Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
№ 4 (2024)
СТАТЬИ
Анализ проблем состояния теплообеспечения жилых зданий теплонасосными системами
Аннотация
В настоящее время энергоэффективное применение таких теплообменных аппаратов, как тепловые насосы, затруднено в большинстве регионов Российской Федерации. Большую часть современных проблем теплоснабжения встроенных теплонасосных систем возможно решить организационно-техническими способами. Прежде всего необходимо упорядочить и сопоставить зарубежный и отечественный опыт процессов проектирования, производства и монтажных работ в строительной индустрии. В нормативной документации также необходимо учесть климатическую специфику регионов и соответственно применяемые в России современные строительные материалы. Все обозначенные моменты напрямую будут влиять на состав проектной документации и коснутся таких разделов, как ППР и ПОС. В представленной работе рассмотрены основные проблемы, препятствующие формированию эффективного производства тепловой энергии тепловыми насосами. В статье применяются общетеоретические методы познания (анализ, синтез, аналогия, обобщение, сопоставление и др.). В результате исследования определены и сформулированы проблемы применения теплонасосных устройств на территории Российской Федерации. К ним относятся пробелы в нормативной документации, отсутствие стимулирующих государственных программ, отсутствие сервисной поддержки у большинства производителей устройств и недостаток реальной физико-математической модели программного обеспечения внутреннего контура теплонасосной системы, на основании которой можно было бы прогнозировать производительность устройства в рамках жизненного цикла объекта строительства. Сформулированы основные решения организационно-технологического характера для эффективного использования теплонасосных устройств в рамках жизненного цикла малоэтажных зданий и сооружений.
3-8
Аналитическое подтверждение расчетных зависимостей для теплообмена в пластинчатом рекуператоре при увлажнении вспомогательного потока
Аннотация
Актуальность исследования связана с необходимостью обеспечения максимального снижения энергопотреб- ления при обеспечении расчетных параметров внутреннего климата в помещениях зданий в условиях действия Закона РФ «Об энергосбережении…» и актуализированной редакции СП 131. Цель исследования состоит в получении приближенного аналитического выражения данной зависимости, позволяющего осуществлять дополнительное подтверждение результатов натурных и численных экспериментов, ранее выполненных авторами для данной схемы обработки притока. Задача исследования – построение упрощенной математической модели процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха в рекуператоре, выявление основных факторов, влияющих на повышающий множитель к коэффициенту температурной эффективности аппарата и получение необходимых числовых коэффициентов в формулах, связывающих искомые и исходные параметры. Использовано общее уравнение теплового баланса и теплопередачи для теплообменника в целом, включающее интегральные характеристики аппарата в безразмерном виде, а также стандартные приемы алгебраических преобразований. Получено приближенное аналитическое выражение для повышающего множителя к коэффициенту температурной эффективности рекуператора, учитывающего дополнительное охлаждение притока вследствие затрат теплоты на испарение. Показано, что общая структура данного соотношения совпадает с найденным авторами ранее путем обработки результатов численного моделирования двумерного температурного поля в рекуператоре с учетом экспериментальных данных по количеству уносимой влаги, что подтверждает их правильность и достоверность.
9-12
Физико-механические свойства стыковых сварных соединений алюминиевых сплавов
Аннотация
Наряду с совершенствованием технологий соединений элементов алюминиевых сплавов аргонодуговой, плазменной и лазерной сваркой достигнута высокая эффективность их соединений сваркой трением с перемешиванием, обладающей низким энергопотреблением и практически равнопрочным с основным металлом соединением. Однако процессы сварки трением с перемешиванием недостаточно изучены и могут приводить к разупрочнению соединений алюминиевых сплавов до 0,65 от уровня прочности основного металла. При исследовании влияния сварки трением с перемешиванием и механизированной электродуговой сварки в среде аргона испытывались сварные соединения на растяжение и ударную вязкость алюминиевых сплавов системы легирования Al-Si-Mg (АД35Т1, 6082-Т6) и системы Al-Zn-Mg (1915Т). Получены значения прочности, упругих и пластических характеристик, изготовленных с помощью аргонодуговой сварки образцов из сплавов 1915Т, АД35Т1 и 6082-Т6. Для сплава 6082-Т6 приведены результаты определения указанных характеристик на образцах, изготовленных сваркой трением с перемешиванием. Отмечается снижение показателей прочности и пластичности по зонам сварных соединений для обоих способов сварки. При этом самое высокое относительное значение прочности и условного предела текучести сварного соединения зафиксировано для сварки трением с перемешиванием. Зарегистрировано незначительное снижение модуля упругости, полученного на образцах соединений, выполненных аргонодуговой сваркой. Установлено постоянство ударной вязкости для каждой из зон сварного соединения в диапазоне температуры +20 – -60оС и повышение ее в металле шва стыковых соединений сплава 6082-Т6, выполненного способом сварки трением с перемешиванием.
13-22
Численное моделирование задач по компенсационному нагнетанию вблизи глубоких выработок
Аннотация
Напряженно-деформированное состояние (НДС) системы «грунтовое основание – котлован под защитой ограждения – зона компенсационного нагнетания» является сложным, многофакторным и трансформирующимся в пространстве. Учет широкого спектра явлений при изменении НДС грунтового основания сопряжен со значительными трудностями, особенно без использования численного моделирования при помощи программно-вычислительных комплексов. Численное моделирование при реализации метода конечных элементов (МКЭ) для задач сложного взаимодействия грунтового массива с подземными конструкциями при компенсационном нагнетании позволяет назначить зоны инъектирования в любом положении в пространстве (горизонтально, вертикально, под углом), определить необходимые параметры нагнетания для достижения строительного подъема основания при решении обратной задачи. В данном исследовании на примерах численного моделирования задач по компенсационному нагнетанию вблизи ограждения котлована при разном расположении существующих объектов авторы выявили определяющие факторы, влияющие на распределение внутренних усилий в ограждающих конструкциях котлована, а также на существующие конструкции подземного сооружения. Приведены результаты сопоставления расчетов в двумерных и трехмерных постановках, показано увеличение изгибающего момента в ограждении котлована при проведении работ по компенсационному нагнетанию на 187–279% при разных параметрах расстояния до горизонта нагнетания. Результаты проведенных исследований подтверждают необходимость учета увеличения внутренних усилий во время проведения работ по компенсационному нагнетанию в конструкциях ограждений котлованов при назначении армирования. Кроме того, в ряде случаев необходимо предусматривать дополнительные защитные мероприятия по недопущению негативного воздействия на сооруженные подземные конструкции для снижения вероятности возникновения аварийных ситуаций.
23-30
Трансформируемые противопожарные преграды для заполнения проемов (обзор)
Аннотация
Представлен обзор научно-технической литературы по задаче обеспечения пожарной безопасности общественных и промышленных зданий методом разделения помещений на пожарные отсеки с использованием трансформируемых противопожарных преград (ТПП), а также с помощью защиты проемов трансформируемыми противопожарными заполнениями. Представлена общая классификация ТПП, описаны требования, предъявляемые к ТПП, рассмотрены варианты использования различных видов ТПП и их конструктивные особенности. Приводятся инженерные решения трансформируемых противопожарных укрытий, а также мобильных противопожарных преград. Установлено, что предел огнестойкости ТПП выше при использовании их в комбинации с водяным орошением, но недостатком системы является большой расход охлаждающей жидкости (от 0,12 л/с воды на 1 п. м ширины проема), что кроме материальных затрат также оказывает разрушающее воздействие на отделочные материалы и материал строительных конструкций. Возможный способ решения указанных проблем заключается в использовании в рабочем полотне различных наполнителей, выделяющих инертные или огнетушащие газы, но данный способ нуждается в дополнительной проверке в виде моделирования и физических экспериментов.
31-41
Проектирование сейсмостойких зданий. Нормы нового поколения
Аннотация
В современной практике проектирования зданий в сейсмических районах наблюдается постоянное увеличение уровня детализации моделей, однако в расчетах зачастую игнорируется то, что сейсмическое воздействие является случайным процессом с большой изменчивостью параметров, также не всегда корректно учитывается взаимодействие сооружения с нелинейно деформируемым основанием. Кроме того, при расчетах на сейсмические воздействия необходимо использовать современные модели материалов, позволяющие учесть нелинейный характер деформирования при циклических нагрузках. Все вышеописанные факторы свидетельствуют о необходимости разработки комплексных методик расчета на сейсмические воздействия. Описан комплексный подход к расчетам зданий и сооружений, строящихся в сейсмических районах, а также приведены основные тезисы к СТО «Строительство в сейсмических районах. Основные положения». В разделе «используемые материалы и методы исследований» представлены ключевые составляющие предлагаемой методики (нелинейный метод расчета, модели материалов и модель основания). В разделе «Результаты исследований» приведены основные положения предлагаемого двухуровнего расчета. В заключение сделан вывод о необходимости актуализации современных норм и методов расчета на сейсмические воздействия.
42-46
Анализ затрат топливно-энергетических ресурсов при капитальном ремонте многоквартирного жилого дома
Аннотация
Представлен инструментарий расчета расхода топливно-энергетических ресурсов при проведении капитального ремонта многоквартирного жилого здания. Цель исследования – снизить энергопотребление на этапе проведения работ и повысить эффективность проекта капитального ремонта. Методические подходы исследования основаны на расчете, анализе и сравнении полученных значений расхода топливно-энергетических ресурсов при проведении капитального ремонта многоквартирного жилого дома. По результатам исследования установлено, что структура энергозатрат при проведении капитального ремонта определяется в большей мере группой потребителей «машины и механизмы», которая может включать различное количество подгрупп. Анализ рассчитанных значений расхода топливно-энергетических ресурсов показал, что значительное энергопотребление при производстве ремонтных работ приходится на механизацию труда с применением строительных машин (автокран, грузовой автомобиль) и оборудования (кровельная горелка, комбинированный распылитель и др.).
47-52