ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Расчет остывания помещений здания в аварийных режимах для обеспечения надежности их теплоснабжения

  • Самарин Олег Дмитриевич - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2019.4.496-501
Страницы: 496-501
Введение. Продолжение исследований в области расчета скорости остывания помещений с целью получения зависимостей, которые являются достаточно точными и учитывающими большинство существенных для задачи факторов, но в то же время имеющих инженерный вид, представляется до сих пор актуальным. Цель работы — поиск зависимости температуры помещений здания от времени в начальный период после отключения теплоснабжения в аварийном режиме. В качестве научной гипотезы рассматривается положение об экспоненциальном характере данной зависимости. Материалы и методы. Использованы и проанализированы основные уравнения, связывающие наиболее важные составляющие теплового потока в остывающем помещении в условиях прекращения подачи теплоты отопительными приборами. Реализована численная модель нестационарного теплового режима вентилируемого помещения на основе решения системы дифференциальных уравнений теплопроводности и теплообмена на поверхностях помещения. Результаты. Получено аналитическое выражение для скорости остывания помещения при отключении теплоснабжения, имеющее вид экспоненциальной функции от корня квадратного из времени с момента аварии. Определено расчетное время остывания до выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждающих конструкций на примере одного из существующих жилых зданий в климатических условиях г. Москвы с учетом конструктивных характеристик здания и нормируемого расхода приточного воздуха. Выводы. Показано, что на остывание здания в начальный период влияет главным образом соотношение теплового потока, связанного с неорганизованным воздухообменом, и теплопотерь в окружающую среду через «легкие» ограждающие конструкции. Обнаружено, что учет снижения естественного воздухообмена при охлаждении здания приводит к некоторому замедлению снижения температуры, но оно не является решающим. Установлено, что применение герметичных заполнений световых проемов, например, в пластиковых переплетах, в обычных условиях ухудшающее санитарно-гигиеническую обстановку в помещениях, в аварийных режимах увеличивает располагаемый интервал времени для восстановления теплоснабжения.
  • надежность и безопасность теплоснабжения;
  • внутренний микроклимат;
  • температура;
  • остывание;
  • теплопередача;
  • температурная волна;
  • теплопоступления;
  • воздухообмен;
  • уравнение баланса;
  • аварийный ­режим;
Литература
  1. Кувшинов Ю.Я. Энергосбережение в системе обеспечения микроклимата зданий. М. : МГСУ — Изд-во АСВ, 2010. 319 с.
  2. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания / под ред. Ю.А. Табунщикова, В.Г. Гагарина. 5-е изд., пересмотр. М. : АВОК-ПРЕСС, 2006. 256 с.
  3. Самарин О.Д. О расчете охлаждения наружных стен в аварийных режимах теплоснабжения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2007. № 2. С. 46–50. URL: http://izvuzstr.sibstrin.ru/uploads/publication/fulltext/2-2007.pdf (дата обращения: 04.12.18).
  4. Рафальская Т.А. Энергетическая безопасность теплоснабжения при аварийном режиме отпуска теплоты от ТЭЦ // Промышленная энергетика. 2016. № 11. С. 23–27.
  5. Рафальская Т.А., Березка А.К., Савенков А.А. Теоретическое исследование теплозащиты ограждающих конструкций зданий при аварийном теплоснабжении // Актуальные вопросы архитектуры и строительства : мат. Х Всеросс. науч.-техн. конф, 11–13 апреля 2017 г., г. Новосибирск. Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2017. С. 213–218.
  6. Rafalskaya T.A. Reliability and controllability of systems of centralized heat supply // Eastern European Scientific Journal. 2016. No. 2. Pp. 228–235. DOI: 10.12851/EESJ201604C06ART10
  7. Малявина Е.Г. Расчет темпа остывания помещения после отключения теплоснабжения // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 2. С. 55–58. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_22957995_69408242.pdf (дата обращения: 04.12.18).
  8. Дорошенко А.В. Имитационная термодинамическая модель здания // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2017. № 12 (1000). С. 42–43.
  9. De Rosa M., Bianco V., Scarpa F., Tagliafico L.A. Modelling of energy consumption in buildings: an assessment of static and dynamic models // Russian Journal of Construction Science and Technology. 2016. Vol. 2. No. 1. Pp. 12–24. DOI:  10.15826/rjcst.2016.1.002
  10. Gabrielaitiene I. Numerical simulation of a district heating system with emphases on transient temperature behavior // Proceedings of the 8th International Conference «Environmental Engineering». Vilnius : VGTU Publishers, 2011. Vol. 2. Pp. 747–754.
  11. Horikiri K., Yao Y., Yao J. Modelling conjugate flow and heat transfer in a ventilated room for indoor thermal comfort assessment // Building and Environment. 2014. Vol. 77. Pp. 135–147. DOI: 10.1016/j.buildenv.2014.03.027
  12. Tae Sup Yun, Yeon Jong Jeong, Tong-Seok Han, Kwang-Soo Youm. Evaluation of thermal conductivity for thermally insulated concretes // Energy and Buildings. 2013. Vol. 61. Pp. 125–132. DOI: 10.1016/j.enbuild.2013.01.043
  13. Елисеев В.Н., Товстоног В.А., Боровкова Т.В. Алгоритм решения обобщенной задачи нестационарной теплопроводности в телах простой геометрической формы // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1. С. 112–128.
  14. Liu C.-S. An integral equation method to recover non-additive and non-separable heat source without initial temperature // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016. Vol. 97. Pp. 943–953. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.03.003
  15. Jedinák R. Energy efficiency of building envelopes // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 855. Pp. 39–42.
  16. Naji S., Shamshirband S., Basser H., Keivani A., Alengaram U.J., Jumaat M.Z. et al. Application of adaptive neuro-fuzzy methodology for estimating building energy consumption // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 53. Pp. 1520–1528. DOI: 10.1016/j.rser.2015.09.062
  17. Hani A., Koiv T.-A. Energy consumption monitoring analysis for residential, educational and public buildings // Smart Grid and Renewable Energy. 2012. Vol. 3. Issue 3. Pp. 231–238. DOI: 10.4236/sgre.2012.33032
  18. Акимов И.А., Акимов А.И., Каракулина Е.О. Исследование теплопередачи в многослойных цилиндрических изделиях на первом этапе производства композиционных материалов // Научно-технический вестник Поволжья. 2015. № 2. С. 68–72.
  19. Остапенко В.В., Лукьянов А.В., Дремов В.В. Модель работы кожухотрубного аккумулятора теплоты фазового перехода на основе решения задачи Стефана // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2014. Т. 10. № 5. С. 89–93.
  20. Samarin O.D. The temperature waves motion in hollow thick-walled cylinder // Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 2. Pp. 161–168. DOI: 10.18720/MCE.78.13
СКАЧАТЬ (RUS)