Материальная эффективность

редактировать
Строительство здания может потребовать значительных материальных затрат.

Материальная эффективность - это описание или показатель, который выражает степень, в которой сырье потребляется, внедряется или расходуется впустую по сравнению с предыдущими мерами в строительных проектах или физических процессах. Изготовление годного к употреблению предмета из более тонкого материала, чем предыдущая версия, увеличивает эффективность использования материалов в производственном процессе. Эффективность использования материалов идет рука об руку с экологичным строительством и энергосбережением, а также с любыми другими способами включения возобновляемых ресурсов в процесс строительства от начала до конца.

Эффективность использования материала также может означать степень, в которой материал может выдерживать определенную нагрузку, нагрузку или вес. Материальная эффективность может быть достигнута за счет использования переработанных материалов, материалов, использующих возобновляемые источники энергии, и другими способами. Например, использование переработанной стали вместо новой стали «снижает количество энергии, производимой при производстве стали, на 75 процентов, а также экономит место на свалках». Материальная эффективность "предполагает использование технических стратегий, бизнес-моделей, предпочтений потребителей и инструментов политики, которые привели бы к значительному сокращению производства больших объемов энергоемких материалов, необходимых для обеспечения благополучия людей. Эффективность включает снижение спроса на энергию, сокращение выбросов и других воздействий промышленности на окружающую среду, а также повышение национальной ресурсной безопасности. С ростом населения и увеличением благосостояния спрос на добычу и переработку материалов, вероятно, удвоится в следующие 40 лет. Воздействие на окружающую среду необходимая обработка станет критической ".

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Эффективность использования материалов в производстве
  • 2 Эффективность использования материалов в процессе строительства
  • 3 Освещение
  • 4 Методы изоляции
    • 4.1 Жесткая полиуретановая пена на растительной основе
    • 4.2 Холодная кровля
  • 5 Переработанные материалы против новых материалов
    • 5.1 Алюминий
    • 5.2 Пластмассы
    • 5.3 Бумага
  • 6 Повторное использование материалов
    • 6.1 Стекло и бумага
  • 7 См. Также
  • 8 ссылки

Материальная эффективность в производстве

Под материальной эффективностью в производстве понимается сокращение количества материала, используемого для производства продукта на заводе, уменьшение количества отходов на каждый продукт, а также более эффективное управление отходами на заводе в целом. Эффективность использования материалов способствует достижению циркулярной экономики и повышению ценности в промышленности за счет общего предотвращения и сокращения добычи и потребления первичного сырья, экономии материалов и энергии при производстве, сокращения объемов промышленных отходов, увеличения рециркуляции и повторного использования, а также общего снижения потребления энергии. требования и воздействие на окружающую среду. Основные возможности повышения эффективности использования материалов в производстве связаны с правильной сортировкой отходов (например, отделение пластмасс от горючих материалов) для переработки и повторного использования, достаточными объемами фракций отходов, улучшением процесса (например, с меньшим количеством отклонений по качеству или отходами), развитием технологии и правильным компонентом. / закупка материалов

Эффективность использования материалов в процессе строительства

Использование более «эффективных» материалов в строительном процессе сегодня может быть менее затратным и энергоемким, чем использование новых строительных материалов. Примером этого может быть использование переработанной стали для возведения каркаса здания вместо использования деревянных балок. Использование переработанной стали экономит место на свалках, которое в противном случае занимала бы сталь, экономит 75% энергии, необходимой для производства стали в производственном процессе, и спасает деревья от вырубки для строительства домов. Из переработанной стали можно придать точные размеры, необходимые для строительства, и из нее могут быть изготовлены «индивидуальные стальные балки и панели, подходящие для каждой конкретной конструкции». Эти новые, более эффективные материалы могут изначально стоить дороже при использовании в строительстве, но со временем сэкономят деньги за счет более низких счетов за отопление / охлаждение, меньших счетов за электричество и других видов счетов. Со временем вы сможете окупить свои деньги и сэкономить еще больше, не выходя из дома.

Осветительные приборы

Сегодня очень популярны три типа лампочек: лампы накаливания, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и светоизлучающие диоды (светодиоды). Одно только электрическое освещение может составлять около 14% ваших текущих счетов за электроэнергию. В дополнение к этому, только 10 процентов электроэнергии, потребляемой лампой накаливания, генерирует свет; остальное потрачено впустую. Вот две таблицы, в которых сравниваются три типа лампочек:

Энергоэффективность и затраты на энергию Светодиоды Лампы накаливания КЛЛ
Продолжительность жизни (средняя) 50 000 часов 1200 часов 8000 часов
Годовые эксплуатационные расходы (эквивалент 30 ламп накаливания в год) 32,85 $ / год 328,59 $ / год 76,65 $ / год
Содержит ртуть (токсичен) Нет Нет да
Соответствует RoHS да да Нет
Выбросы углекислого газа (30 ламп в год) 451 фунт / год 4500 фунтов / год 1051 фунт / год
Чувствительность к низким температурам Никто Некоторые да
Чувствительность к влажности Нет Некоторые да
Влияние циклов включения / выключения Нет Некоторые Да - может резко сократить продолжительность жизни.
Включается мгновенно да да Не нужно сначала разогреваться
Долговечность Очень прочный Не прочный Не прочный
Выделяемое тепло 3,4 БТЕ / час 85 БТЕ / час 30 БТЕ / час
Режимы отказа Не типично Некоторые Да, может загореться, задымиться или издать запах.
График, показывающий разницу в потреблении электроэнергии между 4 разными типами лампочек. Визуальное представление об использовании электроэнергии по типу лампы с галогенными лампами в комплекте.
Световой выход Светодиоды Лампы накаливания КЛЛ
Излучаемые люмены Ватты использованные Ватты использованные Ватты использованные
450 4-5 40 9-13
800 6-8 60 13-15
1,100 9-13 75 18-25
1,600 16-20 100 23-30
2600 25–28 150 30–55

Еще один способ снизить потребление электроэнергии и сэкономить на освещении - установить диммирующие переключатели с этими лампочками. Диммер может увеличивать или уменьшать количество света, излучаемого лампой, по вашему желанию. Он не может сделать лампочку ярче, чем ее максимум, но он может уменьшить ее, тем самым потребляя меньше электроэнергии и экономя ваши деньги.

Методы изоляции

Популярными материалами, используемыми для изоляции, являются стекловолокно, минеральная вата и шлаковая вата. После изготовления эти предметы не требуют энергии для использования и не требуют обслуживания, если они не повреждены. Правильное использование инфляции - наиболее эффективный способ сократить потребление энергии и выбросы парниковых газов.

Факты о сегодняшнем утеплении:

  • Использование изоляции снижает средние затраты на отопление и охлаждение дома примерно на 20%.
  • На каждую британскую тепловую единицу, потребляемую при производстве изоляции, ежегодно экономится 12 британских тепловых единиц за счет использования изоляции.
  • На каждый фунт углекислого газа, выделяемого при производстве изоляции, удается избежать 330 фунтов углекислого газа за счет использования изоляции.
  • Стекловолокно и изделия из каменной и шлаковой ваты являются многоразовыми. Их легко снять и снова поставить на место.
  • По данным Министерства энергетики США, системы отопления и охлаждения используют более половины энергии, потребляемой в американских домах. Как правило, 42% расходов средней семьи за коммунальные услуги уходит на поддержание в доме комфортной температуры. Источники энергии, питающие эти системы отопления и охлаждения, выбрасывают более 500 миллионов тонн углекислого газа и 12% выбросов оксида азота, активных компонентов в кислотных дождях. Комбинируя надлежащее обслуживание оборудования, модернизацию, изоляцию, защиту от атмосферных воздействий и управление термостатом, вы можете вдвое снизить свои счета за электроэнергию и выбросы.

Жесткий пенополиуретан на растительной основе

В последнее время публике выпускается изоляция нового «поколения». Жесткая полиуретановая пена на растительной основе изготавливается из таких растений, как бамбук, конопля и водоросли, которые «обладают высокой влаго- и термостойкостью, отличной акустикой и защитой от плесени и вредителей. Кроме того, она имеет более высокий коэффициент сопротивления R, чем стекловолокно или полистирол. это означает, что он имеет более высокое тепловое сопротивление и лучше изолирует ». По словам партнера проекта Патрисии Марии Перес Таранкон из Acciona, Мадрид, Испания, гигроскопические свойства утеплителей на биологической основе означают, что они могут поглощать и накапливать влагу из окружающего воздуха. «Материал действует как буфер влаги, - говорит она, - это смягчает изменения относительной влажности в окружающей среде, снижая риски от распространенных загрязнителей, таких как бактерии, вирусы, химические реакции, аллергии и респираторные инфекции, а также уменьшая потребность в кондиционирование воздуха." Эти методы изоляции на основе растений могут быть дешевле, безопаснее, экономить больше энергии в домах и зданиях, а также сокращать потребление энергии в процессе производства изоляции.

Классная кровля

Еще один более эффективный способ сократить потребление энергии и сэкономить деньги вместе с новой изоляцией на основе растений - это правильная кровля. « Холодная кровля» предполагает использование кровли, которая направляет солнечный свет обратно в атмосферу, вместо того, чтобы поглощаться материалом и попадать в здание. Эта холодная кровля может сэкономить деньги за счет снижения затрат на поддержание прохлады в здании с помощью кондиционеров. Тот же процесс можно использовать для сохранения тепла и снижения стоимости счета за отопление. Холодная крыша спроектирована таким образом, чтобы отражать больше солнечного света и поглощать меньше тепла, чем стандартная крыша. Холодные крыши могут быть сделаны из краски с высокой отражающей способностью, листового покрытия, черепицы или черепицы с высокой отражающей способностью. Преимущества крутой крыши:

  • Снижение счетов за электроэнергию за счет уменьшения потребности в кондиционировании воздуха.
  • Повышение комфорта в помещениях без кондиционирования воздуха.
  • Снижение температуры кровли, что может продлить срок службы кровли.
  • Снизить локальную температуру воздуха (иногда это называют эффектом городского острова тепла ).
  • Снижение пикового спроса на электроэнергию, что может помочь предотвратить перебои в подаче электроэнергии.
  • Сокращение выбросов электростанций, включая двуокись углерода, двуокись серы, оксиды азота и ртуть, за счет сокращения использования энергии охлаждения в зданиях.

Переработанные материалы против новых материалов

Включение переработанных материалов в процесс производства новых товаров - это существенное изменение. Минеральные ресурсы ограничены, например, бокситовая руда для алюминия или ископаемое топливо для производства пластмасс, поэтому крайне важно начать повторно использовать то, что мы уже добыли, чтобы мы не истощили то, что осталось. Существует множество доступных технологий, которые очень помогают в переработке, например оборудование, работающее в ближнем инфракрасном диапазоне, которое «является распространенной технологией сортировки в крупных операциях по переработке и может точно идентифицировать множество различных типов полимеров». Оборудование ближнего инфракрасного диапазона - намного более простой способ сортировки пластмасс по сравнению с человеческим глазом.

Алюминий

Алюминий обеспечивает наибольшую экономию, поскольку для изготовления банок из переработанного материала требуется всего 4% энергии, необходимой для изготовления таких же банок из бокситовой руды. Металлы не разлагаются, поскольку они перерабатываются так же, как пластик и бумага, волокна сокращают каждый цикл, поэтому многие металлы являются первыми кандидатами на переработку, особенно с учетом их высокой стоимости за тонну по сравнению с другими рециклируемыми материалами.

Пластмассы

Полистирол из переработанного материала стоит на 88% меньше, чем без переработки, но незначительное количество полистирола перерабатывается в Соединенных Штатах из-за сложности его сортировки от других пластиков. Производство других пластмассовых изделий, таких как бутылки из полиэтилентерефталата для безалкогольных напитков, на 76% дешевле при производстве из переработанных материалов, и ожидается, что этот процент, а также разнообразие пластмасс, которые могут быть переработаны, увеличатся с появлением новых технологий разделения, таких как пенная флотация и кожная флотация. [3,6] Тем не менее, пластик разлагается каждый раз, когда он перерабатывается, поэтому для продолжения производства таких продуктов всегда нужно будет получать часть пластика непосредственно из ископаемых масел.

Бумага

Бумага (в частности, газета) и стекло имеют меньшую экономию энергии, чем предыдущие материалы, при этом переработанные продукты обходятся на 45% и 21% меньше энергии соответственно. Вторичная бумага имеет большой рынок в Китае, хотя еще предстоит проделать работу, чтобы облегчить вторичную переработку смешанной бумаги в отличие от газет.

Если бы мы использовали эти методы переработки, нам не пришлось бы тратить энергию и ресурсы на добычу полезных ископаемых, чтобы получить новые ресурсы для использования в производстве. Переработанный алюминий, например, имеет те же свойства, что и новый алюминий, но затрачивает гораздо меньше энергии в производственном процессе. Однако это предполагает, что предприятия по переработке отходов работают наиболее эффективным образом.

Повторное использование материалов

Повторное использование существующих материалов требует даже меньше энергии, чем переработка. Повторное использование предпочтительнее рециркуляции, потому что оно исключает расходы на транспортировку на завод по переработке, сортировку, переработку, распространение, и нет необходимости выплачивать заработную плату сотрудникам за выполнение этих задач. Многоразовые контейнеры должны быть изготовлены только один раз для сотен или тысяч использований (например, бутылки с водой, используемые каждый день в течение многих лет), а затраты на электроэнергию между использованием примерно равны стоимости очистки контейнера водой с мылом, что является незначительным расходом по сравнению с например, сортировка, плавление и повторная заливка материала в форму. Теоретически повторное использование контейнеров может заменить пригодные для повторного использования контейнеры и одноразовые контейнеры, если они изготовлены из достаточно прочного материала. Однако есть неудобства, связанные с повторным использованием материалов. Некоторые из этих неудобств включают необходимость чистить контейнеры между использованиями, носить с собой полные или пустые контейнеры, и они требуют временных затрат из-за необходимости держать их, а не выбрасывать.

Стекло и бумага

Для продуктов со стеклянной тарой система залога-возврата, побуждающая людей возвращать тару в магазин для повторного использования, кажется более полезной, чем переработка, учитывая долговечность стекла и небольшую экономию энергии при его переработке. Повторное использование не работает также с печатной бумагой, металлическими или пластиковыми предметами, не являющимися контейнерами, такими как электроника или упаковочный материал, поэтому переработка может быть лучшим вариантом в этих случаях.

Смотрите также

использованная литература

Последняя правка сделана 2024-01-01 11:29:39
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте