Smart composite in construction Smart composite in construction Умные композиты в строительстве 2782-1919 6aaa6ca7f4b844519d33e622 10.52957/2782-1919-2026-7-3-8-18 Строительные конструкции, здания и сооружения Buildings, Facilities and Structures Строительные конструкции, здания и сооружения Rational enclosing structures of wooden buildings: heat and mass transfer and environmental potential Рациональные ограждающие конструкции деревянных зданий: тепломассоперенос и экологический потенциал Федосов Сергей Викторович Fedosov Sergey Viktorovich fedosov-academic53@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Федосеев Вадим Николаевич Fedoseev V. N. 4932421318@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Разговоров Павел Борисович Razgovorov Pavel Borisovich razgovorovpb@ystu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-4046-2130 Воронов Владимир Андреевич Voronov V. A. amenamiiii@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Московский государственный строительный университет Москва Moscow State University of Civil Engineering Moscow Ивановский государственный политехнический университет Иваново Ivanovo State Polytechnic University Ivanovo Ярославский государственный технический университет Ярославль Yaroslavl State Technical University Yaroslavl 23 09 2026 23 09 2026 7 3 8 18 28 06 2026 25 08 2026 © 2026 Федосов С.В., Федосеев В.Н., Разговоров П.Б., Воронов В.А. © 2026 Fedosov S.V., Fedoseev V.N., Razgovorov P.B., Voronov V.A. 2026 Федосов Сергей Викторович, Федосеев Вадим Николаевич, Разговоров Павел Борисович, Воронов Владимир Андреевич Fedosov Sergey Viktorovich, Fedoseev V. N., Razgovorov Pavel Borisovich, Voronov V. A. Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://chemintech.ru/en/nauka/publications/6aaa6ca7f4b844519d33e622/view

Рассмотрены вопросы разработки и совершенствования рациональных типов ограждающих конструкций деревянных зданий с учетом протекающих в них процессов сопряженного тепломассопереноса и экологической безопасности. Представлен сравнительный анализ типовых конструкций, приведенных к единому нормативному термическому сопротивлению. Выявлено, что деревянные конструкции обладают отрицательным углеродным следом на стадии производства (–116.2 кг CO₂-экв.·м-2) за счет депонирования углерода. Для гарантии долговечности и реализации экологического потенциала обоснована необходимость применения математического моделирования нестационарного тепломассопереноса на основе классической теории академика РААСН С.В. Федосова. Разработанный алгоритм, использующий интегральное преобразование Лапласа и теорию подобия, позволяет получить аналитическое решение в виде быстросходящихся рядов. Это решение служит надежным базисом для разработки численных методов экспериментальных исследований свойств материалов и создания алгоритмов мониторинга технического состояния деревянных конструкций в период эксплуатации.

The paper discusses the development and improvement of rational types of enclosing structures for wooden buildings, taking into account the coupled heat and mass transfer processes occurring in them and environmental safety. A comparative analysis of typical structures reduced to a unified standard thermal resistance is presented. It has been revealed that timber structures have a negative carbon footprint at the production stage (–116.2 kg CO₂‑equiv.·m⁻²) due to carbon sequestration. To ensure durability and realize their environmental potential, the need for mathematical modeling of unsteady heat and mass transfer based on the classical theory of Academician of the RAACS S.V. Fedosov is substantiated. The developed algorithm, employing the integral Laplace transform and similarity theory, makes it possible to obtain an analytical solution in the form of rapidly convergent series. This solution serves as a reliable basis for the development of numerical methods for experimental studies of the properties of materials and for the creation of algorithms for monitoring the technical condition of timber structures during their service life.

 деревянные здания ограждающие конструкции тепломассоперенос экологический потенциал мониторинг состояния углеродный след wooden buildings enclosing structures heat and mass transfer environmental potential condition monitoring carbon footprint

Грановский В.Л. Энергоэффективность и углеродный след здания. Нормирование целевых показателей // Энергосбережение. 2022. № 8. С. 22-28. Granovskii, V.L. (2022), Energy efficiency and carbon footprint of a building. Target performance standardization, Energy Saving, no. 8, pp. 22-28 (in Russian). Бубнов А.Е., Сапунова А.А., Титунин А.А., Дубровина Ю.Ю. Эффективность использования цифровых моделей для прогнозирования теплопроводности древесно-минерального композита // Умные композиты в строительстве. 2025. Т. 6. Вып. 3. С. 8-18. DOI: 10.52957/2782-1919-2025-6-3-8-18. Bubnov, A.E., Sapunova, A.A., Titunin, A.A. and Dubrovina, Yu.Yu. (2025), The efficiency of using digital models for predicting the thermal conductivity of wood-mineral composites, Smart Composite in Construction, vol. 6, iss. 3, pp. 8-18 (in Russian) DOI: 10.52957/2782-1919-2025-6-3-8-18. Долматов С.Н. Анализ потенциальной емкости рынка и объемов потребления стеновых строительных материалов, ориентированных на индивидуальных застройщиков, применительно к технологии древесно-минеральных композитов // Вестник Поволжского гос. технол. ун-та. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. 2025. № 1 (33). С. 29-46. https://doi.org/10.25686/2542-114X.2025.1.29. Dolmatov, S.N. (2025), Analysis of the potential market capacity and consumption volumes of wall building wood-mineral composite materials meant for individual developers, Vestnik of Volga State University of Technology. Ser.: Materials. Constructions. Technologies, no. 1 (33), pp. 29-46 (in Russian). https://doi.org/10.25686/2542-114X.2025.1.29. Ерофеев В.Т., Аль С.Д.С., Федорцов А.П., Федорцов В.А. Биологическая коррозия бетонов // Строительные материалы. 2020. № 11. С. 13-23. DOI 10.31659/0585-430X-2020-786-11-13-23. Erofeev, V.T., Al, S.D.S., Fedortsov, A.P. and Fedortsov, V.A. (2020), Biological corrosion of concrete, Construction Materials, no. 11, pp. 13-23 (in Russian). DOI 10.31659/0585-430X-2020-786-11-13-23. Пастушков П.П., Гагарин В.Г. Воздухопроницаемость минераловатных изделий современного производства // Строительные материалы. 2021. № 6. С. 15-20. DOI 10.31659/0585-430X-2021-792-6-15-20. Pastushkov, P.P. and Gagarin, V.G. (2021), Air permeability of modern mineral wool products, Construction Materials, no. 6, pp. 15-20 (in Russian). DOI 10.31659/0585-430X-2021-792-6-15-20. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высш. шк., 1967. 599 с. Lykov, A.V. (1967), Theory of Heat Conduction, Vysshaya Shkola, Moscow, 599 p. (in Russian). Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.: ГЭИ, 1963. 536 с. Lykov, A.V. and Mikhailov, Iu.A. (1963), Theory of Heat and Mass Transfer, Gosenergoizdat, Moscow, 536 p. (in Russian). Федосов С.В. Тепломассоперенос в технологических процессах строительной индустрии. Иваново: ИПК «ПресСто», 2010. 363 с. Fedosov, S.V. (2010), Heat and Mass Transfer in Technological Processes of the Construction Industry, PresSto, Ivanovo, 363 p. (in Russian). Богомолов А.Н., Федосов С.В. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса в строительной физике. Иваново: ИВГПУ, 2004. 256 с. Bogomolov, A.N. and Fedosov, S.V. (2004), Mathematical Modeling of Heat and Mass Transfer Processes in Building Physics, ISPU, Ivanovo, 256 p. (in Russian). Гебхарт Б., Джалурия Й., Махаджан Р., Саммакия Б. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен. М.: Мир, 1991. 678 с. Gebhart, B., Jaluria, Y., Mahajan, R. and Sammakia, B. (1991), Buoyancy-Induced Flows and Transport, Mir, Moscow, 678 p. (in Russian). Abiev R.S. Hydrodynamics and Heat Transfer of Circulating Two-Phase Taylor Flow in Microchannel Heat Pipe: Experimental Study and Mathematical Model // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2020. Vol. 59. No. 9. P. 3687-3701. DOI 10.1021/acs.iecr.9b04834. Abiev, R.S. (2020), Hydrodynamics and heat transfer of circulating two-phase Taylor flow in microchannel heat pipe: experimental study and mathematical model, Industrial and Engineering Chemistry Research, vol. 59, no. 9, pp. 3687-3701. DOI 10.1021/acs.iecr.9b04834. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Воронов В.А. Численно-аналитический метод сведения задач нестационарной теплопроводности с граничными условиями III рода к задачам с условиями I рода // Строительные материалы. 2022. № 12. С. 59-62. DOI 10.31659/0585-430X-2022-809-12-59-62. Fedosov, S.V., Fedoseev, V.N. and Voronov, V.A. (2022), Numerical-analytical method for reducing unsteady heat conduction problems with boundary conditions of the III kind to problems with conditions of the I kind, Construction Materials, no. 12, pp. 59-62 (in Russian). DOI 10.31659/0585-430X-2022-809-12-59-62 Федосов С.В., Федосеев В.Н., Воронов В.А., Емелин В.А. Практика технических инженерных решений в строительных объектах с интегрированной теплообменно-теплонасосной системой // Жилищное строительство. 2026. № 5. С. 3-9. DOI 10.31659/0044-4472-2026-5-3-9. Fedosov, S.V., Fedoseev, V.N., Voronov, V.A. and Emelin, V.A. (2026), Practice of technical engineering solutions in construction facilities with an integrated heat exchange and heat pump system, Housing Construction, no. 5, pp. 3-9 (in Russian). DOI 10.31659/0044-4472-2026-5-3-9. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Зайцева И.А., Воронов В.А. Организация технологии комфортного жизнеобеспечения в строениях с высоким классом энергоэффективности // Строительное производство. 2023. № 4. С. 77-82. DOI 10.54950/26585340_2023_4_77. Fedosov, S.V., Fedoseev, V.N., Zaitseva, I.A. and Voronov, V.A. (2023), Organization of comfortable life support technology in buildings with high energy efficiency class, Construction Production, no. 4, pp. 77-82 (in Russian). DOI 10.54950/26585340_2023_4_77. Емелин В.А., Федосов С.В., Федосеев В.Н. Программный комплекс для расчёта энергоэффективности теплонасосных систем с учётом климатических условий, режимов эксплуатации и многотарифного учета электроэнергии. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2026611184; опубл. 19.01.2026. Emelin, V.A., Fedosov, S.V. and Fedoseev, V.N. (2026), Software package for calculating the energy efficiency of heat pump systems taking into account climatic conditions, operating modes and multi-tariff electricity metering, Certificate of Registration of Computer Program RU 2026611184, January 19, 2026 (in Russian). Kelvin W.T. Popular lectures and addresses: in 3 vol. 2nd ed. London: Macmillan, 1891. Kelvin, W.T. (1891), Popular Lectures and Addresses, Macmillan, London; New York, 3 vol., 2nd ed. Колчунов В.И., Кореньков П.А., Федорова Н.В. Программа экспериментальных исследований сложно напряженных узлов железобетонных конструкций // Вестник МГСУ. 2025. Т. 20. № 8. С. 1165 1177. DOI 10.22227/1997-0935.2025.8.1165-1177. Kolchunov, V.I., Korenkov, P.A. and Fedorova, N.V. (2025), Program of experimental studies of highly stressed joints of reinforced concrete structures, Bulletin of MGSU, vol. 20, no. 8, pp. 1165-1177 (in Russian). DOI 10.22227/1997-0935.2025.8.1165-1177.