CC BY
352. А.А Лукьянченко, Соколов А.В. «Остановить пожар на ранней стадии «Системы безопасности».- М.: Гротек, 2006.- 4(70) -126 с.
3. А.А. Лукьянченко, А.В. Соколов. «Применение газовых пожарных извещателей на водород и оксид углерода». // Мир и безопасность №4, 2006.
4. Обнаружение реальных пожаров детекторами угарного газа - зарубежный опыт. Результаты 10-летних исследований приводят к прыжку в технологии обнаружения пожара. Статья David By-water.
ПЕРЕВОД. http://daily.sec.ru/2011/12/28/Obnarushe nie-realnih-posharov-detektorami-ugarnogo-gaza-za-rubeshniy-opithtml.
5. Баканов В. «Пожарные извещатели с газовым сенсором в свете актуальных нормативных требований». // «Технологии защиты»,№ 4, 2014, с. 71-78.
6. EN 50291-1 2010-04 + A1 2012-06 Electrical apparatus for the detection of carbon monoxide in domestic premises - Part 1: Test methods and performance requirements.
7. EN 50291-2:2010 Electrical apparatus for the detection of carbon monoxide in domestic premises -Part 2: Electrical apparatus for continuous operation in a fixed installation in recreational vehicles and similar premises including recreational craft - Additional test methods and performance requirements.
8. EN 14604:2009 Smokealarmdevices.
9. А.А Лукьянченко, «Автоматизированные системы обнаружения пожара и экологического мониторинга: монография» [Текст] / А. А. Лукьянченко. - М: Академия ГПС МЧС России, 2011. -102 с.
10. А.А. Лукьянченко, «Тенденции развития автоматических пожарных извещателей» [Электронный ресурс] / А. А. Лукьянченко, А. В. Фёдоров, Т. А. Буцынская // Технологии техносферной безопасности. - 2009. - Вып. 1 (23). - Режим доступа: http://ipb.mоs.ru/ttb.
11. А.А Лукьянченко, «Математический расчёт распространения опасных газов для противопожарной защиты и экологического мониторинга на потенциально опасных объектах, на примере объектов метрополитена» [Текст] / А. В. Соколов, И. Б. Манченков // Пожарная безопасность. - 2009. - С. 94.
12. А.А Лукьянченко «Моделирование газодинамики полей концентраций в помещениях для обеспечения пожарной безопасности и экологического мониторинга» [Текст] / А. А. Лукьянченко, А. В. Федоров // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2009. № 1. С. 56-61.
13. А.А Лукьянченко «Интегрированная автоматизированная система раннего обнаружения пожара и экологического мониторинга «Кассандра»» [Текст] / И. М. Тетерин, Н. Г. Топольский, А. А. Лукьянченко, А. В. Фёдоров // Научно-технический каталог. - 2014. - С. 52.
АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОЖНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
Кахаров З.В.,
старший преподаватель кафедры «Инженерия железных дорог» Ташкетский государственный транспортный университет
Узбекистан г. Ташкент Исломов А.С.
ассистент кафедры «Инженерия железных дорог» Ташкетский государственный транспортный университет
Узбекистан г. Ташкент
ANALYSIS OF THE STRUCTURE OF ENERGY COSTS FOR CONSTRUCTION OF ASPHALT
CONCRETE ROADS
Kakharov Z.,
Senior Lecturer of the Railway Engineering Tashket State Transport University Uzbekistan Tashkent Islomov A.
Assistant of the Railway Engineering Tashket State Transport University Uzbekistan Tashkent.
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрена проблемы экономии энергоресурсов при строительстве и ремонт дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями. Рассмотрены рациональное расходования энергии при производстве асфальтобетона, учтены затраты энергии, расходуемый на транспортирование материалов к месту производства асфальтобетонной смеси, исключающие перерасход топлива, который приводит к экономии энергоресурсов. Для экономии энергоресурсов приведены анализ энергозатрат на производство асфальтобетонной смеси на заводе.
ABSTRACT
This article discusses the problems of energy savings in the construction and repair of road structures with asphalt concrete pavements. The rational consumption of energy in the production of asphalt concrete is considered, the energy consumption spent on transporting materials to the place of production of the asphalt concrete mixture is taken into account, excluding excessive consumption of fuel, which leads to energy savings. To save energy resources, an analysis of energy consumption for the production of asphalt concrete mixture at the plant is presented.
Ключевые слова: асфальтобетон, щебень, песок, битум, минеральный порошок, укладка асфальта, энергозатрата.
Keywords: asphalt concrete, crushed stone, sand, bitumen, mineral powder, asphalt laying, energy consumption.
Объективным, не зависящим от колебаний ценовых показателей критерием технической эффективности работ по строительству и ремонту являются энергозатраты на них. Строительство дорог (в особенности асфальтобетонных покрытий) - важный сектор строительной индустрии. Строительство дорожных асфальтобетонных покрытий включает такие компоненты, как:
• производство и подготовку исходных материалов;
• приготовление асфальтобетонных смесей;
• укладку и уплотнение готовой асфальтобетонных смеси;
• транспортирование всех материалов.
Произведена осредненная оценка энергозатрат
на каждый из указанных компонентов. Предложенный подход к сбережению ресурсов и энергии может быть использован в строительстве для разработки и применения инновационных решений как общего характера, так и для конкретных объектов.
В области дорожного строительства одним из важных направлений является строительство и ремонт дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями. Дороги с асфальтобетонными покрытиями составляют основу дорожной сети страны, на них приходится основной объем перевозок автомобильным транспортом. Дорожные асфальтобетонные покрытия в наибольшей степени отвечают требованиям современного скоростного и грузо-напряженного движения автотранспорта.
В целях выявления наиболее эффективных технических решений, обеспечивающих реальные возможности ресурсосбережения, необходима объективная оценка сравнительных затрат материальных, энергетических и финансовых ресурсов. При планировании и проведении строительных и ремонтных работ оценка эффективности принятых технических решений основывается, как правило, на анализе приведенных затрат, основанном на сопоставлении стоимостных показателей вариантов технических решений.
Наиболее объективным критерием технической эффективности тех или иных решений при проведении работ по строительству и ремонту, не зависящим от колебаний ценовых показателей, является анализ энергозатрат, необходимых для реализации принятых вариантов строительства или ремонта. Такой анализ позволяет оценить фактически необходимый объем энергозатрат на реализацию проекта, выраженный в сумме киловатт-часов или
тоннах условного топлива. Оценка затрат энергоносителей (топлива, электроэнергии) на реализацию выбранного технического решения дает объективную характеристику технической эффективности рассматриваемого варианта строительства или ремонта.
Так, в частности, проведенный анализ структуры энергозатрат на строительство дорожных асфальтобетонных покрытий показывает, что они складываются из затрат на производство исходных материалов для приготовления асфальтобетонных смесей, транспортирования этих материалов к асфальтобетонному заводу (АБЗ), подготовки исходных материалов и приготовления асфальтобетонных смесей, транспортирования смесей к месту устройства покрытия, укладки и уплотнения готовой смеси при устройстве покрытия.
Анализ распределения энергозатрат показывает, что на производство дорожно-строительных материалов, их подготовку и транспортирование к месту производства работ расходуется 25-45% от общей суммы энергозатрат.
Для устройства асфальтобетонного покрытия на 1 км двух полосной дороги районного значения (шириной 7 м) при толщине слоя покрытия 10 см требуется около 1650 тонн асфальтобетонной смеси, в том числе 850 тонн щебня, 580 тонн песка, 130 тонн минерального порошка и 90 тонн нефтяного битума. Для устройства 1 км асфальтобетонного покрытия на магистральной многополосной автомобильной дороге (шириной 21 м) при толщине слоя покрытия 18 см требуется около 9000 тонн асфальтобетонной смеси, в том числе 4600 тонн щебня, 3200 тонн песка, 700 тонн минерального порошка и 500 тонн нефтяного битума. На производство указанного количества материалов необходимо затратить значительное количество энергоресурсов.
Ресурсосбережение в строительстве на примере дорожной отрасли расчеты показывают, что на производство материалов для устройства 1 км асфальтобетонного покрытия дороги районного значения необходимо затратить 125 ГДж энергии, а на производство материалов для устройства 1 км асфальтобетонного покрытия магистральной автодороги необходимо затратить 680 ГДж энергии.
Энергозатраты на транспортирование материалов к месту производства асфальтобетонной смеси. Энергозатраты на транспортирование щебня, песка, минерального порошка и битума к
месту приготовления асфальтобетонной смеси зависят от дальности и способа перевозки материалов.
При перевозке щебня железнодорожным транспортом удельный расход энергоресурсов составляет в среднем 98,9 кВт. ч на 10 000 т/км.
С учетом коэффициента пересчета на условное топливо, эквивалентный расход его на 10 000 т/км для электровозной тяги составляет 33,6 кг, а для тепловозной тяги - 45 кг. Средний расход энергоресурсов на 10 000 т/км железнодорожным транспортом составляет 39 кг условного топлива или 273 Мкал, что эквивалентно 1,15 ГДж.
Перевозка по железной дороге 500-1000 т щебня, необходимого для устройства слоя толщиной 10 см (при расчетной дальности возки 1500 км), требует затрат энергии в размере 85-170 ГДж (а с учетом затрат на погрузо-разгрузочные операции -100-200 ГДж). Перевозка того же количества местного щебня автомобилями (на расстояние в среднем 35 км) требует затрат энергии в размере 15-30 ГДж (принимая, что средняя норма расхода энергоресурсов при перевозке автомобилями составляет 39 кг условного топлива на 1000 т/км). Перевозка 500-1000 т песка автомобилями также требует затрат энергии в размере 15-30 ГДж.
Расход энергии на погрузку и разгрузку щебня или песка при перевозках автомобилями составляет 4,64 МДж/т. Таким образом, энергозатраты на по-грузо-разгрузочные работы при перевозке 500-1000 т песка равны 2,3-4,6 ГДж. Перевозка 100-120 т битума по железной дороге требует затрат энергии в размере 17-20 ГДж, а перевозка 65-200 т минерального порошка - 2035 ГДж. Таким образом, общие затраты энергии на транспортирование материалов, необходимых для устройства 1 км дорожного покрытия, составляют 180-300 ГДж при использовании привозного щебня и 120-150 ГДж при использовании местного щебня.
Анализ энергозатрат на производство асфальтобетонной смеси, затраты энергии на технологические операции по приготовлению асфальтобетонных смесей складываются из затрат на нагрев материалов, подготовительные операции и перемешивание компонентов смеси.
На разогрев битума при сливе в битум хранилище из бункерного полувагона вместимостью 40 т расходуется около 220 Мкал (0,92 ГДж), т.е. на разогрев и слив 100 т битума затрачивается 2,5 ГДж. Такое же количество энергии затрачивается и при повторном разогреве битума при подаче его из хранилища в котел. Для нагрева 1 т щебня на 1оС необходимо затратить около 0,7 МДж.
Следовательно, на нагрев 1400 т щебня и песка до температуры 160-180оС при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей требуется затратить 150-160 ГДж энергии. При производстве холодных асфальтобетонных смесей нагрев щебня и песка до температуры 100-120оС требует затрат энергии в размере 100 ГДж. Таким образом, на приготовление 1650 т холодной асфальтобетонной смеси расходуется примерно на 50-60 ГДж энергии
меньше, чем на производство горячей асфальтобетонной смеси.
Расход топлива при работе сушильного барабана составляет в среднем 250-300 кг/ч, а установленная мощность электродвигателей - 60-110 кВт (при производительности 25-50 т/ч). При производительности 100 т/ч расход топлива составляет 1140 кг/ч, а мощность электродвигателей - 153 кВт. Ориентировочно можно принимать, что общий расход топлива на нагрев и сушку составляет 0,8-1,2% от массы минерального материала. Таким образом, нагрев и сушка 1400 т щебня и песка, используемых при приготовлении асфальтобетонной смеси, потребует расхода 12-15 т условного топлива, т.е. затрат энергии в количества 350-400 ГДж.
Энергозатраты на перемешивание 1т горячей асфальтобетонной смеси составляют в среднем 1,92,0 кВт.ч при производительности установок 2530 т/ч или 4-4,5 кВт.ч для асфальт-смесительных установок производительностью 40-50 т/ч. При расчетах следует учитывать, что на выработку 1 кВт.ч электроэнергии расходуется 170 г условного топлива, т.е. 1 т условного топлива дает 6000 кВт.ч электроэнергии (1 МДж = 0,156 кВт.ч = 0,026 кг условного топлива).
Таким образом, энергозатраты на перемешивание 1 т горячей асфальтобетонной смеси составляют 0,015-0,030 ГДж, а на перемешивание 1650 т -25-50 ГДж.
Суммарные затраты энергии при производстве асфальтобетонной смеси на АБЗ складываются из затрат на хранение и подготовку битума (в среднем 0,007 ГДж/т), внутризаводского перемещения минеральных компонентов смеси (0,005 ГДж/т), работы сушильного барабана и газо- пылеуловителей (0,005 ГДж/т), работы смесителя (4,1 МДж/т) и составляют в среднем около 0,021 ГДж/т. На приготовление 1650 т асфальтобетонной смеси на АБЗ требуется затратить 57-60 ГДж энергии.
Энергозатраты на приготовление асфальтобетонной смеси составляют около 40-50% общего объема энергозатрат, а непосредственно укладка и уплотнение требуют около 5% от общего объема энергозатрат.
Проведенный анализ позволяет определить наиболее эффективные пути снижения расхода энергии при строительстве и ремонте дорожных асфальтобетонных покрытий.
Как видно из приведенных данных, снижение затрат энергии при строительстве асфальтобетонных покрытий возможно различными способами. Так, например, снижение температуры приготовления и укладки при применении холодных асфальтобетонных смесей позволяет сократить затраты энергии на 50-60 ГДж/км, по сравнению с применением горячих смесей. Существенным фактором снижения энергозатрат является улучшение условий хранения битума и минеральных материалов, позволяющее исключить необходимость в сушке щебня и обезвоживании битума. Значительные резервы экономии энергозатрат заключаются в использовании местных материалов и отходов промышленности, что позволяет сократить затраты на
транспортирование материалов. Имеется целый ряд научных разработок, направленных на достижение задач экономного расходования энергоресурсов при проведении строительных и ремонтных работ в дорожной отрасли.
Одним из наиболее эффективных направлений ресурсосбережения является повышение долговечности дорожных покрытий, продление их сроков службы и соответствующее сокращение затрат на проведение ремонтных работ в процессе эксплуатации.
При необходимости проведения ремонтных работ с целью восстановления ровности и сцепных характеристик дорожного покрытия (в среднем один раз в 3-4 года согласно действующим нормам межремонтных сроков), на ремонт 1 км покрытия двухполосной дороги необходимо затрачивать в среднем около 200 тонн асфальтобетонной смеси.
Внедрение инновационных технических решений, позволяющих продлить сроки службы дорожных покрытий вдвое, позволит экономить до 60 млрд. руб. ежегодно. При этом обеспечивается ресурсосбережение в размере 14 млн. т щебня, 11 млн. т песка, 3,5 млн. т минерального порошка и 1,5 млн. т. нефтяного битума.
Наряду с инновационными технологическими решениями, направленными на повышение долговечности дорожных покрытий, существенный ресурсосберегающий эффект дают разработки по использованию местных материалов при производстве асфальтобетонных смесей, совершенствованию технологических процессов при производстве асфальтобетонных смесей за счет снижения температуры нагрева материалов и исключения сушки каменных материалов. Так, технология, позволяющая заменить около 25% высокопрочного привозного щебня (нередко доставляемый по железной дороге с расстояния около 1000 км) местным щебнем без снижения качества асфальтобетона, дает возможность снижения энергозатрат на транспортирование в размере до 20 ГДж на 1 км дорожного покрытия. Снижение температуры приготовления асфальтобетонной смеси, необходимой для устройства 1 км двухполосного дорожного покрытия, за счет применения менее вязких нефтяных битумов обеспечит экономию
энергозатрат от 20 до 60 ГДж (в зависимости от марки применяемого нефтяного битума).
Таким образом, из приведенных примеров видно, что строительная сфера располагает значительными и реальными резервами ресурсосбережения вследствие огромных объемов использования строительных материалов и имеющихся возможностей широкого использования инновационных технологий.
Выводы:
1. Дорожное строительство располагает значительными резервами ресурсосбережения. В частности, при строительстве и ремонте дорожных асфальтобетонных покрытий резервы ресурсосбережения связаны, в первую очередь, с использованием инновационных технологий, обеспечивающих продление сроков службы покрытий и соответствующего сокращения затрат материальных и энергетических ресурсов на проведение периодических ремонтных работ в процессе эксплуатации. Освобождающиеся ресурсы могут быть направлены на совершенствование и развитие автодорожной сети страны.
2. Не менее важными направлениями ресурсосбережения в дорожном строительстве являются: реализация технических решений, обеспечивающих расширение применения местных материалов; повышение эффективности технологических процессов производства асфальтобетонных смесей; расширение научных исследований, направленных на решение дальнейших задач в области ресурсосбережения и повышения энергоэффективности работ в строительной отрасли.
Литература
1. Горелышев Н.В. Технология и организация строительства автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1991. - 551 с.
2. Зубков, А.Ф. Технология строительства асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. - М.: Машиностроение, 2009. - 224 с.
3. Ищенко И.С. Технология устройства и ремонта асфальтобетонных покрытий. - М.: Аир-Арт, 2001.
4. Леонович И.И. Дорожно-строительные материалы. Минск.: Высшая школа, 1983г.
