ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ПОДЗЕМНЫЕ НЕОТАПЛИВАЕМЫЕ ХРАНИЛИЩА С УМЕРЕННЫМ ЗАТЕПЛЕННЕМ

Термин «умеренное. затепление» в отличие от «сильного затепления» (см. п. 3) будет выяснен в последующем изложении настоящей темы. Вообще же здесь будет итти речь о погребах в свободном наружном грунте (не под другим зданием), в которых температура поддерживается исключительно теплотой окружающей почвы и по обычным требованиям

не должна падать ниже 0° при наи­более низкой наружной температуре. Для расчета или проверки темпера­туры в таком помещении надо знать температуру почвы по сторонам его и под ним.

Возьмем схему подобного по­греба по рис. 77. Назовем через t0 температуру поверхности почвы

Рис. 77.

(под снегом) при наружной темпера­туре Ти (среднемесячной), через th — температуру почвы на поверхности земляного пола погреба (глубина h), через Н—глубину зимнего про­мерзания почвы (где температура равна 0°) и через*—температуру воздуха в погребе. Тогда составим уравнение теплового баланса для погреба в следующем виде:

а) Приток теплоты от пола будет:

“в * ■ F,

где ав = 5— 7 ккал, F — площадь пола. Если пол не земляной, а покрыт

каким-либо слоем материала толщиной е м с коэфициентом внутренней теплопроводности >., то вместо ав надо взять в нашем выражении ко - эфициент теплопередачи kl от почвы под полом к воздуху подвала, определяемый из формулы:

І-— L і £

К ~ “в >' '

б) Приток теплоты от нижней части боковых стен погреба, лежа­щей ниже уровня зимнего промерзания, будет:

’^s ' (т — л:)Р• (А— И),

где k2 — коэфициеит общей теплопередачи боковых стен, а Р— их периметр.

в) Приток теплоты (отрицательный) через верхнюю часть боковых стен составит:

£Й(|-*)РЯ.

г) Теплоприток (отрицательный) через перекрытие будет:

MTn-x)F,

где k& — коэфициеит общей теплопередачи верхнего перекрытия, вклю­чая чердачное пространство и кровлю, если они имеются (см. формулу в части I, конец главы 2).

Таким образом получим следующее уравнение теплового баланса:

«в (** — *) /=■ + ■k2 (|- х) P(h - Н) +k2 (| -.х) РН-1 + №~*и).р=и.

Составленное уравнение теплового баланса может привести к опре­делению внутренней температуры х в погребе (или к проверке взятой ее величины, если знак = изменим на^>) лишь в тех случаях, когда нам известны величины t0 и th. Первую можно получить из климато­логических таблиц экстраполяцией или из следующих соображений.

Температура t0 зависит не только от наружной температуры и глубины промерзания, но и от теплопроводности снежного покрова. При заданной толщине ес и плотности снега (следовательно при заданном коэфицненте Хс) температуру tQ определим из уравнения теплового баланса для поверхности земли, которое выражает равенство теплоты, притекающей к этой поверхности от уровня промерзания (с температурой 0°) и передающейся через снежный покров к наружному воздуху. Уравнение это будет следующим:

К *а — Ти

— + —

V

где Хц есть коэфициеит для наружной почвы. Примем например — — 2,0, Хс = 0,55, еа = 0,4 м, ац = 20, Тп = — 20°; тогда получим /0 — = —7°. В нашем климате Московской области можно принимать /0 = —10“ в селениях и /0 = —15“ в городах (и вообще там, где снег счнщае гея).

Что касается температуры почвы th, то ее следует брать из климато­логических таблиц.

Однако эти температуры, особенно под уровнем промерзания, нельзя непосредственно предполагать и в почве под погребом, так как нали­чие последнего может существенно изменить почвенные температуры под ним, причем особенно опасным было бы отставание этих температур сравнительно с тем, что мы имели в свободном ,грунте.

Это затруднение мы можем разрешить следующим образом. Темпе­ратуры под погребом будут не ниже температур на той же глубине

в. свободной почве в том случае, если сумма термических сопроти­влений над почвой в строительных ограждениях погреба будет не меньшей, чем термическое сопротивление слоя свободной почвы толщи­ной h м (равной глубине погреба). Таким образом подсчитываем:

а) термическое сопротивление пола погреба равно ~ - J-

б) термическое сопротивление перекрытий равно причем k надо

Аз

понимать не только как составной коэфициент согласно данным части I, глава 2, но включить в него также и некоторый слой снега, если подъем кровлй мал;

в) термическое сопротивление слоя h м свободной почвы и снега над ней будет:

• с+£+г-

Таким образом имеем уравнение: е_ , 1 , 1

X

которое выражает собой условие применимости взятых из таблиц температур свободной почвы к почве под погребом. Из этого уравнения можем определить необходимый для этого применения коэфициент перекрытий k. A. Пусть например погреб имеет глубину h — 2,5 м, его пол сделан из бетона (X—1,5) толщиною е = 0,20 м, аи = 20, ав = = 7, h = 2,5 м, £.2 = 0,4, Х = 0,55. Тогда получим:

0.20 .11 2.5 , 0,4 1

1,5 “Г 7.0 і k3 “ЧО-!- 0,55 ' 20’

откуда /е,|< 0,6.

Если на кровле предполагаем минимальный слой снега е|.=0,10 то коэфициент k'.. собственно строительной конструкции перекрытий определится следующим образом:

1

'V

кз >:с

При таком или несколько меньиіем коэфициенте общей теплопере­дачи перекрытий мы можем следовательно считать температуры почвы

прилегающей к стенкам хранилища, до уровня промерзания расположен­ными по закону наклонной прямой, или, что то же, по формуле:

1 г° и '

а для почвы иод полом хранилища принимать температуру th, как у свободного грунта на той же глубине и столь же равномерной по всей площади пола.

После этого нетрудно будет разрешить общее уравнение теплового баланса для погреба, задавшись пробно некоторыми коэфициентами kx и А., для пола и стен погреба.

Если нам нужно иметь в погребе температуру более низкую или более высокую, то, очевидно, следует прежде всего изменить вели­чину ka в соответствующую сторону. Но если его величина выйдет значительно за найденный выше предел (0,6), мы уже потеряем право предполагать температуры почвы под подвалом такими же, как в сво­бодном грунте. Кроме того они окажутся еще неодинаковыми по есєй площади пола. Расчет их в этих случаях будет изложен ниже, в па­раграфе о „сильно затепленных" помещениях.