C U P R I N S

Cuvinf inainfe . . . . 1. Introducere . . . . . . .

1.1. Notiuni generale . . 1.2. Ipoteze de studill . . . . . .

2.Dispozitivul analogic termo- eleetro-hidrodlnamie

3,Gnstruccii cu pardoseala la nivelul solului

3.1. Consideratii teoretice . . . . 3.2. Canale termice cu pardoseala

la nivelul solului . . . . . . 3.2.1. Canale termice amplasate

pe soluri far5 ap5 sub- teran5 . . . . . . . .

3.2.2. Abaterea pardoselii de la cota zero. Influenta trotuarelor . . . . . .

3.2.3. De~isitatea fluxului ter- mic . . . . . . . . .

3.2.4. Temperatura suprafetei pardoselii . . . . . . .

3.2.5. Canale termice ampla- sate pe soluri cu ap5 subteran5 . . . . . .

3.3. Clgdiri cu pardoseala la nivelul solului . . . . . . . . . . . 3.3.1. Clcdiri amplasate pe so-

luri far5 ap5 subteran5 3.3.2. Densitatea fluxului ter-

mic . . . . . . . . . 3.3.3. Temperatura suprafetei

pardoselii . . . . . . . 3.3.4. Izolatia termic5 a par-

doselii . . . . . . . . 3.3.5. Clldiri amplasate pe so-

luri cu ap5 subteran5 3.4. Rezultatele cxperienteler ana-

logice . . . . . . . . . . . 3.5. Exem?le de calcul . . . . .

4.Constmc!li partial fngropate . . . 4.1. Consideratii teoretice . . . . 4.2. Canale termice partial Ingro-

pate . . . . . . . . . . . . 4.2.1. Canale termice partial

lngropate In soluri f5rH ap8 subteran5 . . . .

4.2.2. Canale termice partial lngropate in soluri cu ap5 subterang . . . .

4.2.3. Canale terrnice partial ingropate in tertnuri cu pait: . . . . . . . . 70

4.3. Clgdiri partial ingropate . . . 72 4.3.1. fi5diri pariiai ingropate

in soluri f i r5 ap8 subte- ran5 . . . . . . . . . 72

4.3.2. Cl5diri partial ingropate In soluri cu a p l subteran5 74

4.3.3. Clidiri partial ingropate En terenuri cu pant5 . 76

4.4. Rezultatele experientelor analo- gice . . . . . . . . . . . . 80

4.5. Exemple de calcul . . . . . 82

5.Constructii total lngropate . . . . 89 5.1. Consideratii teoretice . . . . 89 5.2. Canale termice total ingropate 93

5.2.1. Aplicarea metodei ima- ginilor . . . . . . . . 93

5.2.2. Canale termice total in- gropate in soluri f5rl ap5 subtcrana . . . . 93

5.2.3. Solicitgri termice asi~ne- trice pe suprafata solului 96

5.2.4. Canale termice total fn- gropate in soluri cu ap5 subterang . . . . . . 98

5.2.5. Canale termice In con- tact cu stratul de ap5 subterang . . . . . . 102

3.3. Cl5diri total ingropate . . . . 104 5.3.1. ClHdiri total Ingropate ,

fn soluri f l r5 a p l subte- rang . . . . . . . . . 104

5.3.2. Clgdiri total ingropate tn soluri cu ap5 subte- rang . . . . . . . . . 107

5.4. Conducte fngropate In sol . . 109 5.4.1. Metoda imaginilor . . . 109 5.4.2. Influenta stratului de

ap5 subteran5 . . . . 116 5.5. Rezultatele experientelor . . . 119

5.5.1. M5sur5ri analogice . . 119 5.5.2. M5sur5ri directe de tem-

peraturi . . . . . . . 122 5.6. Exemple de calcul . . . . . 124

6.perturbiiri termice locale . . . . . 129 6.1. Consideratii generale . . . . . 129 6.2. Rezultatele experientelor ana-

logice . . . . . . . . . . . 129

6.3. F l ~ ~ x u l tern~ic local a1 canalelor . . . ternlice total ingropate

6.3.1. Localizarea perturl~irii termice . . . . . . . .

6.3.2. Fluxul tern~ic care stri- . . . . . bate tavanul

6.3.3. Fluxul termic care str5- bate peretii verticali . .

6.3.4. Fluxul terrnic care strg- bate pardoseala . . . .

. . . . . . 6.4. Probletne specitice 6.5. Proiilul optirn a1 izolatiilor ter-

mice . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6. Esemple numerice

7. Interf erenta fenomenelor de propa- gare a caldurii prin sol

7.1. Canale termice cu pardoseala la nivelul solului . . . . . . 7.1.1. Preci~area funcliilor

. . . . . . . analitice 7.1.2. Rezultatele esperientelor

analogice . . . . . . . 7.1.3. Determinarea fluxt~lui

terrnic . . . . . . . . 7.2. Canale termice paralele, par-

tial fngopate . . . . . . . . 7.2.1. Solicitare termicg sime-

tricH . . . . . . . . . 7.2.2. Asimetrie geometric% qi

t e rmid . . . . . . .

8.1. Conslructii cu pardosenla la ni- velul solului . . . . . . . . 186 8.1.1. Canale terniice ampla-

sate pe soluri firi a p i subtern115 . . . . . . 186

8.1.2. Car~ale termice ampla- sate pe soluri CLI ap5 sub-

. . . . . . . . teranii 189 8.2. Constrnctii partial ingropate

. . . . . . in teren denivelat 191 8.2.1. Canale terlnice partial

ingropate in teren deni- velat, I5rii apB subte-

. . . . . . . . . rani 191 . . . . . . 8.2.2. Canale terrnice pariial

ingropatc in teren dcni- velat, cu npi subteranl 193

8.2.3. Constructii partial in- gropate in planul incli- nat a1 terennlui . . . . 196

8.3. Constructii total ingropate in teren dcnivelat . . . . . . . 202 8.3.1. Canale terrnice total in-

gropate in teren denive- lat, f i r5 ap5 subteran5 202

8.3.2. Canale termice total Pn- gropate fn teren denive- lat, cu ap5 subteran5 207

8.4. Rezultatele experientelor ana- logice . . . . . . . . . . . 215

7.3. Canal termic partial ingropat, paralel cu un canal termic care 9 , ~ n e l e caracterislici tcrmofiziee ale

solului 221 are pardoseala la nivelul solului 180 g.l. Coeficient,il de conductie ter- 7.3.1. Solicitare termicg sime- mic5 a1 solului . . . . . . . 221 . . . . . trid . . . . . . . . . lS0 9.2. Temperatura solului 223 7.3.2. Asimetrie geometric& cji

termica . . . . . . a 182 9.3. Tcinperatnra apei subternne . 235 . . . . . 7.4. Exemplu de calcul 184 0.4. Adincirnea nivelului apei sub-

terane . . . . . . . . . . . 236 8 . ~ 0 n s t r u c ~ i i amplasate in tercri Bibliografie . . . . . . . . . 237

denive1:ht 186 Anexe . . . . . . . . . . . 241

in lucrare se studiazl procesele de transfer de d ldur5 intre construcfii ~i solul adiacent. Problemele sint tratate In regim stationar, considerfndu-se c i nu exist5 izvoare interioare de cfildurfi.

S-au dedus relatit de calcul pentru fluxul termic ce strlbate elementele de constructie in contact cu solul si, prin sol, se disipeazl in mediul ambiant. PC b a ~ a accstor relatii se poate determina sarcina t e rmid a insta1at;ilor de micro- c11rn:i ce echipeazl constructiile.

ConsLructiile studiate sint clasificate in 3 categorii : constructii cu pardo- seala la nivelul solului ; constructii partial ingropate ~i constructii total ingropate.

Pentru prima dat5 In literaturl, se prezintg o metodl unitarfi de calcul: pe baza ~nisuritorilor analogice se determid spectru de izoterme din sol yi din anal~za acestuia, prin integrare, se calculeaz5 flurul termic ce stribate solul si se lndreapt5 cltre aernl exterior sau cltre slratul de ap5 subterani. Cele clou5 componente ale fluxului terrnic sint determ~natc prin luarea in consi- deratie a unul mare numlr de parametri fermofizici ai geomctrici, fenomenele fiind studiatb gn conditii Be solicitare termicti asimetnd.

S-au g&sR relatii de calcul +i pentru clmpul de temperaturi si pentru den- sitatea fluxului termic de pe suprafala rizibilL a elementelor de constructie in contact cu solul.

l i n t studiate printr-cr metocli erigplal5 si perturblrile termice locale, caz in care se constatfi o intensificare a proceselor de transfer de cbldurl. De ase- menea, s-au dedus relatii pentru flusul.termic ce strlbate solul in cazul canalelor termice paralele si a1 constm@iilor anlplasate in teren denivelat.

in majoritatea cazurilor se dau indicatii asupra profilnlui optitn a1 izolatiei termice folosite.

Lucrarea cuprinde exemple de calcul, date numerice, nomograme $i anexe care pot servi in calculele de proiectare. Ea se adreseazfi deopotrivi cercet5- torilor din domeniul termocineticii, studentilor $i speciali~tilor din construcfii, proiectantilor $i inginerilor care lucreazi in ter~notchnicn constructiilor ~i a instalaliilor de microclimii.

Kedactor : Ing. ION RADU Tellnoredactor : VALERIU MORARESCU

Coperta : SIMONA NICULESCU

B u n de t ipar : 16.11.1981 Coli d e t ipar : 16,25. C.Z. 624.131 : 536.24

lntreprinderea poligrafi& ,,OLTENIAa Craiova str. Mihai Vikazu l nr . 4, Cd 166

Republica S&c?i@t5 Romiinia

Dezvoltarea industriei construcfiilor i m p u n e o cercetare atenta' a materialelor folosite, a structurilor adoptate, precum si a metodelor de calcul utilizate. Studiul problemelor ridicate d e termica construcfiilor si a instalatiilor de inca'lzire ~i oen- iilare .aferente a condus la preciza'ri importante priuind fenomenele de propaqare a ca'ldurii prin materialele ;i elementele de construcfii.

Concluzia ca' microclimatul op t im si protecfia elemenfelor de consfrucfii depind de transferul d e energie si mas; intre constructie si mediul a m biant s-a conturat de la b u n incepuf pi a canalizat efortrrrile multor iermofehnicieni i n aceasta' direcfie. U n interes deosebit f l prezintd rezoluarea problemelor ridicate de transferul cn'ldurii prin sol, i n cazul construcfiilor cu pardoseala la nivelul solului fn contact direct cu acesia, precum si la constructii parfial sau total ingropate. D e rezolvarea acestor probleme depinde i n primnl r ind dimensionarea corecta' a instalatiilor de microclima' ~i i n acelasi t imp regimul termic a1 unor repere teh- nice uecine construcfiei c u m ar fi, de exemplu : protecfia cablurilor electrice sau telefonice subterane, euitarea fnca'lzirii excesive a condrrctelor de apa' potabila', opiimizarea izolatiilor termice la condrlcte ;i canale terinice, evitarea inghe!ulni unor conducte ingropate, proteciia ra'da'cinilor unor plante d in sere etc.

Determinarea fluxului termic si a cimprrlui de temperaturi d in sol la con- strucjii aflaie i n contact parlial sau total cu solul in t impind dificulta'li din canza marelui numa'r de parametri care contri brde la desfa'prarea fenomenrrlui. Printre acqi ia enumera'm : temperatura aerolui interior si a celui exterior; temperatura solului ~i a stratului de apa' subterana'; proprieta'file termofizice si dimensiunile geometrice ale elementelor ~i materialelor de construcfie; adincimea la care se afla' stratul de apa' su bteranii sau orice alta' izoterma' plan; su bterand ; re!yimul de funcfionare a1 instalafiei de inicroclimu'; proprieta'file fermofizice ale solului ; fenomenele de transfer termic prin suprafefele l imit2 i n contact cu aerul ; regimul de precipitafii a1 zonei climaiice respective ; caracterul suprafefei solului ;i ungiziul de panta'; perturb6rile termice locale; caracfernl solicifa'rii termice etc.

P e baza unor ipoteze de calcul tnai mul t sau mai puf in indicate, determincc- rea fluxului termic ce stra'bafe eleinenfele de construc!ie i n contact C L I solul ~i prin acesta se indreapta' ca'tre aerul exterior san ca'tre apa subterana' se face i n prezent dupa' diverse metode de calcul cu rezultate dintre cele mai surprinza'toare. Analiza acestor metode de calcul folosite i n diferite fa'ri adrrce preciza'ri importante asupra coordonatelor problemei, iar studiul atenf a1 fenomenului fizic perrnife elaborarea ~rne i teorii unitare, bazata' pe o experimentare adecuata'.

f n lucrarea de fafa' s-a ca'utat solufionarea unifara' a problemelor leycrfe de propagarea ca'ldurii prin sol i n regim stafionccr, pentru construclii i n contact parjial sau total cn solul, fn ipoteza ca' exista' sau n u u n strat rle npa' subferclna'. Literaiura de specialitate confine extrem de pufine indicafii priuind i n f l uen fa stratului de apa' subterana' asupra fenomenrrlui de propaqare a ca'ldurii prin sol, iar u n studiu ca utare cu luarea i n coi~sider.afie a acestui parametru, din cele

6 Cuvint inainte

Termofel~nica constrrrc!iilor ;i a insfalaiiilor de microclima' aferente urmci- resfe determinarea cimpulzli de iemperaturi d in sol ~i a fluxului termic ce stra'bafe elernentele de consirucfie i n contact cu solul. Penirzr solufionarea acesior probleme s-au zitilizat functiile de variabila' complexa' si fransforma'rile conforme, deoarece izotermele ;i liniile de flux termic sint ortogonale, iar ecuatia fenomenufui este de iip Laplace. Rezuliafele aborda'rii matematice au fost transpuse i n l imhaj telznic, ob!inindzz-se relaiii de calcul care se pot non~ografia.

\'erifica'rile experirnenfale s-au fa'cut pe cale analogica' ;i d in comparatirr cu zrnele ma'szirfiri direcfe s-a obfinut u n grad de exactitate satisfdca'tor calculelnr carertie de transfer de ca'ldura' si masa' prin elemeniele de construcfii. Instalafiu unaiogica' folosifa' a permis sd se traga' concluzia ca' ea poate fi adopfatii cu succes in modelurea multor iipuri de procese de transfer de ciildura', cu diverse condilii de coniur, fie de tipul Dirichlet, fie de tiprrl Neumann .

Lucrureu este punciafa' cu soluiii tehnice privind opfimizarea termoizolafiilor, dimensiunile geonzefrice ale unor structuri etc.

I n speranfa ca' lucrarea ua retine ateniia specialistilor aszlpra problemelor ridicate de fenomenele de propagare a ciildrrrii prin sol, autorul ar fi rnulfumit dacd contributia sa prezenfata' i n studiul de fa@ ar fi considerata' ca u n inceput $i n u u n ultim cuz~ in f .

Stroe~t i - Arges 24 ianuarie 1979