Автореферат (1094959), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

где – параметрические показатели экологического воздействия.

При проектировании на промежуточных этапах следует проверять функциональные и конструктивные характеристики ТС, влияющие на основные энергетические потоки: тепловые потери, электромагнитные излучения, уровни шума, вибрации и др. Для снижения негативного воздействия материальных потоков следует предусмотреть сокращение и безотходное использование расходных материалов.

Во втором случае, когда ТС являются одним из элементов систем более высокого иерархического уровня (СС и ПТС), определяются материальные и энергетические входные и выходные потоки, приходящиеся на долю ТС, которые особо значимы на этапах производства и выведения из эксплуатации СС, а также уровень физических воздействий проектируемых ТС, оказывающих влияние на абиотическую среду и биоту, особенно в зоне массовых застроек. Оценивается также роль ТС в сохранении динамического равновесия и устойчивости ПТС.

Для повышения геоэкологической безопасности на стадии эксплуатации ТС необходимо следовать общеизвестным принципам: повышение надежности и долговечности, удобство обслуживания и ремонта, использование модульных конструкций, уменьшение расходных материалов и др. Уровень негативных воздействий на входе и выходе будет зависеть от материальных потоков и потоков энергии, необходимых для поддержания эксплуатации ТС.

На стадии рециклинга ТС следует рассматривать возможность рециклинга отдельных подсистем, агрегатов, узлов, деталей, материалов. Для материалов негативное воздействие будет определяться на входе как

, (9)

где – масса k-го конструкционного материала ТС, ожидаемого к рециклингу, кг;

– расход энергии на рециклинг 1 кг k-го конструкционного материала, МДж/кг конструкционного материала.

Следует выбирать технологии рециклинга с минимальным потреблением энергии и минимальным техногенным воздействием на окружающую среду. На выходе негативное воздействие определяется как

, (10)

где – приведенная масса выбросов от рециклинга 1 кг k-го конструкционного материала, кг/кг конструкционного материала;

– негативное энергетическое воздействие на ОС от процесса рециклинга (энергетические потери), МДж.

Для снижения этого воздействия при структурном синтезе следует предусмотреть возможность выбора материалов, пригодных к рециклингу, использования рециклированных материалов, возможность разборки конструкций ТС после завершения эксплуатации и использования ее элементов для реконструкции аналогичных или других ТС. Также актуально при параметрической оптимизации учитывать, что общее негативное воздействие на этой стадии зависит от оптимального соотношения масс конструкционных материалов.

Для управления экологическим проектированием разработаны политика, цели и программа повышения геоэкологической безопасности ТС. Программа может быть представлена и в алгоритмах (например, алгоритм для снижения негативного воздействия при рециклинге представлен на рис. 6).

Из любых двух конкурентоспособных вариантов (Х₁ и Х₂) при проектировании ТС при условии, что (где χ_Σ – совокупность продукционных систем) Х₁ будет предпочтительней Х₂ относительно цели при характеристической функции только при условии

, (11)

где цель исследования – минимизация негативного воздействия на ОС в жизненном цикле;

– уровень негативного воздействия первого и второго вариантов.

Рис. 6. Алгоритм реализация экологической цели ( – коэффициент унификации, а – коэффициент разборки конструкции ТС)

При нормировании уровня допустимых негативных воздействий ТС задаются ограничения следующего вида:

, (12)

где [ω_н] _j – нормируемая величина воздействия на j-й компонент природы.

Оценка проектируемых ТС по множеству критериев, в т.ч. и геоэкологических, является весьма сложной задачей. При решении задачи выбора конкурентных вариантов с использованием нескольких экологических показателей применяют различные качественные и количественные методы оценки. При этом использование всех экологических показателей на ранних стадиях проектирования нецелесообразно, так как это значительно увеличивает время исследования. Поэтому на каждом этапе проектирования следует с помощью экспертных оценок выбирать основные экологические показатели, которые зависят от уточняемых на выбранном этапе проектирования технических характеристик проектируемых СиТС.

Автором используется метод оценки геоэкологической безопасности создаваемых ПТС, основанный на импликативных отношениях технических и экологических показателей СиТС, или принципе «Что будет если…?» (применяется для оценки надежности ТС), которые позволяют прогнозировать негативный отклик в ОС при изменении параметров СиТС. Этот метод относится к группе качественных методов оценки экологической безопасности. В то же время он дает представление об отклонениях показателей конкретных физических величин и может служить основой для детерминированных методов оценки, а также позволяет выработать корректирующие воздействия не только с позиций совершенствования функционирования СиТС, но и геоэкологической безопасности. Метод использует промежуточные параметры, характеризующие состояние СиТС, и способствует повышению геоэкологической безопасности на этапе разработки систем.

На рис. 7 показана модель использования промежуточных параметров СиТС для анализа, оценки и выработки управляющих корректирующих воздействий для повышения геоэкологической безопасности проектируемых ПТС. В методологическом плане эту схему можно применять к любой стадии разработки СС и входящих в нее ТС и, в принципе, любой ПТС.

Рис. 7. Модель использования импликативных отношений экологических и технических показателей для повышения геоэкологической безопасности ПТС

Использование в качестве приложений к этой модели критериев «экологически безопасной системы», в которую входят материалы, технические системы и технологические процессы (табл. 3), а также «проверочных листов» (табл. 4), позволяющих корректировать уровень предполагаемого негативного воздействия от принятия проектных решений, сделает возможным проведение управляющих корректирующих воздействий для повышения геоэкологической безопасности ПТС не только квалифицированным специалистам в области экологии, но и строителям, конструкторам, технологам, механикам и др.

Критерием «экологически безопасного материала» могут быть экологические показатели, характеризующие негативное воздействие на ОС при производстве различных конструкционных материалов. В работе приводится оригинальная методика определения приведенной массы выбросов при производстве материалов, которая адаптирована к российским условиям и дает результаты, сравнимые с другими методиками (табл. 5).

Для качественного анализа геоэкологической безопасности ТС на базе регрессионных математических зависимостей автором разработана модель определения импликативных отношений технических и экологических показателей на примере электрических машин.

Таблица 3

Критерии «экологически безопасной системы»

Таблица 4

Характеристики

Список файлов диссертации