Barqaror muhandislik - Sustainable engineering

Barqaror shahar dizayni va innovatsiyalar: Fotovoltaik ombrière SUDI - bu elektr transport vositalaridan foydalanadigan energiyani to'ldiradigan avtonom va mobil stantsiya quyosh energiyasi.

Barqaror muhandislik energiya va resurslardan foydalanadigan tizimlarni loyihalashtirish yoki operatsiya qilish jarayoni barqaror, boshqacha qilib aytganda, tabiiy muhitga zarar etkazmaydigan darajada yoki kelajak avlodlarning o'z ehtiyojlarini qondirish qobiliyati.

Umumiy muhandislik yo'naltirilgan

  • Suv ta'minoti
  • Oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish
  • Uy-joy va boshpana
  • Sanitariya va chiqindilarni boshqarish
  • Energiyani rivojlantirish
  • Transport
  • Sanoatni qayta ishlash
  • Tabiiy resurslarni rivojlantirish
  • Ifloslangan chiqindilarni tozalash
  • Ekologik va ijtimoiy ta'sirlarni kamaytirish bo'yicha loyihalarni rejalashtirish
  • O'rmonlar, ko'llar, irmoqlar va botqoq erlar kabi tabiiy muhitni tiklash
  • Ehtiyojmandlarga tibbiy yordam ko'rsatish
  • Barchaga foyda keltiradigan chiqindilarni minimallashtirish va mas'uliyat bilan yo'q qilish
  • Chiqindilarni yo'q qilish va iste'molni kamaytirish uchun sanoat jarayonlarini takomillashtirish
  • Texnologiyalardan mos va innovatsion foydalanishni tavsiya etish [1]

Muhandislik fanlari aspekti sifatida

Har bir muhandislik intizomi barqaror loyihalash bilan shug'ullanadi, ayniqsa ko'plab tashabbuslarni ishga soladi hayot aylanishini tahlil qilish (LCA), ifloslanishning oldini olish, atrof-muhit uchun dizayn (DfE), demontaj uchun dizayn (DfD) va qayta ishlash uchun dizayn (DfR). Bu ifloslanishni nazorat qilish paradigmalarini almashtiradi yoki hech bo'lmaganda o'zgartiradi. Masalan, "qopqoq va savdo" tushunchasi sinovdan o'tgan va ba'zi ifloslantiruvchi moddalar uchun yaxshi ishlaydi. Bu tizim kompaniyalarga "stack-by-stack" va "truba-by-trubka" yondashuvi o'rniga butun ishlab chiqarish majmuasi bo'ylab "qabariq" qo'yishi yoki o'z sohasidagi boshqa kompaniyalar bilan savdo-sotiqning ifloslanishi kreditlari berilishi mumkin bo'lgan tizimdir. "buyruq va boshqaruv" deb nomlangan yondashuv. Bunday siyosat va me'yoriy yangiliklar ba'zi bir takomillashtirilgan texnologiyalarga asoslangan yondashuvlarni, shuningdek, ifloslantiruvchi moddalarning yuklanishini tenglashtirish va ifloslantiruvchi moddalarning birinchi katta qismini olib tashlash uchun arzonroq texnologiyalardan foydalanish kabi sifatli yondashuvlarni talab qiladi, undan keyin yuqori darajadagi ekspluatatsiya va texnik xizmat ko'rsatish (O&M) ) stak va quvurlarni davolash qiyinroq bo'lgan texnologiyalar. Biroq, aniq ta'sir har bir stakka yoki trubaga mustaqil tashkilot sifatida qarashdan ko'ra ifloslantiruvchi moddalar chiqindilari va chiqindi suvlarining kamayishi bo'lishi mumkin. Bu eng barqaror dizayn yondashuvlari uchun asosdir, ya'ni hayot tsikli tahlilini o'tkazish, eng muhim muammolarga ustuvor ahamiyat berish va ularni hal qilish uchun texnologiyalar va operatsiyalarni moslashtirish. Muammolar hajmi (masalan, ifloslantiruvchi moddalarning yuklanishi), davolashdagi qiyinchiliklar va maqsadga muvofiqligi bilan farq qiladi. Eng qiyin muammolar ko'pincha kichik, ammo juda qimmat va davolash qiyin, ya'ni unchalik mumkin bo'lmagan muammolardir. Albatta, barcha paradigma siljishlarida bo'lgani kabi, taxminlar ham texnik, ham operatsion nuqtai nazardan boshqarilishi kerak.[2] Tarixiy jihatdan barqarorlikni hisobga olish muhandislar tomonidan ularning dizaynidagi cheklov sifatida ko'rib chiqilgan. Masalan, ishlab chiqarish jarayoni natijasida hosil bo'lgan xavfli moddalar tarkibida bo'lishi va tozalanishi kerak bo'lgan chiqindi oqimi sifatida ko'rib chiqildi. Xavfli chiqindilarni ishlab chiqarish ayrim ishlab chiqarish turlarini tanlash, chiqindilarni qayta ishlash imkoniyatlarini ko'paytirish va agar ular bu ishni to'liq bajarmagan bo'lsa, ishlab chiqarish sur'atlarini cheklash bilan cheklanishi kerak edi. Yashil muhandislik ushbu jarayonlar ko'pincha iqtisodiy va ekologik jihatdan samarasiz ekanligini tan olib, hayot tsiklini har tomonlama, tizimli ravishda yondashishga chaqiradi.[3] Yashil muhandislik to'rtta maqsadga erishishga harakat qiladi:[4]

  1. Chiqindilarni kamaytirish;
  2. Materiallarni boshqarish;
  3. Ifloslanishning oldini olish; va,
  4. Mahsulotni yaxshilash.

Yashil muhandislik jarayonlarni va mahsulotlarni atrof-muhit va barqaror nuqtai nazardan yanada samarali qilish uchun ularni takomillashtirishning ko'plab usullarini o'z ichiga oladi.[5] Ushbu yondashuvlarning har biri fazo va vaqtdagi mumkin bo'lgan ta'sirlarni ko'rishga bog'liq. Me'morlar joy tuyg'usini hisobga olishadi. Muhandislar sayt xaritasini chegara bo'ylab oqimlar to'plami sifatida ko'rishadi. Loyihalashda qisqa va uzoq muddatli ta'sirlarni hisobga olish kerak. Yaqin kelajakdan tashqaridagi ta'sirlar barqaror dizaynning viloyatidir. Ta'siri o'nlab yillar davomida o'zini namoyon qilmasligi mumkin. Yigirmanchi asrning o'rtalarida dizaynerlar asbestli pollar, truboprovod va shingil, qo'rg'oshin bo'yoqlari va quvurlari kabi xavfli qurilish materiallari sifatida ma'lum bo'lgan narsalardan foydalanishni aniqladilar, hatto ta'sirni ko'paytirishi mumkin bo'lgan strukturaviy va mexanik tizimlar qoliplar va radon. Ushbu qarorlar ushbu binolarda yashovchi odamlar uchun xavf tug'dirishiga olib keldi. Ushbu qarorlarni tanqid qilish orqaga qaytish oson, ammo ko'plari yong'inning oldini olish va materiallarning chidamliligi kabi olijanob sabablarga ko'ra qilingan. Biroq, bu vaqt prizmasiga qaraganda kichik ko'rinadigan ta'sirlarni o'z ta'sirida beqiyos darajada kuchaytirishi mumkinligini ko'rsatib turibdi, barqaror dizayn dizayni o'z joyida va vaqtida to'liq baholashni talab qiladi. Ba'zi ta'sirlar kelajakda asrlar davomida yuz berishi mumkin emas. Masalan, biz elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun atom energiyasidan foydalanishga qaror qilganimiz barqaror dizayn qaroridir. Radioaktiv chiqindilar yarim ming yillik hayotga ega bo'lishi mumkin. Ya'ni, radioaktiv izotoplarning yarmi parchalanishi uchun bu yillar kerak bo'ladi. Radioaktiv parchalanish bu bir elementning ikkinchisiga o'z-o'zidan aylanishidir. Bu yadrodagi protonlar sonini qaytarib bo'lmaydigan darajada o'zgartirish orqali sodir bo'ladi. Shunday qilib, bunday korxonalarning barqaror loyihalari juda noaniq kelajaklarni hisobga olishlari kerak. Masalan, ushbu xavfli chiqindilar to'g'risida ogohlantiruvchi belgilarni to'g'ri joylashtirgan bo'lsak ham, ingliz tilini tushunish yoki anglamasligimizni bilmaymiz, yuqorida aytib o'tilgan yashil muhandislikning to'rtta maqsadi uzoq muddatli hayot tsikli nuqtai nazaridan qo'llab-quvvatlanadi. Hayotiy tsiklni tahlil qilish - bu xom ashyo, ishlab chiqarish, tashish, tarqatish, ishlatish, texnik xizmat ko'rsatish, qayta ishlash va yakuniy chiqindilarni o'z ichiga olgan mahsulot, jarayon yoki faoliyatning to'liqligini ko'rib chiqishga kompleks yondashuv. Boshqacha qilib aytganda, uning hayotiy tsiklini baholash mahsulot haqida to'liq tasavvurga ega bo'lishi kerak.Hayotiy tsiklni baholashning birinchi bosqichi - bu aniqlanadigan jamiyat orqali material oqimi to'g'risida ma'lumot to'plash. Bunday oqimning turli xil tarkibiy qismlari miqdori ma'lum bo'lgach, ishlab chiqarish, ishlab chiqarish, ishlatish va qayta tiklash / yo'q qilishning har bir bosqichining muhim funktsiyalari va ta'sirlari baholanadi. Shunday qilib, barqaror dizaynda muhandislar vaqtinchalik freymlarda eng yaxshi ko'rsatkichlarni beradigan o'zgaruvchilar uchun optimallashtirishlari kerak.[4]

1992 yildan 2002 yilgacha bo'lgan yutuqlar

  • Jahon muhandislik sherikligi Barqaror rivojlanish (WEPSD) tashkil etildi va ular quyidagi sohalar uchun javobgardir: barqaror rivojlanish uchun muhandislik majburiyatlari va axloq qoidalarini qayta tuzish, uzoq muddatli rejani tahlil qilish va ishlab chiqish, sheriklar bilan ma'lumot almashish va yangi texnologiyalardan foydalanish orqali hal qilish va global atrof-muhitning muhim muammolarini hal qilish , kabi toza suv va iqlim o'zgarishi
  • CASI Global asosan korporatsiyalar va hukumatlar uchun eng yaxshi tajribalarni almashish uchun platforma sifatida shakllangan; CSR va barqarorlik sabablari va bilimlarini targ'ib qilish vazifasi bilan. Dunyo bo'ylab minglab korporativ va kollejlar ushbu missiyani qo'llab-quvvatlash maqsadida endi CASI Global-ning bir qismidir. CASI shuningdek, barqarorlik bo'yicha ikki tomonlama ixtisoslashgan moliya / operatsiyalar / ishlab chiqarish / ta'minot zanjiri va boshqalar bo'yicha Global Fellow dasturlarini taklif etadi. Ushbu g'oya har bir mutaxassis o'zining asosiy funktsiyasi va sanoatida barqarorlikni oshirishga majbur qiladi. http://www.casiglobal.us/
  • Atrof-muhit siyosati, axloq qoidalari va barqaror rivojlanish bo'yicha ko'rsatmalar ishlab chiqildi
  • Yer Xartiyasi sifatida qayta boshlandi fuqarolik jamiyati tashabbus
  • Jahon banki, Birlashgan Millatlar Tashkilotining Atrof-muhit dasturi, va Global ekologik fond barqaror rivojlanish bo'yicha dasturlarga qo'shildi
  • Barqaror rivojlanish tushunchalarini o'z ishlarida qanday qo'llash bo'yicha muhandislik talabalari va amaliyotchi muhandislar uchun dasturlar ishga tushirildi
  • Sanoat jarayonlarida yangi yondashuvlar ishlab chiqildi

Barqaror uy-joy

2013 yilda AQShning uy-joy kommunal xizmatlari xaridorlari uchun o'rtacha yillik elektr energiyasi iste'moli oyiga o'rtacha 909 kVt / soatni tashkil etgan holda 10,908 kilovatt soatni (kVt soat) tashkil etdi. Luiziana eng yuqori yillik iste'molini 15,270 kVt / soatga, Gavayida esa eng pasti - 6,176 kVt / soatni tashkil qildi.[6] Uy-joy sektorining o'zi 18% foydalanadi[7] ishlab chiqarilgan energiyaning umumiy miqdoridan va shuning uchun barqaror qurilish amaliyotini o'z ichiga olgan holda bu sonning sezilarli darajada kamayishi mumkin. Qurilishning asosiy barqaror amaliyotiga quyidagilar kiradi:

  1. Barqaror sayt va joylashuv: Yashil rangning tez-tez e'tibordan chetda qoladigan muhim elementlaridan biri biz qurishni tanlagan joyda bo'ladi. Qishloq xo'jaligi erlari kabi noo'rin joylardan qochish va yo'lni, kanalizatsiya, yomg'ir suvi tizimlari va tranzit kabi infratuzilmani yaqin joyda joylashtirish, quruvchilarga uy atrofiga salbiy ta'sirini kamaytirishga imkon beradi.
  2. Suvni tejash: Suvni tejash iqtisodiy jihatdan kam oqimli moslamalarni o'rnatish orqali amalga oshirilishi mumkin, bu ko'pincha samarasiz modellar narxiga teng. Obodonlashtirish dasturlarida suvni to'g'ri o'simliklarni tanlash orqali tejash mumkin.
  3. Materiallar: Yashil materiallar juda ko'p turli xil variantlarni o'z ichiga oladi. Ko'pincha, odamlar "yashil" - bu qayta ishlangan materiallar degan ma'noni anglatadi. Qayta ishlangan materiallar bitta variantni anglatishiga qaramay, yashil materiallar tarkibiga qayta ishlatiladigan materiallar, bambuk va qo'ziqorin kabi yangilanadigan materiallar yoki sizning mintaqangizga tegishli materiallar kiradi. Esingizda bo'lsa, yashil material ko'proq xarajat qilishi yoki undan kam yoki yuqori sifatli bo'lishi shart emas. Yashil mahsulotlarning aksariyati yashil bo'lmagan analoglari bilan taqqoslanadi.
  4. Energiyani tejash: Ehtimol, yashil qurilishning eng muhim qismi energiya tejashdir. Passiv dizaynni amalga oshirish orqali strukturaviy izolyatsiya qilingan panellar (SIP), samarali yoritish va qayta tiklanadigan energiya kabi quyosh energiyasi va geotermik energiya, uy energiya iste'molini kamaytirishdan foydalanishi yoki aniq nolinchi energiya uyi sifatida qatnashishi mumkin.
  5. Yopiq atrof-muhit sifati: Ichki muhitning sifati inson salomatligida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Ko'pgina hollarda, bo'yoq, gilam va boshqa pardozlash materiallarida xavfli materiallardan saqlanish orqali yanada sog'lom muhit yaratilishi mumkin. Shuningdek, to'g'ri shamollatish va kunduzgi yorug'likni ta'minlash muhimdir.[8]

Jamg'arma

  1. Suvni tejash: Yangi qurilgan uy WaterSense yorlig'i bilan mahsulotlarni qo'shimcha xarajatlarsiz amalga oshirishi va suv isitgichi va suvning o'zi qo'shilganda suvni 20% tejashga erishishi mumkin.
  2. Energiyani tejash: Energiyani tejash, albatta, amalga oshirish uchun sarflanadigan xarajatlar to'g'risida gap ketganda eng intensiv hisoblanadi. Shu bilan birga, u tejash uchun eng katta imkoniyatlarga ega. Passiv dizayn strategiyasini amalga oshirish orqali minimal tejashga qo'shimcha xarajatlarsiz erishish mumkin. Yashil darajadagi passiv dizayndan (va natijada tejash darajasidan) keyingi qadam qurilish izolyatsiya qilingan panellar (SIP) singari zamonaviy qurilish konstruktsiyalarini amalga oshirish bo'ladi. SIP-larni tashqi devorning har bir chiziqli oyog'iga taxminan 2 dollar evaziga o'rnatish mumkin. Bu odatiy bir qavatli uy uchun jami mukofotning 500 dollardan kamiga teng, bu esa energiyani 50% tejash imkonini beradi. DOE ma'lumotlariga ko'ra, bitta oilaviy uy uchun o'rtacha yillik energiya xarajatlari 2200 dollarni tashkil etadi. Shunday qilib, SIP-lar yiliga 1100 dollargacha tejashga qodir. Nolinchi energiya tejaydigan uy bilan bog'liq bo'lgan tejashga erishish uchun qayta tiklanadigan energetikani boshqa xususiyatlaridan tashqari amalga oshirish kerak. Geotermik energiya tizimi ushbu maqsadga har bir kvadrat metr uchun taxminan 7 AQSh dollar miqdoridagi mukofot puli bilan erishishi mumkin, fotovoltaik tizim uchun (quyosh) jami 25000 dollargacha mukofot puli talab qilinadi.[8]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Huesemann, Michael H. va Joyce A. Huesemann (2011). Technofix: Nima uchun texnologiya bizni yoki atrofni qutqarmaydi, 13-bob, "Ekologik barqaror va mos texnologiyalarni loyihalash", Yangi jamiyat noshirlari, Gabriola oroli, Britaniya Kolumbiyasi, Kanada, ISBN  0865717044, 464 bet.
  2. ^ Vallero, Daniel A. (2008). Barqaror dizayn: barqarorlik va yashil muhandislik haqidagi fan. Brasier, Kris. Xoboken, NJ: Jon Uili. ISBN  978-0-470-13062-9. OCLC  173480533.
  3. ^ Kabezas, Heriberto; Mauter, Meagan S.; Shonnard, Devid; Siz, Fengqi (2018). "ACS Barqaror Kimyo va muhandislik tizimlarini tahlil qilish, loyihalash va optimallashtirish bo'yicha virtual maxsus son". ACS Barqaror kimyo va muhandislik. 6 (6): 7199. doi:10.1021 / acssuschemeng.8b02227.
  4. ^ a b D. Vallero va C. Brasier (2008), Barqaror dizayn: Barqarorlik va yashil muhandislik fanlari. John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, NJ, ISBN  0470130628.
  5. ^ Mahsulotlar, jarayonlar va ta'minot zanjirlarining barqarorligi: nazariya va qo'llanmalar. Siz, Fengqi,. Amsterdam. ISBN  978-0-444-63491-7. OCLC  908335764.CS1 maint: qo'shimcha tinish belgilari (havola) CS1 maint: boshqalar (havola)
  6. ^ "Amerikalik uy qancha elektr energiyasidan foydalanadi? - Tez-tez so'raladigan savollar - AQSh Energiya Axborotlari Ma'muriyati (EIA)". www.eia.gov. Olingan 2015-09-02.
  7. ^ "Dunyoda har bir sektor tomonidan qancha energiya iste'mol qilinadi? - Tez-tez so'raladigan savollar - AQSh Energiya Axborotlari Ma'muriyati (EIA)". www.eia.gov. Olingan 2015-09-02.
  8. ^ a b AP, Maykl Tolson MBA, LEED. "Yashil uylar va an'anaviy uylar - Buildipedia". buildipedia.com. Olingan 2015-09-02.

Tashqi havolalar