Theory and Building Practice. – 2021. – Vol. 3, No. 2

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/57930

Видання «Theory and Building Practice» (далі Журнал) засновано у 2019 р. за рішенням вченої ради Інституту будівництва та інженерії довкілля від 23 березня 2019 р. Журнал є правонаступником збірника наукових праць «Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Теорія і практика будівництва», який входить до переліку фахових видань ВАК України, в яких можна друкувати матеріали дисертаційних робіт у галузі технічних наук.

Theory and Building Practice. – Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. – Volume 3, number 2. – 94 p. : il.

Зміст


1
7
17
24
32
39
46
52
58
67
76
82

Content (Vol. 3, No 2)


1
7
17
24
32
39
46
52
58
67
76
82

Browse

Start date: 2021

Search Results

Now showing 1 - 10 of 12
  • Thumbnail Image
    Item
    Prospects of using polymeric materials in the construction of solar collectors
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Лабай, В. Й.; Пізнак, Б. І.; Гулай, Б. І.; Сухолова, І. Є.; Labay, Volodymyr; Piznak, Bohdan; Gulai, Bohdan; Sukholovak, Iryna; Національний університет "Львівська політехніка"; Lviv Polytechnic National University
    Хоча сонячна енергія, яка потрапляє на Землю, є безкоштовною, установки для перетворення енергії сонячного випромінювання на тепло, а також для транспортування та зберігання цього тепла потребують певних інвестицій. Значну частину компонентів цих системи становлять метали. Трубопроводи в сонячних колекторах і теплообмінниках виготовлені з міді, алюміній використовується для поглинача та корпусу, а сталь часто використовується у ємностях для зберігання теплоти. Одним із варіантів зменшення вартості сонячних колекторів та підвищення їх ефективності є використання полімерних матеріалів замість металів. Сонячні колектори виготовлені повністю з полімерних матеріалів, які б мали високу продуктивність, найскладніші у виготовленні з технологічного погляду і найцікавіші для виробництва через потенційний обсяг ринку. Основними перевагами використання полімерних матеріалів у сонячних теплових колекторах є їхня вартість, особливо з урахуванням зростанням ринку відновлювальної енергетики та зростання цін на метали. З використанням полімерів знижуються також витрати на виробництво, транспортування та монтаж для кінцевого споживача. Різноманітні технології виробництва, такі як екструзія, термоформування, вакуум-формування та лиття під тиском можна застосовувати для виготовлення сонячних колекторів. Процеси виробництва полімерних матеріалів істотно відрізняються від більшості відомих виробничих процесів у сонячній тепловій промисловості, де переважно використовують метали. Ці виробничі процеси дають можливість застосовувати інноваційний підхід до проектування продукції та компонентів. Полімерні матеріали дають свободу для виробництва колекторів з великими геометричними розмірами, гнучкість у інтеграції таких конструкцій у зовнішні захищення будівель з більшою естетичністю. Порівняно з іншими матеріалами, полімерні матеріали характеризуються своєю багатофункціональністю, надзвичайно гнучкою здатністю до опрацювання складних компонентів та малою вагою.
  • Thumbnail Image
    Item
    Thermal insulation materials based on flax straw
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Новосад, П. В.; Позняк, О. Р.; Novosad, Petro; Pozniak, Oksana; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Швидке зростання цін на енергоносії зумовлює пошук способів підвищення енергоефективності житлових та виробничих будівель і споруд, зокрема застосування сучасних теплоізоляційних матеріалів. Розроблення матеріалів на основі рослинної сировини допоможе вирішити проблеми, пов’язані з використанням сільськогосподарських відходів, і водночас отримати недорогі та ефективні теплоізоляційні матеріали на основі екологічно чистої місцевої сировини. Перевагами таких матеріалів є доступність, швидке відновлення, низька вартість, екологічність та низька теплопровідність разом з можливістю використання як органічних, так і неорганічних в’язких. Отримані матеріали задовольняють вимоги сталого розвитку, енергоефективності, економічної ефективності та екологічної сумісності. У роботі з використанням костриці льону за витрати портландцементу 150 кг на 1 м3бетону одержано теплоізоляційний легкий бетон з середньою густиною 350 кг/м3 та міцністю 0,53 МПа. Одним із способів ефективного альтернативного теплозабезпечення є використання природних теплоізоляційних матеріалів у поєднанні з приймачами сонячного тепла, зокрема зі заскленим абсорбером. У статті представлено результати досліджень зміни температури на поверхні зовнішніх огороджувальних конструкцій з використанням розробленого теплоізоляційного бетону на основі костриці льону в поєднанні з абсорбером сонячної енергії. Встановлено, що така конструкція зовнішньої стіни забезпечує теплову інерцію огородження протягом 7–7,5 год. Використання природного теплоізоляційного матеріалу з середньою густиною 350 кг/м3дає змогу акумулювати сонячне тепло, чого неможливо досягти за використання традиційних синтетичних органічних теплоізоляційних матеріалів зі середньою густиною 20–50 кг/м3.
  • Thumbnail Image
    Item
    Designing of alkaline activated cementing matrix of engineered cementitious composites
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Марущак, У. Д.; Саницький, М. А.; Сидор, Н. І.; Маргаль, І. В.; Marushchak, Uliana; Sanytsky, Myroslav; Sydor, Nazar; Margal, Ihor; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Актуальною проблемою сучасного будівництва є розроблення високофункціональних матеріалів, які характеризуються високою міцністю на стиск та згин, довговічністю, експлуатаційними властивостями для забезпечення стійкості конструкцій. Одним з таких матеріалів є інженерні цементувальні композити (ЕСС) – особливий клас високофункціональних дисперсно-армованих цементних матеріалів. ECC характеризуються утворенням множинних тріщин за навантаження і деформаційних зміцнень під час розтягування. Для забезпечення підвищених властивостей матриця інженерних цементувальних композитів повинна бути запроектована з урахуванням принципів мікромеханіки, що передбачають оптимізацію компонентного складу та мікроструктури матеріалу з урахуванням взаємодії цементної матриці та волокон. Властивостей високоміцної цементної матриці досягають через отримання щільної упаковки частинок. Підвищення експлуатаційних властивостей ЕСС досягається частковою заміною цементу додатковими цементувальними матеріалами, зокрема золою-винесення. Дібрано співвідношення компонентів в’язкого і заповнювача та витрати суперпластифікатора методом ортогонально-центрального композиційного планування. Оптимальне відношення компонентів цемент: зола винесення: пісок становить 1:1:1, а витрата полікарбоксилатного суперпластифікатора – 0,75 % від маси в’язкого. Зниження негативного впливу підвищеної кількості золи-винесення забезпечується введенням метакаоліну та лужного активатора тверднення. Це забезпечує підвищення міцності цементної системи через 1 добу в 1,5 раза, отримання показників її міцності через 28 діб – 66,1 МПа та питомої міцності Rc2/Rc28 = 0,61, що створює можливість ефективного використання портландцементу, зменшення його витрати та зниження негативного впливу на навколишнє середовище.
  • Thumbnail Image
    Item
    Investigation of the process of modification of petroleum road bitumen by maleic anhydride
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Гунька, В. М.; Присяжний, Ю. В.; Гринчук, Ю. М.; Сідун, Ю. В.; Демчук, Ю. Я.; Бідось, В. М.; Реутський, В.; Братичак, М. М.; Gunka, Volodymyr; Prysiazhnyi, Yuriy; Hrynchuk, Yurii; Sidun, Iurii; Demchuk, Yuriy; Bidos, Volodymyr; Reutskyy, Volodymyr; Bratychak, Michael; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Вивчено можливість модифікації окисненого нафтового бітуму 70/100 виробництва ВАТ “Укртатнафта” (м. Кременчук, Україна) малеїновим ангідридом. Детально досліджено фізико-механічні властивості бітуму 70/100 виробництва ВАТ “Укртатнафта”. Наведено технологічні особливості та приладдя для модифікації бітуму малеїновим ангідридом у лабораторних умовах. Досліджено вплив кількості малеїнового ангідриду, тривалості процесу та температури на основні фізико-механічні характеристики модифікованого бітуму. Встановлено оптимальну кількість введення малеїнового ангідриду до бітуму. Встановлено, що 2 мас. % малеїнового ангідриду дає змогу збільшити температуру розм’якшеності модифікованого бітуму (із 46 °С до 52 °С) також зростає зчеплюваність із щебенем (з 2,5 бала до 4,5 балів) та змінюється глибина проникнення голки (пенетрація). Достатній час для модифікації бітуму за допомогою малеїнового ангідриду становив 30 хв. Визначили термостійкість бітуму модифікованого малеїновим ангідритом за температури модифікації 130 °С та 170 °С та вихідного бітуму 70/100 виробництва ВАТ “Укртатнафта” за методом визначення опору до твердіння під впливом теплоти та повітря (RTFOT). Встановлено, що структура зразка бітуму з малеїновим ангідридом, який був модифікований за температури 130 °С, руйнується за нагрівання зі значним зниженням теплостійкості. Для отримання модифікованого бітуму малеїновим ангідридом оптимальною температурою модифікації є 130 °С. Збільшення температури модифікації негативно впливає на кінцеві фізико-механічні показники в’язкого. Висунуто припущення, що за додавання малеїнового ангідриду до вихідного бітуму 70/100 виробництва ВАТ “Укртатнафта” відбувається не фізична модифікація бітуму, а хімічна.
  • Thumbnail Image
    Item
    Hydrodynamical instability of newtonian flow before an axisymmetric sudden contraction
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Орел, В. І.; Піцишин, Б. С.; Коник, Т. З.; Orel, Vadym; Pitsyshyn, Bohdan; Konyk, Tetiana; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Заходи зі зменшення втрат енергії в системах трубопровідного транспорту необхідно впроваджувати вже на етапі проектування. Зокрема це стосується й місцевих гідравлічних опорів трубопроводів. Досліджено розміри вирового поясу перед симетричним раптовим звуженням круглої труби за течії ньютонівської рідини. Розглянуто ступені звуження потоку 0,250 та 0,500. Адже заходи, спрямовані на зменшення втрат енергії на раптовому звуженні круглої труби, мають бути ефективними за ступенів звуження потоку не менших ніж 0,250. Розміри вирового поясу мають екстремальну залежність з максимумом під час переходу ламінарного режиму руху рідини в турбулентний. Зі збільшенням значень критерію Рейнольдса за ламінарного режиму ці розміри зростають, а за турбулентного режиму – зменшуються. У першому випадку точка відриву потоку зміщується вверх за течією від площини зміни діаметрів, що узгоджується з даними чисельного моделювання, наведеними в літературі; у другому випадку – донизу за течією. В обох випадках розміри вирового поясу є пропорційними до критерію Рейнольдса. Описана поведінка є аналогічною як для довжини зони повторного приєднання потоку ньютонівської рідини після раптового розширення труби. Перехідна зона між ламінарним і турбулентним режимами руху рідини є в межах від 3000 до 5300 та 750–1300 для критерію Рейнольдса, визначеного за діаметром більшої труби та уступом відповідно. Це узгоджується з наведеними в літературі даними. Висота вирового поясу перед раптовим звуженням круглої труби є меншою за висоту уступу. Відбувається неповний відрив потоку рідин перед перерізом зміни діаметрів.
  • Thumbnail Image
    Item
    Regulation of stress-deformed state in compressed elements of steel frames
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Гоголь, М. В.; Котів, М. В.; Пелешко, І. Д.; Сидорак, Д. П.; Hohol, Myron; Kotiv, Mykhaylo; Peleshko, Ivan; Sydorak, Dmytro; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто регулювання напружено-деформованого стану (НДС) в стиснутих елементах сталевих каркасів під повним експлуатаційним навантаженням. Запропоновано виконувати підсилення таких елементів з різними кінцевими ексцентриситетами прикладання навантаження раціональним регулюванням напружено-деформованого стану в елементах підсилення і підсилених стрижнях конструкції. Експериментально підтверджено, що запропонований спосіб регулювання НДС для рамних стійок дає змогу не тільки змінювати величини регулювального зусилля вздовж основного стержня, але і його знак. Несуча здатність стійок, підсилених з регулюванням НДС менша на 4 % порівняно з монолітними стійками і більша на 18 % порівняно з стійками підсиленими без регулювання. Показано, що використання регулювання НДС для рамних стійок підвищує їх несучу здатність і зменшує деформативність та зварні деформації. Визначено мінімальну витрату сталі на підсилення рами за збільшення перерізів наявних елементів. Для практичної реалізації регулювання НДС у зайвих в’язях рами розроблено знімні напружувальні пристрої. Запропоновано технологію регулювання НДС і можливі конструктивні рішення знімних напружувальних пристроїв для введення згинальних моментів у зайві в’язі рамних систем. Числовим експериментом виявлено високу ефективність застосування запропонованих рішень для проектування реконструкції та підсилення розглянутої металевої рамної системи з великим ступенем статичної невизначеності. Вартість “в ділі” знижується вдвічі, а витрати металу на підсилення – в 3,3 раза. Виконане впровадження запропонованого способу регулювання НДС за підсилення рамних стійок підтвердило його ефективність.
  • Thumbnail Image
    Item
    Two diameters method for binding sites in hydraulic calculation of pipeline systems
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Возняк, О. Т.; Юркевич, Ю. С.; Миронюк, Х. В.; Сухолова, І. Є.; Довбуш, О. М.; Voznyak, Orest; Yurkevych, Yurij; Myroniuk, Khrystyna; Sukholova, Iryna; Dovbush, Oleksandr; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Виконано актуальне завдання підвищення точності достовірності ефективності ув’язування ділянок за гідравлічного розрахунку трубопровідних систем для зменшення матеріало- та енергоємності системи загалом. Недотримання гідравлічного ув’язування ділянок трубопроводів у нормованих межах викликає розбалансування системи забезпечення мікроклімату та невідповідність експлуатаційних та проектних параметрів мікроклімату, а відтак погіршення самопочуття людей, а також негативно впливає на роботу технологічного обладнання приміщення. Це особливо стосується систем вентиляції та кондиціонування повітря в приміщенні. Метою роботи є створення ефективного методу гідравлічного ув’язування ділянок трубопроводів систем забезпечення мікроклімату, а саме “методу двох діаметрів” та встановлення аналітичних розрахункових залежностей за умови досягнення близького до нуля відсотка нев’язки паралельних ділянок. Проаналізовано наявні методи ув’язування ділянок трубопроводів систем забезпечення мікроклімату та їхню ефективність. Узагальнено і поглиблено теорію аеродинамічних процесів під час руху повітря в системах пневмотранспорту. Розроблено математичну модель гідравлічного та аеродинамічного ув’язування паралельних ділянок трубопровідних систем методом двох діаметрів. Показано, що для досягнення максимальної ефективності ув’язування необхідно поділити ділянку на дві послідовно сполучені підділянки з більшим та меншим на один калібр діаметрами. Представлено графічні та аналітичні залежності на основі проведених теоретичних викладок. Встановлено аналітичні розрахункові залежності за умови досягнення мізерного відсотка нев’язки паралельних ділянок. Розроблено ефективний метод гідравлічного та аеродинамічного ув’язування паралельних ділянок трубопровідних систем, а саме “метод двох діаметрів”.
  • Thumbnail Image
    Item
    Innovative method of nitrification and denitrification on the example of wastewater treatment plant of Kolomyia
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Попадюк, І. Ю.; Матлай, І. І.; Піцишин, Б. С.; Сидор, Т. А.; Popadiuk, Ihor; Matlai, Ivan; Pitsyshyn, Bohdan; Sydor, Taras; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Велика кількість каналізаційних очисних споруд України стикається з незадовільною роботою споруд біологічного очищення стічних вод. Основним заходом щодо підвищення якості очищення на очисних спорудах є переведення їх на технології видалення азоту і фосфору. В Україні відсутні сертифіковані схеми видалення біогенних елементів. На прикладі очисних споруд м. Коломия Івано-Франківської обл. показано один з варіантів вирішення цієї проблеми. Комунальні стічні води м. Коломиї за ступенем забрудненості за БСК20 і завислим речовинам належать до низькоконцентрованих. На основі аналізу наявних у світовій практиці технологічних схем нітри-, денітрифікації, вітчизняного досвіду в цій галузі та нормативних рекомендацій показав, що для умов КОС в м. Коломия, найдоцільніше впроваджувати модифікований процес Людчака–Етінгера, що реалізується в спорудах біоочистки через чергування аноксидної та аеробних зон та із застосуванням у зонах аерації комбінації завислих і іммобілізованих на інертних носіях культур мікроорганізмів (комбінація завислих і іммобілізованих на біоносіях мікробних ценозів необхідна для утримання в аеротенках активного біоматеріалу з урахуванням особливостей характеру забрудненості вхідних стічних вод). Для цього пропонують переобладнати однокоридорні аеротенки, що розташовані в складі двох блоків ємностей, як біореактори нітри-, денітрифікатори за допомогою створення в їхньому об’ємі зон із різними кисневими умовами. Стічні води після первинних відстійників і циркуляційний активний мул будуть надходити в першу аноксидну зону біореактора, що буде обладнана мішалками. Друга зона біореактора виконуватиме функцію аеробної і, відповідно із цим, обладнується сучасними системами аерації та масообміну. В аеробних зонах використовується комбінація завислого та прикріпленого на інертному завантаженні біоценозу.
  • Thumbnail Image
    Item
    Energy saving of modular buildings with the help of biogas technologies
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Желих, В. М.; Фурдас, Ю. В.; Шаповал, С. П.; Савченко, О. О.; Шепітчак, В. Б.; Zhelykh, Vasyl; Furdas, Yurii; Shapoval, Stepan; Savchenko, Olena; Shepitchak, Volodymyr; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnick National University
    Україна має значні обсяги земельних ресурсів для сільського господарства та здатна забезпечити своє населення не тільки їжею, але і сировиною для біоенергетики. Як сировину в біоенергетиці можна використати відходи та сільськогосподарські залишки, які утворюються під час збирання сільськогоспо-дарських культур та під час їх переробки, зокрема солома злакових культур, зернобобових культур, насіння кукурудзи та соняшнику, лушпиння соняшнику, м’якоть цукрових буряків, опале листя тощо. При виробництві газоподібного палива із опалого листя утворюється не тільки джерело енергії – біогаз, але й високоякісні добрива, які можна використовувати для власних потреб, чи продавати фермерським господарствам. Процес виробництва біогазу відбувається у біореакторах, конструкції яких досить різноманітні і відрізняються за формою, матеріалом, способами змішування та нагрівання біомаси, обсягом переробки сировини. Представлено графік теплових ємностей та розподілу теплових потоків у біореакторі. Наведено залежності для визначення теплових потоків плоских і циліндричних поверхонь. Наведено сучасний стан використання опалого листя дерев. Запропоновано метод використання за допомогою анаеробного бродіння. Розглянуто основні фактори, що впливають на утворення метану. Представлено розрахунок виробництва біогазу. Визначено продуктивність біореактора залежно від температури сировини та часу гідравлічного бродіння.
  • Thumbnail Image
    Item
    Numerical analysis for compressed ceramic hollow brick masonry columns strengthened with GFRP meshes
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Була, С. С.; Холод, М. І.; Вітер, Н. В.; Bula, Serhiy; Kholod, Mariana; Viter, Nazarii; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Наведено чисельний аналіз експериментальних результатів, що отримані в результаті випробувань стиснутих цегляних конструкцій виконаних із пустотілої керамічної цегли, що піддавалися центральному стиску до рівня 80 % від руйнівного, розвантажувалися та підсилювалися за допомогою сіток із скловолокна. На цей момент у Європі (як і в Україні) немає єдиного нормативного документа, що регламентує використання композитних матеріалів під час підсилення конструкцій. Основні рекомендації щодо застосування FRP армування у залізобетонних конструкціях наведено у національних нормах Японії, Канади, США. Основні положення цих рекомендацій також висвітлено у звітах Міжнародної федерації зі залізобетону (FIB) щодо використання FRP-армування. На цей момент багато науковців проводять дослідження підсилених композитними матеріалами цегляних колон за різних рівнів навантаження, типу цегляної кладки, типу матеріалу підсилення. Отримані експериментальні результати верифікуються з теоретичними положеннями, що викладені у національних нормах окремих країн. Проведено аналіз експериментальних результатів на основі італійських національних норм та на основі методик розрахунку, що їх запропонували деякі італійські науковці. У результаті проаналізовано збіжність експериментальних результатів з теоретичними засадами розрахунку (за чотирма методиками). Отримані збіжності експериментальних та теоретичних даних показали, що досліджувані поєднання рівня навантажень та типу кладки не повністю враховані у розрахункових підходах та потребують уточнення. Завданням таких досліджень є створення уточнених розрахункових моделей та пропозицій до розрахунку таких конструкцій.