Энергосбережение в строительстве

Анаэробное  сбраживание. Ил-сырец помещают в крупные герметичные баки. В отсутствии кислорода бактерии питаются илом (анаэробное сбраживание), в качестве побочного продукта вырабатывая биогаз.

Он содержит углекислый газ  и вещества, придающие стокам дурной запах, но практически на 60% состоит  из метана. Последнее обстоятельство даёт возможность использовать биогаз как топливо. На практике его используют для нагревания самих баков с целью поддержания в них оптимальной для организмов температуры около 38 °С.

Сбраживание завершается  через 4-6 недель и в баках остаётся обработанный ил – водный раствор гумуса. Этим раствором можно удобрять сельскохозяйственные поля и газоны прямо в жидком виде, так как полезны и гумус, и богатая биогенами вода. Обработанный ил можно отфильтровать и получить полутвёрдый гумусовый кек, правда, вместе с отфильтрованной водой пропадает основная часть биогенов, что снижает питательную ценность кека.[4 c. 128]

Компостирование. Для компостирования ил-сырец отфильтровывают, смешивают с древесной стружкой или другим материалом для улучшения аэрации и складывают в кучи или компостные ряды. Аэрацию повышают, дополнительно подавая воздух или механически перемешивая. В компостных кучах бактерии и другие редуценты и детритофаги перерабатывают органику в гумусоподобную массу. Тепла, выделяемого при дыхании, оказывается достаточно для гибели патогенных организмов. После шести или восьми недель компостирования от древесной стружки отделяют гумус, готовый для применения на полях.

В последние годы всё большее  развитие получает совместное компостирование твёрдых бытовых отходов и осадка сточных вод. Эта технология способствует насыщению компоста микрофлорой и микроэлементами и позволяет в оптимальном режиме поддерживать биотермический процесс. Он сопровождается нагреванием массы до 60-70 °С. При этом гибнет большинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух.

Отходы как источник энергии. Сжигание твёрдых отходов целесообразно в случае использования тепловой энергии и очистки отходящих газов. Этот процесс происходит на мусоросжигательных станциях, имеющих паровые котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000 °С для того, чтобы сгорали все дурнопахнущие примеси газов и не происходило зашлаковывания колосников. Перед выходом в дымовую трубу газы очищаются, например, с помощью электрических фильтров. Металлический лом отделяется от шлака электромагнитным сепаратором. Другие негорючие остатки требуют захоронения, но они составляют лишь 10-20 % от исходного объёма мусора.

Безотходное и малоотходное производства. Использование всех рассмотренных в этой главе способов уменьшения загрязнения окружающей среды не позволяет решить проблему в полной мере и сопряжено с ростом затрат на их реализацию. Альтернативой является внедрение безотходных и малоотходных производств.

Под безотходными производствами можно понимать совокупность технологических  процессов, в которых отходы одних  используются в качестве сырья для  других, что обеспечивает практически  их полную утилизацию.

Например, зола, образующаяся при сжигании органического топлива, может быть использована при производстве силикатного кирпича как наполнитель бетонов и т. п.

Создание безотходных производств является весьма сложным и длительным процессом, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. При малоотходном производстве воздействие на окружающую среду не превышает уровня, установленного санитарно-гигиеническими нормами. При этом по различным причинам (техническим, экономическим, организационным и др.) часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на хранение или захоронение.

Малоотходная и безотходная  технологии должны обеспечить:

– комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов;

– создание и выпуск новых  видов продукции с учётом требований повторного её использования;

– переработку отходов  производства и потребления с  получением товарной продукции или  любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия;

– использование замкнутых  систем промышленного водоснабжения;

– создание безотходных  комплексов.

Этапы развития малоотходных и безотходных производств:

1) малая ресурсоёмкость  и незначительные выбросы в окружающую среду;

2) создание цикличности  производств – отходы одних  являются сырьём для других;

3) организация  разумного захоронения неминуемых  остатков и нейтрализация энергетических  отходов.

Все этапы могут быть одновременными. В результате сокращаются экономические издержки производства, достигается комплексность использования сырья, и более эффективно решаются проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды отходами.[5 c. 201]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               2. Энергосбережение в строительстве

 

Бетон и железобетон  по-прежнему остаются основным материалом для строительства гражданских  и промышленных зданий во всех развитых странах. Уже сегодня можно прогнозировать его долговечность более 10 лет. В Беларуси в 50-70-е годы была создана мощная база промышленного и гражданского домостроения, обеспечившая круглогодичное строительство железобетонных зданий - крупнопанельных, каркасно-панельных, объемно-блочных, каменных и смешанных (с каменными наружными стенами) строительных систем. Основными недостатками этих зданий являются:

- большой вес несущих  и ограждающих конструкций и  высокие топливно-энергетические  затраты ТЭЗ-1 на изготовление, транспортирование  материалов и конструкций и  строительство; 

- чрезмерные ТЭЗ-2 на теплоснабжение  зданий из-за высокой теплопроводности ограждающих конструкций (низкие требования норм, теплопроводные включения при изготовлении, щели при строительстве), неправильной эксплуатации системы отопления, отсутствия приточной регулируемой вентиляции и плохой изоляции теплосетей;

- однообразие архитектурных  решений и конструктивно-планировочных  схем зданий по причине максимального  снижения стоимости. 

Значительные ТЭЗ-1 объясняются  тем, что в наружных стенах используют легкие бетоны из тяжелого и энергоемкого керамзита; расход стали в железобетонных конструкциях в два раза выше, чем в США, пластмасс применяют в 9 раз, а гипса в 25 раз меньше, выпуск эффективных теплоизоляционных материалов (полимерных и волокнистых), а также ячеистых бетонов на одного жителя у нас в 5-7 раз ниже, чем в Северной Европе. Кроме того, у нас большие расходы тепла при пропарке сборного железобетона и изготовлении цемента мокрым способом. Более 2/3 ТЭЗ-1 приходится на производство металлоконструкций (38%), цемента (17 %), сборного железобетона (8%), кирпича (5,5%) и керамзита (4%).

Главными недостатками норм являются нормирование только теплозащитных  качеств ограждающих конструкций, очень низкое значение сопротивления  теплопередаче окон и балконных  дверей. Через окна, площадь которых  даже в жилых зданиях достигает 40% площади стен комнат, происходит 30-70% общих потерь тепла через ограждающие конструкции. Поэтому увеличение приведенного сопротивления теплопередаче в два раза (по данным США) дает экономию до 50 л сырой нефти в год на кв. м остекления. На севере Европы и Америки применяют окна с сопротивлением 0,95 кв. м оС/Вт, а в скором будущем 1,25 и даже 2 против 0,39 и 0,55 у наших окон. Основным элементом эффективных окон является стеклопакет, заполненный инертным газом и специальной пленкой с обязательным нанесением теплоотражающего покрытия на внутреннюю поверхность стекла или пленки. Для нашего климата более подходят стекловолокнистые и дерево алюминиевые блоки.

В условиях климата Беларуси и энергетического кризиса необходимо максимально уменьшить размер окон и даже днем использовать искусственное и смешанное освещение. Тем более что в городах из-за грязного воздуха окна сильно затемнены, а изнутри дополнительно закрыты шторами. В летний период из-за больших окон для борьбы с инсоляцией, вызывающей перегрев помещений и утомление зрения на большей части территории Беларуси, пригодной к проживанию, требуются дорогостоящие солнцезащитные устройства.

Нормами для жилья предусмотрен воздухообмен за счет неорганизованного  притока наружного воздуха через не плотности в окнах. Поэтому, утеплив ограждающие конструкции и заделав не плотности и щели, мы ликвидируем в доме вентиляцию, в результате из-за отсутствия приточной вентиляции ухудшается микроклимат, увеличивается влажность воздуха и конструкций, происходит рост заболеваний органов кровообращения и дыхания, подавляется иммунная система, возникают аллергические реакции, а сэкономленное тепло уходит через форточки при проветривании помещений. Оптимальное теплоснабжение зданий и создание микроклимата в помещении требует автоматизации всего процесса.[2 c. 163]

Необходимо изменение  метода оплаты коммунальных услуг с  человека и занимаемой площади, которые  себя полностью дискредитировали. Сегодня  дотации за обогрев гражданских  зданий достигают 70-90% от всей стоимости тепла, которое уходит на обогрев гражданских зданий. При этом монополисты подачи тепловой энергии не заинтересованы в снижении абсолютных количеств энергоресурсов и ликвидации потерь тепла и воды в сетях, имеющийся опыт показывает, что квартиры, оборудованные контролирующими индивидуальными приборами, позволяют экономить до 50% горячей и холодной воды и до 20% тепловой энергии. При групповом принципе контроля эти показатели в 1,5 - 2 раза ниже.

Энергосберегающие затратные мероприятия (ЭСМ) подразделяются на:

- малозатратные, очевидность  внедрения которых не вызывает  сомнений, а окупаемость менее  5 лет; 

- высокозатратные, требующие  увеличения теплозащиты ограждающих  конструкций за счет значительных  капитальных и материальных вложений.

Требования новых норм по теплотехнике с поэлементным теплотехническим нормированием ограждающих конструкций зданий стимулируют к проведению высокозатратных мер, которые при реально существующей технологии энергосбережения не могут дать заметного эффекта в ближайшем будущем. Поэтому нормировать надо ТЭЗ на кв. м площади здания, как это принято в нормах многих стран, а ответственность возлагать на авторов проекта.

Для снижения ТЭЗ в строительстве  нельзя идти путем увеличения материалоемкости традиционных ограждающих конструкций, используя энергоемкие материалы и технологии, а также сложившиеся конструктивные решения зданий. Наиболее эффективно проблему снижения ТЭЗ можно решить, только подходя к ней комплексно, учитывая ТЭЗ-1 и ТЭЗ-2 и затраты, идущие на создание и обслуживание инфраструктуры, а также последние достижения и направления в области строительства, коммунального хозяйства и нетрадиционной энергетики. Использование подземного пространства позволяет обходиться практически без отопления помещений, срок эксплуатации зданий многократно увеличивается, существенно экономятся строительные материалы и территории, отсутствует арендная плата за использование земли. Поэтому комплексный подход к снижению ТЭЗ в строительстве включает разработку:

- нормативной и законодательной базы, стимулирующей реальное энерготеплосбережение, использование подземного пространства, расширение области искусственного освещения, снижения размеров окон и отказ от них (темная кухня, столовая,  кабинет в жилых зданиях);

- новых энерго- и материалосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений многофункциональных зданий, возводимых различными методами, с учетом местных особенностей и традиций и максимальным использованием подземного пространства;

- регионально-адаптируемых конструктивных систем, обеспечивающих свободу планировки и разнообразие архитектурных решений;

- легких эффективных несущих  и ограждающих конструктивных  элементов заданной долговечности,  изготавливаемых по гибким технологиям  с максимальным использованием имеющейся базы строительной индустрии и прогрессивных новых и местных строительных материалов;

- регулируемых отопительных  систем, в том числе использующих  нетрадиционные источники энергии,  с индивидуальным учетом ТЭЗ  и местным обогревом, работающим по принципу - когда, где и сколько требуется обогревать объекты и помещения.

Индивидуальные жилые  малоэтажные здания, получившие широкое  применение в богатых странах  с более мягким климатом, требуют  значительно больших материальных затрат на строительство и в 3-5 раз больше ТЭЗ на эксплуатацию, чем многоквартирные здания, и не могут быть предложены как массовые, особенно в городских условиях. Даже дешевые дома с легкими (щитовыми и каркасными) трехслойными наружными и внутренними стенами и перекрытиями, разрабатываемые в составе программы “Свой дом”, из-за низкой тепловой инерции ограждений требуют постоянного отопления и поэтому мало пригодны для сельской местности с периодическим отоплением.[3 c. 203]

Учитывая наши особенности  и возможности, для массовой застройки рекомендуются компактные замкнутые застройки из экономичных массовых универсальных широких блокированно-кооперированных, различных в плане зданий средней и повышенной этажности, комбинированной объемно-планировочной системы и структуры с многообразием архитектурного облика и максимальным использованием подземного пространства, с сохранением и эффективным использованием базы строительной индустрии. В них для удобства проживания и снижения затрат располагаются под общей крышей или сблокированы жилые квартиры, личные гаражи, общественные учреждения (детский сад ясли, спортивные залы, бассейн, бани, врачебные и оздоровительные кабинеты, конторы, кинотеатр, дискотека, магазины, общежития, сбербанк, прачечная, бюро услуг, ремонтные мастерские, коммунальные службы и др.). В будущем в больших в плане зданиях коммуникации дополнительно можно будет компоновать эскалаторами, движущимися тротуарами и лифтами пространственного перемещения. Уже сейчас имеются примеры строительства замкнутых в плане зданий повышенной этажности с крытым свободным пространством в середине для зимнего сада и длинные широкие здания с крытой пешеходной улицей.