Хүйтэн хадгаламжийн байгууламжинд ган бүтцийн давуу талыг судлах

Экстрем температурын хэлбэлзэлд ган бүтцийн бат бөх байдал

Төмөр бетон барилгын материалын хувьд маш их ачаалал тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд -40°C-аас +30°C хүртэлх температурын хэлбэлзэлд ч тэсвэртэй байдаг тул хөргөлтийн агуулах барихад сайн сонголт болдог. Шинээр гаргасан нөхөл багатай төмөр хайлш материал нь тийм хэт температурт 95-98% хүртэлх бат бөх чанарыг хадгалж байдаг бөгөөд мод, бэлтгэсэн бетон шиг материалын ажиллах нь циклээр халах, хөргөхөд задарч эхэлдэгтэй харьцуулахад маш сайн. Арктикт шиг маш хүйтэн газруудад никель агуулсан төмрийн хайлшыг ашиглавал металл хэт бага температурт хүйтэн хөндий болохоос сэргийлж болно. Ийм барилгын бүтэц олон цагаан өнгөрөхийн дараа ч бат бөх чанарыг хадгалж байдаг.

Хөргөлтийн байгууламжид чийг, корроз, бүтцийн ядаргаа тэсвэрлэх чадвар

Эпокси-полиуретаны хибрид давс бүхий галванчилсан зэсний каркас нь өндөр намгартай орчинд (8595% RH) 99.6% халдварт эсэргүүцлийг бий болгодог бөгөөд энэ нь хүйтэн хадгалах байгууламжийн хувьд чухал хамгаалалт юм. Энэ хамгаалалт нь элсэлт, хавтан эдлэлд ч хамааралтай байдаг бөгөөд цаашлаад бусад материалын нийтлэг алдааны цэгүүд нь полимерээр давсан бетон байгууламжтай харьцуулахад жилийн засварын зардлыг 60%-иар бууруулдаг.

Урт хугацааны ажиллагаа: Ган ба түүхэн материалын харьцуулалт хүйтэн уур амьсгалд

-30°C температуртай орчинд явуулсан 15 жилийн талбайн судалгаа гангийн бат бөх чанарыг харуулж байна:

Материал	Исэлдэх хурд	Засварын үргэлжлэх хугацаа	Уялдаа холбоо алдах
Барилгын төмөр	жилд дунджаар 0.12%	7.8 жил тутамд	арван жилд 1.2%
Төмөр бетон	жилд дунджаар 1.8%	Хоёр жил тутам	арван жилд 8.7%

Ган нь нэгэн төрлийн бүтэцтэй байдгаараа цэвдэг-хайлах цикл үед найрлагат материалд гардаг давралт, гадаргын хэсэгчилсэн хэмтэлтийг эсэргүүцдэг.

Туршлагын жишээ: Аляск дахь ган хүрээт хөргөлтийн агуулахын 20 жилийн үйлчилгээний хугацаа

Фейрбанкс ойролцоох 450,000 кв.фут хөргөлтийн агуулах нь 2003 оноос хойш үйл ажиллагаагаа явуулж байгаа бөгөөд дараах нөхцөлд тэсвэрлэн ажиллаж байна:

• Жилд дунджаар 240 удаа температурын цикл (-45°C гаднах температураас +4°C доторх температур хүртэл)
• жилд дунджаар 92 инч (2336 мм) цас орж байгаа хэмжээ
• Жилд 18 см-с илүү хэмжээгээр хөрсний мөөгний хэлбэлзэл

20 жилийн дараа хийсэн шалгалтаар будагдаагүй доторх холболтуудын дундаж коррозийн гүн нь зөвхөн 0.3 мм байв. Агуулахын жилийн үндсэн засварын зардал нь 0.73 доллар/кв.фут буюу бетон бүтцийн агуулахтай харьцуулахад 41%-иар бага байгаа нь олон үеийн инфраструктурын барилгын хувьд ган сонгох нь тохиромжтой гэдгийг баталж байна.

Ган дээр суурилсан хөргөлтийн байгууламжийн дулааны ажиллагаа болон энерги хэмнэлтийн үзүүлэлт

Хөргөлтийн байгууламжийн ган бүрхүүлийн дулааны үр ашигтай ажиллагаа

Ган хүрээ бүхий барилгын дулааны ажиллагаа нь илүү сайн байдаг. Учир нь тэдгээрийг шавхай барьдаг бөгөөд дулааны өргөжилт нь бага байдаг. Бат бөх хүрээнүүд нь дулааныг сайн тусгаарлах боломжийг олгодог тул гадны агаарын температурын нөлөөнээс үл хамааран доторх агаарын температурыг тогтвортой байлгадаг. Бид маш олон жишээ дээр тэмдэглэсэн байдаг. Жишээлбэл, тэмператур Фаренгейтын хувьд тэг градусаас хамаагүй доош унаж байсан ч эдгээр барилгууд дахин тогтвортой байдалдээ буцаж ирдэг. Судалгаагаар ган хүрээ бүхий барилгын температурын тогтвортой байдал нь модон барилгаас 23%-иар илүү байдаг. Энэ нь өдрийн турш температурын хэлбэлзэлд хяналт тавихын тулд хөргөгч төхөөрөмжүүд илүү их ажиллах шаардлагагүй болох хүйтэн агуулах үйл ажиллагаанд томоохон ялгааг үүсгэдэг.

Дулаан тусгаарлагч металл самбар (IMPs) ба Барилгын бүрхүүл систем: Бат бөх байдал хангах

R-утга нь 40 хүртэлх дулааныг тусгаарлагч металл хавтангууд (IMPs) нь агаар алдагдлыг болон чийг орж ирэхийг саатуулдаг дулааныг таслах үр дүнтэй ханын системийг бий болгодог. Хүйтэн агуулах байгууламжид энерги алдалтын гол шалтгаан нь эдгээр хавтангууд байдаг. IMPs хавтанг ашигладаг байгууламжид традицион хавтгай хавтангийн системийг ашигласнаас жилд 31% бага энерги хэрэглэдэг.

Дэвшилтэт ган хүрээ болон дулааныг тусгаарлах аргаар дулааныг дамжуулахыг багасгах

Хоорондоо зөөлөн холбогдсон хананы бүтэц болон дулааныг таслах зайнууд нь дулааныг дамжуулах процессыг 19%-иар бууруулдаг. Гаднах тасралтгүй дулааныг тусгаарлах хамт ашиглахад ган бүтцийн доторх температурыг тогтоосон утгын ±1.5°F хэмээн барьж чаддаг бөгөөд Алaskan-ы -30°F хүйтэн өндөр хүйтэн үед ч тогтвортой байдаг.

Ган бүтцийн болон энерги хэмнэлтийн хөргөлтийн системийн хамтын ажиллагаа

Ган эд ангийн хэмжээний тогтвортой байдал нь барилгын бүрхүүл болон хөргөлтийн тоног төхөөрөмжийн нарийн зэрэгцээ байршилыг хангаж, энерги алдалтыг бууруулдаг. Энэхүү интеграц нь бетон барилгатай харьцуулахад компрессорын ажиллагааны хугацааг 18%-иар богиносгодог. Мөн гангаар хийсэн модуль хэлбэрийн дизайн нь ирээдүйд дараагийн үеийн CO₂-ийн суурьт хөргөх системийг суурилуулах зэрэг шинэчлэлтийг хялбар болгодог.

Гангаар хийсэн хөргөлтийн агуулахын модуль барилгын бүтэц болон зохион бүтээлтийн уян хатан байдал

Модуль ган барилгын технологийг хэрэглэн барилгын хугацааг хурдасгах

Модуль ган барилгын технологи нь уламжлалт арга барилаас харьцуулахад төслийн хугацааг 60–80% хүртэл багасгадаг. Үйлдвэрт урьдчилан хийгдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь талбай дээрх ажлын хүчийг болон цаг агаарын нөлөөгөөр үүсэх саатлыг хамгийн бага байлгадаг. Саяхны инженерийн шинжилгээнд зааснаар модуль хөргөлтийн агуулахыг суурилуулах хугацаа 4–6 долоо хоног -д хүртэл хийж дуусгадаг бол уламжлалт аргаар 4–6 сарын хугацаа шаардагддаг—энэ нь улиралын эрэлт орж ирэхэд хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог.

Урьдчилан хийсэн ган бүрэлдэхүүн хэсгийг ашиглан зохицуулах боломжийг сайжруулах, масштабыг томруулах

Стандартчилсан ган модулууд нь үйл ажиллагааг үл хамааран хөндлөн эсвэл босоо чиглэлд тэлэх боломжийг олгодог. Нийтлэг тээвэрлэгчид нь хадгаламжийн хэмжээ өөрчлөгдөж байгаа үед долоо хоногт 10,000 кв. фут талбай нэмж болно.

Зах зээлийн чиг хандлага: Север Америк дахь модульт ган хөргөлтийн байгууламжийн өсөлт

2020 оноос хойш модульт ган хөргөлтийн байгууламжийн хөгжил жилдээ 28%-иар өссөн (FMI 2024). Энэ нь цахим худалдааны хүнсний бараа болон эмнэлгийн хүйтэн хэлхээний шаардлагын дагуу хөгжсөн. Одоо Север Америкийн ихэнх төслүүд модульт гангаар барьж байгаа бөгөөд барилгын урт хугацааг үл харгалзан ашиглах боломжтой.

Өндөр ашигтай ган систем ашиглан хөргөлтийн байгууламжийн онцгой төсөл

Инженерүүд халаалттай металл хавтанг ган хүрээмтэй нэгтгэн -30°C хүртэл хөргөж чадах эсвэл 2–4°C дулаан бүхий нөөцийн бүсүүдийг бий болгодог. CAD/CAM-аар зохион бүтээсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь автоматаар авах систем, босоо баганууд болон ирээдүйн автомжуудыг нэмэлтээр суурилуулах боломжийг олгодог.

Хөргөлтийн системд ашигладаг гангийн бүтээмж болон ашиглалтын зардлын давуу тал

Дахин боловсруулах боломжийг хангадаг, барилгын хог хаягдлыг багасгадог: Цайрын орчин үеийн давуу тал

Цайр нь дөрвөлжин эргэх чадвартай бөгөөд 100% дахин боловсруулах боломжтой байна. Энэ нь бетоны 20–30% дахин ашиглах боломжийг давна. Урьдчилан бэлтгэсэн цайрын систем нь хог хаягдлыг 98%-иар багасгадог. 2023 оны Эргэлтийн эдийн засгийн тайлангийн мэдээлснээр цайрыг дахин ашиглах нь 50 жилийн хугацаанд эхний материал зарцуулах хэмжээг 72%-иар багасгадог бөгөөд LEED сертификатын зорилготой нийцдэг.

Бат бөх, энерги хэмнэлттэй цайрын бүтцийг ашиглан нүүрсөн хүчлийн хэмжээг багасгах

Цайрын бүтцийг цайрлах нь уламжлалт материалыг ашигласнаас үүдэлтэй 18–22% нүүрсөн хүчлийн ялгаралтыг багасгадог. Дулааны тасралт, агаарын нягт бэхэлгээ нь жилд 10,000 кв. фут талбайд 4.1 сая BTU-ийг хөргөлтийн зориулалтаар хэмнэдэг—энэ нь нэг жилд 45 гэр хороолох энерги (DOE 2023). 30 жилийн турш цайрын коррозид тэсвэртэй чанар нь бетоны хуучлалттай холбоотой нүүрсөн хүчлийг бууруулах $740,000 зардлыг хэмнэнэ.

Амьдралын мөчлөгийн үнэлгээ: Цайр ба бетон хадгалах үед орчин үеийн нөхцөл

Тооноор	Ган бүтэц	Бетоны бүтэц
50 жилийн ялгаралт	2,800 тонн CO2e	4,600 тонн CO2e
Засварын үргэлжлэх хугацаа	25 тутамд нэг удаа	12 тутамд нэг удаа
Амьдралын төгсгөлийн үнэ цэнэ	$120/тонн металл хаягдал	$20/тонн бүтээн байгууламжийн бутлах

Ган нь дулааны массыг багасгаснаар температурын тогтвортой байдлыг 28%-иар хурдасгаж, компрессорын ажиллагааг багасгадаг. 50 жилийн дизайны амьдралын хугацаатай байх нь бетон бүтцийн шаардлагатай гурван удаагийн бүхэлд нь сэргээх ажлыг хориодог.

Эхний зардлын харьцуулалт ба урт хугацаат эдийн засгийн үр ашиг: гангийн эдийн засгийн тэсвэрт байдлыг үнэлэх

Гангаар хийсэн хөргөлтийн тавилан нь анхны зардлын үнэ 15–20% өндөр боловч энерги хэмнэлтийн болон бүтцийн солилтгүйгээр амьдралын туршид зардлыг 30% бууруулдаг. 2024 оны NACD-ийн шинжилгээнд илүү зардлыг дараахь байдлаар 8 жил дотор нөхөн төлж болохыг тогтоосон:

• 0.12 доллар Америкийн квадрат фут тутамд жилд нь засвар үйлчилгээ (бетон хувьд 0.37 доллар)
• 19 хувь хурдан барьж гүйцэтгэснээр санхүүжилтийн зардлыг бууруулна
• хурдасгасан элэгдлийн 40 хувийн татварын хөнгөлөлт (MACRS 39 жилийн ангилал)

Түгээмэл асуулт

Хөргөлтийн тавилга дээр ган яагаад илүү түгээмэл хэрэглэгддэг вэ?

Ган нь бат бөх чанар, экстрем температурын эсэргүүцэх чадвар, их терм хүч нь хэвээр хадгалж байх чадвараараа давуу талтай. Мөн ган нь коррозид өртдөггүй, засвар үйлчилгээний бага зардал нь түүнийг татах хүчин зүйл болгож байна.

Ган нь энерги хэмнэлтийг хэрхэн дэмждэг вэ?

Гангууд нь дулааныг сайн тусгаарлах чадвартай байдаг тул температурыг тогтвортой байлгаж энерги хэмнэнэ. Түүнчлэн гангаар барьсан байшин нь дулааны мостыг багасгаж нийт энерги зарцуулалтыг бууруулна.

Ган экологийн хувьд тэгш ашиглагдах чадвартай юу?

Тийм ээ, ган нь дахин боловсруулах боломжтой, барилгын үед хаягдал багатай, бетон шиг бусад материалын харьцуулахад нүүрсөн хүчилтөрөгчийн хэмжээ багатай тул маш их тэгш ашиглагдах чадвартай юм.

Модуль гангаар барьж буй аргачлал нь ашигтай юу?

Модуль хэлбэрээр зуучлагдсан гангаар барьж буй байгууламж нь төслийн хугацааг богиносгох, загварчлалтын уян хатан байдлыг олгох, масштаблах боломжийг хангадаг бөгөөд энэ нь хурдан өргөжрөх, эрэлт хэрэгцээний өөрчлөлтэнд дайчлах боломжийг олгодог.