施工升降机能效测试方法探讨

安志芳，毛居双，卢宏伟，李志国，鲁卫涛，韦 东，肖洪涛，侯宝佳，金素洁

（1.中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000；2.辽宁省安全科学研究院，辽宁 沈阳 110004）

施工升降机能效测试方法探讨

安志芳1，毛居双2，卢宏伟1，李志国1，鲁卫涛1，韦 东1，肖洪涛1，侯宝佳1，金素洁2

（1.中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000；2.辽宁省安全科学研究院，辽宁 沈阳 110004）

结合“十二五”国家科技支撑计划课题任务，研究施工升降机能效测试方法，作为施工升降机绿色性能评价的基础，根据在能效测试过程中获取的经验，介绍了施工升降机在规定测试工况下，测试供给能、有效能、能效值和计算方法，对施工升降机节能性能评价提出了新方法。

施工升降机；能效测试；供给能；有效能；能效值；作业能效率

1 研究背景

我国正在大力推进绿色建筑和绿色建筑施工，已经发布实施了《绿色建筑评价标准》GB/ T 50378-2006，《建筑工程绿色施工评价标准》GB/T50640-2010，推动了绿色建筑施工需要选用绿色施工机械，从用户需求角度来拉动绿色施工机械发展，成为未来发展的必然趋势，是绿色建筑施工对节能减排型施工机械的迫切要求。

绿色施工机械是指建筑工程施工中，在保证质量、安全等基本要求的前提下，最大限度地降低能耗与减少对环境负面影响，满足节能、减排、降噪的工程机械。由此可以判断，研究节能减排、绿色环保型工程机械是未来的发展方向。

随着工程机械行业发展，产品市场保有量迅速增长，以施工升降机为例，近年来施工升降机年产能已过万台，在用施工升降机有20余万台，由于缺乏淘汰机制，导致不同年代的产品都在市使用，不仅具有安全隐患，更谈不上绿色发展。另一方面，在建筑施工中施工升降机耗电多少由工程建设方提供，一般不单独计算，导致施工方更加关注于施工安全和施工效率，每年消耗的电能一直被忽视。

中国建筑科学研究院承接了国家“十二五”科技支撑计划任务，绿色建造与施工协同关键技术研究与示范》课题的《建筑工程主要绿色施工机械评价技术及数据库》子课题的研究任务，组织了有关企业联合起草了相关施工升降机能效测试方法标准，为今后开展施工机械绿色性能评价奠定基础。

2 施工升降机能效评价指标

按照绿色建筑施工机械定义要求，施工升降机应在施工作业中，能够最大限度地降低电能消耗，减低环境负担。一般情况下，在工程实践中，施工升降机向上运行承载物料，向下运行为空载或带载，施工升降机能效测试应综合考虑实际作业情况，尽量剔除对测试结果影响较大的不利因素，以便更加真实地反映出能效水平。

施工升降机能效指标可分为：供给能、有效能、能效值、作业能效率，以作业能效率为评价指标。为了使施工升降机能效测试方法具有一致性，宜在施工升降机制造企业或建筑施工现场进行测试，在规定的测试工况下测量供给能、作业时间和作业载重量，计算得出有效能（含动能和势能），有效能与供给能的比值为能效值。考虑施工升降机的工作效率在于单位时间内运输多长距离的物料质量，因此，能效值与速度乘积为其作业能效率作为对比同类施工升降机的节能性能评价指标。

3 测试工况

施工升降机作业时的作业能效与运行高度、载重量、运行速度、控制方式等因素密切相关，需要选择具有相对一致性的测试工况，按照GB/ T10054《施工升降机》标准进行安装，以额定载荷和空载工况分别测试能效，反映出综合的能效测试效果。施工升降机安装布置见图1所示。

图1 施工升降机作业测试布置图

1）测试样机，施工升降机制造企业出厂的合格产品，并配置标准吊笼（单吊笼或双吊笼）。

2）安装高度，按照GB26557-2011《吊笼有垂直导向的人货两用施工升降机》、GB10055-2007《施工升降机安全规程》和GB/T10054-2005《施工升降机》性能试验方法的要求进行安装，保证有效运行距离10m以上，确保所有安全装置可靠有效。

3）试验载荷，采用施工升降机额定载荷工况下进行垂直运输试验。根据施工升降机以垂直运输物料、人员为主要作业对象的特点，确定测试对象为砝码或重块，便于搬运，有利于保证测试操作安全，对试验作业对象进行误差规定，可以取得具有一致性和可重复性的实验结果。

4）吊笼运行距离，参考GB/T10054-2005的试验方法，规定垂直运行距离为10m。

5）操作司机，应具有相应的上岗证资质。

6）多台施工升降机同时试验，宜采用相同作业对象和同一司机操作，能够尽量减少操作误差，使每次试验的人为操作误差降至最低。

4 能效测试方法

4.1 测试循环

按照施工升降机安装运行的高度，加载至额定载荷（含司机重量），施工升降机吊笼启动向上运行至10m处标定的上限位，再下行10m至标定的下限位，往复连续运行3个循环为一次测试循环。测量对地绝缘电阻不小于0.5MΩ。

4.2 耗电量测试

额定载荷工况测试，将计量好的砝码或重块放入施工升降机吊笼内，累计重量（含司机重量）约等于额定载荷，正负误差不大于1%。空载测试则取下砝码。

施工升降机耗电量测量采用使用数字电能表计量法。将数字电能表连接在施工升降机供电箱输出端，升降机吊笼启动时开始计量，吊笼运行1个测试循环时，连续作3个测试循环，分别记录电能表值、运行时间、上下运行次数。

4.3 供给能计算

供给能是指施工升降机连续完成3个测试循环时的实际消耗电能的平均值，按照公式（1）计算

式中 EG——施工升降机供给能，J；

n——1个测试周期内包含的测试循环数；

Di—— 1个测试周期内第i个数字电能表数值，kWh。

4.4 有效能计算

有效能是指施工升降机完成一个测试循环时所消耗的电能，即垂直运输过程产生的动能和势能之和。有效能按照公式（2）计算

式中 EN—— 施工升降机有效能，J；

M——载重量，kg；

V—— 施工升降机运行速度，m/s；

H—— 吊笼垂直运行距离，m。

4.5 能效值计算

施工升降机效能值为有效能与供给能的比值，按照公式（3）计算

式中 Q—— 施工升降机能效值。

4.6 作业能效率计算

按照施工升降机的作业效率内涵，可以理解为单位时间内垂直运输多长距离重物。由此在能效评价中，所提升重物的质量相当于能效利用率，因此可以简化成能效值与速度乘积为作业能效率，按公式（4）计算

式中 F—— 施工升降机作业能效率。

4.7 测试结果确认

施工升降机在规定工况下测量实际速度、载重量、运行距离、运行时间、供给能，计算出有效能、能效值和作业能效率。取3次作业能效率的算术平均值作为最终测试结果。

5 能效测试示例

按照《施工升降机》标准，选取常用的SC200/200型施工升降机额定载重2 000kg、标准吊笼的普通型和变频型为例，垂直运行距离10m，能效测试结果见表1，图2为测试现场。

表1 施工升降机能效测试结果示例

图2 施工升降机能效测试现场

6 结 语

本文所研究的施工升降机供给能、有效能、能效值和作业能效率的测试和计算方法具有很强的探索性。经过实际测试分析，发现空载状态下的作业能效率很小，评价施工升降机的作业能效率宜带载测试。在额定载荷状态下测试作业能效率则可以反映出施工升降机的电能消耗与作业效率的关系，因此，采取作业能效率评价更加具有科学性。

［1］GB26557-2011，吊笼有垂直导向的人货两用施工升降机［S］.

［2］GB/T10054-2005，施工升降机［S］.

［3］GB10055-2007，施工升降机安全规程［S］.

［4］GB/T30222-2013，起重机械用电力驱动起升机构能效测试方法［S］.

［5］侯宝佳.我国绿色施工机械发展研究［J］，建筑机械化，2015，（4）：27-31.

（编辑 吴学松）

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”国家科技支撑计划“绿色建造与施工协同关键技术研究与示范”（2012BAJ03B01）

TH213.6

B

1001-1366（2015）08-0032-03

2015-07-09