Пояснительная записка (1233767), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Визитной карточкой алюминия в современной архитектуре, безусловно, являются небоскребы. Их полностью стеклянные стены, или иначе светопрозрачные фасады, представляют собой конструкцию из стекла и алюминиевых рам. Повсеместное распространение во всем мире они получили потому, что позволяют сделать здание значительно более энергоэффективным с экономической точки зрения, а также существенно сократить выбросы CO₂. Полностью стеклянная внешняя площадь здания позволяет впускать в него гораздо больше солнечного света и сокращать использование искусственного освещения. Но еще больше энергии экономится на отоплении и кондиционировании помещений. В отличие от обычного стекла, которое беспрепятственно пропускает тепло в одну и в другую сторону, стекло для светопрозрачных фасадов обладает низкой теплопроводностью (параметр U–Value) – оно отражает солнечное тепло летом, а зимой не выпускает тепло из здания.

Возвращаясь к «Empire State Building», в 1993 году, в рамках программы реконструкции легендарной высотки, железные рамы всех 6514 окон были заменены на алюминиевые. Новые окна составляют всего 30% поверхности здания, но даже это позволило экономить 16% потребляемой энергии в год.

В 2012 году компания «Siemens» открыла в Лондоне Центр устойчивого городского развития, который был назван «Crystal». Здание центра, сконструированное с применением алюминиевых фасадов а также новейших строительных энергосберегающих технологий, стало единственным в мире, получившим высокие рейтинги «LEED» и «BREEAM» – двух самых распространенных систем оценки зданий по степени воздействия на окружающую среду. «Crystal» потребляет на 46% меньше электроэнергии и вырабатывает на 65% меньше углекислого газа, чем любое другое сравнимое по размерам офисное здание.

Эти расчеты становятся особенно актуальны, если думать не только о настоящем, но и о будущем. По прогнозам, к 2050 году население планеты достигнет 10 млрд. человек, 2/3 которых будут жить в городах, а значит особенно остро станет проблема экологии, в том числе возможная нехватка воды, плодородных почв, других ресурсов. Учитывая 100% перерабатываемость алюминиевых конструкций со значительным сокращением выбросов углекислого газа, именно этот металл становится материалом будущего.

В современной архитектуре для строительства развлекательных, выставочных, торговых и других павильонов используется технология сетчатой оболочки. Этот тип строительной конструкции был разработан русским инженером и архитектором Владимиром Шуховым¹ в 1896 году. Тем не менее, из–за сложности расчетов она применялась крайне редко. С появлением компьютерного моделирования, а также новых строительных материалов и технологий, этот вид конструкций постепенно стал доминировать в строительстве павильонов.

Легкая и одновременно прочная сетчатая оболочка позволяет строить не только большие по площади сооружения, но и придавать им самые необычные формы. В качестве материала для сетчатой оболочки применяется как сталь, так и алюминий, позволяющий в 3 раза облегчить конструкцию. Кроме того, из алюминиевых листов зачастую делается кровля и стены таких сооружений, что позволяет существенно снизить нагрузку на несущую конструкцию. Гигантский развлекательный парк «Ferrari World» в Абу–даби, открытый в 2010 году, имеет самую большую в мире алюминиевую крышу площадью 200 000 м².

По аналогии с павильонами, при строительстве стадионов, крытых бассейнов и других спортивных объектов алюминий широко используется для сооружения масштабных конструкций нестандартных форм. Им покрыта крыша Центра водных видов спорта, построенного к Олимпийским играм в Лондоне 2012 года, которая имеет форму огромной морской волны. Длина крыши составляет 160 метров, а вес – 3 тысячи тонн. Под ней расположены два 50–метровых бассейна, один 25–метровый бассейн для прыжков в воду, а также места для 17 500 зрителей.

Алюминий был одним из ключевых материалов при строительстве олимпийских объектов в Сочи к зимней Олимпиаде 2014 года. Общая площадь светопрозрачных фасадов ледового дворца «Большой», биатлонного стадиона «Лаура» и центра санного спорта «Санки» превысила 16 000 м². [25]

Можно отметить следующие качества алюминия, в решающей мере определившие общий прогресс алюминиевых конструкций:

а) технологичность

¹Владимир Шухов (1853 - 1939) - русский инженер, архитектор, изобретатель и учёный. Изобрел и первым в мире применил металлическую сетчатую оболочку в качестве строительной конструкции. Для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде Владимир Шухов построил восемь павильонов с перекрытиями в виде сетчатых оболочек

б) коррозионная стойкость;

в) архитектурная выразительность;

г) малая плотность при удовлетворительной прочности.

Высокая отражательная способность, бактерицидность, немагнитность, отсутствие искрообразования при ударе, сравнительно низкие модули упругости и предел усталости, значительный коэффициент линейного расширения, высокие тепло– и электропроводность, хорошая демпфирующая способность – эти и некоторые другие характеристики также немаловажны, а в некоторых случаях становятся решающими при выборе материала для той или иной конструкции, но все же их влияние в общем случае проявляется не столь широко. Например, при строительстве в северных районах весьма важно такое качество алюминия, как надежность работы при низких температурах – этот бич большинства строительных материалов. Для некоторых конструкций этот фактор имеет не меньшее значение, чем коррозионная стойкость или малая масса. Во взрывоопасных производствах используется другое преимущество алюминия – отсутствие искр при ударе, а в некоторых производственных или лабораторных помещениях весьма важна немагнитность алюминия.

Технологичность – весьма широкое понятие, охватывающее весь цикл изготовления и монтажа конструкций. Наиболее ярко технологичность алюминия проявляется в специфике формообразования полуфабрикатов. Стальные конструкции изготавливают из прокатных, гнутых и сварных профилей. Подавляющую часть алюминиевых профилей получают способом экструзии, т.е. продавливанием нагретого до определенной температуры алюминия сквозь фасонное отверстие в стальной матрице (этот процесс обычно называют прессованием).

Технология прессования позволяет получить монолитные профили сложной формы, в том числе полые, с местными утолщениями, выступами, пазами. Если сравнить алюминиевый прессованный профиль и стальные профили того же назначения: холодногнутый (из ленты) и сваренный из прокатных профилей, то будет понятно, что в прессованном профиле обеспечено оптимальное, определяемое работой конструкции, распределение металла. В то время как в гнутом, и, особенно, в сваренном из прокатных профилей сечении неизбежны неоправданные утолщения стенок и ребер. Кроме того, многие формы, обычные для прессованных профилей, получить путем сварки прокатных профилей или гибки просто невозможно. На переналадку пресса при переходе к прессованию профиля другой марки требуется две-три минуты, поэтому наиболее полно преимущества прессования реализуются при изготовлении широкой номенклатуры профилей сложной формы, с местными изменениями толщины стенок профиля, с пазами и каналами. Применение специальных профилей позволяет существенно уменьшить объем последующих заготовительных операций и сборки конструкций. Механическую обработку алюминиевых деталей осуществляют на более легком оборудовании, чем стальных, с большими скоростями. Так, при обработке алюминия резанием скорости практически не ограничены. Более того, большие скорости предпочтительны, поскольку при этом обработанные поверхности получаются гладкими и не требуют последующей зачистки, снятия заусенцев и т.д. Использование специфических способов соединения при сборке и монтаже алюминиевых конструкций типа защелок, соединений в замок, обжатием, запрессовкой снижает трудоемкость работы на всех стадиях.

Коррозионная стойкость алюминия настолько высока, что алюминиевые конструкции можно применять без защитных покрытий. Например, срок службы алюминиевых листов 0,7 – 0,8 мм в атмосфере индустриальных центров достигает 100 лет, а в сельской местности превышает 100 лет. В наиболее агрессивной атмосфере прибрежной полосы морей и океанов срок службы таких листов до настоящего времени определяли равным пятидесяти годам, но последние исследования показали, что он может быть значительно увеличен. Стальные листы, если их оцинковать горячим способом и нанести на цинк специальное многослойное покрытие, будут столь же долговечны, но вдвое дороже алюминиевых. Кроме того, любое местное повреждение станет очагом интенсивной коррозии. Понятно, что чем больше поверхность конструкции, тем больше материалов и затрат труда требует защита ее от коррозии. Поэтому коррозионно-стойкий металл наиболее выгодно применять в конструкциях, состоящих из тонкостенных листов и профилей.

Архитектурная выразительность – это то качество, которое невозможно оценить количественно. Однако значение этого фактора убедительно подтверждается практикой: алюминий применяют в первую очередь в элементах, несущих наибольшую архитектурную нагрузку – в вентилируемых фасадах, витражах, конструкциях интерьера уникальных зданий и зданий, имеющих градостроительное значение. Эстетическое воздействие алюминиевых конструкций складывается из двух факторов: формы, в которой конструктивная целесообразность органично сочетается с архитектурной художественной логикой, и качества поверхности. По разнообразию характера поверхности алюминий не имеет себе равных среди других строительных материалов:

а) алюминиевые конструкции не требуют дополнительной отделки;

б) поверхности алюминиевых листов путем пластической деформации

придают определенную фактуру;

в) декоративные литые панели оставляют без обработки, рассматривая

грубую поверхность таких панелей, покрывающуюся со временем

естественной платиной, как своеобразный художественный прием;

г) применяют лакокрасочные покрытия или плакирование полимерными

пленками алюминиевых листов, устанавливаемых в интерьере и на

фасадах зданий;

д) в зданиях высшего класса используют листы, покрытые

стеклоэмалями;

е) анодируют алюминий, создавая на его поверхности прозрачную или

цветную пленку, сохраняющую специфический вид конструкции. [24]

2 Общая характеристика поточного производства в

сфере изготовления светопрозрачных конструкций из

алюминиевого профиля для строительной отрасли

2.1 Технико–экономические показатели поточного производства и его

развитие на современном этапе

Впервые огромное значение правильной организации труда придал на своих заводах выдающийся американский предприниматель и инженер Генри Форд. Форд был блестящим инженером, талантливым изобретателем, виртуозным бизнесменом и оригинальным философом. Но все же прославился он не своими изобретательскими талантами или деловыми качествами, а тем, что разработал, воплотил в жизнь и довел до совершенства идею массового поточного конвейерного производства. Сила Форда заключалась в организации труда. Все процессы на его предприятиях, от отливки деталей до завинчивания ничтожной гайки, были рационализированы с таким совершенством, какого до него никто и никогда не достигал. Производственный поток двигался от источников сырья к готовой машине, нигде не поворачивая назад. Перестроив все производство, и непрерывно наращивая его объемы, Форд достиг своей мечты — каждый день на всех его заводах производилось 10 тысяч автомобилей.

Организация поточного производства — одно из величайших изобретений XX века, благодаря которому человечество за последние восемьдесят лет получило невиданный прирост материальных благ. С его повсеместным внедрением промышленность развитых стран как бы вышла на новый, качественно другой уровень и оказалась через несколько десятилетий готовой к внедрению новых высоких технологий — всеобъемлющей механизации, автоматизации и роботизации производства, то есть всего того, что принесла научно-техническая революция 50 – 90 – х годов прошлого века. [16]

Основным структурным звеном поточного производства является поточная линия – ряд взаимосвязанных рабочих мест, расположенных в порядке последовательности выполнения технологического процесса и объединенный общей для всех нормой производительности (ее определяет ведущая машина потока). Поточный метод характерен для массового и крупносерийного производства.

Производственные потоки можно классифицировать по ряду признаков:

а) по числу линий – на однолинейные и многолинейные;

б) по степени охвата производства – на участковые и сквозные;

в) по способу поддержания ритма – со свободным и регламентированным

ритмами;

г) по степени специализации – многопредметные и однопредметные;

д) по степени непрерывности процесса – прерывные и непрерывные.

Характеристики

Список файлов ВКР