Естественные и технические науки, № 6, 2015
Рымаров А.Г., кандидат технических наук, доцент Титков Д.Г., аспирант (Московский государственный строительный университет)
ВЛИЯНИЕ МАССИВНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕГО ГРУНТА НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОДЗЕМНОГО КОЛЛЕКТОРА ДЛЯ ИНЖЕНЕРНЫХ КОММУНИКАЦИЙ
В данной статье рассмотрены и проанализированы результаты расчета тепловых потерь подземным коммуникационным коллектором в грунт по одной из существующих методик.
Ключевые слова: подземный коллектор, потери теплоты, температура грунта.
THE INFLUENCE OF THE SURROUNDING SOIL ON THE MASSIVENESS OF THE THERMAL REGIME OF THE UNDERGROUND RESERVOIR FOR ENGINEERING COMMUNICATIONS
This article describes and analyzes the results of calculation heat loss underground communication header into the ground for one of the existing methods.
Key words: an underground collector, loss of heat, the temperature of the soil.
Подземное строительство активно развивается в нашей стране, что требует более точного расчета теплового режима для создания заданного микроклимата в подземных помещениях. Тепловой режим подземного коллектора для коммуникаций определяется в частности тепловыми потерями в грунт, которые изменяются во времени в течение года, определяя значение температуры внутреннего воздуха. Нестационарность теплового режима усиливает воздушный режим, приводящий в динамику параметры микроклимата в воздушном пространстве подземного коллектора по-разному в зависимости от заглубления [1,2]. Информация об изменениях параметров микроклимата в подземном коллекторе позволяет влиять на технологические режимы эксплуатации инженерных сетей [3].
Массивность
Холодный период годэ » теплый период годэ
Рис. 1. Изменение теплопотерь в грунт коллектора для подземных коммуникаций в холодный и в теплый периоды года в зависимости от глубины массивности окружающего грунта.
Изменение во времени теплового баланса оказывает влияние на изменение параметров микроклимата в подземном коллекторе. Рассмотрена методика расчета тепловых потерь подземного коллектора в окружающий грунт профессора В. Д. Мачинского [4]. Для расчетов выбран коллектор с площадью сечения 4,83 м2, с глубиной заложения от 1 м до 10 м с шагом 1 м и температурой внутреннего воздуха равной +30 °С, в г. Москве. Для расчетов приняты
Естественные и технические науки, № 6, 2015
среднемесячные значения температуры наружного воздуха согласно СП «Строительная климатология», тип грунта - суглинок с коэффициентом теплопроводности сухого грунта 1,18 Вт/(м*°С) и мерзлого грунта 1,26 Вт/(м*°С). Решение задачи Стефана дает температуру замерзания массива грунта от 0оС до -2 оС [5]. Тепловлажностное состояние ограждений коллектора оказывают влияние параметры относительную влажность воздуха в коллекторе [6]. Массивность грунта изменяется от 8 при глубине 1 м до 80 при глубине 10 м.
Построены графики, показывающие изменение теплопотерь подземного коммуникационного коллектора при увеличении глубины, с учетом среднемесячной температуры наружного воздуха для января и июля соответственно, рис. 1. Расчетная температура для определения теплопотерь через толщину грунта в наружный воздух и в грунт зависит от массивности грунта. С глубиной растет массивность грунта и усиливается инерционность изменения температуры грунта и внутреннего воздуха и снижается влияние изменения температуры наружного воздуха. С ростом массивности грунта температура наружного воздуха, влияющая на теплопотери, изменяется от минимальной температуры для не заглубленного коллектора до средней за несколько лет при сильном заглублении коллектора. Учет движения воздуха в коллекторе [7], при котором меняется внутренняя температура воздуха, и изменяются теплопотери, не проводился.
Рассмотренная методика может применяться как оценочная для грубого анализа тепловых потерь подземным коллектором. Работа выполнена в рамках Гранта государственной поддержки научных исследований, проводимых ведущими научными школами Российской Федерации №14.257.14.6545-НШ.
ЛИТЕРАТУРА
1. 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.
2. 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.
3. Рымаров А.Г. Прогнозирование параметров воздушного, теплового, газового и влаж-ностного режимов помещений здания. // Academia. Архитектура и строительство. 2009. №5. С. 362-364.
4. Рымаров А.Г., Титков Д.Г. Особенности потерь теплоты в массив грунта подземного коммуникационного коллектора // Строительство: наука и образование. 2014. № 4. С. 2.
5. Парфентьева Н.А., Самарин О.Д. Об экспериментальном подтверждении решения задачи Стефана. // Кровля и изоляция. 2005, №3, с. 51-52.
6. Гагарин В.Г. Теплофизические проблемы современных стеновых ограждающих конструкций многоэтажных зданий // Academia. 2009. № 5. С. 297-305.
7. 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.