Расчет потерь теплоты подземным коммуникационным коллектором в грунт по методике теплоэлектропроекта

Аннотация: В данной статье рассмотрены методики расчета тепловых потерь подземным коммуникационным коллектором в грунт.
В настоящее время существуют множество методик расчета теплопотерь подземными сооружениями, в частности подземным коммуникационным коллектором, в грунт. Так как потери теплоты в сооружениях находящихся на значительной глубине носят нестационарный характер, то методики расчета имеют достаточно сложные расчеты и не всегда удобны в инженерной практике. Одним из методов расчета теплопотерь в массив грунта от подземного коммуникационного коллектора является методика предложенная институтом Теплоэлектропроект. Методика расчета Теплоэлектропроекта учитывает климатические условия района строительства, естественную температуру грунта на глубине заложения коллектора и форму поперечного сечения коллектора, но не учитывает заглубление коллектора от поверхности земли и теплопроводность грунта.
Для расчета теплопотерь подземных сооружений применяется методика расчета предложенная Теплоэлектропроектом, которая выражается следующей формулой:
Q=A∙(t_в-t_н )∙f_п+(B∙t_в-C∙t_н-0,4∙t_(гр.) )∙f_ст+0,85∙(t_в-t_(гр.) )∙f_(дн.),[Вт] (8)
где: tгр. – естественная температура грунта на глубине заложения коллектора, °С; tн – температура наружного воздуха, °С; f_п, f_ст, f_(дн.) - внутренняя поверхность перекрытия, стен и дна, м2/п.м.; А, В, С – коэффициенты, зависящие от климатических поясов и расчетного времени года.
Для подробного рассмотрения данной методики зададимся коллектором с определенной площадью поперечного сечения Fс=4,83 м2 и постоянной внутренней температурой tв= 30 °С. Проведены расчеты теплопотерь в течение года для климата г. Москва, с учетом среднемесячной температуры наружного воздуха за самый холодный месяц согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Принят тип грунта суглинок. Согласно п. 2.27 СНиП 2.02.01-83 нормативная глубина промерзания грунта для г. Москвы составляет 1,3 м.
Были представлены сравнения методики теплоэлектропроекта и методики профессора В. Д. Мачинского. По результатам расчета было доказано, что расхождение в методиках расчета имеют расхождения, порядка 15 %. Сравнение методик расчета представлены на следующих графиках для холодного и теплого периодов года.

Рис. № 1. График сравнения методик расчета в холодный период года.

Рис. № 2. График сравнения методик расчета в теплый период года.

Из графиков сравнения различных методик видно, что оба метода расчета нестационарных потерь в массив грунта подземным сооружением имеют различные финальные результаты. Оба метода не отражают полную картину потерь теплоты и имеют ряд недостатков.