安志芳，毛居雙，盧宏偉，李志國，魯衛(wèi)濤，韋 東，肖洪濤，侯寶佳，金素潔

（1.中國建筑科學(xué)研究院 建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000；2.遼寧省安全科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110004）

施工升降機能效測試方法探討

安志芳1，毛居雙2，盧宏偉1，李志國1，魯衛(wèi)濤1，韋 東1，肖洪濤1，侯寶佳1，金素潔2

（1.中國建筑科學(xué)研究院 建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000；2.遼寧省安全科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110004）

結(jié)合“十二五”國家科技支撐計劃課題任務(wù)，研究施工升降機能效測試方法，作為施工升降機綠色性能評價的基礎(chǔ)，根據(jù)在能效測試過程中獲取的經(jīng)驗，介紹了施工升降機在規(guī)定測試工況下，測試供給能、有效能、能效值和計算方法，對施工升降機節(jié)能性能評價提出了新方法。

施工升降機；能效測試；供給能；有效能；能效值；作業(yè)能效率

1 研究背景

我國正在大力推進綠色建筑和綠色建筑施工，已經(jīng)發(fā)布實施了《綠色建筑評價標準》GB/ T 50378-2006，《建筑工程綠色施工評價標準》GB/T50640-2010，推動了綠色建筑施工需要選用綠色施工機械，從用戶需求角度來拉動綠色施工機械發(fā)展，成為未來發(fā)展的必然趨勢，是綠色建筑施工對節(jié)能減排型施工機械的迫切要求。

綠色施工機械是指建筑工程施工中，在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，最大限度地降低能耗與減少對環(huán)境負面影響，滿足節(jié)能、減排、降噪的工程機械。由此可以判斷，研究節(jié)能減排、綠色環(huán)保型工程機械是未來的發(fā)展方向。

隨著工程機械行業(yè)發(fā)展，產(chǎn)品市場保有量迅速增長，以施工升降機為例，近年來施工升降機年產(chǎn)能已過萬臺，在用施工升降機有20余萬臺，由于缺乏淘汰機制，導(dǎo)致不同年代的產(chǎn)品都在市使用，不僅具有安全隱患，更談不上綠色發(fā)展。另一方面，在建筑施工中施工升降機耗電多少由工程建設(shè)方提供，一般不單獨計算，導(dǎo)致施工方更加關(guān)注于施工安全和施工效率，每年消耗的電能一直被忽視。

中國建筑科學(xué)研究院承接了國家“十二五”科技支撐計劃任務(wù)，綠色建造與施工協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》課題的《建筑工程主要綠色施工機械評價技術(shù)及數(shù)據(jù)庫》子課題的研究任務(wù)，組織了有關(guān)企業(yè)聯(lián)合起草了相關(guān)施工升降機能效測試方法標準，為今后開展施工機械綠色性能評價奠定基礎(chǔ)。

2 施工升降機能效評價指標

按照綠色建筑施工機械定義要求，施工升降機應(yīng)在施工作業(yè)中，能夠最大限度地降低電能消耗，減低環(huán)境負擔(dān)。一般情況下，在工程實踐中，施工升降機向上運行承載物料，向下運行為空載或帶載，施工升降機能效測試應(yīng)綜合考慮實際作業(yè)情況，盡量剔除對測試結(jié)果影響較大的不利因素，以便更加真實地反映出能效水平。

施工升降機能效指標可分為：供給能、有效能、能效值、作業(yè)能效率，以作業(yè)能效率為評價指標。為了使施工升降機能效測試方法具有一致性，宜在施工升降機制造企業(yè)或建筑施工現(xiàn)場進行測試，在規(guī)定的測試工況下測量供給能、作業(yè)時間和作業(yè)載重量，計算得出有效能（含動能和勢能），有效能與供給能的比值為能效值?？紤]施工升降機的工作效率在于單位時間內(nèi)運輸多長距離的物料質(zhì)量，因此，能效值與速度乘積為其作業(yè)能效率作為對比同類施工升降機的節(jié)能性能評價指標。

3 測試工況

施工升降機作業(yè)時的作業(yè)能效與運行高度、載重量、運行速度、控制方式等因素密切相關(guān)，需要選擇具有相對一致性的測試工況，按照GB/ T10054《施工升降機》標準進行安裝，以額定載荷和空載工況分別測試能效，反映出綜合的能效測試效果。施工升降機安裝布置見圖1所示。

圖1 施工升降機作業(yè)測試布置圖

1）測試樣機，施工升降機制造企業(yè)出廠的合格產(chǎn)品，并配置標準吊籠（單吊籠或雙吊籠）。

2）安裝高度，按照GB26557-2011《吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機》、GB10055-2007《施工升降機安全規(guī)程》和GB/T10054-2005《施工升降機》性能試驗方法的要求進行安裝，保證有效運行距離10m以上，確保所有安全裝置可靠有效。

3）試驗載荷，采用施工升降機額定載荷工況下進行垂直運輸試驗。根據(jù)施工升降機以垂直運輸物料、人員為主要作業(yè)對象的特點，確定測試對象為砝碼或重塊，便于搬運，有利于保證測試操作安全，對試驗作業(yè)對象進行誤差規(guī)定，可以取得具有一致性和可重復(fù)性的實驗結(jié)果。

4）吊籠運行距離，參考GB/T10054-2005的試驗方法，規(guī)定垂直運行距離為10m。

5）操作司機，應(yīng)具有相應(yīng)的上崗證資質(zhì)。

6）多臺施工升降機同時試驗，宜采用相同作業(yè)對象和同一司機操作，能夠盡量減少操作誤差，使每次試驗的人為操作誤差降至最低。

4 能效測試方法

4.1 測試循環(huán)

按照施工升降機安裝運行的高度，加載至額定載荷（含司機重量），施工升降機吊籠啟動向上運行至10m處標定的上限位，再下行10m至標定的下限位，往復(fù)連續(xù)運行3個循環(huán)為一次測試循環(huán)。測量對地絕緣電阻不小于0.5MΩ。

4.2 耗電量測試

額定載荷工況測試，將計量好的砝碼或重塊放入施工升降機吊籠內(nèi)，累計重量（含司機重量）約等于額定載荷，正負誤差不大于1%。空載測試則取下砝碼。

施工升降機耗電量測量采用使用數(shù)字電能表計量法。將數(shù)字電能表連接在施工升降機供電箱輸出端，升降機吊籠啟動時開始計量，吊籠運行1個測試循環(huán)時，連續(xù)作3個測試循環(huán)，分別記錄電能表值、運行時間、上下運行次數(shù)。

4.3 供給能計算

供給能是指施工升降機連續(xù)完成3個測試循環(huán)時的實際消耗電能的平均值，按照公式（1）計算

式中 EG——施工升降機供給能，J；

n——1個測試周期內(nèi)包含的測試循環(huán)數(shù)；

Di—— 1個測試周期內(nèi)第i個數(shù)字電能表數(shù)值，kWh。

4.4 有效能計算

有效能是指施工升降機完成一個測試循環(huán)時所消耗的電能，即垂直運輸過程產(chǎn)生的動能和勢能之和。有效能按照公式（2）計算

式中 EN—— 施工升降機有效能，J；

M——載重量，kg；

V—— 施工升降機運行速度，m/s；

H—— 吊籠垂直運行距離，m。

4.5 能效值計算

施工升降機效能值為有效能與供給能的比值，按照公式（3）計算

式中 Q—— 施工升降機能效值。

4.6 作業(yè)能效率計算

按照施工升降機的作業(yè)效率內(nèi)涵，可以理解為單位時間內(nèi)垂直運輸多長距離重物。由此在能效評價中，所提升重物的質(zhì)量相當(dāng)于能效利用率，因此可以簡化成能效值與速度乘積為作業(yè)能效率，按公式（4）計算

式中 F—— 施工升降機作業(yè)能效率。

4.7 測試結(jié)果確認

施工升降機在規(guī)定工況下測量實際速度、載重量、運行距離、運行時間、供給能，計算出有效能、能效值和作業(yè)能效率。取3次作業(yè)能效率的算術(shù)平均值作為最終測試結(jié)果。

5 能效測試示例

按照《施工升降機》標準，選取常用的SC200/200型施工升降機額定載重2 000kg、標準吊籠的普通型和變頻型為例，垂直運行距離10m，能效測試結(jié)果見表1，圖2為測試現(xiàn)場。

表1 施工升降機能效測試結(jié)果示例

圖2 施工升降機能效測試現(xiàn)場

6 結(jié) 語

本文所研究的施工升降機供給能、有效能、能效值和作業(yè)能效率的測試和計算方法具有很強的探索性。經(jīng)過實際測試分析，發(fā)現(xiàn)空載狀態(tài)下的作業(yè)能效率很小，評價施工升降機的作業(yè)能效率宜帶載測試。在額定載荷狀態(tài)下測試作業(yè)能效率則可以反映出施工升降機的電能消耗與作業(yè)效率的關(guān)系，因此，采取作業(yè)能效率評價更加具有科學(xué)性。

［1］GB26557-2011，吊籠有垂直導(dǎo)向的人貨兩用施工升降機［S］.

［2］GB/T10054-2005，施工升降機［S］.

［3］GB10055-2007，施工升降機安全規(guī)程［S］.

［4］GB/T30222-2013，起重機械用電力驅(qū)動起升機構(gòu)能效測試方法［S］.

［5］侯寶佳.我國綠色施工機械發(fā)展研究［J］，建筑機械化，2015，（4）：27-31.

（編輯 吳學(xué)松）

Discussion on construction hoist effi ciency test method

AN Zhi-fang， MAO Ju-shuang， LU Hong-wei， LI Zhi-guo， LU Wei-tao， WEI Dong， XIAO Hong-tao， HOU Bao-jia， JIN Su-jie

“十二五”國家科技支撐計劃“綠色建造與施工協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（2012BAJ03B01）

TH213.6

B

1001-1366（2015）08-0032-03

2015-07-09