Проблемы применения наноматериалов и нанотехнологий в строительстве. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Статья научная
Одной из глобальных проблем в мире является защита человечества от пожаров, 70% которых происходит в жилых многоэтажных зданиях и индивидуальных жилых домах. В статье представлено применение методологии «интеллектуализации» бытовых электроприборов для сплит-систем на предмет контроля опасных факторов пожара и взрыва (ОФПВ) от утечек бытового газа в многоквартирных жилых зданиях и индивидуальных жилых домах. Принципиальное отличие предлагаемой доработки заключается в том, что, во-первых, используется мульти сплит-система с двумя или тремя внутренними блоками, один из которых в обязательном порядке устанавливается на кухне и стыкуется с газовым счетчиком, имеющим электромагнитный клапан перекрытия подачи бытового газа. Во-вторых, «кухонный блок» отключает электропитание в квартире / индивидуальном доме, при обнаружении ОФПВ с помощью мощного симистора или магнитного пускателя, который монтируется в электрическом щите квартиры /индивидуального дома. В-третьих, в каждый внутренний блок встраивается аккумулятор с соответствующим преобразователем, обеспечивающим их работу при отключении электроэнергии, а также заряжающий его при её наличии. В-четвертых, помимо дымового, теплового и газового датчиков, в каждый внутренний блок встраивается термомагнитный сепаратор воздуха, который включается при обнаружении ОФПВ и из прокачиваемого воздуха отделяет и выводит наружу кислород, возвращая в помещение только инертный газ и обеспечивая тем самым предотвращение взрыва или распространения пожара. Контроллер, включая термомагнитный сепаратора воздуха, формирует звуковой сигнал тревоги для жильцов и SMS-вызов соответствующей аварийной службы. Полученные результаты доказывают эффективность применения нанотехнологий газоразделения и обнаружения ОФПВ в мульти сплит-системах не только для вентиляции и кондиционирования в квартирах многоэтажных зданий и в индивидуальных жилых домах, но и для их пожаровзрывозащиты.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящее время и за рубежом, и в России наблюдается «повальная цифровизация» не только определенных видов деятельности, но и объектов техносферы, например, «умных домов», «безопасных городов» и т.д. Однако «создатели» указанных объектов нарушили главный принцип автоматизации академика В.М. Глушкова, который гласит: нельзя автоматизировать беспорядок. Именно поэтому в настоящей статье предпринята попытка «устранения беспорядка» в автоматизации инженерных систем жилого сектора. Методы, модели и средства. На основе анализа инженерных систем многоквартирных жилых зданий и индивидуальных жилых домов, в результате функционирования которых осуществляется не только доставка «благ жизнеобеспечения», но и возникает пожарно-энергетический и экологический вред, разработана методология «интеллектуализации» средств учета поставляемых ресурсов на предмет диагностики и подавления пожарно-энергетического вреда с помощью современных нанотехнологий и предотвращения таким образом пожаров и взрывов в жилом секторе. Результаты и обсуждение. Методология «интеллектуализации» построена на результатах системного анализа «функционирования жилого сектора» (многоквартирных зданий и индивидуальных жилых домов), который позволил «обнаружить» диалектическое единство благ и вреда от потребляемых энергоресурсов (электроэнергии, бытового газа, горячей и холодной воды), а также осуществить системный синтез нанотехнологий и средств «выделения и подавления» - пожарно-энергетического вреда. Новизна исследования защищена патентами РФ. Заключение. Предлагаемый подход позволяет «устранить беспорядок перед автоматизацией» инженерных систем многоквартирных жилых зданий и индивидуальных жилых домов путем «интеллектуализации» приборов учета и оптимизации нанотехнологий подавления пожарно-энергетического вреда, приносящего социально-экономические потери
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящее время и за рубежом, и в России участились случаи аварий, пожаров и взрывов в инженерных системах многоквартирных жилых зданий и индивидуальных жилых домов. При этом «создатели» автоматизированных систем контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) не озаботились решением задач безопасности инженерных систем, т.к. их целями явились исключительно коммерческие задачи – «цифровизация» учета потребления энергоресурсов и обнаружение их хищения. Именно поэтому в настоящей статье предпринята попытка «устранения беспорядка» в автоматизации инженерных систем жилого сектора. Методы, модели и средства. На основе анализа инженерных систем многоквартирных жилых зданий и индивидуальных жилых домов, в результате функционирования которых осуществляется не только доставка ресурсов жизнеобеспечения (газа, холодной и горячей воды, электроэнергии, связи и т.д.), но и возникает пожарно-энергетический и экологический вред, разработана методология «интеллектуализации» средств учета поставляемых ресурсов на предмет диагностики и подавления пожарно-энергетического вреда с помощью современных нанотехнологий и предотвращения таким образом аварий, взрывов и пожаров в жилом секторе. Результаты и обсуждение. Методология «интеллектуализации» построена на диалектическом единстве благ и вреда от потребляемых энергоресурсов (электроэнергии, бытового газа, горячей и холодной воды), а также осуществления системного синтеза нанотехнологий и средств «обнаружения и по- давления» пожарно-энергетического вреда. Новизна исследования защищена патентами РФ. Заключение. Предлагаемый подход позволяет «устранить беспорядок перед автоматизацией» инженерных систем многоквартирных жилых зданий и индивидуальных жилых домов путем «интеллектуализации» приборов учета и оптимизации нанотехнологий подавления пожарно-энергетического вреда, приносящего социально-экономические потери.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Целью исследования являлась оптимизация контроля качества огнезащитных покрытий (ОЗП) при их производстве и использовании. Результаты сравнительного анализа последствий пожаров и их причин с параметром огнестойкости объектов свидетельствуют о том, что количество пожаров и ущерба от них в зданиях I степени огнестойкости практически на порядок меньше, чем в зданиях II степени огнестойкости. Следовательно, повышение огнестойкости строительных материалов и конструкций - путь кардинального сокращения пожаров и потерь от них. Методы и материалы. На основе системного анализа существующих технологий противопожарной защиты строительных материалов из дерева, металлов, резины и полимеров были разработаны нанотехнологии для определения стабильности образцов с ОЗП на баро-электро-термо-акустическом (БЭТА) анализаторе и создания их «образов» для дальнейшей диагностики их старения на объекте строительства и эксплуатации. Новизна исследования защищена патентами Российской Федерации...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Для определения эффективности огнезащитных покрытий (ОЗП) в настоящее время существует система методов огневых и высокотемпературных испытаний огнезащищенных материалов и конструкций из них, однако методов и средств текущей эффективности огнезащиты нет, а существующие методики не распространяются на определение предела огнестойкости строительных конструкций с огнезащитой, а устанавливают только группу эффективности самих огнезащитных составов. Поэтому для оценки качества и долговечности ОЗП, при условии обеспечения ими параметров термоустойчивости защищаемых материалов, конструкций и элементов инженерных систем объектов,необходимо было разработать экспресс-метод и переносной комплекс диагностики огнезащитных покрытий (ПКД ОЗП). Методы, модели и средства. На основе системного анализа существующих технологий противопожарной защиты строительных материалов из дерева, металлов, резины и полимеров была разработана методология экспресс-анализа и переносной диагностический комплекс (ПДК) термо-электро-акустического (ТЭА) зондирования ОЗП, использующие термо-акустические методы, что позволило определять теплопроводность, скорость ультразвука и коэффициент его поглощения в ОЗП на объекте, а также провести сравнительный анализ «образа ОЗП», полученного на БЭТА-анализаторе с измеренными характеристиками, по результатам которых вычислить время его работоспособности. Результаты и обсуждение. ПДК ОЗП состоит из корпуса с ноутбуком, с измерителем иммитанса и двухканальной осциллографической приставкой, подключённых к ноутбуку, на входы которых подключается блок ТЭА-зондирования, прижимаемый к ОЗП проверяемого объекта (конструкции, материала, кабеля) по тепловым, электрическим и акустическим сигналам, с которого программное обеспечение (ПО) ноутбука идентифицирует свойства и стадии эксплуатационной устойчивости ОЗП. ПДК ОЗП и предлагаемый подход позволили синтезировать модель Интернет-системы ТЭА диагностики ОЗП и надзора за эксплуатационной устойчивостью защищаемых материалов. Новизна исследования защищена патентами РФ. Заключение. Предлагаемый подход и ПДК ОЗП позволили реализовать экспрессанализ ОЗП на объекте эксплуатации и синтезировать модель Интернет-системы ТЭА-диагностики ОЗП, которая может стать основой национальной системы надзора в данной предметной области.
Бесплатно
О применении «природоподобных нанотехнологий» в инженерных системах зданий городских и сельских школ
Статья научная
Введение. В последнее время большое внимание в публикациях ученых и специалистов уделяется «природоподобным технологиям» в вопросах использования так называемых ВИЭ - возобновляемых источников энергии (солнца, ветра, тепла). При этом зарубежный бизнес, несмотря на то, что указанные источники являются низко концентрированными и сезонными, активно вкладывает инвестиции в их развитие. В России эти процессы развиваются медленно, в связи с чем на основе системного анализа представляется актуальным обосновать правильный вектор применения ВИЭ. В статье приводятся доказательства несостоятельности мнений о недостаточности ассимиляционного потенциала биосферы для компенсации хозяйственной деятельности человечества. В связи с чем и возникают научно-технические и социально-экономические проблемы в «реинжиниринге техносферы» и в структуре систем жизнеобеспечения общества, в том числе на объектах образования. Методы, модели и средства. Для решения указанных научно-технических и социально-экономических задач, по аналогии с индивидуальными жилыми домами, предложено использовать «природоподобные нанотехнологии» в инженерных системах школ, а для оценки - метод ретропрогноза результатов внедрения отечественных инноваций, для реинжиниринга объектов образования, который доказал свою адекватность при решении проблем пожарной и экологической безопасности в «техносферах регионов» Юга России. Результаты и обсуждение. Представлены результаты синтеза и «виртуального внедрения» автономных инженерных систем зданий школ, позволяющих осуществить децентрализацию электро-, водо- и теплоснабжения, путем генерации ресурсов (воды, тепла и электроэнергии) с помощью «Шуховских ветро-электро-установок», совмещенных с вихревой системой извлечения влаги из воздуха, с их дублированием гидропанелями и солнечными батареями. Расчеты показали, что постановка на производство указанных отечественных инноваций и «реинжиниринг» с их помощью инженерных систем в почти 40 тысячах российских школ позволит осуществить автономизацию и качественное электро-, водо- и теплоснабжение, которые обеспечат их безопасное функционирование в соответствии с ГОСТ. Более того, после внедрения автономной инженерной системы в школе, за счет ежегодной экономии бюджетных субсидий на «педагогические услуги», появляется возможность увеличить ежемесячную заработную плату каждому педагогу школы почти на 30-35 тысяч рублей. Заключение. Проведенные исследования подтверждают высокую эффективность автономных инженерных систем для школ, которые уже были получены нами при синтезе автономных инженерных систем индивидуальных жилых домов, тем самым однозначно определяя место ВИЭ и в структуре систем ресурсоснабжения городов, и особенно в сельских населенных пунктах.
Бесплатно
О социально-экономической оценке реинжиниринга техносферы с помощью "природоподобных нанотехнологий"
Статья научная
Введение. В последнее время в обиходе ученых и политиков появился термин «природоподобные технологии», к которым вполне заслуженно относят так называемые альтернативные источники энергии (солнца, ветра, тепла). При этом, несмотря на то, что установки, использующие указанные источники являются «сезонными» и низко концентрированными, их использование бурно и бессистемно развивается, и многие экономисты и политические деятели ошибочно рассматривают их в качестве базовых, дезориентируя бизнес. На основе анализа гносеологии происхождения термина «природоподобных технологии» в настоящей статье показана необоснованность и даже вред бурного и бессистемного использования ветрогенераторов. Приведены доказательства несостоятельности «мифов» о том, что природа не справляется с компенсацией хозяйственной деятельности человечества, поэтому, по мнению академика Сергеева С.М., президента РАН, требуется «реинжиниринг техносферы». При этом современная экономическая наука далека от учета в своих моделях ассимиляционных потенциалов биосферы регионов и функций производства энтропии в них, предпочитая моделировать различные «циклы и уклады», а также вычислять разные «коэффициенты», чтобы прогнозировать «кризисы и равновесия», без учета взаимодействия природы и социума. В связи с чем и возникает научно-техническая задача по определению «места реинжиниринга техносферы» в структуре систем жизнеобеспечения общества, а следовательно, оценка его эффективности. Методы, модели и средства. Для решения поставленных задач предложено использовать «метод ретропрогноза» социально-экономических потерь от внедрения «природных нанотехнологий», используя в качестве «инструментов» метод «пространственно-временного анализа», модели Леонтьева-Форда и системы адаптивного налогообложения «производства вреда», применение которых при решении проблем пожарной и экологической безопасности в «техносферах регионов» Юга России (в дорожно-транспортных инфраструктурах, в городах и населенных пунктах, в зданиях и сооружениях) доказали свою адекватность исследуемым процессам и полезность. Результаты и обсуждение. Представлены результаты моделирования затрат эффективности «реинжиниринга техносферы» в России, в частности индивидуальных жилых домов, и ретропрогноз изменения социально-экономических и экологических потерь при автономизации их ресурсоснабжения (электроэнергией, водой и теплом). Показано, что постановка на производство отечественных инноваций в этой области («Шуховских» ветрогенераторов, приборов конденсации атмосферной воды и электрообогрева) позволит прекратить «поголовную газификацию» сельских населенных пунктов, а также более экономно, чем за рубежом, реализовать в России децентрализованное снабжение ресурсами более 10 млн индивидуальных домов и около 40 млн дачных домиков, определив тем самым «истинное место альтернативной энергетики» в структуре Российских систем электро-, газо-, водо- и теплоснабжения. Заключение. Предлагаемый подход позволяет определить место так называемой возобновляемой энергетики в структуре систем ресурсоснабжения городов и сельских населенных пунктов. При этом не исключено, что появление более производительных конструкторских решений предложенных инноваций в области ветроэнергетики и солнечных батарей позволит расширить «автономизацию» на малоэтажные и многоквартирные дома в районных центрах и рабочих поселках городского типа, вместо капитального восстановления централизованных инженерных систем с котельными и мини-ТЭЦ.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящее время за рубежом наблюдается «бум» так называемой возобновляемой энергетики - возникают «поля» земляных, прибрежных и даже морских ветроэнергетических установок, а крыши домов, гостиниц, школ и больниц «одеваются» солнечными панелями для получения электроэнергии и воды. При этом несмотря на то, что указанные установки являются нестабильными, низко концентрированными и периодическими источниками, многие специалисты и политики начинают ошибочно рассматривать их в качестве базовых. В связи с чем, возникает научно-техническая задача по определению «места природоподобных технологий» в структуре систем жизнеобеспечения населения. Методы, модели и средства. На основе анализа инженерных систем многоквартирных жилых зданий и индивидуальных жилых домов, в результате функционирования которых осуществляется не только доставка ресурсов жизнеобеспечения (электроэнергии, газа, холодной и горячей воды и т.д.), но и возникает пожарно-энергетический и экологический вред, предлагаются нанотехнологии и российские патенты, их реализующие, которые позволяют решить проблемы автономного электро-, водо-, теплоснабжения индивидуальных жилых домов. Результаты и обсуждение. Моделирование показало, что использование комбинации «Шуховской» и вихревой ветроустановок с отечественными гидропанелями и солнечными батареями позволяют создать дублированные и троированные инженерные системы индивидуальных жилых домов, которые по параметрам качества, надежности и безопасности на несколько порядков превышают существующие централизованные системы ресурсоснабжения жилого сектора городов и сельских населенных пунктов. Заключение. Предлагаемый подход позволяет определить место так называемой возобновляемой энергетики в структуре системы ресурсоснабжения городов и сельских населенных пунктов, и остается оценить его эффективность, что предполагается выполнить с помощью модели Леонтьева-Форда и метода ретропрогноза.
Бесплатно
