автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Тепловой режим полов и заглубленных частей зданий

Министерство науки, высшей школы и технической политики РСФСР НИЖЕГОРОДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

МАКАРЕВИЧ Сергей Арсеньевич

УДК 697.1:536.2:692.53

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЛОВ И ЗАГЛУБЛЕННЫХ ЧАСТЕЙ ЗДАНИЙ

05.23.03 — Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и осг.ещение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижним Нопгород—1991

Работа выполнена в Белорусском ордена Трудового Крас ного Знамени политехническом институте.

Научный руководитель:

Кандидат технических наук, доцент Дячек П. И.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наун, профессор Грачев Ю. Г.

Кандидат технических наук Трошин В. Г.

Ведущая организация — проектно-технологический институт «Сельхозтехпроект», г. Минск.

Защита диссертации состоится « 24 » ЖИёи^Я Ш9? г. _часов на заседании специализированного Совета К 054.09.01 в Нижегородском архитектурно-строительном институте по адресу: С03600, г. Нижний Новгород, ул. Краснофлотская, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского архитектурно-строительного института.

Автореферат разослан « ^ » __1991 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета

кандидат технических наук.

доценг

Л. А. ВАСИЛЬЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОГЫ, Микройлнмат рдгший различного наэнача-, ния, состояние объектов, находящихся в них, и самочувствие людей : в существенной степени зависят от теплового режима ограждаташх конструкций, в том число полов, а для цокольных помещений -- такжо п заглубленных частей его». Потери теплота через поли и заглубленные чисти стон одноэтажных промьшшетшх и сельскохозяйственных ;ир;шй достигает 30;& от обцнх потерь теплоты.

Достоверный расчет теплового режима пола ц заглубленных учас-•:коз стен является необходимым условием для выбора их рациональных конструкция, удовлетворяющих заданным санитарно-гигиеническим ч технологии^-лени требованиям к микроклимату, позволяет принять гфректиш:"о рзпеншг при проектировании систем отопления и вентиляции в обслуы!в?.с»хк помещениях. Это дает возможность обеспечивать г-]>'буеммо парллстрч иякроклимата с кинимальнши затратами, оптими-:.;.роса';т,в.':йор работу пред^язиячетгн" для этого средств автоматизации. ''

Отсутствие ;;оогошр1:ых штодог. расчета, учитывающих особенности фор'.шрозанмл теплового реяимч конструтпЛ полов и заглубленных уча отказ стси, а •пито г.'лсси tn грунта основания здания обусловило нсос"ходимость проггдения данного исследования,

Ус'ЛЬО /ШШ'ШЩОННО'! PADOi'li ьгляегся разработка усовершенствованной ннкснерно.1 мзтодкки определения расчотиих потерь тепло-m чсрсс полы ;; заглубленные участки стен здешй л зимний период на основа исследования процессов распространил теплоты в них и в грунтах оснований.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ: выбор и обоснование модели теплоперено-са в массиве грунта у здания с учетом комплекса действующих на поверхности грунта и ограждающих конструкций метеорологических фак-.торов (температура, влажность, подвижность наружного воздуха, солнечная радиация, режим облачности, излучение теплоты с поверхности земли в окружающее пространство,'испарение-конденсация влаги на поверхности грунта, наличие снежного покрова ), зависимости тепло-физических свойств грунта от температуры, выделения теплоты фазовых переходов при замерзании грунтовой влаги, различия теплофизи-ческих характеристик грунта и материала стен и пола;

изучение влияния указанных факторов на процессы распространения теплоты в грунтовом массиве и конструкциях пола, заглубленных участков стен;

подтверждение принятой модели теплопереноса в расчетной облас ти путем проведения натурных экспериментальных исследований потерь теплоты через полы и заглубленные участки стен зданий;

разработка усовершенствованной инженерной методики расчета потерь теплоты через полы и заглубленные участки стен зданий, учитывающей нестационарность и многомерность процесса распространения теплоты, влияние теплофизических и геометрических параметров (длина, ширина, величина заглубления, толщина стен и пола здания) на формирование температурных полей;

внедрение полученных результатов в практику проектирования систем отопления и вентиляции зданий и сооружений.

НАУЧНУЮ НОВИЗНУ работы составляют: решение двух- и трехмерной задач нестациойарного теплопереноса через полы и заглубленные части стен зданий с учетом комплекса действующих на границах расчетной области климатических факторов, распределенности и нелинейности теплофизических параметров системы, зонного выделения теплоты фазовых переходов влаги в спектре температур при промерзании грунта; результаты исследования и оценка влияния на величину теп-лопотерь здания теплофизических и объемно-планировочных характеристик систеш теплообмена грунт-здание; зависимости для определения потерь теплоты через заглубленные участки стен и полы в зимний период.

ПРАКТИЧЕСКАЯ-ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Разработана усовершенствованна? инженерная методика определения расчетных потерь теплоты через заглубленные участки стен и полы зданий, позволяющая повысить достоверность теплофизических расчетов и осуществить рациональный выбор конструкций этих ограждений, принять обоснованные решения при проектировании систем отопления и вентиляции в обслуживаемых помещениях, оптимизировать 'функционирование систем автоматического регулирования параметров микроклимата.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты проведенных исследований предназначены для использования в практике проектирования, реконструкции и эксплуатации систем отопления и вентиляции зданий и сооружений. Разработанная инженерная методика и программа расчета теплопотерь внедрены и используются в ряде • проестных организаций г.Минска: Е1КГИ "Белпяодоовоцгехпроект" , ПГИ "Сезьхозтех-

проект", ЕГПИ "ЕелагропроекгЁГПИПП "Белпромпроект" , что подтверждается прилагаемыми к работе документами.

АПРОБАЦИЯ РАБОГЫ. Материалы диссертации докладывались на II научно-технической конференции молодых специалистов проектных институтов Госстроя БССР, г.Минск (1987г.), на научно-технической конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование ресурсов", г.Новополоцк (1939г.), на конференции "Энергосбережение в сельском хозяйстве", г.Киев (1Э30г.), на научно-технических ксн-ферегщиях профессорско-преподавательского состава ЕПИ (1987-1991гг.).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам работы тлеется 6 публикаций.

ОБЪЕЛ РАГ;(.'ГН, Диссертационная работа состоит из введения, четырех глгиз, основных выводов, списка использованных источников п приложения. Габота изложена 217 страницах, включая 141 страницу машинописного тз::ста, 57 рисунков, 19 таблиц и 10 страниц приложения. Библ;;огргфлески11 список содср-тлгг 102 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.

НА ЗАЦЩ'У ВШЮСЯГСЯ :

- физико-математическая модель, описывающая процесс нестационарной теплопередачи от внутренней среди помещения к наружной среде через пол, заглубленные части стен и грунт основания здания;

- результат» исследования н анализ изменения потерь теплоты в различных точках по периметру и во внутренней области здания, влияния на потери теплоты климатических, теплофизических и геометрических параметров;

- методика и программа для определения потерь теплоты через полы и заглубленные части стен -зданий в зимний период.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. Тепловой реяим полов и заглубленных частей стен формируется внешними и внутренними возмущающими факторами и параметрами системы. К ним относятся характеристики конструкций пола и стен, а также грунта* основания здания; параметры внутренней среды, определяемые гигиеническими или технологическими требованиями; парамзтры наружной среда, характеризующие теплообмен на поверхности грунта. Передача теплоты из помещения через полы и заглубленные части стен сопровождается фазовьт-лг переходами грунтовой влагиналичием зон с талым и мерзлым грунтом, В основа- • нии здания формируется многомерное температурное полз.

б

Аналитическому и экспериментальному исследованию теплового режима грунтов оснований зданий и сооружений и теплопотерь через полы и заглубленные части стен посвящены работы В.Д.Мачинского, Л.А.Сандера, С.Н.Шорина, А.Г.Гиндояна, Т.КисНл ,М.К2аЛ1 ,ХЬсйаш., В. Ки$ис1а., Ь.1ит1>аИ .Б^роопег ,1_.5>Кеп. К.ат.$еу и др..

Однако предлагаемые результаты исследований не учитывают влияние на изучаемые процессы многих важных факторов. Инженерная методика расчета теплопотерь, учитывающая нестационарность теплопередачи, приводится лишь в работе А.Г.Гиндояна. Но из-за принятых упрощений методика применима не для всех конструкций зданий. На практике в настоящее время расчет теплопотерь производится сильно упрощенными и приближенными-методами, которые нашли отражение в нормативных документах.

В результате анализа литературных данных в работе обосновывается возможность использования для описания процесса теплопереноса в исследуемой области уравнения:

где С^С^Х^.М), * а,«^.*^)

Влияние грунтовой влаги.на формирование температурных полей в основании здания учитывается с помощью аффективных значений теп-лофизических коэффициентов грунта, исходя из стационарного распределения влаги. Функции Су,\. для грунта существенно зависят от его теплового состояния (талое, мерзлое, протаивающее-промерзающее). Объемная теплоемкость грунта определяется в соответствии с законом аддитивности: С, Саро + Сар<>(\ -1) + I , т.к. грунт

можно считать состояирш из трех основных компонентов: остова ( С0), грунтовой влаги ( Сь) и льда ( С, ). Коэффициент теплопроводности рассчитывается как функция плотности, влажности, льдистости грунта в зависимости ОТ его температуры и вида. Выделение теплоты происходит в зоне промерзания в спектре температур от и до температуры полного промерзания, зависящей от вида грунта.

Граничные условия учитывают особенности теплообмена на поверхности грунта, выпадение в зимнее время снежного покрова. Тепловой поток на поверхности грунта определяется по выражению:

а« а, ± а* - <а* £ а* . (2>

Рис.2. Расярсяоленио гкякзсатур з кассы»« группа J-здаяля на 20 я;гварл1 Кльга'лгчоокцо условия г.Шнскя; Я « 0 г»; к.- 0,3 г.;; с'п~ 0,4 м; = 1,5 Вт/(п"С).

Границы расчетной области принимались вдоль поверхностей оградцающих конструкций и из условия обеспечения на границах одномерного теплового потока (рисЛ). Решение уравнения (I) осуществлено методой конечных разностей. Начальные условия задавались приближенно. Расчет происходил в течение нескольких годовых циклов до тех пор, пока не устранялось влияние начальных условий на формирующееся температурное поле. Достоверные результаты можно получить после просчета доух-трех годовых циклов изменения наружных параметров (рис.2), что занимает около I часа процессорного времени.

Для проверки соответствия физико-математической модели, принятой для теоретического изучения теплового режима полов и заглубленных частей зданий, реальным физическим процессам были проведены ШУРНИЕ ШСПЕРШЕШМЬШЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Изучались закономерности изменения тепловых потоков на внутренних поверхностях ограждающих конструкций зданий, т.к. параметры внутренней среды относительно стабильны во времени. Экспериментальное изучение указанных тепловых потоков позволило интегрально учесть весь комплекс факторов, под воздействием которых формируется температурное поле в массиве грунта у здания и конструкциях пола и заглубленных участков стен.

Исследования проводились в. течение января-марта 1989 и 1990 годов на трех различных объектах, расположенных в г.Минске. Измерения тепловых потоков производились с помощью прибора ИГП-П конструкции ИТТЩ All УССР. Погрешность измерений составляла в среднем до 10^. Для определения коэффициента теплоотдачи (4 осуществлялись измерения разности температур поверхности ограждающей конструкции и окружающей среды с помощью дифференциальной термопары. Для повышения точности наблюдений значения климатических параметров принимались по дашьш их документальной регистрации в гидрометеорологической обсерватории в г.Минске. Характеристики грунтов принимались по данным инженерно-геологических.изысканий. Теплофи-зические свойства определялись в соответствии с их составом, плотностью, влажностью. Проведение предварительного эксперимента позволило установить повторность опытов по измерению тепловых потоков.

Созданный программный комплекс решения уравнения (I) и совокупность указанных данных позволили, произвести теоретический расчет тепловых потоков на внутренних поверхностях ограждений для реальных условий.

Результаты натурных энсперимзнтальных исследований тепловнх потоков и численные расчеты на ЭВМ для ре'альшйс условий свидетельствуют, что модель, используемая в.работе для описания процесса тегоютареноса в исследуемой раочотной области, корректна и монет применяться для теоретического изучения теплового режима полов и заглубленных частей стен зданий. Расхождение локальных значений тепловых'потопов составляет: максимально - до 30;$, в среднем - до 20;$ (рис.3).

о ,от/и1

Л ?.v.

töl Ш ISi 52.1 Ш л'Д 'Ii Iii !5Л Г'";

Тиа.З Сравнение тасечитанных (сплсяныз лшпш) и измеренных значений плотности толковых потоков в здании учебного корпуса £?iö Б1Ш» Н « 3 п (см. рпс"Л). Е«-£ , «'Ом ,

•> - i|«0 !! ; ||-0,•!• i.f 5 о- (j«I,6'tf : л-яИ),4 м (у«Н>.

Анализ тгжтнх т,зпеш;й урядавняя геплопареноса (I) позволил г-уявить о с и о в н >J о Ф а к т о р ы , влилщяа на величину оогерь ton.ioz-hi через пили п з^глуОлгиш'л части стен в зимний период. Определяют? влияиио на распределение температур п грунтовом шссиве основания пдшшя отсасывает тепло^пзнчоскио свойства грунта. В области о < зс< 6 м проявляется watmme теплозащитных свойств пола. Для ~ б м прч расчете тешгопотзрь через пол его параметры ногу? но учитываться. Логревиссрь определения тсплових.потоков на ппевьыает за счет ovoro

Среди действующих на поверхности земли тепловых факторов ( < ак, й' , йи) определяющее влияние па величину потерь теплоты ад нием в зимнее время оказывает конвективный тепловой поток. Учат только этого фактора в выражении (2) приводит к увеличению локал: ных расчетных значений потерь теплоты через полы в среднем не бо' лее, чем на Лишь для ккных районов страны эта величина состаз ляет до 10-12$.

Таким образом, при расчете потерь теплоты основным климатическим фактором является температура наружного воздуха -Ь« . Изменение ее среднесуточных значений описывается выражением:

(х-хЫах>)+, (3)

которое учитывает особенности наступления экстремальных значений •Ьи в наиболее«холодные периода знкы. Слагаемое учитывается в формуле (3) в течение Т суток и определяется следующим образом: Аь г ( Ькпип ~ ^||т;а)51Г1 ) .

Выделение теплоты фазовых переходов О^при замерзании грунте вой влаги ведет к уменьшению расчетных потерь теплоты через полч и заглубленные участки стен. Для наиболее неблагоприятных условий (влажные песчаные грунты, Низкие расчетные температуры наружного воздуха) уменьшение локальных значений тепловых потоков составляв до 15^ при уюте (Ц. Взаимосвязь процессов выделения теплоты й< п изменения геплофизических коэффициентов грунта ,йгепри его промерзании предполагает совместны}: учет их влияния на величину теплопотерь.

Обозначенный круг геометрических, теплсфизических и климатических факторов ( , -Ь , , Н , £„1, бм, Л., а , й9 Л«,«) рассматривался при дальнейшем проведении исследований.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА потерь теплоты через заглубленные части ст и полы, предложенная: в работе, примешала для незаглубленных и пол заглубленных зданий и сооружений, расположенных в районах с сезон йым промерзанием грунта. Б соответствии с выражением (3) величина теплового потока в любой точке на внутренней поверхности пола или заглубленной части стена принята состоящей из трех слагаемых:

С} « С|с * + ■ (4)

Поверхности стены и пола имеют различную бриентацию по отно-И® к поверхности грунта, поэтому составляющие , ^, опре-

;зляэтся orдольно для вертикального (в) и горизонтального (г) Лтпстков. -

Слагаемое рассчитывается по формуле вида:

ta - t но

Чс=1-:—г~ •

— + R. + —

Для определения значений к.в при м и значений к. г

гри 0<х<5 м получена зависимость: R = a fl0 йхр (б х) .

!десь а,б,с,i- численные коэффициенты, зависящие от параметров

Иех, И„, К , В ; Я0 соответствует (1а(0Ьш1 ílr(0). Яопределяйся как функция И4Ти \гр, а liQ(H).

ПриХ}6 м для расчета R.r используется яыраясние:

»ормулы для определения коэффициентов о. , 6 имеют следующий вид:

а - * ♦ о, 4а H°'7S ; Ь -- \/i 5 * 2 5гт > .

Слагаемое определяется как гармоническая функция с периодом год: С|„= A COS СС - axS) . Для расчета амплитуды к годо- . юс колебаний теплового потока и сдвига фаз АХ колебаний теплового :стскй íno отношению к колебаниям температуры наружного воздуха поучены Ьыраления: к~ Аа/eoqXCtOC") ; дх = дх0 + tx^ . Коэффи-денГй й., о , С , d определяются кап функции параметров t,(n,£rt, W ,

Vfr'^fT' ^CTI аа» ^n » tt •

Изменение потерь теплоты при наступлении резкого похолодания оси1? сложный характер из-за апериодичности изменения температуры аруяного воздуха. Поэтому значения С|,п определяются только в рас-ё'тный период: а ^ко/й-Р^00'1" ^ • Коэффициенты Q и ti являют-й функциями параметров ar(,,Ctcr, а.п, 4т, ^n i И ; Т •

Шлтшы А, ,ДТ0, с^ соответствуют ог=о или у=0 (рис.1) и опре-ёляюгсА в виде функций аналогичных параметров для глади.стены вые уровня' грунта, где температурное поде можно считать одномерным. от '1'1>0 , то AríO)« А6С'Н) и A^íO = ЛТ3(Н). Влияние со-тавляющей на теплопотери проявляется в зоне до 2 м на поверх-ост'й заглубленной части стейы и пола. Для этой зоны доля cjn может оставлять до 30% от суммарного значения . Зависимость (4) поз-оляет находить значения q , отличающиеся от результатов численных асчетов: для локальных теплопотерь - до fíW, Для средних теплопо-ерь - до 5/о.

В зимнее время во многих районах на поверхности грунта имеется снежный покров^ Для проведения, инженерных расчетов в работе предложены'эавийшоЬти, позволявшие; учесть уменьшение .в р раз •теплопотерь через заглубленные части стен и полы три наличии на •.поверхности грунта слоя снега-(рис.1): р» \ » ^ + frx'«-c ' "

В качестве пространственной переменной подставляются значешш х ■ для расчета величины q,r и значения у - для . Коэффициенты а ,

6 , с определяются величинами Кс , И . Они рассчитывается отдельно для слагаемых ( с^) и - , чта вытекает, из динамики изменения температуры нарршого воздуха в зимний период и распространения температурных возмущений в слое снега. При наличии cne;.a:oro покрова потери теплоты уменьшаются до 2 раз для аон пола» напосрбд ственно прилегающее к наружным стенам..

В углу здания происходит увеличение потерь теплоты. Предложено. учитывать его количественно с помощью коэффициента Г,т-

В работе обоснована возможность•-определения величины !iT для фиксированного расчетного момента в виде функции только геометрических параметров X , 'ij , I , И . Значения КТ(. рассчитанные для каждого слагаемого в уравнении (4), отличаются на величину до 5%,• поэтому Кт определяется для суммарного, теплового потока в данноЛ точке На расстоянии далее 4 м от утла здания температурное поле являете) практически двухмерным, т.е. В углу(. значение 1ч.v достигает^-3

Для заглубленной части стены: ¡Сг ¿UurtxT « LL) или Кт = cUitr '¿~+ 1 Значения г , 5 , И зависят от у и И (рис.1).В любой точке на поверхности пола усплозой'поток определяется из условия оимметрич-нооти температурного поля относительно биссектрисы угла здания. Tie. пр;! 0<хб| и 0 <ъс :с t Cj.CX,?^ «C|i*,0) - .Oi-tjif

А при. О < |r и 0 <ac<Z из условия симметрии: q c*c£

Воспользовавшись приведенными' выражениями, 'молно найти тепло вoli поток в любой точке на поверхности пола и заглубленной части . стены: (с^ -•■ * ~ . Суммарные потери теплоты через пл щадку иогус о'сть найдены путем интегрирования:

О- - j Ч dF •

Сравнение результатов расчета теплопотерь по предложенной в работе и по друтш известным методикам показивает, что представле ная методика позволяет опродалоть тепловые потоки с большей достс иарностыэ. Для заглуоленшх- участков стен средние потери теплоты

q.BT/M1 80

(UCC.S2M

Расстояние вдоль по5е.рхности

ЗАГЛУБЛЕННОЙ ЧЛСТИ СТЬНЫ и

пол*. , м 1.0

й,Ьт/мг Ю

6

0<ОС4 2 м

а, Вт/м1 10-

5

6

Oß 12

О <Х4 j м

Расстояние йд,'оль

пс&ерхности пола , м 2,0

Расстояние вдоль

ПОВЕРХНОСТИ ЦОДА ,

2

Расстояние, вдоль nOSEPXHÖCTrt ПОЛА

м

Рлс.4. Сравнение расчетных потерь теплоты па различным методикам "

^ - по зависимостям, предлагаемы?;! в работе;----по метддако СНпП 2.04.05-86

по методике А.Г.Вшдояна. а = 24 м; йгТ „ <=• 0,08 и; ö„ = 0,1 м; А» = 23 Вт/f/'C); оС5и = 8,7 Вт/(м£С); tä = I8UC; климатические условия г.Минска; .

а) II = Im; \t;= 1,16'Вт/(м'С); а„= 0,56.I0"4mVc; Л.ет,„= 1,16 ВтДм'С); ает,„= 0.56.Ю' иУс

б) Н = Ом;. \гр= 1,8 Вт/См''С); . Q-„= р,85Л<^/ м*/с; _Л.£Т= 0,4 Зт^О^С); а„= 0,35.10' м7с;

= 0,9 ВтДм'С); а„ = 0,5.10'

м

уточняются'на + 150/3. Нормативная методика завышазг , потеря тепло ты'через'пол здаш!Я ка Баштану до 70^ (рпсЛ). Разработанная ш тодика реализована в надо программ для ЕС ЭЕД и ГОШ п позволяет определить обще потери теплота через пол г. заглубленные части с для всего здания; потери теплота для заданшх площадок (дяя отде них поызщенЕй); локальный тепловой готок г. ачишературу щгцэенна поверхности ограждения в заданной точке»

Отклонение рассчитанная тепло гготеръ но сравианпа с норьагсг кой методикой определяется сочетанием гао^трнческвх, тепясо,ис:> че'скпх, кявштических факторов, названных ыдша, которне носят конкретнее особенности для каждого случая»

Результата .исследований апробированы в практика проектировав црэдавяаших и сельскохозяйственных: зданий в институтах ''Еолагрс проект", "Сельхозтехпроект", "Болшгодоовоэдехцроект", "Белсроь:-проект", что подгв'ерздено прнлагаеншш к работе заютяешяьв си; котствущлх организаций,

•Разработанная наш уточнзнная расчетная кетодпка определенна потерь то плотя через шли и загдубленше 'кати стен позволяет снизить общую тепловую нагрузку на отопление здания на 10-15 ¡., Б результате погашается уровень ооесдгчешшоип коцгортких пхй технояодгческкх наракзаров и^крох^шлатл и с:а.;;:латся окохр^агад«-ошзае затрат,

ОСНОЕШЕ шводн

1, Оущостгу:о:™е способа расчета техшоього пдлов !; а, •хздблзшшх частей зданий не у-тишл:?,!' вгашпик егед>пвги хахзых

• с;акгоров: скоярекашзж ¡¡шижапС тзизература гарушого хоздуха кштедо сйошого поцроха, характера кзышзшш аопла1*;зическпх н рацсгров грунтов^ то шоёшдоосюх ск&ста полов к подземной час степ, Эго фпводау к отклонен::«^ удюжлкаь: зкачеля!; 'д-оштопоторх-чзрзз назЕЗшас копетруздгш на кдапаку до 70 '/.■ и к оп-ибкам в оценке теплового рсг:п.х; по;,;-и2к.л. -

2. Да-оснокз сфор^лнроЕ-анпоп Ц'азикочзтигэжачоскоЙ модели ю^опгш кетода кодащлх разностей рахокз г*.цггго:'орная нелинейная зддача перевозе тешил:.: и ьеследуоиоп ойкзога, Прзн&гая физико-

математическая модель подтверждена натурными экспериментальными исследованиями.

3. Проведена оценка влияния на величину теплопотерь различных составляющих теплового потока на поверхности грунта (снега), выделения теплоты фазовых переходов грунтовой влаги ( 0.$), теплофизи-ческих и конструктивных характеристик системы. Показано, что при расчете потерь теплоты через полы и заглубленные части стен необходимо учитывать теплофизические характеристики грунта и строительных конструкций, теплоту фазовых переходов Clip, наличие снежного покрова, конвективный теплообмен на поверхности грунта (снега) и объемно-планировочные характеристики здания.

4. Общий тепловой поток, принимаемый в настоящее время состоящим из стационарной (о6) и нестационарной годовой (0^) составляющих, следует дополнить нестационарной составляющей (Q„), обусловленной наступлением резкого похолодания. Установлено, что величина оказывает влияние на потери теплоты в зоне шириной до б м,

а величина- - в зоне шириной до 2 м на поверхности заглубленной • части стены и пола.

5. Наличие снежного покрова приводит к уменьшению теплопотерь через полы и заглубленные части стен на величину до 20%, а для зоны' пола шириной 2 м, прилежащей к наружной стене - до 80%.

6. Выявлено, что в зоне до 4 м от угла здания'необходимо учитывать трехмерность температурного поля. Локальные потери теплоты в области угла в 1,5-3 раза выше, чем в средней части здания.

7. Разработана усовершенствованная методика определения потерь теплоты через полы и заглубленные части стен зданий в зимний расчетный период, которая реализована на ЭВМ и внедрена в практику проектирования.

ОСНОВНЫЕ ПОДОЖЖЯ ДИССЕРТАЦИИ ЮЮШЫ В (ЖДУЩИХ РАБОТАХ

1. Макаревич С.А. Тепловой режим полов и заглубленных частей зданий // Тезисы докладов научно-технической конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование ресурсов", 25-27 апреля 1989г. - Новополоцк, 1989.- С.22.

2. Макаревич С.А. Расчет потерь теплоты через полы и заглубленные части зданий // Тезисы докладов научно-технического семинара "Повышение энергетической эффективное?;* систем теплоснабжения и

вентиляции зданий и сооружений", 24-25 апреля 1990г. - Челябинск, 1990,- С.123-125,

3. Макаревич С.Л. К расчету теплопотерь через полы зданий // Техника, технология, .организация и экономика строительства, - Минск: Выщзйшая школа, 1990,- С.35-40.

4. Макаревич С.А'. Граничные условия к задаче исследования температурного режима полов и заглубленных частей зданий / Ред. журн. иИзв.вузов. Энергетика".- Минск, 1989.- С.8,- Деп. в ВНИИИС 9.01.90 № 10574. •

5. Дячек ПЛ., Макаревич С.А. Расчет потерь теплоты через полы и заглубленные участки стен / Ред. кури. "Изв.вузов. Энергетика".- Минск, 1990.- С.14.- Деп. в ВНИИИС 28,06.90, 10731.

6. Макаревич С.А. Краевые условия и потери теплоты через полы и заглубленные части зданий / Ред. журн, "Изв.вузов. Энергетика".-Минск,' 1990.- С. 10.- Деп. в ВНИИИС 26.08.90, »:? 10784.

ОСНОВНОЕ УСГОВЯ'Е ОБОЗНАЧЕНИЯ

Х,у,1 - пространственные координаты, м; 1-, 6, VI - душна, ширина, величина заглубления здания, м; 5 - толщина ограждающей конструкции, м; И.^- высота снежного покрова на поверхности грунта, и; р0 - плотность остова грунта, кг/м3;№, I - влажность и льдистость грунта; V,а. - коэффициент теплопроводности и температуропроводности, Вт/(м°С) и и^/с; С, - объемная теплоемкость, Дж/(м3 °С);с<_- коэффициент теплоотдачи, Вт/С/" °С); Я. - термическое сопротивление оградцающей конструкции, массива грунта, (м^ °С)/Вт; А - амплитуда изменения климатических'параметров и тепловых потоков; ¿"С - отставание по фазе колебаний теплового потока по отношению к колебаниям температуры наружного воздуха,, сутки; "С г текущее время, считая от 'I января, сутки; Т - продолжительность резкого похолодания, сутки;

- время от начала резкого похолодания, сутки; Х1тах - время наступления максимальных значений температуры наружного воздуха, считая.от I января, сутки; й4- тепловой 'поток за счет солнечной радиации, Вт/м^; 0.,с - конвективный тепловой поток, Вт/м'-; йи - тепловой поток за счет излучения поверхности земли в окружающее пространство, Вт/м^; й* - тепловой поток на поверхности грунта за счет испарения-конденсации влаги, Вт/м^; источник-сток теплоты за

счет фазовых превращений грунтовой влаги в зоне сезонного промерзания, Вт/м3; С^ - плотность теплового потока, Вт/м''; с^о^ю^" ~

составляющие теплового потока соответственно стационарная, нестационарная годовая, нестационарная за'счет резкого похолодания, Бг/м^} ■ЬнДз - температура наружного и внутреннего воздуха, °С;ЪНо-срэд- -негодовая температура наружного воздуха, °С; "Ь„- то ие минимальная среднемесячная, °С; - то же минимальная среднесуточная,°С; ^з- температура начала замерзания грунтовой влаги, °С.

ИНДЕКСЫ

В - вертикальный, Г - горизонтальный, ВН - внутренний, Н -• наружный, ГР - грунт, ПЗ - поверхность земли, СТ - стена, П - пол, Т - талый, М - мерзлый. .