導(dǎo)語(yǔ)：水利水電工程系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要:施工能耗分析是編制水利水電工程可行性研究報(bào)告節(jié)能評(píng)價(jià)章節(jié)較為重要的一環(huán)，是進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)及節(jié)能效益評(píng)估分析的基礎(chǔ)。由于水利水電工程規(guī)模大，施工工期長(zhǎng)，分項(xiàng)工程、生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備眾多，給施工能耗計(jì)算分析帶來(lái)了困難。針對(duì)以上特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)施工能耗計(jì)算流程方法，基于web編程技術(shù)開(kāi)發(fā)了一套施工能耗分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能快速準(zhǔn)確計(jì)算能耗，并便于不同工程間能耗結(jié)果的對(duì)比，能夠顯著提高施工能耗的計(jì)算和分析效率。

關(guān)鍵詞:施工期能耗;水利水電工程;能耗分析;數(shù)據(jù)庫(kù)DL/T5020－2007

《水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》［1］將節(jié)能降耗分析納入水電工程可行性研究報(bào)告相關(guān)章節(jié);GB/T50649—2011《水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》［2］系統(tǒng)地分析了水電工程節(jié)能降耗應(yīng)用中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，提出了需要解決的核心問(wèn)題;NB/T35022－2014《水電工程節(jié)能降耗分析設(shè)計(jì)導(dǎo)則》［3］進(jìn)一步規(guī)范了水電工程節(jié)能降耗分析工作，明確了節(jié)能降耗分析原則、方法。從以上規(guī)范的制定和實(shí)施可以看出，節(jié)能降耗分析是水利水電工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是水利水電工程可行性研究報(bào)告的必要章節(jié)。金珍宏［4］結(jié)合白鶴灘水電站施工期能耗分析計(jì)算，提出了白鶴灘水電站單位工程量(產(chǎn)品)能耗、能耗總量及分年度能耗量的分析方法，為大中型水電站能耗分析提供設(shè)計(jì)借鑒。胡海濤等［5］通過(guò)梳理2007年以來(lái)參與過(guò)的水電工程項(xiàng)目節(jié)能降耗篇章的編寫(xiě)工作，總結(jié)了能耗的計(jì)算方法，并提出相關(guān)各種能耗指標(biāo)選取的參考依據(jù)。宋升等［6］、任金明等［7］、劉愛(ài)軍等［8］也在各自的文獻(xiàn)中總結(jié)了水利水電工程能耗分析的種類(lèi)和計(jì)算方法，并針對(duì)水利水電工程的各個(gè)環(huán)節(jié)提出了相關(guān)節(jié)能措施。水利水電工程具有規(guī)模大、工期長(zhǎng)、分項(xiàng)工程和機(jī)械設(shè)備眾多的特點(diǎn)，這給施工期能耗計(jì)算分析帶來(lái)了困難。以往的研究側(cè)重于對(duì)水利水電工程能耗計(jì)算的過(guò)程、一般方法和相關(guān)的節(jié)能措施進(jìn)行介紹。由于現(xiàn)有計(jì)算方法無(wú)自動(dòng)化程序，不同工程能耗計(jì)算結(jié)果相對(duì)獨(dú)立，計(jì)算成果不能進(jìn)行相互對(duì)比分析，不能為類(lèi)似工程的能耗分析計(jì)算提供參考。針對(duì)以上弊端，本文以“水利水電工程施工能耗分析系統(tǒng)”開(kāi)發(fā)及應(yīng)用為研究對(duì)象，根據(jù)能耗分析方法，建立了自動(dòng)化的計(jì)算流程。使用該系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)各工程項(xiàng)目進(jìn)行施工期能耗分析計(jì)算;計(jì)算結(jié)果均能保存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于查看和修改;各工程項(xiàng)目保存于同一數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于相互對(duì)比分析。

1系統(tǒng)功能及設(shè)計(jì)原則

1．1功能需求分析。對(duì)于一般水利水電工程而言，施工能耗分析計(jì)算一般包含以下幾個(gè)方面。1．1．1施工設(shè)備能耗。施工設(shè)備能耗計(jì)算主要包括以下幾個(gè)方面:①土方明挖設(shè)備能耗計(jì)算;②石方明挖設(shè)備能耗計(jì)算;③石方洞挖設(shè)備能耗計(jì)算;④土石方填筑設(shè)備能耗計(jì)算;⑤混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸設(shè)備能耗計(jì)算;⑥混凝土澆筑設(shè)備能耗計(jì)算;⑦固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、回填灌漿設(shè)備能耗計(jì)算。施工設(shè)備能耗種類(lèi)一般為油和電。根據(jù)工程量、施工方法、設(shè)備能耗指標(biāo)、臺(tái)班數(shù)計(jì)算施工設(shè)備的能耗種類(lèi)和數(shù)量。1．1．2施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能耗。施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括砂石加工系統(tǒng)、混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、施工交通運(yùn)輸系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和綜合加工系統(tǒng)等。施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能耗種類(lèi)一般為油和電。根據(jù)設(shè)備能耗指標(biāo)、負(fù)荷水平、臺(tái)班數(shù)計(jì)算施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗種類(lèi)和數(shù)量。1．1．3生產(chǎn)性建筑能耗。生產(chǎn)性建筑是指主體工程施工用建筑、施工工廠(chǎng)區(qū)建筑、建筑材料開(kāi)采加工區(qū)建筑和設(shè)備材料倉(cāng)儲(chǔ)建筑等生產(chǎn)性建筑。生產(chǎn)性建筑能耗主要是指其室內(nèi)外照明引起的耗電。1．1．4生活性建筑能耗。生活性建筑主要包括施工期各營(yíng)地，即施工管理區(qū)營(yíng)地和工程建設(shè)管理區(qū)營(yíng)地，其能耗計(jì)算是指各營(yíng)地及其生活、辦公配套設(shè)施的能耗。生活性建筑能耗主要為耗電。1．2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。(1)實(shí)用性。水利水電工程施工能耗分析系統(tǒng)必須滿(mǎn)足水利水電工程施工能耗計(jì)算分析的需要，模塊涵蓋全面，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，計(jì)算流程簡(jiǎn)明。(2)規(guī)范性。水利水電施工能耗分析系統(tǒng)中需要統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)不但類(lèi)型不同，而且存儲(chǔ)及使用的方式也不同，但在數(shù)據(jù)庫(kù)建立過(guò)程中，每一種數(shù)據(jù)都需要確定的格式。因此，不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)使用之前都需要進(jìn)行規(guī)范化和格式化處理。(3)可擴(kuò)展性。水利水電工程施工能耗分析系統(tǒng)需提供良好的接口，方便日后進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)充和完善。

2系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)

該系統(tǒng)使用IntelliJIDEA作為開(kāi)發(fā)工具，采用B/S(Browser/Server)架構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)。其中后臺(tái)Server采用的是Springboot的web框架，采用Ja-va/Groovy混合編程模式減少后臺(tái)代碼;前端Browser使用strapboot響應(yīng)式頁(yè)面布局。為滿(mǎn)足施工能耗計(jì)算分析需要，該系統(tǒng)需具備以下幾個(gè)功能:①用戶(hù)管理功能，數(shù)據(jù)庫(kù)中保存用戶(hù)名和密碼，不同用戶(hù)具備相關(guān)的權(quán)限;②數(shù)據(jù)的基本操作功能，水利水電工程能耗計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)定額數(shù)據(jù)，工程量數(shù)據(jù)及機(jī)械配置等數(shù)據(jù)的添加、修改、保存和查詢(xún)功能;③數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能，可按照設(shè)定條件進(jìn)行計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，生成圖表等結(jié)果;④成果導(dǎo)出功能，可將施工能耗計(jì)算成果導(dǎo)出為Excel電子表格，圖片可以保存，供編制報(bào)告使用。水利水電工程施工能耗分析系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)如圖1所示。2．1系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)上述功能，水利水電工程施工能耗分析系統(tǒng)主要包含以下4個(gè)模塊:用戶(hù)管理模塊、工程信息管理模塊、能耗分析模塊、計(jì)算成果分析模塊，主要模塊見(jiàn)圖2。(1)用戶(hù)管理模塊。主要管理用戶(hù)的基本信息及本系統(tǒng)用戶(hù)的登錄。(2)工程信息管理模塊。主要展示工程相關(guān)信息和各部位工程量。(3)能耗分析模塊。①施工設(shè)備能耗分析模塊，包括土方開(kāi)挖能耗計(jì)算模塊、石方明挖能耗計(jì)算模塊、石方洞挖能耗計(jì)算模塊、土石方填筑能耗計(jì)算模等;②施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能耗計(jì)算模塊，包括砂石加工系統(tǒng)能耗計(jì)算模塊、混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)能耗計(jì)算模塊等;③生產(chǎn)生活性建筑能耗計(jì)算模塊，包括施工工廠(chǎng)、施工倉(cāng)庫(kù)及業(yè)主及施工營(yíng)地能耗計(jì)算模塊等。(4)計(jì)算成果分析模塊。①當(dāng)前工程能耗計(jì)算統(tǒng)計(jì);②歷史工程能耗對(duì)比分析，用圖表輸出結(jié)果。由于水利水電工程具有規(guī)模大、分項(xiàng)工程多、施工程序復(fù)雜和機(jī)械設(shè)備眾多的特點(diǎn)，本系統(tǒng)目前所包含模塊不可能完全涵蓋水利水電工程能耗計(jì)算所有內(nèi)容，但未來(lái)可根據(jù)需要對(duì)計(jì)算模塊進(jìn)行擴(kuò)充，使該系統(tǒng)更具通用性。2．2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)準(zhǔn)備。將《水利建筑工程概算定額》［9］《水電建筑工程預(yù)算定額》［10］等相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，建立各模塊計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。(2)用戶(hù)管理及用戶(hù)登錄模塊。主要管理用戶(hù)登錄信息和用戶(hù)的基本信息，并設(shè)置不同用戶(hù)的使用及管理權(quán)限。(3)工程信息管理模塊。用于展示工程項(xiàng)目的基本信息，包括工程概況、工程規(guī)模、地理位置及主要工程量等相關(guān)信息。(4)能耗分析模塊。根據(jù)各工程部位及工程量、施工組織設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)相關(guān)定額對(duì)各模塊進(jìn)行能耗計(jì)算，主要模塊計(jì)算流程見(jiàn)圖3。(5)計(jì)算成果分析模塊。①根據(jù)當(dāng)

前工程的各模塊計(jì)算成果，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前工程各分項(xiàng)項(xiàng)目能耗，并以圖表的形式輸出;②將當(dāng)前工程能耗計(jì)算成果與保存于數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史工程能耗計(jì)算成果進(jìn)行對(duì)比分析，以圖表形式輸出結(jié)果。

3工程應(yīng)用

扎拉水電站位于西藏自治區(qū)，樞紐主要建筑物由首部樞紐、引水線(xiàn)路及電站廠(chǎng)房組成。首部樞紐主要建筑物有擋水壩、泄洪設(shè)施、電站進(jìn)水口、生態(tài)電站及導(dǎo)流隧洞等。擋水壩為混凝土重力壩，壩頂高程2820m，壩頂長(zhǎng)度210．5m，最大壩高67m。引水隧洞采用四機(jī)一洞，斷面為圓形，引水線(xiàn)路長(zhǎng)約5．5km;電站廠(chǎng)房為地面式，安裝4臺(tái)單機(jī)255．0MW的高水頭沖擊式水力發(fā)電機(jī)組。主要工程量見(jiàn)表1。將上述工程量輸入系統(tǒng)計(jì)算模塊，并根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)中相應(yīng)的施工方法和施工機(jī)械，計(jì)算得出扎拉水電站施工能耗。根據(jù)上述各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析，該工程施工總能耗折合約1．60萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中，施工交通(對(duì)外交通)能耗量最大，占施工期能耗總量的30．71%，其次是砂石、混凝土系統(tǒng)和土石方施工設(shè)備等。

4結(jié)論與展望

(1)本文采用B/S(Browser/Server)架構(gòu)，開(kāi)發(fā)了施工能耗分析系統(tǒng)，達(dá)到了施工期能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)保存及計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析的目的。通過(guò)算例證明使用本系統(tǒng)可快速準(zhǔn)確計(jì)算水利水電工程施工能耗結(jié)果。(2)施工能耗計(jì)算分析過(guò)程保存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，若施工方案或工程量有調(diào)整，可快速修改重新計(jì)算;多個(gè)工程能耗計(jì)算成果均保存于同一數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于各工程間相互對(duì)比分析。(3)目前本系統(tǒng)能耗分析模塊僅包含基本的施工方法及機(jī)械設(shè)備定額，未來(lái)可根據(jù)施工組織方案對(duì)施工方法和機(jī)械設(shè)備定額進(jìn)行補(bǔ)充，使其通用性更強(qiáng)。

參考文獻(xiàn):

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)．水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程:DL/T5020－2007［S］．北京:中國(guó)電力出版社，2007．

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［6］宋升，郭元元．水利水電工程中節(jié)能降耗分析與評(píng)價(jià)［J］．河南水利與南水北調(diào)，2012(4):45－46．

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［8］劉愛(ài)軍．關(guān)于水利工程節(jié)能設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討［J］．中國(guó)農(nóng)村水利水電，2010(1):88－89．

［9］中華人民共和國(guó)水利部．水利建筑工程概算定額［M］．鄭州:黃河水利出版社，2002．

［10］水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院．水電建筑工程預(yù)算定額［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2005．

作者:石志超 王曙東 牛運(yùn)華 陳培 劉波 單位:長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司