施工升降機能效測試方法探討

安志芳，毛居雙，盧宏偉，李志國，魯衛濤，韋 東，肖洪濤，侯寶佳，金素潔

（1.中國建筑科學研究院 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，魯衛濤1，韋 東1，肖洪濤1，侯寶佳1，金素潔2

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

結合“十二五”國家科技支撐計劃課題任務，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，根據在能效測試過程中獲取的經驗，介紹了施工升降機在規定測試工況下，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，已經發布實施了《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展，成為未來發展的必然趨勢，是綠色建筑施工對節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境負面影響，滿足節能、減排、降噪的工程機械。由此可以判斷，研究節能減排、綠色環保型工程機械是未來的發展方向。

隨著工程機械行業發展，產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，導致不同年代的產品都在市使用，不僅具有安全隱患，更談不上綠色發展。另一方面，在建筑施工中施工升降機耗電多少由工程建設方提供，一般不單獨計算，導致施工方更加關注于施工安全和施工效率，每年消耗的電能一直被忽視。

中國建筑科學研究院承接了國家“十二五”科技支撐計劃任務，綠色建造與施工協同關鍵技術研究與示范》課題的《建筑工程主要綠色施工機械評價技術及數據庫》子課題的研究任務，組織了有關企業聯合起草了相關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。

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，施工升降機應在施工作業中，能夠最大限度地降低電能消耗，減低環境負擔。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綜合考慮實際作業情況，盡量剔除對測試結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、作業能效率，以作業能效率為評價指標。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或建筑施工現場進行測試，在規定的測試工況下測量供給能、作業時間和作業載重量，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。考慮施工升降機的工作效率在于單位時間內運輸多長距離的物料質量，因此，能效值與速度乘積為其作業能效率作為對比同類施工升降機的節能性能評價指標。

3 測試工況

施工升降機作業時的作業能效與運行高度、載重量、運行速度、控制方式等因素密切相關，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 施工升降機作業測試布置圖

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

2）安裝高度，按照GB26557-2011《吊籠有垂直導向的人貨兩用施工升降機》、GB10055-2007《施工升降機安全規程》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。根據施工升降機以垂直運輸物料、人員為主要作業對象的特點，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，對試驗作業對象進行誤差規定，可以取得具有一致性和可重復性的實驗結果。

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

5）操作司機，應具有相應的上崗證資質。

6）多臺施工升降機同時試驗，宜采用相同作業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

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，往復連續運行3個循環為一次測試循環。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，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字電能表計量法。將數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個測試循環時，連續作3個測試循環，分別記錄電能表值、運行時間、上下運行次數。

4.3 供給能計算

供給能是指施工升降機連續完成3個測試循環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個測試周期內包含的測試循環數；

Di—— 1個測試周期內第i個數字電能表數值，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時所消耗的電能，即垂直運輸過程產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 作業能效率計算

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

式中 F—— 施工升降機作業能效率。

4.7 測試結果確認

施工升降機在規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、能效值和作業能效率。取3次作業能效率的算術平均值作為最終測試結果。

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，能效測試結果見表1，圖2為測試現場。

表1 施工升降機能效測試結果示例

圖2 施工升降機能效測試現場

6 結 語

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

［1］GB26557-2011，吊籠有垂直導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，施工升降機安全規程［S］.

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

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

（編輯 吳學松）

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“綠色建造與施工協同關鍵技術研究與示范”（2012BAJ03B01）

TH213.6

B

1001-1366（2015）08-0032-03

2015-07-09