Куліченко Іван Іванович. Раціональне проектування заглиблених будівель з врахуванням теплотехнічних характеристик грунтів

Краткое описание

Куліченко Іван Іванович. Раціональне проектування заглиблених будівель з врахуванням теплотехнічних характеристик грунтів : Дис... канд. наук: 05.23.01 - 2008.

Куліченко І.І. Раціональне проектування заглиблених будівель з врахуванням теплотехнічних характеристик грунтів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2008.
Дисертаційна робота спрямована на вдосконалення методики розрахунку і раціонального проектування огороджуючих конструкцій заглиблених житлових будівель для вибору найбільш ефективного проекту.
У вступі обгрунтована актуальність, наукова новизна і практична цінність роботи, дана її загальна характеристика.
У першому розділі приведений аналіз концептуальних підходів до раціонального проектування огороджуючих конструкцій заглиблених житлових будівель.
Другий розділ досліджень присвячений розробці конструктивних рішень протизсувних заглиблених споруд, окремих конструкцій, обгрунтуванню найбільш прийнятних матеріалів.
Третій розділ роботи присвячений експериментальним дослідженням теплофізичних характеристик грунтів, а саме, теплопроводності грунтів залежно від типу грунту і його вологості, а також фізичного стану (природний стан, заморожений стан).
В четвертому розділі роботи досліджувалася енергоефективність заглиблених будівель.
В п’ятому розділі роботи досліджувалася економічна ефективність багатофункціональних заглиблених будівель. Для оцінки економічної ефективності заглиблених будівель застосовувалася методика розрахунку сукупної дисконтованої вартості.

На основі проведеного системного аналізу процесів теплообміну в системі «повітряне середовище заглибленої будівлі гірничий масив - зовнішнє повітря» як об'єкта дослідження і проблеми збереження довкілля і енергоресурсів, будівництва екологічного житла у роботі приведене теоретичне узагальнення і нове рішення наукової задачі, що полягає в удосконаленні методики раціонального проектування, дослідження енергоефективності і економічної ефективності заглиблених будівель для вибору найбільш ефективного проектного рішення. Проведені дослідження дозволяють зробити наступні висновки:
1. Зниження матеріальних і фінансових витрат при освоєнні схилів і зсувонебезпечних територій можливо шляхом використання багатофункціональних протизсувних споруд. При цьому протизсувні споруди суміщають функції як несучих, так і огороджуючих конструкцій будівель і споруд різного призначення, зокрема виступають і як житлові будівлі. Крім того, будівництво заглиблених житлових будівель є одним із напрямів збереження довкілля і енергоресурсів.
2. Запропоновані конструкції стінних каменів, перекриттів і елементів впорядкування територій з малорозмірних елементів, що дозволяють виконувати монтаж конструкцій вручну в складних умовах будівельного майданчика на схилах; розроблені вузли заглиблених будівель з малорозмірних елементів.
3. Проведені експериментальні дослідження теплопровідності різних типів грунтів для умов України. Одержані експериментальні дані про коефіцієнт теплопровідності грунтів в природному і мерзлому станах. Встановлені рівняння регресії для коефіцієнта теплопровідності залежно від щільності грунтів і їх вологості. Одержані аналітичні залежності можливо використовувати при теплотехнічних розрахунках заглиблених будівель.
4. В результаті проведених досліджень встановлені мінімальні розміри грунтового масиву для моделювання теплопередачі в системі «повітряне середовище заглибленої будівлі гірничий масив - зовнішнє повітря».
5. Визначена енергоефективність заглиблених будівель, що розміщуються на схилах. Результати розрахунку свідчать, що тільки за рахунок розташування будівлі на схилі тепловтрати знижуються на 24% в порівнянні з наземними будівлями. Встановлено, що тепловтрати підземних будівель в 16,4 разів менше тепловтрат наземних будівель.
6. Досліджена енергоефективність технічних рішень по утепленню заглиблених будівель, що розміщуються на схилах: а) застосування утеплювача в грунті з в зонах з найбільшими тепловтратами; б) засипка покриття грунтом; в) утеплення зовнішніх обгороджуючих конструкцій, що граничать з повітрям.
Виявлено, що при засипці покриття грунтом тепловтрати знижуються на 65%; при утепленні зовнішньої стіни, що граничить з повітрям, тепловтрати знижуються на 85%.
7. Запропонована методика оцінки економічної ефективності будівництва і експлуатації житлових будівель, влаштування протизсувного захисту, що враховує умови ринкової економіки. Для порівняння варіантів будівництва і експлуатації житлових будівель, влаштування протизсувного захисту пропонується використовувати метод розрахунку сукупної (дисконтованої) вартості (сукупних витрат, загальних витрат) (aggregate value - АV), який полягає в перетворенні всіх витрат по будівництву і витрат по експлуатації житлової будівлі за весь передбачуваний термін його служби в розрахункову суму в році очікуваного зносу будівлі.
8. Для розрахунку економічної ефективності будівництва і експлуатації житла і виконання протизсувних заходів для конкретних умов м. Дніпропетровська як базовий варіант (аналог) прийнятий традиційний варіант будівництва житла на незабудованих територіях і влаштування окремо протизсувного захисту, а як альтернативний варіант прийнятий варіант будівництва заглиблених будівель, що виконують і функцію протизсувного захисту.
Проведені розрахунки техніко-економічної ефективності порівнюваних варіантів свідчать, що за всіма показниками варіант будівництва і експлуатації заглиблених будівель, що виконують і функцію протизсувного захисту економічніший за традиційний варіант будівництва і експлуатації житла на незабудованих територіях і влаштування протизсувного захисту на зсувонебезпечних ділянках.