Инновационные технологии в инженерных системах

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
 
Федеральное государственное бюджетное образовательное  
учреждение высшего образования  
«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ  
В ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМАХ 
 
INNOVATIVE TECHNOLOGIES  
IN ENGINEERING SYSTEMS 
 
Сборник статей по материалам  
Международной научно-практической конференции 
(Чебоксары, 24 апреля 2024 г.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Чебоксары  
Издательский дом «Среда» 
2024 

 
УДК 62(082) 
ББК 30.69я43 
        И66 
Печатается по решению Ученого совета  
ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет И.Н. Ульянова» 
(протокол от 30.05.2024 №4) 
 
Рецензенты: 
 
канд. техн. наук, доцент кафедры транспортно-технологических  
машин и комплексов ФГБОУ ВО «Чувашский  
государственный аграрный университет» 
В. П. Егоров; 
 
канд. экон. наук, доцент кафедры строительных технологий,  
геотехники и экономики строительства ФГБОУ ВО «Чувашский  
государственный университет имени И.Н. Ульянова» 
В. Ф. Богданов 
 
Редакционная коллегия: 
А.Н. Плотников (отв. редактор), В.С. Васильев, С.В. Спиридонов,  
Т.В. Щенникова, Б.В. Михайлов, В.А. Творогов, Л.А. Сакмарова,  
Н.С. Соколов, Н.Г. Русинова, А.С. Мозгова, Н.А. Федоров, Д.А. Умникова. 
 
 
 
И66 
Инновационные технологии в инженерных системах : 
сборник статей по материалам Международной научно- 
практической конференции (Чебоксары, 24 апр. 2024 г.) / 
ред. колл. А.Н. Плотников [и др.]. – Чебоксары: Среда, 
2024. – 240 с. 
 
 
ISBN 978-5-907830-51-6 
 
Рассмотрены вопросы решения экологических проблем водопользования, 
современные системы подготовки чистой питьевой воды, устройства 
инженерных 
систем. 
Освещены 
современные 
конструктивные  
и организационно-технологические решения в строительстве инженерных 
систем и ЖКХ; устройство свайных фундаментов на проблемных грунтах, 
актуальные вопросы в строительном образовании. 
Для научных работников, преподавателей, аспирантов, магистрантов. 
Материалы сборника воспроизведены с авторских оригиналов рукописей, 
представленных в оргкомитет. 
 
 
             © Коллектив авторов, 2024
ISBN 978-5-907830-51-6
            © ФГБОУ ВО «Чувашский государственный
                 университет имени И.Н. Ульянова», 2024
DOI 10.31483/a-10634
                © ИД «Среда», оформление, 2024
 

 
СОДЕРЖАНИЕ 
Предисловие ............................................................................................. 6 
СЕКЦИЯ 
1. 
СОВРЕМЕННЫЕ 
КОНСТРУКТИВНЫЕ  
И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ  
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ И ЖКХ 
.......... 
7 
Волкова О.С., Низамутдинова Н.С. Экономическая оценка 
эффективности применения воздушных тепловых насосов в условиях 
Челябинской области.................................................................................. 
7 
Волкова О.С., Пташкина-Гирина О.С. Исследование режима 
работы воздушного теплового насоса в условиях Челябинской 
области........................................................................................................ 
12 
Гордеев А.В., Творогов В.А. Расчеты по определению параметров 
воздуховодов 
в 
лабораториях 
кафедры 
теплотехники  
и гидравлики ............................................................................................. 
20 
Карачева Н.А. Управление качеством строительства в России 
......... 
26 
Кулагина М.В., Яковлев А.П. Технология устройства струйной 
вентиляции для подземных парковок .................................................... 
30 
Мальцев Д.В., Хворенков Д.А., Абрамова А.А. Разработка схемы 
утилизации снежных масс на снегоплавильном пункте ТЭЦ ............ 
34 
Сергеев С.В., Викторова С.С., Федоров П.Ю., Викторов А.А. 
Геотехническая практика усиления склона 
........................................... 
38 
Убаськин А.Г. Анализ развития методов совершенствования 
организационно-технологических решений строительства объекта ... 
48 
Ялуков 
Т.В. 
Усиление 
основания 
деформированной 
противооползневой подпорной стены ................................................... 
55 
СЕКЦИЯ 2. СОВРЕМЕННЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ 
НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ 
................................................................ 
67 
Григорьев А.С., Русинова Н.Г. Современные технологии организации 
и устройства систем водоснабжения на примере жилого дома 
.......... 
67 
Калашников И.А., Клопова М.А., Творогов В.А. Естественные 
системы вентиляции на фермах .............................................................. 
74 
Овчинников К.М., Микрюкова Е.М. Особенности проектирования 
систем водоснабжения и водоотведения высотных зданий 
................ 
79 
Тимофеева Е.В., Творогов В.А. Обоснование доз кормления поросят 
сверхраннего отъема 
................................................................................. 
93 
Тимофеева Е.В., Творогов В.А. Теоретические предпосылки очистки 
подогревателя молока............................................................................... 
98 
3 

Инновационные технологии в инженерных системах 
 
СЕКЦИЯ 3. ЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ 
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ .................. 
105 
Антонова Е.В. Использование заглубленных железобетонных 
конструкций повышенной несущей способности с целью обеспечения 
надежной эксплуатации существующих объектов ............................ 
105 
Бурнышева 
П.А., 
Карачева 
Н.А. 
Сравнительный 
анализ  
по теплотехническому расчету утеплителя ........................................ 
115 
Васильев В.Н. Особенности возведения пристроек при реконструкции 
зданий 
............................................................................................................ 120 
Кириллов 
К.А. 
Технология 
эрт 
строительства 
инженерных 
сооружений на структурно-неустойчивых склонах 
........................... 
123 
Кириллов 
К.А. 
Использование 
искусственного 
интеллекта  
при производстве арматуры для изготовления железобетонных  
свай ........................................................................................................... 
132 
Мухин 
М.С. 
Использование 
заглубленных 
железобетонных 
конструкций повышенной несущей способности с целью обеспечения 
надежной эксплуатации существующих объектов ............................ 
136 
Пчеляков 
А.Е., 
Соколов 
Н.С. 
Заглубленные 
строительные 
конструкции повышенной несущей способности 
.............................. 
148 
Саляхова 
Р.Ю. 
Методология 
геотехнического 
расчета 
буроинъекционных свай в слабых основаниях и стесненных 
условиях............................................................................................ 153 
Семенова Н.А. Проблемы, возникающие с необходимостью 
увелечения несущей способности слабых оснований 
....................... 
159 
Убаськин А.Г. Эксплуатируемая кровля в многоквартирном  
доме 
................................................................................................... 167 
СЕКЦИЯ 
4. 
ТЕХНОЛОГИИ 
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ  
И 
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ 
ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ..................................................... 
171 
Александров Е.В., Яковлев А.П. Инновационные технологии  
при 
проектировании 
и 
строительстве 
энергоэффективных  
зданий 
....................................................................................................... 
171 
Афанасьев В.В., Краснов Е.В., Туманов Ю.А. Модернизация 
районной отопительной котельной 4-С г. Чебоксары в мини-ТЭЦ  
за счет надстройки газотурбинной установкой .................................. 
175 
Николаева А.Г., Иванова Н.В., Бахмисова М.А., Антонова А.Э. 
Распределение температурных полей в ограждающих конструкциях 
из объемной кладки 
................................................................................ 
182 
4 

Содержание 
 
Сакмарова 
Л.А., 
Гоник 
Е.Г., 
Бахмисова 
М.А. 
Научное 
исследование и устойчивость многослойных наружных стен  
с жесткими связями 
......................................................................... 189 
Тазетдинова А.М. Инженерно-технические мероприятия на АО 
«Сарапульский электрогенераторный завод» 
.................................... 196 
Шайцанс Н., Тимофеева Е.В., Творогов В.А. Тепловой расчет 
емкости для хранения молока .............................................................. 201 
СЕКЦИЯ 
5. 
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ 
ПРОБЛЕМЫ 
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ..................................................................... 210 
Николаева 
А.Г., 
Горбунов 
Н.С., 
Абрамова 
А.А. 
Способы 
водоподготовки на производственно-отопительных котельных .... 210 
Пиминова 
М.Э., 
Вохмина 
Я.К. 
Разработка 
предложений  
по уменьшению объема ртутьсодержащих отходов на примере 
детского сада 255 ................................................................................... 214 
Пушин М.В., Валиев К.Ф., Микрюкова Е.М. Особенности 
проектирования насосной станции первого подъема ....................... 218 
СЕКЦИЯ 6. ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬНОМ 
ОБРАЗОВАНИИ 
............................................................................ 229 
Сакмарова Л.А., Белова Е.А., Волков С.А. Роль инженерных 
конкурсов при подготовке специалистов в сфере информационного 
моделирования в строительстве 
........................................................... 229 
Сакмарова Л.А., Степанова Е.Е. Роль изучения компьютерных 
технологий на раннем этапе обучения студентов-дизайнеров 
........ 235 
 
5 

Инновационные технологии в инженерных системах 
 
Предисловие 
II Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационные технологии в инженерных системах» состоялась 24 апреля 
2024 г. на строительном факультете ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова». Модераторами мероприятия выступили преподаватели кафедры теплотехники и гидравлика, руководство АО «Водоканал». 
Участники конференции представили строительные и проектные организации, высшие и средние профессиональные учебные 
заведения:  
– ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет 
им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары; 
– ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный 
университет», г. Троицк; 
– ФГБОУ ВО «Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова», г. Ижевск; 
– ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», 
г. Ижевск; 
– ФГБОУ ВО «Чувашский государственный аграрный  
университет»; 
– АО «Чебоксарский трубный завод» группы «Полипластик», 
г. Новочебоксарск; 
– ООО Инженерный Центр «Гармония», г. Чебоксары; 
– ООО Wilo& Native. г. Чебоксары; 
– ООО ПТК «Фаворит» и др. 
Современные проблемы устройства и организации инженерных систем, строительные технологии безусловно вызывают большой интерес у специалистов и студентов, которые видят свое будущее в строительной отрасли. Практическая связь образования с производством 
позволяет сориентировать будущих специалистов на использование 
инновационных технологий в своих проектах и будущей деятельности. 
На конференции рассмотрены актуальные вопросы решения 
экологических проблем водопользования, современные системы 
подготовки чистой питьевой воды, инновационные технологии и 
материалы для устройства инженерных систем. Освещены современные конструктивные и организационно-технологические решения в строительстве инженерных систем и ЖКХ; устройство 
свайных фундаментов на проблемных грунтах, актуальные вопросы в строительном образовании.
 
6 

СЕКЦИЯ 1. СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ  
И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ  
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ И ЖКХ 
УДК 621.577.64 
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ  
ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ  
В УСЛОВИЯХ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 
О.С. Волкова  
старший преподаватель 
Н.С. Низамутдинова 
канд. экон. наук, доцент 
ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный  
аграрный университет» 
г. Троицк, Россия 
Аннотация: в работе представлена оценка экономической эффективности применения воздушных тепловых насосов в системах 
отопления определением показателя нормированной стоимости 
энергии. Для оценки рассмотрены три варианта схем вентиляционно-отопительной системы ремонтной мастерской на базе традиционных источников теплоснабжения и тепловым насосом.  
Ключевые слова: тепловой насос, экономическая оценка, показатель нормированной стоимости 
ECONOMIC ASSESSMENT OF THE EFFECTIVENESS  
OF THE USE OF AIR HEAT PUMPS IN THE CONDITIONS  
OF THE CHELYABINSK REGION 
O.S. Volkova  
senior lecturer 
N.S. Nizamutdinova 
phd, associate professor 
South Ural State Agrarian University 
Troitsk, Russia 
7 

 
Инновационные технологии в инженерных системах 
 
Annotation: in this paper, the assessment of the economic efficiency 
of the use of air heat pumps in heating systems was carried out by determining the indicator of the normalized cost of energy. For evaluation, 
three variants of the schemes of the ventilation and heating system of 
the repair shop based on traditional heat supply sources and a heat pump 
are considered.  
Keywords: heat pump, economic assessment, normalized cost indicator. 
В современных тенденциях развития теплоэнергетической отрасли страны наблюдается переход от централизованной системы 
к распределенной.  
Применение в системах отопления источников на базе тепловых 
насосов позволяет использовать энергосберегающие и экологически чистые технологии, но когда перед потребителем тепловой 
энергии стоит выбор применения традиционных систем отопления 
или на базе возобновляемых источников энергии, то он должен видеть не только экологические и технологические преимущества последних, но и их экономическую эффективность. 
В данной работе оценка экономической эффективности применения 
воздушных тепловых насосов в системах отопления проведена определением показателя нормированной стоимости энергии [1–2], который 
показывает количество затрачиваемых денежных средств на выработку 
1 кВт·ч электрической энергии за весь срок службы проекта.  
Для оценки нормированной стоимости тепловой энергии применяется формула LCOH, учитывающая затраты денежных средств 
на производство 1 кВт ч тепловой энергии. [3–6]. 
Данная методика для оценки энергосберегающих проектов, работающих на базе тепловых насосов, подробно описана в работе [7]. 
Показатель нормированной стоимости тепловой энергии LCOܪ 
для системы отопления можно представить следующим образом 
௡
௜ୀଵ
LCOH ൌ
∑
ܱܶܥሺ݅ሻ
൅ܥܽ݌ሺ݅ሻ
ሺ1 ൅ܹܣܥܥሻ௜
, 
௡
௜ୀଵ
∑
ܱܴܵሺ݅ሻ
ሺ1 ൅ܹܣܥܥሻ௜
где TOCሺiሻ – текущие затраты системы отопления в i-тый год; 
Capሺ݅ሻ – капитальные затраты в проект системы отопления в i-тый 
год; WACC – средневзвешенная стоимость капитала, принимается 
ставка рефинансирования, 16%; SORሺiሻ – количество произведенной 
тепловой энергии в i-тый год; n – срок службы системы отопления. 
8 

Современные конструктивные и организационно-технологические 
решения в строительстве инженерных систем и ЖКХ 
 
Для оценки экономических показателей была выбрана система 
воздушного отопления ремонтной мастерской, расположенной в с. 
Малый Бердяуш Челябинской области. Рассматриваемая воздушная 
система отопления встраивается в вентиляционную систему здания 
мастерской, и отличается только источником тепловой энергии, поэтому система воздуховодов и вспомогательного оборудования, а 
также затраты на проектирование в сравнительном расчете не учитывались. Выбор мощности основного энергетического оборудования 
производился согласно потребной мощности, определяемой по тепловому балансу здания для типового здания 100 кв. м. 
Рассмотрены следующие схемы теплоснабжения объекта: 
1 вариант: воздушный тепловой насос ZH45K4E (Copeland) номинальной мощностью 14 кВт. Мощность компрессора выбиралась 
с учетом расчетной температуры атмосферного воздуха, соответствующая году 80% обеспеченности, с учетом расположения объекта в I энергетическом районе распределения теплового потенциала Челябинской области [8–9]. 
2 вариант: калорифер электрический ЭКО-10, номинальной 
мощностью 10 кВт. 
3 вариант: калорифер водяной от центральной системы отопления КСк4-2, обеспечивающий номинальную тепловую мощность 
10,3 кВт. Водяной калорифер получает питание от тепловых сетей 
центрального теплоснабжения от котельной с М. Бердяуш.  
В итоговую сумму капитальных вложений (рис. 1) были включены 
затраты на приобретение всех составляющих системы теплоснабжения, 
вспомогательное оборудование, устройства управления и защиты; доставка и транспортные расходы, сборка и пусконаладочные работы, 
монтаж и т. д; подведение необходимых коммуникаций (подключение 
к электрической сети или тепловым сетям); прочие расходы.  
Прочие расходы рассчитаны как 5% от стоимости оборудования.  
Срок службы тепловых насосов определяется сроком службы 
компрессоров, так как это более дорогостоящее оборудование. 
Срок службы современных спиральных компрессоров составляет 
25 лет. В расчетах учитывалось, что срок службы других устройств 
в тепловом насосе 12 лет, и требуется демонтаж, утилизация устаревшего оборудования, а также закупка нового с учетом инфляции. 
Срок службы, калориферов, вентиляторов, контроллеров в среднем составляет 10–15 лет (в расчетах принят 12 лет), по истечению 
которого также требуется демонтаж, утилизация устаревшего оборудования и закупка нового. Расходы на утилизацию составляют 
5% от стоимости установки.  
9 

 
Инновационные технологии в инженерных системах 
 
Ставки налогообложения и тарифы приняты равными действующим нормативам [10–11].  
 
 
 
Рис. 1. Капитальные затраты, руб 
 
Количество затраченных средств на рассматриваемые системы 
отопления в течение всего жизненного цикла на величину произведенной тепловой энергии представлены в табл. 1. 
Таблица 1 
Результаты расчета показателей нормированной стоимости 
энергии LCOН для различных систем отопления 
 
Система отопления
Показатель LCOН, Руб./кВт⋅ч
1. воздушный тепловой насос 
8,30
2. калорифер электрический
17,42
3. калорифер водяной 
9,96
 
По полученным результатам показателей LCOH видно, что 
наиболее эффективный способ отопления с применением воздушного теплового насоса, нормированная стоимость энергии которого составила 8,30 руб./кВт·ч. Таким образом, произведенная 
оценка эффективности применения воздушных тепловых насосов в 
условиях Челябинской области, показала, что данная система отопления более выгодна в сравнении с традиционными системами, несмотря на значительные первоначальные затраты. 
Список литературы / References 
1. Visser, E., Held A. (2014). Methodologies for estimating Levelised Cost 
of Electricity (LCOE): Implementing the best practice LCOE methodology of 
the guidance. ECOFYS. Utrecht. 35 p.  
2. Projected Costs of Generating Electricity. Joint report by the International Energy Agency (IEA) and the Nuclear En. 
10