Годы основания / 
  • Проектное бюро - 1998
  • Монтажный отдел - 2008
  • Производство - 2012
  • Лаборатория - 2014
+7 (495) 787-91-05
+7 (495) 227-74-47

  ПН-ПТ 10:00 - 18:00

Расчет потерь теплоты подземным коммуникационным коллектором в грунт по методике Б. А. Казанцева

В настоящее время развитие инженерных коммуникаций и индустриализация городов неизбежно ведет к не хватки пространства для коммуникаций. В связи с этим, явным решением данной проблемы является укладка коммуникаций под землей.
Сеть подземных коммуникационных коллекторов стремительно растет и развивается, что требует более детального их изучения с точки зрения обеспечения нормативных микроклиматических условий, которые непосредственно влияют на срок службы и характеристики коммуникаций. Одним из ключевых факторов влияющих на микроклимат коллектора являются потери теплоты. Так как подземный коллектор является сооружением глубокого заложения и в нем имеют место большие тепловыделения, то процессы потери теплоты носят нестационарный режим. В СССР данным вопросом занимались многие ученые и одним из них был Б. А. Казанцев, который предложил методику расчета нестационарности потерь теплоты подземными сооружениями в массив грунта.
По методике расчета теплопотерь в тоннелях метрополитена с глубиной заложения менее 10 метров предложенной Б. А. Казанцевым предлагается следующая формула:
Q=k∙F∙(t_в-t_(гр.) )∙z,[Вт] (1)
где: k – расчетный коэффициент теплопередачи для плоской стенки, Вт/м2∙°С; F – площадь поверхности ограждающей конструкции с учетом криволинейности стенки, м2; t_в - температура внутри тоннеля, °С; z – время теплоухода, час.
Максимальная и минимальная температура грунта определяется по формуле профессора О. Е. Власова:
t_гр^р=t_(пов.)^ср+H/30-h/220±A_(t пов.)/e^(H∙√(π/(a∙z))) ,°С (2)
где: t_гр^р - средняя температура поверхности грунта, °С; H – заданная глубина от поверхности земли, м; h – повышение рассматриваемой точки местности над уровнем моря, м; A_(t пов.) - амплитуда колебаний температуры на поверхности грунта, °С; e – основание натурального логарифма; √(π/(a∙z)) - логарифмический декремент затухания.
Для тоннелей с прямоугольным поперечным сечением при определении расчетной ограждающей поверхности необходимо учитывать влияние имеющихся углов, увеличивающих теплопотери тоннеля. По методике Б. А. Казанцева предложено учитывать влияние углов прибавлением к каждому из внутренних размеров подземного сооружения некоторой величины, равной 0,67∙√(z∙λ/(γ∙c),м.)
Коэффициент теплопередачи в таком случае определяется по формуле:
k=1/(1/α_в +(2∙H+√(z∙λ/(γ∙c)))/(3∙λ_(гр.) )),[Вт/м^2∙°С] (3)
где: H – расстояние от уровня земли до верха перекрытия, м; λ – коэффициент теплопроводности ограждающей конструкции тоннеля, Вт/м2∙°С; λгр. - коэффициент теплопроводности слоя грунта, Вт/м2∙°С; γ – объемный вес ограждающей конструкции тоннеля, кг/м3; с – теплоемкость ограждающей конструкции тоннеля, кДж/кг ∙°С.
Подробно рассмотрев данную методику и применив ее к подземному коллектору прямоугольной формы, имеющую постоянное поперечное сечение F=4,83 м2, глубину заложения до 10 м с шагом заглубления в 1 м., грунт в виде суглинка с заданным коэффициентом теплопроводности λгр. = 1,18 Вт/м*°С для сухого грунта и λгр. = 1,26 Вт/м*°С для мерзлого грунта соответственно, постоянную температуру в подземном коммуникационном коллекторе tв=30 °С, произведем расчеты для нахождения потерь теплоты в разные периоды года для средней полосы Российской Федерации, а в частности для г. Москвы. Согласно п. 2.27 СНиП 2.02.01-83 определяется нормативная глубина промерзания грунта, которая равна 1,30 м.
На рис. № 1. представлен график зависимости потерь теплоты подземным коллектором в массив грунта в холодный период года, из которого видно, что потери теплоты снижаются с каждым метром заглубления.

Рис. № 1. График зависимости потерь теплоты подземным коллектором в массив грунта в холодный период года.

На рис. № 2. представлен график зависимости потерь теплоты подземным коллектором в массив грунта в теплый период года, из которого видно, что потери теплоты так же снижаются с каждым метром заглубления.

Рис. № 2. График зависимости потерь теплоты подземным коллектором в массив грунта в теплый период года.

Графики на рис. № 1. и рис. № 2. говорят о том, что потери теплоты уменьшаются не только от заглубления коллектора, но и от сезонного изменения температуры наружного воздуха. Однако методика расчета Б. А. Казанцева не учитывает форму сооружения, его размеры, а так же теплотехнические свойства ограждающего массива грунта и времея натопа. Так же данная методика справедлива лишь для коллекторов, заглубленных на глубине не более 10 м.


Наши объекты

НПО им. Лавочкина

МО, г. Химки, ул. Ленинградская 24

ФГУП "Спецмагнит"

Москва, Дмитровское ш. 58

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ МГУ им. Ломоносова

Москва, ул. Ленинские Горы 1с3

Коттедж 1600 м2

МО, г. Одинцово, КП Стольное

Дельта-Системы СБЕРБАНК Покраска банкоматов

МО, г. Фрязино, пр. Введенского 12

РАЗДОЛЬЕ МОСОБЛПОЛИМЕР Производство семечек и полимерной продукции

МО, Ногинский р-н, д. Большое Буньково, ул. Фабричная 1

БЦ "АВРОРА" - офисные здания

Москва, ул.Садовническая 82

Лианозовский Колбасный Завод

Москва, Дмитровское шоссе 159

КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ Национальный исследовательский центр

Москва, пл. Академика Курчатова 1

Бизнес-парк "ВОДНИКИ" - аренда офисов

Москва, ул. Водников 2

ФГУП Мытищинский научно-исследовательский институт радиоизмерительных приборов

МО, г. Мытищи, улица Колпакова 2а

"ПАКЕТТИ-Групп" - производство пленки и упаковки

МО, г. Климовск Подольск, пр-т 50 лет Октября 21а

BMW | Авто Авангард

МО, Новорижское ш. 9км

Концерн ВКО "Алмаз-Антей"

Москва, ул. Молодогвардейская 7

СБАРРО КИНОМАКС

г.Екатеринбург, пр-т Ленина 43

НПЦ Автоматики и приборостроения им. Пилюгина РОСКОСМОС

Москва, ул. Веденского 1

Офисное здание

Москва, Карамышевская набережная 37

ГЛАВСТРОЙ Девелопмент СБЕРБАНК КАПИТАЛ ЖК ЭМИРАЛЬД

Москва, Ленинский пр-т 103

КП Резиденции БЕНИЛЮКС

MO, Истринский р-н, д. Чесноково

АЭРОФЛОТ СкайВортекс

МО, Аэропорт Шереметьево-1, ангарный комплекс №3

ЖБК Стройбетон Производство ЖБИ

МО, г. Щелково, ул. Рабочая 1

Казенное Предприятие Московская Энергетическая Дирекция Департамент ЖКХ

Москва, 4-я Парковая 27

Лакор-Пластик Производство пленки и упаковки

МО, Дмитровский р-н, п. Некрасовский, ул. Ушакова 27

БЦ "Паритет" - офисные здания

Москва, ул.Тимерязевская 1

"КРОКУС ЭКСПО" - международный выставочный центр

МО, 66-й км. МКАД, Международная ул. 18

Мясоперерабатывающий завод "ЦАРИЦИНО"

Москва, Кавказский бульвар 58с1

"АУДИ Центр Север"

Москва, Ленинградское шоссе 63б

"КОФЕЙНЯ НА ПАЯХ" - производство кофе полного цикла

МО, п.Тучково, ул.Партизан 49

НПО СЛАВА МЯСНОЙ СОЮЗ РФ Полимерное производство Пленка Упаковка

МО, г. Тучково, Технологический пр-д 7

АТК "Красногорск плаза"

МО, г.Красногорск, Ильинское шоссе 1а

"ИнтексГранд ЦИП" - пищевые белки и добавки, фасовка, упаковка

МО, г. Долгопрудный, ул. Жуковского 1

"ПОЛИПАК" - производство упаковочных материалов

МО, г. Подольск, ул. Лобачева 30