气候控制

气候控制（共11篇）

气候控制 篇1

控制气候的超大工程

首先, 让我说, 利用地球工程控制地球的气候, 并不是人类可以采取的最明智的措施。因为涉及到巨大的尺度, 所以未来的地球工程可能会变成我们人类曾经做过的最愚蠢的事情。

美国环保畅销书作家吉姆·孔斯特勒 (Jim Kunstler) 在发言中讲到, 如果不管三七二十一, 采用技术解决我们的所有问题, 就会产生意想不到的后果。在未来几十年, 随着全球气候变暖真正到来, 利用地球工程控制气候的诱惑将越来越强。

事实上, 我认为我们可以做一个大胆的预测, 要超越这种诱惑的寓意。我在《技术进步的假设》 (The Assumption Of Technological Progress) 中说, 不可抗拒的技术思维取向恰恰根植于人类的认知, 如果我的观点是正确的, 那么, 人类必然会在巨大的尺度上运用地球工程控制气候。这是未来必须注意的方面。我们会运用史诗般的技术, 因为这就是人类所做的, 与此相反的做法是从根本上改变行为, 遏制人口和经济增长, 缩小现代文明的规模, 以适应在地球上的可持续生存。

铁粉倒入海洋促进硅藻繁殖

地球工程的新闻报道偶尔也会出现在主流媒体的封面, 然后, 总是在这个时候, 这些传闻又会很快消失, 就像它们出现一样快。可以看到的最新报道, 就是《基督教科学箴言报》上的一篇《科学家们说, 把铁倾倒在海洋可减缓全球变暖》。我会引用这则报道, 然后向你展示它所依据的《自然》杂志上的论文摘要。

把铁倾倒在海洋中, 有助于转移大气中的碳, 把它在海底埋上几百年, 这有助于应对气候变化, 这是根据一项研究报告所说。

这份报告是一个国际专家小组撰写的, 可以促进这项有争议的应用, 就是进行海洋施肥, 应对全球变暖。但它未能回答一些问题, 就是可能损害海洋生物。

研究报告说, 把铁倾倒入海洋, 可以促进微小植物的生长, 这些植物在死亡时, 会把吸热的碳带到海底。

2004年, 科学家在南大洋倒入7吨硫酸铁, 硫酸铁是海洋植物的重要养分。在催生的浮游硅藻下面, 至少有半数吸热的碳沉没在1, 000米 (3, 300英尺) 以下。

“在海洋底部的水中, 用铁施肥后的浮游硅藻可封存碳长达几百年的时间, 而在沉积物中会封存更长的时间, ”研究小组在《自然》杂志上写道, 小组成员来自十多个国家。

在海洋中埋藏碳, 有助于抵御气候变化, 科学家们说, 这种气候变化是因为大气中积聚的二氧化碳, 会使气温升高, 引发更多的洪水、泥石流、干旱, 也会使海平面升高。

硅藻水华吸收二氧化碳

这项研究是第一个令人信服的证据, 说明碳被藻类吸收后, 可以沉到海底。关于海洋施肥一直有一个疑问, 就是碳是否会停留在海洋上层, 因为在这里它可以经过混合, 返回到空气中。

以往的十几项研究表明, 铁尘有助于促进藻类大量繁殖, 但对于是否会下沉尚无定论。

大规模实验需要用铁进行海洋施肥, 但目前《伦敦国际公约》禁止这样在海上倾倒, 这是因为担心有副作用。但是, 这种史诗般的技术, 也就是各种地球工程解决方案已经被提出来, 用以控制气候。

下面是《自然》杂志上的论文摘要。

“海洋施肥需要添加铁化合物, 这会诱发硅藻为主的浮游植物的大量繁殖, 同时会使海洋表层的大量二氧化碳下沉。然而, 在这些实验中, 因为无法充分确定浮游生物的最终结果, 因此, 也不能确定大气中的碳封存的时间表。在这里, 我们报告的是一项为期五周的实验的结果, 这项实验是在南极州环流垂直连贯的中尺度涡流的封闭核心进行的, 实验期间, 我们跟踪的颗粒从表面下沉到深海海底。在施肥后的第四周, 硅藻水华大量繁殖, 达到高峰。随后, 几种硅藻种群会大量死亡, 会使纠缠的细胞和细胞串迅速下沉、粘连聚集。”

硅藻死亡沉入海底

总之, 有多方面的系列证据, 虽然每种证据都带有很多不确定性, 但都可以使我们得出结论:至少半数浮游生物会下沉到远低于1, 000米的深度, 而且有很大一部分很可能沉到海底。因此, 用铁施肥后, 硅藻会大量繁殖, 可在海底的水中封存碳长达几百年时间, 在沉积物中时间更长。

这是因为, 经过刺激的蓝藻水华会吸收空气中的二氧化碳并进行消化, 通过光合作用把它转化为糖 (葡萄糖) , 这种藻类不久就会死亡, 然后 (希望会) 沉到海底, 在海底, 碳可以被埋藏几个世纪。这是一个非常奇特的碳封存计划, 就像一根非常纤细的芦苇, 您想把希望寄托在上面。然而, 希望总是会带有一点空想的性质, 它会使世界另辟蹊径, 而懂行的人都认为, 全球变暖正在使未来显得越来越无望。

我认为, 毫无疑问, 未来会采用超大尺度的史诗般的技术来控制气候。毕竟, 人们还能做什么呢?他们不能改变他们的基本行为。他们不会停止生儿育女并努力改善子孙后代的物质享受和健康。因此, 就会把铁屑倒在海洋中, 或者也采用别的技术。例如, 哥伦比亚大学教授克劳斯·拉克纳 (Klaus Lackner) 要吸出空气中的碳。

为了解决工业革命以来呈指数上升的大气二氧化碳浓度, 地球研究所棱菲斯特可持续能源中心 (Earth Institute Lenfest Center for Sustainable Energy) 主任克劳斯·S.莱克纳教授正在制定雄心勃勃的碳捕获和封存战略。

10万年的过程缩短到30分钟

莱克纳说:“我们的目标是要把10万年的过程缩短到30分钟。”莱克纳和他的研究小组正在开发一种称为抽气机的设备, 他们模仿了自然界中最丰富、最复杂的东西:就是树叶。叶片可以大量地吸收大气中的二氧化碳, 但是, 如果种植足够多的树木来吸收目前世界上过多的二氧化碳, 那么, 就会没有肥沃的土地用于其他方面。

这里就表现出在大自然面前不够谦卑, 这让我感到震惊。我想, 我们把大气中的碳吸出来以后, 该放在哪里呢?是埋在后院呢?还是存放在地下室呢? (我们这里谈的是数10亿吨。) 我敢肯定, 克劳斯也有一个答案。

我也毫不怀疑, 这种史诗般的地球工程最终会让人们形成令人震惊 (但不可避免) 的错误判断。人们会开始考虑不可思议的事情。这样考虑会变得司空见惯, 这只是一个时间问题。

铁粉倒入海洋后, 蓝藻水华会大量繁殖, 并吸收空气中的二氧化碳, 这种藻类不久就会死亡, 然后沉到海底, 这样就可以使碳在海底埋藏几个世纪。

气候控制 篇2

这些人工作的时间到了，工作意味着悬挂在10，000英尺高的悬崖上。在奥地利境内高高的阿尔卑斯山上，这些人试图拯救一个历史性的气象站免于天气破坏。

“大约两年前，我们看到了这个裂缝，整个支持结构由5根柱子支撑。而这一根下降了四五毫米。这说明山体移动了。”

100多年来，Sonnblick气象台一直记录阿尔卑斯山的气温。

“所以20世纪所有能够观察到的气候变化都是在这里观测到的。”

在过去的几十年里，气温缓慢但是稳步上升。Lue Rasser在Sonnblick观测气象数据已经有20多年的历史。

“多项事实表明，气候确实在急剧变化，而且是灾难性的变化。其中一个例子就是平均气温上升了1摄氏度以上。”

在这里Lue可以进行实时观测。“这是流星数据系统，你可以在这里读取到所有的测量结果。例如，我们可以进行预测，冰川雪线，风温，全球和前空辐射，所有的预测都可以进行。”

但是现在气候变暖，冰川融化，直接威胁到气象学家居住的地方。 由于永久冰冻，Sonnblick顶峰一向是聚集成一个整体，但是由于气温升高，永久冰冻融化，气象站的岩石逐渐分裂。

“从1980年我到这里开始，预报结果一般是降雪或者冰雹，但是从前开始，由于气温升高，每年至少有一个月能够预测到降雨。”

“雨水引起裂缝中产生冰冻，重复冰冻和融化，你知道，这样会加大裂缝。”

所以工人们们在山顶向山体钻孔，希望寻找到没有开裂的岩石。他们建造了一个钢筋混凝土网络，希望重新把山体连接在一起，或许，只是有可能，保持气象站稳定。

“在这里气候瞬息万变，这就是Sonnblick气象站能够比其他观测站观测更好的原因。”

这是全世界最古老的高山气象站，位于海拔3000米的高山上，从1886年开始收集数据。

数据表明，气候变暖没有任何变缓的迹象，并不只是在Sonnblick，而是整个阿尔卑斯山。即使是强有力的高山也承受不了一点点升温。所以，现在，对Sonnblick的人们来说，抵抗气候变暖的影响的战争悦来越艰巨。

阿尔卑斯山旅游

气候控制 篇3

“气候”一词，《现代汉语词典》解释为：一定地区里多年观察所得到的概括性的气象情况。它与气流、纬度、海拔高度，地形等有关。《实用地理词典》解释为：某一地区多年天气特征的综合，包括其平均状况，反复变化的常态及极端变化。气候的因素主要有太阳辐射、大气环流、地面状况以及人类活动。中学地理教学参考对气候作如下描述：气候是指大气平均的物理状态长时间的综合表现，与天气形成明显对比。无论哪一种解释，我们都能从中总结出气候是指某一地区在多年内的大气平均状况或统计状态。平均状况是用气温降水等气候要素的平均值或统计量来表现的。不同的地区，气温降水的状况不同，气候特点也就不同，而对此起决定作用的因素主要有太阳辐射、地面状况、大气环流和人类活动等。我们根据气候成因和特点，又可把气候分成热带雨林气候、热带草原气候、地中海式气候等不同类别，现就其中的海洋性气候和大陆性气候作一分析。

二、海洋性气候

海洋性气候是地球上最基本的气候类型，总的特点是受大陆影响小，受海洋影响大。在海洋性气候影响下，气温的年、日变化都比较和缓，年较差和日较差都比大陆性气候小。春季气温低于秋季气温。全年最高、最低气温出现时间比大陆性气候的时间晚：北半球最热月在8月，最冷月在2月。

由于海洋巨大水体作用所形成的气候，包括海洋面或岛屿，以及盛行气流来自海洋的大陆近海部分的气候。海洋气候有以下特点：

1．气温年变化与日变化都很小，在洋面上甚至观测不到日变化。年变化的極值一般比大陆后延一个月，如北半球最冷月为2月最暖月为8月。在高纬度最冷月还可能是3月，最暖月也可能到9月（如旧金山）。秋季暖与春季。

2．降水量的季节分配比较均匀，降水日数多，但强度小。云雾频数多，湿度高。

3．在热带海洋多风暴，如北太平洋西南部分与中国南海是台风生成和影响强烈的地区。热带风暴（包括台风）是一种十分重要的气象灾害。

4．多云雾天气，湿度大。多数邻近海洋的大陆地区，都具有海洋性气侯特征，西欧沿海地区是大陆上典型的海洋性气候。

由于西欧温带海洋性气候在全球比较典型，现作如下分析：

西欧全年降水均匀，气候湿润，降水量比较稳定，因此带来以下几方面地影响：①它有利于西欧多汁牧草生长，促进了西欧的畜牧业发展，西欧许多国家出口的畜产品在世界上都位居前列，如丹麦、法国和德国等；②畜牧业的发展也带动了相关产业发展，如纺织业和畜产品加工工业。由于草场广布，加上西欧本身地形地势平坦，有利于足球场地建设，促进了西欧足球文化的发展；③西欧地形地势平坦，降水量均匀，使该地河流水量丰富，推进了西欧发达的内河交通运输网络。

三、大陆性气候

大陆性气候通常指处于中纬度大陆腹地的气候，一般也就指温带大陆性气候。在大陆内部，海洋的影响很弱，大陆性显著。内陆沙漠是典型的大陆性气候地区。草原和沙漠是典型的大陆性气候自然景观。大陆性气候是地球上一种最基本的气候类型。其总的特点是受大陆影响大，受海洋影响小。在大陆性气候条件下，太阳辐射和地面辐射都很大。所以，夏季温度很高，气压很低，非常炎热，且湿度较大。冬季受冷高压控制，温度很低，也很干燥。冬冷夏热，使气温年变化很大，在一天内日变化也很大，气温年、日较差都超过海洋性气候。春季气温高于秋季气温，全年最高、最低气温出现在夏至或冬至后不久。北半球最热月为7 月，最冷月为1月。

大陆性气候最显著的特征是，气温年较差或气温日较差很大。在气温的年变化中，最暖月与最冷月分别出现在7月和1月（南半球分别在1月和7月）。春季升温快，秋季降温也快，一般春温高于秋温。在日变化中，最高温度出现的时间较早，通常在一天中的13～14时；最低气温一般出现在拂晓前后。大陆性气候的另一重要特征是降水量少，且降水季节和地区分布不均。大陆性气候影响下的地区，一般为干旱或半干旱地区，降水量一般不到400毫米，甚至在50毫米以下，如我国新疆的塔里木盆地。

亚洲陆地面积广大，内地距海遥远，大陆轮廓完整，又缺乏伸入内地的海湾。同时本洲又是位于亚欧大陆的东部，削弱了西风环流和大西洋暖湿气流对亚洲气候的影响。根据纬度越高和距海岸越远气温年较差愈大的原理，亚洲广大的内陆和高纬度地区的气候与其它大陆同纬度地区相比，具有强烈的大陆性。俄罗斯的维尔霍杨斯克——奥伊米亚康地区，地处高纬，冬季受热很少，又位于亚洲的东北部，很难受到西风暖流的影响。从环流因素上讲，冬季这里是处在强大的反气旋控制下，剧烈的冷却作用而引起低温；而这里向北倾斜的盆地和洼地地形，更有利于冷空气的集中和反气旋的发展。因此，使这里成为北半球最寒冷和世界上气温年较差最大的地区。

我国的季风气候受大陆性影响比较明显，具体表现在以下几个方面：

1．冬夏季风更替明显，冬季气流来源于高纬度地区，风向偏北，寒冷干燥，容易出现灾害性天气，即寒潮，对我国北方农业生产不利。夏季气流主要来源于低纬度海洋上，风向偏南，温暖湿润。

2．气温年较差大，日较差也大，冬夏极端气温较差更大。

3．降水量的地区分布很不均匀，年降水量由东南沿海向西北内陆逐渐减少。东南沿海一带，年降水量超过1600毫米；台湾山脉东坡和喜马拉雅山南坡达到2000毫米以上。西北部的年降水量一般在200毫米以下，其中，塔里木盆地不足50毫米，降水量的季节分配很不均匀，夏季雨量一般占全年降水量的50%以上，而冬季降水量在10%以下，降水量的年季变化大，多雨的江南地区年降水量变率也有10%~15%，少雨的北部和西北内陆地区，全年降水变率达30%以上。

4．高温期和多雨期一致。在人类聚居比较集中的主要气候类型之间相比而言，大陆性气候的自然舒适度比较低。由于我国的大陆性特征在全球中表现最为明显，导致我国相当大的区域，包括三北地区以及长江流域等地区的采暖日数或空调度日数都很高。在我国气候区中除面积极小的温和地区（云南、广西）外，建筑一般都有采暖或空调的要求，这就导致我国的建筑热工能耗（包括采暖和制冷能耗）占建筑总能耗的绝大部分，且远远超过世界平均水平。

比较海洋性气候和大陆性气候，我们可以发现：海洋性气候气温变化和缓，春天姗姗来迟，夏天消退也较慢，春季气温一般低于秋季气温。相反，大陆性气候气温变化剧烈，春来早，夏去也早，春温高于秋温。受海洋气团和暖湿气流的影响，海洋性气候全年降水多，一年中降水的季节分配比较均匀，且以冬季降水较多；大陆性气候年降水量少，一年中降水的季节分配不均匀，且以夏季降水为最多。其主要原因是：海洋与陆地表面性质不同，海洋和陆地的物理性质有很大差异，在同样的太阳辐射下，它们增温和散热的情况大不相同。海水吸收热量的本领要比陆地强得多，辐射到海洋上的太阳热量很少被反射回去，大部分被海水吸收，并通过海水的波动，把热量储存在海洋内部。这样，即使在烈日炎炎的夏季，海洋里的温度也不会骤然升高。与同纬度的陆地相比，海洋里温度的变化要小许多。到了冬季，虽然太阳辐射减少了，但海洋里所储存的大量热量开始稳定的释放出来，于是，海洋及其附近地域的温度比同纬度的其他陆地地区要高。因此，海洋犹如一个巨大的温度自动调节器，使附近地区的气温形成了冬暖夏凉的特点。

四、季风气候

还有一种气候是介于大陆性与海洋性之间的气候类型——季风气候，它是一种海洋性气候向大陆性气候过渡的一种气候，既具有海洋性气候的特点，又具有大陆性气候的特点，形成的原因是由于在冬季时，地面向外辐射长波辐射而迅速冷却降温，形成高气压，海洋上相对较为温暖，形成低气压，就像水从高处向低处流动一样，空气要从高气压流向低气压，风从陆地吹向海洋，这就是冬季风。夏天，则因陆地接受太阳辐射强烈增温形成低压，海洋上增温较慢成为高压，风从海上吹向陆地，这就是夏季风。这种季风在亚洲东部和东南部最为明显。

季风气候地区农业生产较发达，如我国东南沿海地区大面积的水稻种植，林业资源也相对丰富，而同纬度的西亚和北非则是干旱的沙漠，成为回归线上的“沙漠和绿洲”景观。

气候控制 篇4

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高温不中断动力供给技术帮助丹麦控制系统设计师们处理蒙古高达55℃(131℉)高温气候条件下的风电系统。

风力发电的关键控制设备

风力涡轮机已经使用了好几十年,而目前,由于燃料成本提高、公司预算吃紧以及使用可再生/绿色能源环保倡议等各种综合因素,激发了人们对风力发电前所未有的兴趣,而其控制系统及其极端环境设计是风力涡轮机的关键部分。

近30年间,kk电子公司一直致力于技术开发以及生产整套可立即使用的风力涡轮机控制系统,引领风力涡轮机制造商。一家丹麦公司生产的控制系统目前在世界范围15,000台风力涡轮机中运行——其中包括美国的主要风力发电场,例如德克萨斯州的King Mountain,也包括已建立的近海风力发电场,例如丹麦哥本哈根、Middelgrunden和Nysted。

KK电子公司用于风力涡轮机控制系统的系列范围,可以从简单的控制部件到顶级的复杂的能适应频发恶劣气候中高可靠地运行的控制系统。其零部件维护日程安排可能要间隔6个月的时间,因为这些零部件通常安装在高度为450英尺的高塔顶端,容易遭受极端气温、雷击和其他恶劣天气的影响。由于现场检查十分困难,该控制系统包含了内置式远程监控和反馈系统。

控制系统的设计

首先,看一下确保风力涡轮机安全可靠发电的气电电子零部件的系列范围,其中包括:

·计算机主机、I/O模块、中继设备以及涡轮机监控和控制元件;

·风力发电机组连续运行状态监测;

·用于偏转软件系统的变频器、偏转电动机保护等;

·用于连接高塔铝芯电缆与发电机可移动柔性铜芯电缆的塔顶终端盒;

·电源变换器(全馈电或双馈电)、滤波器、相位补偿器等;

·高温下不中断电力供给、I/O模块、计算机接口、控制盘、网络零部件、以及SCADA接口;

·高压、中压以及低压配电盘;

·主断路器、输电网连接、电源部件等,以及电力质量分析器;

·风速计、风叶片、航空警报灯;

·起重机、人孔、加热器、制冷器、烟雾探测器等必需的零部件。

风力涡轮机控制系统设计师面临的一个挑战是涡轮机设备可能遭受到极端气温以及极端的温差变化,而控制系统及其涡轮机本身必须能够在这些严酷情况下持续运行。重庆前卫仪器仪表公司正在寻找一种能够提供正常运行时间数据的风力涡轮机控制系统,这样就可以使公司获得其涡轮机在目标时间范围内所要的投入回报。前卫仪器仪表公司对比了几个供应商之后,最终选择了kk电子公司。

随后,KK电子公司与前卫仪器仪表公司共同组建了合资企业,其新公司被命名为KK前卫公司,其业务范围主要是营销和生产控制面板。KK电子公司为合资企业增添了新的技术内容,其中包括一种被称之为“Commander”的最新风涡轮机控制系统,这是一个可立即使用的风涡轮机控制解决方案,该系统也是一个预设计控制零件与能够立即使用组合式附加装置的完美结合。KK电子公司也在丹麦Ikast投资2百万美元建成了一个新的工厂,用于生产电子控制电路。

几个关键技术

叶片制动技术

在风力涡轮机控制中最重要的任务是持续控制风力涡轮机的叶片定位,并制止输电网短时故障或效能损失,这对安全操作来说是十分关键的,因为如果不能确保这种控制,将会导致传动和高塔设备机械压力,甚至可能导致生命危险。

为了让涡轮机叶片停止转动,每个叶片的角度(倾斜度)都要进行调整,以使叶片边缘与风向成一直线,这样减少作用于叶片的风力就能降低转速。然后,再使用制动装置进行制动和控制转子装置。如果在转速还没有降低到允许的制动速度时就使用制动装置,那么制动装置就会损坏。

为了在制动控制中减少单点故障,kk电子公司采用了两个独立的控制子系统,用于监控涡轮机叶片的定位和制动。

极端气温条件下的运行技术

由于计算机的可靠性与其电源可靠性密切相关因此kk电子公司意识到两套控制系统在其公共电源之外都需要有各自独立的备用电源,工程师们决定采用不间断电源(UPS)的电池供电方式,但是他们知道,要找到一种设计成能够在温差很大地区运行的高温级别UPS是相当重要的。据研发部门电力工程师Claus Damgaard介绍,“公司的风力涡轮机控制系统计划在蒙古和中国其他偏远地区投入使用那些地方白天最高温度可达55℃(131°F),夜晚气温却可下降至冰点。”Damgaard先生认为,气温过低问题可以简单地通过在控制舱内附加加热元件以予解决,但是在效能损失的情况下,其温度可以下降至-40℃。另外,高温环境条件是寻找合适UPS的主要挑战。

气候控制 篇5

利用高分辨率的区域气候模式RegCM3(ICTP,2004年)对1994、1997、1998年我国夏季(6～8月)气候进行了数值模拟试验,并对比分析了不同积云对流方案对降水场模拟结果的影响.结果表明:该模式能够较真实地描述出我国夏季温度场的主要高、低温中心及月际变化,但模拟的气温场偏低;选择不同的积云对流方案对降水的模拟结果影响很大,采用Grell积云对流方案模拟出的我国夏季降水场最接近观测场,较好地模拟出我国东部地区夏季主要雨带的大致位置及变化,但雨带的`位置偏南、中心降水量值偏大;500 hPa位势高度场的模拟结果和实际观测场较为一致,但西风带的位置偏南,相应地副热带高压588位势什米线位置较观测场向东南偏移.

作 者：廉丽姝 束炯 LIAN Li-shu SHU Jiong 作者单位：廉丽姝,LIAN Li-shu(华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室/城市气候与大气环境研究所,上海,200062;曲阜师范大学资源与规划学院,山东,曲阜,273165)

束炯,SHU Jiong(华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室/城市气候与大气环境研究所,上海,200062)

气候控制 篇6

关键词：江苏省；气候变化；农业气候资源；夏玉米；情景预估

中图分类号： S162.5+3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）10-0095-06

收稿日期：2013-12-24

基金项目：中国气象局气候变化专项（编号：CCSF201318）；国家自然科学基金（编号：41005057）。

作者简介：徐敏（1984—），女，江苏南京人，硕士，工程师，主要从事农业气候资源变化的研究。Tel：（025）83287133；E-mail：amin0506@163.com。全球气候变化对陆地生态系统、粮食安全等产生了重大影响，尤其是随着人口的不断增加，气候变化对全球粮食安全的威胁已成为21世纪人类必须面对的重大挑战[1]。根据政府间气候变化专门委员会（intergovernmental panel on climate change，IPCC）第4次评估报告，全球平均温度在过去100年上升了0.74 ℃，20世纪50年代以来的变暖趋势尤为明显[2]。近50年，江苏年平均气温升高了1.38 ℃，并且极端天气气候事件趋多增强，降水区域性变化特征显著[3]。

农业气候资源是农业自然资源的重要组成部分，是农业生产的基本环境条件和物质能源，在农业生产中起着主导作用，直接影响农业生产过程，并在一定程度上决定了一个地区农业生产结构和布局、作物种类和品种、种植方式、栽培管理措施和耕作制度等，最终影响农业产量的高低和农产品质量的优劣[4]。气候变化对农业生产的影响程度和范围以及应对措施等已成为目前国内外学者研究的热点，研究范围涉及到农业气候资源的分布、利用、评价，以及不同作物在其生长期内气候资源的变化特征分析等[5-8]。

江苏省的玉米生产在全省粮食生产中占有重要地位，全省常年种植面积接近40万hm2，淮北地区的玉米种植面积约20万hm2，各县均有种植。淮北地区土壤资源较充裕，主要为黄泛冲积平原经旱耕熟化而形成的潮土类、棕壤、褐土以及洼地黑姜土等，土壤沙、碱、薄、渍，增产潜力大，是历史上玉米集中产地。近年来，随着生产条件的改善、新品种的推广以及栽培技术的改进，产量逐步上升，总产仅次于稻、麦，单产低于水稻，高于小麦，为全省3大粮食作物之一。随着气候大背景的改变，江苏省淮北地区玉米单产相对气象产量自21世纪以来波动较大。而针对玉米生育期内，江苏省淮北地区农业气候资源时空变化特征以及未来气候情景预估方面的研究则鲜见报道。为此，本研究将对近52年江苏省淮北地区的农业气候资源（光、温、水）的时空变化特征进行分析，并对未来不同气候情景下农业气候资源进行预估，为当地充分利用气候资源指导农业生产、合理调整种植结构提供依据，同时对研究和探讨气候变化背景下农业应对策略也具有重要而长远的意义。

1材料与方法

1.1数据来源

历史气象数据：江苏省气候中心提供的20个气象台站1961—2012年的逐日平均气温、降水量、日照时数等常规气象要素。

区域气候模式模拟与预估数据[9]：国家气候中心提供的RegCM4区域气候模式（空间分辨率是50 km×50 km，地表一层）模拟的1961—2005年的气温、降水量、太阳辐射、水汽蒸发等要素，以及在IPCC AR5中提出的代表性浓度路径（representative concentration pathways，RCP）为8.5、4.5的排放情景下，预估计算的逐日气温、降水、太阳辐射、水汽蒸发等要素。

玉米产量数据来自于江苏省统计局。

1.2研究方法

1.2.1趋势产量的模拟自1961年以来，江苏玉米产量上下波动大，难以用一种简单的函数模拟趋势产量yt。故本研究先将产量序列逐步滑动分段，对每段使用灰色系统相应的各年之多个模拟值进行平均，以模拟趋势产量和进行趋势产量的预测，即简称为灰色系统GM（1，1）模型逐段滑动平均。

设有一产量原始序列：

根据（7）式便可算得历年趋势产量拟合值，得到趋势产量曲线。

1.2.2相对气象产量的计算方法产量不仅受社会因素的影响，而且还取决于历年气象条件的优劣。对大范围农业区而言，农业生产水平逐年变化不大，相对稳定；但农作物的生长发育则各有特点，对气象条件的要求也各不相同，且气象条件逐年变化较大，故最终的产量历年波动也不相同。因此，一般将实际产量y分离为依社会生产水平的变化而变化的趋势产量yt、随历史气象环境条件而变化的气象产量yw和随机误差ε。其模型为：

y=yt+yw。（8）

在通常情况下，随机误差ε可以忽略不计。

nlc202309041601

由（8）式可得气象产量yw，为了消除历年生产水平给当时气候产量yw造成的不适当影响，一般使用相对气象产量yw/yt×100%进行分析。

1.2.3参考作物蒸散量参考作物蒸散量（ET0）是指假设平坦地面被特定低矮绿色植物（高0.12 m，地面反射率为0.23）全部覆盖、土壤水分充分情况下的蒸散量。本研究采用联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）推荐的Penman-Monteith公式计算ET0[10]。

2结果与分析

2.1玉米种植概况

2.1.1种植面积淮北地区近50年来玉米种植面积总体上变化不大，在26万hm2上下波动，但有2段明显的低谷期，即20世纪70年代、20世纪90年代末至2006年；20世纪60年代基本维持在26万hm2左右，80年代至90年代各年均大于26万hm2。

2.1.2单产变化淮北地区近50年来玉米单产呈上升趋势，不仅与该地区的种植制度改良、农业政策支持、品种更新、农业管理措施的提高密切相关，而且与气候条件亦有较大的关系。利用灰色系统模型逐段滑动平均技术，将玉米单产进行分离，获得时间趋势产量（图1）和相对气象产量（图2）。由图2可知，20世纪60年代至90年代的40年间，淮北地区玉米的气象产量波动相对平稳，但进入21世纪以来波动增大。

2.1.3总产量变化由图3可以看出，淮北地区近50年来的玉米总产量呈4段变化趋势：第1段为1961—1980年，总产呈缓慢上升趋势，其斜率为0.729；第2段为1981—1989年，总产呈快速上升趋势，其斜率为11.04；第3段为1990—2003年，总产呈下降趋势，其斜率为-3.383；第4段为2004—2010年，总产呈恢复性上升趋势，其斜率为12.11 。

2.2气候变化背景下玉米的热量、光能、水分等资源的变化特征

2.2.1热量资源变化特征一定界限温度以上的累积温度是评价一地区热量资源的重要指标之一。一般以≥10 ℃、≥20 ℃ 积温反映喜温作物生长期内的热量资源。

淮北地区夏玉米在小麦收获后于 5月中、下旬播种，9月中旬收获，全生育期为 95～105 d，需≥10 ℃积温 2 400～2 700 ℃。从图4可见，1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温各年均在2 900 ℃以上，因此淮北的热量资源完全满足夏玉米生育的需要。在全球气候变化的大背景下，江苏淮北地区的热量资源也存在着较为显著的气候变化特征。近52年来，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃活动积温总体存在着“先降-后升-再降”的趋势演变特征，其中20世纪80年代变化较为平稳，活动积温基本都低于气候平均值（1981—2010年气候平均值为3 067 ℃），20世纪90年代上升趋势显著，20世纪90年代后期至2010年基本处于气候平均值以上。活动积温的年际波动较明显，尤其是20世纪60、70年代，其中1967年（3 210 ℃）、1978年（3 209 ℃）、1994年（3 217 ℃）为极大值年；1972年（2 933 ℃）、1976年（2 944 ℃）、1980年（2 936 ℃）、1989年（2 947 ℃）为极小值年。

为进一步了解淮北地区区域间的农业气候资源差异，将淮北地区大致分成3个区域：西北部（徐州）、东北部（连云港）、淮河一带（宿迁、淮安和盐城北部）。从这3个区域的年代际变化来看（表1），≥10 ℃活动积温各区域变化趋势基本上都是先下降后上升，其中1981—1990年最低；1961—1970年基本最大，3个区域≥10 ℃的活动积温分别达到了3 106（西北部）、3 057（东北部）、3 098 ℃（淮河一带）；区域间存在数值差异，西北部最大，淮河一带次之，东北部最小。

2012年西北部2 9762 9252 9122 9882 972东北部2 8852 8332 8252 8942 924淮河一带2 9532 9152 8822 9422 980

2.2.2光能资源变化特征计算发现，近52年来，淮北地区夏玉米生育期内（日平均气温≥10 ℃）日照时数呈显著下降趋势（图5），线性趋势达到了-4.8 h/年，通过了0.001的显著性检验，这与我国大部分地区日照时数减少的趋势一致。其中，1981—2010年的年日照时数平均值为774 h；20世纪90年代之前，各年日照时数基本上都高于气候平均值，而2000年之后基本上都低于气候平均值，其中2011年出现了近52年来的最低值，只有554 h，比气候平均值少了220 h。

表3为淮北地区各区域夏玉米全生育期日照时数的年代际变化情况。从表3可知，1961—2012年，在玉米生育期内，各个区域日照时数年代际下降趋势非常明显。2001—2012年，西北部、东北部和淮河一带的平均日照时数已经分别降到了708、687、631 h；区域间存在一定的差异，西北部与东北部的日照时数较为接近，淮河一带的日照时数明显少于这2个区域，地区分布差异与活动积温有所不同。

表3淮北地区各区域夏玉米全生育期日照时数的年代际变化

图6为1961—2012年淮北地区夏玉米生育期（日平均气温≥10 ℃）太阳总辐射的年变化情况。从图6可知，淮北地区夏玉米生育期太阳总辐射同样存在显著下降的趋势，线性趋势达到了 -7.5 MJ/（m2·年），通过了0.001的显著性检验。太阳总辐射的下降现象与我国大部分地区太阳总辐射减少的现象一致，其气候变化特征与日照时数一致。有研究指出，我国太阳总辐射降低可能是由气候变化造成大气气溶胶含量的增加所致[11]。大气气溶胶是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系，大气中的气溶胶粒子吸收、散射太阳辐射，使得地面接收的太阳辐射减少，导致光合有效辐射随之减少，农作物生长受阻。

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2.2.3水分资源变化特征研究地区农业水分资源，不仅需要考虑水分的收入（主要是降水），还要考虑水分的蒸发（作物蒸散量），并根据需水情况讨论水分盈亏。本研究从夏玉米生育期内的年降水量、蒸散量、水分盈亏3个方面进行分析。

在1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内降水量呈现出了“明显下降-平稳波动-快速上升”的气候变化特征（图7），下降期主要是在20世纪60年代，20世纪70、80年代波动较平稳，从20世纪90年代后期开始显著上升。1981—2010年，夏玉米生育期内的气候平均降水量为604 mm。在近52年中，共有4年出现了降水量极低值（1966、1981、1988、1994年），生育期内降水量不足400 mm；共有2年出现了降水量极大值（1963、2007年），生育期内降水量超过了900 mm。

表4为淮北地区各区域夏玉米全生育期降水量的年代际变化情况。从表4可知，1961—2012年，在玉米生育期内，淮北西北部与东北部降水量的年代际变化趋势较为一致，均是“上升—下降—再次上升”趋势，1981—1990年为低谷期，2001—2012年降水量增加明显；淮河一带的生育期降水量年代际变化趋势与其他2个区域有所不同，谷底期是在1991—2000年，降水量为587 mm；比较3个区域的年代际生育期降水量，东北部与淮河一带基本上要大于西北部。

蒸散量是表征大气蒸散能力，评价气候干旱程度、植被耗水量的重要指标。从图8可知，淮北地区夏玉米蒸散量在20

表4淮北地区各区域夏玉米全生育期降水量的年代际变化

从淮北地区各区域夏玉米全生育期蒸散量的年代际变化来看（此处数据略），1961—2012年，3个区域玉米生育期内年代际蒸散量均呈现下降趋势。20世纪60年代，蒸散量均在520 mm以上，而到了2001—2012年年均下降到了490 mm以下；对比3个区域的蒸散强度，西北部最强，其次是东北部，淮河一带最弱。已有研究表明，过去50年，全国绝大多数流域的年、季潜在蒸散量均呈现减少趋势，南方各流域（西南诸河流域除外）和夏季潜在蒸散量减少趋势尤为明显[12]。

水分盈亏可以具体反映水分的供求矛盾，计算方法是将降水量减去蒸散量。当水分盈亏为正值时，表明水分供过于求；当等于零时，表明水分供应适宜；当为负值时，表明水分供应不足。1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期有10年水分供应不足，其中1966年盈亏最为严重（-265 mm）；有3年基本供需平衡，其余均是供过于求，其中2003年最为充裕，达到了583 mm。

将1961—2012年江苏淮北玉米单产的相对气象产量分别与夏玉米生育期≥10 ℃活动积温、太阳辐射、降水量进行相关性研究。分析发现，由于淮北地区的活动积温通常都满足玉米生育期所需，所以相对气象产量与活动积温2者的相关性偏弱；太阳辐射同样如此，相关系数只有0.12；与降水量呈反相关，相关系数高达-0.51（通过了0.001的显著性检验），即从生育期总耗水量来说，如果降水量过多，已经超出了玉米的需水量，则玉米单产下降。

2.3未来情景下淮北玉米农业气候资源的可能变化

2.3.1热量资源的可能变化在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温距平都为正值（距平是相对于气候模式模拟的1961—2005年气候平均值，以下同）（图9），说明未来17年淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温呈现出一致增多的气候特征，且距平呈现出明显的上升趋势，线性趋势达到了5.1 ℃/年；在RCP 4.5排放情景下，除2014年和2015年夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温距平为负值以外，其余年份均为正值，年际变化非常显著，2020年处于波峰，活动距平值高达207 ℃。比较2种情景，可知RCP 8.5高排放情景下的≥10 ℃活动积温距平基本上要大于RCP 4.5，但RCP 4.5排放情景下的年际波动明显要大于RCP 8.5，两者的波动特征总体上呈现反位相。

在RCP4.5和RCP8.5情景下，2014—2030年夏玉米生育期内≥20 ℃的活动积温距平与≥10 ℃的活动积温距平时间变化特征是一致的（此处数据省略），但是波动幅度明显要大于≥10 ℃，说明极端情况增多。

2.3.2光能资源的可能变化从图10可知，在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年夏玉米生育期内的太阳净辐射距平值基本上为正值（除2023年），说明未来获得的太阳净辐射增加，太阳净辐射距平没有明显的变化趋势，年际波动显著；在RCP 4.5排放情景下，除2015、2016、2022年夏玉米生育期内的太阳净辐射距平值为负值以外，其余均为正值，年际变化非常显著，2020年处于波峰，距平值高达196 MJ/（m2·d）；比较2种情景，RCP 8.5高排放情景下的太阳净辐射距平基本上要大于RCP 4.5，两者的波动特征总体上呈现反位相。

2.3.3水分资源的可能变化从图11可知，在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年间共有10年的夏玉米生育期内降水距平为正值，其余为负值，存在年际波动。2023年降水距平为极端高值年，降水量将增加259 mm，2021年为极端低值年，降水量将减少143 mm；在RCP 4.5排放情景下，降水距平基本上为正值（2019、2020、2026年除外），存在5年的周期振荡。2015年降水距平为极端高值年，降水量将增加 451 mm，2020年为极端低值年，降水量将减少146 mm；比较2种情景，RCP 4.5情景下的降水距平极端幅度明显要大于RCP 8.5情景下的幅度。

从蒸散量来看（图略），在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年淮北地区夏玉米生育期内蒸散量距平基本为正值（2019、2023年除外），存在显著年际波动。2028年为极端高值年，蒸散量将增加58 mm，2023年为极端低值年，蒸散量将减少14 mm；在RCP 4.5排放情景下，蒸散量距平也基本为正值；比较2种情景，RCP 8.5情景下的夏玉米生育期内蒸散量距平总体上要大于RCP 4.5情景。

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从未来的水分盈亏情况来看（此处数据略），相对于1961—2005年的水分盈亏气候平均值17 mm（模式模拟值），在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年夏玉米生育期内水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年。2023年之前，水分盈亏距平是以正值为主，说明大部分年份夏玉米生育期内水分供应充足，而在2023年之后，除了2029年，其余均为负距平，说明2024—2030年中有6年水分供应不足，2023年水分最为充裕，水分盈亏距平高达272 mm；在RCP 4.5情景下，水分盈亏正、负距平年数分别为14、3年，2015年为极端高值年，水分盈亏距平高达446 mm；比较2种情况，RCP 4.5情景下的水分盈亏距平要略大于RCP 8.5情景，极端情况也要略明显一些。

3讨论与结论

利用1961—2012年江苏省淮北地区夏玉米生育期内的气象要素，计算了≥10 ℃活动积温、≥20 ℃活动积温、太阳总辐射、降水总量、参考作物蒸散量、水分盈亏等物理量，对光资源、热量资源、水分资源进行了统计分析，并利用气候模式的预估数据，对未来高、中排放情景下，农业资源变化所造成的可能影响进行了探讨。主要研究结果为：（1）1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃活动积温各年均在2 900 ℃以上，≥20 ℃活动积温各年均在2 700 ℃以上，热量资源充足，≥10 ℃活动积温总体存在着“先降-后升-再降”的趋势演变特征，≥20 ℃活动积温呈6次多项式趋势变化。（2）1961—2012年，淮北地区的日照时数和太阳总辐射都存在着显著的下降趋势，线性倾向率分别达到了-4.8 h/年、-7.5 MJ/（m2·年），2000年之后已严重低于气候平均值，且年际波动幅度非常大。太阳总辐射的显著下降会对玉米的光合作用产生影响，从而影响到玉米的品质与产量。（3）1961—2012年，淮北地区的年降水量呈现出了“明显下降-平稳波动-快速上升”的气候变化特征，2000年以来上升非常明显，但随着日照时数的减少，蒸散量从2000年来却出现了下降，因此，玉米的水分供应在2000年以来是非常充裕的。由此可见，夏玉米生育期内，光、温、水资源都发生了显著变化，特别是进入21世纪以来，年际波动显著，使得玉米的相对气象产量也相应出现了较为显著的年际变化。从区域间差异来看，西北部的热量资源较淮河一带和东北部丰富；西北部和东北部的光能资源好于淮河一带；东北部和淮河一带的降水资源多于西北部。（4）在RCP 8.5和RCP 4.5未来气候情景下，2014—2030年在夏玉米生育期内，≥20 ℃与≥10 ℃活动积温呈现出一致增多的气候特征；由于2种情景都是增加辐射强迫，所以2014—2030年的太阳净辐射大于20世纪的气候平均值；RCP 8.5（RCP 4.5）情景下水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年（14、3年）。在未来气候情景下，光、温、水资源的年际波动都比较显著，说明极端气候事件将增多。

参考文献：

[1]Kang Y H，Khan S，Ma X Y. Climate change impacts on crop yield，crop water productivity and food security-a review[J]. Progress in Natural Science，2009，19（12）：1665-1674.

[2]IPCC. Climate change 2007：synthesis report[M]. Oslo：Intergovernment Panel on Climate Change，2007：543-544.

[3]江苏省气象局. 江苏省气候图集[M].北京：气象出版社，2009：6-7.

[4]郭建平. 气候变化情景下中国农业气候资源演变趋势[M]. 北京：气象出版社，2010：1-2.

[5]刘志娟，杨晓光，王文峰，等. 气候变化背景下我国东北三省农业气候资源变化特征[J]. 应用生态学报，2009，20（9）：2199-2206.

[6]李勇，杨晓光，王文峰，等. 气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅰ.华南地区农业气候资源时空变化特征[J]. 应用生态学报，2010，21（10）：2605-2614.

[7]代姝玮，杨晓光，赵孟，等. 气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅱ.西南地区农业气候资源时空变化特征[J]. 应用生态学报，2011，22（2）：442-452.

[8]Rosegrant M W，Cline S A. Global food security：challenges and policies[J]. Science，2003，302（5652）：1917-1919.

[9]Gao X J，Wang M L，Giorgi F. Climate change over China in the 21st century as simulated by BCC_CSM1.1-RegCM4.0[J]. Atmospheric and Oceanic Science Letters，2013，6（5）：381-386.

[10]Allen R G，Pereira L S，Raes D，et al. Crop evapotranspiration：guidelines for computing crop water requirements[R]. Rome：Food and Agriculture Organization of United Nations，1998：196-205.

[11]李晓文，李维亮，周秀骥. 中国近30年太阳辐射状况研究[J]. 应用气象学报，1998，9（1）：25-32.

[12]高歌，陈德亮，任国玉，等. 1956—2000年中国潜在蒸散量变化趋势[J]. 地理研究，2006，25（3）：378-387.

气候控制 篇7

预拌混凝土在节约资源、保护环境、提高建设工程质量和推广应用建筑新技术等方面发挥了重要的作用。一方面是2003年商务部、建设部等国家八部委联合下发《关于限期禁止在城市城区现场搅拌混凝土的通知》 (商改发[2003]341号) 之后, 我国预拌混凝土得到了空前发展;另一方面随着我国建筑施工企业“走出去”步伐的加快, 特别是中材国际在国外市场影响力的逐步扩大, 公司国外项目的数量有了一个质的飞跃。但由于近期很多工程项目都在不发达国家和地区开展, 当地预拌混凝土的发展水平严重制约了项目进度和施工质量, 考虑到工程需要, 从2006年开始集团公司逐步把一些海外工程混凝土项目转到我院进行运作。由于海外气候条件和原材料等方面与国内有所差别, 预拌混凝土的生产和质量控制存在一定的特殊性。

1 海外工程的特点

一般国际工程界普遍使用欧洲标准和美国标准, 这些国外标准体系涉及材料、制造、设计、施工、验收等各个环节, 若业主和监理采用这些标准可能会大幅度增加工程难度和施工周期。实际上很多项目所在国家的工程人员对国际规范的了解程度普遍不是很高, 同时中国标准能够得到业主的认可, 通过与业主和监理的沟通, 在混凝土生产和质量控制方面可以按照中国标准执行。然而, 尽管在混凝土生产和质量控制方面, 海外项目可以按照中国标准执行, 但由于大部分原材料仍然需要在当地进行采购, 而这些原材料执行的是国外标准, 因此作为工程技术人员, 需要对各个标准规范条文的区别有深入了解。

海外工程总承包技术合同对工程的各个环节提出了详尽的要求, 作为承包方应在全面理解合同要求的基础上, 力求严格执行合同。但是由于技术合同过于详尽, 难免会有互相矛盾的地方, 并可能导致现场条件根本满足不了合同要求, 对于这种情况, 应积极地与监理和业主进行沟通, 争取对这样的合同条款进行修改或者不去执行。

海外工程中砂石、水泥和外加剂等原材料采购需要提前与供货商联系, 以便供货商安排供货计划, 即使这样, 还是会经常遇到材料供应不及时的情况。因此如果技术合同中没有强制要求, 水泥、外加剂等原材料宜在国内采购, 虽然海运比较耗时, 但总成本可以有较大节约。

2 混凝土原材料控制

加强原材料控制是保证预拌混凝土质量的基础。一方面, 由于混凝土主要原材料都遵循国外标准 (国内原材料除外) , 因此原材料进场复试项目应参照国外标准规范或者技术合同的规定进行评判;另一方面, 原材料质量控制还应考虑到海外气候条件的影响。

在炎热气候条件下, 原材料的质量控制首先是水泥品种和水泥温度的控制;其次是集料和水的降温措施;此外还有外加剂性能的要求等。

2.1 水泥品种及温度控制

水泥的水化热主要与水泥中的矿物含量有关, 并受水灰比、水泥细度、养护温度的影响。在满足一定规范要求的情况下, 炎热气候条件下混凝土可考虑使用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等来代替硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;对于大体积混凝土应尽可能避免使用硅酸盐水泥。

美国ACI-305R标准中, 规定了水泥的最高极限温度为77℃, 因此在混凝土生产时, 水泥温度必须控制在70℃以下。

2.2 集料的温度控制

集料带入混凝土的热量占混凝土总热量的46%左右, 是影响混凝土温度控制的主要因素之一。集料的温度控制主要可采取以下两种方法:

(1) 集料堆场上加装遮阳棚, 降低集料表层温度。

(2) 用冷水冲洗粗骨料, 使粗骨料能够散发部分热量。

2.3 水的温度控制

水的温度对混凝土温度的影响很大。水温过高会使混凝土温度增高, 坍落度损失增大。由于水的温度比水泥或骨料的温度更易控制, 因此, 通过控制水温的方法降低混凝土温度更有效。

中材国际也门AYCC项目所在地气候异常炎热, 混凝土搅拌站中采取了激冷水装置, 通过该装置降低水温进而降低混凝土拌合物的温度。从实际使用效果来看, 激冷水装置正常运作时拌合水的温度能降低到4℃从而保证混凝土拌合物温度在30℃以下。

2.4 外加剂的选择

炎热气候条件下应尽可能选择减水率高的外加剂, 以便降低水泥用量, 达到降低混凝土水化热的目的。同时还要适当增加缓凝剂的用量, 减少混凝土坍落度损失, 保证混凝土的正常施工。

3 混凝土配合比设计

配合比设计是实现混凝土生产的关键, 也是保证混凝土质量的重要环节。配合比应根据混凝土的强度等级、混凝土的耐久性、施工要求的混凝土拌合物的工作性以及当地的气候条件等, 合理选用原材料, 按照现行行业标准JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》的规定进行设计。

3.1 配合比设计需要掌握的资料

(1) 工程对混凝土性能的要求:在配合比设计之前, 必须弄清结构设计的标准和对混凝土性能的要求。混凝土的性能首先是抗压强度, 这也是配合比设计的最基本依据, 其次是变形能力、耐久性方面的要求。另外配合比设计时还要考虑混凝土构件几何尺寸的要求和浇筑部位的要求等。

(2) 施工方式对混凝土性能的要求:对混凝土工作性的要求是由施工方式决定的, 如采用塔吊运输施工的混凝土, 对流动性的要求要小一些, 相应的混凝土的坍落度也要小一些;采用泵送施工的混凝土对流动性的要求较大, 泵送的高度越大、距离越长, 对混凝土流动性的要求越高;滑模施工对混凝土凝结时间的要求较高, 考虑到施工速度的问题, 混凝土的初凝时间基本要控制在5～7h范围内, 因此在配合比设计时必须考虑到滑模施工混凝土的凝结时间问题, 有必要单独进行设计。

(3) 原材料的性能:原材料的性能直接影响配合比的设计, 因此必须对原材料有全面的了解, 如砂石的种类和级配情况、掺合料的性能、水泥的质量和富余系数、外加剂对水泥的适应性等。国外水泥属于硅酸盐水泥, 其性能指标符合ASTM和BS的要求, 这种水泥早期强度较高, 水化热较大, 对于大体积混凝土来说并不是很好的选择。外加剂一般选用国外大公司的产品, 其能较好的适应当地环境和水泥的要求, 但是价格较贵。如果监理和业主同意, 外加剂可以选择国内品牌。海外工程中砂的细度模数较小, 基本需要和人工砂进行混合使用。而碎石基本都是单粒级级配, 由于材料生产商的不同, 碎石级配粒径区间也不一样, 因此在配合比设计之前就要提前确定选用何种粒径的碎石。对于砂石原材料, 在配合比设计之前不但要确定供应商还要确定不同的混合比例。

(4) 其他情况:混凝土配合比设计必须考虑施工季节的变化、环境条件、交通情况、温湿度等方面的影响。

收集足够的信息并在配合比设计时予以充分考虑, 才能使设计出的配合比在满足工程要求的同时更加经济合理。

3.2 配合比设计的基本原则

普通混凝土配合比设计必须经过计算、试配、调整三个阶段, 目的是得到既满足各种性能要求、又经济合理的配合比, 海外工程混凝土的配合比设计同样应遵循这一原则。

(1) 配制强度的确定:配制强度应参考现行行业标准JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》, 并遵循技术合同的要求。配制强度应比设计要求的强度标准值留有适当的富余。富余过多不经济, 富余过低时生产出的混凝土抽样检验容易不合格。

(2) 坍落度的选择:对于泵送混凝土, 其坍落度应根据构筑物的特点、泵的性能、混凝土捣实方式和耐久性要求等进行选择。海外工程技术合同对于混凝土坍落度的要求通常都很低, 基本控制在100～140mm之间, 但这样的坍落度很难满足施工要求, 因此在配合比设计时必须和监理、业主进行沟通, 把混凝土坍落度调整到150～180mm的范围内。坍落度选择的目的是要确保混凝土可泵性、浇筑振捣后混凝土里实外光不出现蜂窝、麻面甚至空洞等缺陷以及达到强度等级的要求。一般原则上讲, 在不妨碍施工操作并能保证振捣密实的情况下, 尽可能采用较小的坍落度, 以降低工程造价。

(3) 用水量的确定:混凝土用水量过大, 易出现离析、泌水等现象, 浇筑后混凝土收缩大、易开裂, 从而降低混凝土的强度和耐久性。一般情况下国内单方混凝土用水量不宜超过170kg;根据完成项目的经验, 在炎热气候条件下, 混凝土单方用水量应该控制在190～205kg这个范围。

(4) 砂率的控制:混凝土的砂率取决于石子的级配、孔隙率及砂的细度。砂率是改善混凝土流动性和工作性的重要参数, 并会对混凝土的耐久性产生直接影响, 应严格控制。一般在工程中混凝土砂率控制在35%～45%范围内是比较好的选择。

(5) 水灰比和水泥用量的确定:混凝土中最大水灰比和最小水泥用量的确定, 首先应符合规范的要求, 其次还要考虑技术合同的要求。海外工程技术合同对混凝土水灰比和水泥用量的规定比较详细, 因此在配合比设计时应严格执行合同要求。

(6) 外加剂掺量:尽量选用对水泥适应性良好的外加剂, 特别是选用国内外加剂时。外加剂掺量通过试验确定, 并应随气候条件的变化而进行调整。

(7) 试配:参照现行行业标准JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》进行试配, 并得出施工配合比。

4 混凝土浇筑和养护

炎热气候条件下混凝土的凝结时间会缩短, 坍落度损失也会加快。这两种情况都使混凝土运输和浇筑施工更加困难, 混凝土结构中出现冷接缝的可能性也增大, 特别当湿度较低或风速较高时, 养护过程中混凝土还容易出现收缩裂缝。

为了保证炎热气候下混凝土的质量, 除了通过精心选择原材料并进行温度控制以外, 混凝土浇筑施工中应当采取必要的措施来保证混凝土质量。

4.1 混凝土运输

炎热气候条件下, 混凝土坍落度损失较快, 这个问题必须通过调整缓凝剂掺量来解决, 严禁在混凝土运输过程中向运输车内加水来增加坍落度。混凝土运送频率必须能保证混凝土施工的连续性, 防止间隔时间过长, 造成混凝土接茬处出现冷缝。工程项目中必须慎重选择混凝土搅拌地点, 以缩短混凝土运输距离。

4.2 混凝土浇筑

浇筑混凝土前, 需用水湿润基层、钢筋和模板, 避免接触面混凝土失水, 导致接茬不良。与混凝土接触的各种工具设备和材料, 如混凝土罐车、泵管、布料杆、钢筋等, 避免直接受到阳光曝晒, 并适时的在机具表面进行洒水降温。

对不同的混凝土构件, 应有针对性的采用相应的浇筑工艺。针对大体积混凝土要进行合理的分缝分块, 安排合理的浇筑顺序;浇筑混凝土时分层浇筑, 减小浇筑厚度, 利用浇筑层面散热;合理安排浇筑顺序, 避免过大的高差和侧面长期暴露。

4.3 混凝土养护

混凝土养护是保证混凝土质量的关键工序。特别是在炎热气候条件下若混凝土养护不及时, 会出现强度不足、开裂、表面粉化等质量问题。混凝土养护措施主要有以下几点:

(1) 在浇筑完成后立即对混凝土加以覆盖保湿养护, 洒水以保持混凝土处于湿润状态。

(2) 薄膜养护应在振捣和二次抹压后立即用塑料薄膜严密覆盖, 保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护, 同时辅以洒水养护;对大面积楼板可进行蓄水养护。

(3) 大体积混凝土在养护期间必须控制内外温差, 并根据气候条件确定其保温、保湿或降温措施, 同时设置测温孔或埋设热电偶等测定混凝土内部和表面温度, 使温差控制在设计要求的范围以内;当无设计要求时, 温差不宜超过25℃。

5 混凝土主要质量问题

预拌混凝土的应用使混凝土的制备过程与施工过程发生分离, 这种分离对促进混凝土质量的提高非常有利。然而由于这种分工打破了混凝土工程的整体性, 也容易产生不少质量问题。

5.1 混凝土的裂缝问题

预拌混凝土的裂缝一般分为应力裂缝、干缩裂缝和温度裂缝三种类型。对于大面积混凝土板而言, 其面积一般较大, 表面水分蒸发较快, 很容易产生收缩裂缝。特别是对于炎热气候条件下的混凝土, 这种早期的收缩裂缝更多。控制混凝土湿度的变化, 使结构、构件具有相对稳定的湿度, 是预防收缩裂缝产生的理论依据, 其方法就是:混凝土浇筑后及时用麻袋、草包等进行覆盖, 并洒水湿润养护;在气温高、湿度低、风速大的天气及早覆盖、喷水养护, 并适当延长养护时间;有条件的应采用密封保湿方法养护, 如在混凝土表面喷养护剂或覆盖塑料薄膜, 使水分不易蒸发。

炎热气候条件下另一个比较容易出现的问题是温度裂缝。减少温度裂缝的关键是控制混凝土构件内外的温度差。从完成的工程项目情况来看, 对于混凝土温度裂缝的预防主要是从混凝土施工工艺方面进行考虑, 其措施主要有:进行合理的分段、分层浇筑, 使混凝土均匀上升, 并尽量选择室外温度较低时进行浇筑;采用必要的原材料降温措施控制混凝土的入模温度低于30℃;混凝土浇筑完成后, 应加强养护并控制混凝土内外温差不超过25℃。

5.2 混凝土的强度问题

混凝土质量不但和混凝土生产有关, 还和混凝土浇筑施工有关, 混凝土质量控制必须依靠搅拌站与施工单位的相互配合才能起到应有的作用。在海外工程项目中, 混凝土供应方承担了生产、浇筑、混凝土检测等一系列工作, 因此在混凝土质量控制方面, 首先必须对搅拌站进行严格的质量控制, 如原材料的情况、配合比的情况、出厂检验的情况等, 其次应该和施工队伍加强沟通交流, 尽量避免出现施工中影响混凝土质量的因素, 如错误的浇筑工艺、混凝土振捣、养护过程及养护方法的选择等。对于混凝土质量控制, 生产过程中任何参数的异常都意味着混凝土可能存在质量隐患, 而不能单纯地看作是一般生产过程中的特殊情况。

只有客观地分析质量问题产生的原因, 才能制定相应的预防措施, 充分发挥专业化分工的优势, 全面提高混凝土工程的质量水平。

6 结束语

海外工程在原材料供应、原材料性能以及工程所用标准等方面有一定的特点, 需要工程技术人员了解把握。

炎热气候条件下混凝土质量控制应该从原材料选择、原材料温度控制、混凝土入模温度、混凝土浇筑施工方案以及混凝土后期养护等方面综合考虑。工程技术人员应该加强混凝土生产、运输、浇筑和养护中每一个过程的管理, 以保证混凝土质量。

参考文献

[1]张承志.商品混凝土[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[2]GB50204-2002, 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3]GB/T14902-2003, 预拌混凝土[S].

[4]GB50164-1992, 混凝土质量控制标准[S].

气候控制 篇8

为了保护海南岛生态环境, 响应国家政策, 海南省于2000年起逐步停用实心粘土砖, 至2007年已全面禁用实心粘土砖。加气混凝土砌块是海南省替代粘土砖的主要墙体材料之一。海南岛年平均极端最高气温34.0℃, 极端最低3.6℃ (白沙) [1], 冬暖夏热, 普通抹灰的加气混凝土砌块墙体配合建筑形体、窗墙比等设计, 能够直接满足保温节能要求, 而灰砂砖与混凝土小型砌块外墙却通常仍需要增加保温材料层;并且, 加气混凝土砌块的自重比灰砂砖低40%左右, 能够降低建筑结构成本。因此, 在海南省框架填充墙体采用加气混凝土砌块在性价比上具有优势, 近年来生产、使用发展十分迅速。

但是, 由于加气混凝土砌块空隙率达60%~80%, 在生产过程中, 随着气孔上浮, 砌块的中、上部位连通孔的比例较高[2], 导致砌块的吸水率强、吸水持续时间较长, 砌筑砂浆和抹灰砂浆的水分被砌块吸走, 易产生墙体裂缝;而且海南岛年太阳总辐射量高达110 kcal/cm2~140 kcal/cm2, 日照最强烈的夏秋季降雨量占全年70%~90%, 达1 500 mm左右, 日晒雨淋交融下, 存在缺陷的抹灰容易空鼓;再者, 部分厂家为获取额外利润, 提高周转率, 砌块提前出厂, 养护不足的砌块也会导致墙体出现收缩裂缝。由于一些项目配套施工技术不够完善、管理不到位, 加气混凝土砌块墙体空、裂、渗的质量通病影响了工程质量, 一定程度上制约了加气混凝土砌块的广泛应用。

2砌块材料进场技术控制

1) 从供货来源上对加气混凝土砌块加以控制。禁用粘土砖后, 海南省加气混凝土砌块厂家发展迅速, 生产质量良莠不齐。为选择具备良好生产实力、管理水平厂家的砌块, 必须要从源头上控制材料质量。一是优先购买信誉良好的合作厂家产品;二是到生产厂家实地考察厂家规模、生产设备, 并从产品堆场和销量情况推测砌块出厂时间是否与出厂报告一致;三是通过同行打听了解产品质量可靠的供货厂家;四是通过企业购买记录建立黑名单, 杜绝劣质产品。

2) 砌块养护时间控制。由于海南省国际旅游岛建设, 部分县市砌块供不应求, 厂家砌块生产存放日期不足, 因此增加现场存放时间。控制方法是在施工场地允许的情况下, 于使用前15 d~30 d购入, 在保障工程备料的同时也增加了砌块养护时间。使用前必须通过钻芯取样, 当砌块含水率小于18%时才可上墙。

3) 控制砌块的现场存放。砌块进场后根据预先绘制的砌块排列图堆放, 宽度一般为两块、高度控制在十皮以内, 若场地限制需要堆放于建筑内部时, 应根据混凝土浇筑时间进行堆载计算, 禁止超过楼面设计荷载的2/3。砌块行间设200 mm通风道, 做好排水、防雨措施。

3砌块墙体构造措施

海南岛的建筑砌块墙体不会受到冬季施工和严寒的影响, 但岛的北部地区为抗震8度设防区、中部为7度设防区、南部为6度设防区, 因此在构造上需要重点做好防震措施。此外, 海南岛虽然年温差、昼夜温差小, 但日照辐射强, 夏季暴晒下墙体表面温度超过40℃, 而8月, 9月份恰是雨季, 时有暴雨会使墙体骤然冷缩, 也需要重视砌块材料和混凝土框架冷缩差异的影响。

1) 砌块墙长不应超过8 m, 并且长度超过层高2倍时, 应设置构造柱。设置构造柱时, 应一进一出, 将砌块切割成60 mm马牙槎。

2) 为避免砌块墙底部吸潮而胀裂, 应采用三皮灰砂砖垫底。

3) 窗台部位墙拉筋伸入窗洞口两侧不小于500 mm, 业主许可时, 宜在窗台两侧设构造柱, 避免窗角裂缝。

4) 悬臂梁上墙体无框架柱处, 需在悬臂起点及转角处设置构造柱, 每两皮砌块设26墙拉结筋, 墙顶与悬臂梁之间用20 mm厚聚苯板填实。内外装饰时留出10 mm宽缝, 用耐候硅酮胶嵌成防水柔性缝, 以消除悬臂梁下挠而导致的墙体开裂。

5) 为避免楼梯踏步板与填充墙间的墙体裂缝, 可在填充墙和踏步板之间设置卷材、石灰浆等柔性滑动层加以隔离。

6) 为提高砌块墙体抵抗地震侧推力、消除柱两侧墙体集中压力导致的剪切裂缝, 可将传统的构造柱与框架梁刚性节点改为柔性节点, 简单方法是在梁下500 mm处构造柱钢筋设置长约200 mm的短绑扎节点, 或是采用套管节点使构造柱钢筋上下可以自由滑动。

4墙体砌筑施工工艺

加气混凝土砌块具有吸水快、失水慢的特点, 墙体砌筑时既需要避免砌块材料的含水率过高导致墙体变形, 又需要避免砌块过干, 快速吸走砌筑砂浆水分;同时也应选用保水性好的砌筑砂浆。

1) 砌筑前准备:砌筑前计算好皮数控制线, 灰缝控制水平缝厚度15 mm、竖向宽度18 mm左右。砌体拉结筋应设于灰缝内, 框架柱与墙体拉筋可在浇捣前预埋, 也可在砌筑前植筋。

2) 砌筑砂浆:加气混凝土砌块吸水量大、持久, 为避免砌筑砂浆脱水, 宜选用保水性强的砌筑砂浆胶凝材料, 稠度宜在80 mm~100 mm之间。

3) 砌筑方法:首先是控制砌块含水率, 砌块表层含水率宜在10%~15%之间。其次是控制铺灰, 水平铺灰采用挤压法, 竖向灰缝采用护浆卡护缝捣实。第三在砌筑过程中及时勾缝, 封闭毛细孔的同时也增强今后抹灰的结合力。四是墙体端部的非整砌块应切割成型, 不应采用灰砂砖填补。砌至梁底130 mm时采用灰砂砖斜砌。五是墙体砌筑后避免震动, 严禁锤击整平。墙体电气配管可待砌体砂浆达到强度时再切槽;穿越墙体管时, 洞应预留或钻孔。

5内外墙墙面抹灰工艺

1) 内墙面抹灰工艺。首先是做好基层处理, 抹灰前两天应湿润基层表面, 冲洗墙面浮灰, 并使砌块墙面渗水深度达8 mm~10 mm, 抹灰时基层表面不得有水珠。其次在抹灰材料上, 可采用108胶水溶液结合层, 石膏砂浆分层抹平, 也可采用2层~3层混合砂浆抹灰层。2) 外墙面抹灰工艺。海南省为全国唯一的热带海洋性气候省份, 夏季空气湿度高达80%以上, 降雨量也远高于内地, 夏秋雨季多为锋面雨、热雷雨和台风雨, 通常烈日高照, 又遇瞬间暴雨, 长期处于淋雨暴晒的砌块墙体处于循环湿震状态, 湿润—干燥交替产生的拉应力使砌块和混凝土之间易产生裂缝, 导致渗漏[2]。海南空气高湿度、高含盐量, 在裂缝处进一步导致加气混凝土砌块和混凝土界面结合强度降低, 从而产生墙体空鼓。因此, 加强外墙抹灰工艺措施, 保护砌块墙体尤为重要。

在墙柱、墙梁砌块与混凝土结合部位, 优先采用钢丝网, 也可采用玻璃纤维网, 每边搭压宽度不小于200 mm。墙面冲洗工艺与内墙抹灰相同, 待无砌块墙面无水珠后, 用气泵喷涂掺加混凝土界面处理剂的水泥砂浆, 经24 h养护后抹水泥砂浆分两层打底找平, 砂浆可掺加水泥含量10%粉煤灰, 待底灰喷水不起皮时开始养护, 不少于7 d。为控制粉刷裂缝, 面层水泥砂浆抹灰厚度不大于5 mm。

采用上述选材、构造、砌筑、抹灰等技术和管理措施后, 在海南省工程应用实例中, 砌块墙体砂浆饱满度符合要求, 建筑保修期内无明显裂缝, 有效克服了砌体干缩开裂, 而且满足了抗震和防渗要求, 获得良好效果, 具有显著的经济和社会效益。

摘要：结合海南省某工程案例, 对加气混凝土砌块墙体裂缝的控制方法作了研究, 通过加强砌块选材、构造、砌筑、抹灰等一系列的技术和管理措施, 有效控制了加气混凝土砌块墙体裂缝与空鼓现象, 获得了良好的效果, 具有显著的经济和社会效益。

关键词：加气混凝土砌块,墙体裂缝,空鼓

参考文献

[1]海南省气象局.极端气温[EB/OL].[2009-08-13].http://mb.hainan.gov.cn/scihnclimatic/61.htm.

[2]周春英, 韦江雄.蒸压加气混凝土砌块的吸水特性研究[J].武汉理工大学学报, 2007 (4) :22-26.

气候控制 篇9

1 肉牛育肥的重要环节

一般肉牛育肥在生产上需要特别关注四个环节:一是育肥期长短的选择;二是育肥架子牛始重的选择;三是育肥饲料配给方法的选择;四是结束育肥上市时间的选择[1]。

1.1 育肥期长短的选择

育肥期的长短决定育肥成本,育肥期越长需要支出的饲料、人工及其他消耗成本越大;短期育肥一般都要求育肥牛只能快速适应育肥的饲料、环境,由预试期迅速转入正式育肥。短期育肥要求供给的饲料品种及类型与育肥前的差异尽量小。特别是3个月的短期育肥一般只作育肥增重目标计划,育肥饲料只增加数量供应,不改变品种。

1.2 育肥架子牛始重的选择

从市场采购或来自架子牛基地的育肥用架子牛,一般要求体重差别不大、年龄尽量接近,只有在育肥过程中采取一致性的育肥饲料、统一的育肥饲养方式才能发挥较大的潜力效应;同时,架子牛始重的高低还与可选择的育肥期长短和增重相关。一般生产优质牛肉,育肥牛的最佳出栏时间要求不超过30月龄,多数都在24月龄前出栏,最迟也不超过36月龄;开始时间多选择12月龄。牛生长的特点是在营养充足的条件下,30月龄前年龄越大日增重越高;但随着年龄的增大用于维持需要的饲料消耗则不断增加。

1.3 育肥饲料

在育肥阶段,饲料品种、类型的变化都会影响肉牛的正常生长,因此应在育肥生产前规划好需要的饲料数量和品种,没有特殊情况不作变更。但架子牛从购买到进入场站育肥必然有一个适应期,普遍的做法是3个月及以下的短期育肥就地进行,而长期、中长期的育肥均设置一个循序渐进的饲料变换适应期,短则10 d,长可达1月。

1.4 育肥结束时间

育肥结束时间与肉牛育肥期长短有关。育肥生产一开始应设置结束时间,以使生产达到最佳效率。但市场肉牛价格的变动、饲料来源供给的变化也是临时变更结束时间的因素。

2 南方湿热地带育肥肉牛的生产环节控制

2.1 育肥时间的选择

肉牛能良好生长的适宜气温为7～21 ℃,也能适应3～7 ℃和>21～30 ℃的气温,而气温高于30 ℃或低于0 ℃则会严重影响牛的育肥增重[1,2]。

岭南湿热地带的气候特点是夏季炎热时间较长,通常气温都在30 ℃以上,再加上高达70%～90%的湿度,严重影响肉牛增重。因此,在岭南湿热地带肉牛育肥的开始时间以进入秋末的10月下旬或11—12月份较佳。在广东湛江金牛公司的肉牛育肥试验中,选择12月份开始育肥肉牛,结果利木赞×雷州牛杂种牛的日增重达到1 160 g,而选择8—9月份开始育肥的牛日增重则只有800 g左右[3]。宋小珍等[4]的试验结果表明,育肥牛在平均气温30.5 ℃条件下的平均日采食量是3.44 kg,日增重和料重比分别为640 g和5.73,而在平均气温为32.3 ℃和34.7 ℃时的平均日采食量降低到2.84,3.15 kg,日增重降低到160,420 g,料重比提高到15.7,7.9。

2.2 育肥架子牛始重的控制与选择

2.2.1 根据企业类型进行选择

1)大型、建有架子犊牛繁殖基地企业规模大,可根据需要挑选架子牛,建立育肥牛群时应关注的重点:(1)同一育肥群的架子牛年龄应相差不大,体重尽量接近(控制在1个标准差之内)。周岁犊牛相差应以不超过2月龄为宜,2岁以上牛月龄相差应不超过3月龄。(2)选择0.5～1年的短中期限育肥,架子牛要较大的体阔;1～2年的中长期育肥,架子牛应该四肢结实、体阔方正,有肉牛相。

2)中小型肉牛企业因为是从市场收购架子牛,所以选择的架子牛应体阔方正、后臀宽方、无斜尻,牙口一致,健康,无遗传缺陷。0.5～1年期育肥则还应要求体型有品种特点,四肢结实,体型方正。

2.2.2 根据育肥期限进行选择

育肥架子牛要具有稳定的生长势和可肥育潜力,应根据生产目的的不同选择架子牛的体重、年龄和体况。

年龄对肉牛育肥的影响主要表现在增重速度、增重效率、育肥期的长短、饲料消耗量和牛肉质量的不同。一般情况下,肉牛在第1年生长最快,第2年次之,年龄越接近成熟期则生长速度越慢;年龄越大每千克增重所消耗的饲料越多。当育肥与生长同期时,肉牛第2年的增重只有第1年的70%;当生长与育肥分别进行时,则第2年的催肥期增重速度相对要快很多[5]。

在岭南湿热地带可选择3种育肥模式进行肉牛育肥:一是利用秋末、冬春的非热季节进行短期(3～6个月)育肥;二是从第1年的1月底或2月初开始,历经12个月育肥到第2年春节前上市的中等期限育肥;三是从第1年的秋末开始,跨年到第3年的冬末,进行18～24月的长期育肥。第1种育肥模式的优点是整个育肥期避开了炎热的夏秋季,后两种模式的优点是可进行优质牛肉生产,还可在育肥半年之后的任何时间根据市场对牛肉的需求情况选择结束育肥时间。

秋冬季进行短期育肥对架子牛年龄的要求不严,18月龄、体重350 kg以上的肉牛均可采用。经过短期育肥后,使屠宰前体重达到500 kg以上。但3个月的短期育肥,生产的重点在于使瘦牛催肥增重,要求育肥饲料含较高的能量,而对体况较好的架子牛进行短期育肥的效果并不好。

2.3 育肥期限的选择

选择育肥时间长短不仅受生产者投资的制约,而且关乎生产计划的制订、架子犊牛年龄的选择和对生产效益的考虑。一般从生产规模和投资两方面考虑,应遵循的原则有4条:

1)个体生产者育肥肉牛或农户从养殖犊牛直接进入育肥环节的生产,应选择3～6个月的短期育肥。

2)小规模生产即从事肉牛育肥生产的新手或生产经验较少者,一般应选择18月龄左右的肉牛进行3～6个月的短期育肥。

3)投资规模较大的企业一般应选择半年期～1年期的育肥模式。

4)大型肉牛企业或集团企业一般应选择1年、1年半或2年期的中长期育肥模式。

2.4 育肥饲料的控制

肉牛饲养中饲料投入一般占总支出的70%以上,因此在育肥阶段合理进行饲料投入是增加肉牛生产效益的关键环节,应遵循的原则可概括为以下两点。

2.4.1 育肥饲料的准备

在育肥之前,首先应根据设计的育肥开始时间和育肥期限长短计算需要支出的饲料总量和品种类型,并根据育肥各阶段的配方设计分类计算各种饲料用量,然后按照生产进度至少提前1个月备足饲料喂量。对每个育肥生产阶段需要投入的饲料都应按照育肥阶段提前准备或联系落实好饲料来源。

提前准备育肥饲料的目的是为了在育肥阶段能保持育肥饲料品种、类型的稳定供应,避免因供应短路而不得不临时更换。许多研究证明,突然更换育肥饲料的生产都导致了育肥牛日增重的下降。如广东湛江金牛公司育肥杂种牛时,在育肥第5个月更换饲料,造成育肥牛的日增重由1.05 kg迅速降低到0.58 kg[3]。

2.4.2 渐进式更换饲料品种与数量

肉牛饲养因不同阶段的生产目的不同可划分为吊架子阶段、快速肥育增重阶段、改善肉质阶段、改善牛肉营养阶段等,饲喂的饲料品种类型、供量及饲喂投料方式会有很大的变化。饲养者在育肥阶段需要重点注意的是,当需要更换饲料时应遵循由少到多逐渐加量的原则;而当需要减少时,供量也应逐渐减少。精、粗饲料的比例变化更应遵循此原则。一般适宜的更换期限长短为至少7 d,以10～15 d为宜,必要时也可延长到20～30 d。

3 增加肉牛育肥生产效益的可选择环节

3.1 牛的种质的选择

育肥肉牛应尽量选择杂交牛品种[5]。杂交牛的特点是生长上具有杂种优势,生长速度高于非杂交品种,能缩短育肥时间,同时使出栏体重增加,产肉性能提高,降低生产成本。杂交品种的选择以三元杂交种为优,但选择范围受各地杂交推广的程度制约。由于三元杂交种实际只可能是肉牛生产企业按基地杂交生产计划而生产的;一般中小型企业从市场收购的架子牛多是改良杂交一代或二代。因此,大型企业最好自己建立架子牛生产基地,制订杂交计划,生产育肥架子牛。

3.2 防病驱虫

在育肥牛群进入育肥生产环节之前,应该对所有的架子牛进行1次药物驱虫[5],特别是对从市场收购的架子牛更是如此。驱虫的方法及药物的选择要根据当地的常生寄见虫状况而定。

3.3 大中型企业进行肉牛育肥生产可兼营生产高档优质牛肉

牛虽然在3岁之前均有生长,但肉质改善的最佳时机在12～24月龄,因此在此阶段进行肉牛育肥应具有生产优质牛肉的意识,保证育肥日粮的蛋白质和能量供应,提高优质牛肉的比例,增加生产效益[5]。

3.4 控制日粮给料时间

牛在采食后的2～3 h是热能产生的高峰阶段。在夏秋高温季节应选择在一天中温度相对较低的时间添加饲料,并在夜间增加饲喂量。白天的饲喂量占30%～40%;从20:00到第2天8:00期间饲喂量则可占全天日粮的60%～70%。同时要注意喂料应少喂勤添。

3.5 控制产品上市时间

产品上市时机不仅关系到出售价格,而且影响牛育肥期间的直接生产成本。一般应按计划适时出栏,但遇有市场变化时应果断提前出栏或推后出栏以增加经济效益或避免经济损失。

在产品去向方面,大中型企业均应建立稳定的销售渠道或自建屠宰加工企业,以实现对牛肉产品的高附加值分级,提高经济效益。小型企业和养殖户进行一定规模的肉牛育肥时,也应在生产前联系找准稳定销售源或市场消费源。

摘要：为了给南方湿热气候地带肉牛的育肥提供参考,文章从肉牛育肥生产的4个重要环节论述了如何选择开始育肥的时间、育肥的期限、架子牛的始重和育肥饲料,以提高在南方(尤其是岭南地带)肉牛育肥的生产效益。建议在岭南湿热地带育肥肉牛开始时间以10月下旬或11—12月份较佳;育肥架子牛年龄、体重应尽量接近,周岁以上犊牛年龄相差以不超过2～3个月为宜,体重差异应控制在1个标准差以内;育肥模式可选择秋末、冬春的非热季节3～6个月短期育肥、从第1年的1月底或2月初开始的跨年度12个月育肥和从第1年秋末开始的跨3个年度的18～24月的长期育肥3种育肥模式;育肥饲料应按照育肥阶段提前准备,渐进式地更换饲料品种类型和数量;并从牛的种质、驱虫防病、每日最佳投料时间和确定产品适时上市等方面提出了持续增加育肥生产效益的可选择环节。

关键词：湿热气候,肉牛育肥,生产环节控制

参考文献

[1]李英,桑润滋.现代肉牛产业化生产[M].石家庄:河北科学技术出版社,2000.

[2]郭艳芹,许立军,罗颖辉,等.生产环境因素对架子牛育肥效果的影响研究[J].吉林农业科学,2010,35(4):49-50.

[3]万江虹,刘艳芬,马龙,等.南方肉牛育肥性能研究[A]//中国畜牧兽医学会第七届养牛分会2009年学术研讨会论文集[C].南京:中国畜牧兽医学会,2009.

[4]宋小珍,付戴波,杨食堂,等.中药复方添加剂对热应激肉牛生长性能及养分表观消化率的影响[A]//第八届中国西门塔尔牛育种委员会会员代表大会暨牛业科技发展高端论坛论文集[C].北京:中国农业出版社,2010:327-333.

气候控制 篇10

关键词：高温,混凝土,质量控制

0概述

我国西北戈壁荒漠地区夏季高温, 7月、8月地表温度高达50℃以上, 酷热、干燥少雨, 且日照强烈, 全年日照时数达2500~3600小时, 冷热剧变。在这样的沙漠气候地区进行桥梁涵洞施工时, 高温对于混凝土的搅拌、浇筑、养护都造成了影响, 进而影响混凝土的耐久性和工程质量。为保证工程质量, 针对高温、干燥的气候特征必须对混凝土施工制定一套相应的控制原则和措施。

1 高温气候对混凝土质量的主要影响

1.1 对混凝土搅拌的影响

高温导致水分蒸发迅速, 如果采用和平时同等量的用水, 必然会降低混凝土的塌落度;但是如果增加拌合水量, 则需要增大水泥的用量, 造成成本的浪费和增加;在增加水泥用量后, 有可能会加大收缩裂缝产生的可能性。

同时高温导致混凝土流动性下降快, 因而要求现场施工水量增加, 但是会抑制后续强度的增长;混凝土凝固速率的增加, 从而增加了摊铺、振实及成形的困难;控制气泡状空气存在于混凝土中的难度增加, 从而使混凝土的强度降低, 表面形成塌陷、蜂窝、气孔等质量问题, 也影响美观度。

1.2 对混凝土固化过程的影响

为防止水分蒸发, 而在混凝土搅拌中使用较高的含水量, 同时较高温度的混凝土必将导致混凝土28d和后续强度的降低, 或者是混凝土凝固过程中及初凝过程中混凝土强度的降低;因为整体结构冷却或不同断面温度的差异, 使得固化收缩裂缝和温度裂缝产生的可能性增加;裂缝将导致混凝土耐用性能降低;由于水合速率或水中粘性材料比率的不同, 会导致混凝土表面摩擦度的变化, 如颜色差异等;腐蚀溶液进入会增加钢筋被腐蚀的可能性。高含水量、不充分的养护、碳酸化、轻集料或不适当的集料混合比例, 可导致混凝土渗透性增加。

1.3 其他影响

水泥的过量使用将会增加水合速率;高抗压强度混凝土的使用, 需要较高含量的水泥, 造成成本费用的增加;需要较大刚度的薄混凝土断面的设计, 以上将使混凝土的养护与固化变得复杂;从经济上考虑需要在极限高温的条件下继续工作, 增加收缩补偿水泥的使用。

2 高温气候下混凝土的质量控制措施

即使在高温环境下混凝土的施工过程会受到相应影响, 但是为保证工期, 考虑到经济成本等因素, 也需要不间断施工;在既要保证施工质量又要不可避免的受到自然环境的影响下, 只有清楚的认识到高温对混凝土施工产生的影响及其成因, 才能在此基础上, 综合考虑工程实际的环境、成本、工期等因素, 选用不同的混凝土材料, 提前做好各种预防措施, 加强工序间的配合和质量控制, 才能尽可能的降低高温对于混凝土的影响。下面, 我们就具体的质量控制措施进行介绍和论述。

2.1 选择合适的原材料, 优化配合比

1) 施工中选择合适的材料, 首先要选对水泥种类, 在保证水泥强度的条件下, 尽可能的选择低水化热的水泥品种, 以保证在高温下避免水泥水化严重引起混凝土温度升高造成的不良反应。除水泥外, 还需注意选择优质的砂石料, 严格控制砂石含泥量, 控制好单位水量和水灰比, 以此来控制高温下的混凝土塌落度。

2) 为控制混凝土的温度, 还应设法控制和降低原材料搅拌时的基础温度, 比如可在原材料料仓搭设凉棚, 也可采取喷雾降温的措施。经证明, 搭设料仓凉棚后, 砂石料可比未采取措施时降低3~10℃。

3) 根据现场实际情况, 可以适当掺用粉煤灰.不但能代替部分水泥, 而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应, 起到润滑作用, 可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性, 从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后, 可以降低混凝土中水泥水化热, 减少绝热条件下的温度升高, 但必须注意掺加的比例, 不能多也不能少。

4) 适当采用缓凝高效减水剂。减水剂的能够保持工作性不变的情况下减少用水量, 提高混凝土强度;或在保持强度不变时减少水泥用量, 节约水泥, 降低成本。同时, 加入减水剂后混凝土更为均匀密实, 具抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等, 提高了混凝土的耐久性;缓凝剂能延缓混凝土凝结硬化时间, 便于施工;能使混凝土浆体水化速度减慢, 延长水化放热过程, 有利于大体积混凝土温度控制。

2.2 控制浇筑混凝土的拌合温度和浇筑时间

高温施工时根据设计或规范要求的混凝土入模温度、当地气温, 可以通过热工计算原材料和拌和用水进入搅拌机的温度。新拌混凝土温度的计算, 可以参考ACI305委员会报告中提出的计算公式, 如下:

式中:T———新拌混凝土温度;

TW———用于拌和的冷水温度;

Wc———水泥重量;

W∞———含有水分的骨料重量;

Ta———骨料的温度;

Tc———水泥温度;

Wa———干的骨料重量;

WW———拌和水重量;

Wi———冰的重量;

Ti———冰的温度。

应用上述公式, 我们计算得出:当地气温在30℃时, 搅拌27℃的混凝土需要冷水温度在10℃左右, 当地气温在40℃时, 搅拌27℃的混凝土需要冷水温度在4℃左右, 所以高温时节我们应尽量选择在夜晚21:00~07:00这个时间段来浇筑混凝土, 以此来避免阳光直射对于混凝土的不利影响。

2.3 加强混凝土的保湿保温养护

1) 混凝土浇筑完成后, 最后还要注重和加强养护工作, 如果不予重视, 在高温干燥地区, 很容易造成混凝土的干缩裂缝, 强度降低, 并且影响到混凝土的耐久性。浇筑后应该及时用草垫铺盖, 并按时洒水养护, 避免混凝土遭到暴晒, 夜间也需要不间断养护, 保持潮湿状态最少7天。

2) 混凝土带模养护期间, 混凝土的内部最高温度不宜大于65℃, 混凝土内部温度和表面温度之差、表面温度和环境温度之差不宜大于20℃, 墩台、梁体混凝土不宜大于15℃, 养护用水温度和混凝土表面温度之差不得大于15℃。

3) 混凝土拆模时, 混凝土芯部温度和表层温度之差、表层温度和环境温度之差不得大于20℃, 墩台、梁体芯部混凝土与表层混凝土之间、表层混凝土和环境之间以及箱梁腹内外侧之间的温差均不得大于15℃, 混凝土内部开始降温前不得拆模, 大风或气温急剧变化时不易拆模, 如需拆模, 应采取适当的夏季隔热措施, 防止混凝土产生过大的温差应力。

4) 在炎热和大风干燥季节, 应采取逐段拆模、边拆边盖的工艺。

3 结语

高温干燥气候下的工程施工, 特别是混凝土施工存在很多困难和新问题, 但只有不断的总结经验, 学习先进技术和生产工艺, 不断的大胆创新尝试, 才能够在工程质量控制的管理经验上摸索出一条科学正确的道路来。

参考文献

[1]翟桂梅.浅谈混凝土工程施工的质量控制[J].中国科技纵横, 2011 (3) .

[2]杨康.工程施工中混凝土质量的控制与管理[J].水科学与工程技术, 2009 (04) .

气候控制 篇11

一、工程概况

Mbini大桥位于非洲赤道几内亚, 毗邻Mbini市北, 跨Wele河几内亚湾大西洋入海口处。桥位所处地区属典型热带雨林气候, 具有高温、多雨的特点, 最高气温40℃, 年平均气温26℃, 年平均降雨量一般在2110毫米左右。全年季节只分旱季和雨季。

大桥主塔承台为哑铃型, 承台高度为4m, 平面尺寸为2-11.2m×11.2m, 两承台之间采用系梁连接, 系梁顺桥向宽5m。混凝土设计强度为C30, 浇筑总方量为1307m3。该承台具有平面尺寸较大、混凝土方量较多的特点, 属典型大体积混凝土。

二、炎热气候条件下混凝土施工对其性能可能产生的不利影响

混凝土随气温的升高, 坍落度损失增加, 初凝时间缩短, 凝结速率增加, 导致新拌混凝土和易性下降, 混凝土干缩、塑性、温度裂缝产生的危险增加。桥梁大体积混凝土浇筑后, 在浇筑初期水泥凝固会产生大量水化热, 这种热量不能及时散出导致混凝土内部温度迅速升高, 由此体积产生膨胀。在混凝土硬化后期由于温度下降体积冷却收缩混凝土内部将产生拉应力, 当这种拉应力大于混凝土的极限抗拉应力时, 就会在其内部产生裂缝, 并有可能发展成为贯穿裂缝, 对混凝土结构产生极大危害, 因此大体积混凝土施工中对温度控制就显得尤为重要。此外, 为了满足施工混凝土和易性的要求, 通常所加水量是水泥水化所需水量的数倍, 多余的水为游离水, 游离水容易蒸发, 引起体积收缩。干缩与混凝土降温产生的冷缩叠加, 增大了混凝土中的拉应力, 也会加剧混凝土裂缝的产生。由于海风中夹杂的盐分较大, 这些混凝土裂缝更易导致钢筋的锈蚀。

根据工程技术文件规定, 炎热气候下, 浇筑混凝土模板周围温度不大于32℃, 浇筑时混凝土入模温度不得超过28℃。因此, 在上述环境条件下进行混凝土施工时, 必须针对炎热气候制定行之有效的施工措施, 以减小、消除气候因素给施工带来的不利影响。

三、施工中采取的相应对策

1. 选择合适的原材料, 从混凝土配合比的设计上入手

(1) 选择水泥。通过水泥水化热实验, 选用进口土耳其P.O42.5水泥, 其早期的水化热与当地相同型号Bata水泥相比, 3天的水化热约可低30%。

(2) 掺加粉煤灰。为了减少水泥用量, 在每立方混凝土中掺加125kg粉煤灰, 占凝胶材料的30%, 既达到降低水化热的效果同时增强了混凝土的粘聚性和可泵性。

(3) 选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝, 又能保证浇筑过程中混凝土的坍落度损失的要求, 经比较, 本承台混凝土选用天津鑫永强外加剂有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂。该减水剂可减少拌和用水40%左右, 同时它起到的缓凝效果使混凝土的初凝和终凝时间延缓7h左右。采用该混合外加剂做减水率试验和坍落度损失试验, 结果显示初始坍落度高度和坍落度损失相差无几, 且28d强度没有损失。施工结果表明采用的减水剂不仅改善了混凝土性能, 而且还减少了拌合水和水泥用量, 降低了水化热, 延迟了水化热释放速度和放热峰值。

(4) 集料的选择。粗集料采用当地产的5—10mm和10—20mm的石灰岩碎石, 按质量1:1混合使用。细集料砂产自Wele河沿岸, 其细度模数为2.54, 细集料含泥量1.2%, 粗集料含泥量0.5%, 针片状颗粒总量5.5%。

(5) 综合上述因素, 考虑气温造成的坍落度损失较大, 出机坍落度按18±2cm控制, 水泥用量控制在417kg。为满足海工混凝土的耐久性, 确定水灰比为0.34。

2. 混凝土生产过程中温度控制措施

为有效控制混凝土入模温度, 在进行混凝土搅拌前, 需对其各组分的温度进行有效控制。美国ACI305R标准中, 描述混凝土温度每降低1℃需将水泥温度降低8℃或降低水温4℃或降低骨料温度2℃。

混凝土出仓温度可由下式计算:T=0.1Tc+0.6Ta+0.3Tw式中:T—混凝土温度;Tc—水泥温度;Ta—骨料温度;Tw—水温度。应用上述公式, 计算了该项目当气温在32℃时, 拌和28℃混凝土所需的水泥温度为65℃, 骨料温度为28℃, 冷水温度为15℃左右。

各组分温度控制如下:

(1) 由于水泥自国外进口长途运输出厂温度容易控制, 储备充足用量水泥提前一周入库, 库房遮盖良好保持干燥阴凉, 拌和前水泥温度均低于室外气温;

(2) 采用搭凉棚, 堆高骨料, 底层取料的方法降低骨料的温度;

(3) 混凝土拌合用水采地下水, 当地地下水源丰富且地下水温较低。水质经检验符合饮用标准。配备遮阳水箱存储足够的冷水, 输水管道均采用保温材料包裹并加以覆盖, 避免阳光直射。确保拌和机用水温度不高于15℃;

(4) 混凝土浇筑时, 根据具体气候和现场条件, 选择在下午15:00以后开始, 避开最高气温时间。

3. 混凝土浇筑过程中温控措施

(1) 埋设冷却水管

用连续流动冷水可以降低混凝土温度, 也可以把混凝土块冷却到稳定的体积。冷却时间为浇筑开始初期的10—15天。冷却水管采用φ50×3.5mm的焊接钢管, 每两层冷却水管长度约为360m, 冷却水管布置如下图所示, 水管安装误差不大于3cm。混凝土内部弯管接头处, 采用整根弯曲钢管和直管焊接而成。冷却水管在混凝土浇筑前应通水检查, 防止漏水或堵塞。为方便现场布置, 冷却管的进、出水口统一安排在一侧, 标识出进、出水管, 接头设置阀门, 用来调节循环水流量。

承台冷却水管布置如图所示:

(2) 现场施工控制

根据现场搅拌能力和浇筑能力, 主墩承台分两层浇筑 (不包括两次封底60cm+20cm) 。第一层厚2m, 第二层厚2m。混凝土层间的浇筑间歇期以小于10天为宜, 当上一层达到设计强度的75%以上后, 再浇筑下一层的混凝土。具体浇筑措施如下:每次浇筑的分层厚度按照平均30cm, 最大不超过50cm进行控制, 浇筑完成及时将冷却管通河水对混凝土进行冷却降温, 进水口水温23℃—25℃。

混凝土施工时, 对混凝土分入机温度、混凝土出仓温度进行控制, 确定开仓时间, 协调浇筑过程中施工现场与搅拌站间的联系, 组织混凝土及时供应, 确保混凝土施工现场无积压现象。每隔2个小时测一次混凝土的温度和坍落度, 并记录数据。

4. 混凝土的养护

混凝土浇注完毕, 收面后在混凝土表面盖上一层潮湿的棉毡, 并洒淡水保湿养生。混凝土表面保持湿润, 能够防止干缩裂缝的发生, 促进混凝土强度的稳定增长。良好的覆盖能够减少外界高温倒灌, 又能防止表面水分蒸发快带走太多热量, 从而避免因混凝土内外部温差过大而在表面产生的裂缝。这样持续养护时间不少于10天。

四、结论