Научная статья на тему 'Методика снижения загрязнения окружающей среды системы восстановления технического состояния зданий городской застройки'

Методика снижения загрязнения окружающей среды системы восстановления технического состояния зданий городской застройки Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
227
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ENVIRONMENT / TECHNICAL CONDITION / CONSTRUCTION WASTE / URBAN DEVELOPMENT / RE-USE / REDUCTION OF POLLUTION / ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА / РЕКОНСТРУКЦИЯ / СТРОИТЕЛЬНЫЕ ОТХОДЫ / ГОРОДСКАЯ ЗАСТРОЙКА / ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ / СНИЖЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Клименко М. Ю.

В данной статье рассматриваются вопросы разработки научно-обоснованной методики снижения загрязнения окружающей среды (ОС) системы восстановления технического состояния зданий (ВТСЗ). Разработанная методика научно-обоснована на основании проведенных теоретических исследований с помощью аналитического обобщения известных научных и практических результатов в области защиты ОС при строительной деятельности, метода теории вероятности, системного анализа, а также теории дисперсных систем. Созданная методика включающая в себя восемь этапов от сбора информации до формирования системы уменьшения поступления строительных отходов (СО) в окружающую среду при ВТСЗ с оптимальными рабочими характеристиками, отвечающими наибольшей величине ресурсосбережения и энергоэффективности для заданных условий её реализации. Внедрение разработанной методики для объектов капитального, текущего ремонта и реконструкции зданий городской застройки позволит обеспечить снижение загрязнения ОС.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The methods of reduction of environmental pollution system restoration of technical condition of buildings

The article addressed to issues of development of scientifically proven methods of environment pollution reduction of the area of reconstruction of buildings system. The developed method scientifically proven based on theoretical studies. The theoretical studies was conducted through analyze and summarize of known scientific results in the area of environmental protection in construction sector as well as probability theory method, systemic analysis and disperse systems. The method of environment pollution reduction of the reconstruction of buildings of urban areas system is developed. The method includes eight steps from collection of information to formationos a system of reduction of construction waste discharges into environment with an optimal characteristics meet necessary economical requirements for specified condition of implementation of each steps of such system. Conclusion. Implementation of the developed method for capital construction, maintenance and reconstruction of buildings of urban areas will allow for reduction of environment pollution.

Текст научной работы на тему «Методика снижения загрязнения окружающей среды системы восстановления технического состояния зданий городской застройки»

Методика снижения загрязнения окружающей среды системы восстановления технического состояния зданий городской застройки

М.Ю. Клименко

Южно-Российский Государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И.

Платова

Аннотация: В данной статье рассматриваются вопросы разработки научно-обоснованной методики снижения загрязнения окружающей среды (ОС) системы восстановления технического состояния зданий (ВТСЗ). Разработанная методика научно-обоснована на основании проведенных теоретических исследований с помощью аналитического обобщения известных научных и практических результатов в области защиты ОС при строительной деятельности, метода теории вероятности, системного анализа, а также теории дисперсных систем. Созданная методика включающая в себя восемь этапов от сбора информации до формирования системы уменьшения поступления строительных отходов (СО) в окружающую среду при ВТСЗ с оптимальными рабочими характеристиками, отвечающими наибольшей величине ресурсосбережения и энергоэффективности для заданных условий её реализации. Внедрение разработанной методики для объектов капитального, текущего ремонта и реконструкции зданий городской застройки позволит обеспечить снижение загрязнения ОС.

Ключевые слова: окружающая среда, реконструкция, строительные отходы, городская застройка, вторичное использование, снижение загрязнения.

На практике обеспечение экологической безопасности достигается за счет утверждения правовых документов (Закон РФ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" от 30.12.2009г. № 384-ФЗ) цель которых защита жизни и здоровья населения, охрана окружающей среды [1]. На сегодняшний день техническое состояние 34% зданий, в которых проживают россияне, близко к аварийному, а 4 % уже находится в таковом [2].

На территории РФ эксплуатируются около миллиона строительных объектов, большинство из которых находятся в неудовлетворительном состоянии и, как следствие, опасном для ОС. С целью обеспечения экологической безопасности необходимо консолидировать усилия: федеральных и региональных органов исполнительной власти; законодательной власти; органов местного самоуправления; научно-исследовательских организаций; общественных объединений и бизнес-

сообществ. Одним из итогов такой работы должна стать методика снижения загрязнения ОС системы ВТСЗ городской застройки, внедренная в качестве нормативного документа при их проектировании и производстве [3-6].

Эффективность системы по уменьшению поступления СО в ОС во многом зависит от степени использования СО в местах их образования. Для этого необходима технология, обосновать принятие решений в которой возможно за счет оценочных критериев экологического и энергетического характера. В свою очередь, для описания процессов уменьшения поступления СО в ОС при ВТСЗ необходимо построить физические модели, позволяющие определить результирующие показатели такой системы [7-10].

На основании проведенных исследований свойств СО на этапах их «жизненного цикла» системы ВТСЗ построена физическая модель процесса поступления СО в ОС (рис. 1). Также построена физическая модель уменьшения поступления СО в ОС, сущность которой заключается в снижении загрязнения соответствующих стадий физической модели поступления СО в окружающую среду (рис. 2). Изучение физической сущности технологических процессов позволило получить формулы для расчета показателей энергоэффективности (формула 1) и ресурсосбережения (формула 2), которые являются оценочными критериями методики.

содержание соответственно верхнего и нижнего классов в исходном

материала, м/с; Еэг- эффективность грохочения, %; Ыуст - мощность установки, Вт; Мисп - масса используемых СО, кг; Км- коэффициент

3

материале, %; р- плотность материала СО, кг/м ; V- скорость перемещения

И

масштабного фактора, характеризующий изменение энергии дробления исходного материала с изменением крупности; ¿- степень дробления, равная отношению средневзвешенных размеров кусков исходного материала и продуктов дробления; Qp- производительность дробления, м /с; Лев-средневзвешенный размер исходного материала, м; Мисп - масса используемых строительных отходов здания, кг; Мц- масса цемента, кг; Мв -масса воды, кг; Мд - масса добавок, кг; Я- внутренний радиус барабана по цилиндрической его части, м; п- частота вращения барабана, об/с.

Е -ми.к.+ми.жб.+ми.д.--10 (2)

Мк2шт+0Д5Мкз+0,25Мк4+Мк5+Мжбззсб+ Мжб4зсб+Мжб5+Мд3+Мд4+Мд5+Мс5

где Мик — удельная масса каменных отходов, необходимая для приготовления бетона, кг; Миж б. — удельная масса железобетонных отходов, необходимая для приготовления бетона, кг; Мид. — удельная масса деревянных отходов, необходимая для приготовления бетона, кг; Мк2шт-масса штукатурного слоя из общей массы каменных конструкций при £=0,05; Мк3, Мк4, Мк5 - масса каменных строительных конструкций, находящихся в не совсем удовлетворительном (£=0,15), неудовлетворительном (£=0,25) и аварийном (£=0,35) техническом состоянии соответственно; Мжб3зсб, Мжб4зсб-масса защитного слоя арматуры бетона железобетонных конструкций, находящихся в не совсем удовлетворительном (£=0,15) и неудовлетворительном (£=0,25) техническом состоянии соответственно; Мжб5- масса железобетонных строительных конструкций при £=0,35; Мд3, Мд4, Мд5 - масса деревянных строительных конструкций, находящихся в не совсем удовлетворительном (£=0,15), неудовлетворительном (£=0,25) и аварийном (£=0,35) техническом состоянии соответственно; Мс5 - масса стальных строительных конструкций при £=0,35.

Выполненные исследования предоставили возможность разработать методику снижения загрязнения ОС системы ВТСЗ (рис. 3).

N

Строительные отходы

Грщеос образования СО (Робр)

Технологическое оборудование Строительная техника

СО-1

Источник образования СО Рабочая зона

Строительные конструкции Сге-ь| перекрытия, фдаш-ть, балки и т .д

Грои@оо накопления (внутреннего) ЗВ (Рнакопп)

Технологическое оборудование Строительная техника

Внутренний источник накопления СО _Рабочая зона_

________________ССО-1______________

Обломки кирпича, бетона, штукатурки и тр.

Внутренний объем помещения Годстлашея поверхность

Строительные отходы

СО-2

Процесс распространения (внутреннего) ЗВ (Ррасп1)

Строительные отходы

СО-3

Внутренний объем помещения ГЬдстлаюшая поверхность

Строительные отходы СО-2

Гроие^ выделения (внешнего) ЗВ

(Рвыдел)

Внутренний объем помещения Годйтглвюшая поверхноть

Енеиний_ источник накопления Прилегающая к зданию территория

Строительные отходы

Строительные отходы ОО3

Гроиесс распространения (внешнего) ЗВ (Ррасп2)

Строительные отходы

___Внешний источник накопления___

Грилегающая к объекту территория

СО-5

Строительные отходы СО4

Рис. 1. - Физическая модель процесса поступления СО в окружающую среду системы восстановления технического состояния зданий

«Остаточная-1» дисперсная система

Остаточные СО

""пСО-ь^О-^иОГ"

«Остаточная-2» дисперсная система

Распространяются на подстилающей поверхности

почвы и внутри, помещения

псо-2, ¥о-2, Ио-2

«Остаточная-3» дисперсная система

Распространяются на подстилающей поверхности внутри помещения

псо-3, шо-3, ио-3

«Остаточная-4» дисперсная система

Распространяются на подстилающей поверхности внутри помещения

псо-4, ио-4

«Остаточная-5» дисперсная система Распространяются на подстилающей поверхности _ _ .внутри помещения ___

псо-5, Ио-5

«Остаточная-6» дисперсная система

Остаются на рабочей поверхности в виде потерь

ПСо-6, Шо-6, ио-6

«Исходная-1» дисперсная система СО

пси-1, шй-!, ии-1

«Дополнительная-1» дисперсная система

Сбор^^Н

псд-1, ш Д-1, и Д-1

«Промежуточная-1» дисперсная система Направляются к локации оборудования

" ПСп".ь'п-ьИп7

«Дополнительная- 2» дисперсная система

Транспортирование

псд-2, ш Д-2, и Д-2

V

«промежуточная-2» дисперсная система Подвергаются разделению на фракции

ПСп-2, шп-2, ип-2

« Дополнительная-3» дисперсная система

СортировкаНН

псд-3, ш Д-3, и Д-3

V

«промежуточная-3» дисперсная система «Дополнительная-4» дисперсная система

предаются н еобходимым < Измельчение^^Н

геометрическим К

параметрам псд-4, ш Д-4, и Д-4

пСп-3, Шп-3, Ип-3

V

«промежуточная-4» дисперсная система «Дополнительная-5» дисперсная система

Смешиваются в бетономешалке <- Приготовление бетона!

пСп-4, шп-4, ип-4 псд-5, ш Д-5, и д в

«промежуточная-5» дисперсная система «Дополнительная-6» дисперсная система

Направляются на укладку бетонной смеси Использование бетона!

псп-5, Шп-5, Ип-5 псд-6, ш Д-6, и Д-6^н

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ж

«Остаточная-7» дисперсная система

Остаются частью

..строительной.констр.у.кции.

ПСо-7, Шо-7, Ио-7

Рис. 2. - Блок-схема физической модели процесса уменьшения поступления строительных отходов в ОС системы ВТСЗ

И

I

II

III

IV

V

VI

VII

IX

Сбор информации

об объектах восстановления технического состояния, реально возможных технологических параметрах реализации каждого функционального этапа СУПОЭ в СО при ВТСЗ (парамет ры рассмат риваемой ст роит ельной площадки, характ ерист ики образующихся ос и др.)

Формирование комплекта технологических комбинаций каждого функционального этапа СУПОСв СОпри ВТОЗ

т.е. методы, способы и виды реализации технологических комбинаций на основе информации технологических параметров технических средств 1го этапа

Сравнение технологических свойств сформулированных комбинаций функциональных эт апов СУПОС в СО при ВТОЗ т.е. сравнение методов, способов и видов реализации процесса снижения загрязнения СО ст роит ельными отходами на этапах сбора, транспортирования, дробления, сортировки, приготовления и использования в условиях конкретного участка городской территории

Расчет показателя ресурсосбережения (Ер) и выбор вариант а с наибольшей величиной

для каждого функционального этапа по каждому технологическому методу, способу и виду

Условие обеспечения наибольшей величины не выполняет ся по каждому варианту

Выбор (для каждого функционального этапа), варианта, обладающего максимальным значением показат еля ресурсосбережения

Предварительная оценка выбранных в 4ом этапе вариантов по

показат елю энергоэффект ивност и Ег

■пвх

Расчет критерия энергоэффетивност и Е^ш для каждого варианта технологии (метода, способа, вида) выбранного по пятому этапу

Выбор варианта технологий (метод, способ и вид) с максимальными значениями энергоэффективности Е и ресурсосбережения Ер

Вариант ы технологий имеют различные значения энерг оэффект ивност и Еэ

Выбор по максимальному значению энерг оэффек - ти

^тах

Формирование СУПОС в СО при ВТОЗ с опт имальными рабочими характ ерист иками, от вечающими наибольшей величине экономичност и для заданных условий и подбор соответствующих технических средств реализации каждого этапа системы

Рис. 3. - Блок схема реализации методики снижения загрязнения ОС системы восстановления технического состояния зданий Практическая апробация методики показала, что возможный эколого-экономический эффект составляет от 112 до 229 тыс. руб., а её внедрение для городской застройки позволит обеспечить экологическую безопасность.

Литература

1. White, R.R. Building the ecological city. - Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2002. - 239p.

2. Жилищное хозяйство в России. 2013: Стат. сб. // Росстат. - Ж72 M., 2013. С. 20.

3. Клименко М.Ю., Кашарина Т.П. Загрязнение территорий городской застройки валовыми выбросами в атмосферу и отходами при строительстве // Экология урбанизированных территорий. 2014. №4. С. 68-70.

4. Клименко М.Ю. Методика снижения загрязнения окружающей среды при капитальном ремонте (реконструкции) зданий городской застройки // ЮГ РОССИИ: экология, развитие. 2015. № 2. С. 128-135.

5. Hanna S. R., Paine R. J. Hybrid plume dispersion model development and evaluation // J Appl Meteor. 1988. V. 28, №3. pp. 206-224.

6. Troschinetz Alexis M., James R. Mihelcic Sustainable recycling of municipal solid waste in developing countries // Waste Management. 2009. V.29, №2. pp. 915-923.

7. Беспалов В. И. Физико-энергетическая концепция описания процессов и проектирования инженерных комплексов защиты воздушной среды // БЖД. Охрана труда и окружающей среды. Ростов-на-Дону: РГАСМ, 1997. С. 65- 70.

8. Беспалов В. И. Парамонова О. Н. Физическая модель процесса загрязнения окружающей среды твердыми отходами потребления // Инженерный вестник Дона, 2012, №4 (часть 1) URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/11/.

9. Парамонова О. Н. Рассмотрение твердых отходов потребления как дисперсной системы // Инженерный вестник Дона, 2013, №3 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1933/.

10. Добромыслов А.Н. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам. М.: Цниипромзданий, 2001. 72 с.

References

1. White, R.R. Building the ecological city. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2002. 239p.

2. Housing in Russia. 2013: Statistical compilation. Moscow, Rosstat. -ZH72 Publ., 2013. 20 p.

3. Klimenko M.Yu., Kasharina T.P. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy. 2014. №4. pp. 68-70.

4. Klimenko M.Yu. YuG ROSSII: ekologiya, razvitie. 2015. № 2. pp. 128-135.

5. Hanna S. R., Paine R. J. J Appl Meteor. 1988. V. 28, №3. pp. 206224.

6. Troschinetz Alexis M., James R. Waste Management. 2009. V.29, №2. pp. 915-923.

7. Bespalov V. I. BZhD. Okhrana truda i okruzhayushchey sredy. Rostov-na-Donu: RGASM, 1997. pp. 65- 70.

8. V. I. Bespalov O. N. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №4 (chast' 1) URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/11/.

9. Paramonova O. N. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №3 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1933/.

10. Dobromyslov A.N. Rekomendatsii po otsenke nadezhnosti stroi-tel'nykh konstruktsiy zdaniy i sooruzheniy po vneshnim priznakam [Recommendations for the assessment of reliability of structures of buildings and structures by their appearance]. M.: Tsniipromzdaniy, 2001. 72 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.