Главная » 2016 » Май » 26 » Опубликована статья в журнале БЖД
19:16
Опубликована статья в журнале БЖД

          В журнале "БЖД" Опубликована статья: Ткаченко Ю.Л., Соколова А.А., Астраханцева А.Д., Алексанян А.Н., Вылегжанина Е.С., Диденко А.Ф., Меликова М.Т. Автономный модуль для обеспечения безопасности жизнедеятельности в Арктике // Безопасность жизнедеятельности. 2016. №5. С. 33-38.      Посмотреть аннотацию  можно на сайте издательства:    http://novtex.ru/bjd/bgd2016/annot05.html#7                  Скачать статью                   В представленной работе был спроектирован жилой модуль, который может использоваться в качестве временного или постоянного укрытия людей, оказавшихся в зоне чрезвычайной ситуации или вынужденно пребывающих в экстремальных условиях окружающей среды.

Отличительной особенностью является то, что жилой модуль впервые отражает природный принцип построения среды обитания – замкнутость потоков вещества и синтетрофность. Синтетрофность означает, что пища (хотя бы её значительная часть) для обитателей модуля воспроизводится за счёт работы самой жилой среды, т.е. так, как это происходит в естественных экосистемах, применительно к другим биологическим видам. Рацион питания людей в модуле включает не только консервированные продукты, но и выращенные свежие овощи, пшеницу и масличную культуру.

Был проведён анализ условий жизнедеятельности людей в арктических пустынях. Установлено, что главными ограничениями жизнедеятельности на этих территориях являются отсутствие пищи, особенно свежих овощей и фруктов, и сильный холод.

Были рассмотрены проекты создания поселений в арктической зоне Российской Федерации и сделан вывод о том, что поселения, основанные на традиционной теплоэнергетике, вызывают загрязнение территории арктических пустынь и оказывают сильное антропогенное давление на крайне хрупкие экосистемы Заполярья.

Было принято решение о разработке принципиально другого типа жилой среды – автономного модуля, включающего в себя замкнутые круговороты вещества, то есть представляющего собой искусственную экосистему.

Проведён обзор литературы, посвященной истории создания и эксплуатации установок, построенных по принципу замкнутости внутренних материальных потоков. Наиболее удачным был признан опыт эксплуатации установки «Биос-3», в которой проводились длительные (до полугода) эксперименты по полной изоляции от природной среды экипажа из 3-х человек и было налажено эффективное производство растительного питания.

На основе собранной информации о современных достижениях в области создания искусственных замкнутых экосистем была составлена схема внутреннего круговорота вещества в модуле. Рассмотрены основные принципы организации замкнутого газообмена и водооборота, производства растительного питания и утилизации органических отходов, подобрана соответствующая техника и технологии.

Рассмотрены местные источники энергоресурсов и установлено, что в арктических пустынях наиболее целесообразно использование ветровой энергии. В качестве источника энергообеспечения выбран летающий ветрогенератор - «крыло». Рассчитана необходимая электрическая мощность ветрогенератора. Рассчитаны параметры аккумуляторной батареи, необходимой для бесперебойного электроснабжения модуля в течение 7 суток.

Произведён расчёт оборудования, необходимого для обеспечения обитателей модуля кислородом. Для регенерации воздуха предлагается использовать культиваторы хлореллы обыкновенной - фотобиореакторы типа ФБР-250 в количестве 14 шт.

Произведён расчёт фитотрона модуля для обеспечения обитателей растительной частью рациона. Подобраны биологические виды высших растений, пригодные для выращивания в фитотроне при круглосуточном освещении. Рассчитана необходимая мощность осветительной установки, подобраны светодиодные матрицы и определено их количество. Рассчитан объём цилиндрического фитотрона, достаточный для организации разновозрастного конвейера растительных посадок, необходимого для ежедневного производства растительного питания 20 человек. Рассчитана энергетическая ценность растительного рациона и содержание в нём витамина С. Определена пищевая ценность рациона обитателей с добавками животной пищи. Получено, что соотношение белков, жиров и углеводов близко к оптимальному: 1/1/4.

Подобран теплоизоляционный материал для наружной облицовки модуля. Произведён расчёт суммарных тепловыделений в модуле и определена температура воздуха внутри модуля в зависимости от температуры наружного воздуха. Рассчитана необходимая тепловая мощность отопления и производительность системы вентиляции модуля для поддержания допустимых параметров микроклимата. Произведён расчёт системы эритемного освещения, при непрерывном освещении обеспечивающей обитателей модуля дозой ультрафиолетового излучения диапазона «В», составляющей 0,66 от пороговой эритемной дозы. Подобран ультрафиолетовый светодиод для организации эритемного освещения и определено необходимое количество светодиодов – 32 шт.

Произведён расчёт полусферической купольной конструкции сооружения модуля, составлен чертёж каркаса модуля диаметром 6,87 м, состоящего из сетки треугольных элементов. Определено количество и номенклатура балок каркаса, соединительных элементов и облицовочных граней купола. Рассчитаны статические нагрузки на основание купола, возникающие от собственного веса конструкции, снегового покрова и ветра. Установлено, что наибольшей является ветровая нагрузка. Рассчитана динамическая ветровая нагрузка на обтекаемый профиль купола. Подобраны винтовые сваи для закрепления купола на местности, произведены прочностные расчёты. Установлено, что винтовые сваи, в количестве 41 шт., на которые монтируется купол, легко выдерживают статическую нагрузку, а по динамической ветровой нагрузке обладают 28-кратным запасом прочности.

Рассмотрен состав оборудования, необходимого для размещения внутри модуля при его установке на различных территориях с экстремальными условиями жизнедеятельности или в зонах чрезвычайных ситуаций. Показано размещение внутри модуля цилиндрического фитотрона и схема монтажа нескольких купольных модулей на местности.

Таким образом, выполнена не только поставленная задача - защита людей в Арктике от чрезвычайных ситуаций природного, техногенного и экологического характера, но и сделан первый шаг к спасению человечества от глобальной экологической катастрофы! Модуль разработан на основе подхода отечественной науки, рассматривающей среду обитания человека как «машину жизнеобеспечения» с биологическими блоками, о правильной работе которых надо заботиться человеку. Каждый обитатель модуля должен понимать принципы его функционирования и обязан заниматься работами по самообеспечению растительным питанием. Проживание в модуле, таким образом, будет способствовать изменению отношения людей к биосфере Земли в целом. Пробывшие в модуле достаточно длительное время представители человечества поймут, насколько они зависят от природной среды. Если погибнут растения, то людям нечем будет дышать и нечего будет есть. Если загрязнится вода, то людям нечего будет пить. Поэтому всем нам нужно думать и думать постоянно о том, как дальше жить на планете. Будущее человечества напрямую зависит от того, насколько тщательно люди будут продумывать и планировать каждый свой последующий шаг.

Просмотров: 53 | Добавил: ecologizator | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar