安全效果。由此可以说,超前预防型效果优于事后型整改效果,所以HSE预防成本的投入也尤为重要,而我国石油化工企业在HSE预防成本投入中仍存在严重不足。 国际各大石油公司都定期以HSE报告的方式对外其健康、安全和环境的表现和业绩,以表现公司对环境的重视,树立良好形象。英国石油和壳牌公司都是最早实行HSE管理体系的石油公司,已连续多年该公司的环保业绩。国外先进石油公司数据齐全、内容完整的HSE报告充分证明,HSE预防成本投入对提高企业收益是至关重要的。各种安全技术、设备、措施的使用,减少了各类安全事故的发生,提高了石油生产的安全性,极大地提高了劳动生产率,从而使石油企业的经济效益显著提高。多年以来,由于计划经济体制和思维的影响,大多数石油企业的经营管理者只注重提高产量,而很少进行安全效益的研究。很多企业和个人认为,只要没出事故、不影响生产,就是占到了便宜、就是最大的效益。这种观点在石油企业HSE预防成本投入中主要表现在以下三个侧面:一是认为安全投入不是建设性投资,是预防影响生产和人身安全的投资,“可有可无”甚至“大可不必”;二是认为生产投资可以直接拉动效益的提高,而安全投入的增加,不能给石油企业带来直接经济效益,属于隐性投资,在资金安排上重生产、轻安全;三是看到极个别石油企业尽管投入了较多的人力、物力、财力,但仍然发生事故,认为安全投入“多投少投一个样”,“投入多不如运气好”。 三、我国石油、化工行业HSE管理体系的改进对策 (一)HSE管理体系标准模式的总结、探索和改进 一方面应在现代环境管理、安全管理原理的指导下,借鉴和引进国内外健康、安全与环境管理的模式、经验,总结、探索和改进现有管理模式,形成适宜于中石油上下游业务的HSE管理体系标准模式。另一方面要考虑HSE管理体系与其他HSE管理技术方法的结合,如清洁生产技术、健康安全环境评价技术、重大危险源监控、事故应急救援预案等要考虑融入HSE管理。 (二)提高员工的HSE意识和理念 HSE管理过程各个环节的主体是人,人的行为是HSE管理的优秀,因此从石化企业HSE管理对策来说,“人因”是最重要的因素,提升人的意识和能力的HSE教育对策在HSE管理体系的运用显得尤为重要,这方面首要的是石油企业的管理者在HSE意识和理念上要有一个改变,HSE管理体系的优劣最终还是取决于管理层的作为。HSE意识的差异导致了管理思维上的差异,从而也造成了管理方式、方法的差异,因此要从根本上进行HSE管理的改变,还是要着重提高HSE管理的意识和理念。 (三)在HSE管理体系的实践上要进一步改进,主动按照国际石油公司的惯例运作 一是要充分认识到全员参与的重要性,HSE管理系统效率的高低最终还是要取决于系统中人的作用,HSE管理要向社会延伸、向家庭延伸、向市场延伸;二是要做到HSE管理体系与企业业务活动的一体化,HSE管理是一种线性责任,只有石油企业的各个职能和层次在所有的业务活动中充分实践HSE管理,HSE管理体系才能达到系统的最优化,这同时也需要对石油企业的组织结构做进一步的优化,HSE管理部门要逐步由管理型、监督型向咨询顾问型转变;三是要按照国际石油公司的惯例改进对事故管理的认识和做法,变传统的事故管理为现代的预防型的评价与风险管理。 作者简介:刘立京(1982-),女,河北唐山人,河北政法职业学院硕士研究生,助教,研究方向:制度创新。 石油化工应用论文:浅析电气节能技术在石油化工工程设计中的应用 摘 要:为了适应现阶段市场经济的发展要求,必要健全石油化工工程设计体系,该文就电气节能技术展开分析,旨在优化石油化工工程设计方案,进行电气系统能源消耗状况的分析,实现系统节能模块、照明系统节能模块、电子设备节能模块等的协调,满足现阶段石油化工工程设计的要求,实现企业整体投入资本的控制,确保企业经济的健康可持续性运作。 关键词:电气节能技术;石油化工;工程设计;电气能耗;电气系统 一、石油化工工程的节能发展趋势 能源是社会市场经济发展的重要推动力,通过对电力能源的优化应用,有利于推动我国社会经济的稳定性运作,电力能源关乎社会的稳定性及国家的安全性。随着我国社会经济规模的不断扩大,各种能源消耗量不断提升,我国是世界能源生产大国,也是能源消耗大国,随着可持续发展理念的兴起,社会大众对能源消耗状况、生态环保状况等有了一个全新的认识,其对能源利用水平、生态环境保护提出了更高的要求。 为了顺应能源可持续利用的发展趋势,必须健全能源管理体系,进行新型能源节能减排技术的应用,实现化工企业能源消耗模块的控制,实现企业整体能源利用率的优化,避免出现能源浪费问题,培养相关人员的节能管理意识,促进我国石油化工企业的稳定性发展,实现工程设计整体电气节能效益的增强。 二、电气节能技术概念 为了适应我国现阶段电气节能技术工作的要求,实现电子设备节能模块、照明系统节能模块、电子系统节能模块等的协调是必要的。在石油化工工作中,电气设备扮演着重要的工程应用地位,电力系统的节能工作是我国电气节能体系的重要组成部分。与此同时也需要实现电子设备环节、照明系统环节等的节能控制。 在电气节能工作中,其需要遵循以下的工作原则,需要满足生产设备的基本功能性,提升生产设备的工作效率,确保其可靠性及稳定性的提升。这需要提升设备的整体生产技术性能,在此基础上进行能耗水平的降低,提升工程的整体运作效益。在这个过程中,需要遵循经济性的原则,进行设备节能及投资回收期的分析,落实好相关的节能技术措施,实现生态效益、社会效益、企业效益的有效结合。 三、电气节能技术的具体应用策略 1.在电气节能技术应用过程中,首先需要从变压器选型环节、系统功率因素环节、线路功率损耗环节、高次谐波环节等展开分析。变压器是电气系统的常见电气设备,在石化企业日常工作中,一系列的变压器被投入使用,整体来看,这些变压器的电能总量消耗巨大,在变压器的选择过程中,需要根据变压器的负载率进行选择。 在这个过程中,负载率处于40%~60%时,可以有效降低变压器的额定负载,从而实现其损耗率的有效控制。在变压器的选择过程中,为了将负载率控制在上述范围内,必须进行变压器节能方案的应用,进行新型、高效型、节能型变压器的选择,实现企业生产模块能源消耗的有效控制。 2.为了提升企业的运作效益,必须进行系统功率因数的控制。这需要提升系统的功率因数,从而提升能源的整体利用率,通过对这个环节的控制,有利于降低电力成本、生产成本,实现线路电压的降低,实现设备整体利用率的增强,从而确保石油化工企业取得巨大的经济效益。在用电设备应用过程中,其是根据电磁感应原理进行工作的,无论是电动机,还是配电变压器等设备都需要进行交变磁场的建立,从而进行能量的转换及传递,在这个过程中,交变磁场的建立需要电功率即无功功率。在这个过程中,功率因数是有功功率与视在功的比值。 功率因数是对电源输出视在功率利用率的反映,功率因数在0到1之间,当电气系统功率因数趋向1时,电路的无功功率降低,这说明视在功率的利用率不断提升,从而增强系统电能的输送功率,通过对功率因素的提升,实现电路损耗的降低。在功率因数优化过程中,比较常见的方式有人工补偿方式及自然提高方式。通过对电动机选型模块、变压器模块、电动机模块等的优化,可以避免出现电机的空载运行状况,有利于提升设备的功率因数。通过对并联电容器补偿模式、同步电动机补充模式、动态无功功率补偿模式的应用,也有利于提升石油化工工程的系统电能输送率。 3.实践证明,通过对线路功率损耗状况的控制,有利于提升电气节能技术的应用效益。在这个过程中,凡是电流经过电阻的介质均会产生能量消耗,石油化工体系是一个复杂性的工程,其内部涉及各类种类的线路及设备,通过对线路功率损耗的控制,有利于提升电气节能的整体应用效益,为了解决实际问题,必须进行电气线路走向的合理性设计,进行线路长度的减少,进行线路粗细的合理性选择,实现线路损耗模块的优化。 受到外界干扰因素的影响,正弦波会出现一定的畸变状况,畸变程度越大,其具备越大的高次谐波能量,基波的分量也就越小。电网电压模块、电流基波模块等是电动机正常运行的基础,系统中的电压、高次谐波电流会导致额外无功损耗的增大,由于大量过电流、过电压等的产生,不利于提升系统设备运行的可靠性、安全性。为了进行电网高次谐波问题的解决,必须进行无源滤波技术的应用,该系统由滤波器、电力电子设备、电子控制设备等构成通过对系统工作模块的探测,进行畸变波形的抵消,实现标准性正弦波的输出。 4.为了满足实际工作的要求,进行系统供电率的提升是必要的,从而实现电压节能的稳定,进行电压运作模式的优化,避免出现电压不稳定的状况。为了确保供电模块的有效性,必须进行用电设备额定电压环境的创造,在这个过程中,如果额定电压小于供电电压,就会导致过高空载电流的产生,从而不利于能源成本的控制。如果额定电压大于供电电压,就会导致较大负载电流的产生,导致线损率的提升,从而出现一系列的能源浪费状况,为了解决实际问题,必须进行供电电压的合理性选择。 通过对照明系统节能性的提升,有利于增强石油化工工作的整体应用效益,这需要进行能源消耗低的电磁感应灯、LED灯、节能灯等的选择,这些类型的节能灯具备较小的能耗成本,其整体使用寿命长。在照明系统工作过程中,过高的电压会产生大量的热量状况,从而不利于照明设备寿命的提升。为了进行系统回路电压的有效性控制,必须进行照明系统节能方案的优化,实现设备使用寿命的提升。 在石化企业工作模块中,电子设备节能体系主要包括计算机节能模块、PID控制节能模块、打印机节能模块等。为了提升系统的整体节能性,工作人员必须养成良好的工作习惯,养成随手关闭计算机显示器的习惯。在系统操作过程中,需要将操作模式尽量设置为省电模式,复印机、打印机等设备需要在不使用时选择待机或者关系。在PID控制系统设计过程中,需要进行低功率模块的选择。我国正处于社会经济的蓬勃发展时期,在这个过程中,经济的不断发展推动了我国科学技术的改革,为了实现社会经济的可持续性发展,必须进行电气能源消耗状况的控制,降低我国能源总消耗成本,实现对国家资源的保护。 结语 为了适应现阶段市场经济的发展要求,必须进行能源节能减排方案的优化,整体来看,电气节能工作是一个循序渐进的过程,需要实现系统各个电气节能环节的分析及应用,从而实现电气能源整体消耗成本的控制,确保石化企业经济效益的增强,满足现阶段市场经济的发展要求。 石油化工应用论文:石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用研究 摘要:石油化工设备是石油提炼过程中的主要设备,它容易受到腐蚀,这不仅降低了石油化工设备的使用寿命,也对化工产品的质量产生了影响,甚至威胁石油化工企业人员的生命安全,因此需要尽可能降低石油化工设备的腐蚀现象。文章对石油化工设备防腐的意义进行了分析,研究了石油化工设备常见的腐蚀类型和原因,并提出了相应的防腐措施。 关键词:石油化工设备;腐蚀原因;防腐措施;石油提炼;化工产品 腐蚀现象一直困扰着石油化工企业,一旦石油化工设备存在腐蚀现象,必然会对它的功能、使用周期造成严重的影响,甚至会引发安全事故。石油化工设备的腐蚀现象是工业发展的难题,要想对其进行解决,必须深究其原因,从根本上进行控制。防腐措施的提出需要相关石油化工企业不断总结经验、研发技术,在保证生产效率的前提下,尽可能地降低石油化工设备的危险系数。 1 石油化工设备防腐的意义 腐蚀的发生是在特定的条件下进行的,它需要一定的介质,会使得设备的形状、大小、性质和功能发生变化,从而影响化工设备的正常运转。腐蚀的本质是一种破坏,尤其发生在石油化工企业。腐蚀的发生不仅影响了化工设备的使用周期,还将阻碍生产活动的正常进行。如果腐蚀发生在管道,将会发生泄漏现象,这一方面造成了资源的浪费;另一方面也会对环境造成污染,严重影响石油化工企业的经济效益。此外,在石油化工产品生产过程中,还会引发一些灾难性事件,严重危害着人们的生命财产安全。根据调查显示,我国石油化工企业出现的最为严重的事故为爆炸事故,由腐蚀引起的爆炸占据着较大的比例。在这种情况下,政府部门和石油化工企业都应该采取积极的措施,掌握石油化工设备腐蚀的原理和规律,逐步优化材料结构,并提出相应的防腐措施,以使石油化工企业长期保持良性发展。 2 石油化工设备常见的腐蚀类型 石油化工设备是石油化工企业的主要生产力,它长期在恶劣环境下作业,很容易受到外界因素的影响。在生产过程中,石油化工设备很容易受到化学溶液的侵蚀,从而影响石油化工设备的功能,不利于石油化工产品的生产。石油化工设备的腐蚀现象并非是单一的,它具有不同的类型和机理。从腐蚀发生的类型来说,它可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀,前者主要是与化学物质发生了反应,后者主要是与电解质溶液产生了电荷交换。这两种腐蚀现象具有本质的区别,且有其各自的特点,化学腐蚀不会有电流的产生,而电化学腐蚀则会产生电流。此外,还有另外一种分类方式,是根据其部位的不同进行的分类,将石油化工设备腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。顾名思义,全面腐蚀即是整个设备的表面都参与了腐蚀,由于石油化工设备主要由金属组成,当发生了全面腐蚀后,会造成管壁变薄的现象,如果在进行生产的过程中施加压力,可能会发生管道爆破的现象,严重时引发爆炸事故。而对于局部腐蚀来说,仅仅是某一部位与腐蚀介质发生反应,它具有腐蚀速度快的特点,其危害性远远大于全面腐蚀。由于腐蚀的危害较大,防腐措施显得尤为重要。 3 石油化工设备常见的腐蚀原因 3.1 石油化工产品生产过程中的化学反应 在石油化工产品生产过程中,需要根据企业的目标和工艺要求加入一定量的化学试剂,其中具有腐蚀特性的试剂占有很大的比重。与此同时,在生产过程中,生产原料本身也会带有一定的腐蚀性。在石油化工产品加工时,会产生一定的化学反应,并生成一定的中间产物,某些中间产物也含有腐蚀性成分。由于石油化工过程具有特殊性,某些腐蚀性成分会逸散到空气中,这也会造成石油化工设备的腐蚀。与腐蚀性物质发生化学反应,会改变石油化工设备的材料特性,也会进一步影响它的正常运转。此外,当石油化工设备发生电化学腐蚀时,会改变金属的表面特性,从而改变了石油化工设备的某些功能。化学腐蚀和电化学腐蚀是石油化工设备腐蚀中最为常见的两种,它们是由金属与腐蚀性介质发生反应后而产生的,无论是哪一种腐蚀现象,均会对石油化工生产产生消极的影响,因此石油化工企业应该杜绝金属与腐蚀性介质的接触。 3.2 石油化工设备的金属性能存在缺陷 石油化工设备的金属材料不同,其性能也存在差异。不同的金属材料具有不同的抗腐蚀性,这与金属自身的结构息息相关。从金属的微观结构来看,晶粒的直径与抗腐蚀特性成反比。一般来说,铸铁和不锈钢是石油化工设备常用的金属原料,但由于铸铁的晶粒较小,其抗腐蚀性能也优于不锈钢。另外,金属材料的另一特性也与抗腐蚀性密切相关,即是金属材料的粗糙程度,越粗糙的金属材料,其抗腐蚀性也相对越差。现阶段,我国石油化工企业为了降低成本,通常采用晶粒直径较大的金属材料,从而导致抗腐蚀效果不佳。石油化工设备的金属性能如果存在缺陷,将会直接影响石油化工生产过程,也使石油化工设备存在着严重的安全隐患。 3.3 石油化工产品生产中气、液流动速度 通过研究调查表明,腐蚀气体、液体的流动速度也会造成石油化工设备的腐蚀。石油化工设备在运行过程中,很容易与腐蚀性液体、气体相接触,从而造成腐蚀。腐蚀的程度与腐蚀性液体、气体的流动速度有关,流速越大,腐蚀现象越严重,腐蚀的程度越深,反之,如果在静止的腐蚀性气体环境中,它的腐g速度相对缓慢。针对这一现象,石油化工企业可以控制生产过程中气体、液体流动的速度,从而达到抗腐蚀的效果。 3.4 石油化工设备自身的原因 石油化工设备自身的因素也会造成不同程度的腐蚀,它主要包括以下三种类型:第一,材料方面的问题。如果石油化工设备的材料选用不当,将会额外增加维修费用。在材料选用方面,通常包括两个误区:以低价的材料代替高价的材料,价格越高的材料抗腐蚀性越高。这两种观点均会提高材料腐蚀的几率,严重损害着石油化工企业的经济效益。另外,石油化工企业的生产原料较多,如果管理不当,会造成原材料之间的交叉,从而产生一定的腐蚀;第二,石油化工设备的设计不合理,石油化工设备的设计直接决定着它的结构,如果结构设计不合理,其各项指标也会存在一定的缺陷,从而严重影响石油化工设备的性能,产生不同程度的腐蚀;第三,石油化工设备的加工处理存在问题。在实际操作过程中,设计与加工往往存在着偏差。对于一些特殊的操作如焊接,其过程存在着许多不确定因素,也是腐蚀容易发生的部位。 石油化工应用论文:电气节能技术在石油化工工程设计中的应用 (新疆科汇工程设计有限责任公司) 摘 要: 随着社会的发展,电气化行业也有了较为迅猛的发展。早在十八世纪时期开始,英格m地区就出现了三次大的工业革命,这三次大的工业革命的发展使世界电气行业开始出现,随后快速发展,电气化行业之前被用在瓦特蒸汽机的改良上,以及爱迪生的电灯等科技革命的发展上。而二十一世纪以来,电气化技术逐渐往节能方面发展,同时又被应用在石油化工工程设计中,给石油化工工程设计方面带来了很大的便利条件,不论是在能源的节约利用问题上,还是在安全问题的措施制定上,同时还提高了工程中的生产率,可以说电气化节能技术使石油化工工程的发展迈开了新的一步,从而达到新的高度。使国家资源的可持续发展战略目标的实现得到了有效的助力。 关键词: 节能灯;节能设备;存在问题;解决方案 引言:改革开放以来,我国经济快速稳定持续发展。人们的生活水平越来越高,百分之九十以上的人们生活居于中上等水平,总体上我国经济社会实现了小康水平,人们在衣、食、住、行、用上都有了翻天覆地的变化。在衣着方面,人们从改革开放以前穿的色彩单调的衣服,到现在街道上橱窗里五彩缤纷的各式各样的衣服;在吃食方面,从抗日战争时期吃的窝窝头,苦糠菜,到现在各式各样的外国大餐,快餐等,人民实现了从吃得饱到吃的好的历史性跨越;在住房方面,人们从以前的茅草屋、土房、瓦房到现在高楼大厦,摩天大楼等建筑;在出行交通媒介方面,人们从牛车发展到人人拥有小汽车;在人们所用物品方面,出现了节能灯,电冰箱,电视机等新世纪的科技产物,这些都是电气技术所带给我们人类社会的便利条件。其中节能灯的使用是电气技术节能化的结果,这为我们国家节省了较多的资源。而近几年来,电气节能技术被应用在石油化工工程设计中,这无疑是一件造福人类的事情。 一、电气节能技术占据主要地位 如何做到节约资源目前是人类社会所最关注的问题。我国现在的治国宗旨是:努力实现全面奔小康,同时建设可持续发展的新型社会经济类型。节省资源,为人类可持续发展做贡献。“节能灯都是小气鬼”。现在社会科技中,节能灯的发明是二十一世纪最伟大的发明,节能灯的全面推广与发展为我国电力事业方面节约了大量的资源,并且使节约的资源更大化的应用到其他领域。太阳能的开发也是电气节能技术表现的结果,现在好多人会在房屋顶层铺满太阳能电池板,这样转化的电能可以供自己家里的电力使用,节省了电力资源这方面的开销问题,同时把太阳能电池板产生的供自己正常使用外的电能上交给国家电力管理部门,还能获得一定的国家补助资金。另外还有其他一些新的电气节能技术的发明,这些都给国家和人民带来了各种各样的经济利益和生活便利。所以说,电气节能技术地位不可估量。 二、电气节能方面问题严峻 众所周知,我国现在的电气节能方面主要是为电气化行业的人才提供就业岗位,而对于电气化行业的人员来说,并没有人曾经系统的学过节能灯的设计与发明。而让他们在节能灯这一方面发挥作用是一件很困难的事情。毕竟没有专业的指导设计知识,要在这一方面发挥作用,无疑要多走很多“弯路”,这样在很大程度上浪费了资源。另一方面,没有专门的设计人才,在节能灯设计的安全系统方面存在很大的漏洞,这样容易诱发一些不安全的事件发生,给国家和人民的生命财产带来极大损失。希望有关部门能够关注这一点,进行有效监督。除此之外,在针对电气节能产业方面研究的事情上有关研究机构还存在资源短缺,资金短缺问题,这些都无疑给研究工作的进度问题带来了很大的干扰,希望国家有关机构能够及时处理这一问题,使得研究工作能够顺利完成。 三、石油化工技术方面存在问题 石油化工工程技术方面存在很大的技术问题。其中如何解决石油化工工程技术中出现的资源最大化问题。石油化工产业需要大量的石油和煤矿等一次能源,这些一次能源都是不可再生能源,如果不能有所节制地使用,必定在将来的某一天造成资源匮乏,那么到时候没有资源可以利用,石油化工产业必将走向关厂倒闭的地步。所以,必须寻找到一种可以节约能源的新型科技技术,以实现资源的可持续利用,这种新型的科技技术就是电气节能技术。另一方面,石油化工工程技术产业所存在的风险也是相当大的,这主要是由于石油化工工程技术这一方面存在很大的安全问题。因为石油化工工程这一化工技术所利用的能源物体都是可燃的,极具危险性的能源。常常能够因为一点小火星就能引发一场爆炸事故,这种事故带来的危害不仅仅是出现在经济利益的减少倒贴上,而且会给广大人民群众造成生命财产的危害,这种危害是致命性的,必须被给予高度重视。这便要求石油化工工程技术产业寻找到可以检测,保证安全设施的新型科技DD电气节能技术,简单的来说就是“电气技术”。 四、电气节能和石油化工紧密相连 石油化工工程技术在电气设备和供电设备方面,要依靠电气节能技术。电气节能技术可以使石油化工工程技术向节约型经济方面发展,可以可以使石油化工产业的投资者获得一定的非常可观的经济效益。电气方面通过改进供电设备实现节约电力化能源的消耗使用率,这样在提高生产率的同时也做到了对于能源节约问题的保障。另一方面,石油化工工程技术的安全问题也是一个要引起高度重视的问题。对于石油化工工程这一领域所出现的危害问题带来的影响是极具震撼力的。所以,在使用电气设备技术的过程中要时刻注意安全问题,及早做好准备,以防止意外事件的发生。要知道在石油化工工程这一方面发生问题不仅仅是严重的暴力事故,同时会使我国的电力系统瘫痪,给我国经济造成无法弥补的损失。因此电气化有关管理部门必须要定期去石油化工厂进行电气设备的检测与维修,以保证供电系统正常稳定运行。 五、电气节能技术应用于石油化工产业 将电气节能技术和石油化工工程技术产业有效结合起来是一个合作双赢的企业项目。首先电气节能技术有了用武之地,这样可以使电气节能技术领域的管理部门带来一些经济上的大好回报,同时也检测了电气化节能的持效性。其次,对于石油化工工程技术产业的有关管理部门来说,也带来了经济利益。通过电气节能技术手段的利用,节约了生产成本,提高了生产效率,给石油化工工程产业带来的输送利息升高了,同时新技术的使用代替了原有的人力劳动资源,节约了人力劳动所要支出的费用,压低了生产成本,再加上电气节能技术在设备安全检测方面更加精准了,给职工人员们带来了很大的安全保护,所以电气节能技术对于石油化工工程技术来说,不论从哪个角度出发,都是百利而无一害。 所以,总体上来说,石油化工工程技术中的有关于电气设备和供电系统方面的问题离不开电气节能技术,必须要依附于电气节能技术。同时希望电气节能技术在有关方面存在的问题要进行一定的改革措施,改良电气节能技术方面有关人才的技术分配问题,要术业有专攻,为电气节能技术的每一个发展阶段匹配与之相对应的产业化人才。将电气节能技术与石油化工工程设计技术结合起来,实现资源的可持续利用,为我国走可持续发展道路做贡献。 石油化工应用论文:石油化工压缩机的发展及其应用 [摘 要]石油化工压缩机与石油行业同时发展,例如:大庆油田、辽河油田、胜利油田的发展,为石油开l创造了发展机会。石油化工压缩机功能的不断增加,得到了广泛应用。石油化工行业气体压缩其关键为复式压缩机,在石油行业中得到了广泛应用。具有结构繁琐。构件众多、环境恶劣,因此复式压缩机在应用过程中市场出现故障问题。对此,笔者以化工压缩机为例,对石油化工压缩机发展与应用进行简要分析。 [关键词]石油化工;压缩机;发展与应用 20世纪70年代,石油化工得到发展,进而出现与之相应的压缩机。压缩机对其材料、技术、密封等具有较高要求,尤其是真实气体适应性要求颇为严格。化肥工业大型离心压缩机包含:工艺空气压缩机、原料压缩机、氨冷冻压缩机等多种。 一、石油化工压缩机发展 第一,自20世纪70年代,离心压缩机发展迅速。在某化工总厂国产30万吨合成氨装置发展中,上海一些机厂分别研发了工艺空气压缩机、合成气压缩机、氨冷冻压缩机、配套驱动汽轮机等。同时我国最大离心压缩机制造厂、工业汽轮制造厂也引进了高科学技术与系统,在一定程度上将离心压缩机制造推向了新的发展阶段。另一方面,我国研究单位也推进了研究进度,在三元流理论与气体实验上研究效果显著。三元流动叶轮计算形式与流程、气体模拟方法等已经走线国际化趋势。 第二,70--80年代末,离心压缩机不管是在科学技术还是在工艺技术、质量上都得到了提升。自1987年四川化工产建设20万吨合成氨国产化项目过程中,我国一些制造厂接下了压缩机制造项目。现阶段,国内已有约30家石油化工厂使用该种压缩机。据调查统计:我国制造的离心压缩机约30台。 第三,乙烯工业压缩机包含:裂解气压缩机、乙烯、丙烯压缩机。70年代中,化工系统首次研究了4万吨乙烯压缩机。随后,研制出了12万吨乙烯三机,为大庆石化提供48万吨乙烯裂解气压缩机与丙烯压缩机。现阶段,我国某厂有6台45万--60万吨乙烯三机应用。 二、大型压缩机发展方向 第一,大型离心压缩机具有密集型、高技术水平等特点,需要有专业的生产技术。受化工与石油化工系统区域大型化发展影响,用户对压缩机的稳定性、技术水平、消耗等提出了较高要求。 第二,二氧化碳压缩机上,传统生产中时常出现性能与工艺技术冲突事件。现如今,一些机厂已经研制有属于自己的二氧化碳闭式实验台,使得传统问题被解决。所以,大型化工与石油化工压缩机优化完善主要在其性能方面。现阶段,我国一直投入于该方面研究上。例如:压缩机气动性能设计,可以适应在多种气压环境中;在临界范围中能够适应多种气体,提升了计算精度。另一方面,在转子性能上,现已研发出了超二阶、三阶高柔性转子。或是在轴承、密封、系统调试等方面,已成功应用。所以,怎样与国际上压缩机设计水平相等,成为现阶段主要问题。 三、离心压缩机组设计方案 (一)CAD开发设计 通过三维设计能够简化设计机组程序,并且使机组设计更具有美感性,同时能够自主检查,防止出现设计问题。具有自动结构研究,提升设计精度与效率的特点。CAD开发包含:构建单位实体设计模型、设备图库、数据库等。 (二)轴承系统动力特点设计专家系统设计 在开发设计时,在转子--轴承系统特点与设计要求不符,或是机组振动较大、稳定性较差状态下,需要通过改变原机组结构数字、物性数值。不过能够影响转子--轴承系统动力特点的数值包含多个,改变哪组结构数值更具有效性,能够提升稳定,成为专家系统软件目的。其研究包含:转子结构、轴承数字对系统动力特点影响、智能型专家设计软件包。 (三)智能型计算机控制研究 现阶段,国家上应用计算机控制容错控制系统、性能调试、稳定性保护等系统,离心压缩机控制变得更为多样化系统控制。其研究包含:离心压缩机专用的、具有性能调试、安全保护的数字化计算机控制形式。 四、离心压缩机应用 第一,离心压缩机为叶片旋转式压缩机。其高速旋转的叶轮能够给气体离心力影响,并在扩压通道中进行扩压影响,进而提升气体压力。较早以前,因为这样的压缩机只能够适用在中低压力、大流量中,进而没有得到广泛关注。不过随着化学工业的进步,一些大型化工厂兴起,离心式压缩机应用在化工输送中,效果显著进而成为优秀设备,引起了人们广泛关注,其重要性也随之提高。伴随着气体动力学的深入研究,进一步提升了离心式压缩机效率,同时因高压密封,小流量窄叶轮加工,多有锲轴承技术的成功,使离心压缩机高压力问题得到解决,进而取缔了传统压缩机。工业使用的高压离心压缩机压力为150×105Pa,油田注气使用的离心压缩机压力在700×105Pa。高炉鼓风应用的鼓风机流量在7000m3/min,功率在52900KW,转速在10000r/min之上。 第二,一些化工原料,例如:丙烯、乙烯、丁二烯等能够制成塑料、纤维、橡胶等。在其技术材料的石油化工厂内,离心式压缩机具有重要作用,占有主要地位。离心式压缩机被广泛使用,究其原因包含:首先,气量大,结构单一、体积轻巧、无需较大空间。其次,操作稳定性强,运行平衡,效率高,成本低。最后,在化工程序内容,离心式压缩机能够实现无油压缩过程。离心式压缩机是一种能够回转的机械,能够应用在工业汽轮机中。 结语 综合分析,上世纪50年代研发出现的离心式压缩机,至70年代初将石油化工厂、大型化肥厂为中心,提升了压缩机性能,效果显著。另一方面,通过技术引进实行接受、吸收、创造等。 石油化工应用论文:思想政治工作在石油化工企业安全管理中的应用分析 摘 要 安全,是企业发展的基石。石油化工行业具有高温高压、易燃易爆的特c,安全管理是企业管理的重中之重。安全生产的实践主体是人,员工思想上的安全隐患不容忽视。要充分利用思想政治工作这个有效工具,坚持以人为本,用创新的思路和手段开展思想政治工作,切实为企业安全管理起到思想引导作用。 关键词 思想上的安全隐患分析 隐患预防 隐患对策 安全是企业立身之本、发展之基,是企业发展的生命线。实现安全平稳生产目标,必须把无形的思想政治工作与有形的安全生产工作结合起来,让思想政治工作为安全生产保驾护航。 一、员工思想上的安全隐患分析 “患生于所忽,祸起于细微”。在安全工作中,任何细小的疏忽都可能导致不可估量的后果,思想隐患是无形的,具有极强的隐匿性且不易于被发现和消除。其主要表现为: 1.习惯性违章。员工在特定的工作环境和学习环境中养成的不良习惯是产生习惯性违章的一个重要因素。很多人没有真正意识到它的危害性,认为这次违章不会造成事故发生,久而久之习惯成自然,使违章成为工作中的习惯。 2.麻痹大意。对炼化企业生产的高危风险性不知、不惧,凭经验办事,并拥有过于自信的安全心理。对易发生低级安全事故的操作满不在乎,漠视制度的存在,不履行操作、不履行职责,侥幸心理、麻痹意识,从而导致身边悲剧的发生。 3.逆反心态。在企业安全生产中,逆反心态是指部分员工对企业正常的生产经营管理现象或正常条件下应有的态度认识持完全相反态度的心理现象。安全逆反心态是针对现行的管理领导或主流企业文化所提倡内容的否定,是一种并不健康的心理行为和心理情绪。 4.价值取向存在一定的偏差。当前,由于员工思想多元化和利益需求多元化的影响,部分员工优秀价值取向存在偏差,职业认同感降低。受社会不正之风、不平衡心理、自私心理等影响,在安全理念上没有形成共识,在生产过程中漠视安全规章制度,对身边的违章行为视而不见、听而不闻,因而成为事故的制造者和受害者。 二、员工思想上的安全隐患预防及对策 建设良好的安全管理氛围是解决员工思想上安全隐患的主要对策。安全氛围好,能够感染人、鼓舞人、约束人,并直接影响企业的日常安全管理和员工的行为。要把思想政治工作中宣传、教育、鼓动等优势手段应用于安全管理的全过程,努力营造良好的安全氛围。 1.牢固树立正确的安全思想和理念。要强化员工法制观念和责任意识,树立“做不好安全环保工作就是是失职”的思想,真正做到责任不松手、管理不甩手、监管敢出手。要进一步提高安全意识,以对自己、对家庭、对企业负责的态度,自觉遵守制度法规,严守安全规程,立足岗位做好安全工作。要充分发挥组织、宣传优势,加大安全理念宣贯力度,加强员工树立正确的世界观、人生观、价值观的教育,强化员工大局意识、奉献意识和学习意识。要经常性的开展员工思想状况调研分析,切实提高政治思想工作的针对性,实效性,为企业实现安全生产打下坚实的基础。 2.结合岗位实际,强化安全思想教育。安全生产中的思想政治工作既要符合企业实际,更要突出“主旋律”。要结合实际、针对特点、突出重点。对企业领导,要强化决策层的安全生产意识,提高安全生产管理水平;对企业安全管理人员,要重点强化安全责任落实,促进企业安全生产标准化;对特种作业人员,要抓住工作特点,提高应急处理能力;对一线岗位员工,要落实好岗位职责,提高安全防范意识和安全素质。思想政治工作要在创建安全工作环境、鼓舞干群士气、激发工作热情中营造人人要安全、人人保安全的良好氛围,增强员工的归属感和共保安全的“自律”意识。 3.开展形式多样的宣传教育。在安全生产思想教育中,要从实际出发,因人、因地、因时制宜。要根据员工需要,充分利用网络、电视、报纸以及微博、微信等新媒体,开展安全经验分享、专栏宣传、电教片教育、安全知识竞赛、安全座谈讨论、典型案例专题分析等形式,积极开展安全知识宣传,强化安全生产教育活动。 4.切实解决员工实际问题。当前,社会生活丰富多彩,思想活动的独立性、差异性日益突出,利益机制越来越重要,因此,要真正了解员工在想什么,想干什么,切实帮助员工解决实际问题,使员工放下思想包袱安心工作。例如,加大表彰奖励经费投入,使员工在奉献的同时也能得到相应的报酬;让优秀的员工走上管理岗位,担当班组明白人等等。 5.强化效能管理,创新方式方法。在实际工作中,思想政治工作要想发挥最大效能,必须不断创新方式方法,以适应企业发展变化的安全生产形势的需要。思想政治工作应该深入到生产一线和工作的全过程中去做,根据员工的思想动态、工作表现选择不同的角度和方式。安全管理工作安全系数提高了,思想政治工作也就有了着力点。 总之,安全是企业永恒的主题,安全工作永远在路上。随着企业的发展和社会的进步,安全管理工作的不断改进和创新,也给思想政治工作提供了广阔的空间和舞台。 石油化工应用论文:分子筛在石油化工中的应用 摘 要:随着社会经济和科学技术水平的不断提高,如农业、精细化工、石油化工等行业领域催化剂被越来越多地应用。文章对石油化工中应用分子筛进行探讨,并简要介绍了分子筛的结构及发展。 关键词:应用 石油化工 金属离子 分子筛 沸石是一种软性、低密度的矿石,并在吸水剂中发挥着关键作用。文章以沸石分子筛为例进行论述。催化剂中采用沸石分子筛,利用了其稳定性及多样性。沸石能够通过人工进行合成,但合成沸石化学组成则为硅铝酸钠,而天然产沸石为碱土金属或碱金属的硅铝酸盐。为组成分子筛,类型不同的分子筛是由三种物质数量比例不同而形成。根据组成硅铝比和晶型的不同,分子筛的类型也不同。但含量是决定分子筛类型的主要成分。作为催化剂,为了与分子筛不同用途相适合,需要将分子筛中的转换为其它阳离子。,公式中为结晶水的mol数,为,是金属离子价数,为分子筛中的金属离子。 沸石分子应大于反应物分子,这样分子筛的内部才能有效容纳分子。经过路易斯酸催化反应,在该反应发生的过程总,要使催化得以完成,就必须有效生成分子。孔道尺寸按孔道大小进行划分的话,在两毫米、两毫米至五十毫米和超过五十毫米的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。按照骨架元素的组成,分子筛可分为骨架杂原子、硅铝类、磷铝类等分子筛。通过不断深入分析、研究分子筛的合成与应用,伴随化工领域的不断突破与进步,人们成功地发现了磷铝酸盐类分子筛,并得以广泛应用。由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水,水分子在加热后连续地失去,但晶体骨架的结构却不发生变化,于是就会形成空腔,这些空腔大小不尽相同。空腔中又包含了许许多多的微孔相连,它们拥有相同的直径,可以将小于孔道直径的分子吸附至孔穴内部,极性程度不同的分子,这样就将沸点相异的分子,饱和程度相异的分子剥离开来。微小的孔穴直径大小均匀,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,具有筛分分子的作用,因此称为分子筛。针对石油化工应用所需条件条件即为苛刻的情况,分子筛具有较大的孔径,使得其水热稳定性和热稳定性无法得到满足。2mn以上的孔道和空腔也是能够实现的。由上述内容可以看出,分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业领域中被广泛使用。 一、异构化 1.异物化 化合物分子通过异构化的过程虽不会改变量和组成,但却会改变其结构,如果使用了催化剂,那么,基团或原子等处于有机化合物分子的元素则会发生改变。不同于半个世纪前,现在使用新型ZSM-5分子筛催化剂的二甲苯气相和液相异构化。而在半个世纪前,异构化的使用仅仅在于生产高辛烷值汽油调合组分,之后,伴随社会经济和人们物质生活水平的提高,大幅增加对汽油的需要。高辛烷值汽油调合组分利用异丁烷烷基化生产的工序得到飞速发展,与此同时,正丁烷异构化也大力推进社会工业化发展,这也对烷基化的原料的来源与应用形成促进、获得拓展。然而,在芳烃的转换方面通过对异构化过程的应用,研发了铂催化剂的二甲苯异构化工艺,该工艺以氧化铝或氧化铝-氧化硅为载体。在这之后又开发出液相二甲苯异构化过程,该过程用氟化氢-氟化硼作催化剂。为了将汽油中所引起的缺乏辛烷值的问题顺利解决,炼油厂采用了沸石和贵金属无定型两种催化剂,同时增加爱了乙烷和戊烷异构化的作用。用氧化铝为粘结剂的丝光沸石作为沸石催化剂较为典型。其能够对水、硫等杂志所引发的中毒形成抑制。 2.重整 将低辛烷值的环烷和链烷转为芳和异构烷,是双功能催化剂的作用。以获得高产为目的,可使用沸石催化剂工艺,但是针对于甲基环戊类而言,这种催化剂不具有敏感性。 二、生成碳碳键 分子的增大以及C-C键形成机理发生在甲醇转化反应中。为了能够有效控制分子,特别是分子的长度,可对分子的截面积进行充分利用,选择与之相应的反应条件,从而延伸并拓展了甲醇低碳烯及甲醇制汽油的工序。 三、分子间的偶合 1.合成二甲苯 合成二甲苯反应对二甲苯的方法,也就是甲苯与甲醇的烷基化,二甲苯选择性在催化剂上为90%,八面沸石催化剂能够产生百分之五十对二甲苯。 2.合成乙苯 通过乙烯与笨的酸催化烷可制成乙苯,用ZSM-5催化剂能够降低能耗,并增加乙苯选择性,。苯与乙烯在ZSM-5催化剂上的烷基化反应能够达到99.6%的乙苯产率。 四、重排分子 1.甲苯歧化 分子间的甲基重排则为甲苯歧化,现阶段的催化剂为丝光沸石,该催化剂可减少生成多甲苯,且稳定性更高,例如:经磷或镁改性后,选择二甲苯几率能够达到百分之83。 2.二甲苯异构化 如二甲苯异构化反应,最简单的二甲苯异构化为苯环上的甲基重排,换言之,就是将加氢汽油装置或者重整装置的芳变化为二甲苯混合物,且较为平衡,之后将二甲苯分离出来,该二甲苯具有价值。为将ZSM-5孔道收窄,采用CVD法,可增加至95%的二甲苯含量。 五、催化裂化 1.选择性裂化 裂化是将重质油生产为轻质油的过程,轻质油如分柴油和汽油等。在工业生产中,加热是类裂化过程,并存在催化剂,在炼制石油的过程中,加氢裂化、催化裂化、热裂化等是最为常见的。将ZSM-5作为石油加工过程中的催化剂,汽油馏分是由直链烷催化裂化产生的。链烷的裂化率在ZSM-5中随着减少的孔道的有效直径而减少、增大的链烷分子长度而不断增加,这样有利于提高辛烷值。丝光沸石和大孔径沸石也能够参与以上反应,成为催化剂,但是其效果也消失得很快。 2.加氢裂化 在具有酸功能和金属的催化剂下,石油馏分在高氢分压的裂化作用下,增加了沸石催化剂的作用,这就是加氢裂化。丝光沸石与大孔径沸石与石脑油的加氢裂化反应程度最佳。稀土离子交换的高硅八面沸石的前提是针对重质原料。在炼制石油的过程中,较高的温度和压力使得氢气经过催化剂作用后发生异构化、裂化、加氢反应,从而变为柴油、煤油、汽油的加工过程则为加氢裂化。加氢裂化的特点诸多,如轻质油产品的质量好,且收率高等。 3.流化催化裂化 在早期的沸石催化剂中,出现了流化催化裂化的概念,使汽油馏分的辛烷值和生产能力大奥最大是流化催化裂化的目的。在流化催化裂化催化剂中,主要应用Y型沸石,其由稀土离子交换,并具有极高硅铝比和稳定性。在石油催化裂化反应中,原料油充分地与催化剂进行反应,这样对反应十分有利。因此,状催化剂经常被使用于催化裂化等工艺中。通过反应,为了将催化剂的作用及效果完全发挥出来,可以在反应与再生的设备中,流化催化剂,使其呈现流化状态。 六、结束语 随着社会经济和科学技术水平的不断提高,催化剂被越来越多地应用在各行各业中。例如:农业、精细化工、石油化工等领域。催化剂的原料采用沸石,这针对工业的发展而言具有十分重要的作用。而随着应用的不断广泛化,使用沸石催化剂的领域也在不断扩展中,对此也增加了沸石催化剂的用量,并且新的合成技术的应用也给沸石催化剂带来新的发展。 作者简介:孙晓琳 女 籍贯:辽宁抚顺 汉 1980年12月28日 学位: 研究生, 职称:讲师 研究方向:石油化工 要求研究型论文 单位:辽宁石化职业技术学院