Техніка будівництва

ЗАСТОСУВАННЯ ПЛАЗМОХІМІЧНИХ МЕТОДІВ ДЛЯ ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ МЕДИЧНИХ І ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ВІДХОДІВ

Ірина Кордуба — 2025-12-27

Пандемія COVID-19 та повномасштабна війна в Україні спричинили суттєве зростання обсягів і зміну морфологічного складу медичних відходів, що створює додаткові екологічні та санітарно-епідемічні ризики. Виникла потреба у формуванні національної стратегії управління медичними відходами в умовах надзвичайних ситуацій, здатної забезпечити стійкість системи охорони здоров’я. Традиційні технології, зокрема спалювання, не гарантують повної деструкції токсичних сполук і можуть спричиняти вторинне забруднення довкілля. Відповідно до рекомендацій ВООЗ, безпечне спалювання можливе лише за температур понад 800 °C в основній камері та 1000 °C у камері допалювання, тоді як для повної деструкції органічних токсинів необхідні температури 1200–3000 °C, досяжні лише за умов плазмохімічної обробки. У роботі проаналізовано сучасні плазмохімічні технології оброблення відходів, що ґрунтуються на використанні електродугових плазмотронів із робочими температурами понад 2000 °C. Доведено, що такі технології забезпечують повну демолекуляризацію токсичних сполук, зокрема полімерів і компонентів хімічної зброї, без утворення діоксинів і смол. У результаті процесу утворюються екологічно безпечні продукти – синтез-газ (H₂ + CO), придатний для подальшого енергетичного використання, та невелика кількість інертного шлаку, який може бути використаний у будівельній галузі. Розкрито конструктивні та експлуатаційні особливості плазмотронів різної потужності, що забезпечують стабільність дуги й тривалий термін служби електродів. Плазмохімічний метод має низку переваг: повне знищення токсичних компонентів, рекуперація енергоємного синтез-газу, високий коефіцієнт газифікації (93–95 %), зменшення обсягів відходів, енергозбереження та екологічна безпечність процесу. Порівняння демонструє, що плазмохімічні технології здатні ефективно переробляти навіть збільшені обсяги небезпечних відходів, мінімізуючи ризики для персоналу й населення, забезпечуючи екологічну безпеку та можливість вторинного використання утворених продуктів.

ТЕХНІЧНІ РІШЕННЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ СТІЙКОСТІ БУДІВЕЛЬ ТА ГРОМАД ПІД ЧАС ВІЙНИ

Роман Гамоцький — 2025-12-27

Стаття присвячена комплексному аналізу технічних рішень щодо забезпечення енергетичної стійкості міських будівель і громад України в умовах війни. Значна увага приділяється трансформації енергетичної інфраструктури з урахуванням збереження довкілля. Проаналізовано структуру сучасних систем енергозабезпечення з урахуванням ризиків порушення централізованих енергопостачальних мереж. Аналіз технічних рішень енергозабезпечення відображає не лише структуру взаємодії різних технологій, а й принцип адаптивного управління, що дозволяє забезпечити енергетичну стійкість, безперервність критичних функцій та мінімізацію витрат у надзвичайних умовах. Розроблено узагальнену схему інтеграції до систем централізованого енерго- та теплопостачання джерел, що включають сонячні фотоелектричні установки, вітрові мікротурбіни, комбіноване виробництво тепла та електроенергії, геотермальні теплові насоси, біомасові системи, водневі паливні елементи та системи накопичення енергії. Використання багатокритеріального аналізу рішень дозволяє системно зіставити та оцінити сучасні технологічні альтернативи з огляду не лише на їх енергетичну ефективність та економічну доцільність, але й з урахуванням вимог екологічної безпеки.

Показано, що застосування такої матриці в рамках концепції осередкових енергомереж (CEN) дає можливість громадам формувати поетапні стратегії переходу до децентралізованої, низьковуглецевої та стійкої енергосистеми. Результати дослідження можуть бути використані при розробленні локальних стратегій відновлення енергосистем і підвищення автономності міських будівель під час кризових ситуацій.

ВИБІР ТЕХНОЛОГІЙ ВІДБУДОВИ ЖИТЛОВОГО ФОНДУ НА ОСНОВІ ЕКОЛОГІЧНИХ, СОЦІАЛЬНИХ ТА УПРАВЛІНСЬКИХ КРИТЕРІЇВ

Артем Циба — 2025-12-27

У статті обґрунтовано впровадження методики вибору технологій для будівельних проєктів на основі екологічних, соціальних та управлінських критеріїв. Набули розвитку науково-методичні засади реконструкції житлового фонду, які забезпечують баланс між екологічною ефективністю, соціальною адаптивністю та управлінською прозорістю при обмеженості ресурсів в умовах підвищення вимог до стійкості будівель та збереження довкілля. На основі детально розробленого фреймворку європейських стандартів сталої звітності визначено ключові набори критеріїв оцінки будівельних проєктів для порівняння наявних технологій. Запропоновано матрицю оцінювання проєктів, що дозволяє комплексно аналізувати ефективність будівельних рішень у контексті відновлення житла. Практичне застосування запропонованої матриці дозволяє здійснити порівняльний аналіз альтернативних варіантів реконструкції, що демонструє її потенціал у якості інструменту прийняття обґрунтованих технічних рішень. Такий підхід забезпечує довгострокову стійкість рішень шляхом вибору кращих енерго- та ресурсозберігаючих технологій із врахуванням соціальних потреб ключових стейкхолдерів на основі застосування оптимальних шляхів управління проєктами. У роботі розглянуто сучасні підходи до інтеграції екологічно орієнтованих рішень у процеси реконструкції, з акцентом на мінімізацію негативного впливу на довкілля, підвищення енергоефективності та забезпечення соціальної адаптивності житлових об’єктів. Методика орієнтована на забезпечення потреб громадян України, інтереси інвесторів та вимоги міжнародного законодавства. Використання запропонованої матриці дозволяє підвищити прозорість процесу реконструкції житла, що сприяє залученню міжнародних інвестицій та цільової фінансової підтримки. Відзначено універсальність ESG-підходу у якості ефективного інструменту для прийняття рішень у виборі підходів до відбудови, реконструкції, нового будівництва, експлуатації та знесення житлових будівель.

ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ УМОВ ТА ФАКТОРІВ ТРАНСФОРМАЦІЇ ВОДНИХ ОБ’ЄКТІВ В УМОВАХ МІСЬКОГО СЕРЕДОВИЩА

Олена Жукова — 2025-12-27

Дослідження присвячене комплексному аналізу трансформації водних об’єктів у контексті сучасних урбанізаційних процесів, зокрема в умовах міського середовища. Автори розглядають основні фактори, що впливають на стан водних ресурсів у містах, зосереджуючись на прикладі Києва, та пропонують стратегії для покращення екологічного стану водойм. У дослідженні детально аналізуються проблеми забруднення водних об’єктів, їхня класифікація за функціональним призначенням, а також наводяться дані щодо динаміки водокористування та рівня забруднення. Запропоновано інноваційний підхід до оцінки впливу міського середовища на водні ресурси, що включає екологічні, соціальні та економічні аспекти. Дослідження також підкреслює важливість інтеграції водних об’єктів у міський простір як складової сталого розвитку та підвищення якості життя мешканців.

ПОБУДОВА ФІЗИЧНОЇ МОДЕЛІ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ РІЗАННЯ ҐРУНТІВ НАКОНЕЧНИКОМ З ДИНАМІЧНОЮ РІЖУЧОЮ КРОМКОЮ НА ПНЕВМОАКУМУЛЯТОРІ

Микола Пристайло — 2025-12-27

У даній роботі розглянуто створення фізичної моделі установки для різання
грунтів наконечник з динамічною ріжучою кромкою на пневмоакумуляторі для проведення
експериментальних досліджень. З метою дослідження процесу взаємодії робочого органу з робочим
середовищем виникає необхідність проведення експериментальних досліджень, для яких, як
правило, використовуються натурні об’єкти дослідження або їх моделі. При фізичному моделюванні
зберігається фізична природа явищ, але змінюється їх масштаб. Використовуючи теорему
подібності та фізичне моделювання, визначено умови подібності установки для різання грунтів
наконечник з динамічною ріжучою кромкою на пневмоакумуляторі, в якій взаємодія робочого органу
та робочого середовища описується силовим рівнянням із врахуванням їх параметрів. При цьому
параметри натурального процесу взаємодії робочого органу та робочого середовища записано
через параметри фізичної моделі та коефіцієнти подібності. В результаті ділення відповідних
доданків силових рівнянь натурної установки та моделі між собою отримано систему з п’яти
рівнянь, яка зв’язує між собою сімнадцять невідомих величин коефіцієнтів подібності. Дванадцять
з цих величин було задано з конструктивних міркувань, а п’яти коефіцієнтів розраховано.
Отримані значення коефіцієнтів подібності дали можливість побудувати фізичну модель
установки для різання грунтів наконечником з динамічною ріжучою кромкою на пневмоакумуляторі,
що подібна натуральному робочому органу розпушника установці для різання ґрунтів. В якості
фізичної моделі установки з врахуванням коефіцієнтів подібності та передбачених задач
досліджень було доопрацьовано динамометричний стенд реєстрації силового навантаження
авторської конструкції КНУБА для дослідження процесу різання грунтів, що дозволяє провести
повноцінні експериментальні дослідження з врахуванням всіх чинних факторів взаємодії робочого
середовища та робочого органу під час різання. В якості робочого середовища запропоновано
використання парафін виходячи з його оптичних властивостей під навантаженням.

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГОВИТРАТ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИГОТУВАННЯ НІЗДРЮВАТИХ БЕТОНІВ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ФОРМИ РОБОЧИХ ОРГАНІВ

Володимир Кулай — 2025-12-27

На сьогодні у зв’язку з активним розвитком технологій у галузі виробництва
будівельних сумішей одним із найбільш актуальних завдань є створення високоефективних
змішувачів. Одним із ключових показників, що впливає як на якість готової суміші так і на
економічність процесу, є енергоспоживання змішувальної установки. Автори наводять
результати дослідження впливу геометричної форми робочих органів мобільної установки для
приготування ніздрюватих бетонів на енерговитрати процесу змішування. Розглядається
конструктивні особливості змішувального обладнання примусової дії з вертикальним
розташуванням валу та встановлено, що зміна профіля лопатей впливає на інтенсивність
переміщення частинок суміші, характер формування потоку та рівень навантаження на приводний
механізм. Запропоновано експериментальну методику оцінювання енергоспоживання змішувача
шляхом порівняння трьох варіантів робочих органів, які відрізняються геометрією та площею
взаємодії з матеріалом. На основі аналізу отриманих даних визначено найбільш раціональну форму
лопатей, що забезпечує підвищення однорідності суміші та зниження витрат електроенергії. На
основі даних побудовано графічні залежності, які відображають зміну енергоспоживання установки.
Результати роботи можуть бути використані при проектуванні енергоефективних змішувачів
примусової дії та оптимізації технологічних режимів приготування ніздрюватих бетонів у
виробничих умовах.

СУЧАСНІ МЕТОДИ ДІАГНОСТИКИ МАШИН

Віктор Нечипорук — 2025-12-27

У статті розглянуто сучасні підходи до технічної діагностики машин і
механізмів, спрямовані на підвищення надійності, безпечності та ефективності їх експлуатації.
Проаналізовано основні методи контролю технічного стану - вібраційну, акустичну,
термографічну, електричну та аналітичну діагностику. Висвітлено принципи побудови систем
моніторингу технічного стану, їх апаратне та програмне забезпечення. Особливу увагу приділено
застосуванню методів машинного навчання та цифрової обробки сигналів у процесі
діагностування. Наведено порівняльну характеристику традиційних і інтелектуальних методів
діагностики, визначено переваги використання комплексного підходу для прогнозування відмов і
планування технічного обслуговування. Результати дослідження можуть бути використані при
розробленні сучасних систем технічного моніторингу, автоматизованих комплексів
обслуговування машин та в освітньому процесі підготовки фахівців машинобудівного профілю.

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РУЙНУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ ІЗ РІЗНИМИ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ В УМОВАХ СТАТИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

Іван Назаренко — 2025-12-27

Основним технічним показником дробильної машини є питома витрата енергії на одиницю отриманого продукту. У зв'язку з розвитком технологій та збільшенням обсягів будівництва, перед інженерами постає завдання оптимізації конструкцій дробильних машин з метою зменшення енерговитрат на процес руйнування матеріалу. Тобто, дослідження використання різних реологічних моделей матеріалу в процесі дроблення та врахування геометрії поверхні робочих органів дробарок є актуальним завданням сьогодення. У роботі розглянуто картини напружень та деформацій різних реологічних моделей, що використовуються для опису гірських порід в умовах статичного навантаження. Проаналізовано параметри реологічної моделі Кулона-Мора та вплив когезійної міцності та кута внутрішнього тертя на процес руйнування. Побудовано графіки залежності залишкової когезії від пластичної деформації матеріалу за умови різних значень ефективної пластичної деформації. Оцінено навантаження матеріалу клиновими та плоскими профілями дробильних плит. Наведено залежність, яка визначає раціональну ширину контактної поверхні дробильних плит залежно від навантаження та фізико-механічних властивостей контактуючих тіл.

ОБЛАДНАННЯ ВИДОБУТКУ, ПІДГОТОВКИ, ТРАНСПОРТУВАННЯ ТА ЗБЕРІГАННЯ НАФТИ І ГАЗУ

Наталія Сорокова — 2025-12-27

Процеси розробки нафтогазових покладів є вельми різноманітними і залежать
від великої кількості факторів, що обумовлює їх підвищену небезпеку. Виникнення аварійних ситуації
на будь якому етапі видобування може призвести до значних втрат матеріальних, людських
ресурсів та нанести значну шкоду екології. В роботі розглянуті питання забезпечення
технологічних процесів видобування нафти та газу, їх підготовки, транспортування та зберігання
необхідним обладнанням. Показані стадії розробки нафтового покладу, розглянуті особливості
процесу видобування копалин та відмінності в виборі обладнання в залежності від величини запасів
нафти й газу, глибини їх залягання, продуктивності, ступеня вироблення та обводнення,
промислової підготовки та транспортування продукції. Наведена необхідність більш ретельної
розробки родовищ, особливо на останніх стадіях процесів видобування. Розглянуті заходи по
інтенсифікації нафтовіддачі, підвищенню використання енергії пласта, безпеки та екологічності
видобутку.

ІНТЕРПРЕТАЦІЯ ГЕОЛОГІЇ НАФТОГАЗОВИХ ПОКЛАДІВ НА ОСНОВІ СЕЙСМІЧНИХ ДАНИХ

Лариса Пашкова — 2025-12-27

Кореляція горизонтів, трасування порушень, виділення сейсмофаціальних зон за сейсмічними образами є одним із найважливіших критеріїв визначення структурної будови нафтогазових покладів. Характеристика сейсмічних відображень геологічних структурних форм дозволяють визначати їх розподіл у просторі та інтегрувати з геологічною природою, а саме пов’язувати сейсмічні малюнки з геологічною будовою структурних елементів, стратиграфічних меж та зон розвитку колекторів, які є ключовими для розуміння геологічної моделі. Інтерпретація сейсмічних даних дозволяє розрізняти і головне прогнозувати поклади будь-якого родовища. Ці дані є основою аналізу вуглеводневого потенціалу. Помилки при кореляції відбиваючих горизонтів і розломів, і також зон зміни динамічних характеристик сейсмічного поля, критичним чином впливають на точність побудови геологічної структури нафтогазового покладу, і на визначення його обсягу та відповідно на можливість отримання притоку вуглеводнів.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПОТОКУ РОЗЧИНУ У РОБОЧІЙ КАМЕРІ ТА КЛАПАННИХ ВУЗЛАХ ПІД ЧАС РОБОТИ РОЗЧИНОНАСОСА

Вадим Михайлик — 2025-12-27

Проведено аналіз процесів роботи гідроприводного розчинонасоса з комбінованим компенсатором пульсації тиску. Визначено вплив гідродинамічних зусиль на нагнітальний та всмоктувальний клапани розчинонасоса. Встановлено взаємодію кульки клапана з розчином, що визначається дією сили гідродинамічного тиску на кульку з боку потоку розчину. Виникнення цієї сили відбувається за рахунок таких факторів: кумулятивного струменя розчину з отвору в сідлі клапана; впливу нормальних і дотичних напружень, що виникають у приграничному шарі на поверхні кульки й спричинені наявністю у перекачуваного середовища структурованої в’язкості. Взаємодію кульки зі структурованою рідиною розглянуто на основі розв’язку задачі Стокса.

Для розрахунку величини гідродинамічної сили визначено реологічні характеристики середовища, а також функціонально оцінено залежність гідродинамічного впливу з боку потоку на кульку клапана в процесі його роботи в обмеженому навколоклапанному просторі.

Встановлено на основі закону руху поршня, залежності спрацювання (руху) кульок нагнітального та всмоктувального клапана гідроприводного однопоршневого розчинонасоса з комбінованим компенсатором пульсації тиску залежно від рухомості розчину П8, П10, П12.

Визначено масову частку витрати розчину через сідло всмоктувального клапана.

ІНТЕГРАЦІЯ МЕТРОЛОГІЧНОГО ПІДТВЕРДЖЕННЯ ТА ТЕХНІЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ У КОНЦЕПЦІЮ ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКІВ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

Микола Клименко — 2025-12-27

У роботі розроблено науково-методичні засади створення інтегрованого цифрового двійника технологічного обладнання на основі синергії метрологічного підтвердження та безперервної технічної діагностики. Запропонована трансформація статичних моделей у динамічні системи шляхом врахування фізико-механічних параметрів у реальному часі. Досліджено вплив вібраційного фону та динамічної жорсткості на параметри мікрогеометрії поверхні і геометричну точність обробки. Встановлено кореляцію між рівнем вібрації та виникненням дефектів, а також визначено частки впливу дисбалансу і автоколивань у загальному бюджеті похибки. Інтеграція запропонованих алгоритмів та вейвлет-аналізу архітектури стандарту ISO 23247 дозволяє реалізувати механізм «динамічного метрологічного підтвердження». Запропонований підхід забезпечує реалізацію стратегії Zero Defect Manufacturing та підвищення ресурсу технологічного обладнання через предиктивний сервіс за фактичним станом вузлів.

АНАЛІТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ІМПУЛЬСНО-ВІБРАЦІЙНОГО ДОУЩІЛЬНЕННЯ БЕТОННИХ СУМІШЕЙ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ БЕЗІНЕРЦІЙНОГО ПРИВАНТАЖУВАЧА

Олександр Панфілов — 2025-12-27

У статті розглянуто динамічні особливості роботи вібраційної установки з безінерційним імпульсним привантажувачем та автономним віброзбуджувачем, призначеної для доущільнення бетонних сумішей. Запропоновано узагальнену математичну модель коливального процесу, яка враховує гармонічно-імпульсний характер збудження, нелінійні пружно-дисипативні властивості бетонної суміші та хвильові процеси поширення напружень у шарі матеріалу. На основі еквівалентної лінеаризації отримано амплітудно-залежні характеристики системи та проаналізовано умови реалізації квазірезонансного імпульсно-вібраційного режиму. Обґрунтовано вплив фазової синхронізації імпульсних навантажень, параметрів привантажувача та частот збудження на формування вищих гармонік і пікових динамічних напружень, ефективних для доущільнення верхніх шарів бетонної суміші. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та модернізації вібраційного обладнання для формування бетонних і залізобетонних виробів з підвищеними вимогами до якості та енергоефективності технологічного процесу.

АНАЛІТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ БЕЗІНЕРЦІЙНОГО ПРИВАНТАЖУВАЧА ДЛЯ ДОУЩІЛЬНЕННЯ БЕТОННИХ СУМІШЕЙ

Максим Пирлик — 2025-12-27

ОПТИМІЗАЦІЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЙНИХ ТРАНСПОРТЕРІВ З НЕЛІНІЙНИМИ ПРУЖНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ

Тетяна Нестеренко — 2025-12-27

У статті розглянуто динамічні характеристики резонансних вібраційних транспортерів з нелінійними пружними зв’язками та виконано оптимізацію їх геометричних параметрів на основі спектрального аналізу вигинних коливань робочого органа. Запропоновано узагальнену математичну модель, яка враховує нелінійність жорсткісних характеристик опор і міжсекційних з’єднань, а також інерційний і дисипативний внесок транспортованого середовища. Проаналізовано вплив довжини секцій і параметрів пружних елементів на спектр власних частот та умови виникнення небезпечних резонансних режимів, у тому числі з урахуванням вищих гармонік збудження. Обґрунтовано критерії вибору раціональних геометричних параметрів, спрямовані на підвищення стабільності роботи, енергоефективності та довговічності обладнання. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та модернізації вібраційних транспортерів для гірничодобувної, будівельної, металургійної та агропромислової галузей.

АНАЛІТИКО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ ПІДБІР КОНСТРУКЦІЇ ШНЕКА ЕКСТРУДЕРА ДЛЯ АДИТИВНОГО ФОРМУВАННЯ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

Денис Сідан — 2025-12-27

У статті розглянуто конструктивно-технологічні особливості процесу подачі будівельних сумішей у зону друку будівельного 3D-принтера із використанням шнекового екструдера. Обґрунтовано визначальний вплив геометричних і кінематичних параметрів шнека на продуктивність екструзії, стабільність потоку та якість формування адитивного шару. Запропоновано аналітичний підхід до опису процесу шнекової екструзії, який враховує взаємодію конструктивних параметрів гвинтового органа (діаметр, крок витка, глибина каналу, ступінь стиснення) з реологічними властивостями в’язкопластичних будівельних сумішей.

Розроблено конструкцію дослідного екструдера та створено 3D-моделі шнеків із різними значеннями кроку гвинтової нарізки. Проведено експериментальні дослідження процесу подачі гіпсової суміші з визначенням крутного моменту на валу шнека та маси матеріалу, що транспортується за один оберт. Отримані експериментальні дані оброблено методами математичної статистики з використанням регресійного аналізу, у результаті чого встановлено кількісну залежність між кроком шнека та енергосиловими параметрами екструзії.

Підтверджено, що зменшення кроку шнека сприяє підвищенню масової продуктивності подачі, однак супроводжується зростанням крутного моменту та навантаження на привод екструдера. На основі побудованої поліноміальної регресійної моделі визначено характер впливу конструктивних параметрів шнека на робочі показники екструзійної системи та обґрунтовано раціональні діапазони їх вибору.

Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та модернізації екструдерів будівельних 3D-принтерів, підборі електроприводів, а також при оптимізації технологічних режимів адитивного виготовлення будівельних конструкцій із забезпеченням підвищеної якості формування шару та енергоефективності процесу друку.