Экология и принципы энергосбережения

Размещено на http://www.allbest.ru/

28

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основы экологии. Экономика природопользования

энергосбережение изоляционный загрязнение

1.1 Мероприятия, направленные на снижение негативного воздействия на атмосферный воздух

Мероприятия по охране от загрязнения атмосферного воздуха включают в себя следующие группы мероприятий.

1.Планировочные мероприятия. Основным мероприятием является соблюдение и организация санитарно-защитных зон.

Санитарно - защитная зона является обязательным элементом любого объекта, который может быть источником химического, биологического или физического воздействия на среду обитания и здоровье человека.

Территория санитарно - защитной зоны предназначена для:

-обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;

-создания санитарно - защитного и эстетического барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой застройки;

-организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата.

Санитарно - защитная зона должна иметь последовательную проработку ее территориальной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки всех видов градостроительной, предпроектной и проектной документации, строительства и эксплуатации отдельного предприятия или промышленного комплекса.

Размеры санитарно - защитной зоны могут быть уменьшены при:

-объективном доказательстве стабильного достижения уровня техногенного воздействия на среду обитания и население в рамках и ниже нормативных требований по материалам систематических (не менее чем годовых) лабораторных наблюдений за состоянием загрязнения воздушной среды;

-подтверждении замерами снижения уровней шума и других физических факторов в пределах жилой застройки ниже гигиенических нормативов;

-уменьшении мощности, перепрофилировании предприятия и связанном с этим изменении класса опасности.

Запрещается размещение в санитарно - защитной зоне коллективных или индивидуальных дачных и садово - огородных участков.

В границах санитарно - защитной зоны и на территории промплощадок запрещается размещать предприятия пищевой промышленности, а также по производству посуды, тары, оборудования и т.д. для пищевой промышленности, склады готовой продукции, предприятия по производству воды и напитков для питьевых целей, комплексы водопроводных сооружений для подготовки и хранения питьевой воды.

Размещение спортивных сооружений; парков, образовательных учреждений, лечебно - профилактических и оздоровительных учреждений общего пользования на территории санитарно - защитной зоны не допускается.

В границах санитарно - защитной зоны допускается размещать:

-сельхозугодья для выращивания технических культур, не используемых для производства продуктов питания;

- предприятия, их отдельные здания и сооружения с производствами меньшего класса вредности, чем основное производство. При наличии у размещаемого в СЗЗ объекта выбросов, аналогичных по составу с основным производством, обязательно требование непревышения гигиенических нормативов на границе СЗЗ и за ее пределами при суммарном учете;

- пожарные депо, бани, прачечные, гаражи, площадки индивидуальной стоянки автомобилей и мотоциклов; автозаправочные станции, здания управления, конструкторские бюро, учебные заведения, поликлиники, магазины, научно-исследовательские лаборатории, связанные с обслуживанием данного предприятия, спортивно-оздоровительные сооружения для работников предприятия;

- нежилые помещения для дежурного аварийного персонала и охраны предприятий, сооружения для хранения общественного и индивидуального транспорта, местные и транзитные коммуникации, ЛЭП, электроподстанции, нефте- и газопроводы, артезианские скважины для технического водоснабжения, водоохлаждающие сооружения для подготовки технической воды, канализационные насосные станции, сооружения оборотного водоснабжения, питомники растений для озеленения промплощадки, предприятий и санитарно - защитной зоны.

Технологические мероприятия

Приоритетными технологическими мероприятиями являются те, которые направлены на максимально возможное, с технической точки зрения, ограничение поступление ЗВ в атмосферный воздух при осуществлении любой деятельности человека.

Следует отметить, что деятельность предприятий, связанная с выбросами ЗВ в атмосферу, согласно экологическому законодательству, сопровождается платежами в бюджет за пользование природными ресурсами, в данном случае атмосферным воздухом. Как показывает практика, предприятию «дешевле» платить экологические платежи, чем выполнять мероприятия по снижению (ограничению) выброса ЗВ в атмосферу.

Наиболее эффективным мероприятием, обеспечивающим снижение (или прекращение) воздействия на атмосферный воздух, является организация технологического процесса таким образом, при котором количество и качество забираемого (используемого) атмосферного воздуха в результате использования его в технологическом процессе не изменяет своих параметров. При этом выбросы предприятия по своему количественному и качественному составу не вносит изменений в фоновое загрязнение атмосферного воздуха при любых режимах работы предприятия.

Санитарно-технические мероприятия

Данные мероприятия предусматривают очистку (снижение содержания) выбросов по определенным группам веществ.

Очистные сооружения (ОС) для снижения содержания пыли условно подразделяются на четыре вида в соответствии с принципами их работы:

- сухие пылеуловители;

- аппараты механической фильтрации;

- электростатические фильтры;

- аппараты мокрой очистки.

Для очистки выбросов от газообразных примесей используют методы абсорбции и адсорбции. При этом извлекаемые продукты, образующиеся в результате взаимодействия отходящих выбросов с различного рода нейтрализующими соединениями, возвращаются в производство или представляют собой товарный продукт.

Следует отметить, что при принятии решения со стороны различного рода предприятий о проведении тех, или иных мероприятий, способствующих ограничению воздействия на атмосферный воздух, в настоящее время решающим аргументом является экономический фактор, то есть платежи в бюджет за природопользование.

Проводить действительно эффективные мероприятия с соответствующим финансовым обеспечением предприятие может заставить (или обусловить) следующие условия (обстоятельства):

- достаточная финансовая состоятельность предприятия, обусловленная развитием (расширением) производства, сопровождающаяся некоторым финансовым благополучием;

- повышенная конкурентоспособность продукции предприятия, заставляющая его формировать имидж благополучного производства, в том числе и в сфере санитарного и экологического благополучия (в принципе эти обстоятельства взаимно связаны между собой);

- наличие высокой (или относительно повышенной) заболеваемости населения, проживающего в непосредственной близости (?) данному предприятию, обусловленной качественным составом выбросов данного предприятия, что доказано соответствующими результатами социально-гигиенического и медицинского мониторинга.

1.2 Задачи

Задача № 1

Определить социальную эффективность средозащитных затрат в реконструкцию очистных сооружений керамического завода, используя данные таблицы

Определить социальную эффективность средозащитных затрат в реконструкцию очистных сооружений керамического завода.

На керамическом заводе проведена реконструкция очистных сооружений при следующих данных:

Капитальные вложения в реконструкцию завода К = 800000 тыс. руб.

Текущие затраты на содержание очистных сооружении С = 40000 тыс. руб.

Количество продукции j-го, i-ro видов, получаемых соответственно до и после осуществления оцениваемого мероприятия :

Т₁ = 120 тыс. шт.,

Т₂ = 135 тыс. шт.

Оценка единицы j-й, i-й продукции Ц = 220 тыс. руб.

Количество человеко-дней работы на одного работника до и после проведения природоохранного мероприятия соответственно:

Р₂ = 220 дней,

Р₁ = 248 дня.

Среднее количество дней лечения одного больного амбулаторно и в стационаре :

Д_А = 6 дней,

Д_С = 3 дня.

Средние затраты на лечение одного больного соответственно амбулаторно и в стационаре:

З_А = 500 тыс. руб.,

З_С = 2500 тыс. руб.

Средний размер пособия (оплата больничного) на одного заболевшего В_П = 250 тыс. руб.

Количество больных:

Б_А = 5 чел,

Б_С = 4 чел.

Чистая продукция на один человеко-день работы:

П_Ч = 240 тыс. руб.

Определяем:

1) Эффект от предотвращения потерь чистой продукции в результате заболеваемости из-за загрязнения среды

Э_Ч.П = Б П_Ч (Р₁ - Р₂),

где Б - количество больных;

П_Ч - чистая продукция на один человеко- день работы;

Р₁ и Р₂ - количество человеко-дней работы на одного работника до и после проведения природоохранного мероприятия соответственно.

Э_Ч.П = 9 240 (248 - 220) = 60480 тыс. руб./год;

2) Эффект от сокращения выплат из фонда социального страхования

Э_С.С = Б В_П (Р₁ - Р₂)

Э_С.С = 9 250 (248 - 220) = 63000 тыс. руб./год;

3) Эффект от сокращения затрат государства на лечение трудящихся

Э_З.Л = Б_А Д_А З_А + Б_С Д_С З_С,

где Б_А, Б_С - число больных, лечившихся соответственно амбулаторно и в стационарах от заболеваний, вызванных загрязнением среды;

Д_А, Д_С - среднее количество дней лечения одного больного амбулаторно и в стационаре;

З_А, З_С - средние затраты на лечение одного больного соответственно амбулаторно и в стационаре.

Э_З.Л = 5 6 500 + 4 3 2500 = 15000 + 30000 = 45000 тыс. руб./год;

4) Эффект от повышения производительности труда вследствие нормализации экологической обстановки

Э_П.Т = ,

где Т_j и Т_i - количество продукции j-го, i-ro видов, получаемых соответственно до и после осуществления оцениваемого мероприятия;

Ц_j и Ц_i - оценка единицы j-й, i-й продукции.

Э_П.Т = (135 - 120 ) 220 = 3300 тыс. руб./год;

5) Годовой социальный эффект

Э_Г = Э_Ч.П + Э_С.С + Э_З.Л + Э_П.Т,

Э_Г = 60480 + 63000 + 45000 + 3300 = 171780 тыс. руб.;

6) Показатель социальной эффективности

Э_С = Э / С + Е_Н К.

Э_С = 171780 / (40000 + 0,12 800000) = 1,26;

7) Показатель эффективности капитальных вложений в реконструкцию очистных сооружений завода

Э_К = (171780 - 40000) / 800000 = 0,16;

8) Срок окупаемости капитальных вложений

Т = 1 / 0,16 = 6,25 лет.

Вывод: Капитальные вложения в реконструкцию очистных сооружений завода эффективны, так как Э_К > Е_Н. Срок окупаемости капитальных вложений составит 6,25 лет.

Задание №2

Нормирование выбросов загрязняющих веществ от предприятий в атмосферу

Рассчитать величину ПДВ загрязняющего вещества SO₂ в районе его выброса при нормальных метеорологических условиях, используя исходные данные.

Исходные данные:

М = 60 г/с;

Источник выброса -труба котельной высотой Н - 35 м;

диаметр устья трубы Д - 1,0 м;

скорость выхода газовоздушной смеси из устья v_cp - 14 м/с;

температура выбрасываемой газовоздушной смеси Т_Г - 135С;

температура окружающего воздуха наиболее жаркого месяца Т_В - 21С;

загрязняющее вещество, содержащееся в выбросе - оксид серы SO₂;

ПДК SO₂ - 0,15 мг/м³;

фоновая концентрация SO₂ от других источников С_Ф - 0,05 мг/м³.

Время работы котельной в году - 2000 час.

Загрязняющее вещество - сажа.

F - величина безразмерная, учитывающая скорость оседания вредных веществ в воздухе или эффективность очистки - 1.

Рассчитать:

Величину ПВД загрязняющего вещества SO₂ в районе его выброса при нормальных метеорологических условиях.

Определяем:

1. Объем газовоздушной смеси V₁ по формуле 1:

V₁ = , м³/с (1)

где v_ср - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с; Д - диаметр устья источника выброса, м; - равно 3,14.

V₁ = (3,14 * 1² ) / 4 * 14 = 10,99 м³/с.

2. Перегрев, газовоздушной смеси T

(T = Т_Г - Т_В): (2)

T = 135 21 = 114С.

3. Параметр f определяется по формуле 2:

f = , м/с², (3)

где Н - высота источника выброса над уровнем земли, м.

f = 1000 .

4. Коэффициент m рассчитывается:

при f < 100 m = ; (4)

при f > 100

m = ; (5)

Т.к. f < 100, то согласно условию (4)

m = = 1,17.

5. Параметр v_М:

v_М = , м/с (6)

v_М = 0,65 = 2,14 м/с.

6. Коэффициент n:

при v_М 2

n = 1; (7)

при 0,5 v_М < 2

n = 0,532 2,13

v_М + 3,13; (8)

при v_М < 0,5 n = 4,4 v_М (9)

Т.к. v_М 2, то согласно условию (7)

n = 1.

7. Максимальную концентрацию SO₂ С_М :

С_М = , мг/м³ (10)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия перемешивания примесей; он варьирует от 140 до 250, для условий Республики Беларусь равен - 160;

М - количество вещества, выбрасываемого из источника в единицу времени, т.е. мощность выброса, г/с, или т/г;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:

для вредных газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли,золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) принимается равным 1;

для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% принимается равным 2;

при степени очистки пылегазовой смеси от 75 до 90% - 2,5;

менее 75% и при отсутствии очистки - 3;

m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей и называемый коэффициентом шероховатости, который принимается равным 1 для ровной местности с перепадами высот не более 50 м на 1 км в радиусе до 50 высот источника выброса (условия Республики Беларусь), для других случаев определяется по дополнительным таблицам;

С_М = = 0,26 мг/м³,

С_М > ПДК - С_Ф, 0,26 > 0,15-0,05.

Величина С_М не должна превышать величины ПДК данного вредного вещества в атмосферном воздухе. При этом обязательно учитывается фоновая концентрация этого вещества от других источников С_Ф (мг/м³), т.е. должно выполняться условие:

С_М < ПДК - С_Ф. (11)

Условие (11) не выполнено.

8. Рассчитаем ПДВ:

ПДВ = , г/с. (12)

мы получим предельное значение мощности выброса М, которое не позволит ни при каких условиях нарушить выражение С_М < ПДК - С_Ф.

ПДВ = = 7,05 г/с.

9. Степень очистки :

Необходимая степень очистки составляет:

Э = . (13)

Э = 100% = 88,3 %.

Вывод: для достижения ПДВ массу выброса необходимо уменьшить со степенью очистки 88,3 %.

Задание №3

Расчет эффективности мероприятий по защите от загрязнения атмосферы

Определить эффективность природоохранных затрат в мероприятия по защите атмосферного воздуха от загрязнений, используя исходные данные.

Исходные данные берутся из задания №2.

Капитальные затраты К = 80000 руб.,

Текущие затраты С = 10000 руб/год.,

Дополнительный доход Д = 8000 руб.

Определяем:

= , (1)

- безразмерная поправка на подъем факела выбросов в атмосферу

1) = 1 + (135-21) / 75 = 2,52;

, (2)

2)R^вн =2 2,52 35 = 176,4 м;

(3)

3) R^внеш = 20 2,52 35 = 1764 м;

4) S_3A3 = 3,14 1764^2внеш - 3,14*176,4^2вн = 3,14*3111696 - 3,14*31116,96 = 9770725,4 - 97707,3 = 9673018,1 = 967,3 га и распределена следующим образом:

96,7 га - поселки со средней административной плотностью населения этой части ЗАЗ n = 20чел/га, 10%,

290,2 га - орошаемые пашни, 30%,

386,9 га - леса I группы, 40%,

193,5 га - дачные товарищества, 20%;

5) для всей ЗАЗ

= 96,7 / 967,3 2 +290,2 / 967,3 0,5 + 386,9 / 967,3 0,2 + 193,5 / 967,3 8,0 = 0,2 + 0,15 + 0,08 + 1,6 = 2,03;

6)Определяем показатель относительной агрессивности вещества:

А_i = , (4)

A_i = 1 / 0,15 = 6,7.

7)Приведенную массу годового выброса:

а) без проведения природоохранных мероприятий

M_i = M t 3600 A_i 10-⁶,т/год (5)

M₁ = 60 2000 3600 6,7 10-⁶ = 2894,4 усл.т/год,

б) после проведения природоохранных мероприятий

М₂ = 7,05 2000 3600 6,7 10-⁶ = 340,1 усл.т/год;

8) Ущерб без проведения природоохранных мероприятий

У = F M_ПР, руб./год, (6)

где - множитель, численное значение которого равно 24 руб./усл.т;

- величина безразмерная, определяется по таблице 1,

F - величина безразмерная, учитывающая скорость оседания вредных веществ в воздухе или эффективность очистки:

F = 1 - для газообразных примесей,

F = 2 - при коэффициенте улавливания более 90%,

F = 2,5 - 75-90%;

F = 3 - менее 75% улавливания загрязняющих веществ;

M_ПР - приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл.т/год.

У₁ = 24 2,03 1 2894,4 = 141015,2 руб./год;

9)Ущерб после проведения природоохранных мероприятий

У₂= 24 2,03 1 340,1 = 16569,7 руб./год;

10) Предотвращенный экономический ущерб

П = 141015,2 - 16569,7 = 124445,5 руб./год;

11) Полный годовой экономический эффект:

Э_Г = П + Д (7)

Э_Г = 124445,5 + 8000 = 132445,5 руб./год;

12) Показатель общей экономической эффективности затрат

Э_З = 132445,5 / (10000 + 0,12 80000) = 6,8;

13) Э_К = (132445,5 - 10000) / 80000 = 1,53;

14) Т = 1/1,53 = 0,65 года.

Вывод: капитальные вложения в защиту атмосферы от загрязнения являются эффективными, и срок их окупаемости составляет 0,65 года.

2. Основы энергосбережения

2.1 Типы изоляционных материалов для трубопроводов, применяемые в РБ

Основная задача при изоляции труб - есть снижение уровня потери тепла при передаче теплоносителя на расстояние.

В соответствии с требованиями сборника «СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА» СНиП 3.05.03-85 Тепловая изоляция трубопроводов должна проводиться следующим образом:

Металлические поверхности трубопроводов, оборудования и крепежные элементы, подлежащие изоляции, должны быть очищены от ржавчины, а подлежащие антикоррозионной защите - обработаны в соответствии с проектом.

Изоляцию смонтированных оборудования и трубопроводов следует производить после их постоянного закрепления в проектном положении.

Теплоизоляцию оборудования и трубопроводов в местах, труднодоступных для изоляции, необходимо выполнять полностью до монтажа, включая устройство покровных оболочек.

Изоляцию трубопроводов, располагаемых в непроходных каналах и лотках, необходимо выполнять до их установки в каналы.

Оборудование и трубопроводы, заполненные веществами, должны быть освобождены от них до начала производства изоляционных работ.

Рулонные изоляционные материалы при производстве работ в отрицательных температурах необходимо в течение 20 ч отогреть до температуры не менее 15° С, перемотать и доставить к месту укладки в утепленной таре.

С целью предотвращения разрушения изоляционных материалов под действием внешней окружающей среды необходимо укрывать защитным материалом, предохраняющим от проникновения влаги, УФ-лучей солнца, ветра. Наиболее распространенным, эффективным, доступным и дешевым средством является стеклоткань любых производителей (РБ, РФ).

На трубопроводах диаметром до 200 мм стеклоткань должна быть уложена спиралью, на трубопроводах диаметром более 200 мм - отдельными полотнищами в соответствии с требованиями проекта.

Одним из важных факторов при монтаже изоляции на трубопроводе является простота и удобство монтажа. В бытовых условиях - возможность выполнить самостоятельно, что сэкономит средства. При профессиональном монтаже больших участков - скорость и затраченное время. Наиболее простым и удобным является монтаж трубной изоляции на основе вспененного полиэтилена (так называемая трубная оболочка, скорлупа). Трубная оболочка является прекрасной теплоизоляцией для систем отопления, горячего и холодного водоснабжения, канализационных и кондиционерных систем, холодильно-морозильных установок, используются для снижения структурного шума, как защита от промерзания, конденсата и коррозии.

Также для изоляции трубопроводов в Республике Беларусь применяются следующие материалы.

1.Минеральная вата - это волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. К разновидностям минеральных ват относятся базальтовые материалы (каменные ваты), шлаковата, стекловолокнистые материалы.

Данный материал предназначен для изготовления теплоизоляционных, звукоизоляционных и звукопоглощающих изделий. Он также используется в качестве теплоизоляционного материала в строительстве и промышленности для изоляции поверхностей с температурой до 400 С.?Основные преимущества минеральной ваты заключаются в ее высокой надежности и долговечности. Изделия из минеральной ваты пожароустойчивы и при воздействии огня не выделяют токсичных газов. Материал без труда поддается резке, не образует зазоров в стыках и не подвержен температурным деформациям. Минеральная вата легкая и эластичная, поэтому ее укладка не составляет труда. К тому же материал обладает высокой сопротивляемостью механическому воздействию и устойчивостью к воздействию органических веществ.

Недостатком материала является высокая водопоглощаемость. Поскольку монтаж теплоизоляции часто происходит в условиях повышенной влажности, минеральную вату, как правило, пропитывают специальными гидрофобизирующими составами или используют вместе с пароизоляционной пленкой (применение пароизоляционной пленки никак не связано со свойствами ваты и зависит от конструкции утепления).

2.Базальтовая вата (каменная вата) - самые «вечные» теплоизоляционные материалы, так как их получают из базальтовых пород (базальт, габбро, диабаз). Теплоизоляционные материалы из базальтового волокна обладают увеличенным сроком эксплуатации, повышенной водо- и температуростойкостью. Для сравнения: коэффициент теплопроводности базальтового волокна составляет 0,027-0,035 Вт/м*К, стеклянного волокна - 0,044-0,047, а минерального волокна - 0,040-0,045. Базальтовая теплоизоляция не изменяет своих начальных свойств в течение всего времени эксплуатации, не выделяет токсичных веществ в воздушную среду, в сточных водах и в присутствии других веществ не образует токсичных соединений. Материал имеет минимальную усадку благодаря своей структуре, которая представляет собой хаотично переплетенные волокна.

На белорусском рынке каменная вата представлена марками PAROC, ROCWOOL, «ТЕХНОНИКОЛЬ», Izomat а.?s.

Отечественным производителем каменной ваты является «БЕЛТЕП», входящий в состав ОАО «Гомельстройматериалы».

3.Стекловолокно по технологии получения и свойствам схоже со шлаковатой, но для получения стеклянного волокна используют отходы стекольной промышленности (стеклобой, песок, сода, доломит, известняк, этибор и т.д.). Стекловолокно обладает высокой химической стойкостью, не содержит коррозионных агентов, негигроскопично. Однако из-за большой доли в нем связующего компонента, например в стекловате высокой плотности, такой материал относится к слабогорючим веществам.

Материал имеет следующие недостатки:

· при работе осыпается;

· с течением времени дает значительную усадку;

· обладает высокой водопоглощаемостью.

На белорусском рынке стекловатных теплоизоляционных материалов особой популярностью пользуются марки ISOVER, URSA, KNAUF.

4. Синтетический каучук. Материалы из вспененного каучука обладают высокими теплоизоляционными свойствами и разработаны таким образом, что эффективно предотвращает образование конденсата даже при критической температуре. Использование клея при монтаже теплоизоляции обеспечивает надежное и непрерывное соединение швов. Высокая гибкость материалов позволяет им упруго сопротивляться температурным деформациям, вызывающим проблемы со швами при использовании жестких теплоизоляционных материалов.

Производителями каучука в РБ являются K-Flex, NMC, Armacell.

5.Вспененный полиэтилен. Имеет структуру с закрытыми порами. Изготавливается в виде полых трубок различного диаметра. Используется для изоляции отопительных, сантехнических систем, трубопроводов холодного водоснабжения. Обладает хорошей гибкостью, выдерживает температуру применения до +100оС, сокращает теплопотери на 80 %, предотвращает возникновения конденсата, защищает стальные трубы от коррозии. (Петрофол, Изоком, Изодом, Ютафол, Энергофлекс, Велотерм, Стенофон, Порилекс, Тепофол и др.).

6.Экструдированный пенополистирол - это тепло-, звуко- и гидроизоляционный материал, который состоит из микроскопических ячеек с замкнутой структурой и не имеет капилляров и открытых пор, благодаря чему только этот материал на сегодняшний день обладает следующими физико-механическими свойствами:

- низкой эксплуатационной теплопроводностью и низким термическим расширением. Плиты из экструдированного пенополистирола в среднем в 1,5-2 раза теплоэффективнее минеральной ваты и пенопласта;

- самым низким среди известных теплоизоляционных материалов водопоглощением. Благодаря своей структуре экструдированный пенополистирол практически не впитывает влагу и пар, а значит, уровень влажности не влияет на теплоизолирующие свойства этого материала и не вызывает образования в нем бактерий и плесени;

- структурной стабильностью в широком диапазоне температур (от -50 до +800С);

- высоким сопротивлением диффузии водяных паров;

- высокой механической прочностью при низкой плотности. Плиты из экструдированного пенополистирола выдерживают распределенную нагрузку более 25 тонн/м2;

- звукоизоляцией от ударного шума: происходит снижение уровня шума до 20 dB;

- небольшим весом и др.

Эффективность применения:

- по теплоизоляционным свойствам экструдированный пенополистирол толщиной 20 мм соответствует 370 мм кладки из полнотелого кирпича;

- защищает строительные конструкции от разрушений, вызванных перепадами температур. Производители: СЗАО «Полимертранс», COOO "ЕвроПромТорг", ООО "ЛидаПенопласт" и др.

2.2 Задачи

Задача № 1

Произвести перерасчет в единицы условного топлива

вид топлива	низшая теплота сгорания	количество, т (м3)	условное топливо, т.у.т.
	ккал/кг	кДж/кг
Торф (30% влажности)	2680	11300	40	15,2

Решение

Для сопоставления расхода различных реальных топлив на выработку единицы тепловой или электрической энергии введено понятие «условное топливо», для которого принята теплотворная способность (низшая теплота сгорания):

Q_н ^{усл.топл} = 7000 ккал/кг = 29,3 ГДж/т = 293 кДж/кг= 29300 кДж/м³ .

Реальные виды топлива переводятся в условное топливо с помощью калорийных эквивалентов (тепловых эквивалентов) Э_Т, которые представляют собой отношение низшей теплоты сгорания (теплотворной способности) нормируемого вида топлива Q_н^р, кДж/кг (кДж/м³), и условного Q_н ^усл.

Перевод количества (расхода) рабочего (натурального) топлива В_н, в условное В, т.у.т, ведется по формуле:

В = Э_Т · В_н

Э_т = 2680 / 7000 = 0,38

Э_т = 11300 / 29300 = 0,38

В = 0,38 * 40 = 15,2 т.у.т.

Задание № 2

Сделать технико-экономическое обоснование внедрения энергоэффективных оконных блоков из ПВХ

Количество окон, шт. - 3

Размер одного окна, мм - 1760* 1420 = 1,76 * 1,42 = 2,5 м²

Область - Б (Брестская)

Среднесуточная температура наружного воздуха начала отопительного периода, °С - 10

Сопротивление теплопередаче, R_т, м²•⁰С ч/ккал:

новых окон - 0,6

существующих окон - 0,2

Высота здания, м - 9,5

Стоимость окна, у.е. /1 окно - 440

Монтаж откосов, у.е./1 окно - 30

Для всех вариантов:

Ограждающие конструкции: наружные стены и покрытия; чердачные перекрытия с кровлей из штучных материалов;

Монтаж окна, 15% от стоимости окна.

Решение

Определение расхода теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через оконные проемы:

Q= Q_от + Q_и , Гкал

где Q_от - основной годовой тепловой поток, Гкал; Q_и - добавочный годовой поток, Гкал.

Q_от = F_о / R_т * (t_вн - t_н ) * n * Т_от * 10^-6

где F_о - площадь ограждающих конструкций оконных проемов, м²;

R_т - сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций оконных проемов, м^{2 0}С ч/ккал;

t_вн , t_н - расчетные температуры воздуха внутри помещения и наружного воздуха, ⁰С;

n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающих конструкций оконных проемов по отношению к наружному воздуху, принимаемый согласно СНБ 2.01.01-93 «Строительная теплотехника». Принимаем по стандарту n=1.

Т_от - длительность отопительного периода (в зависимости от области), суток.

Основной годовой тепловой поток рассчитывается для существующих и новых окон.

Q_от1 = (2,5/ 0,2) * 3*(20 + 0,8)*1* 187*10^-6= 0,15 Гкал - для существующих окон.

Q_от2 = (2,5 / 0,6) * 3*(20 + 0,8)*1* 187*10^-6= 0,05 Гкал - для новых окон.

Добавочный годовой расход теплоэнергии на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации через щели ограждающих конструкций оконных проемов:

Q_и = 0,24*А*G*F₀ *(t_вн -t_н)*Т_от*10^-6, Гкал.

где A - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока, для окон и балконных дверей с раздельными переплетами А = 0,8;

F_о - площадь ограждающих конструкций оконных проемов, м²;

t_вн , t_н - расчетные температуры воздуха внутри помещения и наружного воздуха, ⁰С;

Т_от - длительность отопительного периода, суток;

G - количество воздуха, поступающего в помещения жилых и общественных зданий путем инфильтрации через окна и балконные двери, определяемое по формуле:

G = ДР/ (R_и *10), кг/( м² ч );

где R_и - сопротивление воздухопроницанию оконных блоков м² ч Па/ кг. R_и^с =0,5; R_и^з =0,13.

ДР - разность давления воздуха у наружной и внутренней поверхностей ограждающих конструкций оконных проемов (Па), определяемая по формуле:

ДР = 0,55 * H * (р_н - р_в) + 0,03 * р_н * V_ср², Па

где Н - высота здания от поверхности земли до верха карниза, м;

V_ср² - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по таблице 4.5 СНБ 2.01.01-93 «Строительная теплотехника», м/с;

р_н и р_вн - удельный вес внутреннего и наружного воздуха, Н/м³ :

р_н = 3463 / (273 + t_н )

р_вн = 3463 / (273 + t_вн )

р_н = 3463 / (273 - 21 ) = 13,7 Н/м³ , где t_н - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Для Брестской области t_н =-21 °С.

р_вн = 3463 / (273 + 20 ) =11,8 Н/м³

ДР = 0,55 * 9,5 * (13,7 - 11,8) + 0,03 * 13,7 * 3,7 = 11,4 Па

G₁ = 11,4 / (0,5*10) = 2,28 кг/(м²ч)

G₂ = 11,4 / (0,13*10) = 8,77 кг/(м²ч)

Q_и1 = 0,24*0,8*2,28*2,5*4*(20+0,8)*187*10^-6 = 0,017 Гкал

Q_и2 = 0,24*0,8*8,77*2,5*4*(20+0,8)*187*10^-6 = 0,07 Гкал

Q_сущ = Q_от1 + Q_и1

Q_нов = Q_от2 + Q_и2

Q_сущ =0,15 + 0,017 = 0,17 Гкал.

Q_нов = 0,05 + 0,07 = 0,12 Гкал.

Определение годовой экономии тепловой энергии от внедрения энергоэффективных оконных блоков из ПВХ

ДQ = Q_сущ - Q_зам, Гкал;

где Q_сущ - годовой расход теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через существующие ограждающие конструкции оконных проемов, подлежащие замене, Гкал;

Q_зам - годовой расход теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через ограждающие конструкции оконных проемов, предлагаемые в качестве замены, Гкал;

ДQ = 0,17 - 0,12 = 0,05 Гкал.

Определение экономии топлива от снижения потребления тепловой энергии:

ДВ_тэ = Q * (1+k_пот/100) * b_тэ * 10^-3 , т у.т.

где Q - годовое снижение тепловых потерь через ограждающие конструкции (экономия тепловой энергии), Гкал;

b_тэ - удельный расход топлива на производство тепловой энергии на теплоисточнике. В целях соблюдения сопоставимости в расчетах средний удельный расход принимается равным коэффициенту пересчета тепловой энергии в условное топливо 175 кг у.т./Гкал;

k_пот^тэ - коэффициент потерь в существующих тепловых сетях.

ДВ_тэ = 0,05 * (1 + 0,105/100) * 175 * 10^-3 = 0,01 т.у.т.

Расчет срока окупаемости внедрения энергоэффективных оконных блоков из ПВХ.

Капиталовложения в мероприятия:

К = С_о + С_смр + С_м.о.

Определение срока окупаемости мероприятия за счет экономии топлива:

С_срок = К / (В * С_топл), лет,

где К - капиталовложения в мероприятие, тыс.руб.;

В - экономия топлива от внедрения мероприятия, т у.т.;

С_топл - стоимость 1 т у.т. (тыс. руб.), уточняется на момент составления расчета. На 1 января 2012 года = 210 у.е. 1 т.усл.т. по курсу 8500 руб.=1785 тыс. руб.

С_о - стоимость окна, у.е.

С_смр - стоимость монтажных работ, 15% от стоимости окна.

С_м.о. - стоимость монтажа откосов, у.е.

К = 440*3 + 440*0,15*3 + 30*3 = 1608 у.е.

С_срок = 1608/(0,01 * 1785)= 90 лет

Задание № 3. Выполнить расчет расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий

объем здания по наружному обмеру,тыс.м3	удельная тепловая характеристика здания на отопление, ккал/м3 *ч* °С	удельная тепловая характеристика здания на вентиляцию, ккал/м3 *ч* °С	температура внутри здания, °С
15	0,32	0,06	21

Расход тепловой энергии на отопление зданий определяется по формуле:

Q_от = V * q_от *(t_вн - t_н) *Т_от *24* 10^-6 , Гкал

где V - наружный строительный объем здания,м³;

q_от - удельная тепловая характеристика зданий на отопление, ккал/м³ *сут*°С;

t_вн - нормируемая температура воздуха внутри помещения, °С;

t_н - температура наружного воздуха, °С;

Т_от - продолжительность работы отопления, сутки.

Расход тепловой энергии на вентиляцию зданий определяется по формуле:

Q_в = V * q_в*(t_вн - t_н) *Т_от *24* 10^-6 , Гкал

Q_от = 15000*0,32*(21 +1,6)*194*24*10^-6 = 505,1 Гкал - на отопление.

Q_в = 15000 *0,06*(21 +1,6)*194*24*10^-6 = 94,7 Гкал - на вентиляцию.

Список литературы

энергосбережение изоляционный загрязнение

1. Маринченко, А.В. Экология: Учебное пособие. - 3-е изд., испр. И доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2008.- 328с.

2. Методические рекомендации по решению задач по курсу «Основы экологии. Экономика природопользования» (эл.вариант).

3. Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий. (http://energoeffekt.gov.by/finances/evaluation/289-2011-03-30-14-17-54.html).

4. Основы энергосбережения: практикум / В.В. Паневчик, А.Н. Ковалев, М.В. Самойлов. - Минск: БГЭУ, 2007. - 195 с.

5. Потапов, А.Д. Экология: учеб. для строит. Спец. Вузов /А.Д. Потапов.- М.: Высш. Шк., 2002.- 466с.

6. Шимова О.С. Экология и экономика природопользования: Часть 1. Курс лекций - 2-e стер. изд. _ Мн.:Академия управления при Президенте Республики Беларусь, 2005. - 193 с.

Размещено на Allbest.ru