RU2241798C1 - Heat shield - Google Patents
Heat shield Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241798C1 RU2241798C1 RU2004100320/03A RU2004100320A RU2241798C1 RU 2241798 C1 RU2241798 C1 RU 2241798C1 RU 2004100320/03 A RU2004100320/03 A RU 2004100320/03A RU 2004100320 A RU2004100320 A RU 2004100320A RU 2241798 C1 RU2241798 C1 RU 2241798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- heat shield
- layers
- thickness
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, в том числе земляных сооружений, в частности насыпей для автомобильных дорог, с использованием теплоизолирующих материалов, теплозащиты грунтовых оснований под фундаментами сооружений, грунта вокруг трубопроводов и т.д.The invention relates to the field of construction, including earthworks, in particular embankments for roads, using heat-insulating materials, thermal protection of soil bases under the foundations of structures, soil around pipelines, etc.
Известен способ возведения насыпи на многолетнемерзлых грунтах, включающий укладку нижнего слоя из торфа либо торфопесчаной смеси с последующим промораживанием и слоя из минерального грунта [1, 2, 3].There is a method of erecting an embankment on permafrost soils, including laying the bottom layer of peat or peat sand mixture followed by freezing and a layer of mineral soil [1, 2, 3].
Недостатками этого способа строительства насыпи являются увеличение сроков строительства из-за малой скорости промерзания слоя торфа толщиной до 1 м и необходимостью отсыпки слоя насыпи из минерального грунта толщиной более 2 м.The disadvantages of this method of building the embankment are the increase in construction time due to the low freezing rate of the peat layer up to 1 m thick and the need to fill the embankment layer from mineral soil with a thickness of more than 2 m
Известна также конструкция насыпи, когда в ее тело в качестве теплоизолирующего материала (теплозащитного экрана) укладывается слой из полистирольных, полиуретановых, поливинилхлоридных и т.д. плит [1].The embankment design is also known when a layer of polystyrene, polyurethane, polyvinyl chloride, etc. is laid in its body as a heat-insulating material (heat shield). plates [1].
Недостатками такой конструкции являются необходимость использования примерно такой же толщины теплоизолирующих материалов, как в первом случае, что прежде всего резко ухудшает экономические показатели конструкции насыпи и снижает ее несущую способность.The disadvantages of this design are the need to use approximately the same thickness of insulating materials as in the first case, which primarily sharply worsens the economic performance of the embankment and reduces its bearing capacity.
Считается, что при одинаковой толщине теплоизолятора использование композиции, состоящей из слоев материалов с разными теплоизолирующими свойствами, должно дать некоторый промежуточный результат по теплозащитным свойствам. Однако известен теплоустойчивый материал, используемый в ограждающих конструкциях строительных объектов, позволяющий увеличить тепловую устойчивость объекта за счет того, что выполнен этот материал из гранул теплоемкого материала и связующего в виде пористого материала [4].It is believed that with the same thickness of the heat insulator, the use of a composition consisting of layers of materials with different heat-insulating properties should give some intermediate result in heat-shielding properties. However, it is known heat-resistant material used in the building envelope of building objects, which allows to increase the thermal stability of the object due to the fact that this material is made of granules of a heat-resistant material and a binder in the form of a porous material [4].
Задача изобретения - найти такую конструкцию теплозащитного экрана для использования в строительстве при защите нижележащего грунта от промерзания или протаивания, которая обеспечит повышение эффективности теплозащиты и снижение расхода теплоизолирующих материалов при условии непромерзания или непротаивания грунта под экраном за заданный срок и наименьшей толщине теплозащитного экрана.The objective of the invention is to find such a design of a heat shield for use in construction when protecting the underlying soil from freezing or thawing, which will increase the efficiency of thermal protection and reduce the consumption of heat-insulating materials provided that the soil under the screen does not freeze or not freeze for a given period and the smallest thickness of the heat shield.
Задача решается за счет того, что согласно изобретению теплозащитный экран для защиты грунта от промерзания или протаивания характеризуется тем, что он выполнен двухслойным из материалов для первого слоя, внешнего или вышележащего относительно защищаемого грунта, и второго слоя, внутреннего или нижележащего, расположенного между первым и защищаемым грунтом, коэффициенты теплопроводности которых соответственно λ1 и λ2, значения объемной влажности соответственно W1 и W2 определены условиямиThe problem is solved due to the fact that according to the invention, the heat shield for protecting the soil from freezing or thawing is characterized in that it is made of two-layer materials for the first layer, external or overlying relative to the protected soil, and the second layer, internal or underlying, located between the first and protected soil, the thermal conductivity coefficients of which are λ 1 and λ 2 , respectively, the values of volumetric humidity W 1 and W 2, respectively, are determined by the conditions
а толщины h1 и h2 соответственно первого и второго слоев при условии их минимальной суммарной толщины при коэффициентах запаса, равных единице, определены зависимостямиand the thicknesses h 1 and h 2, respectively, of the first and second layers, subject to their minimum total thickness with safety factors equal to unity, are determined by the dependencies
где К - коэффициенты запаса: К1=1-1,1; К2=1-1,2;where K - safety factors: K 1 = 1-1,1; K 2 = 1-1.2;
h1 - толщина первого слоя, м;h 1 is the thickness of the first layer, m;
h2 - толщина второго слоя, м;h 2 is the thickness of the second layer, m;
λ1 - коэффициент теплопроводности первого слоя, Вт/м·К;λ 1 - thermal conductivity of the first layer, W / m · K;
λ2 - коэффициент теплопроводности второго слоя, Вт/м·К;λ 2 - thermal conductivity of the second layer, W / m · K;
W1 - объемная влажность первого слоя, д.е.;W 1 - volumetric humidity of the first layer, e .;
W2 - объемная влажность второго слоя, д.е.;W 2 - volumetric humidity of the second layer, e .;
τ - длительность периода с отрицательными или положительными температурами, с;τ is the duration of the period with negative or positive temperatures, s;
Т - средняя температура на внешней поверхности экрана за время τ, °С;T is the average temperature on the outer surface of the screen over time τ, ° C;
L - удельная теплота замерзания воды, равная соответственно 332·106 Дж/м3.L is the specific heat of freezing of water, equal to 332 · 10 6 J / m 3 , respectively.
При этом по крайней мере один из слоев может быть заключен в оболочку из гидроизоляционного материала.In this case, at least one of the layers can be enclosed in a shell of waterproofing material.
Теплозащитный экран может быть расположен:Heat shield can be located:
- в теле земляного сооружения, например насыпи, или на его основании, а его слои размещены вплотную друг к другу;- in the body of an earthen structure, for example an embankment, or on its base, and its layers are placed close to each other;
- на откосе земляного сооружения, например насыпи, а его слои размещены вплотную друг к другу;- on the slope of an earthen structure, for example an embankment, and its layers are placed close to each other;
- в теле земляного сооружения, например насыпи, а его слои отделены друг от друга грунтовой прослойкой;- in the body of an earthen structure, for example an embankment, and its layers are separated from each other by a soil layer;
- в теле земляного сооружения, например насыпи, при этом первый его слой выполнен по высоте составным из разделенных грунтом частей, суммарная толщина которых равна толщине первого слоя, а второй слой экрана примыкает вплотную к нижней части первого слоя;- in the body of an earthen structure, for example an embankment, while the first layer is made in height of composite parts separated by soil, the total thickness of which is equal to the thickness of the first layer, and the second layer of the screen is adjacent to the bottom of the first layer;
- вокруг проложенного в грунте трубопровода, а его слои размещены вплотную друг к другу вокруг трубопровода;- around the pipeline laid in the ground, and its layers are placed close to each other around the pipeline;
- на поверхности или в грунте по периметру сооружения или его фундамента, а слои экрана образуют ограждающую теплозащитную конструкцию.- on the surface or in the ground around the perimeter of the structure or its foundation, and the layers of the screen form a protective heat-shielding structure.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, состоит в том, что уменьшается в несколько раз без снижения теплозащитных свойств суммарная толщина экрана по сравнению с однослойной конструкцией, почти на порядок снижается расход пенополистирола либо подобных дорогостоящих теплоизоляционных материалов, обеспечивается переход к применению более дешевых материалов с невысокими теплоизоляционными качествами совместно с местными материалами (торф, торфопесчаная смесь, глина, суглинок, и т.д.) в расчетном соотношении толщин их слоев, сокращаются сроки строительства и повышается прочность конструкции земляного сооружения за счет уменьшения толщины теплоизоляционного экрана, состоящего обычно из материала с низкой прочностью. Кроме того, при проектировании теплозащиты возможно подобрать материалы с учетом композиционных теплозащитных свойств, эффективнее дополняющие имеющиеся строительные конструкции.The technical result provided by the given set of essential features is that the total thickness of the screen decreases several times without reducing the heat-shielding properties compared to a single-layer structure, the consumption of expanded polystyrene or similar expensive heat-insulating materials is reduced by an order of magnitude, and the transition to the use of cheaper materials is ensured with low thermal insulation qualities together with local materials (peat, peat sand mixture, clay, loam, etc.) in the ratio of the thicknesses of their layers, the construction time is reduced and the structural strength of the earthen structure is increased by reducing the thickness of the heat-insulating screen, usually consisting of a material with low strength. In addition, when designing thermal protection, it is possible to select materials taking into account composite thermal protective properties that more effectively complement existing building structures.
Аналитические зависимости изобретения для расчета толщин слоев h1 и h2 в двухслойном теплозащитном экране получены из решения уравнения, составленного на основании метода эквивалентного слоя [5], при условии, что суммарная толщина слоев экрана минимальна. Приведенные зависимости при равенстве коэффициентов запаса единице позволяют получить условие оптимального соотношения толщин слоев в двухслойном экранеThe analytical dependences of the invention for calculating the thicknesses of the layers h 1 and h 2 in a two-layer heat shield are obtained from the solution of the equation compiled on the basis of the equivalent layer method [5], provided that the total thickness of the screen layers is minimal. The given dependences with the equality of the safety factors to unity allow us to obtain the condition of the optimal ratio of the thicknesses of the layers in a two-layer screen
при котором суммарная толщина экрана (h1+h2) минимальна и равнаat which the total screen thickness (h 1 + h 2 ) is minimal and equal to
где обозначения те же, что и выше.where the notation is the same as above.
Для характеристики теплозащитных свойств экранов, выполненных из различных материалов, возможно сравнивать их минимально достаточные толщины, обеспечивающие непромерзание или непротаивание грунта под экраном за заданный срок, если экраны используются в одинаковых условиях, т.е. при равных средних температурах на внешних поверхностях экранов и равных длительностях периода с отрицательными или положительными температурами. Минимально достаточная толщина однослойного экрана Н, выполненного из материала с коэффициентом теплопроводности λ и объемной влажностью W, выражается приближенно зависимостьюIn order to characterize the heat-shielding properties of screens made of various materials, it is possible to compare their minimum sufficient thicknesses to ensure that the soil under the screen does not freeze or not freeze for a given period of time if the screens are used under the same conditions, i.e. at equal average temperatures on the outer surfaces of the screens and equal lengths of the period with negative or positive temperatures. The minimum sufficient thickness of a single-layer screen N made of a material with a thermal conductivity coefficient λ and volumetric humidity W is expressed approximately by the dependence
Таким образом, соотношение минимально достаточных толщин экранов однослойного Н и двухслойного (h1+h2) будет максимально и равноThus, the ratio of the minimum sufficient thickness of the screens of a single-layer H and a two-layer (h 1 + h 2 ) will be maximum and equal
где Н и (h1+h2) - минимально достаточные толщины экранов соответственно однослойного и двухслойного;where H and (h 1 + h 2 ) are the minimum sufficient thickness of the screens, respectively, single-layer and two-layer;
λ1 и λ2, W1 и W2 - коэффициенты теплопроводности и объемная влажность материалов первого и второго слоев двухслойного экрана с толщиной h1 и h2 соответственно;λ 1 and λ 2 , W 1 and W 2 - thermal conductivity and volumetric humidity of the materials of the first and second layers of a two-layer screen with a thickness of h 1 and h 2, respectively;
λ и W - коэффициенты теплопроводности и объемная влажность материала однослойного экрана с толщиной Н.λ and W are the thermal conductivity and volumetric humidity of the material of a single-layer screen with a thickness N.
В качестве эталонного для выполнения сравнений возможно принять однослойный экран, выполненный, например, из пенополистирола толщиной Нс, с коэффициентом теплопроводности λ=0,03 Вт/м·К и объемной влажностью W=0,03 д.е., или из пенопласта толщиной Нп, с коэффициентом теплопроводности λ=0,052 Вт/м·К и объемной влажностью W=0,03 д.е. В этом случае соотношение толщин экранов будет характеризовать теплозащитную эффективность двухслойного экрана по сравнению с эталонным. Данные сравнения приведены в табл.2.As a reference for comparisons, it is possible to take a single-layer screen made, for example, of polystyrene foam with a thickness of N s , with a thermal conductivity coefficient λ = 0.03 W / m · K and volumetric humidity W = 0.03 cu, or foam thickness H p , with a thermal conductivity coefficient λ = 0.052 W / m · K and volumetric humidity W = 0.03 cu In this case, the ratio of the thicknesses of the screens will characterize the heat-shielding efficiency of the two-layer screen in comparison with the reference one. The comparison data are given in table.2.
Для расчета толщин слоев двухслойного экрана, находящегося под дневной поверхностью грунта, требуется знать среднюю температуру на внешней поверхности экрана, которая может быть установлена прямыми измерениями или рассчитана. Такой расчет средней температуры, как и расчет минимально достаточной толщины экрана в оптимальном соотношении толщин его слоев в соответствии с установленным и вышеприведенным условием, для многослойной среды выполняется с использованием математических моделей - компьютерных программ расчета температурных полей с протаиванием или промерзанием [5]. Используя данные табл.2 и имеющиеся результаты расчета для установки однослойного экрана, возможно сделать оценку характеристик двухслойного экрана, размещаемого в тех же условиях по температуре и высоте с учетом минимальности его суммарной толщины и выбора характеристик применяемых материалов.To calculate the thicknesses of the layers of a two-layer screen located under the daily surface of the soil, you need to know the average temperature on the outer surface of the screen, which can be set by direct measurements or calculated. Such a calculation of the average temperature, as well as the calculation of the minimum sufficient thickness of the screen in the optimal ratio of the thicknesses of its layers in accordance with the established and above condition, for a multilayer medium is performed using mathematical models - computer programs for calculating temperature fields with thawing or freezing [5]. Using the data of Table 2 and the available calculation results for installing a single-layer screen, it is possible to evaluate the characteristics of a two-layer screen placed in the same conditions by temperature and height, taking into account the minimum of its total thickness and the choice of characteristics of the materials used.
Для подтверждения закономерностей, установленных аналитическими зависимостями, было выполнено экспериментальное лабораторное сравнение теплозащитных свойств материалов и математическое моделирование для двухслойного экрана в реальных условиях.To confirm the laws established by the analytical dependences, an experimental laboratory comparison of the heat-shielding properties of materials and mathematical modeling for a two-layer screen in real conditions were performed.
Экспериментальное сравнение теплозащитных свойств материалов, позволяющих достичь наибольший эффект снижения толщины двухслойного экрана, было выполнено на образцах высотой 2,5 см и площадью 10×10 см2. Первый образец состоял полностью из пенополистирола; второй - полностью из торфа; третий, четвертый и пятый - из слоев пенополистирола и торфа в соотношении по толщине 1,5:1; 1:3; 1:2 соответственно. Торф использовался влагонасыщенный, предварительно уплотненный с объемным весом 0,9 т/м3, объемной влажностью 0,54 д.е., плотностью скелета 0,36 т/м3. Характеристики материала слоев, пенополистирола и торфа 1, приведены в табл.1. Образцы помещались в одинаковые теплоизолированные с боков и снизу ячейки контейнера на слой песчаного грунта толщиной 2,5 см и весовой влажностью 0,2 д.е. Между грунтом и аттестуемым образцом теплоизоляции помещался датчик температуры. Температура измерялась компьютеризированным измерительным комплексом LPC (логгером). Контейнер с образцами устанавливался в холодильник, в котором поддерживалась постоянная температура. Верхняя поверхность ячеек контейнера не имела теплоизоляции, и промерзание либо протаивание происходило одномерно - сверху вниз.An experimental comparison of the heat-shielding properties of materials allowing to achieve the greatest effect of reducing the thickness of a two-layer screen was performed on samples 2.5 cm high and 10 × 10 cm 2 in area . The first sample consisted entirely of polystyrene foam; the second is made entirely of peat; the third, fourth and fifth - from the layers of expanded polystyrene and peat in a ratio of 1.5: 1 thickness; 1: 3; 1: 2 respectively. Peat was used moisture-saturated, pre-compacted with a bulk density of 0.9 t / m 3 , bulk humidity of 0.54 cu, and a skeleton density of 0.36 t / m 3 . The material characteristics of the layers, polystyrene foam and
На фиг.1 приведены зависимости температуры грунта под разными теплозащитными экранами суммарной толщиной 2,5 см в цикле оттаивания при начальной температуре образца -5°С и температуре среды +5°С. Быстрее всего начинает оттаивать грунт под теплозащитным экраном, состоящим из пенополистирола (5), затем - под теплозащитным экраном, состоящим из торфа (1). Намного медленнее происходит оттаивание под двухслойными теплозащитными экранами с соотношением пенополистирола к торфу по толщине - 1,5:1 (4); 1:3 (3) и 1:2 (2) соответственно.Figure 1 shows the dependence of the temperature of the soil under different heat shields with a total thickness of 2.5 cm in a thawing cycle at an initial sample temperature of -5 ° C and an ambient temperature of + 5 ° C. Most quickly, the soil begins to thaw under a heat shield consisting of polystyrene foam (5), then under a heat shield consisting of peat (1). Thawing is much slower under two-layer heat shields with a ratio of polystyrene foam to peat in thickness - 1.5: 1 (4); 1: 3 (3) and 1: 2 (2) respectively.
На фиг.2 данные этого эксперимента приведены в виде зависимости времени до начала оттаивания грунта под теплозащитным экраном с толщиной hи, равной 2,5 см, от толщины слоя торфа hт в нем, причем hт+hп=hи, где hп - толщина слоя пенополистирола в теплозащитном экране. По графику видно, что наиболее эффективная теплозащита (максимум времени до начала оттаивания грунта под экраном) достигается при соотношении пенополистирола и торфа по толщине, равном 0,8-1,0.In Fig.2, the data of this experiment are shown as the time before the thawing of the soil under the heat shield with a thickness h and equal to 2.5 cm, on the thickness of the peat layer h t in it, and h t + h p = h and , where h p - the thickness of the expanded polystyrene layer in the heat shield. According to the graph, the most effective thermal protection (maximum time before the beginning of thawing of soil under the screen) is achieved when the ratio of polystyrene foam and peat in thickness equal to 0.8-1.0.
Математическое моделирование было выполнено для двухслойного теплозащитного экрана, уложенного в тело насыпи. Теплозащитный экран состоял из слоев пенополистирола и торфа 2. В модельных расчетах варьировалось соотношение толщин слоев, и путем итераций разыскивалась минимальная суммарная толщина слоев (минимальная толщина двухслойного экрана), обеспечивающая в течение года непротаивание мерзлого грунта под экраном. Общая высота насыпи принималась постоянной, равной 1,5 м. Характеристики свойств материалов приведены в табл.1. Расчет выполнен для среднегодовой температуры воздуха, равной -2,4°С, и годовой амплитуды температур воздуха, равной 37°С.Mathematical modeling was performed for a two-layer heat shield laid in the body of the embankment. The heat shield consisted of polystyrene foam and peat layers 2. In the model calculations, the ratio of the layer thicknesses was varied, and iterations were used to find the minimum total thickness of the layers (minimum thickness of the two-layer screen), which would ensure that the frozen soil under the screen is not frozen for a year. The total height of the embankment was assumed to be constant, equal to 1.5 m. The characteristics of the properties of the materials are given in table 1. The calculation was performed for the average annual air temperature equal to -2.4 ° C, and the annual amplitude of air temperatures equal to 37 ° C.
Данные расчета приведены на фиг.3. Графическая зависимость показывает наличие минимума общей толщины теплозащитного экрана, исключающего протаивание грунта под ним в течение года, при соотношении толщин пенополистирола и торфа, равном ≈1,0.The calculation data are shown in figure 3. The graphical dependence shows the presence of a minimum of the total thickness of the heat shield, excluding thawing of the soil under it during the year, with a ratio of polystyrene foam and peat thicknesses equal to ≈1.0.
Таким образом, аналитическим расчетом, лабораторным экспериментом и математическим моделированием промерзания-протаивания насыпей, в конструкции которых использован двухслойный теплозащитный экран, установлено явление наличия теплозащитного оптимума, выражающегося в том, что при заданном теплозащитном эффекте (непромерзании или непротаивании грунта под экраном за заданный срок) существует такое соотношение толщин слоев в экране, при котором его необходимая суммарная толщина будет наименьшей.Thus, by analytical calculation, laboratory experiment and mathematical modeling of freezing-thawing of embankments, in the construction of which a two-layer heat shield is used, the phenomenon of the presence of a heat shield optimum is established, which is expressed in the fact that for a given heat shield effect (frost-free or non-penetration of soil under the screen for a given period) there is such a ratio of the thicknesses of the layers in the screen at which its required total thickness will be the smallest.
Согласно изобретению теплозащитный экран для защиты грунта от промерзания или протаивания выполнен двухслойным. Первый слой является внешним или вышележащим относительно защищаемого грунта, а второй слой - внутренним или нижележащим, расположенным между первым и защищаемым грунтом. Коэффициенты теплопроводности материалов слоев λ1 и λ2 и их значения объемной влажности соответственно W1 и W2 определены условиямиAccording to the invention, the heat shield to protect the soil from freezing or thawing is made two-layer. The first layer is external or overlying with respect to the protected soil, and the second layer is internal or underlying located between the first and protected soil. The thermal conductivity of the materials of the layers λ 1 and λ 2 and their values of volumetric humidity, respectively, W 1 and W 2 are determined by the conditions
а толщины первого h1 и второго h2 слоев, соответствующие условию минимальности их суммарной толщины при коэффициентах запаса, равных единице, определены зависимостямиand the thicknesses of the first h 1 and second h 2 layers corresponding to the condition of minimality of their total thickness with safety factors equal to unity are determined by the dependencies
где К - коэффициенты запаса: К1=1-1,1; К2=1-1,2;where K - safety factors: K 1 = 1-1,1; K 2 = 1-1.2;
h1 - толщина первого слоя, м;h 1 is the thickness of the first layer, m;
h2 - толщина второго слоя, м;h 2 is the thickness of the second layer, m;
λ1 - коэффициент теплопроводности первого слоя, Вт/м·К;λ 1 - thermal conductivity of the first layer, W / m · K;
λ2 - коэффициент теплопроводности второго слоя, Вт/м·К;λ 2 - thermal conductivity of the second layer, W / m · K;
W1 - объемная влажность первого слоя, д.е.;W 1 - volumetric humidity of the first layer, e .;
W2 - объемная влажность второго слоя, д.е.;W 2 - volumetric humidity of the second layer, e .;
τ - длительность периода с отрицательными или положительными температурами, с;τ is the duration of the period with negative or positive temperatures, s;
Т - средняя температура на внешней поверхности экрана за время τ, °С;T is the average temperature on the outer surface of the screen over time τ, ° C;
L - удельная теплота замерзания воды, равная соответственно 332·106 Дж/м3.L is the specific heat of freezing of water, equal to 332 · 10 6 J / m 3 , respectively.
При этом по крайней мере один из слоев может быть заключен в оболочку из гидроизоляционного материала. Теплозащитный экран может быть расположен в теле, на откосе или основании земляного сооружения, например насыпи, а его слои размещены как вплотную друг к другу, так и отделены друг от друга грунтовой прослойкой. Первый слой теплозащитного экрана, расположенного в теле земляного сооружения, например насыпи, может быть выполнен по высоте составным из разделенных грунтом частей, суммарная толщина которых равна толщине первого слоя, а второй слой экрана примыкает вплотную к нижней части первого слоя. Теплозащитный экран может быть расположен вокруг проложенного в грунте трубопровода, а его слои размещены вплотную друг к другу вокруг трубопровода. Теплозащитный экран может быть расположен на поверхности или в грунте по периметру сооружения или его фундамента, а слои экрана образуют ограждающую теплозащитную конструкцию.In this case, at least one of the layers can be enclosed in a shell of waterproofing material. The heat shield can be located in the body, on a slope or at the base of an earthen structure, for example an embankment, and its layers are placed both close to each other and separated from each other by a soil layer. The first layer of the heat-shielding screen located in the body of an earthen structure, for example an embankment, can be made in height of composite parts separated by soil, the total thickness of which is equal to the thickness of the first layer, and the second layer of the screen is adjacent to the bottom of the first layer. The heat shield can be located around the pipeline laid in the ground, and its layers are placed close to each other around the pipeline. The heat shield can be located on the surface or in the ground around the perimeter of the structure or its foundation, and the layers of the screen form a heat-protective enclosing structure.
Теплозащитный экран с двухслойной конструкцией осуществим, если он содержит первый или внешний слой из материала, например, пенополистирола, пенополиуретана, полимерной пены, пенопласта, реже из неуплотненных древесных опилок, сухой глины, свежей древесины и, как часть строительной конструкции, шлакобетона, стиропорбетона, аглопоритового щебня и т.д. и второй или внутренний слой из материала, например, влагонасыщенного торфа, глины, суглинка, уплотненных древесных опилок и т.д.A heat shield with a two-layer construction is feasible if it contains the first or outer layer of a material, for example, polystyrene foam, polyurethane foam, polymer foam, polystyrene foam, less often from uncompressed sawdust, dry clay, fresh wood and, as part of a building structure, cinder concrete, styrene concrete, agloporite crushed stone, etc. and a second or inner layer of material, for example, water-saturated peat, clay, loam, compacted wood chips, etc.
Характеристики материалов, возможных для применения в двухслойном теплозащитном экране, оптимальное соотношение толщин их слоев, сравнение минимально достаточных толщин двухслойного экрана из этих материалов и однослойного, выполненного из пенополистирола или пенопласта, а также коэффициенты снижения расхода пенополистирола или пенопласта при использовании в двухслойном экране при минимальной суммарной толщине его слоев приведены в табл.2.The characteristics of the materials that can be used in a two-layer heat-shielding screen, the optimal ratio of the thicknesses of their layers, the comparison of the minimum sufficient thickness of a two-layer screen of these materials and a single-layer made of polystyrene foam or polystyrene, as well as the coefficients of reducing the consumption of polystyrene foam or polystyrene when used in a two-layer screen with a minimum the total thickness of its layers are given in table.2.
ЛитератураLiterature
1. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. ВСН 84-89. М.: Минтрансстрой СССР, 1990, 272 с.1. Research, design and construction of roads in areas of permafrost. BCH 84-89. M.: Ministry of Transport of the USSR, 1990, 272 p.
2. Авторское свидетельство СССР №841418, кл. Е 01 С 3/06, Е 02 D 17/00, 1979 г.2. USSR copyright certificate No. 841418, cl. E 01 C 3/06, E 02 D 17/00, 1979
3. Авторское свидетельство СССР №1010889, кл. Е 01 С 3/06, 1981 г.3. Copyright certificate of the USSR No. 1010889, cl. E 01 C 3/06, 1981
4. Авторское свидетельство СССР №1604949, кл. Е 04 В 1/76, 1988 г.4. Copyright certificate of the USSR No. 1604949, class. E 04
5. Методические рекомендации по проектированию и устройству теплоизоляционных слоев дорожной одежды из пенополистирольных плит “Пеноплэкс” (Введены в действие с 01.01.2001 г. распоряжением №00-35 Минтранса РФ). М., 2000, 51 с.5. Guidelines for the design and installation of heat-insulating layers of pavement made of Penoplex polystyrene plates (Effective from 01.01.2001, order No. 00-35 of the Ministry of Transport of the Russian Federation). M., 2000, 51 p.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004100320/03A RU2241798C1 (en) | 2004-01-12 | 2004-01-12 | Heat shield |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004100320/03A RU2241798C1 (en) | 2004-01-12 | 2004-01-12 | Heat shield |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2241798C1 true RU2241798C1 (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=34388755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004100320/03A RU2241798C1 (en) | 2004-01-12 | 2004-01-12 | Heat shield |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2241798C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677180C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Forest road covering |
| RU212670U1 (en) * | 2021-12-10 | 2022-08-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения имени П.И. Мельникова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Heat shield element |
-
2004
- 2004-01-12 RU RU2004100320/03A patent/RU2241798C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. ВСН 84-89. - М: Минтрансстрой СССР, 1990, с.46-60. * |
| Методические рекомендации по проектированию и устройству теплоизоляционных слоев дорожной одежды из пенополистирольных плит "Пеноплэкс". - М.: Минтранс РФ, 2000, с.25,26. FR 2614329 A1 (C.P.M.A.), 28.10.1988. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677180C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Forest road covering |
| RU212670U1 (en) * | 2021-12-10 | 2022-08-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения имени П.И. Мельникова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Heat shield element |
| RU226210U1 (en) * | 2023-06-24 | 2024-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Combined heat storage element |
| RU227350U1 (en) * | 2023-06-24 | 2024-07-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Profile heat-shielding element |
| RU227739U1 (en) * | 2024-04-22 | 2024-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Heat-protective element "Granula" |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nyberg et al. | Soil frost effects on soil water and runoff dynamics along a boreal forest transect: 1. Field investigations | |
| Liu et al. | Numerical studies for the thermal regime of a roadbed with insulation on permafrost | |
| Tarnocai | The effect of climate warming on the carbon balance of cryosols in Canada | |
| Teodosio et al. | Simulating reactive soil and substructure interaction using a simplified hydro-mechanical finite element model dependent on soil saturation, suction and moisture-swelling relationship | |
| Li et al. | Predicting hygrothermal behavior of an underground stone chamber with 3-D modeling to restrain water-related damage to mural paintings | |
| RU2241798C1 (en) | Heat shield | |
| Nixon | Effect of climatic warming on pile creep in permafrost | |
| Wang et al. | Changes of backfill soil of tower foundation in the permafrost regions with warm ice-rich frozen soil on the Qinghai–Tibet Plateau | |
| Dechow et al. | Laboratory and field investigations of moisture absorption and its effect on thermal performance of various insulations | |
| Semenov et al. | Thermal insulation systems for road bases with foam glass gravel | |
| RU141393U1 (en) | HEAT-INSULATED FOUNDATION | |
| Cheng et al. | Temperature Field Distribution and Thermal Stability of Roadbed in Permafrost Regions. | |
| RU176004U1 (en) | Mound | |
| Fix et al. | Viability of rammed earth building construction in cold climates | |
| Robinsky et al. | Design of insulated foundations | |
| RU2781801C1 (en) | Device for protecting the base of the foundation from freezing | |
| Li et al. | Optimum Selection of Structure Form and Materials for Highway Tunnel Insulation Layers | |
| Rieksts et al. | The performance of different frost protection materials for road design | |
| Bobko et al. | „Energy Performance of Below-Grade Envelope of Stanley-Pauley Building in Winnipeg “ | |
| RU2825625C1 (en) | Insulated base of flat roof with heat-insulating layer of light concrete | |
| Zhang et al. | Comparison thermal insulation effects of different thermal insulation materials for a roadway tunnel at southeast edge of the Qinghai-Tibet plateau | |
| RU227739U1 (en) | Heat-protective element "Granula" | |
| Tao et al. | Glass fiber as insulation and drainage layer on exterior of basement walls | |
| RU2808031C2 (en) | Foundation of multi-story building constructed on heaving soil foundations | |
| RU227350U1 (en) | Profile heat-shielding element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060113 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20081210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100113 |