Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
|
Введение 8
Глава 1. Системное представление современного состояния исследований в области акустической и электромагнитной экологизации среды обитания человека 10
1.1. Теоретические аспекты комплексного снижения уровня вредных
физических факторов в энергонасыщенном рабочем пространстве 11
1.2. Мониторинг патологического воздействия на человека загрязнения окружающей среды по шумовому и электромагнитному факторам 16
1.3. Перспективы применения углеродсодержащих компонентов в
химическом и структурном составе защитных материалов 19
1.4. Диссертационный и патентный поиск в области формирования безопасности на рабочих местах с повышенными уровнями энергетических характеристик звуковых и электромагнитных полей 21
1.5. Выводы по главе 1 25
Глава 2. Методология экспериментальных исследований и характеристика используемых материалов 26
2.1. Характеризация базовых сырьевых компонентов как объектов
исследования 26
2.2. Аппаратурное обеспечение и методологические способы решения
исследовательских задач 34
2.3. Выводы по главе 2 37
Глава 3. Исследование физико-химических свойств материалов и разработка рационализированного состава 38
3.1. Обоснование вариативного отбора рецептурных компонентов 39
3.2. Анализ результатов акустических испытаний материалов 41
3.3. Исследование эффективности экранирования электромагнитного
излучения углеродсодержащими материалами 46
3.4. Прочностные особенности разработанных штукатурных смесей. 47
3.5. Показатели микробиологической стойкости строительных смесей на основе углеродсодержащих материалов 49
3.6. Оценка фитотоксичности сырьевых компонентов углеродсодержащих смесей для штукатурных работ 53
3.7. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в углеродсодержащих смесях 56
3.8. Проектирование и многокритериальная оптимизация составов 58
3.9. Выводы по главе 3 60
Глава 4. Технологические аспекты и технико-экономическое обоснование производства строительных углеродсодержащих смесей 62
4.1. Проектирование обобщенной технологической схемы получения
сухих строительных смесей для штукатурных работ 63
4.2. Бизнес-планирование и концепция коммерциализации проекта по выпуску строительной продукции для систем обеспечения безопасной среды обитания человека 68
4.2.1. Оценка экономического потенциала и эффективности бизнес-проекта 68
4.2.2. Финансовая структура инвестиционного проекта 72
4.2.3. Определение показателей эффективности проекта 74
4.3. Внедрение результатов исследований 78
4.4. Выводы по главе 4 80
Заключение 82
Библиографический список 84
Глава 1. Системное представление современного состояния исследований в области акустической и электромагнитной экологизации среды обитания человека 10
1.1. Теоретические аспекты комплексного снижения уровня вредных
физических факторов в энергонасыщенном рабочем пространстве 11
1.2. Мониторинг патологического воздействия на человека загрязнения окружающей среды по шумовому и электромагнитному факторам 16
1.3. Перспективы применения углеродсодержащих компонентов в
химическом и структурном составе защитных материалов 19
1.4. Диссертационный и патентный поиск в области формирования безопасности на рабочих местах с повышенными уровнями энергетических характеристик звуковых и электромагнитных полей 21
1.5. Выводы по главе 1 25
Глава 2. Методология экспериментальных исследований и характеристика используемых материалов 26
2.1. Характеризация базовых сырьевых компонентов как объектов
исследования 26
2.2. Аппаратурное обеспечение и методологические способы решения
исследовательских задач 34
2.3. Выводы по главе 2 37
Глава 3. Исследование физико-химических свойств материалов и разработка рационализированного состава 38
3.1. Обоснование вариативного отбора рецептурных компонентов 39
3.2. Анализ результатов акустических испытаний материалов 41
3.3. Исследование эффективности экранирования электромагнитного
излучения углеродсодержащими материалами 46
3.4. Прочностные особенности разработанных штукатурных смесей. 47
3.5. Показатели микробиологической стойкости строительных смесей на основе углеродсодержащих материалов 49
3.6. Оценка фитотоксичности сырьевых компонентов углеродсодержащих смесей для штукатурных работ 53
3.7. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в углеродсодержащих смесях 56
3.8. Проектирование и многокритериальная оптимизация составов 58
3.9. Выводы по главе 3 60
Глава 4. Технологические аспекты и технико-экономическое обоснование производства строительных углеродсодержащих смесей 62
4.1. Проектирование обобщенной технологической схемы получения
сухих строительных смесей для штукатурных работ 63
4.2. Бизнес-планирование и концепция коммерциализации проекта по выпуску строительной продукции для систем обеспечения безопасной среды обитания человека 68
4.2.1. Оценка экономического потенциала и эффективности бизнес-проекта 68
4.2.2. Финансовая структура инвестиционного проекта 72
4.2.3. Определение показателей эффективности проекта 74
4.3. Внедрение результатов исследований 78
4.4. Выводы по главе 4 80
Заключение 82
Библиографический список 84
Актуальность работы. Современное состояние окружающей среды и жизнедеятельности человека характеризуется интенсификацией
энергонасыщенности и наукоемкости вследствие высокого уровня урбанизации и техногенеза природных и производственных территорий. Производственно обусловленные и профессиональные заболевания, вызываемые длительным воздействием физических вредных и опасных факторов рабочей среды, относятся к числу наиболее распространенных отклонений в состоянии здоровья работников. При этом производственный шум и электромагнитное излучение входят в перечень доминирующих и взаимосвязанных причин повышения уровня риска возникновения несчастных случаев на производстве вплоть до инвалидизации, снижения общей работоспособности персонала и роста экономических потерь предприятий [1,2]. В связи с этим актуальной задачей научных изысканий становится комплексный подход к санитарно-гигиенической оценке условий формирования факторов риска для персонала и населения, заключающийся в оптимизации жизнеобеспечения территориальных зон по шумовому и электромагнитному фактору с применением рационализированных организационно-управленческих, технологических и экономических решений, мониторинговых и экспериментальных исследований. Перспективным научным направлением является применение функциональных строительных и отделочных материалов и технологий изоляционного и поглотительного назначения на основе углерода, рациональный подбор которых зависит от конструктивных и объемно¬планировочных решений зданий и территорий.
Целью данной работы является разработка углеродсодержащих смесей, применяющихся для облицовочных и штукатурных работ внутри помещения с целью оптимизации акустической и электромагнитной обстановки в энергонасыщенном рабочем пространстве.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи: 1)
постановка рабочей гипотезы исследования и теоретическое обоснование эффективности применения углеродсодержащих компонентов в составе акустических материалов; 2) определение рациональных методов инструментального анализа и методологии решения исследовательских задач; 3) оценка экспериментальных показателей эффективности изоляции воздушного шума для перегородок со штукатурным углеродсодержащим слоем; 4) исследование эффективности экранирования электромагнитных волн углеродсодержащими материалами; 5) изучение прочностных особенностей акустических смесей; 6) определение показателей микробиологической стойкости строительных углеродсодержащих смесей; 7) оценка фитотоксичности сырьевых компонентов функциональных материалов; 8) определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в углеродсодержащих смесях; 9) проектирование и многокритериальная оптимизация составов; 10) проектирование обобщенной технологической линии по получению углеродсодержащих смесей акустического назначения; 11) оценка экономического потенциала и показателей эффективности бизнес-проекта для малого инновационного предприятия по внедрению разработанных смесей в системы безопасной жизнедеятельности человека.
Научная новизна работы заключается в установлении закономерности изменения уровней звукового давления при прохождении звука через многослойную ограждающую конструкцию со штукатурной обработкой углеродсодержащими смесями, заключающейся в том, что наибольшей акустической эффективностью обладают материалы на основе шунгита в ряду: образцы с модифицированным шунгитом ^ образцы с шунгитом ^ образцы с активированным углем ^ образцы с техническим углеродом (строительной сажей). Акустическая эффективность изоляции воздушного шума углеродсодержащих штукатурных смесей закономерно повышается с увеличением толщины слоя в диапазоне 0,5; 15; 30 мм соответственно: для
модифицированного шунгита - 8; 12; 17 дБ; для шунгита - 7; 10; 15 дБ; для активированного угля - 6; 9; 13; для технического углерода - 4; 6;10 дБ.
энергонасыщенности и наукоемкости вследствие высокого уровня урбанизации и техногенеза природных и производственных территорий. Производственно обусловленные и профессиональные заболевания, вызываемые длительным воздействием физических вредных и опасных факторов рабочей среды, относятся к числу наиболее распространенных отклонений в состоянии здоровья работников. При этом производственный шум и электромагнитное излучение входят в перечень доминирующих и взаимосвязанных причин повышения уровня риска возникновения несчастных случаев на производстве вплоть до инвалидизации, снижения общей работоспособности персонала и роста экономических потерь предприятий [1,2]. В связи с этим актуальной задачей научных изысканий становится комплексный подход к санитарно-гигиенической оценке условий формирования факторов риска для персонала и населения, заключающийся в оптимизации жизнеобеспечения территориальных зон по шумовому и электромагнитному фактору с применением рационализированных организационно-управленческих, технологических и экономических решений, мониторинговых и экспериментальных исследований. Перспективным научным направлением является применение функциональных строительных и отделочных материалов и технологий изоляционного и поглотительного назначения на основе углерода, рациональный подбор которых зависит от конструктивных и объемно¬планировочных решений зданий и территорий.
Целью данной работы является разработка углеродсодержащих смесей, применяющихся для облицовочных и штукатурных работ внутри помещения с целью оптимизации акустической и электромагнитной обстановки в энергонасыщенном рабочем пространстве.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи: 1)
постановка рабочей гипотезы исследования и теоретическое обоснование эффективности применения углеродсодержащих компонентов в составе акустических материалов; 2) определение рациональных методов инструментального анализа и методологии решения исследовательских задач; 3) оценка экспериментальных показателей эффективности изоляции воздушного шума для перегородок со штукатурным углеродсодержащим слоем; 4) исследование эффективности экранирования электромагнитных волн углеродсодержащими материалами; 5) изучение прочностных особенностей акустических смесей; 6) определение показателей микробиологической стойкости строительных углеродсодержащих смесей; 7) оценка фитотоксичности сырьевых компонентов функциональных материалов; 8) определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в углеродсодержащих смесях; 9) проектирование и многокритериальная оптимизация составов; 10) проектирование обобщенной технологической линии по получению углеродсодержащих смесей акустического назначения; 11) оценка экономического потенциала и показателей эффективности бизнес-проекта для малого инновационного предприятия по внедрению разработанных смесей в системы безопасной жизнедеятельности человека.
Научная новизна работы заключается в установлении закономерности изменения уровней звукового давления при прохождении звука через многослойную ограждающую конструкцию со штукатурной обработкой углеродсодержащими смесями, заключающейся в том, что наибольшей акустической эффективностью обладают материалы на основе шунгита в ряду: образцы с модифицированным шунгитом ^ образцы с шунгитом ^ образцы с активированным углем ^ образцы с техническим углеродом (строительной сажей). Акустическая эффективность изоляции воздушного шума углеродсодержащих штукатурных смесей закономерно повышается с увеличением толщины слоя в диапазоне 0,5; 15; 30 мм соответственно: для
модифицированного шунгита - 8; 12; 17 дБ; для шунгита - 7; 10; 15 дБ; для активированного угля - 6; 9; 13; для технического углерода - 4; 6;10 дБ.
Рост уровня электромагнитного и акустического загрязнения среды жизнедеятельности человека приводит к повышению количества работников, занятых во вредных условиях труда в различных видах экономической деятельности. Современная электромагнитно-акустическая обстановка является агрессивным стресс-фактором с высокой биологической активностью, провоцирует возникновение отклонений в состоянии здоровья населения специфического и неспецифического характера. Отсутствие эффективной системы стимулирования природоохранной деятельности, направленной на снижение шумового и электромагнитного загрязнения обуславливает актуальность разработки принципов эколого-экономической политики и систем комплексной защиты человека от названного факторного воздействия.
В связи с этим, для достижения основной цели работы - повышения акустических характеристик штукатурных смесей - были решены сопутствующие задачи и получены следующие результаты:
- изучены и проанализированы теоретические аспекты комплексного снижения акустической и электромагнитной нагрузки в энергонасыщенном пространстве;
- определены оптимальные методики экспериментальных исследований для изучения физико-химических и технологических характеристик с учетом специфики исследуемых материалов;
- разработаны оптимальные составы шумопонижающих углеродсодержащих смесей, соответствующие критериям экологической безопасности, санитарно-гигиеническим нормативам и показателям надежности;
- исследованы и рассчитаны основные параметры эксплуатационных характеристик разработанных составов, значения которых указывают на приемлемость и эффективность их применения в системах обеспечения безопасной жизнедеятельности человека;
- разработана безопасная технология производства штукатурных смесей на основе углеродсодержащих материалов;
- разработаны «Рекомендации по снижению уровня профессиональных рисков по шумовому фактору на предприятии ООО «Алексеевский соевый комбинат»»;
- доказана приемлемость проектных решений и экономическая эффективность вложения денежных средств в финансирование бизнес- проекта по выпуску разработанных материалов.
Перспективы дальнейших исследований целесообразно
рассматривать в направлении: расширения сырьевой базы при получении сухих смесей акустического и радиоэкранирующего назначения; синтезирования материалов, отличающихся высокими показателями эксплуатационных характеристик; совершенствования комплексных систем по защите от вредных производственных факторов с учетом методологических основ рискологии и эргономики.
В связи с этим, для достижения основной цели работы - повышения акустических характеристик штукатурных смесей - были решены сопутствующие задачи и получены следующие результаты:
- изучены и проанализированы теоретические аспекты комплексного снижения акустической и электромагнитной нагрузки в энергонасыщенном пространстве;
- определены оптимальные методики экспериментальных исследований для изучения физико-химических и технологических характеристик с учетом специфики исследуемых материалов;
- разработаны оптимальные составы шумопонижающих углеродсодержащих смесей, соответствующие критериям экологической безопасности, санитарно-гигиеническим нормативам и показателям надежности;
- исследованы и рассчитаны основные параметры эксплуатационных характеристик разработанных составов, значения которых указывают на приемлемость и эффективность их применения в системах обеспечения безопасной жизнедеятельности человека;
- разработана безопасная технология производства штукатурных смесей на основе углеродсодержащих материалов;
- разработаны «Рекомендации по снижению уровня профессиональных рисков по шумовому фактору на предприятии ООО «Алексеевский соевый комбинат»»;
- доказана приемлемость проектных решений и экономическая эффективность вложения денежных средств в финансирование бизнес- проекта по выпуску разработанных материалов.
Перспективы дальнейших исследований целесообразно
рассматривать в направлении: расширения сырьевой базы при получении сухих смесей акустического и радиоэкранирующего назначения; синтезирования материалов, отличающихся высокими показателями эксплуатационных характеристик; совершенствования комплексных систем по защите от вредных производственных факторов с учетом методологических основ рискологии и эргономики.