RU2039860C1 - Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation - Google Patents
Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039860C1 RU2039860C1 SU5020634A RU2039860C1 RU 2039860 C1 RU2039860 C1 RU 2039860C1 SU 5020634 A SU5020634 A SU 5020634A RU 2039860 C1 RU2039860 C1 RU 2039860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- building
- exhaust
- air
- layers
- risers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и эксплуатации поселков, городов, различных объектов и может быть использовано для защиты грунтов и оснований сооружений на площадях различных размеров и конфигурации от теплового, эрозионного и химического воздействия атмосферных осадков, для внутригодовой стабилизации и понижения температуры протяженных массивов грунта ниже средней годовой температуры воздуха, создания или сохранения вечной мерзлоты в умеренном и полярном климатах без затрат искусственных источников энергии. The invention relates to the field of construction and operation of villages, cities, various objects and can be used to protect soils and foundations of structures in areas of various sizes and configurations from the thermal, erosive and chemical effects of precipitation, for intra-year stabilization and lowering the temperature of extended massifs of soil below average annual air temperature, creating or maintaining permafrost in temperate and polar climates without the expense of artificial energy sources.
Известны жидкостные, парожидкостные и воздушные охладители природных сред и объектов [1]
Общий недостаток парожидкостных (ПЖОУ) и жидкостных охладителей грунтов (ЖОУ) локальность действия и малая экономическая эффективность из-за большой энергоемкости и материалоемкости. Кроме того, эти установки не обладают экологической чистотой. Воздушные охлаждающие установки (ВОУ) экологически чистые, но в предложенных вариантах технически малоэффективны, так как в их конструктивных воплощениях и изобретениях не использованы все механизмы, приводящие к максимальному использованию ресурсов для охлаждения грунтов. Принудительная вентиляция при помощи различных механических устройств не дает сколь-нибудь заметного эффекта по сравнению с ВОУ, что установлено экспериментально. Это связано с особенностями теплообмена между атмосферой и телом с шероховатой поверхностью: при любых скоростях обтекания газом такого тела существует пограничный слой с малоподвижным воздухом, в котором градиенты температуры остаются почти постоянными.Known liquid, vapor-liquid and air coolers of natural environments and objects [1]
The general disadvantage of vapor-liquid (PZHOU) and liquid soil coolers (ZhOU) is the locality of action and low economic efficiency due to the high energy intensity and material consumption. In addition, these plants are not environmentally friendly. Air cooling units (HEU) are environmentally friendly, but in the proposed options are technically ineffective, because in their structural embodiments and inventions all the mechanisms leading to the maximum use of resources for soil cooling have not been used. Forced ventilation with the help of various mechanical devices does not give any noticeable effect in comparison with HEU, which is established experimentally. This is due to the peculiarities of heat transfer between the atmosphere and the body with a rough surface: at any velocity of gas flowing around such a body, there is a boundary layer with slow-moving air in which the temperature gradients remain almost constant.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фундамент сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, который включает подушку из насыпкого материала с размещенными в ней трубами воздуховодными каналами, каждый из которых выполнен по концам с приточным и превышающим по высоте вытяжным стояками, размещенными соответственно вокруг здания и внутреннего с выводом через крышу в атмосферу [2]
Недостаток такого устройства отсутствие круглогодичного цикла охлаждения. В летний период подушка из пористого материала является проводником тепла, так как она не теплоизолирована, в связи с чем эффект охлаждения резко снижается и может быть сведен к нулю. Кроме того, не использованы все факторы для постоянной циркуляции воздуха в одном направлении, в том числе, тепло здания, а контактная площадь труб с грунтами мала.The closest in technical essence and the achieved result is the foundation of structures erected on permafrost soils, which includes a pillow of bulk material with air ducts placed in it pipes, each of which is made at the ends with inlet and higher in height exhaust risers, located respectively around the building and internal with roof outlet to atmosphere [2]
The disadvantage of this device is the absence of a year-round cooling cycle. In the summer, a cushion of porous material is a heat conductor, since it is not thermally insulated, and therefore the cooling effect is sharply reduced and can be reduced to zero. In addition, all factors for constant air circulation in one direction were not used, including building heat, and the contact area of pipes with soils is small.
Цель изобретения повышение эффективности охлаждения грунта в течение всего года, повышение уровня стабильности температурного режима грунтов при циклических колебаниях климата или техногенных воздействиях и исключение теплового, механического и химического воздействия атмосферных осадков на грунты. The purpose of the invention is to increase the efficiency of soil cooling throughout the year, to increase the stability of the temperature regime of soils under cyclic climate variations or man-made impacts and to exclude the thermal, mechanical and chemical effects of atmospheric precipitation on soils.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения и противоэрозионной защиты грунта от атмосферных осадков грунтового основания зданий, включающем воздуховодные каналы, каждый из которых выполнен по концам с приточным и превышающим последний по высоте вытяжным стояками, размещенными соответственно вокруг здания и внутри его с выводом через крышу в атмосферу, каналы объединены под зданием в сплошную открытую снизу и перекрытую сверху теплоизолированным цокольным перекрытием здания камеру, внутри которой горизонтально размещена подвешенная посредством тонких стержней струеразделительная перегородка с центральным отверстием. За пределами здания каналы образованы закрепленным на каркасе из стоек и горизонтальных брусьев покрытием из слоев непрозрачного, преимущественно белого, гладкого или профилированного стеклопластика или пластмассы с образованием между слоями воздушных прослоек и выполнены из открытых снизу секций. Вытяжные стояки прикреплены к стенам здания и сообщены с установленными в здании трубами для естественной вентиляции, верхний конец которых заведен в отверстие, образованное в вытяжных стояках выше верхнего перекрытия здания. Вытяжные стояки оснащены защитными колпаками от попадания осадков, дефлекторами, струйными кольцевыми ветрозахватами для направления струй воздуха вверх и действующими за счет природных ресурсов автоматическими поворотными устройствами для открывания и закрывания вытяжных стояков зимой и летом и на участке, выведенном из здания, окрашены в черный цвет. Приточные стояки оснащены защитными колпаками от попадания осадков, струйными кольцевыми ветрозахватами для направления воздуха вниз и действующими за счет природных ресурсов автоматическими поворотными устройствами для открывания и закрывания приточных стояков зимой и летом и окрашены в белый цвет. This goal is achieved by the fact that in the device for cooling and anti-erosion protection of the soil from atmospheric precipitation of the soil base of buildings, including air ducts, each of which is made at the ends with the supply and exceeding the last in height exhaust risers located respectively around the building and inside it with a conclusion through the roof to the atmosphere, the channels are combined under the building into a continuous chamber open from below and blocked from above by a thermally insulated basement of the building, inside of which horizontally zmeschena suspended by rods struerazdelitelnaya thin partition with a central opening. Outside the building, the channels are formed by a coating of racks and horizontal beams fixed on the frame from layers of opaque, mainly white, smooth or shaped fiberglass or plastic with the formation of air layers between the layers and are made of sections open from below. Exhaust risers are attached to the walls of the building and communicated with pipes for natural ventilation installed in the building, the upper end of which is led into the hole formed in the exhaust risers above the upper ceiling of the building. Exhaust risers are equipped with rain hoods, deflectors, jet ring grips for directing air jets upwards and automatic rotary devices for opening and closing exhaust risers operating in winter and summer and in the area removed from the building, which are operated by natural resources, are painted black. Supply air risers are equipped with rain hoods, ring annular wind grips for directing air downward and automatic turning devices for opening and closing supply air risers, which are open and closed in winter and summer, using natural resources and are painted white.
На фиг. 1 изображено устройство для охлаждения и противоэрозионной защиты от атмосферных осадков грунтового основания зданий; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 поворотно-запорный механизм. In FIG. 1 shows a device for cooling and anti-erosion protection from atmospheric precipitation of the soil base of buildings; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 rotary locking mechanism.
Устройство для охлаждения и противоэрозионной защиты от атмосферных осадков грунтового основания зданий включает в себя воздуховодные каналы, размещенные соответственно вокруг здания и внутри его, которые объединены в сплошную открытую снизу и перекрытую сверху теплоизолированным цокольным перекрытием здания камеру, за пределами здания камера перекрыта покрытием-экраном 1 из непрозрачного преимущественно белого, гладкого или профилированного стеклопластика или пластмассы с образованием между слоями воздушных прослоек 2. Покрытие размещено на каркасе 3, к которому для усиления в средней части прикрепляются стойки 4 крепежными элементами 5. A device for cooling and anti-erosion protection from atmospheric precipitation of the soil base of buildings includes air ducts located respectively around the building and inside it, which are combined into a continuous chamber open from below and blocked from above by a thermally insulated basement of the building, outside the building, the chamber is covered by a screen-
Каналы выполнены из открытых снизу секций. Верх канала каждой секции за пределами здания должен быть выгнутым к середине и иметь желоб 6 для стока по нему жидких атмосферных осадков. На краях секции вдоль длинной оси устраиваются водосливные канальчики с выпуском за габариты камеры для создания непрерывного потока воды за пределами защищаемой от осадков площадки. В средней части боковых поверхностей секции устраиваются элементы 8 для их соединения и плотного прилегания друг к другу. The channels are made of open bottom sections. The top of the channel of each section outside the building should be curved towards the middle and have a
Вдоль коротких осей секций на одном из краев устраивают по 2 всасывающих прямоугольных канала в виде вертикальной части экрана, в верху которых внутри на горизонтальном стержне 9 находится крышка-клапан 10, располагающаяся вертикально зимой, что допускает всасывание воздуха, а летом отверстие всасывающего канала перекрывается горизонтально этой крышкой-клапаном. Это выполняется вручную или при помощи автоматического поворотного устройства, прикрепляемого к узкой стенке всасывающего канала. Над нижней частью засасывающего прямоугольного канала с помощью крепления 11 надстраивают круглую трубу 12 из белого материала с прорезями для кольцевого напорного сужающегося к внутренней стенке ветрозахвата 13, направляющего струи воздуха вниз. Над трубой 12 на тонких стойках 14 подвешивают крышку 15 для защиты от попадания атмосферных осадков. Та часть всасывающей трубы, на которой имеются напорные ветрозахваты с трубами вниз, должна всегда находиться выше снежной поверхности. Along the short axes of the sections, one suction rectangular channel is arranged on one of the edges in the form of a vertical part of the screen, at the top of which inside on a
Воздуховыводящая часть из многослойного сплошного горизонтального экрана в виде прямоугольного отверстия располагается под центром здания 19 со свайным основанием 25, а затем идет под цокольным перекрытием с теплоизоляционным слоем 20. The air outlet part of the multilayer continuous horizontal screen in the form of a rectangular hole is located under the center of the
На воздуховыводящие прямоугольные трубы в обязательном порядке надставляют круглые трубы 16 из материала черного цвета с прорезями для установки кольцевых ветрозахватов 17, направляющих при помощи сужающих трубок поток воздуха вверх под ветровым напором. Круглые воздуховыводящие трубы оканчиваются дефлекторами 18. Round
Для достижения циркулирующим воздухом центра площадки и отъема им грунтового тепла под зданием в подполье устраивается перемычка 21 из любого воздухонепроницаемого материала, которая удерживается подвесками 27, прикрепленными к цокольному перекрытию. In order to reach the center of the site with circulating air and remove ground heat under the building under the building, a
Из подполья воздух выходит по экрану в виде плоских труб высотой до потолка последнего этажа (количество которых определяется расчетом) и дополнительно нагревается от стен здания. Вертикальная часть экранных труб вдоль стен здания крепится болтами-стяжками 28 и опирается на сваи 24.1 и 24.2. Air leaves the underground in the form of flat pipes up to the ceiling of the last floor (the number of which is determined by calculation) and is additionally heated from the walls of the building. The vertical part of the screen pipes along the walls of the building is fastened with bolts-
Из помещений здания по системе естественной вытяжной вентиляции 22 в верхнюю часть экрана-воздухоотвода поступает через отверстие под потолком верхнего этажа 23 теплый воздух, создавая дополнительную тягу к уже имеющимся механизмам. Над общим отверстием вытяжного канала из экрана и естественной вентиляции здания устанавливается черная труба 16, оканчивающаяся дефлектором 18. Это дает еще одну тягу для воздуха через экран и подполье под зданием. Благодаря такому многофакторному механизму зимой обеспечивается непрерывная направленная циркуляция воздуха с температурой, равной на входе температуре приземной атмосферы. From the premises of the building, through the system of
Летом как входной, так и выходной каналы для воздуха перекрываются перегородками 10, благодаря действию автоматического поворотного устройства. Расчеты и опыты показывают, что под такой системой теплообмена и теплозащиты среднегодовая температура грунтов оснований оказывается на 3-5оС ниже средней годовой температуры воздуха, а сезонное простаивание сокращается до 0,3-0,5 м.In summer, both the inlet and outlet air channels are blocked by
Так как такой эффект достигается, в частности, благодаря исключению вентиляции воздуха под экраном летом, то приводим описание автоматического поворотного устройства, работающего за счет природных ресурсов. Since such an effect is achieved, in particular, due to the exclusion of air ventilation under the screen in the summer, we give a description of an automatic rotary device operating at the expense of natural resources.
Автоматическое поворотное устройство состоит из гидрофобного материала с уширением в верхней части 29, заполненного водой 30, запасы которой в теплый период пополняются из атмосферы. В цилиндрике расчетной длины располагается поршень 31 с небольшими отверстиями 32 сбоку для притока воды под него. Под поршнем снизу находится ограничитель в виде утолщения стенки 33, не позволяющий стягивающим пружинам 34 осаждать его ниже заданного уровня. Поршень 31 связан через шарнир с негнущимся вертикальным стержнем 35, который в свою очередь связан с подвижным вверх и вправо (влево) горизонтальным негнущимся стержнем 36, имеющим ограничители 37. Горизонтальный подвижный стержень 36 жестко связан со стягивающими пружинами 34, которые другим концом жестко закреплены с рамкой 38. В верхней части рамки имеются отверстия 39 для свободного хода вверх-вниз и вправо-влево стержня 37. The automatic rotary device consists of a hydrophobic material with a broadening in the
Стержень 35 через шарнирное устройство связан с рычагом 42, жестко насаженным на болт 41, который длинным плечом также шарнирно завязан с болтом 32, встроенным наглухо в крышку-клапан 9. The
Болт 32 выходит наружу из всасывающего канала или воздуховыводящего канала через отверстие 43, по которому он передвигается в течение года. Все поворотное устройство крепится к вытяжному или входному каналам болтами 40. The
В летний период положение всех работающих частей поворотного устройства обозначено сплошной линией, в зимний прерывистой. In the summer period, the position of all working parts of the rotary device is indicated by a solid line, in winter by a broken line.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
После замерзания воды 30 в цилиндре 29 лед расширяется, и занимает больший объем, благодаря отсутствию связи со стенками цилиндра. Благодаря гидрофобности материала цилиндра 29, поршень 31 перемещается в верхнее положение, а вслед за ним через систему стержня 35 и рычага 42, и болт 32, крышка-клапан 10 занимает вертикальное положение, позволяя воздуху свободно поступать под экран 1. Летом лед растаивает, вследствие чего пружины 34 возвращают поршень 31 и всю систему поворотного устройства в летнее состояние, когда крышка-клапан занимает горизонтальное положение и закрывает отверстие всасывающего и воздуховыводящего каналов. Испарившаяся вода к концу лета снова заполняет весь цилиндр и цикл снова повторяется. Избыток воды, скопившиеся выше поршня, при замерзании выталкивается из цилиндра и падает вниз. Предлагаемые технические решения могут обеспечить устойчивую во времени эксплуатацию зданий и сооружений в умеренной и полярной климатической зонах, там, где они запроектированы по первому принципу в области вечной мерзлоты, или при их помощи можно создавать искусственную вечную мерзлоту и переводить функционирование природных и техногенных ландшафтов из режима протаивания грунтов в режим появления многолетных устойчивых вечномерзлых грунтов. В связи с наблюдающимся и возможным потеплением климата изобретение может найти самое широкое применение. After freezing of
Экономический эффект в этом случае будет исчисляться многими миллионами конвертируемой валюты, так как изобретение чисто экологически, сравнительно технологично для изготовления, не требует затрат искусственных источников энергии при эксплуатации, хотя действие предлагаемых устройств может измеряться десятками лет без ремонта, благодаря применению стойких к разрушению материалов. The economic effect in this case will amount to many millions of convertible currencies, since the invention is purely environmentally friendly, relatively technologically advanced for manufacturing, does not require artificial energy sources during operation, although the effects of the proposed devices can be measured for decades without repair due to the use of materials resistant to destruction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5020634 RU2039860C1 (en) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5020634 RU2039860C1 (en) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039860C1 true RU2039860C1 (en) | 1995-07-20 |
Family
ID=21593630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5020634 RU2039860C1 (en) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039860C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694663C1 (en) * | 2019-01-14 | 2019-07-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for natural accumulation of cold in soil mass |
RU2776017C1 (en) * | 2021-11-15 | 2022-07-12 | Сергей Сергеевич Примаков | Soil cooling method |
WO2023085981A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Сергей Сергеевич ПРИМАКОВ | Ground cooling method |
-
1992
- 1992-01-08 RU SU5020634 patent/RU2039860C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Коновалов А.А. Охлаждение мерзлых оснований для повышения их прочности. Красноярск, 1989, с.7-9. (56) * |
2. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах Под ред. Ю.Я.Велли и др. Л.: Стройиздат, 1977, с.241. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694663C1 (en) * | 2019-01-14 | 2019-07-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for natural accumulation of cold in soil mass |
RU2776017C1 (en) * | 2021-11-15 | 2022-07-12 | Сергей Сергеевич Примаков | Soil cooling method |
WO2023085981A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Сергей Сергеевич ПРИМАКОВ | Ground cooling method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017118342A1 (en) | Energy-saving house, energy-saving curtain wall, decorative wall, and plastered wall | |
WO2012059496A2 (en) | Air introduction system and method for cooling towers | |
KR101845860B1 (en) | Cold Storage Warehouse for Dehumidification and Preventing Frost Damage | |
US20140299120A1 (en) | Solar Heat Collection and Storage System | |
US5675938A (en) | Desert envitalization system with variable volume pneumatic polydome enclosure | |
CN104145747A (en) | Active-passive cooperative heat storage wall heating system of solar greenhouse | |
CN108179669A (en) | Frozen earth roadbed thermal protection struc ture body and its cooling means | |
US5487531A (en) | Dual layered drainage collection system | |
US20080139106A1 (en) | Roof-mounted ventilation air duct | |
Otakulov et al. | FACTORS THAT REDUCE THE HEAT-SHIELDING PROPERTIES OF ENCLOSING STRUCTURES | |
RU2039860C1 (en) | Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation | |
JP2009235677A (en) | Thermal environment improving system | |
RU2318098C1 (en) | Seasonal freezing retarding method | |
CN208533880U (en) | A kind of roofing floor drain type discharge structure | |
RU114766U1 (en) | COOLING HOUSE (OPTIONS) | |
CN112282157B (en) | Steel structure assembly type building and assembly method thereof | |
JP4097835B2 (en) | Building cooling system | |
SU953143A1 (en) | Roof cornice | |
CN210459713U (en) | Closing device for turning open-close roof | |
CN207484857U (en) | Large storehouse with forced circulation roofing ventilating system | |
CN111851871A (en) | Large-area landscape planting roof dissipation structure device and construction method thereof | |
RU2792466C1 (en) | Independent cooling unit | |
CN206611891U (en) | Half reassembling type rear wall of greenhouse | |
RU179729U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING HEAT TRANSFER | |
RU2098560C1 (en) | Device for strengthening of ground beds |