Сравним окна

Экологичность стеклокомпозита

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЕКТОВ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТЕКЛОКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИЧНОСТИ

Существующие сегодня технологии производства различных искусственных материалов (пластмасс) в своей основе призваны заменить массовое использование в различных отраслях промышленности традиционные материалы: металл, дерево, камень и т.д., в т.ч. и с целью сохранения восполнимых и невосполнимых природных ресурсов.

Однако, в большинстве случаев получаемые в результате материалы в основном имеют низкие экологические показатели (легко воспламеняемы и при горении выделяют токсины, имеют низкие прочностные и антикоррозийные характеристики и т.д.), что ограничивает их применение в различных областях. При этом особое внимание обращает на себя большой удельный вес «химического» способа производства данных материалов, что в высокой степени неблагоприятно влияет на экологию, а также тот факт, что в производстве основным сырьем является нефть и ее производные (невосполнимые природные ресурсы).

ООО «Завод Стеклопластик» совместно с Российской академией наук, Канадской Корпорацией «Инлайн Файбергласс» и Национальным Комитетом по развитию Канады (

NRC

) приступили к реализации на территории РФ ряда проектов, результатом которых является продвижение на российский рынок принципиально новой продукции, основанной на технологии использования стеклокомпозитных материалов из минеральных волокон и дальнейшей их переработки в основном методам пултрузии (протяжки), а также прессования, центробежного литья и других видов технологической переработки с использованием так называемых

реактопластов

, процессы полимеризации которых полностью заканчиваются после окончания того или иного вида переработки, что, в свою очередь, позволяет говорить о практически полной инертности готового изделия.

Помимо того, что указанные материалы полностью заменяют традиционные (дерево, металл и т.д.), причем по своим физико-механическим свойствам не уступают им (а по некоторым параметрам превосходят), технология их применения полностью исключает возникновение каких-либо токсичных отходов, а сырьем является обычный кварцевый песок и мел или рифовый арагонит .

На примере стеклокомпозитов , которые изготавливаются из стекловолокна, таблица сравнительных физико-механических и теплофизических характеристик различных материалов будет выглядеть следующим образом (см.след.лист):

* - выделяет хлорорганические вещества типа диоксина, а также при воздействии высокой температуры происходит его оплавление и, как следствие, заклинивание дверей и окон из него, что является трагическим препятствием для эвакуации людей;

** - относительная годовая экономия затрат на отопление 1 м

2

остекленной площади здания при условии использования стеклокомпозитного профиля в конструкциях остекления.

Вышеуказанные свойства стеклокомпозитов распространяется и на другие композитные изделия, в производстве которых используются минеральные волокна (в частности, базальтоволокно и углеволокно), причем по некоторым позициям базальтоволокно и углеволокно превосходят стекловолокно (например, изделия из базальтоволокон способны выдерживать температуры 1 000 С

о

).

В обобщенном виде общие преимущества композитных материалов из минеральных волокон выглядят следующим образом:

Исключительно высокие показатели долговечности.

Результаты отечественных экспресс исследований и натурные исследования показывают, что конструкции( окна и раздвижные двери) из таких материалов во много раз превосходят срок службы аналогичных конструкций из дерева, ПВХ, стали, алюминия.

Высокая надежность.

Физико-технические качества материалов из минеральных волокон обеспечивают безотказную работу изделий (окон и раздвижных дверей), изготовленных из этих материалов, в течение 70 лет и более, без существенных затрат на эксплуатацию. В частности, по прочностным показателям стеклокомпозит близок к алюминию, стоек к атмосферным воздействиям, влиянию влаги и агрессивных сред, трудно сгораем и в случае пожара, не выделяет практически диоксинов, не представляя тем самым повышенной опасности. Имеет незначительные температурные деформации (в 6-12 раз меньше, чем у ПВХ).

Современный дизайн. Энергоэффективность .

На примере конструкций остекления (окна и раздвижные двери), в которых используются профили из стеклокомпозита, данные профили имеют высокую прочность и позволяют изготавливать окна и раздвижные двери с большой площадью остекления с тонкими элементами переплетов, которые, в свою очередь, могут иметь любой цвет в соответствии с пожеланиями заказчика. Окна и раздвижные двери с переплетами из стеклокомпозита могут быть использованы как при строительстве новых, так и при реконструкции эксплуатируемых зданий. При этом затраты на отопление снижаются на 15-20%, по сравнению с традиционно используемыми переплетами.

Также следует отметить безотходность и экологическую безопасность способов утилизации изделий из вышеуказанных композитных материалов, обусловленных составом изделий (на 70% и более состоящих из природных минералов) и возможности их применения после переработки в качестве наполнителя в различных материалах.

Ниже приведен перечень проектов, предусматривающих организацию производства различных изделий из композитных материалов на основе минеральных волокон с использованием передовых отечественных и зарубежных технологий и имеющих большую значимость с точки зрения экологии.

1. Проект «Организация производства труб методом центробежного литья».

Проект предусматривает собой организацию производства труб большого диаметра методом центробежного литья с последующим их использованием в безнапорных магастралях. В процессе производства в качестве армирующего материала используются стекловолокно и\или базальтоволокно. Получаемая продукция имеет гарантийный срок эксплуатации 50 лет, при этом заявленный срок службы составляет не менее 100 лет. Продукция применяется в безнапорных магистралях для транспортировки различных жидкостей, в т.ч. агрессивных.

1. Проект «Организация производства труб различного диаметра методом пултрузии и широкоформатной пултрузии».

Проект предусматривает организацию производства труб различного диаметра методом пултрузии и широкоформатной пултрузии на основе применения стекло-, угле- и базальтоволокна (в зависимости от заданных характеристик готовой продукции). В отличие от труб, получаемых методом центробежного литья, пултрузионная технология позволяет получать трубы повышенной прочности (выдерживают внутренне давление до 200 атм.), что значительно расширяет спектр их применения в соотвествующих областях. Повышенные прочностные характеристики позволяют использовать продукцию в магистральных напорных трубопроводах, т.е. нефте- и газопроводов.

Экологичность продукции:

• малая вероятность порывов трубопроводов и, как следствие, отсутствие токсичных выбросов в окружающую среду (при условии транспортировки агрессивных сред). Следует также обратить внимание на потенциальное увеличение значимости данной характеристики труб при условии их применения на месторождениях нефти и газа т.к. здесь немаловажную роль играет факторы удаленности, труднопроходимости и обширная площадь районов, где планируется использовать трубы из композиционных материалов;

• длительные сроки эксплуатации и, как следствие, экономия использования традиционных материалов (металлов);

• инертность материала, что позволяет осуществлять прокачку питьевой воды без изменения качества последней;

• длительность эксплуатации, что позволяет свести к минимуму проведение ремонтных работ, сопровождающихся земляными работами и, как следствие, сохранению верхнего (плодородного) слоя почвы;

• низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет снизить энергозатраты при использовании труб в различных системах отопления, и, как следствие, ведет к сбережению энергоносителей, относящихся к невосполнимым природным ресурсам (нефть, уголь и т.д.).

1. Проект «Организация производства сэндвич-панелей методом широкоформатной пултрузии».

В рамках реализации проекта организуется производства трехслойных (сэндвич) панелей методом широкоформатной пултрузии, обладающих уникальными энергосберегающими характеристиками. Использовать данную продукцию планируется в основном в строительстве как в качестве навесных элементов, так и в качестве самостоятельных элементов конструкций. Помимо энергосбережения эффективность использования сэндвич-панелей также определяют основные свойства материалов, из которых они производятся (антикоррозийность, долговечность, прочность и т.д.).

1. Проект «Организация производства конструкционного профиля различной конфигурации».

Данный проект предусматривает организацию производства профиля различной конфигурации и размеров для использования в различных отраслях как в виде самостоятельных изделий, так и в качестве конструкционных элементов. Области применения определяются свойствами материала. Данный проект непосредственно привязан к Проекту № 3, т.к. сэндвич-панели и конструкционный профиль определенной конфигурации применяются при изготовлении сборных конструкций (модульное строительство) – мини-коттеджей, торговых павильонов, специализированных служебных построек и пр.

Экологичность продукции:

• возможность проведения «чистой» застройки при строительстве сборных конструкций, т.е без проведения предварительных экологически «грязных» работ, а также без необходимости последующего устранения всех сопутствующих «результатов» строительства (безотходная технология);

• отсутствие необходимости использования природных материалов (в частности, дерева) при строительстве сборных конструкций;

• энергосбережение (экономия топливных ресурсов, а также отсутствие необходимости проведения работ по прокладке тепломагистралей для подвода тепла);

• применения конструкционного профиля на предприятиях химической отрасли промышленности значительно снижает вероятность каких-либо техногенно-экологических катастроф различного масштаба, связанных с повышенной скоростью «старения» традиционных природных материалов (в т.ч. металлических и бетонных конструкций) на данных предприятиях по сравнению с композитными, имеющими повышенные антикорроозийные свойства;

• огнестойкость (пожаробезопасность) получаемых конструкций.

1. Проект «Организация производства конструкций остекления с применением стеклопластикового профиля».

Проект состоит из двух сегментов: производство стеклокомпозитного профиля и производство собственно конструкций остекления с применением указанного профиля. Получаемые изделия имеют все указанные в начале данного документа преимущества по сравнению с конструкциями, изготавливаемыми из других материалов (ПВХ, дерева, алюминия).

Экологичность продукции.

• огнестойкость (пожаробезопасность) конструкций;

• энергосбережение (экономия топливных ресурсов);

• отсутствие токсичных выделений (как в условиях обычной эксплуатации, так и при температурных и химических воздействиях);

см.также в Дополнении выдержки из статьи в газете «Известия»)

• длительность использования (экономия природных материалов);

Данный проект также планируется осуществлять совместно с проектами 3 и 4, т.е. использовать конструкции остекления в модульном строительстве.

1. Проект «Организация производства стекломата из непрерывного стекловолокна».

2. Проект «Организация производства базальтоволокна»

Данные проекты также заявлены в общем структурном проекте организации соответствующих производств на основе применения композитных материалов из минеральных волокон как проекты, организующие сырьевое обеспечение производств.

Стекломат из непрерывного стекловолокна обеспечивает по сравнению с отечественными стекломатами повышенные прочностные характеристики получаемых изделий при его использовании в их производстве.

Производство базальтоволокна в промышленных объемах на территории РФ в настоящее время отсутвует, а его использовании в производстве соотвествующей продукции (труб, профилей, различных конструкционных изделий) позволит получать изделия с повышенной химстойкостью и огнестойкостью по сравнению с аналогичными изделиями, в производстве которых используется стекловолокно.

Экологическая составляющая данных проектов опосредована и привязана непосредственно к готовым изделиям, в производстве которых используется стекломат и базальтоволокно.

1. Проект «Энергоэффективный дом».

В рамках данного проекта планируется наладить массовое строительство типового жилья, в котором будут использованы различные технологии энергосбережения: применение материалов с низким коэффициентом теплопроводности, создание комплексной системы отопления и вентиляции здания, экономия энергоресурсов за счет самостоятельной миниэлектростанции и распределением потребления энергии в течение суток и т.д.

В рамках этого проекта планируется поставка конструкционного профиля различной конфигурации, сэндвич-панелей, контрукций остекления и т.д., т.е. изделий с повышенными энергосберегающими свойствами.

Экологическая эффективность данного проекта взаимоувязана с проектами 3, 4 и 5.

В дополнение к указанным выше проектам ниже приведен далеко неполный перечень возможного применения изделий из композитных материалов на основе минеральных волокон:

АВИАСТРОЕНИЕ

- корпусные и декоративные элементы, планеры, силовые элементы и конструкции, емкости, детали двигателя и т.д.

АВТОМОБИЛЕ-СТРОЕНИЕ

- антикорозийные элементы кузова и стеклопластиковые кузова автомобилей, детали двигателя, элементы отделки салона, термостатированные контейнеры.

НЕФТЕГАЗОВЫЙ КОМПЛЕКС

- конструкции буровых установок, особенно для морской добычи, элементы конструкций глубинного забора нефти, трубопроводы, емкости нефте и бензо хранилищ, АЗС.

СТРОИТЕЛЬСТВО

- стеновые панели, силовые конструкции, модульные сооружения, окна, двери, светопрозрачные конструкции фасадов, зимние сады, остекление лоджий, элементы каркасов, арматура бетона.

ЭЛЕКТРОНИКА

- корпуса электронных приборов, микросхем, оптико-волоконные кабели, строительные и отделочные конструкции с высокими антистатическими показателями для специальных производственных помещений, радиопрозрачные укрытия, элементы антенн.

ЭНЕРГЕТИКА

- защитные короба высокого и низкого напряжения, осветительные столбы и опоры линий электропередач, электромонтажная оснастка, элементы конструкций теплообменников, теплоизоляционные покрытия ТЭЦ.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

- емкости для химических процессов с агрессивными средами, для хранения агрессивных веществ, технологические трубопроводы, элементы несущих и защитных конструкций сооружений, находящихся в агрессивных средах.

СУДОСТРОЕНИЕ

- корпуса малых судов и элементы конструкций корпусов больших судов, палубные надстройки, детали и элементы ограждений, мачты и антенны, отделка, спасательные средства, яхты, катера.

ТРАНСПОРТ

- элементы корпуса электропоездов, отделка вагонов, транспортные контейнеры, защитные кожухи токосъемников в метрополитене, защитные короба для кабелей подземных сооружений, крепежные конструкции тоннелей, элементы станционных сооружений, мачты, опоры, навесы. Транспортные мосты.

ЭКОЛОГИЯ

- городские сети канализации, бассейны аэрации, отстойники, сборники и емкости для жидких токсичных отходов, мусорные контейнеры, желоба ливневых стоков.

КОММУНАЛЬНЫЕ СЛУЖБЫ

– водозаборные станции, навесы для таксофонов, будки, автобусные остановки, лотки, киоски, уличные кресла, малые архитектурные формы, оснащение подъемных кранов и механизмов.

ОБЩИЙ ВЫВОД

На основе всего вышеизложенного можно с полной уверенностью говорить о том, что применение изделий из композитных материалов на основе минеральных волокон в различных отраслях промышленности и народного хозяйства имеет большое значение для обеспечения экологической безопасности исходя как из свойств композитных материалов (антикоррозийность, химстойкость, прочность, долговечность и т.д.), так и конкретных способов применения готовой продукции.

При этом следует отметить тот факт, что получаемые изделия с успехом заменяют аналогичные, в производстве которых используются невосполнимые природные ресурсы (руда, древесина, уголь и т.д.).

ДОПОЛНЕНИЯ.

Краткое описание процесса пултрузии.

Пултрузия представляет собой вытягивание через нагретую фильеру (матрицу) композитного материала, пропитанного термореактивной смолой. Требуемая конфигурация профиля задается формой фильеры, а необходимую жесткость материал приобретает за счет полимеризации смолы, вызванной нагревом фильеры. В результате на выходе из фильеры получается армированный профиль, конфигурация которого повторяет профиль фильеры.

Выдержка из рекомендаций экспертной комиссии Комплекса перспективного развития города Москвы №537-РЗП от 24.06.1998 г.

«…из всех материалов, используемых сегодня в строительстве, композитные материалы, в том числе и, в первую очередь стекловолоконный композит (стеклокомпозит) обладает наиболее привлекательной перспективой, поскольку его характеристики соотносятся с прочностью стали, теплопроводностью дерева и легкостью ПВХ. Обширный класс конструкций из металла и железобетона, алюминия и ПВХ-профилей может быть успешно и эффективно переведен на использование стеклокомпозитов»

Выдержка из статьи в газете «Известия» от 07.05.1998 г., «Евроремонт сокращает жизнь ?», автор Наталья Тимашова.

«Многие европейские фирмы-производители таких популярных сегодня в России половых покрытий, окон, дверей, кабелей и прочих изделий из ПВХ (поливинилхлорида) у себы дома находятся в весьма затруднительном положении. Спрос на их продукцию резко падает, так как европейцы и американцы отказываются ее использовать из-за вредности. Винилхлорид относится к профессиональным канцерогенам, он официально признан веществом первой группы опасности, воздействие которого может привести к возникновению раковых опухолей у человека (в частности, опухоли мозга, печени, легких). Винилхлорид является еще и нейротропным ядом, оказывающим пагубное влияние на нервную систему. И фирмы ищут новые рынки сбыта совей долговечной и опасной продукции. В том числе и в России, где людей пока еще привлекает практичность и дешевизна изделий из винилхлорида.

Из ПВХ изготавливаются множество изделий: трубы, жалюзи, оконные рамы, скатерити, занавески, настилы для пола, упаковочный материал, посуда, игрушки, изоляционные материалы, различные канцелярские и школьно-письменные принадлежности, некоторые детали автомобиля, медицинские инструменты… Поскольку на всех стадиях производства ПВХ используется хлор, то при изготовлении, использовании и утилизации его и изделий из него выделяется большое количество одних из самых ядовитых веществ – диоксинов. Этот искусственно синтезированный человеком материал невозможно уничтожить без следа и вреда для окружающей среды и нашего здоровья. При сжигании изготовленных из него линолеума, обоев, оконных рам, электрооборудования в атмосферу выделяется огромное количество тех самых смертоносных диокинов, воздействие которых в любых количествах пагубно для человека и всего живого. Немецкие специалисты обнаружили, что при сжигании всего одного килограмма поливинилхлоридаобразуется до 50 микрограммов диоксинов. Этого количества достаточно для развития раковых опухолей у 50 тысяч лабораторных животных.

Поэтому неудивительно, что во многих странах (в Бельгии, Франции, Швейцарии, США) уже отказались от использования ПВХ-упаковки в пищевой промышленности и торговле, запрещают применение ПВХ-материалов в жилом секторе строительства. В Австрии применение материалов из ПВХ запрещено в Венком метрополитене, большинство больниц прекратили использование медицинского оборудования из поливинилхлорида, постепенно прекращается использование офисного оборудования, окон и линолеума из ПВХ. В Германии же практически отказались от использования электрических кабелей в изоляции из ПВХ именно из-за того, что при их горении образуется значительное количество диоксинов.

- С этой проблемой уже столкнулись во многих странах, и у нас она, увы, неизбежна, - говорит эксепрт «Гринпис России» Алексей Кисилев. – В квартире или офисе делается то, что у нас называют евроремонтом – ставятся окна и двери-ПВХ, на пол стелится линолеум или ламинат, на стены клеятся какие-нибудт стеклообои или что-нибудь в этом роде. И если в такой виниловой квартире возникает пожар, она становится похожа на газовую камеру. Вначале выделяется угарный газ, потом пары соляной кислоты и дополняют букет диоксины. Всем этим дышат в первую очередь пожарные, к тому же ядовитая пыль оседает на стенах, потолках и еще долго остается в воздухе. Бесследно для людей все это не проходит. Когда в городе Шелехове Иркутской области горел кабельный завод, выпускавший ПВХ-изоляцию, пожар тушили 600 человек (4 пожарных гарнизона). Надышавшись ядовитыми парами, молодые, здоровые мужчины вышли постаревшими на 7 лет, все стали инвалидами. Хотя внешне они тогда совсем не изменились. 30 человек уже умерли, у многих сегодня аж по 20 хронических заболеваний. Все это подтверждают данные исследований Киевского института геронтологии, проводившихся специально по заказу кабельного завода.

Кроме того, виниловые и прочие самоклеющиеся, моющиеся обои и напольные покрытия еще выделяют формальдегид и эфирные масла. Были случаи, когда в московских школах приходилось перестилать пол, когда у детей в массовом порядке начинались головные боли. Оказалось, что причина этого – дешевый линолеум, который выделял формальдегид. Кстати, о линолеуме. На самом деле материал с этим названием, который начали производить более 100 лет в Германии, не имеет ничего общего с тем, что привыкли называть линолеумом мы. У нас так называют любое синтетическое покрытие для пола. В других же странах линолеумом называют любое синтетическое покрытие для пола. В других же странах линолеумом называют только то покрытие, которое делается из натуральных материалов (например, деревынной крошки) с использованием различных масел (пробкового, льняного). Но стоит такой настоящий линолеум процентов на 50-70 дороже синтетического напольного покрытия. Но, экономя на своем здоровье, можно собрать деньги разве что на собственные похороны.»