Сравнение различных методов расчета остывания помещений при прекращении теплоснабжения

Актуальность исследования связана с необходимостью обеспечения безопасности жизнедеятельности людей и строительных конструкций здания и наличием значительно отличающихся подходов к решению задачи об остывании помещений в аварийных режимах. Предметом исследования являются зависимости от времени для понижения внутренней температуры в зданиях при отключении подачи теплоты системой теплоснабжения в аварийной ситуации в условиях резкого похолодания. Цель исследования состоит в оценке достоверности каждого варианта такой зависимости и выявлении области их применимости. Задача исследования – сопоставление поведения температуры в помещениях по разным методикам и при необходимости поиск поправочных коэффициентов, обеспечивающих наилучшее согласование результатов. Для проведения исследований использовано сочетание приближенных аналитических и численных конечно-разностных методов решения дифференциальных уравнений нестационарной теплопроводности в массиве ограждений помещения, позволяющих установить связь основных геометрических и теплотехнических параметров ограждающих конструкций с темпом остывания помещений в различные моменты времени. Представлено сопоставление двух вариантов решения рассматриваемой задачи – с экспоненциальным убыванием избыточной внутренней температуры на основе аналогии с регулярным режимом остывания твердого тела и уточненного, справедливого для начальных моментов времени при учете особенностей распространения температурной волны в массивных ограждениях. Выявлена область применимости каждого из решений и получены поправки для первого варианта, обеспечивающие наиболее точное совпадение даваемых им результатов с вычислениями по разработанной автором программе для ЭВМ. Изложение проиллюстрировано числовыми и графическими примерами.

О.Д. САМАРИН, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Малявина Е.Г. Расчет темпа остывания помещения после отключения теплоснабжения // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 2. С. 55–58.
2. Дорошенко А.В. Имитационная термодинамическая модель здания // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2017. № 12. С. 42–43.
3. Rafalskaya T. Safety of engineering systems of buildings with limited heat supply // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021, pр. 012049.
4. Rafalskaya T.A. Simulation of thermal characteristics of heat supply systems in variable operating modes // Journal of Physics: Conference Series. XXXV Siberian Thermophysical Seminar. STS 2019. 2019, pр. 012140.
5. Latif M., Nasir A. Decentralized stochastic control for building energy and comfort management // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 24, pр. 100739.
6. Serale G., Capozzoli A., Fiorentini M., Bernardini D., Bemporad A. Model predictive control (MPC) for enhancing building and HVAC system energy efficiency: problem formulation, applications and opportunities // Energies. 2018. Vol. 11. 3, pр. 631.
7. Ryzhov A., Ouerdane H., Gryazina E., Bischi A., Turitsyn K. Model predictive control of indoor microclimate: existing building stock comfort improvement // Energy Conversion and Management. 2019. Vol. 179, pp. 219–228.
8. Богословский В.Н. Строительная теплофизика. 3-е изд. СПб.: АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД, 2006. 400 с.
9. Самарин О.Д. Расчет остывания помещений здания в аварийных режимах для обеспечения надежности их теплоснабжения // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 4 (127). С. 496–501.
10. Самарин О.Д., Клочко А.К. Численные и приближенные методы в задачах строительной теплофизики и климатологии. М.: МИСИ-МГСУ, 2021. 96 с.