Научная статья на тему 'Расчет индивидуальных технологических норм расхода топливно-энергетических ресурсов в строительном производстве'

Расчет индивидуальных технологических норм расхода топливно-энергетических ресурсов в строительном производстве Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
713
311
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСЧЕТ / ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НОРМЫ / РАСХОД / ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ / СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Лозовский А.А., Земляков Г.В.

Приведены технические решения, примененные при разработке башенной бетоносмесительной установки. Детально описаны отдельные типовые узлы с указанием их основных параметров. Приведен порядок перемещения компонентов бетонной смеси в процессе дозирования. Описана адресная подача готовой смеси к конечным потребителям при помощи тележек. Представлена система по переработке бетонных отходов производства.

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.

Сalculation of Individual Technological Norms Pertaining to Expenditure of Fuel and Power Resources in Construction Industry

The paper considers private methods for calculation of individual technological norms pertaining to expenditure of fuel and power resources in respect of main types of construction and installation works and technological processes whish are executed with the help of various machines, mechanisms, technological equipment etc. Analytical expressions that take into account various factors influencing on the power consumption level are presented in the paper.

Текст научной работы на тему «Расчет индивидуальных технологических норм расхода топливно-энергетических ресурсов в строительном производстве»

РАСЧЕТ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НОРМ РАСХОДА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В СТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Инж. ЛОЗОВСКИЙ А. А., канд. техн. наук, доц. ЗЕМЛЯКОВ Г. В.

Белорусский национальный технический университет

Проблема энергосбережения в строительном производстве сложная и требует для своего решения системного подхода, позволяющего выработать комплексные энергосберегающие мероприятия, направленные на снижение расхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в процессе выполнения строительных работ. Нормирование расхода ТЭР в строительном производстве является одним из ключевых этапов разработки энергосберегающих организационно-технологических решений, которые позволяют регулировать энергосбережение в строительном производстве, повысить эффективность использования ТЭР и перевести энергопотребление в строительных организациях на нормативную базу. Под нормированием расхода ТЭР в строительном производстве понимается установление плановой меры потребления энергоресурсов при выполнении строительно-монтажных работ. Согласно Закону Республики Беларусь от 15 июля 1998 г. № 190-З «Об энергосбережении» основная задача нормирования расхода ТЭР в строительном производстве заключается в создании необходимых условий для рационального расходования энергоресурсов и наиболее эффективного их использования за счет применения в производстве и при планировании строительно-монтажных процессов технически и экономически прогрессивных норм расхода ТЭР. Предлагаемые методы расчета норм расхода ТЭР базируются на постановлении Комитета по энергоэффективности при Совете Министров Республики Беларусь от 19.11.2002 № 9 «Об утверждении Положения о нормировании расхода топлива, тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве Республики Беларусь».

Под нормой расхода ТЭР в строительном производстве можно понимать количество энергоресурсов, необходимое для создания едини-

цы доброкачественной продукции в условиях эффективной технологии и организации строительного производства. Индивидуальная норма расхода ТЭР - мера планового количества потребления ТЭР одним энергопотребителем на производство единицы продукции (работы), устанавливаемая по типам определенных энергопотребителей применительно к прогнозируемым объемам и условиям производства продукции (работ). Индивидуальная норма является технологической, служит для расчета групповой нормы расхода и определяется расчетами, экспериментально подтвержденными нормативно-техническими характеристиками энергопотребителей, с учетом достигнутых показателей энергопотребления и планируемого энергосбережения. Индивидуальная технологическая норма определяет расход ТЭР на основные производственные нужды - создание либо выполнение конкретного вида продукции (работ). В тех случаях, когда отдельные вспомогательные производственно-эксплуатационные нужды (создание требуемых параметров микроклимата, обеспечение мер по охране труда, пожарной безопасности, производственной санитарии и т. д.) являются составной частью технологического процесса, расходы энергоресурсов на них относятся к технологическим расходам.

Известные методики расчета норм расхода энергоресурсов позволяют определить только нормативный расход ТЭР для отдельных энергопотребителей (машин и механизмов), выраженный в конкретных физических единицах. Для удобства и простоты применения рассчитанных норм и их анализа при выполнении однородных строительных работ в различных условиях строительного производства предлагается использовать универсальную размерность, выраженную в количестве условного топлива, отнесенного к стоимости строительно-

монтажных работ. Такая размерность позволяет рассчитать групповые, технологические и общепроизводственные нормы, где учитывается расход различных видов ТЭР: электро- и тепловой энергии, всех видов топлива и пр. Перевод отдельных видов энергоресурсов к условному топливу производится с помощью соответствующих коэффициентов.

С учетом сказанного индивидуальная технологическая норма расхода ТЭР при производстве определенного вида продукции (работ) Нт рассчитывается по формуле

Нт —

От

V

(1)

где Отэр - количество расходуемого ТЭР при производстве продукции (работ), кг у. т.; V -объем произведенной продукции (работ), условная единица стоимости строительно-монтажных работ в базисных ценах 2006 г. (УЕ СМР).

При определении индивидуальных технологических норм с применением различных типов энергопотребителей рекомендуется использовать предлагаемые методы.

Для группы энергопотребителей с силовыми агрегатами типа двигателей внутреннего сгорания количество расходуемых ТЭР зависит от удельного расхода топлива, характеристик и технического состояния мощности двигателя и степени ее использования, времени работы двигателя и энергопотребителя в целом. Расход ТЭР в этом случае можно определить [1]:

Qт д7 дв Кто Квд Кмд Ктм Ки ^вр кт

к

От дв [дхол + (днор дхол ) Кмд ^ ^вр к Кикт, (3)

(2)

Кв

где д7 - удельный расход 7-го вида топлива при номинальной мощности двигателя энергопотребителя; N дв - номинальная мощность двигателя энергопотребителя; Кто - коэффициент, учитывающий расход ТЭР на ежесменное техническое обслуживание, на набор двигателем номинальной мощности (Кто = 1,03 для всех машин); Квд - коэффициент использования двигателя по времени; Кмд - то же по мощности; Ктм - коэффициент, учитывающий измене-

ние расхода ТЭР в зависимости от степени использования мощности двигателя; Ки - коэффициент, учитывающий износ энергопотребителя; д хол, днорм - величины расхода топлива на 1 л. с. номинальной мощности в 1 ч при холостой и нормальной нагрузках работы двигателя соответственно, кг у. т./ч; Кв - коэффициент использования времени работы энергопотребителя; t вр - время работы энергопотребителя, ч; кт - коэффициент перевода соответствующего вида топлива в условное топливо.

Для энергопотребителей, оборудованных электродвигателями, количество расходуемых ТЭР зависит от мощности электродвигателя и степени ее использования, а также времени работы двигателя [1]

е! _ дв Кмд Кпот Квд , 1

э _ К К tвр

(4)

где Кпот - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети и ее расход на вспомогательные нужды, определяется расчетом. При ориентировочных расчетах значение Кпот = = 1,05-1,10; Кпдн - коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке двигателя; Кп - поправочный коэффициент, учитывающий влияние мощности и степени загрузки двигателя; кэ - коэффициент перевода электроэнергии в условное топливо.

Количество ТЭР при выполнении электросварочных работ электродуговой сваркой можно определить следующим образом [1]:

Оэ —

вэ Уд ЩЛ1Ш ь

кэ.

П Он

(5)

где вэ - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии при холостом ходе сварочного аппарата,

вэ _ Ь

(1 -КП)КХ0Л • 103 КпУд I

(6)

Кп - коэффициент использования сварочного поста; Кхол - мощность холостого хода сварочного аппарата, кВт; I - сила тока, А; уд - номинальное напряжение дуги (среднее напряжение горения дуги), В; для автоматической сварки значение уд принимается в соответствии со справочно-техническими данными о режимах

сварки; mм - вес наплавляемого металла на 1 м шва, кг; 1ш - длина шва, м; п - КПД сварочной машины; ан - коэффициент наплавки, г/(а-ч).

Для приближенных расчетов значение

Рэ Уд

п ан

можно принимать равным: 6,5 - при ручной сварке постоянным током; 4,5 - при ручной сварке переменным током; 3,0-3,5 - при автоматической сварке переменным током под слоем флюса.

Расчет количества ТЭР при выполнении электросварочных работ электрической точечной сваркой можно определить по формуле

Q =

Уход/с СРЭф

3,6 -106

tCB Пт кЭ

(7)

где vXoл - напряжение холостого хода по ступеням во втором контуре сварочной машины, В; для приближенных расчетов значение vXOл = 3; 1С - сила сварочного тока, А,

j = (j - j

с \А 1 ± ход) ?

V2

(8)

I\ - наибольший начальный первичный ток для данной ступени сварочной машины, А; /хол -ток в первичной обмотке трансформатора на холостом ходу для данной ступени сварочной машины, А; V\ - первичное напряжение, В; v2 -вторичное напряжение, В; cos ф - коэффициент мощности сварочного аппарата; пт - количество свариваемых точек; t св - время сваривания одной точки, с.

Время сваривания зависит от геометрических размеров свариваемых изделий и приводится в справочно-технической литературе. В случае отсутствия справочных данных для определения значения t^ рекомендуется использовать следующие формулы для сваривания арматуры:

• периодического профиля диаметром менее 25 мм

34 490

(9)

гладкого профиля диаметром менее 25 мм

34 490 ,з,78.

(10)

• периодического профиля диаметром более 25 мм

218-106

j3,5.

(11)

гладкого профиля диаметром более 25 мм

82,3 -106

j3,92

(12)

Количество ТЭР при прогреве бетонных и железобетонных конструкций зависит от марки бетона, коэффициента армирования, теплоемкости бетона и цемента, начальной температуры и скорости ее подъема, продолжительности изотермического прогрева и пр. Энергозатраты в данном случае можно определить по формуле

Т - Т

Qэ =^раз"^ + К^пркэ, (13)

т

где ^раз - удельная мощность, необходимая для подъема температуры 1 м смеси до расчетного значения, кВт; Ыпр - то же 1 м3 бетонной смеси в период изотермического прогрева, кВт. ^раз и ^пр определяются по формулам:

раз

* = Q

*раз 864

N = -^лр 45 864:

(14)

(15)

где Qраз - количество теплоты, необходимое для подъема температуры 1 м3 смеси до расчетного значения, Дж (ккал); Qпр - то же для прогрева

1 м3 смеси, Дж (ккал).

Рассчитаем Qраз и Qпр следующим образом:

браз = коп Ч0У&т + RMn

T + T

-1 к > -1 н

- T

-L НТ

бпр = RMn (T - TH ),

(16)

(17)

где коп - коэффициент, учитывающий затраты теплоты на нагрев опалубки; для деревянной опалубки к оп = 1,1; - теплоемкость бетонной смеси, Дж (ккал)/(кг-°С); у - плотность бетон-

ной смеси, т/м3; Я - коэффициент теплоотдачи опалубки и ограждений, Дж (ккал)-м2-ч/°С. Для деревянной опалубки толщиной 25 и 40 мм Я = = 3,1-3,5 и Я = 2,3-2,5 соответственно; Мп -модуль поверхности прогреваемой конструкции; Тк - требуемая температура прогрева смеси, °С; Тн - начальная температура смеси, °С;

- скорость подъема температуры, °С/ч; Тнв -

температура наружного воздуха, °С; tпр - время изотермического прогрева смеси, ч.

Для всех формул значения коэффициентов следует принимать по справочно-технической литературе, в случае отсутствия необходимых данных - провести нормативные исследования, по результатам которых можно определить недостающие значения коэффициентов либо экспериментально зафиксировать количество израсходованных ТЭР и объем продукции (работы). При определении норм нужно учитывать тот факт, что на расход ТЭР в строительном производстве оказывает непосредственное влияние ряд факторов: метеорологических, территориальных, технологических и пр. Разработанная методика энергетического обследования строительно-монтажных процессов - энергоаудит - позволяет выявить эти факторы, выполнить их анализ и оценку влияния на уровень энергопотребления [3]. Установлено, что в зависимости от различных сочетаний влияющих факторов расход ТЭР в строительном производстве может увеличиваться от 6-10 % до 150-200 %, а для некоторых видов «мокрых» работ до 800-1000 %. Для учета таких воздействий в рассмотренные формулы при определении индивидуальных технологических норм предлагается вводить поправочный коэффициент Кп, значение которого определяется по результатам энергоаудита. Уточненное значение индивидуальной нормы расхода ТЭР Н вычислим по формуле

нп — Нт Кп. (18)

После расчета и внедрения норм необходимо регулярно выполнять их проверку и корректировку. Для этой цели рекомендуется использовать методику мониторинга расхода ТЭР в строительном производстве.

В Ы В О Д Ы

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

Рассмотренные методы определения индивидуальных технологических норм расхода ТЭР для основных видов энергопотребителей, участвующих в строительно-монтажных процессах, являются основой методики нормирования расхода ТЭР при выполнении строительно-монтажных работ [4]. Разработанная авторами методика нормирования расхода ТЭР в строительном производстве позволяет установить объективную меру потребления энергоресурсов как для отдельных строительно-монтажных работ, так и для строительного производства в целом, включающего расход ТЭР на технологические и вспомогательные нужды. Впервые предложено нормы расхода ТЭР выражать в условных единицах (кг у. т./УЕ СМР), что позволяет проводить анализ энергоемкости однородных строительных работ, выполняемых различными технологиями.

Впервые для выявления, учета и оценки факторов, влияющих на норму расхода ТЭР, предложена разработанная авторами методика энергетического обследования строительно-монтажных процессов - энергоаудит, в состав которой входит методика мониторинга расхода энергоресурсов в строительном производстве. Мониторинг ряда строительных объектов показал, что случаи нерационального расхода ТЭР в строительном производстве не единичны. Для снижения энергоемкости строительно-монтажных работ, повышения уровня энергосбережения предлагается внедрить нормирование расхода энергоресурсов в строительном производстве, установить строгий контроль за выполнением норм и ввести систему штрафов и поощрений для материальной стимуляции экономии ТЭР.

Рассчитанная по представленной методике индивидуальная технологическая норма при производстве земляных работ (отрывка котлована экскаватором ЭО 3323А) составляет 0,2445 кг у. т./УЕ СМР, а результаты мониторинга показывают, что фактический расход равен 0,2834 кг у. т./УЕ СМР, что превышает норму на 16 % [2, 3]. Аналогичным образом была установлена норма для обратной засып-

ки траншей фундаментов бульдозером ДЗ-42Г Нт = 0,3874 кг у. т./УЕ СМР, а фактический расход ТЭР по результатам мониторинга составил 0,4384 кг у. т./УЕ СМР, что превышает норму на 13 % (приложение 1).

Для осуществления мониторинга расхода ТЭР, энергоаудита строительно-монтажных процессов, нормирования расхода энергоресурсов и контроля за соблюдением установленных норм, а также организации энергосбережения в строительном производстве необходимо создать независимое специализированное научно-исследовательское подразделение (лабораторию для выполнения указанной работы на договорных началах со строительными организациями).

Форма (бланк) м(

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Каширин, Н. В. Задачник по техническому нормированию в строительстве. - Ч. 1: Техническое нормирование затрат труда, времени использования машин, расхода материалов и энергоресурсов / Н. В. Каширин. - М.: Высш. шк., 1968. - 204 с.

2. Лозовский, А. А. Мониторинг расхода ТЭР в строительном производстве / А. А. Лозовский // Архитектура и строительство. - 2010. - № 5. - С. 74-76.

3. Лозовский, А. А. Энергоаудит в строительном производстве / А. А. Лозовский // Строительная наука и техника. - 2010. - № 5 (32). - С. 71-73.

4. Лозовский, А. А. Нормирование расхода ТЭР в строительном производстве / А. А. Лозовский, Г. В. Земляков // Строительная наука и техника. - 2010. - № 5 (38). -С. 12-17.

Поступила 28.10.2011 Приложение 1

Таблица 1

лнга расхода ТЭР

Объект Блокированный жилой дом на десять квартир по ГП № 4.1 в поселке «Солнечный» Минского района МРЭ

№ Дата Время наблюдения

наблюдения Смена Начало Окончание Продолжительность

4 12.09.08 1 8 ч 00 мин 17 ч 00 мин 8 ч

Вид СМР Объем СМР Стоимость СМР

Разработка грунта в отвал 168 м3 306,931 УЕ СМР

Вид расхода ТЭР Технологические нужды

Земляные работы

Энергопотребитель Время работы Кол-во ТЭР Примечание

Одноковшовый экскаватор с обратной лопатой ЭО 3323 N

Единица измерения

ч кг кг у. т. %

Производственные затраты Под полной загрузкой 2,55 - - 37,4

Под неполной загрузкой 0,55 - - 7,7

При работе вхолостую 3,10 - - 42,6

Итого 6,20 - - 87,7

Потери Лишняя работа 1,55 - - 11,0

Непредвиденная работа 0,10 - - 1,3

Итого 1,65 - - 12,3

Всего 7,85 60 87 100,0

Удельный расход ТЭР 0,2834 кг у. т УЕ СМР

Объект Блокированный жилой дом на десять квартир по ГП № 4.1 в поселке «Солнечный» Минского района МРЭ

№ Дата Время наблюдения

наблюдения Смена Начало Окончание Продолжительность

5 30.04.09 1 8 ч 00 мин 17 ч 00 мин 8 ч

Вид СМР Объем СМР Стоимость СМР

Обратная засыпка котлована 450 м3 158,747 УЕ СМР

Вид расхода ТЭР Технологические нужды

Земляные работы

Энергопотребитель Время работы Кол-во ТЭР Примечание

Бульдозер ДЗ-42Г N

Единицы измерения

ч кг кг у. т. %

Производственные затраты Под полной загрузкой 1,73 - - 30,6

Под неполной загрузкой 0,35 - - 13,7

При работе вхолостую 2,08 - - 42,0

Итого 4,16 - - 86,3

Потери Лишняя работа 1,55 - - 9,7

Непредвиденная работа 0,10 - - 3,9

Итого 1,65 - - 13,6

Всего 5,81 48 69,6 100,0

Удельный расход ТЭР 0,4384 кг у.т УЕ СМР

Таблица 2

Расчет индивидуальной технологической нормы для отрывки котлована экскаватором ЭО 3323А

Наименование (марка) энер-гопотре-бителя Характеристика силового агрегата энергопотребителя Коэффициент Время работы энергопотребителя 1, ч Кол-во ТЭР б, кг у. т. Объем продукции (работ), V, УЕ СМР Индивидуальная технологическая норма расхода ТЭР Нт, кг у. т. УЕ СМР

Nм.дв, кВт qнорм, кг-диз. т. кВт-ч Кто Кмд Квд Ктм Ки Кт

Экскаватор ЭО 3323А 55,00 0,24 1,03 0,50 0,90 1,14 1,05 1,45 8,00 84,24 344,568 0,2445

Таблица 3

Расчет индивидуальной технологической нормы для обратной засыпки котлована бульдозером ДЗ-42Г

Наименование (марка) энергопотребителя Характеристика силового агрегата энергопотребителя Коэффициент Время работы энергопотребителя ^ ч Кол-во ТЭР б, кг у. т. Объем продукции (работ), V, УЕ СМР Индивидуальная технологическая норма расхода ТЭР Нт, кг у. т. УЕ СМР

Nм.дв, кВт qнорм, кг-диз. т. кВт-ч Кто Кмд Квд Ктм Ки Кт

Бульдозер ДЗ-42Г 66,00 0,24 1,03 0,40 0,86 1,28 1,05 1,45 8,00 86,77 224,006 0,3874

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.