sbornik2011.pdf (страница 353) Скоромолов И.О

Литература

1.Клепиков В.В. Качество изделий: Учебное пособие / В.В. Клепиков, В.В. Порошин, В.А. Голов. – М.: МГИУ, 2005. – 248 с.

2.Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / В.М. Смелянский. – М.: Машиностроение, 2002. – 300 с.

В.А. Белов

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ АРХИТЕКТУРЫ ЖИЛИЩА

ТОЛЬЯТТИ

Научный руководитель: В.П. Балух

Муниципальное образовательное учреждение средняя школа №61 г.о. Тольятти [e-mail]

Вданной статье показаны результаты исследования влияния архитектуры жилища в г. Тольятти на формирование человека, его мировоззрение, культуру и здоровье.

Проблема создания качественной архитектуры превращается, главным образом, в проблему создаваемой искусственной среды обитания человека. Качество жилой среды является одним из основных показателей, как для нашего города, так и для всей страны.

Вэтой связи, развитие жилищного строительства остается приоритетной задачей развития общества.

Внедрение принципиально новой идеологии построения жилища с учетом экологических принципов кардинально изменило градостроительную концепцию нашего города. Это проявляется в использовании ресурсосберегающих технологий, инженерного оборудования, возобновляющих источников энергии, создании естественного воспроизводства зеленых насаждений.

Постановка проблемы. Современная отечественная практика проектирования и строительства жилища настоятельно требует решения многих проблем формирования облика и планировочной структуры нашего города. Трансформация общественного мировоззрения поставила на первый план проблемы качества жизни, комфортности бытия, организации предметного мира и пространственной среды человека.

Анализ исследования. Нынешнее положение в жилищном строительстве города Тольятти можно оценить как переход от многоэтажного индустриального государственного квартирного жилища к жилью с индивидуальным проектированием различных форм и видов домостроения на основе малоэтажного жилища.

30

Сегодня вопрос о стиле актуален в городской архитектуре, так как проектирование стало, в основном, индивидуальным. В этих условиях возрастают роль архитектора-художника и значение эстетических предпочтений [5].

Цель статьи. Главное условие - созвучность архитектурных форм идеалу прекрасного. В этом контексте представляет интерес анализ перспективных тенденций архитектуры жилища г. Тольятти [4].

Результаты исследований. Именно в жилище реализуются основные бытовые и физиологические потребности человека. Проблема создания качественной архитектуры превращается, главным образом, в проблему создаваемой искусственной среды обитания с ее эмоциональными характеристиками - отвечающими потребностям человека или нет. Качество жилища и жилой среды во многом обусловливают здоровье и продолжительность жизни человека, его психологическое состояние, условия воспитания и развития личности. В этой связи развитие жилищного строительства остаётся приоритетной задачей развития города [2].

ХХI в. должен быть связан с внедрением принципиально новой идеологии построения жилища, базирующейся на экологических принципах. Кардинально должна измениться градостроительная концепция организации поселений. Современные города как среда для обитания стремительно теряют привлекательность. В обществе происходит решительный поворот к малоэтажному индивидуальному жилому дому усадебного типа. Принципиальной особенностью формирования жилых зданий и участков должно стать внедрение комплексного экологического подхода. Это проявится в использовании ресурсосберегающих технологий домостроения и инженерного оборудования, возобновляемых источников энергии, в возрастании роли ландшафтного проектирования и создании естественного воспроизводства зелёных насаждений [5]. Ростками перспективных тенденций сегодня является небывало широкое распространение дачных и садовых товариществ горожан, а значит, наличие большого количества людей, для которых труд на земельном садовом участке стал обычным и любимым занятием.

Человек и природа неразрывно связаны между собой. Природа является той естественной средой, в которой возник и сформировался род человеческий. Она — источник средств к существованию, важный фактор жизненной среды, физического и психического развития, здоровья и долголетия. Следовательно, принцип «жилище в саду» должен явиться основополагающим сегодня в нашем городе. Тогда по воскресеньям жители не станут стремиться за город: природное окружение — деревья, трава, водная гладь рек и озер — подойдет ближе к жилищу. Это должно дать основу гармонии человеческих поселений будущего [1].

Пространство, предназначенное для человека, должно обладать художественными свойствами и быть построено по законам красоты. Формообразование помещений и их сочетание должно строиться на основе

31

гармонизации внутреннего пространства и психофизиологических закономерностей [3].

Выводы. Будущее архитектуры нашего города зависит от признания и усвоения достижений других дисциплин и профессий.

В связи с этим архитекторы должны расширить сферу своей деятельности и компетенции, они должны активно участвовать в преобразовании общества. Это не требует от архитекторов быть профессионалами, в равной степени обладающими всеми качествами (что невозможно), оно требует от них высоких профессиональных знаний, высокого философского мышления, позволяющего лучше решать встающие перед ними проблемы и развивать теорию.

Дом должен быть не суммой комнат, а организмом. Необходимо создать такое архитектурно-планировочное функциональное решение, чтобы люди могли жить, не мешая друг другу, не утомляя друг друга и имея в то же время не только возможность общаться, но и жить общей содержательной и интересной жизнью.

Литература

1.Жилая ячейка в будущем / ЦНИИЭП жилища. — М.: Стройиздат, 1999.- 213 с.

2.Перспективы развития жилища в России / ЦНИИЭП жилища. — М.: Стройиздат, 2010.-234 с.

3.Седов А. П., Хохлова Л. П. Нормализация планировочных элементов массового жилища. — М.: Стройиздат, 1992.- 123 с.

4.Сомов Г. Ю. Пластика архитектурной формы в массовом строительстве. —

М.: Стройиздат, 2007.- 137 с.

5.Мастера архитектуры об архитектуре / Под ред. А. В. Иконникова и др. —

М.: Искусство, 2009.- 124 с.

С.А. Бирючкова, И.С. Старчевой

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ

МНОГОМЕРНЫХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Научный руководитель: И.С. Старчевой, к.т.н.

Самарский государственный технический университет, г. Самара [e-mail]

Одним из главных событий уходящего года стало решение ФИФА о проведении чемпионата мира по футболу 2018 года в России. Одним из городов, где пройдут матчи мундиаля, станет Самара. В результате сравнительного анализа выбор был сделан в пользу площадки на стрелке рек Волга и Самара. По прогнозам экспертов строительство в этом месте

32

стадиона даст толчок к развитию транспортной инфраструктуры в историческом центре города. В ходе реализации проекта будут реконструированы и модернизированы коммуникации, сооружения, причем на обоих берегах, что повлечет за собой жилищное строительство, возведение гостиниц, создание мест культурного досуга и многое другое. Отмечается, что строительные работы будут проводиться не в ущерб объектам историко-культурного значения, расположенным на выбранной территории [1].

В этой связи актуальной является задача не просто создания крупномасштабных объектов, а их корректное «вписывание» в уже существующую структуру. Сложности, возникающие при этом, объясняются поиском свободного места для строительства в условиях, например, густой застройки и ограниченности пространства, или проблемами реконструкции отдельных модулей в условиях действующей инфраструктуры.

Уникальность объектов, их масштаб и протяженность требуют обоснованных проектов их возведения или реконструкции. В настоящее время при разработке такого рода проектов нередко используются методы, технологии и средства, освоенные еще в начале прошлого столетия: классическое представление объектов на 2D-чертежах, использование для измерения классических рулеток и морально устаревших теодолитов и т.п.

С развитием компьютерных технологий появилась возможность перейти на новую ступень проектирования – построение 3D-моделей, которые оказываются более наглядными и при этом при необходимости легко трансформируются в классические 2D-чертежи. Это снижает вероятность ошибок и повышает объективность предлагаемых решений.

Бурное развитие в девяностых годах прошлого века технологий высокоточных измерений привело к появлению GPS-технологий, позволяющих буквально за считанные минуты получить точные координаты местоположения точек. Появившиеся безотражательные тахометры упростили процесс измерения крупногабаритных или распределенных объектов. Однако эти измерительные технологии не позволяли с максимальной точностью описывать объект съемки и строить полноценную цифровую модель – координатные данные были точными, но слишком разреженными. На построение трехмерных цифровых моделей требовались значительные временные ресурсы, работы получались трудоемкими и дорогостоящими. С появлением новой технологии – лазерного сканирования

– задача построения 3D-цифровых моделей значительно упростилась.

Суть технологии заключается в разбиении объекта на множество элементов (точек), определении их пространственных координат и объединение этих точек в единое геометрическое пространство в определенной координатной сети. Таким образом формируется 3D-модель реального объекта.

Система наземного лазерного сканирования состоит из лазерного сканера и полевого персонального компьютера со специализированным программным обеспечением. В свою очередь, лазерный сканер содержит

33

лазерный дальномер, адаптированный для работы с высокой частотой, и блок развертки лазерного луча. Сканирование реализуется с нескольких позиций,

врезультате чего получается несколько групп точек, каждая из которых обладает пятью характеристиками, а именно: пространственными координатами (x, y, z), интенсивностью и реальным цветом. Это – так называемые «облака точек». Раскрашенное по интенсивности облако точек напоминает цифровую трехмерную фотографию. Большинство современных сканеров имеют встроенную видео/фотокамеру, поэтому облако точек может быть раскрашено в реальные цвета.

Для выполнения измерений с последующим моделированием объекта необходимо предварительно наметить места съёмки, с которых объект должен быть виден с разных ракурсов. При этом каждое место, с которого будет произведена съемка, должно быть размещено таким образом, чтобы отдельные «изображения» имели совмещения (общие детали или части деталей объекта), причем достаточно, чтобы в зонах перекрытия оказалось всего несколько «твердых» точек. Они нужны для того, чтобы все полученные далее «изображения» были бы увязаны в единую систему координат. Эти «твердые» точки могут быть выбраны произвольно. Плотность определяемых точек устанавливается таким образом, чтобы при моделировании объекта не возникало затруднений с опознаванием и расположением отдельных геометрических элементов.

Для уравнивания (объединения) перед сканированием в зонах перекрытия сканов размещаются специальные HDS-мишени, которые используются для совмещения отдельных сканов в единое геометрическое пространство с высокой степенью точности. Такое объединение возможно, если в каждом из «облаков точек» присутствует не менее чем три общих HDS мишени. Смысл процесса сведения облаков заключается в переводе координат точек каждого скана в одну единую систему координат (по умолчанию пространственная привязка происходит автоматически к локальной системе координат сканера). При этом ось Z вертикальна, оси X и Y свободно ориентированы в плоскости, перпендикулярной оси Z. Вертикальность оси Z обеспечивается установкой сканера по круглому уровню, расположенному на приборе.

После объединения всех «облаков точек» в единое геометрическое пространство получается единое описание объекта съемки – его регистрация.

Технология лазерного сканирования в целом не требует дополнительных геодезических измерений, так как для объединения облаков точек, полученных с нескольких стоянок сканера, достаточно произвести распознавание не менее трех совместных HDS мишеней. В качестве контрольных точек используются центры мишеней, координаты которых в процессе сканирования определяются с повышенной точностью (1,5÷2) мм.

Измерения производятся с очень высокой скоростью – от сотен до тысяч измерений в секунду. Полученные значения координат точек из сканера передаются в компьютер по интерфейсному кабелю и накапливаются

вспециальной базе данных.

34

Полученную 3D модель реального объекта можно использовать для планирования реконструкции участка, для измерения геометрических параметров его элементов и оценки их технического состояния.

Таким образом, визуализация уже существующих объектов позволяет определять их технические характеристики и состояние объекта на момент измерения, что повышает объективность принимаемых решений о необходимых ремонтах, доработках или замене определенных конструкций.

Изучение опыта трехмерного моделирования крупномасштабных объектов [2] позволило разработать предложения об использовании технологий лазерного сканирования при создании проектов реконструкции исторической части города.

Литература

1.Чемпионат мира по футболу 2018 [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://russia-2018.ru

2.Бюхлер В. Анализ точности лазерных сканирующих систем // В. Бюхлер, М. Бордас Винсент, А. Марбс. – Информационный бюллетень ГИСассоциации, №№ 1(43), 2(44), 2004 г. – 95 с.

Л.А. Блинкова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ПРОЦЕССОВ

БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

НОВОКУЙБЫШЕВСКОГО НПЗ

Научный руководитель: С.В. Степанов, к.т.н., доцент

Самарский государственный архитектурно-строительный университет,

г. Самара

Цель настоящей работы – определение кинетических параметров процессов биологической очистки сточных вод НКНПЗ и разработка на их основе рекомендаций по повышению эффективности работы сооружений.

Процессы биологической очистки описываются уравнениями ферментативной кинетики. Скорость окисления органических загрязнений сточных вод, оцениваемых по БПК, выражается гиперболической функцией - уравнением Михаэлиса – Ментена [1]:

max	S
		,	(1)
	S Km

35

где ρ - удельная скорость окисления загрязнений, мг/(г·час), S – концентрация субстрата, мг/л, ρmax – максимальная скорость окисления, мг/(г·час), Km – константа Михаэлиса, мг/л.

При субстратном торможении кинетическая зависимость описывается выражением [1]:

		max S			,	(2)
	Km	S	S2
			Km

где α - константа торможения.

Чем выше Km, тем сложнее органический субстрат. С увеличением α степень торможения снижается.

По существующей технологической схеме производственные сточные воды Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода, прошедшие предварительную механическую и физико-химическую очистку, направляются на первичные горизонтальные отстойники для дополнительного удаления из воды нефтепродуктов. Далее стоки последовательно проходят аэротенки первой ступени, вторичные отстойники, аэротенки второй ступени и третичные отстойники, после чего направляются на сброс.

Нами были проведены исследования по определению кинетических констант процессов окисления загрязнений, содержащихся в сточной воде НКНПЗ, активным илом действующих аэротенков.

В ходе эксперимента в контактных (статических) условиях исследованы сточные воды до и после первичных отстойников. Опыты проводились на двух видах ила – первой и второй ступеней. Объем исследуемой иловой смеси составлял 100 мл. Количество активного ила было постоянным (20 мл), объем исследуемой сточной воды изменялся от 5 до 80 мл. Оставшуюся часть пробы составляла очищенная сточная вода после существующих сооружений. Скорость окисления контролировалась по уменьшению концентрации растворенного кислорода, которая регистрировалась оксиметром Oxi 3310 фирмы WTW. При этом из общего потребления кислорода вычиталось эндогенное дыхание – убыль кислорода в смеси активного ила с очищенной водой, т.е. в отсутствие исследуемой сточной воды.

На рисунке представлены полученные экспериментальные точки и теоретические кривые, построенные на основании определения кинетических констант. Максимальные скорости окисления и константы Михаэлиса найдены методом двойных обратных величин, а константы торможения - по зависимости обратной величины скорости окисления от концентрации субстрата [2].

36

Рис. Зависимость удельной скорости потребления кислорода от концентрации органических загрязнений по БПК5

Найденные кинетические константы представлены в таблице.

Условия эксперимента и кинетические константы								Таблица
Точка отбора	pH	ХПК,	БПК5,	PO4,	NH4,	Cила,	Vmax,	Km,	α
пробы		мг/л	мг/л	мг/л	мг/л	г/л	мг/гчас	мг/л
				(Р)	(N)
До первичных
отстойников (ил 1	8,4	328	147,6	0,102	22,5	0,98	40	1	125
ст.)
После первичных
отстойников (ил 1	8,51	358	156,6	0	30,53	0,98	40	5	10
ст.)
До первичных
отстойников (ил	8,4	328	147,6	0,102	22,5	1,43	40	19,3	5,9
2 ст.)

Ход кривых на рисунке указывает, что при концентрации органических веществ по БПК5 свыше 20 – 40 мг/л наблюдается снижение удельной скорости потребления кислорода, поэтому зависимость скорости окисления органических загрязнений описывается уравнением ферментативной кинетики (2) для случая торможения субстратом.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что сточные воды после прохождения горизонтальных отстойников характеризуются

37

токсичностью по отношению к активному илу (константа торможенияМежду тем, сток до осветления в горизонтальных отстойниках обладает меньшей токсичностью (

Полученные экспериментальные данные указывают на то, что неправильная эксплуатация первичных горизонтальных отстойников в цехе биологической очистки сточных вод Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода повышает токсичность сточных вод. Однако исключать эту ступень из существующей схемы нельзя из-за поступления в цех биологической очистки нерастворимых углеводородов. Требуется реконструкция первичных отстойников с организацией сбора всплывающих нефтепродуктов.

Полученные кинетические константы могут быть в дальнейшем использованы для расчета очистных сооружений и внесения изменений в существующую схему очистки сточных вод НКНПЗ.

Литература

1.Морозова, К.М. Принципы расчета систем биологической очистки сточных вод / К.М. Морозова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2009. - № 1.- С. 26-31.

2.Морозова, К.М. Биохимическая очистка сточных вод фабрик ПОШ: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ К.М. Морозова. - М., 1979.

А.Р. Габидуллин, Д.И. Тараканов

ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТНЫХ СТОЧНЫХ ВОД ЗАО «ТАРКЕТТ»

Научный руководитель: Д.И. Тараканов, к.т.н. доцент

Самарский государственный архитектурно-строительный университет,

г. Самара

На территории ЗАО «ТАРКЕТ» имеется закрытая сеть дождевой канализации и насосная станция для перекачки поверхностных сточных вод в пруды-отстойники. Очистка поверхностных сточных вод осуществляется на очистных сооружениях, построенных в 2003 году по проекту ЗАО «Индустройпроект» с использованием технологической схемы очистки, рекомендованной фирмой ПКП «Экомонтек» (г. Санкт-Петербург).

Технологическая схема очистки поверхностных сточных вод включает

всвой состав следующее оборудование:

-существующая буферная ёмкость в виде двух каскадных прудовотстойников общим объёмом 30000 м3;

38

-насосные установки, подающие отстоянные дождевые воды на два комплекта блочно-модульных очистных сооружений (БМОС), конструкции ПКП «Экомонтек», общей производительностью 30 л/сек с отстойным модулем, мембранными ультрафильтрами, сорбционным блоком, блоком обеззараживания очищенной воды на ультрафиолетовых бактерицидных установках;

-вспомогательное оборудование: насосы, гидроциклоны, гаситель напора, эжекторные окислители, бункер для осадка, ёмкость для сбора

нефтепродуктов, резервуар-накопитель очищенных сточных вод объёмом

100 м3.

Опыт эксплуатации установки БМОС в течение 7-и лет показал, что она работает неудовлетворительно. Эффект очистки по основным показателям – взвешенные вещества, БПК20, нефтепродукты – не превышает 10-15 %. Это объясняется тем, что установка БМОС запроектирована с нарушением требований СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», и заявленная разработчиком производительность установки значительно меньше фактической.

После реконструкции в состав очистных сооружений будут входить существующие каскадные пруды-отстойники, способные вместить до 25 % годового объема поверхностных сточных вод. Для повышения эффективности работы прудов-отстойников (в период снеготаяния) предусмотрено введение флокулянта в напорные трубопроводы. Появление на рынке большого ассортимента органических флокулянтов позволяет повысить эффективность очистки поверхностного стока путем научно обоснованного выбора наиболее эффективных реагентов и оптимизации процесса флокуляции с учетом особенностей поверхностных вод (минерализация, дисперсный состав и природа взвешенных веществ, наличие специфических загрязнений). При правильном выборе реагента эффективность очистки и производительность очистных сооружений могут быть увеличены в 2 раза и более. Исходя из характерных особенностей разных видов органических флокулянтов и поверхностных сточных вод, основными критериями, определяющими выбор реагента для очистки поверхностного стока, являются: температура воды; концентрация и дисперсность взвешенных веществ; солесодержание поверхностного стока; метод осветления скоагулированной воды; стоимость и товарный вид реагента. На основании анализа литературных данных для очистки поверхностного стока отстаиванием наиболее целесообразно использовать высокомолекулярные порошковые органические флокулянты с молекулярной массой более 1 млн., которые эффективны при низких температурах, применяются в малых дозах, не изменяют солевой состав воды, ускоряют процесс осветления воды [3]. В очистке поверхностного стока отстаиванием и фильтрованием наиболее эффективно применение высокомолекулярного флокулянта Праестол 853 при низких дозах (0,5-1 мг/л). Реагентное хозяйство для приготовления растворов флокулянта будет находиться в подвале здания и состоять из растворных и расходных баков,

39