Добкторська дисертація. Фурдас Юрій Васильович. Інтегровані пасивні системи забезпечення параметрів мікроклімату в модульних будинках

Реєстраційний номер

0526U000317, Докторська дисертація

На здобуття

Доктор технічних наук

Дата захисту

21-10-2026

Статус

Запланована   Чому дисертація має статус "Запланована"?

Назва роботи

Інтегровані пасивні системи забезпечення параметрів мікроклімату в модульних будинках

Здобувач

Фурдас Юрій Васильович, Кандидат технічних наук

Консультант Желих Василь Михайлович
Опонент Приймак Олександр Вікторович
Опонент Давиденко Борис Вікторович
Опонент Редько Ігор Олександрович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Національний університет "Львівська політехніка"

Опис

Дисертаційна робота спрямована на дослідження потенціалу пасивних інженерних систем як інноваційного напряму розвитку будівельної галузі, здатних забезпечити скорочення енергоспоживання, зниження витрат на експлуатацію та створення комфортних умов у модульних будівлях блочного типу різного функціонального призначення. У першому розділі роботи здійснено аналіз сучасного стану та тенденцій розвитку модульного будівництва в контексті енергоефективності та сталого розвитку. Окрема увага приділена системам енергозабезпечення модульних будинків, зокрема аналізу джерел енергоносіїв для теплозабезпечення та дослідженню можливостей застосування обладнання для перетворення енергії з альтернативних джерел. У роботі розглянуто перспективи використання сонячної енергії в контексті українських кліматичних умов. Виконано оцінку доцільності впровадження відновлюваних джерел енергії в окремих регіонах України та визначено їхній потенціал для підвищення енергонезалежності модульних споруд. У другому розділі проведено математичне моделювання теплових процесів у повітряному термосифонному колекторі як основного елемента тепловентиляційної системи за умов функціонування в режимах опалення, вентиляції та охолодження. Для моделювання та ідентифікації теплових режимів було використано теорію графів. Цей підхід дав змогу ефективно розв’язувати прямі й оберненні задачі теплопереносу в частині моделювання, ідентифікації теплотехнічних, фізичних процесів. Окрім того, виконано експериментальні дослідження повітряного термосифонного колектора в лабораторних умовах, та встановлено його теплову потужність за змінних параметрів товщини повітряного прошарку та площі вентиляційних отворів у трьох режимах його роботи: вентиляції, опалення (для перехідного періоду року) та охолодження (для теплого періоду року). У третьому розділі застосовано комп’ютерне моделювання для аналізу та передбачення явищ теплопередачі та теплових процесів у системах теплообміну. Дані дослідження охоплюють аналіз систем опалення, охолодження та вентиляції, що дає змогу налагодити роботу системи забезпечення мікроклімату для отримання максимальної ефективності та економії енергії. Запропоновано схему тепловентиляційної системи, завдяки чому є можливість вивчати параметри вентиляційних систем для забезпечення належного рівня комфорту та енергозбереження. Тепловентиляційна система може забезпечувати потрібні параметри повітрообміну протягом усього року, стабілізуючи подавання свіжого повітря завдяки природній конвекції. У перехідний період року вона здатна частково підігрівати повітря в приміщенні, використовуючи сонячну енергію, що надходить на поверхню повітряний термосифонний колектор. У четвертому розділі на основі проведених досліджень виявлено варіанти функціонально-конструктивного використання модульних будинків та запропоновано конструкції модульних блоків. У рамах цього розділу розглянуто такі конструкції, як модуль мотель, модуль котедж, модуль казарма, модуль їдальня та модуль амбулаторія. Дослідження спрямоване на аналіз функціональних параметрів модульних будинків із акцентом на їхню транспортабельність та швидкомонтованість. Підтверджено, що ефективність конструктивних рішень визначається не лише енергоощадністю та комфортом експлуатації, а й оперативністю розгортання таких споруд у разі виникнення надзвичайних ситуацій, зокрема воєнних дій або природних катаклізмів. Отримані результати підтверджують доцільність широкого впровадження модульних будинків як універсальних, адаптивних і технологічно ефективних рішень сучасного будівництва. У п’ятому розділі представлено результати аналітичних та експериментальних досліджень, спрямованих на обґрунтування конструктивних і функціональних рішень повітряного термосифонного сонячного колектора, інтегрованого в тепловентиляційну систему забезпечення мікроклімату модульного будинку. Запропоновано конструкцію повітряного термосифонного колектора, здатну ефективно працювати в умовах трьох основних експлуатаційних режимів – опалення, охолодження та вентиляції, що дає змогу забезпечити мікрокліматичні параметри в приміщенні упродовж року. У шостому розділі встановлено економічну ефективність двох систем опалення для модульного будинку: традиційної електричної системи та інноваційної системи з використанням повітряного термосифонного колектора. Дослідження ґрунтувалося на аналізі капітальних та експлуатаційних витрат, строку окупності, чистої приведеної вартості (NPV) та інших ключових економічних показників. У процесі дослідження встановлено технічні та економічні характеристики обох систем. Розраховано капітальні витрати та прогнозовані експлуатаційні витрати на весь термін експлуатації системи. Ключові слова: модульні будинки, енергозабезпечення, геометрично-подібна модель, теплові процеси, повітряний термосифонний сонячний колектор, пасивні системи, комп’ютерне моделювання.

Дата реєстрації

2026-10-07

Додано/оновлено в НРАТ

2026-10-07 / 2026-10-07