维护结构论文（精选9篇）
维护结构论文 篇1
1 真空断路器的结构
1.1 真空断路器的六个功能部分
⑴操作机构:断路器的动力驱动与操作装置;
⑵骨架:安装各功能组件的壳件;
⑶传动机构:把操作机构的运动与力传输至灭弧室, 实现灭弧室的合、分闸操作;
⑷绝缘支撑:绝缘支撑连接各功能元件, 满足断路的绝缘性能;
⑸真空灭弧室:实现关合与开断功能;
⑹导电元件:与灭弧室的动端及静端连接构成电流通道。
1.2 真空断路器的结构式
⑴从操动机构与开关本体的安装关系划分, 可分成整体式与分体式。整体式的真空断路器是操动机构与开关本体安装在同一支架上, 体积小、重量轻、安装调整方便、机械性能稳定, 国外产品毫不例外都是采用这种整体的结构式。分体式结构的真空断路器是操动机构与开关本体分别装于开关柜的不同位置上, 断路器的各项机械特性参数必须安装在开关柜上调整试验才有实际意义, 这种安装方式主要受我国少油断路器的安装方式的影响, 比较适合于少油开关柜的无油化改造。优点是巡视和检修方便, 缺点是安装调整稍麻烦, 速度特性稍逊。
⑵从合、分闸传动位置上划分, 可分为上传动与下传动式。上传动式的结构:真空弧室的静端在下, 动导电杆朝上, 传动连杆在上部与灭弧室连接, 这种结构安装调整方便、机械稳定性好下传动方式结构:真空灭弧室的静端在上, 动导电杆朝下, 传动连杆在下部与灭弧室连接, 这种结构优点是空间利用较好, 便于进出线, 调稍欠方便。
⑶从真空灭弧室的绝缘支撑安装方式划分:可分成落地式支撑、综合式支撑和悬挂式支撑结构。落地式支撑结构:灭弧室的静端安装在垂直安装于骨架底部的绝缘子架上, 这种安装方式较为经济、简单, 安装方便, 机械稳定性好。综合式支撑结构:灭弧室的静端安装在具有水平与垂直支撑的支架上。这种安装方式机械稳定性最好, 能较好抑制合闸跳, 安装方便, 但增加了水平方向的绝缘子, 造价稍高。悬挂式支撑:灭弧室安装在水平悬挂的绝缘子或绝缘支架上, 这种方式如是采用悬挂绝缘子安装, 机械稳定性稍差, 若采用连体式的绝缘支架, 空间利用和机械稳定性都尚好, 但是成本较高。
2 真空断路器的使用维护与检修
2.1 真空断路器出现的故障
⑴真空管漏气, 一般在运行约一年内发现居多, 一年以后的较少。基本上还未构成事故, 绝大多数都在检查中发现后立即予以更换。
⑵操动机构故障稍多些, 曾出现有合、分闸不好, 烧坏合、分闸线圈等故障。
⑶其他如绝缘、传动机构、弹簧件等很少发现故障。
2.2 常见的故障及原因
⑴对真空灭弧室的漏气, 应在投运后加强检查, 有条件的站、所最好在投运后半年内能耐压检查一次, 可以尽早发现漏气管子, 及时更换处理。以后可按正常年检验检查。
⑵电磁操动机构方面的故障如下:
(1) 合不上闸, 合后即分。故障可能的原因有:操作电压太低, 接触行程太大, 辅助开关的合闸联锁电接点过早打开, 操动机构的半轴与掣子扣接量太小 (对CD17型机构或弹簧机构) , CD10操动机构的“一”字板未调整好等。
(2) 分不了闸。故障可能的原因有:分闸铁芯内有脏物使芯受阻动作不灵, 分闸脱扣半轴转动不灵活, 分闸的铜撬板太压近铁芯的撞头, 使铁芯分闸时无加速力, 半轴与掣子扣接量太大。分不了闸很容易造成分闸线圈烧坏。
(3) 烧坏分闸线圈。故障可能的原因有:由上面所述分不了闸的原因造成, 在断路器分闸后辅助开关没有联动转至分闸拉 (这可能是机械连接卡滞或松脱) , 辅助开关调整移位造成分闸后辅助开关的分闸电接点没有断开。
(4) 烧合闸线圈。故障可能原因有:由于二次回路上的原因造成合闸后直流接触器不能断开, 直流接触器被异物卡阻合闸后分不了闸或分闸延缓, 辅助开关在合闸后没有联动转至合闸位 (这可能是机械连接受阻或松脱) , 辅助开关调整移位造成直接经济损失成断路器合闸后辅助开关控制的接触电接点没有断开。
真空断路器出了故障后应根据事故现象, 仔细研究分析找出主要原因, 事故原因清楚了, 处理就容易, 而且可以吸取教训, 采取措施, 杜绝后患。
2.3 年检及正常维护
对真空断路器应该每年进行一次停电检查维护以保证正常的运行。正常的年检应做好如下几个方面的工作:
⑴对管子应进行断口工频耐压试验, 吸条件的最好能测试真空度并记录在册, 对耐压不好或真空度较低的管子应及时更换。
⑵抹净绝缘件, 对绝缘件应作工频耐压试验, 绝缘不好的绝缘件立即更换。
⑶对真空断路器的开柜、接触行程, 测量记录在册, 如有变化应找出原因处理 (如可能是连接件松动或机械磨损等原因) , 有条件的应对断路器测试其他机械特性记录在册, 对机械特性参数变化较大应找出原因并及时调整处理。
⑷对各连接件的可调整处的连接螺栓、螺母等应检查有否松动, 特别是辅助开关拐臂处的连接小螺钉、真空管动导电杆连接的锁昆螺母等应检查有否松脱。
⑸对各转动关节处应检查各种卡簧、销子等有否松脱, 并对各转动、滑动部分加涧滑油膏。
⑹对使用在电流大于是1600A以上的真空断路器, 应对每极作直流电阻测试记录在册, 发现电阻值变大的应检查原因并排除。
⑺如需更换管子应按产品说明书的要求进行, 更换后应进行机械特性的测试和耐压试验。
⑻年检后, 投运前应连接空载操作8~10次, 检查应动作正常、无异常幌动、合、分闸线圈无发热等后方可投入运行。
2.4 分断短路事故后检查
在发生了短路事故分断动作后, 不论真空断路器是否成功的分断事故, 值班员都应察看检查断路器, 特别是真空灭弧室, 对灭弧室有疑问, 应在设备停电安全情况下, 用手触摸灭弧室外壳;如感到外壳有温度时, 应对灭弧室断口进行工频耐压检查, 若工频耐压试验不好, 则管子内部可能已严重烧损或漏气, 应及时更换处理。对灭弧室正常的断路器亦应进行连接8~10次以上的空载操作检查, 确认断路器一切正常时才投入运行。
3 结束语
真空断路器在我国近十年来得到了逢勃发展, 至今仍方兴未艾, 产品从过去的ZN1—XN5几个品种发展到现在的XN36数十多个型号、品种, 并已发展到电压达到35KV, 额定电流达到场3150A, 开断能力达到50KA的较好水平。80年代以前, 真空断路处于发展的起步阶段, 技术品技术标准, 直到85年后才不断的制定了相关的产品标准, 通过改革开放和技术引进, 真空断路器产品标准水平不断得到了提高。●
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维护结构论文 篇2
一、活塞式空压机的主要构成和工作原理
1、工作原理：电机通过皮带动曲轴旋转，经由连杆带动活塞作往复运动，使气缸、活塞阀组所成的空间产生周期变化，达到压缩空气的目的。经压缩后的压缩空气经排气管、单向阀进入储气罐。
2、空压机整机主要由动力驱动部件（电动机、三角带、联轴器、防护罩等）、主机（机头）、储气罐部件、控制部件（气压开关、电磁起动器、热保护器、安全阀、调压阀、减荷阀、放气阀、放污阀、压力表等），管路部件（单向阀、排气管、中冷器等）组成。下面着重介绍一下空压机的控制系统和主机部件。1）空压机控制系统
空压机的自动控制系统分为二种：电控和气控。微型空压机通常采用“电控”的方法，即受气压控制的气压开关直接或通过电磁起动器间接控制电机。电机要求空载起动，机头产生的压缩空气通过排气管、单向阀进入储气罐，储气罐气压达到额定压力后会顶动开关内的橡胶片，使跳板动作。跳板动作有两个作用，一是分离触点切断电源使电机停转，或通过电磁起动器使电机停转；二是打开放气阀，通过回气管、单向阀将排气管内的压缩空气放出，为电机下一次空载起动作好准备。当储气罐内的气压下降0.2~0.3MPa左右，气压开关触点复位，电动机再次起动。气压开关是常闭触点，顶端有调节螺杆可高速停机压力。有的气压开关在横向还有一连接跳板弹簧的调节螺钉，与顶端调节螺栓配合可在一定范围调重新起跳的压差。受气压开关控制的电磁起动器是由交流接触器和热过载继电器组成的，交流接触器是常开触点，气压开关通电，使交流接触器的电磁线圈吸合，导通触点。热继电器有一电流高速旋纽，可根据电机额定电流进行调定。如电流过载，热继电器动作断电后要恢复运转，可按下复位按钮使其重新工作。
当超过7.5kw的电机不宜频繁起动或以内燃机作为动力不能采用电控的情况下，空压机就采“气控”的方法来实现空载运行和负载运行，保持连续运转。气控是通过调节阀来控制的，当压力达到额定压力时，调节阀开启，将压力传递到减荷阀上，减荷阀动作来调节主机运行。减荷阀主要有三种形式：（1）与主机进口相连的减荷阀，减荷阀动作关闭气口，空气不能进入气缸，使有主机空运转。（2）与主机进气阀相连的减荷阀动作顶开进气阀片，进入气缸的空气来回压缩，使主机空运转。（3）与单向阀相连的减荷阀。减荷阀动作打开该阀上的排气口，将排气管放空，使主机空运转。比较这三种形式，第一种因气缸内会产生负压，造成曲轴箱内的含油空气吸入气缸，使油耗增加；第三种因排放空气会造成较大噪声，故第二种形式最为合理。
安全阀开启压力一般高于工作压力0.1MPa左右，偏差正负3%，它可通过调整螺杆锁紧螺母进行高速通常，安全阀是不允许用户擅自调高的。
2）主机部件主要由曲轴箱、轴承座、风扇轮、曲轴、平衡锤、连杆、活塞、活塞销、活塞环、气缸、进排气阀、缸盖、消音滤清器、呼吸管和连接缸盖排气口之间的短排气管组成。进排气阀位于气缸与缸盖之间，可看作是两只单向阀，进气阀只进不出，排气阀只出不进。随着活塞的往复运动，非但气缸内容积发生变化，曲轴箱内的容积也发生变化，这就需要呼吸管来平衡曲轴箱内的气压变化。对两级压缩的空压要，在一级排气和二级进气之间设置有中冷器，起冷却作用。下面着重介几个重要零部件：
A、气缸
气缸是压缩中的主要零件之一，气缸与活塞配合完成气体的逐级压缩。活塞在其中往复运动，故气缸应有（1）良好的表面粗糙度以利于润滑。（2）要耐磨由于气体压缩要产生热量和磨擦热，气缸应有良好的冷却作用，故风冷气缸表面有散热片。
B、气阀
气阀是压缩机中最重要的部件，又是易于损坏的部件，其质量的优差将影响压缩机的排气量、功率消耗及运转的可靠性。活塞式压缩机一般采用“自动阀“，不同于内燃机那样依靠机械传动适时地启闭进排气阀，而是借助于气缸和进排气阀腔内的压力差ΔP（阀片两边的压力关差）来实现的。
气阀由阀座、阀片、弹簧及升程限止器等四个主要部件组成。工作原理是活塞向内止点运行时，气缸内的压力低于进气阀腔中的压力，而使阀片两侧面的压力差ΔP克服弹簧力，将阀片推至升程限止器，阀片开启，气体进入气缸。活塞行程之半后，开始减速，将达内止点时，其速度急剧降低，气流速度和气流顶推力随之降低。气流顶推力小于弹簧力，气阀开始关闭，最终落到阀座上，完成一个进气过程，排气阀的启闭与此同理。对气阀要求：
（1）阻力损失小，气阀弹簧力要设计得当。
（2）寿命长，反得冲击的阀片平均寿命达到规定的时间，一般要大于3000小时。（3）气阀关闭时不漏气。（4）气阀形成的余隙容积小。（5）工艺性好。
气阀最常见有环状阀和舌簧阀。环状阀阀片为环状；舌簧阀或条状阀片是微型机最主要的一种，它在自由状态下，阀片紧贴在阀座上，开启后阀片弯入升程限止器槽内，阀片本身具有弹性，所以不需要另加弹簧，由于运动质量小能适应高转速要求，但材质要求较高。
C、活塞
活塞在工作中受周期性变化着的气体压力的作用。活塞的曲型结构由顶部、裙部和环部。与气缸形成封闭容积的顶间称为顶部；油环以下称裙部；油环以上至顶部称为环部。
活塞环是保证气密性的主要零件，一般低压下，活塞只设2-3道环。
活塞裙部的销座部分的一圈内，其金属厚度的不均匀及受侧向力的作用，将沿销座轴线方向伸长变形，故在销座不受力侧的壁面事先车去或压模铸造时凹陷铸出，总长度不小于120度。
3）连杆
连杆一端与曲轴相连的部分称连杆大头，作旋转运动。连杆一端与活塞销相连的部分称连杆小头，作往复运动。
连杆中间部分与杆身作摆动，连杆分闭式连杆和开式连杆。闭式连杆大头是整体的，只用于曲柄轴，蛇形曲轴，没有连杆螺栓的薄弱环节。开式连杆大头是剖分的，装配由连杆螺栓紧固。
4）曲轴是压缩机中重要运动件。它接受原动机一般以扭矩形式输入动力，并把它转变为活塞的往复作用力压缩气体做功，它周期性地承受气体压力和惯力，因而产生交弯弯曲应力及扭转应力，所以它在强度刚度耐磨性上要求较高。二、一般使用要求与维护
1、使用场所应尽量清洁、干燥、通风良好。
2、工作电压尽量控制在额定电压的5%，直接式单相机工作电压不能低于180V，电源线不能过细过长。
3、压缩机油应选用DAB100。
4、开机时打开排气阀使空压机空转数分钟，并通过油窗或油标观察润滑油的飞溅或不同 面波动情况，确认润滑良好，然后才能加载使用，对压力润滑的空压机应注意油压表的压力。
5、对新接线的三相电机，应观察其旋向是否与箭头所示一致，通常风冷压缩机其风扇轮的风向应吹向主机，风扇轮离墙面至少30厘米以上。
6、对于在固定场合使用的用户，建议将电磁起动器安装到墙上或其他不受振动的地方。
7、正常运行中尽量避免用电源插头、闸刀等停、开空压机，因为这时气压开关中的放空阀不能放气，容易损坏电机。
8、用于气控的调节阀原理上与安全阀相似，有的调节阀非但可调压力，也可以调压差。
9、在气控、电控共用的控制系统中，气控通常低于电控0.05MPa。如W-1.6/10中，气控的调节阀调至0.95MPa，电控的气压关调至1.0MPa。在调节阀与卸荷阀之间设有一截止阀，打开截止阀，空压机处于气控状态（不停同）；关闭截止阀空压机处于电控状态（停机，再起跳）。
10、对于放气阀前装有调压阀的产品，一般都有两只压力表，一只显示储气罐的压力，另一只显示排气压力。旋转调压阀顶端的旋纽，可高速压阀内的通径，但此时若放气阀关闭，则两压力表示值相同；放气阀全打开，则排气压力表示值为零，只有当放气阀半开半闭时两压力表才会有差值。调压阀装配时应注意进气方向。
11、使用中应经常注意保养，如添加压缩机油，紧固螺栓，高速三角带松紧打开放污阀排放污水，适时更换消声器的滤芯，更换压缩机油，清理进排气阀片和单向阀、调节阀芯等。
12、经常注意空压机运行善，发现异常响声，剧烈振动，排量压力明显下降，电机热保护器断开或电机转不动等情况应及时停机，查明原因，排除故障。
13、注意安全，在在气罐内还有压力进，不要拆卸任何与之连接的部件；在电源未断开时，不要拆卸任何电器部件。
在分析故障进行修理前，应了解用户对使用说明书的熟悉程度和机器在事发前的异常情况。
1、电机发热、转不动或烧毁不能起动
转动风扇轮以排除主机咬死的故障，扳动电机轮以排除电机轴承损坏，转子卡滞等机械故障。三相电机以查缺相为兼顾电压。检查电源一关、保险丝、气压开关、电磁起动器各接线头及开关各触点的善，必要时还要检查导线。由气压开关直接控制的三相电机要特别注意三个触点是否接触可靠。对热继电器跳开的电磁起动器可先按下复位按钮试运作，并检查其电流设定是否正确，三相电机缺相烧毁的主要特征是绕组间隔变色。
单相电机以查工作电压为主，即检查起动时的电压。各接线头子、电源线的粗细对电压也很有影响。在单相电机烧坏的因素中，由电容烧坏引起的约占50%左右，电容烧坏主要是电容本身的质量问题，但也有电机离心开关不能打开和电网电压过高过低等问题。ZC型产品装有手动复位的热保护器，如热保护器断开先按下复位按钮，让其试运转达，再次断开则要查明原因进行排除。
此外，停机时气压开关下的放空阀是否放气，单向阀是否泄露漏而使空气阀放个不停，用户是否擅自将气压开关和安全阀压力调高，使行负荷增加等，也要是检查的内容。
2、电机不停机
未到额定压力安全阀开启至使电机不能停机，须调整安全阀；超过额定压力不停机，须高速气压开关；如到达额定压力气压开关已动作而电机还是不停机则要检查电源线是否接错，即不经过气压开关或电磁起动器直接与电机相接。
3、机头卡滞和咬死 润滑油不足产（失油）、不清洁或牌号不对会造成曲轴和连杆、活塞和气缸之间接毛，烧坏或咬死。严重时还会折断连杆。曲轴轴承损坏卡住也会造成机头咬死。机头咬死不立即停机会烧坏电机、连杆折断。不立即停机，会捣破曲轴箱和气缸，俗称炸机头。飞油润滑中连杆打油针脱落，压力润滑中油泵反转、油路堵死或油管泄漏不能建立油压都可造成失油。连杆与曲轴的磨擦副有焦痕是曾经失油的基本特征。
轻微的拉毛，可以用细砂纸打光，清洁后继续使用，损坏严重的只能调换零件。
4、振动剧烈
对移动式空压机轮轴与轴毂配合太松（尺寸有误）；四脚着地不平，扇轮松动或未校好平衡对固定式空压机地基不平，底脚未垫平底脚螺栓未紧固，联轴器安装同轴度不好，飞轮松动，联轴器减振橡胶圈破损；以及所有产品连接部件未紧固或轴承损坏松动等都会造成振动剧烈。对松动的风扇轮应拆下来检查内孔与曲轴锥度的啮合情况，清除有碍啮合的抟刺、油漆等杂物，均匀将大轮敲紧再拧紧螺母（或螺栓），然后再敲紧、再拧紧，如此反复多次。
5、异常响声
活塞与活塞销、活塞销与连杆小端、连杆大端与曲端以及曲轴轴承因磨损造成较大间隙，异物吸入气缸，活塞上止点余隙太小造成活塞顶缸，连杆螺栓松动或断裂，内外平衡锤紧固件松动都会造成异常响彻云霄声。由于异常响声常出自机头内部，一般要拆机检查，但通过分析还是能作出大致判断的。如用手小角度转动大轮凭手感可知活塞和活塞销、连杆和曲轴之间的间隙是否过大，开机后关闭进气口，如响声加大，也可以断定为间隙过大。如短期磨损过大，在损坏零件上查不出直接原因，则有可能是润滑不良或排气不畅造成。排气阀开度不够、单向阀开度不够或管路不畅通都会形成排气不畅。出现敲缸声可断定是余隙太小或有异物吸入气缸。所谓异物基本上是破碎的阀片、升程限上器、弹簧等，此时排量压力将明显下降。一级吸阀片损坏，在吸气口有热气呼出，二级进气阀片损坏中冷器压力升高。连杆因磨损严重断裂，连杆螺栓断裂以及平衡锤松脱都右能造成炸机头，必须引起高度重视。
6、气量不足
如该产品的充气时间基本符合要求而用户感到排气量不够，则应视作选型不当，这里只谈因质量问题造成的排气量不足。
缸盖垫、阀组垫破损（俗称冲床），进排气阀片破损或结碳，弹簧断裂，空滤器滤芯堵塞，活塞环或气缸磨损，活塞上止点余隙过大，活塞环开口未错开，管路、接头、容器漏气，三角胶带松动滞打滑等都可造成排气量不足。ZC型空压机联接曲拐与电机机轴的锁紧螺栓未紧固而打滑的现象也偶有发生。
缸盖垫冲床也可在进气口感觉到有热气呼出。冲床是一种常见故障，修理时最好将缸盖在砂纸磨平（砂纸应放在平板上），也可在缸盖垫中间隔离带一再衬一段纸条。同时要提醒用户经常检查螺栓的紧固情况。阀片上的结碳可用刀片仔细刮去，再用金相砂纸轻轻打磨加以清理。滤芯堵塞一般也可以先清洗，并用压缩空气由内向外吹出以清除灰尘。滤芯破损或无法清理时则应更换。对于有手动减荷阀的3、6立方空压机还应该注意进气口是否被手轮关闭。
7、排气温度过高
首先检查风扇轮旋向是否正确，工作场地是否通风，风扇轮离墙厘米，对水冷式要检查冷却水是否充足，缸盖、气缸、冷却器水腔内壁是否结垢过厚。然后检查气阀是否结碳，进排气阀或弹簧是否损坏或偏位；气缸、活塞是否拉毛，排气阀、单向阀开度是否足够，管路是否畅通等；窜的缸（纸垫损坏）；脏物、阀片卡住。
要加大舌簧阀的开度，只要把升程限制器稍稍撬高一点即可。要加大单向阀的开度，就要根据情况将单向阀片或阀盖锉掉一点。管路不早通主要是直角弯头或单向阀中的正交通孔接口不好，通径太小或内壁粗糙，修理时可用合适的钻头套钻一下。
对3、6立方的空压机如排气管路安装弯头过多也会造成温度过高。
8、油耗过多
空压机的油耗主要由三部分组成：
第一是随压缩空气排出的油。它会影响压缩空气的质量，严重时会使面器无法使用。活塞不装反，开口未错开，活塞环磨损，油面太高，打油针太粗，呼吸管堵塞，油温太高等都会造成压缩空气含油太多。
第二是从呼吸管出来的空气中含有油。由于飞溅润滑，曲轴箱内的空气含水量有油，呼吸管呼出的空气就把油带走了。油面太高，打油针太粗或油温太高，使曲轴箱内空气含水量油量增加，呼吸管与曲轴箱之间的隔离层不好或无隔离层都会造成呼吸管中出来的油太多。呼吸管呼出的含油空气冷却后油珠从机头上流挂下来给人以漏油的印象。
第三是因封不良从油标、油塞、轴承座密封面、气缸密封面漏油，或从曲轴箱铸造缺陷漏油，对产品的外观质量带来很大影响。凡结合平面漏油应仔细清除结合面毛刺，多余的油漆等，石棉垫可均匀涂上一层薄薄的密封胶，螺纹密封处可包上生料带，双头螺柱拧入部份要尽可能拧紧。油标是用橡胶垫密封的，不宜拧行过紧，否则非但不能解决漏油，还会损坏油标。
9、放空阀不放气或长放气
空压机停机时不放空气主要有下列四种情况：（1）放空阀堵塞；
（2）放空阀阀芯顶杆太短，跳板动作时不能将其顶开；（3）跳板连动机构故障；
（4）用拔插头、拉闸刀的方法停机。
空压机停机时放空阀不放气对电机再起动是很危险的，必须及时排除。
空压机停机时长时间放气，通常是单向阀泄漏造成的。单向阀阀片破损或被杂物卡住，使得得气罐与排气管连通。若气压开关在0.5MPa的压力下带负荷起动，也是很不利的。
如空压机开机后放空阀就放个不停，则要检查一下顶杆是否过长，以至始终处于跳板压迫下以及阀芯、弹簧、密封圈是否卡住或破损。对于使用PAS-10型空压机开关的空压机来说，由于该气压开关的放空阀属于常开式，必须稍有气压才能关闭，所以在开机数秒钟内放空阀在排气是正常现象，并非故障。
10、调节阀泄漏和压力偏移
维护结构论文 篇3
关键词：MICAPS；维护；结构
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)16-31057-02
Internal Structure and Routine Maintenance of MICAPS System
WANG Hui-yu1, WANG Qian2, REN Gui-lin3
(1.Information and Technical Support Center of Liaoning Province, Shenyang 110016, China; 2. Meteorological Video Center of LiaoNing Province, Shenyang 110016, China; 3.Weather Burean of Heilongjiang Province, Harbin 150001, China)
Abstract: Meteorology information synthesis analysis processing system(MICAPS) now was already widespread applies in all levels of national weather stations on the forecast service. It's rich meteorological datas has provided the very good reference value for the weather forecast.This article mainly introduced the MICAPS system internal structure and the routine maintenance question.
Key words: MICAPS; safeguard; counstruction
1 引言
MICAPS系统是广大台站普遍使用的气象信息综合分析处理系统，除了能显示传统纸质天气图外，还可以显示大量辅助图表、数值预报产品、卫星云图、雷达图、本地开发的产品等，该系统作为一个人机交互平台，是我国新业务技术路线的重要基础。
由于上述功能是在同一平台上实现的，我们便可以充分利用计算机资源，用较少的时间和空间，获得多层次、多时效、多要素的预报资料，以供分析天气使用。这不仅可获取大量的气象信息，并且大大减小了业务人员的工作强度。另外，由于MICAPS系统几乎对所有气象信息存取提供了一套“国家标准”，有利信息的使用和交流。了解MICAPS系统的内部结构[3]和基本文件有助于故障的解决。下面介绍一下MICAPS系统的内部结构及日常维护，仅供大家参考。
2 MICAPS系统软件的内部结构
MICAPS系统软件的内部结构如图1所示。
其中，系统管理程序包括：定时进程控制程序、数据接口程序、系统状态监视程序、系统设置文件夹和系统维护文件。
定时进程控制程序是定时和周期进程控制是通过mtimer程序来实现的。定时放入ws.dat文件中，周期进程放入datatime.dat文件中。需要开机后立即启动的进程，需要将它放入系统启动组中。按系统设置时给定的时间表启动数据库接口及格式转换等程序。数据接口程序是按系统设置时给定的时间表从服务器拷贝原始数据，并转换成MICAPS格式的数据，进入本地数据库。数据接口的处理过程，如图2所示。
图1 MICAPS系统软件的内部结构
MICAPS系统提供的数据接口程序能够支持上述各项处理。系统管理员在必要时可以根据本地调整和修改这些程序。9210系统将接收到的就各种原始数据存放在服务器中指定的目录，各种数据的接收、收集及处理等程序均定时或实时自动运行。MICAPS系统的数据接口程序能够自动将原始数据转换成MICAPS格式，并放入指定的目录中（MICAPS系统安装后，这些目录已经自动建立）。接口程序将在定时进程控制程序的控制下定时或实时地自动运行。系统状态监视程序是自动检测系统的网络、磁盘空间及数据传输情况，将检测结果显示给预报员。系统设置文件夹包含系统设置的图标，可以修改各种时间表、站号表、参数检索文件等，这些文件构成系统设置数据库。系统维护文件夹包含系统维护的图标，如清理磁盘以及系统功能的整理磁盘碎片等。
图2 数据接口的处理过程
图形显示和编辑程序是MICAPS系统的核心，主要功能包括：四种数据检索方式，隐现切换、放大、漫游及动画等图形操作，修改或增加线条、符号等图形编辑功能，实时产生T-lnp图、剖面图及时间序列图等产品，打印屏幕等服务功能。
预报产品生成包括自动生成文字产品程序和利用Windows的屏幕抓图功能生成录象素材。预报业务管理包括自动评分程序和MICAPS操作自动记录程序。
以上所有程序之间均通过本地数据库交换数据。预报服务部门和预报管理部门也是从本地数据库获取所需要的数据。本地数据库是建立在文件系统基础上的，用目录区分数据来源、要素及层次，用文件名区分日期、时次和时效。
系统设置文件是系统设置文件夹中能够修改的文件的集合。MICAPS系统定时处理的前提是mtimer.exe程序常驻内存， 这个文件需要读数据文件ws.dat。系统由ws.dat控制transdat.exe隔多少分钟从服务器上获取数据。而transdat.exe要用到几个文件：时间表datatime.tab，网络参数文件netrc，网络测试文件testnet，上一次处理的日期文件olddate.dat。因为transdat.exe文件在MICAPS系统中既负责调资料，又负责确定是否运行相应处理程序，所以mtimer.exe程序是MICAPS系统的核心程序[2]。
MICAPS系统的基本工作流程。如图3所示。
图3 MICAPS系统的基本工作流程
3 日常维护常见的问题
3.1 网络不通
网络不通，无法从数据库中调取原始资料，MICAPS系统内的各个目录中则没有相应的资料生成。通常的原因是由于物理连接因故被断开，或者是netrc文件被删除，或者是netrc中的机器名、账户及口令之间出错或者不匹配。
3.2 资料不全
有时发现，到了11时，08时资料还缺很多[1]。主要原因是不恰当运行过清理硬盘批命令clrdisk.bat，删掉了从本地数据库调用资料的原始报文（因datatime.tab中有调用过资料的记录，于是系统就不再调用资料了， 可是处理08时资料的批命令cl08s.bat仍会照常运行），导致处理出来的数据不全，甚至全部丢失。所以，最好在日期转换之后不久(即每天00时之后、02时资料到达之前) 运行清理硬盘批命令，其中23时的资料多少会受点影响，可安排在01时40分进行处理。
3.3 站点资料显示不齐
通过对比发现，有些站点的资料在MICAPS中显示不出来。主要有两个原因：一是由于这些站点的级别太低(越大越低)。二是这些站点安排在5000个站点之后[2]。
3.4 服务机死机
个别时候，MICAPS系统的服务机会停止工作。造成的原因主要是transdat. exe进程堆积很多，导致机器内存空间耗尽。一般是一个transdat.exe进程在ws.dat 文件中规定的时间间隔内(一般为10min)没有完成，而第二个进程又运行了，导致越积越多。引起transdat.exe进程堆积。处理的方法是，将多余的transdat.exe进程停掉，只保留一个正常运行。
堆积的原因可能是机器正在运行其它的程序，也可能是fn.dat文件过大。解决的办法是，将要运行的各种程序安排好，尽量让基本资料处理程序优先运行；或者是增加ws.dat文件中规定的时间间隔(一般正常的资料20min足够了)，也可以用上面提到的两部机器交错处理方法。
3.5 datatime.tab中的“执行标志”没有清零
这个问题和transdat.exe 进程堆积紧密连在一起的。当transdat.exe 进程堆积发生在“执行标志”清零时(每天00时)，datatime.tab 文件中的“执行标志”就不能清零。解决的办法如上。若已发生,可用手工修改，将“执行标志”清零，重新执行 transdat.exe 。
4 结束语
通过对MICAPS系统软件内部结构的了解，在日常的维护中可以在最短的时间内将故障排除；同时，了解了基本文件，也可以在日常的使用过程中得心应手。
参考文献：
[1] 杨新芳. 河南气象[J]. 河南：气象出版社，2004，(1).
[2] 孙金贺，张学贤. 安徽气象[J]. 安徽：气象出版社，2004，(5).
[3] 马耀荣，淡会星. 陕西气象[J]. 陕西：气象出版社，2001，(2).
建筑维护结构节能的建模与仿真 篇4
建筑能耗是我国能源消耗三大“猛虎”之一, 其中大型公共建筑单位面积能耗远高于住宅能耗, 是我国未来建筑节能的重点[1]。
围护结构 (envelop enclosure) 是指围合建筑空间四周的墙体、门、窗等, 构成建筑空间, 抵御环境不利影响的构件 (也包括某些配件) 。围护结构按是否与外界空气直接接触可分为外围护结构与内围护结构。外围护结构包括外墙、屋顶、侧窗、外门等, 用以抵御风雨、温度变化、太阳辐射等, 应具有保温、隔热、隔声、防水、防潮、耐火、耐久等性能。内围护结构如隔墙、楼板和内门窗等, 起分隔室内空间作用, 应具有隔声、隔视线以及某些特殊要求的性能。但是围护结构通常是指外墙和屋顶等外围护结构[2]。
2系统的分析与建模
围护结构耗热量指标按下式计算[3]:
式中:qH——建筑物耗热量指标 (W/m2) ;
q H T——单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量 (W/m2) ;
q INF———单位建筑面积的空气渗透耗热量 (w/m2) ;
q I.H——单位建筑面积的建筑物内部得热 (包括炊事、电气和人体散热等) , 对住宅建筑, 取3.80 w/m2。
将 (1) 式各个分项展开得:
式中:ti———全都房间平均室内计算温度 (℃) ;tε———室外平均温度 (℃) ;εi———围护结构的传热系数修正系数, 为了简化建模, 本文取传热修正系数为0.90;Ki———围护结构的传热系数 (w/m2·k) Fi———围护结构的面积 (m2) ;Ao———建筑面积 (m2) 。
式中:Cp———空气定压比热容。
空气定压比热容:温度为250 K时, 空气的定压比热容Cp=1.003 kJ/ (kg*K) ;300 K时, 空气的定压比热容Cp=1.005 kJ/ (kg*K) (如果是冬天就按250 K计算) ;ρ———空气密度 (kg/m3) ;N———换气次数;V———换气体积。
公共建筑的维护结构主要包括墙体、窗体和屋顶三部分, 下面分别从三部分的传热系数和传热修正系数进行讨论。
2.1 墙体
外墙的传热系数是指外墙包括主体部位和周边热桥 (构造柱、圈梁以及楼板伸入外墙部分等) 部位在内的传热系数平均值。可通过对外墙各部位 (不包括门窗) 的传热系数对其面积的加权平均计算求得。单位:W/ (m2·K) 。
在传热系数的计算中我们做了很多简化, 同时也忽略了传热系数计算过程中的很多因素, 得出的结果可能与真实值有一定差别, 但是考虑本文的重点是让读者学会如何应用simulink对建筑的维护结构进行建模, 本着简单易懂的原则, 我们认为进行这样的简化是合理的 (这一简化在窗体与屋顶传热系数的计算中同样用到) 。通过计算, 最后得出不同墙体的传热系数, 如表1[4]。
2.2 窗体
影响窗户传热系数的因素包括不同玻璃类型、窗墙比、窗户朝向及类型等。
不同材料的传热系数如表2所示:
2.3 屋顶
影响屋顶的传热系数的主要因素有屋面的类型、屋顶的材料、朝向和厚度等。
常见屋顶的传热系数如表3所示:
3 实现结果
参数设置:
(1) Constant模块:用鼠标双击该模块, 打开模块的参数对话框。根据constant模块中显示的值, 在打开的参数对话框中设定constant value参数。在Constant8模块的参数对话框中设置constant value的值为[0.21 0.16 0.19 0.15 0.19], 表示夏热冬冷地区不同墙体材料的传热系数, Constant9模块的参数对话框中设置constant value的值为[6.4 3.9 3.7 3.0 2.5 4.7 2.7 2.6 2.5 2], 表示不同窗体材料的传热系数, Constant10模块的参数对话框中设置constant value的值为[6.4 3.9 3.7 3.0 2.5 4.7 2.7 2.6 2.5 2], 表示不同屋顶材料的传热系数。
(2) Embedded Matlab Function模块:用鼠标双击该模块, 可以打开Embedded Matlab Editor窗口。根据前面的计算公式在窗口里面编辑函数。
(3) Display模块:由于输出结果的数值比较大, 所以打开该模块的参数设置对话框将数据类型 (Format) 改为long型, 使得结果能够完整地显示出来。
单击仿真运行按钮可以得到仿真结果, Display中显示的数值分别为各自对应情况下的能耗。
参考文献
[1]范维唐.我国能源新世纪面临的挑战[J].四川电业, 2002, 14 (2) .
[2]王春雷.夏热冬暖地区大型办公建筑能耗影响因素研究[D].哈尔滨工业大学工学硕士学位论文, 2010.
[3]王瑞.夏热冬冷地区节能住宅围护结构的选择[J].中华园林, 2007, (6) .
维护结构论文 篇5
随着信息时代的到来,中波广播事业也得到了长足的发展。我国的中波广播发射方面的设备中,原来存在的电子管乙类板调发射机已经被固态的PDM和DAM中波广播发射机所取代,使中波广播发射全面走向了全固态数字化的阶段。这就更需要对中波广播发射系统结构和日常维护技术的研究和重视。
2 中波广播发射系统结构
发射系统的组成可以分为以下六个方面:音频前端设备、发射机系统、天馈线系统、控制检测系统、电源供电系统和接地系统,音频前端设备主要是将接收和转发的信号接收后调为音频信号的处理的过程,发射机系统是这个系统中的核心部分,发射机可分为大功率发射机(功率>50kw),中功率发射机(功率>10kw)以及小功率发射机(功率<10kw),天馈线系统主要是将发射机输出的功率信号高效、低耗地发向天空。而中波广播发射系统结构一般包括:发射台监控系统、监控中心远程监控管理系统、发射机实时监控子系统、发射台信号监测子系统、发射台安防监控子系统、发射台环境监控子系统、发射台监控管理子系统、发射台远程集中监控管理子平台和发射台移动控制管理系统九个方面。
广播发射台的监控系统包括自动监控和自动报警两个方面,它位于发射台站内,以计算机为核心,运用计算机提供的各个平台对中波广播的设备、安全等进行实时监控,以确保广播电台为人们接受到有用的各种信息。因此,应从以下几个方面对监控系统的完善和建设进行研究:建立多层次的分布式的监控系统、对网络系统软件的更新和完善、建立完整的报警体系等;监控中心远程监控管理系统在中波广播的发射中起着关键的作用,主要包括对于发射台远程的集中监控管理、音频信号的远程监管、安防以及环境的远程监控;发射机实时监控子系统,指的是运用嵌入式的相关技术,采集到发射机的运行参数以及运行的状态,这样可以使相关数据保留在存储器中;发射台信号监测子系统,指的是利用信号监测系统对于输入的设备的信号和发射机所用信号是否正常进行的监测;发射台安防和环境监控子系统。
3 中波广播发射系统的日常维护技术
随着科技的快速发展,中波广播技术的发展在人们的日常生活的作用也是不容忽视的。它的可靠性、安全性和有用性对广电事业的发展十分重要。因此,要减少和消除发射系统的故障,日常的维护工作室是不可缺少的,我们要以预防为主,定期地对各个设备进行维护和检修,对中波广播发射系统的日常维护主要从以下几个方面进行详细的分析说明。
3.1 使用专门的工具,按时对元件进行检修
中波广播发射系统都是含有高科技的技术的,有先进的仪器设备,这些设备的维护首先需要我们选用合适的工具对其进行按时清理,要注意:细选、轻拧、慢推和快焊几个方面。另外,要精心选用需要的工具,对其中的一些细小零件进行轻拧、轻修、慢推等,进行定期的清理机器里的夹缝里的尘土等异物,以保证机器的正常运行。
3.2 注意安全用电
中波广播发射系统的每个环节都离不开电,电源贯穿于中波广播发射系统的始终;同时,也关乎到人们的生命安全问题。因此,对于用电的安全在日常维护中应受到重视。在每次的维修中都要检查线路是否安全,做到不危害每一个人。
3.3 外观检查法
外观检查法是中波广播发射系统维护中的一个重要又有效的办法,所以可以通过看、听、闻和摸等办法对系统中可能存在的问题进行分析解决。但在摸的时候一定要注意用电安全,电存在系统的每一个环节,所以一定要等到放电以后再进行触摸以发现问题的所在。这样可以看到系统存在的一些外在现象,以便观察发现研究出系统中存在的其它的潜在的问题。
3.4 仪器测量法
在中波广播发射系统这样一个富有高科技的系统中,仪器测量是一种十分常见的测量方法,比较客观和真实,主要包括以下几个小方法:电压法、电流法、电阻法等。这些方法都是常见的容易应用的一些基本的物理测量方法,通过这些方法可以使我们科学地认识到其中的问题,以提出更好的解决的办法,使系统得到很好的维护。
3.5 记录故障处理和存档
对问题进行汇总,是为了以后遇到同类的问题能够进行准确的处理,在中波广播发射系统中存在的问题应及时发现,并尽一切努力去处理好其中的问题。在处理完故障后,应及时对其进行处理和存档,提高预防能力和完善检修的项目等。
4 总结
综上所述,通过对中波广播发射系统结构的分析研究使我们正确认识到其中的一些具体的结构构成。加之对九个方面的研究探讨,可以更好运用;同时,对其日常维护技术方法的描述,让广电的广大员工在工作中可以很好运用。
参考文献
[1]林晓斌.中波广播发射台监控管理集成系统的设计与应用研究[D].泉州:华侨大学,2012.
[2]谢利理,李玉忍,林辉.广播电台微机实时监控系统[J].广播与电视技术,1999(6):80—82.
宝马轿车空气悬架系统结构及维护 篇6
该系统还具有以下优点: (1) 不需要发动机调节; (2) 可以进行单轮调节; (3) 能够识别加载和空载状态; (4) 能够识别并补偿不平衡载荷; (5) 具有自诊断能力; (6) 在转向或加载时中断控制。
宝马轿车空气悬架弹簧的结构如图1所示。空气悬架弹簧由一个主气室, 一个膜片折叠气囊和一个副气室组成。膜片折叠气囊连接主气室和减振器, 具有密封性和可移动性, 由于其内部压力超过大气压力, 因此可以承受汽车自身的负载。
宝马轿车空气悬架系统有两种形式, 一种是单桥空气悬架系统, 另一种是双桥空气悬架系统。单桥空气悬架是指汽车只有后面一个车桥, 并且这个车桥的悬架为空气悬架。单桥空气悬架系统由空气滤清器、空气供给装置、高度控制单元 (EHC) 、空气弹簧、高度传感器组成, 其结构如图2所示。
双桥空气悬架是指汽车前面和后面各有一个车桥, 并且这两个车桥的悬架均为空气悬架。双桥空气悬架系统由前部纵向加速度传感器单元、前部高度位置传感器、前部空气悬架、转向角传感器、减振控制单元、液压机构、液压导管、后部空气悬架、储气瓶、空气压缩电机、横向加速度传感器、后部高度位置传感器、继电器等组成, 其结构如图3所示。
空气悬架系统的空气供给系统由附带内部隔音装置的盖罩、压缩机、压缩机继电器、电磁阀、空气管 (包括分配接头) 等组成。压缩机最大可提供1.35MPa的工作压力, 压缩机不需要保养。电动机采用直流电动机, 为了防止压缩机过热, 电动机的接通时间受到监控, 最长不超过8min。压缩机通过压缩机继电器获得电流, 压缩机继电器不能单独更换, 如果压缩机继电器损坏, 则全部的LVA (供气装置) 都需要更换。
电磁阀控制压缩机到减振支柱之间的双向气流, 每个空气弹簧配备一个阀门, 阀门能够被单独控制。电磁阀和分配接头之间用气压管路 (空气管) 连接, 管路有颜色区别, 右边的是蓝色, 左边的是红色。分配接头作为LVA和通向减振支柱的空气管路之间的气流接口, 同样在接头上也有颜色区别。电磁阀位于右侧纵梁下的行李厢中。
高度传感器安装在摇臂座的右后方和左后方, 它们通过后桥摇臂连接杆进行连接, 通过各自转向角度的变化, 控制单元接收到当前车辆高度的信息。两个传感器都是霍尔效应传感器。
在拆卸和安装部件或管道时, 应尽可能地保持清洁, 并且不要弯折、扭转和挤压管道, 否则会造成系统泄漏。如果车辆曾在空气减振支柱或空气弹簧失压的状态下行驶过, 则必须更换该系统。
1-上部折叠筒2-带空气接口的弹簧盖3-保护套4-压缩空气接头5-滚动活塞上凹口6-滚动活塞7-夹圈8-下部折叠筒9-膜片折叠气囊
1-空气滤清器2-空气供给装置3-高度控制单元4-空气弹簧5-高度传感器
浅谈结构的全寿命维护与设计 篇7
长久以来, 工程师倾向于关心每个产品的全寿命评估。例如:计算机工程师开始考虑他们的产品使用寿命终结之后的问题, 因为很多电子产品使用不到10年就被扔掉, 这是一个很严重的环境问题。类似地, 结构工程师也开始考虑房屋和其他结构的全寿命周期。每个世纪, 工程师都会面临新的挑战。19世纪, 工程师发现在修建大跨径桥梁时, 使用如铸铁、钢材一类的材料可以提高效率;20世纪, 工程师了解到建筑在维修上的费用通常要比最初的建设费用还要高, 就考虑怎样把有效率的维修也作为设计的一部分, 为此, 工程师研究了新的设计方法;21世纪, 工程师开始考虑大型结构物的全寿命周期设计, 从最初的设计、运营、到结构物使用寿命的结束。工程师现在必须注意的问题是:怎样设计使结构物在使用寿命结束后影响最小。要解决这个问题, 还要考虑不同设计方案的经济、环境和社会效益。
1结构全寿命设计与维护理论
1.1 研究的意义
近年来, 国内外大量在役建筑出现的病害严重、使用性能差、耐久性低、服务寿命短等问题, 促使建筑界对传统的结构设计理念进行反思, 提出了结构全寿命设计的新理念。传统设计方法是基于现状的设计 (Design for the Moment) , 以房屋在施状态时的安全性为设计依据, 而忽视其正常使用寿命的保证——耐久性、可修性和可换性;在经济指标方面仅考虑初始建设成本, 不考虑运营阶段的养护维修费用。全寿命设计理念将设计的时间参数拓展到结构的整个生命周期 (规划→设计→施工→使用→拆除/倒塌) , 统筹考虑设计、施工、运营和管理各个环节以寻求恰当方法和措施, 使建筑的全寿命性能 (安全、适用、耐久、经济、美观、生态等) 达到最优或优化。该设计理念对于提高建筑的耐久性和使用性能、降低全寿命总成本、促进建筑技术水平的进步, 具有现实意义。
传统的建筑设计程序将房屋建设的各个阶段分开考虑, 只关注建设阶段, 设计工作的重点主要集中在施工阶段对施工成本和短期性能的优化, 其首要目标是在建设期间优化效率和使成本最低。传统的建筑设计理念和建管体制是目前建筑出现耐久性问题和达不到设计使用寿命的关键。而作为新设计理念的建筑结构全寿命方法考虑房屋建设的所有方面, 从规划、设计、施工和使用期管理, 一直到拆除和材料的回收。为了可持续发展, 需要把传统的短期方法拓展到建筑的整个生命周期, 考虑建筑整个设计寿命内各种性能指标, 对所有可行方案进行优化。
1.2 概 念
建筑结构全寿命设计是建设环节中重要的一环, 它将业主、使用者和社会的需求转化为技术体系的性能要求, 建立并优化结构方案以实现这些需求, 并最终通过分析和计算, 证明在整个设计使用寿命周期内确实能够实现这些需求。因此, 结构全寿命设计也称为房屋结构生命周期设计, 可定义为从建筑结构规划、设计、建设、运营、管理和养护的各个环节来寻求恰当方法和措施, 以满足建筑结构全寿命周期的总体性能最优 (使用性能、经济性、人文、生态等, 如图1所示) 的设计理念和方法。
1.3 主要阶段
传统的建筑工程基本建设项目一般采用两阶段设计, 即初步设计和施工图设计。对技术上复杂而又缺乏经验的建设项目, 或建设项目中遇到的特殊情况等, 必要时采用包括技术设计的三阶段设计。而根据建筑结构全寿命设计的思想, 房屋从投资规划开始就已经进人设计阶段了, 因此, 房屋结构全寿命设计一般可分为工程可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段。其中, 工程可行性研究是对项目建设的必要性、技术可行性、经济合理性和实施可行性进行综合性研究, 从而针对项目建设的目的确定工程的功能和使用寿命, 分析环境因素对房屋结构后期可能产生的影响, 进而初步确定为保证建筑的使用寿命所必须进行的性能设计 (尤其是耐久性设计) , 明确运营阶段管、养以及可更换件估算指标, 进行基于全寿命设计的投资估算和经济评价。需要指出的是, 在此暂不考虑技术设计阶段, 在需要技术设计时, 可开展房屋结构全寿命设计方面的某些专题研究。
1.4 主要设计过程
为了实现良好的房屋结构生命周期质量, 需要对房屋合理的使用寿命设计和规划, 确保其寿命满足使用要求;必要的美学设计以满足人们对建筑的美学和景观要求;性能设计以满足建筑的功能要求;同时还要考虑建筑对环境生态的影响, 并在设计时考虑未来的监测、养护与维修需要, 对监测、养护与维修方案进行设计。在所有项目的设计中, 要得到最优的设计方案, 必须对每个设计方案的各个设计项目和环节进行成本分析, 比较整个生命周期的总成本 (包括财务成本和环境成本) , 从而确定最优方案。因此, 建筑全寿命设计可概括为使用寿命设计, 美学设计, 环境生态设计, 性能设计, 监测、养护与维修设计及成本分析等六大设计过程的设计。
1.4.1 使用寿命设计
结构设计人员需要与业主合作, 规划建筑的使用寿命周期, 并对各种可能设计方案使用寿命周期优化。根据业主与用户对建筑使用寿命需求, 确定建筑设计寿命的目标, 将建筑的各构件分成不同的目标使用寿命类别, 再确定建筑在设计使用寿命期内各构件必须更换的次数, 并通过对各种使用寿命规划方案的成本的比较进行设计的优化, 在建筑结构中, 一般仅主体结构如柱、主梁、次梁、板和下部结构的基础等被设计成为能够抵抗设计使用寿命内发生的性能退化, 而那些只有较短设计使用寿命的部件, 特别是楼面铺装、吊索、伸缩缝、支座等, 则可能在设计使用寿命内需要多次更换。
1.4.2 美学设计
在有效利用建筑全寿命设计过程的潜在效益过程中, 美学设计起着决定性的作用, 对于建筑的经济、环境、美学、功能以及技术质量有重要的影响。事实上, 从建筑规划设计的开始, 功能方面的造型与视觉方面的造型就需同时考虑, 而且美学设计应贯穿于结构构造设计的全过程。也就是说, 建筑结构设计是构造设计和美学设计的综合, 通过两者的结合, 可以最大限度地实现功能、技术、经济、美观等全寿命设计的总体性能要求。建筑美学设计在满足功能要求的前提下, 应选用最佳的结构形式, 结构造型和谐, 有良好的比例, 并且有秩序感和韵律感, 结构各构件材料的选取、表面的质感和色彩的运用要与环境协调。因此, 建筑美学设计的内容主要包括建筑造型设计和建筑景观设计。建筑结构设计中对美观方面的考虑不能仅仅局限于感性的层面上, 只有进行理性的、系统的造型和景观设计, 并与结构设计有机结合, 才是完美的建筑结构设计。建筑造型设计包括力学性能和形式构成两方面。从整体布置到细部构造, 建筑造型设计力求在不同层次上达到形式与功能的融合, 表现力与美的统一。根据设计概念和环境的特点、建筑设计条件, 确定最主要的构型, 其他构型以之为基调进行配合, 做到有重点、有突出。通过必要的整合形成造型单元后, 即可进一步在全范围内结合结构性能进行变化扩展。建筑设计是否合理, 是否赏心悦目, 除了满足功能外, 就在于建筑本身的韵味及其与环境相处的艺术。建筑造型中的协调问题归纳为建筑与环境的协调、建筑本身的协调两大类。景观建筑设计主要由建筑结构形式、周边环境和景观特征确定, 其主要内容为确定景观设计方针, 对景观设计项目进行设计, 色彩、照明设计, 以及通过景观评价对景观设计方案优化。贯彻景观设计始终的关键是景观设计方针的确定。
1.4.3 性能设计
在性能设计过程中, 主要的工作有结构体系和组件的功能设计, 在使用中或未来变化时的灵活性设计, 结构详图设计, 耐久性设计, 施工方案设计, 其他安全、健康方面的设计, 以及一些特殊情况如大风、大雾、暴雨多发地区的设计等。为了确保良好的建筑生命周期质量, 必须对建筑使用中和未来可能的变化进行预测, 同时在设计中采取各种灵活性措施, 而不至于在未达其使用寿命时就已经陈旧、过时。详图设计的主要任务是确保在施工过程中实现确定的目标与要求, 并把它们贯彻于建筑整个寿命周期。这意味着建筑必须具备可建造性、适用性和耐久性, 可以对它进行养护和维修, 最终可以拆除, 产生的废物可以回收或处理。设计工作需要保证技术体系在整个设计使用寿命内的性能和耐久性。为此, 耐久性设计方法则显得至关重要, 需要在计算中引入时间因素把抗力设计扩展为耐久性设计。为了确保建筑设计方案的可行性, 必须在设计阶段就考虑与设计方案相应可行的施工方法, 为此, 建筑结构设计人员需要与有经验的施工人员合作, 初步确定可行的施工方案。
1.4.4 环境生态设计
开展面向环境设计的主要目标是为了满足建筑结构物在整个寿命周期内可持续发展的要求, 为建筑设计提供设计理念和方法.其主要内容包括能源经济设计、施工和使用过程中环境负荷计算、回收再利用设计等。出于回收利用考虑, 对建筑结构体系及其组件和材料有选择性地拆除, 就可以在建设、改造和拆除过程中, 减少废物的产生。因此, 建筑设计的环境效益就体现在如下方面:对当地环保型原材料的选择, 在使用过程中的高耐久性和易保养性, 施工废物的回收利用, 以及拆除后对结构组件和材料的最终回收等。对于只有很短或一般使用寿命的结构组件, 如栏杆等, 最重要的就是易组装性和易回收性。
1.4.5 监测、养护与维修设计
建筑结构的寿命周期性能几乎完全依赖于养护。因此, 在设计阶段就要提出寿命周期监测、养护的方案规划。建筑结构设计人员的基本工作包括:分析比较建筑的监测、养护与维修方法, 确定策略, 拟定生命周期监测、养护与维修方案与实施流程。建筑在使用寿命期间.需要进行日常的检测和养护。我们应该清醒地认识到建筑在设计阶段就应该考虑建筑的养护问题.进而为建筑的正常使用和维护创造条件。作为全寿命设计的内容.应在设计阶段根据建筑结构的特点考虑是否需要监测, 养护与维修策略.预留相关养护加固的设施, 并提出建筑的养护管理要点和手册。确保所设计的建筑结构安全运营可检测、可维修、可加固、能够承受结构的设计荷载.直到其寿命终止。一个好的养护和维修方案或策略对于建筑结构的健康使用是非常重要的。
1.4.6 成本分析
在建筑结构全寿命设计中, 分析和设计扩展到财务成本和环境成本两个方面, 设计目标是在结构整个生命周期内总的财务成本和环境影响最小。通过对建设、养护、维修、变更、改造、修复、回收再利用和拆除等各阶段费用折现, 寿命周期成本可以计算为现值或年度成本。环境成本指的是利用不可再生的自然资源 (材料和能源) 以及造成的大气或水土污染。大气污染的后果会导致健康问题, 给人类带来不便, 损耗臭氧层, 造成全球变暖现象。这些影响勾画出建筑的环境内容, 其目的是把环境成本限制到允许范围内, 并将其降低到最低程度。实际上, 在以上几大过程中, 都不可避免地需要进行成本分析, 并把建筑整个生命周期的总成本作为方案比较的重要依据之一。
2结语
目前, 结构全寿命维护正处于发展阶段, 而结构全寿命设计尚处于起步阶段, 主要存在于以下几个阶段需要改进:
(1) 大规模的基本建设阶段。基于安全性的维护设计方法, 主要问题是带来资源的极大浪费;
(2) 新建和维修改进并重阶段。基于性能的全寿命维护设计方法以充分利用现有资源最终实现人类与自然的和谐发展;
(3) 维修改造为主阶段, 因此, 可以预测建筑结构全寿命维护与设计是人类社会发展的必然。 [ID:6190]
参考文献
维护结构论文 篇8
关键词：环境,钢结构,防腐
1 冶金炼铁钢结构锈蚀破坏源分析
在工业建筑中, 钢结构多为因构件本身受到腐蚀, 金属厚度变薄, 承载力降低而结构失效破坏。金属钢结构因为本身材质铁元素影响, 即使在正常大气环境中也极易发生化学反应, 生成氧化铁锈蚀层, 但锈蚀层深入速度较慢;在冶金工业厂房钢结构中, 电化学腐蚀和高温气体腐蚀最为严重, 冶炼生产过程中, 会产生大量灰尘、热源、蒸汽及含硫酸性介质, 多种不利因素的综合常态化作用加剧钢结构锈蚀速度。另一方面钢结构防锈和防腐蚀的涂料与金属层粘结不足, 形成空鼓, 涂料质量差, 防护措施不当, 致使金属与外界大气的隔离防护层失效, 加快钢结构受腐蚀速度。
2 不同环境的防腐案例
2.1 高温、高湿及烟尘颗粒冲刷环境
高炉生产工艺流程中的重要设施图拉法排烟罩, 用于排放高温蒸汽。内外壁及塔架长期处在高温高湿环境中, 排烟罩内外壁及抗风架底部温度峰值时高达100℃以上, 烟气中含有密集的腐蚀颗粒对烟囱内壁产生冲刷腐蚀。水蒸气中含有大量的腐蚀成分, 经高温蒸发使排烟罩内外壁及塔架长期高湿寖蚀在湿态腐蚀环境中, 严重缩短了钢结构使用寿命, 因内壁比外壁腐蚀更严重而且不易于观察发现, 无形中增加了安全隐患。
综合其腐蚀环境对不同部位进行区分对待处理, 烟囱内壁底部火焰喷镀铝层加强和抹涂乙烯基酯树脂与高温玻璃鳞片胶泥相结合的特种防腐涂料, 烟囱外壁及抗风架采用聚氨酯沥青类-IPN互穿网络高分子特种防腐涂料防腐。
钢排气罩底部处于严重的腐蚀性环境中, 底部三米以下增加火焰喷铝镀层300μm, 所有焊缝处增加底涂两遍。
同时喷砂处理前对焊缝进行砂磨处理, 打磨平整或圆滑过度, 所有表面上的焊瘤、焊渣、飞溅物均应打磨掉。
2.2 高温蒸汽环境
高炉冲渣系统水冲渣池行车用于抓渣, 行车本体及附属过道为钢结构。长期在高温高湿环境中运行, 水蒸气中含有大量的腐蚀成分, 经高温蒸发使冲渣行车长期高湿寖蚀在湿态腐蚀环境中, 严重缩短了行车的使用寿命。
综合腐蚀环境采用H52--26船舶、H53--23钢制闸门专用油漆进行防腐蚀。漆膜总厚度140μm以上。防腐流程图2:
2.3 雨淋日晒干湿交替的工业大气环境中
高炉本体及出铁场为炼铁工艺中的重要建筑设施, 防腐蚀施工工艺长期处在雨淋日晒干湿交替的工业大气环境中, 特别是各层平台和边角部位处在雨水淋湿的粉尘长期覆盖下, 腐蚀较快。出铁场防雨棚及除尘管道长期处在高温烘烤和粉尘颗粒冲击腐蚀。防腐蚀层容易过早老化、爆皮起泡脱落。综合腐蚀环境采用附着力强的环氧富锌底漆和粘结力高的环氧云铁中间漆及抗老化耐候性能好的聚氨酯面漆防腐。
3 防腐技术控制要点
3.1 钢结构基层处理质量
防腐技术控制的关键点之一就是钢结构基层清理, 清理效果的好坏直接影响下步工序;除锈方法一般采用手工除锈、酸洗和喷砂除锈, 对于工业厂区重要钢结构建筑, 为保证基层彻底清理, 和施工便捷, 一般采用喷砂除锈, 彻底清除钢结构表面的附着物。肉眼观测可见均匀金属光泽, 即露出基材金属本质颜色。钢铁基层的除锈等级应符合规范规定, 一般采用Sa2.5。
注: (1) 不易维修的重要构件的除锈等级不应低于Sa2.5;
(2) 钢结构的一般构件选用其他树脂类涂料时, 除锈等级不低于St3;
为保证油漆涂料层能与钢结构基材表面有效结合, 要严格控制喷砂质量, 监理人员应将钢结构喷砂质量验收标准定为最高级别, 同时金属表面喷砂质量合格后, 要用压缩空气将表面浮沉清除, 从而为后续涂料层工序做好准备。主要从以下几点控制喷砂质量。
(1) 钢结构基层材质喷砂程度:喷砂后的表面应无灰尘、无水迹、无油垢、无污染物、无轧制铁鳞、无锈迹、无腐蚀物、无残留油漆层等金属基材以外其他杂质。露出均质的金属本色。喷砂作业环境尽可能在较干燥的环境进行, 若不可避免湿度较大环境, 就要基层清理与后续涂层统筹安排, 采用区域分割法施工, 既根据施工力量一块面积完成后, 后道工序跟进完成, 所有工序均完成后, 再完成其他范围;如此反复, 其间注意防范水汽粘附在基层上。
(2) 表面粗糙度:一般表面粗糙度Ra为2.5～1.3um。随着表面粗糙度的增大, 涂层结合强度相应提高。
(3) 喷砂表面的均匀性:在同种环境下的金属结构, 各部位锈蚀程度差别较小, 因此基材被喷砂粗化的状况应该在整个金属构件表面上是均匀的;对于锈蚀较严重部位, 喷砂后也会在一定面积范围内程均匀分布。
3.2 涂层厚度控制
(1) 在选择质量合格的涂料前提下, 在恶劣环境中易引起重腐蚀的钢结构建筑一般采用六遍涂层, 即底漆、中间漆、面漆各两遍, 施工时应按照涂料使用说明规定的标准面积使用量涂装, 控制好每遍涂层厚度, 同时为更好区分和检测施工质量, 底漆、中间漆和面漆的颜色区分开。
(2) 对钢结构件焊缝、阴角、端部、节点等位置在检查确认彻底除锈清理合格后, 再涂刷;节点部位一般容易遗留缺空, 出现漏涂漏刷现象;每遍涂层完成时均应对死角位置进行检查, 保证各结构部位漆膜厚度均匀一致。
(3) 施工时, 常配合使用湿膜测厚仪和干膜测厚仪, 按照统计抽样检查的方法, 严格控制漆膜厚度。
维护结构论文 篇9
一、医学实验室围护结构用材的指标体系
(一) 医学实验室的特点
医学实验室与其他普通公共建筑明显区别的特点:
1.室内表面光滑平整、不产尘和吸尘、无死角缝隙, 易于表面清洁以及室内表面与室内空气的消毒;
2.整体密闭性强, 易于通风控制, 利于预防致病因子的泄露、扩散, 保证实验室人员安全健康与实验室周边环境的安全;
3.平面布置按功能分区, 通常分为清洁区、半污染区及污染区, 每个功能区域针对性强, 工艺流程简捷合理, 人流物流顺畅、无折返或折返无交叉;
4.消毒杀菌设施多样性, 如高压灭菌器、紫外线灯、臭氧发生器、甲醛熏蒸器、红外灭菌器等;
5.有挂衣、更衣、洗手、紧急喷淋洗眼设施与更鞋设施。
(二) 医学实验室围护结构用材的要求
基于医学实验室的上述特点, 其装修的建造用料应具有如下的性能特点:
1.表面光滑平整、不产尘、不吸尘、无死角;
2.密闭性强, 无凹缝、易于密封;
3.防火, 不燃或难燃, 难燃材料在着火时产生的烟气无毒性;
4.耐腐蚀 (耐强酸强碱) 、耐磨;
5.隔热、隔音、防静电。
二、医学实验室围护结构用材的选择方案
医学实验室装修通常包括地板、天花吊顶与隔断, 其用材在国内市场也常有多种选择。为方便起见, 本文仅对我国实验室目前常用的几种用材方案进行比较。
(一) 地板, 见表1。
(二) 天花吊顶, 见表2。
(三) 隔断, 见表3。
除上述几个方案外, 吊顶与隔断还有其他可供选择的用材, 如千思板、不锈钢 (电解) 板、铝板等。因受到我国目前经济发展水平的限制, 这些选择尚无法在医学实验室中大面积推广, 本文在此不作比较。
三、医学实验室围护结构用材的比较
(一) 技术经济性能指标
为了比较评价医学实验室的整修用材, 本文根据材料常用的技术经济指标, 结合医学实验室的特殊性能指标, 设定本文比较评价的指标, 并进行评价内容分析、关键程度分档, 关键程度分为重要、次重要、一般、辅助四档, 见表4。
(二) 评价评分及其权重系数
根据上述技术经济指标的评价目标、内容及其在评价体系中所占的比重, 分五档、按百分制设定权重系数, 见表5。
(三) 技术经济指标的比较评分
1.地板用材的技术经济比较, 见表6。
2.天花吊顶用材的技术经济比较, 见表7。
3.隔断用材的技术经济比较, 见表8。
4.装修方案的评价
(1) 单项方案的评价评分
Fi=∑fiPij/5
Fi—某个单项评价的总得分;
fi—材料的某项指标的评价得分分值;
Pij—材料的某项指标在评价体系中的权重值。
表7天花吊顶用材的技术经济比较评分 (f) 一览表
表8隔断用材的技术经济比较评分 (f) 一览表
(2) 组合方案的评价评分
三个单项的评分之和是组合方案综合评价的判定依据, 其评分之和为:F=∑Fi/3
(3) 常见方案的评价
依据上述的数学方法对地板、天花吊顶、隔断以及三项组合的方案进行计算、比较, 见表9。
四、结束语
比较分析结果表明, 常见的铝质天花与铝合金玻璃隔断明显不适用于医学实验室, PVC卷材地板+彩钢板吊顶+彩钢板隔断是分数最高医学实验室装修的较适宜好组合方案。比较分析结果也印证了当前医学实验室装修的用材趋势。
参考文献
[1]医疗机构临床实验室管理办法.卫生部医发[2006]73号
[2]实验室生物安全通用要求 (GB19489-2004)
[3]罗运湖.现代医院建筑设计 (M) .北京:中国建筑工业出版社, 2001