Основные аспекты улучшения ресурсосберегающей технологии переработки стеклобоя в композиции со стеклосодержащими отходами с целью создания теплоизоляционно-конструкционного материала пеностекла на их основе и обоснование их энергоэффективности для проектирования и строительства зданий и сооружений Западного Казахстана
Содержание
Введение
7
1
Архитектурно-конструктивная часть
10
1.1
Обоснование строительства цеха по производству пеностекла
10
1.2
Характеристика изделия
11
1.3
Ассортимент продукции и производственная программа
12
1.4
Источники сырья. Доступность сырья и сырьевых
компонентов для производства пеностекла
13
1.5
Описание конечного продукта
16
1.6
Рынок сбыта пеностекла (сегментация потребителей, динамика
рынка во времени)
19
1.7
Основные конкурентыучастники рынка пеностекла,
сравнительный анализ продуктов-аналогов
23
1.8
Конкурентные преимущества пеностекла
27
1.9
Оценка емкости рынка пеностекла
29
1.10
Анализ условий района проектирования
30
1.11
Выбор конструктивных решений цеха
32
1.12
Разработка генплана предприятия
35
2
Технологическая часть
36
2.1
Режим работы цеха
36
2.2
Производственная программа предприятия
37
2.3
Применяемое сырье, его характеристи ка, обоснование
химического состава и расчет шихты
38
2.4
Описание технологической схемы производства
43
2.5
Расчет материального баланса
51
2.6
Расчет и подбор оборудования
57
3
Организационно-технологическая часть
65
3.1
Технологическая линия по производству пеностекла
65
3.2
Мероприятия по обеспечению качества продукции
70
4
Научно-исследовательская часть
75
4.1
Патентный поиск
75
4.2
Пеностекло. Современное состояние вопроса
77
4.2.1
Свойства пеностекла
79
4.2.2
Методы производства пеностекла
82
4.2.3
Применение пеностекла
85
4.2.4
Варианты технологии
88
4.2.5
Области использования СВЧ-излучения
88
4.3
Выбор и обоснование технологического способа производства
90
4.4
Выводы
93
5
Экономическая часть
96
5.1
Расчет производственной мощности предприятия
96
5.2
Расчет инвестиций в проектируемый объект
97
5.3
Определение численности производственных рабочих, оплата
труда
97
5.4
Расчет себестоимости продукции
99
5.5
Оценка экономической эффективности проекта
101
5.5.1
Экономическая оценка инвестиций статическим методом
101
6
Техника безопасности, охрана труда в окружающей среды
103
6.1
Анализ вредных и опасных производственных факторов
104
6.2
Производственное освещение
106
6.3
Пожарная безопасность
106
6.4
Мероприятия по снижению шума и вибрации
107
Заключение
109
Список используемой литературы
110
Введение
Актуальность. В Казахстане поставлены задачи по созданию новых теплоизоляционно - конструкционных материалов с использованием местных природных и техногенных сырьевых ресурсов. Это нашло отражение в Законе от 13 января 2012 года № 541-IV Об энергосбережении и повышении энергоэффективности, проекте Правительства Республики Казахстан Энергоэффективное проектирование и строительство объектов с поддержкой Программы развития ООН и Глобального Экологического фонда и Программе модернизации жилищно-коммунального хозяйства Республики Казахстан на 2011 -- 2020 годы.
В связи с удорожанием энергоносителей необходимо понизить потери тепла, сохранять выработанное тепло в зданиях и сооружениях, а в регионах с жарким климатом - затраты на кондиционирование и вентилирование.
В настоящее время, основная проблема строительства это удешевление себестоимости с соблюдением нормативов по теплоизоляции и прочности. Одно единственное решение, которое сегодня реализовано на практике - это строительство с многослойными стенами, где в конструкции обязательно присутствует утеплитель.
Пеностекло - уникальный, состоящий на 100% из стеклянных ячеек материал, было создано в 30-е годы прошлого столетия: в СССР (МХТИ им. Д.И. Менделеева, Москва) и в США - в начале сороковых годов фирмой
CorningGlassWork. Начальное использование пеностекла предполагалось в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что оно обладает еще и высокими тепло и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Уникальные свойства пеностекла в значительной степени обусловлены как химическим составом конечного продукта (на 100% совпадающем с составом обычного посудного, бутылочного или оконного стекла), так и термическим процессом вспенивания и отжига.
Срок гарантии эксплуатации блоков из пеностекла с сохранением значений физических характеристик материала равен сроку эксплуатации здания и превышает 100 лет.
Новизна. Экспериментально доказано, что объекты, утепленные пеностеклом более 50 лет назад, показали отсутствие существенных изменений в структуре пеностекла. Фактор сохранения теплозащитных свойств на протяжении всего существования здания особенно важен ввиду недоступности теплоизоляционного материала после завершения работ. Пеностекло не подвержено старению по ряду причин, т.к. его уникальные свойства противостоят активным факторам, проявляющим себя с течением времени:
Окисление. Активный кислород, содержащийся в атмосфере, не оказывает ни малейшего воздействия на пеностекло по причине того, что этот
материал состоит исключительно из высших оксидов кремния, кальция, натрия, магния, алюминия;
Эрозия. Поскольку пеностекло не имеет растворимых компонентов в своей структуре, не происходит растворения и размыва материала водой;
температурные перепады. Пеностекло имеет очень низкий коэффициент линейного температурного расширения, что позволяет без ущерба для структуры материала переносить суточные и годовые колебания температуры;
Замерзание воды. При замерзании вода расширяется и может разрушать, затекая в трещины, даже такие прочные минералы, как базальт и гранит. Поверхность пеностекла состоит из полусфер, сам материал представляет собой замкнутые ячейки, вовсе исключающие попадание воды внутрь, поэтому расширение воды при замерзании не разрушает пеностекло;
Деформация. Пеностекло совершенно не деформируемый и очень прочный для своей плотности материал, что полностью исключает возможность его усадки, провисания, съеживания и т.п. последствий длительного воздействия силы тяжести и механического воздействия;
Активность биологических форм. Пеностекло не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями деревьев, поэтому активность биологических форм не наносит вреда структуре материала в течение времени.
Пеностекло самый прочный из всех эффективных теплоизоляционных материалов. Прочность пеностекла на сжатие в несколько раз выше, чем у волокнистых материалов и пенопласта. Насколько важна прочность, и особенно прочность на сжатие, для теплоизоляционных материалов в строительстве? Прежде всего, чем выше прочность на сжатие, тем менее (что логично) сжимается материал, подвергшийся внешнему воздействию. В то же время сжатие теплоизоляционного материала приводит к увеличению его теплопроводности и снижению теплозащитных свойств конструкции. Пеностекло уникально тем, что является абсолютно не сжимаемым материалом. Более того, менее прочный, чем пеностекло, теплоизоляционный материал требует анкерного и штыревого крепления к несущей конструкции сооружения и, чем он менее прочен, тем больше элементов крепления необходимо использовать для фиксации теплоизоляционного слоя и тем самым увеличивая количество инородных высокотеплопроводных включений, создающих дополнительные мостики холода. Более прочный теплоизоляционный материал может нести часть нагрузки за счет собственных физических свойств, позволяя в некоторых случаях и вовсе не применять дополнительных металлических креплений, уменьшающих сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя.
Благодаря тому, что пеностекло состоит исключительно из стеклянных ячеек, этот материал не дает усадки и не изменяет геометрические размеры с течением времени под действием веса строительных конструкций эксплутационных нагрузок. Все это имеет очень существенное значение как
для всей строительной конструкции в целом, так и для сохранения эксплуатационных свойств теплоизоляционного слоя.
Наличие данного фактора весьма важно, т.к. материалы, размеры которых не стабильны из-за теплового расширениясжатия или усадки во время эксплуатации могут вызывать повреждение гидроизоляционного и отделочного слоев, образовывать мостики холода из-за усадки, провисания или сжатия при охлаждении.
Пеностекло изготовлено из стекла и имеет коэффициент температурного линейного расширения, сопоставимый с коэффициентом температурного линейного расширения материалов, из которых состоят классические несущие конструкции: бетон, сталь, кладка из керамического или силикатного кирпича. Эта близость значений гарантирует стабильность размеров пеностекла, уложенного или смонтированного на стальную или бетонную конструкцию.
Целью исследования нашего дипломного проекта являются основные аспекты улучшения ресурсосберегающей технологии переработки стеклобоя в композиции со стеклосодержащими отходами с целью создания теплоизоляционно-конструкционного материала пеностекла на их основе и обоснование их энергоэффективности для проектирования и строительства зданий и сооружений Западного Казахстана. В нашей работе рассмотрен вопрос проектирования цеха по производству блоков из пеностекла производительностью 50 тыс. куб.м в год на базе ТОО Гидромаш-Орион .
Архитектурно-конструктивная часть
Обоснование строительства цеха по производству пеностекла Данным дипломным проектом предусмотрено строительство цеха по
производству пеностекла в Западно-Казахстанской области в городе Уральск. Для функционирования любого предпри ятия необходимо: наличие сырья, топлива, электрической энергии, водных ресурсов, транспортных систем, трудовых ресурсов, климатические условия должны удовлетворять
предъявляемым к ним требованиям.
ТОО ГИДРОМАШ-ОРИОН-МЖБК - современное предприятие, специализирующееся на производстве мостовых железобетонных конструкций, продукции дорожного, промышленного и гражданского строительства (плиты перекрытия, перемычки, фундаментные ленточные блоки, плиты дорожные, товарный бетон, столбы, сваи и т.д.).
На заводе внедрена система менеджмента качества ИСО 9001-2000. Производимая продукция:
Более 500 типоразмеров бетонных и железобетонных изделий для гражданского, дорожного и промышленного строительства, в том числе:
Элементы домостроений и благоустройства:
плиты перекрытия;
перемычки;
фундаментные блоки;
фундаментные подушки;
колонны;
лестничные марши и площадки;
кольца канализации;
крышки и днища колодцев;
бордюры и паребрики;
тротуарная плитка;
стеновые блоки;
опоры линий электропередач.
Элементы мостостроения и строительства дорог:
сваи мостовые;
плиты берегоукрепления;
тюбинги;
звенья водопропускных труб;
портальные оголовки;
откосные стенки оголовков;
лекальные блоки;
плиты временного покрытия дорог;
плиты дорожные напряженные;
плиты аэродромные.
Конструкции для промышленного строительства:
сваи забивные;
плиты покрытия промышленных сооружений;
утяжелители магистральных трубопроводов;
упоры бетонные сборные и др.
Характеристика изделия
Пеностекло представляет собой материал, состоящий из герметично замкнутых гексагональных и сферических ячеек. Такая структура материала исключает взаимодействие газовой среды ячеек с атмосферой и обуславливает неизменность во времени характеристик материала. То есть, во время эксплуатации не происходит изменения таких параметров блоков из пеностекла, как теплопроводность, прочность, стойкость, форма и т.д. Фактор сохранения свойств теплоизоляционного материала с течением времени особенно важен при эксплуатации зданий и сооружений ввиду недоступности материала после завершения работ.
Актуальность сохранения первоначальных значений параметров утеплителя во время эксплуатации здания и сооружения имеет в современном строительстве первостепенное значение, как по причине повышенных требований заказчиков и потребителей, предъявляемых к эксплутационным качествам всего здания или сооружения, гарантии их неизменности во времени, так и архитектурного усложнения конструкций здания, где затраты на капитальный ремонт и замену утратившего свои свойства утеплителя сопоставимы с затратами на возведение и постройку.
Стекло, из которого на 100% состоит пеностекло, не разрушается химическими реагентами (за исключением плавиковой кислоты), не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями растений, абсолютно непроходимо для насекомых и грызунов и представляет собой идеальный барьер для подобных вредителей.
Стойкость пеностекла к гниению и отсутствие питательной среды для распространения плесени и грибков особенно важно при использовании пеностекла в замкнутом, невентилируемом пространстве кровли, стен, цоколя и фундамента. Отсутствие органики позволяет гарантированно избежать ситуаций, связанных с разрушением и деструкцией теплоизоляционного материала под влиянием биологически активной среды.
Пеностекло, помимо всего прочего, очень хороший абразивный материал. В то же время природа еще не создала ни одной биологической формы, способной точить абразивы без быстрой потери естественных приспособлений. Эту особенность пеностекла активно используют при теплозащите зернохранилищ, промышленных пищевых холодильников, складов, т.к. при использовании пеностекла, помимо теплозащитного слоя, удается создать надежный барьер на пути вредителей.
Пеностекло полностью негорючий материал, не содержащий окисляющихся или органических компонентов. Технология производства пеностекла такова, что готовое изделие получается в результате изготовления
в печах при температуре, близкой к 1000°С, поэтому при нагревании пеностекла до высоких температур оно лишь плавится как обычное стекло без выделения газов или паров. Этот фактор важен для противопожарных свойств конструкции.
Основные критерии пожарной безопасности - негорючесть материала и отсутствие поглощающей способности. Пеностекло не является горючим и абсорбирующим материалом и, следовательно, способно обеспечить наилучшую противопожарную защиту изолируемых объектов.
Вода не оказывает на пеностекло никакого воздействия по двум причинам: пеностекло состоит из герметично замкнутых ячеек, материал стенок которых - обычное силикатное стекло. Оно не впитывает влагу и не пропускает ее, при использовании в ограждающей конструкции создает дополнительный гидробарьер. При повреждении гидроизоляции не допускает распространения воды, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
Водостойкость пеностекла позволяет ему в течение длительного времени предотвращать образование льда, обеспечивать полную защиту от коррозии и отличную терморегуляцию. Пеностекло устойчиво к воздействию как пресной, так и соленой воды.
Экологическая и санитарная безопасность пеностекла позволяет осуществлять утепление ограждающих конструкций не только для помещений, в которых необходима повышенная чистота воздуха (здания образовательного и медицинского назначения, спортивные сооружения; музеи; высокотехнологичные производства и т.п.), но и для зданий со специальными санитарно-гигиеническими требованиями (пищевая и фармакологическая промышленность; бани и сауны; бассейны; кафе, рестораны, столовые и т.п.).
Ассортимент продукции и производственная программа
При производстве пеностекла в данном дипломном проекте используем следующий ассортимент выпускаемой продукции: блоки теплоизоляционные из пеностекла - высокопористый изоляционный материал неорганического состава плотностью не более 150 кгм[3], с теплопроводностью при температуре 298 [о]К не более 0,055 Вт(м∙К). применяются для тепловой изоляции строительных конструкций и оборудования при температуре от - 200 ºС до + 400 ºС в условиях относительной влажности до 97 %. Блоки теплоизоляционные относятся к группе несгораемых материалов.
Номенклатура выпускаемой продукции проектируемого цеха приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Номенклатура выпускаемой продукции
Наименование продукции,
Обозначение ТНПА,
характеристика
Блоки теплоизоляционные из пеностекла. Высокопористый изоляционный материал.
Основные параметры: размер, мм:
длина:
ширина:
толщина: плотность, кгм[3]
теплопроводность, Втм·К: при Т=298К
предел прочности при сжатии водопоглощение % по объему
Блоки теплоизоляционные из пеностекла СТБ 1322 - 2002
475
400
120
не более 150
0,055
не менее 0,7 МПа не более 3
Годовой выпуск пеностекла - 50000 м[3]год. Так как 1м[3] пеностекла весит 150 килограмм, соответственно годовой выпуск пеностекла - 7500 тгод.
Производственная программа выпускаемой продукции приведена в таблице 1.2.
Таблица 1.2 Производственная программа
Наименование продукции
Годовой выпуск, м[3]
Годовой выпуск, т
Блоки теплоизоляционные
из пеностекла
50000,0
7500
Источники сырья. Доступность сырья и сырьевых компонентов для производства пеностекла
Минерально-сырьевые ресурсы Западно-Казахстанской области достаточно разнообразны. Основные из них: природный газ, нефть, минеральные строительные материалы (доломиты, известняки, гипс, разнообразные глины, ракушечник, стекольные пески и пр.). Обнаружены залежи барита, асбеста, глауберовой и поваренной соли
Одним из основных видов минерального сырья, используемого для производства строительных материалов, являются карбонатные породы. Из этих пород производится разнообразная продукция: нерудные строительные материалы, цемент, известняковая и доломитовая мука для сельского хозяйства, минеральный порошок для асфальтобетона, заполнитель для сухих строительных смесей, наполнитель для мягкой
кровли, а также водяные фильтры, продукты для подкормки животных. Карбонатные породы используются также в пищевой, металлургической, химической, электротехнической и других отраслях промышленности. Только для производства нерудных строительных материалов (НСМ) - самого массового потребителя карбонатных пород в ЗКО ежегодно добывается примерно 45 тыс. тонн в год мела [4-5].
Предлагаемая технология получения пеностекла в качестве исходного материала использует стеклобой. В твердых бытовых отходах на долю стеклобоя приходится около 15 %. При этом если принять, что в развитых странах на одного человека в год образуется 400-700 кг твердых бытовых отходов, то на одного человека образуется примерно 60-100 кг стеклобоя. Если учесть, что в отличие от других компонентов твердых бытовых отходов стекло невозможно окислить или разложить, то следует признать, что количество стекла накопленного и продолжающего поступать в окружающую среду сопоставимо с природными геологическими ресурсами, используемыми человечеством. Исследования специалистов стран ЕЭС показали, что каждая тонна стеклобоя сберегает 1,2 т первичного сырья, а увеличение содержания стеклобоя в шихте на каждые 10% экономит 2% энергии.
Многие страны активно занимаются переработкой стекла. В таблице 1.3 показаны объемы вторичного использования в европейских странах.
Талица 1.3
Объёмы годового образовавшегося стеклобоя и процент его вторичного использования в европейских странах
Страна
Произведено стекла, тыс. тонн
Процент вторичной переработки стеклобоя
1
2
3
Швейцария
320
92
Финляндия
51
91
Норвегия
50
88
Бельгия
317
88
Германия
3064
87
Швеция
171
84
Австрия
241
83
Нидерланды
513
78
Дания
185
65
Франция
3545
55
Италия
2000
55
Ирландия
115
40
Продолжение таблицы 1.3
Португалия
359
34
Великобритания
2165
34
Испания
1548
33
Греция
163
27
Турция
304
24
Итого:
15111
58
Утилизация стеклобоя может рассматриваться с различных точек зрения. Так для экологии - это снижение негативного воздействия на окружающую среду, для промышленности - разработка перспективного сырьевого ресурса и для экономики - снижение затрат на производство силикатных материалов.
В Республике Казахстан имеются огромные запасы стеклосодержащих отходов в виде стеклобоя, а также металлургических, фосфорных гранулированных шлаков состоящих 90 - 95 % из стеклофазы, суммарные объемы которых в Республике превышают 30 млн. тонн и с каждым годом увеличиваются и занимают огромные земельные площади без дальнейшего практического применения.
Эти материалы являются готовыми силикатными сырьевыми ресурсами для производства теплоизоляционно - конструкционных материалов на основе стекла. Проблема заключается в отсутствии готовых отечественных технологий переработки крупнотоннажных отходов для производства эффективных теплоизоляционно - конструкционных материалов. Следовательно, создание отечественной технологии теплоизоляционно- конструкционного материала - пеностекла на основе переработки стеклобоя в композиции со стеклосодержащими отходами в Республике Казахстан является актуальным.
Исходя из того, что на начало 2013 г численность населения в Казахстане составляет 16909776 человек, то годовой объем образования стеклобоя 1352 тыс. тонн.
Так как, в предлагаемой технологии производства пеностекла основным сырьем являются стеклобой, то мы имеем огромный ресурс для переработки стеклобоя, решая при этом проблему его утилизации. В Западно- Казахстанской области ежегодно на свалку выбрасывается до 50 тыс. тонн стеклоотходов. Расчеты производились исходя из численности населения ЗКО (617640 человек на начало 2013 года) и норматива среднегодового накопления стеклоотходов на одного человека 60-100 кг. В настоящее время актуальна проблема сортировки мусора и отделения стеклобоя как сырья для производства пеностекла.
Для обеспечения сырьем производства пеностекла предлагаются три варианта:
Открытие полигона по приему стеклобоя.
Сотрудничество с ТОО Аркутур (полигон по хранению твердо- бытовых отходов), на территории которого планируется построить экологический комплекс по переработке мусора.
Сырьевым компонентом для производства пеностекла является также мел (1 % от общей массы сырья). В Западном Казахстане имеются 13 крупных месторождений мела с суммарными запасами, учтенными госбалансом по промышленным категориям 136,14 млн. т. Запасы мела, расположенные вблизи города Уральска, имеются в месторождениях
Семиглавомарское (22 тыс. куб. м) и Меловые горки. По данным экспертов запасы месторождений сырья рассчитаны на срок не менее 60 лет.
Описание конечного продукта
Пеностекло - теплоизоляционно-конструкционный материал нового поколения класса ЛЭЭНДТ (Легкий, экономичный, экологичный, негорючий, долговечный, технологичный), выполняющий одновременно функции теплоизоляционного, ограждающего и конструкционного материала, обладает достаточной прочностью при низкой средней плотности, низкой теплопроводностью, эстетическим внешним видом, негорючестью, экологичностью, экономичностью [1].
В оригинальном виде пеностекло похоже на белый силикатный кирпич, внутренняя структура состоит из множества мелких стеклянных пузырьков, изолированных друг от друга и связанных между собой стенками. Ячеистая структура обеспечивает высокие теплоизоляционные характеристики и достаточно высокую прочность (сравнимую с прочностью кирпича и бетона), а замкнутость пузырьков отличную гидроизоляцию.
Пеностекло на 90% состоит из стекла, поэтому материал не подвержен воздействию окружающей среды и активных веществ. Наружные поверхности - гладкие как у белого силикатного кирпича, с небольшой шероховатостью. Лицевую поверхность не сложно декорировать в любой цвет, под разноцветную мозаику, природный камень и пр. При добавлении окислов металлов, которые обычно используются при производстве цветного стекла, цвет пеностекла изменяется во всей внутренней структуре.
По сочетанию физических и потребительских свойств пеностекло не может быть причислено к какому-либо виду или группе типовых строительных материалов и открывает собой новую группу строительных материалов, т. к. является несущим, не требует дополнительного крепежа, одновременно может быть использовано как несущий материал, гидроизоляция, декоративная облицовка фасада и утеплитель. Низкая плотность пеностекла позволяет снизить нагрузку на фундаменты, что важно не только для экономики строительства, но и для понижения уровня
разрушаемости зданий в зонах повышенной сейсмической опасности. Наружная, не декорированная, поверхность материала легко клеится мастиками, соединяется цементным раствором, и штукатурится.
Пеностекло имеет уникальное сочетание технических характеристик [5]:
соответствует всем санитарно-гигиеническим требованиям
является лучшим теплоизоляционным материалом
является лучшим гидроизоляционным материалом
не подвержено воздействию окружающе й среды и химических элементов
не горит
имеет неограниченный срок службы
не является проводником электричества
средняя плотность 200-300 кгм[3]
поглощение воды - 1% максимум
теплопроводность - 0,032 Вт[м3]
прочность при сжатии - 1,4-7,5 МПа
шумопоглощение - 56 ДБ
выдерживает температуру от -200 до +650оС.
Плита пеностекла толщиной 10 см по теплоизоляционным свойствам сравнима с кладкой из красного кирпича толщиной в 1 м, а по прочности сравнима с кирпичом, а в некоторых случаях и выше.
Материал стоек ко всем обычно применяемым кислотам и их парам, не подвержен поражению бактериями и грибами, непроходим для грызунов, не поддерживает горения, не выделяет дыма и токсичных веществ. Подобного сочетания свойств нет ни у одного из известных теплоизоляционных материалов.
Применение пеностекла обеспечивает существенную выгоду при строительстве, а также значительное снижение себестоимости строительства при одновременном улучшении потребительских характеристик объекта и уменьшении расходов на содержание и эксплуатацию зданий.
При сравнении с известными строительными материалами пеностекло способно одновременно заменить весь набор типовых материалов, которые применяются в соответствии со стандартной технологией изготовления заполнения тёплого контура здания:
конструкционный материал (обычно пенобетон)
утеплитель на монтажных анкерах (обычно роквул, изовер, урса)
декоративная облицовка (керамогранит, вентилируемые панели или штукатурная смесь типа сэнарджи)
Применение пеностекла в строительстве кардинально меняет и упрощает все проектно-инженерные решения, поскольку продукт замещает все материалы пирога стены полностью и полноценно, справляясь с тремя задачами одновременно:
несущий материал
теплоизоляция
декоративная облицовка фасада с выс окими гидроизоляционными свойствами
Применение пеностекла на высотных объектах обеспечивает уменьшение себестоимости строительства за счёт упрощения и облегчения конструкций фундаментов и каркаса, которое обуславливается значительным (более чем вдвое) уменьшением массы и объём материала, заполняющего тёплый контур с улучшением теплоизоляционных характеристик и значительным снижением затрат на содержание здания (ремонт фасада, коммунальные платежи).
Уменьшение срока строительства за счёт уменьшения трудозатрат из-за уменьшения строительного объёма и количества технологических операций, включая технологические перерывы.
Применение пеностекла в строительстве малоэтажных объектов (бескаркасная технология), где конструкционный материал тёплого контура является основным с применением утеплителя и облицовки. Пеностекло также полностью заменяет пирог стены при сокращении массы и строительного объёма, с улучшением теплоизоляционных характеристик, со значительным снижением затрат на содержание здания (ремонт фасада, коммунальные платежи) [5].
Пеностекло - идеальный материал для широкого использования в индивидуальном строительстве. Сочетание его экологической чистоты и превосходных теплоизоляционных качеств с легкостью, прочностью и удобством обработки и монтажа позволяет быстро и самостоятельно утеплить любой объект личного хозяйства. Особенно подходит пеностекло для утепления помещений с повышенными требованиями к температурному и влажностному режимам: подвалов, саун, бань, бассейнов, каминов, дымоходов и т.п.
В отличие от традиционных теплоизоляционных материалов (газобетона, пенопластов, минеральной ваты и стекловаты), пеностекло обладает отличными монтажно-конструкционными свойствами: легко обрабатывается режущими инструментами, сверлится, прибивается гвоздями, клеится. Поскольку наружная поверхность материала состоит из множества разрезанных ячеек, то пеностекло легко и прочно клеится мастиками, хорошо штукатурится, сочетается с алюмосиликатными вяжущими (цементными, известково-цементными растворами).
Велико отставание Казахстана по энергосбережению в коммунальном хозяйстве, где расходуется до 20% всех энергоресурсов страны и на единицу жилой площади расходуется в 2-3 раза больше энергии, чем в странах Европы. Так, жилые многоэтажные здания у нас потребляют от 350 до 550 кВт ч (м[2] год), индивидуальные дома коттеджного типа - от 600 до 800 кВт ч (м[2] год). Вместе с тем за рубежом, например, в Германии, дома усадебного типа потребляют в среднем по стране около 250 кВт ч (м[2] год), в Швеции -
135 кВт ч (м[2] год). Лучшие зарубежные образцы жилых зданий потребляют от 90 до 120 кВт ч (м[2] год).
Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения показывает, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий, сооружений, промышленного оборудования, тепловых сетей. В этой связи обращает на себя внимание интенсивное развитие в рассматриваемых странах промышленности теплоизоляционных материалов. В некоторых странах, таких, например как Швеция, Финляндия, Германия, США и других, объем выпуска теплоизоляционных материалов на душу населения более чем в 7 раз превышает этот показатель для Казахстана. По некоторым данным, основным видом применяемых в Казахстане утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства и потребления составляет более 65%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенополистирол и другие пенопласты.
Рынок сбыта пеностекла (сегментация потребителей, динамика рынка во времени)
Производство пеностекла имеет основное отношение к стройиндустрии и рынку строительных материалов. В Казахстане строительство является одной из активно развивающихся отраслей.
Объем выполненных строительных работ
2 500 000
2 000 000
1 500 000
1 000 000
500 000
0
годы
Республика Казахстан
млн. тенге
С каждым годом в стране растут объемы строительства и в настоящее время его доля во внутреннем валовом продукте превышает 6%. Объем строительных работ в целом по Республике Казахстан за 15 лет, начиная с 1998 года, вырос в 29 раз (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 Объем выполненных строительных работ в Республике
Казахстан
Темп роста строительных работ в Западно-Казахстанской области в период с 1998 года по 2012 годы был несколько ниже. В 2012 году объем
строительных работ увеличился по сравнению с 1998 годом в 17 раз (рисунок 1.2).
Объем выполненных строительных работ
140 000
120 000
100 000
80 000
60 000
40 000
20 000
0
годы
Западно-Казахстанская область
млн. тенге
В Стратегии развития Казахстана до 2030 года развитие жилищного строительства признано одним из приоритетных направлений. В отраслевой Программе развития промышленности строительных материалов, изделий и конструкций на 2005-2014 годы, которая утверждена постановлением Правительства Республики Казахстан, поставлена задача увеличения производства конкурентоспособных материалов и конструкций в строительной индустрии и обеспечения на государственном уровне поддержки отечественных предпринимателей.
Рисунок 1.2 Объем выполненных строительных работ в Западно- Казахстанской области
Ассортимент и объем производства отечественных строительных материалов не полностью удовлетворяет потребностям современного строительства, а их нехватка на рынке покрывается импортной продукцией, высокую стоимость которой определяют транспортные издержки.
Доля импорта постоянно растет и более чем втрое превалирует над экспортом, в структуре которого подавляющую долю составляют нерудные строительные материалы, а в составе импортируемых строительных материалов увеличивается доля продукции высоких переделов.
Низкий уровень развития промышленности строительных материалов в стране наблюдается на фоне практически полного комплекса всей материально-сырьевой базы отрасли.
Необходимость развития собственного производства строительных материалов в республике представляется очевидной.
В структуре потребления теплоизоляционных изделий преобладает продукция импортного производства. Ситуация на рынке минеральных теплоизоляционных материалов сложилась из-за неразвитости собственной промышленности.
В таблице 1.4 приведен объем рынка теплоизоляционных материалов Казахстана за период 2002 - 2009 годы.
Таблица 1.4
Объем рынка теплоизоляционных материалов Казахстана за период 2002 - 2009 гг, тонн
Показатели
Годы
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Объем потребления
15474
18533
30966
44601
68033
80315
63849
48075
Объем экспорта
57
105
125
131
146
134
1243
774
Объем импорта
9691
10629
25540
38620
59710
71954
44259
25949
Объем производства
5840
8009
5551
6112
8469
8495
20833
22900
Источник: Агентство Республики Казахстан по статистике
Экспорт 339 т
Производс тво 9714 т
Импорт 35794 т
Рисунок 1.3 Объем рынка теплоизоляционных материалов Республики
Казахстан, 2014 г.
Анализ рынка строительных материалов в Казахстане показал растущую потребность в теплоизоляционных материалах и позволяет заключить, что наибольший спрос существует в настоящее время на теплоизоляционные материалы, причем следует ожидать стабильного роста именно этого сектора промышленности строительных материалов.
Предлагаемая технология переработки стеклобоя и стеклосодержащих отходов в композиции со стеклосодержащими отходами с целью нового
производства теплоизоляционно-конструкционного материала - пеностекла позволит вывести на рынок в Казахстане строительный материал, выполняющий одновременно функции теплоизоляционного, ограждающего и конструкционного материала. Разработка технологических основ композитов позволит заместить на строительном рынке Казахстана импортные теплоизоляционные материалы, такие как пенополистирол и материалы на основе стекловолокон, которые имеют ряд недостатков.
Целевыми рынками для продаж пеностекла по географическому признаку является рынок теплоизоляционных материалов всех областей Республики Казахстан, а также соседних регионов России, Узбекистана, Киргизии и Китая.
По отраслевому признаку сегменты потребителей будут предприятия промышленного и гражданского строительства, нефтегазовой и химической промышленности, предприятия теплоснабжения и судостроительства.
Целевыми потребителями пеностекла являются [9]:
компании-застройщики (жильё)
инвесторы-застройщики (коммерческая и промышленная недвижимость)
частные застройщики (индивидуальное жильё).
Наиболее значимыми потребителями пеностекла являются компании- застройщики, поскольку они являются основными потребителями строительных материалов. Кроме того, они больше других заинтересованы в снижении себестоимости строительства объектов при этом улучшая их потребительские характеристики.
По психографическому признаку планируется выделение целевого сегмента потребителей, имеющих потребность в экологически чистых теплоизоляционно-конструкционных материалах. Для этого предлагаемое пеностекло будет позиционировано как экологически чистый строительный материал с использованием соответствующих технологий. Используя концентрированный маркетинг, предполагается выход на данный привлекательный сегмент рынка и создать для него специальное предложение. Благодаря этому подходу планируется обеспечить предлагаемому пеностеклу прочную рыночную позицию на обслуживаемом сегменте.
Основным стимулом покупки и применения пеностекла в строительстве будет являться существенное уменьшение себестоимости и улучшение потребительских характеристик объекта.
Пеностекло - это малознакомый продукт для казахстанского рынка, но учитывая факторы роста, рынок пеностекла в ближайшие годы будет активно расти.
К факторам роста отечественного рынка теплоизоляционных материалов, в том числе пеностекла, можно отнести следующие:
рост темпов строительства зданий, сооружений и дорог;
бурное развитие рынка коммерческой недвижимости;
рост цен на энергоносители;
дальнейший рост тарифов на услуги ЖКХ;
рост объемов жилья, требующего реконструкции;
рост числа тепловых сетей, требующих реконструкции;
несоответствие подавляющей части строений сегодняшним нормам по строительной теплотехнике;
ужесточение строительной нормативной базы в Республике Казахстан.
Наиболее востребованным продуктом являются блоки и плиты из пеностекла. Высокая цена не будет отпугивать, если качество будет приемлемым. Если отечественные компании не смогут предложить достаточное количество материала - будет расти импорт. Также довольно перспективным выглядит сегмент формованных изделий из пеностекла. Республика Казахстан - страна нефтепроводов и газопроводов, большая часть которых размещена на территориях со сложным переменчивым климатом. Да и сфера ЖКХ нуждается в обширном и качественном ремонте имеющихся труб, которые в Казахстане в значительной степени производятся из чугуна и стали - высокотепло- проводных материалов. Формованные изделия выгодно производить на заказ под типоразмеры каждого конкретного заказчика. Зарубежные производители ограничены в возможностях индивидуального подхода, поэтому казахстанским компаниям можно смело занимать эту нишу.
Перспективно применение пеностекла в многоэтажном строительстве. Если участники пеностекольного рынка смогут сломить барьер консерватизма технической регламентации в крупном строительстве и технология использования пеностекла начнет распространяться, это послужит толчком к настоящему взрывному росту спроса на пеностекло. Для этого должно пройти определенное время, в течение которого экспериментальным путем будут обкатаны лучшие методы работы с пеностеклом, ведь крупные застройщики несут большую ответственность за безопасность эксплуатации построенных ими объектов.
Основные конкурентыучастники рынка пеностекла, сравнительный анализ продуктов-аналогов
Конкурентамиучастниками рынка пеностекла можно назвать производителей и поставщиков фасадных материалов, гидроизоляции и утеплителей.
В настоящее время лидерами мирового рынка по производству пеностекла являются такие компании, как "PittsburghCorning (USA), производящее пеностекло под маркой FOAMGLAS(R); ОАО Гомель стекло (Республика Беларусь), LanzhouPengfeiHeatPreservationCo Ltd (КНР), а так же компания ЗАО Пеноситал (Россия).
В Казахстане фирм-производителей пеностекла - нет.
На сегодняшний день основным производителем пеностекла на мировом рынке является PittsburgCorningCorp - американская компания с широкой европейской дилерской сетью. Предлагаемый ею материал - фоамглас пользуется высоким спросом с высокой стоимостью от 400 долларов США за 1 м[3].
На территории стран СНГ производством пеностекла занимается Гомельский стеклозавод (Республика Беларусь). Устаревшая технология, не обеспечивающая надлежащего качества, и небольшой объём производства не позволяют стеклозаводу серьёзно конкурировать на рынке теплоизоляционных материалов.
В России производством пеностекла занимаются компания Пеноситал (Пермь), ООО Пеностек (МО, Раменский район), SAITAX (МО, г. Дмитров), ЗАО Модис (г. Рыбинск), ОАО Терlant (Самара)- и др.
Основными видами применяемых в Казахстане утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства и потребления составляет более 60%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенополистирол и другие пенопласты. Доля теплоизоляционных ячеистых бетонов в общем объеме производимых утеплителей не превышает 3%, вспученного перлита - менее 0,3%. Следует отметить, что в передовых странах мира волокнистые утеплители также занимают 60-80% от общего выпуска теплоизоляционных материалов.
Следует признать, что качество и ограниченная номенклатура отечественных утеплителей, не в полной мере отвечает нуждам жилищного строительства. Это позволяет ведущим фирмам западных стран успешно продавать свою продукцию на рынках Казахстана. Помимо дешевой и некачественной китайской продукции, на нашем рынке доминирует продукция фирмы ROCKWOOL (Дания), ISOVER, Пеноплекс.
В таблице 1.5 показаны сравнительные характеристики предлагаемой технологии и имеющейся на рынке.
Таблица 1.5
Сравнительные характеристики пеностекла по предлагаемой технологии с имеющимися на рынке аналогами теплоизоляционных материалов
№ п п
Наименование, показатель
Название фирмы
ООО
Диел нио
Pittsburgh Corning Europe
ОАО
Гомельстек ло
ОАО
Термо- степс
ROCK WOOL
Предла- гаемая техно
логия
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Марка утеплителя
НеоТи
м(R)
FOAMGL
AST 4
ПЕНОСТЕК
ЛО
ТЕРМОК
РОВЛЯ
РУФ БА
ТТСтм
Пено
стекло
2
Коэффициент теплопроводности при (25+-5)°С, Втм К
0,048
0,043
0,075
0,038
0,038
0,035
3
Расчетный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации Б,
ВтмК
0,049
0,044
0,080
0,048
0,048
0,03
Продолжение таблицы 1.5
1
2
3
4
5
6
7
8
4
Рекомендуемая толщина теплоизоляции мм
165
150
270
163
163
150
5
Стоимость 1 м[3] теплоизоляции тенге с НДС
38500
80000
32000
33755
38000
25000
6
Стоимость 1 м[2] теплоизоляциит енге c НДС
6350
12000
8640
5550
6200
4500
Среди наиболее широко применяемых, как в индустриальных строительных конструкциях, так и в дополнительной изоляции зданий, такие волокнистые утеплители, как: плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем марок П75, П125, П225; изделия из стеклянного волокна марок П45, П45Т, П6О, П75. Для утепления кровли, чердачных перекрытий, наряду с указанными изделиями, применяются также минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем (ГОСТ 22950-95), плиты минераловатные гофрированной структуры марок П175ГС, П200ГС. К сожалению, следует констатировать, что номенклатура отечественных плитных утеплителей расширяется медленно и все еще скудна. Рынок испытывает недостаток в плитных утеплителях повышенной жесткости для утепления фасадов зданий.
Имеющиеся в промышленном выпуске изделия не обладают необходимыми свойствами по влагостойкости, сопротивлению на расслаивание. Практически отсутствуют жесткие негорючие плиты малой толщины для изоляции кровель, полов.
При кажущемся обилии волокнистой теплоизоляции объем выпуска конкурентоспособной продукции, наиболее полно отвечающей требованиям современного строительства, недостаточен. В основном, такая продукция выпускается предприятиями, оснащенными импортным оборудованием.
Полимерные теплоизоляционные материалы по сравнению с пеностеклом не рекомендуются использовать при температуре выше 80 - 100 [0]С, а при 180 - 250[0]С начинают интенсивно разлагаться, с выделением токсичных и пожароопасных веществ, пеностекло не горит и не выделяет вредных веществ. Срок службы полимерных теплоизоляционных материалов не превышает 10 - 15 лет, а пеностекла более 100 лет.
Минеральная вата - негорючий, трудносгораемый материал с температурой применения 700 и 450 °С соответственно. Основной недостаток - это низкая долговечность теплоизоляции. Ориентировочная долговечность теплоизоляции из минеральной ваты в слое материала, примыкающего к наружной оболочке панели, составляет примерно 10-12 лет. Другой недостаток - пыление при изготовлении и монтаже, что может привести к заболеванию рабочих силикозом. Минеральную вату как теплоизоляцию применяют редко, так как изготовление из неё конструкций связано с большими затратами труда. Уложенная в конструкцию минеральная вата уплотняется в процессе эксплуатации, что приводит к увеличению средней плотности и к ухудшению теплоизоляционных свойств. Дополнительно снижает противопожарные характеристики материалов и их долговечность полимерная связка, используемая для скрепления волокон. То есть, минеральную вату также нельзя считать полностью неорганическим материалом, что приводит к указанным выше проблемам полимеров.
Необходимо принять во внимание, что перевозка минераловатных энергосберегающих изделий экономически крайне невыгодна. Считается, что перевозка минераловатных изделий ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Введение
7
1
Архитектурно-конструктивная часть
10
1.1
Обоснование строительства цеха по производству пеностекла
10
1.2
Характеристика изделия
11
1.3
Ассортимент продукции и производственная программа
12
1.4
Источники сырья. Доступность сырья и сырьевых
компонентов для производства пеностекла
13
1.5
Описание конечного продукта
16
1.6
Рынок сбыта пеностекла (сегментация потребителей, динамика
рынка во времени)
19
1.7
Основные конкурентыучастники рынка пеностекла,
сравнительный анализ продуктов-аналогов
23
1.8
Конкурентные преимущества пеностекла
27
1.9
Оценка емкости рынка пеностекла
29
1.10
Анализ условий района проектирования
30
1.11
Выбор конструктивных решений цеха
32
1.12
Разработка генплана предприятия
35
2
Технологическая часть
36
2.1
Режим работы цеха
36
2.2
Производственная программа предприятия
37
2.3
Применяемое сырье, его характеристи ка, обоснование
химического состава и расчет шихты
38
2.4
Описание технологической схемы производства
43
2.5
Расчет материального баланса
51
2.6
Расчет и подбор оборудования
57
3
Организационно-технологическая часть
65
3.1
Технологическая линия по производству пеностекла
65
3.2
Мероприятия по обеспечению качества продукции
70
4
Научно-исследовательская часть
75
4.1
Патентный поиск
75
4.2
Пеностекло. Современное состояние вопроса
77
4.2.1
Свойства пеностекла
79
4.2.2
Методы производства пеностекла
82
4.2.3
Применение пеностекла
85
4.2.4
Варианты технологии
88
4.2.5
Области использования СВЧ-излучения
88
4.3
Выбор и обоснование технологического способа производства
90
4.4
Выводы
93
5
Экономическая часть
96
5.1
Расчет производственной мощности предприятия
96
5.2
Расчет инвестиций в проектируемый объект
97
5.3
Определение численности производственных рабочих, оплата
труда
97
5.4
Расчет себестоимости продукции
99
5.5
Оценка экономической эффективности проекта
101
5.5.1
Экономическая оценка инвестиций статическим методом
101
6
Техника безопасности, охрана труда в окружающей среды
103
6.1
Анализ вредных и опасных производственных факторов
104
6.2
Производственное освещение
106
6.3
Пожарная безопасность
106
6.4
Мероприятия по снижению шума и вибрации
107
Заключение
109
Список используемой литературы
110
Введение
Актуальность. В Казахстане поставлены задачи по созданию новых теплоизоляционно - конструкционных материалов с использованием местных природных и техногенных сырьевых ресурсов. Это нашло отражение в Законе от 13 января 2012 года № 541-IV Об энергосбережении и повышении энергоэффективности, проекте Правительства Республики Казахстан Энергоэффективное проектирование и строительство объектов с поддержкой Программы развития ООН и Глобального Экологического фонда и Программе модернизации жилищно-коммунального хозяйства Республики Казахстан на 2011 -- 2020 годы.
В связи с удорожанием энергоносителей необходимо понизить потери тепла, сохранять выработанное тепло в зданиях и сооружениях, а в регионах с жарким климатом - затраты на кондиционирование и вентилирование.
В настоящее время, основная проблема строительства это удешевление себестоимости с соблюдением нормативов по теплоизоляции и прочности. Одно единственное решение, которое сегодня реализовано на практике - это строительство с многослойными стенами, где в конструкции обязательно присутствует утеплитель.
Пеностекло - уникальный, состоящий на 100% из стеклянных ячеек материал, было создано в 30-е годы прошлого столетия: в СССР (МХТИ им. Д.И. Менделеева, Москва) и в США - в начале сороковых годов фирмой
CorningGlassWork. Начальное использование пеностекла предполагалось в качестве плавающего материала. Но вскоре выяснилось, что оно обладает еще и высокими тепло и звукоизоляционными свойствами, легко подвергается механической обработке и склеиванию. Уникальные свойства пеностекла в значительной степени обусловлены как химическим составом конечного продукта (на 100% совпадающем с составом обычного посудного, бутылочного или оконного стекла), так и термическим процессом вспенивания и отжига.
Срок гарантии эксплуатации блоков из пеностекла с сохранением значений физических характеристик материала равен сроку эксплуатации здания и превышает 100 лет.
Новизна. Экспериментально доказано, что объекты, утепленные пеностеклом более 50 лет назад, показали отсутствие существенных изменений в структуре пеностекла. Фактор сохранения теплозащитных свойств на протяжении всего существования здания особенно важен ввиду недоступности теплоизоляционного материала после завершения работ. Пеностекло не подвержено старению по ряду причин, т.к. его уникальные свойства противостоят активным факторам, проявляющим себя с течением времени:
Окисление. Активный кислород, содержащийся в атмосфере, не оказывает ни малейшего воздействия на пеностекло по причине того, что этот
материал состоит исключительно из высших оксидов кремния, кальция, натрия, магния, алюминия;
Эрозия. Поскольку пеностекло не имеет растворимых компонентов в своей структуре, не происходит растворения и размыва материала водой;
температурные перепады. Пеностекло имеет очень низкий коэффициент линейного температурного расширения, что позволяет без ущерба для структуры материала переносить суточные и годовые колебания температуры;
Замерзание воды. При замерзании вода расширяется и может разрушать, затекая в трещины, даже такие прочные минералы, как базальт и гранит. Поверхность пеностекла состоит из полусфер, сам материал представляет собой замкнутые ячейки, вовсе исключающие попадание воды внутрь, поэтому расширение воды при замерзании не разрушает пеностекло;
Деформация. Пеностекло совершенно не деформируемый и очень прочный для своей плотности материал, что полностью исключает возможность его усадки, провисания, съеживания и т.п. последствий длительного воздействия силы тяжести и механического воздействия;
Активность биологических форм. Пеностекло не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями деревьев, поэтому активность биологических форм не наносит вреда структуре материала в течение времени.
Пеностекло самый прочный из всех эффективных теплоизоляционных материалов. Прочность пеностекла на сжатие в несколько раз выше, чем у волокнистых материалов и пенопласта. Насколько важна прочность, и особенно прочность на сжатие, для теплоизоляционных материалов в строительстве? Прежде всего, чем выше прочность на сжатие, тем менее (что логично) сжимается материал, подвергшийся внешнему воздействию. В то же время сжатие теплоизоляционного материала приводит к увеличению его теплопроводности и снижению теплозащитных свойств конструкции. Пеностекло уникально тем, что является абсолютно не сжимаемым материалом. Более того, менее прочный, чем пеностекло, теплоизоляционный материал требует анкерного и штыревого крепления к несущей конструкции сооружения и, чем он менее прочен, тем больше элементов крепления необходимо использовать для фиксации теплоизоляционного слоя и тем самым увеличивая количество инородных высокотеплопроводных включений, создающих дополнительные мостики холода. Более прочный теплоизоляционный материал может нести часть нагрузки за счет собственных физических свойств, позволяя в некоторых случаях и вовсе не применять дополнительных металлических креплений, уменьшающих сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя.
Благодаря тому, что пеностекло состоит исключительно из стеклянных ячеек, этот материал не дает усадки и не изменяет геометрические размеры с течением времени под действием веса строительных конструкций эксплутационных нагрузок. Все это имеет очень существенное значение как
для всей строительной конструкции в целом, так и для сохранения эксплуатационных свойств теплоизоляционного слоя.
Наличие данного фактора весьма важно, т.к. материалы, размеры которых не стабильны из-за теплового расширениясжатия или усадки во время эксплуатации могут вызывать повреждение гидроизоляционного и отделочного слоев, образовывать мостики холода из-за усадки, провисания или сжатия при охлаждении.
Пеностекло изготовлено из стекла и имеет коэффициент температурного линейного расширения, сопоставимый с коэффициентом температурного линейного расширения материалов, из которых состоят классические несущие конструкции: бетон, сталь, кладка из керамического или силикатного кирпича. Эта близость значений гарантирует стабильность размеров пеностекла, уложенного или смонтированного на стальную или бетонную конструкцию.
Целью исследования нашего дипломного проекта являются основные аспекты улучшения ресурсосберегающей технологии переработки стеклобоя в композиции со стеклосодержащими отходами с целью создания теплоизоляционно-конструкционного материала пеностекла на их основе и обоснование их энергоэффективности для проектирования и строительства зданий и сооружений Западного Казахстана. В нашей работе рассмотрен вопрос проектирования цеха по производству блоков из пеностекла производительностью 50 тыс. куб.м в год на базе ТОО Гидромаш-Орион .
Архитектурно-конструктивная часть
Обоснование строительства цеха по производству пеностекла Данным дипломным проектом предусмотрено строительство цеха по
производству пеностекла в Западно-Казахстанской области в городе Уральск. Для функционирования любого предпри ятия необходимо: наличие сырья, топлива, электрической энергии, водных ресурсов, транспортных систем, трудовых ресурсов, климатические условия должны удовлетворять
предъявляемым к ним требованиям.
ТОО ГИДРОМАШ-ОРИОН-МЖБК - современное предприятие, специализирующееся на производстве мостовых железобетонных конструкций, продукции дорожного, промышленного и гражданского строительства (плиты перекрытия, перемычки, фундаментные ленточные блоки, плиты дорожные, товарный бетон, столбы, сваи и т.д.).
На заводе внедрена система менеджмента качества ИСО 9001-2000. Производимая продукция:
Более 500 типоразмеров бетонных и железобетонных изделий для гражданского, дорожного и промышленного строительства, в том числе:
Элементы домостроений и благоустройства:
плиты перекрытия;
перемычки;
фундаментные блоки;
фундаментные подушки;
колонны;
лестничные марши и площадки;
кольца канализации;
крышки и днища колодцев;
бордюры и паребрики;
тротуарная плитка;
стеновые блоки;
опоры линий электропередач.
Элементы мостостроения и строительства дорог:
сваи мостовые;
плиты берегоукрепления;
тюбинги;
звенья водопропускных труб;
портальные оголовки;
откосные стенки оголовков;
лекальные блоки;
плиты временного покрытия дорог;
плиты дорожные напряженные;
плиты аэродромные.
Конструкции для промышленного строительства:
сваи забивные;
плиты покрытия промышленных сооружений;
утяжелители магистральных трубопроводов;
упоры бетонные сборные и др.
Характеристика изделия
Пеностекло представляет собой материал, состоящий из герметично замкнутых гексагональных и сферических ячеек. Такая структура материала исключает взаимодействие газовой среды ячеек с атмосферой и обуславливает неизменность во времени характеристик материала. То есть, во время эксплуатации не происходит изменения таких параметров блоков из пеностекла, как теплопроводность, прочность, стойкость, форма и т.д. Фактор сохранения свойств теплоизоляционного материала с течением времени особенно важен при эксплуатации зданий и сооружений ввиду недоступности материала после завершения работ.
Актуальность сохранения первоначальных значений параметров утеплителя во время эксплуатации здания и сооружения имеет в современном строительстве первостепенное значение, как по причине повышенных требований заказчиков и потребителей, предъявляемых к эксплутационным качествам всего здания или сооружения, гарантии их неизменности во времени, так и архитектурного усложнения конструкций здания, где затраты на капитальный ремонт и замену утратившего свои свойства утеплителя сопоставимы с затратами на возведение и постройку.
Стекло, из которого на 100% состоит пеностекло, не разрушается химическими реагентами (за исключением плавиковой кислоты), не является питательной средой для грибка, плесени и микроорганизмов, не повреждается корнями растений, абсолютно непроходимо для насекомых и грызунов и представляет собой идеальный барьер для подобных вредителей.
Стойкость пеностекла к гниению и отсутствие питательной среды для распространения плесени и грибков особенно важно при использовании пеностекла в замкнутом, невентилируемом пространстве кровли, стен, цоколя и фундамента. Отсутствие органики позволяет гарантированно избежать ситуаций, связанных с разрушением и деструкцией теплоизоляционного материала под влиянием биологически активной среды.
Пеностекло, помимо всего прочего, очень хороший абразивный материал. В то же время природа еще не создала ни одной биологической формы, способной точить абразивы без быстрой потери естественных приспособлений. Эту особенность пеностекла активно используют при теплозащите зернохранилищ, промышленных пищевых холодильников, складов, т.к. при использовании пеностекла, помимо теплозащитного слоя, удается создать надежный барьер на пути вредителей.
Пеностекло полностью негорючий материал, не содержащий окисляющихся или органических компонентов. Технология производства пеностекла такова, что готовое изделие получается в результате изготовления
в печах при температуре, близкой к 1000°С, поэтому при нагревании пеностекла до высоких температур оно лишь плавится как обычное стекло без выделения газов или паров. Этот фактор важен для противопожарных свойств конструкции.
Основные критерии пожарной безопасности - негорючесть материала и отсутствие поглощающей способности. Пеностекло не является горючим и абсорбирующим материалом и, следовательно, способно обеспечить наилучшую противопожарную защиту изолируемых объектов.
Вода не оказывает на пеностекло никакого воздействия по двум причинам: пеностекло состоит из герметично замкнутых ячеек, материал стенок которых - обычное силикатное стекло. Оно не впитывает влагу и не пропускает ее, при использовании в ограждающей конструкции создает дополнительный гидробарьер. При повреждении гидроизоляции не допускает распространения воды, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
Водостойкость пеностекла позволяет ему в течение длительного времени предотвращать образование льда, обеспечивать полную защиту от коррозии и отличную терморегуляцию. Пеностекло устойчиво к воздействию как пресной, так и соленой воды.
Экологическая и санитарная безопасность пеностекла позволяет осуществлять утепление ограждающих конструкций не только для помещений, в которых необходима повышенная чистота воздуха (здания образовательного и медицинского назначения, спортивные сооружения; музеи; высокотехнологичные производства и т.п.), но и для зданий со специальными санитарно-гигиеническими требованиями (пищевая и фармакологическая промышленность; бани и сауны; бассейны; кафе, рестораны, столовые и т.п.).
Ассортимент продукции и производственная программа
При производстве пеностекла в данном дипломном проекте используем следующий ассортимент выпускаемой продукции: блоки теплоизоляционные из пеностекла - высокопористый изоляционный материал неорганического состава плотностью не более 150 кгм[3], с теплопроводностью при температуре 298 [о]К не более 0,055 Вт(м∙К). применяются для тепловой изоляции строительных конструкций и оборудования при температуре от - 200 ºС до + 400 ºС в условиях относительной влажности до 97 %. Блоки теплоизоляционные относятся к группе несгораемых материалов.
Номенклатура выпускаемой продукции проектируемого цеха приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Номенклатура выпускаемой продукции
Наименование продукции,
Обозначение ТНПА,
характеристика
Блоки теплоизоляционные из пеностекла. Высокопористый изоляционный материал.
Основные параметры: размер, мм:
длина:
ширина:
толщина: плотность, кгм[3]
теплопроводность, Втм·К: при Т=298К
предел прочности при сжатии водопоглощение % по объему
Блоки теплоизоляционные из пеностекла СТБ 1322 - 2002
475
400
120
не более 150
0,055
не менее 0,7 МПа не более 3
Годовой выпуск пеностекла - 50000 м[3]год. Так как 1м[3] пеностекла весит 150 килограмм, соответственно годовой выпуск пеностекла - 7500 тгод.
Производственная программа выпускаемой продукции приведена в таблице 1.2.
Таблица 1.2 Производственная программа
Наименование продукции
Годовой выпуск, м[3]
Годовой выпуск, т
Блоки теплоизоляционные
из пеностекла
50000,0
7500
Источники сырья. Доступность сырья и сырьевых компонентов для производства пеностекла
Минерально-сырьевые ресурсы Западно-Казахстанской области достаточно разнообразны. Основные из них: природный газ, нефть, минеральные строительные материалы (доломиты, известняки, гипс, разнообразные глины, ракушечник, стекольные пески и пр.). Обнаружены залежи барита, асбеста, глауберовой и поваренной соли
Одним из основных видов минерального сырья, используемого для производства строительных материалов, являются карбонатные породы. Из этих пород производится разнообразная продукция: нерудные строительные материалы, цемент, известняковая и доломитовая мука для сельского хозяйства, минеральный порошок для асфальтобетона, заполнитель для сухих строительных смесей, наполнитель для мягкой
кровли, а также водяные фильтры, продукты для подкормки животных. Карбонатные породы используются также в пищевой, металлургической, химической, электротехнической и других отраслях промышленности. Только для производства нерудных строительных материалов (НСМ) - самого массового потребителя карбонатных пород в ЗКО ежегодно добывается примерно 45 тыс. тонн в год мела [4-5].
Предлагаемая технология получения пеностекла в качестве исходного материала использует стеклобой. В твердых бытовых отходах на долю стеклобоя приходится около 15 %. При этом если принять, что в развитых странах на одного человека в год образуется 400-700 кг твердых бытовых отходов, то на одного человека образуется примерно 60-100 кг стеклобоя. Если учесть, что в отличие от других компонентов твердых бытовых отходов стекло невозможно окислить или разложить, то следует признать, что количество стекла накопленного и продолжающего поступать в окружающую среду сопоставимо с природными геологическими ресурсами, используемыми человечеством. Исследования специалистов стран ЕЭС показали, что каждая тонна стеклобоя сберегает 1,2 т первичного сырья, а увеличение содержания стеклобоя в шихте на каждые 10% экономит 2% энергии.
Многие страны активно занимаются переработкой стекла. В таблице 1.3 показаны объемы вторичного использования в европейских странах.
Талица 1.3
Объёмы годового образовавшегося стеклобоя и процент его вторичного использования в европейских странах
Страна
Произведено стекла, тыс. тонн
Процент вторичной переработки стеклобоя
1
2
3
Швейцария
320
92
Финляндия
51
91
Норвегия
50
88
Бельгия
317
88
Германия
3064
87
Швеция
171
84
Австрия
241
83
Нидерланды
513
78
Дания
185
65
Франция
3545
55
Италия
2000
55
Ирландия
115
40
Продолжение таблицы 1.3
Португалия
359
34
Великобритания
2165
34
Испания
1548
33
Греция
163
27
Турция
304
24
Итого:
15111
58
Утилизация стеклобоя может рассматриваться с различных точек зрения. Так для экологии - это снижение негативного воздействия на окружающую среду, для промышленности - разработка перспективного сырьевого ресурса и для экономики - снижение затрат на производство силикатных материалов.
В Республике Казахстан имеются огромные запасы стеклосодержащих отходов в виде стеклобоя, а также металлургических, фосфорных гранулированных шлаков состоящих 90 - 95 % из стеклофазы, суммарные объемы которых в Республике превышают 30 млн. тонн и с каждым годом увеличиваются и занимают огромные земельные площади без дальнейшего практического применения.
Эти материалы являются готовыми силикатными сырьевыми ресурсами для производства теплоизоляционно - конструкционных материалов на основе стекла. Проблема заключается в отсутствии готовых отечественных технологий переработки крупнотоннажных отходов для производства эффективных теплоизоляционно - конструкционных материалов. Следовательно, создание отечественной технологии теплоизоляционно- конструкционного материала - пеностекла на основе переработки стеклобоя в композиции со стеклосодержащими отходами в Республике Казахстан является актуальным.
Исходя из того, что на начало 2013 г численность населения в Казахстане составляет 16909776 человек, то годовой объем образования стеклобоя 1352 тыс. тонн.
Так как, в предлагаемой технологии производства пеностекла основным сырьем являются стеклобой, то мы имеем огромный ресурс для переработки стеклобоя, решая при этом проблему его утилизации. В Западно- Казахстанской области ежегодно на свалку выбрасывается до 50 тыс. тонн стеклоотходов. Расчеты производились исходя из численности населения ЗКО (617640 человек на начало 2013 года) и норматива среднегодового накопления стеклоотходов на одного человека 60-100 кг. В настоящее время актуальна проблема сортировки мусора и отделения стеклобоя как сырья для производства пеностекла.
Для обеспечения сырьем производства пеностекла предлагаются три варианта:
Открытие полигона по приему стеклобоя.
Сотрудничество с ТОО Аркутур (полигон по хранению твердо- бытовых отходов), на территории которого планируется построить экологический комплекс по переработке мусора.
Сырьевым компонентом для производства пеностекла является также мел (1 % от общей массы сырья). В Западном Казахстане имеются 13 крупных месторождений мела с суммарными запасами, учтенными госбалансом по промышленным категориям 136,14 млн. т. Запасы мела, расположенные вблизи города Уральска, имеются в месторождениях
Семиглавомарское (22 тыс. куб. м) и Меловые горки. По данным экспертов запасы месторождений сырья рассчитаны на срок не менее 60 лет.
Описание конечного продукта
Пеностекло - теплоизоляционно-конструкционный материал нового поколения класса ЛЭЭНДТ (Легкий, экономичный, экологичный, негорючий, долговечный, технологичный), выполняющий одновременно функции теплоизоляционного, ограждающего и конструкционного материала, обладает достаточной прочностью при низкой средней плотности, низкой теплопроводностью, эстетическим внешним видом, негорючестью, экологичностью, экономичностью [1].
В оригинальном виде пеностекло похоже на белый силикатный кирпич, внутренняя структура состоит из множества мелких стеклянных пузырьков, изолированных друг от друга и связанных между собой стенками. Ячеистая структура обеспечивает высокие теплоизоляционные характеристики и достаточно высокую прочность (сравнимую с прочностью кирпича и бетона), а замкнутость пузырьков отличную гидроизоляцию.
Пеностекло на 90% состоит из стекла, поэтому материал не подвержен воздействию окружающей среды и активных веществ. Наружные поверхности - гладкие как у белого силикатного кирпича, с небольшой шероховатостью. Лицевую поверхность не сложно декорировать в любой цвет, под разноцветную мозаику, природный камень и пр. При добавлении окислов металлов, которые обычно используются при производстве цветного стекла, цвет пеностекла изменяется во всей внутренней структуре.
По сочетанию физических и потребительских свойств пеностекло не может быть причислено к какому-либо виду или группе типовых строительных материалов и открывает собой новую группу строительных материалов, т. к. является несущим, не требует дополнительного крепежа, одновременно может быть использовано как несущий материал, гидроизоляция, декоративная облицовка фасада и утеплитель. Низкая плотность пеностекла позволяет снизить нагрузку на фундаменты, что важно не только для экономики строительства, но и для понижения уровня
разрушаемости зданий в зонах повышенной сейсмической опасности. Наружная, не декорированная, поверхность материала легко клеится мастиками, соединяется цементным раствором, и штукатурится.
Пеностекло имеет уникальное сочетание технических характеристик [5]:
соответствует всем санитарно-гигиеническим требованиям
является лучшим теплоизоляционным материалом
является лучшим гидроизоляционным материалом
не подвержено воздействию окружающе й среды и химических элементов
не горит
имеет неограниченный срок службы
не является проводником электричества
средняя плотность 200-300 кгм[3]
поглощение воды - 1% максимум
теплопроводность - 0,032 Вт[м3]
прочность при сжатии - 1,4-7,5 МПа
шумопоглощение - 56 ДБ
выдерживает температуру от -200 до +650оС.
Плита пеностекла толщиной 10 см по теплоизоляционным свойствам сравнима с кладкой из красного кирпича толщиной в 1 м, а по прочности сравнима с кирпичом, а в некоторых случаях и выше.
Материал стоек ко всем обычно применяемым кислотам и их парам, не подвержен поражению бактериями и грибами, непроходим для грызунов, не поддерживает горения, не выделяет дыма и токсичных веществ. Подобного сочетания свойств нет ни у одного из известных теплоизоляционных материалов.
Применение пеностекла обеспечивает существенную выгоду при строительстве, а также значительное снижение себестоимости строительства при одновременном улучшении потребительских характеристик объекта и уменьшении расходов на содержание и эксплуатацию зданий.
При сравнении с известными строительными материалами пеностекло способно одновременно заменить весь набор типовых материалов, которые применяются в соответствии со стандартной технологией изготовления заполнения тёплого контура здания:
конструкционный материал (обычно пенобетон)
утеплитель на монтажных анкерах (обычно роквул, изовер, урса)
декоративная облицовка (керамогранит, вентилируемые панели или штукатурная смесь типа сэнарджи)
Применение пеностекла в строительстве кардинально меняет и упрощает все проектно-инженерные решения, поскольку продукт замещает все материалы пирога стены полностью и полноценно, справляясь с тремя задачами одновременно:
несущий материал
теплоизоляция
декоративная облицовка фасада с выс окими гидроизоляционными свойствами
Применение пеностекла на высотных объектах обеспечивает уменьшение себестоимости строительства за счёт упрощения и облегчения конструкций фундаментов и каркаса, которое обуславливается значительным (более чем вдвое) уменьшением массы и объём материала, заполняющего тёплый контур с улучшением теплоизоляционных характеристик и значительным снижением затрат на содержание здания (ремонт фасада, коммунальные платежи).
Уменьшение срока строительства за счёт уменьшения трудозатрат из-за уменьшения строительного объёма и количества технологических операций, включая технологические перерывы.
Применение пеностекла в строительстве малоэтажных объектов (бескаркасная технология), где конструкционный материал тёплого контура является основным с применением утеплителя и облицовки. Пеностекло также полностью заменяет пирог стены при сокращении массы и строительного объёма, с улучшением теплоизоляционных характеристик, со значительным снижением затрат на содержание здания (ремонт фасада, коммунальные платежи) [5].
Пеностекло - идеальный материал для широкого использования в индивидуальном строительстве. Сочетание его экологической чистоты и превосходных теплоизоляционных качеств с легкостью, прочностью и удобством обработки и монтажа позволяет быстро и самостоятельно утеплить любой объект личного хозяйства. Особенно подходит пеностекло для утепления помещений с повышенными требованиями к температурному и влажностному режимам: подвалов, саун, бань, бассейнов, каминов, дымоходов и т.п.
В отличие от традиционных теплоизоляционных материалов (газобетона, пенопластов, минеральной ваты и стекловаты), пеностекло обладает отличными монтажно-конструкционными свойствами: легко обрабатывается режущими инструментами, сверлится, прибивается гвоздями, клеится. Поскольку наружная поверхность материала состоит из множества разрезанных ячеек, то пеностекло легко и прочно клеится мастиками, хорошо штукатурится, сочетается с алюмосиликатными вяжущими (цементными, известково-цементными растворами).
Велико отставание Казахстана по энергосбережению в коммунальном хозяйстве, где расходуется до 20% всех энергоресурсов страны и на единицу жилой площади расходуется в 2-3 раза больше энергии, чем в странах Европы. Так, жилые многоэтажные здания у нас потребляют от 350 до 550 кВт ч (м[2] год), индивидуальные дома коттеджного типа - от 600 до 800 кВт ч (м[2] год). Вместе с тем за рубежом, например, в Германии, дома усадебного типа потребляют в среднем по стране около 250 кВт ч (м[2] год), в Швеции -
135 кВт ч (м[2] год). Лучшие зарубежные образцы жилых зданий потребляют от 90 до 120 кВт ч (м[2] год).
Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения показывает, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий, сооружений, промышленного оборудования, тепловых сетей. В этой связи обращает на себя внимание интенсивное развитие в рассматриваемых странах промышленности теплоизоляционных материалов. В некоторых странах, таких, например как Швеция, Финляндия, Германия, США и других, объем выпуска теплоизоляционных материалов на душу населения более чем в 7 раз превышает этот показатель для Казахстана. По некоторым данным, основным видом применяемых в Казахстане утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства и потребления составляет более 65%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенополистирол и другие пенопласты.
Рынок сбыта пеностекла (сегментация потребителей, динамика рынка во времени)
Производство пеностекла имеет основное отношение к стройиндустрии и рынку строительных материалов. В Казахстане строительство является одной из активно развивающихся отраслей.
Объем выполненных строительных работ
2 500 000
2 000 000
1 500 000
1 000 000
500 000
0
годы
Республика Казахстан
млн. тенге
С каждым годом в стране растут объемы строительства и в настоящее время его доля во внутреннем валовом продукте превышает 6%. Объем строительных работ в целом по Республике Казахстан за 15 лет, начиная с 1998 года, вырос в 29 раз (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 Объем выполненных строительных работ в Республике
Казахстан
Темп роста строительных работ в Западно-Казахстанской области в период с 1998 года по 2012 годы был несколько ниже. В 2012 году объем
строительных работ увеличился по сравнению с 1998 годом в 17 раз (рисунок 1.2).
Объем выполненных строительных работ
140 000
120 000
100 000
80 000
60 000
40 000
20 000
0
годы
Западно-Казахстанская область
млн. тенге
В Стратегии развития Казахстана до 2030 года развитие жилищного строительства признано одним из приоритетных направлений. В отраслевой Программе развития промышленности строительных материалов, изделий и конструкций на 2005-2014 годы, которая утверждена постановлением Правительства Республики Казахстан, поставлена задача увеличения производства конкурентоспособных материалов и конструкций в строительной индустрии и обеспечения на государственном уровне поддержки отечественных предпринимателей.
Рисунок 1.2 Объем выполненных строительных работ в Западно- Казахстанской области
Ассортимент и объем производства отечественных строительных материалов не полностью удовлетворяет потребностям современного строительства, а их нехватка на рынке покрывается импортной продукцией, высокую стоимость которой определяют транспортные издержки.
Доля импорта постоянно растет и более чем втрое превалирует над экспортом, в структуре которого подавляющую долю составляют нерудные строительные материалы, а в составе импортируемых строительных материалов увеличивается доля продукции высоких переделов.
Низкий уровень развития промышленности строительных материалов в стране наблюдается на фоне практически полного комплекса всей материально-сырьевой базы отрасли.
Необходимость развития собственного производства строительных материалов в республике представляется очевидной.
В структуре потребления теплоизоляционных изделий преобладает продукция импортного производства. Ситуация на рынке минеральных теплоизоляционных материалов сложилась из-за неразвитости собственной промышленности.
В таблице 1.4 приведен объем рынка теплоизоляционных материалов Казахстана за период 2002 - 2009 годы.
Таблица 1.4
Объем рынка теплоизоляционных материалов Казахстана за период 2002 - 2009 гг, тонн
Показатели
Годы
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Объем потребления
15474
18533
30966
44601
68033
80315
63849
48075
Объем экспорта
57
105
125
131
146
134
1243
774
Объем импорта
9691
10629
25540
38620
59710
71954
44259
25949
Объем производства
5840
8009
5551
6112
8469
8495
20833
22900
Источник: Агентство Республики Казахстан по статистике
Экспорт 339 т
Производс тво 9714 т
Импорт 35794 т
Рисунок 1.3 Объем рынка теплоизоляционных материалов Республики
Казахстан, 2014 г.
Анализ рынка строительных материалов в Казахстане показал растущую потребность в теплоизоляционных материалах и позволяет заключить, что наибольший спрос существует в настоящее время на теплоизоляционные материалы, причем следует ожидать стабильного роста именно этого сектора промышленности строительных материалов.
Предлагаемая технология переработки стеклобоя и стеклосодержащих отходов в композиции со стеклосодержащими отходами с целью нового
производства теплоизоляционно-конструкционного материала - пеностекла позволит вывести на рынок в Казахстане строительный материал, выполняющий одновременно функции теплоизоляционного, ограждающего и конструкционного материала. Разработка технологических основ композитов позволит заместить на строительном рынке Казахстана импортные теплоизоляционные материалы, такие как пенополистирол и материалы на основе стекловолокон, которые имеют ряд недостатков.
Целевыми рынками для продаж пеностекла по географическому признаку является рынок теплоизоляционных материалов всех областей Республики Казахстан, а также соседних регионов России, Узбекистана, Киргизии и Китая.
По отраслевому признаку сегменты потребителей будут предприятия промышленного и гражданского строительства, нефтегазовой и химической промышленности, предприятия теплоснабжения и судостроительства.
Целевыми потребителями пеностекла являются [9]:
компании-застройщики (жильё)
инвесторы-застройщики (коммерческая и промышленная недвижимость)
частные застройщики (индивидуальное жильё).
Наиболее значимыми потребителями пеностекла являются компании- застройщики, поскольку они являются основными потребителями строительных материалов. Кроме того, они больше других заинтересованы в снижении себестоимости строительства объектов при этом улучшая их потребительские характеристики.
По психографическому признаку планируется выделение целевого сегмента потребителей, имеющих потребность в экологически чистых теплоизоляционно-конструкционных материалах. Для этого предлагаемое пеностекло будет позиционировано как экологически чистый строительный материал с использованием соответствующих технологий. Используя концентрированный маркетинг, предполагается выход на данный привлекательный сегмент рынка и создать для него специальное предложение. Благодаря этому подходу планируется обеспечить предлагаемому пеностеклу прочную рыночную позицию на обслуживаемом сегменте.
Основным стимулом покупки и применения пеностекла в строительстве будет являться существенное уменьшение себестоимости и улучшение потребительских характеристик объекта.
Пеностекло - это малознакомый продукт для казахстанского рынка, но учитывая факторы роста, рынок пеностекла в ближайшие годы будет активно расти.
К факторам роста отечественного рынка теплоизоляционных материалов, в том числе пеностекла, можно отнести следующие:
рост темпов строительства зданий, сооружений и дорог;
бурное развитие рынка коммерческой недвижимости;
рост цен на энергоносители;
дальнейший рост тарифов на услуги ЖКХ;
рост объемов жилья, требующего реконструкции;
рост числа тепловых сетей, требующих реконструкции;
несоответствие подавляющей части строений сегодняшним нормам по строительной теплотехнике;
ужесточение строительной нормативной базы в Республике Казахстан.
Наиболее востребованным продуктом являются блоки и плиты из пеностекла. Высокая цена не будет отпугивать, если качество будет приемлемым. Если отечественные компании не смогут предложить достаточное количество материала - будет расти импорт. Также довольно перспективным выглядит сегмент формованных изделий из пеностекла. Республика Казахстан - страна нефтепроводов и газопроводов, большая часть которых размещена на территориях со сложным переменчивым климатом. Да и сфера ЖКХ нуждается в обширном и качественном ремонте имеющихся труб, которые в Казахстане в значительной степени производятся из чугуна и стали - высокотепло- проводных материалов. Формованные изделия выгодно производить на заказ под типоразмеры каждого конкретного заказчика. Зарубежные производители ограничены в возможностях индивидуального подхода, поэтому казахстанским компаниям можно смело занимать эту нишу.
Перспективно применение пеностекла в многоэтажном строительстве. Если участники пеностекольного рынка смогут сломить барьер консерватизма технической регламентации в крупном строительстве и технология использования пеностекла начнет распространяться, это послужит толчком к настоящему взрывному росту спроса на пеностекло. Для этого должно пройти определенное время, в течение которого экспериментальным путем будут обкатаны лучшие методы работы с пеностеклом, ведь крупные застройщики несут большую ответственность за безопасность эксплуатации построенных ими объектов.
Основные конкурентыучастники рынка пеностекла, сравнительный анализ продуктов-аналогов
Конкурентамиучастниками рынка пеностекла можно назвать производителей и поставщиков фасадных материалов, гидроизоляции и утеплителей.
В настоящее время лидерами мирового рынка по производству пеностекла являются такие компании, как "PittsburghCorning (USA), производящее пеностекло под маркой FOAMGLAS(R); ОАО Гомель стекло (Республика Беларусь), LanzhouPengfeiHeatPreservationCo Ltd (КНР), а так же компания ЗАО Пеноситал (Россия).
В Казахстане фирм-производителей пеностекла - нет.
На сегодняшний день основным производителем пеностекла на мировом рынке является PittsburgCorningCorp - американская компания с широкой европейской дилерской сетью. Предлагаемый ею материал - фоамглас пользуется высоким спросом с высокой стоимостью от 400 долларов США за 1 м[3].
На территории стран СНГ производством пеностекла занимается Гомельский стеклозавод (Республика Беларусь). Устаревшая технология, не обеспечивающая надлежащего качества, и небольшой объём производства не позволяют стеклозаводу серьёзно конкурировать на рынке теплоизоляционных материалов.
В России производством пеностекла занимаются компания Пеноситал (Пермь), ООО Пеностек (МО, Раменский район), SAITAX (МО, г. Дмитров), ЗАО Модис (г. Рыбинск), ОАО Терlant (Самара)- и др.
Основными видами применяемых в Казахстане утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства и потребления составляет более 60%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенополистирол и другие пенопласты. Доля теплоизоляционных ячеистых бетонов в общем объеме производимых утеплителей не превышает 3%, вспученного перлита - менее 0,3%. Следует отметить, что в передовых странах мира волокнистые утеплители также занимают 60-80% от общего выпуска теплоизоляционных материалов.
Следует признать, что качество и ограниченная номенклатура отечественных утеплителей, не в полной мере отвечает нуждам жилищного строительства. Это позволяет ведущим фирмам западных стран успешно продавать свою продукцию на рынках Казахстана. Помимо дешевой и некачественной китайской продукции, на нашем рынке доминирует продукция фирмы ROCKWOOL (Дания), ISOVER, Пеноплекс.
В таблице 1.5 показаны сравнительные характеристики предлагаемой технологии и имеющейся на рынке.
Таблица 1.5
Сравнительные характеристики пеностекла по предлагаемой технологии с имеющимися на рынке аналогами теплоизоляционных материалов
№ п п
Наименование, показатель
Название фирмы
ООО
Диел нио
Pittsburgh Corning Europe
ОАО
Гомельстек ло
ОАО
Термо- степс
ROCK WOOL
Предла- гаемая техно
логия
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Марка утеплителя
НеоТи
м(R)
FOAMGL
AST 4
ПЕНОСТЕК
ЛО
ТЕРМОК
РОВЛЯ
РУФ БА
ТТСтм
Пено
стекло
2
Коэффициент теплопроводности при (25+-5)°С, Втм К
0,048
0,043
0,075
0,038
0,038
0,035
3
Расчетный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации Б,
ВтмК
0,049
0,044
0,080
0,048
0,048
0,03
Продолжение таблицы 1.5
1
2
3
4
5
6
7
8
4
Рекомендуемая толщина теплоизоляции мм
165
150
270
163
163
150
5
Стоимость 1 м[3] теплоизоляции тенге с НДС
38500
80000
32000
33755
38000
25000
6
Стоимость 1 м[2] теплоизоляциит енге c НДС
6350
12000
8640
5550
6200
4500
Среди наиболее широко применяемых, как в индустриальных строительных конструкциях, так и в дополнительной изоляции зданий, такие волокнистые утеплители, как: плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем марок П75, П125, П225; изделия из стеклянного волокна марок П45, П45Т, П6О, П75. Для утепления кровли, чердачных перекрытий, наряду с указанными изделиями, применяются также минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем (ГОСТ 22950-95), плиты минераловатные гофрированной структуры марок П175ГС, П200ГС. К сожалению, следует констатировать, что номенклатура отечественных плитных утеплителей расширяется медленно и все еще скудна. Рынок испытывает недостаток в плитных утеплителях повышенной жесткости для утепления фасадов зданий.
Имеющиеся в промышленном выпуске изделия не обладают необходимыми свойствами по влагостойкости, сопротивлению на расслаивание. Практически отсутствуют жесткие негорючие плиты малой толщины для изоляции кровель, полов.
При кажущемся обилии волокнистой теплоизоляции объем выпуска конкурентоспособной продукции, наиболее полно отвечающей требованиям современного строительства, недостаточен. В основном, такая продукция выпускается предприятиями, оснащенными импортным оборудованием.
Полимерные теплоизоляционные материалы по сравнению с пеностеклом не рекомендуются использовать при температуре выше 80 - 100 [0]С, а при 180 - 250[0]С начинают интенсивно разлагаться, с выделением токсичных и пожароопасных веществ, пеностекло не горит и не выделяет вредных веществ. Срок службы полимерных теплоизоляционных материалов не превышает 10 - 15 лет, а пеностекла более 100 лет.
Минеральная вата - негорючий, трудносгораемый материал с температурой применения 700 и 450 °С соответственно. Основной недостаток - это низкая долговечность теплоизоляции. Ориентировочная долговечность теплоизоляции из минеральной ваты в слое материала, примыкающего к наружной оболочке панели, составляет примерно 10-12 лет. Другой недостаток - пыление при изготовлении и монтаже, что может привести к заболеванию рабочих силикозом. Минеральную вату как теплоизоляцию применяют редко, так как изготовление из неё конструкций связано с большими затратами труда. Уложенная в конструкцию минеральная вата уплотняется в процессе эксплуатации, что приводит к увеличению средней плотности и к ухудшению теплоизоляционных свойств. Дополнительно снижает противопожарные характеристики материалов и их долговечность полимерная связка, используемая для скрепления волокон. То есть, минеральную вату также нельзя считать полностью неорганическим материалом, что приводит к указанным выше проблемам полимеров.
Необходимо принять во внимание, что перевозка минераловатных энергосберегающих изделий экономически крайне невыгодна. Считается, что перевозка минераловатных изделий ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
