CC BY
5
ресурс] URL: https://www. admagazine.ru/architecture/rekonstrukcivasrednevekovogo-zamka-v-ispanii (дата обращения: 10.05.2023).
11. Жигулина Ольга. Архитектура: Старый цементный завод, превращенный в современный дом-студию // TJ. 2017. 28 февраля. [Электронный ресурс] URL: https://tjoumaLru/art/41487-arhitektura-starvv-cementnvvzavod-prevrashchennvv-v-sovremennvv-domstudivu (дата обращения: 10.05.2023).
Головин Константин Александрович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Копылов Андрей Борисович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Свандлунова Антонина Геннадьевна, магистр, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
REVITALIZA TION OF URBAN SPACE K.A. Golovin, A.B. Kopylov, A.G. Svandlunova
Renovation is one of the strategies for adapting the existing architectural environment and individual objects, including historical ones, to the requirements of modernity. The article discusses examples of renovation of architectural objects in cities of the USA, Spain, Japan and Russia. At the same time, such strengths of the projects are noted as enhancing the tourist attractiveness of historical areas, creating unique objects, combining old and new architecture without falsification, preserving elements of traditional architecture while adapting areas to modern technical conditions. In conclusion, options for preserving and adapting the historical environment of cities and regional architectural traditions are highlighted, such as the revival of environmental certainty, a unified system of architectural design and visual continuity of the environment, the reconstruction of lost buildings, as well as the preservation of cultural and national identification, historical memory and cultural diversity.
Key words: renovation, revitalization, historical urban environment.
Golovin Konstantin Aleksandrovich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Kopylov Andrey Borisovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State
University,
Svandlunova Antonina Gennadievna, master, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 721.02
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-11-97-98
АКТУАЛЬНОСТЬ ЭКОЛОГИЧНОСТИ В АРХИТЕКТУРЕ
К.А. Головин, А.Б. Копылов, Ю.С. Трофимова
Негативное воздействие современных технологий на окружающую среду привело к формированию у людей нового осознания экологических проблем. Достижение экологичности предполагает рациональное использование природных ресурсов, фундаментальный сдвиг в отношении и обращении человека к природе, серьезные изменения в моделях производства и потребления.
Ключевые слова. энергоэффективность, зеленая архитектура, окружающая среда, экологичность.
На здания и процесс их строительства приходится более 30% общего потребления энергии в мире. Однако это не обязательный критерий в строительстве — на самом деле, это указывает на прекрасную возможность для отрасли внести позитивные изменения. Это возможность, которую многие в строительной отрасли заметили и используют. Экологичное строительство уже не просто тренд - это революционное течение.
Экологичное строительство подразумевает оптимизацию строительного процесса для сведения к минимуму негативного воздействия на окружающую среду и ее жителей при максимальном увеличении положительных аспектов готовой конструкции.
Надлежащее планирование и проектирование могут помочь сооружению квалифицироваться как «зеленое» во время его эксплуатации и даже во время возможного сноса сооружения.
Процесс строительства, от простого дома на одну семью до крупнейшего инфраструктурного мегапроек-та, может воздействовать на окружающую среду разными способами, в том числе:
Прямое разрушение экосистем из-за добычи полезных ископаемых, лесозаготовок и других способов добычи сырья.
Загрязнение воздуха из-за использования тяжелой техники, работающей на дизельных или бензиновых двигателях, производящих выбросы.
Отходы, загрязнение воды и воздуха и высокое потребление энергии, необходимые для процессов производства строительных материалов, при этом, по оценкам, от 5% до 8% глобальных выбросов ТО2 приходится только на производство цемента.
Высокий уровень выбросов ТО2 при транспортировке материалов и оборудования на большие расстояния.
Разливы или другие аварии, которые непосредственно загрязняют почву, воздух и воду токсичными химическими веществами.
Эрозия и сток на строительной площадке, которые могут повредить местные водные пути и влияют на жизнь растений
Эти проблемы могут поставить под угрозу практический результат реализации проектов. Производители строительных материалов, которые сокращают количество отходов, не только помогают окружающей среде; они также, скорее всего, увидят увеличение прибыли за счет комплексного использования ресурсов.
Перечень методов, которые делают строительство более экологичным, можно классифицировать в пять основных категорий.
Энергоэффективность. Здания, построенные с использованием экологически чистых методов, требуют меньше энергии во время строительства и во время эксплуатации. Регулировка планировки, степень изоляции, расположение и выравнивание земли и даже цвет наружных материалов могут повысить энергоэффективность.
Сокращение отходов. При лучшем планировании строительство новой структуры может практически не производить отходов.
Ударопрочные строительные материалы. Директивы по сокращению отходов на месте в сочетании с использованием строительных материалов, которые производят меньше отходов во время производства, значительно снижают воздействие строительства. Не все эти строительные материалы с низким уровнем воздействия являются новыми и незнакомыми; многие из них являются одним и тем же стандартом материалы (такие как мерный пиломатериал для каркаса), просто изготовленные в соответствии с более жесткими стандартами.
Качество воздуха в помещении. Тщательный выбор материалов не только сокращает количество отходов и повышает рентабельность проекта. Материалы внутренней отделки, которые практически не выделяют летучих органических соединений, обеспечивают более здоровую окружающую среду для их жильцов.
Рациональное использование воды. Сведение к минимуму сточные воды и контроль избытка воды за пределами здания могут быть достигнуты с помощью методов экологичного строительства. Здания используют 14% всей питьевой воды, потребляемой в мире, но несколько небольших изменений могут иметь большое значение для экономии безопасной питьевой воды для более важных целей, чем смыв и стирка.
Отдавая предпочтение экологичному строительству, мы помогаем нашей планете и людям максимально сохранить природу двумя способами, касающихся расположения зданий.
1. Сохранить внешнюю среду в месте расположения здания.
2. Сохранить окружающую среду вдали от зданий.
Экологичные здания сохраняют окружающую среду в месте расположения здания
Допустим, мы предлагаем многоэтажный офисный комплекс, рассчитанный на тысячи сотрудников штаба, он требует огромной площади. Поэтому при выборе места для такого строительного комплекса следует учитывать сохранение местной растительности, естественных водотоков и т. д. Следует либо избегать участка с биоразнообразием, либо строительство должно быть спланировано так, чтобы уменьшить нарушение участка.
Ландшафт. Ландшафтный дизайн и внешний дизайн в экологичном здании должен быть таким, чтобы было больше затененных зон, чтобы не было вторжения света, и чтобы выращивались местные виды растений.
Энергоэффективность
Экологичные здания часто включают меры по снижению потребления энергии — как воплощенной энергии, необходимой для извлечения, обработки, транспортировки и установки строительных материалов, так и рабочей энергии для предоставления таких услуг, как отопление и электроэнергия для оборудования. Поскольку высокопроизводительные здания потребляют меньше эксплуатационной энергии, воплощенная энергия приобрела гораздо большее значение и может составлять до 30% от общего энергопотребления в течение жизненного цикла. Чтобы снизить энергопотребление, высокоэффективные окна и изоляция стен, потолков и полов повышают эффективность ограждающих конструкций (барьер между кондиционируемым и некондиционируемым пространством). Другая стратегия, проектирование пассивных солнечных батарей, часто применяется в домах с низким энергопотреблением. Дизайнеры ориентируют окна и стены, размещают навесы, веранды, и деревья, чтобы затенять окна и крыши летом и максимизировать приток солнечного света зимой. Кроме того, эффективное размещение окон (дневное освещение) может обеспечить больше естественного света и уменьшить потребность в электрическом освещении в течение дня. Солнечное нагревание воды дополнительно снижает затраты на электроэнергию. Производство возобновляемой энергии на месте за счет солнечной энергии, энергии ветра, гидроэнергии или биомассы может значительно снизить воздействие здания на окружающую среду.
Эффективность использования воды. Сокращение потребления воды и защита качества воды являются ключевыми задачами устойчивого строительства. Одна из важнейших проблем водопотребления заключается в том, что во многих районах требования к питающему водоносному горизонту превышают его способность к самовосполнению. В максимально возможной степени объекты должны увеличить зависимость от воды, которая собирается, используется, очищается и повторно используется на месте. Защита и сохранение воды на протяжении всего срока службы здания может быть обеспечена путем проектирования двойной сантехники, в которой вода повторно используется при смыве туалета. Сточные воды можно свести к минимуму за счет использования водосберегающих приспособлений, таких как туалеты со сверхнизким смывом и душевые насадки с низким расходом. Биде помогает отказаться от использования туалетной бумаги, уменьшить трафик канализации и увеличить возможности повторного использования воды на месте. Очистка и нагрев воды в месте использования улучшает как качество воды, так и энергоэффективность при одновременном снижении количества воды в циркуляции. Использование несточных и серых вод для использования на месте, например, для орошения, сведет к минимуму нагрузку на местный водоносный горизонт.
Эффективность материалов. Строительные материалы должны помогать контролировать вырубку лесов, производиться на месте на строительной площадке, чтобы свести к минимуму энергии, заложенной в их транспортировке. По возможности, строительные элементы должны производиться за пределами площадки и доставляться на нее, чтобы максимизировать преимущества производства за пределами площадки, включая минимизацию отходов, максимальную переработку (поскольку производство находится в одном месте), высококачественные элементы, лучшее управление охраной труда, меньший уровень шума и пыль.
Зеленые здания сохраняют окружающую среду вдали от зданий. Все мы знаем, что здание строится из цемента, песка, стали, камня, кирпича и множества отделочных материалов. Эти материалы добываются или закупаются далеко от мест расположения зданий. На строительные материалы приходится около 20 процентов парниковых газов, выделяемых зданием в течение его срока службы. Экологичные здания должны использовать продукты, которые являются нетоксичными, пригодными для повторного использования, возобновляемыми и/или перерабатываемыми, где это возможно. Предпочтение отдается продуктам местного производства, чтобы коллективная материальная среда местности оставалась неизменной и, кроме того, экономилось топливо для транспортировки материалов.
Возобновляемые растительные материалы, такие как бамбук (потому что бамбук быстро растет) и солома, пиломатериалы из лесных экологических блоков, размерный камень, переработанный камень, переработанный металл — это некоторые из материалов, используемых в «экологичном» строительстве. Несмотря на то, что постоянно разрабатываются новые технологии, дополняющие существующую практику создания более экологичных структур, общая цель состоит в том, чтобы «экологичные» здания разрабатывались таким образом, чтобы уменьшить общее воздействие застроенной среды на здоровье человека и природную среду.
Независимо от того, насколько устойчивым может быть здание при его проектировании и строительстве, оно может оставаться таковым только в том случае, если оно эксплуатируется ответственно и поддерживается должным образом. Участие персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию в процессе планирования и разработки проекта поможет сохранить экологические критерии, разработанные в начале проекта. Каждый аспект зеленого строительства интегрирован в фазу эксплуатации и технического обслуживания здания. Добавление новых «экологичных» технологий также ложится на сотрудников. Хоть и цель сокращения отходов может быть достигнута на этапах проектирования, строительства и сноса жизненного цикла здания, именно на этапе эксплуатации и технического обслуживания применяются экологические методы, такие как переработка и улучшение качества воздуха.
Таким образом, преимущества экологичного строительства включают экономию средств за счет сокращения потребления энергии, воды и отходов; более низкие эксплуатационные и эксплуатационные расходы; повышение производительности и здоровья людей. Следовательно, даже небольшие изменения в производительности и состоянии здоровья приводят к большим финансовым выгодам. Таким образом, можно сделать однозначный вывод, что экологичное (зеленое) строительство сегодня экономически выгодно и имеет финансовый смысл. Архитекторы смогут влиять на будущую застроенную среду, и, продвигая экологичные здания, будут проектировать здоровые, экологически безопасные здания, которые прослужат долгое время.
Список литературы
1. Видищева Е.А., Никифорова В.А., Ковчун A.A., Видищева Д.Д. Экологически эффективное строительство: российский и зарубежный опыт // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2017. №2. С. 116-119.
2. Гозак, А.П. Алвар Аалто [Мастера архитектуры) / А.П. Гозак. М.: Стройиздат, 1976. 176 с.
3. Дэй К. Места, где обитает душа: Архитектура и среда как лечебное средство / Пер. с англ. В.Л. Глазы-чева. М.: Ладья, 2000. 280 с.
4. Иконописцева О.Г. Эко-дизайн энергоэффективной архитектуры. Анализ основных направлений и тенденций высотного строительства // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Социальные, гуманитарные, медико-биологические науки. 2018. №1. С. 41-51.
5. Кондратьев A.B., Грин И.Ю. Экологические стандарты сертификации зеленых зданий // Новые идеи нового века: материалы международной научной конференции ФАД ТОГУ. 2014. Том: 1. С. 140-146.
6. Поляков Е.Н., Астафьева М.В. Природа в творчестве Фрэнка Ллойда Райта // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. №1. С. 51-66.
7. Стахеев О.В., Бравова Е.Е. Тенденции в организации энергоэффективной высотной застройки // Региональные архитектурно-художественные школы. 2011. №1. С. 163-165.
8. Portman, John and Associates: Selected and current works / Ed. Womerslay S. The Images Publishing, 2002.
256 p.
Головин Константин Александрович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Копылов Андрей Борисович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Трофимова Юля Ссергеевна, магистр, [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет
RELEVANCE OF SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE K.A. Golovin, A.B. Kopylov, Yu.S. Trofmova
The negative impact of modern technology on the environment has led to the formation of a new awareness among people of environmental problems. Achieving sustainability requires the rational use of natural resources, a funda-
99
mental shift in man's attitude and approach to nature, and major changes in production and consumption patterns. Key words. Energy efficiency, green architecture, environment, sustainability.
Golovin Konstantin Aleksandrovich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Kopylov Andrey Borisovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State
University,
Trofimova Yulya Ssergeevna, master, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 622.242(075.8); 622.23.05
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-11-100-101
МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ УСТАНОВКИ СБШ-250МН-32Т
Т.А. Акименко, Фам Т. Л.
Предложена модель процесса бурения для установки СБШ-250МН-32Т; представлена структурная схема узла бурения и получены аналитические выражения с учетом постоянной времени нагруженного привода; коэффициента передачи нагруженного привода по управляющему напряжению; коэффициента передачи нагруженного привода по подаче; коэффициент передачи нагруженного привода по сопротивлению грунта внедрению бура.
Ключевые слова: модель бурения, момент полезной нагрузки, узел бурения, подача бура, угловая скорость.
На процесс бурения влияют несколько факторов: свойства горных пород, механизмы и способы разрушения породы, взаимодействие бурильного инструмента со скважиной, инструмент для бурения и т.д. В отечественной практике модели процесса бурения сформировались после установления В.С. Федоровым зависимости механической скорости бурения V от нагрузки на долото G и частоты его вращения и. [13] Анализ литература по данному вопросу показал, что общепризнанной модели процесса бурения нет, так как слишком много факторов оказывает влияние на конечный результат. [1-10] Поэтому можно сузить задачу и разработать модель бурения под конкретную буровою установку. В ранее представленных работах было проведено исследование информационно-измерительной и управляющей системы и разработана система автоматического управления скоростью вращения и подачи долота бурового станка СБШ-250МН-32Т. [11-12]
В установке СБШ-250МН-32Т применен узел бурения, построенный по схеме, приведенной на рис. 1, где приняты следующие обозначения: ЭДП - электродвигатель постоянного тока; Р - редуктор вращателя с шинно-шлицевой муфтой на выходном валу; Б - собственно бур. Управление двигателем осуществляется по якорной обмотке Я сигналом управления и^ . На обмотку возбуждения ОВ подается постоянное напряжения.
На бур со стороны грунта действует осевая (продольная) сила сопротивления К и момент сопротивления Ск . Бур вращается с угловой скоростью Св . Редуктор Р имеет коэффициент передачи I.
Угловая скорость вращения вала электродвигателя ЭД, управляющее напряжение и^ , подаваемое
на его якорную обмотку, и момент Ив полезной нагрузки, формируемый на входном валу, связаны следующим дифференциальным уравнением:
ТвсСв (() + св (г) = кииП (г) - к^в (г), О)
где Т^ - постоянная времени разгонной характеристики электродвигателя (механическая постоянная времени); ки - коэффициент передачи электродвигателя по управляющему напряжению и ^ (г); к^ - коэффициент передачи по моменту.
Момент полезной нагрузки создается силами сопротивления внедрению бура в грунт и в первом приближении определяется следующей зависимостью:
Ив (() = ксЮВ () + к,КК(!), (2)
где к с - коэффициент передачи по угловой скорости, определяющий скорость возрастания момента при возрастании угловой скорости вращения бура; ®В - угловая скорость вращения бура; к^к - коэффициент передачи по осевой силе внедрения бура в грунт, определяющий скорость возрастания момента при возрастании силы К(Г).
Подача бура увеличивается с возрастанием угловой скорости его вращения и с возрастанием осевой силы внедрения бура в грунт, и в первом приближении определяется по зависимости
У 2 (()=кутСв (г)+ кукК (г), (3)
где куС - коэффициент передачи по угловой скорости, определяющий возрастание подачи при возрастании угловой скорости вращения бура; куК - коэффициент передачи по осевой силе внедрения бура в грунт, определяющий возрастание подачи при возрастании осевой силы К(Г).
