ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Тепловая защита фундамента мелкого заложения

уровень промерзания грунта

Тип задачи:
Плоско-параллельная задача расчета нестационарной теплопередачи.

Новый ресурс по
Теплотехническим расчетам в строительстве
www.izoterma.org

Геометрия:
Вертикальный разрез ½ фундамента, утепленного пенополистиролом, на грунтовом основании. Левая граница области совпадает с плоскостью симметрии фундамента.
Тепловая защита фундамента мелкого заложения Вертикальный разрез фундамента, утепленного пенополистиролом, на грунтовом основании. Грунт Грунт Ж/Б Пенополистирол Конвекция 20 метров 13 метров 1.3 м

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.

  • Скачать файлы задачи.