CC BY
9
ОПТИМИЗАЦИЯ ЖИЛОГО ДОМА ДЛЯ ПОЛУЧЕННЫХ
ГЕКТАРОВ В РАЙОНЕ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА Несвит В.Д.1, Бондарец О.А.2, Скотаренко В.В.3, Бурцев Г.Г.4, Брюховецкий А.Н.5, Риблов В.В.6 Email: [email protected]
1Несвит Виталий Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент;
2Бондарец Олег Анатольевич - старший преподаватель; 3Скотаренко Виктор Васильевич - кандидат технических наук, декан, строительный факультет, заведующий кафедрой, 4Бурцев Геннадий Георгиевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра сопротивления материалов, инженерной и компьютерной графики; 5Брюховецкий Андрей Николаевич - кандидат технических наук, заведующий кафедрой, кафедра сельскохозяйственных машин и механизации производственных процессов в животноводстве; 6Риблов Виктор Васильевич - старший преподаватель, кафедра архитектуры и строительных конструкций, Государственное образовательное учреждение Луганский национальный аграрный университет, г. Луганск, Украина
Аннотация: получившие гектары земли в районе Дальнего Востока не всегда могут обосноваться на месте из-за продолжительного строительства жилья. Для этого авторами разработаны варианты быстросборных домов из специального прозрачного материала, обеспечивающие малые затраты на освещение (из-за специальных устройств). Сборка дома не должна превышать светового дня (в период от весны до начала зимы). Теплоизоляционный прозрачный материал, кроме обеспечения теплосбережения, имеет эстетичный вид, что важно, особенно в осенне-зимний период. Кроме того, предлагаются варианты дома-купола, в районах с повышенной ветровой нагрузкой. Для теплоизоляции используется специальная пленка. Ключевые слова: быстросборный дом, оптимальный интерьер, тепловой насос, энергосбережение, автономное самообслуживание.
OPTIMIZATION OF THE RESIDENTIAL HOUSE FOR THE RECEIVED HECTAR IN THE DISTRICT OF THE FAR EAST Nesvit V.D.1, Bondarec OA.2, Skotarenko V.V.3, Burtsev G.G.4, Bryukhovetskiy A.N.5, Riblov V.V.6
1Nesvit Vitaly Dmitrievich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor;
2Bondarec Oleg Anatolievich - Senior Lecturer;
3Skotarenko Viktor Vasilievich - Candidate of Technical Sciences, Dean, FACULTY OF CONSTRUCTION, Head;
4Burtsev Gennadiy Georgievich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT RESISTANCE OF MATERIALS ENGINEERING AND COMPUTER GRAPHICS;
5Bryukhovetskiy Andrey Nikolaevich - Candidate of Technical Sciences, Head,
DEPARTMENT OF AGRICULTURAL MACHINES AND MECHANIZATION OF PRODUCTION PROCESSES IN LIVESTOCK;
6Riblov Victor Vasilievich - Senior Lecturer, DEPARTMENT OF ARCHITECTURE AND BUILDING STRUCTURES, STATE EDUCATIONAL INSTITUTION LUGANSK NATIONAL AGRARIAN, LUGANSK, UKRAINE
Abstract: those who received hectares of land in the far east cannot always settle on the spot because of the prolonged construction of housing. For this purpose, the authors developed variants of quick-assembled houses, made of special transparent material, which ensure low costs for lighting (due to special devices). The building of the house must not exceed the light day (in the period from spring to the beginning of winter). Heat-insulating transparent material, in addition to providing heat savings, has an aesthetic appearance, which is important, especially in the autumn-winter period. In addition, options are offered for the house-domes, in areas with increased wind load.
Keywords: quickly prefabricated house, optimal interior, heat pump, energy saving, self-contained self-service.
УДК 69.001.5
Постановка проблемы: При получении надела земли, перед собственником возникает (или им продумывалась раньше) проблема быстрого создания жилого комплекса, особенно это важно если индивид получает надел, для того чтобы сразу приступить к его эксплуатации, как субстанции с которой он будет получать средства своему жизнеобеспечению.
Постройка временного жилья [5] удорожает строительство постоянного, а кроме того оказывает негативное психологическое влияние на дальнейшую работу владельца участка по активизации выполнения намеченного плана работ. В то же время временное жилье необходимо оснастить всем необходимым для жизнедеятельности. Однако, как правило, индивид понимает, что этот объект придется сносить и при этом старается приобрести недорогое имущество, не вникая в то, что нет ничего долговечнее временных сооружений [2], таким образом, самым оптимальным, по большинству источников, как отечественных, так и зарубежных [2], является создание быстромонтируемых кондоминиумов с полным автономным обеспечением всех хозяйственных нужд.
Кроме того, субъект, который переселяется из зоны, где продолжительность светового дня большую часть года составляет более половины суток, долго адаптируется к изменению жизненного цикла. Поэтому создаваемый на новом месте жилой комплекс должен обязательно создавать у новосела положительное настроение, т.е. должен быть «жизнеутверждающим». На наш взгляд это может быть дом, собранный из специальных пластиковых панелей. Этот дом может создаваться из блоков-комнат. Ниже приводится разработка одного из таких домов.
Когда авторы составляли ТЗ (техническое задания) на проектирование такого дома, то постарались учесть основные особенности требования объективной реальности к такому дому [4]. Частично это следующие:
1) Поскольку выделенный гектар, как правило, находится вдали от всех коммуникаций то:
а) он должен быть энергоавтономным;
б) система утилизации бытовых отходов должна решаться в комплексе со всем кондоминиумом этого региона;
в) дом должен быть сконструирован таким образом, чтобы при расширении участка (если добавятся гектары земли при успешной работе) его можно перенести на реальное расстояние;
2) Поскольку получатель этих гектаров меняет регион обитания, дом должен иметь эстетический вид и жизнеутверждающий дизайн для скорейшей адаптации индивида к тем новым климатическим условиям, к которым ему придется привыкать.
Поэтому предлагается проект дома из новых композитных материалов [3]. Эти материалы обладают рядом оптимальных свойств:
а) прочность;
б) теплоизоляционность;
в) избирательный пропуск ультрафиолета;
г) широкая номенклатура материалов;
д) стойкость к любым осадкам (в том числе и к вызывающим коррозию и т.д.).
Так один из материалов полипролистирол выпускается листами толщиной от 5 до
300 мм. По прочности такой материал не уступает дереву толщиной 2 Ь т.е. если доска толщиной 40 мм, то ППП, имея толщину 20 мм, выдерживает такую же нагрузку (приведенную).
Поиски конструкции оптимального дома на севере ведутся веками, и такое же количество времени они находят такие оптимальные конструкции, другие их низвергают, доказывая, что их проект - лучший. «Лучшее - враг хорошего», но современные конструкции домов, внедривших в себя вековые наработки проектировщиков. Из всего множества предложений можно сделать выводы о представлении характеристик оптимального дома для севера. Они общеизвестны, но остановимся на наиболее важных:
1. Дом должен быть самообеспечивающимся: т.е. электроэнергия, вода, переработка отходов в компост и т.д. Для этого предусматривается:
а) ветрогенераторы последних разработок, например, фирм «Ласковый берег», которые при скромных габаритах в 1,5 метра и скорости ветра в 2,5 м/сек. выбирают номинальное производство электроэнергии. Комплект ветрогенератора (1,8 КВт) включает в себя. Для дублирования выработки электроэнергии в случае отсутствия ветра, устанавливаются обязательно солнечные батареи (резервирование обязательно «холодное» или «горячее», т.к. климат может сыграть шутку с владельцем дома).
б) тепловой насос для экономии эл. энергии.
в) конденсатор влаги: современный на солнечных батареях может дать до 10 л/час.
Эти типовые требования, предъявляемые к домам для переселенцев должны быть
оформлены в виде стандартов, для избегания хаотичной застройки и бездарно растрачиваемым средствам выделяемым переселенцам для обустройства и строительства на освоенных территориях.
Выделяемые РФ средства не должны быть потрачены впустую. История (современнейшая) знает много примеров, когда выделенные целевые деньги уходили в никуда и вернуть их было невозможно. На взгляд авторов статьи, наиболее оптимальным было бы следующее:
а) выработать общую концепцию требований к такому типу, домов.
б) на государственном уровне разработать конструкцию дома для разного типа семей и на интернет уровне обсудить концепцию и принять в виде стандарта.
Известно, что 90% индивидов готовы иметь стандартное жилье, а остальные 10% могут строить свои кондоминиумы (при условии, что те, кто выделяет кредиты, уверены в том, что их вернут).
Относительно того, что мало будет конструкций домов можно провести контраргумент; сейчас в Евросоюзе обсуждается вопрос о стандартизации кузовов автомобилей; предлагают всего четыре типа кузовов, разнообразие за счет навесок. Этим достигается и унификация и оптимизация сборок, а разнообразие и типажи могут создаваться тысячами за счет дверей крыльев обвесов и т.д.
Таким образом, получая в качестве кредита дом, переселенец не может использовать его в других ипостасях, как если бы он получил ссуду и нерационально ею распорядился. На наш взгляд, можно продолжить два типа домов, разных по площади и по оборудованию (исключая дома, выполненные на 3Б принтере).
Для исключения проблем с освещением таких жилых домов можно использовать ряд передовых технологий. Современная система освещения некоторых домов (как в РФ, так и в дальнем зарубежье) используют лампы, которые не требуют подключения к электросети.
Такая конструкция ламп использует дневное освещение для зарядки аккумулятора лампы, сам светильник, который состоит из энергосберегающих светодиодов, дневное освещение одна из последних конструкций таких ламп позволяет накопить
достаточное количество электроэнергии для бесперебойного ночного освещения (при 10-часовом световом дне 10 часов ночного освещения).
Поскольку дом переселенца располагается, как правило, в отдалении от линий электропередач, он должен иметь автономное энергообеспечение. Это достигается несколькими путями:
а) ветроэнергостанция;
б) солнечные батареи;
в) генераторы (топливо может быть различным);
г) если выделенные гектары находятся вблизи рек, то возможно использование гидроэнергетики.
По той же причине, в доме должно быть обеспечено резервирование источников электроснабжения. Как правило, предусматривается или «горячее» или «холодное» резервирование. Мы предлагаем, как вариант, электроснабжения солнечные батареи (панели), которые развернуты по всей поверхности крыши дома. Кроме того, для резервирования использовать ветрогенераторную установку. На наш взгляд наиболее оптимальный вариант - ветрогенератор на 1,5 кВт «Попутный ветер», производства компании «Любимый берег» [2]. Эта установка адаптирована к условиям РФ и главное, стоимость ее наиболее оптимальна в связке - «качество-производительность-стоимость». Т.о. дом будет иметь высоконадежное электрообеспечение, что особенно важно в дни, когда дневного света недостаточно и особенно в непогоду т.к. в это время наибольшую энергоотдачу дает ветрогенератор. Такой тандем СБ и ВГ в дальнейшем смогут себя окупить, отдавая излишек электроэнергии в глобальную энергосистему региона заселения в случае ее создания, что естественно рано или поздно произойдет.
Требования к проекту дома с автономным обеспечением.
1. Ветрогенератор 3,5 кВт со всеми комплектующими;
2. Солнечная батарея со всеми комплектующими;
3. Тепловой насос;
4. Утилизатор (компостник) с жизнеобеспечением бактерий;
5. Конденсатор воды: последнего поколения (до 3 литров в час) питание от солнечной батареи;
6. По возможности поместить дом в холм;
7. Дом под куполом.
В настоящее время наблюдается бурный рост номенклатуры материалов высокого качества для строительства. Причем все время, благодаря конкуренции, идет улучшение их свойств. Одним из видов таких материалов является стекло повышенной прочности. На рис. 1 видно, что человек топором не может пробить конструкцию, в которой оно используется.
Рис. 1. Иллюстрация прочности современных видов стекла
Но есть еще много видов пленок существенно повышающих прочность стекол и увеличивающих их теплоотражающие свойства. Поэтому наиболее оптимальным представляется конструкция дома, выполненного из стекла или пеностекла, закрыт куполом из прочного стекла.
Такая конструкция обеспечивает наиболее приемлемое соотношение цена-качество.
Рис. 2. Пример сочетания современных технологий и традиционным материалов
в строительстве домов
Причем, пеностекло рассматривается как вариант наравне с материалами типа самана, камышита, соломита, син-панелей и т.д. Причем последние материалы предпочтительнее. Поскольку их стоимость пеностекла, а облицовки такой дом не требует, т.к. защищен от воздействия разрушающих свойств атмосферы стеклянным куполом. Закрытие дома куполом благоприятно влияет на работу теплового насоса. Кроме того, именно форма купола позволяет наиболее рационально использовать солнечные батареи, избежать очистки от критической массы снега, и т.д. Целесообразность, именно, дома из дешевых материалов определяется положением качество - удельная стоимость. Во-первых (и во-
вторых, и в-третьих, и т.д.) глина самый «добрый» к людям материал. Пластина почти из всех сортов глины имеет собственную частоту 7 герц (или очень близка в + или -) и поэтому оказывает благоприятное влияние на человека. Т.о. кроме всех прочих преимуществ дома из материалов, имеющих в основе глину, дом имеет лечебные свойства. В целом стоимость купола и стоимость дома практически (конгруэнтна) стоимости дома из кирпича (Если учесть, что глина как материал находится прямо возле дома (т.к. логистика отсутствует), а кирпич можно вообще не довезти до стройки из-за распутицы).
Интересной является конструкция купола (которая не несет на себе солнечных батарей), которая позволяет регулировать степень нагрева объема воздуха внутри купола [1]. Это достигается тем, что купол собирается из специальных секторных блоков, которые производятся по специальной технологии: имеют жесткий корсетный корпус и меняющиеся выпукло-вогнутую внутреннюю оболочку. В сектор может закачиваться любая газообразная субстанция: воздух, азот, неон и т.д. и соответственно из сектора может откачиваться та же субстанция, создавая или выпуклую поверхность для сбора солнечных лучей, или вогнутую для их рассеивания. Вид такого купола представлен на рисунке 3.
Рис. 3. Эко-купола проекта «Эдем» в графстве Корнуолл, Великобритания
Из изложенного можно сделать предварительные выводы: Выводы:
1. Оптимальным является, создание в районах переселения сборных домов, с циклом сборки в 1-2 дня.
2. В этих же районах (в условиях отсутствия инфраструктуры) дом должен быть энергонезависимым.
3. На первое время в доме должно быть предусмотрено автономное водоснабжение. Для которого можно использовать установку по аккумулированию воды из воздуха, работающую на солнечных батареях.
Список литературы /References
1. Мележик А. Применение стекла в современном дизайне интерьеров. [Электронный ресурс]. А. Мележик // Mastery-of-building: портал контента строительной тематики. Режим доступа: mastery-of-building.org. / primenenie-stekla-v-sovremennom-dizajne-intererov/ (дата обращения: 05.08.2017).
2. Андерсон М.С., Арман Ж.-Л., Арора Д.С. Новые направления оптимизации в строительном проектировании / М.С. Андерсон, Ж.-Л. Арман, Д.С. Арора и др. Под ред. Э. Атрека и др. Пер. с англ. К.Г. Бомштейна. М.: Стройиздат, 1989. 592 с.
3. Отческих К.А. «Умное стекло» в современной архитектуре // Молодой ученый, 2013. № 4. С. 86-88.
4. Ершова Н.М., Скрипник В.П. Экономико-математические методы и модели принятия решений в условиях определенности, неопределенности и риска. Монография. Дн-ск: ПГАСА, 2011. 350 с.
5. Маклакова Г.ЛАрхитектурно-конструктивное проектирование зданий. Т. 1. Жилые здания: учебник для вузов / Т.Г. Маклакова. М.: Архитектура-С, 2010. 327 с.
ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ НА СВОЙСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ Игамбердиев Б.Г. Email: [email protected]
Игамбердиев Бунёд Гайратович - ассистент, кафедра химической технологии, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье приводятся данные экспериментов гипсового вяжущего с наполнителями из техногенных отходов, добавленных с целью улучшения физико-механических и теплоизолирующих свойств конечного продукта - композиционного строительного материала. Исследуемый материал планируется использовать в качестве межкомнатных перегородок, подвесных потолков и облицовочного материала. В ходе эксперимента изучались свойства сразу нескольких материалов различного состава с целью определения оптимального количества добавок. Ключевые слова: гипс, гипсоволокно.
INFLUENCE OF FILLERS FROM TECHNOGENIC WASTE ON THE PROPERTIES OF GYPSUM BINDERS Igamberdiyev B.G.
Igamberdiyev Bunyod Gayratovich - Assistant, DEPARTMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGY, FERGANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: in the article the data of experiment of a gypsum binder with fillers from technogenic wastes, added with the purpose of improvement of physico-mechanical and heat-insulating properties of the final product - composite building material. The investigated material is planned to be used as interior partitions, suspended ceilings and facing material. In the course of the experiment, we studied the properties of several materials of different composition with the aim of optimum quantity of additives. Keywords: gypsum, fibergypsum.
УДК 016:568.567.1
Вся деятельность человечества связана с образованием отходов. Если газообразные и жидкие отходы быстро поглощаются окружающей средой, то ассимиляция твердых отходов длится десятки, а то и сотни лет. Ежедневно на планете образуется несколько миллионов кубических метров твердых отходов. Места складирования отходов занимают громадные территории.
В Узбекистане в среднем складируется до 30 млн. м3/год твердых отходов. Всего в стране их скопилось до 11 млрд тон. Свалки отходов занимают более 50 тыс. гектаров. В связи с низким уровнем технологических процессов объем образования промышленных отходов в Узбекистане в 5 раза выше, чем в США, и в 3 раза выше, чем в странах Европы [1].
Учитывая резко увеличивающиеся площади полигонов для хранения твердых бытовых отходов, а также востребованность рынка в новых мультифункциональных строительных материалах, возникает необходимость
