Ресурсосберегающее строительство

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

АРХИТЕКТУРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

РЕФЕРАТ ПО Основам экологии в архитектуре НА ТЕМУ: «Ресурсосберегающее строительство»

Выполнила: Никонюк Н.В.,

гр. 111015-11

Проверила: Шидловская Л.А.

г.Минск, 2016г

Введение

В условиях нарастающей экологической напряженности в мире проблема рационального использования и эффективного сбережения природных ресурсов становится важнейшей задачей жизнедеятельности любого государства.

Исключительно важное значение имеет не только сбережение сырьевых ресурсов, но и их повторное использование. Значение вторичных сырьевых ресурсов для поддержания экологически безопасного уровня воздействия на окружающую среду весьма значительно, в частности, их использование является одним из необходимых условий внедрения малоотходных и безотходных технологий.

Эксплуатация и возведение любого здания связаны с расходом необходимой энергии для отопления, вентиляции, нагрева воды, освещения и питания различных бытовых приборов, инструментов. Мы используем энергию в виде тепла и теплоносителей: газа, жидкого топлива и электроэнергии. Оплата за энергию представляет собой основную часть расходов по содержанию здания, причем эта часть расходов имеет постоянную тенденцию к росту цен. Оплата зависит от расхода энергии, а расход может быть низким, если здание спроектировано и построено по энергосберегающим правилам.

Для строительной отрасли минерально-сырьевые ресурсы имеют особо важное значение. Это связано с тем, что строительство - один из наиболее материалоемких видов деятельности человека. Ежегодно из природной среды, в основном из литосферы, извлекаются миллиарды тонн сырья, которое после переработки используется в качестве материалов для строительства жилых и производственных зданий, транспортных сооружений. Ограниченность сырьевых ресурсов и необратимые изменения в природной среде в результате техногенного воздействия - две основные причины, определяющие необходимость разработки и внедрения в промышленность ресурсосберегающих технологий.

1. Общие данные

Создание предприятий, производящих строительные материалы, изделия и конструкции по энерго- и ресурсосберегающим технологиям, - ключевая задача модернизации строительной отрасли. С учетом того что строительная индустрия является одной из наиболее ресурсоемких отраслей, разработка технологий, позволяющих использовать промышленные отходы в качестве сырья для производства строительных материалов, - одна из наиболее важных задач развития инновационной экономики. Большая часть современных технологий была создана в тот период формирования промышленности, когда человечество не испытывало острого дефицита природных ресурсов, а главной проблемой было наращивание объема производства. В истории развития промышленности можно найти много примеров, когда интенсивный рост производства наносил катастрофический вред не только природе, но и человеку, так как разрушал среду его обитания, отравляя воздух и воду. Создание новых ресурсосберегающих технологий - сложная задача, для решения которой требуются значительные интеллектуальные и финансовые затраты

Главной проблемой остается исчерпывание традиционных источников сырья и накопление отходов ставят под сомнение дальнейшее развитие нашей цивилизации.

Определенную надежду на изменение к лучшему дает сформированная в промышленно развитых странах концепция жизнеподдерживающего развития (sustainable development), которая ориентирует развитие нашей цивилизации без угрозы для обеспечения потребностей будущих поколений. Это возможно при максимальном использовании возобновляемых ресурсов, а также рециклинге промышленных и бытовых отход.

Распространение этой концепции на строительную отрасль привело к возникновению понятия жизнеподдерживающего строительства (sustainable construction). Такое строительство возможно, только если здания и сооружения не носят вреда окружающей среде. Здания, удовлетворяющие принципу жизнеподдерживающего строительства, должны иметь близкий 6 к нулевому уровень потребления энергии для отопления и кондиционирования, а после сноса их конструкции полностью перерабатываются для получения новых строительных материалов и изделий.

2. Направления развития ресурсосбережения в строительстве

Ресурсосбережение в строительстве и промышленности строительных материалов развивается в настоящее время по следующим направлениям:

замена природного сырья на промышленные отходы, в результате чего снижается потребление природных минерально-сырьевых ресурсов, при этом реализуется дополнительный экологический эффект - ликвидируются промышленные свалки; ресурсосберегающий строительство сырьевой

повышение технико-строительных характеристик продукции, например прочности строительных материалов или несущей способности конструкций, что позволяет снизить их материалоемкость;

увеличение долговечности материалов, что обеспечивает повышение срока эксплуатации и затрат на ремонтно-восстановительные работы;

проектирование зданий, сооружений и отдельных строительных конструкций с новыми возможностями для их модернизации, реконструкции и ремонта.

Энергосбережение является составной частью ресурсосбережения, однако это направление часто рассматривают самостоятельно. Обычно выделяют три направления энергосбережения:

снижение потребления энергии в промышленности строительных материалов за счет применения малоэнергоемких технологий производства;

использование при строительстве зданий эффективных теплоизоляционных материалов и конструкций, обеспечивающих снижение потерь тепла через ограждающие конструкции;

проектирование и строительство зданий с эффективными системами отопления и вентиляции, позволяющими утилизировать тепловую энергию («умные дома»). При определении приоритетных направлений ресурсо- и энергосбережения и их иерархии выбираются те направления, которые одновременно способствуют рациональному использованию природных ресурсов, включая земельные и водные, улучшению экологической ситуации в поселениях, обеспечению качества среды жизнедеятельности, в том числе за счет улучшения микроклимата в жилых, общественных и производственных помещениях.

Перейти на новый уровень проектирования градостроительных систем - здание, энергоснабжение и климатизация, основанных на применении методов системного анализа и оптимизации системы: источник теплоснабжения - климат - город - здание.

3. Виды используемого сырья

Природное сырье это строительные камни, песчано-гравийная смесь, гравий, песок, щебень и другие горные породы. К сожалению, многие районы Белоруссии не обеспечены природным сырьем в необходимом количестве, а в других их запасы значительно исчерпаны. Во многих случаях это приводит к значительным затратам на их транспортировку из других районов, что нецелесообразно ни с экономической, ни с экологической точки зрения, так как подобные перевозки сопровождаются неизбежными экологическими нарушениями.

Поэтому с развитием техники и ухудшением в стране экологической ситуации все большее значение в строительной отрасли начинает приобретать техногенное сырье. К нему относят самые разнообразные промышленные отходы и побочные продукты: металлургические шлаки, бокситовые и другие шламы, отходы горно-обогатительных комбинатов (ГОК), золу и золошлаковые отходы ТЭС, отходы углеобогащения, вторичные полимеры, продукты переработки древесины и др.

Использование техногенного сырья для производства строительных материалов с экологической точки зрения весьма перспективно: 1) резко сокращаются объемы добычи дефицитных природных строительных материалов; 2) утилизируется и химически прочно связывается огромное количество загрязняющих окружающую среду промышленных отходов; 3) освобождаются ценные земельные участки, отчуждаемые под хвосто- и шламохранилища и др. Только под хранение золошлаковых отходов ТЭС отчуждаются огромные территории.

ресурсосберегающий строительство техногенный сырье

4. Примеры использования техногенного сырья

Зола и золошлаковые отходы (ЗШО). Золошлаковые отходы незаменимый компонент формовочных смесей для получения высококачественных строительных материалов. Их используют для производства ячеистого бетона, силикатного кирпича, пенозолсиликата, аглопорита, асфальтового основания дорожных одежд и т. д. ЗШО считаются прекрасным цементосберегающим материалом. При производстве бетонов введение зол позволяет экономить до 100 кг/м3 цемента, а при использовании добавок-модификаторов до 200 кг/м3. Одновременно улучшается структура цементного теста и повышаются теплозащитные свойства конструкций.

Металлургические шлаки высококачественное сырье для производства шлакопортландцементов, шлаковаты, гипсошлаковых блоков, щебня и др. Годовой объем выхода шлаков металлургических заводов исчисляется многими десятками миллионов тонн. В нашей стране очень высок объем утилизации доменных шлаков, 80% выхода которых идет для изготовления шлакопортландцемента и пористых заполнителей.

В последние годы все большее применение в качестве крупного и мелкого заполнителя в бетонах получают создаваемые по безотходной технологии шлаковая пемза (термозит) и шлакостеклогранулят, не уступающие природному щебню по большинству показателей. Например, прочность бетона на шлаковом цементе на 15-20% выше, чем на гранитном.

Прекрасным примером блокирования фенолформальдегидных и других загрязнителей в структуре строительных материалов является использование отработанных формовочных смесей (ОФС), образующихся в ходе металлургического литейного передела. Формовочная глина, используемая как связующее, нетоксична и может широко применяться при производстве строительных материалов.

Продукты переработки древесины и других растительных отходов. В Важнейшим направлением рационального, экологически целесообразного использования древесины в строительной индустрии является производство различных древесных бетонов: арболита, фибролита, опилкобетона, королита и др.

Наиболее известным из этих экологически чистых дешевых строительных материалов является арболит. Это легкий крупнопористый бетон, состоящий из древесной дробилки (в основном отходы от лиственных пород) и портландцемента марки 400. Широко применяется в качестве стеновых блоков при строительстве малоэтажных зданий. При устройстве ограждающих конструкций и перегородок используют королит теплоизоляционный материал, состоящий из коры, цемента (или строительного гипса) и добавок.

В промышленности строительных материалов широкое применение находит ценнейшее экологически чистое сырье, вырабатываемое из отходов целлюлозно-бумажного производства лигносульфонаты, обладающие обеспыливающими, пластифицирующими, пенообразующими и другими ценными свойствами.

Отходы химического комплекса. Несмотря на огромные объемы и разнообразие видов вторичного минерального сырья, эти отходы в строительной индустрии используются недостаточно. Находят некоторое применение электротермофосфорные шлаки (шлакопортландцемент, силикатный кирпич), отходы содового производства (автоклавное производство материалов, газогипс), кубовые остатки перегонных производств и битумы (ячеистые бетоны с добавками нефтебитума и др.).

С точки зрения экологии следует более подробно остановиться на побочном продукте, получаемом при переработке апатитовых и фосфоритовых концентратов фосфогипсе. Применяется он при изготовлении цемента, строительных блоков, сухой штукатурки и др. Только в Японии в 70-х гг. строительная промышленность ежегодно расходовала около 3 млн т фосфогипса.

Однако проведенные в 80-90-е гг. исследования показали, что «фосфогипс обладает гораздо большей удельной радиоактивностью, чем природный гипс и, по-видимому, люди, живущие в домах с его применением, получают облучение на 30% более интенсивное, чем жители других домов». (Доклад Комитета по атомной энергии, ООН, г. Нью-Йорк.) Л. Брунарски (1990) считает, что фосфогипс может быть применен в строительстве лишь после специальной проверки на радиоактивность. Выяснилось также, что фосфогипс, перерабатываемый по существующей технологии, помимо радионуклидов может содержать и такие вредные для здоровья человека вещества, как фтористые соединения (Долгорев, 1990).

Помимо рассмотренных выше золошлаковых отходов, металлургических шлаков, продуктов переработки древесины и отходов химического производства при производстве строительных материалов находят применение и другие виды техногенного сырья. Важно подчеркнуть, что практически для любого вида выпускаемых строительных материалов вместо природного сырья возможно и экологически целесообразно использование различных видов техногенного сырья.

Вторичные ресурсы (отходы производства) широко используются не только в промышленности строительных материалов, но и в дорожном строительстве (в качестве инертных наполнителей вместо песка, скальных пород, гравийных смесей и др.), в фундаментостроении, при устройстве гидротехнических плотин и др.

Значительный интерес представляет использование отходов промышленности в такой материалоемкой отрасли строительства, как устройство оснований фундаментов зданий и сооружений. Исследования, проведенные НИИОСПом, показали, что для этих целей наиболее пригодны вскрышные и отвальные породы, у которых завершился процесс самораспада, а также доменные и сталеплавильные шлаки. При устройстве оснований из этих отходов их уплотняют, трамбуют, используют глубинное уплотнение с помощью мелких взрывов и др.

В последние годы в нашей стране использование промышленных отходов, как в строительстве, так и в промышленности строительных материалов, заметно сократилось, что связано как с общим падением уровня промышленного производства, так и с отсутствием должного стимулирования использования вторичных ресурсов в производстве.

По мнению Г. А. Денисова (2002), низкий уровень использования техногенного сырья помимо указанных выше причин вызван принципиально различным подходом к этой проблеме в экономически развитых странах и в Белоруссии. Там, например, золошлаки в этих странах являются продуктом (товаром), а не отходом, и использованием (реализацией) этого продукта занимаются его производители, т. е. ТЭС. Интересно отметить, что, как показывают расчеты, рентабельность производства товаров-продуктов из золошлаков (бетонные смеси, многоцелевые вяжущие, песок, щебень и др.) значительно выше рентабельности производства самой электроэнергии на ТЭС.

В этом отношении пример показывают западные страны. Например, в Дании уровень утилизации рециклируемых материалов достиг 100%. В Нидерландах создана цельная, экологически выдержанная концепция развития строительной индустрии, которая основана на внедрении замкнутого безотходного производства с многократным использованием техногенного сырья.

5. Экономическая эффективность энергосберегающих зданий

Принимая решение о постройке энергосберегающего здания, зададимся вопросом, изменится ли сумма нашей оплаты за энергию и насколько, улучшим ли мы внутренний комфорт. Обеспечение энергоэкономности здания требует дополнительных издержек на строительство, так как в калькуляции дополнительных издержек на такое здание необходимо принимать во внимание разницу между стоимостью стандартных и энергосберегающих изделий. Например, стоимость увеличения толщины изоляции, разница в стоимости окон и дверей стандартных и энергосберегающих, разница в стоимости систем отопления и вентиляции и т.д. Сформулированы шесть основных принципов по решению проблемы экономии энергии при теплоснабжении и климатизации зданий:

1. Энергетические ресурсы

Надежные энергетические ресурсы и средства их доставки в здания являются существенным фактором обеспечения и повышения качества жизни людей.

2. Гарантированность обеспечения энергией

Обеспечение бесперебойных поставок энергетических ресурсов жизненно важно для сохранения нашего стандарта жизни и для защиты национальных интересов.

3. Окружающая среда

Существуют естественные пределы использования всех энергетических ресурсов, особенно ископаемого топлива, связанные с сохранением окружающей среды. Уменьшение использования этих ресурсов повысит степень долговременного жизнеподдержания нашей среды и повысит качество жизни будущих поколений.

4. Жизнеподдержание

У человечества нет других вариантов поддержания нормальных жизненных условий как только перейти к жизнеподдерживающим энергетическим системам, и скорейшая разработка технологий применения возобновляемых ресурсов является существенным фактором этого перехода. Однако еще долгое время будут необходимы невозобновляемые ресурсы, поэтому необходима дальнейшая разработка эффективных и экологически безопасных систем, использующих такие ресурсы.

5. Эффективность потребления энергии

С использованием экономических рычагов потребление энергии в существующих и новых структурах может быть существенно сокращено. Вместе с этим могут реализовываться необходимые обществу виды обслуживания зданий, при сохранении уровня охраны здоровья, безопасности, комфорта и производительности.

6. Баланс. Использование любых энергетических ресурсов имеет как негативные, так и положительные моменты. Кроме того, все они неравнозначны по объему имеющихся запасов, степени доступности и предполагаемым срокам добычи. Поэтому необходимо, рассматривая проблему энергообеспечения, осуществить должный баланс различных ресурсов, включая ископаемое топливо, возобновляемые ресурсы, атомную энергию.

Заключение

Необходимо разработать и обосновать систему новых нормативных и рекомендательных документов, включая нормы потребности в тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение, нормы холодного водоснабжения, энергетические паспорта зданий и систем теплоснабжения и водоснабжения, учетно-биллинговой системы теплоснабжения и модель программы перспективного развития энергосбережения и энергопотребления региона. На этой основе разработать общие и специальные технические регламенты.

Создание предприятий, производящих строительные материалы, изделия и конструкции по энерго- и ресурсосберегающим технологиям, - ключевая задача модернизации строительной отрасли. С учетом того что строительная индустрия является одной из наиболее ресурсоемких отраслей, разработка технологий, позволяющих использовать промышленные отходы в качестве сырья для производства строительных материалов, - одна из наиболее важных задач развития инновационной экономики.

Список используемой литературы

Статья в журнале «Механизация строительства». Издательский дом: «Библио-глобус» (Москва)

Емельянович, И., Многовариантное ресурсосбережение «Беларуская думка», 2012 г.

Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии: материалы международной научно-технической конференции. Редколлегия: И.С. Сазонов- Могилев, 2012.

«Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь». Редкология Д. Н. Лазовского, А. А. Бакатовича. -- Новополоцк, 2012г.

Умное строительство : [о возведении в Беларуси энергоэффективных жилых зданий]. Ольга Брянцева, Республиканская строительная газета [Электронный ресурс]. - 2013. - 16 февраля (№ 6).

Размещено на Allbest.ru