节能减排新技术精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇节能减排新技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】农业机械；拖拉机；节能；环保；技术推广拖拉机是农业生产的主要工具，拖拉机的能源消耗占农业生产能源消耗的比重较大。作好拖拉机的节能减排，可降低农业生产成本，增加农民收入，减少污染物的排放，促进农业可持续发展。拖拉机的节能减排主要通过提高燃油利用率，提高发动机功率，减少发动机有害物质的排放，对排放的尾气进行循环利用，利用化学手段对有害排放物进行无害化处理。主要的技术包括涡轮增压技术，高压共轨技术，废气再循环技术，催化脱硝技术等。

1.涡轮增压技术

（1）涡轮增压的原理，涡轮增压技术现在主要用的是废气涡轮增压系统，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。

（2）涡轮增压的特点是，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%-30%。由于涡轮增压器回收了废气的能量，增加了进气量，提高了发动机的机械效率和热效率，安装涡轮增压的发动机油耗降低5%-10%，安装涡轮增压后，发动机排气噪声相对减少，排气烟度及排气中的有害成分也减少，减少了污染。

（3）涡轮增压的主要部件，涡轮增压比传统的发动机增加的主要部件包括涡轮增压器和中冷器，中冷器：是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产很高的生热量，从而使空气膨胀密度降低，而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率，需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器，原理类似于水箱散热器，将高温高压空气分散到许多细小的管道里，而管道外有常温空气高速流过，从而达到降温目的（可以将气体温度从150摄氏度降到50摄氏度左右）。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间，所以又称作中间冷却器，简称中冷器。

2.高压共轨技术

（1）高压共轨的原理，高压共轨是指柴油机电控共轨式柴油喷射系统，在这个系统中，高压油泵和喷油之间有一个大容积的共轨管，高压油泵把油输送进共轨管中并维持一定的压力，共轨管通过高压油管与分别与每个喷油嘴相连，喷油器上的电磁阀控制喷油的开始和结束，喷油时间与喷油压力决定喷油量，“高压”是指喷油系统压力比传统柴油机要高出3倍，最高能达到200MPa（而传统柴油机喷油压力在60-70MPa），压力大雾化好燃烧充分，从而提高了动力性，最终达到省油的目的。“电控”是指喷油系统由电脑控制， ECU（俗称电脑）对每个喷油嘴的喷油量、喷油时刻进行精确控制，能使柴油机的燃油经济性和动力性达到最佳的平衡，而传统的柴油机则是由机械控制，控制精度无法得以保障。

（2）高压共轨技术特点，改善了柴油机的动力性、经济性、排放性和工作可靠性，它比传统增压柴油机燃烧效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%，彻底改变了柴油机在人们心目中“噪音大、冒黑烟”的形象。对喷油定时的控制精度高，反应速度快，改进了柴油机的调整控制；柴油机具有自我保护功能和故障诊断功能；控制策略灵活。

（3）高压共轨系统的组成。高压共轨系统由五分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。

3.废气再循环技术（EGR）

（1）废气再循环技术原理，所谓EGR，即Exhaust Gas Recirculation，是废气再循环系统的英文简称，它的重要功用是将柴油机产生的废气的一小局部再送回气缸。再循环废气由于具有惰性，会延缓燃烧过程，到达减少NOx的生成量的效果(NOx在高温富氧的环境下产生)，EGR对降低氮氧化物排放十分有效，根据测试可发减少氮氧化物90%以上。最终完成了发起机排放程度的提升。

（2）废气再循环技术的特点，发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气流量,温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室，膜片拉杆将EGR阀门打开，排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOX是在高温条件下生成的，故抑制了NOX的再次生成，从而降低了废气中的NOX的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时，ECU控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的NOX最低。EGR发动机要求燃油的硫含量要低于500ppm，柴油中硫含量高，燃油燃烧后产生的二氧化碳跟水结合在一起腐蚀EGR通道，导致EGR的损坏。

（3）废气再循环主要零部件，包括ECU、各种传感器（包括水温传感器、进气温度压力传感器、转速传感器、油门位置传感器等）、电磁阀、EGR阀等。

4.SCR废气脱硝技术

（1）SCR废气脱硝技术原理，SCR是Selective catalytic reduction 的缩写，是有选择性催化还原法，在反应过程中，NH3和NOx反应生成N2和H2O。

（2）SCR废气脱硝技术的特点，采用尿素-SCR净化方案的发动机，其燃油消耗可节省5%-7%，扣除因使用尿素而增加的费用，还有节油2%-3%的优势。在不同的发动机根本工作环境下，SCR能降低氮氧化物排放65%-99%。这种技术适合我国高含硫柴油。SCR在拖拉机上的使用需要增加SCR本身的重量，还要增加尿素贮液罐和尿素的重量。

（3）工艺流程。SCR废气脱硫装置主要由尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等组成。尿素溶液的喷射量是根据柴油机的工况、催化器温度和环境状态来精确计量的。氨气与NOx发生催化氧化还原反应，将NOx还原为无害的N2和H2O。

篇2

关键词：桩基础；节能减排，创新技术应用；

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

一、目前桩基础创新技术应用分类及代表

目前桩基础创新技术主要分为几大类，首先是以深基坑支护技术的优化为主的支撑减排技术；其次是赶作业灌注技术；此外还有回收支护技术等。其中宁波软土介绍研发的“钢管护壁干取土灌注桩”工业与装备，通过桩基优化与提高桩承载力值的措施使桩数减少，节省资源达到节能的目的。目前的深基坑技术以桩排与支撑体系为主，支护桩全为圆形截面的桩，研发的矩形截面的支护桩受力钢筋可减少40%，基坑支护费用可降低25%。此外还有干作业矩形灌注桩的工艺与装备，有沉管式矩形灌注桩、工字形灌注桩、钢管护壁干取矩形灌注桩、提土同步压灌矩形灌注桩、高频振动沉管旋挖干取土咬合灌注桩等通过对灌注桩的工艺及技术装备的研发，达到节能减排的目的。此外，特别是针对桥梁基础技术，结合节能减排，也有施工技术的突破，如桩底后注浆技术、预承力灌注桩、扩底与嵌岩干取土灌注桩、刚柔组合桩复合地基等。

二、桩基础施工节能减排技术

按施工方法的不同，桩基础施工技术可分为非挤土桩非挤土桩、部分部分挤土桩挤土桩和和挤土桩挤土桩三大类型，三大类型再细分桩的施工方法超过300种。而在进行桩基础施工中，合理运用不同的桩基础选型，可以达到节能减排的效果。根据节能减排原则，桩基础选型要遵循以下原则条件：①因荷载制宜；②因土层制宜；③因机械制宜；④因环境制宜；⑤因造价制宜；⑥因工期制宜等等。

但是由于我国幅员辽阔，不同区域内的工程地质环境和水文地质条件较为复杂。而且东部沿海与中西部内地的经济发展情况差异较大，最终导致实际采用的桩基础技术各不相同。总体而言，存在以下特点：从直径来说，大直径桩与普通直径桩均有所采用；从制作工艺来说，预制桩与灌注桩均有应用；从存在形式上来说，非挤土桩、部分挤土桩与挤土桩都有所采用。而在非挤土灌注桩中钻孔、部分挤土桩与挤土桩也同时存在，在非挤土灌注桩中钻孔、冲抓成孔与人工挖孔法并存。在挤土桩中，还分为锤击法、冲抓成孔与人工挖孔法等方式。在部分挤土灌注桩施工中，压浆工振动法与静压法均有应用，在部分挤土灌注桩的压浆工艺法中，前注浆桩与后注浆桩工艺共存。由此可见，根据不同的地质环境，采用的各类桩型跨越了不同的施工工艺及手段，部分是比较先进而且覆盖范围较大的，而部分则是应用范围比较小但是却非常原始的。因此，任何一种桩型都不是万能的，桩型都有其适用范围，关键在于找到切入点，扬长避短；再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，就会出现质量问题。

三、桥桩基施工的机械选择与节能减排

1、钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔的手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，现代桩基钻孔设备主要有旋挖钻机和冲击钻机两种。旋挖钻机具有成孔速度快、环境污染小、施工现场干净、操作灵活方便等特点，已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备之一，适用于素填土层、亚黏土层、亚砂土层、亚黏土夹粉细砂层，强风化泥质粉砂岩层，岩层要求均匀。 冲击钻设备构造简单，适用范围广，操作方便，适用各种地层，成孔效率一般，但能耗较高。

2、桩基施工技术应用

例如某工程桩基管段内地表上覆第四系全新统人工填土粉质黏土及碎石土、冲洪积软土（软粉质黏土）、松软土（粉质黏土）、粉质黏土；坡洪积软土（软粉质黏土）、松软土（粉质黏土）、粉质黏土；坡残积粉质黏土； 下伏岩基为侏罗系中统上沙溪庙组泥岩夹砂岩，下沙溪庙组泥岩夹砂岩，新田沟组泥岩夹砂岩，中下统自流井组泥岩夹砂页岩及灰岩，下统珍珠冲组泥岩夹砂岩。全风化带（W4）厚2～10m，强风化带（W3）厚5～20m。本区上覆第四系全新统坡残积、冲洪积（Q4al-pl）。地层岩性如下： 软土：暗紫红、褐灰色，软塑～流塑状，土质较纯，黏性较强。分布于测区丘包上，厚2～4m，属Ⅱ级普通土。 粉质黏土：褐黄色，硬塑，含少量砂、泥岩质碎石角砾，顶部含植物根系。分布于测区丘包上，厚0～2m，属Ⅱ级普通土。 泥岩夹砂岩：泥岩为紫红色，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性：砂岩多为长石石英砂岩，浅灰、紫红色，中厚～厚层状，质稍硬。全风化带厚0～2m，属Ⅲ级软石；强风化带厚2～10m，属Ⅳ级软石；以下为弱风化带，属Ⅳ级软石。根据上述地质资料，地质岩层均匀，具备旋挖钻机施工的地质条件。设置桩基1172根，总装长：24071.76m，平均桩长：20.54m。

3、桩基础施工技术要点

①钻机安装就位：钻机就位前，须将场地垫平填实，钻机按指定位置就位，调整钻杆的角度。钻机安装就位后，要精心调平，使得底座和端座平稳，在钻进运行中定期用仪器或挂吊锤检查和校正，确保钻机不产生位移和沉陷。②旋挖钻孔：全液压旋挖钻机整机自动化程度很高，其水平、垂直度和钻孔中心由指示灯控制，操作室配置钻进深度指示仪。本工程采用干钻成孔，减少循浆时间及泥浆池布置。③钻斗升降速度：旋挖成孔靠钻斗挖装岩土直接提升卸到地表，控制钻斗升降速度，是成孔控制的关键，需要根据不同桩径控制钻斗升降速度，且桩径愈大愈应加强控制。④旋挖作业其他要点：尽可能根据土层正确选择钻斗类型结构，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻，影响进尺。

四、施工管理过程中的节能减排措施

1、加强工程建设过程中的费用控制和概预算管理，减少硬性设施及用品的消耗量，做到节能减排。对于项目管理费用的指出，要在科学测算的基础上，对各部门及管理施工队伍进行严格管控，费用指标进行分解实施，而且以文件的形式进行季度额度控制，超出罚款节俭奖励。

2、推行节俭节约措施，严格控制能源消耗，如电力、用水及办公用品等，从本源着手降低施工管理能耗。

3、采用劳动竞赛以及节约奖励的模式，加强对节能减排工作的领导和协调，及时总结和推广项目管理过程中的节能减排经验和典型，营造良好的节能减排工作氛围。

4、做好样板工程建设，树立节能减排标杆项目，以点带面，全面提高工程项目管理水平以及项目管理人员对于项目成本的控制能力，达到优化管理意识，减少排放及能耗的目的。

5、逐条落实节能减排的举措，例如临时建筑采用周转使用的材料或者可回收材料；施工支模等采用半框架模版体系；采用电渣压力焊接头以及机械接头钢筋接头；大力提高计算机辅助管理作业水平及信息自动化管理水平，确保材料及施工器械进退场有序，减少冗余消耗，达到施工过程节能减排的目的。

五、结束语

在桩基施工时需根据地质情况，合理选用施工方法和施工机械，既能节约能源，减少了施工费用，又能提高施工效率，保证工程的按期完成。当经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐时，采用节能减排措施减少污染，是我们应该承担的社会责任。

参考文献:

1.张杨.施工企业项目管理研究[D].西南交通大学，2003年.

2．张继文.微型钢管桩在桥台桩基下沉处理中的应用[J].北方交通，2011年08期.

篇3

关键词：公路工程 节能减排 新思维 新技术

中图分类号：X734文献标识码： A 文章编号：

建国60多年来，我国的年客运量、货运量增长迅速，公路里程也得到了大大延伸，基本实现了县县通公路。尤其是上世纪80年代，高速公路在我国实现了零的突破以后，很快进入了高速建设阶段。公路运输是占用资源较多、能耗占用比例较大、使用范围最广的一种运输方式，公路行业的发展水平一定程度上代表和反应整个交通那个运输行业的发展水平。在我国，节能理念在公路建设中的应用起步较晚，早期的公路建设中，项目建设的经济性往往放在重要地位，而节能等方面往往得不到足够的重视。直到20世纪90年代后期,随着高速公路建设步伐的加快和国家对节能减排领域的重视,公路交通节能工作才开始受到关注。

近年来，国家对发展节约型公路交通事业给与高度重视，2008年1月7日，在全国交通工作会议上，李盛霖部长提出要发展现代交通业，走资源节约、环境友好的交通发展之路。交通运输部于2012年开展了《公路工程节能规范》的编写工作，笔者所在公司作为参编单位参与了此次规范编写。

公路工程节能减排自公路工程项目规划至运营贯穿于公路工程项目的全寿命周期，全寿命周期各阶段应将广义节能减排理念与狭义节能减排理念相结合，将公路工程项目自身节能减排与社会节能减相结合，合理进行节能减排。

一 规划阶段公路工程节能减排

公路工程项目规划阶段主要是对项目功能、社会经济效益与项目投资进行定位，此阶段应在上述三方面的基础上合理结合节能减排理念，对项目整体节能减排进行规划。

1.1 在项目规划期所收集资料的基础上，从项目功能与社会能耗、项目自身建设能耗之间关系出发，以节能减排思维影响项目线路的初步选定。

1.2 初步分析项目建设期主要能耗，初步择优选择项目建设期的资源与建设方式，适当选择适合项目的一些节能新技术、新工艺。

1.3 初步分析项目运营期的主要能耗，初步择优选择项目运营期的运营形式，适当选择适合项目的一些节能新技术、新工艺。

二 设计阶段公路工程节能减排

以往的公路工程项目中，设计阶段主要考虑项目的经济效益，以在满足项目功能要求基础上尽量减少项目投资为主要设计出发点，对项目节能减排考虑较少。实际上在公路工程项目全寿命周期的节能减排工作中，设计阶段的节能减排对项目整体的节能减排影响最大。

2.1 在规划阶段所确定的基础上，设计中应对道路选线、道路线形指标选用与社会综合能耗的关系，项目施工主要原材材料与当地资源的关系，项目主要施工主要能耗与当地能源关系等进行重点考虑，包括：

① 路线方案应在所选定走廊带与主要控制点基础上，进行布局和总体设计，合理运用技术指标，对可行的路线方案进行比选，以确定设计方案。

② 大交通量道路、重交道路应适当提高道路平、纵线形指标，合理提高桥隧比及设计行车速度，缩短道路里程，在重交道路线形设计中需避免大坡度纵坡及长爬坡车道。道路纵坡对燃油消耗影响很大，在上坡时燃油消耗随着坡度的增加而增加，但在下坡时相应的燃油节约比较有限。从美国的研究可以看出，当道路纵坡从6%降至3%时，小客车可节油20%，货车可节油70%。

2.2 路基设计应避免大填、大挖，以浅路堑、低路堤通过为宜。路基工程设计应适当考虑利用废旧材料回收、建筑垃圾固结等技术进行路基填方工程。取弃土场的选址合理，就近原则取土场、弃土场、料场与道路线位的相对距离直接决定取土、弃土以及材料运输的运距，运距过大会致使施工过程中能耗陡增。根据自然条件，应对工程防护和植物防护进行合理选择。合理划分施工标段长度，提高机械设备、场地临建设施利用率。

2.3 路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气候、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配置等。交通量大的高速公路、一级公路以及城市郊区公路宜选择施工方便、工期短、对交通干扰少的设计方案。改扩建工程设计中应尽量考虑充分利用改扩建工程中的原有废旧材料，做到资源循环利用。中长隧道路面施工由于施工环境恶劣，采用常规热拌沥青混合料会使隧道内废气浓度远高于施工人员可承受的范围，故中长隧道路面采用沥青混合料施工应选优先用温拌沥青混合料。

2.4 公路桥涵应根据其所处环境条件选用适宜的结构型式和建筑材料，进行适当的耐久性设计，必要时尚应增加防护措施。采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，适用于机械化、工厂化施工。独立大桥的桥位选择应以最优化为原则，充分考虑桥位选择的各种因素，各种因素包括：城镇规划、路网规划、征地拆迂等；两端的引道应服从桥位选择的要求，宜减少车辆运输距离。高速公路大、大、中、小桥原则上服从线路走向，但高速公路大桥的桥位布设不宜过分强调“桥位选择应服从于路线走向”的原则，应与绕行路线进行深度比较或对桥位进行多方案论证分析，可以局部调整线形方案，尽量避免出现大量高墩、大跨及弯坡斜桥，以减少桥梁工程规模和技术难度。

2.5 公路隧道应根据公路等级和功能，结合隧道所处地域的地形、地质、施工、运营、管理等条件，拟订多个设计方案，进行技术、能耗等要素的比较与综合设计，充分发挥隧道的功能。公路隧道的通风与照明能耗是设计阶段重点关注的问题。公路隧道通风设施设计应综合考虑公路等级、设计速度、车道数、通风方式、运营通风控制策略、设计交通量及交通组成、隧道断面与平纵线形、隧址区域自然条件等因素，并结合当地经济发展水平进行经济技术综合比选。公路隧道通风设施设计应根据不同交通状态、不同运营工况提出合理的通风设施总体运行方案。

2.6 公路交通工程及沿线设施应与主体工程同步规划、设计、施工，其中管理设施的监控系统、收费系统、通信系统、配电、照明、房屋建筑能耗是设计阶段重点关注问题。道路收费系统应根据道路实际情况适当增加ETC自动收费系统数量；照明系统在满足照明需要的基础上，优先选择节能灯、LED灯等节能照明设施；房主建筑提倡使用聚氨酯等节能型墙面保温材料；北方地热能较多的地区，房屋取暖系统宜采用地热取暖。

三 施工阶段公路工程节能减排

公路工程项目在建设施工阶段的能耗重点包括：材料、施工机械和施工组织方案。公路工程建设期，应进行由建设单位统筹规划，以各施工标段为主体进行建设期能耗监测。建设期能耗监测主要为实施施工耗能台账制度。各施工标段在施工期内以分部、分项工程为单位，建立施工能耗台账。能耗台账应包括各分项、分部工程主要施工材料与机械能耗情况。施工能耗台账应作为项目竣工验收资料之一在项目竣工验收后由建设方统筹归档。

3.1 公路施工用电尽量采用网电作为动力供电，临时施工用可考虑从与运营期永久用电相结合，有建设运营方统一规划、设置以减少能耗。

3.2在路基施工中，应合理安排施工组织，提高施工设备工作效率，减少施工设备能耗。进行施工组织设计时应充分考虑土方挖运与取、弃土场距离，合理减少运输车辆运距；应根据工程情况配置各类施工机械，做到各施工环节所需机械合理配套，以减少施工机械能耗。路基施工应控制超挖，做到合理的填挖平衡以减少借方与弃方，以致于减少借方与弃方填筑过程中二次搬运、土方压实所产生的能耗。

3.3 在沥青路面施工中，科学比选，选择节能型路面材料，合理使用路面节能工艺，其中沥青路面节能工艺主要有厂拌冷再生沥青混合料、就地冷再生沥青混合料、厂拌热再生、就地热再生、温拌沥青混合料。应合理安排施工组织，优化场地设置，提高机械工作效率，减少施工机械能耗。在沥青拌和设备造型时，应选择能耗小的设备。在集料质量均匀，分级合理的前提下，有条件时优先采用连续式沥青拌合设备，连续式沥青拌合设备具有能耗低，产量大等优点，同时容易实现旧沥青混合料的厂拌热再生。沥青拌合能耗是路面工程施工最主要能耗，合理选择低能耗的沥青拌合设备很大程度上决定了路面工程施工总能耗。汽车运输能耗是路面工程施工的主要能耗之一，减少运距对路面工程施工节能有较大影响。集料堆放场地做好防、排水措施以避免集料受潮(达不到沥青混凝土拌合对集料的要求)所产生的二次加工，减少沥青拌合的额外能耗。细集料应搭设雨棚，降低细集料烘干所需的额外能耗。沥青混合料的碾压时，应严格控制碾压遍数。沥青混合料的运输中，应配备棉被及覆盖帆布等保温物品。用作沥青混合料运输的车辆要求车况良好，车厢洁净，装料前可适当喷洒油水混合物防止粘结，每台运输车必须配备棉被及覆盖帆布等保温物品。在拌和场装载混合料时，应按前后中的次序装载，尽量减少混合料的离析。沥青在沥青库内不宜贮存过长时间，在非施工季节需要在较长时间内贮存的沥青，其贮存温度通常应低于100℃；在运输状态下沥青温度宜控制在120℃~130℃左右，沥青罐车在运往工地的过程中应有保温措施，长距离的运输应装备加热升温系统；在路面工程沿线有可以用于路面工程的隧道洞渣时，应优先对隧道洞渣进行利用以减少新开采集料利用量。

3.4 在水泥路面施工中，应做好施工组织设计，合理布置场地，材料运输组织经济合理。施工组织设计中应充分考虑水泥混凝土与施工原材料的运距，合理减少拌合站与料场、拌合站与施工点之间距离，以减少运输车辆能耗。在坡地作为拌合场地时，利用地形高差，可提高装载机等上料速度，同时节约燃料。在设备配置选择中，应注意前、后场设备生产能力相匹配，以减少设备停机等料带来的能耗损失。

3.5 在房建与附属工程施工中，提高机械化施工水平，可大大提高施工效率，降低能耗，对于预制构件等，采用标准化、工厂化生产，可提高生产效率，降低能耗，同时提高预制构件的外观质量水平。

3.6 公路工程施工机械应根据公路建设情况执行严格的准入制度，及时淘汰达不到废气排放标准的机械，合理选择国内外先进机械设备。对机械设备管理人员、维修人员、操作人员进行岗前培训，并定期进行技能培训，减少人为操作引起的机械能耗增加。

四 运营阶段公路工程节能减排

公路工程项目运营阶段节能减排主要通过合理控制项目运营管理能耗与合理进行公路养护为主。项目运营阶段运营管理方应建立能耗台账，严格控制运营阶段管理能耗。公路路面状况对车辆油耗有直接的影响，其主要影响因素为路面平整度，平整度低造成汽车行驶阻力增大，增加汽车油耗；其次损坏较严重的路面会引起车辆刹车，降低行车效率，道路交通畅通程度对机动车油耗影响非常大。道路养护施工应充分考虑预防性养护理念，应根据路面结构强度、路面破损指数、横向力系数、平整度指数、车辙深度、裂缝率等指标合理选择预防性养护措施。道路路面、桥梁、隧道的大修、中修工作应根据道路实际情况适时进行，维修应连同相关部门做好道路交通组织，正确疏导交通以免引起过往车辆堵塞，增加车辆油耗。

结语：公路运输是交通运输领域最普遍、应用最广泛的运输方式，公路工程全寿命周期的节能减排水平一定程度上代表了整个交通领域的节能减排水平。在当今我国人均资源缺乏，大气污染形势严峻的形势下，公路工程全寿命周期的节能减排成为眼下当务之急。公路工程相关从业者要带着节能减排的思维，总结经验，借鉴国内外先进理念与技术，把节能减排合理运用到公路工程项目中。

参考文献

[1]秦永春，黄颂昌，徐剑，等.温拌沥青混合料节能减排效果的测试与分析[J].公路交通科技，2009.26（8）：33-37.

[2] 程玲，闫国杰，陈德珍，吴家正，耿翠洁.温拌沥青混合料摊铺节能减排效果的定量化研究.环境工程学报，第四卷，第九期，2010年9月：2151-2155.

篇4

用户：环保节能成效显著，扩大试点，继续完善

北京工业大学耿丹学院 吴利基：2005年，我院试用雄财型煤锅炉供暖1万平米 ，供暖效果良好，2006年，我们将供暖面积增加到10.5万平米，采暖季结束后，据我们核算每平方米供暖成本为12.36元。

之所以成本较低，除了型煤锅炉突出的环保节能效果外，也与我们日常管理分不开。校领导非常重视供暖工作，除对全校范围内的房屋进行了改造外，还制订了严格的锅炉运行管理制度。针对锅炉工作“惯性比较大”的特点，我们还求司炉人员必须掌握未来四、五天的天气趋势，这样既提高了供暖质量，又节约运行成本。

通过两年试点，我们有三点建议：一是要尽快制订锅炉及型煤的行业标准，二是要扩大燃料的供应厂商，形成合理的价格竞争机制，三是核定客观的设备使用寿命。

苏家坨卫生院 张书齐：我单位面积比较小，供暖总面积9417平米，锅炉管线200米，包括一个门诊楼、一个病房楼和一个宿舍楼。去年开始进行型煤锅炉试点，据我们初步核算，型煤锅炉平均每天用煤2.52吨，费用为1363.9元，每平方米耗煤42.65公斤，加上人员工资，运行费用每平方米合24.3元，如果再加上电费合27.9元。成本的较高主要由于卫生院供暖时间长（全年160天）和保暖温度较高造成的。

从综合的使用情况看，我们认为型煤锅炉具有多方面的优点：一是环保，基本看不见烟；二是噪音很小，由于没有鼓风，只有一个增压机，电机功率才1.1KW；三是温度上得很快，由于是低温燃烧，和家里的土暖气差不多，夜里封火的时候，虽然增压机和水泵关了，但是煤还烧着，所以温度上得很快；四是节电，鼓风没了，补水泵也不用开，自来水自动补。

专家： 政府应当积极推广，制定标准，完善准入

北京市锅炉研究所张永福教授：自2002年第一次接触到雄财的型煤锅炉后，我就感觉到这种产品是符合我国节能环保要求的好产品。五年来，雄财做了很多工作，各项环保、节能指标得到了大幅提高。从测试数据看，产品的各项指标均达到或超过了国家标准。例如，锅炉效率大于80%，比标准提高了2-3.5%，比散煤锅炉提高了10-15%；此外，由于该设备采用自然通风，节电的同时，噪音也降到很低的水平。

从目前的情况看，我认为型煤锅炉在未来推广中将会遇到以下几个问题，主要包括；一是认识上的问题。由于型煤锅炉较过去的散煤锅炉无论在内、外部结构，还是在燃烧原理上都与传统锅炉有很大差异，因此，我认为，厂商通过有效的市场引导和数据比较打消用户这六方面的顾虑；

二是型煤的供应问题。在购买设备后，如何保证燃料供应的及时、质量的稳定，以及价格的合理，这些需要雄财在产业链整合上下游资源，采取有效手段，制定出详细的计划。

三是政府部门的支持。对于型煤锅炉这样既能有效利用农村丰富的生物质能源，又在环保指标上达到很高水平的技术设备，政府应当大力扶持，对于排放标准，应当指定统一的规范，这样既完成了节能任务，又丰富了用能结构，还能让用户得到实惠，从而实现政府、用户、厂商的多赢局面。

中国环境保护产业协会锅炉炉窑除尘委员会杨明珍教授：作为一名长期从事环保事业的工作者，一直以来我都非常关注雄财集团的生物质型煤锅炉的技术改进和市场推广情况。通过一段时间的跟踪调查，我对型煤锅炉有四方面的认识。

第一，它在技术上是成熟的，通过在试点锅炉房取渣进行检测，我们发现锅炉燃烧非常完全，由于型煤的热效率可以达到80％以上，因此排放得到了有效的控制。

第二，它的环保性能好。从测试的各项环保指标来说，雄财集团生产的型煤锅炉符合北京市的统一排放标准，用户的反馈也印证了这一点。

第三，从合理的使用煤炭这方面来说，尽管北京市的排放标准控制非常严格，除了要达到排放限值以外，还在除尘上提出了很高的要求，因此我觉得从战略的高度来看也应该支持这样的项目， 20吨以下推行生物质型煤锅炉是达到北京市环保标准的一个好办法。

第四，我们也应当看到型煤锅炉在自动化程度方面还有待提高，尤其在炉渣的综合利用方面还要进一步加强；在技术的培训服务还需要下一番功夫。

厂商：扩大产能，提高素养，最大限度让利于用户

雄财集团王永江董事长：非常感谢一直以来社会各界对我们的支持，针对用户和专家的意见，下一步，雄财将从以下几个方面着手：

一是整合资源，扩大产能，优化公司结构。

近年来雄财整合了部分国有煤厂，按照北京市的规划，合理布点，既保证了型煤的原料来源和生产，也减少了原料运输、型煤配送方面的中间费用。同时，随着产量的扩大，技术的进一步提升，生产成本也会降低。总体计划在北京市建立四个蜂料基地。第一，把各个区县的煤站全部统一起来，可以严格控制质量。第二，我们正在制定北京市生物质型煤生产的强制标准，以进一步严格规范生产、控制质量。此外在保证燃料质量的前提下，雄财将与北京市几家大型锅炉厂合作，对锅炉的生产采取模块化管理。

二是大力提高人员素养，为用户提供更优质服务。

目前雄财集团为用户购买的型煤锅炉提供了从工艺到安装到调试的完整的售后服务；燃料供应也是送货上门，直接送到用户的锅炉房；在设备运行方面，也提供包括派技术人员实地考察、亲自指点、司炉工培训等一整套的服务。目前，雄财集团正在筹备成立一个小型培训学校，用于向用户系统地介绍产品的各项性能及使用窍门，帮助以全面解决用户解决在使用型煤锅炉中存在的各种问题。

三、对今年试点工作的展望

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1.1目标超前、考核到位南通醋酸纤维有限公司（以下简称“南纤公司”）是国内成立最早的烟用醋酸纤维生产企业，其能耗约占烟草行业的四分之一，是行业唯一被列入全国“千家企业节能活动”的企业。根据国家质检总局提出的南纤公司要努力成为行业节能减排亮点的指示精神，公司成立了节能减排网络工作组，全面负责推进节能减排工作。从2008年开始，每年投入不少于100万元的专项资金用于节能减排课题研究。目标管理、系统控制是南纤公司节能减排的重要手段，公司每年都要根据近两年的能耗及排放情况，制定下一年度的节能减排工作目标（如节能率、COD排放量、单产标煤耗、工业用水循环率等），力求目标既合理又具有挑战性。各部门根据公司总体目标，层层分解细化为数量指标、质量指标、时间指标和成本指标。如2009年，南纤公司将总目标分解为6项二级节能目标和4项二级减排目标，确定了11项日常管理重点工作、14个节能减排技改项目和7个节能减排研发项目。根据目标分解指标，每月对能耗及排放情况进行计量、统计、分析、考核，实行节约奖励、超耗超排处罚，有效调动了各部门的积极性、主动性，很好地实现了年度节能减排目标。

1.2体系为保障、测控为基础为确保节能减排工作在管理上得到有效控制，并形成长效机制，南纤公司制定了“降低消耗、科技节能、持续改进”的能源管理方针和“遵守法规、净化排放、节约资源、持续改进”的环境管理方针，建立了ISO9002质量保证体系、ISO10012测量管理体系、ISO14001环境管理体系、OHSAS18001工业安全和卫生管理体系，以精益生产、7S等先进的管理方法和工具为支撑，将环保、节能、清洁生产全面纳入“科学化、文件化、规范化”的管理范畴，形成了横管到边、纵管到底的环保网络及三级能源管理体系。南纤公司高度重视能源使用与排放的监测。先进的技术装备是做好节能减排工作的基础，通过持续改进，目前已实现了能源计量排放监测的自动化、信息化、计控一体化、管理网络化。采用国际先进的智能仪表，现场能源数据采集后直接传送至DCS、PCS、ΔV控制系统，电能数据传送至EMS电能管理系统，用于生产过程控制和企业管理，实现了能源使用的实时自动计量、数据资源共享、能耗自动统计、历史数据追溯等功能，为公司用能和排放情况分析、成本控制、奖金考核、用能设备故障分析提供了快捷、准确的依据。

1.3搭建平台、创造氛围为提高节能减排工作的整体水平，南纤公司搭建了“学习、科研和激励”三个平台，以“绿色”为理念，使节能减排形成文化。第一，搭建学习平台。通过“请进来、走出去”的方式，请专家举办节能减排专业知识讲座，或参与节能减排项目合作研发。每年选派技术人员到相关大学攻读研究生或参加相关课题的研讨和联合攻关。第二，搭建科研平台。投资8000多万元用于技术中心建设，引入高精尖技术人才，为节能减排的课题研究，以及前瞻性、基础性理论研究创造了有利条件，同时积极为生产骨干参与节能减排改进创造条件。第三，搭建激励平台。积极推进QC小组和全员合理化建议活动。仅2008年就收到有关节能减排的合理化建议300多条，成立QC小组42个，其中《降低吸附床回收丙酮蒸汽单耗》等5个QC小组获国优称号，《降低202区主蒸塔蒸汽单耗》等3个QC小组获省优称号。节能减排涉及生产过程的每一个环节、每一位员工，大到工艺改进、技术革新，小到一张纸、一滴水乃至员工的日常工作习惯，公司都会正确引导。公司充分利用节能宣传周、内网、画栏等载体，宣传节能减排的重要意义，提高全员的节能减排意识。持续组织开展员工节能、节水专题培训，还制作了节约用水、节约用电的小标贴，张贴在用水、用电点，营造节能氛围。在推进节能减排新技术、新设备、新工艺的同时，利用操作比武、劳动竞赛等活动，持续提高员工的实际操作水平，充分发挥设备的工作效率，提高能源利用率。

2技术创新取得节能减排新突破

依靠自主创新节能减排，是南纤公司节能减排工作的亮点。创新渗透到公司各个生产环节，通过不断优化生产工艺，大力开展科技节能减排，提高能源利用率，产生了良好的效果。本文简要介绍3项主要创新成果。

2.1高效优质低耗的二醋片生产成套技术研究建立并应用醋化级木浆活化性能表征方法，首次成功开发并行加料预处理工艺，增强了木浆乙酰化反应活性，预处理器设备处理能力提高了13%；通过改进醋酸萃取塔内件结构，优化萃取塔操作温度、萃取剂组分配比，使得萃取装置处理能力提高25%；应用化工过程模拟技术，改进了精馏塔板组件并优化操作压力，提高了精馏塔板效率，回流比由0.95～1.05下降至0.75以下，降低了能耗。课题投入经费3000万元，课题成果运用后，较国外同行提高生产效率25%；4条生产线增加二醋片产量25000t/年，节约蒸汽62500t/年，节电375万千瓦时/年。该成果已入围2009年度江苏省科技成果奖。

2.2醋酯工艺废水和废气减排治理技术研究与应用通过开发异丙醇三段富集工艺，将废水中异丙醇由0.1%富集至67%。开发的在线连续酯化技术，使富集异丙醇实现循环利用。醋酸异丙酯单耗从22.88kg/t醋片降低至10.59kg/t醋片，实现直接经济效益1496万元/年以上，单耗达到了国际先进水平。通过开发进水CODcr总量自动控制技术和全混流与平推流相结合工艺，提高了曝气池的稳定性，减少废水中CODcr排放约1200t/年，减少废水中SS排放约1000t/年。通过组合生物滴滤和化学除臭技术，处理醋酯废水的异味气体，对硫化氢和甲硫醇的去除率为90%以上，异味气体治理技术达到国际先进水平。该成果获2008年度南通市科技进步特等奖。

2.3热电联产节能减排工艺技术研究与应用通过建立母管制热电机组热力性能分析数学模型，开发了热电站机组性能分析与运行管理软件，实现了汽轮机、锅炉、加热器等效率的在线计算和热电站经济性在线分析计算，并指导运行操作，实现了热电能效利用系数提高5%，年节约标煤30000多吨。通过开发高频电源、屏式旋转极板高效除尘技术，有效提高了电除尘的收尘能力，实现除尘器出口粉尘由200mg/m3降低到50mg/m3。通过氧化镁湿法烟气脱硫系统优化研究，解决了国内脱硫装置普遍存在的腐蚀与结垢问题，脱硫系统可用率达100%，脱硫效率保持在95%以上，年实际脱硫1710t。该成果获2009年度南通市科技进步一等奖。经统计，南纤公司在近3年共取得51项技术创新成果。“十一五”以来，南纤公司累计节约标煤52256t，提前3年完成了国家下达的节能目标；公司排放废水COD平均值在150ppm左右；每年10万吨固体废物中，98%得到综合利用；年回收丙酮18万吨，回收醋酸50万吨，回收率均在98.5%以上。

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设备是完成节能减排的直接工具，直接关系着节能减排目标能否实现。为此，在设计模式创新后，要对关键的设备进行调整。调整过程要依据设计的参数进行，要求设备与工艺目标和节能目标相符。设计目标落实于设备层面，主要设计设备选型，为此，应创新设备选型。环保设施包含大量的通用设备，考虑到这些设备多由专业制造商制造，所以可以进行精准参数优化，提升设备的节能能力，挖掘设备的降耗潜能。依据设备自身的特性，结合节能减排目标，进行精准定量设计和计算，然后对设备参数进行全面调整。应尽量减少设备容量浪费，同时还要强化辅机容量工艺和降低设备容量[2]。

2系统局部创新

通过系统局部创新达到节能减排，在现有的工艺基础上，进行系统的局部优化。以城市污水处理厂和火力发电厂为例。污水处理的节能降耗关键是节电能，因此，在节能减排改造中，应充分考虑污水处理工艺的各级能耗，扩大节能空间。在污水处理厂，二级处理过程耗能最大，占污水处理厂总耗能量的70%，因此，污水处理厂运行时节能降耗技术应该重点用在二级处理过程。首先对二级处理单元中各个设备的电能消耗过程进行分析，通常污水处理中所用的设备为搅拌器、内回流污泥泵、外回流污泥泵、剩余污泥泵、鼓风机、二沉池刮泥机、加药泵几部分，它们对电能消耗的比例（相对二级处理总能耗来说)分别是13.5%、3.0%、7.1%、0.4%、75.3%、0.5%、0.2%。可以看出，耗电量最大的是鼓风机，因此，要想有效提高二级处理单元的节能降耗效果，需要参考风量，风压，曝气量等参数，科学合理的选择鼓风机并建立精确的曝气流量控制系统，实现智能化曝气调节。并在处理设备中加设回收二氧化碳装置，以降低二氧化碳的产生量[3]。据统计在二级处理过程中进行局部的技术创新可有效节能35%左右。另外，电力行业普遍认为火电厂的节能减排已接近极限，继续进行，投入太大，难度太大。但是，上海外高桥第三发电厂通过长期的研究和实践，突破陈旧的设计规范，创造了一系列节能减排创新技术，粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别达到11.63mg/m3、17.71mg/m3、27.25mg/m3，全部优于我国火电厂大气污染物排放标准。由此可见，通过系统局部创新能达到节能减排，做到节能减排绿色环保生产。

3结语

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【关键词】通信行业 节能减排 减排机制 分析管理机 设计研究

节能减排是一项有利于全人类进步与发展的系统化工作，随着我国经济的发展信息技术的不断提高，通信产业的能耗问题也日益凸显出来。通信规模不断的扩张导致我国通信网络、动力设备、制冷系统及机房、基站等配套的基础设施数量成倍的增长，使能源消耗幅度不断增加，这就要求我们重视在通信行业中的节能减排工作。

1 节能减排的思想研究

根据我国目前的通信行业状况分析不难得出，节能减排工作应该从以下几个方面进行。首先要从网络运营方面进行节能减排，对机房维度、业务维度等方面进行能耗现状的分析，树立节能减排的目标和思路。其次要从采购、办公等方面进行能耗现状的分析，树立综合管理节能减排目标和思路。最后要从营销及服务方面入手，分析电子渠道、渠道用房、信息化服务等方面的能耗现状，树立营销及服务的节能减排目标和思路。

2 节能减排的方法措施

2.1 通信网络措施

我国通信设备的耗电量大，局点设备容量小，单位能能耗较高。我们要运用新科学技术对其进行改造，采用能耗较低的设备。工作中应该常检查原有的设备，对能耗高的设备进行退网与更换。对现有的设备进行整合，使其的工作效率得到提高，同时也要根据基地的地理条件采用不同的设备，已达到最好的节能减排效果。

2.2 基站主设备措施

对现有的基站设备，可以采用载频智能关断技术。当基站的话务量下降时，基站通过软件自动控制，关闭部分没有负载的收发信单元，从而达到节电的目的。利用待机模式控制无线设备，控制整个载频模块，从而达到降低能耗的目的。此技术重点适用于郊区、农村及相对偏远的地区，通过断电技术来延长设备的工作寿命。

2.3 通信机房措施

通信机房的节能减排与机房的通风措施的好坏是分不开的，但是许多通信机房特别是早期建设的机房能耗大，需要进行整改，目前通风技术主要为以下三种：

2.3.1 精确送风技术

我们可以把精确送风分为两大类，即下进风和上进风方式，上进风方式指的是在机柜的顶部开一个可调节风量的进风口，充分保证其冷气不流失走，下进风工作原理与上进风相似，只不过进风口是设置在机柜的底部，将地板下的冷空气输送到机柜中。精确的送风方式有助于通过送风技术实现节能减排。

2.3.2 热交换节能技术

热交换技术（heat exchange）指的是由于温差而引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程。因此在通风措施中需要有两套独立的循环风道组成，室外冷空气经过管道进入室内，与室内的热空气进行热量交换，以此来达到降温的效果。

2.3.3 智能通风节能技术

智能通风系统会根据室内温度的高低分布规律来控制室内的温度，利用对流的空气排出室内的热空气，降低室温。这种技术对室外空气洁净度有较高的要求。

2.4 基础配套措施

运用基站的监控系统实现对设备消耗情况的采集，根据能源供给的状况对基站进行远程控制，加强电能结算的时效性，降低成本，提高通信设备的工作效率。

2.5 开关电源模块休眠措施

开管电源模块休眠是一种采用整流模块对冗余配置进行控制的技术，开关电源的系统是以基站的负载大小为原则进行配置的，休眠状态的模块数量可以根据负载变化而变化。随着开启模块的数量增加，进入休眠状态的模块数越少，节电量和节电率也在不断增加，但是因系统无效能耗引起总输入功率的提高。

模块休眠可以减少各个模块的工作时间，减少模块故障率保障设备的使用寿命，降低能耗，一高企业的投资效益。

2.6 太阳能及风光互补措施

利用自然资源减少电力资源的消耗，夏季太阳辐射强，冬季风力强，合理利用太阳能和风能等自然资源，完善发电设备的供电系统，在太阳能充足的地方使用风光互补的模式，达到利用太阳能和风、光能满足供电的需求，从而使节能减排落到实处。

3 节能管理的方法措施研究

要使电信行业的节能减排落到实处必须要建立健全相关的法律保障制度，让节能减排做到有章可循，同时也要安排有关工作人员对其进行严格管理，坚决做到精细化用电，相关技术人员也要时刻准备对工作设备进行维护、抢修，这就要求相关工作单位集中采购维修材料，保证维修质量，科学配置，可以降低采购成本和因临时准备器械零件而产生的额外费用做到有问题及时维护。实行设备回收计划，运用先进的科技满足通信行业的需求，提高回收利用率。合理运用创新的科学技术，从根本上达到节能减排的目的。

4 结束语

全球能源持续紧张，积极推进通信行业的节能减排不仅仅是降低自身的运营成本，更是在相应国家的号召。随着我国通信行业的飞速发展，不断涌现出的新业务新技术带来能耗也在不断增加，如何在满足通信业绿色需求的同时，减少资源消耗，走可持续发展的道路是每个企业都要关注的问题，节能减排也是每个企业需要自觉承担的责任。通过科技的不断进步，相信在今后的通信业会得到更好的发展。

参考文献

[1]杨飞，王波，刘峰.运营商需重视通信机房配电系统建设中压补偿装置更节能[J].通信世界，2012（48）.

[2]马也骋.风光互补发电在通信基站节能中的应用[J].通信电源技术，2012（06）.

[3]李毅，刘小湘.物理相变储能技术在通信基站中的应用研究[J].建筑热能通风空调，2012（05）.

[4]王启凡，刘宝昌.通信基站节能减排措施及应用实践浅析[J].中国新通信，2012（20）.

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1．1移动通信机房能耗状况分析

从整体看，移动通信公司的能耗包括:电耗、油耗和耗材，而电耗为其主要能耗，约占总能耗的80%以上，因此，移动通信公司的节能主要是指节约电能。移动通信公司的电能消耗大体包括:日常行政办公用电和通信网络运营用电两部分。日常行政办公用电占总用电的比重很小，这部分的节能工作主要靠加强日常行政管理实现，而通信网络运营用电的节能减排技术将是重点研究对象［1，2］。通信网络运营用电主要集中在通信机房内，通信机房中的电能消耗主要分为两部分:通信设备用电和机房环境用电。通信设备用电是指通信机房的主设备和配套电源等设备的用电，通常机房主设备包括:交换设备、数据设备、无线设备和传输设备等;配套设备主要指通信电源设备和蓄电池;机房环境用电主要包括:机房空调、机房照明和机房监控等用电。从大量实际工程数据粗略统计结果可知，在通信机房的总用电中，通信主设备用电约占45%，配套电源设备用电占8%，机房空调用电约占40%，而机房照明、机房监控等其他用电约占7%，具体能耗分布如图1所示［3］。从图1中可看出，机房设备用电和空调用电占总用电的90%以上，因此，笔者将重点研究通信机房设备和空调的节能减排技术应用。

1．2移动通信机房能耗状况存在的问题

目前，移动通信机房还存在相当数量技术陈旧、能耗高的通信设备，并且由于网络结构的不合理，导致网络结构复杂，网络层级较多，网元节点过多，增加了网络设备的能耗;同时还存在相当数量的通信电源设备缺少智能化控制功能，部分电源设备技术落后，供电效率很低，增加了供电系统的能耗。另外，很多通信机房的制冷方式还是基于先冷环境，再冷设备的方式，通信机房内的机架排列及送风制冷方式不合理，导致机房空调制冷效率低，增加了空调系统的能耗;同时，很多无线基站机房的空调系统也没有智能监控系统，为使基站机房中通信设备能正常工作，保持机房标准的环境温度，需要将空调长期处于开机工作状态，产生了大量的不必要的能源浪费。因此，在通信机房中采用先进的节能技术，是移动通信公司节能减排的必然选择。

2节能减排技术在移动通信机房中的应用

移动通信公司的通信机房大体分为两类:通信枢纽机房和无线基站机房。通信枢纽机房面积较大，机房内设备较多，产生的能耗也很大;单个无线基站机房面积较小，一般不超过20m2，机房设备不多，相比枢纽机房的能耗也较小，但移动无线基站数量庞大。截止目前，中国移动无线基站总数量已达40万个，因此无线基站总耗电量巨大，据粗略统计其耗电量约占通信网总耗电的70%以上。以下将分别讨论节能减排技术在这两类机房中的应用。

2．1节能减排技术在移动通信枢纽机房的应用

移动通信枢纽是移动网络的核心和汇聚中心，其通信设备较多，能耗较大。移动通信枢纽机房的主要能耗包括:通信主设备、配套电源设备和空调设备的能耗。因此，移动通信枢纽机房的节能减排主要是机房通信设备和空调的节能减排。

2．1．1移动通信枢纽机房主设备的节能减排技术应用

移动通信枢纽机房内的主设备是根据网络建设的需要依不同项目分期分批建设安装的，目前在网设备新旧交错，能耗指标也参差不齐。因此，移动公司枢纽机房主设备节能减排的技术应用主要从以下几方面考虑。1)对于早期安装的通信设备，在条件允许情况下，通过更换或采用技术改造等方式，淘汰高能耗、低效率的设备，合理调整用电负荷，以达到节能效果。2)对于新增设备，要选择高集成度、低能耗、采用节能技术的通信设备，将设备能耗指标纳入到设备选型的指标范畴。3)在通信网络设计中，应合理组织、优化网络结构，推进通信网络的IP化进程。通过IP化可简化网络结构，减少网元数量，节省设备资源，减少设备能耗，以达到节能减排的目的。4)提高机房内通信设备利用率，尽可能利用现有通信设备资源满足网络运行需求，以避免大量设备低负载运行，浪费电能。

2．1．2移动通信枢纽机房配套电源的节能减排技术应用

移动通信枢纽机房的配套电源设备主要包括:高低压配电、备用电源、UPS(UninterruptiblePowerSystem)和直流电源等。对于配套电源设备的节能，主要应关注以下两方面。1)合理的设备选型和容量配置以及设计安全、可靠、高效率的电源系统是通信电源设备节能的关键。首先，在通信电源设计中，应尽量减少供电环节，避免增加不必要的供电环节，减少由于供电环节过多造成的能耗;其次，合理设计导线路由，使供电系统尽可能靠近负荷中心，减少供电距离，缩短电缆长度，降低电能损耗;另外，合理设计供电方式，根据用电负荷的大小和机房实际情况，通过科学计算，灵活选用集中或分散方式供电，以达到节能降耗的目的。2)除要关注通信电源设备在设计和设备选型阶段的节能外，还应关注通信电源在运营过程中的节能，提倡合理的节能运行方式。在实际运营中，应根据通信机房内实际工作负荷情况，在保证安全的前提下，合理调整电源的工作模块。一般情况下，通信枢纽机房电源设计容量都是按满足一定时期主设备负载并考虑一定的冗余。因此，在机房使用初期，机房内设备较少，用电负荷远未达到设计容量，这个阶段可采用人工方式关断多余的电源模块，以提高电源模块工作效率;另外，要根据机房内设备重要等级，确定不同等级的保护方式，以减少电源的冗余度，达到节能降耗的目的［4］。

2．1．3移动通信枢纽机房空调的节能减排技术应用

通信机房的主要能耗是通信设备和空调，通信设备是机房运行的主体，其能耗指标由设备型号决定。在正常情况下，尤其是枢纽机房的设备，其节能潜力有限，而空调能耗占机房能耗的40%左右，其节能潜力巨大。因此，移动枢纽机房空调设备的节能应是重点关注的。通信枢纽机房空调设备的节能主要包括:机房空调设备本身的节能和机房空调环境的节能。

1)机房空调设备的节能。空调设备节能主要是采用节能技术的空调，如变频节能空调，它既可降低开关损耗，又可提高低频运转时的能效，该技术已经很成熟，并得到广泛应用。另外，通过对机房专用空调进行自适应控制技术，以达到节能效果。其实现方式是通过自动计算机房不同的工作条件、空调冷量分布环境等综合数据，动态跟踪计算空调外部环境的温湿度，精确控制空调送风量，使空调始终处于最合理的工作状态，优化冷量的利用效果，提高空调使用效果，达到节能减排的目的［5］。

2)机房空调环境的节能。机房空调环境节能主要是指通过合理布置机房内的空调机组、风路及设备机柜排列，形成机房内有组织的气流流向和流量，实现精确、高效的送风方式，以节省空调机组的用电量。在设计机房内气流组织时，首先遇到的是送风方式的问题，通常机房空调送风方式分为两种:上送风和下送风，上送风方式是上送风侧回风，一般采用射流+弥漫方式送风，这种方式气流组织比较混乱，冷却效果不好，即使采取一些补救措施，存在问题仍然较多;下送风方式是下面送风侧面集中回风的送风方式，从气流热压原理以及大量实际工作和运营经验证明，下送风方式更为合理。其次是机柜排列问题，在早期，为保持机房内的设备美观、整洁和维护方便，机房内每列机柜都是朝一个方向排列的。而通信机柜内的散热部分主要在机柜背面，空调送入的冷风从机柜正面进入，在机柜内经过冷热交换，带走热量，热风从机柜的背面吐出，因此，机柜朝一个方向排列方式容易造成前排机柜吐出的热风被后排机柜从正面吸入，这样后排机柜进风温度会明显高于前排，使机房内温度分布不均衡。要保证设备处于良好的工作温度，就会使机房总体制冷增加，增加了多余能耗。为此，从节能及合理的气流组织角度考虑，相邻两排机柜采用“面对面”和“背靠背”的方式排列更为合理，具体机柜排列与气流组织如图2所示。由于通信设备都是采用正面进冷风、背面出热风的交换方式，因此，这种机柜排列方式可以很自然地形成冷热风道隔离，避免了不必要的冷热交换，可大幅提高空调系统的制冷效率，减少空调耗电。因此，对于新机房建议采用下送风方式和机柜“面对面”和“背靠背”的排列方式，以便合理组织气流。由于早期节能观念不强，因此机房建设时大多采用上送风方式，机柜也是按一个朝向排列，对于这种情况的机房，应视具体实际情况，进行适当改造。如有条件可加装风管、风帽及冷热空气隔离挡板，以使冷热空气相互隔离，做到对通信设备的精确送风，并能在一定程度上起到节能的效果［6-10］。

2．2节能减排技术在移动无线基站机房的应用

通信基站一般由无线主设备、配套电源设备、传输设备、数据设备和空调设备等组成。由实际工程和运营调查的大量数据可知，通信基站中无线主设备耗电量约占基站机房总能耗的42%～46%，空调耗电量约占基站机房总能耗的45%～48%，配套电源占总能耗的7%～9%，照明、监控等其余部分约占总能耗的2%～3%。因此，通信基站的节能应重点关注无线主设备和空调及电源的节能技术［11］。

2．2．1通信无线基站机房主设备的节能减排技术应用

通信基站无线主设备的主要节能技术有3种:分布式基站组网技术、载频智能关断技术和多密度载频技术。分布式基站组网模式最初源自于第三代移动通信中的“BBU(BuildingBasebandUnit)+RRU(RemoteRadioUnit)”的组网模式，它将传统的无线基站分为BBU基带和RRU射频模块两部分，利用光纤替代传统的射频馈线，将射频模块RRU部分拉远，这种模式减少了射频馈线导致的损耗。同时，因RRU一般都不需要新建机房，因此，采用分布式基站组网技术，可达到节能减排的目的。一般情况下，无线基站的载频配置都是按满足实际测试的忙时话务量考虑的，而实际上无线基站的业务量在时域上是不均衡的。在业务量小时，载频利用率会降低，载频智能关断技术正是针对话务量的这一特点设计的。当话务量小时，适当关闭部分载频、时隙甚至是信道与板卡，以提高载频利用率，节约电能。多密度载频是在一块单板上集成多个载频收发信机，共用基带、射频、功放和电源单元，相对于单载频和双载频，其能耗更低［12］。

2．2．2移动无线基站机房配套电源的节能减排技术应用

移动基站电源节能技术主要包括开关电源整流模块休眠技术和蓄电池恒温箱技术。通常移动基站电源容量是按无线主设备负载和蓄电池平均充电电流进行配置的，受蓄电池充电电流的制约，通信电源整流模块设置的冗余很大。正常情况下负载率不高，而清晨和晚间时段业务量小时，负载率会更低，使电源模块的使用效率降低。因此，根据基站通信电源的这一特点，通过监控模块实时控制冗余电源模块进行休眠，自动对冗余电源模块进行软关断或开启，减少电源模块的空载损耗，降低不必要的电源模块能耗，节约电能，提高电源运行效率。移动基站蓄电池对环境温度要求较高，当温度降低时，蓄电池容量会减少。例如，通过实际测试数据表明，当蓄电池温度从25℃降到0℃时，蓄电池的容量就会下降到额定容量的80%左右。当温度过低，还会对蓄电池的使用寿命产生严重影响，而温度过高也会使蓄电池的使用寿命受到影响。因此，采用专用蓄电池恒温箱，降低蓄电池的温度，而不是把整个机房的温度都降低，同样也可以达到节能的效果。

2．2．3移动无线基站机房空调的节能减排技术应用

移动基站机房面积都不大，大多不超过20m2，机房内设备不多，产生热源主要是无线主设备，其业务量在时域上也不均衡。因此，散发的热量在时域上也不均衡，并且机房外部温度环境随着季节和时间的不同，变化也很大。传统的制冷方式为保持机房内的温度，空调机要长时间工作，产生大量的多余冷量，造成大量不必要的能耗，因此，基站空调节能潜力很大。当前基站空调节能采用的新技术为基站一体化空调节能系统，其模型如图3所示。该系统由中央空调控制器、进风机、出风机、温湿度传感器等4部分组成。进风机、出风机组成通风系统，中央空调控制器和温湿度传感器组成控制系统，用于测试室内外温湿度，并判断控制通风系统和空调机的工作状态。采用基站一体化空调节能系统，可充分利用基站机房室内外温湿度环境。当室外温度低于室内，通过引入室外大量冷空气，对室内自然降温，同时，排出机房内热空气。依靠大量的空气流通，实现机房内散热，以低功率的通风系统替代高功率的空调机，达到节省电能的目的。同时，系统也减少了空调的工作时间，延长了空调的使用寿命。实践证明，此种节能方式在实际工程中效果相当明显［13-17］。

3结语

篇9

关键词：减排节能；电除尘；新技术

在人们环保意识逐渐增强、环保政策法规越来越严格的今天，减排节能电除尘新技术越来越受到人们的关心和重视，长期以来，电除尘以其投资省、能耗低、维护费用低而倍受广大使用单位的欢迎。

1.高频电源供电技术

通过综合应用电力电子、微电子等技术，实现对电能的高效能变换和控制，包括电压、电流、频率和波形的变换，满足电除尘供电特性和要求。

（1）高效节能。效率与功率因数高，高频电源效率大于0.9，功率因数大于 0.9，比工频电源节能 20%以上。

（2）可以较大幅度地提高除尘效率。配套高频电源可以有效提高电除尘器效率，按照国内外应用高频电源经验，由于其卓越的电气和放电性能，通常能降低排放30%左右。

（3）体积小、质量轻。高频电源变压器与控制柜集成一体化，可以安装在电除尘器顶部，电缆用量少，不占用控制室空间，可节省一定的土建成本。

2 SO3烟气调质技术

在世界各地，已经有 500 多台 SO3烟气调质装置作为电除尘提效补丁设备成功配套使用。龙净公司在国内率先引进了德国 PENTOL 公司的专项技术。该产品具有集成度高、全自动控制、免维护等优点，是针对高比电阻工况下提高电除尘效率的一项较为实用的补丁技术。

该产品作为电除尘提效的补丁手段，独立性强，操作灵活，综合运行费用较低。当机组燃用比电阻合适煤种时，电除尘器能满足排放要求，调质设备可不投用；当机组燃用热值差、比电阻高的煤种时，调质设备投用，仍可确保电除尘满足低排放要求。

3 气流分布与低二次扬尘技术

3.1 气流分布技术

在现今大型化电除尘装备中，必须高度重视气流分布和浓度分布技术，不正确的分布将直接导致排放超标。这种影响包括：烟气未经电除尘处理，即气流旁路，为电除尘内部阻流板设置不到位所致；多室电除尘器各室的烟气流量不均衡，与电除尘器连接的烟道结构及导流引流设计相关；多室电除尘器各室的烟尘浓度不均衡，与电除尘器连接的烟道结构、空预器等相关；多室电除尘器各室的烟气温度不均衡，与电除尘器连接的烟道结构、空预器、烟尘浓度分布等相关。

可从检测分析着手，通过现场检查电除尘器内部阻流结构及连接烟道的内部气流分布装置的安装情况，结合电除尘性能测试结果加以评估，找到症结所在，对症下药。对于大型电除尘器，还可利用计算机开展 CFD 气流分布数字模拟计算各室气流分布情况，找到问题症结，并设计修正方案。

3.2 低二次扬尘技术

二次扬尘主要受振打和高气流速度影响，在高电风下也会造成不必要的二次扬尘，使得除尘效率下降。

3.2.1克服振打带来扬尘的措施

（1）合理配置振打机构的振打强度，避免过大的振打力。（2）优化振打程序，避免过于频繁振打，对于大型化设备，可采用正交试验法结合烟尘浓度排放变化情况通过试验确定最佳振打制度。（3）采用断电振打控制模式，使得聚集在极板上的粉尘层更多地呈块状脱落，清灰更加彻底。（4）采用关断气流断电振打或移动电极技术，可有效解决二次扬尘问题。

3.2.2 克服高烟气流速下扬尘的措施

（1）高风速意味着高浓度，可换用高频电源，以减少电晕闭塞，提高电场工作效率，减轻二次扬尘损失。（2）在电场下部高粉尘浓度区设置低风速渐变阻流格栅，有利于粉尘安息，减轻粉尘扬起。（3）在除尘器前端安装凝聚装置，改善粉尘凝块，例如只使用氨或同时用氨和 SO3进行调质。（4）增加电场高度或宽度，扩大电场烟气流通断面积，降低电场风速。

3.2.3解决灰斗除灰系统扬尘的措施

（1）电除尘在运行时安装在灰斗上的气化风大多处于常开状态，当灰斗灰封不足时，气化风就成为二次扬尘的风源。应对措施主要有两条：一是保持一定的灰封；二是气化风由常开状态改为与输灰联动控制的间歇供气方式。（2）灰斗输灰系统采用正压气力输送方式时，与灰斗连接的仓泵的气压平衡管往往插入到灰斗内中上部，该平衡管的排气成为二次扬尘的风源，其周期性的气压释放气流对落入灰斗内的灰尘会产生较大的扬起，对电除尘满足低排放要求产生致命影响。解决的措施是增设气力输送平衡管的母管，通过该母管汇集各仓泵平衡管释放仓压的气流，并将该气流送到电除尘器前置竖井烟道内，这种方式可较为彻底地解决气力输灰扬尘问题。

4其他技术

4.1 机电多复式双区电收尘技术

常规的电除尘器粉尘荷电与收尘功能是在同一个电场内完成，电场场强往往受荷电电压限制，使电除尘效果不能得到最佳发挥。这里提供一种阴阳极分小区布置、复式组合的机电多复式双区收尘电场新型产品技术，根据设计要求，可沿电场长度方向设置2～3组荷电与收尘小区并呈复式交错布置。

4.2 移动电极技术

移动电极电除尘器（以下简称 MEEP）由日本日立公司大约在1979 年研发成功并投入首台样机的工业应用。MEEP 选型要点如下：

（1）采用移动电极的电除尘器与全部固定电极的电除尘器相比，由于选型小，占用场地明显减少。不论是对于改造项目，还是对于新建项目都是非常有利的因素。（2）移动电极清灰效果明显，能保持极板持续干净，从本体结构上能够消除高比电阻粉尘反电晕的条件。（3）由于转刷安装在下部无烟气通过的地方，能有效消除二次扬尘。（4）要保证可靠性，关键在移动结构件的制造，包括用材、制作工艺和保证精度等。主要是金属丝刷与转轴的固定，极板与框架的装配以及框架与链子的装配，驱动轮与链子的啮合精度等。（5）移动电极极板驱动轮和传动轮系统，转刷的驱动轮和传动轮系统，都需要密封和支撑，需要用到承重轴承、定位轴承等，因此需要增加和密封的油路系统。（6）移动电极转速不宜过快（一般为 0.5 m/min），否则容易加剧磨损，甚至可能会出现电极摆动等问题。由于电极移动转速的限制，对于移动电极电场，前提条件是入口浓度小于 1 g/m3。在 600 MW等大型除尘器上，移动电极单向总高将达到 17 m 左右，由于移动电极转速不高，若入口浓度过高以及粉尘比电阻较高时，仍将存在由于电极上积灰得不到及时清理而出现的反电晕问题，会影响除尘效率的正常发挥。

4.3 湿法电收尘技术

湿法电除尘器采用洗涤电极的方法，可确保电极清洁，并可有效捕集细微粉尘、去除 SO3

及一些重金属等，主要应用在冶金环境除尘等常温型工况场合。用在燃煤锅炉湿法脱硫后，可捕集逃逸的 PM2.5细微粉尘等，有效解决石膏雨等问题，实现近似零排放。但要注意解决好设备防腐以及废水循环处理。

4.4 节能电控提效技术

主要是通过对不同煤种、不同工况、不同负荷条件下的各种运行数据的分析、归纳和总结，对电场动态伏安曲线族与工况特性变化的关系规律进行对比和分析，建立不同的工况特性分析诊断的数学模型，基于该模型可以可靠地计算出电除尘器的反电晕指数和常电晕指数，正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势。结合锅炉负荷、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号；自动分析、诊断电场工况；实时自动选择高压供电的供电占空比和运行参数；实现综合节能，使电除尘器始终运行在功耗最小、效率最高状态。

4.5全布袋技术和电加袋技术

全布袋除尘工艺不仅在技术上可行，且具有投资省、占地少、运行费用低等优势，是符合我国特点的新技术，是典型的节能环保工程。电加袋除尘器由电除尘器改造而成，改善了电除尘器的除尘效率收粉尘“比电阻”的影响很大，除尘效率低的缺点。

结语

综上所述，各项提效技术均有与其相适应的工况条件，针对每个项目的不同特点，可以选择性地使用，或者将各种补丁技术进行有机结合，可实现10～30 mg/m3的超低粉尘排放，应用湿法电除尘技术甚至可实现 5 mg/m3以下接近零排放的目标，达到节能减排的最大化效益。

篇10

关键词:节能;减排;功率半导体

Foundational Technology of Energy-Saving & Emission Reduction ――Power Semiconductor Devices and IC’s

ZHANG Bo

(State key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices,

University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054,China)

Abstract: Power semiconductor devices and IC’s, an important branch of semiconductor technology, are a key and basic technology for energy-saving and emission reduction with the wide spread use of electronics in the consumer, industrial and military sectors. The development,challengeand market of power semiconductor devices are discussed in this paper. The future perspectives and key development areas of power semiconductor devices and IC’s in China are also described.

Keywords: Energy-saving; Emission reduction; Power semiconductor device

1引言

功率半导体芯片包括功率二极管、功率开关器件与功率集成电路。近年来,随着功率MOS技术的迅速发展,功率半导体的应用范围已从传统的工业控制扩展到4C产业(计算机、通信、消费类电子产品和汽车电子),渗透到国民经济与国防建设的各个领域。

功率半导体器件是进行电能处理的半导体产品。在可预见的将来,电能将一直是人类消耗的最大能源,从手机、电视、洗衣机、到高速列车,均离不开电能。无论是水电、核电、火电还是风电,甚至各种电池提供的化学电能,大部分均无法直接使用,75%以上的电能应用需由功率半导体进行变换以后才能供设备使用。每个电子产品均离不开功率半导体器件。使用功率半导体的目的是使用电能更高效、更节能、更环保并给使用者提供更多的方便。如通过变频来调速,使变频空调在节能70%的同时,更安静、让人更舒适。手机的功能越来越多,同时更加轻巧,很大程度上得益于超大规模集成电路的发展和功率半导体的进步。同时,人们希望一次充电后有更长的使用时间,在电池没有革命性进步以前,需要更高性能的功率半导体器件进行高效的电源管理。正是由于功率半导体能将 ‘粗电’变为‘精电’,因此它是节能减排的基础技术和核心技术。

随着绿色环保在国际上的确立与推进,功率半导体的发展应用前景更加广阔。据国际权威机构预测,2011年功率半导体在中国市场的销售量将占全球的50%,接近200亿美元。与微处理器、存储器等数字集成半导体相比,功率半导体不追求特征尺寸的快速缩小,它的产品寿命周期可为几年甚至十几年。同时,功率半导体也不要求最先进的生产工艺,其生产线成本远低于Moore定律制约下的超大规模集成电路。因此,功率半导体非常适合我国的产业现状以及我国能源紧张和构建和谐社会的国情。

目前,国内功率半导体高端产品与国际大公司相比还存在很大差距,高端器件的进口替代才刚刚开始。因此国内半导体企业在提升工艺水平的同时,应不断提高国内功率半导体技术的创新力度和产品性能,以满足高端市场的需求,促进功率半导体市场的健康发展以及国内电子信息产业的技术进步与产业升级。

2需求分析

消费电子、工业控制、照明等传统领域市场需求的稳定增长,以及汽车电子产品逐渐增加,通信和电子玩具市场的火爆,都使功率半导体市场继续保持稳步的增长速度。同时,高效节能、保护环境已成为当今全世界的共识,提高效率与减小待机功耗已成为消费电子与家电产品的两个非常关键的指标。中国目前已经开始针对某些产品提出能效要求,对冰箱、空调、洗衣机等产品进行了能效标识,这些提高能效的要求又成为功率半导体迅速发展的另一个重要驱动力。

根据CCID的统计,从2004年到2008年,中国功率器件市场复合增长率达到17.0%,2008年中国功率器件市场规模达到828亿元,在严重的金融危机下仍然同比增长7.8%,预计未来几年的增长将保持在10%左右。随着整机产品更加重视节能、高效,电源管理IC、功率驱动IC、MOSFET和IGBT仍是未来功率半导体市场中的发展亮点。

在政策方面,国家中长期重大发展规划、重大科技专项、国家863计划、973计划、国家自然科学基金等都明确提出要加快集成电路、软件、关键元器件等重点产业的发展,在国家刚刚出台的“电子信息产业调整和振兴规划”中,强调着重从集成电路和新型元器件技术的基础研究方面开展系统深入的研究,为我国信息产业的跨越式发展奠定坚实的理论和技术基础。在国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)中明确提出,功率器件及模块技术、半导体功率器件技术、电力电子技术是未来5～15年15个重点领域发展的重点技术。在目前国家重大科技专项的“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”两个专项中,也将大屏幕PDP驱动集成电路产业化、数字辅助功率集成技术研究、0.13微米SOI通用CMOS与高压工艺开发与产业化等功率半导体相关课题列入支持计划。在国家973计划和国家自然科学基金重点和重大项目中,属于功率半导体领域的宽禁带半导体材料与器件的基础研究一直是受到大力支持的研究方向。

总体而言,从功率半导体的市场需求和国家政策分析来看,我国功率半导体的发展呈现以下三个方面的趋势:① 硅基功率器件以实现高端产品的产业化为发展目标;② 高压集成工艺和功率IC以应用研究为主导方向;③ 第三代宽禁带半导体功率器件、系统功率集成芯片PSoC以基础研究为重点。

3功率半导体技术发展趋势

四十多年来,半导体技术沿着“摩尔定律”的路线不断缩小芯片特征尺寸。然而目前国际半导体技术已经发展到一个瓶颈:随着线宽的越来越小,制造成本成指数上升;而且随着线宽接近纳米尺度,量子效应越来越明显,同时芯片的泄漏电流也越来越大。因此半导体技术的发展必须考虑“后摩尔时代”问题,2005年国际半导体技术发展路线图(The International Technology Roadmap for Semiconductors,ITRS)就提出了另外一条半导体技术发展路线,即“More than Moore-超摩尔定律”, 如图1所示。

从路线图可以清楚看到,未来半导体技术主要沿着“More Moore”与“More Than Moore”两个维度的方向不断发展,同时又交叉融合,最终以3D集成的形式得到价值优先的多功能集成系统。“More Moore”是指继续遵循Moore定律,芯片特征尺寸不断缩小(Scaling down),以满足处理器和内存对增加性能/容量和降低价格的要求。这种缩小除了包括在晶圆水平和垂直方向上的几何特征尺寸的继续缩小,还包括与此关联的三维结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用等。而“More Than Moore”强调功能多样化,更注重所做器件除了运算和存储之外的新功能,如各种传感功能、通讯功能、高压功能等,以给最终用户提供更多的附加价值。以价值优先和功能多样化为目的的“More Than Moore”不强调缩小特征尺寸,但注重系统集成,在增加功能的同时,将系统组件级向更小型、更可靠的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。日本Rohm公司提出的“Si+α”集成技术即是“More Than Moore”思想的一种实现方式,它是以硅材料为基础的,跨领域(包括电子、光学、力学、热学、生物、医药等等)的复合型集成技术,其核心理念是电性能(“Si”)与光、力、热、磁、生化(“α”)性能的组合,包括:显示器/发光体(LCD、EL、LD、LED)+LSI的组合感光体、(PD、CCD、CMOS传感器)+LSI的形式、MEMS/生化(传感器、传动器)+LSI等的结合。

在功能多样化的“More Than Moore”领域,功率半导体是其重要组成部分。虽然在不同应用领域,对功率半导体技术的要求有所不同,但从其发展趋势来看,功率半导体技术的目标始终是提高功率集成密度,减少功率损耗。因此功率半导体技术研发的重点是围绕提高效率、增加功能、减小体积,不断发展新的器件理论和结构,促进各种新型器件的发明和应用。下面我们对功率半导体技术的功率半导体器件、功率集成电路和功率系统集成三个方面的发展趋势进行梳理和分析。

1) 功率半导体(分立)器件

功率半导体(分立)器件国内也称为电力电子器件,包括:功率二极管、功率MOSFET以及IGBT等。为了使现有功率半导体(分立)器件能适应市场需求的快速变化,需要大量融合超大规模集成电路制造工艺,不断改进材料性能或开发新的应用材料、继续优化完善结构设计、制造工艺和封装技术等,提高器件功率集成密度,减少功率损耗。目前,国际上在功率半导体(分立)器件领域的热点研究方向主要为器件新结构和器件新材料。

在器件新结构方面,超结(Super-Junction)概念的提出,打破了传统功率MOS器件理论极限,即击穿电压与比导通电阻2.5次方关系,被国际上誉为“功率MOS器件领域里程碑”。超结结构已经成为半导体功率器件发展的一个重要方向,目前国际上多家半导体厂商,如Infineon、IR、Toshiba等都在采用该技术生产低功耗MOS器件。对于IGBT器件,其功率损耗和结构发展如图2所示。从图中可以看到,基于薄片加工工艺的场阻(Field Stop)结构是高压IGBT的主流工艺;相比于平面结结构(Planar),槽栅结构(Trench)IGBT能够获得更好的器件优值,同时通过IGBT的版图和栅极优化,还可以进一步提高器件的抗雪崩能力、减小终端电容和抑制EMI特性。

功率半导体(分立)器件发展的另外一个重要方向是新材料技术,如以SiC和GaN为代表的第三代宽禁带半导体材料。宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、临界击穿电场强度高、饱和电子漂移速度高、抗辐射能力强等特点,是高压、高温、高频、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。宽禁带半导体SiC和GaN功率器件技术是一项战略性的高新技术,具有极其重要的军用和民用价值,因此得到国内外众多半导体公司和研究结构的广泛关注和深入研究,成为国际上新材料、微电子和光电子领域的研究热点。

2) 功率集成电路(PIC)

功率集成电路是指将高压功率器件与信号处理系统及接口电路、保护电路、检测诊断电路等集成在同一芯片的集成电路,又称为智能功率集成电路(SPIC)。智能功率集成作为现代功率电子技术的核心技术之一,随着微电子技术的发展,一方面向高压高功率集成(包括基于单晶材料、外延材料和SOI材料的高压集成技术)发展,同时也向集成更多的控制(包括时序逻辑、DSP及其固化算法等)和保护电路的高密度功率集成发展,以实现功能更强的智能控制能力。

3)功率系统集成

功率系统集成技术在向低功耗高密度功率集成技术发展的同时,也逐渐进入传统SoC和CPU、DSP等领域。目前,SoC的低功耗问题已经成为制约其发展的瓶颈,研发新的功率集成技术是解决系统低功耗的重要途径,同时,随着线宽的进一步缩小,内核电压降低,对电源系统提出了更高要求。为了在标准CMOS工艺下实现包括功率管理的低功耗SoC,功率管理单元需要借助数字辅助的手段,即数字辅助功率集成技术(Digitally Assisted Power Integration,DAPI)。DAPI技术是近几年数字辅助模拟设计在功率集成方面的深化与应用,即采用更多数字的手段,辅助常规的模拟范畴的集成电路在更小线宽的先进工艺线上得到更好性能的电路。

4我国功率半导体发展现状、

问题及发展建议

在中国半导体行业中,功率半导体器件的作用长期以来都没有引起人们足够的重视,发展速度滞后于大规模集成电路。国内功率半导体器件厂商的主要产品还是以硅基二极管、三极管和晶闸管为主,目前国际功率半导体器件的主流产品功率MOS器件只是近年才有所涉及,且最先进的超结低功耗功率MOS尚无法生产,另一主流产品IGBT尚处于研发阶段。宽禁带半导体器件主要以微波功率器件(SiC MESFET和GaN HEMT)为主,尚未有针对市场应用的宽禁带半导体功率器件(电力电子器件)的产品研发。目前市场热点的高压BCD集成技术虽然引起了从功率半导体器件IDM厂家到集成电路代工厂的高度关注,但目前尚未有成熟稳定的高压BCD工艺平台可供高性能智能功率集成电路的批量生产。

由于高性能功率半导体器件技术含量高,制造难度大,目前国内生产技术与国外先进水平存在较大差距,很多中高端功率半导体器件必须依赖进口。技术差距主要表现在:(1)产品落后。国外以功率MOS为代表的新型功率半导体器件已经占据主要市场,而国内功率器件生产还以传统双极器件为主,功率MOS以平面工艺的VDMOS为主,缺乏高元胞密度、低功耗、高器件优值的功率MOS器件产品,国际上热门的以超结(Super junction)为基础的低功耗MOS器件国内尚处于研发阶段;IGBT只能研发基于穿通型PT工艺的600V产品或者NPT型1200V低端产品,远远落后于国际水平。(2)工艺技术水平较低。功率半导体分立器件的生产,国内大部分厂商仍采用IDM方式,采用自身微米级工艺线,主流技术水平和国际水平相差至少2代以上,产品以中低端为主。但近年来随着集成电路的迅速发展,国内半导体工艺条件已大大改善,已拥有进行一些高端产品如槽栅功率MOS、IGBT甚至超结器件的生产能力。(3)高端人才资源匮乏,尤其是高端设计人才和工艺开发人才非常缺乏。现有研发人员的设计水平有待提高,特别是具有国际化视野的高端设计人才非常缺乏。(4)国内市场前十大厂商中无一本土厂商,半导体功率器件产业仍处在国际产业链分工的中低端,对于附加值高的产品如IGBT、AC-DC功率集成电路,现阶段国内仅有封装能力,不但附加值极低,还形成了持续的技术依赖。

笔者认为,功率半导体是最适合中国发展的半导体产业,相对于超大规模集成电路而言,其资金投入较低,产品周期较长,市场关联度更高,且还没有形成如英特尔和三星那样的垄断企业。但中国功率半导体的发展必须改变目前封装强于芯片、芯片强于设计的局面,应大力发展设计技术,以市场带动设计、以设计促进芯片,以芯片壮大产业。

功率半导体芯片不同于以数字集成电路为基础的超大规模集成电路,功率半导体芯片属于模拟器件的范畴。功率器件和功率集成电路的设计与工艺制造密切相关,因此国际上著名的功率器件和功率集成电路提供商均属于IDM企业。但随着代工线的迅速发展,国内如华虹NEC、成芯8英寸线、无锡华润上华6英寸线均提供功率半导体器件的代工服务,并正积极开发高压功率集成电路制造平台。功率半导体生产企业也应借鉴集成电路设计公司的成功经验,成立独立的功率半导体器件设计公司,充分利用代工线先进的制造手段,依托自身的销售网络,生产高附加值的高端功率半导体器件产品。

设计弱于芯片的局面起源于设计力量的薄弱。虽然国内一些功率半导体生产企业新近建设了6英寸功率半导体器件生产线,但生产能力还远未达到设计要求。笔者认为其中的关键是技术人员特别是具有国际视野和丰富生产经验的高级人才的不足。企业应加强技术人才的培养与引进,积极开展产学研协作,以雄厚的技术实力支撑企业的发展。

我国功率半导体行业的发展最终还应依靠功率半导体IDM企业,在目前自身生产条件落后于国际先进水平的状况下,IDM企业不能局限于自身产品线的生产能力,应充分依托国内功率半导体器件庞大的市场空间,用技术去开拓市场,逐渐从替代产品向产品创新、牵引整机发展转变;大力发展设计能力,一方面依靠自身工艺线进行生产,加强技术改造和具有自身工艺特色的产品创新,另一方面借用先进代工线的生产能力,壮大自身产品线,加速企业发展。

5结束语

总之,功率半导体技术自新型功率MOS器件问世以来得到长足进展,已深入到工业生产与人民生活的各个方面。与国外相比,我国在功率半导体技术方面的研究存在着一定差距,但同时日益走向成熟。总体而言,功率半导体的趋势正朝着提高效率、多功能、集成化以及智能化、系统化方向发展;伴随制造技术已进入深亚微米时代,新结构、新工艺硅基功率器件正不断出现并逼近硅材料的理论极限,以SiC和GaN为代表的宽禁带半导体器件也正不断走向成熟。

我国拥有国际上最大的功率半导体市场,拥有迅速发展的半导体代工线,拥有国际上最大规模的人才培养能力,但中国功率半导体的发展必须改变目前封装强于芯片、芯片强于设计的局面。功率半导体行业应加强技术力量的引进和培养,大力发展设计技术,以市场带动设计、以设计促进芯片,以芯片壮大产业。

篇11

关键词：绿色建筑；给排水；节能技术；浅析

在当前的建筑中，无论在建设阶段还是在日常的使用上都会消耗庞大的能源。当今世界能源缺乏、生态环境状况每况愈下；所以，绿色建筑成为了当前的一种新型选择。绿色建筑可以将建筑对环境的破坏程度降到最低。

一、 给排水新技术在绿色建筑中应用的优势

给排水新技术不仅成本低廉，而且环保，符合绿色建筑可持续发展的建设理念[1]。另外，给排水新技术例如设置孔板，可以有效规避水资源的浪费。它为各行各业提供必需的水资源，同时有其独到之处。例如：消防给排水与生活给排水的相分离就使绿色建筑中水资源的浪费得到了有效规避。另外，给排水新型技术是国家大力倡导使用的一种技术，它对市政开发建设提供范本，并能保护环境，使建筑业走向一个良性发展轨道。

二、节能新技术的运用

（一）控制超压出流

按照我国颁布的《建筑给水排水设计规范》的要求[1]，虽然该规范对给水零部件和管道入口的最大压力值做出了一定的规定，但这仅仅是从给水零部件上承受压力过大易导致损伤的角度考虑的，并没有从超压出流的角度思考问题。所以，压力要求过于松懈，对限制超压出流来说并没有实际意义。

《建筑给水排水设计规范》第3.3.5条中规定，高层绿色建筑给排水系统应竖向分区，各分区的最低卫生设备的静止水压不能超过0.45Mpa。如遇特殊状况，也不能超过0.55Mpa。

（二）高层绿色建筑中应充分利用市政给水管网的可利用水头H0。一部分建筑工程将管网进水直接导入蓄水池里，造成H0的浪费。尤其是当蓄水池处于地下建筑中时，H0的压力低于常规压力，无法达到节约成本提高效益的目的[2]。而部分公共服务建筑例如：公共澡堂、洗衣房、汽车仓库、美容院等的用水总量很大，占总用水量的比例也相对较大。若是全部由蓄水池和泵供应水的话，那将会造成水资源的浪费。而注重H0的使用，可有效改善水力供应状况。

（三）上面已经提到，由于管道出水的压力过大，会产生超压出流从而浪费水资源。而对于常用绿色建筑的节能方面，这一点往往不能引起相关建筑单位的重视。由于分区之后各个区域的最底层配水点的静止水压已然可以达到300KPa到400KPa[3]；而在计算水流量时，如果不采取节流举措，卫生用具的出水流量可以超过核定流量的4-5倍，造成水资源的浪费。同时，水压会急遽升高，还可能出现液体流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动，从而使水管炸裂。

显而易见，要减轻水压、节约水资源就必须将配水点的水流压力控制在一定的范围内。针对这种情况，已经有了较先进的技术――在配水点水出口处装设节流孔板。其原理是：水流在管道内流淌时，因为孔板的局部阻挡力，使水流的压力减少、能量消耗。该现象在热力学上被称作节流现象。该方法是目前国内较先进的节流方法，比用控制阀的方法要简便。但必须合理选择，因为液体很可能产生穴蚀现象，从而影响管道的正常工作。

（四）生活给排水体系和消防给排水体系应该相分离

在设计绿色高层建筑时，应将生活给排水体系和消防给排水体系相分离。这是由两个体系对水的压力的需求不同所决定的。生活给排水体系静止水流的压力不应超过300KPa到400KPa，而消防给排水体系的静止水流压力不得超过800KPa。如果将两者混为一谈的话，后果不堪设想。如果按消防给水要求给生活给水管道施压时，就会导致生活给水管道超出压力的规定数值，从而造成超量供水。如果使用减压阀门降低压力节约能源，又会使电力浪费的现象出现。如果按生活给水水压为消防给水系统供给压力，则会增加泵的数量。

（五）科学化选择变频技术

变频水泵的运用可以规避老式的供水体系中对于水能和电能的浪费。它在资源严重匮乏的当今社会有着光明的运用前景。同时，在供给热水的体系中，随着水泵自我控制技术的发明，以及各种监测仪器和感温的原材料的出现，循环水泵的运转也能以变频的方式实现。而在水泵的出水口设置水流指示仪器或在配水点上设置感温部件的方法运用得最多。这两种设置可以将信息传达至循环水泵的控制体系中，依据热水的不同配水状况随机改变其运转数据，进而改变电能消耗状况。而采用变频技术设备比常规供应水的设备节约电能10%-40%。

（六）空气能热水器的运用

空气能热水器的工作原理与冷气制造设备一样，都要进行卡诺循环。而唯一与冷气制造设备不同的一点是工作温度范畴不同。一般来说，空气能热水器由压缩机、蒸发设备、节流阀、过滤设备、储存液体的设备、冷凝设备、水储藏设备组成。通常，空气能商品是以制冷工质为枢纽的。因为制冷设备的气体化温度较低（在-40度就能气体化），所以它与外部环境存在着温度差异。制冷剂在摄取了外部气温之后气体化，通过压缩机制造热能，变为温度高、气压高的气体，在经过热转换器时进行热量的转换，经过膨胀阀时，压力得到解放，从而变成温度低、气压低的液体；而通过制冷设备持续循环并与液体交换热能，将水的温度提高，达到冷却水再度制热的目的。

三、新型节能设施的使用

（一）中国以往使用的给排水系统是由镀锌管道组合而成，然而该种管道容易生锈从而影响水的质量。另外，在管道接口处会有腐蚀，从而形成漏水现象，造成水资源的浪费。所以，在建筑给排水体系中应使用诸如三型聚丙烯管、硬PVC管等等[4]。

此外，阀门的选择对能源的节约也有很大影响。阀门是控制水流的，如果阀门不严实就会造成水资源的浪费。所以，节能型阀门成为了首选。

（二）尽量选择节约水的卫生用具和配水用具

在日常的生活中，厨房和卫生间的用水量很大。所以，应选择能节约水资源的卫生用具。例如，以浴室里的喷头为例：旧式的喷头用水量是20L/min，而节水型喷头用水量仅为9L/min，节约水资源在50%以上，可以节约成本并节省家庭开支。因此，在绿色建筑给排水体系中，应在节约投入资金的同时，选择节水型的生活用具[5]。

四、结束语：

绿色建筑在节约水资源上有着先天的优势，它是节能建筑的典范。它不仅节约了水资源，更形成了一个完整的循环体系。所以，在节能减排技术的运用上，眼光要放长远，应不断更新水资源节省观念，最大程度地造福于民，实现我国节能减排的目的。

参考文献：

[1] 程宏伟，黄文忠，刘德明等.第五届海峡绿色建筑与建筑节能博览会建筑节水展区简介[C].//2011福建省给排水工程技术交流会论文集.2011：76-82.

[2] 朱云飞.我国绿色建筑给排水节能新技术的应用新探[J].商品与质量・建筑与发展 ，2013，（7）：557-557.

[3] 张丽丽.对绿色建筑给排水专业设计的探讨[J].新材料新装饰 ，2013，（7）：18-19.

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关键词： 建筑给排水节水节能

1、 建筑给排水节水分析

（1）大力推广节水设备。生活用水量是巨大的，节水器具的推广和使用显得极其重要，节水用具的推广使用，对人们来说是经济和环境的双重获益。在对节水型卫生器具和配水器具进行选择时，要综合考虑其价格及节水性能等多方面因素。例如用瓷芯节水龙头或充气水龙头代替普通的水龙头。在水压相同的条件下，节水龙头的节水量最大可达50%，大都分在20%～30%之间。在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头节水量就越大。另外，采用延时自闭式水龙头和光电控制式水龙头的小便器、大便器水箱等措施也是应当积极采用的。延时自闭式的水龙头在出水一定时间后可以自动关闭，有效避免了长时间流水现象。出水时间可根据实际在一定的范围内调节，但也存在着不足，在出水时间固定后，很难满足不同使用对象的不同要求，所以延时自闭式水龙头相对适用于使用性质较单一的场所，像车站、洗手间等地方。相比之下，光电控制式水龙头就不存在上述问题，而且不需要人工触摸操作，可用于多种场所，但价格相对较高。像这样在对不同性能、价格的节水器具进行选择时，就需要设计者根据实际情况进行综合考虑。生产节水型卫生器具及配水器材的推广是建筑节水是一个不可忽视的方面。

（2）控制好用水点的超压出流。我国虽然已经有对此方面的相关规定，例如现行的《建筑给水排水设计规范》中，确实对入户支管的最大压力及给水配件做出了一定的限制性规定，但其并未从防止超压出流的角度考虑，只是从防止因给水配件受压过高导致损坏的角度进行的规范，因此，对压力的要求过于宽松，在对限制超压出流方面没有起到基本的作用。就此而言，我们必须根据建筑给水系统的超压出流的实际情况对给水系统的压力做出合理的限定。

（3）完善集中热水循环系统。在人们生活水平日益提高的今天，集中热水供应循环系统的应用越来越广泛，建筑热水循环系统的质量十分重要。在上文中提到的《建筑给排水设计规范》中规定，集中热水循环供应系统应设热水回水管道，并设置了相关的要求。然而，浪费现象却仍然存在于大部分集中热水供应系统，主要是因为在热水装置开启后，无法及时地获得满足使用者使用温度的水，而不得不放掉部分冷水后才正常使用。放掉的这部分冷水，就无法产生实际的利用效果，造成了浪费。像这样的浪费现象是由设计和建设、施工及操作管理等多方造成的。因此，建筑的热水循环系统要选择科学合理的循环方式，尽量减少技术上的浪费。此外，循环系统对支管方式和立管方式的选择还需要根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等方面综合考虑节水效果及工程成本的节约。

（4）有效回用建筑中水。中水主要来源于建筑生活排水。生活排水又分为生活污水和生活废水两方面，中水是指排出的各种生活废水经过相应处理，达到规定的标准，可以在生活、环境、市政等各范围内使用的非饮用水。我国的建筑排水量中，生活废水占据很大比重，其中，住宅为69%，饭店、宾馆为87%，办公楼40%。假如将所有废水收集处理为中水，用于城市或建筑使用水，例如道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、消防等，将为城市节约相当可观的自来水用量。中水的回收再利用对于建筑给排水节水来讲，是极其重要的部分。

（5）收集利用雨水。目前雨水的利用主要就是将雨水收集，进行一定的设施和药剂净化处理，使其达到相应的标准。处理后的雨水可以像中水一样，用于厕所冲洗、景观用水、城市绿化、消防等方面。就目前的技术而言，建筑物收集雨水的过程一般为：经过输管将屋顶雨水引入地下沉淀池，沉积的雨水再流入蓄水池，然后由水泵将其送入杂用水蓄水池，最后经过药剂处理送入中水系统。目前，世界上不少国家都展开了对雨水处理的研究，以此减轻污水处理负担节约水资源。

（6）合理利用真空节水技术。将真空技术用于排水冲洗上，用空气代替部分水，用真空负压而形成的高速汽水混合物迅速清洗洁具，既保证了卫生洁具的清洗效果，又能达到我们节约用水的目的。一套完整的真空排水系统包括很多，从经济方面来考虑，可能不适于小型家用，但在大型教育、办公楼中使用，其节水率可达70%，经济、环境效益均十分可观。

2、建筑给排水节能

（1）充分利用市政给水网的可用水头H0。高层建筑中，城市给水管网的水压往往难以满足其所需的供水要求。然而，部分工程设计直接将管网进水引入建筑蓄水池中，白白损失了H0。更有甚者，由于蓄水池在地下，将水直接引入蓄水池，把H0全部转化为了负压，这样全部由蓄水池及水泵加压供水，明显造成了浪费，十分的不经济合理。

（2）分开设置生活给水系统和消防给水系统。在高层建筑的给水设计中，应当把生活给水系统和消防给水系统分开设置。按相关规定，生活给水系统依静水压强在3000KPa-4000KPa分区为宜，而消防给水系统标准则不同，其静水压强要求要高于生活给水系统。根据两种给水系统对水压的不同要求，分开设置生活给水系统与消防给水系统，不仅有利于使用，具有安全保障，更能有效地节约能源。

（3）合理地选用变频水泵。供水系统中最不利情况计算会引起水量、电能等浪费现象，变频水泵的利用可以有效地解决这些问题。在能源日益短缺的现代化社会，变频水泵的应用有着广阔的前景。在热水供应循环系统中，伴随着水泵自动控制技术以及各式检测仪表和新型感温材料的相继出现与利用，循环水泵的自动运行可以采用变流量变扬程的自动控制系统。假如在配水龙头处安装水流指示器，将信号传递到循环水泵的自动控制系统，依据热水配水情况的不同命令水泵随机改变其运行参数，以节省电耗。采用变频调试装置后，相比于一般供水设备可以节电10%-40%。

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关键词：建筑；给排水；节能节水

中图分类号：TL353+.2文献标识码： A 文章编号：

给排水过程中产生的能耗在整体建筑物能耗中所占的比例并不大，可是能耗使用率的降低、利用能源效率的提升对节水改造、改善系统运行效率等产生了十分有利的影响。因此，在建筑的给排水整体设计中应对各个方面进行考虑，在保证安全用水的情况下尽可能应用节能节水新技术。

一、我国建筑给排水的现状

(一) 建筑给水现状

1.增压设置，我国当前经常使用的增压设备主要包含给水气压装置、给水变频装置与水泵等。给水气压装置已经出现了两个方式，补气与隔膜，给水变频装置与水泵相关技术的应用也更加成熟。2.水箱调节设备，目前的水箱款式与种类非常多，主要使用的水箱类型有镀锌材质钢板水箱、搪瓷材质钢板水箱、复合材质钢板水箱以及最新材质涂料钢板水箱等。这些材质的水箱与水接触之后其表面发生锈蚀的几率很低，对水质影响不大，同时还能够有效减轻水箱荷载、解决施工带来的不便、有利于清洗等。3.划分区域实施给水，较高层建筑物通常都是利用分区实施给水。建筑物的不同给水方式也不一样。给水分区中使用的减压装置通常选择减压比例阀，其具有简单的结构，减压过程中拥有着比较稳定的比例，工作状态平稳，具有较高的可靠性。在限流减压的工作中，薄膜减压阀的应用也十分广泛，主要特点是能够调节减压数值。4.节约水资源体系，由于水资源的短缺，污染的严重程度等原因致使我国在合格范围内的淡水资源非常缺乏，再加之水资源出现的严重污染，我国经济可持续发展的限制因素之一就是水资源。建筑物在排水环节中，水资源节约的重点是节水设备的使用，当前已经出现了相关定型产品。

(二) 建筑物排水现状

1.卫生器具，其直接体现了人们的生活质量与水平。伴随着不断提升的生活水平，卫生器具的发展趋势呈现出更加的舒适与节能。2.排水特殊体系，排水使用的管道材质通常包含塑料与钢铁排水管，其中化学建筑材料的重要组成部分就是塑料排水管，在大部分施工现场钢铁材质的排水管依然是重要材料之一。

二、建筑给排水节水利用的新技术

(一) 节水新型设备的使用

广泛应用优良的阀门管材。因为镀锌材质钢管生锈的现象非常严重，对于水质造成了污染，经过一段时间放置重新使用时需放出陈水进而造成了水资源的浪费，假如锈蚀到接触位置会产生渗水。利用新型材质的管道能够有效减少这些浪费现象。建筑给排水中阀门也是经常使用的配件，其自身质量与类型的选择对水质也会产生影响。通常来说，截止阀关闭的效果比较好，在同样的情况下，应选择使用节水效果更好的阀门。

(二) 中水资源的开发利用

中水的主要来源是建筑生活中的排水，指人们生活所排出的污水与废水。生活中的废水包含冷却后排出的水、淋浴后排出的水、厨房排出的水等。中水也就是经过一系列处理之后的各种类型的排水，当符合水质规定的使用标准之后，能够在市政、生活环境等范围之内使用的非饮用杂用水。根据目前的观察，制定规范标准的想法很难被开发商接受。可是在未来水资源逐渐短缺的状况下，中水的构建是必需的。它能够令污水实现资源化，有效的节约了水资源，也成为日后开展节水工作的重要方向。

(三) 雨水的收集应用

雨水的应用是指将雨水全部收集在一处，借助于一定的设备与试剂对其实施处理，最终获得达到水质规定标准的再利用水。与中水比较相似，雨水经过处理之后变成了一种能够重复使用的水资源，可以在冲刷厕所、绿化城市等适合中水的场所利用。当前，世界上很多国家对雨水使用陆续开展了一系列的研究，以便能够对水资源尽量节约，减少水的使用量。

(四) 设置消防贮水池

当构建共同的消防水与生活贮水池时，其中的消防贮水超过生活贮水导致贮水池中的生活水停留较长时间，造成余氯量全部消耗完毕进而产生劣化的水质。因此想要确保贮水池中的水符合卫生要求，应定期对其存水进行更换。

(五) 节水操作中应用的真空技术

为了充分保证冲洗卫生洁具与下水管道的清洁效果，可以在建筑排水设计中应用真空技术。利用空气替代绝大部分水，根据真空负压高速出现的汽水混合物质，迅速冲洗洁具中存在的污物，最终获得污浊空气排水与节水目的。由于真空技术在各种建筑物的应用，使得节水平均达到了40%以上。

三、建筑给排水节能利用的新技术

(一) 给水管道采取的减压措施

当出水管道压力较大时容易产生出流超压现象导致水资源的大量浪费。对于节能工作来说很容易忽略这个内容。即便是各区实施分区之后，配水点在最底层的静水压力上仍然保持300到400千帕的压强。假如不使用任何减压手段，卫生设备在实际中的出流量将高出额定流量的4到5倍。不仅造成水资源的浪费、过高的水压，还容易出现噪音与振动。

(二) 单独设置生活与消防用水体系

对高层建筑物实施设计过程中应将生活与消防给水分开设置，因为这两种给水体系对水压产生的不同要求。假如根据消防给水需要的水压设计分区，将会令生活给水管内压力超标，进一步导致供水超量等问题，假如经常利用调节阀对水流实施减压处理，又会对电能造成不必要的浪费，假如按照生活给回需要的水压设计分区，则需添加一定的水泵数量。

(三) 选择合理的变频类型的水泵

在供水体系中没有设置调节水箱的情况下应选择使用具有高效节能效果的变速类型水泵。使用变速水泵可以有效防止供水传统系统出现的不利供水情况下，计算所造成的浪费电能与水量现象，这在目前资源供应十分紧张的情况下拥有广泛的前景。同时，在供应热水体系中，可以选择在配水龙头位置安装指示水流设备，或者是在配水点的位置安装高度感温设备，将信号准确传输至控制循环泵的系统中，按照热水具有的配水不同操作情况，指示水泵在停转变换过程中改变操作参数，进一步达到了电耗的节省目的。

(四) 充分使用Ho

高层建筑物种的管网水压很难达到供水需要。一些建筑工程甚至直接将管网进水注入贮水池内，浪费了大量的Ho，特别是在地下层的贮水池，将全部Ho完全转变为负压，对经济的合理性造成了严重影响。在高层建筑底层一般是需水量非常大的公共商业服务设施。这些建筑物占据了较大比例的总水量，假如全部使用贮水池提供水，明显过于浪费。

结束语

建筑的给排水系统属于一个十分重要的环节，它将会与社会发展同步，对国家经济实力的加强发挥了重要作用。建筑给排水中节能节水技术的应用可以有效减少目前与将来的需水量，保证了可持续使用的水资源。节省了目前给排水体系操作需要的资金费用，降低了建设水厂的资金投入。21世纪的建筑给排水工作任重道远，迎来了新的机遇和挑战，必须坚持以人为本的设计思想，保证水资源的均衡使用。

参考文献

[1] 王红业. 浅谈建筑给排水设计中节能节水方法[J]. 科技致富向导，2011，(5).

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关键词：建筑给排水；节水；节能

中图分类号：TE08文献标识码： A

1 引言

随着社会经济的不断发展，人们生活水平的提高，人们对居住环境也提高了要求。不但希望自己的房子在外观布置上高贵、优雅，更希望房子具有新时代的意义，也就是节能节水。在我国，环保节能节水已经成为了一种人文精神。由于西方文化对我国的冲击，我国人民在对居住环境进行景观设计的同时，更能考虑到环境保护方面，更多的人开始考虑到可持续发展，因此，节能节水成为新时代的必要因素。目前，在中国，随着国内水价的不断上涨，还是可以感受到国家对于水资源日益减少而爆发的危机感。珍惜水资源的公益广告不断被搬上荧屏，各路明星都作为公益大使呼唤全国人们要节约用水，珍爱水资源，因为大家都感受到了水资源的压力。在倡导低碳环保的今天，节水节能已经成为一种必然趋势，科学界也不断研发出节能节水新技术来改善节约面貌。

2建筑给排水节水新技术

2.1研发新型节水设备

推广使用优质管材、阀门。例如，镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。阀门是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般情况，截止阀比闸阀关的严，闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时，我们就应当选用更能够节水的阀门。新型节水设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如，通常淋浴喷头每分钟喷水20多L，而节水型喷头则每分钟只需要9L水左右，节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时，除了要考虑价格因素和使用对象外，还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。

2.2热水供应循环系统技术

随着人们生活水平的提高，小区集中热水供应系统的应用也得到了充分的发展，建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了。大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象，主要体现在开启热水装置后，要放掉部分冷水之后才能正常使用。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡，循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流，使远离加热设备的环路中水温下降；热水管网布置或计算不合理，致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊，若冷水的压力比热水大，使用配水装置时往往要流出很多冷水，之后才能将温度调至正常。同一建筑采用各种循环方式的节水效果，其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环，而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。修订后的《建筑给水排水设计规范》GB50015-2009第5.2.10条提出了2种循环方式，即立管、干管循环和支管、立管、干管循环，取消了干管循环，强调了循环系统均应保证立管和于管中热水的循环，对节水、节能有着重要的作用。因此，新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本，根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式，尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。

2.3完善控制超压出流技术

在我国现行的《建筑给水排水设计规范》中，虽对给水配件和人户支管的最大压力做出了一定的限制性规定，但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑，并未从防止超压出流的角度考虑，因此压力要求过于宽松，对限制超压出流基本没有起作用。如果设计时没有考虑这一方面的话会造成极大的水资源浪费。所以应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，对给水系统的压力做出合理限定。

2.4开发中水利用技术

中水来源于建筑生活排水，包括人们日常生活中排出的生活污水和生活废水。生活废水包括冷却排水、沐浴排水、漱洗排水、洗衣排水及厨房排水等杂排水。不含厨房排水的杂排水称为优质杂排水。中水指的是各种排水经过处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。

2.5开发雨水利用技术

雨水利用就是将雨水收集起来，经过一定的设施和药剂处理后，得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水，处理后的雨水作为一种可以利用的水资源用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。建筑物收集雨水的一般结构是，由导管把屋顶的雨水引人设在地下的雨水沉沙池，经沉积的雨水流人蓄水池，由水泵送人杂用水蓄水池，经加氯消毒后送人中水道系统。目前，世界上许多国家都展开了对雨水利用的研究，以节约水资源，减轻当地的用水和污水处理负担。

3 建筑给排水节能新技术

3.1研发新型节能设备

高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头 H0高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程设计中将管网进水直接引人贮水池中，白白损失掉了H0，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把H0全部转化成负压，甚不经济合理，因此应该重视H0的充分利用。注意生活给水管道中减压节流问题减压节流的有效措施是控制给水系统配水点的出水压力，已有设计单位提出在配水点前安装节流孔板、减压阀等措施来避免部分供水点超压，为用户提供适宜的服务水龙头，使竖向分区的水压分布更加均匀。所以在高层建筑给水系统竖向分区后仍应注意减压节流的问题。

3.2生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置

在高层建筑给水设计中宜把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设里，因为两种给水系统对水压的要求不同。按规定 :生 活给水系统按静水压力不大于300kPa～400kPa分区为宜，消防给水系统按静水压力不大于800kPa分区为宜。故若按消防要求水压值分区时，将使得生活给水管道超压而造成超量供水等问题；若常年用减压阀降压节流，又势必造成电能浪费；若按生活给水水压要求分区，则会相对增加水泵机组数目。所以，无论从节能节流还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置。这样便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，避免造成能量浪费。

3.3合理选用变频水泵

在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变频水泵。变频水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题，在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电10%~40%。

结语

随着社会经济的快速发展，节能节水越来越满足人们对于资源的需要，人们对节能节水的要求也不断提高。因此，在生活中，到处都在提倡节能节水，在设备设施上也越来越多应用节能节水的特色。在建筑给排水中，由于建筑行业的不断完善，建筑行业对于节能节水的要求也不断提高，建筑节能节水有利于水资源的利用，对人类的可持续发展产生重要的意义。

参考文献

1.林玲.建筑给排水节水技术研究.重庆建筑.2004