CC BY
47
УДК 711
ВНЕДРЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И РЕКОНСТРУКЦИИ ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ
© В.И. Римшин1, В.В. Иванов2
Московский государственный строительный университет, 129337, Россия, г. Москва, Ярославское шоссе, 26.
В градостроительстве назрели проблемы, связанные с внедрением энергоэффективных технологий при проектировании и реконструкции жилой застройки, особенно в малых городах России (например, г. Гагарин Смоленской области). Показаны примеры энергоэффективных проектных решений на основе новой нормативной базы, выполненных на кафедре городского строительства и коммунального хозяйства Московского государственного строительного университета. Обобщен опыт проводимых ранее исследовательских и проектных работ в этом направлении.
Ил. 8. Табл. 3. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: проблема; энергоэффективные технологии; малые города.
ENERGY-EFFICIENT TECHNOLOGY INTRODUCTION UNDER RESIDENTIAL AREA DESIGN AND RECONSTRUCTION V.I. Rimshin, V.V. Ivanov
Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoe Shosse, Moscow, 129337, Russia.
Topicality of the article is dictated by the urgent problems of urban construction that are associated with the introduction of energy-efficient technologies into design and reconstruction of residential areas. It is particularly true of Russian small towns (Gagarin town of the Smolensk region). The paper gives the examples of energy-efficient design solutions on the basis of a modern legal framework, which have been carried out at the Department of Urban Construction and Utilities System of Moscow State University of Civil Engineering. The experience of previous surveys and design works in this field has been summarized. 8 figures. 3 tables. 4 sources.
Key words: problem; energy-efficient technologies; small towns.
Применение технологий, связанных с нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии, является практически обязательной составляющей любого градостроительного проекта. Актуальность этого процесса очевидна. Численность население неуклонно растет. Естественно растет и потребность в энергообеспечении как среды обитания человека, то есть его жилища, так и объектов промышленности. Сжигается огромное количество органического топлива, что приводит к опасным экологическим последствиям:
- загрязнению атмосферы несгоревшими углеводородами, золой и сажей;
- возникновению парникового эффекта из-за выброса углекислоты;
- потеплению климата и как следствие, повышению уровня Мирового океана с затоплением прибрежных участков суши.
Вырубается огромное количество леса - основного переработчика углекислого газа в атмосфере Земли.
Выделим традиционные и нетрадиционные источники энергии. К традиционным источникам можно отнести тепловую, атомную энергию и энергию потока воды (ГЭС). К нетрадиционным отнесем энергоносители на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии.
В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная энергия, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминоизных песчаников, гидроэнергия больших и малых водотоков [1].
Потенциальные возможности нетрадиционных и возобновляемых источников энергии составляют в год:
- энергия солнца - 2300 млрд т усл. топл.;
- энергия ветра - 26,7 млрд т усл. топл.;
- энергия биомассы - 10 млрд т усл. топл.;
1 Римшин Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой городского строительства и коммунального хозяйства, тел.: 89265309315, e-mail: [email protected]
Rimshin Vladimir, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Urban Construction and Utilities System, tel.: 89265309315, e-mail: [email protected]
2Иванов Владимир Владимирович, доцент кафедры городского строительства и коммунального хозяйства, тел.: 89168371641, e-mail: [email protected]
Ivanov Vladimir, Associate Professor of the Department of Urban Construction and Utilities System, tel.: 89168371641, e-mail: [email protected]
- тепла Земли - 40000 млрд т усл. топл.;
- энергия малых рек - 360 млрд т усл. топл.;
- энергия морей и океанов - 30 млрд т усл. топл.;
- энергия вторичных низкопотенциальных источников тепла - 530 млрд т усл. топл.
На рис.1 показано расположение наиболее значимых объектов нетрадиционной и возобновляемой энергетики на территории России.
такой, например, как сфера строительства.
Как известно, архитектурные и градостроительные проекты невозможны без включения энергосберегающих технологий. Причем формирование правильного подхода к проектированию в части энергосбережения необходимо закладывать уже на ранней стадии разработки проекта.
Рис. 1. Наиболее значимые объекты нетрадиционной и возобновляемой энергетики на территории России
Определенный интерес представляет сопоставление показателей с запасами каменного угля (табл. 1).
Таблица 1 Мировые запасы каменного угля (ориентировочные данные), млрд т [1]
Регион Запасы
Страны СНГ 4400
США 1570
Китай 1570
Западная Европа 865
Океания 800
Африка 225
Азия (без стран СНГ и Китая) 185
Канада 65
Латинская Америка 60
Всего: 9740
В последнее время исключительный интерес представляет солнечная энергия. У нее два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам, а во-вторых она практически неисчерпаема и ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий.
Далее идет геотермальная энергия. Тепло земной мантии, которое уже активно используется во многих странах.
Глобальные масштабы мировой энергетики влияют на необходимость подготовки специалистов, напрямую занимающихся вопросами энергосбережения, а также на необходимость включения этой проблемы в сферы народнохозяйственной деятельности,
Обратимся к опыту дипломного проектирования на кафедре ГСиКХ ИЖКК МГСУ. Рассматривая в своих дипломных проектах вопросы планировки городских территорий, их комплексного инженерного благоустройства, реконструкции существующей застройки и капитального ремонта жилого фонда, студенты в обязательном порядке решают вопросы энергосбережения. Основой разработки служит нормативный материал [3].
Выпускники кафедры ГСиКХ, выполнявшие дипломный проект на тему «Планировка и благоустройство микрорайона с организацией энергосберегающего комплекса», использовали нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, которые можно разделить на энергообеспечивающие и энергосберегающие. В энергообеспечивающий комплекс, разработанный проектом студентов, вошли средства, представленные на рис. 2 и 3. Средства энергосбережения представлены на рис. 4 и 5.
Выполняя проекты энергетического обеспечения коттеджного строительства, студенты широко используют ветроэнергетические установки (рис. 6, 7, табл. 1).
Расчет установки производится для каждого конкретного случая.
Геотермальная энергетика, частично отнесенная непосредственно к возобновляемым источникам энергии (табл. 2), целесообразна к применению в коттеджном проектировании. Целесообразность ее использования продиктована возможностью выделения определенной функциональной зоны для размещения оборудования. В качестве примера можно привести материал, представленный на рис. 8.
Рис. 2. Принципиальная схема устройства гелиосистем
Рис. 3. Рекуперационная установка
Рис. 4. Элементы энегросберегающих систем
Рис. 5. Утепление ограждающих конструкций в индустриальном строительстве
Рис. 6. Элементы ветроустановки
160
140
5 120
<п
ц. о 100
£
а 80
О
£ во
<п
4 40
20
О 1980
5000 кВт
?ПС)П кВт^-'
г
600 кВт У
500 кВт ^ Ь
50 кВт Ч кВт к )
о С
1985
2000
1990 1995
Год
Рис. 7. Рост мощности и диаметра ротора ветродвигателей [2]
2005
Таблица 2
Возможности использования энергии ветра в СНГ [2]
Район Средняя скорость ветра, м/с Возможные типы ВЭС
Побережье Ледовитого океана, отдельные места у берегов Каспийского моря >6 Крупные ВЭС по 3...4 МВт
Европейская часть СНГ, Западная Сибирь, Казахстан, Дальний Восток, Камчатка 3,5-6 ВЭС средней мощности
Юг Средней Азии, Восточная Сибирь <3,5 Мелкие ВЭС для решения локальных задач
Рис.8. Энергосберегающий комплекс (студенческий проект) Технические характеристики геотермальных тепловых станций [4]
Таблица 3
Характеристики Тип станции
ГТС-350П ГТС-350В ГТС-700П ГТС-700В
Тепловая мощность, МВт 6 6 20 20
Вид теплоносителя Пар Вода Пар Вода
Температура сетевой воды на выходе, °С 92 95 92 95
Использование энергоэффективных технологий вносит коррективы как в планировочные решения застройки, так и в архитектуру проектируемых зданий и сооружений. Определенный интерес представляет практика использования элементов системы в качестве декоративных или функциональных (солнцеза-щита) элементов зданий. В том же качестве возможно использование при проектировании комплексного инженерного благоустройства (малые архитектурные формы) территории. Размещение элементов энергосистем требует значительного пространства как по горизонтали, так и в вертикальном направлении. Ча-
сто это пространство бывает ограничено, особенно при проведении реконструктивных мероприятий в существующей застройке. Требуется квалифицированная оценка исходных условий для оправданного использования тех или иных энергосистем. Существует практика использования дублирующих систем, продиктованная в основном спецификой природных условий и требованиями пожарной и экологической безопасности. Потребление энергии - важный показатель жизненного уровня современного общества. На заре человечества энергопотребление человека сводилось к 8 МДж энергии. С появлением огня этот показатель
возрос до 16 МДж. В сельскохозяйственном обществе он равен 50 МДж, а в более развитом - 100 МДж [1]. Обеспечение будущего показателя энергопотреб-
ления - задача сегодняшнего дня и решать ее архитекторам и градостроителям придется уже сейчас.
Статья поступила 07.08.2014 г.
Библиографический список
1. Городов Р.В., Губин В.Е., Матвеев А.С. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2009.
2. Ахмедов Р.Б. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. М.: Общество «Знание», 1988.
3. ГОСТ 51594-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная
энергетика. Термины и определения. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.
4. Беренгартен М.Г., Севастьянов А.П. Методы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в современной энергетике. М., 2013.
УДК 628.336
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
© Т.И. Халтурина1, А.Н. Уарова2, О.В. Чурбакова3
Сибирский федеральный университет, 660041, Россия, г. Красноярск, пр. Свободный, 79.
Приведены данные эксперимента по обработке осадков сточных вод металлообрабатывающих предприятий ка-тионными флокулянтами. Получены результаты улучшения водоотдающих свойств осадков. Опытным путем определены оптимальные режимы процесса обезвоживания. Проведен дифференциально-термический анализ, изучены состав и структура осадков сточных вод металлообрабатывающих предприятий после обработки их ка-тионными флокулянтами для дальнейшей утилизации. Ил. 7. Табл. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: обработка; осадок; флокулянты; термограмма; дифференциально-термический анализ.
METALWORKING ENTERPRISE SEWAGE SLUDGE DRYING INTENSIFICATION T.I. Khalturina, А.N. Uarova, O.V. Churbakova
Siberian Federal University,
79 Svobodny pr., Krasnoyarsk, 660041, Russia.
The article reports on the results of the experiment on treating metalworking enterprise sewage with cationic flocculants. The obtained results demonstrate the improvement of water-repellent properties of sludge. The optimal regimes of sludge dewatering are determined empirically. Differential and thermal analysis is carried out; and composition and structure of metalworking enterprise sewage sediments are studied after their treatment with cationic flocculants for further utilization. 7 figures. 2 tables.
Key words: treatment; sediment (sludge); flocculants; thermogram; differential thermal analysis.
Проблемы загрязнения окружающей природной среды с каждым годом становятся более острыми, поскольку принятая во многих отраслях производства стратегия снижения техногенной нагрузки на окружающую среду при уменьшении водопотребления за счет создания замкнутых систем не избавляет от образования твердых и жидких отходов очистных сооружений. Все это обусловливает необходимость создания и реализации технологий кондиционирования осадков, обеспечивающих высокую эффективность
процесса обезвоживания для последующей утилизации, что является актуальным.
Для исследований были взяты натурные осадки маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод ОАО «Красноярский металлургический завод» (ОАО «КраМЗ»).
Известно [1-3] применение высокомолекулярных флокулянтов для изменения структуры осадка и улучшения его способности отдавать влагу в качестве основного приема подготовки к механическому обез-
Халтурина Тамара Ивановна, кандидат химических наук, профессор кафедры инженерных систем зданий и сооружений, тел.: 89029615551, e-mail: [email protected]
Khalturina Tamara, Candidate of Chemistry, Professor of the Department of Engineering Systems of Buildings and Constructions, tel.: 89029615551, e-mail: [email protected]
2Уарова Александра Николаевна, аспирант, тел.: 89831462104, e-mail: [email protected] Uarova Aleksandra, Postgraduate, tel.: 89831462104, e-mail: [email protected]
3Чурбакова Ольга Викторовна, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: 89022930157, e-mail: [email protected]
Churbakova Olga, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Engineering Ecology and Life Safety, tel.: 89022930157, e-mail: [email protected]
