Posuzování vlivu na životní prostředí při konstrukci výrobních strojů z pohledu emise vybraných skleníkových plynů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Předložená dizertační práce je zaměřena na hodnocení vlivu výroby strojírenských materiálů, používaných v konstrukci výrobních strojů, na životní prostředí. Ekologický profil stroje jako takového se zakládá již ve fázi vypracování jeho konstrukčního návrhu. Jedná se nejenom o volbu parametrů budoucího stroje a materiálů, ze kterých bude vyroben, ale také o technologie použité při jeho výrobě a podmínky provozu hotového stroje (spotřeba energie a provozních kapalin). Práce se detailně zabývá analýzou vlivu konstrukce výrobního stroje na životní prostředí a to z pohledu výroby materiálů, jež uvedený stroj tvoří. Výstupem z provedené analýzy je metodika hodnocení konstrukce stroje z pohledu emisí skleníkových plynů. Vytvořena metodika umožňuje posouzení ekologického profilu výrobního stroje a jeho případnou úpravu ještě během předvýrobní etapy. V první části práce je uvedena analýza současného stavu legislativy v oblasti boje proti klimatickým změnám, snížení energetické náročnosti výrobků a zvýšení energetické účinnosti výrobních strojů. V této části práce je uveden popis metod, které byly použity k dosažení jednotlivých cílů dizertační práce. Dále je zde uvedena analýza výrobního stroje jako systému konstrukčních uzlů, plnicích určité funkce, a popis použitých základních strojírenských materiálů. Druhá část práce se věnuje analýze ekologických dopadů konstrukčního procesu výrobního stroje. Je zde popsán samotný postup konstruování a vliv konstrukce stroje na životní prostředí. Dále následuje popis životního cyklu výrobního stroje a podrobná analýza emisí nežádoucích látek emitovaných během předvýrobních fází životního cyklu stroje (tj. v průběhu těžby surovin a výroby materiálů). Z této analýzy byly odvozeny jednotlivé složky předvýrobních fází, které jsou zdroji emisí nežádoucích látek (např. emisí skleníkových plynů). Práce rovněž obsahuje analýzu životního cyklu těchto složek předvýrobních fází a popis výroby elektrické energie, jako nejzákladnější složky jakékoliv fáze životního cyklu výrobku. Jsou zde uvedeny výpočty množství jednotlivých druhů paliv, které je potřeba pro výrobu 1 MWh elektrické energie, a množství oxidu uhličitého vyprodukovaného během výroby elektrické energie. Třetí část práce obsahuje vytvořené modely výrobních procesů základních strojírenských materiálů a výpočty s nimi spojených emisí vybraných skleníkových plynů. Praktickým výstupem této části práce je metodika umožňující posouzení dopadů na životní prostředí konstrukce stroje z pohledu strojírenských materiálů použitých v jeho konstrukci.
The presented doctoral thesis is focused on environmental impact assessment of basic engineering materials used in a production machine construction. Ecological profile of the machine itself develops already in the phase of its design. It is not only about the choice of future machine parameters and materials that it is built from, but also about technologies used for its manufacture and operation conditions of the finished machine (consumption of energy and service fluids). The thesis occupies in detail with environmental impact analysis of the production machine design from the viewpoint of material production that mentioned machine consists of. The output from the performed analysis is methodology for evaluating of machine design from the viewpoint of greenhouse gas emissions. Created methodology enables evaluating of machine ecological profile and its possible adjustments even during pre-production stage. In the first part of the thesis the analysis of current legislation in the field of fighting against climate changes, reducing of products energy consumption and increasing of production machines energy efficiency is presented. Also in this part of the thesis description of methods that were used to achieve thesis goals is stated. Furthermore analysis of production machine as a system of structural components that fulfil the certain functions and description of used basic engineering materials are presented. The second part of the thesis is devoted to environmental impact analysis of the production machine design process. There the design process and environmental impact of machine design are described. This is followed by description of production machine life cycle and detailed analysis of undesirable substances emissions emitted during pre-production phases of machine life cycle (i.e. during the raw materials extraction and materials production). From this analysis the particular constituents’ pre-production phases which are sources of undesirable substances emissions (e.g. greenhouse gas emissions) were derived. The thesis also includes analysis of these constituents’ life cycles and description of electric power generation as a basic constituent of any phase of product life cycle. In this part of the thesis calculations of particular fuel type’s amounts that is required to produce 1 MWh of electric power and carbon dioxide amount produced during electric power generation are presented. The third part of the thesis contains created models of manufacturing processes of basic engineering materials and calculations of related emissions of selected greenhouse gases. The practical output from this part of the thesis is methodology that enables environmental impact assessment of machine design from the viewpoint of engineering materials used in its construction.
The presented doctoral thesis is focused on environmental impact assessment of basic engineering materials used in a production machine construction. Ecological profile of the machine itself develops already in the phase of its design. It is not only about the choice of future machine parameters and materials that it is built from, but also about technologies used for its manufacture and operation conditions of the finished machine (consumption of energy and service fluids). The thesis occupies in detail with environmental impact analysis of the production machine design from the viewpoint of material production that mentioned machine consists of. The output from the performed analysis is methodology for evaluating of machine design from the viewpoint of greenhouse gas emissions. Created methodology enables evaluating of machine ecological profile and its possible adjustments even during pre-production stage. In the first part of the thesis the analysis of current legislation in the field of fighting against climate changes, reducing of products energy consumption and increasing of production machines energy efficiency is presented. Also in this part of the thesis description of methods that were used to achieve thesis goals is stated. Furthermore analysis of production machine as a system of structural components that fulfil the certain functions and description of used basic engineering materials are presented. The second part of the thesis is devoted to environmental impact analysis of the production machine design process. There the design process and environmental impact of machine design are described. This is followed by description of production machine life cycle and detailed analysis of undesirable substances emissions emitted during pre-production phases of machine life cycle (i.e. during the raw materials extraction and materials production). From this analysis the particular constituents’ pre-production phases which are sources of undesirable substances emissions (e.g. greenhouse gas emissions) were derived. The thesis also includes analysis of these constituents’ life cycles and description of electric power generation as a basic constituent of any phase of product life cycle. In this part of the thesis calculations of particular fuel type’s amounts that is required to produce 1 MWh of electric power and carbon dioxide amount produced during electric power generation are presented. The third part of the thesis contains created models of manufacturing processes of basic engineering materials and calculations of related emissions of selected greenhouse gases. The practical output from this part of the thesis is methodology that enables environmental impact assessment of machine design from the viewpoint of engineering materials used in its construction.
Description
Citation
KRBALOVÁ, M. Posuzování vlivu na životní prostředí při konstrukci výrobních strojů z pohledu emise vybraných skleníkových plynů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
prof. Ing. Zdeněk Kolíbal, CSc. (předseda)
prof. Ing. Peter Demeč, CSc. (člen)
prof. Ing. Hana Pačaiová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr. (člen)
Dr. Ing. Rostislav Suchánek (člen)
doc. Ing. Miloš Hammer, CSc. (člen)
doc. Dr. Ing. Daniel Prostredník, CSc. (člen)
Date of acceptance
2016-09-30
Defence
Zkušební komise konstatovala, že přínosy DDP jsou v následujících 3 oblastech:
Teoretický přínos DDP:
-provedení pilotní studie hodnocení emisí skleníkových plynů spojených s kontrukcí výrobního stroje,
-identifikace slabých míst v oblasti environmentálního hodnocení výrobních strojů,
-vytvoření základní báze pro vznik dalších vědeckých prací zaměřených na posuzování environmentálního dopradu výrobních strojů
Praktickým přínosem DDP se jeví: vytvoření metodického postupu odhadu emisí skleníkových plynů spojených s konstrukcí výrobního stroje, stanovení emisí skleníkových plynů emitovaných během výroby základních strojírenských materiálů, vytvoření jednoduchého výpočtového nástroje umožňujícího snadné posouzení emisí skleníkových plynů vztažených ke konstrukci posuzovaného stroje.
Pedagogický přínos DDP
V rámci vypracování DDP byly získány znalosti, které jsou využitelné v předmětech zaměřených na management kvality, jsou využitelné pro hodnocení konstrukčních variant u semestrálních nebo závěrečných prací (technicko - ekonomicko - environmentální hodnocení) a případně mohou být základem pro vytvoření nového environmentálně zaměřeného předmětu.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení