CN112538912B - 一种基坑工期规划的建筑系统 - Google Patents

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Abstract

一种基坑工期规划的建筑系统,包括基坑工期规划系统,所述基坑工期规划系统包括地勤数据表单化预处理模块、软件读取模块、工序分解优化模块、调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块、工期规划模块、方案必选模块、生成横道图和工期报告模块、基坑基本信息模块、工序逻辑关系数据库模块、工程算量模块本发明提供一种根据基坑施工过程的特点,通过建立工序逻辑关系数据库、工期数据库、消耗量表单对施工过程进行表单化处理,实现了工期安排、关键线路生成智能化,消耗量和工期联动自动生成曲线图,并能进行工期多方案规划比选,生成比选报告的基坑开挖、支护工期规划智能化系统。

Description

一种基坑工期规划的建筑系统
技术领域
本发明属于太阳能技术领域,具体涉及一种太阳能空调式建筑墙体及其系统。
背景技术
随着经济的不断发展以及能源的大量消耗,节能已经成为全球关注的话题,太阳能、风能、地热能等可再生能源和工业余热、废热的利用已经成为各国研究开发的重点,然而这些能源都具有间断性和不稳定性的特点,所以,能量存储技术的研究就显得尤为重要。蓄热技术是能量存储技术中一种,蓄热技术中重要一环就是相变蓄热换热器的设计。常见的相变蓄热式换热器由两根管子套装在一起,冷、热流体分别在内管和外管中流过,此种结构一般用于两种流体之间的换热。将相变蓄热材料封装于一定形状的相变蓄热单元中,并应用于蓄热箱,则不仅可以减小常规蓄热箱的占地面积,还可解决余热、废热及太阳能利用不连续的缺点。平板式换热器是目前各类换热器中换热效率最高的一种换热器,它具有占用空间小,安装拆卸方便的优点。其由冲压成形的凹凸不锈钢板组成,两相邻板片之间的凹凸纹路成180 度相对组合,因此板式热交换器两板片之间的凹凸脊线形成了交错的接触点,将接触点以真空焊接方式结合后,就形成了板式热交换器的耐高压交错流通结构,这些交错的流通结构使得板式热交换器内的冷热流体产生强烈紊流而达到高换热效果。
太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,而且资源量巨大,地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10 18kW·h,为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦),而且又是不连续的,这给大规模的开发利用带来一定困难。因此,为了广泛利用太阳能,不仅要解决技术上的问题,而且在经济上必须能同常规能源相竞争。
目前,建筑与工业、交通成为能源使用的三大主力行业,其中又以建筑行业节能的潜力最大。在我国建筑能耗占所有能耗的27%以上,而且以每年1个百分点的速度在增加。在建筑能耗中,采暖空调能耗最大,占整体比例的6成以上。全球的能源消耗中,45%能源用于满足建筑物的去热、制冷和采光等要求,5%用于建筑物的建造过程,降低建筑能耗,可降低全世界能耗,有利于保持全部生态体系的巩固。在我国经济高速平稳发展的环境下,根据人们生活水平不断提高及城镇化快速发展,建筑耗能和可再生能源利用,是建设领域迫在眉睫需要解决的问题,随着我国对建筑节能标准要求的提高,低能耗建筑成为未来发展的趋势。发展太阳能建筑一体化技术,提高太阳能等可再生能源在建筑能耗中的比例,是实现现阶段节能减排目标中社会可持续发展的重要手段。我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重,比如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.2倍;门窗透气性为3~6倍,总耗能是3~4倍。为了降低能耗,我国目前对太阳能光伏光热、风力发电、潮汐发电等洁净能源的利用已逐步推广,并制定了一些激励政策。
太阳能建筑一体化技术是未来太阳能技术发展的方向,指的是把太阳能的利用纳入环境的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,太阳能设施成为建筑的一部分,相互间有机结合,既可节约投资,保持建筑物的整体美观性不受破坏,又可最大限度的利用设施与建筑的一体化问题。太阳能建筑一体化技术在采暖上的应用,可进一步降低建筑能耗。但在目前的实际工程应用中,一方面不能充分保证建筑物的美观,同时墙体对空间的占用率可能过大,降低建筑结构的装配效率,另一方面存在太阳能热效率利用率低的问题。
针对上面的分析,现有技术中存在如下技术问题:一体化建筑墙体的太阳能利用效率低,墙体对空间的占用率可能过大,降低建筑结构的装配效率,因此需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能建筑空调墙体及其系统,改善了换热性能,提高装配效率。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种太阳能装配式建筑墙体,所述墙体包括透明板、预热管、绝热层、外承重墙、保温层、内承重墙、通风部件;所述透明板、预热管、绝热层设置在外承重墙外表面,透明板设置在预热管的外部,绝热层设置在预热管的内侧,所述保温层安装在外承重墙与内承重墙之间;所述通风部件设置在内承重墙的内表面;所述通风部件的上部入口连接太阳能集热器,预热管从墙体上部延伸到下部,预热管设置支路,所述支路入口延伸到墙体内侧的室内,所述支路入口设置风机。
一种建筑物系统,包括基坑工期规划系统,还进一步包括塔吊对新建建筑工期的计算系统;所述基坑工期规划系统包括地勤数据表单化预处理模块、软件读取模块、工序分解优化模块、调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块、工期规划模块、方案必选模块、生成横道图和工期报告模块、基坑基本信息模块、工序逻辑关系数据库模块、工程算量模块;
所述地勤数据表单化预处理模块连接软件读取模块,所述软件读取模块连接工序分解优化模块,所述工序分解优化模块连接调用本地工期数据库模块,所述调用本地工期数据库模块连接生成横道图及消耗量表单模块,所述生成横道图及消耗量表单模块连接工期规划模块,所述工期规划模块连接方案必选模块,所述方案必选模块连接生成横道图和工期报告模块,所述基坑基本信息模块与软件读取模块连接,所述工序逻辑关系数据库模块与工序分解优化模块连接,所述工程算量模块与调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块连接。
本发明具有如下优点:
1)本发明中提供了一种新的装配式建筑墙体,装配式墙体设置两种,分别是位于底部和非底部。通过上述装配式墙体的装配,通过设置透明板、预热管等装置,能够使得进入集热器的空气先进行预热,达到空气调节作用,提高了太阳能的利用程度合理利用效率。
2)与传统墙体相比,本发明通过在墙体内安装透明板、集热管、通风部件,载热流体可以在与太阳能集热器在组成的循环流动,在保持建筑物整体美观的同时,可以实现工厂化生产,提高建筑墙体的安装效率。
3)本发明开发了一种新的扁平集热管结构,扁平管设置多个换热区域,每个换热区域的冷媒从上盖中心区域流入,在冷媒刚进入冷板时,温度尚低,与换热区域温差大,冷却能力强,可以更有效地控制换热区域的温度。
4)本发明创新性的提供了一种根据塔吊对新建建筑工期的计算方法,并创新性的提出了计算公式中K1、K2、K3取值与范围。
5)本发明提供一种根据基坑施工过程的特点,通过建立工序逻辑关系数据库、工期数据库、消耗量表单对施工过程进行表单化处理,实现了工期安排、关键线路生成智能化,消耗量和工期联动自动生成曲线图,并能进行工期多方案规划比选,生成比选报告的基坑开挖、支护工期规划智能化系统。
附图说明:
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1-1,图1-2是装配式建筑墙体结构示意图;
图2为太阳能集热器系统结构示意图;
图3为优选集热管俯视结构示意图;
图4为集热器底板俯视结构示意图;
图5为集热器底板竖板结构示意图;
图6为图4集热器底板主视示意图;
图7是上盖结构示意图;
图8是计算过程总流程图;
图9是基坑工期规划的建筑系统流程图。
图中:1、集热器,2热利用装置(墙体),3换热区域,4流体进口,41-44竖板,51-52流体出口,501-502柱肋,透明板5、预热管6、绝热层7、外承重墙8、保温层9,10底板, 11反射镜,12集热管(扁平管),内承重墙13、通风部件14,20上盖。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本公开做进一步的说明。
图1-1,1-2展示了两种太阳装配式建筑墙体,如图1-1所示,所述墙体包括透明板 5、预热管6、绝热层7、外承重墙8、保温层9、内承重墙13、通风部件14;所述透明板5、预热管6、绝热层7设置在外承重墙8外表面,透明板5设置在预热管6的外部,绝热层7 设置在预热管6的内侧,所述保温层9安装在外承重墙8与内承重墙13之间;所述通风部件 14设置在内承重墙13的内表面;所述通风部件14的上部入口连接太阳能集热器1,预热管 6从墙体上部延伸到下部,预热管设置支路,所述支路入口延伸到墙体内侧的室内,所述支路入口设置风机。
作为一个选择,所述预热管6的上部出口连接太阳能集热器1。优选位于最上部的预热管6连接太阳能集热器。
图1-1的装配式墙体不是位于建筑物底部的墙体。
作为另一个选择,包括位于建筑物底部的墙体,如图1-2。所述墙体包括透明板5、预热管6、绝热层7、外承重墙8、保温层9、内承重墙13、通风部件14;所述透明板5、预热管6、绝热层7设置在外承重墙8外表面,透明板5设置在预热管6的外部,绝热层7设置在预热管6的内侧,所述保温层9安装在外承重墙8与内承重墙13之间;所述通风部件14 设置在内承重墙13的内表面;所述通风部件14的上部入口连接太阳能集热器1,预热管6 从墙体上部延伸进入,在墙体下部是封闭结构。预热管设置支路,所述支路入口延伸到墙体内侧的室内,所述支路入口设置风机。
作为一个选择,所述预热管6的上部出口连接太阳能集热器1。
通过上述两种装配式墙体的配合,可以形成一个对建筑物进行送风的太阳能系统。其中图1-1的位于非底部的位置,图1-2位于底部的位置,互相搭配。
通过两种装配式墙体的配合从而形成多并联的多用户的通风系统。
作为优选,每个支路入口设置阀门,可以单独控制每户循环的空气量。
作为优选,通风部件可以采用格栅形式。
作为优选,通风部件也可以采用类似预热管的支路形式(没有展示)。通风部件也包括支路,支路延伸到建筑物内。作为优选,支路设置阀门,可以单独控制进入每户的空气量。
太阳能集热器中的空气加热后通过通风部件14的上部入口进入通风部件14,通风部件14向建筑物内部通热风,从而达到取暖效果,然后建筑物内部的风通过风机进入预热管6的下部入口,然后进入预热管内,在预热管内吸收太阳能,温度上升,然后通过上部的预热管出口进入集热器1内再进行加热,从而形成一个循环系统。从而形成空气调节作用。
作为一个选择,预热管6的下部入口延伸到墙体外部,将室外的空气引导进入预热管内。
本发明因为预热管内吸收太阳能,从而使得流体向上流动,因此能够形成自然对流的效果,减少了风机等动力装置,减少了噪音。
作为优选,可以设置辅助动力设备,例如风机。但是此时因为存在自然对流效果,因此泵的功率大大减少,减少了噪音。
作为优选,所述透明板5上设置透镜,用于聚焦太阳能到预热管上。通过设置透镜,能够将照射到透明板上色热量聚焦集热到预热管上,从而进一步提高太阳能的利用效率。
本发明中通过设置透明板、预热管等装置,能够使得进入集热器的空气先进行预热,提高了太阳能的利用程度合理利用效率。
作为优选,通风部件是扁平的管状部件,所述扁平的管状部件的扁平侧与墙体平行,面向墙体侧的扁平侧开设多个通风口。通过设置扁平管的扁平侧与墙体平行,能够使得扁平侧换热面面向建筑物内部,从而提高热利用效率。
作为优选,通风口是格栅状。
作为优选,所述透明板是玻璃。
作为优选,冬季太阳能系统进行热风输送到室内。
作为优选,所述的通风部件包括连接到墙体外部的空气入口,所述空气入口设置外部风机。空气入口侧设置温度传感器。夏季时,太阳能系统停止进行热风输送到室内,白天温度高,夜间温度相对较低,当夜间温度达到合适温度时,例如人体适宜温度,例如18-25度左右,温度传感器将接收到的温度信号传递给控制器,控制器控制外部风机开始工作,将外界低温气体输送到房间内进行降温。因此本发明夏天冬天实现室内温度的双向调节功能,既经济实惠又符合环保的要求。
作为优选,所述空气入口和/或预热管6的下部入口还包括过滤模块,所述过滤模块设置在流体模块和蓄热模块之间,用于过滤进风,或者设置在流体模块中,优选设置在进风通道中,作为优选,所述过滤模块中依次设置有初效过滤器、静电除尘器、活性炭过滤器及高效过滤器。
作为优选,所述的初效过滤器为无纺布、尼龙网、蓬松玻纤毡、塑料网或金属丝网中的一种或几种。作为优选,初效过滤器为至少包括两层的复合结构,相邻两层的复合结构中过滤网的骨架结构纤维排列的方向互相垂直,通过此种设置,可以使得过滤效果可达中效过滤。
静电除尘器包括静电除尘段,静电除尘段包括两个阶段,沿着风的流动方向分别是第一阶段和第二阶段,第一阶段和第二阶段电场强度不同。进一步优选,所述第二阶段的电场强度小于第一阶段的电场强度。主要是因为通过第一阶段的除尘,空气中含有的大颗粒下降,因此通过减少电场强度,可以使得在采用较少能源的情况下达到基本相同的效果。
作为优选,每阶段设置多个收尘极板,所述收尘极板相互平行;收尘极板之间均匀布置若干电晕极。
作为优选,所述系统还包括控制器,静电除尘段入口设置PM10粉尘检测仪,用于检测入口位置的PM10浓度,PM10粉尘检测仪与控制器数据连接,所述控制器根据检测的PM10浓度自动控制电场的强度。
如果检测的PM10浓度变高,则控制器自动增强电场的强度,如果检测的PM10浓度变低,则控制器自动降低电场的强度。
通过上述的智能控制,自动根据颗粒物浓度来控制电场的大小,从而实现系统的智能化操作,而且还可以达到节约能源的要求,进一步提高烟气的污染物脱除效果。
作为优选,所述第一阶段入口和第二阶段入口分别设置PM10粉尘检测仪,所述控制器根据第一阶段入口和第二阶段入口的PM10粉尘检测仪检测的数据分别独立控制第一级和第二级内的电场强度。
所述静电除尘器包括静电/超声耦合除尘段,作为优选,静电/超声耦合除尘段分为两阶段。装置内设置超声波发生端,超声波发生端与超声波发生器连接,建立超声场。
作为优选,静电/超声耦合除尘段入口段设置pm2.5检测仪,用于检测入口位置的pm2.5 的浓度,pm2.5检测仪与控制器数据连接,所述控制器根据检测的pm2.5浓度自动控制超声波发生器的功率。
如果检测的pm2.5浓度变高,则控制器自动增强超声波发生器的功率,如果检测的PM2.5 浓度变低,则控制器自动降低超声波发生器的功率。
通过上述的智能控制,自动根据颗粒物浓度来控制超声波发生器功率的大小,从而实现系统的智能化操作,而且还可以达到节约能源的要求,进一步提高烟气的污染物脱除效果。
作为优选,所述静电/超声耦合除尘段分为两阶段,入口分别设置pm2.5检测仪,所述控制器根据两个阶段入口的PM2.5检测仪检测的数据分别独立控制第三级和第四级内的超声波发生器功率的大小。
作为优选,所述的活性炭过滤器包括可对臭氧进行催化分解的催化剂MnO2/CuO、CuO/Ni、 MnO2/Pt、Fe3O4/CuO、Ag/Fe2O3、Ni/SiO2中的一种或多种。
作为优选,所述的高效过滤器材质为PP滤纸、玻纤纸、PET滤纸中一种或几种。
作为优选,所述的太阳能蓄热系统还包括控制模块,所述控制模块与静电集尘器进行连接,以对静电集尘器进行控制。例如包括开闭、电量的大小等。
作为优选,该申请还公开了一种太阳能系统,或者说是一种建筑物系统,所述系统包括集热器1及其热利用装置2,所述集热器1与热利用装置2之间通过管路连接。所述热利用装置就是前面所提到的墙体。
所述集热器结构如图2所示,包括集热管12和反射镜11,所述集热管12是扁平管。如图3所示,所述扁平管的下部扁平面与反射镜11的反射面相对,所述反射镜11的焦点位于上部扁平面和下部扁平面之间,优选位于扁平管12的上部扁平面沿着长度方向的轴线和下部扁平面沿着长度方向的轴线所在的面上。
如图3-7所示的扁平管12,包括下部底板10和上部上盖20,上盖20和底板10装配在一起形成扁平管12的空腔,空腔内供流体流动,所述底板10包括多个换热区域3,每个换热区域包括设置竖板401-404和肋片501-504,所述竖板包括位于底板中心的第一竖板401、包围在第一竖板401外部的第二竖板402和包围在第二竖板402外部的第三竖板403以及包围在第三竖板403外部的第四竖板404;
作为优选,如图所示,第一竖板401包括四块,每块第一竖板401包括互相垂直的两个竖板壁4011,四块第一竖板的竖板壁4011的延长线形成了第一正方形,竖板壁形成第一正方形的边的一部分;相邻的第一竖板的竖板壁4011之间设置第一间隔4012;
第二竖板402包括四块,每块第二竖板402包括互相垂直的两个竖板壁4021,四块第二竖板的竖板壁4021的延长线形成了第二正方形结构,竖板壁4021形成第二正方形的边的一部分;相邻的第二竖板的竖板壁4021之间设置第二间隔4022;
第三竖板403包括四块,每块第三竖板403包括互相垂直的两个竖板壁4031,四块第三竖板的竖板壁4031的延长线形成了第三正方形结构,竖板壁4031形成第三正方形的边的一部分;相邻的第三竖板403的竖板壁4031之间设置第三间隔4032;
第四竖板404包括四块,每块第四竖板404包括互相垂直的两个竖板壁4041,四块第四竖板的竖板壁4041的延长线形成了第四正方形结构,竖板壁4041形成第四正方形的边的一部分;相邻的第四竖板404的竖板壁4041之间设置第四间隔4042。
作为优选,第一竖板401内部设置多个肋片501;第二竖板402和第一竖板401之间设置多个肋片502,第二竖板402和第三竖板403之间设置多个肋片503;第三竖板403和第四竖板404之间设置多个肋片504。
本申请的集热器内部设有导流结构,尤其是通过设置多层垂直结构的正方形竖板,使得液体流动范围广泛,有效减少冷液体流动死区,进一步改善热流面的均温性。
本申请的集热器中,通过在第一竖板内部、第一竖板和第二竖板之间、第二和第三竖板之间、第三和第四竖板之间设置圆柱型肋片,在外部空间增大区域加强扰动,即增强了对流场的扰动,并且扩展了换热面积,利于强化换热,也能够避免流动阻力过大,适应范围广泛。
作为优选,相对的第一间隔中点的连线的延长线、相对的第三间隔中点的延长线经过第二竖板402互相垂直的两个竖板壁4021的垂直点、第四竖板404的互相垂直的两个竖板壁 4041的垂直点。
作为优选,相对的第二间隔中点的连线的延长线、相对的第四间隔中点的延长线经过第一竖板401互相垂直的两个竖板壁4011的垂直点、第三竖板403的互相垂直的两个竖板壁 4031的垂直点。
通过上述优选的设计,能够使得液体分布更均匀,换热效果更好。
竖板401-404是导流结构作用,可视为更大尺寸的长直型肋片。通过设置这些竖板,也能起到扰流以及强化传热的作用。
作为优选,底板10和盖板20是长方形结构。进一步优选是正方形结构。
所述肋片501-504是圆柱形。
所述肋片501-504的高度和竖板401-404的高度相同,都等于方形空腔的高度。
作为优选,如图3所示,竖板401-404的垂直壁的垂直点位置设置流线形结构,优选是圆弧形结构。通过设置流线形结构,能够减少液体的流动阻力,减少液体的死区,提高换热效果。
所述扁平管12包括设置在上盖20上的多个流体进口4,每个换热区域设置一个流体进口4,流体进口4设置每个换热区域的中心位置,所述扁平管12包括多个流体出口51、52,所述流体出口设置在扁平管12的两侧,位于相邻的换热区域3的连接部和/或扁平管12的两端的两侧,所述流体出口51、52设置在两块第四竖板44所形成的平行线的外部位置。
作为优选,流体进口4连接墙体的预热管的上部出口。作为优选,每个流体进口分别连接一根预热管的上部出口。
作为优选,所述出口51、52设置在扁平管12的侧部的下部位置。
作为优选,所述出口连接通风部件的上部入口。作为优选每个出口分别连接一根通风部件的上部入口。
作为优选,如图6所示,所述的上盖包括上壁面以及沿着上壁面边部向下延伸的侧壁面,所述侧壁面盖在底板上部,从而形成扁平管12的空腔。
作为优选,所述出口51、52设置在侧壁面的下部位置,通过下部位置开孔从而形成出口51、52。
上述结构中,因为反射镜11集热的作用,扁平管的换热区域的中心位置温度最高,通过上述结构,流体从换热区域的中心区域流入,在流体刚进入中心区域时,温度最低,与集热管的管壁温差大,换热能力强,可以高效的进行换热,提高换热效率。
本申请的扁平管内部设有导流结构,尤其是通过设置多层的竖板,使得流体流动范围广泛,有效减少流体流动死区,进一步改善热流面的均温性。
本申请每个换热区域采用单进口、双出口的流动方式,使得冷流体从中部向两侧流动,改善了以往单进单出的流动方式所导致的温度沿流动方向逐渐升高的现象,更进一步地改善了散热的均温性。
竖板41-44是导流结构作用,可视为更大尺寸的长直型肋片。通过设置这些竖板,也能起到扰流以及强化传热的作用。
作为优选,流体进口4位于两个流体出口51、52的中间位置。通过上述设置,使得流体分配更加均匀,散热性能更加均匀。
作为优选,底板10和上盖20是长方形结构。
作为优选,换热区域是正方形区域。
作为优选,底板10上设置凹槽,上盖上设置凸柱,通过凹槽和凸柱的配合使得底板和上盖连接。
作为优选,凹槽设置在底板10的对角位置,位于两块第四竖板44所形成的平行线的外部位置。
作为优选,凹槽是孔。
作为优选,所述的凸柱设置螺纹孔。通过螺纹连接方式连接上盖10和底板20。
作为优选,上盖20侧壁的下部设置垂至于侧壁的向外的延伸部,延伸部上设置螺孔,以与底板上相应位置的螺孔相配合。
在第二竖板和第三竖板之间,距离第三竖板的第三间隔越近,相邻的肋片503之间距离越远。主要是随着第三竖板的第三间隔越近,越靠近第三间隔,液体的流动空间越小,流速会相对变快,通过设置相邻的肋片503之间距离越远,使得液体流速保持相对的稳定,使得整体换热能够达到相对的均匀,避免局部受热不均匀,造成局部过早的损坏。
进一步优选,在第二竖板和第三竖板之间,距离第三竖板的第三间隔越近,相邻的肋片 501之间距离越远的幅度不断的增加。上述的分布也是符合液体流动以及换热的分布规律变化,通过数值模拟和实验发现,能够进一步提高换热效率。
在第三竖板和第四竖板之间,距离第四竖板的第四间隔越近,相邻的肋片504之间距离越远。主要是随着第四竖板的第四间隔越近,越靠近第四间隔,液体的流动空间越小,流速会相对变快,通过设置相邻的肋片504之间距离越远,使得液体流速保持相对的稳定,使得整体换热能够达到相对的均匀,避免局部受热不均匀,造成局部过早的损坏。
进一步优选,在第三竖板和第四竖板之间,距离第四竖板的第四间隔越近,相邻的肋片 504之间距离越远的幅度不断的增加。上述的分布也是符合液体流动以及换热的分布规律变化,通过数值模拟和实验发现,能够进一步提高换热效率。
作为优选,第一肋片501围绕第一正方形中心成环形分布,第二肋片502分布为四个区域,在每个区域内围绕区域中心成环形分布。通过上述的设置,能否使得冷却液体的分布和换热效果更好,进一步提高换热效率。
在所设计的中心扩散型扁平管中,流体从所述上盖中心区域入口处进入扁平管的腔体,经过所述底板导流结构,流体逐渐从中心进口区域流向扁平管腔体的四周,并且在流动过程中与各个流道(包括柱肋)表面对流换热,最后在所述换热区域连接的位置混合后,从扁平管两侧出口流出,从而进行换热。
但相对于以往传统集热管板,所述中心扩散型扁平管改变了流体单进单出的流动方式,取而代之的是单进双出,因此在此次设计中,将出口加工在扁平管的两侧,可有效改善扁平管热流面的均温性。
进一步地说,所述导流结构,实际就是一些竖板,可视为更大尺寸的长直型肋片,为减小流阻,对所述导流结构进行圆角处理。流体从所述中心扩散型扁平管的上盖流入,经过所述导流结构,逐渐流向边角区域,可避免所述扁平管四个边角区域出现流动死区。
进一步地说,所述柱肋布置在扁平管腔体的低流速、高温区域。在此次扁平管结构设计中,柱肋统一设计为圆柱型柱肋。所述柱肋高度设定为4.7mm,其排列方式根据各个需要布设肋片的区域的流体大致流向确定为叉排或者顺排。
系统运行时,空气从扁平管进口4流入扁平管,经过对称分布的竖板(竖板分布关于扁平管中轴线对称,下同)41分流,呈发散状从四个方向流向四周;当流过竖板42时,空气再次分流,并由竖板42、43导流至柱肋501(柱肋也是关于扁平管中轴线对称分布)区域,当经过竖板43之后,从水平方向流出的空气在左右两侧竖板44处分流,从竖直方向流出的空气在上盖内壁处分流,在经过柱肋502区域后流向扁平管的四个最外围的边角区域,有效地减少流动死区。最终空气分别在左右两处竖板44外侧汇流,然后经由上盖两处出口51、 52流出扁平管。在扁平管内部流动过程中,空气将来自太阳能集热器、经热流面导至扁平管的热量吸收,最后随着空气流出扁平管,热量一并被带走。
本申请还对板式换热器的结构进行了优化设计。通过数值模拟以及实验得知,所述的竖板的尺寸以及肋片的尺寸、间距对于换热效果具有很大的影响,竖板壁尺寸过大会导致相邻的间隔太小,流动阻力加大,换热效果不好,竖板尺寸过小达不到分割液体的强化传热效果;同理,肋片的尺寸、间距也存在同样的问题。因此本发明通过大量的数值模拟和实验研究得到了最佳的尺寸关系。
所述肋片是圆柱形,第四竖板404的竖板壁4041长度C,四块第四竖板404的延长线形成第四正方形的边长为L,相邻两个肋片的中心的间距是S,肋片的直径是D,则满足如下要求:
(2*C)/L=a-b*LN(D/S),其中LN是对数函数,0.2157<a<0.2168,0.6888<b<0.6894;
进一步优选,a=0.2161,b=0.6890。
相邻肋片的中心的间距是S是肋片501-504的平均间距。
作为优选,第四正方形的边长为L是以第四竖板404的竖板壁的中心轴线的延长线形成的正方形为准。
第一竖板的竖板壁长度和第一正方形边长的比值<第二竖板的竖板壁长度和第二正方形边长的比值<第三竖板的竖板壁的长度和第三正方形边长的比值<C/L。
作为优选,第三竖板的竖板壁的长度和第三正方形边长的比值是C/L的0.96-0.98倍;第二竖板的竖板壁的长度和第二正方形边长的比值是C/L的0.94-0.96倍;第一竖板的竖板壁的长度和第一正方形边长的比值是C/L的0.92-0.94倍。
通过上述竖板壁与对应正方形的比值的变化,使得越往外部扩散,间隔越小,能够进一步提高换热效果,强化传热。
作为优选,0.225<C/L<0.425;0.30<D/S<0.75;
作为优选,第四正方形的边长是80-100cm;第三正方形的边长是是55-75cm。
作为优选,D是1-2cm。
通过上述的换热部件结构优化的布局,能够保证压力满足要求的基础上使得整体换热效果达到最佳的换热效果。
本发明还公开了一种建筑物屋顶,所述屋顶上设置前面所述的太阳能系统。
一种建筑物,包括上述墙体。本申请进一步公开了一种建筑物系统,所述建筑物系统包括基坑工期规划系统,还进一步包括塔吊对新建建筑工期的计算系统。
所述基坑工期规划系统包括地勤数据表单化预处理模块、软件读取模块、工序分解优化模块、调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块、工期规划模块、方案必选模块、生成横道图和工期报告模块、基坑基本信息模块、工序逻辑关系数据库模块、工程算量模块;
所述地勤数据表单化预处理模块连接软件读取模块,所述软件读取模块连接工序分解优化模块,所述工序分解优化模块连接调用本地工期数据库模块,所述调用本地工期数据库模块连接生成横道图及消耗量表单模块,所述生成横道图及消耗量表单模块连接工期规划模块,所述工期规划模块连接方案必选模块,所述方案必选模块连接生成横道图和工期报告模块,所述基坑基本信息模块与软件读取模块连接,所述工序逻辑关系数据库模块与工序分解优化模块连接,所述工程算量模块与调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块连接。
基坑工期规划系统所要解决的技术问题是,提供一种根据基坑施工过程的特点,通过建立工序逻辑关系数据库、工期数据库、消耗量表单对施工过程进行表单化处理,实现了工期安排、关键线路生成智能化,消耗量和工期联动自动生成曲线图,并能进行工期多方案规划比选,生成比选报告的基坑开挖、支护工期规划智能化系统。
本项发明根据基坑施工过程的特点,通过建立工序逻辑关系数据库、工期数据库、消耗量数据库对施工过程进行表单化处理,基于MSProject进行二次开发,实现了工期安排、关键线路生成智能化,消耗量和工期联动自动生成曲线图(表),并能进行工期多方案规划比选,生成比选报告。
(1)基于MSProject进行二次开发,生成客户端程序包。
(2)基坑开挖、支护施工工序逻辑关系智能布置模块。
(3)关键线路提取及多方案比选过程控制。
(4)可定制化输入、输出模块。
(5)材料、人工消耗量统计曲线生成。
(6)工期数据库开发。
通过本发明开发的程序包,施工管理人员可快速生成基坑施工各阶段的关键节点及关键线路图,通过多方案比选确定对工程最为有利的工期实施方案,同时提供各阶段的材料、人工消耗量清单,为合理组织施工提供了最为全面的资料支持,使工程实施过程中优化工期、降低成本有据可依。软件操作简单,能广泛应用于实际工程中,具有很好的推广应用价值。
本申请建筑系统还进一步包括塔吊对新建建筑工期的计算系统。根据塔吊对新建建筑工期的计算方法以及计算公式、公式参数的确定。
实际工程中,对于塔吊应用与选择方面基本上只考虑覆盖与起重量产生的影响,但是在现实应用中,不仅需要考虑覆盖与起重量问题,还需考虑到起重能力与工期的影响。本发明提出一种施工过程的工期计算方法,旨在对塔吊运用过程中工期产生的影响进行核算,使所选用的塔吊能够满足工期要求。
塔式起重机进行一次吊运工作是由起升(高度)、回转(角度)、变幅(起重臂长度)这三项工作组合而成的,所以对于一次吊运工作时间的计算需要考虑这三项工作用时与组合方式。
各类型号塔式起重机的说明书中对于塔吊的起升、回转、变幅具有详细说明,以TC5610 为例。
在现有技术中利用塔吊计算工期的方法是处于空白状态的。
目前对于塔吊的运用中,对于工期进行考虑是比较少的,并且都是以经验性结论对于塔吊型号进行选择,这样一来导致在实际工程中存有一定误差问题,而这种误差不但会对工程工期产生影响,而且对成本控制也将产生一定影响。
本发明通过对多个工程调研得到工期计算公式,经过该公式能够在项目开工前对工期进行精准计算,进而利用算得的工期来选取合适的塔吊,最终能够在工程按期完成基础上,实现工程的精细化管理与对成本的控制。
塔吊工期计算流程包括如下步骤:
第一,计算各个标准层的工程量;
第二,由各标准层工程量计算各材料吊次;
第三,计算各标准层工作时间;
第四,汇总得到整个工程总工期。
计算过程总流程图见图8。流程图中各种材料工程量是指实际工程中计划应用钢筋、钢管支架、模板木方以及其他(扣件等)材料的具体重量或体积;
计划工期是指新建建筑物的计划用时;
根据对多个型号塔吊吊重重量的分析研究,得到在实际工作中不同塔吊的单吊吊重。第三步骤中通过下述公式计算各标准层工作时间:
T标准层工期=(T钢筋+T模板+T钢管支架+T其他)×K1×K3
其中:
T--工期(d),各种构件工期的计算方式
Qi--每种构件的吊装工程量(件或t);i代表钢筋、模板、钢管、其他材料;
S指单次吊装的量(件或t)
t--进行一次起吊工作需要的时间,t=(t起升时间+t回转时间+t变幅时间)×K2
各个时间计算方式为
Hq--起升高度;优选随着楼层的不断升高,Hq在逐渐变化;
V1--起升速度;优选V1=1.333m/s;
R--转动角度;优选因为回转角度在每次吊运时转动是不一样的,所以采取划分区块的方式,取每个区块的中心位置回转的角度为该快;
V2--转动速度;优选V2=0-0.65r/min;
L--变幅长度,即沿起重臂变化长度;
V3--变幅速度,优选V3=1m/s;
K1--考虑塔吊实际每天工作时间与标准台班间的差异比值,优选取值0.889;
K2--考虑到塔吊运行时起升、回转、变幅操作的复杂程度,以及楼层高度、堆放位置变化产生差异,给定一个系数范围1.234-1.694,当楼层高度小于等于10m时,取K2为1.234,在高度等于1000m时,K2取1.694,高度在10-1000m之间时,K2按插值法取,本计算方法不适用超高层建筑;
K3--间歇时间修正系数,最小值为4.545,最大值9.33。在3.5天完成一标准层时,K3取4.545,当7天完成一标准层时,K3取9.33,一标准层完成时间在3.5-7天之间,K3按插值法取。
公式中K1、K2、K3取值方法:
上述三个重要参数的取值均根据实际工程而来。借助安装于塔吊上的监控装置与数据检测设备,对于塔吊吊运时的运行数据(单吊用时、一个标准层吊运次数、一天中塔吊工作时间等)进行统计分析,进而得到上述三个参数。下面以TC5610(QTZ63)型号塔吊参数为例对计算过程进行说明。
1)K1取值方法:
通过对实际工程塔吊工作时间的监测得到塔吊在实际工作中每天运行时间部分数据如下表1所示:
表1实际工程中塔吊一天工作时间
从上表能够得到,塔吊在实际工作中一天的工作时间集中在8.5h-9.5h之间,而标准台班时间为8h,因此K1=0.889。
2)K2取值方法:
在计算塔吊一次工作用时的时候,其中包含了起升用时、回转用时、变幅用时三方面,而在现场施工时,料场位置是不变的,所以回转用时与变幅用时变化较小,因此这里起升用时为关键影响因素。
下面是理论计算过程:高度,每次变动10m。
①高度10m,回转100度,牵引40m
②高度20m,回转100度,牵引40m
③高度30m,回转100度,牵引40m
③高度50m,回转100度,牵引40m
④高度60m,回转100度,牵引40m
对实际工程进行监测所得塔吊单吊用时部分数据进行统计得到下表:
在监测数据中存在部分错误数据(塔吊空载运行等因素导致),所以左右各去除一部分,得到用时范围在100-200s间。
对理论计算与实际监测数据间进行比对与分析能够得到K2取值范围:1.234-1.694。
3)K3取值方法(以进行监测的两个实际工程为例):
下表为项目1各材料工程量:
计算:
钢筋22825kg
钢管(700×2.5+900×0.9)×3.78=9676.8kg
模板1400×6.5=9100kg
木方15×800=12000kg
脚手架435×30=13050kg
其他500×2.6×3.78=4914kg
标准层单层吊次为:N=(22825+9676.8+13050)/1000+(9100+12000)/200+4914/500=162 次
从上式中能够得到,若是全部按照满负荷情况进行计算,则一个标准层的工作量在0.75 个工作时间内就能够完成,但是由于在现实情况中塔吊是不可能满负荷工作运行的,其间还会存在天气原因、管理因素等造成的塔式起重机出现停止工作情况。所以该项目在满负荷情况与实际情况间会存在一个修正系数。
在实际工作中项目1一个标准层工作时间为7天(7天一层的速度为建筑施工中非常慢的速度,因此这里取7天一层为最长用时),所以得到系数K3上限9.33。
下表为项目2各材料工程量:
利用项目2标准层工程量计算,得到:
钢筋加钢管28.371+0.57+9+0.41=38.351t
方木18×800=14400kg
模板1t
扣件+顶托=(642+703)×1.57=2111.65kg
标准层吊次:38351/1000+14400/200+2111.65/500+10000/200=166次
而在项目2的实际工作中,一个标准层的完成时间为3.5天(3.5天在建筑施工中是较快的,这里定3.5天为标准层最快完成时间),因此得到系数K3下限4.545。
塔吊对新建建筑工期主要的创新点如下:
1)根据塔吊对新建建筑工期的计算方法。
2)计算公式中K1、K2、K3取值与范围。
本发明弥补了工程建设中与塔吊相关的工期计算空白,这种计算方式对于工程中塔吊选型、工期控制、施工精细化管理、成本控制等方面具有突出优势。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (3)

1.一种基坑工期规划的建筑系统,包括基坑工期规划系统,所述基坑工期规划系统包括地勤数据表单化预处理模块、软件读取模块、工序分解优化模块、调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块、工期规划模块、方案必选模块、生成横道图和工期报告模块、基坑基本信息模块、工序逻辑关系数据库模块、工程算量模块;
所述地勤数据表单化预处理模块连接软件读取模块,所述软件读取模块连接工序分解优化模块,所述工序分解优化模块连接调用本地工期数据库模块,所述调用本地工期数据库模块连接生成横道图及消耗量表单模块,所述横道图及消耗量表单模块连接工期规划模块,所述工期规划模块连接方案必选模块,所述方案必选模块连接生成横道图和工期报告模块,所述基坑基本信息模块与软件读取模块连接,所述工序逻辑关系数据库模块与工序分解优化模块连接,所述工程算量模块与调用本地工期数据库模块、生成横道图及消耗量表单模块连接;
所述系统还包括塔吊运行方式的计算工期系统,所述系统采取如下方法计算工期:
第一,计算各个标准层的工程量;
第二,由各标准层工程量计算各材料吊次;
第三,计算各标准层工作时间;
第四,汇总得到整个工程总工期;
第三步中的标准层工作时间计算如下:
T标准层工期=(T钢筋+T模板+T钢管支架+T其他)
其中:
T--工期(d),各种构件工期的计算方式:
T钢筋=;T模板=;T钢管=;T其他=
Qi--每种构件的吊装工程量(件或t); i代表钢筋、模板、钢管、其他材料;
S指单次吊装的量(件或t)
t--进行一次起吊工作需要的时间,t=(t起升时间+t回转时间+t变幅时间)K2
各个时间计算方式为t起升时间=;t回转时间=;t变幅时间=
Hq--起升高度;
V1--起升速度;
R--转动角度;
V2--转动速度;
L--变幅长度;
V3--变幅速度;
K1--考虑塔吊实际每天工作时间与标准台班间的差异的比值;
K2--范围1.234-1.694,当楼层高度小于等于10m时,取K2为1.234,在高度等于1000m时,K2取1.694,高度在10-1000m之间时,K2按插值法选取;
K3--间歇时间修正系数,最小值为4.545,最大值9.33;在3.5天完成一标准层时,K3取4.545,当7天完成一标准层时,K3取9.33,一标准层完成时间在3.5-7天之间,K3按插值法取。
2.如权利要求1所述的建筑系统,其特征在于,所述建筑系统包括太阳能装配式建筑墙体,所述墙体包括透明板、预热管、绝热层、外承重墙、保温层、内承重墙、通风部件;空气从扁平管进口流入扁平管,经过对称分布的竖板分流,呈发散状从四个方向流向四周;当流过竖板时,空气再次分流,并由竖板导流至柱肋区域,当经过竖板之后,从水平方向流出的空气在左右两侧竖板处分流,从竖直方向流出的空气在上盖内壁处分流,在经过柱肋区域后流向扁平管的四个最外围的边角区域,有效地减少流动死区;最终空气分别在左右两处竖板外侧汇流,然后经由上盖两处出口流出扁平管,在扁平管内部流动过程中,空气将来自太阳能集热器、经热流面导至扁平管的热量吸收,最后随着空气流出扁平管,热量一并被带走;所述透明板、预热管、绝热层设置在外承重墙外表面,透明板设置在预热管的外部,绝热层设置在预热管的内侧,所述保温层安装在外承重墙与内承重墙之间;所述通风部件设置在内承重墙的内表面;所述通风部件的上部入口连接太阳能集热器,预热管从墙体上部延伸到下部,预热管设置支路,所述支路入口延伸到墙体内侧的室内,所述支路入口设置风机。
3.如权利要求2所述的建筑系统,其特征在于,太阳能集热器中的空气加热后通过通风部件的上部入口进入通风部件,所述集热器包括集热管和反射镜,所述集热管是扁平管,扁平管包括下部底板和上部上盖,上盖和底板装配在一起形成扁平管的空腔,空腔内供流体流动,所述底板包括多个换热区域,每个换热区域包括设置竖板和肋片,所述竖板包括位于底板中心的第一竖板、包围在第一竖板外部的第二竖板和包围在第二竖板外部的第三竖板以及包围在第三竖板外部的第四竖板;
第一竖板包括四块,每块第一竖板包括互相垂直的两个竖板壁,四块第一竖板的竖板壁的延长线形成了第一正方形,竖板壁形成第一正方形的边的一部分;相邻的第一竖板的竖板壁之间设置第一间隔;
第二竖板包括四块,每块第二竖板包括互相垂直的两个竖板壁,四块第二竖板的竖板壁的延长线形成了第二正方形结构,竖板壁形成第二正方形的边的一部分;相邻的第二竖板的竖板壁之间设置第二间隔;
第三竖板包括四块,每块第三竖板包括互相垂直的两个竖板壁,四块第三竖板的竖板壁的延长线形成了第三正方形结构,竖板壁形成第三正方形的边的一部分;相邻的第三竖板的竖板壁之间设置第三间隔;
第四竖板包括四块,每块第四竖板包括互相垂直的两个竖板壁,四块第四竖板的竖板壁的延长线形成了第四正方形结构,竖板壁形成第四正方形的边的一部分;相邻的第四竖板的竖板壁之间设置第四间隔。
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