Тепловая защита фундамента мелкого заложения
Тип задачи:
Плоско-параллельная задача расчета нестационарной теплопроводности.
Геометрия:
Вертикальный разрез ½ фундамента, утепленного пенополистиролом, на грунтовом основании. Левая граница области совпадает с плоскостью симметрии фундамента.
Данные:
| Теплопроводность, Вт/К-м |
Теплоемкость, Дж/кг*К |
Плотность, кг/м³ |
|
| Грунт | 0.63 | 1100 | 1600 |
| Ж/Б | 2.04 | 840 | 2400 |
| Пенополистирол | 0.032 | 1340 | 40 |
Температура наружного воздуха: климатические условия г. Дмитров Московской области.
Задание:
Оценить эффект утепления пенополистиролом на максимальную глубину промерзания грунта.
Решение:
Анализ климатических данных по г. Дмитров, взятых из СП 131.13330.2012 Строительная климатология показал, что для аппроксимации температуры окружающего воздуха в течение года может быть использована функция косинуса. Период изменения 1 год (31 536 000 с). Таким образом получаем, что среднегодовая температура равна 3.8°С, а размах амплитуды колебаний температуры 13.7°С:
T(t) = 3.8 + 13.7 * cos(2π*t/z),
где t – текущее время, с,
z – длительность года, с.
По трём остальным границам грунтового массива принимается тепловой поток равным нулю.
В ELCUT решается нестационарная задача теплопроводности с начальной температурой 3.8°С. При данной начальной температуре решение быстро сходится за 2 годовых цикла.
Результаты
Ниже представлена анимация изменения температурного поля грунта для разных фаз годового цикла. Максимальная глубина промерзания 1.75 м получается при t/z = 16/24.
Также была решена задача с фундаментом без утепления. В этом случае глубина промерзания составила 2.65 м.
