CC BY
37
в различных средах. Препринт №3 (1142) М.: ИЗМИРАН,
2001. - 10 c. DOI: 10.5281/zenodo.3661285
3. Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А., Удинцев Д.Н. Оценка предельной глубины обнаружения ферромагнитных объектов искусственного происхождения в толще полупроводящей среды // Специальная техника. М., 2004. № 2. С.29-33.
4. Щербаков Г.Н. Обнаружение скрытых объектов. М.: «Арбат-информ», 2004. -144 с.
5. Зверев А.С., Кириаков В.Х., Любимов В.В. Градиентометры для исследования магнитного поля в различных условиях и средах // Экономика и производство. /Технологии, оборудование, материалы / Журнал организаторов производства. М., 2004. №.3. С.59-60.
6. Vallon. General catalogue. Edition 2008. -
20 p.
7. Звежинский С.С., Парфенцев И.В. Магнитометрические феррозондовые градиентометры для поиска взрывоопасных предметов // Спецтехника и связь. М, 2009. №1. С.16-29.
УДК [69.05:621.31]-027.236
8. Звежинский С.С., Парфенцев И.В. Магнитометрические феррозондовые градиентометры для поиска взрывоопасных предметов. Окончание // Спецтехника и связь. М, 2009. №2. С.16-23.
9. Кириаков В.Х., Любимов В.В. Прибор для бесконтактного сканирования и диагностики трубопроводов (ПБСТ) // Aktualne problemy nowoczesnych nauk - 2012 / Materialy VIII Miedzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji 07 - 15 czerwca 2012/ Fizyka. Vol.44, Przemysl. 2012. S.46-49. DOI: 10.5281/zenodo.3693892
10. Зверев А.С., Кириаков В.Х., Любимов В.В. Магнитометры и градиентометры для научных исследований //Материалы школы-семинара «II Гординские чтения» 21-23 ноября 2012 г. ИФЗ им. О.Ю.Шмидта РАН, Москва, 2013. С.65-68.
11. Magnetic Field Sensor FLC3-70. Stefan Mayer Instruments GmbH & Co. KG, Wallstr. 7 D-46535 Dinslaken, Germany. (http://www.stefan-mayer.com)
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ, ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ.
Кандидат экономических наук, доцент: Сайфидинов Бурхонидин1,2
Магистрант: Мухин Никита Димитриевич1
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н.Ельцина (УрФУ) Российский государственный профессионально-педагогический университет(РГППУ)
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются вопросы энергосбережения, в частности сбережения электроэнергии, при строительстве зданий и сооружений различного назначения. А также представлено несколько вариантов энергоэффективных технологий при строительстве, реконструкции, капитального ремонта и эксплуатации зданий.
ABSTRACT
The article deals with the issues of energy saving, in particular energy saving, in the construction of buildings and structures for various purposes. There are also several options for energy-efficient technologies in the construction, reconstruction, major repairs and operation of buildings.
Ключевые слова: проектирование, энергосберегающие технологии энергоэффективность, ресурсы, стоимость экономии электроэнергии, эксплуата-ция зданий, сокращение расхода энергии.
Key words: design, energy-saving technologies energy efficiency, resources, cost of energy saving, building operation, energy consumption reduction.
В настоящее время идет активная борьба за бережное отношение к окружающей среде, сохранение ее ресурсов и минимизации вреда, который человек наносит природе в процессе своей жизнедеятельности. Существует множество комплексных подходов к решению задачи минимизации техногенного вреда окружающей среде, в статье рассматривается одно из наиболее актуальных направлений в строительном проектировании, которое, помимо бережного отношения к природе, решает, как грамотно распределять энергетические ресурсы, при эксплуатации здания и сооружения различного
назначения. Новейшие энергосберегающие технологии в строительстве помимо экономии финансовых ресурсов, открывают и принципиально новые возможности для снижения выбросов в атмосферу вредных веществ. Энергосберегающие технологии строительства представляют собой более выгодный и экологически грамотный способ обеспечения, растущего с каждым годом спроса на энергоносители.
Следует отметить, что современное общество давно идет по пути развития в сфере энергоэффективных технологий. К сожалению,
Россия, пока еще, отстает от развитых стран и только набирает темп развития в данном направлении. Эксплуатационное
энергопотребление существующих жилых и общественных зданий в России примерно в 3 раза превышает аналогичные показатели в технически развитых странах со сходными природно-климатическими характеристиками. Раньше других новые энергосберегающие строительные нормы и стандарты были приняты на государственном уровне в скандинавских странах: в 1977 году - в Дании (Danish BR77 standard) и в 1980 году - в Швеции (SBN-80, Svensk Bygg Norm). В результате к 1988 году Швеция снизила ежегодное потребление тепла в жилых зданиях на 28 кВт ч из 50 кВт ч в 1978-м, а Дания уже к 1985 году потребляла на 28% меньше тепловой энергии на отопление жилья по сравнению с 1972 годом. Датские и шведские энергостандарты в строительстве до сих пор остаются одними из самых жестких в мире: так, шведский SBN-80 даже в начале XXI века по уровню своих требований превышал нормы других европейских стран. [6]
Активная полемика, энергосберегающие программы, теоретические разработки, образцы оборудования, экспериментальные объекты, осуществляемые в последние 10-15 лет, пока не оказали практического влияния на энергоемкость городов и поселений, но создали реалистичные предпосылки для снижения энергопотребления зданий и сооружений. В целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов в России существует нормативно -правовая и законодательная база:
• Федеральный закон от 26.03.2003 №35-ФЗ «Об электроэнергетике»;
• Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»
Эти законы определяют основные принципы энергосберегающей политики государства, устанавливают требования к стандартизации, сертификации и метрологии в области энергосбережения, определяют основы государственного управления энергосбережением, включая осуществление государственного надзора за эффективностью энергопотребления, проведение энергетических обследований организаций и учет энергетических ресурсов.
Одним из самых активных потребителей энергии в нашей стране является строительный комплекс. В связи с тем, что ежегодный прирост жилых и производственных площадей за счет нового строительства в 90-х годах составляет примерно 1% от существующих площадей, основной потенциал энергосбережения содержится в эксплуатационной сфере и может быть реализован посредством реконструкции и санации действующих основных фондов [5]. При этом, эффективное энергоиспользование в городах и
населенных пунктах при одновременно надежном их энергообеспечении закладывается в первую очередь на этапах планирования, проектирования и строительства. Энергосберегающие решения получают 2 приоритет при планировке жилого сектора, садово-парковой зоны города, его промышленных объектов, городских инженерных инфраструктур, транспортных коммуникаций. Стройиндустрия потребляет около 15% всех энергоресурсов. Не менее 30% расходуемого топлива идет на отопление зданий и сооружений, теплотехнические качества которых определяются строительной отраслью. Взаимное размещение зданий, их ориентация по странам света, типы зданий, виды транспорта и транспортные развязки, структура и конструкции систем обеспечения топливом, тепловой и электрической энергией, водоснабжения, канализации, утилизации городских отходов, дальнейшие перспективы развития города, его социально- экономическая роль - все это в совокупности влияет на объем и эффективность потребления энергоресурсов, а также на воздействие энергоиспользования города на окружающую среду. Отсюда вытекают основные задачи энергосбережения в градостроительстве:
- снижение энергоемкости строительной продукции: материалов и конструкций - за счет более эффективных технологий их изготовления;
- разработка и внедрение архитектурно-градостроительных и конструктивно технологических решений при проектировании, строительстве, реконструкции жилых домов, обще ственных зданий и объектов
производственного назначения, обеспечивающих с нижение энергопотребления, в том числе новых типов энергоэффективных зданий массового строительства;
- снижение энергоемкости, повышение качества строительно-монтажных и ремонтных работ за счет совершенствования их технологии;
- комплекс мер по тепловой модернизации (термореабилитации, санации) существующего жилого фонда, зданий и сооружений с целью повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий и совершенствования систем их теплоснабжения; •внедрение энергоэффективных инженерного оборудования и систем жизнеобеспечения (отопления, вентиляции, освещения и т. д.), современных приборов контроля и учета ТЭР. Общие вопросы. Согласно современной концепции, с точки зрения энергопотребления, проектирование, строительство и использование здания рассматриваются как единая технологическая цепь, имеющая своей целью минимизировать энергоматериальные, трудовые затраты и воздействие на окружающую среду. Из общего объема тепловой энергии, потребляемой при строительстве и эксплуатации зданий сегодня, только 10% расходуется на производство строительных материалов и изделий, а также на сам процесс строительства, а 90% идет на отопление и
горячее водоснабжение, что в 2 раза больше, чем в западноевропейских странах. Типовая структура расхода тепловой энергии зданием, а также потенциал энергосбережения следующие: наружные стены - 30% (потенциал 50%); окна -35% (потенциал 50%); вентиляция - 15% (потенциал 50%); горячая вода - 10% (потенциал 30%); крыша, пол - 8% (потенциал 50%); трубопровод, арматура - 2% (потенциал 5%). Исследования показывают, что существенную экономию - до 14%- тепловой энергии в здании можно получить при увеличении термосопротивления наружных стен в 2-2,5 раза. Дальнейшее его увеличение, а также увеличение термосопротивления оконных, дверных проемов для зданий с естественной вентиляцией, которая характерна для жилого фонда, экономически неоправданны: значительно возрастают энергозатраты на вентиляцию, горячее водоснабжение, тепловые потери через окна, балконные двери, нарушаются санитарно-гигиенические нормы воздухообмена. По экспертным оценкам системная реализация энергосберегающих мероприятий позволяет сократить эксплуатационные энергозатраты в жилищном секторе в 2,0-2,5 раза. При этом удельная доля энергосбережения за счет совершенствования градостроительных решений составит 8-10%, архитектурно-планировочных решений - до 15%, конструктивных систем - до 25%, инженерных систем, включая системы вентиляции - до 30%, за счет совершенствования технологии эксплуатации, включая установку приборов учета, контроля и регулирования тепло-, водо- и электропотребления - до 20%. [5]
Как ранее сказано, основными способами снижения энергопотребления в строительстве являются оптимизация потерь тепла, и рационального использования электроосвещения, энергоэффективные системы отопления и автономные источники выработки электроэнергии. Рассмотрим некоторые системы по оптимизации энергопотребления:
Экономия электроэнергии. На освещение в России расходуется 10 - 13% от общего потребления электроэнергии. Анализ структуры потребления по отраслям показывает, что на промышленность приходится 29%, жилищный сектор - 26%, административные и общественные здания -20%. уличное освещение - 12% всего объема потребления. Таким образом, 80-90% электроэнергии на нужды освещения расходуется на территории городов 9 и населенных пунктов. [1] В организации энергоэффективного освещения городских объектов производственной и непроизводственной сферы, жилых зданий, территории городов, имеется значительный потенциал энергосбережения за счет перехода к энергоэффективному освещению.
Энергоэффективное освещение означает устройство систем освещения и организацию их функционирования таким образом, чтобы при
обеспечении требуемых нормами количественных и качественных характеристик освещения потреблялось минимальное количество электроэнергии. Исполнение этих условий закладывается в первую очередь при проектировании освещения путем рационального сочетания естественного света через световые проемы и искусственного - от осветительных установок, общего и локального освещения, выбора оптимальной схемы электрической сети освещения, количества, типов и мощности источников света, их размещения, выбора светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Сочетание хорошего естественного освещения за счет оптимальных количества, размещения, размеров оконных проемов, фонарей в потолочных перекрытиях и регулируемого искусственного освещения может обеспечить энергосбережение до 30-70%. [1] Потребность в искусственном освещении уменьшается при светлых интерьерах в помещениях, которые создают ощущение более светлого пространства. Сокращение расхода электроэнергии возможно также следующими основными путями: - снижением номинальной мощности освещения; - уменьшением времени использования светильников. Снижение номинальной (установленной) мощности освещения в первую очередь означает переход к более эффективным источника света, дающим нужные потоки при существенно меньшим энергопотреблении. Такими источниками могут быть компактные люминесцентные лампы. В общественных зданиях также можно применять более эффективные светильники. Уменьшение времени использования светильников достигается внедрением современных систем управления, регулирования и контроля осветительных установок. Применение регулируемых
люминесцентных светильников позволяет эксплуатировать их при сниженной (по сравнению с номинальной) мощности. А это значит, что при неизменной установленной мощности освещения снижается фактически потребляемая мощность и энергопотребление. Управление осветительной нагрузкой осуществляется двумя основными способами: - отключением всех или части светильников (дискретное управление); - плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным). К системам дискретного управления, в первую очередь, относят различные фотореле (фотоавтоматы) и таймеры. Принцип действия первых основан на включении и отключении нагрузки по сигналам датчика наружной естественной освещенности. Вторые осуществляют коммутацию осветительной нагрузки в зависимости от времени суток по предварительно заложенной программе. К системам дискретного управления освещения относятся также автоматы, оснащенные датчиками присутствия. Они отключают светильники в помещении спустя заданный промежуток времени после того, как из его удаляется последний человек. Это наиболее экономичный вид систем
дискретного управления, однако к побочным эффектам их использования относится возможное сокращение срока службы ламп за счет частых включений и выключений. В последнее десятилетие многими зарубежными фирмами освоено производство оборудования для автоматизации управления внутренним
Также правильным подходом к экономии электроэнергии является такие методы архитектурного и инженерного проектирования, которые подразумевают эффективное использование естественного освещения для освещения рабочих пространств. Форма и расположение зданий проектируется таким образом, чтобы обеспечить максимальное попадание света на рабочие места в период рабочего времени, а для экономии затрат электроэнергии для освещения используют различные датчики, такие как:
освещением. Современные системы сочетают в себе значительные возможности экономии электроэнергии с максимальным удобством для пользователей. В таблице 1 приведены основные виды ламп освещения, их достоинства и недостатки.
- Датчики освещенности помещений -осветительные приборы будут включены только в тех помещениях, где необходимо искусственное освещение, а так же можно совмещать использования данных датчиков для управления освещением таким образом, чтобы управлять уровнем естественного освещения в зависимости от попадания естественного освещения на эксплуатируемые пространства внутри одного помещения. Пример подобной системы изображен на рисунке 1.
Таблица 1. Перечень используемых в сегодняшнее время ламп
Тип лампы Характеристики
1. Накаливания Световая отдача - 7-20 Лм/Вт (5%); ПД - 10-13%; срок службы - 800-1000 ч.; просты в изготовлении; не нужно пускорегулирующих аппаратов (ПРА)
Тип лампы Характеристики
1.2. Накаливания галогенные энергосберегающие Световая отдача - 20-30 Лм/Вт (13 - 25%); энергопотребление в 2- 2,5 раза меньше, чем у ламп накаливания, лучший спектр излучения; для локального и общего освещения жилых и административных помещении, офисов, рабочих мест.
2 Газоразрядные Световая отдача в 2-3 раза выше, чем у ламп накаливания, лучше цветопередача, срок службы в 5-10 раз выше, более экономичны, но дороже, нужны ПРА.
2.1. Люминесцентные Световая отдача - до 60 Лм/Вт, экономичнее ламп накачивания в 2,5-3 раза, более гигиеничный спектр, срок службы - 5000 ч., пожаробезопасные.
2.2. Люминесцентные компактные Энергопотребление в 6-7 раз меньше, чем у ламп накачивания при одинаковой освещенности, пока относительно дороги.
2.3. Натриевые низкого давления Световая отдача - 140-180 Лм/Вт (27%); недостатки: большие размеры, монохроматический свет, что ограничивает применение.
2.5. Ртутные высокого давления Световая отдача - 44-57 Лм/Вт (15%), высокая единичная мощность.
2.6. Металлогалоидные высокого давления Световая отдача - 85-100 Лм/Вт (23%), благоприятный спектр излучения.
Рисунок 1. Организация освещения здания «ЕКОИО-Ношв» в вечерние и дневные часы.
- Датчики движения и датчики звука - такие датчики используются, в основном в местах, где нет постоянного присутствия и людей, таких как коридоры, общественные пространства с малой проходимостью, лестничные клетки жилых и общественных зданий и т.д. В качестве сигнала включения у таких датчиков служит фиксация движения при помощи фотореле для датчиков движения и звук, зафиксированный встроенным микрофоном для датчика звука. Таким образом, освещение будет включаться только при нахождении человека в данном пространстве.
Использование солнечной радиации в системе теплоснабжения и электроснабжения здания. Солнечную радиацию можно преобразовывать как в электрическую, так и в тепловую энергию. В энергоэффективных здания используются фотоэлектрические панели, преобразующие солнечную радиацию в
электроэнергию, образуя смешанный способ электроснабжения застройки.
Существуют эффективные методы использования солнечных панелей в качестве теплоснабжения здания. Подобные системы называются солнечными коллекторами. С их помощью, можно заметно сэкономить на затратах на отопления зданий, используя в качестве отопления солнечную энергию, преобразованную в тепловую, путем комбинированных инженерных систем. Основным элементом его конструкции является адсорбер, представляющий собой медную пластину с приваренной к ней трубой. Поглощая тепло падающих на нее солнечных лучей, пластина (а вместе с ней и труба) быстро нагревается. Это тепло передается циркулирующему по трубе жидкому теплоносителю, а тот в свою очередь транспортирует его далее по системе (Рисунок2)
Рисунок 2. Схема солнечной комбинированной системы.
Использования тепла земли. Грунт поверхностных слоев земли фактически представляет собой тепловой аккумулятор неограниченной емкости, тепловой режим которого формируется под воздействием двух основных факторов: солнечной радиации и потока
радиогенного тепла, поступающего из земных недр. Примерные схемы получения тепла из грунта представлены на рисунке 3. Могут использоваться теплообменники различной формы и принципа действия, в зависимости от температурных режимов слоев грунта.
Рисунок 3. Схема генерации тепловой энергии из земли
Падающая на земную поверхность солнечная радиация и сезонные изменения ее интенсивности оказывают влияние на температурный режим слоев грунта, залегающих на глубинах, не превышающих, как правило, 10-20 метров, ниже которых находятся слои, не подверженные сезонным колебаниям температуры. Глубина проникновения суточных колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности падающей солнечной радиации в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий колеблется в пределах от нескольких десятков сантиметров до полутора метров. Температурный режим слоев грунта, расположенных ниже глубин проникновения тепла солнечной радиации, формируется только под воздействием тепловой энергии, поступающей из недр земли и практически не зависит от сезонных, а тем более суточных изменений параметров наружного климата. Таким образом, на сравнительно небольшой глубине от поверхности имеются слои грунта, температурный потенциал которых в холодное время года значительно выше, чем у наружного воздуха. Характерным является факт запаздывания во времени колебаний температуры грунта относительно колебаний температуры воздуха, в связи с чем на некоторой глубине от поверхности максимальные температуры в грунте наблюдаются в наиболее холодный период года. При устройстве в грунте вертикальных или горизонтальных регистров труб (системы сбора низкопотенциального тепла грунта) с циркулирующим по ним теплоносителем, имеющим пониженную относительно
окружающего грунтового массива температуру, происходит отбор тепловой энергии от грунта и отвод ее в испаритель теплонасосной установки.
УДК 005
ГРНТИ 50.51.17
В заключении хотелось бы отметить, что в данной статье приведены лишь некоторые основные способы по проектированию энергоэффективных зданий их ряда возможных. Актуальность данной темы однозначна и бесспорна, а ее развитие в России - одно из приоритетных направлений в строительстве.
Список использованных источников
1.Рациональное использование энергии в зданиях и сооружениях (https://lms.kgeu.ru/pluginfile.php?file=%2F3568%2F mod_resource%2Fcontent%2F0%2FЛекции%209.%2 0Рациональное%20использование%20%20энергии %20в%20зданиях%20и%20сооружениях.pdf)
2.Ратников, Б.Е. Управление энергосбережением: Учебное пособие / Б.Е. Ратников, А.В. Чазов. - Екатеринбург: УГТУ, 1998. - 105 с.
3.Табунщиков Ю. А., Бродач М. М. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий // АВОК. 1998. № 1. С. 5-10.
4.Федеральный закон "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" от 23.11.2009 N 261-ФЗ (последняя редакция)
5.Энергоэффективные строительные системы и технологии С. Н. Булгаков (https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=135)
6.«ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ» Югай Н.А. (https://infourok.ru/energosberegayuschie-tehnologii-v-stroitelstve-3455953.html)
7.Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач, Н. В. Шилкин Энергоэффективные здания. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. - 200 с.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ В СФЕРЕ УПРАВЛЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ И ОЦЕНКА СЛОЖНОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ _ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ИХ РЕШЕНИИ С ПОМОЩЬЮ ГИС_
Р01: 10.3Ш8^и.2413-9335.2020.5.81Л166 Смирнов Сергей Владимирович
ИПУ РАН, ул. Профсоюзная д.65
АННОТАЦИЯ
В докладе рассматривается постановка задач, стоящих перед органами управления государственной власти. Задачи формулируются через основные модели, при помощи которых они решаются. Рассмотрены следующие модели: оптимального выбора объекта управления, принятия решений администрацией органов управления, контроля управления объекта, прогнозирования развития и оперативного управления. Кроме того, показан один из этапов выяснения чёткого алгоритма при проектировании специализированной геоинформационной системы (СГИС) для решения описанных выше задач, которым является оценка временной и ёмкостной сложности.
Ключевые слова: органы управления, моделирование, основные модели, специализированная геоинформационная система (СГИС), алгоритм, графическая информация, оценка сложности.
Введение является сложным, даже при наличии
Постановка и решение задач, стоящих перед многофункциональной специализированной
органами управления государственной власти информационной системы. Эти задачи необходимо
