vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2019-46-1-177-186vdgtu-655Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREВОЗМОЖНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО КОНТРОЛЯ ЭНЕРГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМ СТЕНДЕPOSSIBILITIES OF INTEGRATED CONTROL OF ENERGY AND ENVIRONMENTAL CHARACTERISTICS OF BUILDING STRUCTURES AT THE RESEARCH BENCHКарповД. Ф.KarpovD. F.

старший преподаватель.

160000, г. Вологда, ул. Ленина, д. 15.

Senior Lecturer.

15 Lenin Str., Vologda 160000.

karpov_denis_85@mail.ruСиницынА. А.SinitsynA. A.

кандидат технических наук, доцент.

160000, г. Вологда, ул. Ленина, д. 15.

Cand. Sci. (Technical), Assoc.Prof.

15 Lenin Str., Vologda 160000.

nee-energo@yandex.ruВологодский государственный университетРоссияVologda State UniversityRussian Federation201915072019461177186Copyright © Карпов Д.Ф., Синицын А.А., 20192019Карпов Д.Ф., Синицын А.А.Karpov D.F., Sinitsyn A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/655Цель

Цель. Обозначены и проанализированы актуальные в настоящее время вопросы энергетической и экологической безопасности строительных объектов и обслуживающих их инженерных систем климатизации.

Метод

Метод. Используя тепловые методы и средства контроля теплоэнергетических параметров в переходных условиях подвода и отвода энергии в системе «источник энергии – приемник энергии», рассмотрена возможность идентификации ее силовых и потоковых характеристик, определяющих и формирующих процессы и режимы, отражающие основные количественные и качественные уровни текущих энергоформопреобразований.

Результат

Результат. Предложены варианты решения данной проблемы посредством комплексного контроля некоторых энерго-экологических характеристик строительных конструкций зданий и сооружений на лабораторно-экспериментальном научно-исследовательском стенде «источник энергии – приемник энергии». Представлены алгоритм идентификации термодинамических сил, потоков, свойств, изменения и воспроизводства энтропии в системе «источник энергии – приемник энергии», функциональная модель и иерархическое представление трехуровневой открытой термодинамической системы «источник энергии – приемник энергии», некото-ые результаты расчетно-экспериментального определения экоэнергетических характеристик фрагмента ограждающей строительной конструкции на примере кирпичной стенки.

Вывод

Вывод. Предположено и доказано, что опыт совместного использования законов неравновесной и феноменологической термодинамики для исследования и моделирования неравновесных термодинамических процессов, протекающих в системах различного рода, позволяет контролировать их экологическое состояние и повышает точность прогнозирования затрат и рационального использования энергоресурсов.

Objectives

Objectives. The current topical issues of energy and environmental safety of construction sites and the air-conditioning systems that serve them are identified and analyzed.

Method

Method. Using thermal methods and means of controlling heat and power parameters in transitional conditions of energy supply and removal in the system “energy source - energy receiver”, the possibility of identifying its power and flow characteristics that determine and form the processes and modes reflecting the basic quantitative and qualitative levels of current energy transformations.

Result

Result. Options have been proposed to solve this problem through the integrated monitoring of some energy-ecological characteristics of the building structures of buildings and structures at the laboratory-experimental research stand “energy source - energy receiver”. The algorithm for identification of thermodynamic forces, flows, properties, changes and reproduction of entropy in the system “energy source - energy receiver”, a functional model and hierarchical representation of a three-level open thermodynamic system “energy source - energy receiver” are presented, some calculated results -experimental determination of the eco-energy characteristics of a fragment of the building envelope by the example of a brick wall.

Conclusion

Conclusion. It has been suggested and proved that the experience of joint use of the laws of nonequilibrium and phenomenological thermodynamics for research and modeling of nonequilibrium thermodynamic processes occurring in systems of various kinds, allows you to control their ecological state and increases the accuracy of forecasting costs and rational use of energy resources.

окружающая средаэкологическая безопасностьэнерго- и ресурсосбережениестроительные конструкциистроительная облочкапотокисилысвойстваэнтропияenvironmentenvironmental safetyenergy and resource savingbuilding structuresconstruction areaflowsforcespropertiesentropyReferencesЭнергетическая стратегия России на период до 2030 года: распоряжение Правительства Российской Федерации от 13.11.2009 № 1715-р. – М.: Правительство РФ. – 104 с.Energeticheskaya strategiya Rossii na period do 2030 goda: rasporyazheniye Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii ot 13.11.2009 № 1715-r. – M.: Pravitel'stvo RF. – 104 s. [Russia's energy strategy for the period until 2030: Order of the Government of the Russian Federation of 13.11.2009 No. 1715-r. - M .: Government of the Russian Federation. - 104 s.(In Russ)]Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федер. закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ // Ведомости Федерального Собрания Российской Федерации. – М.: ООО «Рид Групп», 2012. – 80 с.Ob energosberezhenii i o povyshenii energeticheskoy effektivnosti i o vnesenii izmeneniy v otdel'nyye zakonodatel'nyye akty Rossiyskoy Federatsii: Feder. zakon ot 23 noyabrya 2009 g. № 261-FZ // Ve-domosti Federal'nogo Sobraniya Rossiyskoy Federatsii. – M.: OOO «Rid Grupp», 2012. – 80 s. [On energy saving and on increasing energy efficiency and on introducing changes to certain legislative acts of the Russian Federation: Feder. Law of November 23, 2009 No. 261-ФЗ // The Bodies of the Federal Assembly of the Russian Federation. - M .: OOO Reed Group, 2012. - 80 p. (In Russ)]Табунщиков, Ю.А. Экологическая безопасность жилища / Ю.А. Табунщиков // НП «АВОК», 2007. – № 4. – С. 4-7.Tabunshchikov, YU.A. Ekologicheskaya bezopasnost' zhilishcha / YU.A. Tabunshchikov // NP «AVOK», 2007. – № 4. – S. 4-7. [Tabunshchikov, Yu.A. Ecological safety of the dwelling / Yu.A. Tabunshchikov // NP "AVOK", 2007. - № 4. - p. 4-7. .(In Russ)]Шилкин Н.В. Экологическая безопасность. Взаимосвязь здания и инженерного оборудования / Н.В. Шилкин // НП «АВОК», 2006. – № 4. – С. 70-83.Shilkin, N.V. Ekologicheskaya bezopasnost'. Vzaimosvyaz' zdaniya i inzhenernogo oborudovaniya / N.V. Shilkin // NP «AVOK», 2006. – № 4. – S. 70-83. [Shilkin, N.V. Environmental Safety. The relationship of the building and engineering equipment / N.V. Shilkin // NP "AVOK", 2006. - № 4. - p. 70-83. .(In Russ)]Амерханов Р.А. Основы расчетно-экспериментального подхода при исследовании тепловых режимов зданий / Р.А. Амерханов // Энергосбережение и водоподготовка, 2007. – № 3. – С. 48-49.Amerkhanov, R.A. Osnovy raschetno-eksperimental'nogo podkhoda pri issledovanii teplovykh rezhi-mov zdaniy / R.A. Amerkhanov // Energosberezheniye i vodopodgotovka, 2007. – № 3. – S. 48-49. [Amerkhanov, R.A. Fundamentals of the experimental design approach in the study of thermal modes of buildings / R.А. Amerkhanov // Energy Saving and Water Treatment, 2007. - № 3. - p. 48-49. .(In Russ)]Бегдай С.Н. Экспериментальные исследования сопротивления теплопередаче наружной ограждающей конструкции / С.Н. Бегдай // Энергосбережение и водоподготовка, 2007. – № 4 (48). – С. 69-70.Begday, S.N. Eksperimental'nyye issledovaniya soprotivleniya teploperedache naruzhnoy ograzhda-yushchey konstruktsii / S.N. Begday // Energosberezheniye i vodopodgotovka, 2007. – № 4 (48). – S. 69-70. [Begay, S.N. Experimental studies of the heat transfer resistance of the outer building envelope / S.N. Begay // Energy Saving and Water Treatment, 2007. - № 4 (48). - pp. 69-70. (In Russ)]Дацюк, Т.А. Инженерные аспекты энергосбережения зданий / Т.А. Дацюк // Academia. Архитектура и строительство. Строительные науки. – М.: НИИСФ РААСН, 2009. – С. 313-318.Datsyuk, T.A. Inzhenernyye aspekty energosberezheniya zdaniy / T.A. Datsyuk // Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. Stroitel'nyye nauki. – M.: NIISF RAASN, 2009. – S. 313-318. [Datsyuk, T.A. Engineering aspects of energy saving buildings / TA Datsyuk // Academia. Architecture and construction. Building science. - M .: NIISF RAACS, 2009. - p. 313-318. .(In Russ)]Еремкин, А.И. Тепловой режим зданий: учеб. пособие для вузов / А.И. Еремкин, Т.И. Королева // Ростов-на-Дону, Феникс. – 2008. – 363 с.Yeremki, A.I. Teplovoy rezhim zdaniy: ucheb. posobiye dlya vuzov / A.I. Yeremkin, T.I. Koroleva // Rostov-na- Donu, Feniks. 2008. 363 s. [Eremkin, A.I. Thermal regime of buildings: studies. manual for universities / A.I. Yeremkin, T.I. Queen // Rostov-on-Don, Phoenix. 2008. 363 s.(In Russ)]Табунщиков, Ю.А. Расчет теплопотерь помещения при раздельном учете конвективного и лучистого теплообмена / Ю.А. Табунщиков // НП «АВОК», 2007. – № 8. – С. 32-35.Tabunshchikov YU.A. Raschet teplopoter' pomeshcheniya pri razdel'nom uchete konvektivnogo i luchisto-go teploobmena / YU.A. Tabunshchikov // NP «AVOK», 2007. – № 8. – S. 32-35 [Tabunshchikov, Yu.A. Calculation of heat loss of a room with separate accounting of convective and radiant heat exchange / Yu.A. Tabunshchikov // NP "AVOK", 2007. - № 8. - p. 32-35. .(In Russ)]Табунщиков Ю.А. Экспериментальные исследования оптимального управления расходом энергии / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // Academia. Архитектура и строительство. Строительные науки. – М.: НИИСФ РААСН, 2009. – С. 277-282.Tabunshchikov YU.A. Eksperimental'nyye issledovaniya optimal'nogo upravleniya raskhodom ener-gii / YU.A. Tabunshchikov, M.M. Brodach // Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. Stroitel'nyye nauki. – M.: NIISF RAASN, 2009. S. 277-282. [Tabunshchikov, Yu.A. Experimental studies of optimal energy consumption control / Yu.A. Tabunshchikov, MM Brodach // Academia. Architecture and construction. Building science. - M .: NIISF RAACS, 2009. p. 277-282. (In Russ)]Игонин В.И. Пути повышения эффективности теплоэнергетических систем: монография / В.И. Игонин. – Вологда: ВоГТУ. – 2007. – 119 с.Igonin V.I. Puti povysheniya effektivnosti teploenergeticheskikh sistem: monografiya / V.I. Igonin. – Vologda: VoGTU. 2007. – 119 s. [Igonin, V.I. Ways to improve the efficiency of heat and power systems: monograph / V.I. Igonin. - Vologda: VSTU. - 2007. - 119 p. .(In Russ)]Грызлов, В.С. Элементы термодинамики бетона: учеб. пособие. / В.С. Грызлов, Е.В. Меньшикова. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ. – 2005. – 169 с.Gryzlov, V.S. Elementy termodinamiki betona: ucheb. posobiye. / V.S. Gryzlov, Ye.V. Men'shikova. – Cherepovets: GOU VPO CHGU. – 2005. – 169 s. [Gryzlov, V.S. Elements of thermodynamics of concrete: studies. allowance. / V.S. Gryzlov, E.V. Menshikov. - Cherepovets: GOU VPO ChGU. - 2005. - 169 p. .(In Russ)]Игонин В. И. К расчетно-экспериментальному определению энергетических параметров и балансовой модели теплообмена в приемнике лучистой энергии / В.И. Игонин, Д.А. Белянский. – Самара: Вестник СГТУ. – 2009. – № 1 (23). – С. 175-183.Igonin, V. I. K raschetno-eksperimental'nomu opredeleniyu energeticheskikh parametrov i balan-sovoy modeli teploobmena v priyemnike luchistoy energii / V.I. Igonin, D.A. Belyanskiy. – Samara: Vestnik SGTU. – 2009. – № 1 (23). – S. 175-183. [ Igonin, V.I. About calculation-experimental determination of energy parameters and balance-balance model of heat exchange in a receiver of radiant energy / V.I. Igonin, D.A. Belyansky. - Samara: Herald of SSTU. - 2009. - № 1 (23). - p. 175-183. .(In Russ)]Игонин В.И. Некоторые результаты применения белого инфракрасного излучателя / В.И. Игонин, В.Н. Чучин, Д.А. Белянский // НП «АВОК», 2007. – № 4. – С. 72-74.Igonin, V.I. Nekotoryye rezul'taty primeneniya belogo infrakrasnogo izluchatelya / V.I. Igonin, V.N. Chuchin, D.A. Belyanskiy // NP «AVOK», 2007. – № 4. – S. 72-74. [Igonin, V.I. Some results of the use of a white infrared emitter / V.I. Igonin, V.N. Chuchin, D.A. Belyansky // NP "AVOK", 2007. - № 4. - p. 72-74. .(In Russ)]Игонин В.И. Энтропийная модель элемента промышленной теплоэнергетической системы / В.И. Игонин, Д.В. Титов. – Череповец: Вестник ЧГУ, 2007. – № 3. – С. 42-54.Igonin, V.I. Entropiynaya model' elementa promyshlennoy teploenergeticheskoy sistemy / V.I. Igonin, D.V. Titov. – Cherepovets: Vestnik CHGU, 2007. № 3. S. 42-54. [Igonin, V.I. Entropy model of an element of an industrial heat energy system / V.I. Igonin, D.V. Titov. Cherepovets: Bulletin of ChGU, 2007. № 3. pр. 42-54. .(In Russ)]Игонин В.И. Методологические особенности эффективного энергоиспользования и энергосбережения / В.И. Игонин // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования. – Вологда, ВоГТУ. – 2008. – Т. 1. – С. 16-20.Igonin, V.I. Metodologicheskiye osobennosti effektivnogo energoispol'zovaniya i energosbere-zheniya / V.I. Igonin // Avtomatizatsiya i energosberezheniye mashinostroitel'nogo i metallurgicheskogo pro-izvodstv, tekhnologiya i nadezhnost' mashin, priborov i oborudovaniya. – Vologda, VoGTU. – 2008. – T. 1. – S. 16-20. [Igonin, V.I. Methodological features of efficient energy use and energy saving / V.I. Igonin // Automation and energy saving of machine-building and metallurgical production, technology and reliability of machines, devices and equipment. Vologda, VSTU. 2008. V. 1. рp. 16-20.(In Russ)]Игонин В.И. К локально-модульной организации лучисто-конвективного энергообмена элемента промышленной теплоэнергетической системы / В.И. Игонин, В.Н. Чучин, Д.В. Титов // Вестник МАИ, 2007. – Т. 14. – № 4. – С. 4.Igonin V.I. K lokal'no-modul'noy organizatsii luchisto-konvektivnogo energoobmena elementa promyshlennoy teploenergeticheskoy sistemy / V.I. Igonin, V.N. Chuchin, D.V. Titov // Vestnik MAI, 2007. – T. 14. – № 4. – S. 4. [Igonin, V.I. On the local-modular organization of the radiant-convective energy exchange of an element of an industrial heatenergy system / V.I. Igonin, V.N. Chuchin, D.V. Titov // Bulletin of the MAI, 2007. T. 14. № 4. p. 4 (In Russ)]George S., Goravar, S., Mishra, D., Shyamsunder, M.T., Sharma, P., Padmashree, G.K., Kumar, P.S., Bremond, P., Mukherjee, K. Stress monitoring and analysis using lock-in thermography // Insight, 2010. – Vol. 52. – No. 9. – Pp. 470-474.George S., Goravar, S., Mishra, D., Shyamsunder, MT, Sharma, P., Padmashree, GK, Kumar P.S, Bremond, P., Mukherjee, K. Stress monitoring and analysis using lock- in thermography // Insight, 2010. Vol. 52. No. 9. рp. 470-474.Vijayraghavan G.K., Majumder, M.C., Ramachandran, K.P. NDTE using flash thermography: numerical modelilling and analysis of delaminations in GRP pipes // Insight, 2010. – Vol. 52. – No. 9. – Pp. 481-487.Vijayraghavan G.K., Majumder, M.C., Ramachandran, K.P. NDTE using flash thermography: GRP pipes for modelilling and analysis of delaminations in GRP pipes // Insight, 2010. Vol. 52. No. 9. рp. 481-487.Пат. 2379668 Российская Федерация, МПК G01N 25/18. Способ теплового неразрушающего контроля рабочего тела / В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов; заявитель и патентообладатель Вологодский государственный технический университет. – № 2008140634/28; заявл. 13.10.2008; опубл. 20.01.2010. – Б. и. – 2010. – № 2.Pat. 2379668 Rossiyskaya Federatsiya, MPK G01N 25/18. Sposob teplovogo nerazrushayushchego kon-trolya rabochego tela / V.I. Igonin, D.F. Karpov; zayavitel' i patentoobladatel' Vologodskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet. – № 2008140634/28; zayavl. 13.10.2008; opubl. 20.01.2010. B/ 2010. № 2. [Pat. 2379668 Russian Federation, IPC G01N 25/18. The method of thermal non-destructive control of the working fluid / V.I. Igonin, D.F. Karpov; applicant and patent holder Vologda State Technical University. - No. 2008140634/28; declare October 13, 2008; publ. 01/20/2010. B. 2010. № 2.(In Russ)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.