автореферат диссертации по строительству, 05.23.14, диссертация на тему:Городские площадки с регулируемым водно-тепловым режимом

Введение

ГЛАВА I. Анализ существующих конструкций площадок, способов регулирования водно-теплового режима покровного слоя и выбор направления исследований. 6:.

1.1.Основные требования, предъявляемые к площадкам с травяным покровом

1.2.Особенности водно-теплового режима площадок с травяным покровом

1.3.Способы регулирования водного режима покровного слоя площадок.

1.4.Способы регулирования теплового режима площадок.

1.5.Основные направления совершенствования конструкции и способов регулирования водно-теплового режима площадок с травяным покровом

1.6.Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. Исследование осушения площадок в условиях. принудительного дренирования

2.1.Исследование закономерностей фильтрации насыщенного потока под действием вакуумирования

2.2.Исследование закономерностей фильтрации ненасыщенного потока под действием вакуумирования

2.3.Определение основных параметров вакуумного дренирования

ГЛАВА 3. Исследование теплового режима площадок с регулируемым ВТР.

3.1.Постановка задачи нахождения температурных полей в обогреваемом грунте.

3.2.Экспериментальные исследования теплофизиче-ских. характеристик обогреваемого покровного слоя площадок

3.3.Решение задачи нахождения температурных полей в обогреваемом грунте

ГЛАВА 4. Экспериментальная проверка разработанных рекомендаций по проектированию систем регулирования ВТР с травяным покровом.

ГЛАВА 5. Технология и организация строительства сборного дренажного основания площадок с травяным покровом и расчет экономической эффективности строительства

5.1.Выбор материала для изготовления фильтрующих плит и определение их конструктивных параметров

5.2.Особенности технологии изготовления фильтрующих плит.

5.3.Разработка организации и технологии строительства сборного дренажного основания

5.4.Расчет экономической эффективности сооружения сборного дренажного основания площадки исследуемой конструкции.

ВЫВОДЫ.

Принципы современного градостроительства требуют значительного увеличения площадей, отводимых под плоскостные сооружения. К ним относятся стадионы, спортивные площадки, автостоянки, газоны перед общественными, административными и жилыми зданиями и т.д., выполняемые с различными типами покрытий грунтовые, асфальтовые, бетонные, гаревые синтетические, газонные .

Наиболее полно представлениям эстетического, экологического, наконец, социального образа современного города отвечает широкая распространенность плоскостных сооружений с травяным покровом. Количество площадей, отведенных под газоны, стало показателем общей культуры городов. Травяной покров предотвращает образование пыли, значительно уменьшает распространение шума, создает благоприятный микроклимат и способствует улучшению воздушного бассейна города. Зеленый цвет газона лучше других оказывает эстетическое и психологическое воздействие на человека.

Известные конструкции газонных площадок обычно состоят из покрытия, дренирующих слоев и устройств, нижнего подстилающего слоя (основания) из уплотненных грунтов. Однако, в настоящее время опыт эксплуатации такого рода конструкций показал, что они имеют ряд существенных недостатков. Одни площадки пересыхают, нарушая рост и состояние газонов, другие переувлажняются, третьи - из-за недостатка тепла в весенний период легко деформируются при эксплуатации даже незначительной интенсивности.

Поэтому вопрос создания новых конструкций площадок и плоскостных сооружений с эффективным дренированием, увлажнением и подогревом, позволяющих получить высококачественное покрытие, является актуальным и своевременным.

Учитывая вышеизложенное, Госкомитет по науке и технике Совета Министров СССР Постановлением № 287 от 27/У1-1976 г. поручил НИИМосстрого разработать и внедрить в практику строительства новые конструкции площадок с регулируемым водно-тепловым режимом.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка научно обоснованных методов комплексного регулирования водно-теплового режима и рекомендаций по проектированию и выбору основных параметров городских площадок с травяным покровом.

К защите представляются следующие основные положения:

- новая сборная конструкция городских площадок с травяным покровом, обеспечивающая возможность комплексного регулирования ВТР;

- рекомендации по выбору основных параметров вакуумирования и подпочвенного подогрева городских площадок с травяяным покровом, обеспечивающих оптимальный водно-тепловой режим.

Научная новизна состоит в том, что:

- разработан принцип регулирования ВТР на основе конструкции городских площадок со сборным дренажным основанием ;

- разработана научно-обоснованная математическая модель распределения температурных полей в покровном слое обогреваемой площадки с учетом изменения теплофизических параметров во времени и по глубине ;

- разработаны принципы конструирования и сооружения городских площадок с травянным покровом с регулируемым ВТР и рекомендации по проектированию и выбору основных параметров.

ВЫВОДЫ

В настоящей работе поставлена и решена научная задача создания конструкции городской площадки с регулируемым ВТР. Проведенные исследования позволяют формулировать ряд следующих выводов:

1. С учетом требований, предъявляемых к городским площадкам с травяным покровом, разработана конструкция с основанием из фильтрующих плит, позволяющая комплексно регулировать водно-тепловой режим площадок. Элементы конструкции обеспечивают равномерное и эффективное дренирование покровного слоя, экономичное увлажнение и сезонный подогрев.

2. На основании анализа факторов, влияющих на процессы фильтрации в насыщенном и ненасыщенном потоках для площадок разработанной конструкции и в результате экспериментальных исследований разработаны статистические модели процессов насыщенной и ненасыщенной фильтрации. При этом погрешности определения скоростей фильтрации по найденным уравнениям регрессии не превышают 10% и 15% соответственно.

3. Составлено уравнение теплопроводности, учитывающее мощность источников тепла и изменения теплофизических параметров по глубине обогреваемого покровного слоя для площадок исследуемой конструкции. Для решения уравнения проведены экспериментальные исследования по определению краевых условий. Уравнение решено с помощью ЭВМ Минск-32.

4. Разработаны основные рекомендации по проектированию системы поддержания оптимального режима ВТР для городских площадок (оптимальная величина разрежения, шаг укладки и мощность греющих элементов).

5. Проведенные натурные исследования на площадке разработанной конструкции, сооруженной на территории Центрального стадиона им.В.И.Ленина, подтвердили правомерность разработанных рекомендаций и показали, что расхождение экспериментальных и расчетных данных не превышает 15%.

6. Разработана технология и организация строительства сборного дренажного основания городских площадок с травяным покровом индустриальными методами. При этом экономический эффект сооружения сборного дренажного основания составил 5,9 руб. на I м2.

7. Разработанная конструкция с регулируемым ВТР городских площадок и рекомендаций по проектированию использованы при сооружении ряда Олимпийских объектов в г.Москве, а также городских площадок общего назначения. Акты внедрения прилагаются к диссертации.

1. ГОСТ 8411-74. Трубы керамические дренажные.

2. ГОСТ 10180-80. Бетоны. Методы определения прочности на сжатие и растяжение.

3. ГОСТ 10354-73. Пленка полиэтиленовая.

4. СНйП П-21-75. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования.

5. Абрамашвили Г.Г. Городские и спортивные газоны. М.: Московский рабочий, 1979, - 104с.

6. Абрамашвили Г.Г. К вопросу о создании и содержании спортивных газонов. Озеленение городов, 1964, № 3, с.31-33.

7. Абрамашвили Г.Г. Устойчивые газоны для спорта и отдыха. М.: Стройиздат, 1970, 103с.

8. Абрамов С.К. Подземные дренажи в промышленном и городском строительстве. М.: Госстройиздат, i960, - 239с.

9. Аверьянов С.Ф. Горизонтальный дренаж при борьбе с засолением орошаемых земель. М. Изд. АН СССР, 1959, - 84с.

10. Агротехника летных полей. Военное издательство. М.: Тип. им.Тимошенко, 1946, - 51с.

11. Арбузов Н.Г. и др. Сельскохоз. аэродромы. М.: Мин-во гражданской авиации, 1969, - 14с.

12. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1965, - 856с.

13. Березин В.П. и др. Сельскохозяйственные аэродромы. М.: Транспорт, 1974, - 176с.

14. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Основы Фильтрации воды. -М.: Мир, 1971, 451с.

15. Ведерников В.В. Теория фильтрации и ее применение в области ирригации и дренажа. М.: Госстройиздат, 1939, - 241с.

16. Владыченко Г.П. Исследование пористого бетона как материала для дренажа медленных фильтров и скорых фильтров первой ступени при безреагентной очистке воды. Диссертация, Одесса, 1977.

17. Власов O.E. Приложение теории потенциала к исследованию теплопроводности. Известия теплотехнического института.1928, вып.5(38:), с. 14-17.

18. Гилберт Д., Кок-Фоссен С. Наглядная геометрия. М-Л.: Гостехтеориздат, 1951, - 321с.

19. Голован А.Г. Газоны, их устройство и содержание.- М.-Л.: Изд.АН GCGP, 1955, 42с.

20. Голован А.Г. Озеленение населенных мест. М.: Сель-хозизд. 1959, - 66с.

21. Гольдин Э.М., Дубровин E.H., Науменко B.C. Сборные конструкции инженерного оборудования улиц. М.: Высшая школа,1971, 231с.

22. Гольдин М.И., Ляльченко К.Я. Футбольное поле. Строительство и эксплуатация. М.: Физкультура и спорт, 1971, - 268с.

23. Григорьев В.М. Вакуумное водопонижение. М.: Стройиз-дат, 1973, - 224с.

24. Григорьев В.М. Вакуум-дренаж подземных частей зданий. Сб.Вопросы фильтрационных расчетов гидротехнических сооружений. -М.: Стройиздат, 1964, 143с.

25. Григорьев В.М. Вакуумное водопонижение легкими игло-фильтровыми установками. Научные сообщения. М.: Издат. ВНИИВод-гео, 1961, - 56с.

26. Григорьев В.М. Основы комплексного расчета вакуумного водопонижения установками УВВ-I И УВВ-2. М.: Труды/ВНИИВодгео,1972, вып.35, 62с.

27. Гюнесберг К. Асбоцементные напорные трубы. М.: Стройиздат, 1968, - 184с.

28. Дегтярев Б.М., Калантаев В.А. Вакуумный дренаж на орошаемых землях. М.: Колос, 1976, - 94с.

29. Дегтярев Б.М., Ляпидевскии Б.В. Использование для дренажей трубофильтров из фильтрационного бетона. М.: Пром.стр-во. 1969, 9, c.I-II.

30. Дегтярев Б.М. Метод вакуумирования в мелиорации. М.: Труды/ВАСХНИЛ 1966, Jfe 7, с.41-44.

31. Диковский H.A. Крупнопористый бетон на пористых заполнителях. М: Строиздат, 1969, 59с.

32. Дубровин E.H. Жесткие покрытия городских улиц. М.: Стройиздат, 1971, - 399с.

33. Гицкий В.Ф. Исследование удельного давления на грунт при взаимодействии ноги спортсмена с опорой. М.: Теория и практика физическом культуры. 1972, & II, с.76-77.

34. Заволока Н.П. Исследование конструкции дренажа скорых фильтров из пористого бетона при реагентной очистке воды. Диссертация, Одесса, 1979.

35. Иванов H.H. Конструирование и расчет нежестких доро- / жных одежд. М.: Транспорт, 1973.

36. Иоффе И.А. О стационарном температурном поле в полуограниченном массиве с внутренними цилиндрическими источниками тепла. Минск., ЖТФ 1958, № 3(28 } с.42-48.

37. Калантаев В.А. Вакуум как катализатор мелиорации орошаемых земель. Хлопководство 1965 J£ I, с.18-23.

38. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964, - 487с.

39. Кирсанов H.A. и др. Аэродромы сельскохоз.авиации. М.: Транспорт, 1965, - 70 с.

40. Коноров A.B. Опыт работы с крупнопористым бетоном. "Строитель", 1935, вып.З, с.6-14.

41. Корольков H.H. Технология выращиъания ранних овощей. М.: Изд-во Темирязевской с.х.академии, 1948, 96с.

42. Куртенор Д.А., Решетин О.Л. и др. Решение уравнения теплопроводности при переменном коэффициенте переноса. Л.: Сб.трудов АФИ 1970, 26; с.62-69.

43. Куртенер Д.А., Чудновский А.Ф. Расчет и регулирование теплового режима в открытом и защищенном грунте. Л.: Гидромете оиздат, 1969, - 299с.

44. Ландер А.Ф. Новая конструкция газонных площадок. НИИМосстрой. Сборник трудов, 1981, с.42-44.

45. Ландер А.Ф., Ляпидевский Б.В., Огилви А.Н. Вакуумное дренирование площадок с травяным покровом. Надежность автомобильных дорог. М.: Сб.научных трудов МАДИ. 1980, с.68-73.

46. Ландер А.Ф., Ляпидевский Б.В., Огилви А.Н. Исследование систем сезонного подогрева спортивные газонных полей. Технология строительства нулевого цикла инженерных сооружений. М.: Труды/НИй-Мосстрой, 1979, с.85-96.

47. Ландер А.Ф. и др.Спортивная площадка а.с.№ 637520. 1980, Бюл.изобр. Jfc 6.

48. Ландер А.Ф. и др.Спортивная площадка a.c.Jfc 672316, 1979, Бюл.изобр.вып. № 31.

49. Ландер А.Ф. и др.Спортивная площадка a.c.Jfc 687219, 1980, Бюл.изобр.вып.№ 45.

50. Ландер А.Ф. Фильтрующие плиты для пристенных и пластовых дренажей. Передовой опыт в строительстве Москвы. М.: Реферативный сб.Главмосстроя. 1983, № 5 с.П-12.

51. Ландер А.Ф. и др. Фильтрующая облицовка подземных частей зданий и сооружений. а.сЛё I032II8, 1983. Бюл.изобр.й 28.

52. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Энергия. 1959.

53. Ляпидевский Б.В. Исследование работы дренажных трубофильт-ров из керамзитостекла в городском строительстве. Автореф.диссертации кандр.техн.наук. М.,1970, - 19с.

54. Минкевич Б.И., Усманов И.У. Пористые дренажные трубы на глиноземистом цементе. Ташкент: Труды/САНИИРИ, вып.118, 1969, с.14-18.

55. Михлевич Э.И. Крепление откосов осушительных систем фильтрующими материалами. Диссертация, Минск 1967.

56. Мичурин Б.Н. Энергетика почвенной влаги. Л.: Гидроме-теоиздат, 1966, - 175с.

57. Петрашев А.П. Как создавать верховой покров на летном поле. М.: Транспорт, 1950, - 57с.

58. Петрашев А.Н. Методика подбора гранулометрического состава обратных фильтров. Л.: Труды/Ленгипроремтранс, 1957, с.14-19.

59. Прищеп Л.П. Результаты опытов по электронагреву земли с целью стерилизации. М.: Труды/ТСХА, 1955, вып.21, с.41-52.

60. Проспект фирмы ARE Финляндия.

61. Производительность строительных кранов. М.: Госстрой-издат. 1954, - 68с.

62. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968, - 288с.

63. Ревут И.Б. Физика в земледелии. Л.: Физматгиз,1960, - 400с.

64. Роде A.A. Почвенная влага. M.: Академия наук СССР. 1952, - 456с.

65. Рукавишников Е.С. Почво-грунты в аэродромостроении. М.: Тип.ВИА РККА. 1938.

66. Себер Дж. Линейный регрессионный анализ. М.: Мир, 1980, - 356с.

67. Сенаторова Г.И. Об основных приемах создания устойчивых газонов. В сб.Проблемы зеленого строительства и садово-паркового хоз-ва. M. 1971, с.46-58.

68. Сергеев М.М. Исследование автоматических систем обогрева закрытого грунта. М., Автореферат дис.канд.техн.наук. - М.: МИСОП, 1972, 21с.

69. Сигалов Б.Я. Долголетние газоны. М.: Наука, 1971, - ЗПс

70. Симонов И.З. Бетон и железобетон на пористых заполнителях. Госстройиздат. 1966, 81с.

71. Система Мелтавей. Опыт. Проспект фирмы Gfenjess (Швеция).

72. Соболев Н.И. Посадочные площадки. М.: Воен.издательство им.Тимошенко, 1945, - 61с.

73. Тулаев А.Я., Абеков Т.7., Полосина-Никитина Н.С. Проект временных технических указаний на устройство дренажей мелкого заложения. М.: Изд.МАДИ. 1970, - 38с.

74. Тулаев А.Я. и др.Укрепление обочин и откосов травяным покровом. М.: Дориздат, 1952, - 57с.

75. Цвелодуб Б.И., Грицик В.И. Укрепление земляного полотна травосеянием. М.: Транспорт, 1968, - 128с.

76. Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. Л.: Гостехиздат 1954, - 444с.

77. Шестоперов C.B. Надежность бетона транспортных сооружений.-М.: Транспорт, 1966.

78. Шубин Е.П. Новый способ подсчета тепловых потерь нескольких труб, уложенных в грунт. Л.: Известия ВТИ вып.9 1934, с. 18-26.

79. Янкелев Л.Ф. Метод скоростного испытания тепловой изоляции. М.: Электрические станции. № 9. 1954, с.22-28.

80. Янкелев Л.Ф. Метод скоростного определения коэффициента тепло и температуропроводности без отбора проб. М.: Строит.предприятия нефтяной промышленности. № 5. 1956, с.17-22.

81. Янкелев Л.Ф. Методы определения термических коэффициентов теплокаоляторов. -М.: Теплоэнергетика. № 3. 1955, с.41-48.

82. Яновский М.Н. Расчет бетонных и железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1976, - 511с.

83. Инструкция по техническим изысканиям участков для аэродромов мирного времени. Л.: Воениздат. 1947, - 44с.

84. Методика определения эквивалентной одноколейной нагрузки для конструкций нежестких аэродромных покрытий. М.: ОНТИ Аэропроект. 1971, - 21с.

85. Технический отчет по аэродинамическим лабораторным и натурным испытаниям систем воздушного отопления спортивных полей.- М.: Проектный ин-т "Проектпромвентиляция", 1978.

86. Проект реконструкции стадиона в Северном Измайлове. Моспроект-1. 1978.

87. Технические требования к аэродромам местных воздушных линий.- М.: Редиздат. Мин-гражданской авиации. 1968, 46с.

88. ТУМИ 480-78. Кабели электрические нагревательные для футбольных полей. ВНИИКП. 1978.

89. Architecture mobile. Technigues et Architecture N 304. 1975. S.22-27.

90. Barret S., Denniel W. Turf Heatihd with electric cable. Agricultural Engineering, Vol.47. 1966,pp.12-21.

91. Die technischen standartenuormeribei der Boderibearbetung DJÜT 180^5 fur dih Rasenfelder und Sportplatse. 1979*

92. Dahlsson, Lanscrona. Ergebnisse und Erfahrunen von beheizten Rasenspilfachen ans lendjahrider sieht. Rasen-Turf-Gason. 3*1976. S.9-20.

93. Daniel W.H. Soil warming in North America. International Turfgrass Research Conference. 1970, pp.32-36.

94. Ede A.F. Laying Continious Concrete Drains. Farm.Mech., 9, 1964, pp. 41-46.

95. Ford G.H. Experience of used materials, what reduce density soil. Agronomy Engineering, 6, 1973» pp.66-68.

96. Hopber D. Concise account of about science turfgrass conference. Texas, 1967»99» Janson L.E.,Langvad B.K. Prodlousenfc vgetacni/futboli hsistovych travniku pomoci umeleho vyhriveni kornavove sony. Weibulle Grass Tipe. 5, 1968, s. 121-126.

97. Joly M. Phase change induced by shearing in monolayers. Pergamon Press, 1958.

98. Jackreet X.W. Heating turfgrass at the sportgasons in U.K., 1962, Weeds Trees Turf 15/5/ 1976, pp. 32-33.

99. Jzmay S. Darcy law for non isotropic soils, Jnt. ASS.of Scient. Hydrol., JUGG de Bruxelles (Publ. 33), 1980, pp.411-413.

100. Kolmen O.H. Die sportgasonplatze laut der Intergiment-hoden. Rasen 7(3), 1976, s. 6-9.

101. Methods of arrahgement and care gasons at the sport-grounds in Finland. Maataloustiet, Alkakausk 37 (3)» 1975» pp. 85-85.

102. Münk D. Die SCHildering der methoden des Ausmellaungs in der fusallplatze in Denmark. Horticulteus Maralchere romands, 1, 1976, s. 11-13.

103. Scott Y.S. Study problem of efficiency elechrichlating turfe at gasons and sportgrounds at winter. Rev. hortic 146(2325) 1974, pp. 1-4.

104. Schultman B.K. Die neue underdische bewasserungs und TOCK mungsnoctode der gasenfeder. Rasen-Turf-Gason 6 (6), 1975» s. 61-66.

105. Начальник отдела института Союзспортпроект1. Утверждаю"1. Начальник СУ^2треста

106. Ъ^^ДМ.Ю.Полеес Шз'Ё&ь^ 198^ г,1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы Ландера А.Ф.

107. Использование подогрева в дорожной конструкции позволило исключить затраты на механическое снегоудаление, предотвратить гололед и снизить связанные с ним травматизм и дорожно-транспортные происшествия.

108. Экономический эффект составил 4 рубля на I м2.

109. Зав.сектором НИШосстрой,к.г.-м.н. А.Н.Огильви1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы Ландера А.Ф.

110. Главный инженер проекта КПИ № 2 Завлабораторией НИИМосстроя ^^¿¡¿¿с^^'

111. А.Н. Петров Б.В. Ляпидевский1. МИНРЫБХОЗ СССР

112. Всесоюзное рыбопромышленное объединение Азово-Черноморского бассейна „А з ч е р р ы'б а"

113. КЕРЧЕНСКОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ РЫБНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ „КЕРЧЬРЫБПРОМ"для телеграмм и радиограмм „Керчьрыбпром") Телефон 2-85-36

114. Телетайп 132, .Керчьрыбпром* 334600, г. Нерчь, Свердлова, 49 Расчетный счет 34432197 г. №1. На №1. АКТвнедрения результатов диссертации А.Ф.Ландера

115. Применение разработанного в диссертации А.Ф.Ландера принципа комплексного регулирования водно-теплового режима футбольного поля значительно повысило его эксплуатационные свойства и позволило продлить спортивный сезон на 2 месяца в году.

116. Экономический эффект от сооружения сборного дренажного основания поля составил 4-6 тыс.рублей.г • ' ' • 'е1. V -- /

117. Директор стадиона им.50-летия Октя1. Гл.бухгалтер1. Иванов1. Н.А.Бахматова1. УТВЕРВДАЮ:0Ш оШ^вщМббетон1. Д-Т. Старцев 198^ г.1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы А.Ф. Ландера "Городские площадки > • с регулируемым водно-тепловым режимом"

118. Настоящий акт составлен в том, что на П.О. Москерамзито-бетон освоено производство дренажных плит из фильтрационного керамзитобетона по технологии, разработанной в диссертации А.Ф. Ландера "Городские площадки с регулируемым водно-тепловым режимом".

119. Состав материала изделия: цемент марки 400- ГОСТ 10178-76; -керамзитовый гравий марки 500; размер зерен керамзита 0,1-10 мм; состав, керамзитобетона 1:2,5 (по весу); водоцементное отношение 0,55; кубиковая прочность материала 50-75.

120. Процесс изготовления дренажных плит состоит из следующих основных технологических операций:1. Загрузка кассетной формы.

121. Виброфорпование под погрузом.

122. Перемещение формы с изделием.4. Немедленная распалубка.