CN103020460B

CN103020460B - 一种降低钢筋连接能耗的方法

Info

Publication number: CN103020460B
Application number: CN201210558424.0A
Authority: CN
Inventors: 华建民; 康明; 何小飞
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103020460A

Abstract

本发明公开了一种降低钢筋连接能耗的方法，首先建立钢筋连接能耗数据计算模型；获得各区域建筑中所需钢筋连接的参数数据；然后利用所述参数数据计算建筑中钢筋连接能耗数据；改变钢筋连接模式，重新计算建筑中钢筋连接能耗数据；最后将得到的建筑中钢筋连接能耗数据进行对比，选出能耗最少的钢筋连接模式。本发明通过钢筋连接能耗数据计算模型来分析钢筋连接能耗，通过对比不同的钢筋连接模式，从而选出能耗最少的连接模式来进行施工，该方法同时考虑了建筑材料所涉及的总内含能量、运输总能耗和建筑施工过程总能耗，节约了施工成本，为以后工程选择合适的钢筋连接方式提供定量依据。

Description

一种降低钢筋连接能耗的方法

技术领域

本发明涉及一种建筑行业能源技术领域，特别涉及一种降低钢筋连接能耗的方法。

背景技术

随着我国经济的发展、科技的进步，人们对于建筑能耗的研究日益深入，钢筋接头连接工序是钢筋混凝土结构施工中效率最低，工厂化程度最少的环节；同时，钢筋接头连接质量的好坏是决定建筑物安全与否的一个关键因素，目前，我国的钢筋连接技术主要以绑轧连接和焊接连接为主。而机械连接是一项较新的钢筋连接技术，基本上克服了绑扎连接和焊接连接方式的弊病，适用于工业与民用建筑和构筑物混凝土中要求充分发挥钢筋强度和延性的重要部位，在一些重点工程和大型工程中得到了广泛的应用。

现在，我国对设计及使用过程的节能关注较多，对施工生产阶段能耗的分析研究比较少，建筑施工生产周期虽然相对较短，但其对自然形态的影响却往往是突发性的，对于资源和能源的消耗也是非常集中的。研究表明，建筑施工生产阶段耗能可以占到建筑全寿命周期耗能的23%，在低能耗建筑中甚至高达40%～60%，因此加强建筑施工生产阶段节能的研究非常重要。

在国内外学者及研究机构的研究成果，多集中在建筑全生命周期的能耗评价，特别是建筑在运行阶段的能耗，而对建筑施工阶段的能耗则研究较少，也没有统一的研究计算模型。即使有一些这方面的研究，其实际计算中也只是用比较粗糙的方法进行估计，如各阶段能耗或环境排放量是由各阶段活动程度的信息与量化单位活动程度的能耗强度或排放系数乘积得到，其计算时考虑的完整性和全面性都有待提高与改善。

人们越来越重视建筑运行的节能措施，相对来说在建筑施工阶段的能耗所占的比例越来越大，使得对施工能耗的研究就显得非常总要，而迄今为比，人们多注重建筑日常使用能耗的分析及节能措施的研究，对于工程项目建设初始能耗的分析、计算方法和能源消耗路径的研究较少,所以对施工能耗定额的研究具有重大的意义。

因此急需一种降低钢筋连接能耗的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种降低钢筋连接能耗的方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的一种降低钢筋连接能耗的方法，包括以下步骤：

S1：建立钢筋连接能耗数据计算模型；

S2：获得各区域建筑中所需钢筋连接的参数数据；

S3：利用所述参数数据计算建筑中钢筋连接能耗数据；

S4：改变钢筋连接模式，按照上述步骤S1-S3重新计算建筑中钢筋连接能耗数据；

S5：将步骤S3、S4所得到的建筑中钢筋连接能耗数据进行对比，选出能耗最少的钢筋连接模式。

进一步，所述钢筋连接能耗数据E_c计算模型采用以下公式：

E_c=E_e+E_t+E_P；

其中，E_e指建筑材料的总内含能量，建筑施工过程中所用的全部建筑材料的内含能量,包括从原材料获取到制成成品的全过程能量消耗；E_t指建筑材料运输总能耗，建筑施工所用建筑材料从生产地到施工现场的运输过程能耗；E_P指建筑施工过程总能耗，建筑施工现场的各种施工过程的能耗。

进一步，所述计算建筑中钢筋连接能耗数据包括以下步骤：

a.根据建筑划分成不同的建筑区域；

b.通过钢筋连接能耗数据E_c计算模型计算所述各区域的钢筋连接能耗；

c.将所述各区域的能耗相加，即得相应建筑中的钢筋连接能耗数据。

进一步，所述建筑材料的总内含能量E_e通过以下公式来计算：

E_{e} = Σ_{i = 1}^{n} (1 + u_{i}) [Q_{i} e_{i} (1 - δ) + Q_{i} e_{i}^{c} δ],

式中,n为建筑物施工所用建筑材料的种类总数；

Q_i为建筑物施工所用第i种建筑材料的总重量(t)；

e_i为内含能量值(GJ/t)；

u_i为损耗系数；

δ为建材的回收系数；

当某种建材没有回收利用时，δ为0，为第i种材料回收利用的能耗。

进一步，所述建筑材料运输总能耗E_t通过以下公式来计算：

E_{t} = Σ_{j = 1}^{m} Σ_{i = 1}^{n} (Q_{ti, j} L_{i, j} e_{ti, j} + L_{i, j}^{c} Q_{ti, j}^{c} P);

式中,n为建筑物施工所用建筑材料的种类总数；m为不同种运输方式，

Q_ti,j为建筑物施工所用第i种建筑材料的总重量(t)；

e_ti,j为运输能耗强度(GJ/t·km)；

L_i,j为生产地距施工现场的距离(km)；

为能重复利用材料的二次运输距离；

为周转材料重量及周转次数；

P为周转次数；

Q_ti,j包含运输工具的返空能耗。

进一步，所述建筑施工过程总能耗E_P通过以下公式来计算：

E_{P} = Σ_{j = 1}^{m} [Σ_{i = 1}^{n} Q_{pj, i} (E_{pj, i} + L_{pj, i}) + Σ_{i = 1}^{n} A_{pj, i} (e_{pj, i} + l_{pj, i})];

式中,n为建筑物施工所用建筑材料的种类总数，m为建筑物的施工过程总数；

Q_pj,i为建筑物第j个施工过程中处理第i种建筑材料的总重量(t)；

E_pj,i为处理j个施工过程中处理第i种建筑材料需要的能量(GJ/t)

L_pj，i为处理j个施工过程中处理第i种建筑材料需要人工消耗的能量；

A_pj，i为第j施工过程第i项分部工程所处理的面积或体积（㎡或m³）；

e_pj,i为第j施工过程第i项分部工程所消耗的能量(GJ/㎡或者GJ/m³)；

l_pj,i为第j施工过程第i项分部工程中消耗的人工能耗。

进一步，所述钢筋连接的参数数据包括建筑材料内含能量值和人工能耗值。

本发明的优点在于：本发明通过钢筋连接能耗数据计算模型来分析钢筋连接能耗，通过对比不同的钢筋连接模式，从而选出能耗最少的连接模式来进行施工，该方法既考虑了建筑材料所涉及的总内含能量，同时还考虑了建筑材料的运输总能耗和建筑施工过程总能耗，降低能耗贯穿工程整个施工过程，节约了施工成本，为以后工程选择合适的钢筋连接方式提供定量依据和提供参考方法。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明实施例提供的降低钢筋连接能耗的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1为本发明实施例提供的降低钢筋连接能耗的方法流程图，如图所示：本发明提供的一种降低钢筋连接能耗的方法，包括以下步骤：

S1：建立钢筋连接能耗数据计算模型；所述钢筋连接能耗数据E_c计算模型采用以下公式：

E_c=E_e+E_t+E_P；

S2：获得各区域建筑中所需钢筋连接的参数数据；

S3：利用所述参数数据计算建筑中钢筋连接能耗数据；

所述计算建筑中钢筋连接能耗数据包括以下步骤：

a.根据建筑划分成不同的建筑区域；

所述建筑材料的总内含能量E_e通过以下公式来计算：

E_{e} = Σ_{i = 1}^{n} (1 + u_{i}) [Q_{i} e_{i} (1 - δ) + Q_{i} e_{i}^{c} δ],

式中,n为建筑物施工所用建筑材料的种类总数；Q_i,e_i及u_i分别为建筑物施工所用第i种建筑材料的总重量(t)、内含能量值(GJ/t)和损耗系数，δ为建材的回收系数，当某种建材没有回收利用时，δ为0，为第i种材料回收利用的能耗。

所述建筑材料运输总能耗E_t通过以下公式来计算：

E_{t} = Σ_{j = 1}^{m} Σ_{i = 1}^{n} (Q_{ti, j} L_{i, j} e_{ti, j} + L_{i, j}^{c} Q_{ti, j}^{c} P);

式中,n同(1)式;m为不同种运输方式Q_ti,j,e_ti,j及L_i,j分别为建筑物施工所用第i种建筑材料的总重量(t)、运输能耗强度(GJ/t·km)及生产地距施工现场的距离(km)，和P分别为能重复利用材料的二次运输距离，周转材料重量及周转次数，需要说明的是Q_ti,j已经包含运输工具的返空能耗。

所述建筑施工过程总能耗E_P通过以下公式来计算：

E_{P} = Σ_{j = 1}^{m} [Σ_{i = 1}^{n} Q_{pj, i} (E_{pj, i} + L_{pj, i}) + Σ_{i = 1}^{n} A_{pj, i} (e_{pj, i} + l_{pj, i})];

式中,m为建筑物的施工过程总数;n的意义同(1)式；Q_pj,i，E_pj,i及L_pj，i分别为建筑物第j个施工过程中处理第i种建筑材料的总重量(t)，需要的能量(GJ/t)及需要人工消耗的能量；A_pj，i，e_pj，i及l_pj，i分别为第j施工过程第i分部工程所处理的面积或体积（㎡或m³），所消耗的能量(GJ/㎡或者GJ/m³)，以及在该过程中消耗的人工能耗。

所述钢筋连接的参数数据包括建筑材料内含能量值和人工能耗值。如下表所示，

主要建筑材料内含能量表

在主要建筑材料内含能量表中，包含建筑材料本身的能耗和回收能耗。

人工能耗

劳动强度分级	Ⅰ级体力劳动	Ⅱ级体力劳动	Ⅲ级体力劳动	Ⅳ级体力劳动
					劳动强度指数	≤15	15～20	20～5	≥25
净劳动时间（分钟）	293	320	320	370
					8小时平均能耗（KJ/人）	3558.8	5560.1	7310.2	11304.4

在人工能耗表中，包含劳动强度分级、劳动强度指数、净劳动时间（分钟）、8小时平均能耗（KJ/人）。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种降低钢筋连接能耗的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：建立钢筋连接能耗数据计算模型；

S2：获得各区域建筑中所需钢筋连接的参数数据；

S3：利用所述参数数据计算建筑中钢筋连接能耗数据；

所述钢筋连接能耗数据E_c计算模型采用以下公式：

E_c＝E_e+E_t+E_P；

其中，E_e指建筑材料的总内含能量，建筑施工过程中所用的全部建筑材料的内含能量,包括从原材料获取到制成成品的全过程能量消耗；E_t指建筑材料运输总能耗，建筑施工所用建筑材料从生产地到施工现场的运输过程能耗；E_P指建筑施工过程总能耗，建筑施工现场的各种施工过程的能耗；

所述建筑材料运输总能耗E_t通过以下公式来计算：

E_{t} = Σ_{j = 1}^{m} Σ_{i = 1}^{n} (Q_{ti, j} L_{i, j} e_{ti, j} + L_{i, j}^{c} Q_{ti, j}^{c} P);

式中,n为建筑物施工所用建筑材料的种类总数；m为不同种运输方式；Q_ti,j为建筑物施工所用第i种建筑材料的总重量(t)；e_ti,j为运输能耗强度(GJ/t·km)；L_i,j为生产地距施工现场的距离(km)；为能重复利用材料的二次运输距离；为周转材料重量及周转次数；P为周转次数；E_t包含运输工具的返空能耗；

2.根据权利要求1所述的降低钢筋连接能耗的方法，其特征在于：所述计算建筑中钢筋连接能耗数据包括以下步骤：

a.根据建筑划分成不同的建筑区域；

3.根据权利要求1所述的降低钢筋连接能耗的方法，其特征在于：所述建筑材料的总内含能量E_e通过以下公式来计算：

E_{e} = Σ_{i = 1}^{n} (1 + u_{i}) [Q_{i} e_{i} (1 - δ) + Q_{i} e_{i}^{c} δ],

式中,n为建筑物施工所用建筑材料的种类总数；

Q_i为建筑物施工所用第i种建筑材料的总重量(t)；

e_i为内含能量值(GJ/t)；

u_i为损耗系数；

δ为建材的回收系数；

4.根据权利要求1所述的降低钢筋连接能耗的方法，其特征在于：所述建筑施工过程总能耗E_P通过以下公式来计算：

E_{P} = Σ_{j = 1}^{m} [Σ_{i = 1}^{n} Q_{pj, i} (E_{pj, i} + L_{pj, i}) + Σ_{i = 1}^{n} A_{pj, i} (e_{pj, i} + l_{pj, i})];

L_pj,i为处理j个施工过程中处理第i种建筑材料需要人工消耗的能量；

A_pj,i为第j施工过程第i项分部工程所处理的面积或体积(m²或m³)；

e_pj,i为第j施工过程第i项分部工程所消耗的能量(GJ/m²或者GJ/m³)；

l_pj,i为第j施工过程第i项分部工程中消耗的人工能耗。

5.根据权利要求1所述的降低钢筋连接能耗的方法，其特征在于：所述钢筋连接的参数数据包括建筑材料内含能量值和人工能耗值。