I - 1 I I r

1 .. ! . . I I

r . I CuuCnt fHdctilc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 J , .1.3*)1C L i t s i b 1 ....... ! . . : . ' . ! . . . . :I . . . . . . . . . . . . . 9

. . . . . . . . . . . 1 . Constrnctii cu pardoseala la nivelnl solului , =11

. . . . . . . . . . . . . 4 1 . Canale termice cu pardoseala la aivelul solului ! 11 1.1.1. Canale termice amplasate pe sduri far5 ap& subtesana . . . . . I . . '11

. . 1.1.2. Canale termice amplasate pe soluri cu ap& subtamnil . . . . i : ' 14 1.1.3. Exemplu de oalcul . , . . . . . . . . . . . . 3 I . . . . . . . . . . 20

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Sere cu pxrrdoseala la nivelul solului 20 1.2.1. Sare a m p h a t e pe soluri fib-& apii subterang . . . Ji . ! . . . . . . 20 . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. Sere amplasate pe sduri cw ap& subterans 22

1.3. Cladiri ca pardaseda la ni-~elul solului . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 . . . . 1.3.1. CiPdiri amplasate pe soluri far& ap& subterm& . . . . . ; . j . . . . . ;# 28 1.3.2. C m i n amplasate pe d n r i cu ap5 subbran5 . . . . ! . . . . . . . 32

I 1.3.3. E-plu de c a l d . . ti . . . . . . . . . . . . . . . . . . r . 1 36 1.4. Xezervoare cu pardoseala la nivelul solulu~ . . . . . . . . . . . . . . . . :39

1.4.1. Razeamare- mapka te pe sdurit f & b ap& subteratdi . . . . . . . . . . . 39 1.4.1.1. Retervoare cubice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

. . . . . 1.4.1.2. Termoizalarea rezervonilui cu un strat de pamint 4 1 1.4.1.3. Rezervoare termoizolate . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1.4. Rezervoare prismatice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1.5. Exemplu de calcul

13% . . . 45 . . . . . . . . . . . .

1.4.2. Rezervoare amplasate pe soluri cu apTi subtcrang . . . . . 46 1.4.2.1. Raervoare cubice . . . . . . . . . . . 46 1.4.2.2. Rezervoare prismatice . . . 47

2 . Constrnetii partial Ingropate . . . . . . . . . . 2.1. Canale termice partial ingropate . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.1. Canale termice partial ingropate in soluri far& apB subterang . . 2.1.2. Canale termice partial Pngropate in soluri cu ap$ subteranil . .

2.1.2.1. Punct de separatie pe perefii verticali . . . . . . . . 2.1.2.2. Punct de separafie pe pardoseala . . . . . . . . .

2.2. Bazine termice mrtial Pnaro~ate . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Bazine te-& amilaiate in soluri f&r& ap5 subterana . 2.2.2. Bazine termice amplqsate in soluri cu apti subteranil . .

2.3. Cladiri par$ial Pngropate . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Clgdiri partial Pngrupate in soluri f&r& ap& subteranil . . 2.3.2. ClMiri parfial Pngropate in soluri cu ap& subteran8 . . .

2.3.2.1. Punct de sepam@c pe. perei verticali . . . . . 2.3.2.2. Punct de separatie pe pardosed5 . . . . . . . 2.3.2.3. Exemplu de calcul . . . . . . . . . . . . .

2.4. Hezervoare p a w ingropate . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1. ~ v o a r e partial ingropate in soluri fHr5 ap5 subteran& . . 2.4.2. Rezervoare partial ingropate in soluri cu ap& subteran5 . .

3 . E ~ c ~ i l total fngropate . . . . . . . . . . . 3.1. Carale termice total ingropate . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.1. Canale termice total fngropate in soluri far& apa subteran5 . . 3.1.2. Canale termice tatad fngropate in soluri cu ap& subterana . . .

3.1.2.1. Punct de separage pe pere$ii verticali . . . . . . . 3.1.22. Punct de separa* pe pardoseal& . . . . . . . . . 3.1.23. Eemplu de cdcul . . . . . . . . .

3.2. Rezervoare total ingropate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Rezervoare total ingropate fn sduri far% apa snbteranl . . . . 3.2.2. Rexer-roare total ingropate in soluri cu apa subtaran& . . 3.2.3. Exemplu de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Perturbiiri termice locale . . . . . 4.1. Acfiunea termoizolanta a pBmintului . . . . . . 4.2. Localizarea perturbzrii termice . . . . . . . . . . . , . . . . 4.3. Profilul optim a1 izolafiei termice . . . . . . . . - . . . . . . 4.4. Fluxul terrnic local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5. Exemplu de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . ;

5. Stocarea energiei termice in piimint cu ajutorul sondelor etange . . ,5.1. Sistemul de acumulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I , 5.2. Parametrii de calcul . . . . . . . '.' . . . . '. . . . . . ' . . . . .' . . . 5.3. Cimpul de temperaturi din sol . . . . . . . . . . . . . . . . ; . . . .

: 5.4. Fluxul termic . . ., . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . ; . . . i . 5.5. Exemplu de calcul., . ., . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; . ., . . . 5.6. Regimul de debitare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : .

5.6.1. Cimpul de tempcraturi din sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6.2. Fluxul termic . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . .

5.7. Exponenfiala integral& . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; . . . . : . . . 5.8. Concluzii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Probleme la limit5 . . . . . . . . . . . . . . . : 6.1. Conditii pentru modelaroa termo-electro-hidrodinamicB . . . . . . ; . . . 6.2. Virtejul termic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Fenomenul d e penumbra in procesele de transfer de aildur& prin sol . . . 6.4. Bazine termice de mare capacitate . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Prof. univ. dr. ing. Nicolae P. Leon5chescu ;,Transferul clldurii intre construcfii gi sol"

VOLUMUL 11

Cercetarile in domeniul energeticii constructiiior au fost prezentate, partial, in anul 1982, ctnd Editura Tehnicii a avut initiativa de a publica primul volum sub titlul : ,,Trans- ferul cudurii fntre constructii si sol".

f n volunzul 1 a fost dezvoltat5 metodologia originalii de calcul, in baza careia so pot determina fluvurile termice care strsbat solul din vecingtatea coustructiilor. Metoda are l a baza analogia termo-electro-hidrodinamic5 qi poate fi aplicatii $i la stmcturi a &ror analizii nu a fscut, ptnii acum, obiectul cercet5rilor noxstre.

Metoda a putut fi dezvoltatii l a o multime de constructii in contact total sau partial cu solul, acesta putind avea sau nu un strat de a@ subteran5. Problemele rezolvate la nivelul preciziei de calcul inginere~ti permit dimensionarea instalatiilor de microclimii ~i optimizarea termotehnic2 a structurilw.

fn volttntul a1 2-lea se aplic5 metodologia preci~at5 in primul volum la situatii noi de calcul, a ciiror cercetare s- fmpus cp heoesqra In ultiinml dweniu. Studiile de acumulare a energiei termice, provenite & la Sdare.sad be la alte sursk: presupun o cunoa$tere a pro- ceselor de I ropagare a ciildurii prin solxi1 d iacen t sistemelor de acumulare proiectato (re- zervoare, bazine, lacuri etc.) gi asupra acesPui oMectiv s-au indreptat eforturile.

Deoarece s-a simtit nevoia unor instrumente ingineregti de lucrn (coeficienti echivalenti de transfer de c5ldur5, diaqrame, nomograme, tabele, anese etc.), s-a pus accentnl pe re- dactarea lor. Proiectantii si analistii de sisteme vor gssi date concrete care s5-i ajuto in studiile' ce le intreprind pe aceast5 tern&.

De o tratare adecvat5 a benefiwt si$l'eW de acuniulare a cudurii direct in sol. Abordarea problemei pi rezolvarea ei s-a fiicut in regim nestationar. S-a pus l a dispozifia cdor interesati o substantial5 anexl cu valori ale enponewfialci integrale pe un mare do- meniu de variafie a argumentului.

Problemelor la limit2 li s-a acordat atentia pe care o solicits discutiile curente l a adresa lor. Fenomenul de penumbrii in transferul ciildurii reprezint5 un concept original care merit5 a fi retinut.

f n volumul a1 3-lea se va dezvolta metoda pentru noi structuri, conducindu-se cerce- t2rile pin5 la aplicatii concrete. Problemelor nestationare li se vor cia o dezvoltare particular& ca $i celor care contribuie la optimizarea termotehnicii a structurilor ~i elementelor din constmctii.

Se adresea25 unor categorii largi de specialigti : proiectanti in constructii $i instalatii, el~ergeticieni, studenti, doctoranzi. ..speci$iqti in agricultur5 etc.

~ e d a c t o r : ing. ANTON POPESCU. ,. , TehnoY~&:dairtorr -BI~IMPU-NJSTC)R -, !

Coperta : SIMONA DUMITRESCU

Bun de tipar : 19.06.1989. CoZi de tfpar : 22,75. C.Z. 624.131 : 536.24.

ISBN 973-31 -0070-6 Intreprinderea PoligraficB ,,01tenia6' Craiova

Str. Mihai Viteazul, nr. 4 Comanda 354

REPUBLICA S O G ~ P & ~ T A ROMANIA - h i L 3

' Of3timizarea energdcd a s i s t e ~ d ~ ~i stv~ctilyi& tehnice, ~ ~ u n $ a t d ' inca' d in V824 dt! N&tas Leona*d Sudy C m C , a fcima4'Wtri v ~ e i h e o &ice de irsoen& pridtH cu Eng&duiWw de f ldtwii dt & d i e . AdetrtVrzcl c2 et tegia hebbic fobstW rafional ~i gospodlivita' atent fientru ca' rezervele clasice de enevgie s f h t l M t & , pe care-1 susfineau cu insistenfa' termotehnicienii, n-a ga'sit rezonatzfa cuvenita' Zw &rr4de PUN# Od6dt En h a m n a a m h i 7973 c fnd fdrile arabe a u introdus un embargou asu$ra livrciribr de petrol c a r e flirile puternic industrializate. 0 data' declan$ata' ,,miza de energie", problemele de optimizare $i de gos$Qda'rirs rajsbnaki a energiei sCnt prezente En ataudilzea, argument.Dlytia ~i deciziile u n u i numb d i n ce fn ce m a i mare de o a m e d . 1% fond, o criza' a cunoa~terii , cviza de energie a convins cd nzo%lizarea fortelor creatoare ale societa'jii umane .Ert rezdvarea pro- blem& fundamentale a surselor de energie este absolztt necesara'.

f n aceasta' c o ~ j u n c t u r l , interacfiunea ettergdica' dintre construcfii p i mediul ambiattt a intrat $i m a i wu l t Cn $ r m p Z r i l e specialigtilor. Cunoapterea proceselor de transfer de crildura' Cntre construcfii ~i sol fn vederea oibtimiza'rii energetice a structurilor este scopetl cerceta'rilor cuprinse 8% lucrarea de fafa'. Avind la dispo- z i f i s o metodd de calm1 f u n d a m e n t a t gtiinjific pentrzt determinarea f luxului t e ~ m i c ce stribate solul in zona d in tnvecindtatea une i cotzstrucfii, putem rezolva problemele de proiectare y i de o$timizare termotehnici attt ale construcfiei, cEt p i ale instalafiilor sale de microclimd.

Ideea ca' o construcfic reprezintci in primul rEnd un sistem ertergdic complex, fn interactiarne ciz mediut t%wMa~t, este un bun c$tigat. P e traiectoria acestei idei sCnt tratate ~i rezolvate juoblemele d i n lucrare.

Mattrialul rezetttat covtfine multe aplica/ii g i extinderi ate ca'rfiiz de refe- r in f2 apa'rute ? a Editura Tehnica' tn a ~ u l 1982. SEnt tvatate, printre altele, @pro bleme ale stocdrii e?t-wgin' Cn vezervoare de betolz $line c u up;, f t c bam'ne sau direct Eta sol, cu s d ~ f i i ~ p o s i b i l e En ca'uta'rile noastre pentru objinerea independenfei energetice. h ~ s r a a cweCtd, dira fiunct de vedere termotehnic, a problemei stociirii mergiei s p g a f i jolosit& la momentul o#ort.urt de ca'tre diferifi bene f i c id , este condijia sine qua non a orichrei cercetbi iag inerey t i~ i cartea de fafa' servegte acestui cvmandamertt.Se evita' astfel solufii empirice regretabile y i unele clii Enchise ale ~ c e t a ' r i i $2 se asigura' o 2^nfelegere clara' a proceselor de transfer de ca'ldura' intre ~ n s t r u c f i i g i sol ~i acfiunea d i v q i l o r fiarametri.

Liwrarea de fad2 are Si caracterul &ui instrument de Eucru. E a pune la dis- pozijia celor interesafi o multitudine de date folosibile .En optimizaren energetici $2 proiectarea corzstrucfiilor de diverse t ipur i : cla'diri, canaEe termice, sere, galerii pistajii de nzetrou, canale de termoficare, rezervoare etc. f n elaborarea ei, autorul a benefdciat de ajutorul unor*$asionaji ingineri ~i anume : Ba'li~esczc A. Mariana, Bucurescu E. Constantifi, Caramaliu V. Liatza Mihaela, Cioroba C . Mihai , Dragomirescu C . Floventil~a, Elena $i Constalatin Gh. Gstrila', Niculescu-Hurduc I . Cristina, Laza'r A. Adriana, Negwj I. Simona, Ola'rescu A. Adrian, PopescuN.

* I.eordchescu N. Transjerul cdldurii tntre consirzrc!ii >i s ~ l . Bucure~ti, Editura Tehnid., 19 82.

Elena, Potlog A. Valtvidr, Xh i&zn$ i rC~is t iun aicdlae I: Retevoescu, Stoica V. Liviu Sorin, Abexam&a ~i Paul Adr ian Gh. $tefJnescu, Teodoru F. .Ferban Gheorghe, T i f a M. Anca Mihaela, Toteanzt$?efa'nescu I . Teodora, T r u f Q i l i - Bondoc I . Ioana Laminila, Vasile I . L m u f a p i Vi~oiu C. Carmen Liliana. Lor le datorez, 9rintre altele, p i imboldul de a aborda ~i solufiona p in2 la cottcret multe d i n $roblemele de fafa'. Pentru gestzll ~i efortul lor nobil, expresie a z t ~ z ~ i infe legeri superioare a destinzllui intelectualitJfii tehnice, autorul le r i m i n e recunoscci- tor.

, &@it& marelud v o l m de cdcul , sB&m convifi~t' cri s-azl strecurat ~i inexac- t##g& ~ ~ & ~ - r w n a s c & i c&r care ni 14 vtm smmia~ g q t $ ~ n t r w care Zr exp&

grofit&kea leoastr;. V w atestq ~i $rin a ~ q & a adeva'rqi d tmmoteh&ca ~S;&..P ~ 9 ~ B : c o ~ e ~ f i ; ' v a ' . . , ! r . J .a. - ' , , , ( .T +

, .\ 1 ' > : ,,' ' E X + 1 . t I . ' t

P i . k i 6 . . L&.+ t x . , < \ , ! : . \.\\\i l a , . I ) , N. LEONACMESC~ ;;,;, f . .: ,..- . ., . ,

! - , . , , > , .i , : , * . , ,6 , ; .?;+,, - Stroe& - 4 g . e ~ +,, . . ; .,., ;"+,., ;$ ,!..;.:,.. , +

9 iulie 1984,; , . ,i' !: . ~ , ; '. E . . ?, , ' . :;< , .? * .'k

i , . > * s ,.. , 4 :, T,,,: v < , , ,., :,,:,$ . * ', ' , . ;,, . . . < ,..:... . , .. , .

, , , , $,C i, ; C,'" . t ;.< , ., 1 5 , '.- , . ,';.. - i ..;, .. t. ..:, .i..\:<:. t i ' , , : > , ' . . , : . j . t ' . ' , ' I , , , J . * , , , . .?. ;, , ., . ;.:, .' 1 .

;;., . ' ' , . ', ,? .,.* ,: ,; "!, : ' ,, ,. . l., ;;a, : ., , ? >.: . , I , :;,* * , ..:.,- . . . . 1 . , . . . , I , " . . ' # . t , , . ; , : f, ., ., . . , i:" ' ' $I* . ' . , , i , !

!,'. . , ->*Iv., .,. , ,.,., : A,\,,4,-? ,..>i;\.,.rqb :.;,1:,*> .\iiL ;. : , : , .'t.: c, ;: . : > : , > : . . " ? ?

., s t ,> ..,y' ... ,.-. . , 5 . f . ' ~ : ' . " . ' ' . , . ,,.. ;, .,<.i.;>. ",-, ,..,, ,,..( %~.. %i i, ,, ' . '., ,:

. , . . . ' \ v 7 . , : . , , , . . I ,,;. 1, . )z~;; ,+,$i . , . .\y.,;;\.,., , > , > \?.,,.. c - \ . . . " ,, & :) . .'::t, ,.$ ,;,;.:~ ;., , , , : s ~ , , i:.. .: ,*, : L , : ~ ; , , . .-\tT,,.,',,': ,\ ",!<.. ."::..: .:... \, . . : , , . J J . ' r . , : t :

~. , , . , .

j . " c ' V . , : , ; . , : I , ! - ! , :: ,, . . .:., , ' . , . .., . <;;;;'t.>;> !.!? ..! .,*: .., .-. .-. " $ , , \ ' , , J , '>i::, . ?;:$& p. , c , r : $,.+)St. .;\, ; . I ? ; , ,lati :,, -',,, . , , , , ., ; ,,., ;:

, .. . . I / . ~ , / . . . . . . ' ) . . . ;, :k , , ,'., <,.. i;,,?,] ',,% ,,;, ,;., *, ... , 2 ; . y ; , , . T , :4,

> ' t , , .",..,a* , ' I .<-* . . , ' A ,.", , ,! ,bti:.-b, :.. , . 8 '. $

t .

. s .

.;.3\,! ', ,, : * . *.:, ,., i ,; , . * . . I t . , , % . \ *.$:; :\?.:, .:. p?.\.:q!, . !>, . ..' . : ~*

. , , ::vBv\~.\ :2.~!: j'.:..:? , . .:( , , $ . . ~ s i3y , $ . ,',, L < : r -<i, >\, ,,., \'i: J : ,

. . ., , , " ; '.' ' T . .,i\<:ts. . +,\:. : 3 ;.,I , ,,., , . ,

. ,

' 1 ' - 1% \ , .'&> :!..-asj -.? < ( ~ 6 . , , ,,') ?,,;*>, . ,L ' ' A ' , \ i,hittr, ,.,: , ,! $,:\ !'; , .. r . . . : y , , ! : ' . s b . . . !., , *: .' ' >.. . ' . :. , . j ,.I*,: .; .;,..,.':. ., , i r ; ' , , . i . . ., *iKi,4. . , . 7 B

.i - .<. ..'. . , , , , .:, . *. . . * ? . ., ' . . A : .

. , e , \ : , : e , i ; : c , ,.\,*..,a ,: . . i t , > , , ); ,:s;ritt , .,t>j.c,., ,i.: .., - . .

3 ,,.. , .. ,.if*, . , . , , - :,:L . , , . . . . , , , . 7 .' . : , . . ; . , , , . . ., . , . . . .', , ~ Y * J \ , ! : h~,'>'~&:!,: \ l '$ ' . . , .

. . 8 , , , ~ : . , ,- ' , .. , , , , ..! ::\ i : \ ~ ? ~ ; , ? ; ., *

. . . , , : > -*

. . . , . , . - , , ; ; , . ' , , , , , . . . , 1 % ' . I ;.., . . . . . .* .: . - . .>'

* . 4 , ' i , * : ) '< t .,k,'' ' . , ' . . . . . + :.. . ' , ..:,' ?It$ . <;,;(j\,', ... '5.: ;.!'1.':7 . . - .:. .

, , . . .' . . . ,!i, ; ! . .. .,,!,< -, $':, : , .; . .,,,,*-,'. , , ,& ,, ,$,\ . ..*- , ' . " .

b .,.; . , :> ',, , "4*.

' , , $ . . \ f . : , . , < , , .,,..' ....