ЗАЩИТА ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ В УСЛОВИЯХ СЕЗОННОГО ОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ С ПОЛЕЗНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТВОДИМОЙ ТЕПЛОТЫ НА ЦЕЛИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Введение 5
1. Методы строительства и защита оснований зданий при сезонном оттаивании грунтов в районах вечной мерзлоты на примере Республики Саха (Якутия) 7
1.1. Климатические условия 7
1.2. Характеристика мерзлоты и сезонное оттаивание грунтов 9
1.3. Методы защиты оснований зданий при сезонном 16
оттаивании грунтов 16
1.4. Анализ способов использования низкопотенциальной теплоты грунтов в условиях вечной мерзлоты 22
2. Разработка системы защиты оснований зданий от сезонного оттаивания грунтов с полезным 28
использованием низкопотенциальной теплоты 28
2.1. Системы защиты здания, функционирующие на 31
принципе тепловых труб 31
2.2. Использование вертикальных грунтовых теплообменников 39
2.3. Горизонтальные грунтовые теплообменники, расположенные в «деятельном» слое грунта 43
2.4. Анализ методов отвода низкопотенциальной теплоты применительно к защите оснований зданий 46
3. Анализ эффективности применения вертикальных теплообменников тепловых насосов в районах вечной мерзлоты 52
3.1. Общие сведения о тепловых насосах и способах оценки экономической целесообразности их применения 52
3.2. Оценка эффективности тепловых насосов для одновременного сохранения устойчивости здания путем искусственной проморозки его основания и получения тепла для обогрева здания 54
3.3. Расчет требуемых затрат тепла на отопление и горячее водоснабжение здания 56
3.4. Расчет мощности низкопотенциального источника при вертикальном расположении теплообменников в мерзлых грунтах 58
3.5. Выводы по главе 3 60
4. Анализ использования компрессионных систем охлаждения грунтов для полезного использования теплоты вечномерзлых грунтов на цели горячего водоснабжения в период с положительными температурами наружного воздуха 62
4.1. Схема, которая представляет баланс теплоты 63
4.2. Схема присоединения подогревателя ГВС от теплового насоса 64
Вывод 66
Список использованной литературы 67

Весь текст будет доступен после покупки

Общеизвестный факт, что большая часть территории Российской Федерации расположено в условиях вечной мерзлоты, создает основание к актуальности использования ресурсов и богатств данных территорий для эффективного социально-экономического развития нашей страны. Именно виду того, что большая часть ресурсного потенциала России сосредоточено в недрах северных территорий, уже достаточно большой период времени ведутся успешные исследования и проектные разработки различных строительных и инженерных объектов широкого круга сфер промышленности России: нефтегазовой, добывающей, жилищно-строительной и др. Это позволило достичь такой ситуации, что сегодня новые объекты в северных территориях строятся уже не путем проб и ошибок, а на основании научных знаний, для таких сооружений существуют особые требования к проектированию и изысканиям. [7]
Но о проблеме глобального изменения климата сейчас говорят не только экологи, но и политики, общественники, даже актеры. Тем не менее, многим эта проблема кажется чуть ли не надуманной. В настоящее время это реальность. Глобальное потепление началось с середины 1970-х. По данным исследователей, за сто лет средняя температура на Земле повысилась на 0,7 градуса. Если до 1970-х годов глобальные изменения климата происходили с меньшей скоростью и постепенно, то с 1975 года эти процессы ускорились. Ученых тревожит именно скорость, с которой происходит глобальное потепление: с середины 70-х кривая резко пошла вверх. Это может привести к глобальной катастрофе. Многие растения и животные не успеют адаптироваться к новым условиям, начнет еще интенсивнее таять вечная мерзлота.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Методы строительства и защита оснований зданий при сезонном оттаивании грунтов в районах вечной мерзлоты на примере Республики Саха (Якутия)
1.1. Климатические условия
Республика Саха (Якутия) - земля самых больших контрастов. Здесь самая долгая и самая холодная зима в России. Климат Якутии является суровым и резко-континентальным с ярко выраженными антициклональными условиями погоды, резкой сменой сезонов, высокой инсоляцией в летний период, жарким летом и очень морозной сухой безоблачной зимой.
Годовая амплитуда средних температур воздуха в самые холодные и самые теплые месяцы достигает 64,6?С. Годовая амплитуда максимальной и минимальной температуры воздуха достигает 101° С.

Рисунок 1.1 – Карта климатических поясов и климатических
областей Якутии
Сильные различия между зимними и летними температурами воздуха связаны с сильным переохлаждением подстилающей поверхности зимой и прогревом летом. На морских побережьях климат более мягкий, так как моря осенью и зимой несколько согревают берега, а в теплое время года, наоборот, остывают. [9]
На равнинах выражена широтная зональность, а в горах - высотная. Холодный сезон длится 6-9 месяцев, с октября по апрель. В это время около 10-30% годовых осадков выпадает в виде снега. Теплое время, хоть и короткое, но даже жаркое, составляет 70-90% годовых осадков. Переходные сезоны - весна и осень очень короткие, всего 15-35 дней. Основными факторами, определяющими своеобразие такого климата, являются характер общей циркуляции воздушных масс и физико-географические условия территории - ее удаленность и отгороженность горными системами от Атлантического и Тихого океанов, открытость от Арктики.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Свод правил СП 131.13330.2018. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-02-99*. – Введ. 2013-01-01.
2. Свод правил СП 32-101-95. Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов. – Введ. 1996-04-01.
3. Свод правил СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* – Введ. 20.05.2011.
4. Свод правил СП 510.1325800.2022. Тепловые пункты и системы внутреннего теплоснабжения – Введ. 26.02.2022.
5. СТО НОСТРОЙ 2.23.164-2014. Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Устройство холодильных центров. Правила, контроль выполнения и требования к результатам работ
6. Васильев Г.П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии поверхностных слоев земли. М.: ИД «Граница», 2006. – 176 с.
7. Мустакимов В.Р. М91 Проектирование зданий в особых природно-климатических условиях: Учебное пособие. Том I / В.Р. Мустакимов. – Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2018.– 239 с
8. Бачурин Д. Применение теплонасосных установок для отопления и горячего водоснабжения жилых домов. Опыт Австрии / Д. Бачурин // АВОК. –– 2013. –– № 8.
9. Гаврилова М.К. Изменение климата (температуры воздуха) на примере Западной Сибири и Якутии. В сб. материалов международных конференций «Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения», 21-24 апреля 2008 г. Тюмень. С. 217-220

Весь текст будет доступен после покупки