WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |
Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет С. А. БОЛОТИН, А. Х. ДАДАР КОНВЕРГЕНЦИЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ОРИЕНТИРОВАННОГО НА ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ Монография Санкт-Петербург 2011 1 УДК 658.26 ББК 65441.353 Э 65 ПРЕДИСЛОВИЕ Рецензенты: д-р техн. наук, профессор Я. Данилевич (Вроцлавский технический университет); д-р техн. наук, профессор Н. И. Ватин (СПбГПУ) В начале раздела хочется сказать несколько слов о термине Болотин, С. А.

конвергенция, введенном в его название. Дело в том, что в совреКонвергенция организационно-технологического и архитекЭ 65 менном научно-техническом общении мы уже привыкли к таким турно-строительного проектирования, ориентированного на энергопонятиям как системность, аддитивность, глобализация, интересурсосбережение при строительстве и эксплуатации зданий:

грация, концентрация и другим аналогичным терминам, вся суть монография / С. А. Болотин, А. Х. Дадар; под общ. ред. д-ра техн.

которых сводится к желанию авторов терминологически опренаук С. А. Болотина; СПбГАСУ. – СПб., 2011. – 200 с.

делить сумму отдельных элементов в той или иной предметной области. Но, ведь для того чтобы произошло объединение раISBN 978-5-9227-0277-5 нее разрозненных элементов в единую систему их нужно сначала В монографии рассматривается новое направление в энергоресурсосблизить. Поэтому, введенный в название термин конвергенция, сберегающем проектировании, основанное на сближении организационнокак раз и акцентирует внимание на проблеме сближения различтехнологического и архитектурно-строительного проектирования, ориенных разделов проектирования для придания ему общего характетированных на строительство и эксплуатацию зданий. Особенностью сора, а именно, более системного и более скоординированного.

вместного проектирования является сочетание современных программных средств, направленных на трехмерное архитектурно-строительное проекти- Теперь немного подробнее о сближаемых разделах проекрование на базе Revit Architecture, на управление инвестиционными стротирования, в качестве которых нами выбраны архитектурноительными проектами на базе Microsoft Project и на бизнес-планирование строительное и организационно-технологическое проектироваархитектурно-концептуальных проектов, осуществляемое в программе ние зданий. С одной стороны это две предметно разные области, Project Expert. Обоснованы синергетические результаты совместного проекно вместе с этим они выступают «единым фронтом» в общем протирования, целью которых является получение экономического и энергоресурсосберегающего эффектов через инновационное проектирование строи- цессе создания проектной документации здания и, уже только потельных генеральных планов и календарных планов строительства.

этому, обязаны определенным образом корреспондировать друг с другом. Но, если же к этому добавить современную целевую Авторский коллектив: д-р техн. наук, профессор С. А. Болотин (Предиустановку, направленную на энергоресурсосбережение, то на оснословие, главы 3–5); канд. техн. наук, доцент А. Х. Дадар (главы 1, 2, 6, ве конвергенции, то есть сближения, архитектурно-строительного Заключение, Глоссарий, Приложение).

и организационно-технологического проектирования можно полуПубликуется в авторской редакции чить, проанализировать и выделить целый ряд синергетических эффектов.

Многие современные задачи решаются с помощью применеISBN 978-5-9227-0277-5 © С. А. Болотин, А. Х. Дадар, ния программно-информационных систем, что в архитектурно© Санкт-Петербургский государственный строительном проектировании стало обыденной практикой.

архитектурно-строительный университет, Поэтому и нами для системного решения поставленной проблемы 2 выбраны три современные, инновационные программные си- ходит, то в мировой практике применяются два взаимоисключаюстемы: Revit Architecture (архитектурно-строительное проекти- щие мероприятия: или допускается увеличение тарифов по опларование), Project Expert (бизнес-планирование инвестиционных те потребляемой энергии, или дотируются энергосберегающие строительных проектов) и Microsoft Project (организационно- мероприятия; оба эти подхода всегда ставят социальную дилемтехнологическое проектирование). му перед мировой хозяйственной практикой.

На первый взгляд может показаться, что рассмотрение подоб- С другой стороны, вне зависимости от способа разрешения ных программ является задачей тривиальной, так как обычно данной проблемы, одно является очевидным – это стремление программы рассматриваются лишь как проектные инструменты. к общей экономии энергопотребления, поскольку в любом случае Однако обратим внимание на то, что в свое время именно инстру- ее производство ограничено и в настоящее время достаточно сументальные особенности телескопа позволили Галилею увидеть щественно. Динамика мирового производства и, естественно, полунный рельеф и открыть новые небесные тела, Майкельсону требления энергоресурсов показывает (см. табл. 1), что за периопределить скорость света, а Рентгену предварить разработку це- од с 1960 по 2000 годы увеличение объемов энергоресурсов вылого направления неразрушающих методов визуализации вну- росло в 4 раза [1].

треннего строения веществ, материалов и изделий. К тому же со- Таблица временные программы настолько сложны, что нахождение с их Динамика мирового потребления энергоресурсов за 40 лет помощью новых положительных эффектов, на наш взгляд, нужно Годы Первичные источники энергии в млн т у.т. Всего отнести к продуцированию не известных ранее знаний, чем как Уголь Нефть Газ ГЭС АЭС раз и должна заниматься современная наука. Поэтому особенно1960 2206 1358 584 173 1 стью описания заявленных программ будет попытка их техноло- 2000 3670 4232 3290 650 575 гической адаптации к получению новых и полезных для науки Первичные источники энергии в % 1960 51 31.4 13.5 4 0.1 и практики эффектов.



2000 29.6 34.1 26.5 5.2 4.6 В названии также фигурирует понятие энергоресурсосбережение, которое гораздо шире простого термина энергосбережеРастущее огромными темпами энергопотребление имеет свои ния. И, если в общей теории относительности масса и энергия существенные особенности. Так для России приблизительно в определенной степени взаимозависимы, согласно общеизвест30 % энергопотребления приходится на жилищно-коммунальный ному количественному соотношению Эйнштейна, то в нашей сектор, энергосбережение в котором особенно актуально [45, предметной области считается, что термин ресурс является обоб104]. При анализе мирового энергобаланса следует иметь ввиду, щающим и включает в себя понятие энергетический ресурс в качто потребление условного топлива автотранспортом в несколько честве частного. Отсюда приходим к выводу, что и обобщенная раз превышает суммарную мощность всех электростанций мира.

энергоресурсоэффективность должна иметь стоимостную меСуществует мнение, что накапливаемая Землей биомасса ретрику, которая будет суммировать как расход энергоресурсов, так шит проблему транспортного энергоснабжения, так как по энери расходы других используемых ресурсов. И тогда, в этом смысгии она в 10 раз превышает потребление топлива мировым соле, решение частной задачи энергосбережения, особенно при его обществом (4000 ехаДж (1018)) [96]. Но, при этом, следует иметь измерении натуральными показателями, может не соответствов виду, что, например, на производство 1 ккал пищевых веществ вать общей стоимостной экономии. Если же подобное и проис4 в сельскохозяйственном производстве затрачивается 10 ккал Считается, что добыча природного газа за последние 15 лет энергии, что делает перевод транспорта на биотопливо нерента- претерпела гораздо меньшие колебания. В нижней точке, пришедбельным, во всяком случае, в мировом масштабе. Из этого следу- шейся на 1997-й год, падение составило чуть больше 10 % от уровет, что в современном виде автотранспорт будет потреблять тра- ня 1990 г. На протяжении 1997–2002 гг. добыча газа в России остадиционное углеводородное топливо, а его мощность необходимо валась довольно стабильной на уровне 580–590 млрд м3 ежегодно.

сократить в разы, так как простой перевод его на электричество С 2003 г. начался устойчивый рост, составлявший прирост около или водород, все равно будет опосредовано использованием тра- 2% в год. Основная часть прироста добычи приходится на экспорт.

диционного углеводородного топлива. Газпром, который в настоящее время добывает около 550 млрд мРоссия играет критически важную роль в обеспечении гло- газа в год, планирует нарастить добычу до 580–590 млрд мбального баланса спроса и предложения на рынках нефти и при- к 2020 г. В отличие от нефти, по газу наблюдается обратное сородного газа, потенциально и угля. Она выступает одним из га- отношение, а именно 30 % добываемого в России газа экспортирантов общей энергетической безопасности и стабильности руется, а 70 % потребляется внутри страны. Основным внутренмира в долгосрочной перспективе. На Россию приходится свы- ним потребителем газа выступает электроэнергетический сектор, ше 12 % мирового производства нефти, около 22 % мирового про- в котором около 58 % потребляемого в стране газа используетизводства природного газа и свыше 5% мировой добычи угля. ся на производство электроэнергии и тепла. При повышении Суммарно Россия производит порядка 10,3 % первичной энергии цен на газ на внутреннем рынке, станут рентабельными техно(по сост. на 2004 г.) или около 1,2 млрд т энергетических ресур- логии, которые могут повысить эффективность энергогенерации.

сов (в нефтяном эквиваленте), около 45 % из которых приходит- Оптимистический предел исчерпаемости природного газа оценися на экспорт, а 55 % – на внутреннее потребление. Такое поло- вается в 60 лет, а угля в 200 лет.

жение обусловливает значительную зависимость страны от раз- В последнее время произошло резкое падение добычи угля.

вития спроса и цен на мировых энергетических рынках. Если в 1990 г. было добыто 395 млн т угля, то в 1998 г. добывалось Рассмотрим факт ограниченности традиционных энергоресур- лишь 58 % от этого уровня – 232 млн т. В течение 1996–2001 гг.

сов. Углеводородное топливо является основным и считается, что на происходила реструктуризация угольного сектора, в ходе которой него приходится 90% массы у.т. (условного топлива) и вместе с этим основная часть добычи перешла к независимым производителям.

оно ограничено, как по объему, так и по эффективности добычи. С 2002 г. добыча угля росла достаточно быстрыми темпами и доВ России в начале 1990-х гг. около половины добываемой неф- стигла 309 млн т в 2006 г. За последние семь-восемь лет произоти шло на внутреннее потребление, а в настоящее время уже около шло резкое изменение структуры угольного баланса России. Доля 70 % добываемой российской нефти экспортируется и лишь 30 % угля, направляемого на производство электроэнергии и тепла, потребляется внутри страны. При этом нефтяной сектор стал бо- с начала 1990-х гг. существенно увеличилась (при сокращении лее зависим от внешнего спроса и транспортной инфраструктуры абсолютных объемов), в то же время значительно сократилось экспорта. По пессимистическим прогнозам мировой запас нефти потребление угля промышленностью и сферой услуг, существенравен 20 годам, по оптимистическим – 50 годам. Энергетическая но возрос чистый экспорт. Конечное потребление угля в России эффективность ее добычи с учетом доставки сейчас достаточно устойчиво снижалось и продолжает сокращаться. Основной присильно колеблется и оценивается в настоящее время как 1:5, но чиной описанных структурных изменений стал перевод мощнок 2015 году может упасть до предельного соотношения 1:1. стей угольных ТЭЦ на парогазовые и газотурбинные агрегаты, 6 для которых дешевый внутренний газ был гораздо эффективнее оси времени. Но из этого не делается никаких инженерных выводля генерации по сравнению с углем, особенно учитывая эколо- дов, потому что даже существование данного феномена является гические требования. В настоящее время установленная мощ- чистой виртуальностью. Поэтому далее проанализируем вполне ность электростанций, работающих на угле, едва превышает 25 % научно-обоснованные и потенциально-возможные виды энергии.





от всех генерирующих мощностей. По итогам 2005 г. угольные В практическом плане термоядерный синтез представляет соТЭЦ и ГРЭС выработали всего 16,7 % от всей электроэнергии. бой способ, которым Солнце и звезды производят свою энергию.

В обозримом будущем при росте цен на газ открывается возмож- В отличие от ядерной энергетики, которая основана на расщепленость для «возврата» угля как энергетического топлива. нии атомов тяжелых элементов на атомных электростанциях, терОцененные экспертами стоимостные ориентиры и потенци- моядерный синтез производит энергию, соединяя атомы легких алы возобновляемых источников энергии проанализированы элементов вместе, как правило, без образования вредных радиов работе [2] и показаны в табл. 2. Как видно из представлен- активных отходов. Энергия термоядерного синтеза была вполне ных данных суммарный экономический потенциал возобновля- доказана в лабораториях, но электростанции, использующие эту емых источников энергии невысок и составляет менее процента технологию, все еще далеки от построения. Вместе с этим совоот мирового потребления. купные затраты только растут, так только в 2001 году министерТаблица 2 ство энергетики США потратило $ 248 миллионов на исследоваСтоимостные ориентиры возобновляемых источников энергии нии термоядерного синтеза.

Себестоимость, Потенциал, Научная сторона проблемы состоит в том, что термоядерный ВозобновляКапвложения, $/кВт Ц/кВт млн т у.е./г.

синтез требует температур порядка 108 градусов и соответственемые источники энергии 2005 г. 2030 г. 2005 г. 2030 г. Техн. Экон. но сверхвысокого давления. Это связано с тем, что вещество, участвующее в термоядерной реакции представляет собой практиЭнергия ве- 900–2500 800–1900 4.2–22.1 3.6–20.8 2216 тра чески полностью ионизированную плазму при температуре в деСолнечная 3750–3850 1400–1500 17.8–54.2 7–32.сятки миллионов градусов. При надлежащих условиях, подобных фотоэнергия 9695 внутренней части солнца, ядра двух водородных атомов могут Солнечная 2000–2300 1700–1900 10.5–23 8.7–быть сжаты вместе настолько сильно, что они соединяются, фортеплоэнергия мируя ядро гелия и освобождая большое количество энергии, коЭнергия био- 999–2500 950–1900 3.1–10.3 3–9.6 129 торая могла бы использоваться для электричества. Главный исмассы точник топлива синтеза это дейтерий, который легко может быть Геотермальная 1700–5700 1500–5000 3.3–9.7 3–8.7 11869 извлечен из воды. Другой топливный источник, тритий, котоэнергия рый тоже является широкодоступным веществом, содержащимся Низкопотенц. 194 тепло в морской воде.

Суммарные потенциалы (только для РФ): 24103 Еще более эффективным, но и более экзотическим является способ аннигиляции вещества. Этот метод выделения энерИногда случается, что научные гипотезы выдают за реальгии покоя E0 при столкновении одной из элементарных частиц ность, так, например, если обратиться к работе [81], то в ней гои античастицы (например, электрона и позитрона) происховорится об энергетическом источнике, связанным с поворотом дит их взаимоуничтожение, при этом высвобождается огромное 8 количество энергии (E = m0c, где E0 – энергия покоя, m0 – масса увеличения искусственных систем за счет уменьшения естепокоя, c – скорость света в вакууме). Подсчитано, что при всту- ственных. Поэтому учет факторов энергосбережения в мире стаплении во взаимодействие 1 кг антиматерии и 1 кг материи вы- новится все более важным, так как основные энергоресурсы делится энергии приблизительно 1,81017 Дж, что соответствует исчерпаемы, научно-обоснованные энергоресурсы пока не эфэнергии, выделяемой при взрыве 47 мегатонн тринитротолуола. фективны, а экономический и технический потенциал возобОднако при этом порядка 50 % энергии, выделившейся при анни- новляемых источников энергии крайне низок. И, следовательно, гиляции (реакции пары нуклон-антинуклон), существует в форме ориентация проектов строительства новых зданий на энергоренейтрино, а последние, как известно, при малых энергиях прак- сурсосбережение весьма актуальна и вопрос заключается в том, тически не взаимодействуют с веществом. В настоящее время каким оптимальным способом сочетать проектирование, строиприменение не реализовано ввиду колоссальной стоимости анти- тельство и эксплуатацию построенных зданий.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.