Details

Title: Климат адаптивные фасадные конструкции с применением АСУ: выпускная квалификационная работа магистра: направление 08.04.01 «Строительство» ; образовательная программа 08.04.01_06 «Организация и управление инвестиционно-строительными проектами»
Creators: Бочкарев Сергей Дмитриевич
Scientific adviser: Немова Дарья Викторовна
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Инженерно-строительный институт
Imprint: Санкт-Петербург, 2022
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: фасады с буферной зоной; климатические фасады; фасады double skin; АСУ; facades with a buffer zone; climatic facades; double skin facades; automated control systems
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 08.04.01
Speciality group (FGOS): 080000 - Техника и технологии строительства
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2022/vr/vr22-3774
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Additionally: New arrival
Record key: ru\spstu\vkr\18258

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Тема выпускной квалификационной работы: «Климат адаптивные фасадные конструкции с применением АСУ». Работа направлена на решение следущих проблем- отсутствие теоретико-экспериментального обоснования и комплексных многофакторных математических моделей, методик расчета и проектирования, моделирования теплогидравлических процессов, а также методик виртуальных испытаний существующих фасадов с буферными зонами;- отсутствие научно-обоснованных разработок новых конструкций фасадов с буферными зонами с АСУ, которые могли бы обеспечить энергоэффективность (и тем самым сократить потребление ТЭР) зданий жилого, общественного и производственного назначения- отсутствие комплексных оценок сохранения окружающей среды при приме­нении фасадов с буферными зонами, в том числе отсутствие математических мно­гофакторных моделей, для зданий жилого, общественного и производственного назначенияНаучная новизна исследования заключается в том, что в них будут: 1.Созданы новые математические моделей, способных достоверно описывать такие физические процессы, как:- Тепломассоперенос в фасадах с буферными зонами, в том числе с системами АСУ- Естественно-конвективные потоки в фасадных зазорах при малых перепадах температуры и низких числах Рэлея- Рециркуляцию воздушных масс в замкнутых термогравитационных контурах2. Уточнены существующие алгоритмы, способные учесть в расчете изменение геометрической формы рассматриваемого объекта.3. Разработаны новые энергоэффективные фасадные конструкций, с изменяемыми (адаптивными) направлениями движения потоков воздуха, фасады с АСУ и конструкции в основе которых лежит принцип рекуперации энергии за счет рационального использования энергии естественно конвективных потоков и солнечного излучения;4. Прозведена оценка экономии энергетических ресурсов за счет применения фасадов с буферными зонами, в том числе с системами АСУ и с рекуперацией энергии5. Выполнена комплексная оценка влияния применения фасадов с буферными зонами, в том числе с системами АСУ, на загрязнение окружающей среды на протяжении всего жизненного цикла (производство, эксплуатация, утилизация) для зданий жилого, общественного и производственного назначения Экспериментальные исследования по испытанию мелкозернистых бетонов и бетонов с крупным заполнителем проводились в лабораториях инженерно-строительного института СПбПУ в соответствии с апробированными методиками с использованием сертифицированного оборудования.В ходе испытаний определялись такие характеристики как теплопроводность, определение оптимальных значений для оптимальной работы фасадной конструкции. Помимо испытаний на стенде базовых характеристик, были разработаны режимы работы для разных времен года.По результатам экспериментальных данных предложены рекомендации по расположению АСУ на фасаде, а также нормативные характеристики управления.На примере расчета энергетической модели здания Бизнес центра с помощью программного комплекса Autodesk Revit, Autodesk Insight и Autodesk Green Bilding Studio были получены экономические и энергетические значения. В результате работы было доказано, что данный вид климат адаптивных фасадных конструкций является перспективным и может применятся при проектировании и строительстве новых объектов, а также при реконструкции и модернизации уже существующих объектов.

The theme of the final qualification work: "Climate adaptive facade structures using automated control systems". The work is aimed at solving the following problems- lack of theoretical and experimental justification and complex multi-factor mathematical models, calculation and design methods, modeling of thermal-hydraulic processes, as well as methods of virtual testing of existing facades with buffer zones;- lack of evidence-based developments of new facade designs with buffer zones with automatic control systems, which could provide energy efficiency (and thereby reduce the consumption of fuel and energy resources) of residential, public and industrial buildings- lack of comprehensive assessments of environmental conservation when using facades with buffer zones, including the absence of mathematical multifactorial models for residential, public and industrial buildingsSCIENTIFIC NOVELTY of the research lies in the fact that they will:1. New mathematical models have been created that can reliably describe such physical processes as:- Heat and mass transfer in facades with buffer zones, including those with automated control systems- Naturally convective flows in facade gaps at low temperature differences and low Rayleigh numbers- Recirculation of air masses in closed thermogravitational circuits2. Existing algorithms have been refined that can take into account the change in the geometric shape of the object under consideration in the calculation.3. New energy-efficient facade structures have been developed with variable (adaptive) air flow directions, facades with automatic control systems and structures based on the principle of energy recovery through the rational use of energy from natural convective flows and solar radiation;4. An assessment was made of saving energy resources through the use of facades with buffer zones, including those with automated control systems and energy recovery5. A comprehensive assessment of the impact of the use of facades with buffer zones, including those with automated control systems, on environmental pollution throughout the entire life cycle (production, operation, disposal) for residential, public and industrial buildings was carried out Experimental studies on testing fine-grained concrete and concrete with large aggregates were carried out in the laboratories of the SPBSTU Institute of Civil Engineering in accordance with proven methods using certified equipment.During the tests, such characteristics as thermal conductivity, determination of optimal values for optimal operation of the facade structure were determined. In addition to testing the basic characteristics on the stand, operating modes were developed for different seasons.Based on the results of the experimental data, recommendations are proposed for the location of the automated control system on the facade, as well as regulatory characteristics of control.On the example of calculating the energy model of the Business Center building using the Autodesk Revit, Autodesk Insight and Autodesk Green Building Studio software package, economic and energy values were obtained. As a result of the work, it was proved that this type of climate-adaptive facade structures is promising and can be used in the design and construction of new facilities, as well as in the reconstruction and modernization of existing facilities.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 6
Last 30 days: 5
Detailed usage statistics