ТЕХНОЛОГИИИ ДЛЯ АРКТИКИ


ТЕХНОЛОГИИИ ДЛЯ АРКТИКИ

Автор: Владимир Швецов

Дата публикации: 01.13.20

(к вопросам импортозамещения на территориях высоких широт)

2 мая 2014 г. президент РФ Владимир Путин подписал указ "О сухопутных территориях Арк-тической зоны Российской Федерации".
Согласно этому документу, российская часть Арктики включает Мурманскую, Архангельскую области; Республики Коми и Якутия; Красноярский край; Ненецкий, Чукотский, Ямало-Ненецкий автономные округа, а также "земли и острова, расположенные в Северном Ледови-том океане и некоторые улусы Якутии, которые были объявлены территорией СССР поста-новлением Президиума ЦИК СССР от 15 апреля 1926 г.".
С российской арктической зоной граничат территории четырех государств: США, Канады, Норвегии и Дании, которая владеет Гренландией.
Общая площадь арктических владений России составляет порядка 3 млн кв. км (18% всей тер-ритории РФ), в том числе 2,2 млн кв. км суши, где проживает более 2,5 млн человек. Это менее 2% населения России (146,8 млн) и более 54% от общего населения всей Арктики (4,6 млн).
Добываемые в пределах Арктики полезные ископаемые, их разведанные запасы и прогнозные ре-сурсы составляют основную часть минерально-сырьевой базы РФ. Здесь производится более 90% никеля и кобальта, 60% меди, извлекается около 80% газа и 60% нефти, большая часть алмазов России. При этом потенциальные запасы перечисленных видов сырья составляют свы-ше 70-90% от общероссийских.

Концепция освоения Арктической зоны на основе природоподобных технологий

Развития современной цивилизации должно опираться на природоподобные технологии. Этот подход был впервые озвучен Президентом России В.В. Путиным на заседании Генеральной Ас-самблеи ООН в сентябре 2015 года.   

В основу разработки природоподобных технологий для Арктической зоны положен принцип  «наименьшего действия», «минимума диссипации» или «минимума рассеивания энергии». Он  был  впервые сформулирован французом Пьером Луи де Мопертюи в 1746 году: «Природа, про-изводя действия, всегда пользуется наиболее простыми средствами», «количество действия всегда является наименьшим».  
Российский академик Н.Н.Моисеев (1917-2000 гг.)  обращал  пристальное внимание на основу взаимоотношения человека и природы: «Если допустимо не единственное состояние системы (процесса), а целая совокупность состояний, согласных с законами сохранения и связями, наложенными на систему (процесс), то реализуется то ее состояние, которому отвечает ми-нимальное рассеяние энергии, или, что то же самое, минимальный рост энтропии».
При  разработке природноподобных технологий  Арктическим фондом перспективных проек-тов и исследований  эта идеология применена  для сокращения  траты энергии, времени,  мате-риалов, количества операций, комбинаций, рабочей силы, механизмов, отношений и т.д. В ней также использован принцип  инверсии негативных природных факторов  для  освоения Арктических зон.
Кроме того   ведется работа по созданию методики построения и реорганизации социальных систем в зависимости от заданных целей, задач  достижения целей, морали и оценочных крите-риев, создана методика прогноза поведения социальных систем.

Методология освоения Арктической зоны  на основе природоподобных технологий

 Российской Федерации требуется  совершение технического и технологического прорывов для решения первоочередных проблем общества и развития экономического потенциала.
К таковым, с нашей точки зрения,  относятся:

1.    Создание новых методов промышленно-гражданского строительства с минимизацией за-трат по всей  спецификации строительно-монтажных  работ.

2.    Снижение эксплуатационных расходов вводимых зданий и сооружений ниже требований, действующего законодательство о реформе ЖКХ.

3.    Создания инновационных технологий дорожного строительства на основе инверсии при-родных факторов.

Результаты разработок
    
1.    Создание новых методов промышленно-гражданского строительства с минимизаци-ей затрат по всей  спецификации строительно-монтажных  работ.

1.1.    В разработанных технологиях задействован  принцип индустриализации. На строительной площадке происходит только сборка конструктивных элементов высокой заводской готовности и универсальности без мокрых процессов и сварки.

1.2.     Освоены способы снижение материалоемкости каркасных зданий за счет кора-бельных методик расчета прочности и выноса ограждений за пределы периметра.  В осуществляемых проектах новые методики расчета и вынос ограждений за пределы пе-риметра позволяют сократить материалоемкость зданий  и сооружений до 20 кг металла на один квадратный метр (действующие нормы -90 кг на квадратный метр).  
 
1.3.    По новым технологиям возведение нулевого цикла ведется с использованием при-родной энергетики (аккумуляции холода в зимний период через разработанные  термо – аккумуляторы и  ортотропные платформы), что повышает прочностные характеристики подосновы до уровня скальных пород и сокращает  стоимость фундаментов до 2-4 про-центов от сметной стоимости объекта (по действующим СНиП-30-40 процентов).Первый такой  дом построен в г. Новый Уренгой в 2009 году.

1.4.      Формирование стеновых ограждений производится  методом примыкания к пе-риметру каркасу объекта,  что исключает образование свищей, тепловых потерь и сводит к минимуму строительный брак, снижает потери энергии при эксплуатации зданий.

По всем направления созданы проекты домокомплектов облегченного веса и высокой степенью внутренней отделки. Технологии позволяют изменять внешнюю архитектуру фасадов без изменения  стоимости.

2.    Снижение эксплуатационных расходов вводимых зданий и сооружений ниже требований, действующего законодательства о реформе ЖКХ.

2.1.     В основу сокращения затрат положен принцип создание нескольких производст-венных циклов в одном тепловом процессе, что позволяет повысить КПД теплового процесса  в 2-3 раза (зависит  от числа производств). Проще говоря, при сжигании единицы энергоносителя необходимо  получать одновременно тепло и электроэнергию (когенерация). Если производить  строительные материалы  с применением высоких температур, то это создает три производства в одном тепловом.

2.2.        Применен принцип децентрализация или сокращение протяженности инженерных коммуникаций. Чем короче расстояние от источника  производства воды, тепла, электроэнергии до потребителя, тем меньше материалоемкость инженерных сетей, затраты энергии на перемещение, потери в сетях. В арктических условиях принципиально важно создание внутрирайонных систем производства тепла, электроэнергии и воды из артезианских скважин.
Расчеты показывают, что при  децентрализации очевидно снижение себестоимости  эксплуатационных расходов  зданий и сооружений (затрат ЖКХ)  минимум в  4 раза!!!

2.3     Разработан проект паровой турбины насыщенного и влажного пара для производ-ства тепла и электроэнергии.   
Сравнение характеристик инновационной турбины  с одной из лучших серийных установок ПТГ-500-25-13/3 при сжигании единицы условного топлива.

Особенностью данной турбины является простота изготовления и низкая стоимость
Математическая модель действия данной турбины, построенная  квалифицированными россий-скими разработчиками, показала рост производства электроэнергии в 3,5 раза и тепловой энер-гии в 19 раз из единицы условного топлива по сравнению с действующими технологиями.
Расчеты не противоречат существующим законам теплофизики и термодинамики:

1.    Разработка позволяет использовать  диапазон мощности от   киловатт до сотен мега-ватт;
2.    Турбину отличает простота конструкции и уровень технологичности, исключающий прецизионную обработку деталей;
3.    Может применяться во всех отраслях производства тепловой и электрической энергии, включая военный и гражданский флот, атомные, тепловые и гидроэлектростанции, военное и промышленное строительство.
4.    Использование любого типа органического топлива вплоть до утилизации бытовых отходов;
5.    Ведет к снижение выбросов вредных веществ (Киотский протокол и Парижское согла-шение по климату 2016 года) в три раза на выработку 1 киловатта электроэнергии по сравнению с действующими технологиями.

Разработаны чертежи и изготовлен опытный образец турбины. Остается провести стендовые испытания, которые должны подтвердить заявленные результаты.

Доведение данной разработки до промышленных образцов позволит России совершить технологический прорыв  в области турбиностроения.

3.   Создания инновационных технологий дорожного строительства на основе инверсии природных факторов:

3.1.  Технологии и методы аккумуляции холода,  используемые для фундаментов  зданий и сооружений, применимы  при создании автомобильных и железных дорог;

3.2.    Принципы и методы аккумуляции холода,  используемые для фундаментов  зданий и сооружений (российский патент), применимы  для строительства ледяных островов для буровых (на глубине до 150 метров), пирсов и дамб;
3.3.     Создание ледяных островов вместо передвижных платформ позволяют снизить за-траты в  десятки раз на разработку шельфовых месторождений углеводородов.

ИТОГИ И ВЫВОДЫ

Предлагаемые  разработки позволяют:
1.    Производительность труда повышается в 4-6 раз;
2.    Транспортные издержки  снижаются  в 10 раз;
3.    Энергоэффективность  вырастает более чем в 3 раза (26 ватт на 1 кв. м вместо 90 ватт на кв. м.);
4.    Себестоимость квадратного метра снижается на 40 и более процентов.
Массовое внедрение инновационных технологий позволить сберечь триллионы бюджетных рублей на строительство и эксплуатацию жилых и социальных объектов, транспортных коммуникаций.

09-02-2021

Новые публикации в Нашей Билиотечке

Читайте по ссылке.


06-02-2021

Проект «Сталитек»

Представляем проект отраслевой программы в сфере строительства зданий и сооружений в арктических зонах и труднодоступных территориях по технологии «Сталитек» в блочно-модульной комплектации и процесс производства домокомплектов на специализированном предприятии в г.Новороссийск. Подробности.

 


13-01-2020

Запуск портала

Начал работу портал МИР ЯНАО и АРКТИКИ, где  мы будем рассказывать о модернизации и развитии ЯНАО и Арктики.