Оптимизация параметров микроклимата в спортивных каркасно-тентовых зданиях

В статье рассматриваются меры по оптимизации энергетических затрат при обогреве каркасно-тентовых зданий, предназначенных для проведения спортивных мероприятий. Приводятся данные по имеющимся системам отопления тентовых зданий периодического использования, показано, что климатические условия для нахождения в данных помещениях спортсменов и зрителей в подавляющем большинстве не соответствуют существующим нормам. Наложение двух факторов, влияющих на параметры микроклимата, в виде периодичности использования и низкий коэффициент термического сопротивления ограждающих конструкций, требует применения новых методик не только в формировании режима работы климатического оборудования, но и в новых способах его контроля. В статье представлены результаты исследования параметров микроклимата в каркасно-тентовом сооружении, при использовании новых методов и подходов к системам управления климатическим оборудованием и к процессу формирования климатических условий в зависимости от типа одежды и вида выполняемых работ. Из представленных результатов видно, что внедрение новых алгоритмов управления и применение новых способов контроля параметров микроклимата позволяют экономить до 30% тепловой энергии, при обеспечении благоприятных параметров микроклимата по всему объему помещения, при этом помещение выходит на стационарный режим отопления более чем в два раза быстрее. Для развития физкультуры и спорта необходимо использовать конструкции, которые можно быстро смонтировать и ввести в эксплуатацию, для этих целей наилучшим вариантом являются каркасно-тентовые сооружения. Наложение (overlap) двух факторов, влияющих на параметры микроклимата, в виде частоты использования и низкого коэффициента теплового сопротивления ограждающих конструкций, требует применения новых методик не только при формировании режима работы климатического оборудования, но и новых методов его контроля. В статье представлены результаты исследования параметров микроклимата в каркасно-тентовой конструкции с использованием новых методов и подходов к системам управления климатическим оборудованием и к процессу формирования климатических условий.

1. Левченко Г.Н., Зеткина А.В. Технологии быстровозводимых конструкции, их преимущества, виды и возможности применения при развитии спортивной инфраструктуры образовательных организаций министерства обороны российской федерации // Перспективы развития физической подготовки и спорта в вооруженных силах Российской Федерации в современных условиях: сб. науч. ст. Межвуз. науч.-практ. конф. (г. СанктПетербург, 26–27 октября 2021 г.). В 4-х ч. Ч. 1. СПб.: Военный институт физической культуры, 2021. С. 61–66. EDN: OKDAKY.

2. Гусева Т.П. Инновационные технологии для жилищного строительства // Жилищное строительство. 2009. № 4. С. 4–6.

3. Зубарева Г.И., Мосунов Е.Э. Арочные каркасно-тентовые облегченные конструкции для быстровозводимых спортивных сооружений // Наука среди нас. 2019. № 8 (24). С. 50–54. EDN: HIMBGE.

4. Stanke D. Ventilation Where It’s Needed // ASHRAE Journal. 1998. P. 39–47.

5. Тихонова Д.А., Мыскова О.В. Купольные тентовые конструкции: формообразование и дизайн // ДИСК-2017: Всерос. науч.-прак. конф. в рамках Всерос. форума молодых исследователей «Дизайн и искусство – стратегия проектной культуры XXI в.» (г. Москва, 20–24 ноября 2017 г.). Ч. 2. Москва: Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина, 2017. С. 126–128. EDN: XNMJZJ.

6. Идрисова Я.А., Кузнецова Е.П. Применение металлических конструкций в современных уникальных спортивных сооружениях // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2022. Т. 1. С. 32–37. EDN: ELOESQ.

7. Петросова Д.В. Фильтрация воздуха через ограждающие конструкции // Инженерностроительный журнал. 2012. № 2 (28). С. 24–31. EDN: OWKIPP.

8. Гошка Л.Л. К вопросу о необходимости внедрения эффективных систем климатизации зданий // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 7. С. 33–37. EDN: MZJCGP.

9. Алексеенко С. Энергосбережение-ключ к темпам роста национальной экономики // Наука в Сибири. 2004. № 48 (2484). С. 10–11.

10. Юрченко В. В. Проектирование каркасов зданий из тонкостенных холодногнутых профилей в среде «SCAD Office // Инженерностроительный журнал. 2010. № 8 (18). С. 38–46. EDN: NBGCJN.

11. Саргсян С.В. Исследование способов организации воздухообмена и систем воздухораспределения на физических моделях в лабораторных условиях // Научное обозрение. 2015. № 16. С. 68–71. EDN: VWGIGB.

12. Шелехов И.Ю., Шишелова Т.И. Повышение эффективности приточных установок в системе вентиляции зданий // Фундаментальные исследования. 2011. № 8-3. С. 683–686. EDN: NYGXAX.

13. Захаров А.А., Низовцев М.И. Экспериментальные исследования регенератора тепла вентиляционного воздуха с изменяющимся направлением воздушного потока // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2014. № 1 (54). С. 143–150. EDN: SMYRHL.

14. Muravyova E.A. Development of intellectual complex for adaptive control of microclimate parameters of flour storage processes // Metrological support of innovative technologies – ICMSIT-2020: International scientific conference. IOP Conference Series: Metrological support of innovative technologies (г. Красноярск, 04 марта 2020 г.). Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. P. 22006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1515/2/022006.

15. Shelehov I.Yu. Electric microclimate system for frame structures // AIP Conference Proceedings (24 August 2022). 2022. Vol. 2434. No 1. P. 030018. https://doi.org/10.1063/5.0091841.

16. Yu Yang, Baizhan Li, Hong Liu, Meilan Tan, Runming Yao. A study of adaptive thermal comfort in a wellcontrolled climate chamber // Applied Thermal Engineering. 2015. Vol. 76. № 5. P. 283–291. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.11.004.

17. Gao P.X., Keshav S. SPOT: A Smart Personalized Office Thermal Control System // e-Energy’13: Fourth International Conference on Future Energy Systems (ACM e-Energy), (Berkeley, 21–24 May 2013). P. 237–246.

18. Зайченко И.В., Соколова В.С., Гордин С.А., Бажеряну В.В. Параметрическая идентификация и математическое моделирование системы управления микроклиматом предприятия // Научно-технический вестник Поволжья. 2020. № 3. С. 59–62. EDN: VEQPGM.

19. Бабикова А.С., Насыбуллина Г.М. Гигиеническая характеристика детско-юношеских спортивных школ // Профилактическая медицина – 2018: сб. науч. тр. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (г. Санкт-Петербург, 29–30 ноября 2018 г.). СПб.: Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, 2018. С. 49–52. EDN: KGJPWS.

20. Нечипорук В.И., Абраменко Е.М., Ефремова Т.Г. Влияние микроклимата и санитарногигиенических условий на состояние здоровья школьников при занятиях физической культурой и спортом // Олимпийская идея сегодня: всероссийская научная конференция (г. Ростов-наДону, 11–13 апреля 2019 г.). Ростов-н/Д: Южный федеральный университет, 2019. С. 87–93. EDN: CXFKYY.

21. Гусейнова М.В., Махмудова В.Х., Шатохина С.А. О возможности использования среднеинтегрированной модели Фангера для контроля температурного комфорта в помещениях // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сб. ст. XI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Курск, 4 июня 2019 г.). Курск: Юго-Западный государственный университет, 2019. С. 398–409. EDN: INKRYN.