Специалисты механико‑математического факультета Томского государственного университета ведут разработку передовых решений в области энергоэффективного строительства. При финансовой поддержке Российского научного фонда они проектируют цифровые модели и методы создания зданий с функцией автономной терморегуляции.
Суть технологии — в использовании материалов с фазовым переходом (например, специальных восков или солей). Они накапливают тепло при плавлении и отдают его при затвердевании, не меняя собственной температуры. Интегрированные в конструкции зданий, эти вещества поглощают излишки тепла днем и отдают его ночью — без затрат электроэнергии.
В ходе реализации проекта мы разработали новые вычислительные модели для решения ряда сопряженных задач сложного тепломассопереноса в строительных элементах и системах накопления и хранения энергии. В дальнейшем эти и другие результаты проекта можно будет использовать в проектировании пассивных систем кондиционирования и систем охлаждения фотовольтаических элементов
Математики ТГУ создали вычислительный комплекс для детального моделирования процессов теплопереноса. С его помощью уже получены значимые результаты. Например, интеграция парафинов в кирпичные блоки привела к снижению теплообмена через стену на 80–87%. Это означает, что стена из таких кирпичей в 5-8 раз лучше сглаживает суточные перепады температуры, сохраняя в помещении более комфортный микроклимат. Комбинация фазоизменяемого материала с традиционной теплоизоляцией уменьшила температуру внутренней поверхности на 6,6 °C, а тепловой поток через стену — на 73,7%. Размещение теплоаккумулятора во внутреннем слое стены позволяет сэкономить больше 97% энергии на поддержание комфортного микроклимата.
До середины 2027 года ученые намерены создать и проверить цифровые прототипы систем терморегулирования — от компактных теплоаккумуляторов до систем охлаждения серверов. Конечная цель — универсальные методики проектирования энергоэффективных решений для зданий и мощной электроники.
Результаты исследований опубликованы в авторитетных научных журналах и подтверждены восемью свидетельствами о госрегистрации программ для ЭВМ.
Ранее Наука Mail рассказывала, что на Урале изучена опасность пустот для бетонных конструкций.
