Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 [ 107 ] 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

торым дано полное аналитическое решение задачи о сохранении мерзлого состояния грунтов основания для зданий, возводимых на вечномерзлых грунтах, как при помощи проветривания подполий, так и с применением охлаждающих труб и вентилируемых воздухопроницаемых крупноскелетных подсынок.

Не останавливаясь здесь на изложении сложных теплофизических расчетов (основанных на составлении баланса тепла и учета тепловых и ветровых напоров воздуха в подполье), что выходит за рамки данной книги, отметим лишь часто применяемое на практике весьма простое решение Г. В. Порхаева * для определения средней величины модуля проветривания подполья и приведем результаты расчетов Н. И. Салтыкова ** необходимой для различных геокриологических зон величины модуля проветривания подполий, обеспечивающей сохранение мерзлого состояния грунтов оснований, и в заключение изложим строительные приемы, применяемые на практике при устройстве проветриваемого зимой подполья.

В случае, когда требуется только сохранение (а не понижение) отрицательной температуры грунтов основания (с помощью продухов или щелей, открытых со всех сторон в цоколе здания) и нет необходимости определять максимальную температуру грунта (для оценки его несущей способности) на уровне подошвы фундаментов, модуль проветривания подполья М при допущении глубины сезонного оттаивания под зданием, равной глубине оттаивания вне здания, и равномерного распределения давления ветра в течение года, по Порхаеву, будет определяться следующем простым выражением:

(ап-еер) + лг.

ЗООУ?оср (9ср-f Вн) .

где /Сз -коэффициент застройки, зависящий от расстояния между зданиями / и их высоты h (при l>5h /Сз=1; при l=4h Кз=1,2 и при l=3h л:з=1,5); 6п, Эср, 9н -температуры помещения, среднегодовая подполья и среднегодовая наружного воздуха, °С; Ucp -среднегодовая скорость ветра, м/сек] 7?о -термическое сопротивление перекрытия над подпольем, м-ч-град/ккал; - тепловыделения водных и санитарно-технических коммуникаций в подполье, определяемые по формуле

где п-число тепловыделяющих трубопроводов; /тг - длина /-го трубопровода, ж; 9тг - температура теплоносителя, ""С; R-i - термическое сопротивление теплоизоляции трубопровода, м?--чХ

* Г. в. Порхаев. Расчет температурного режима оснований зданий » сооружений с круглогодично вентилируемыми подпольями. Сб. «Фундаменты сооружений на мерзлых грунтах в Якутии». Изд-во «Наука», 1968, а также -Пособие к СНиП П-Б.б-66, Госстройиздат, 1969. ** См. сноску * на стр. 323.

Хград/ккал; F-площадь пола Г -продолжительность года (Г = 8760 ч); Ui - время работы трубопровода в течение года.

Среднегодовая температура воздуха 9ср в вентилируемом круглогодично подполье, согласно «Пособию к СНиП П-Б.б-66», принимается равной среднегодовой температуре толщи грунтов на уровне нулевых теплооборотов, т. е. бсрЭо. Если же основание сооружения сложено пластично мер злыми грунтами (при температуре их от 0° до температуры не ниже границы интенсивных фазовых переходов порового льда в воду), то температура грунтов основания, согласно п. 3.24 СНиП.П-Б.б-66, должна быть понижена, при этом принимается:

При бо -0,5° С ... еср=4ео » 6о<С -0,5° С ... 0ср=30о

Отметим, что для зданий с повышенным тепловыделением необходимо учитывать отдельно летний и зимний балансы тепла и коэффициенты аэродинамического обтекания здания потоком воздуха в зависимости от формы здания и его ориентации по странам света, что производится по специальному теплофизическому расчету.

Практически общая высота вентилируемых подполий назначается по условию эксплуатации сооружений и по СП 353-66: для зданий шириной до 18 ж включительно-не менее 0,5 м, а для зданий более 18 ж -не менее 1 м. Однако, как показал опыт строительства в г. Норильске, высоту вентилируемого подполья во всех случаях следует назначать не менее 1,2 ж, а при широких зданиях и наличии большого числа водных и других коммуникаций в подполье - не менее 1,8 м.

Для определения размеров продухов в вентилируемых подпольях, достаточных для сохранения мерзлого состояния грунтов оснований, может служить табл. 43 значений модуля проветривания, составленная Н. И. Салтыковым.

Отметим, что, как показали исследования (М. Д. Головко и В. К. Щелокова) * температурного поля в основаниях, возводимых на вечномерзлых грунтах, с помощью гидроинтегратора В. С. Лукьянова, столбчатые фундаменты, прорезающие подпольное пространство, практически не нарушают общей закономерности температурного поля грунтов под зданиями и сооружениями. Однако следует отметить, что опыты были проведены, по-видимому, лишь с моделями фундаментов небольших размеров, ширина которых была меньше глубины залегания мерзлых грунтов основания. Тогда, действительно, при невысоких температурах помещения, как показали и наши опыты 30-х годов по замеру температур с помощью термопар в физических моделях бетонных фундаментов**

* В. К. Щелоков. Рациональное устройство фундаментов зданий в районах распространения вечномерзлых грунтов при сохранении мерзлого состояния основания. Изд. ЦНИИС Минстроя, 1959.

** И. А. Цытович. О распределении тепла в моделях фундаментов, поставленных на мерзлый грунт. Бюлл. № 25 Всесоюзного института сооружений. Изд. «Кубуч», 1932.

Таблица 43

Значение модуля проветривания подполий М

(без учета ветрового напора)

(рис. 140), а также наблюдения в опытном доме Петровск-Забай-кальской научной станции Гипромеза *, положительные среднегодовые температуры грунта не будут достигать подошвы фундаментов (рис. 141).

Если же ширина фундамента будет такой же, как глубина оттаивания грунтов в подполье здания, или большей, то несомненно будут иметь место локальные нарушения температурного поля мерзлых грунтов и, возможно, протаивание их под подошвой фундаментов.

Таким образом, при широких фундаментах необходимо учитывать их влияние на температурное поле в основаниях сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, и добавлять к общему количеству тепла, теряемому полом здания (перекрытием подполья), количество тепла, проникающее в грунт от фундаментов сооружения, или же принимать меры для удаления тепла, передающегося в грунт при посредстве фундаментов (устройство продухов, вентиляционных каналов, шанцевой кладки и пр.).

Последнее вызывает необходимость вести теплотехнический расчет и на устойчивость температурного режима мерзлых грунтов