Тема: Строительство жилых зданий с применением материалов из агроотходов

В настоящее время отходы являются серьезной экологической проблемой, которая представляет угрозу для окружающей среды. Важно повторно использовать агроотходы при изготовлении строительных материалов. Агроотходы могут быть использованы в строительной отрасли двумя способами: путем повторного использования (повторное использование компонентов) и вторичной переработки (переработка отходов в сырье, используемое в производстве строительных материалов).
Переработка - это процедура, при которой отходы или использованные предметы превращаются в новые предметы. Предмет, выполнивший свою задачу, будет утилизирован. При использовании переработки дается возможность продлить время, в течение которого предмет будет использоваться, следовательно, принесет много преимуществ человечеству и окружающей среде. Большинство вещей, которые нас окружают, могут быть переработаны, хотя для переработки различных материалов используются разнообразные методы.
Краткий анализ, приходящийся на середину июня 2021 года, показал прирост населения более чем на 43 млн, вследствие чего на планете стало проживать 7,9 млрд человек. Население стран мира растет, но гораздо медленнее, чем в предыдущие столетия. Аналитики считают, что численность населения планеты достигнет 8 млрд примерно через 14 лет. И с каждым годом разница в темпах ростах будет только расти.
С одной стороны, рост населения прямо указывает на то, что показатели здоровья и смертности со временем улучшаются, что приводит к росту населения. С другой, рост численности населения также подразумевает усиление давления на доступные социальные удобства, например, жилье. Поскольку спрос на жилье растет в геометрической прогрессии, это еще больше нагружает строительную отрасль, а также производство традиционных строительных материалов, таких как цемент, сталь, алюминий и дерево, для производства которых требуются значительные затраты тепловой и электрической энергии и, как следствие, приводит к более высоким затратам на строительство.
Кроме того, такие производственные процессы вызывают более высокий углеродный след, загрязняя воздух, землю и воду. Например, процесс обжига, используемый при производстве цемента, требует температуры до 1450°C, а при этом выделяется около 0,85 тонны CO2 на 1 тонну произведенного цемента. В отдельном исследовании подчеркивается, что на здания в России приходится около 23,5% загрязнения парниковыми газами из-за использования обычных строительных материалов. Согласно утверждениям аналитиков, в настоящее время
строительная отрасль не является устойчивой. Эти результаты подразумевают необходимость в дополнительных научных исследованиях, чтобы разрабатывать строительные материалы, которые не только более экологичные и экономичны, но и более доступны по цене без ущерба для качества строительства.
Согласно фундаментальным исследованиям в области перерабатывающей промышленности с учётом особенностей сырьевой базы в России и опираясь на зарубежный опыт, следует рассмотреть эффективное использование агроотходов при изготовлении строительных материалов в России.
Целью данной работы является изучение вопроса целесообразности ис-пользования строительных материалов из агоротходов для повышения экологичности и энергоэффективности жилых зданий.
Задачи работы :
- Изучить и проанализировать зарубежный опыт использования агроотходов в строительных материалах.
- Описать результаты, полученные зарубежными авторами для прототипов из пшеничной соломы с целью определения возможности использования данного агроматериала в климатических условиях средней полосы Российской Федерации.
- Провести анализ расчетной стоимости, показателя теплопроводности и паропроницаемости инновационного прототипа соломенного блока и классических строительных материалов.
- Показать возможность использования инновационных соломенных блоков в технологии каркасного домостроения.
Объектом исследования является строительство зданий с использованием соломенных блоков.
Предмет исследования - соломенные блоки для строительства экологичных домов.
В качестве основы для исследования взят зарубежный и отечественный опыт применения экологически чистых строительных материалов для реализации целей строительства зданий и сооружений.
Ожидаемая научная новизна - проведение сравнительного анализа класси-ческих строительных материалов по различным характеристикам с альтернатив¬ными строительными материалами с использованием различных типов агроотходов при производстве экологически чистых строительных материалов на биологической основе при строительстве.
Практическая значимость данной работы заключается в попытке дать всесторонний обзор агроотходов при разработке широкого спектра строительных материалов с возможностью определения методов и способов применения указанных материалов в строительных целях.
Методологическая основа исследования: анализ научных источников и документов, аналогия, обобщение материалов исследования, синтез и обобщение научной и учебной литературы и др.
Теоретическая база исследованной проблематики. При написании данной работы использовалась общая, специальная литература, данные научных журналов.

Купить

В ходе дипломного исследования мы выяснили, что в настоящее время в связи с ростом численности населения увеличивается спрос на жилье, а также производством традиционных строительных материалов: сталь, алюминий, дерево, цемент, производство которых требует значительных затрат тепловой и электрической энергии, тем самым увеличивая парниковый эффект и загрязнение окружающий среды. Возникает потребность в необходимости разрабатывать строительные материалы, которые являются более экологичными, экономичными и доступными по цене без ущерба качества строительства. Анализ опыта производства таких материалов зарубежных авторов приводит к выводу, о возможном многообразии экологичных строительных материалов, в основу которых положен принцип использования агроотходов:
- жом сахарного тростника;
- конопля;
- солома;
- кокос;
- натуральные волокна из кукурузной шелухи и пшеничной соломы и т.д.
Патентный анализ аналогичных исследований на территории Российской Федерации показал незначительное количество разработок строительных материалов из агроотходов.
В качестве прототипа строительного материала из агроотходов
На территории Российской Федерации была взята пшеничная солома по причине того, что удельный вес данной агрокультуры в структуре посевных площадей России составляет около 40 % по итогам 2020 года.
В основу сравнительного анализа соломенных блоков и классических строительных материалов легли такие показатели как:
- теплопроводность;
- паропроницаемость;
- стоимость готовой стены из комплекса строительных материалов за 1 м2.
Произведенные расчеты показали, что стоимость готовой стены из ком-плекса строительных материалов состоящих из следующих слоев:
- керамический облицовочный кирпич;
- глиняная штукатурка;
- деревянный каркас с заполнением соломенными блоками;
- внутренней глиняной штукатуркой.
Составляет 8789 руб. за 1 м2 является конкурентно способной по отношению к классическим строительным материалам.
По показателю сопротивления теплопередачи стена из комплекса строи-тельных материалов основным, из которых является соломенный блок, продемонстрировала наивысший результат, среди классических строительных материалов и составила R0пр = 4.187, что является более выигрышным вариантом по сравнению со стеной из комплекса строительных материалов основным, из которых является арболитовый блок на 16 % по сопротивлению теплопередачи.
Показатель паропроницаемости стены из комплекса строительных материалов основным, из которых является соломенный блок, способствует формированию благоприятного микроклимата во всем здании.
В работе приведен пример каркасного домостроения, который не является уникальным и применяется на территории Российской Федерации в том числе и на территории Челябинской области, однако, не смотря на имеющийся опыт подобное строительство не имеет широкого применения.
Для внедрения применения агроотдов в строительстве жилых зданий необходим комплексный подход и поддержка со стороны государства в качестве стимулирования развития строительной отрасли с использованием таких видов отходов.

Купить