Строительство и архитектура
Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Брюханов О.Н., доктор технических наук, профессор
Рымаров А.Г., кандидат технических наук, доцент Титков Д.Г., аспирант (Московский государственный строительный университет)
АНАЛИЗ МЕТОДИК РАСЧЕТА ТЕПЛОПОТЕРЬ ПОДЗЕМНЫМ КОМУНИКАЦИОННЫМ КОЛЛЕКТОРОМ
Существующие методики расчета тепловых потерь подземным коллектором в грунт отличаются методически. Проведено сравнение двух методик расчета тепловых потерь подземным коммуникационным коллектором в грунт созданные профессором В.Д. Мачинским и институтом Тепло-электропроект для теплого и холодного периодов года.
Ключевые слова: потери теплоты через грунт, температура грунта.
ANALYSIS OF METHODS OF CALCULATION HEAT LOSS THROUGH AN UNDERGROUND COLLECTOR COMMUNICATION
The existing methods for calculating heat loss through an underground collector in the ground are methodically. Comparison of two methods for calculating heat loss underground communication collector in the ground created by professor V.D. Machinsky and the Institute Teploelektroproekt for warm and cold periods of the year.
Keywords: heat loss through soil, ground temperatures.
Подземное строительство в нашей стране набирает темпы, что связано с ростом населения крупных городов и потребностью в улучшении инженерной инфраструктуры. Подземные коллектора для инженерных коммуникаций улучшают архитектурный облик города, так как позволяют убрать инженерные сети, провода и кабели под землю, одновременно улучшая возможности по их эксплуатации, в т.ч. с позиции энергосбережения, что имеет важное значение для технологического развития [1].
В настоящей статье рассмотрены две методики расчета теплопотерь подземным коллектором в грунт профессора В.Д. Мачинского и института Теплоэлектропроект, которые создавались в середине 20 века [2]. Одним из методов расчета теплопотерь в массив грунта от подземного коммуникационного коллектора является методика предложенная институтом Теплоэлектропроект, которая учитывает климат района строительства, температуру грунта на глубине и форму поперечного сечения коллектора, но не учитывает размещение коллектора в грунте и коэффициент теплопроводности грунта [2]. Методика проф. Мачинского В.Д. учитывает форму коллектора и коэффициент теплопроводности в зависимости от глубины, но не учитывает климат [2]. Так как потери теплоты в заглубленных сооружениях из-за массивности окружающего грунта носят нестационарный характер [3,4], а указанные ме-
тодики расчета имеют достаточно сложные расчеты и не всегда удобны в инженерной практике.
Для примера взят коллектор с площадью поперечного сечения 4,83 м и постоянной внутренней температурой +30 °С. Проведены расчеты теплопотерь для климата г. Москва по среднемесячной температуре наружного воздуха за каждый месяц года, для грунта - суглинок, с учетом нормативной глубины промерзания грунта для г. Москвы равной 1,3 м.
Были проведены расчеты теплопотерь коллектора при равных исходных данных и условиях, результаты которых представлены на рис. 1 (1 - теплопотери в холодный период года, 2 - теплопотери в теплый период года, горизонтальная штриховка - по методике института Теплоэлектропроект, вертикальная штриховка - по методике проф. В. Д. Мачинского).
350
300
250
200
150
100
50
0 - -
_1 2
Рис. 1. Потери теплоты в массив грунта в холодный (1) и теплый (2) периоды года период года, горизонтальная штриховка - по методике института Теплоэлектропроект, вертикальная штриховка
- по методике проф. В. Д. Мачинского.
Сравнения результаты расчетов по двум методикам получено, что имеют место расхождения на величину около 15 %, что допустимо при оценочных расчетах. Оба метода расчета потерь теплоты в массив грунта подземным сооружением имеют различные итоговые результаты, что позволяет сделать вывод о наличии не полной картины потерь теплоты в обеих методиках. Для современного уровня развития техники существует возможность получить более точную картину тепловых потоков изменяющихся во времени для прогнозирования состояния сооружения [5,6]. Учесть влияние влагосодержания грунта, воздуха, ограждающих конструкций коллектора [7], на теплопотери затруднительно.
Учет движения воздуха в коллекторе [8], при котором меняется внутренняя температура воздуха, и изменяются теплопотери в рассмотренных вариантах не проводился. Работа выполнена в рамках Гранта государственной поддержки научных исследований, проводимых ведущими научными школами Российской Федерации №14.257.14.6545-НШ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брюханов О.Н., Титков Д.Г. Современное состояние топливно-энергетического комплекса России и стран СНГ. // Интернет-Вестник ВолгГАСУ. 2014. № 2 (33). С. 16.
2. Рымаров А.Г., Титков Д.Г. Особенности потерь теплоты в массив грунта подземного коммуникационного коллектора. // Строительство: наука и образование. 2014. № 4. С. 2.
3. Рымаров А.Г., Лушин К.И. Особенности расчета теплового режима линейных подземных сооружений на примере автотранспортного тоннеля. // Строительство: наука и образование. 2011. № 2. С. 5.
со
о ^
с ш
IX
Ш
4. Рымаров А.Г., Лушин К.И. Особенности расчета теплового режима здания с массивными ограждающими конструкциями в холодный период года. // Строительство: наука и образование. 2012. № 2. С. 5.
5. Рымаров А.Г. Прогнозирование параметров воздушного, теплового, газового и влаж-ностного режимов помещений здания. // Academia. Архитектура и строительство. 2009. №5. с. 362-364.
6. Самарин О.Д., Лушин К.И. О распределении энергозатрат жилых зданий и исследовании температурного графика в их системах теплоснабжения // Энергосбережение и водопод-готовка. 2008. № 1. С. 56-59.
7. Гагарин В.Г. Теплофизические проблемы современных стеновых ограждающих конструкций многоэтажных зданий // Academia. 2009. № 5. С. 297-305.
8. Рымаров А.Г., Титков Д.Г. Аэродинамика коллектора для подземных коммуникаций. // Естественные и технические науки. 2015. № 2 (80). с. 144-147.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.