CC BY
33
4. Фаренбух А. Солнечные элементы Теория и эксперимент - М.: Энер-гоатомиздат, 1999. - 280 с.
5. Чопра К., Дас С. Тонкопленочные солнечные элементы / Пер. с англ. с сокращениями. - М.: Мир, 1986. - 435 с.
6. Амброзяк А. Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов / Пер. с польского, под ред. Б.Т. Коломийца. - М.: Советское радио, 1970. - 392 с.
7. Глиберман А.Я., Зайцева А.К. Кремниевые солнечные батареи. - Гос-энергоатомиздат, 1961.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
© Графкина М.В.*, Свиридова Е.Ю.*, Афлятунова Г.Р.*
Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ),
г. Москва
Снизить негативное воздействие технических систем на окружающую среду можно путем выбора конструкционных материалов с лучшими экологическими показателями. Предлагается метод определения комплексного экологического показателя конструкционных материалов, основанный на оценке негативного воздействия на атмосферный воздух при производстве и рециклировании этих материалов, а также способы повышения экологической безопасности конструкционных материалов путем нанесения дополнительных покрытий.
Ключевые слова: конструкционные материалы, экологические показатели, технические системы, критерии экологической безопасности, загрязнение атмосферного воздуха, электромагнитное загрязнение, жизненный цикл, комплексный экологический показатель.
Необходимость сохранения качества окружающей среды требует рассмотрения биосферных процессов и функционирования технических систем (ТС) не как изолированных друг от друга событий, а как элементов общей системы, т.е. глубоко связанных и интегрированных. При таком подходе все стадии жизненного цикла ТС (производство материалов, проектирование системы, изготовление комплектующих, сборка изделия, эксплуатация, ремонт, утилизация и др.) оказывают влияние на окружающую среду. В
* Заведующий кафедрой «Экологическая безопасность технических систем», доктор технических наук, профессор.
* Доцент кафедры «Экологическая безопасность технических систем», кандидат технических наук.
" Студент направления подготовки «Техносферная безопасность».
настоящее время наиболее полно исследованы возможности повышения экологической безопасности ТС на этапе их эксплуатации, значительные наработки появились по повышению экологичности утилизации выводимых из эксплуатации ТС. В то же время, на наш взгляд, недостаточно результатов исследований по повышению экологической безопасности ТС на этапе их разработки (проектирования), а также по определению комплексных экологических характеристик конструкционных материалов. Конструкционные материалы являются основой каждой ТС и обеспечивают не только ее функциональные свойства (надежность, прочность, электропроводность, устойчивость и пр.), но и оказывают существенное влияние на уровень негативного воздействия системы на окружающую среду на всех этапах жизненного цикла.
От решений, принимаемых при разработке (проектировании) ТС на этапах структурного и параметрического синтеза зависит, какие материалы и в каком соотношении будут использованы в конструкции. Конструкторы (проектировщики) в настоящее время при выборе материалов ориентированы, прежде всего, на их физические, эксплуатационные и технологические характеристики, которые определяют качество и технологичность проектируемого объекта, а также на стоимостные показатели, от которых зависит окончательная цена изделия. Дополнительное рассмотрение при разработке ТС экологических характеристик материалов не отменяет всех ранее существующих требований к конструкционным материалам, а расширяет их с целью наиболее раннего выявления и снижения уровня негативного воздействия на окружающую среду и сохранения природных ресурсов. Наличие данных о периоде истощения ресурсов, доступности, энергозатратах при производстве, а также сравнительных комплексных характеристик экологического техногенного воздействия на окружающую среду при производстве и рециклировании различных конструкционных материалов, позволит приблизиться к достижению этой цели на этапе проектирования ТС [1].
На современном этапе для повышения экологической безопасности ТС представляется необходимым при оптимизации проектных решений учитывать и экологические показатели конструкционных материалов. Необходимым условием решения этой задачи является разработка соответствующих экологических критериев, характеризующих различные материалы и позволяющих проводить их сравнительную оценку с целью снижения негативного воздействия ТС в жизненном цикле.
В литературных источниках [2] приведены сведения по загрязнению атмосферного воздуха при производстве и рециклировании конструкционных материалов, что оправдано с позиции оценки общих масштабов загрязнения биосферы, в том числе и атмосферы, так как на ее долю приходится более 80 % антропогенных загрязнений.
По абсолютным показателям выбросов вредных веществ в атмосферу, а также по объему потребления водных ресурсов и энергии при производстве
конструкционных материалов нельзя провести сравнительный анализ и сделать заключение о степени комплексного негативного воздействия на окружающую среду различных материалов.
Поэтому, на взгляд авторов, целесообразно использовать комплексный (приведенный) показатель негативного воздействия на окружающую среду и прежде всего на атмосферный воздух при производстве и рециклировании конструкционных материалов при проведении структурного и параметрического синтеза и оптимизации ТС на этапе их создания.
Используя метод, описанный авторами в [3], можно определить комплексный экологический показатель, характеризующий уровень негативного воздействия на атмосферный воздух для каждого материала как:
МпР,=Т Мпр,' (1)
пр,
1=1
где Мпр - сумма приведенных масс выбросов загрязняющих веществ на единицу массы одного 1-го материала;
п - число, характеризующее количество загрязняющих веществ;
Мпр - приведенная масса выбросов конкретного ]-го загрязняющего
вещества, при условии, что:
Мпр = • Mj. (2)
где М - масса выбросов]-го загрязняющего вещества от стационарных источников при производстве и рециклировании единицы массы конструкционного материала, кг (при расчетах учитывались следующие загрязняющие вещества - аэрозоли, С02, СО, N0» 802, СДу), по данным представленным в [2];
К - коэффициент приведения для ]-го загрязняющего вещества, учитывающий степень опасности этого вещества.
Экологические показатели, характеризующие негативное воздействие процессов производства различных конструкционных материалов, полученные по данной методике, приведены на рис. 1.
Экологичность проектируемых конструкций в жизненном цикле, связанная с экологическими характеристиками конструкционных материалов, напрямую зависит от принимаемых проектных решений по выбору материалов, а также от результатов проведения структурного и параметрического синтеза и оптимизации, т.к. изменение параметров конструкции ведет к изменению массы отдельных узлов и деталей проектируемой технической системы, а, следовательно, массы используемых материалов. Используя на этом этапе помимо основных критериев еще и дополнительный экологический критерий, можно из рассматриваемых альтернативных вариантов выбрать вариант, который будет полностью удовлетворять всем функциональным требованиям к ТС и иметь при этом лучшие экологические показатели в жизненном цикле.
Медь Алюминий С'галь Пласгыассы
Рис. 1. Показатель приведенной массы выбросов при производстве
Экологические показатели конструкционных материалов на этапе эксплуатации ТС могут быть усилены за счет применения дополнительных покрытий. Например, чтобы снизить уровень ингредиентного загрязнение атмосферного воздуха городской среды от выхлопов автотранспорта можно использовать фотокаталитические покрытия на ограждающих поверхностях в городской среды (фасады зданий, акустические экраны). Что приведет к снижению концентрации оксида углерода и оксидов азота. Результаты расчета эффективности использования фотокатализатора при размещении на ограждающих поверхностях позволяют значительно снизить уровень содержания этих вредных компонентов в воздухе городской среды [4]. В качестве фотокаталитических покрытий могут быть применены краски на основе диоксида титана.
В настоящее время актуальным является развитие системы мониторинга электромагнитных полей и повышение электромагнитной безопасности урбанизированных территорий [5-12]. Для снижения уровня электромагнитного загрязнения, которое только от автотранспорта в городской среде составляет 18-32 %, а по данным, полученным в результате исследований авторами [13-14], в зависимости от интенсивности дорожного движения, может достигать на различных частотах по напряженности электрического поля 16 В/м, а по напряженности магнитного поля около 3 А/м, рекомендуется также вводить в конструкционные материалы (где это возможно) различные добавки и покрытия. Например, при окраске фасадов, экранов и других ограждающих поверхностях городской среды можно рекомендовать токопроводящие краски, которые производятся посредством ввода в их состав токопроводящих материалов: коллоидного серебра, графита, сажи, оксидов металла, порошковой меди и алюминия и др. Наилучшие результаты обеспечивает краска, у которой в качестве токопроводящего пигмента применяется ацетиленовая сажа и графит. Токопроводящие краски обеспечивают экранирующую эффективность не менее 30 дБ в широком диапазоне частот.
Таким образом, использование экологических характеристик материалов, как критериев при принятии проектных решений, а также использование дополнительных покрытий позволит повысить экологическую безопасность ТС в жизненном цикле и приведет к снижению техногенной нагрузки на окружающую среду, что особенно актуально для повышения экологического качества городской среды.
Список литературы:
1. Графкина М.В. Экологическое проектирование продукции. - М.: МГТУ «МАМИ», 2006. 224 c.
2. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: учеб. для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высшая школа, 2001. -273 с.
3. Графкина М.В. Геоэкологические показатели конструкционных материалов // Вестник МГСУ - 2008. - № 4. - C. 149-153.
4. Ворожин В.С. Разработка методики обеспечения экологической безопасности участников дорожного движения (на примере крупного города): автореф. дис. канд. техн. наук. - Москва, 2014. - 20 с.
5. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю. Теоретическое обоснование экологического мониторинга энергетического низкочастотного техногенного воздействия // Экология урбанизированных территорий. - 2014. -№ 3. - С. 66-69.
6. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю.Определение энергетического низкочастотного воздействия на застроенных территориях // Вестник МГСУ. - 2014. - № 4. - С. 116-124.
7. Графкина М.В., Свиридова Е.Ю. Обоснование изменения системы экологического мониторинга низкочастотных электромагнитных полей // в сборнике: Перспективы развития науки и образования сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. -Тамбов, 2014. - С. 35-38.
8. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю. Теоретические предпосылки мониторинга активной и реактивной интенсивности низкочастотных электромагнитных полей // Вестник МГСУ - 2013. - № 5. - С. 112-117.
9. Свиридова Е.Ю. Результаты исследования низкочастотных электромагнитных полей на урбанизированных территориях // Достижения вузовской науки. - 2013. - № 5. - С. 107-112.
10. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю., Теряева Е.П. Развитие системы экологического мониторинга электромагнитных и инфразвуковых низкочастотных полей на застроенных территориях // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2012. - № 4 (4). - С. 70-76.
11. Graftina M.V, Nyunin B.N., Sviridova E.Y. Development of ecological monitoring system of environmental energy pollution // International Journal of Applied Engineering Research, Volume 10, Number 18, 2015. Pp. 38733-38740.
12. Графкина М.В., Свиридова Е.Ю. Исследование электромагнитных полей линий электропередач и рекомендации по снижению их негативного воздействия // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2010. - № 2. - С. 133-135.
13. Графкина М.В., Свиридова Е.Ю. Экологический мониторинг инфра-звуковых и электромагнитных полей транспортного потока // Приоритетные научные направления: от теории к практике. - 2014. - № 10. - С. 87-91.
14. Графкина М.В., Свиридова Е.Ю., Теряева Е.П. Результаты исследования электромагнитных полей автомобиля в стендовых условиях // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований. -2014. - № 11. - С. 89-93.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОКАЗАНИЯ УСЛУГ В АВТОСЕРВИСНЫХ ЦЕНТРАХ
© Гребеньков Д.В.*
Липецкий государственный технический университет, г. Липецк
Представлены аналитические зависимости для определения оценочных показателей эффективной деятельности предприятий автосервиса.
Ключевые слова автосервис, автомобиль, эффективность, дилерский центр, техническое обслуживание, ремонт.
Проблеме эффективности в новых рыночных условиях уделяется пристальное внимание. Деятельность сервисных центров фирменного обслуживания автомобилей эффективна, если учитываются реальности рынка и производственные возможности сервисных служб, правильно оцениваются тенденции рынка и изменения в желаниях потребителей.
Деятельность сервисных служб следует периодически анализировать, чтобы определить результативность работы и внести необходимые коррективы. Необходимо, чтобы периодически готовились письменные обзоры и доклады соответствующих служб, с помощью которых выявляются изменения на рынке и прослеживаются новые тенденции развития автосервисных услуг. Постановка данных задач базируется на анализах и прогнозах всех аспектов деятельности предприятия. Для анализа необходимо владеть следующими базовыми данными:
- количество машин соответствующих моделей в районе деловой активности дилера;
- уровень заработков потребителей;
* Доцент кафедры «Транспортные средства и техносферная безопасность», кандидат технических наук, доцент.
