Строительство и техногенная безопасность

ПОТЕНЦИАЛ ГЕНЕРАТИВНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ АДАПТИВНОМ ПОВТОРНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПАМЯТНИКОВ ПРОМЫШЛЕННОЙ АРХИТЕКТУРЫ

В. С. Козодаева, Г. А. Бардина — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

В работе рассматривается возможность использования генеративного дизайна для решения задач функционального зонирования при повторном использовании зданий промышленной архитектуры. Объектом исследования выступает корпус зального типа, типичный для индустриального наследия российских городов. Предложена методика, включающая параметризацию физической структуры здания и функциональных требований, а также стремление к нахождению оптимального варианта зонирования с помощью алгоритмов в среде Grasshopper и плагинов Ladybug и Galapagos. Проведено сравнение ручного и генеративного методов зонирования на основе архитектурных, пространственных и экономических параметров. Результаты показали, что генеративный подход позволяет не только учитывать большее количество факторов за меньшее время, но и формирует более эффективное по экономическим показателям решение. Метод подтверждает свою применимость как инструмент предпроектного анализа при реконструкции зданий промышленного наследия.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД, ОБРАЗУЮЩИХСЯ НА РЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

С. И. Мовчан — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Рассмотрены вопросы усовершенствованной технологии обработки сточных вод, образующихся на ремонтных предприятиях, состав которых состоит из следующих загрязнений: масел и нефтепродуктов, остатков дизельного топлива и суспензий, образующихся в системах охлаждения дизелей в сточных водах с их низкой концентрацией. Представлены основные производственные циклы ремонта двигателей на ремонтно-механическом предприятии. Основной производственный цикл ремонта двигателей на ремонтно-механическом заводе состоит из внешней пропарки агрегата в пропарочной камере со сбросом образующихся стоков в сборный колодец. Далее происходит разборка двигателя на отдельные узлы и мойка их в крестовых моющих машинах с периодическим сбросом отработанных моющих растворов в сборные емкости. После восстановления деталей осуществляется сборка дизеля и его опробование на стендах. Необходимые детали электрохимическим путём оцинковывают, хромируют или покрывают железом. Предлагается несколько локальных схем очистки сточных вод завода с утилизацией ценных компонентов и их повторного использования. Сточные воды и отработанные технологические растворы условно подразделяют на низкоконцентрированные и концентрированные. К низкоконцентрированным сточным водам относятся стоки от участка испытания дизелей, промывной воды от гальванических ванн, сброса оборотной системы охлаждения дизелей.

Предмет исследования (Subject): процессы очистки сточных вод, загрязнённых маслами, остатками дизельного топлива и суспензий, образующихся в системах охлаждения дизелей в сточных водах с низкой их концентрацией, в системах оборотного водоснабжения.

Материалы и методы (Material and methods): выбранные в качестве объекта исследований системы очистки сточных ремонтных предприятий, позволяет расширить использование технологий обработки сточных вод на ремонтных предприятиях и производствах, на которых образуются стоки из загрязнениями растительного, природного и агрессивного происхождения, что расширяет надёжность и эффективности промышленных предприятий водохозяйственного комплекса.

Результаты (Results): разработанный полный цикл обработки сточных вод, образующихся на ремонтных предприятиях, который обеспечивает экологическую безопасность работы предприятий с оборотной системой водоснабжения, эффективность использования воды в оборотных циклах предприятий.

Основные выводы (Key findings): Для обработки сточных вод, образующихся на ремонтных предприятиях, образующихся на участках для пропаривания деталей, участку мойки, механическом, гальваническом участках и участку испытания оборудования. Принципиальная схема очистки отработанных моющих растворов состоит из отстойника-накопителя, циклона, сборника-приёмника масляного концентрата, емкость для сбора отработанных моющих растворов и приготовление смазки и др. вспомогательного оборудования.

АНАЛИЗ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

В. И. Баженов, Ж. М. Говорова, Е. В. Орлов — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Анализ рассматривает развитие зарубежных аддитивных технологий (АТ) для предстоящей трансформации сферы водопользования, водоснабжения и водоотведения в России.

Предмет исследования: Аддитивные технологии (3D-печать) применительно к созданию элементов систем водоснабжения и водоотведения. Исследование направлено на решение проблемы технологической инерции отрасли, при которой современные знания о процессах очистки и транспортировки вод не могут быть реализованы без крупных инвестиций в традиционное строительство или циклов реконструкции.

Материалы и методы: Анализ проведен на основе рецензируемых источников, индексируемых в базах Google Scholar, Scopus и Web of Science за 2015–2025 гг. Классификация технологий выполнена в соответствии с ГОСТ Р 57558-2025 с дополнением зарубежных подпроцессов (FDM, SLS, SLM, SLA, DLP) для корректной интерпретации международного опыта.

Результаты: Установлено, что аддитивные технологии применяются при изготовлении широкой номенклатуры элементов ВКХ: форм для литья, рабочих колес насосов, запорно-регулирующей арматуры, труб и фитингов, теплообменных труб, мембранных подложек, фильтрующих элементов, бионосителей, аэраторов, элементов датчиков, а также бетонных и пластиковых строительных конструкций. Показано, что каждая технология (BJ, MJ, ME, DED, PBF, VP, SL, CP) имеет свою нишу: высокоточные методы применяются для прецизионных элементов (мембраны, фильтры), крупноформатные – для труб и строительных конструкций. Приведены примеры реализованных проектов: приемные камеры сточных вод, распределительные камеры, туалетные блоки, пластиковые колодцы и люки.

Выводы: Аддитивное производство вышло за рамки прототипирования и технически готово к решению задач ВКХ. Перспективы развития в России связаны с освоением автоматизированного ремонта изделий, изготовления запчастей и появления новых продуктов на рынке. Переход от единичных кейсов к тиражированию требует разработки методик оценки надежности и экономической эффективности в условиях длительной эксплуатации.

МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СТЕПЕНИ ЗАКРУТКИ ПОТОКА НА АЭРОДИНАМИКУ ФАКЕЛА В ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛАХ

С. С. Топорен, Ю. М. Федюшко — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Повышение энергоэффективности и надежности котельного оборудования жилищно-коммунального хозяйства является актуальной задачей, решение которой часто связано с модернизацией устаревших горелочных устройств. Ключевым фактором, определяющим эффективность и долговечность таких котлов, является аэродинамика закрученного факела, создаваемого вихревой горелкой. В данной статье методом компьютерного моделирования исследуется влияние степени закрутки потока и конфигурации воздухоподающих сопел на аэродинамическую структуру течения в топке котла. В качестве граничных условий приняты режимные параметры штатной работы горелки. В результате моделирования получены поля скоростей и турбулентной кинетической энергии для четырех конфигураций подачи воздуха, соответствующих разным значениям параметра закрутки. Установлено, что именно аэродинамическая асимметрия приводит к отклонению высокотемпературного ядра факела и фокусировке теплового потока на локальном участке экранных труб, что является основной причиной их локального перегрева, ускоренной коррозии и эрозии.

Предмет исследования: предметом исследования является аэродинамическая структура закрученного факела в топке водогрейного жаротрубного котла и её влияние на тепловую нагрузку, локальный перегрев и износ экранных труб.

Материалы и методы: в основе исследования лежит метод компьютерного гидрогазодинамического моделирования для анализа аэродинамической структуры закрученного потока в топочной камере котла. При построении модели были учтены реальные режимные параметры работы штатной вихревой горелки. В рамках работы проведено сравнительное моделирование для нескольких характерных конфигураций системы подачи воздуха, отличающихся расположением открытых сопел, что позволяет варьировать степенью закрутки потока.

Результаты: в результате моделирования получены детальные поля скоростей и распределение турбулентной кинетической энергии, которые служат основой для последующего анализа структуры закрученного факела в топке водогрейного жаротрубного котла. Выявлено асимметричное поле течения с зоной рециркуляции. Установлено, что аэродинамическая асимметрия вызывает отклонение факела и локальный перегрев экранных труб.

Выводы: аэродинамическая асимметрия закрученного факела, обусловленная степенью крутки потока, является основной причиной локального перегрева и ускоренной эрозии экранных труб жаротрубных котлов. Для повышения эффективности и надёжности оборудования необходима оптимизация геометрии горелки или системы подачи воздуха, направленная на выравнивание тепловой нагрузки. Совместный анализ турбулентности и траектории движения потоков является эффективным методом диагностики.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕКУПЕРАТОРОВ НА КРЕСТООБРАЗНЫХ ТЕПЛОВЫХ ТРУБАХ В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ МАЛЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЦЕХОВ

Д. М. Петренко — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

В статье представлено технико-экономическое обоснование внедрения локальных систем рекуперации воздуха на базе крестообразных тепловых труб в условиях малых производственных цехов с повышенным содержанием пыли. На примере климатических условий г. Симферополя проведён сравнительный анализ капитальных и эксплуатационных затрат для четырёх вариантов организации приточно-вытяжной вентиляции: газовый калорифер, электрический калорифер, пластинчатый рекуператор и предложенная установка на крестообразных тепловых трубах. Рассчитаны простой и дисконтированный сроки окупаемости, а также коэффициент экономической эффективности.

Предмет исследования: технико-экономические показатели рекуператора на крестообразных тепловых трубах.

Материалы и методы: в ходе исследования применялись материалы и методы, касаемые технико-экономического обоснования внедрения технически сложных систем, в условиях рыночных отношений стран с развивающейся экономикой.

Результаты: получены результаты технико-экономической оценки, простой срок окупаемости составил 0,76 года, дисконтированный срок окупаемости – 0,87 года, коэффициент экономической эффективности равен 1,308.

Выводы: Технико-экономическое обоснование подтвердило целесообразность внедрения рекуператоров на крестообразных тепловых трубах. Экономический эффект достигается за счёт снижения потребления традиционных энергоносителей и минимизации эксплуатационных расходов на обслуживание. Конструктивные особенности крестообразных тепловых труб (физическое разделение потоков, устойчивость к пылевым отложениям, низкое гидравлическое сопротивление) обеспечивают стабильность технико-экономических показателей на протяжении всего жизненного цикла установки/

ЭНТРОПИЙНО-ЦИКЛОВАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА В СОСТАВЕ ЭНЕРГОПРЕОБРАЗУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

Т. В. Дихтярь, О. В. Баженов — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Метод термодинамического анализа позволяет оценить необратимые потери в процессах, происходящих в теплообменных аппаратах, и их влияние на энергетическую эффективность системы. Метод основан на расчёте изменения энтропии при осуществлении действительных процессов и её влияния на состояние всей энергопреобразующей системы. Термодинамический анализ цикла является той базой, при помощи которой можно решать задачи совершенствования конденсаторов, проводить их термодинамический и термоэкономический анализ. Термодинамический анализ циклов получил название «метода циклов» и заключается в формировании действительного цикла и соответствующего схемного решения будущей системы или устройства путем последовательного уменьшения энергетической эффективности идеального цикла поэтапным наращиванием необратимостей с выходом на реальные условия работы каждого элемента в составе системы. В последние десятилетия этот метод был в значительной мере потеснен методом характеристических функций, более удобным при решении многих задач и теплотехнических расчетов, но в области технической термодинамики он не потерял своего значения и поныне. Это связано, в первую очередь, с удобством, наглядностью и логичностью его применения для анализа эффективности действительных термодинамических циклов энергопреобразующих систем. Энтропийно-цикловой метод применяется для термодинамического анализа цикла холодильной машины. В таких исследованиях определяются внешние и внутренние необратимости в процессах конденсации и кипения с учётом конструктивных особенностей теплообменных аппаратов, а также дается количественная оценка влияния потерь на энергетическую эффективность цикла. Таким образом, энтропийно-цикловая модель даёт возможность комплексно оценить работу теплообменного аппарата в составе энергопреобразующей системы, выявить ключевые источники потерь и определить пути повышения эффективности.

Предмет исследования: процессы тепло и массообмена в оребрённых теплообменных аппаратах и сопряжённых контурах комбинированной тригенерационной установки.

Материалы и методы: математические методы физического и численного моделирования.

Результаты: в результате исследований определена величина энергетической потери в конденсаторе, связанная с передачей тепла при конечной разнице температур.

Выводы: при конденсации движущегося пара имеет место потеря давления, причем достаточно ощутимая внутри труб и каналов, а также внутренняя необратимость, связанная с потерей давления потоком рабочего вещества, движущегося в аппарате.

МЕХАНОАКТИВАЦИЯ ЧАСТИЦ ИЗВЕСТНЯКА УДАРНЫМ НАГРУЖЕНИЕМ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ БАЗАЛЬТОФИБРОБЕТОНА

Э. А. Когай, Е. С. Макарова, С. И. Федоркин — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

В статье приведено теоретическое исследование механизма разрушения одиночных частиц известняка при высокоскоростном ударном нагружении со скоростью удара 50 – 250 м/c и экспериментальное изучение влияния процесса механоактивации известняковых отходов производства разрабатываемых месторождений Крыма на прочностные свойства мелкозернистого известнякового базальтофибробетона.

Предмет исследования: процесс разрушения одиночных частиц известняка при ударном нагружении и влияние механоактивации известняка на прочностные свойства мелкозернистого базальтофибробетона.

Объекты и методы исследования: модель частицы известняка, известняковые отходы, образцы мелкозернистого известнякового базальтофибробетона; компьютерное моделирование с использованием численного модифицированного метода конечных элементов, механоактивация известняковых отходов в роторной дробилке, стандартные методики изготовления и определения прочностных свойств базальтофибробетона.

Выводы: теоретически установлено, что распределение напряжений при ударном нагружении одиночных частиц известняка носит волновой характер и с ростом скорости удара с 50 до 250 м/c поверхность разрушения увеличивается в 2,4 – 3 раза. Показано, что при механоактивации отходов известняка в роторной дробилке предел прочности при сжатии мелкозернистого известнякового базальтофибробетона увеличивается на 13-14%, а предел прочности на растяжении при изгибе возрастает до 30%.

К ВОПРОСУ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОСТОВ-БАЛКОНОВ ИЗ МЕТАЛЛА

А. В. Синцов, Н. В. Данченко, В. П. Синцов — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Статья посвящена вопросам применения металлических элементов для создания конструктивных форм переходов и мостиков между зданиями и их блоками. Развитию и совершенствование конструктивных форм мостов-балконов уделяют внимание ведущие научно-исследовательские и производственно-проектные учреждения такие как НИИИЖБ, ЦНИИСК, Проектстальконструкция. Важным моментом при разработке конструктивной формы мостика-балкона является учёт действительной работы строительных конструкций и наличие на строительной площадке подъёмного оборудования - башенного или иного крана. Технико-экономическая эффективность и архитектурная выразительность мостиков - переходов между корпусами зданий достаточно часто входят в противоречие между собой и достижение их совместимости при возведении зданий довольно сложная и необходимая задача. Проведённые исследования на пяти компьютерных моделях позволили получить конструктивное решение моста-балкона, сочетающее в себе архитектурную выразительность и экономическую эффективность с точки зрения расхода металла и использования подъёмного оборудования на строительной площадке без привлечения дополнительных подъёмных механизмов. Экономия стали на устройстве моста-балкона, выполненного в виде пространственной ферм треугольного очертания в поперечном сечении, по сравнению базовым вариантом составила более 50 %.

НЕЛИНЕЙНЫЕ ПОДХОДЫ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ: СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ

С. В. Родин, Э. М. Меннанов, Д. А. Калафатов, Ю. Г. Богуцкий — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Плитные фундаменты, благодаря своей способности равномерно распределять нагрузку на большую площадь, являются одним из наиболее распространенных и надежных типов фундаментов в современном строительстве. Однако, при проектировании этих массивных конструкций, особенно в условиях значительных нагрузок или геологических особенностей грунтов, критически важным становится учет нелинейной стадии работы. Это явление, при котором материал фундамента и/или грунта деформируется нелинейно, требует глубокого понимания и точных методов расчета для обеспечения безопасности, и долговечности сооружения.

Предмет исследования: напряженно-деформированное состояние плитных фундаментов с учетом нелинейной стадии работы.

Материалы и методы: проведены экспериментальные исследования по получению продавливания фундаментных плит, испытано 25 крупномасштабных образцов фундаментных плит размером 2х2 м высотой сечения от 0,08 м до 0,4 м. Опыты проводили в железобетонном лотке размером 4х4х3(h) м, высота слоя песка составляла 2,2-2,4 м. Силовое оборудование позволяло нагружать фундаментные плиты усилием до 4000 кН.

Результаты: получены результаты расчета несущей способности фундаментных плит по [13], по рассматриваемой методике и опытные данные. Теоретические результаты расчета несущей способности по рассматриваемому методу лучше согласуются с экспериментальными данными, чем результаты расчетов с использованием СП [13]. Причем с увеличением жесткости фундаментных плит эта тенденция сохраняется, а также и возрастает степень приближения к опытным данным.

Выводы: результаты исследований показали, что имеются значительные запасы прочности в величинах теоретических разрушающих нагрузок при разрушении фундаментов по наклонным сечениям, завершающееся продавливанием, и их фактическими значениями. Предложена методика расчета, которая позволяет учитывать особенности силового взаимодействия фундамента с грунтовым основанием в нелинейной постановке и повысить точность расчета и проектирования фундаментов.

СПЕЦИФИКА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ ПЕРВИЧНОГО ОТСТОЙНИКА

К. И. Чижик, И. Ю. Пурусова — Вт, 07 июл 2026 00:00:00 +0300

Реконструкция монолитных железобетонных резервуаров сточных вод предполагает восстановление целостности и усиление ёмкости конструктивных элементов, согласно нормативно-технической литературы. Проведён анализ повреждений несущих конструкций радиального первичного отстойника на канализационных очистных сооружениях по истечении срока службы. В результате обследования железобетонной конструкции первичного отстойника были выявлены деформации, влияющие на эксплуатационную надежность резервуара. Установлено, что требуется восстановление герметичности и мероприятия для продления срока службы отстойника. Определён порядок выполнения работ по бетонированию внутренней чаши отстойника. В программном комплексе «ЛИРА-САПР» проведено моделирование распределения давления воды и восстановления несущей способности конструкции для реконструируемого первичного отстойника, которое полностью соответствует технологическому процессу очистки воды. Получены результаты армирования по прочностным расчётам и выбору арматуры.

Предмет исследования: восстановление несущей способности конструкции радиального первичного отстойника формы на канализационных очистных сооружениях.

Материалы и методы: проведено обследование первичного отстойника, предложены этапы выполнения работ по восстановлению работоспособности бетонированием внутренней чаши отстойника

Результаты: показано распределение давления грунта на внешнюю стенку исследуемого отстойника и расчётное распределение давления воды для действующего отстойника после восстановления несущей способности, приведены расчётные значения площади арматуры отстойника на 1пм.

Выводы: Выполнение работ по восстановлению целостности первичного отстойника в строгом соответствии с нормативами повысит его эксплуатационную надежность. Предложенные конструктивные решения позволят выполнить ремонтно-восстановительные работы в кротчайшие сроки, что обеспечит беспрепятственную транспортировку сточных вод для дальнейшей очистки.