автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Организационно-технологическое обеспечение производства железобетонных изделий в полигонных условиях с использованием солнечной энергии

На правах рукописи

005006481

КОРОТЕЕВ ДМИТРИЙ ДМИТРИЕВИЧ

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПОЛИГОННЫХ УСЛОВИЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Специальность 05.02.22 - Организация производства (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ЯЫ 2011

Москва 2011

005006481

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства» (МГАКХиС).

Научный руководитель - Доктор технических наук,

профессор Подгорнов Николай Иосифович

Официальные оппоненты: Чл.-корр. РААСН, доктор технических наук,

профессор Афанасьев Александр Алексеевич

Заслуженный строитель РФ, кандидат технических наук, доцент Костенко Борис Иванович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы

народов»

Защита состоится 20 декабря 2011 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д212.153.03 в ФГБОУ ВПО «Московской государственной академии коммунального хозяйства и строительства», по адресу: 109029, Москва, Средняя Калитниковская, д. 30, зал диссертационных советов, 407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГАКХиС по адресу: 109029, Москва, Средняя Калитниковская, д. 30

Автореферат разослан 18 ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

И.И. Павлинова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обеспечение современной цивилизации энергией осуществляется за счёт углеводородного топлива, запасы которого непрерывно истощаются, а новых месторождений становится всё меньше. Углеводородная энергетика исторически себя исчерпала. Использование ядерной энергии, как и углеводородного топлива, связано с опасностью загрязнения окружающей среды. На сегодняшний день нигде в мире не решена, и, возможно, является фундаментально нерешаемой, проблема захоронения радиоактивных отходов. В то же время, численность населения неуклонно возрастает и по прогнозам ОНН к 2050 году составит 9 млрд. человек, а мировое потребление энергии достигнет к этому времени 25 млрд. т.н.э. (тонн нефтяного эквивалента). При отсутствии решения энергетической проблемы человечеству придется адаптироваться к принципиально новому уровню энергопотребления и испытывать нарастающие продолжительные экологические кризисы, связанные с индустриальным загрязнением биосферы.

В настоящее время в разных странах мира, и особенно в странах Европейского союза, проводится политика, направленная на разработку энергосберегающих технологий и использование альтернативных источников энергии, сопровождающаяся стимулирующими правовыми и экономическими актами и законами, принятыми в этих странах.

Проблема энергосбережения для строительной отрасли, одной из наиболее энергоёмких отраслей народного хозяйства, является актуальной. Основные затраты энергии при производстве железобетонных изделий на предприятиях стройиндустрии приходятся на их термообработку при температуре 70-80 °С. Доступность получение таких температур в гелиотехнических устройствах позволяет использовать солнечную энергию при изготовлении различных железобетонных конструкций в стационарных призаводских или временных полигонах, срочно организуемых при ликвидации последствий техногенных и природных катастроф.

Целью исследования является разработка организационно-технологических решений по обеспечению производства железобетонных изделий на основе методологии и компьютеризации расчета достаточности солнечной энергии для термообработки бетона в полигонных условиях.

Для достижения заданной цели определены следующие задачи исследования:

- провести анализ организационных, технологических и технических решений применения солнечной энергии при изготовлении железобетонных конструкций на полигонах;

- выбрать рациональную организационно-технологическую схему полигонного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии;

- разработать методологию определения продолжительности эффективного применения солнечной энергии для термообработки бетона в зависимости от географического положения района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий;

- исследовать кинетику структурообразования бетона в условиях нестационарности поступления солнечной радиации и температуры окружающей среды, а также их влияние на качество железобетонных конструкций;

- обосновать организационные и технологические решения обеспечения надежности и стабильности работы полигонов в условиях прерывистого поступления солнечного излучения;

- исследовать оптические свойства современных полимерных материалов и применимость их для прозрачных ограждений гелиотехнических устройств.

- провести технико-экономическое обоснование эффективности энергосберегающего и экологически безопасного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии.

Научная новизна результатов исследования:

- Разработана методология энергетического расчета достаточности и продолжительности эффективного применения солнечной энергии для термообработки бетона в зависимости от географического положения района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий.

- Построена математическая модель тепло- и массообменных процессов при термообработке железобетонных изделий в гелиотехнических устройствах для оптимизации их конструктивных параметров и прогнозирования изменения температурно-временных характеристик и кинетики набора прочности бетона.

- Предложены организационные и технологические решения обеспечения производства железобетонных изделий в период снижения плотности потоков солнечного излучения, заключающиеся в кратковременном и суточном резервировании теплоты в наиболее энергоемких составляющих бетонных смесей и применением модифицированных бетонов.

- Проведена оценка экономического эффекта от замещения органического топлива солнечной энергией при полигонном производстве железобетонных конструкций.

- Исследованы спектральный и интегральный коэффициенты пропускания, поглощения и отражения современных полимерных прозрачных покрытий гелиотехнических устройств.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Разработана методология энергетического расчета достаточности солнечной энергии для термообработки бетона, учитывающая пространственно-временные изменения поступления её на поверхность Земли.

2. Построена математическая модель теплофизических процессов при термообработке железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в опалубочных формах с прозрачным покрытием и гелиотехнических устройствах типа «горячего ящика».

3. Предложены организационно-технологические решения обеспечения производства железобетонных изделий, включающие: определение продолжительности применения солнечной энергии для термообработки бетона, выбор энергетически эффективных гелиотехнических устройств и оптимизацию их конструктивных параметров, использование модифицированных бетонов и предварительно разогретых бетонных смесей для повышения надежности и стабильности работы полигонов в условиях прерывистого поступления солнечного излучения.

4. Исследованы закономерности формирования структуры твердеющего бетона в условиях нестационарности поступления солнечной радиации и температуры окружающей среды, и их влияние на качество железобетонных конструкций.

5. Проведено технико-экономическое обоснование эффективности энергосберегающего и экологически безопасного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в полигонных условиях.

Практическая значимость работы. Результаты исследований являются практической базой для организации и обеспечения стабильности производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в полигонных условиях. На основе результатов исследований разработаны организационно-технологические решения, которые позволяют:

- определять сезон применения солнечной энергии для термообработки бетона в зависимости от климатических условий района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий;

- оценивать и выбирать энергетически эффективные гелиотехнические устройства в зависимости от производственной программы предприятия-изготовителя, а также оптимизировать их конструктивные параметры на основе имитационного моделирования твердения в них изделий;

- своевременно резервировать дополнительные ресурсы для обеспечения стабильности работы полигона в период снижения интенсивности потоков солнечного излучения.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В соответствии с формулой специальности 05.02.22 - «Организация производства (строительство)», охватывающей проблемы становления, эффективного функционирования и совершенствования производственных процессов, в диссертационном исследовании разработаны организационно-технологические решения по обеспечению стабильности производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии, учитывающие пространственно-временные изменения поступления её па поверхность Земли. Отраженные в диссертации научные положения соответствуют 2, 4, 5, 7 пунктам области исследования паспорта специальности 05.02.22 - «Организация производства (строительства)»

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и получили одобрение на Международной научно-практической конференции «Инженерные системы - 2011», VII и VIII научно-технических конференциях факультета ФРиС и кафедре строительного производства МГАКХиС.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы (114 наименований). Общий объем диссертационной работы составляет 175 страниц, включая 30 рисунков и 44 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Твердение бетона без ухода в высокотемпературной сухой среде приводит к ухудшению его свойств, снижению прочности, качества и долговечности конструкций. Снижение сроков строительства и повышение конструктивной безопасности железобетонных сооружений заключается в интенсификации структурообразования бетона, чтобы кинетика роста прочности цементного камня опережала кинетику развития в нём деструктивных процессов.

Начиная со второй половины прошлого столетия, в Российской Федерации и странах СНГ проведены исследования по использованию солнечной

7

энергии для интенсификации твердения бетона. Их начальным этапом стала разработка конструкций простейших гелиотехнических устройств, позволяющих получать отпускную прочность бетона при удлиненных режимах выдержки изделий, составляющих 3-7 суток. В 80-е годы ЦНИИОМТП и рядом других научно-исследовательских организаций проведены исследования по использованию солнечной энергии для термообработки железобетонных изделий под покрытиями из полимерных пленок, разработаны различные конструкции гелиотехнических устройств. Технологический цикл изготовления изделий в энергетических установках завершается в течение 1 -3 суток.

Анализ этих исследований свидетельствует, что все они направлены на экспериментальное доказательство эффективности применения солнечной энергии для термообработки бетона. Полигоны, на которых внедрены результаты исследований, оснащены экспериментальными гелиоустановками, предназначенными для проведения лабораторных испытаний. Стабильно работающих полигонов, применяющих солнечную энергию в качестве основного теплоносителя, не создано. Главная причина этого - отсутствие исследований, посвященных разработке организационных и технологических решений обеспечения предприятий стройиндустрии, учитывающих пространственно-временные изменения поступления солнечного излучения на поверхность Земли.

Применение солнечной энергии в технологических целях носит сезонный характер, продолжительность которого отличается в разных географических районах страны. Для организации производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии необходимо определить продолжительность сезона её применения в качестве основного теплоносителя в зависимости от географического расположения полигона, оценить и выбрать энергетически эффективные гелиотехнические устройства для номенклатуры выпускаемых предприятием изделий.

Основные критерии эффективности метода тепловой обработки железобетонных конструкций: затраты энергии на его осуществление, показатели прочности .бетона после завершения, продолжительность. Для полигонов, про-

8

ектируемых в виде самостоятельных предприятий, призаводских и припостро-ечных площадок, мобильных полигонов, быстро создаваемых на территории произошедших техногенных и природных катастроф, основной является стендовая организационно-технологическая схема производства. Стендовая схема производства наиболее рациональна при изготовлении железобетонных изделий с использованием солнечной энергии (рис. 1). Она характеризуется неподвижностью форм с изделиями на протяжении всего цикла их изготовления, продолжительность которого не превышает 1 суток при использовании теплового воздействия на бетон.

Рис. 1. Принципиальная организационно-технологическая схема полигонного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии

Зона А - зона хранения и подготовки сырья, а также кратковременного и суточного аккумулирования в нём солнечной энергии; Зона В - зона приготовления бетонной смеси; Зона С - зона изготовления арматурных элементов; Зона О - зона формования и термообработки изделий; Зона Е - зона хранения и выдачи изделий; Зона Б - зона хранения и ремонта гелиотехнических устройств; 1 -козловой кран; 2 - бетонораздатчик

Критерием достаточности солнечной энергии для термообработки железобетонных конструкций является набор бетоном прочности, не менее 50% Ягв, обеспечивающей их распалубку, транспортировку и складирование при сохранении продолжительности технологического цикла их изготовления. Прогнозирование прочности бетона основано на использовании её зависимости от его температурно-временных характеристик (показатель зрелости, приведенный

возраст и т.п.). Для их определения построены математическая и имитационная модель тепло- и массообменных процессов при твердении бетона в гелиотехнических устройствах и решена теплофизическая задача изменения его температуры во времени.

В результате анализа конструктивных решений гелиотехнических устройств для термообработки железобетонных изделий с использованием солнечной энергии естественной плотности (до 0,8 кВт/м2) приняты опалубочные формы с прозрачным покрытием и гелиокамеры типа «горячего ящика». В опалубочных формах с прозрачным покрытием, солнцевоспринимающей является неопалубленная поверхность бетона, происходит прямой нагрев его в условиях реализации принципа «парникового эффекта» в замкнутой системе. Конструкция гелиотехнических устройств, работающих по принципу «горячего ящика» представляет собой прямоугольную металлическую ёмкость без днища с закрепленным вокруг неё прозрачным ограждением. Поглощают солнечную радиацию и становятся генератором тепловой энергии крыша и вертикальные стены гелиокамеры.

Основное влияние на формирование температурного режима в бетоне при твердении его в гелиотехнических устройствах оказывают: солнечная энергия, поглощенная бетоном в период солнечного сияния; теплота, выделенная вследствие экзотермии цемента; тепловые потери в окружающую среду.

Уравнение баланса энергии для гелиотехнического устройства имеет вид:

йюгл(г) бэюи) — £2пот{т) = (УаРбСб + ^оРармСарм КуРуСгу)~^'

Количество солнечной энергии, поглощенной поверхностью бетона за сутки в опалубочной форме с прозрачным покрытием, равно:

• к

Г) ПОГЛ и и

К/, - поток солнечной радиации, прошедшии через прозрачное ограждение и поглощенный поверхностью бетона площадью 1м2, определяемый выражением:

\ пот

1-(1-а,К, ЬГ+ЬГ

Количество солнечной энергии, поглощенной горизонтальными и вертикальными металлическими поверхностями гелиокамеры в течение суток, при теплоизоляции стены, ориентированной на север, равно:

@погл Qnor.ii (QmгJl *) воет (^лоли )эап (бпог.ч *)южн

Суммарное тепловыделение в бетоне в результате экзотермической реакции гидратации цемента в течение суток равно:

Т»

Тепловые потери через прозрачное ограждение, дно и боковые стенки опалубочной формы в окружающую среду в течение суток равны:

= К 1С,„ (г>/г + ^ \ <С, (г У г + Р0т \ сС: (г>/т

^24 Т»

Тепловые потери через горизонтальную поверхность крыши и вертикальные поверхности стен гелиокамеры в окружающую среду в течение суток, при теплоизоляции стены, ориентированной на север, равны:

=к, ^ у г+^ \я:от{^т+с

^24 ^2-)

Процессы тепло- и массопереноса в твердеющем бетоне при температуре ниже 100 °С рассматриваются раздельно, так как температурное поле в нём стабилизируется в 100-200 раз быстрее, чем влажностное.

Температурное поле в твердеющем бетоне описывается уравнением теплопроводности Фурье с учётом внутреннего (объемного) источника теплоты, которым является тепловыделение в результате гидратации цемента.

&{х,т)_ дЪ{х,т) дт~ дх2 ^

Массоперенос в период структурообразования бетона описывается дифференциальным уравнением Лыкова, с учетом внутреннего стока влаги, характеризующего химическое связывание воды при гидратации минералов цементного клинкера.

д«(*.дги{х,т) д21(х,т)

дт ~ " ~дхг дх2

Оснащение полигонов парком гелиотехнических устройств зависит от производственной программы предприятия и номенклатуры выпускаемых им изделий. Опалубочные формы с прозрачным покрытием целесообразны для изготовления линейных и плитных изделий с большим модулем открытой поверхности. Для производства изделий других форм, осуществления пакетной технологии целесообразно использовать гелиокамеры типа «горячего ящика». Выбор энергетических установок и оптимизация их конструктивных параметров осуществляется в результате имитационного моделирования твердения в них железобетонных конструкций, выполняемого с помощью расчётных компьютерных программ. Исходными данными для него являются климатические характеристики района производства, вид и размеры изделий.

За последние годы отечественной и зарубежной промышленностью расширена номенклатура полимерных материалов с добавлением в их состав различных химических добавок и наполнителей, одно- и многослойных покрытий с воздушными включениями и прослойками (поликарбонат, акриловое стекло, воздушно-пузырчатые пленки и т.п.). В связи с этим, проведены исследования их спектральных и интегральных коэффициентов пропускания, отражения и поглощения, необходимых для теплотехнических расчётов. Результаты исследований свидетельствуют о перспективности использования этих материалов в качестве прозрачных ограждений гелиотехнических устройств. Интегральное пропускание поликарбоната, акрилового стекла, однослойных и многослойных бесцветных полимерных пленок составляет 82-94% при перпендикулярном падении солнечных лучей на их поверхность. Они прозрачны на 75-92% в видимой и ближней инфракрасной области спектра.

Для подтверждения разработанной математической модели, получения достоверных данных о формировании температурного поля бетона, твердеющего в гелиотехнических устройствах, и о кинетике роста его прочности в условиях нестационарности поступления солнечной радиации выполнены экспе-

12

риментальные исследования в лабораторных и полигонных условиях. Натурные испытания проведены на бетонах, приготовленных на низко-, средне- и высоко-алюминатных портландцементах, предварительно разогретых бетонных смесях, а также бетонах, приготовленных на композиционных вяжущих ВНВ и ККВ.

Близкая сходимость расчётных и экспериментальных кривых распределения температуры бетона во времени, значений его зрелости и прочности, полученных в разных климатических условиях, свидетельствуют о достоверности математического описания процессов, происходящих при термообработке железобетонных конструкций в гелиотехнических устройствах.

Рис. 2. Температура бетона, твердеющего в опалубочной форме с однослойным прозрачным покрытием (лабораторные условия)

1 - расчетная температура в середине бетонного изделия; 2 - температура в середине бетонного образца в экспериментальных исследованиях; 3 - фактическая температура наружного воздуха во время проведения эксперимента; 4 -расчетная температура наружного воздуха

После первых суток твердения бетона класса В25 в опалубочной форме с однослойным прозрачным покрытием (лабораторные условия) его зрелость и прочность составили 1070,5 градусо-часов и 22,1 МПа (74% Я28), после вторых - 2402,9 градусо-часов и 25,3 МПа (85% Г12я)- Значения, полученные в резуль-

тате имитационного моделирования, составляют 1067,7 градусо-часов и 71% после первых суток, 2406,5 градусо-часов и 87% 1128 после вторых (рис. 2).

В начальный период твердения бетона в гелиотехнических устройствах на его температурное поле оказывает влияние начальное распределение температуры. Затем, спустя определенный промежуток времени, наступает стационарное периодическое состояние, характеризующееся тем, что температура в любой точке железобетонного изделия совершает гармоническое колебание с постепенно уменьшающейся амплитудой по мере удаления от поверхности бетона. Нагрев и охлаждение бетона происходит плавно, создается благоприятный температурно-влажностный режим для процесса формирования его структуры. Исследования долговечности таких бетонов подтверждают, что они способны обеспечивать эксплуатационную надежность и конструктивную безопасность зданий и сооружений. Коэффициенты морозостойкости бетона, твердеющего в гелиотехнических устройствах и камере нормального твердения, близки по своему значению.

Зрелость и прочность бетона класса В25 после суток твердения в опалубочной форме с однослойным прозрачным покрытием (полигонные условия, Московская область) составили в мае 625 градусо-часов и 14,3 МПа (48% И^в), в июле - 753 градусо-часов и 15,4 МПа (52% Яг»). Значения, полученные в результате имитационного моделирования, составляют 622 градусо-часов и 44% Я28 в мае, 754,5 градусо-часов и 49% 1128. При твердении бетона в гелиокамере типа «горячего ящика» в аналогичных климатических условиях значения его прочности в 15-20% выше, что свидетельствует о большей энергетической эффективности этого гелиотехнического устройства (рис. 3).

Разработанная методология расчёта достаточности солнечной энергии для термообработки бетона позволяет определять сезон её эффективного использования в качестве основного теплоносителя, учитывая различия в его продолжительности в зависимости от климатических особенностей района производства. По результатам энергетического расчёта, она составляет не менее 5

месяцев на 56° с.ш. (Московский регион), 6 месяцев на 48° с.ш. (Волгоградская

14

область), 7 месяцев на 45° с.ш. (Краснодарский край). В течение этого времени бетон, при твердении в опалубочных формах с прозрачным покрытием набирает прочность не менее 50% К28> что позволяет обеспечить суточный оборот форм с последующим дозреванием изделий на складе готовой продукции в течение 2-7 суток в зависимости от требуемых значений отпускной прочности. 60 55 50 45

Р „ 40

СЗ

е.

>> 35 н сз

о. 30

и С

г 25 о

Н 20 15 10 0

10 II 12 1л 14 15 16 17 1К 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 »

Время суток, ч

Рис. 3. Температура бетона, твердеющего в гелиотехническом устройстве типа «горячего ящика» в июле (полигонные условия)

1 - расчетная температура в середине бетонного изделия; 2 - температура в середине бетонного образца в экспериментальных исследованиях; 3 - расчетная температура наружного воздуха; 4 - фактическая температура наружного воздуха во время проведения эксперимента

Пространственно-временное изменение поступления солнечного излучения на Землю является детерминированно-стохастическим процессом. С одной стороны, суточные, годовые и многолетние циклы солнечной активности являются закономерными явлениями, определяемыми обращением Земли вокруг Солнца и собственной оси, а с другой - случайные изменения поступления солнечного излучения, происходящие из-за стохастической природы процессов в атмосфере (циркуляция воздушных потоков, облачность и т.п.). Вероятность ухудшения метеорологических условий определяется на основе статистических

/ /

/ /

/ \ о

/ /

// У

и г \

/ \ / V \

/ ч —^ и-г

--

данных о повторяемости дней с ясной и облачной погодой. Для обеспечения стабильности производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии необходим учёт стохастического характера процессов в атмосфере.

Вероятность обеспечения на полигоне проектной продолжительности технологического цикла изготовления изделий в течение сезона использования солнечной энергии в качестве основного теплоносителя равна:

р(Ем.)=-—

М п

где Р(м,), Р(мз), ..., Р(м,1) - вероятности эффективной работы полигона в зависимости от погодных условий по месяцам, определяемые по формуле:

N - N ргм = —

N

' ' дней

Коэффициент готовности, т.е. вероятность того, что в произвольно выбранные сутки в период эксплуатации полигона, производственная система будет в состоянии обеспечить выпуск изделий с заданной надежностью, равен:

Повышение коэффициента готовности связано с резервированием элементов производства. Для повышения надежности и обеспечения стабильности производства железобетонных конструкций в период снижения плотности потока солнечного излучения целесообразно применять предварительно разогретые бетонные смеси и модифицированные бетоны с химическими добавками, управляющими их реологическими свойствами.

Проведенные исследования свидетельствуют, что на прочностные показатели модифицированных бетонов практически не влияет повышение температуры и интенсивности потока солнечной радиации (рис. 4).

Кинетическая часть энергии, заложенная в композиционные вяжущие при изготовлении их по технологии «внутреннего помола» и «внутреннего смешивания», позволяет модифицированным бетонам интенсивно набирать прочность

при меньших температурах теплового воздействия. Их применение позволяет сократить в 1,5 раза сроки изготовления изделий, получать требуемую прочность бетона без увеличения продолжительности технологического цикла при неблагоприятных метеорологических условиях, увеличивать сезон эффективного использования солнечной энергии с 5-6 месяцев до 7-8 для 56-50° с.ш. и с 6-7 месяцев до 8-9 для 49-44° с.ш. за счет снижения необходимой температуры прогрева бетона.

- бетонные обрашы, твердеющие по тепловому режиму I

---Бетонные образцы, твердеющие по тепловому режиму 2

Время твердей и я. ч

Рис. 4. Прочность бетона, приготовленного на различных вяжущих и твердеющего в опалубочных формах с прозрачным покрытием

1 - температура наружного воздуха и интенсивность потока солнечной радиации в лабораторных условиях (тепловой режим 1); 2 - температура наружного воздуха и интенсивность потока солнечной радиации в полигонных условиях

(тепловой режим 2)

Вода, мелкий и крупный заполнители, являются наиболее энергоёмкими составляющими бетонной смеси. Повышение коэффициента готовности осуществляется суточным и кратковременным аккумулированием в этих материалах солнечной энергии с последующим приготовлением на них предварительно ра-

17

зогретых бетонных смесей. Резервирование теплоты в заполнителях и воде в период солнечного сияния позволяет повысить прочностные показатели бетонов на 20-30% (рис. 4).

Итогом техногенных или природных катастроф является полное или частичное разрушение энергетических коммуникаций. Для ликвидации последствий ЧС, связанной с ремонтно-восстановительными и строительными работами, в местах, удаленных от предприятий стройиндустрии, разворачивают мобильные полигоны для производства железобетонных конструкций. Одним из вариантов снижения затрат и сроков изготовления на них готовых изделий является использование переналаживаемых опалубочных форм с креплениями сменных деталей на простейших фиксаторах и прозрачных покрытий к ним из полимерных материалов совместно с бетонными смесями, модифицированными добавками, повышающими их подвижность.

Экономическая эффективность применения солнечной энергии для изготовления железобетонных изделий заключается в снижении их себестоимости за счет замещения топливно-энергетических ресурсов, расходуемых на тепловую обработку бетона. Их удельные затраты на 1м3 бетона составляют, в среднем, 200...300 кг пара при пропаривании, 60... 120 кВт-ч при электротермообработке. Годовая потребность в органическом топливе малых предприятий стройиндустрии (годовая мощность до 20 тыс. м3) составляет 100...300 тонн нефтяного эквивалента, крупных предприятий (годовая мощность свыше 50 тыс. м3)- 250...700 т.н.э. в зависимости от используемого теплоносителя.

Годовое замещение органического топлива при эксплуатации гелиотехнических устройств равно количеству теплоты, поглощенной в них бетоном в результате воздействия на него солнечной энергии за период её использования.

Проведенная технико-экономическая оценка свидетельствует, что оно составляет от 40 до 60% в зависимости от географического района, в котором находится полигон.

Оценка эффективности использования солнечной энергии характеризуется энергетической, технико-экономической и социально-экономической составляющими. Социально-экономическая составляющая включает экономическую оценку социального и экологического эффектов, характеризуемых показателем приведённых затрат и достигаемых при эксплуатации гелиотехнических устройств за счёт замещения органического топлива.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Теоретически и экспериментально обоснована методология энергетического расчёта достаточности солнечной энергии для термообработки бетона, позволяющая определять продолжительность её применения при полигонном изготовлении железобетонных конструкций в зависимости от географического положения полигона и производственной программы предприятия-изготовителя.

2. Разработана и экспериментально подтверждена математическая модель тепло* и массообменных процессов при термообработке железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в опалубочных формах с прозрачным покрытием и гелиотехнических устройствах типа «горячего ящика», позволяющая прогнозировать изменение температурно-временных характеристик и кинетику набора прочности бетона.

3. Организационно-технологическое обеспечение производства железобетонных конструкций с использованием солнечной энергии на полигонах, проектируемых в виде самостоятельных предприятий, призаводских и припостро-ечных площадок, мобильных полигонов, быстро создаваемых на территории произошедших техногенных и природных катастроф, включает в себя:

- определение сезона её применения в качестве основного теплоносителя для термообработки бетона в зависимости от климатических условий района производства и номенклатуры выпускаемых изделий;

- оценку и выбор энергетически эффективных гелиотехнических устройств

в зависимости от производственной программы предприятия-изготови-

19

теля, а также оптимизации их конструктивных параметров на основе имитационного моделирования термообработки в них изделий;

- построение вероятностных моделей изменения метеорологических условий в период использования солнечной энергии в качестве основного теплоносителя и своевременное резервирование дополнительных ресурсов для обеспечения стабильности работы полигона;

- применение предварительно разогретых бетонных смесей, получаемых в результате суточного и кратковременного аккумулирования солнечной энергии в заполнителях и воде, в качестве основного или резервного элемента для повышения надежности производственной системы, интенсифицирующих рост прочности бетона на 20-30%;

- применение высокопрочных модифицированных бетонов и химических добавок, управляющих их реологическими свойствами, в качестве основного или резервного элемента для повышения надежности производственной системы, снижающих сроки изготовления изделий в 1,5 раза и увеличивающих продолжительность применения солнечной энергии для термообработки бетона на 2-3 месяца в зависимости от географического расположения полигона.

4. Проведен энергетический расчёт продолжительности сезона эффективного использования солнечной энергии для производства железобетонных изделий в опалубочных формах с прозрачным покрытием в зависимости от географического расположения полигона. Он составляет не менее 5 месяцев для полигонов, расположенных на 56° с.ш. (Московский регион), 6 месяцев - на 48° с.ш. (Волгоградская обл.), 7 месяцев - на 45° с.ш. (Краснодарский край). В течение этого времени бетон набирает прочность не менее 50% 1^8, продолжительность технологического цикла изготовления изделий не превышает 1 суток при значениях суточного потока суммарной солнечной радиации 5-8 (кВт-ч)/(сут-м2) и среднесуточных температурах воздуха выше 10 °С.

5. Снижение удельных энергозатрат в течение года при переустройстве опалубочных форм в простейшие гелиотехнические устройства составляет 400

20

кВт-ч с 1м2 солнцевоспринимающей поверхности устройств для полигонов, расположенных на 56° с.ш. (Московский регион), 550 кВт-ч - для полигонов на 45° с.ш. (Краснодарский край).

6. Проведенные исследования оптических свойств и анализ технических характеристик выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью полимерных материалов (поликарбонат, акриловое стекло, однослойные и многослойные полимерные пленки) свидетельствуют о перспективности применения их для прозрачных ограждений гелиотехнических устройств при полигонном изготовлении железобетонных конструкций. Интегральное пропускание этих материалов составляет 82-94%, они прозрачны на 75-92% в видимой и ближней инфракрасной области спектра.

7. Годовой экономический эффект от замещения органического топлива солнечной энергией при изготовлении железобетонных изделий на предприятиях с годовой производственной мощностью до 20 тыс. м3 составляет от 60 до 85 тонн нефтяного эквивалента, на предприятиях с годовой производственной мощностью свыше 50 тыс. м3 - от 150 до 200 т.н.э.

Основные результаты диссертации изложены в работах:

1. Коротеев Д.Д. Влияние условий твердения бетона на его долговечность / Н.И. Подгорнов, Т.В. Аппарович, Д.Д. Коротеев // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2007. - №12. - С. 33-37 (перечень ВАК).

2. Коротеев Д.Д. Термообработка бетона в опалубочных формах с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов, Т.В. Аппарович, Д.Д. Коротеев // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2009. - №6. - С. 35-42 (перечень ВАК).

3. Коротеев Д.Д. Теплоэнергетические системы и установки для термообработки бетона в условиях открытых полигонов с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство. Транспорт». - 2009. - №3/23(555) (перечень ВАК).

4. Коротеев Д.Д. Теплоаккумулирующие и комбинированные энергетические системы и установки для термообработки бетона с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Известия ОрелГТУ. Строительство и реконструкция. - 2009. - №4/24(572) (перечень ВАК).

5. Коротеев Д.Д. Критическая относительно влагопотерь прочность бетона или критическая прочность прекращения ухода за бетоном / Н.И. Подгорнов, Т.В. Аппарович, Д.Д. Коротеев // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2009. - №10. - С. 12-18 (перечень ВАК).

6. Коротеев Д.Д. Энергетическая оценка использования солнечной энергии для термообработки железобетонных изделий / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия «Инженерные исследования». - 2011. - №2. - С. 48-52 (перечень ВАК).

7. Коротеев Д.Д. Оптимальное ресурсопотребление / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Проблемы качества и надежности проектирования и строительства зданий и сооружений // Сб. науч. тр. - М.: МИКХиС, 2006, с. 192-193.

8. Коротеев Д.Д. Производство сборных железобетонных изделий на открытых летних полигонах с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Актуальные проблемы проектирования строительства и реконструкции зданий и сооружений // Сб. науч. тр. - М.: МИКХиС, 2008, с. 157-161.

9. Коротеев Д.Д. Организационно-технологическое обеспечение летних полигонов по изготовлению сборных железобетонных изделий с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Актуальные проблемы проектирования строительства и реконструкции зданий и сооружений // Сб. науч. тр. - М.: МИКХиС, 2008, с. 161-164.

Ю.Коротеев Д.Д. Энергетическое обоснование эффективности работы гелиотехнического устройства типа плоского коллектора // Пути развития науки и образования в проектировании, строительстве и реконструкции зданий и сооружений // Сб. науч. тр. - М.: МГАКХиС, 2010, с. 96-102.

11 .Коротеев Д.Д. Технологические факторы снижения конструктивной безопасности монолитных бетонных конструкций / Н.И. Подгорнов, Т.В. Аппарович, Д.Д. Коротеев // Пути развития науки и образования в проектировании, строительстве и реконструкции зданий и сооружений // Сб. науч. тр. - М.: МГАКХиС, 2010, с. 133-139.

12.Коротеев Д.Д. Низкопотенциальные системы солнечного теплоснабжения как аналог гелиотехнических устройств для термообработки бетона / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Пути развития науки и образования в проектировании, строительстве и реконструкции зданий и сооружений // Сб. науч. тр. - М.: МГАКХиС, 2010, с. 139-144.

13.Коротеев Д.Д. Изготовление железобетонных изделий в полигонных условиях с использованием солнечной энергии // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Инженерные системы - 2011». -М.: РУДН, 2011.

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 26.09.2000 г. Подписано в печать 17.11.2011 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,0 Печать авторефератов (495)730-47-74,778-45-60

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

1.1. Физико-технические процессы, протекающие в бетоне при твердении его в высокотемпературной сухой среде.

1.2. Технические решения гелиотехнических устройств и установок для термообработки железобетонных изделий.

1.3. Организационные и технологические решения применения солнечной энергии при изготовлении железобетонных конструкций на полигонах

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ДОСТОЧНОСТИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

2.1. Критерии достаточности солнечной энергии для термообработки бетона

2.2. Математическая модель тепло- и массообменных процессов при термообработке бетона в гелиотехнических устройствах.

2.3. Солнечная энергия как теплоноситель для термообработки бетона

2.4. Тепловые потери из гелиотехнических устройств в окружающую среду.

2.5. Тепловыделение при твердении бетона в результате экзотермической реакции гидратации цемента.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕМПЕР АТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ

СТРУКТУРЫ БЕТОНА.

3.1. Методика и материалы для проведения экспериментальных исследований

3.2. Формирование структуры бетона при термообработке его с использованием солнечной энергии.

Выводы.

ГЛАВА 4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛИГОННОГО ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ.

4.1. Номенклатура изготавливаемых железобетонных изделий в полигонных условиях.

4.2. Состояние современных нормативных документов по организации производства железобетонных изделий.

4.3. Надежность и стабильность производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии.

4.4. Организационно-технологическое обеспечение мобильных полигонов, разворачиваемых для ликвидации последствий техногенных и природных катаклизмов.

Выводы.

ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

5.1. Затраты энергоресурсов на тепловую обработку бетона.

5.2. Полимерные материалы прозрачных ограждений гелиотехнических устройств и исследование их оптических свойств.

5.3. Оценка экономического эффекта от замещения органического топлива солнечной энергией при полигонном изготовлении железобетонных изделий.

Выводы.

Актуальность проблемы. Обеспечение современной цивилизации энергией осуществляется за счёт углеводородного топлива, запасы которого непрерывно истощаются, а новых месторождений становится всё меньше. Углеводородная энергетика исторически себя исчерпала. Использование ядерной энергии, как и углеводородного топлива, связано с опасностью загрязнения окружающей среды. На сегодняшний день нигде в мире не решена, и, возможно, является фундаментально нерешаемой, проблема захоронения радиоактивных отходов. В то же время, численность населения неуклонно возрастает и по прогнозам ОНН к 2050 году составит 9 млрд. человек, а мировое потребление энергии достигнет к этому времени 25 млрд. т.н.э. (тонн нефтяного эквивалента). При отсутствии решения энергетической проблемы человечеству придется адаптироваться к принципиально новому уровню энергопотребления и испытывать нарастающие продолжительные экологические кризисы, связанные с индустриальным загрязнением биосферы.

В настоящее время в разных странах мира, и особенно в странах Европейского союза, проводится политика, направленная на разработку энергосберегающих технологий и использование альтернативных источников энергии, сопровождающаяся стимулирующими правовыми и экономическими актами и законами, принятыми в этих странах.

Проблема энергосбережения для строительной отрасли, одной из наиболее энергоёмких отраслей народного хозяйства, является актуальной. Основные затраты энергии при производстве железобетонных изделий на предприятиях стройиндустрии приходятся на их термообработку при температуре 70-80 °С. Доступность получение таких температур в гелиотехнических устройствах позволяет использовать солнечную энергию при изготовлении различных железобетонных конструкций в стационарных призаводских или временных полигонах, срочно организуемых при ликвидации последствий техногенных и природных катастроф.

Целью исследования является разработка организационно-технологических решений по обеспечению производства железобетонных изделий на основе методологии и компьютеризации расчета достаточности солнечной энергии для термообработки бетона в полигонных условиях.

Для достижения заданной цели определены следующие задачи исследования:

- провести анализ организационных, технологических и технических решений применения солнечной энергии при изготовлении железобетонных конструкций на полигонах;

- выбрать рациональную организационно-технологическую схему полигонного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии;

- разработать методологию определения продолжительности эффективного применения солнечной энергии для термообработки бетона в зависимости от географического положения района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий;

- исследовать кинетику структурообразования бетона в условиях нестационарности поступления солнечной радиации и температуры окружающей среды, а также их влияние на качество железобетонных конструкций;

- обосновать организационные и технологические решения обеспечения надежности и стабильности работы полигонов в условиях прерывистого поступления солнечного излучения;

- исследовать оптические свойства современных полимерных материалов и применимость их для прозрачных ограждений гелиотехнических устройств.

- провести технико-экономическое обоснование эффективности энергосберегающего и экологически безопасного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии.

Научная новизна результатов исследования:

- Разработана методология энергетического расчета достаточности и продолжительности эффективного применения солнечной энергии для термообработки бетона в зависимости от географического положения района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий.

- Построена математическая модель тепло- и массообменных процессов при термообработке железобетонных изделий в гелиотехнических устройствах для оптимизации их конструктивных параметров и прогнозирования изменения температурно-временных характеристик и кинетики набора прочности бетона.

- Предложены организационные и технологические решения обеспечения производства железобетонных изделий в период снижения плотности потоков солнечного излучения, заключающиеся в кратковременном и суточном резервировании теплоты в наиболее энергоемких составляющих бетонных смесей и применением модифицированных бетонов.

- Проведена оценка экономического эффекта от замещения органического топлива солнечной энергией при полигонном производстве железобетонных конструкций.

- Исследованы спектральный и интегральный коэффициенты пропускания, поглощения и отражения современных полимерных прозрачных покрытий гелиотехнических устройств.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Разработана методология энергетического расчета достаточности солнечной энергии для термообработки бетона, учитывающая пространственно-временные изменения поступления её на поверхность Земли.

2. Построена математическая модель теплофизических процессов при термообработке железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в опалубочных формах с прозрачным покрытием и гелиотехнических устройствах типа «горячего ящика».

3. Предложены организационно-технологические решения обеспечения производства железобетонных изделий, включающие: определение продолжительности применения солнечной энергии для термообработки бетона, выбор энергетически эффективных гелиотехнических устройств и оптимизацию их конструктивных параметров, использование модифицированных бетонов и предварительно разогретых бетонных смесей для повышения надежности и стабильности работы полигонов в условиях прерывистого поступления солнечного излучения.

4. Исследованы закономерности формирования структуры твердеющего бетона в условиях нестационарности поступления солнечной радиации и температуры окружающей среды, и их влияние на качество железобетонных конструкций.

5. Проведено технико-экономическое обоснование эффективности энергосберегающего и экологически безопасного производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в полигонных условиях.

Практическая значимость работы. Результаты исследований являются практической базой для организации и обеспечения стабильности производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в полигонных условиях. На основе результатов исследований разработаны организационно-технологические решения, которые позволяют:

- определять сезон применения солнечной энергии для термообработки бетона в зависимости от климатических условий района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий;

- оценивать и выбирать энергетически эффективные гелиотехнические устройства в зависимости от производственной программы предприятия-изготовителя, а также оптимизировать их конструктивные параметры на основе имитационного моделирования твердения в них изделий;

- своевременно резервировать дополнительные ресурсы для обеспечения стабильности работы полигона в период снижения интенсивности потоков солнечного излучения.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В соответствии с формулой специальности 05.02.22 - «Организация производства (строительство)», охватывающей проблемы становления, эффективного функционирования и совершенствования производственных процессов, в диссертационном исследовании разработаны организационно-технологические решения по обеспечению стабильности производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии, учитывающие пространственно-временные изменения поступления её на поверхность Земли. Отраженные в диссертации научные положения соответствуют 2, 4, 5, 7 пунктам области исследования паспорта специальности 05.02.22 - «Организация производства (строительства)».

Достоверность результатов исследований обеспечена применением современных методов расчета, основанных на имитационном моделировании рассматриваемых процессов в компьютерных приложениях, и высокой степенью сходимости их с результатами экспериментов, проведенных в разных климатических условиях.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и получили одобрение на Международной научно-практической конференции «Инженерные системы - 2011», VII и VIII научно-технических конференциях факультета ФРиС и кафедре строительного производства МГАКХиС.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы (114 наименований). Общий объем диссертационной работы составляет 175 страниц, включая 30 рисунков и 44 таблицы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически и экспериментально обоснована методология энергетического расчёта достаточности солнечной энергии для термообработки бетона, позволяющая определять продолжительность её применения при полигонном изготовлении железобетонных конструкций в зависимости от географического положения полигона и производственной программы предприятия-изготовителя.

2. Разработана и экспериментально подтверждена математическая модель тепло- и массообменных процессов при термообработке железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в опалубочных формах с прозрачным покрытием и гелиотехнических устройствах типа «горячего ящика», позволяющая прогнозировать изменение температурно-временных характеристик и кинетику набора прочности бетона.

3. Организационно-технологическое обеспечение производства железобетонных конструкций с использованием солнечной энергии на полигонах, проектируемых в виде самостоятельных предприятий, призаводских и припостро-ечных площадок, мобильных полигонов, быстро создаваемых на территории произошедших техногенных и природных катастроф, включает в себя:

- определение сезона её применения в качестве основного теплоносителя для термообработки бетона в зависимости от климатических условий района производства и номенклатуры выпускаемых предприятием изделий;

- оценку и выбор энергетически эффективных гелиотехнических устройств в зависимости от производственной программы предприятия-изготовителя, а также оптимизации их конструктивных параметров на основе имитационного моделирования термообработки в них железобетонных изделий;

- построение вероятностных моделей изменения метеорологических условий в период использования солнечной энергии в качестве основного те

162 плоносителя и своевременное резервирование дополнительных ресурсов для обеспечения стабильности работы полигона;

- применение предварительно разогретых бетонных смесей, получаемых в результате суточного и кратковременного аккумулирования солнечной энергии в заполнителях и воде, в качестве основного или резервного элемента для повышения надежности производственной системы, интенсифицирующих рост прочности бетона на 20-30%;

- применение высокопрочных модифицированных бетонов и химических добавок, управляющих их реологическими свойствами, в качестве основного или резервного элемента для повышения надежности производственной системы, снижающих сроки изготовления изделий в 1,5 раза и увеличивающих продолжительность применения солнечной энергии для термообработки бетона на 2-3 месяца в зависимости от географического расположения полигона.

4. Проведен энергетический расчёт продолжительности сезона эффективного использования солнечной энергии для производства железобетонных изделий в опалубочных формах с прозрачным покрытием в зависимости от географического расположения полигона. Он составляет не менее 5 месяцев для полигонов, расположенных на 56° с.ш. (Московский регион), 6 месяцев - на 48° с.ш. (Волгоградская область), 7 месяцев - на 45° с.ш. (Краснодарский край). В течение этого времени бетон набирает прочность не менее 50%) 1^28, продолжительность технологического цикла изготовления изделий не превышает 1 суток при значениях суточного потока суммарной солнечной радиации 5-8 (кВт ч)/(сут м") и среднесуточных температурах воздуха выше 10 °С.

5. Снижение удельных энергозатрат в течение года при переустройстве опалубочных форм в простейшие гелиотехнические устройства составляет 400 У кВт ч с 1м" солнцевоспринимающей поверхности устройств для полигонов, расположенных на 56° с.ш. (Московский регион), 550 кВт ч - для полигонов на 45° с.ш. (Краснодарский край).

6. Проведенные исследования оптических свойств и анализ технических характеристик выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью полимерных материалов (поликарбонат, акриловое стекло, однослойные и многослойные полимерные пленки) свидетельствуют о перспективности применения их для прозрачных ограждений гелиотехнических устройств при полигонном изготовлении железобетонных конструкций. Интегральное пропускание этих материалов составляет 82-94%, они прозрачны на 75-92% в видимой и ближней инфракрасной области спектра.

7. Годовой экономический эффект от замещения органического топлива солнечной энергией при изготовлении железобетонных изделий на предприятиях с годовой производственной мощностью до 20 тыс. м составляет от 60 до 85 тонн нефтяного эквивалента, на предприятиях с годовой производственной мощностью свыше 50 тыс. м3 - от 150 до 200 т.н.э.

1. ГОСТ 10354-82. Пленка полиэтиленовая. Технические условия. Взамен ГОСТ 10354-73; Введ. 01.07.1983.

2. ГОСТ 16272-79. Пленка поливинилхлоридная пластифицированная техническая. Технические условия. Взамен ГОСТ 16272-70; Введ. 01.01.1981.

3. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности. Взамен ГОСТ 18105-80; Введ. 01.01.1987.

4. ГОСТ 24234-80. Пленка полиэтилентерефталатная. Технические условия. -Введ. 01.01.1982.

5. СН 423-71. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве. М.: Стройиздат, 1979. - 40 с.

6. ОНТП 07-85 Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий сборного железобетона. Взамен ОНТП-7-80; введ. 01.01.1986. -М.: 1986.

7. СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции. Введ. 01.07.1988. -М.: Нормы проектирования, 1988.

8. СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. Взамен СН 324-72, СН 483-76, СН 488-76, СН 156-79; введ. 01.01.1986. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.

9. Пособие к СНиП 3.09.01-85 Пособие по тепловой обработке сборных железобетонных конструкций и изделий. Введ. 08.07.1986. - М.: Стройиздат, 1989.

10. Пособие к СНиП 3.09.01-85 Пособие по гелиотермообработке бетонных и железобетонных изделий с применением светопрозрачных теплоизолирующих покрытий СВИТАП. Введ. 06.04.1986. - М.: Стройиздат, 1989.

11. П.Абдуллаев М.М. Ускорение твердения бетона сборных изделий в гелиофор-мах со светопрозрачными теплоизолирующими покрытиями: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/М.М. Абдуллаев. Москва, 1984,- 121 с.

12. Абдуллоев Д.А. Технология выдерживания бетона в конструкциях, возводимых в условиях сухого жаркого климата: дис. . канд. техн. наук: 05.23.08/ Д.А. Абдуллоев. Москва, 1987. - 175 с.

13. И.Авезов P.P. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения / P.P. Авезов, А.Ю. Орлов. Ташкент: Фан, 1988. - 288 с.

14. Андерсон Б. Солнечная энергия (основы строительного проектирования) / Пер. с англ. А.Р. Анисимова; Под ред. Ю.Н. Малевского- М.: Стройиздат, 1982.-375 с.

15. Арбеньев A.C. Зимнее бетонирование с электроразогревом смеси / A.C. Ар-беньев. М.: Стройиздат, 1970. - 104 с.

16. Аруова Л.Б. Теоретические и практические аспекты комбинированной ге-лиотермообработки бетона в условиях сухого жаркого климата республики Казахстан: дис. . док. техн. наук: 05.23.08/ Л.Б. Аруова. Москва, 2006. -242 с.

17. Ашрабов А.Б. Нарастание прочности обычного и керамзитного бетонов в летних условиях Узбекистана / А.Б. Ашрабов, Ф. Назруллаев // Сборник трудов ТашПИ. Ташкент, 1959. - Выпуск II. - С. 25-28.

18. Бабаев Ш.Т. Энергосберегающая технология железобетонных конструкций из высокопрочного бетона с химическими добавками / Ш.Т. Бабаев, A.A. Комар. М.: Стройиздат, 1987. - 240 с.

19. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны / В.Г. Батраков. М.: 1998. - 768 с.

20. Бекман У. Расчет систем солнечного теплоснабжения: пер. с англ. / У. Бек-ман, С. Клейн, Д. Даффи. М.: Энергоиздат, 1982. - 80 с.

21. Борбоев A.M. Тепловая обработка изделий из тяжелого бетона в теплоакку-мулирующих гелиокамерах: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/ A.M. Бор-боев. Москва, 1993.

22. Борщ И.М. Проектирование заводов сборного железобетона / И.М. Борщ, Прыкин Б.В., Белогуров В.П., Е.М. Коробкова. Киев, 1986. - 269 с.

23. Бурцев С.И. Влажный воздух. Состав и свойства / С.И. Бурцев, Ю.Н. Цветков. СПб.: СПбГАХПТ, 1998.- 146 с.

24. Быкова И.В. Гелиотермообработка железобетонных изделий с применением пленкообразующих составов: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/ И.В. Быкова. Москва, 1988.- 121 с.

25. Валов М.И. Системы солнечного теплоснабжения / М.И. Валов, Б.И. Казанд-жан. -М.: Издательство МЭИ, 1991. 140 с.

26. Временные рекомендации по применению солнечной энергии для тепло-влажностной обработки сборных бетонных и железобетонных изделий на гелиополигонах. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1983. - 17 с.

27. Гусаков A.A. Организационно-технологическая надежность строительного производства (в условиях автоматизированных систем проектирования) / A.A. Гусаков. М.: Стройиздат, 1974. - 252 с.

28. Гусаков A.A. Организационно-технологическая надежность строительства / A.A. Гусаков, С.А. Веремеенко, A.B. Гинзбург, Ю.Б. Монфред, Б.В. Прыкин, С.М. Яровенко.-М.: 1994.-471.

29. Данилов H.H. Производство сборных железобетонных конструкций и изделий на полигонах / H.H. Данилов, В.А. Николаев. М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1955. - 79 с.

30. Данилов Н.И. Инфракрасный нагрев в технологии бетонных работ и сборного железобетона: дис. . док. техн. наук: 05.23.08/ Н.И. Данилов. Москва, 1970.

31. Даффи Д.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии / Д.А. Даффи, У.А. Бекман. М.: Издательство «МИР», 1977. - 420 с.

32. Дмитрович А.Д. Тепло- и массообмен при твердении бетона в паровой среде / А.Д. Дмитрович. М.: Стройиздат, 1967. - 244 с.

33. Дроздов В.А. Теплообмен в светопрозрачных ограждающих конструкциях / В.А. Дроздов, В.К. Савин, Ю.П. Александров. М.: Стройиздат, 1979. - 307 с.

34. Заседателев И.Б. Гелиотермообработка сборного железобетона / И.Б. Заседателев, E.H. Малинский, Е.С. Темкин. Москва, Стройиздат, 1990.

35. Заседателев И.Б. Массообмен с внешней средой при твердении бетона в воздушно-сухих условиях / И.Б. Заседателев, Е.И. Богачев // Бетон и железобетон.-М.: 1971. №8. - С.20-22.

36. Заседателев И.Б. Изменение оптических характеристик светопрозрачных покрытий / И.Б. Заседателев, С.А. Шифрин // Гелиотехника. 1987. - №4. - С. 37-40.

37. Зубков В.А. Определение прочности бетона / В.А. Зубков. М.: Издательство АСВ, 1998,- 120 с.

38. Изотов B.C. Химические добавки для модификации бетона / B.C. Изотов, Ю.А. Соколова. М.: КГАСУ: Издательство «Палеотип», 2006. - 244 с.

39. Калыгин В.Г. Промышленная экология / В.Г. Калыгин. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 432 с.

40. Ким В.Д. Влияние капельной конденсации на спектральные и интегральные оптические свойства прозрачных ограждений низкотемпературных гелиоустановок / В.Д. Ким, А.Б. Вардиашвили, Т.А. Файдиев // Гелиотехника, 1993. -№3,-С. 27-32.

41. Кокки П., Мякеля X. Строительство в зимних условиях: теплозащита и экономия энергии / Пер. с финн. В.П. Калинина; Под ред. С.А. Миронова. -М.: Стройиздат, 1986. 84 с.

42. Колчароев А.К. Круглогодичная гелиотермообработка железобетонных изделий с применением предварительно разогретых смесей: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/ А.К. Колчароев. Москва, 1994.

43. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высшая школа, 1988. - 527 с.

44. Лыков A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. М.: Энергия, 1968. - 472 с.

45. Лыков A.B. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1978. - 479 с.

46. Мазманян П.В. Тепловая обработка железобетонных изделий с применением системы промышленного гелиотеплоснабжения: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/ П.В. Мазманян. Москва, 1987. - 126 с.

47. Малинина Л.А. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона / Л.А. Мали-нина. М.: Стройиздат, 1977. - 160 с.

48. Марьямов Н.Б. Тепловая обработка изделий на заводах сборного железобетона / Н.Б. Марьямов. М.: Стройиздат, 1970.

49. Методы расчета систем солнечного теплоснабжения: Отчет о НИР / Институт высоких температур РАН; Руководитель темы О.С. Попель. М.: 1979. -136 с.

50. Мирзаев Ш.Р. Гелиотермообработка изделий из конструкционного теплоизоляционного керамзитобетона: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/ Ш.Р. Мирзаев. Москва, 1990.

51. Миронов С.А. Температурный фактор в твердении бетона / С.А. Миронов. -М.: Стройиздат, 1948.

52. Миронов С.А. Ускорение твердения бетона / С.А. Миронов, JI.A. Малинина. М.: Стройиздат, 1964. - 347 с.

53. Миронов С.А. Теория и методы зимнего бетонирования / С.А. Миронов. -М.: Стройиздат, 1975. 700 с.

54. Миронов С.А. Основы технологии бетона в условиях сухого жаркого климата / С.А. Миронов, E.H. Малинский. Москва, Стройиздат, 1985. - 317 с.

55. Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. М.: Издательство «Энергия», 1977. - 344 с.

56. Монфред Ю.Б. Организация, планирование и управление предприятиями стройиндустрии / Ю.Б. Монфред, Б.В. Прыкин. М.: Стройиздат, 1989. -508 с.

57. Монфред Ю.Б. Экономика отрасли. Производство строительных изделий и конструкций / Ю.Б. Монфред, Б.В. Прыкин, Л.Ю. Карась, В.П. Луговая. -М.: Стройиздат, 1990. 368 с.

58. Мчедлов-Петросян О.П. Тепловыделение при твердении вяжущих веществ и бетонов / О.П. Мчедлов-Петросян, A.B. Ушеров-Маршак, A.M. Урженко. -М.: Стройиздат, 1984. 224 с.

59. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1990.

60. Невакшонов А.И. Физические процессы, происходящие в начальный период твердения бетона в условиях сухого жаркого климата: автореф. дис. . канд. техн. наук / А.И. Невакшонов. М.: 1976.

61. Подгорнов Н.И. Интенсификация твердения бетона под покрытиями из полимерных пленок с использованием солнечной энергии: дис. . канд. техн. наук: 05.23.08/ Н.И. Подгорнов. Москва, 1980. - 122 с.

62. Подгорнов Н.И. Использование солнечной энергии при изготовлении бетонных изделий. Москва, Стройиздат, 1989. - 145 с.

63. Подгорнов Н.И. Методы термообработки сборного и монолитного железобетона с использованием солнечной энергии: дис. . док. техн. наук: 05.02.22, 05.23.08/ Н.И. Подгорнов. Москва, 2005. - 487 с.

64. Подгорнов Н.И. Термообработка бетона с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов. М.: Издательство АСВ, 2010. - 328 с.

65. Подгорнов Н.И. Применение полимерных пленок для ускорения процесса набора прочности бетона в монолитных конструкциях / Н.И. Подгорнов // ГОСИНТИ,- 1976.-Выпуск 4/1.-С. 1-6.

66. Подгорнов Н.И. Твердение бетона под полимерными пленками / Н.И. Подгорнов // Гидротехника и мелиорация. 1978. - №6. - С. 25-27.

67. Подгорнов Н.И. Свойства бетона, приготовленного на предварительно нагретых материалах / Н.И. Подгорнов, В.П. Сизов, В.П. Глушков // Бетон и железобетон. 1988. - №2.

68. Подгорнов Н.И. Влияние светопрозрачного ограждения на температурный режим в твердеющем бетоне / Н.И. Подгорнов, А.Е. Шкурко // Гелиотехника, 1989.-№1,-С. 38-42.

69. Подгорнов Н.И. Оценка методик проведения испытания бетона на воздействие климатических факторов / Н.И. Подгорнов, В.П. Сизов, Н.Ф. Башлыков // Бетон и железобетон. 1990. - №7. - С. 33-35.

70. Попель О.С. Исследование и разработка систем энергосбережения с использованием возобновляемых источников энергии: автореф. дис. . докт. техн. наук / О.С. Попель. М.: 2007.

71. Предварительные рекомендации по методике расчета экономической целесообразности замены паропрогрева электропрогревом и по выбору рациональных способов электротепловой обработки керамзитобетонных стеновых панелей. М.: ВНИИжелезобетон, 1972.

72. Прыкин Б.В. Основы управления. Производственно-строительные системы / Б.В. Прыкин, В.Г. Иш, Б.Ф. Ширшиков. М.: Стройиздат, 1991. - 336 с.

73. Пунагин В.Н. Бетон и бетонные работы в условиях сухого жаркого климата / В.Н. Пунагин. Ташкент, издательство «Фан» УзССР, 1974. - 244 с.

74. Пшеничников С. В энергетическом безвременье / С. Пшеничников, Е. Монахова // Эксперт. -М.: 2009.-№12.

75. Рекант Н.Б. Исследование оптических характеристик прозрачных гелиотехнических материалов / Н.Б. Рекант, С.А. Демидов // Гелиотехника. -1979. -№1.- С. 46-49.

76. Рекомендации по тепловой обработке легких и тяжелых бетонов с использованием солнечной энергии. Москва, Госстрой СССР, ЦНИИОМТП, 1987. -31 с.

77. Ресурсосберегающие технологии при производстве бетона Электронный ресурс. Режим доступа: http://techno.x51 .ru/index.php?mod=text&uitxt=267. Дата обращения: 12.09.2010.

78. Руководство по технико-экономической оценке способов формования бетонных и железобетонных изделий. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1971.

79. Руководство по производству бетонных работ в условиях сухого жаркого климата. М.: Стройиздат, 1977. 79 с.

80. Руководство по применению полимерных пленок для ухода за твердеющим бетоном в условиях сухого жаркого климата. Москва, Стройиздат, 1981. -18 с.

81. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях / под ред. Б.А. Крылова, С.А. Амбарцумяна, А.И. Звездова. М.: 2005. - 275 с.

82. Сабади П.Р. Солнечный дом / пер. с англ. Н.Б. Гладковой. М.: Стройиздат, 1981.-113 с.

83. Семенова И.В. Промышленная экология / И.В. Семенова. М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 528 с.

84. Сизов В.Н. Строительные работы в зимних условиях / В.Н. Сизов. М.: Стройиздат, 1958. - 540 с.

85. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения / P.P. Авезов, М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильева и др.; Под ред. Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича. -М.: Стройиздат, 1990. 328 с.

86. Скрамтаев Б.Г. Способы определения состава бетона различных видов / Б.Г. Скрамтаев, П.Ф. Шубенкин, Ю.М. Баженов. М.: Стройиздат, 1966. - 160 с.

87. Солнечная энергетика (перевод с англ. и франц.) / под редакцией Ю.Н. Малевского, М.М. Колтуна. М.: Издательство «Мир», 1979. - 390 с.

88. Солнечная энергетика: учебное пособие для вузов / В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин: под редакцией В.И. Виссарио-нова. М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 276 с.

89. Спивак Н.Я. Полигоны для изготовления железобетонных конструкций и деталей / Н.Я. Спивак. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1958. - 148 с.

90. Строительные машины и оборудование. Справочник Электронный ресурс. Режим доступа: http ://stroy-techn і es. ru/. Дата обращения: 20.12.2010.

91. Тайсаева В.Т. Солнечное теплоснабжение в условиях Сибири / В.Т. Тай-саева. Улан-Удэ, Издательство БГСХА, 2003. - 200 с.

92. Тайсаева В.Т. Создание энергоэффективных технологий с солнечными системами теплоснабжения в агропромышленном комплексе: автореф. дис. . докт. техн. наук / В.Т. Тайсаева. Барнаул, 2007. - 49 с.

93. Темурханов А.Т. К вопросу определения теплоизолирующих характеристик пленочной прозрачной защиты гелиотеплиц / Т.А. Темурханов, А.Б. Вардиашвили, Г.Я. Умаров, В.Д. Ким // Гелиотехника, 1982. №5. - С. 53-58.

94. Топчий В.Д. Бетонирование в термоактивной опалубке / В.Д. Топчий. -М.: Стройиздат, 1977. 112 с.

95. Указания по уходу за свежеуложенным бетоном в условиях жаркого климата. М.: Госстрой СССР, ЦНИИОМТП, 1983. - 37 с.

96. Филикман В.Р. Строительно-технические свойства особопрочных быстротвердеющих бетонов / В.Р. Филикман, Ю.В. Сорокин, О.О. Калашников // Бетон и железобетон. 2004. - №5. - С. 5-9.

97. Харченко H.B. Индивидуальные солнечные установки / Н.В. Харченко. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 208 с.

98. Хашиев O.A. Гибкая гелиотермообработка бетона на основе использования теплоаккумуляторов и дублирующих источников тепла: дис. . канд. техн. наук: 05.23.05/ O.A. Хашиев. Ростов-на-Дону, 1995. - 168 с.

99. Экономика строительства: учебник / под общей ред. И.С. Степанова. -М.: Юрайт-Издат, 2007. 620 с.

100. BigpowerNews Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.bigpowemews.ru/. Дата обращения: 06.01.2011.

101. RealtyPress.ry Недвижимость и ипотека Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.realtypress.ru/. Дата обращения: 06.01.2011.

102. Baron S. The embedded energy cont in solar energy systems / 19th Intersoc Energy Convers / Eng. Conf., San-Francisco, Calif, 1984.

103. Dirk Mangold .Solar in the city. Active solar heating systems in urban areas. Renewable Energy World, v4, №3, 2001, p 100-111.