Theory and Building Practice
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/49562
Browse
132 results
Search Results
Item Building heat supply system based on hybrid solar collectors(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Шаповал, С. П.; Касинець, М. Є.; Гулай, Б. І.; Пришляк, Ю. В.; Shapoval, S.; Kasynets, M.; Gulai, B.; Prishlyak, Yu.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityЗапровадження нових технологій у будівництві та підвищення енергозбережних властивостей матеріалів спонукає до розроблення ефективних методів для збирання сонячної енергії, з подальшим її використанням у системах теплозабезпечення будівель різного призначення. Але збирання та накопичення отриманого тепла супроводжуються постійними втратами, які пов’язані з кліматичними умовами, географічним розташуванням, конструктивними особливостями елементів сонячних систем та правильністю вибору типу сонячного колектора. Ці проблеми – одні із основних у сонячній енергетиці. Вирішити їх можливо із застосуванням інноваційних комплексних методів, основа яких – упровадження нових елементів у конструкцію сонячних перетворювачів. Дослідження показують, що використання гібридних сонячних колекторів є одним із способів підвищення ефективності геліосистем загалом. У статті розглянуто конструкцію сонячного колектора із розташуванням трубок циркуляції над теплопоглинальною поверхнею без прозорого покриття. Досліджено геліосистему із природною циркуляцією теплоносія – води. На основі виконаних експериментів розроблено номограму взаємозв’язку коефіцієнта теплової ефективності Кеф, кутів нахилу встановлення гібридного сонячного колектора α і β та густини потоку випромінювання Ів. За допомогою цієї номограми отримано функціональну залежність, яка дає змогу точно визначати коефіцієнт теплової ефективності залежно від вхідних параметрів. Розрахунки показали, що за певних кутів нахилу і відповідної інтенсивності сонячного випромінювання значення Кеф зростає і може досягати 50 %. Наведені дослідження свідчать про потребу в застосуванні гібридних сонячних колекторів для забезпечення ефективного збирання сонячної енергії в різних кліматичних умовах та підкреслюють важливість подальших досліджень і вдосконалення конструкції таких систем для зменшення забруднення навколишнього середовища і підвищення стійкості систем теплопостачання.Item The harvested rainwater as a source of non-drinking water supply in typical residential microdistricts of ukrainian cities(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Вовк, Л. І.; Орел, В. І.; Тарканій, А. М.; Vovk, L.; Orel, V.; Tarkanii, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityПозаяк Україна належить до держав з недостатнім забезпеченням водними ресурсами, то постачати якісну питну воду населенню та промисловості і сільському господарству, особливо сьогодні, у воєнний час, стає все складніше. Тому постає питання пошуку інших, не природних, джерел водопостачання, зокрема для непитних потреб. До них можна віднести дощові води, використання яких дуже добре узгоджується із заходами з охорони й управління водними ресурсами для запобігання проблемі дефіциту питної води. Це має також паралельні переваги, зменшуючи кількість дощового стоку в системах водовідведення та забруднення прісних водойм. Так, літературний огляд виявив, що господарські потреби мешканців у містах (змивання унітазу, прибирання та прання) становлять понад 50 % потреб питної води, для яких можна використовувати дощові води. Аналіз метеорологічних карт для обласних центрів України виявив, що мінімальна висота шару опадів припадає на південні області, а максимальна – на західні. Згідно з ДБН В.2.5-64:2012, витрата води на питне водопостачання залежить від архітектурно-кліматичного районування території України. Розрахунок для даху площею 100 м² з коефіцієнтом стоку 0,2–0,8, виконаний для м. Одеса та м. Ужгород з висотою шару опадів 350 мм та 750 мм відповідно, виявив економію води питної якості за рахунок використання дощової 4–15 % та 9–36,5 %. З іншого боку, згідно з ДБН Б.2.2-1-01, витрата води на питне водопостачання залежить від ступеня забудови та щільності населення. Розрахунок для даху з коефіцієнтом стоку 0,7, згідно з ДСТУ-Н Б В.2.5-61:2012, для будинку, розташованого в житловому кварталі площею 60 га зі ступенем забудови 0,3–0,45 для щільності населення 200 осіб/га, виконаний для м. Одеса та м. Ужгород, виявив економію води питної якості за рахунок використання дощової 6–9 % та 13–19 % відповідно.Item Monte Carlo methods: a features review in terms of use for assessing the reliability of RC structures(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Титаренко, Р. Ю.; Хміль, Р. Є.; Tytarenko, R.; Khmil, R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityОстаннім часом істотно зросла актуальність проблеми оптимізації проєктних рішень залізобетонних елементів за рахунок максимального використання ресурсу їх несучої здатності. Вирішення цієї проблеми залежить від фундаментального розуміння таких понять, як “надійність” та “довговічність”, а оскільки параметри будь-яких навантажень, впливів або резерву несучої здатності є випадковими величинами, побудова максимально достовірних стохастичних моделей роботи конструкцій незабаром має стати основою широкої концепції “надійнісного проєктування”. Разом із тим найпростішим (за незначної мінливості даних) є імовірнісний аналіз конструкцій, роботу яких можна наближено описати за допомогою лінійної функції; однак насправді жодна функція випадкових величин не є строго лінійною. І навіть більше, зі зростанням значень коефіцієнтів варіації вхідних змінних підвищується і ймовірність відмови елементів, що унеможливлює застосування більшості методів її оцінювання; отже, виникає необхідність використання універсальних методів розрахунку нелінійних систем – так званих методів Монте-Карло. Серед іншого, метою цієї оглядової статті було аналізування особливостей методів Монте-Карло з погляду їх використання в задачах оцінювання безвідмовності, довговічності та залишкового ресурсу (як ключових параметрів забезпечення надійності) залізобетонних елементів в умовах експлуатації. Крім того, в роботі висвітлено основні переваги та недоліки цих методів відповідно до загальновідомих теорій. Насамкінець, на основі огляду сучасних літературних джерел сформульовано рекомендації щодо подальших досліджень надійності та довговічності залізобетонних конструкцій (зокрема пошкоджених) в умовах сумісної дії на них механічних навантажень й корозійно-агресивного середовища із використанням методів Монте-Карло.Item Over-stabilized bitumen emulsions made from emulsifiers for slow-setting emulsions(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Бідось, В. М.; Сідун, Ю. В.; Соболь, Х. С.; Рибчинський, С. С.; Bidos, V.; Sidun, I.; Sobol, K.; Rybchynskyi, S.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityСпроєктовано склади дорожніх надстійких катіонних бітумних емульсій із ортофосфорною, сірчаною та соляною кислотами та катіонактивними емульгаторами для повільнорозпадних емульсій. Визначено фізико-механічні властивості виготовлених надстабільних бітумних емульсій та характеристики їх розпаду. Встановлено вплив типу кислоти та вмісту емульгатора на фізико-механічні показники бітумних емульсій та характеристики розпаду за трьома методами: індекс розпаду, час (стан) до розпаду, стійкість під час змішування із портландцементом. Проаналізувавши фізико-механічні показники виготовлених емульсій із однаковим вмістом бітуму 60 % та вмістом емульгатора у водній фазі 1,1 %, можна стверджувати, що у бітумній емульсії на сірчаній кислоті більші pH та в’язкість. Якщо ж порівнювати бітумні емульсії з однаковим вмістом емульгатора 1,1 %, але різним вмістом бітуму – 60 % та 61 %, то емульсії із більшим вмістом бітуму характеризуються вищими pH та в’язкістю, хоча pH у водній фазі є однаковим. Порівнюючи емульсії із однаковим вмістом бітуму 62 % та pH у водній фазі 2,3, але різним вмістом емульгатора у водній фазі (від 1,2 до 1,8), pH є майже однаковим, а в’язкість збільшується зі зростанням вмісту емульгатора. Встановлено, що надстабільні бітумні емульсії демонструють хорошу стійкість під час зберігання протягом 180 діб. Отримані результати характеристик розпаду бітумних емульсій свідчать про те, що в емульсій на соляній та сірчаній кислотах менший час до розпаду та вища стійкість під час змішування із портландцементом, ніж в емульсій на ортофосфорній кислоті. Для надстійких бітумних емульсій на ортофосфорній кислоті метод за ДСТУ EN 12848:2020 непридатний через високу реактивність емульсій на ортофосфорній кислоті під час взаємодії із портландцементом.Item Efficiency of rational combined steel trusses(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Гоголь, М. В.; Динька, П. К.; Сидорак, Д. П.; Гоголь, М. М.; Hohol, M.; Dynka, P.; Sydorak, D.; Hohol, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Національний лісотехнічний університет України; Lviv Polytechnic National University; Ukrainian National Forestry UniversityНаведено порівняльну оцінку техніко-економічної ефективності раціональних комбінованих сталевих ферм із типовими фермами за ДСТУ. Розроблені нові раціональні конструктивні комбіновані форми систем покриттів (кроквяні ферми) для прольотів 18, 24 і 30 м, габарити і матеріаломісткість яких менші порівняно з аналогами. Зокрема, розглянуто комбіновані сталеві ферми прольотом 12 та 15 м. Наведено порівняльну таблицю конструкцій ферм відповідно до ДСТУ та розроблених запропонованих варіантів. Показано, що маса таких раціональних комбінованих сталевих ферм прольотом 18 м менша порівняно з типовою на 13–16,5 % залежно від величини навантаження, для комбінованої ферми прольотом 24 м маса менша на 20,5–25 %, а для 30 м – 12,5–17 %. У формі діаграм показано залежність маси від навантаження для типових ферм за ДСТУ та комбінованих сталевих ферм. Також визначено відсоток ефективності комбінованих ферм залежно від прольоту та величини навантаження. Наведено результати оцінювання техніко-економічної ефективності раціональних комбінованих сталевих ферм, специфікацію елементів та схему їх розташування для комбінованої сталевої ферми прольотом 30 м. Подано техніко-економічне порівняння типової ферми за ДСТУ та комбінованої сталевої ферми на прикладі конструкції прольотом 30 м. Зокрема, розглянуто такі параметри, як витрата та вартість сталі, вартість виготовлення конструкції, загальні витрати, кількість елементів та вузлів, енергетичні затрати, емісія CO2 тощо. Порівняльний аналіз підтверджує ефективність комбінованих сталевих ферм практично за усіма параметрами. Основним критерієм економічної ефективності конструкцій прийнято приведені затрати. Порівняння техніко-економічної ефективності раціональної комбінованої сталевої ферми і типової ферми, що відповідає ДСТУ, доводить, що запропонований нами варіант забезпечує значну економію матеріальних і трудових ресурсів, і за умови широкого впровадження у виробництво може дати істотний економічний ефект.Item Perspectives and specific features of the use of composite materials for strengthening of damaged reinforced concrete structures(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Копійка, Н. С.; Бліхарський, Я. З.; Kopiika, N.; Blikharskyy, Ya.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityЗалізобетонні конструкції поширені у будівлях і спорудах, що перебувають в експлуатації протягом тривалого часу, тому проблема їх ефективного підсилення набуває актуальності. Композиційні матеріали завдяки високим механічним і фізичним властивостям, можливості адаптації до проєктних вимог і полегшенню самого процесу підсилення широко використовують для реконструкції. У статті комплексно розглянуто методи підсилення із застосуванням фіброармованих полімерних матеріалів та особливостей їх поведінки за різних впливів. Дослідження охоплює аналіз публікацій у цій галузі, визначення недостатньо розглянутих напрямів та перспективи подальших досліджень. На основі аналізу літературних джерел виділено найактуальніші напрями, зокрема числове моделювання методами скінченних елементів для параметричного аналізу, поглиблення розуміння лінійно-пружної поведінки композитів, комплексні експериментально-теоретичні дослідження для крос-валідації та уточнення результатів. Важливо також відзначити значний інтерес до підходів, спрямованих на запобігання граничному стану через порушення сумісної роботи залізобетонної конструкції та композитних матеріалів завдяки застосуванню різних способів анкерування. В статті проаналізовано загальні тенденції в галузі підсилення залізобетонних конструкцій композитними матеріалами, визначено перспективні напрями для подальшого вивчення цього питання, зокрема розроблення та вдосконалення числових моделей, які автоматично виконуватимуть параметричний аналіз і враховуватимуть вимоги стійкості, стійкості та міцності. Подальші ретельні експериментальні й теоретичні дослідження систем підсилення із застосуванням фіброармованих полімерів надзвичайно важливі для поглиблення знань і максимізації ефективності використання композитних систем зміцнення.Item Method of arrangement of internal thermal insulation of external protective structures of the room(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Лабай, В. Й.; Верещинська, Г. І.; Labay, V.; Vereshchynska, H.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityЗменшення енергоспоживання будівель нині є однією з ключових проблем у будівельній галузі. У будівлях з низьким енергоспоживанням втрати тепла не повинні перевищувати 5 %. Отже, існує нагальна потреба покращити теплові характеристики зовнішніх стін за допомогою теплоізоляції. В сучасному будівництві зазвичай застосовують зовнішнє утеплення стін будинків, проте трапляються випадки (пам’ятки архітектури), коли такий спосіб виконання неприпустимий. Тоді внутрішня ізоляція стає єдиним доступним рішенням. У статті розглянуто екстремальні умови, за яких можна запобігти конденсації, щоб уникнути руйнування огороджувальної конструкції. Висвітлено дослідження енергозбережної конструкції фасаду житлового будинку, в якому використано ізоляційні матеріали, придатні для цілей внутрішньої ізоляції історичних будівель. Проаналізовано вітчизняні та європейські літературні джерела, що стосуються підвищення рівня теплового захисту будівель та енергозбереження. Аналіз свідчить, що підвищення енергоефективності важливе для забезпечення сталої, доступної та безпечної енергетичної системи. Викладено результати дослідження, спрямованого на підвищення енергоефективності в житлових будинках, а також аналізу вологісного стану та можливості утворення конденсату в разі застосування внутрішнього утеплення. Для підтвердження результатів виконано числове моделювання. Отримані результати свідчать, що використання мінерального утеплювача “БЕТОЛЬ®” та алюмінієвої фольги як паробар’єра, накладених зсередини, сприяє поліпшенню теплоізоляції стін і знижує ризики утворення конденсату. Комп’ютерне моделювання продемонструвало, що за розглянутих умов конденсація не виникає. Це дослідження – важливий внесок у розвиток енергоефективних рішень для будівельної галузі, оскільки дасть змогу забезпечити мінімально допустиме значення опору теплопередачі зовнішніх огороджень, продовжити їх термін експлуатації.Item Features of the mix time of bitumen emulsions with cement for slurry surfacing technology(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Сідун, Ю. В.; Соболь, Х. С.; Новицький, Ю. Л.; Рибчинський, С. С.; Sidun, I.; Sobol, K.; Novytskyi, Yu.; Rybchynskyi, S.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityПідібрано склади дорожніх катіонних бітумних емульсій для литих емульсійно-мінеральних сумішей із ортофосфорною та соляною кислотами і спеціалізованими та універсальними емульгаторами амінного типу. За допомогою лабораторної бітумно-емульсійної установки типу колоїдного млина виготовлено бітумні емульсії із різними кислотами та емульгаторами і полімерним модифікатором латексом. Спроєктовано склади литих емульсійно-мінеральних сумішей для типу 1 за нормами ISSA. Литі емульсійно-мінеральні суміші виготовлено на основі приготованих емульсій, цементу із гранульованим доменним шлаком, води, регулятора розпаду та гранітних відсівів із двох українських кар’єрів, із однаковими значеннями показника метилену синього. Литі емульсійно-мінеральні суміші випробували за критерієм розпаду суміші, за яким час змішування компонентів для вибраного типу 1 за ISSA має бути не меншим за 180 с. Визначення оптимальних складів за критерієм розпаду суміші виконували, змінюючи вміст цементу у суміші за фіксованого значення усіх інших складників суміші. У результаті встановлено залежності розпаду суміші від цементу. Розпад суміші із бітумними емульсіями на ортофосфорній та соляній кислотах із варіацією вмісту цементу характеризується параболічною залежністю із гілками параболи, спрямованими донизу. Проте ступінь крутизни параболи для суміші із цементом та бітумними емульсіями на ортофосфорній кислоті є вищим, ніж для емульсій на соляній. Досліджена закономірність дає змогу стверджувати, що дозування цементу для суміші із бітумними емульсіями на ортофосфорній кислоті необхідно ретельніше вивіряти та контролювати, щоб уникнути передчасного розпаду. Емульсії на ортофосфорній кислоті із використанням різних емульгаторів також мають різні значення оптимального вмісту цементу за критерієм розпаду суміші незалежно від відсіву.Item Concrete on quartzite aggregates(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Толмачов, С. М.; Tolmachov, S.; Харківський національний автомобільно-дорожній університет; Kharkiv National Automobile and Highway UniversityУ повоєнний період Україні знадобиться велика кількість заповнювачів для ремонту та відновлення зруйнованих і пошкоджених об’єктів транспортної інфраструктури. Для розширення сировинної бази доцільно використовувати деякі види вторинних продуктів різних виробництв, наприклад, побічний продукт видобутку залізняку – кварцит. Застосування таких заповнювачів у цементних бетонах пов’язано із певними труднощами через їх особливості, що позначається насамперед на міцності одержуваних бетонів. Тому в статті розглянуто особливості впливу кварцитових наповнювачів на міцність піщаних цементних бетонів. Дослідження, здійснені на сумішах різної рухливості, засвідчили позитивний вплив пилуватих частинок на структуру бетонів. Виявлено, що забруднена поверхня кварцитів погіршує якість зони контакту “цементний камінь – заповнювач” та негативно впливає на міцність бетонів, насамперед при згині. Застосування роздільної технології виготовлення бетонних сумішей дає змогу усунути цей недолік. Показано, що розчини на кварцитовому піску мають значно вищу міцність, ніж на кварцовому піску, різниця в міцності при згині становить до 35 %. Підвищення рухливості розчинів збільшує різницю у міцності при згині, що зумовлено гранулометричним складом кварцитового піску та формою його зерен. Розчини на кварцитовому піску є дрібнозернистими бетонами з жорстким каркасом, здатним сприймати навантаження стиску і розтягу. Встановлено, що зі збільшенням рухливості середня густина розчинів на кварцових пісках збільшується, а на кварцитових – зменшується, що приводить до зменшення різниці у міцності розчинів. Показано, що, незважаючи на високі значення міцності розчинів на кварцитовому піску, розчинні суміші на його основі характеризуються незадовільною зручноукладальністю. Це пов’язано як з особливістю гранулометрії цих пісків, в якій переважають великі частинки, так і, передусім, з неправильною формою їх зерен. Наявність пилуватих частинок на поверхні та в обсязі зерен піску підвищує зв’язність, щільність та міцність розчинів залежно від рухливості розчинних сумішей у певному діапазоні водоцементного відношення.Item Contents(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28)