Ежегодно в нашей стране изымаются из с/х значительные площади ценных земель. Одновременно увеличивается площадь нарушенных территорий, т.е. таких, которые не могут быть использованы без рекультивации. Наиболее типичные нарушения: снятие почвенного и растительного слоя на строительных площадках, карьерные выемки различных площадей, отвалы и насыпи отработанной породы, канавы и траншеи, свалки производственных и бытовых отходов, провалы, обрушения и т.д. различают нарушения аккумулятивного типа (без повреждения поверхности), и денудационного (прогибы, проседания, трещины).
В условиях территориального дефицита рекультивация земель необходима. Рекультивация – комплекс работ по восстановлению продуктивности и ценности нарушенных земель с целью дальнейшего их использования.
В Беларуси за период активной индустриализации многие доступные невозобновляемые национальные природные ресурсы были истрачены более чем наполовину: нефть – на 85 %, песок стекольный – на 60 %, песок строительный, гравий, глина для производства кирпича – на 50 – 60 %. При этом надо обратить внимание на тот факт, что, несмотря на такой большой расход полезных ископаемых, являющихся сырьем для производства строительных материалов, в жилье нуждается каждый пятый житель. Затраты и содержание имеющегося жилого фонда с каждым годом возрастают. При такой ситуации возможен только один выход – переход на альтернативную энергетику (солнца, ветра, воды), возобновляемые материалы и топливо, экотехнологии, значительно снижающие энерго- и ресурсопотребление.
В строительстве все эти направления объединены в понятие «энергопассивный экодом» – жилище ХХI века. Требования предъявляют не только к экологическому качеству жилья и малозатратной эксплуатации дома, но и к экологичности производства строительных материалов, технологии производства строительных работ, демонтажа зданий по истечении нормативного срока эксплуатации и утилизации строительного мусора. «Энергопассивный экодом» должен сочетать в себе, с одной стороны, использование экологически чистых, легко возобновляемых материалов и энергий, с другой, – не наносить вред своей жизнедеятельностью окружающей природе и здоровью человека.
Пригодность материалов должна оцениваться по четырем основным параметрам: энергоемкость, экологичность, жизненный цикл, утилизация или повторное использование. Энергоемкость – это совокупность энергозатрат при получении строительного материала, его транспортировке, монтаже и эксплуатации. Для оценки экологичности рассматривают следующие вопросы: вреден ли для здоровья человека сам материал или продукты его разложения при эксплуатации; требует ли он защитного покрытия и насколько оно безвредно; представляют ли опасность загрязнения окружающей среды его отходы и насколько безопасна их утилизация? Жизненный цикл определяют по критерию, равному отношению срока службы материала к нормативному сроку эксплуатации всего сооружения в целом. В это понятие включают также возможность ремонта материала и его взаимозаменяемость.
Очень важна возможность повторного использования или безвредной дешевой утилизации материала. Примерами «энергопассивного экодома» в таких индустриально развитых странах, как Англия, США, Германия, Швеция могут служить дома с низким и даже нулевым потреблением энергии, без канализационных систем. Жизнедеятельность человека обеспечивают сбалансированные системы биологической переработки отходов, сбора и очистки дождевой воды, аккумулирования солнечной энергии для отопления.
Считается, что отопление жилища за счет солнечной энергии возможно в очень ограниченных областях земного шара. Однако, по многолетним наблюдениям метеорологов, на широте Минска с апреля по сентябрь на 1 м2 поверхности падает 297600 МДж солнечной энергии. При норме энергопотребления на 1 м2 отапливаемого помещения 70 квт·ч/год, что значительно выше, чем во многих странах Западной Европы, годовое потребление энергии составит всего 25200 МДж. Следовательно, израсходуется только 10 % солнечной энергии, и ее будет достаточно как для отапливания, так и для горячего водоснабжения круглый год. Система канализации должна быть локальной и автономной, максимально использующей естественные процессы переработки и биотехнологии. Если проанализировать ситуацию с ресурсами местных возобновляемых строительных материалов в Беларуси, да и во многих других странах, будущее в жилищном малоэтажном строительстве за деревянными каркасными системами, а идеальным строительным материалом, сочетающим в себе свойства утеплителя и несущую способность, – прессованная солома в сочетании с глиняным связующим. В качестве примера можно рассмотреть следующие варианты индивидуального экодома на Беларуси. Фундамент под наружные стены из монолитного бетона. Несущий деревянный каркас из брусьев сечением 100х100 мм, устойчивость которого обеспечивается жесткостью объемного деревянного каркаса с деревянным чердачным перекрытием и стропильной крышей. Конструкция крыши имеет скатную форму с выраженной южной ориентацией. Поверхность покрыта сплошным водовоздушным солнечным коллектором. Перекрытия –
по деревянным балкам с подшивкой вагонкой. Ограждающие стеновые конструкции выполнены из модифицированных отпрессованных соломенных блоков размером 500х500/1000х360 мм, которые укладывают на раствор с последующим оштукатуриванием наружной поверхности по металлической сетке цементно-известковым раствором М50 и защитой ее фасадной краской. Изнутри стены облицованы силикатными блоками толщиной 100 мм, плотностью 600 кг/м3, с отделкой обоями или гипсоволокнистыми листами с декоративным покрытием.
Во втором варианте экодома все несущие конструкции монтируют из сборных элементов, которые выполняют из деревянного каркаса с эффективным долговечным утеплителем и облицовкой листовыми материалами (ДВП, фанера, цементостружечные плиты) или черновой доской. С внутренней стороны для отделки стен используют гипсокартонные листы или вагонку, с наружной – вагонку деревянную или металлическую (сайдинг).
Задача №3
Определить удельную прочность (коэффициент конструктивного качества) гранита, кирпича глиняного и бетона тяжелого, если предел прочности на сжатие Rсж для этих материалов равен соответственно 280, 10 и 60 МПа.
Решение:
Коэффициент конструктивного качества находится по формуле
Средняя плотность для бетона тяжелого ρср=2200-2500 кг⁄м³
кирпича глиняного ρср=1700-1900 кг⁄м³
гранита ρср=2600-2700 кг⁄м³
Для бетона тяжелого
Для кирпича глиняного
Для гранита
Литература
1. Баженов В.М. Технология бетона. – М.: Высшая школа, 1967.
2. Киреева Ю.И., Лазаренко О.В. Строительные материалы и изделия. Учеб. пособие. – Мн.: Дизайн ПРО, 2001.
3. Пинчук Л.С., Струк В.А., Мышкин Н.К., Свириденок А.И. Материаловедение и конструкционные материалы. – Мн.: Вышэйшая школа, 1989.
4. Чаус К.В. и др. Технология производства строительных материалов, изделий и конструкций. – М.: Стройиздат, 1988.
5. Боженов П.И. Комплексное использование минерального сырья и экология. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1994.