Статья
Название статьи Эффективность использования подземного пространства в суровых климатических условиях
Авторы Стетюха В.А. ,
Библиографическое описание статьи
Категория Науки о Земле
УДК 622.271.7: 624.139.2
DOI 10.21209/2227-9245-2022-28-8-6-17
Тип статьи Научная
Аннотация Объектом исследования являются массивы пород с размещенными в них подземными сооружениями, расположенные в регионах с суровым климатом. Предмет исследования – это температура в массиве породы в естественных условиях и в зоне размещения сооружения, а также параметры энергетической эффективности подземного объекта. Цель работы – определить влияние теплоизоляции и заглубления сооружения от поверхности на достижение энергетической эффективности подземных объектов в регионах с суровыми климатическими условиями. Задачами являются определение полей температуры в породах северных регионов и температуры в массиве породы, примыкающей к сооружению, определение потери тепловой энергии при различных технических характеристиках подземного сооружения. Методика определения полей температуры в массиве породы и потери тепловой энергии сооружением основана на решении нестационарной задачи теплопереноса. Поля температуры определяются с использованием программного комплекса ЛИРА. Рассматривается характер колебаний температуры ближайших к поверхности слоев породы в условиях северных регионов. Исследуются колебания температуры на контуре подземного сооружения. Выполняется оценка потери тепловой энергии подземным сооружением. Определяется влияние теплоизоляции и заглубления сооружения на его энергетическую эффективность. Область применения результатов исследования связана с оценкой потери энергии таких подземных сооружений как тоннели, холодильники, автостоянки, склады и другие объекты. В результате исследований установлено, что рациональное использование подземного пространства в наибольшей степени зависит от качества теплоизоляции объекта. Значительное сокращение потерь тепловой энергии подземным сооружением достигается при одновременной реализации таких мероприятий как использование теплоизоляции и заглубление объекта
Ключевые слова Ключевые слова: подземные сооружения, температура грунта, колебания температуры, северные регионы, теплоизоляция, теплопроводность, эффективность, энергосбережение, метод конечных элементов, теплопередача
Информация о статье Стетюха В. А. Эффективность использования подземного пространства в суровых климатических условиях // Вестник Забайкальского государственного университета. 2022. Т. 28, № 8. С.6-17 DOI: 10.21209/2227-9245-2022-28-8-6-17
Список литературы 1. Асаул А. Н., Казаков Ю. Н., Пасяда Н. И., Денисова И. В. Теория и практика малоэтажного жилищного строительства в России. СПб.: Гуманистика, 2005. 563 с. 2. Конюхов Д. С. Анализ сложившихся классификационных систем подземных сооружений // Вестник МГСУ. 2010. № 4. С. 48—55. 3. Рымаров А. Г., Титков Д. Г. Особенности потерь теплоты в массивах грунта подземного коммуникационного коллектора. Текст: электронный // Строительство: наука и образование. 2014. № 4. URL: http://www.nso-journal.ru. (дата обращения: 18.08.2022). 4. Тетиор А. Н., Логинов В. Ф. Проектирование и строительство подземных зданий и сооружений. Киев: Будивельник, 1990. 168 с. 5. Шполянская, Н.А. Вечная мерзлота Забайкалья. М: Наука, 1978. 132 с. 6. Якубсон, В.М. Подземное строительство в городах // Инженерно-строительный журнал. 2012. No. 5. С. 2–3. 7. Ground Temperature Data. Summary Report for the Mackenzie Gathering Pipelines, Mackenzie Valley Pipeline. Mackenzie Gas Project. Imperial Oil Resources Ventures Limited. 2006. 33 p. URL: https://apps.cer-rec.gs.ca (дата обращения: 18.08.2022). Текст: электронный. 8. Khimenkov A. N., Sergeev D. O., Vlasov A. N., Kozireva E. A., Rybchenko A. A., SvetlakovA. A. Contemporary and paleo-cryogenic formations on Olkhon island // Earth\'s Cryosphere. 2015. No. 19. С. 48-57. 9. Li A., Xia C., Bao C., Yin G. Using MODIS Land Surface Temperatures for Permafrost Thermal Modeling in Beiluhe Basin on the Qinghai-Tibet Plateau. Текст: электронный // Sensors. 2019. No. 19. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/19/19/4200 (дата обращения: 21.08.2022) DOI: 10.3390/s19194200. 10. Luo J., Yin G., Niu F., Lin Z., Liu M. High Spatial Resolution Modeling of Climate Change Impacts on Permafrost Thermal Conditions for the Beiluhe Basin, Qinghai-Tibet Plateau. Текст: электронный // Remote Sensing. 2019. No. 11. URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/11/11/1294 (дата обращения: 21.08.2022). DOI: 10.3390/rs11111294 11. Magnin F., Etzelmuller B., Westermann S., Isaksen K., Hilger P., Hermanns R. Permafrost distribution in steep rock slopes in Norway: measurements, statistical modelling and implications for geomorphological processes // Earth Surface Dynamics. 2019. No. 7. P. 1019–1040. DOI: 10.5194/esurf-7-1019-2019 12. Mazarron F. R., Cid-Falceto J., Canas I. Ground Thermal Inertia for Energy Efficient Building Design: A Case Study on Food Industry // Energies. 2012. No. 5. P. 227–242. 13. Obu J., Westermann S., Bartsch A., Berdnikov N., Christiansen H., Dashtseren A., Delaloye R., Elberling B., Etzelmuller B., Kholodov A., Khomutov A., Kaab A., Leibman M., Lewkowicz A., Panda S., Romanovsky V., Way R., Westergaard-Nielsen A., Wu T., Yamkhin J., Zou D. Northern Hemisphere permafrost map based on TTOP modelling for 2000–2016 at 1 km2 scale // Earth-Science Reviews. 2019. No. 193. P. 299–316. DOI: 10.1016/j.earscirev.2019.04.023 14. Sakami N., Boukhattem L., Hamdi H. Soil Inertia and Shallow Basement Envelope Impact on Cellar Internal Temperature // Journal of Renewable Energy and Sustainable Development. 2016. No. 2. P. 30-36. DOI: 0.21622/RESD.2016.02.1.030 15. Tao J., Koster R., Reichle R., Forman B., Xue Y., Chen R., Moghaddam M. Permafrost variability over the Northern Hemisphere based on the MERRA-2 reanalysis // The Cryosphere. 2019. No. 13. P. 2087–2110. DOI: 10.5194/tc-13-2087-2019 16. Tann L., Sterling R., Zhou Y., Metjed N. Systems approaches to urban underground space planning and management – A review // Underground Space. 2020. No. 17. 5. P. 144–166. DOI: 10.1016/j.undsp.2019.03.003
Полный текст статьиЭффективность использования подземного пространства в суровых климатических условиях