CC BY
2015. Показатель технического состояния объектов электроэнергетики (физический износ). Министерство энергетики Российской Федерации. URL: https://minenergo.gov.ru/node/11201 (дата обращения: 07.05.2021).
16. Майоров А.В., Львов М.Ю., Львов Ю.Н., Комаров В.Б., Ершов Б.Г. Прогнозирование срока службы силовых трансформаторов и автотрансформаторов электрических сетей. Энергетик. 2018. № 11. С. 17-20.
УДК 631.234
ТЕПЛИЦЫ ПОСТРОЕЧНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛЯ МАЛЫХ ФОРМ ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ
Локтионова В.С., Кофанов Д.Ю., магистранты 2 курса направления подготовки 08.04.01 Строительство. Научный руководитель: к.т.н., доцент Блажнов А.А. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрены теплицы построечного изготовления для малых форм хозяйствования. По сравнению со стоимостью теплиц заводской поставки изготовление стального каркаса и строительство культивационного сооружения собственными силами позволяет значительно сократить единовременные затраты.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Ангарная теплица, блочная теплица, рациональные строительные параметры. ABSTRACT
The article discusses construction-based greenhouses for small business. Compared to the cost of factory-supplied greenhouses, making a steel frame and building a cultivation facility by own efforts can significantly reduce one-time costs.
KEYWORDS
Hangar greenhouse, block greenhouse, rational construction parameters.
Введение. Одним из доступных видов трудовой деятельности на селе является тепличное овощеводство, позволяющее значительно увеличить выход сельскохозяйственной продукции по сравнению с открытым грунтом. Нормами технологического проектирования теплиц НТП10-95 для фермерских хозяйств рекомендуются блочные (многопролётные) и ангарные (однопролётные) теплицы площадью 100, 300,500,1000 и 1500 м2.
Заводами-изготовителями («Агрисовгаз» г. Малоярославец Калужской обл., «Атлант» г. Санкт-Петербург, «Промгидропоника» г. Екатеринбург Свердловской обл. и др.) освоен выпуск блочных и ангарных фермерских теплиц круглогодового использования. Однако суммарные затраты на изготовление, поставку и монтаж несущих и ограждающих конструкций теплиц в пересчёте на единицу площади застройки составляют 3-5 тысяч руб./м2 [1-4].Также, заводы по производству теплиц находятся не в каждом регионе, что осложняет приобретение культивационных сооружений фермерами других областей. Указанные факторы могут обусловить нецелесообразность строительства теплицы с точки зрения её окупаемости.
В связи с этим экономически приемлемым решением является возведение теплиц в построечных условиях, предусматривающее приобретение стальных профилей, их разметку, резку, сварку элементов каркаса и монтаж светопрозрачного ограждения. Строительство теплиц хозяйственным способом не требует сложного
специального оборудования и позволит значительно сократить единовременные затраты.
Цель работы предусматривала подготовку предложений по конструктивным решениям теплиц построечного изготовления для малых форм хозяйствования.
Объектами исследования являлись ангарные (однопролётные) и блочные (многопролётные) теплицы со стальным каркасом круглогодичного использования.
Методика исследования предусматривала обоснование рациональных строительных параметров теплиц аналитическим методом.
Результаты и обсуждение. Сравнение двух типов теплиц (блочных и ангарных) показало следующее. Как свидетельствует отечественный и зарубежный (Финляндии, Англии,Австрии, ФРГ) опыт, к преимуществам ангарных теплиц по отношению к блочным можно отнести лучший световой режим и более равномерное распределение температуры в объёме сооружения, увеличивающие выход продукции. Для ангарных теплиц можно также отметить возможность применения в покрытии энергоэкономичных сотовых поликарбонатных панелей; самоудаление снега со скатов теплицы при его подтаивании в теплицах круглогодового использования; в неотапливаемых теплицах возможно ручное удаление снега с кровли сооружения. Строительные решения блочных теплиц характеризуются меньшим расходом стали на каркас и меньшими затратами на отопление. Так как Нормами технологического проектирования теплиц НТП 10-95 в фермерских хозяйствах рекомендуется строительство как ангарных, так и блочных теплиц, то окончательный выбор типа сооружения зависит от конкретных условий строительства.
Рекомендуемые для построечного изготовления ангарные теплицы рамного типа приведены на рис. 1, 2. Для ангарной равноскатной теплицы коэффициент ограждения (отношение площади светопрозрачного ограждения к площади теплицы) равен
2h 1 2h L ía\
k =--\---\---\--tga,
L cosa A 2A
где h - высота продольного вертикального ограждения;
L и A - соответственно ширина (пролёт) и длина теплицы;
а - угол наклона скатов кровли.
Вычисленные на основе формулы (1) пролёты теплиц, обеспечивающие минимальную поверхность светопрозрачного ограждения, равны: при площади теплицы 300м2 - 10м; 500м2 - 12м; 1000м2 -15-16м;1500м2 - 18м. Для теплиц пролётом до 12м рекомендуется однопролётная конструктивная схема каркаса (рис. 1), при пролётах 15-18м каркас предпочтительнее компоновать из трёхпролётных поперечных рам (рис.2). Несущие конструкции в приведенных конструктивных схемах выполняются из гнутых или прокатных швеллеров с высотой стенки в основном 80-100мм. Так, для теплицы площадью 500м2 и пролётом 12м шаг рам каркаса, соответствующий минимуму расхода стали при применении прокатных профилей, для центральных регионов равен 5м. Расход стали на каркас теплицы при этом составляет 12кг/м2. Рациональное расстояние между трёхпролётными рамами (рис.2) в теплицах шириной 15-18м равно 6м. Фундаменты под стойки рам в обоих вариантах каркаса выполняются буронабивными.
Рисунок 1 - Конструктивная схема каркаса ангарной теплицы: 1- рама каркаса; 2 - прогоны; 3 - затяжка; 4 - цоколь
Рисунок 2 - Конструктивная схема поперечной рамы ангарной теплицы:
1-стойка; 2 - прогон
Преимуществом ангарных теплиц перед блочными является самоудаление (сползание) снега с покрытия теплицы, которое происходит при его подтаивании на границе «покрытие - снег», то есть когда температура этого слоя достигает 0оС. Теплотехнические расчёты показали, что подтаивание снега на покрытии теплицы начнётся при толщине слоя снега около 5 см. Так как плотность свежевыпавшего сухого снега не превышает 150 кг/м3,то нагрузка на покрытие составит примерно 7 кгс/м2. Установленное значение снеговой нагрузки позволяет при проектировании значительно снизить расход металла на каркас теплицы.
Разработанная конструктивная схема каркаса блочной теплицы из прокатных и гнутых профилей приведена на рис. 3. Несущими элементами каркаса являются стойки из двутавров, лотки из гнутого швеллера для отвода атмосферных осадков и шпросы из спаренных уголков для опирания стекла.
Для принятой площади застройки блочной теплицы соответствующее минимальной площади ограждающих конструкций количество пролётов можно определить по формуле
hFn
L\ 4h + Ltga
где L - принимаемый пролёт теплицы, м; h - высота продольного ограждения, м; а - угол наклона скатов кровли (не менее 25о); Fn - предусматриваемая площадь теплицы, м2.
(2)
Рисунок 3 - Предлагаемая конструктивная схема блочной теплицы: 1 - фундамент, 4 - стойка, 5 - лоток, 6 - затяжка,7 - коньковый прогон, 8 - шпросы
Установлен удельный расход стали (в кг/м2 площади сооружения) на несущие элементы каркаса блочной теплицы: на шпросы
2
Опт = —ШШ—ь
шп 2913
йЛ+209 кг/м2 , (3)
где qН - нормативная снеговая нагрузка на шпросы, кгс/м2;
I - пролёт теплицы, м;
с - расстояние между шпросами, м.
на лотки
СТ = ^^ + кг/м2 , (4)
Л 689 /
где - нормативная нагрузки на лотки, кг/м2;
а - шаг стоек каркаса, м.
на стойки каркаса
9,45 1,19/ , 2 /сч
= -----— кг/м2, (5)
а а
где а - шаг стоек, м.
Расход стали на 1м2 пола теплицы равен сумме зависимостей (3), (4), (5)
е = ЧЩ/ + 209 + 9,45 _ 1,19/ + +157 кг/м2 (6)
2913 с а а 689 /
Из курса математики известно, что необходимым условием существования минимума функции нескольких переменных является равенство нулю её частных производных. В нашем случае переменными являются пролёт теплицы I, шаг стоек а и расстояние между шпросами С.
Для определения строительных параметров теплицы, соответствующих минимуму расхода стали на каркас, продифференцируем (6) по каждому переменному:
¿О = _209 = 0 (7)
¿С с2
¿О н ,2 1,57 1,19 „ (о\
— = 0,001дЩ/2 _157 _ — = 0 (8)
d/ 1а
— = 0,0044дЛХ _ 9,45+119/ = 0 (9)
¿а а а
Функция (7) убывающая, величина С стремится к бесконечности. Следовательно, с увеличением расстояния между шпросами расход стали на них будет уменьшаться и их шаг необходимо принимать максимально возможным для данных значений снеговой нагрузки и толщины стекла.
Рациональные значения пролёта теплицы и шага стоек определялись графическим решением уравнений (8) и (9). Установленные значения параметров, соответствующие минимуму расхода стали на каркас блочной теплицы, приведены в табл. 1 применительно к снеговым нагрузкам, установленным в СП «Теплицы и парники».
Для приведенных в табл. 1 значений пролёта и шага стоек теоретический расход стали на каркас сооружения составляет около 8 кг/м2. Фактически этот расход будет несколько большим, например, из-за отсутствия расчётных профилей. При сложившихся рыночных ценах на стальные профили 80-90 тыс. руб/т удельная стоимость каркаса равна примерно 700 руб/м2, что существенно ниже стоимости металлоконструкций заводской поставки. Так, удельная стоимость каркаса теплицы Агросфера Фермер равна 1750 руб/м2 [1].
с
Таблица 1 - Рациональные значения шага стоек и пролёта блочной теплицы с _каркасом из прокатных профилей_
Нормативная Строительные Рациональные значения
нагрузка на лотки, Па параметры теплицы строительных параметров, м
200 Пролёт 4,60
Шаг стоек 2,60
300 Пролёт 4,00
Шаг стоек 2,45
400 Пролёт 3,60
Шаг стоек 2,35
500 Пролёт 3,30
Шаг стоек 2,25
Cветопрозрачное ограждение блочных и ангарных теплиц может выполняться из сотовых поликарбонатных панелей или листового стекла [5-9]. Толщину кровельных поликарбонатных панелей в ангарных теплицах рекомендуется принимать 16 мм, расстояние между прогонами покрытия (рис. 1, 2) - 1 м, толщину панелей для вертикального ограждения - 10 мм. При устройстве стеклянного ограждения для опирания листов в блочных и в ангарных теплицах необходимо предусматривать шпросы таврового сечения, например, из двух спаренных уголков (рис. 3). На скатах ангарной теплицы шпросы укладываются по прогонам. Так, при шаге поперечных рам каркаса 5-6м расстояние между прогонами равно 2 м. Толщину стекла следует назначать по расчёту, но не более 4мм. Листы стекла должны укладываться на шпросы по слою герметика.
Выводы. Полученные результаты исследования позволяют рационально проектировать строительные решения блочных и ангарных теплиц построечного изготовления для малых форм хозяйствования.
Стоимость строительства таких теплиц снижается не менее чем в два раза по сравнению со стоимостью заводской поставки и монтажа.
Библиография:
1.Теплица Агросфера Фермер // URL: http://rus-tepNd.m>catalog/product/tepNtsa-agrosfera (дата обращения 11.05.2021).
2. Теплица промышленная Фермер-11,5 // URL: http://orel.zagorod.shop> shop/teplitsy/dlya fermerov (дата обращения 11.05.2021).
3. Фермерская теплица //URL: http:// ochenkrepko.ru > Фермерские-теплицы (дата обращения 11.05.2021).
4. Теплица Агрисовгаз // URL: http://6 cotok.ru>Каталог>Теплицы>АгриСовГаз (дата обращения 11.05.2021).
5. Блажнов А.А. Статический расчёт плёночной кровли культивационного сооружения // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2020. № 10. С. 17-22.
6. Блажнов А.А. Рациональные параметры блочной теплицы построечного изготовления для малых форм хозяйствования // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г.Шухова. 2020. № 11. С.41-47.
7. Саттарова Р. Сотовый поликарбонат - теплосберегающее покрытие для фермерских теплиц // ГАВРИШ. М.: Научно-исследовательский институт овощеводства защищённого грунта. 2017. № 2. С. 48-49.
8. Мухачёв А.Д. Применение поликарбонатов в качестве энергоэффективной светопрозрачной конструкции // Образование, наука, производство: материалы VII Междунар. молодежного форума. БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород: Изд- во БГТУ, 2015. С. 1326-1329.
9. Юдаев И.В. Изучение светопропускающих свойств сотового поликарбоната -покровного материала круглогодичных теплиц // Научный журнал Кубанского ГАУ. 2016. № 120(06). С. 239-252.
УДК 621.3-047.44
АНАЛИЗ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Терехова А.А., аспирант 1 года обучения направления подготовки 27.06.01 «Управление в технических системах». Научный руководитель: д.т.н., профессор Дмитриевский Б.С. ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрены наиболее часто встречающиеся аварийные ситуации в системах электроснабжения - короткие замыкания различных типов и причины их возникновения. Анализируются последствия выхода системы электроснабжения из нормального режима работы и способы его предотвращения. В системах электроснабжения особо опасными считаются случаи возникновения коротких замыканий различных типов. Возникновения предельных значений токов короткого замыканий путем термического воздействия может привести к выходу из строя оборудования и, как следствие, необратимых последствий. Для обеспечения безопасного режима работы системы электроснабжения требуется оперативное выявление повреждения на участке цепи и его мгновенное отключение от неповрежденной цепи.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Электроснабжение; короткое замыкание; релейная защита; автоматическая система управления.
ABSTRACT
The article discusses the most common emergency situations in power supply systems -short circuits of various types and their causes. The article analyzes the consequences of power supply system failure from normal operation and ways to prevent it. In systems, especially hazardous cases of power supply of various types. The emergence of limiting values of short-circuit currents by thermal effects can lead to equipment failure and, as a consequence, irreversible consequences. For a safe mode of operation of the power supply system, prompt detection of damage in the circuit section and its instant disconnection from the intact circuit is required.
KEYWORDS
Power supply; short circuit; relay protection; automatic control system.
Введение. Функционирование технических систем, в том числе и систем электроснабжения, сопровождается рисками возникновения и последующего развития нештатных ситуаций.
Следует отметить, что процессы, протекающие в рамках электросети настолько быстротечны, что управление ими невозможно возложить на человека. В этих целях используются специализированные системы автоматизированного управления.
