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中图分类号:TK26 文献标识码:B 文章编号:
作为我国电力能源生产供应的重要形式,火力发电几乎占据了我国电力生产的半壁江山,其煤炭消耗在此相对应的基础上占据我国全部煤炭消耗的近一半左右。在时展的要求下,我国对节能减排的发展目标进行制定,为实现这一目标提高经济的运行性,我国必须对火力发电厂的节能降耗加快步伐。汽轮机是火力发电厂热力系统的重要组成部分,随着电力改革及节能政策的深入,汽轮机的节能改造越来越被社会所关注,对火力发电厂的节能有重要作用。在探讨汽轮机节能改造方案及经济效益问题前,我们首先应对汽轮机组主要问题及影响其运行效率的因素有一定了解。
(一)汽轮机组主要问题及运行效率影响因素
汽轮机组目前还存在一些普遍的问题,如高中压缸机组热耗高且效率偏低;高中压缸通流部分往往间隙较大特别是各平衡环部分的汽封间隙较大,容易使机组高压排汽参数升高,导致各部分汽封漏汽大,对机组运行的经济性产生影响;机组在排气温度上比较高,真空的严密性不够好等。这些都是国内汽轮机存在的一些比较普遍和共性的问题,将机组的安全经济运行陷入隐患之中。
对其运行效率具有影响的因素则则主要有以下几点:首先是调节汽门节流损失大,在对负荷额定时,三个应全开的调节汽门都具有节能现象,平均下来在节能方面的损失则比较大,而汽门控制的喷咀数不合理及汽门间重叠度过大都是造成这种现象的主要原因。其次,单列调节级承担焓降过大,使得高压缸内部焓降的分配出现不合理,促使压力级的通流面积增大,导致整个高压缸的通流效率降低。再次,压力级动、静叶片面积比过小也会对泄露损失产生影响。此外,通流汽道粗糙也是影响汽轮机运行效率的因素之一,出汽侧的卷毛边,将会导致附加的流动损失。
(二)汽轮机节能改造方案
1.对汽轮机调节级结构进行改造
首先,应对调节级喷嘴组重新设计和加工。对喷嘴叶片高度进行增加,越2mm左右;增加3个喷嘴汽道在对应第四个调节汽阀,将调节级喷嘴的数量增加到30个,促进原喷嘴组的更新。其次,可以对调节级转向导叶环全部导叶片进行更换,将导叶汽道再增加6个。以上的改造除了可以使汽轮机进汽的喉部得到扩大外,同时能促进调节级通流面积的增加从而促进汽轮机进汽量的增加,对蒸汽流动性的改善及蒸汽做功损失的减少有重要作用。
2.对汽轮机汽封结构进行改造
对高低齿型迷宫式结构加以采用,即对汽轮机主轴上汽封套筒重新进行设计加工。将3Cr13 弹簧片装于汽封环背面与轴封体之间,在弹簧片的作用下不仅能将轴封环箍紧,同时其弹性还能为套筒与汽封环上汽封齿的碰撞提供一定退让空间,能有效避免轴封损坏。对汽封间隙进行0.15~0.20mm的调整,控制轴封漏汽量小于510kg/h,从而减少漏气量。该种改造方案由于没有汽封片,使得大修更换汽轮机主轴上汽封片的工作量被大大减少。另一方面,即使汽封环上汽封齿出现磨损,也可以直接在大修时对汽封环加以更换,促进检修工期的缩短。
3.对机组真空进行提高
在运行方面,凝汽器运行时,除了要注意热井水位、凝汽器端差外,还要注意循环水进水温度等可能给真空带来影响的因素。轴封系统不仅需要对轴封供汽母管供汽压力进行调整,同时应对其温度进行调整,保证其正常性,避免出现空气从低压轴封漏入的情况,以防止其影响凝汽器真空,与此同时还应特别关注小汽机轴封漏空气的现象。除对轴封加热器疏水U 型管水封情况注意外,还需要对给水泵密封水回水U 型管的水封情况保持时刻而密切的关注。正处于运行中的真空泵,则要对其分离器的水位和水温情况重点关注,与此同时密切观察其工作效果。
在对运行管理和设备维护进行加强的各项措施中,对拦污栅、清污机、旋转滤网等运行的情况是否正常的关注是首要任务,其次应做好对凝结器水室及铜管的清理及清洗。运行人员需要对循环水温和真空情况及时了解,并在此基础上对循泵及时增开,对胶球清洗装置加大投入,对胶球清洗系统的运行安排专人负责,同时对收球率及时统计,一旦收球率出现下降应对其进行即刻检修。
4.对机组运行参数监控及其他技术措施进行加强
汽轮机的运行参数必须给予关注,尽量不用过热器、再热器减温水以保持运行参数的稳定,使主汽温度、再热汽温等参数与设计值尽量接近。除此之外,还可以对转向导叶环与调节级叶轮径向密封片进行更换,将其间隙调整在0.8~1.2mm,从而促进漏汽损失的减少。也可以对压力级隔板及压力级叶轮径向密封片进行更换,将其间隙调整在0.8~1.2mm,以避免出现漏气损失。
(三)汽轮机节能改造后经济效益分析
对汽轮机的这些改造都是在不增加锅炉出力的基础上进行的,每小时可以保证其净利润增加187.7 元,改造后运行185天左右即可将改造成本收回。细算下来,通过对汽轮机的节能改造将会每年产生164.63万元经济效益。相对原来汽轮器落后的技术,较高的机组热耗、汽耗及发电成本和严重的环境污染,对汽轮机的节能改造是十分必要的。改造后的汽轮机整机效率能够提高3%~5%,与改造前相比在额定工况和同等运行方式下运行时,改造后的汽轮机汽耗值可以降低3%~5%,发电机功率则可相对提高出力200~300kw 左右,不仅能为火力发电厂带来更为可观的经济效益,同时能带来较高的社会效益。
【参考文献】
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关键词:既有高层住宅、节能改造、经济评价
中图分类号:TU241.8文献标识码: A 文章编号:
在高层建筑兴起后的城市发展过程中,大城市中几乎一直都存在着许多能耗高、热工性能差且舒适度偏低的高层住宅建筑,对此类建筑进行节能改造,近期可提高居住环境的舒适度,远期可延长建筑使用周期、降低能源消耗,使国家能以有限的资源维持长远的发展,利国利民。
本文以西安建筑科技大学南院8#高层住宅为对象,调研分析目前住户普遍反映在采暖季室内温度偏低情况出现的原因,结合相关计算和节能规范要求,说明该建筑节能改造的必要性。考虑不影响住户正常生活,提出一套节能改造方案,希望通过改造可以明显提高建筑室内热舒适度,达到节能65%要求。改造措施考虑适宜性及普遍推广性;同时为每户加置一套太阳能热水系统,以节省生活热水消耗的能源。最后通过对节能改造方案进行经济性评价说明其可行性。
1. 8#高层住宅楼现状
1.1 8#高层住宅楼基本概况
8#高层住宅楼位于西安市碑林区建设东路西安建筑科技大学南院家属区内,属单位集资住宅,1999年3月完成设计,2000年建成并投入使用。该建筑地上24层,地下2层(含人防和地下车库),建筑高度71.95m,标准层面积723.6m2,总建筑面积18570m2,体型系数0.25,窗墙比南向0.3、北向0.26、东/西向0.17。
1.2 8#高层住宅护结构现状分析
1.2.1 外墙现状分析
8#高层住宅外墙保温为内保温,南北向外墙内侧涂20厚保温粉刷石膏,东西向外墙和飘窗内侧贴40厚聚苯乙烯泡沫塑料板并涂25厚保温粉刷石膏,做法用料选用《陕97J01建筑用料及做法》中做法。8#楼外墙保温构造做法见图1.1。
图1.1 改造前外墙保温构造做法
改造前外墙传热系数计算值K =0.79 W/(m2•K)
1.2.2 外窗现状分析
该建筑外窗为塑钢推拉白玻窗,部分为铝合金白玻窗,另外部分住户在二次装修时安装了内窗以减少冬季热量损失。这类窗户已不能满足现行建筑节能设计规范的要求,需要更换新型窗框和新型高热阻性节能玻璃。
1.2.3 屋顶构造现状分析
根据8#楼建筑施工图资料,该建筑屋面构造做法见图1.2。
图1.2 改造前8#住宅楼屋面构造做法
改造前屋面传热系数计算值K=0.46 W/(m2•K)
综上,该住宅外墙传热系数和屋顶传热系数均高于现行民用建筑节能设计规范规定的限值,需要进行节能改造;外窗选用的材料特性不符合现行节能设计规范要求,需全部更新改造;调研发现几乎所有住户日常所需生活热水均来自电加热和燃气加热,改造时为每户加置一套太阳能热水系统,节省部分电能和燃气能。
2. 节能改造方案设计
2.1 外墙节能改造
外墙改造采用外保温,不改变原内保温构造,直接在外墙外侧进行外保温处理。改造后外墙保温构造见图2.1。
图2.1 改造后外墙保温构造做法
改造后外墙传热系数计算值K =0.36 W/(m2•K)
2.2 屋面节能改造
屋面改造选用倒置式屋面做法,在原有屋面构造上进行加置保温层处理。改造后屋面构造见图2.2。
图2.2 改造后8#住宅楼屋面构造
改造后屋面传热系数计算值K =0.27 W/(m2•K)
2.3 外窗节能改造
改造更换全部外窗,选用新型材料窗框和中空玻璃,降低外窗热损失,提高节能效率。改造选用高保温窗型(双玻一膜)塑钢窗,其综合性能指标见表2.1。
表2.1 高保温窗型(双玻一膜)塑钢窗综合性能表
通过表2.1可看出,外窗更新改造选用的新型外窗传热系数为2.3 W/(m2•K),低于现行节能规范规定限值,达到节能设计标准。
2.4 太阳能热水系统应用
根据8#楼实际情况选用承重类阳台式太阳能集热系统。该住宅楼每户都有南向阳台或飘窗,所以本次改造考虑将太阳能集热系统设置在每户南向阳台栏板上或飘窗底板与顶板之间,管线直接接入每户的卫生间和厨房,实现太阳能提供每户日常生活热水所需能源,大大减少了电能与燃气能的消耗,达到节能效果。
3 改造方案的经济性评价
为了明确提出的节能改造方案成果,本节对节能改造方案进行经济性评价,说明按照本研究提出的改造方案改造后的住宅有可观的年节能收益,并能在一定年限内收回节能改造投资。节能收益和节能改造投资平衡后,建筑就进入纯收益期,可在建筑全寿命周期内节约大量的费用。
3.1 节能改造措施成本计算
8#高层住宅需要进行节能改造的外墙总面积约8490m2,屋顶面积约704m2,外窗更新改造面积约5280m2,加置96套太阳能热水系统。参考市场调研产品单价,节能改造措施成本计算见表3.1。
表3.1 节能改造措施成本计算
3.2 建筑运行能耗成本计算
8#高层住宅节能改造前后年能耗成本见表3.2。
表3.2 8#高层住宅节能改造前后年能耗成本
3.3 计算投资回收期
考虑西安市家庭年平均投资收益率和我国经济与通货膨胀情况,选取折现率5%,能源价格增长率6%。列出该项目的现金流量见表3.3。
表3.3 现金流量
根据现行民用建筑设计通则,住宅建筑设计使用年限为50年。8#高层住宅建于1999年~2000年,已投入使用13年,剩余寿命周期为37年。通过以上分析,该住宅节能改造后,第18年就可以收回成本,建筑开始进入纯收益期,对住户来说每年可节约大量的费用,同时也节约了部分能源,减少了二氧化碳废弃物的排放等,可见该节能改造方案有较好的经济效益。
4 小结
本文以西安建筑科技大学南院家属区8#高层住宅建筑为对象,针对该建筑目前存在的问题,采取适宜的技术对该建筑进行节能改造方案设计,改造方案以《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)为主要依据。最后通过对该方案进行经济性评价说明了该方案的现实可行性。
参考文献
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关键词:中央空调;节能运行;判断方法;
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
引言:对于一个采用中央空调的大型建筑而言,空调系统的能耗占整个建筑除工业用途以外的能耗的大部分,对于一个已建成并投入运行的系统,有很多原因导致空调系统运行中能耗浪费很大,因此,人们纷纷对现有的系统进行节能改造。
在确定节能改造前,很重要的环节便是判定现有的系统运行的能耗状况,以及可能的节电量。
在对现有的系统完成节能改造以后,还需要对改造后的系统运行经济性进行评估,人们习惯性的做法是,对比能耗改造前后系统的总耗电量(或部分设备的耗电量)做为改造成功与否的判定依据。而这种方法是不科学的,因为:
a、改造前后的气候条件,用户端实时负荷条件有可能不同;
b、节能改造是否将现有硬件状况下系统的节能潜力全部挖掘出来?是否只是节省了设计裕量造成的能耗浪费。
1.中央空调系统运行能耗浪费的初步判断
在满负荷工况下,如果一个系统在水泵阀门的基本全开的情况下,在满足用户冷量需求的情况下,系统供回水温差T实小于设计温差T设,说明该系统输送能耗过高。
因为有输送相同冷量的条件下:
其中,Q实为实际流量,Q设为设计需要流量;
L实为实际系统阻力损失,L设为设计流量下系统阻力损失;
KW实 为系统的实际输送功耗,KW设为系统的必须输送功耗。
则有:
依此,可以简单的测算出,实际系统运行的功耗为:
×kw必
假如一个系统按5℃温差设计,其实际运行的温差为4℃,则该系统的输送能耗浪费为:
=
- =0.728
浪费能耗为必须能耗的72.8%
因此,一个没有或只有比较少输送能耗浪费的中央空调系统,满负荷时,且在系统调节阀门基本全开情况下,供回水温差应等于设计温差,这个系统就是一个没有因设计余量造成浪费的系统。
可见,一个真正的节能运行控制系统应该能做到在满负荷以及部分负荷时都能使系统做到主循环水路上最少(或基本不用)阀门的调节。即主循环回路调节阀门基本全开情况下,系统供回水温差达到设计温差,这样才能在确保空调效果的同时,消耗最小的输送能耗。
2.降低中央空调系统能耗的措施
2.1针对新系统设计阶段的措施
在一个新的系统实际阶段,可以从以下几个方面使系统的能耗降低:
a、选用cop值较高的制冷机,且针对制冷机的负荷的调节做到无级可调,同时制冷机有较好的部分负荷特性;
b、尽可能精确的计算管路系统的损失,选定水泵流量及扬程,尽可能不留裕量;
c、在条件许可的情况下,尽可能选用更粗的管道,且减少弯路及管道长度;
d、选用阻力损失小的阀门水件,尽可能选用多功能组合阀门;
e、条件许可的情况下,尽量选用变量(总散热量)更大的冷却塔;
f、条件许可的情况下,为离心设备配置变频装置,以便于节能调节。
2.2针对旧系统的节能改造
2.2.1.针对已运行的旧系统进行节能改造时,一般采用以下措施:
a、车削水泵叶轮,这种方法可以有效的节省掉水泵选型过大时造成的浪费;
b、对水泵加装变频器,这种方法不仅能可以有效的节省水泵选型过大造成的浪费,还可以为系统在部分负荷时的节能控制创造条件;
c、对系统的能耗设备进行群控,让制冷系统在气候条件变化或部分负荷时依然能够节能运行;
d、要慎重使用冷却水泵的变频,因为虽然变频水泵的能耗与转速成三次方关系,的确可以使变频的冷却水泵节省了很大的输送功率,但在变频减掉了设计余量造成的能耗浪费以后,在部分负荷时进一步变频能否使空调系统的整体能耗降低是一个值得研究的问题,根据我们运行经验,冷却水量的降低可直接导致制冷机的功耗升高,得不偿失。因此,对冷却水泵的变频必须综合考虑整个空调系统的功耗。
3.系统节能运行的判断方法
综上所述,中央空调系统的节能运行法则归纳为:高效的设备只生产用户实时需求的标准工况冷量(例如7℃的水),该冷量在最小的沿程阻力损失的情况下被送到用户端。
3.1满负荷(最大负荷)
一个水力平衡的系统,若满负荷(最大负荷)运行时其冷冻水进回水温差为设计温差(比如T=5℃),机组出水温度为设计值(比如7℃),且此时,总回路调节阀处于全开状态,同时至少一个系统支路的阀门处于全开状态,这时,我们可以判定,机组产生的冷量刚好满足系统需求,且输送这些冷量所做的功耗是必需的,没有浪费在阀门或其他地方。
3.2部分负荷
一个在最大负荷时已调至水力平衡的系统,在系统需求为部分负荷时,则需要按负荷需求调整到一个新的水力平衡,此时,如果系统的供回水温差达到设计值(比如5℃),主机出水温度为设计值(比如7℃),且此时,总回路调节阀处于全开状态,同时至少一个系统支路的阀门处于全开状态,这时,我们可以判定,系统在这个部分负荷时,完成系统冷量供应的同时没有能耗浪费。
4、结论
中央空调系统节能运行的判断方法就是,在最大负荷和部分负荷时,于管中的调节阀全开,支管中的调节阀至少一个全开情况下,制冷机出水温度是设计值,系统供回水温差是设计值。
也就是说,如果一个节能措施只能在最大负荷系统最节能运行,而在部分负荷时却做不到,则这个控制系统是不完善的。因为,中央空调系统反而在部分负荷时有更大的节能空间可挖掘,且系统绝大多数时间是在部分负荷时运行,因此,准确判断一个节能措施是否在系统部分负荷运行时能有效节能是非常重要的。
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关键词:节能控制器,原理,改造
Abstract: Thelow-carbon energyhas becomeone of the themesof the 21st century, oil explorationcostspower consumptionaccounted for a largeproportion.Therefore,the oilindustry, energy, especiallyworthy of attention.Oil isthe lifeblood ofoureconomy,the moreoilreserves,China's economic developmentmoresecure.At the present stage, oilequipment,energy savinghas doneis not in place,pumpinga large amount ofenergyis high,affectingthe costof oilfieldimportant factor inreducingthe cost,energy-savingequipmentmustwork hardand heavyintheheavyis thepumpingenergy saving.This paperdiscusses theadoptionpumpingenergy savingpurposein order to reduceenergy consumption,asChina's oilcareer to makemore contributions.Keywords:energy savingcontroller, principles,reform
中图分类号:TE324文献标识码A 文章编号
当今世界,各个国家都为能源和环境展开了争夺战,能源不仅是支撑经济发展的动力,更体现了一个国家的综合国力。但是随着能源的不断利用,人口不断增长节能问题就成为各国关注的焦点。尤其在各个国家的工业生产中节能问题已经受到越来越多的重视,而油田作为耗能大户其节能受到全世界的关注 ,所有节能必须先从油田开始。加大低能耗举升工艺及节能配套技术研究,扩大成熟节能配套技术及设备应用规模,兼顾适应低产油田的常规抽油机、电机节能技术改造,充分发挥节能设备优势,从而在最少的资金投入下,达到最好的节能效果。这样才能使采油设备的节能发挥到最大的限度,为我国的节能减排做出贡献。
第一,节能控制器
当今科技不断发展,科学技术是第一生产力,在我们生活中数字化信息化占据了重要的地位。
所以要加强对抽油机的改造实现节能的目标必须使用现代科学技术作指导,符合现代产业发展方向。为了使交流调速系统与信息系统紧密结合,同时也为了提高交流调速系统自身的性能,必须使交流调速系统实现全数字化控制,早在120年之前游梁式抽油机的产生和使用为我们石油事业做出了巨大的贡献而世界各个产油国仍在大面积的广泛应用。这说明游梁式抽油机是有它的优势的,它主要的优势在于。结构简单,易损件少,可靠性高,耐久性好,操作维修方便。
当然我们国内的节能控制器也有许多优势,通过供电端的星角变换,实现高压启动、低压运行,并通过中间抽头进行电压补偿,实现节能的目标,这里首当其冲的应该是星角转换节能控制器,但是它也存在缺点与不足,无法实现电压的连续调节,并且体积大,消耗铜铁材料,所以只有在负载率非常低的情况下才使用。其他类型的主要有星角变换节能控制器、变频增产节能控制器、晶闸管调压式节能控制器、间抽控制器,但是他们都不能很好的在节能方面做出突出贡献。
在国内外比较流行和实用的常规游梁式抽油机,当然它也不是完美无瑕的,平衡效果差、载荷率低、工作效率低、“大马拉小车”、能耗高等等都是它的缺点,油田生产经营者和抽油机设备生产厂的动力在追求最大的经济效益,开发出高效节能的控油设备,所以他们非常注重技术的精湛,而在研发过程中他们认为在技术上和环境等方面都要做到节能减排。
根据上述分析,游梁式抽油机节能技术今后的发展应该满足以下几点原则:
1.要以依靠技术, 节能降耗,挖潜增效为目标,以经济效益为中心。不断结合新技术,开拓新思维,实现节能减排才是新型控油机的初衷。
2.节能型抽油机的发展,必须使其技术性和经济性相统一,而且技术性永
远是第一位的。即必须在保证其正常运行的前提下,才能提高节能效果和整机的
经济性。过分强调其节能效果和整机价格低廉,将会牺牲整机的安全性和使用寿
命,故障率也高,不利于生产。
3.节能型抽油机的发展,经国内各油田十几年的探索证明:近期内必须立足于在常规游梁式抽油机的基础上求发展,继承其优点,克服其缺点,才能形成适于野外生产的节能新型机。 当然控油机在设计方面也要达到结构简单,可靠耐用,操作简便,维护容易,节能效果好,调参方便及整机价格低,是新型抽油机的评价标准,同时结合节能减排才能使我们的新型控油机的目标。
4.节能型抽油机的设计制造必须尽可能的使抽油机平衡曲线和抽油机载荷曲线的变化规律相抵消,而且和不同阶段的抽油机载荷相适应。
5.智能化抽油机是节能型抽油机的发展趋势和方向,朝着自动化、智能化方向发展,朝着节约能耗方向发展,朝着大型化方向发展。
所以在节能控油方面,企业必须研制新型高效的控油机,不仅整体性价比高,设计操作简单,可靠耐用,安全系数高,而且在节能方面必须有新的特点,以更少的投入来达到最大的经济效益。新的控油设备要高效率的完成整体的采油计划,以满足日益扩大的需求,满足市场的需要,使得我国石油事业的发展迈上一个新台阶。我们一定要以节能降耗为目标,在技术开发和研制过程中不能牺牲环境来换取经济效益。
抽油机节能改造的原理及先进性
1.自动调径变矩节能改造
自动调径变矩平衡游梁式抽油机是在常规游梁式抽油机的基础上,取消了曲柄平衡重,增加了游梁长度,增设调径杆和拉杆及平衡块,构成一个六杆机构。改造后通过减小匹配减速器输出扭矩等级和匹配电动机的功率等级来实现节电的目的,同时通过调整调径杆和拉杆铰接处的平衡块平衡力矩随负荷大小增减的方法,使抽油机达到理想的平衡状态。该改造方式主要特点是结构设计新颖,运行平稳,维护保养方便,节能效果较好。
下偏杠铃节能改造
下偏杠铃节能抽油机是通过偏置变矩技术原理,在常规游梁式抽油机的游梁尾端下部加装“下偏杠铃型游梁复合平衡块”,使曲柄平衡机构与偏置变矩机构有机结合在一起的节能抽油机。通过这种改造,在抽油机运行中,能有效地削减峰值扭矩,改善抽油机的平衡状况。其特点是变矩范围大、平衡效果好、抽油机寿命长、电机功率低、节电节能明显、调参简便、操作强度低和操作快捷。
古人云:“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海”。在我们生活中我们每个人都应该养成节约的好习惯。比如说纸张如果合理利用它可以用来打草稿,或者再打印一些并不是很重要的工作材料。也许在许多人眼里这些都无足挂齿,但是如果每个人都能够合理利用身边的资源,节约一滴水,一度电,我们长年累月的积累会使资源的利用更加合理。同时从另一个角度说这也是一种保护环境爱护森林资源的一种方式。我想我们13亿人民如果团结起来,就是一个天文数字,对全国的节能减排工作影响巨大。
在生活中当我们提到节能减排,很多人认为这是企业和有关部门的事儿和我自己没有什么关系。企业管理者们也无误读了节能减排的意义我们的企业管理者认为只要有钱就进行技术改造使设备降低能耗、减少排放,无钱那就只好顺其自然了。我们每个人都在把节能减排当成别人的事情,殊不知我们是一个地球村,资源是共享的,浪费一点,就会少一点。所以不管是企业加强技术改进,还是个人提高节能意识,这些都会使我们的资源得到更加合理的利用,延长资源的寿命,造福子孙。
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【关键词】 旧宅 外立面 改造
外立面好比是建筑的外衣,传统的设计观念造就了这些平屋顶、方盒子式的旧住宅造型,过于雷同、单调的建筑形象也严重影响了当今城市形象的塑造。现代住宅外立面设计呈现一个风格多元化的趋势,以往只满足功能不注重外观设计的住宅建设时代已成为历史。同时,拆除重建的单一方式在如今新的一轮城市更新浪潮中已成为过去式,人们更多的开始注重和考虑如何实现旧住宅的延续使用。做好住宅改造,尤其是住宅外立面的改造对住宅美观提升具有重要的意义。
1 屋顶的改造
1.1 平改坡
平改坡是指在建筑结构许可条件下,将多层住宅平屋面改建成坡屋顶形式,解决原有屋面渗漏问题,达到改善住宅性能和建筑物外观视觉效果的住宅改造措施。屋面形式有两坡顶和四坡顶,端部有硬山、悬山、歇山、曼莎等多种形式。
1.2 平改绿
平改绿是指在建筑结构许可条件下,在原有平屋面上种植绿化,又称屋顶绿化。这一改造措施能改补充城市绿化的不足,对改善小气候,增强建筑屋顶的热工性能都大有裨益,另外对降低城市热岛效应、降低噪音也有积极作用。当屋面承重≥1KN/,采用蓄水种植屋面;0.5 KN/≤屋面承重≤1 KN/时,采用浅种植屋面;屋面承重≤0.5KN/时,采用培养基种植屋面。
1.3 屋面铺设保温隔热层的节能改造
常见保温层材料有膨胀聚苯板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、硬制聚氨酯泡沫塑料、挤塑聚苯板、岩棉及玻璃棉板等,根据不同地区节能设计标准,选用合适的材料及保温层厚度进行改造,以达到预期节能效果。(见表1)
1.4 平屋顶形式的美化
平屋顶上架构架坡屋顶不是改造的唯一形式,亦可以结合现代屋顶构架来考虑,力求改造后的屋顶形式富于变化,与现代住宅屋顶造型相呼应。另外,还可考虑屋顶架设构架与攀援类植物相结合,形成丰富的第五立面形象,也可以与屋面保温隔热的节能改造措施结合,相得益彰。
2 外墙的改造
2.1 外墙饰面材料的更新与立面构图
使用涂料对旧住宅外墙重新进行粉刷翻新,是一种简便、造价低、维修方便的常见改造措施。它与基层主体结构相结合,分别能满足建筑物防水、耐候、粘结、抗侵蚀、保色、隔音等多种性能的要求,同时又起到美化作用,且可选择色彩的范围十分广泛,有利于通过色彩的变化创造出全新的立面效果。(见图1)
2.2 绿色表皮植入的改造
垂直绿化是一种在建筑物或其他构筑物立面上种植绿色植物的新型绿化措施,在城市绿化和改善人居环境方面有着广阔的发展前景。利用绿色植物作为建筑物外衣,不仅能够填补地面绿化的不足,还能调节微气候,改善建筑能耗和碳排放问题。垂直绿化的主要方式有攀援与垂吊、栽植槽栽植、安装人工基盘、垂直面种植、墙面贴植。
2.3 外墙外保温的节能改造
与屋面铺设保温隔热层的方式相同,外墙外保温改造是将绝热材料铺设在建筑物外墙的外侧,并覆以保护层的措施,使建筑物整个外表面(门、窗、洞口除外)都被保温层隔热层覆盖,有效抑制了外墙与室外的热交换,从而达到节能效果。一般说来,外墙保温改造可分为外保温改造和内保温改造两种,由于内保温改造需影响室内住户生活,破坏内部墙壁装修,施工不便,故当前大多数改造实例都采取的是外部改造的方式。
3 外窗及阳台的改造
3.1 外窗的遮阳改造
在南方炎热地区窗的隔热性能比保温更为重要,所谓外窗隔热就是要求减少外窗在夏季获得的太阳辐射热和组织室外向室内的传热,而太阳辐射得热热远大于温差产生的内部得热,故对外窗部位进行遮阳改造也是十分重要的节能方式。外窗的遮阳措施可分为外遮阳、玻璃自遮阳、内遮阳三类。
3.2 外窗局部修缮的改造(见表2)
4 单元入口的改造
4.1 入口扩建门厅
一般情况下,在行列式布局的旧住宅区内,旧住宅入口前都有较宽敞空间,这为入口扩建门厅提供了条件。故在场地允许的前提下,入口向外扩建出一定大小空间作为门厅,门厅面积应保证交通顺畅的同时还至少能有一个小的休息厅,布置几张座椅供人休息聊天用。在北方寒冷及严寒地区扩建后的门厅需设门封闭,起到保温效果。
4.2 入口增设构筑物
通过在入口架设各种造型的构筑物,形成入口与室外的过渡空间,即凸出入口的标志性,也可作为公共空间小品的一部分,融入到小区景观中去。构筑物可以是简单的几何造型,也可以是仿传统符号的披檐等,更可以将攀援植物与入口廊架相结合,形成立体绿化景观,使入口与自然环境更好的融合
5 附属设施的改造
5.1 雨篷的改造
旧住宅塑料雨篷的改造不仅仅是简单的更换破损构建那么简单,应该考虑选择性能更好的新材料代替原有的雨篷材料,如现在技术含量较高的 PC 板材料。增加或者更换的雨篷,都应统一采用标准化装配构件,方便安装,避免雨篷形式的多样。标准化装配构件改变了传统的非标定做、金属焊接等手工艺做法,可以任意延伸组合以适应住宅外窗的尺寸。
5.2 空调外机的改造
常见的空调机遮挡构件形式有百叶式、网格式、栏杆式、穿孔式、图案式等,其中以百叶式和穿孔式遮挡构件较为常见。材料以金属合金材料或 PVC 型材为主。在改造空调机外位时,应根据整体外观的需求合理选则不同的遮挡构件形式与材料,力求达到整体形式的协调统一。
5.3 广告设施的改造
旧住宅沿街立面影响街道美观,在不影响室内采光通风的基础上,可以考虑将其隐藏在大幅广告牌之后或与广告牌整体改造设计。该方式有着一举两得的优势:一方面更新了原有住宅外观,增添了整个街道环境的特色;另一方面可将广告位出租的资金用于补充改造的费用,减少政府投资。
6 结语
本文主要围绕着旧住宅外立面的各个元素展开研究,重点探讨了屋顶和外墙的改造。本文的不足也衍生出今后可以继续研究的方向,望能抛砖引玉,引起更多的人来从事旧住宅改造方面的研究。
参考文献
[1] 郭晋生. 陈健明. 我国城市住宅维修改造的历史与现状[J] .城市建筑,2008(1).