国内节能技术(精选9篇)
摘要:建筑技能对促进国家经济持续发展具有重要意义,也是我国经济发展的重要内容之一。建筑技能技术的革新和改进对提高能源利用率具有重要推动作用。本文从建造技能的概念出发,在降低建筑结构能耗、开发新能源、使用新节能材料等方面阐述了相应节能措施,以期望对研究我国建筑节能技术具有参考价值。
关键词:建筑节能;建筑能耗;新能源;新材料
1、建筑节能概念
建筑技能可以分为广义技能和狭义技能两大类。其中广义建筑节能是指在建筑物的整个生命周期内,考虑其能源的流动情况,与其相对应的节能技术被称为绿色建筑。狭义建筑节能主要关注的是建筑的构造部件在加工、安装、建造及其使用过程中的能耗情况,特别是建筑运行使用过程中的能耗情况。与狭义建筑节能对应的节能技术称为节能建筑,通常讨论的节能技术多为狭义建造节能,本文所提出的技能技术均是指狭义建筑节能[1-2]。
2、降低围护结构的能耗
建筑围护结构的能耗主要包括三个部分:门窗、外墙、屋顶。这也是建筑节能技术最关注的三个部分,主要节能方法是提高构造技术,使用更经济高效的保温隔热材料,来增强围护结构的密封、隔热和保温的性能。
2.1门窗节能
门窗在建筑艺术上具有重要意义,是重要的通风采光的围护结构,同时又是容易受损构件。为了增大通风采光的面积,现代建筑将门窗的面积设计的更大,为了增强艺术效果,有的建筑被设计为全玻璃幕墙结构。门窗面积的增大对保温和密封性提出了更高的要求,增加了节能的难度。目前对门窗节能的主要方法是提高门窗的密封性和研制保温隔热性能更高的材料。
2.2外墙节能
外墙节能的主流方法是采用复合墙体,复合墙体采用钢筋混凝土或者块体材料作为承重结构,墙体是将保温隔热材料与薄壁材料复合而成。与传统材料相比,复合材料需要特殊的加工设备和工艺。例如,聚苯颗粒骨料是将废弃的聚苯板粉碎,并将大量粉煤灰加入到胶粉料中,是一种废物再利用的典型环保材料。胶粉聚苯颗粒浆料是把聚苯颗粒轻骨料和胶粉料通过加水搅拌成浆料,将浆料涂抹在墙壁外表面上,形成一层无空腔的保温层。墙体复合技术总体分为三类:夹心保温层、内保温层、外保温层。欧洲国家大多利用外附发泡聚苯板的办法,其中外保温建筑占德国总建筑的80%左右,其中采用泡沫聚苯板约占70%,而我国多采用夹心保温层。
2.3屋顶节能
屋顶作为围护结构的一部分,具有重要的保温隔热作用,寒冷地区的屋顶为了减少屋内热量的散失,需要加装保温层,炎热地区的屋顶为了减少导入屋内的太阳辐射热量,需要安装隔热层。在冬冷夏热的黄河与长江流域之间,建造需要考虑冬夏两个季节的温度变化。常见的保温方法有:在屋顶防水层的`下方铺导热系数较小的保温材料,例如玻璃棉、膨胀珍珠岩等;在防水层的上方铺聚苯乙烯泡沫。例如,英国利用废纸制作了一种保温材料,将废纸经过硼砂阻燃处理制作成纸纤维,施工时将纸纤维吹入屋顶预留的夹层中,形成保温层同时又具有防火的作用。屋顶的隔热办法主要有屋顶绿化、屋顶架空通风、屋顶蓄水等等。为了满足屋顶的节能需求,出现了一些利用智能技术、生态技术实现屋顶节能的新技术,例如可控型通风房顶、太阳能集热房顶等等。
3、开发建筑节能新材料
3.1外墙保温和饰面系统
外墙保温和饰面系统的使用率在商业建筑外墙中占17.0%左右,在民用住宅外墙中占3.5%左右,而且在民用住宅中每年以1.0%~18.0%的速度增加。外墙保温和饰面系统的主体部分是保温板,制作材料是聚苯乙烯泡沫塑料,厚度在30~120mm范围,使用机械方法或者合成黏结剂将保温板固定在外墙上;外墙保温和饰面系统的中间层是聚合物砂浆基层,基层具有持久性和防水性的特性,使用玻璃纤维网增强并传送外力;外墙保温和饰面系统最外面的部分是表面覆盖层,要求设计的美观持久,为了防止覆盖层褪色或开裂,覆盖层材料可使用丙烯酸共聚物涂料,具有多种颜色和质地,强耐久性和耐腐性能均比较高。
3.2隔热水泥模板
隔热水泥模板是一种绝缘模板,使用水泥类的胶凝材料和聚苯乙烯泡沫塑料制成模板,多用于浇筑混凝土墙和地基。施工时,先在模板内部垂直或者水平配筋,建成墙体后,隔热绝缘模板将成为墙体的一部分,在墙体的内部和外部同时形成了保温绝热层。
3.3保温绝热板
保温绝热板材的中间是夹心层,材料多是聚亚氨脂或聚苯乙烯泡沫,厚度采用120~240mm,两面根据不同需要可采用不同的平板面层,房屋内可以使用胶合板类木制品作为两面。使用保温绝热板材建成的建筑具有强度高、造价低、节约能源、保温效果好、保护环境、施工简单等特点。保温绝热板宽一般为1.2m,最大长度可达8m,尺寸已经系列化,整套供应,建造者只需进行组装即可使用,尺寸也可根据实际要求定制[4]。
4、新能源的开发
为了缓解能源枯竭和人口增加之间的矛盾,在对不可再生能源节约的同时,需要开发和利用新能源及再生能源。开发新能源必须以高新科技为依托,例如太阳能、水力、潮汐能、地热、风能及其它可再生能源,都需要借助先进技术手段,以提高能源利用率。建筑可以利用太阳能取暖,假如又可以把太阳能转换为电能,将光电产品融入到建造构件中,将所获得的电能为建筑所用,可很好的降低建筑能耗,例如光电天窗、光电窗间墙、光电玻璃幕墙、光电屋面板、光电外墙板等等。
5、结论
采用新技术,利用新能源,开发新节能材料,提高建筑能源利用率,是实现建筑节能的根本手段。在快速城市化进程中,节能建筑必定是紧凑型的,具有较高建筑密度和容积率,以提高土地利用率。建筑节能一方面要充分利用可再生和低品位的新能源,另一方面研发新节能技术和材料,同时,要重视能源规划和节能管理。
参考文献:
[1]翁丽芬,张楠,陈俊萍.我国建筑能耗现状下的建筑节能标准解析及节能潜力[J].制冷与空调,2011.1(2):10~14.
1 建筑外窗节能的重要性
早在20世纪70年代, 就有人提出建筑节能这一概念, 是指在不牺牲人体舒适感的前提下, 提高日常建筑的自身使用能效, 从而降低建筑能耗。
1.1 建筑外窗节能概述
建筑物的围护结构由外墙、外窗、屋顶构成, 其中外窗也是围护结构的重要部分, 建筑外窗的功能主要有:遮阳与隔热、采光与保温、通风与环保、密封与降噪等等。但由于窗户壁薄且轻, 不仅存在温差传热问题, 还有通过窗户缝隙的空气渗透传热、太阳辐射传热问题, 外窗是围护结构保温、隔热的薄弱环节。
以华北地区某大城市多层住宅为例, 通过围护结构的传热耗热的总量大概是72%, 其中的28%耗热量是通过门窗缝隙的空气渗透的, 其中窗户的传热量占22%, 可见, 窗户是耗热量较大的构件, 是节能的重点部位[1]。建筑外窗所损失的能量是影响建筑热环境和造成能耗过高的主要原因, 因此, 外窗节能是降低建筑能耗的重要途径。
1.2 建筑外窗节能研究的重点
一般来说, 建筑外窗的保温隔热性能比外墙差很多, 而且外窗和墙连接的周边存在很多不密实的薄弱环节不利于保温, 主要有以下几个方面影响:一是冬季外冷内暖、夏季空调外热内冷的室内外温差传热受窗的传热系数影响;二是夏季受太阳辐射影响, 围护结构受到炙烤, 以使室内温度攀升。同时, 外窗节能还需要考虑三大因素:太阳能的利用、外窗保温隔热性能、外窗气密性和合理的自然通风。在冬季, 通过窗户进入室内的太阳光线有利于室内温度提升, 可以节能。而夏季, 通过外窗进入太阳光是强辐射热, 会增加了空调降温的能耗, 需要减小窗的传热系数、提高窗户密封性能、抑制温差传热, 以降低窗热损失;因此, 增加窗户的热阻、提高窗户密封性能可以减少空调降温的能耗。建筑外窗节能可显著降低建筑耗热量, 据相关研究表明, 提高建筑外窗的保温隔热性能和密封性, 是目前外窗节能技术研究的两个重点方面。
2 国外建筑节能政策及改造技术发展情况
自20世纪70年代全球性爆发能源危机后, 世界各国都开始研究能源的现状和利用情况。很多学者认为, 建筑能耗也是能源消耗的一部分, 并形成共识:必需制定建筑设计节能标准, 并制定建筑节能法规。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能规范。欧美发达国家的节能环保意识非常强, 早在上世纪70年代就已经重视建筑节能, 并制定了新建建筑必须强制执行的节能标准, 建筑能耗有较大幅度下降。同时对既有建筑进行节能改造, 但是其建筑造价会比普通建筑高出3%, 但每年的运营成本却可节约60%。
2.1 德国
德国的能源匮乏, 德国的天然气80%依靠进口, 石油几乎100%依靠进口, 节约能源是德国政府能源开发利用的重要政策。德国法律规定:新建住宅采暖每年每平方米一次能源消耗不超过70k W·h, 旧住宅不超过10k W·h (而国内同类建筑住宅却消耗300k W·h~500k W·h) 。在德国, 冬天一般温度在-10℃左右, 最冷时-20℃, 但房子里却低温暖舒适, 且能耗很少。近40年, 德国住宅建筑外窗传热系数减低了63%, 也就是说能源消耗减少了63%。德国在建筑外窗节能技术中主要采用两种技术:一是多层玻璃窗, 即多层玻璃和非金属框, 玻璃之间使用的非金属框非常密封, 隔热性能很好, 玻璃之间充满惰性气体, 保证窗总传热系数<2W/m2K。二是加装遮阳设施, 主要有可调节的百叶窗、上翻或侧翻遮阳板、卷帘式遮阳板。德国政府对使用节能门窗的企业和个人给予10%、30%的补贴。
2.2 英国
英国政府是在1986年制订国家节能计划, 将建筑物节能从低级到高级划分为10个等级, 并严重执行节能标准。如今英国的新建住宅大都达到最高节能等级, 节能型建筑比传统建筑要减少75%的能量消耗。据介绍, 英国现存的既有建筑中每年排放大约1.5×108t二氧化碳, 占社会总排放量的27%, 而90%的现有建筑寿命将持续至2050年, 因此对既有建筑进行节能改造具有重要意义。英国政府从2007年4月起严格要求新建建筑必须符合《可持续住宅规范》, 2016年起, 新建住宅必须达到6星级。目前, 英国采用节能窗标识体系, 英国门窗等级认定委员会 (BFRC) 除了对窗户的性能提供节能窗标识外, 还对窗户节能率设置了0 (最低) 至100 (最高) 的分值, 消费者可以通过分值高低正确选择节能窗户。
2.3 法国
法国政府在1973年后开始采取很多节能措施, 用于提高建筑物的能源利用效率、降低能源消耗。法国政府每年都会拨出3亿法郎专款, 资助节能新技术的研究。法国在1974年颁布节能设计标准, 要求新建民居的能耗要比原来降低25%, 此后于在1982年、1998年又分别出台节能标准的修订版, 比以前再节能25%。对一些公共建筑如百货商场、学校、医院等, 规定其节能标准要参照住宅标准。
法国的住宅建筑外窗历史上以木窗为主, 以后采用铝合金窗, 在1990年之后, 法国政府开始推广PVC塑料保温窗, 新建住宅基本上都采用这种PVC塑料窗, 其一般是安装中空玻璃或含氩气的中空玻璃, 四周镶嵌橡胶密封条, 在窗框和墙体的接缝处现场喷发泡聚氨酯, 将之间的空隙封闭得很严实。同时, 有的建筑还在玻璃窗外安装电动可调节的PVC保温帘或者其它材质的金属卷帘, 其功能可以遮挡太阳光照射, 降低太阳辐射热, 起到保温降噪作用, 更重要的是减少能耗。
2.4 美国
美国的建筑产业相对发达, 与钢铁产业汽车产业并称为经济的“三驾马车”。美国的建筑与中国的建筑差别较大。美国的人口约2.5亿人, 住宅自有率约为66%, 人均栖身面积59m2, 居世界榜首。美国的住宅很多为三层以下。
自本世纪初开始, 美国的建筑能耗占能源总消费的33%, 建筑耗能超过了交通和工业。近年来, 美国政府在积极推广一种新技术—“零能耗住宅”, 以进一步加大建筑节能环保的力度, 即:通过外墙 (如太阳能吸热壁) 、改善窗户和建筑材料等, 没有增加其它机械系统, 仅利用太阳能来实现对房屋进行供暖、降温和照明, 以减少夏季房屋降温或冬季室内供暖所需的能源消耗。
美国也是采用节能窗标识体系的国家, 早在1991年美国国家门窗等级认定委员会 (NFRC) 就开始启用产品认证册, 使用U值传热系数来评定门窗的可见光渗透率和太阳得热因子 (SHGC) 。美国的节能型外窗较多, 其中以PVC加木芯组合成高级节能窗为最多, 其它还有断桥铝合金节能窗、PVC中空玻璃节能窗、高强度、PVC节能窗、木纤维复合材料节能窗。
3 国内目前在建筑外窗方面的节能技术应用
我国是一个能源消耗大国。目前, 国内能源主要来自火电和水电, 同时也发展了风能、光能、核能等新能源, 但由于成本、技术与稳定性等原因, 能源应用量不大, 新能源的推广普及和节能降耗工作迫在眉睫。目前我国建筑能耗占能源消耗总量的27.5%, 根据国家有关权威部门的统计, 随着城市化进程的加快, 到2020年我国建筑能耗可能上升到35%左右, 成为第一用能领域, 工业能耗退而次之。与国外相比, 我国的建筑能耗量较大, 居住建筑的单位总能耗是发达国家的3倍左右, 外窗能耗是发达国家的1.5~3.5倍, 门窗空气渗透率为发达国家的3~6倍。门窗能耗在建筑能耗中占有极大的比重, 每年通过门窗流失的能量达到45%, 而通过窗户流失的能耗又占到其中的93%。因此, 外窗节能已经成为我国建筑节能最重要的环节。
国内对外窗节能技术的研究成果较多, 主要是针对窗户热量损耗因素展开的。第一, 是外窗的传热热阻。热阻越大, 则通过窗户交换的热量较少, 夏天降低空调制冷耗能, 冬天减少制热耗能。外窗的材料和类型将影响外窗的热阻。第二, 是外窗的气密性。建筑外窗的气密性是指在外窗关闭时, 阻止空气渗透的能力。外窗的气密性能高, 热量损失就会越少, 当然对室温的影响也会越小。同时也会阻止室外风力变化对室温的影响, 第三, 窗户与墙体的比例。这是指外窗面积与外墙面积的比值。一般外墙砌体或混凝土及保温层的传热热阻比外窗 (玻璃) 的传热热阻大很多, 因此, 建筑能耗量随着窗墙面积比的增加而增加, 因此要在满足采光通风的前提下确定合适的窗墙比例。当然不同朝向的太阳辐射强度和日照率有差别, 窗户所获得的太阳辐射强度和持续时间也不相同。因此, 建筑外窗的节能主要从提高外窗的保温性能、隔热性能、密封性能等三个方面入手。
3.1 使用节能的窗框
目前, 我国的建筑物绝大多数外窗都是塑钢窗或普通铝合金窗, 这些节能效果都不好。节能外窗在我国的使用率只有0.4%, 其中外窗框所用型材约占外窗洞口面积的15%~30%, 也是外窗能量流失的一个薄弱环节, 因此, 其中一个关键要素就是选择适宜的窗用型材。如今外窗框的型材种类很多, 如断热型铝合金窗框、断热型钢材窗框、塑料型材和一些复合材料 (铝+塑、铝+木等) 。其中, 断热型铝合金节能效果比较好, 大大降低了铝型材传热系数, 断热型铝合金是在铝合金型材的横截面中使用中空热桥 (冷桥) 技术使型材分为内腔和外壳两部。断热型铝合金不仅抗拉、抗折强度高 (接近铝合金) , 而且它的机械性能好、隔热效果也较好。
3.2 使用节能的玻璃
在建筑外窗中, 为了采光, 玻璃面积约占窗户面积的65%~75%。普通单层玻璃的热阻较小, 而且对太阳光辐射几乎完全吸收, 并通过玻璃体传导到室内, 是无法达到阻热、保温、节能效果的。同时外窗玻璃有很多种类, 其传热系数、透光率和遮阳系数的差别很大。其中传热系数和遮阳系数具有双重性。在冬季, 太阳辐射可以得到热量, 传热系数可以使室内温度升高;但夏天又希望减少太阳辐射, 避免通过窗体进入室内。因此, 对于冬暖夏热、冬冷夏热等不同地区的建筑外窗, 在窗玻璃选择上, 应选择不同的遮阳系数和相应的传热系数。常见降低导热性和提高遮阳性的措施有: (1) 借鉴汽车玻璃隔热, 采用玻璃镀膜。镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀合金或金属化合物组成的薄膜, 并合理配置膜层的结构和厚度, 可以改变玻璃的光学性能, 反射太阳光线, 并阻隔太阳热辐射, 从而改善隔热遮阳性能。其中Low-E玻璃, 是在玻璃表面采用一张对红外线高反射、不吸热的合金或金属化合物材料镀膜, 对可见光有较高的投射率, 能反射太阳能波段的热辐射, 明显降低了玻璃的传热系数, 有很高的遮阳隔热性能。玻璃表面化学镀膜。 (2) 中空玻璃。中空玻璃是把两块或多块玻璃平行放置, 中间留有一定的间隙, 在玻璃与窗框嵌合处四周围用隔条和胶密封, 玻璃间的空气层与窗外大气隔绝, 玻璃层间充满了干燥气体, 具有隔音、隔热、防结露和降低能耗的作用。
3.3 增加遮阳设施
最简易方便的就是挂窗帘。窗帘不但有遮阳、隐蔽的作用, 而且它还起着保温隔热作用。如果在冬季的晚上候, 拉上窗帘就会觉得房间里比较温暖, 其原因是, 低温的窗面对人体的冷辐射被窗帘挡住, 而且传热系数变小, 窗的散热量降低, 通过窗缝进入室内的冷空气也被挡住了, 窗帘起到了保温作用[2]。不同的遮阳设施, 其节能效果也不相同。由于在室内悬挂窗帘的节能效果不够理想, 可以推广可调节式外窗遮阳设备:遮阳百叶窗。百叶窗安装密封的双层中空玻璃内侧, 并固定在开放式铝板内部, 在室内通过磁力可控制百叶升降和翻转, 当百叶处在水平位置时, 既可采光, 又可遮阳。这种装置是根据外部环境变化来调整百叶窗, 有效阻隔太阳辐射。同时这种遮阳百叶窗只需要擦拭玻璃表面, 便于清洁。中空玻璃内嵌百叶窗具有隔热、隔声、保温、装饰性和隐私性于一体, 虽然设备造价较高, 但是节能效果较好, 适合于推广应用。
3.4 根据朝向设计合理的窗扇比
外墙一般为砌体、混凝土及保温材料, 其传热系数往往要远小于窗玻璃的传热系数。因此, 窗墙比例对能耗的影响很大。在满足通风和采光的前提下, 窗和墙的面积比越小, 热量损耗就越小, 节能效果也就越佳。南、北不同朝向的外窗因为太阳辐射强度和日照率的差别非常大。在《民用建筑节能设计标准 (采暖居住建筑部分) 》中, 对不同朝向的窗墙面积比虽然做了规定, 但还应根据当地情况进行具体调整。其中, 北侧的起居室, 考虑其采光需要, 窗墙面积比可取0.3;高层建筑东、西向的窗墙面积比可取0.35;南向房间考虑其朝阳经常采用落地窗、和凸窗, 南向的窗墙面积比可取0.45, 增加南向外窗的面积, 可充分利用太阳光的辐射热来有效降低采暖能耗, 兼顾宽敞明亮的视野和节约能源的目的。
3.5 提高外窗的密封性
我国的既有建筑大多采用的塑钢窗和普通铝合金窗, 窗框与墙体之间的空隙容易渗透风, 解决的方法是采用密封条、密封胶或其他密封材料, 用以加强窗的气密性, 减少渗透能耗[3]。目前窗框与墙体之间的空隙, 使用的密封材料通常是聚氨酯发泡体, 除了具有填充功能外, 还具有密封、保温、隔热性能。玻璃和扇及框之间的用密封条, 密封条分为胶条和毛条。胶条的断面结构尺寸要与塑钢门窗型材匹配, 且需要拉伸强度大、弹性好、耐温耐老化, 用在塑钢门窗中起着水密、气密及节能的重要作用;当然质量一般的密封胶条耐久性差, 容易老化, 长期暴晒, 胶条容易老化变硬, 失去弹性, 不仅密封性降低, 而且会使玻璃松动, 并引起安全隐患。
4 结语
近些年来, 很多国家制定了很多建筑节能标准和制度。我国也在建筑外窗节能技术的研究开发和推广方面做了大量工作, 建筑外窗节能水平正逐步提高, 但与欧洲和美国等先进国家相比, 仍有较大差距。随着经济建设和社会发展速度加快, 节能环保的形势迫使我国的外窗制造行业迅速发展。在建筑门窗节能方面, 我们还需要在做更多的研究:建立综合性节能指标体系, 如窗的夏季传热系数、窗玻璃的遮阳系数、窗户采光性能;建立符合冬暖夏热、冬冷夏热不同地区特点的外窗节能指标和技术;加强节能技术宣传, 建立正确的全民节能观念。
参考文献
[1]王立雄.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.
[2]郑茂余, 王海燕.窗的保温与节能[J].哈尔滨建筑大学学报, 2000 (6) .
三维技术这种表达方式在国内兴起的时间是20世纪。三维技术可以包含很多东西,它是利用三维软件来达到二维所达不到的的真实华丽的效果,虚拟现实也是根据三维技术来模拟一个虚拟的场景或者事物来让顾客或者消费者身临其境,通过这种方式来达到其效果与目的,三维技术可以做到现实中实拍人物做不到的和无法表达的一些效果。人类的思维是无限开阔的,但是要把这些想法与创新表现出来,我们就会用一些虚拟的技术来表达。
关键词:三维;虚拟现实;未来趋势
一、三维动画在广告界所占的优势
三维技术这种表达方式在国内兴起的时间是20世纪。在此之前国人一贯使用二维的表达方式,而三维所使用的软件大都来自国外,当时国内很多人还没有办法研究得很通透,但是近几年来随着三维的兴起和网络的便利,我们可以获得很多国内外的学习的机会,自然我们国内的三维技术也得到了不断的进步。
一般人对三维动画的第一印象可能是关于动画的,但是动画的真正的内涵是虚拟会动的画面,简称为动画。简单来说,三维包括模型、动画、渲染、后期合成校色、剪辑及特效。所以,三维动画可以包含很多东西,它是利用三维软件来达到二维所达不到的的真实华丽的效果。
首先,使用三维动画可以节约成本。传统的广告大都采用实拍的手法来宣传,一般都需要很多的预算,比如找导演、演员和摄影师,布置场景,后期处理如修片,安排协调工作人员等一些繁琐的工作环节都需要不菲的资金支持。但是,如果换做是三维的方式来制作,就可以节约不少成本,不过这也要视剧本的要求而定,如果精细度要求非常高,三维动画的造价也可能比实拍还要高。但是一般来说,除了电影级别的片子的精细度要求较高,广告的级别基本上不会要求那么精细。之前我们就说到,实拍广告也是在采用布景的方式下拍摄的,拍摄完后也要进行场景的处理和后期颜色的校正或者一些特效的添加。然而,这些都可以包括在三维里面,都是属于后期的处理。所以广告制作在前期和后期的处理都与三维类似,中间的过程使用三维技术可能就会节约一些成本,因为少了修片、抠像及一些琐碎工作的成本。
其次,使用三维动画效果会更加出彩。相比实拍的广告来说,三维可以更方便地来做华丽的特效以迎合广告剧本的要求与效果。在实拍过程中,一切演员无法达到的动作都可以在三维中方便地做出来,当然这个就要看动画师的功底了。而且在这个过程中,也不用摄影師根据不同角度去拍摄再剪辑,在三维中有摄像机可以直接全程跟踪拍摄。
后期在添加特效时需要匹配人物。如果是人物实拍,就会很难去匹配,需要抠像再去做特效。而在三维中,可以比较方便地去匹配特效来表现其效果,而且三维的人物也可以实现真实中带点梦幻的效果。所以不管从哪方面来说,使用三维动画的效果绝对不逊于实拍。
二、虚拟现实在汽车行业中的发展前景
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,通过对使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如身临其境般及时、没有限制地观察三度空间内的事物。在国内,很多项目都开始使用虚拟现实的方式来表现。
虚拟现实根据三维技术来模拟一个虚拟的场景或者事物来让顾客或者消费者身临其境,通过这种方式来达到其效果与目的。这种技术通常运用在很多行业,主要是起到宣传的作用。它是另一种可以代替语言的表现方式。在汽车行业中,三维技术也得到了普遍的运用,使用这种技术能更好地让顾客身临其境。随着科技的日新月异,人们的生活水平也越来越高,汽车的市场需求也越来越大。汽车市场要求的扩增促成了虚拟现实在汽车行业的运用。虚拟现实是通过三维技术做出汽车内部结构和一些虚拟场景,客户在家里就可以体验汽车的性能,观察内在结构与汽车的外形。这样可以更方便地让顾客体验,也减少了汽车公司宣传的开支。所以,以后这种技术的使用将会是一种发展趋势。
三、国内三维技术发展的趋势
目前在国内三维技术已经随处可见。比如三维动画片、欢乐谷的四维动画以及广告场景或者人物等这些都是三维技术的产物。使用三维技术可以实现现实中实拍人物做不到或无法表达的效果。人类的思维是无限开阔的,但是要把这些想法与创新表现出来,我们通常就会用一些虚拟的技术来表达。
在动画行业,三维动画的创新与传统文化的结合越来越多。在广告行业中,我们也倾向于利用三维的效果来达到宣传的目的。在汽车、房地产等行业中,同样的可以利用三维技术让客户更好、更晰地了解到产品的功能与性能,包括房子的结构和大效果图等,更方便地让顾客去选择自己喜欢的风格。这样不仅大大节约了成本,而且也给厂商和顾客提供了更加方便的途径。
不管哪个行业,都有可能会用到三维技术。因为人们就是生活在一种立体的情景中,人们总是希望把一些事物往着立体的方向去牵引。三维的表达方式已经成为现实生活中的一种趋势。在国外电影中出现在立体虚拟现实的事物很多已经就有了实体,国内也有这种类似的项目。越来越多的三维电影和三维的舞台效果在我们的生活中慢慢浮现出来,包括现在很多的游戏,也有很多都是三维的大型游戏。液晶电视也具有了三维和二维切换的功能,这样的基本设施的发展趋势就会带动更多的三维事业的发展。不难发现,在最近几年的春节联欢晚会中,也大量采用了立体的舞台效果,今年的央视六一儿童节节目也采用了三维的技术舞台效果来表现其欢乐的气氛,让观众产生身临其境的感受,不用带三维眼镜就可以看到真实的三维场景和事物。
总的来说,国内三维技术未来的发展趋势是非常好的,不管哪个行业都可能会涉及到三维的问题,随着科技的发达,三维将会取代很多二维的一些事物。
钦州市工业和信息化委员会:
广西金桂浆纸业有限公司是金光纸业(中国)投资有限公司与钦州市华晖林业有限责任公司共同出资设立的外资企业。其林纸一体化工程年产60万吨高档纸板项目已由国家发改委以发改工业
[2005]2294号文核准,项目的总投资为792,567.00万元人民币,主要建设内容为年产60万吨高档纸板生产线一条、年产30万吨化学机械生产浆线一条,另外还包括辅助生产设施和厂区公共工程等。根据国家发改委《外商投资产业指导目录》(2004版),本项目属于国家鼓励类项目。
为认真贯彻落实国家节能环保政策,我司积极稳妥地推广使用高效节能设备,从2008年开始使用自有资金购买了20台高效油浸式配电变压器和13台变频器和14台除尘器、2台循环流化床锅炉、6台给水泵、9台冷却水塔、4台压缩机、2套烟气连续监测系统。购买价格为334,683,442.43元。我司通过使用高效节能设备,大大降低了电耗及防治污染源,达到了节能环保的目的。
根据财税[2008]48号文《关于执行环境保护专用设备企业所得税优惠目录节能节水专用设备企业所得税优惠目录和安全生产专用设备企业所得税优惠目录有关问题的通知》,企业自2008年1月l日起购置并实际使用列入《目录》范围内的环境保护、节能节水和安全生产专用设备,可以按专用设备投资额的10%抵免当年企业所得税应纳税额;企业当年应纳税额不足抵免的,可以向以后年度结转,但结转期不得超过5个纳税年度。
2009年我司购置的节能节水专用设备符合《节能节水专用设备企业所得税优惠目录(2008年版)》中的性能参数和能效标准。
因此,特向贵委申请专用设备投资额10%的资金补助。特此申请!
恳请贵局尽快审核批复为盼!
广西金桂浆纸业有限公司
——中国航天科工六院41所某型号双脉冲发动机研制侧记
日前,塞外的基地传出好消息,试车台上某型号双脉冲发动机喷管发出灿烂的火光,在长时间脉冲间隔的等待中,二脉冲正常点火,火光闪耀,热试车取得圆满成功,为中国航天科工六院41 所新年的科研任务赢得了“开门红”。
轻质化、长时间隔离的技术优势使41所成为国内双脉冲技术的“领头羊”。它标志着六院41所在高质量比、长时间间隔双脉冲发动机总体设计和制造等方面实现突破,达到国际先进水平。
“开疆拓土”攻关成功
设计研发的道路对于41 所来说,完全是团队“开疆拓土”、边摸索边试验的过程。团队成员在喷管、隔离结构、壳体的设计上进行了技术攻关,立足于最优化的技术方案,进行了各项技术指标的反复论证。目前,国内双脉冲技术的发展尚处于研究阶段,国内外没有任何技术资料可以借鉴参考。从2013年下半年开始,团队在原理样机的基础上,进行了多次的单项试验考核和集成验证试验,以100%的成功率率先使该型号在国内通过整机地面试车。这次试车的成功为某型号提供了技术支撑,不仅带动了六院设计、工艺、制造装配技术的进步,同时发挥了41 所作为总体所的技术牵引、技术抓总、技术管控作用,推动了六院在设计、工艺、制造等方面的技术创新。
团队“作战”后盾强
这个设计团队有经验丰富的“老手”王总、老赵,也有新成长起来的“新手”小邓、小苏,还有老易、老肖等分系统的“能手”。隔离结构及轻质喷管等关键技术的研发设计是一块难啃的“硬骨头”,设计团队的队员们用他们的辛勤汗水,一次又一次地完善关键技术设计付出了外人难以想象的辛苦。
而这样一个团队的成长离不开41 所上下一心的策划指导和大力支持。型号发动机的技术难度高,所里合理调配人手,有效地推动了型号技术攻关。
发动机的设计遇到难题时,装配遇到障碍时,领导与设计人员一同探讨处理问题的方法,提供解决问题的思路,与设计团队共同商讨渡过难关。
资源条件跟得上,后勤保障跟得紧,适时放权能担当,使得设计人员没有后顾之忧,全力投入到发动机研发设计中。所里坚强的后盾支持成为这支攻坚队伍一直向前冲的动力。
关键时刻敢担当
双脉冲发动机设计及研制需要不断的创新,研发的道路不是一帆风顺,遇到了各种各样的难题。
作为备份研制单位,41 所的设计团队顶住压力,扛起了重担。双脉冲发动机隔离结构的设计是攻关中遇到的最艰巨任务之一。如何能够保证发动机运转时隔离结构正常隔离,同时隔离结构发挥作用后保持完好是最大“拦路虎”。设计团队不断改进优化设计方案,激发创新思维,形成了长时间隔离等技术优势。该型号双脉冲发动机王副总设计师在某次总装过程中发现异常现象,为了找到问题的原因,他坚持将发动机壳体进行分解。分解后终于找到了问题出现的症结所在。
滴灌技术由以色列斯迈哈·博拉斯父子发明,具有其他灌溉技术无法比拟的优点。滴灌技术自引进后经历了40多年的发展。最初,滴灌是一种节水方法。随后,人们发现滴灌能够达到有效灌溉,使密植作物如花、蔬菜和柑橘等提高产量和质量。20世纪90年代,滴灌技术开始应用于大田作物,并逐步渗透到发展中国家。降雨量丰富的国家也开始采用滴灌技术,而且在非传统灌溉,如咸水滴灌、污水滴灌中得到了关注,并进行了理论和实践研究。
滴灌技术作为一种适合发展中国家的滴灌模型,最初在20世纪70年代被以色列约旦河峡谷的传统农场引进。印度和中国也先后引进了这一先进技术。1滴灌技术介绍
滴灌是用小塑料管将灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,水从滴头慢慢滴出,是一种精密的灌溉方法,只有需要水的地方才灌水,可真正做到只灌作物而不灌土壤,而且可长时间使作物根区的水分处于最优状态,既省水又增产,其缺点是滴头出流孔口小、流速低,堵塞问题严重。因此必须对灌溉水进行过滤和处理,目前我国还都只注重防止物理堵塞,而同样严重的生物堵塞和化学堵塞问题尚未引起足够重视。滴灌方式有固定式地面滴灌、半固定式地面滴灌、膜下滴灌和地下滴灌四种。2发展中国家滴灌技术的发展
2.1约旦河巴勒斯坦部分地区滴灌技术的发展20世纪70年代初期,为了在约旦河峡谷地区以滴灌方式取代传统的灌溉方式,在以色列农业部、巴勒斯坦地区的农业服务公司和以色列滴灌公司的共同努力下引进了滴灌技术。滴灌技术的引进使得该地区农场的农产品产量有了很大提高,产生了巨大的经济效益。
经过30多年的发展,约旦峡谷地区97%的蔬菜采用滴灌,2.4%的蔬菜采用喷灌,仅有0.6%的蔬菜采用传统的灌溉方法。全部的香蕉树和大部分的柑橘都采用滴灌灌溉技术;成功使用先进灌溉技术的农场中已有87%的农场能够一年种植两季作物。滴灌对巴勒斯坦地区的农业产生了积极影响,使用滴灌技术可以节水25%~35%,增产146%,效益十分显著。2.2滴灌技术在印度和中国小农场中的传播2.2.1印度
在绿色革命的影响下,印度农场发生了很大变化,但也给印度带来了新的问题,即由于过量灌溉引起了某些地区土壤的盐碱化。为了解决这一问题,印度在几个地区的小型农场(如1981年在泰米尔地区)进行滴灌试验,并采用约旦峡谷地区以色列模式的滴灌系统。
印度政府不能也不愿意把水作为商品,于是决定在某种情况下给每位使用滴灌系统的用户补贴费用。补贴范围根据农场的经济状况而定;小农场或边缘地带的农场补贴滴灌系统费用的90%;其他农场接受滴灌系统70%的补贴,最多的补贴费用每公顷高达375000卢比,相当于人民币6万元左右。2.2.2中国中国早在5000年以前就有了灌溉农业,但发展时期主要是在1949—1990年间。在这期间,耕地面积从1600万hm2增加到4800万hm2,水利资源主要有黄河和长江。
在中国的北部省份,特别是西北部,有273万个管井和深井用来聚集山坡上的来水。近几年,由于水资源的短缺,发展新的灌溉面积的速度及其缓慢2000年,灌溉面积已增加到5000万hm2,但98%的耕地仍沿用大水漫灌,仅2%的耕地使用先进的灌溉方法。大水量进行灌溉导致1998年26%的土地遭受了涝灾或旱灾,10%的土地作物减产30%,670万hm2的土地遭受了不同程度的盐害,而且水的利用系数非常低。鉴于这种情况,中国对现有的耕地面积节水50%是完全可能的,这样每年就可节水120亿m3,而这些节省出来的水可用于继续发展灌溉面积。
1993年,为解决中国水资源及其应用问题,中国政府发布了21世纪的工作计划,其中引进节水方法被列为10个优先考虑的问题之一,为农户在节水方面投资提供了良好的机遇。许多灌溉公司开始竞相生产适于中国农民小块土地的灌溉系统。
3世界上不同地区小型农场的滴灌发展
滴灌技术在埃及的传统农场中已被广泛应用,许 多地区的小块示范地已被合并。在埃及的纽巴瑞亚沙漠地区,以色列—埃及联合公司正在传统的小农场发展10万hm2的蔬菜和果树滴灌,涉及20000多户,并配有专门的培训人员。
在尼加拉瓜的奥科塔尔地区,国际救援组织建立了100个示范农场,在蔬菜种植中引进滴灌技术。
在南阿根廷,大约建立了20个示范农场,对蔬菜、花和柑橘使用滴灌技术。
在肯尼亚,开始使用专门用于小型农场的家庭滴灌系统。由于这项技术在肯尼亚的成功使用,乌干达和亚撒哈等国也对此项技术产生了极大兴趣。在尼泊尔,山区仍沿用传统的灌溉技术,滴灌技术的优点是可以在小块土地上使用。在尼泊尔的几个地区,由荷兰和德国财政支助,正进行滴灌技术的研究观察。
在秘鲁和玻利维亚边界山区,简陋的农村温室中使用滴灌技术种植马铃薯和蔬菜,利用温室来防止霜冻和干旱。在温室中,马铃薯产量可达7kg/m2,与传统的种植方法相比,产量增加了500%。
在泰国的中部山区,也用同样的方法在小块土地上使用滴灌技术种植蔬菜和柑橘,产量增加非常显著。世界不同地区的小岛国在小块土地上也广泛使用滴灌技术。在过去的十几年中,现代灌溉技术进入这些岛国。受水资源限制,滴灌技术成为山区最佳选择。世界银行国际农业科学研究机构调查人员对南亚的尼泊尔、巴基斯坦和孟加拉等国调查研究表明,在传统农场引进滴灌技术后,提高了作物产量,但加剧了水资源的污染,引发了农业用水和其他用水之间的用水矛盾。为改善农业生产条件、提高作物产量,在采用滴灌技术的同时,还可采用咸水或较差水质补充滴灌。4结语
目前, 外资零售企业在实施店铺环保节能上不断加大资金投入, 用于节能改造和节能店的建设, 并已开始从中受益。以特易购中国2008年9月在华北区的首家节能店——天津福州道店为例, 该店营业面积2万余平方米, 空调、冷冻冷藏和照明等系统均采用先进的智能能源管理系统, 应用了一系列国际顶尖水平的节能设备。新的设备系统运行后, 空调系统节能10%、冷冻冷藏系统节能9%、照明系统节能6%。仅用电一项一年就能减少165万度, 按天津市2008年商业用电0.8元/度计算, 可节省132万元的电费, 减少二氧化碳排放1583吨。
本土零售企业50%没有设立节能目标
相对而言, 本土多数区域型零售企业仅处于起步阶段。据调查显示:约50%的国内零售企业对水、电、气、包装物等主要能耗没有设立节能目标;约50%的企业没有制定节约使用水电的管理制度。尽管国家陆续出台的政策和标准鼓励零售企业使用节能技术设备, 但没有制定强制性的标准, 致使一些大型综合超市的冷冻冷藏设备设施的能耗较高, 对节能相关的技术和设备投入也不足, 使节能设备设施不能得到应用;采纳节能技术和设备的门店, 也存在后期再投入和维护管理欠缺等问题, 导致节能设备设施不能达到应有的节能效果, 在一定程度上制约了企业的持续节能收益, 降低了企业的节能积极性。另外, 零售业租赁店铺的特点也束缚了企业的节能动力及效益分享。
国内零售企业节能亟须政策支持
据估算, 节能店比传统店面整体节能20%—30%。如果以2008年中国连锁百强企业为例, 12万多家门店仅用电量将可减少166825万度, 减少二氧化碳排放160万吨。可见, 零售企业节能环保不仅仅会获得很好的经济效益, 而且具有良好的社会效益。
经过几十年的发展,我国差别化聚酯纤维取得了可喜的进步,聚酯纤维差别化率从2000年的20%提高到如今的46%。但与国际先进水平相比,其产品技术水平与质量控制的完整性、系统性差距显著,附加值较低。
“最近几年,化纤仿棉在我国经历了外观上仿棉,性能上仿棉和功能上仿棉三个阶段,但是一直没有得到广泛的重视,直到近两年,发展才达到一个新阶段。”王华平感慨道。
王华平介绍,目前市场上做得比较好的有,仪征化纤的“H”形截面Coolbst纤维,顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice异形截面涤纶纤维,泉州海天轻纺有限公司开发的Cooldry五叶形截面聚酯纤维,江苏恒力化纤有限公司开发的Coolpass异形截面聚酯纤维,仪征化纤股份公司涤纶五厂生产的具有表面沟槽的异形吸湿排汗聚酯长丝“FCLS275”,以及金辉化纤的高亲水蕊棉系列等。
与以往仿真技术和产品不同的是,目前超仿棉开发强调科学性,强调差别化功能化系列技术的整合发挥,强调聚合、化纤、织造、染整技术的相互融合。超仿棉技术与产品的研发,是难度极大的系统工程,是整个产业链的协同创新,必须加强产学研用,上下游一体化的联合攻关;强化组织协调,完善开发体系,创建高水平技术产品示范基地。
王华平强调,现在超仿棉市场鱼龙混杂,其标准的制定已迫在眉睫。行业和企业需要根据热湿舒适性能研究及内衣与运动休闲服装应用领域的需求,结合仿棉聚酯技术产业化可行性分析,建立亲水聚酯切片亲水性能指标,亲水纤维的回潮率、吸水率以及相关指标。加强仿棉切片、仿棉纤维、纱线、面料和服装标准的建立以及各个标准之间的衔接;在制定产品标准的同时,根据不同的产品对标准测试方法进行调整,建立测试方法标准,逐步建立相应的标准体系。还有功能仿棉产品的功能指标,如异形度、保暖性、抗菌、阻燃、抗紫外线等,也是未来标准工作方面的重点。
“我国是世界第一化纤大国,在化纤改性技术方面已积累了多年的经验,相信本着科学严谨的态度,通过产学研用紧密结合,化纤、纺织、印染、服装等企业联合,政府与行业协会协调,超仿棉技术与产品实现大规模工业化生产指日可待。”王华平表示。
国外:多途径创新实现产业化开发
超仿棉技术发展至今,很多行业内人士,都对这种纤维产品在国内的发展略知一二。但是相对于国际上先进国家的此项技术,却知之甚少。
其实,早在20多年前,日本就对超仿棉进行了系统研究,并具备了成熟的工艺技术。在上世纪90年代,日本与美国研发出以超细纤维为主体,多功能组合的高仿真乃至超仿真新合纤面料制品。进入21世纪,发达国家和地区正在全面进入由高仿真纤维到超仿真面料制品的新阶段。
王华平告诉记者,在超仿棉技术的产业化技术开发方面,目前国外有几种主流途径。
一是高功能化,通过优化分子结构设计和改性组分,提高改性组分含量,提高纤维的吸湿性、染色性和外观风格。
二是多功能复合化,综合运用多种改性方法,如共聚改性、粉体添加改性、异型化、细旦化等,赋予纤维多种功能。兼有抗紫外线、抗起球、抗菌、抗静电、阳离子可染、吸湿排汗等两种或多种功能,为纺织品的功能化、高附加值化提供了材料基础。
三是细旦和超细旦化,高功能纤维的细旦、超细旦化体现了日本等发达国家的技术水平和制造水平。
四是在工业化连续装置上生产,通过在线添加技术和关键装备的开发,保证高比例添加组分的均匀分散、可控聚合和稳定纺丝,使工业化连续装置上生产出的超仿棉纤维具备高品质。
“Barmag公司也成功地将动态混合器应用于大容量直接纺装置,这个技术在欧美、印度得到应用,生产出了高品质的功能性聚酯长丝。Invista则开发出多部位在线添加技术,可以在酯化、预缩聚前后进行功能组分的可控添加。这些都是实现超仿棉技术产业化开发的优秀案例。”王华平说。
他补充道,除了采用多种途径进行产业化的技术开发之外,日美等国综合运用从原料、纺丝、纺纱、织造到印染各环节的创新技术也帮助他们走在世界的前列。
“如日本帝人公司开发的高档面料用改性聚酯原料,保证可深染;采用复合纺丝技术,皮芯是不同化学结构的改性聚酯,复合纤维经后处理呈现蓬松、柔软特性,这些技术也是目前聚酯仿棉常用的方法之一。另一方面,在纺织染整各环节注重技术创新,提高仿棉效果、降低加工成本。举例说来,东丽公司采用连续碱减量处理、染色吸湿、整理定型等染整技术,得到的织物具有丰富细腻柔软的外观手感和良好的吸湿性。”王华平介绍道。
国内外生活垃圾分类现状
生活垃圾是指人们在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。城市生活垃圾主要包括居民生活垃圾、集市贸易与商业垃圾、公共场所垃圾、街道清扫垃圾及学校、企事业单位生活垃圾等。
改革开放以来,随着经济的持续高速发展与城市化的迅速扩大,中国在超过美国后成为世界头号生活垃圾生产国。由此带来的生活垃圾任意堆放、大量侵占土地、环境污染严重、资源大量浪费等问题,己成为影响环境保护和可持续发展的重要因素。由于城市生活垃圾是多种废弃物的混合体,无沦是采取卫生填埋、堆肥,还是采取焚烧的处置技术方式,通过生活垃圾分类改变垃圾的混杂性是实现生活垃圾分类处置、处理的资源化、减量化、无害化的重要前提。在生活垃圾分类方面,西方发达国家经过半个多世纪的研究和经验积累,己经形成了各自完整的分类体系,并取得了显著成效,对我国生活垃圾分类有着重要参考意义。
在德国80%的居民参与生活垃圾源头分类,德国的生活垃圾分类起步于20世纪70年代,到90年代玻璃的同收量己达到其产生量的50%,纸张的同收量己达到其产生量的41%,塑料的同收量己达到其产生量的5%,纸板的同收量己达到其产生量的三分之一:85%的美国人参与街道资源化利用的废物收集工作:加拿大也是在20世纪70年代就己经开始进行城市生活垃圾的分类同收,并形成了一套完整有效的垃圾分类同收系统:瑞士、奥地利人保护环境是非常自觉的,他们不需要任何“环境卫生条例”来约束,其生活垃圾分类自觉执行:我国的近邻日本是生活垃圾分类做得最好的国家之一,其国民是生活垃圾分类的主体,其生活垃圾分类教育是“从娃娃抓起”的,目前己经形成一套完整的生活垃圾分类法律体系和分类后的垃圾分类处理处置体系。
无沦后期生活垃圾处理工艺路线焚烧、生化处理、填埋的技术如何纯熟过硬,实施如何严密合规,如果没有前端的有效分类,就都无法有序进行。我国关于生活垃圾管理方面的研究和技术应用主要从20世纪80年代末开始,最初重点关注垃圾的末端处理处置到90年代后期,生活垃圾管理逐渐由末端处置向全过程方向延仲、由单一处理方式向综合处理系统方向发展。生活垃圾分类的概念也是在上世纪90年代末进入中国,对国人而言己不再陌生:但真正落实起来,情况却不容乐观,目前我国生活垃圾在所有链条中的分类情况几乎都很混乱。中国经济向发达国家迅速靠拢的同时,环境水平却与世界上最贫穷的国家近似。
自2000年我国确定将北京、上海、广州、深圳、杭州、南京、厦门、桂林等八个城市作为生活垃圾分类收集试点城市至今,中国的生活垃圾分类己经走过了十余年,但生活垃圾分类似乎仍是一个口号。目前,我国大多数城市的生活垃圾收集方式都是混和收集,除试点城市外还有许多城市根本就没有配置生活垃圾分类收集设施,有生活垃圾分类收集设施的城市,市民和路人也做不到垃圾分类投放,即使分类投放,由于没有垃圾分拣中心,最后还是混合后运送至垃圾处理场集中处理。在“2008中国固废高级沦坛”上,北京桑德环保集团王凯总工程师将“混合收集为主”的现状归纳为中国生活垃圾特性之一,这样的结沦不免让人大跌眼镜,难道那些分类同收桶仅仅只是摆设,生活垃圾分类的瓶颈何在?经分析,我国生活垃圾分类收集和可持续处理技术政策推行“步履缓慢”的原因主要包括:环保意识欠缺、宣传不够、成本太高、监管不严、投资集中于终端焚烧或填埋、缺少全程布局。尽管存在上述诸多问题,但在我国首部城市生活垃圾分类管理政府规章—《广州市城市生活垃圾分类管理暂行规定》于2011年4月1日开始实施的当前国内背景下,随着生活垃圾污染问题的日益恶化,生活垃圾分类寻求突破势在必行。
我国目前需要的是更好的生活垃圾分类、收集方式,以使生活垃圾得到更有效更可靠的处理。但对生活垃圾分类,目前国内的研究工作投入太少。政府与分类者之间存在概念隔离,分类需要搞清楚要分千}一么,分出来后有稳定的去向,成本也能承受,这是一个系统工程,而不是愿望。生活垃圾分类必须先易后难、逐步推进,通过规划沦证,逐步建立起分类同收系统,做好前期的公众教育,再通过立法来强制。生活垃圾分类收集首先是要建立家庭有害类生活垃圾的收集系统,对于厨余垃圾的分类行为应从容易的着手,逐步地推广,而且必须研究配套的步骤。
国外的生活垃圾分类有一个从头至尾的“全过程管理”,具备较为清晰详细的条例、法规、标准,这很值得借鉴。
2、垃圾分选技术
传统的生活垃圾分选方法主要有筛分、重选、风选、浮选、磁选、电选、静电分选、电磁分选及光选等。随着社会的发展,垃圾分选也出现了一些新的技术。2.1 筛分
筛分是依据固体废物的粒径不同,利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面,而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上,完成粗细物料的分离过程。筛分包括物料分层、细粒透筛两个阶段,物料分层是完成分离的条件,细粒透筛是分离的目的。筛分主要可筛分出垃圾中的纸张、塑料、玻璃等有用物质。该方法的优点是生活垃圾中有近90%的物质为易筛物,因而碰撞可以导致物质通过筛孔的可能性增大,使得分选效率上升;缺点是生活垃圾组分复杂及成分不规则,易导致分选效率有极大的波动。目前,应用于垃圾处理行业的筛分设备主要有张弛筛、滚筒筛和圆盘筛3类。张弛筛通过柔性网面的张弛运动实现粒径分级和自清筛面的功能,多用于含水率较高的生活垃圾小粒径组分的分离。滚筒筛按粒径分级和处理量的不同可分为单节单级、单节多级、双节多级的结构类型,设备通用性强,滚筒筛的效率较高,适合不同尺寸物料的分离,但需要拆换筛面。圆盘筛多用于生活垃圾的初、预筛,可以通过调节圆盘轴之间的距离适应不同尺寸物料的分离,且具有自净能力,无须另外的清理装置,但筛分过程中可能会有长绳类物料缠绕问题出现。
2.2 重力分选与风力分选
重力分选是根据固体废物中不同物质间的密度差异,颗粒群在运动介质中受重力、介质动力和机械力的作用,会发生结构松散及迁移分层,从而得到不同密度产品的分选过程。风力分选与重力分选的原理一致。其实施方法是以气体为分选介质,在气体流动的作用下,较轻的物料被向上吹向水平较远处,而重物料则由于惯性,只能在水平方向抛出较近的距离,这样固体废物颗粒即可按密度和粒度分离。风力分选适用于重物质与塑料的分选,但能耗偏大,尤其是在塑料分选的终处理中会表现出较低的分选率。这是因为分选机内气流复杂,且终处理时塑料纯度的波动性大,这种情况下,仅存在的较窄风速范围,使分选效率只能维持在80%左右。风选设备主要用于城市生活垃圾中轻质物料(纸张、塑料薄膜等)的自动分选。按主体空间布置分为卧式风选机和立式风选机。卧式风选机结构简单、维修方便,但精度不高,常与破碎机和滚筒筛配合使用。立式风选机又可分为下鼓风、上抽风和鼓抽风结合等多种形式,具有占地面积小、布置灵活、分选精度高等特点。2.3 浮力分选
浮选原用于废旧塑料分选,主要针对表面性质不同的物料进行分选。该技术通过投加浮选剂,物料借助气泡的浮力作用,从物料的悬浮液中分离。浮选与物料表面性质有关,而与其密度无关。能浮出液面的物质,对空气的表面亲和力比对水的表面亲和力大。颗粒能否高效地附着在气泡上,取决于能否最大限度地提高颗粒的表面疏水性。所以在浮选工艺中选择和使用浮选药剂是调整物料可浮性的主要外因。2.4 磁力分选
磁选原用于选矿工艺,主要针对磁性不同的物质进行分离。磁选有两种类型:一是传统磁选法,直接用于磁性和非磁性物质的分离。另一种是磁流体分选法,先将物料在磁场中按磁性差异分离,之后在似加重介质中按密度差异进行分离。当固体废物中各组分间的磁性差异小而密度或导电性差异较大时,采用磁流体可以进行高效分离。磁选技术相对成熟,现主要用于生活垃圾与焚烧灰渣中磁性物质的资源化回收。2.5 电力分选与静电分选
电力分选适用于分离导电性不同的导体、半导体和非导体。电力分选利用固体废物中各组分在高压电场中电性的差异而实现分选。将废物颗粒用给料斗均匀给入滚筒,颗粒随着滚筒的旋转而进入电晕电场区,此时导体和非导体都获得负电荷,因它们进入静电区时放电速度不同,从而实现分离。电选法分离耗能较少,结构紧凑,对重选法无法分离的塑料易于分选,但该方法对分选物料的湿度及粒度要求较高。
静电分选主要针对生活垃圾中的废旧塑料。该技术通过不同种类的物料在一个容器中相互碰撞摩擦起电,使之分别带正负电,并从排料口排出,进入由正负电极形成的静电场,利用旋转电极使其产生静电感应,带正电的物料被吸到负电极一侧,从而实现分选。该类技术可将混合塑料分离成纯度达到99%以上的单类塑料。2.6 电磁分选
电磁分选技术一般应用于废旧电池分类。利用电磁传感器原理,按照电池的内部结构和物质成分进行分拣。当电池处于激励线圈产生的高频磁场,电池的不同结构和物质成分产生不同的涡流,此时探测线圈通过探测涡流在电磁场中产生的变化来鉴别电池的种类。电池的分类过去由人工完成,电磁传感器因为能快速鉴别电池的内部结构和物质成分,因而效率可 大幅提高。2.7 光电分选
光电分选又称为颜色分选,原用于农业选种,主是利用物质表面的光反射特性不同来鉴别垃圾的种类。此技术要求对垃圾进行预分类,之后由给料系统将垃圾物料均匀输送给光检系统,光检系统通过光源照射,显示出物料的颜色及色调。若预选物料的颜色与背景颜色不同,高频气阀被驱动,利用高压气体将物体吹离原来的轨道使物料分离。光电分选法适合于块状垃圾的分选,对于破碎后的细颗粒物质,由于光谱中某些波段会发生偏移,难以分选。此外,也不宜分选厚度薄的片状垃圾或黑色垃圾。
光电分选设备是近年来国外发展起来的一项新技术装备,目前在国内已有应用。光电分选多用于不同种类塑料的分离,但易受物料清洁程度、光谱差异显著性等影响。与光电分选原理类似的还有红外光分选机和颜色分选机,红外光分选机主要用于塑料瓶的分选,可将塑料分类为PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。颜色分选机主要用于玻璃瓶的分选,可利用瓶的透光性,根据其颜色将单行排列的瓶子进行分类。2.8 新分选技术
2.8.1 红外吸收光谱分析技术
红外吸收光谱分析技术主要是因为混合塑料的再生利用需要较高的鉴别准确度发展起来的。利用有机物的不同官能团在红外光照射下会产生相应的光谱图,而这些红外光谱又各有不同,由此作为精确鉴定的依据。按红外光波长不同,将红外吸收光谱分析技术主要划分为近红外分析技术(NIR)和中红外分析技术(MIR)。近红外区的波长范围为0.75-2.5 m,中红外区的波长范围为2.5-25 m。该技术响应时间短,灵敏度高,穿透试样的能力强,对体积大、光径长的物料(如塑料瓶)其谱图也可准确记录且重现性好。但NIR 一般不适于鉴别黑色或深色的塑料,且某些峰有时不清晰,需要一些新光源来克服这一缺点。2.8.2 图像识别技术
图像识别技术主要针对特定的垃圾进行分拣。该方法通过工业相机对目标区域不断进行拍摄,图像经计算机处理,当识别为特定形状及颜色物体时发出信号,继电器控制相应的气动电磁阀,使气流从喷嘴喷出,将颗粒吹至相应物体容器中,从而达到分拣的目的。图像处理技术的影响因素较多,主要有供料系统、图像识别算法及颗粒种类等。2.8.3 变重分选
变重分选是轻物质分选中的创新分选技术。该项技术根据塑料与纸等轻物质的亲水性差异,将一次风选后的混合物料在水池中浸泡一段时间后捞出,通过液压系统对浸湿的垃圾进行挤压,大部分水分挤出后,混合物料的比重发生改变。纸等由于吸水性强,挤压后体积变小,密度增大;塑料的吸水性差,挤压后体积变化不大,密度几乎不增加。塑料与纸等物料的相对密度关系即可从均为轻物料转化为轻重物料的混合。此时进行二次风选,可将塑料和纸成功进行分离。该方法分选塑料工序少、节省投资,但会使垃圾的含水率发生改变。2.8.4 温度传感技术
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