Исследование теплопотерь зданий и коммуникаций в нестационарном режиме

• Автор: Карякина, Светлана Валентиновна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 135 с.

ВВЕДЕНИЕ
Западная Сибирь имеет все виды топливно-энергетических ресурсов и является крупным нефтегазодобывающим районом. Топливно-энергетический комплекс Западной Сибири является одним из основных составляющих развития экономики государства.
Обустройство месторождений углеводородов на севере Западной Сибири связано с проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений в специфических условиях криолитозоны. Вечномерзлые грунты занимают в России 11 миллионов квадратных километров суши. Их наличие накладывает отпечаток на производство любых строительных работ
Исследование процессов тепловлагообмена в промерзающих грунтах вблизи сооружений является совершенно необходимым для обеспечения их нормального функционирования. Немаловажное значение имеет прогноз эволюции фронта промерзания-оттаивания грунта в течение срока эксплуатации и по его результатам разработка мероприятий по предотвращению катастрофической деградации вечной мерзлоты.
Освоение нефтегазодобывающих районов связано с большими объемами промышленно-гражданского строительства
Развитие строительного производства, которое во многом является стимулирующим фактором научных исследований, часто значительно опережает выход в свет норма-

тивных указаний по проектированию и расчету строительных конструкций и зданий в целом. Натурные и лабораторные испытания, разработка новых методик расчета строительных конструкций, анализ эксплуатационных характеристик всего сооружения в целом, позволяет учесть специфические особенности разрабатываемых сооружений, а также влияние внешних факторов, воздействующих на них.
При рассмотрении вопросов освоения Севера необходимо учитывать характерные для него специфические особенности: отдаленность от развитых районов страны, отсутствие стабильных транспортных связей внутри зоны и развитой промышленности строительных материалов, случайное размещение отдельных ее предприятий, высокая стоимость рабочей силы. Суровые климатические условия Севера, характеризующиеся низкими температурами наружного воздуха, большими суточными колебаниями, сильными ветрами, снегозаносами и интенсивными дождями вызывают особую необходимость учета всех этих факторов при проектировании и строительстве зданий.
К строительству на Севере предъявляются серьезные требования, определяющие необходимый микроклимат в помещениях, качество зданий с санитарно-технической и физиологической точек зрения, обеспечение необходимых удобств проживания людей, а также экономические показатели - уменьшение трудоемкости и повышение уровня индустриализации строительства, долговечность, снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Требование надежной тепловой защиты сооружений и обеспечение комфортного микроклимата в жилых помещениях на Севере во многом определяются климатическим районом строитель ства.
Главным направлением индустриализации обустройства нефтегазодобывающих объектов остается комплектноблочный метод, незаменимый при строительстве наземных объектов энергокомплекса в Западной Сибири.
Нефтегазопромысловые сооружения относятся к малообъемным и рассредоточенным объектам, которые в настоящее время возводятся в комплектно-блочном исполнении. Наружные легкие ограждения монтируются из металлических панелей с эффективной теплоизоляцией.
Основной особенностью наружных легких ограждений является необходимость изучения их свойств во времени, обусловленное наличием уплотнения, что в свою очередь со временем приводит к ослаблению герметизации и увеличению воздухопроницаемости через наружные ограждения и тем самым к увеличению энергозатрат для поддержания микроклимата.
При анализе конкретных технических ситуаций особое значение имеет физико-математическая модель изучаемого явления, обеспечивающая достаточно точный расчет исследуемых характеристик и показателей.
Большая часть диссертации посвящена теплообмену в ограждающих конструкциях. Рассматриваются также вопросы прогнозирования положения границы промерзания-
дака Б.М. и Самарского А.А.[66]. Применение этого метода основано на сглаживании («размазывании») фронта в некотором диапазоне температур. В результате решается задача для нелинейного уравнения теплопроводности.
1.3. Оптимальное проектирование теплоизоляционных конструкций
Оптимальному проектированию конструкций разного назначения посвящен ряд работ Бабе Г.Д., Гусева Е.Л., Каниболотского М.А., Уржумцева Ю.С., Федоренко Р. П. и др. Теплоизоляционные конструкции широко применяются в различных областях промышленности, в том числе в строительстве и теплотехнике[21,51,76]. По своему назначению их можно разделить на два основных класса.
К первому классу относятся теплозащитные конструкции, хорошо гасящие стационарные тепловые потоки. В стационарном режиме качество теплозащитной конструкции определяется коэффициентом теплового сопротивления. Например, для плоской неоднородной стенки толщиной а! и
распределением коэффициента теплопроводности Я(х) коэффициент теплового сопротивления
к = {
(1.13)
О Л ( X )
Для кусочно-постоянного распределения Я (х) стенка
является слоистой и