无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文,希望能够对您有所帮助。
无人机航测技术的应用分析
【摘 要】以生产项目为例,以无人机航测的技术流程为主线,介绍了无人机航测技术方面的应用分析。
【关键词】无人机、航测技术
【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.
【Key woerds】UAV、aerial surveying technology
中图分类号:V279+.2文献标识码:A 文章编号:
0 引言
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术,在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大,影像有明显畸变等问题,这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。
本文从生产案例出发,以无人机航测技术为主线,对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。
1 生产实践
1.1主要技术依据
《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);
《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);
《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);
《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...
1.2 数据源及预处理
1.2.1 数据源
本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像,航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ,焦距为:35mm,相幅大小为:5616×3744,像元分辨率为6.41um。影像地面分辨率为0.2米。
1.2.2遥感影像预处理
无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机,因此,在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时,需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)
1.3 无人机航测总体作业流程
1.4无人机航空摄影
本次无人机航摄分两个架次进行,由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好,影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好,能够表达真实的地物信息,可以满足1:2000成图要求。
像片航向重叠度为75%,旁向重叠一般为35%-45%,旋偏角一般控制在12度以下。
1.5 像片控制测量
1.5.1 像控点精度要求
像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于0.2米,高程中误差不大于0.2米。
1.5.2 像控点布点方案
项目布点方案确定为双模型布点,全部布设为平高点。
1.5.3 像控点测量
在像控测量之前,首先对测区内收集到的已知控制点进行联测,检核控制点情况;为满足后续像控测量,联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测,采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个,新设控制点2个,观测时具体技术参数依据规范,像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量,满足要求。
1.6 空中三角测量
本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密,根据航飞及影像分布情况,将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密,即采用自动匹配进行像点量测,剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求,检查点平面中误差为0.3米,高程中误差为0.17米,最终加密成果符合1:2000数据采集要求。
1.7 数据采集
在空三完成后,利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况,第一架次无法建立的模型有29个,占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大,航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求,我们提出了如下解决方案:在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。
1.8 项目精度报告
根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计,统计了3幅地形图,其中高程精度中误差最大为0.36米,最小为0.27米,从统计的结果看,粗差率比较高,有的达到了5%,平面精度中误差为0.75米。
2 结 论
(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性,比如,区域网整体加密精度评定良好,但单模型定向精度存在超限情况,在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等,可以通过外业实测进行补充测量、验证。
(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时,应采用试验区的作业方法,即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验,分析精度指标后确定作业方案。
(3)目前,无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面,如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域,在载人机不便或无法完成的情况下,由无人机来完成。
参考文献:
[1] 范承啸,韩俊,熊志军,赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009,34(5):214-215;
[2] 崔红霞,李杰,林宗坚,储美华。非量测数码相机的畸变差检测研究[J] 测绘科学2005,30(1):105-107;
[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010,8(1):20-22;
作者简介:徐锦前(1982-),男,辽宁铁岭人,工程师,主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。
点击下页还有更多>>>无人机应用技术论文
工程测绘中无人机遥感技术的优势和运用论文
无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。写起论文来就毫无头绪?下面是我精心整理的工程测绘中无人机遥感技术的优势和运用论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
摘要:
文章主要就无人机遥感测绘技术相关内容进行分析,其中着重探究工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用。无人遥感测绘技术的应用,不仅有利于提升测绘行业发展的科学性、创新性,同时也有利于提高工程测绘的水平和质量。
关键词:
工程测绘;无人机烟感测绘技术;数据分析;
引言:
近年来,无人机在很多领域都得到了广泛应用,并发挥着越来越重要的作用。在工程测量领域对无人机技术的应用,能够为复杂环境下地面测量提供便利,获取相应地区的图像、影像等数据资料,有效提升测量工作的严谨性和科学性。
1、无人机遥感测绘技术的优势
1.1、提升数据的准确性
在工程测绘中全面应用无人机遥感技术,能够对数据准确性有效提升,保证收集数据的安全性,为工程建设提供依据。无人机遥感技术的复杂性相对较高,借助不同类型的技术,特别是对数码传感技术、卫星定位技术以及无人技术的应用,能够全面提升数据收集的质量及效率,大大降低测绘误差,从而保证对数据快速收集的同时,利用高科技全面提升数据的准确性。在对无人机技术不断应用的过程中,其设计也在不断改善,应用的成熟性越来越高。无人机有较小的体积、较高的灵活性,能够很好地推动工程测绘,尤其针对复杂地区,借助无人机遥控测绘技术,能够开展详细的勘察工作,借助软件的应用,能够对数据失误、丢失情况有效避免。
1.2、提升效率
无人机遥感测绘技术的应用,能够减少人工操作程序,有效提高工作效率,在一定程度上降低误差,短时间内对数据快速处理,不仅能够保证效率,还能够保证质量。应用无人机外部作业过程中,能够突破恶劣天气影响,同时也有较长的续航时间,从而保障测绘进度。
1.3、降低成本
测绘作业的复杂性相对较高,应用无人机遥控测绘技术能够有效减少其成本,在一定程度上转变传统测绘方式,提升测绘工作的准确性、科学性。借助地面信息收集工作,能够为其他工作的数据来源奠定基础。在传统测绘过程中,借助载人飞机或卫星对收集数据,会产生较高的成本,且存在安全问题,很容易被恶劣天气影响。应用无人机遥感测绘技术,能够有效地降低成本。
2、无人机遥感技术在工程测绘中的具体应用
2.1、采集数据
在建设工程中,需要始终以数据为基础,因此需要保证数据的精度,但保证数据的精度就需要保证测绘的精度,从而保证建设项目的建筑质量。可见工程测绘收集数据工作十分重要,是工程决策的重要依据,在此基础上分析数据,有利于全面优化工程的谋划、设计。在不同工程测绘过程中,无人机遥感技术的应用也更加广泛,工作人员能够对不同类型数据有效收集,同时也能够借助相关技术,对数据进行分析汇总,对数据收集的精度、速度有效提升。在具体操作过程中,工作人员可以应用计算机输入指令,划分相应的测绘区域,对无人机航线有效设计,并在相应的环境下,引导无人机执行相应的命令,在无人机测绘飞行的过程中,能够明确相应的数据信息,从而结束工程测绘工作。现阶段,技术创新性不断提升,应用定位系统,能够保证定位的精准性,结合坐标系统,能够保证相应区域内的测绘作业能力。对无人机取得的资料,相关工作人员要优化监测、复核工作,对数据的精确性有效保证,并补充其他数据。
2.2、采集图像
应用无人机遥感测绘技术开展工程测绘,除了收集数据,还要收集整理不同图像,对制图的要求有效满足。借助无人机技术,能够收集测绘范围内不同方面的信息,进一步形成影像拍摄。同时,在此基础上,还能够对三维建模有效应用,深加工上一阶段拍摄的画面,为制图工作奠定良好的基础。无人机测绘有较高的智能化,针对不符合需求的图像会进行自动处理,如应用重叠影像数码相机进行自动变焦,对图像参数快速调整有效实现,保证图像收集的清晰性。
2.3、开展低空作业
应用无人机遥感测绘技术,能够对安全性有效保障,尤其一些对图像要求较高的工程测绘项目,无人机测绘能够对上述要求有效满足。在一些恶劣环境之中,应用无人机开展低空作业,因其有更强的灵活性,能够避免受外部条件影响,高效快捷地完成任务。无人机遥感测绘技术也在不断升级,能够很好地提高无人机快速应对能力,有效提升测绘质量。
3、无人机遥感测绘技术应用注意事项
3.1、对相关设备定期检查
为了全面发挥无人机的优势,有效保证测绘结果,并对无人机使用效率有效提高,需要对设备监测的精准性不断优化,保证设备始终处于最佳状态。监测调试工作在应用无人机遥感测绘技术中十分重要,在正式应用设备前,相关工作人员要做好设备性能检测工作,对设备的性能优化,再开展飞行试验,针对不稳定的'设备,相关的工作人员要强化相应的调试工作,对设备性能的稳定性有效保证。此外,相关工作人员还要优化日常保养工作,对通讯设备、电源系统、地面电台等方面进行定期检查,对设备安全性有效保证。
3.2、对像控电测量流程优化
对无人机技术应用,要优化相应的流程,保证无人机遥感测绘技术的应用效果有效提升。工作人员要注意强化拍摄像控点布设工作,对其安全性、高效性有效保证,并完善优化升级工作。具体从以下3个方面入手:
1)要注意监测在可控范围内,与拍摄范围的具体情况有效结合,进行相应地分析,对拍摄区域自由网效果明确,同时还要检查快速生成自由网快拼图的情况,明确是否存在偏差。
2)要对像控点测量方案布设流程优化。要以目标测量范围的具体情况为基础,如地势、地形,优化控制像控点相片质量,提升收集数据的严谨性,避免对影响、数据处理的随意性,还要注意保留原始数据,从而为后续调整制图奠定良好的基础,有效保证数据的真实性。
3)相关工作人员要加强数据存储工作。对于无人机拍摄而言,会出现大量数据,设备中会对相应的数据储存,需要对其中没有价值的信息有效去除,避免无用数据对新数据的影响,保证色彩效果和清晰度。
3.3、对飞行、摄影质量有效控制
为了对无人机拍摄的水平、效率有效保证,相关工作人员需要在实际应用过程中,对无人机的飞行、摄影质量进行严格控制。在具体应用过程中,相关工作人员需要注意:
1)结合规定的时间,带无人机进场,并对无人机不同方面的信息明确,如无人机的降落、起飞方式等,同时还要对飞行速度有效控制,保证测绘影像的清晰性。
2)要注意对无人机飞行高度的设计、控制工作优化,对拍摄区域的设计航高于飞行航高之间的高度差明确,并控制在合理的范围之内。随后还要注意对无人机的飞行状态有效控制,避免其他信号影响无人机拍摄的准确性。此外,在无人机飞行过程中,相关工作人员还需要注意对无人机的上升、下降飞行速率有效控制,并制定相应的安全保护方案。
4、总结
综上所述,应用传统测绘技术,已经不能满足现阶段的市场需要,需将无人机遥感测绘技术应用其中。但为了保证工程测绘结果的科学性和准确性,相关工作人员需要结合实际情况,优化无人机遥感测绘技术,从而有效提升工程测绘的质量和效率。
参考文献
[1]周李乾.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用[J].智能城市,2020,6(12):73-74.
[2]易应军.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2020(8):4376.
[3]郑义,董晓亮.论无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(36):4055.
欢迎选择大疆无人机
执法
无人机可为执法人员提供立体感知,丰富执法工作信息化手段,推动智能化转型,提升响应速度同时降低工作风险。
侦查取证
用高空侦查、建模等手段记录现场全局信息,精准还原案件。
治安巡逻
高效自动化巡逻,及时发现治安隐患,现场喊话警示制止违法行为。
交通执法
快速响应,立体视角,高效固定现场证据。
城管巡查
快速定位违章建筑,降低执法成本,实现数字化城市管理。
执法
无人机可为执法人员提供立体感知,丰富执法工作信息化手段,推动智能化转型,提升响应速度同时降低工作风险。
侦查取证
用高空侦查、建模等手段记录现场全局信息,精准还原案件。
治安巡逻
高效自动化巡逻,及时发现治安隐患,现场喊话警示制止违法行为。
交通执法
快速响应,立体视角,高效固定现场证据。
城管巡查
快速定位违章建筑,降低执法成本,实现数字化城市管理。
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文,希望能够对您有所帮助。
无人机航测技术的应用分析
【摘 要】以生产项目为例,以无人机航测的技术流程为主线,介绍了无人机航测技术方面的应用分析。
【关键词】无人机、航测技术
【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.
【Key woerds】UAV、aerial surveying technology
中图分类号:V279+.2文献标识码:A 文章编号:
0 引言
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术,在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大,影像有明显畸变等问题,这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。
本文从生产案例出发,以无人机航测技术为主线,对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。
1 生产实践
1.1主要技术依据
《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);
《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);
《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);
《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...
1.2 数据源及预处理
1.2.1 数据源
本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像,航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ,焦距为:35mm,相幅大小为:5616×3744,像元分辨率为6.41um。影像地面分辨率为0.2米。
1.2.2遥感影像预处理
无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机,因此,在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时,需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)
1.3 无人机航测总体作业流程
1.4无人机航空摄影
本次无人机航摄分两个架次进行,由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好,影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好,能够表达真实的地物信息,可以满足1:2000成图要求。
像片航向重叠度为75%,旁向重叠一般为35%-45%,旋偏角一般控制在12度以下。
1.5 像片控制测量
1.5.1 像控点精度要求
像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于0.2米,高程中误差不大于0.2米。
1.5.2 像控点布点方案
项目布点方案确定为双模型布点,全部布设为平高点。
1.5.3 像控点测量
在像控测量之前,首先对测区内收集到的已知控制点进行联测,检核控制点情况;为满足后续像控测量,联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测,采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个,新设控制点2个,观测时具体技术参数依据规范,像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量,满足要求。
1.6 空中三角测量
本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密,根据航飞及影像分布情况,将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密,即采用自动匹配进行像点量测,剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求,检查点平面中误差为0.3米,高程中误差为0.17米,最终加密成果符合1:2000数据采集要求。
1.7 数据采集
在空三完成后,利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况,第一架次无法建立的模型有29个,占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大,航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求,我们提出了如下解决方案:在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。
1.8 项目精度报告
根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计,统计了3幅地形图,其中高程精度中误差最大为0.36米,最小为0.27米,从统计的结果看,粗差率比较高,有的达到了5%,平面精度中误差为0.75米。
2 结 论
(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性,比如,区域网整体加密精度评定良好,但单模型定向精度存在超限情况,在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等,可以通过外业实测进行补充测量、验证。
(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时,应采用试验区的作业方法,即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验,分析精度指标后确定作业方案。
(3)目前,无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面,如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域,在载人机不便或无法完成的情况下,由无人机来完成。
参考文献:
[1] 范承啸,韩俊,熊志军,赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009,34(5):214-215;
[2] 崔红霞,李杰,林宗坚,储美华。非量测数码相机的畸变差检测研究[J] 测绘科学2005,30(1):105-107;
[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010,8(1):20-22;
作者简介:徐锦前(1982-),男,辽宁铁岭人,工程师,主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。
点击下页还有更多>>>无人机应用技术论文
无人机在水利工程测量中的应用分析
无人机的应用,均可以实现对工程建设和管理的低空遥感,完成对工程的快速测绘及信息监测。 那么无人机在水利工程测量中的应用是怎样的?
众所周知,水利工程是重要的基础设施工程,对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段,随着科技的发展,水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面,现代科技的应用,极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用,凭借自身的机动灵活性,快速获取数据,贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。
我国有面积广阔的季风气候区,海陆热力性质的巨大差异,形成了我国降水时空分布的不均匀性,旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善,水利信息化水平的不断提高,结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛,为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析,提高了工程决策的科学性。近年来,随着无人机的使用,起降方式机动灵活,自主飞行,低空循迹,快速获得数据资料,尤其是无人机中的相关设备,能够对于航空影像和工程数据进行收集,有利于三维模型的构建,为工程的科学决策奠定了基础。
一、无人机在水利工程中的应用
(一)无人机在水利工程中的应用范围
在水利工程行业内,工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关,而无人机的应用,均可以实现对工程建设和管理的低空遥感,完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点,而无人机的监测也具有灵活性强,分辨率高的优点,再配合以先进的空间信息技术和GPS技术,能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。
(二)无人机在水利工程中的应用分析
1.无人机在水利工程测绘中的具体应用
普通航空摄影也可以用于工程测绘,但是由于缺乏灵活性,对于云下图像的获取难度也很大,卫星遥感时效性不高,分辨率低,为此,在水利工程的测绘实践中,往往需要重复测绘,工作效率不高。随着无人机的使用,在机体上荷载数据遥感设备,借助于遥感数据处理系统,并与3S技术有机结合,能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用,可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面,通过无人机技术的使用,无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成,从而对工程不同区域内水域的状况进行分析,为科学决策提供有效信息。
2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用
我国水资源储量丰富,流域众多,河流面积广,对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用,能够实现对水域变化的动态监测,掌握基本的.水域基础数据,为水域的调查和统计奠定基础,并逐步实现水域管理的信息化,为水利管理的现代化铺平道路[1]。
3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用
随着经济的发展,在各种因素的共同作用下,我国水土流失的问题日趋严重,甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设,对流域内水土流失情况进行统计,人工处理方法费时费力,准确性不高。随着无人机技术的应用,根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像,能够对水土流失问题进行分析,并制定合理的改善策略,确保水利工程的可持续发展。
二、无人机在水利工程测量中的有效运用
(一)概述
无人机技术在水利工程测量中的具体应用,主要涉及无人机低空摄影测量系统,测量系统要想正常发挥功能,就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。
无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用,尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面,无人机技术有着重要的应用。值得一提的是,无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中,需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计,确保应用效果[3]。
(二)作业方案
本文以某水利工程的测绘工作为例,对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中,无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时,将其划分成7个架次。在测绘过程中,平面控制网布设了四等GPS网,GPS标石点共埋设了24个,并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制,本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点,区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案,航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展,像控点的位置也至关重要,为此,一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中,通过GPS-RTK方式对像控点进行联测,确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于0.02m[4],并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。
在本次的航空摄影中,无人机航空摄影分别实施了7个架次,航摄仪型号为Canon 5D Mark II,最终确定的地面分辨率为17cm,地面数据采集采用的是VirtuoZo NT 3.5,并借助CASS9.1软件形成最终的测绘图,输出结果,具体的工作流程如下图1所示。
(三)具体实施的相关内容
无人机在水利工程测量的具体应用过程中,主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量,采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量,累计航线36条,拍摄照片3383张。拍摄焦距0.035mm,绝对高度1200米,基线距离190m,航线距离 528m,平均分辨率为0.16,航向重叠度为68.58%,旁向重叠度为41.65%。根据相关的统计,误差均符合相关要求,表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量,在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下,对空中三角测量进行加密,加密软件为Inpho,为了保证工作效率,本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示,空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中,自带平差结算功能,能够对区域网平差进行计算,提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度,需要改正航片畸变,设置信息文件和相机文件,做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作,同时还要做好必要的质量检查工作。
结语:
随着我国经济的发展,科技的进步,越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施,是一项利国利民的工程,需要不断引入先进的科技成果,提高自身的建设质量。为此,将无人机应用于水利工程测量的实践中,在提高测量精度的同时,对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。是怎样的?
众所周知,水利工程是重要的基础设施工程,对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段,随着科技的发展,水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面,现代科技的应用,极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用,凭借自身的机动灵活性,快速获取数据,贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。
我国有面积广阔的季风气候区,海陆热力性质的巨大差异,形成了我国降水时空分布的不均匀性,旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善,水利信息化水平的不断提高,结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛,为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析,提高了工程决策的科学性。近年来,随着无人机的使用,起降方式机动灵活,自主飞行,低空循迹,快速获得数据资料,尤其是无人机中的相关设备,能够对于航空影像和工程数据进行收集,有利于三维模型的构建,为工程的科学决策奠定了基础。
一、无人机在水利工程中的应用
(一)无人机在水利工程中的应用范围
在水利工程行业内,工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关,而无人机的应用,均可以实现对工程建设和管理的低空遥感,完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点,而无人机的监测也具有灵活性强,分辨率高的优点,再配合以先进的空间信息技术和GPS技术,能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。
(二)无人机在水利工程中的应用分析
1.无人机在水利工程测绘中的具体应用
普通航空摄影也可以用于工程测绘,但是由于缺乏灵活性,对于云下图像的获取难度也很大,卫星遥感时效性不高,分辨率低,为此,在水利工程的测绘实践中,往往需要重复测绘,工作效率不高。随着无人机的使用,在机体上荷载数据遥感设备,借助于遥感数据处理系统,并与3S技术有机结合,能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用,可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面,通过无人机技术的使用,无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成,从而对工程不同区域内水域的状况进行分析,为科学决策提供有效信息。
2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用
我国水资源储量丰富,流域众多,河流面积广,对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用,能够实现对水域变化的动态监测,掌握基本的水域基础数据,为水域的调查和统计奠定基础,并逐步实现水域管理的信息化,为水利管理的现代化铺平道路[1]。
3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用
随着经济的发展,在各种因素的共同作用下,我国水土流失的问题日趋严重,甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设,对流域内水土流失情况进行统计,人工处理方法费时费力,准确性不高。随着无人机技术的应用,根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像,能够对水土流失问题进行分析,并制定合理的改善策略,确保水利工程的可持续发展。
二、无人机在水利工程测量中的有效运用
(一)概述
无人机技术在水利工程测量中的具体应用,主要涉及无人机低空摄影测量系统,测量系统要想正常发挥功能,就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。
无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用,尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面,无人机技术有着重要的应用。值得一提的是,无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中,需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计,确保应用效果[3]。
(二)作业方案
本文以某水利工程的测绘工作为例,对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中,无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时,将其划分成7个架次。在测绘过程中,平面控制网布设了四等GPS网,GPS标石点共埋设了24个,并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制,本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点,区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案,航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展,像控点的位置也至关重要,为此,一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中,通过GPS-RTK方式对像控点进行联测,确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于0.02m[4],并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。
在本次的航空摄影中,无人机航空摄影分别实施了7个架次,航摄仪型号为Canon 5D Mark II,最终确定的地面分辨率为17cm,地面数据采集采用的是VirtuoZo NT 3.5,并借助CASS9.1软件形成最终的测绘图,输出结果,具体的工作流程如下图1所示。
(三)具体实施的相关内容
无人机在水利工程测量的具体应用过程中,主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量,采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量,累计航线36条,拍摄照片3383张。拍摄焦距0.035mm,绝对高度1200米,基线距离190m,航线距离 528m,平均分辨率为0.16,航向重叠度为68.58%,旁向重叠度为41.65%。根据相关的统计,误差均符合相关要求,表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量,在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下,对空中三角测量进行加密,加密软件为Inpho,为了保证工作效率,本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示,空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中,自带平差结算功能,能够对区域网平差进行计算,提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度,需要改正航片畸变,设置信息文件和相机文件,做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作,同时还要做好必要的质量检查工作。
结语:
随着我国经济的发展,科技的进步,越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施,是一项利国利民的工程,需要不断引入先进的科技成果,提高自身的建设质量。为此,将无人机应用于水利工程测量的实践中,在提高测量精度的同时,对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。
浅谈水利堤防管理论文篇二 水利堤防工程管理的关键点 摘要:水利工程建设可以有效保证人们的正常生活,直接促进我国的经济发展,本文笔者从近年来的施工经验出发,探讨水利堤防工程施工管理的关键点,力求不断促进我国水利工程的进步。 关键词:水利堤防;功臣管理;关键点 中图分类号:TL372文献标识码: A 引言 堤防建设是我国防洪工程体系的重要组成部分,随着各种基础建设的迅速发展,我国很多地区受到洪水肆虐的威胁,而这些地区必须要有高质量的防洪设施来保护当地经济的发展。水利工程中,土方建筑主要用于修筑渠堤、堤防、土石围堰、土石坝等建筑物。要求根据地形、土料性质、土层分布、工程性质、质量要求、工期、工程量、运距、机械性能等,合理布置施工场地、道路,选择机型、机械数量,各工序衔接配套,保证工程质量,高效率、低成本地组织施工。土方填筑的质量好坏直接影响着它对洪水的防御效果。所以在实际施工中要加强土方填筑的施工质量控制,严格按照工程质量要求进行施工,确保水利工程高质量、高效率地完成。 1、水利堤防工程管理的意义 我国地域辽阔,江河湖泊众多,水资源非常丰富。由于我国位于太平洋西海岸,季风气候明显,因而一到夏天,降水量骤增。如果不及时做好 雨水 排泄工作,部分城市、乡村,特别是深圳、浙江、上海等沿海省市都将会出现不同程度的水淹情况,不但会造成交通道路堵塞,还会影响人们正常生活。因此,兴修水利堤防工程与完善堤防工程管理工作特别重要,它是健全国家基础设施、完善城乡运营体系的根本所在。现在,我国已将堤防工程的建设与管理工作纳入到防洪体系中,并使其处于核心地位。纵观我国水利地方工程管理发展,自20个世纪90年代以来,我国政府投入了大量人力与物力去支持堤防工程建设。在这十几年的不断建设和发展中,取得了良好成绩。我国“十五”水利发展重点专项规划中指出,截至到2001年,我国累计加固新修堤防就已达260000km。由此可见,堤防工程的快速发展以及堤防工程管理方式的不断创新,大大提高了我国应对洪涝灾害的能力,有效保障农业经济的发展,确保了人们的生活质量。虽然如此,水利堤防工程管理中还是存在一些问题,像是堤防管理制度不健全、堤防工程建设费用分配不合理等,这些都严重阻碍了水利堤防工程管理工作的进程,给我国经济发展和人们生命安全埋下了一定隐患。所以,必须加强管理水利堤防工程建设。通过采取一定的措施,从制度、费用、人员等方面着手,全方位地改善堤防工程管理方式,提高堤防工程管理能力,使堤防工程能够充分发挥防洪作用,进而实现社会经济和水资源利用的和谐发展。 2、水利堤防工程管理要点分析 2.1、搞好施工前的准备工作 在水利水电工程施工以前,我们首先要考虑的是如何把前期准备工作做好,也就是确定清楚的施工方案,以及明确的施工程序,并且以此作为施工依据来开展后面的建设工作。水利堤防工程与其他建筑项目相同,在建设程序上也是由建议书、设计招投标、项目实施、可行性研究报告、竣工验收、施工招投标等诸多环节组成的。除此之外,相关负责人一定要采取一定措施,办好各种手续,从而能够使工程项目在枯水季节得以施工。 2.2、做好施工方的选择工作 从一定程度上来看,施工单位的质量会极大地影响建设工程的质量。所以,我们一定要认真地筛选合适的施工人员。具体地,在施工以前,我们在做好项目招标工作时,一定要严格地按照国家有关施工方的招标文件来开展,力求以公平、公正、公开为原则,惟有这样,才能保证我们选出的施工方,是能够达到相关方的要求的,同时确保施工方的主要人员有一定的实力,较为丰富的施工经验和比较好的信誉。此外,在我们审查施工单位的施工资格时,一定要对其参建人员进行审查,以保证其实际数量和投标所报出来的数量是基本一致的。 另外,值得一提的是要加强对其中的项目经理和技术人员、主要负责人的资格审查。除此之外,监理人员也可以对施工建设起到一定的作用,其综合素质的高低,将会直接对水利提防工程的施工进度、工程质量及安全起到一定的作用。为此,从这一角度来看,我们一定要选择有良好信誉,较强的施工经验,以及较高的施工技术的监理单位。与此同时,还要加强对实际到场的监理人员的管理工作,以保证施工人员数以及所有的施工人员的综合素质都能达到要求。最为基本的,就是监理人员一定要有相应的资质,以及一定的敬业精神与素养。 2.3、深化堤防工程管理单位的内部改革 要做好水利堤防工程的管理工作,就要切实加强堤防管理单位的内部改革,即加强对内部管理人员的管理。加强对人的管理可以从2个方面入手。第一,要注视人的主体作用,以人为本,注重人的价值。这就需要管理人员要关心每一位员工,重视每一位员工的工作价值以及工作情感。使员工在工作过程中充满自信以及快乐,这样就能充分调动员工的工作积极性,使人力资源得到充分发挥。第二,要实行一定的内部机制,激发员工的主动性与积极性。各水利堤防工程管理的基层单位领导也应该对其制定出一系列制度,对其责任、权利以及义务都做出明确规定,使其规范自身行为,为单位的长远发展带来不竭动力。在管理人员的录用、升职过程中也要严格按照程序走。管理人员除了十分优秀的或者上级调派的之外,其他都需要从下至上进行选拔,要考核其表现、能力、素质等各个方面,采取公开、公正、公平的选拔 方法 ,选出表现好、能力强、素质高的职工。在实际工作中,要对其进行监督,如果出现问题,就解除合作关系,如果其表现优秀则可以继续聘用。另外,要根据个人工作质量以及工作强度,灵活多变的发放工资,基本参照多劳多得的原则,还可适当引进绩效评估机制,将员工实际利益与工资水平联系在一起,切实带动员工的工作积极性。 2.3、做好技术管理 2.3.1、堤坝防渗加固 高压填充式灌浆主要用于堤基基础灌浆,亦用于堤身蚁穴、溶洞的填充。用于基础灌浆时,须用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔,孔距1.5~2.0m,孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜。灌浆时压力一般为127.40~166.60kPa,套管下到填土层保证堤身干燥,基础部分砂砾层灌入水泥浆,然后逐步提升到土层,以黄泥浆封孔。这种灌浆法主要用于治理因基础不良而引起的管涌。用于填充蚁穴、溶洞时,灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆,形成包围圈,然后进行填充,则填满为止。 2.3.2、土方填筑 填筑地面不平整时,铺设时不能顺着起伏坡度填补,要由下而上的水平填补,堤防横断面上的坡度不能太陡,一般不大于1∶5;分段作业面的长度要大于100m左右(如果人工施工多,可以适当剪短);施工中,铺土和压实工序中不能有界沟出现,施工时应该分层统一进行,以免影响施工质量;在软土施工中,不能先筑堤身后压载,需要同时对两者进行统一分层填筑;相邻施工段的作业面要平整、均衡上升,如果出现不可避免的高差,需要利用阶梯式面进行过渡;铺土工序中,如果由于某种原因土料表层干裂时,在进行压实工作前,要进行洒水。 3、结语 在我国大搞经济建设和实施水利建设的同时。根据我国的水利工程建设的特点为工期长、跨度大、涉及范围广等。所以,总的来看,其管理工作相对是比较复杂的,具有较强的综合性,而如果我们加强对其管理,就可以使施工质量有保障,同时可以提升工程的经济效益。所以,从这一点来看,在实际的施工过程中,我们一定要以施工单位选取、原材料管理、安全生产管理等各方面为切入点,对各个施工环节加强管理,从而达到工程质量和效益最大化的双赢目标。 参考文献 [1]沈丽辉.水利堤防工程管理的关键点[J].北京农业,2014,09:221. [2]刘增进,张建伟,张俊霞.堤防工程管理信息系统建设的必要性分析[J].人民黄河,2010,05:14-15. [3]薛广军.堤防工程管理研究分析[J].黑龙江科技信息,2013,32:206. [4]丁留谦,孙东亚.堤防工程中几个关键研究课题[J].水利发展研究,2002,12:59-62. 看了“浅谈水利堤防管理论文”的人还看: 1. 水利堤防工程管理论文 2. 水利堤防工程管理论文(2) 3. 浅谈水利水电工程论文 4. 水利水电工程管理论文 5. 浅谈水利施工中水闸施工的管理措施论文
风载荷 高层建筑物 影响风是紊乱的随机现象风对建筑物的作用十分复杂,规范中关于风荷载值的确定适用于大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建筑物风作用的计算方法;摩天大楼可能造成很强的地面风,对行人和商店有很大影响;当附近还有别的高层建筑时,群体效应对建筑物和建筑物之间的通道也会造成危害。风对建筑物表面的作用力大小,与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。一、风荷载的形成风荷载是空气流动形成的,对建筑物的作用是不规则的,风荷载实际上是一种随机时变活荷载,但不同于一般活荷载(楼面和屋面活荷载、吊车荷载、雪荷载)。为了结构设计方便,迄今为止,世界各国的高层建筑结构设计,都是将风荷载转换为确定性的静力等效风。风对建筑物的影响不仅仅是风声,主要是风荷载对水平位移的影响。具体到多少米会有影响,要看当地气候特点、风力状况、场地特征、建筑物体型等等因素。总风荷载与局部风荷载总风荷载是指建筑物的各个表面所受风荷载的合力,是沿建筑物变化的线荷载,通常按建筑物的主轴方向计算。局部风荷载是指在建筑物表面某些风压较大的部位,考虑风压对局部某些构建的不利作用时考虑的风荷载,考虑部位一般是建筑物的角隅或阳台雨篷等悬挑构件。风荷载与楼层高度有关,越高风压越大,但不是简单的正比关系。对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按规范取值确定。对于山区的建筑物,风压高度变化系数还应考虑地形条件的修正。二、风荷载对高层建筑物的影响风荷载是超高层建筑的主要控制荷载,气流经过高耸结构物会产生明显的三维风荷载效应,即顺风向、横风向和扭转风荷载,从而引起结构在三个方向上的振动。高层建筑三维风荷载形成机理复杂,影响因素众多,一直以来都是风工程研究的热点问题。但目前大多数的研究都集中于矩形等少数规则平面的高层建筑,而对复杂体型高层建筑的风荷载则较少涉及。(一)、高层建筑物周围的风环境高层建筑物周围的风环境状况是由靠近地面的流动风(简称近地风)所决定的,近地风的形态结构如湍流度、旋涡尺寸等以相当复杂的形式依赖于建筑物的尺度、外形、建筑物之间相对位置以及周围的地形地貌等,不同时间、不同空间的风速、风向是不同的。可见,空气绕过建筑物的流动是一个非常复杂的流体运动现象,其流动特征具有明显的紊乱性、随机性,对行人的舒适程度的影响也不尽相同。风作用在建筑物上产生风压差。当风吹到建筑物上时,在迎风面上由于空气流动受阻,速度降低,风的部分动能变为静压,使建筑物迎风面上的压力大于大气压,在迎风面上形成正压区。在建筑物的背风面、屋顶和两侧,由于在气流曲绕过程中形成空气稀薄现象,因此该处压力将小于大气压,形成负压区,形成涡流。高大建筑林立会产生“峡谷”效应,带来变幻莫测的“高楼风”。气流分布与建筑物形状有关。高层建筑如建筑呈横长形时风速最大区为建筑上方,当建筑呈细高状时,风速最大区为建筑两侧,项目的裙楼建筑为横长形,情况属于前者,塔楼建筑为细长形,情况属于后者。实际上,某一单体高层建筑物孤立存在的情况是很少的,更常见的是多栋相邻高层建筑物构成的建筑群。对于高层建筑群,由于各单体建筑之间的相互干扰,使得组成群体的各个建筑的空气动力特征与单个孤立建筑相比有较大的区别,其周围的风环境情况也更加复杂。影响高层建筑群风环境的主要因素为①建筑群空间密度及布局;②建筑物周围环境相对高度;③风向、风速;④建筑物的尺度、相对高度;⑤局域的地形、地貌等。对于多个相邻高层建筑物,当间距足够大时,它们之间没有相互作用,相当于多个单体的情形;而当间距很小时,整体上只相当于一个单体建筑;只有当相邻建筑物之间存在一定的距离并相互作用时,其风场状况才不同于单体建筑。高层建筑群风环境较差的区域为建筑物拐角处和巷道内。拐角处是角区气流作用较大的区域,其附近风速较高,风力较大,流场分布极不均匀。巷道是建筑物之间的区域,当气流平行流向巷道时,由此产生渠道效应,风速不断增大,而且巷道两端是建筑物的拐角,角区气流对巷道内产生较高风速也起了一定的作用。随着巷道纵深长度的增加,两侧建筑物的高度越高,建筑密度越大,渠道效应也越明显,当出现大风天气时,可能发展成为较强风速区,对行人和建筑造成一定危害。(二)、风荷载对高层建筑结构的要求在高层建筑中,竖向荷载对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。对一些较柔的高层建筑,风荷载是结构设计的控制因素,随着建筑物高度的增高,风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外,主要的侧向荷载是风荷载,在荷载组合时往往起控制作用。因此,高层建筑在风荷载作用下的结构分析与设计引起了研究人员和工程师们的重视。建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,应符合下列要求:1、应具有必要的承载能力、刚度和变形能力;2、应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力;3、对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。高层建筑的结构体系尚宜符合要求:结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。风荷载是结构的重要设计荷载,特别对于高耸结构(如烟囱、塔架、桅杆等)、高层建筑、大跨度桥梁、冷却塔、屋盖等,有时甚至起到决定性的作用,因而抗风设计是工程结构中的重要课题。近二十年来,国内外建造了超高层建筑和大跨度结构。对这些限高层建筑结构风荷载和风震响应的计算分析,确保高层建筑物的质量是十分必要的。参考文献:[1]黄本才,结构抗风分析原理及应用[M],天津:同济大学出版社,2001,1-7[2]张向庭.工程抗风设计计算手册[M],北京:中国建筑工业出版社,1998[3]GB50009)2001建筑结构荷载规范[S],2001,北京:中国建筑工业出版社,2002
建筑标准中对通风的要求 建筑通风方式比较国家颁布的《住宅设计规范》(GB50096-2011)规定:6.9.1 住宅的卧室、起居室(厅)、厨房不应布置在地下室;当布置在半地下室时,必须对采光、通风、日照、防潮、排水及安全防护采取措施。6.9.6 地下室、半地下室应采取防水、防潮及通风措施,采光井应采取排水措施。7.2.1 卧室、起居室(厅)、厨房应有自然通风。7.2.3 每套住宅的自然通风开口面积不应小于地面面积的5%。8.4.3 燃气设备的设置应符合下列规定:1. 燃气设备严禁设置在卧室内;2. 严禁在浴室内安装直接排气式、半密闭式燃气热水器等在使用空间内积聚有害气体的加热设备;3. 户内燃气灶应安装在通风良好的厨房、阳台内;4. 燃气热水器等燃气设备应安装在通风良好的厨房、阳台内或其他非居住房间。8.5.3 无外窗的暗卫生间,应设置防止回流的机械通风设施或预留机械通风设置条件。建筑中常用的自然通风实现方式主要有以下几种:1.利用风压实现自然通风节能,自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明:当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时,迎风面中心处正压最大,在屋角和屋脊处负压最大。另外,伯努利流体原理显示,流动空气的压力随其速度的增加而减小,从而形成低压区。依据这种原理,可以在建筑中局部留出横向的通风通道,当风从通道吹过时,会在通道中形成负压区,从而带动周围空气的流动,这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定方向上封闭,而在其他方向开敞,从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。2.利用热压实现自然通风自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差———即通常讲的“烟囱效应”———来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔———如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同,热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。3.风压与热压相结合实现自然通风在建筑的自然通风设计中,风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说,在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风,而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果。位于英国莱彻斯特的蒙特福德大学女王馆就是这方面的一个优秀实例。建筑师肖特和福特将庞大的建筑分成一系列小体块,既在尺度上与周围古老的街区相协调,又能形成一种有节奏的韵律感,同时小的体量使得自然通风成为可能。位于指状分支部分的实验室、办公室进深较小,可以利用风压直接通风;而位于中间部分的报告厅、大厅及其它用房则更多地依靠“烟囱效应”进行自然通风。同时,建筑的外维护结构采用厚重的蓄热材料,使得建筑内部的得热量降到最低。)4.机械辅助式自然通风在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等) ,并借助一定的机械方式加速室内通风。5.双层维护结构双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术,被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻璃或三层玻璃组成,在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气夹层,并配有可调节的深色百页。在冬季,空气夹层和百页可以形成一个利用太阳能加热空气的装置,提高建筑外墙表面温度,有利于建筑的保温采暖;在夏季,则可以利用热压原理将热空气不断从夹层上部排出,达到降温的目的。对于高层建筑来说,直接对外开窗容易造成紊流,不易控制,而双层维护结构则能够很好的解决这一问题。建筑设计与自然通风自然通风效果与建筑构件(窗、门、墙体等) 有着密切关系。我们在建筑结构设计时应考虑充分利用自然通风。1.双层玻璃幕墙在欧洲,采用玻璃幕墙的建筑很流行,为减少夏季空调的冷负荷,需要遮阳设备。研究表明,采用外遮阳设备比内遮阳设备节能效果更佳,但外遮阳设备投资大且影响美观。于是发展了双层玻璃幕墙,双层玻璃之间留有较大的空间,常被称为“会呼吸的皮肤”。有时可将房间的窗户开向墙穴。在冬季,双层玻璃间层形成阳光温室,提高建筑围护结构表面温度;在夏季,可利用烟囱效应在间层内通风。玻璃幕墙间层内气流和温度分布受双层墙及建筑的几何、热物理、光和空气动力特性等因素的影响。CFD和network 方法的模拟结果表明,该结构可大大减少建筑冷负荷,提高自然通风效率。双层玻璃幕墙具有如下优点:避免开窗带来的对室内气候的干扰;使室内免受室外交通噪声的干扰;夜间可安全通风。然而由于大量使用玻璃,夏季会增加太阳辐射得热而使夹层内的温度很高,引起能耗增加,甚至导致办公室过热。所以为减少其带来的不利影响,内层可采用浅色玻璃,间层内设置窗檐, 但应注意窗檐、风口、窗户的合理安装。2.窗户大多数情况下,自然通风系统中以窗户来充当风口,窗户的形式、面积大小及安装位置影响通风效率、室内气流组织和室内热舒适。Per Heiselberg 等人研究了不同类型窗户的通风特性,认为对于单侧自然通风、贯流通风或热压驱动的自然通风来说,在冬季最好选择底悬式窗户,在夏季最好选择侧悬式窗户。窗户的通风系数Cd 随着开口面积、窗户类型和室内外温差的变化而变化,不能认为是常数,仅当开口面积较大时,通风系数才近似等于0.6 。3.中庭绿色建筑、高层建筑可利用中庭的热压作用实现自然通风,德国法兰克福商业银行总部大楼便是成功的一例。有中庭的建筑越来越多,但大多为封闭式,设计的目的主要是采光。4.风塔由垂直竖井和几个风口组成,在房间的排风口末端安装太阳能空气加热器以对从风塔顶部进入的空气产生抽吸作用。该系统类似于风管供风系统。5.屋顶屋顶的形状影响室外风压,从而影响自然通风效果。可采用翼形屋顶以便形成高压区和低压区。用CFD 方法和实验方法研究了自然通风建筑中,屋顶形状和屋顶高度对自然通风情况下的室内气流分布和室内气流流速的影响。依靠通风机提供的动力来迫使空气流通来进行室内外空气交换的方式叫做机械通风。与自然通风相比,机械通风具有以下优点:送入车间或工作房间内的空气可以经过加热或冷却,加湿或减湿的处理;从车间排除的空气,可以进行净化除尘,保证工厂附近的空气不被污染;按能够满足卫生和生产上所要求造成房间内人为的气象条件;可以将吸入的新鲜空气按照需要送到车间或工作房间内各个地点,同时也可以将室内污浊的空气和有害气体从产生地点直接排除到室外去;通风量在一年四季中都可以保持平衡,不受外界气候的影响,必要时,根据车间或工作房间内生产与工作情况,还可以任意调节换气量。但是,机械通风系统中需设置各种空气处理设备、动力设备(通风机),各类风道、控制附件和器材,故初次投资和日常运行维护管理费用远大于自然通风系统;另外,各种设备需要占用建筑空间和面积,并需要专门人员管理,通风机还将产生噪声。机械通风可根据有害物分布的状况,按照系统作用范围大小分为局部通风和全面通风两类。局部通风包括局部送风系统和局部排风系统;全面通风包括全面送风系统和全面排风系统。(1)局部通风利用局部的送、排风控制室内局部地区的污染物的传播或控制局部地区的污染物浓度达到卫生标准要求的通风叫做局部通风。局部通风又分为局部排风和局部送风。局部排风是直接从污染源处排除污染物的一种局部通风方式。当污染物集中于某处发生时,局部排风是最有效的治理污染物对环境危害的通风方式。局部排风系统的划分应遵循如下原则:a.污染物性质相同或相似,工作时间相同且污染物散发点相距不远时,可合为一个系统。b.不同污染物相混可产生燃烧、爆炸或生成新的有毒污染物时,不应合为一个系统,应各自成独立系统。c.排除有燃烧、爆炸或腐蚀的污染物时,应当各自单独设立系统,并且系统应有防止燃烧、爆炸或腐蚀的措施。d.排除高温、高湿气体时,应单独设置系统,并有防止结露和有排除凝结水的措施。② 局部送风系统在一些大型的车间中,尤其是有大量余热的高温车间,采用全面通风已经无法保证室内所有地方都达到适宜的程度。在这种情况下,可以向局部工作地点送风,造成对工作人员温度、湿度、清洁度合适的局部空气环境,这种通风方式叫做局部送风。直接向人体送风的方法又叫岗位吹风或空气淋浴。(2)全面通风全面通风又称稀释通风,原理是向某一房间送入清洁新鲜空气,稀释室内空气中的污染物的浓度,同时把含污染物的空气排到室外,从而使室内空气中污染物的浓度达到卫生标准的要求。全面通风适用于:有害物产生位置不固定的地方;面积较大或局部通风装置影响操作;有害物扩散不受限制的房间或一定的区段内。这就是允许有害物散入室内,同时引入室外新鲜空气稀释有害物浓度,使其降低到合乎卫生要求的允许浓度范围内,然后再从室内排出去。全面通风包括全面送风和全面排风,两者可同时或单独使用。单独使用时需要与自然送、排风方式相结合。① 全面排风为了使室内产生的有害物尽可能不扩散到其他区域或邻室去,可以在有害物比较集中产生的区域或房间采用全面机械排风。图7-5所示就是全面机械排风。② 全面送风当不希望邻室或室外空气渗入室内,而又希望送入的空气是经过简单过滤、加热处理的情况下,多用如图7-6所示的全面机械送风系统来冲淡室内有害物,这时室内处于正压,室内空气通过门窗排到室外。
建筑空气动力学(architectural aerodynamics) 空气动力学的一个分支,主要研究风对建筑物、构筑物(如房屋、桥梁、烟囱、冷却塔、电视塔、空中电缆、输电塔、广告牌、雕塑等,以下简称建筑物)的作用和效应以及建筑物的存在所造成的风环境等问题。 人们自古以来就认识到风对建筑物的破坏作用,但对风的破坏机理并不十分清楚。随着空气动力学的蓬勃发展,人们开始从空气动力学的角度研究建筑物上的风载荷和风所激发的振动。特别是自从1940年美国塔科马(Tacoma)大桥倒塌事件发生以后,这种研究得到进一步的发展。60年代以后,高耸建筑物不断增多,轻型建筑材料广泛应用,城市规划日益周密,风对建筑物的作用更受到重视。至今已逐渐形成了一门涉及空气动力学、气象学、气候学、结构动力学、建筑工程等多方面学科的边缘学科──建筑空气动力学。 湍流结构以及建筑物的形状表面粗糙度和动力特性,一般随时间变化,并且具有很大的随机性。为了研究方便,常将真实的瞬时风载荷分为平均风载荷和脉动风载荷两部分。 对通常形状的建筑物来说,表面摩擦应力同压力相比是小量,所以对建筑物表面上压力的积分即可认为等于作用力。在工程设计中,常用体形系数表示平均作用力的大小。=(/):,式中为作用力;为建筑物迎风面积;为基本风压。体形系数与建筑物形状有很大的关系。在建筑载荷规范中常给出各种不同结构的体形系数,作为设计时的参考或准则。 建筑物表面上的脉动压力,从机理上说,主要是由于大气中的湍流脉动和建筑物绕流中的旋涡脱落等作用的结果。脉动压力一般随位置和时间而随机地变化,它使建筑物承受随时间变化的作用力和力矩。这些力和建筑物的惯性力、恢复力、阻尼力等的共同作用使建筑物激发振动,简称风振。若风振的主要频率同建筑物固有频率相近,则可能发生共振而引起灾难性后果。风振特性及其防止措施是建筑空气动力学的研究内容之一。 此外,风吹过建筑群时,当地的流场将发生很大变化,引起不利效应。如使地面行人行走不便,甚至摔倒;在露天运动场产生不适宜比赛的风场等。这需要采取措施如预先调整建筑物间的布置形式、植树、布置防风设施等来控制局部气流。 研究方法 主要是实验室模拟、现场观测、理论分析和数值计算。绕建筑物流动主要是剪切湍流流动,而其完善的力学模型尚未建立,可见从基本方程出发来进行理论或数值计算还没有达到实用的程度。现场观测所需人力、财力较大,实验条件难以控制,而且很多建筑是待建的。因此当前解决实际问题的主要方法是实验室模拟,特别是采用缩尺模型在大气边界层风洞或分层流水槽中进行模拟实验。首先要求模拟大气边界层气流,主要是气流的平均速度分布、湍流度、积分尺度和频谱等。模拟方法可以利用长实验段风洞和不同底面粗糙度自然形成大气边界层,也可以在短实验段风洞中用旋涡发生器、喷气装置等人工加速形成大气边界层。其次要求几何相似,包括建筑物外形、表面粗糙度及其周围环境和地形等的几何相似。理论上也要求实验雷诺数与全尺寸实物时相同,但一般难以达到。对于有棱角建筑,相应的流动基本上与雷诺数无关,影响不大;对于球形、圆柱形等建筑来说,则可以用加大表面粗糙度的方法来补救。
建筑节能技术 摘要:建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到:建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。而建筑外围护结构节能内容主要有:外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等等;建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有:热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术;可再生能源在建筑中应用技术内容主要有:太阳能(包括光热、光电)利用技术、浅层地源热泵(包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源)和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。 一、建筑外围护结构节能技术及存在问题(一)、外墙保温隔热技术基本情况1、外墙保温隔热技术应用与发展我国建筑以混凝土结构、砌体结构及混合结构体系为主,由于这些结构形成的建筑自身特点,在实施建筑节能时通常采用外墙附贴保温隔热系统构造的方式。我国于八十年代中期开始研究建筑外墙保温技术、进行工程试点,国内的企业、研究单位首先通过将改良的窑炉、管道工业保温技术用于建筑物的节能,这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙内保温浆体材料;这些技术自九十年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑,后因为生产工艺简陋、生产控制不严格、性能指标不易达到要求,施工质量难以保证,因而工程质量问题比较多而逐渐退出北方建筑节能市场,现在主要在南方进行应用。与此同时,部分国内的企业引进国外技术或对其进行改造后组织生产用于建筑物的节能,这方面的技术有:模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称EPS)薄抹灰外墙外保温系统;机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术,这方面的技术有:如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统;发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统;这些技术系统的应用工程已达上千万平方米,有些应用已超过上亿平方米,代表了我国当今技术主潮流,是发展的方向。随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准,和公共建筑节能标准的实施,最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称XPS)外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术(EPS系列)以及聚氨酯(简称PU)高效外保温技术,这些技术正在日益成熟,为许多高效节能建筑示范采用;但是应该注意的是:在工程应用挤压聚苯板(XPS)系统时不能使用普通板和再生板,应该使用改进工艺后生产的墙体专用板;而软、硬泡聚氨酯(PU)技术目前仅以现场喷涂技术和专用板或复合专用板形式的薄抹灰粘贴板技术比较成熟。最近部分技术系统正在进行提高系统防火性能研究和进行系统装配化做法的研究,有些已经完成了系统研究,完成了工程试点示范,完善后的新系统将在公共建筑节能和既有建筑节能改造方面有很好的应用前景。此外,针对现在保温材料以有机材料为主,其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况,还研发了以矿(岩)棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统,现正在开展工程试用和推广。还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术,这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。与外墙内、外保温系统同时存在的还有,以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分,正在朝着:性能高中低档搭配,材料多种、性能多样,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。2、工程应用中常见的技术问题和影响质量的问题我国外墙保温技术在较短时间取得了世界注目的发展,但是在提高完善质量和规范管理外墙保温技术方面,我国还刚刚起步;与欧洲管理规范化,把外保温系统作为一个整体进行认定的情况有所不同,我们的管理部门、生产、设计和施工应用单位在认定时还存在比较注意控制材料产品性能,而忽视按要求进行系统性能控制的倾向;生产、研究、施工行业还存在应用技术理论研究薄弱、工程经验缺乏、实验和验证方法不统一的问题;相当数量的开发商对待建筑节能实施仍然抱应付和消极的态度,使得质次价低的产品在低价中标的做法下占有市场;最突出的就是各个环节不能严格按标准生产、销售、施工的问题。(1)企业技术研发、培训缺位企业是我国应用技术研发的主体,但是在外墙保温隔热技术领域目前除了少数企业外,大多数生产企业没有独立的研发力量,大都还停留在模仿国内外技术阶段,对技术的基础理论、构造措施原理、系统形成机理研究很少;一是有缺陷的保温隔热系统流向市场,造成技术产品市场混乱;二是低价中标单位寻求替代材料时,会出现以次充好,或者为节约成本,简化构造、简化施工环节时,会出现系统性能下降,使工程质量得不到保证。而大部分内保温浆料型技术系统在南方建筑上应用时,这些技术系统在改变了的环境中使用,其保温机理有所不同,系统经常处于常温常湿的非中高温干燥状态,不能提供优良保温隔热性能。(2)创新技术集成系统问题 目前国家级、省级科研机构进行外墙保温隔热技术与产品研究的不多,因此企业在自行研究新的外墙保温隔热技术系统时,能从基础研究中得到的支持很少;而企业受自身技术、经济条件的制约,对于新研究的技术系统也没有配备足够的人力、物力、财力,难以从技术的基础理论、构造措施原理、系统性能形成机理的研究上下工夫,难以解决不同的材料在集成不同的外保温系统时出现的问题,使得新研究的技术还在试用阶段就暴露出工程可靠性差、耐久性不够的问题;有些虽然也通过了技术评估,但在扩大应用中就暴露出系统性能不完善,出现工程质量问题。还有少数施工企业不进行研究,没有任何技术根据就组织队伍承揽实施外墙外保温工程;还有的生产、施工企业为了迎合某些开发项目的需要,没有经过外保温系统的大型耐候试验、系统评估或论证就进行外墙外保温系统施工,或进行建筑物外墙外保温系统上粘贴瓷砖的施工,出现保护层开裂和瓷砖空鼓脱落现象,这些都是非常危险的做法。(3)施工质量外墙外保温工程或者叫外墙外保温技术系统从工厂生产出来到达工程现场还是半成品,必须在现场经过施工环节才能最终形成外墙外保温技术系统,因此系统的质量与施工质量有很大关系,而现在很多都是非专业队伍施工,施工组织不规范、没有专门的资质要求,“专业施工人员”并不掌握外保温技术,加上监理环节也存在不规范的问题,无法保证外墙外保温技术系统的现场施工质量始终处于受控状态,也就无法保证外墙外保温系统的工程质量。(4)低价中标与系统质量现在正常的外墙外保温系统施工成本应该在70~80/m2元人民币,加合理利润销售价格应该在80/m2元人民币以上;但是现在经常耳闻有外保温工程报价低至40~50元人民币的外保温,这样做的后果就是质量不合格的外保温系统,或者就是质量有隐患的外保温系统流向市场;现在有些地方正在建立施工图审查环节中的经济技术审查,对外保温系统的基本定额进行审查,以保证工程质量,在目前市场条件下这是值得推广的经验。(5)其他应该注意的问题统一检测标准、检测方法。目前在国内能按标准进行大型耐候试验单位并不多,但因有利可图便纷纷开展大型耐候试验,结果因为试验的方法和工作程序不统一,导致同厂家的同一种技术系统在不同试验单位的结果不一致,这就为不成熟技术产品进入市场开了方便大门。规范设计。设计、施工单位对保温隔热技术缺乏了解,靠照搬厂家或标准图集了事,对相关技术产品标准缺乏培训,出现设计不合理的保温隔热工程、施工质量低下的保温隔热工程。完善防水隔潮性能。随着建筑节能深入,在低能耗和超低能耗建筑设计中现有外墙保温隔热系统可能会出现露点,因此外墙保温隔热技术产品下一步应研究隔潮层的设置。改变目前保温隔热材料以有机材料为主、以石油化工产品为主的局面。建筑节能的最终目的是为了节约石油、煤炭资源,但是目前大量使用的外墙保温隔热材料(EPS、XPS、PU)、门窗材料(PVC)、屋面材料(EPS、XPS、PU、PVC、沥青)都来自石油化工产品,对石油化工依存度高和大量使用又拉动了能源资源的消耗;因此应该关注、支持无机保温隔热材料的研发和应用,而现阶段应该关注、支持有机石油化工保温隔热材料的循环利用技术的研发和应用。组织国家建筑科研力量认真研究我国南北建筑气候差异、建筑技术特点、建筑使用特点、外墙保温隔热机理和适宜的外墙保温隔热技术与产品 我国气候、生活习惯南北差异大,应该组织国家和地方科研力量进行研究;特别是在夏热冬冷和夏热冬暖地区使用内保温技术问题,既不能简单照搬严寒、寒冷地区的经验,也不能偏信厂家的宣传;应该根据内保温技术应用中普遍存在的热桥问题、生产和施工质量不稳定问题、外墙热工环境恶化问题,进行严格的第三方验证,完善其保温隔热性能和可用性。最终形成性能高中低档搭配,形式有外墙外保温、外墙内保温、外墙结构自保温,拥有多种材料、多种性能的,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿气候房屋工程特点的外墙保温隔热系统。 (二)、门窗技术基本情况1、节能门窗技术应用与发展(1)窗户建筑外窗由多种材质不同的材料组装而成,其热工性能也各不相同;由于窗户的生产及应用技术、密封技术、遮阳技术和安装技术水平的不同,受窗框型材特性、断面设计、玻璃的选用、两玻间空气层厚度及窗框比等因素的影响,建筑外窗的保温性能差别很大。根据选用型材的不同,建筑外窗分为木窗、钢窗,铝合金窗、PVC塑料窗、玻璃钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗、木塑复合窗、铝塑复合窗等;根据选用玻璃的不同,有单玻窗、单框双玻窗、中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等。木窗的保温性能较好,但耐燃和耐潮湿性能很差。受原材料的限制,目前国内生产的木窗均为高档木窗,价格昂贵。钢窗包括空腹和实腹钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗,空腹和实腹钢窗大量应用于20世纪70至80年代,其市场占有率曾突破70%,但由于其保温性能较差,现已淘汰;作为普通钢窗的换代产品,彩色钢板窗和不锈钢窗具有物理性能较高、耐久性与密封性能好、色彩选择余地多、装饰效果好和使用寿命长等特点,但保温隔热性能也比较差。铝合金窗分普通和断热铝合金窗,普通铝合金窗是70年代末引进、80年代发展起来的,其窗框型材为铝合金,具有轻质、高强、耐久性好、装饰效果好等特点,但保温隔热性能较差,已经淘汰。而新型换代产品断热铝合金窗则具有较好的保温隔热性能,但价格比较高。PVC塑料窗是我国80年代末引进、90年代发展起来的,其窗框型材为PVC塑料内加钢衬,其最大优点是保温性能好,价格合理,缺点是强度及刚性均较铝合金窗低,水密性、抗风压性和采光性能均较铝合金窗差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差;这是目前正在大量使用的节能窗。玻璃钢窗近年来研究开发的玻璃钢窗,具有较好的热工和物理性能,但价格较较PVC塑料窗高。钢塑、木塑和铝塑等复合窗兼顾了两种不同材料的优点,有综合的保温性能和装饰效果,但目前国产的这类窗的物理、工艺性能还需要改善。双玻窗、中空玻璃窗和双层窗的保温性能明显优单玻窗。单玻窗保温性能极差,即使是保温性能好的PVC塑料单玻窗K值也可能高达4.8W/m2·k;而PVC塑料中空玻璃窗传热系数K值在2.1~2.7W/m2·k之间,铝合金断热中空玻璃窗传热系数K值在2.8~3.5W/m2·k之间;PVC塑料Low-E中空玻璃窗传热系数的最小值为1.4W/m2·k,铝合金断热Low-E中空玻璃窗传热系数K值可降到1.9W/m2·k。玻璃使用不同的玻璃对整窗户的热工性能影响很大,PET双中空玻璃、Low-E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的热工性能比较好,应在条件具备的项目上优先采用。平开与推拉窗的开启形式对其热工性能有极大的影响,推拉窗由于密封性能差应该尽量避免使用,平开窗有优良的热工和物理性能,但价格比较高;因此推荐平开与固定窗组合使用,经济性价比高。(2)单元、阳台和户门的节能技术经过多年的发展,我国现在应用的单元、阳台和户门主要有木质、钢质、或木质、钢质复合保温门,另有部分在阳台使用的塑料门,其技术与产品性能基本能够满足工程实际需要。2、节能门窗技术应用中存在的问题随着先进地区和城市率先实施建筑节能率达到65%的第三步节能标准,应该采用气密性良好的更为先进高效的节能门窗(包括单元、阳台和户门);目前我国已经能够自己生产各类门和窗户,包括所需要的主要门窗框型材、玻璃、门芯板品种,性能也基本满足需要。但是大量使用的PVC塑料窗存在强度及刚性均较低,水密性、抗风压性和采光性能均较差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差的缺点;而综合性能比较好的玻璃钢窗,钢塑、木塑和铝塑复合窗,断热铝合金窗等等价格由于价格偏高,影响了使用。门产品技术中存在内衬保温材料不达标、门构造不合理、长期稳定性差的问题。
有,最好是坐北朝南,因为采光最好,但是东西朝向的房子有个致命的缺点:早晚两头都被阳光照射!!!!(这也可以算是节能了吧),到时候业主想退房就如同登天了,所以东西朝向的房子比较便宜,也卖不出个好价钱。
随着改革开放逐步深化、国民经济的快速发展、人民对生活品质要求的提高,空调在现代建设中被广泛的应用。下面是我为大家精心推荐的空调节能技术论文,希望能够对您有所帮助。
空调节能技术浅谈
摘要:随着近年来社会经济的不断发展,人们生活品质的逐步提高,对于物质生活和环境舒适性的需求也更加苛刻,空调系统显然已经成为现代建筑行业中一个不可忽视的部分。但是,近年来能源危机突出和环境破坏对人类的影响逐步加深,已经让人类清晰的认识环境保护和能源节约的重要,国家也制定了一系列的法律法规和行业标准。因此,能源的有效节约、提高能源有效利用的方法和技术的研究成为了当今一项重要课题。本研究从影响空调系统的能耗的关键因素出发,提出了几项空调节能的可行性方案,最后探讨了空调节能的未来发展趋势。
关键词:空调系统;节能技术;措施建议
中图分类号:TU831.3+5文献标识码: A
前言:
随着人们经济水平的不断提高,生活品质的提升,无论是生活环境还是工作环境,空调系统在现代建筑中的应用也越来越广泛。根据统计表明,在我国空调耗能占建筑物总能源消耗的60%~70%,因此,采取有效的节能措施,解决高层建筑节能问题符合我国经济的可持续发展的要求,对节能减排和建设环境友好型社会有着至关重要的意义。
空调能耗的现状以及节能的重要性
随着改革开放逐步深化、国民经济的快速发展、人民对生活品质要求的提高,空调在现代建设中被广泛的应用。而在建筑能耗里,空调能耗已经占到建筑能耗的60%~70%左右,而且比重还在逐年上升。因此空调节能技术的发展对提高能源利用率、环境可持续发展有重要影响。
在我国现阶段中央空调系统的应用中,通常认为空调系统的温湿度控制以及空气品质的控制是最为重要的,进而忽略了空调系统的能源消耗情况。在我国,影响中央空调系统能源不能得到有效利用的主要因素有三方面,首先,在设计过程中重视投资成本,而忽略了能耗指标计算,在整个系统方案中,缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析。导致在工程建筑方案的运行过程中,使用投资低、耗能大、运行费用高的空调系统。其次,对于中央空调而言,整个的系统工程相对复杂,所以对于中央空调能源有效利用的评价,要从整个系统全面来看,而不能单纯地停留在对机器设备本身的评价上,真正意义上的节能是与各个系统设计理念、施工优劣情况以及运行管理水平和建筑物热特性等因素息息相关,而不是只看重设备本身。最后,还有一个主要的因素,就是缺乏高素质运行管理人员和节能监控,致使空调系统在运行和管理的过程中没有得到很好地控制和监管,合格的管理人才可以大大改善运行不合理的地方,有利于节能。
建筑节能技术
空调系统的节能技术首先可以从建筑物本身入手,结合建筑、结构等相关知识,使建筑物在形状、色彩、方位及材料等方面为空调节能创造最基础的条件。对于空调位置的安排要进行合理布局,合理设计相关比例与系数,选择保温隔热性能良好的材料作为墙体和屋面,并提高改善建筑围护结构的性能等,都是建筑节能的可行性措施。
2.1选择合理的室内设计参数
在整个建筑物中,主要的热损失来自于围护结构和门窗缝隙空气渗透。因此, 在建筑物进行建筑节能中,注重室内设计中加强围护结构,使用环保、节能型建筑材料, 可有效地减少通过围护结构的传热这一主要的空调负荷, 从而各主要设备的容量达到显著的节能效果。通过这种方法进行保温隔热,同时加强门窗的气密性。另外,在夏季空调供冷时,室内外侧玻璃受阳光照射,是空调冷负荷的主要部分,应采取必要的遮阳措施。而在冬季空调供热时,则要求改善窗户的保温效果,可以采用光热性能好的玻璃;为了减少窗的冷(热)桥传热,可以采用钢塑窗代替铝合金窗;同时还可以采用双层玻璃窗提高窗的保温性。在窗户的设计位置上要减小窗洞口与墙的面积比值减少空调房间两侧温差大的外墙面积及其薄弱环节窗的面积,利于空调建筑节能。
2.2合理设计建筑结构
合理的设计建筑结构也是进行空调节能的一个有效途径之一。可以通过改善建筑的保温隔热性能,使房间内冷热量的损失通过房间的墙壁和门窗传递出去,这样可以有效地减少建筑物的冷热负荷。建筑物的朝向对空调冷负荷有很大的影响,根据我国的地理位置来分析确定良好的建筑朝向,一般建筑物为南朝向是我国建筑节能的必要条件,可以通过保持合理的建筑间距以及建筑群的错落布局,使建筑物接受适当的太阳辐射,同时有利于获得自然通风气流。
空调设计方面节能
在面积较大的空调房内,在空调房内区的负荷与周边区的相比较差距较大,如果两个区域选择使用一个空调系统进行制冷,两个空调房区域的房间的将会产生较大的温差,尤其是在冬季及过渡季节,所以同时处于两个不同区域的工作人员对环境空间的温度反映冷热温差较大,,根据我国在2001年版的《采暖通风与空气调节设计规范》新增5.3.2条之规定,建筑物内负荷特性相差较大的内区与周边区,以及同一时间内必须分别进行加热与冷却的房间,宜分别设置空气调节系统.。内区系统主要处理室内负荷,与外区负荷相比,内区负荷则相对稳定,内区往往需要全年供冷,去除室内余热。外区系统主要处理外部得热,外区负荷波动大,外区新风来源一般是内区空调系统,与外区回风混合经风机盘管处理后达到送风点,外区冬季供暖,夏季供冷,从而满足舒适性要求。
空调系统中的节能技术
空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键。
4. 1 加强中央空调的运行管理和控制设备的调节控制
提高空调能源的有效利用,需提高操控人员的职业素质,避免由于管理不善而引起的空调耗能。操控人员要做好设备运行记录,分析机组各种压力表、温度计、流量计的读数是否正常准确,并根据空调负荷的变化调节机组,确保机组运行在节能状态,而且定期保养检查,及时更换磨损的零件。
4. 2 设备及管道的保温及水质处理
要实现降低能量的过多耗费这一目标,就要做好设备及管道的保温。保温的目的是为了阻绝内外温度传递,如果室外的温度小于空调排水的温度加保温是为了防止空调水管结冰冻裂水管,如果环境温度大于空调排水温度加保温是为了防止有冷凝水造成漏水。空调设备和管道的保温,对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。空调能耗高还有一个重要的原因,就是空调系统中水管中水质的污染。
5、建筑空调系统设备的节能运行技术
设备的节能运行技术在建筑空调系统综合节能技术中, 其也至关重要。主要技术包括: 蓄能空调技术、热回收技术、变频技术等。
5.1蓄能空调技术
蓄能系统就是储蓄在不需要的冷/热量或需要的冷/热量减少的时间的过程中,制冷/热设备将蓄冷/热介质中所移出的热量,并在空调处于用冷/热或工艺性的用能高峰时,启动此能量。这样既减少了能源的流失,又可以有效地利用能源,既有经济效益又有社会效益, 是一项双赢的节能举措。
5.2 热回收技术
热回收技术包括排风余热回收和制冷机组的冷凝热回收。排风余热回收充分利用排风的能量, 对其进行回收,从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。制冷机组的冷凝热回收系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染, 又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备, 避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物, 应该说是一种效果明显, 又有环保作用的节能技术。
5.3变频技术
随着电力电子技术和计算机控制技术的不断发展,在空调控制系统中变频器也得到了广泛的应用,它的应用主要是针对空调控制系统的特点而进行控制。不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置, 能随负荷变化自动调节运行状况, 保持高效率运行,从而实现了一种既能达到控制要求又能节约能源的方法。
5.4太阳能空调技术
太阳能是绿色能源中最重要的能源, 太阳能的热利用是目前建筑中利用太阳能的主要利用形式。它包括被动式和主动式两种形式。被动式太阳能房的结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源, 通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理, 以自然热交换方式来利用太阳能。主动式太阳房结构较为复杂,造价较高,需要用电作为辅助能源。采暖降温系统由太阳集热器、风机、泵、散热器及储热器等组成。在建筑外围护结构中还可采用太阳能集热墙, 利用太阳能采暖。
6、结束语
能源问题是我国实现经济发展的重点问题之一,建筑空调节能技术是节约能源、改善环境、促进经济可持续发展的有效措施。空调系统在高负荷下高效节能运行以及在系统设计中选配节能设备是建筑空调节能的关键因素, 这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。在未来的建筑物中,在空调系统设计方面,要在节约能源以及有效利用能源这两方面引起高度重视。只要各方共同努力,空调系统的节能降耗问题的解决指日可待。
参考文献:
[1] 农孙仁. 中央空调系统节能改造探析[J]. 企业科技与发展. 2012(18)
[2] 叶宁. 中央空调系统的节能运行[J]. 科技资讯. 2012(03)
[3] 李令言. 中央空调节能控制系统的研究与开发[D]. 中国科学技术大学 2011
点击下页还有更多>>>空调节能技术论文
有,有相对的影响