2535

должны выполняться при условии открытых форточек или иных устройств, обеспечивающих приток воздуха.

Влияние транспортного шума на звуковой режим помещений без учета приточных вентиляционных устройств может быть определено по известной формуле [1]

LА = LA2м – RАтран +10 lgSо – 10lgBи – 10lgk , (1)

где LA2м — эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от фасада здания, дБА; RАтран — изоляция транспортного шума окном, дБА; So — площадь окна (окон), м2; Bи — акустическая постоянная помещения, м2 (в октавной полосе 500 Гц); k — коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении.

При использовании приточных вентиляционных устройств с известными характеристиками по звукоизоляции, возможно применение формулы (1) с заменой величины звукоизоляции оконного блока RАтран на аналогичный показатель оконного блока в сочетании с приточным устройством RокноАтранПВУ

Гораздо сложнее обстоит дело в случае применения приточных вентиляционных устройств с механическим побуждением, которые сами по себе являются источниками шума. Если предположить, что уровень шума, создаваемый вентилятором приточного устройства внутри помещения LАвент не превышает нормируемый (допустимый) уровень звукового давления LАэкв , и уровень транспортного шума, проходящего через ограждающие конструкции (при максимально допустимом уровне наружного шума) не превышает LАэкв, то возможно, что суммарный уровень шума от транспортного шума и вентилятора Lсумм превысит допустимое значение. Эту возможность необходимо учитывать при выборе приточных устройств с механическим побуждением.

Необходимо отметить, что уровень шума в помещении, создаваемый звуковой энергией, проникшей через ограждающие конструкции, прямо пропорционален уровню шума снаружи здания LА2м, в то время как уровень шума, создаваемый вентилятором приточного устройства, является величиной постоянной (рис. 1).

Для оценки совместного влияния транспортного шума и шума, создаваемого приточными устройствами с механическим побуждением Lсумм , предложено суммировать энергетически уровень звука LА, рассчитанный по формуле (2), и уровень звука, создаваемый вентилятором LАвент:

264

где LАw — уровень звуковой мощности вентилятора, дБ; — коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояниеr меньше удвоенного максимальногогабарита источника (r < 2lмакс) (принимают по табличным данным); — фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением = 1); — пространственный угол излучения источника, радиан (в данном случае равный 2π); r — расстояние от акустического центра источника шума дорасчетной точки, м (если точное положение акустического центра неизвестно, он принимается совпадающим с геометрическим центром);k, Bи — то же, что в формуле (1).

Рис. 1. Зависимость уровня шума в помещении от уровня внешнего шума: 1 – уровня шума созданного вентилятором приточного устройства; 2 – уровня шума созданного звуковой энергией прошедшей через окно; 3 – суммарного уровня шума по расчетным данным; 4 – суммарного уровня шума по результатам испытаний.

На основании вышеизложенных формул были проведены расчеты суммарного уровня шума в помещении, в котором был установлен оконный блок ОП ОСП 15-15 ГОСТ 30674-99 с двухкамерными стеклопакетами СПД 4М1-12-4М1-12-4М1 и приточное вентиляционное устройство с механическим побуждением. Уровень шума, создаваемый вентилятором приточного устройства был равен LАвент = 56,5 дБА. Результаты расчетов представлены в таблице 2 и на рисунке 1.

Таблица 2

Результаты расчетов суммарного уровня шума в помещении

265

Для проверки расчетных значений в звукомерных камерах ИЦ «Стройтест-СибАДИ» была проведена серия лабораторных испытаний. Результаты испытаний представлены в таблице 3 и на рисунке 1.

Таблица 3

Результаты определения суммарного уровня шума в помещении, полученных при проведении испытаний

В результате экспериментальной проверки полученных теоретических зависимостей погрешность расчетных и экспериментальных величин составила не более 4%.

Заключение

Предложенный метод позволяет прогнозировать уровень шума в помещении при использовании приточных вентиляционных устройств с механическим побуждением. Результаты расчетов достаточно хорошо корреспондируются с результатами испытаний в звукомерных камерах.

Библиографический список

1.CНиП 23-03-2003 Защита от шума.

2.СанПиН 2.1.2.1002-00 Санитарно-эпидемиологические требования к жилым

зданиям и помещениям.

3.ГОСТ 27296-87* Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограж-

дающих конструкций. Методы измерений.

4.ГОСТ 26602.3-99 Блоки оконные и дверные. Метод определения звукоизоляции.

5.Г.Л. Осипов. Защита зданий от шума. – М.: Стройиздат, 1972 – 216 с.

УДК 628.84

СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА НА БАЗЕ ВОЗДУШНЫХ ТУРБОХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

В.Д. Галдин, д-р. техн. наук, профессор; С.А-К. Хасенова, аспирант Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

266

Системой кондиционирования воздуха (СКВ) называют комплекс технических средств, с помощью которых осуществляется формирование отдельных параметров воздушной среды, таких как температура, влажность, подвижность, запыленность.

В настоящее время наибольшее развитее получили СКВ с парокомпрессионными холодильными машинами (ПКХМ). Принципиальная схема и цикл показаны на рисунке 1 а.

Данные установки сравнительно просто обеспечивают производительность в широком диапазоне и имеют относительно невысокую удельную энергоемкость при стандартных параметрах окружающей среды и типовых условиях применения.

Основные конструктивные элементы холодильной машины: компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока. В ПКХМ в качестве регулятора потока используется дроссель. Главным недостатком подобных СКВ является их низкая холодопроизводительность и, как следствие, громоздкость установки в случае когда речь идет о кондиционирование помещений значительного объема, или при повышенной потребности в холоде.

Одним из способов решения задачи по уменьшению объема установки СКВ является организация систем кондиционирования на базе воздушных турбохолодильных машин (ВТХМ). Принципиальная схема и цикл показаны на рисунке 1 б. Данные системы имеют более высокую холодопроизводительность, более компактны и надежны, чем СКВ с ПКХМ. В качестве регулятора потока здесь установлен турбодетандер.

Предварительно сжатый и охлажденный атмосферный воздух после турбокомпрессора (процесс 1-2) и теплообменника (процесс 2-3) поступает в турбодетандер, где его давление и температура понижаются (процесс 3-4). За ступенью детандера температура рабочего вещества немного повышается за счет конденсации водяных паров (процесс 4-5). Далее охлажденный воздух подается в кондиционируемое помещение.

Вданной установке воздух является одновременно холодоносителем, рабочим веществом ВТХМ и рабочим веществом СКВ.

Подобные системы могут быть использованы для кондиционирования в промышленных цехах, спортивных комплексах, ледовых дворцах, пожаро- и взрывоопасных помещениях, при хранении сельскохозяйственной продукции,

атак же при круглогодичном кондиционировании воздуха и отоплении на удаленных объектах, в частности с газотурбинным приводом воздушного компрессора, использующим в качестве топлива природный газ.

Втехнике низкихтемпературтурбодетандером принятоназыватьтурбину, в которойпроисходитпонижение температурыгазапутем егорасширенияссовершением внешнейработы.Центростремительная турбинная ступеньпоказана на рис.2.Сжатыйвоздухпослекомпрессора итеплообменника подводится ксопловомуаппарату, гдеработаперепададавленийпотока преобразуется вкинети-

267

ческуюэнергию. Далеевоздухдвижется черезсистемыканаловвращающегося колеса2,гдепроисходитпонижениедавления итемпературывоздуха, атакже преобразованиеэнергиигаза вмеханическуюработуипередачаеевовне.Отвод газа изтурбодетандераосуществляется черезвыходнойдиффузор3.

В результате рабочегопроцесса получается не только холод, но идополнительная энергия, которая возвращается от турбодетандера через валкэлектродвигателю компрессора, уменьшая энергопотребление установки(см. рис. 1б).

Рис. 1. Принципиальная схема и циклы работы СКВ: а – с парокомпрессионной холодильной машиной; б – с ВТХМ с непосредственной подачей; Н – линия подачи наружного воздуха; Р – рециркуляционная линия; ВХ – выход отработавшего воздуха; ТС – линия отвода теплоты сжатия; КМ – компрессор; ТО – теплообменник; ТД – турбодетандер; КП – кондиционируемое помещение; ДВ – электродвигатель; М – мультипликатор; В – вентилятор; И – испаритель непо-

средственного охлаждения; КД – конденсатор; Д – дроссель.

268

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СЛОИ ИЗ ГЕОПЕНОПЛАСТА В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В.А. Гриценко, ст. преподаватель Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Морозоустойчивость дорожных конструкций является одним из её предельных состояний [1]. Это свойство, взаимосвязанное с прочностью грунта рабочего слоя земляного полотна, определяет ровность покрытия – одно из основных качеств автомобильной дороги. Уровень ровности покрытия существенно влияет на уровень состояния окружающей среды и определяет экономическую эффективность работы автотранспортных средств [2].

Традиционно проблема морозоустойчивости решается заменой пучинистого грунта земляного полотна, не пучинистым или слабопучинистым грунтом природного или техногенного происхождения, а также грунтом обработанным вяжущим [3].

Принципиально иным решением проблемы морозоустойчивости дорожных конструкций является устройство теплоизоляционного слоя, снижающего или исключающего промерзание грунта земляного полотна.

В России теплоизоляционные слои из геопенопласта «Styrofoam» впервые были применины в 1983 году на строительстве опытного участка дороги Омск-Новосибирск (1304 км) в районе г. Чулым Новосибирской области [4]. С 1983 по 1985г.г. и 1995 году обследование участка проводили сотрудники Омского филиала «Союздорнии» [5], а в 2003-04 гг. комплексное обследование участка провели сотрудники кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» СибАДИ под руководством д.т.н., профессора Шестакова В.Н.[6].

Анализ проведенных наблюдений дал возможность установить фактическое изменение физико-механических свойств геопенопласта «Styrofoam» в течение 20 лет (таблица 1).

Как видно из таблицы 1, увеличилась плотность материала, увеличилась прочность на сжатие, значительно вырос модуль упругости геопенопласта, незначительно снизилась теплопроводность.

Таблица 1

Изменение физико-механических свойств геопенопласта " Styrofoam " в течение 20 лет (а/д Омск-Новосибирск)

271

Поэтому использование теплоизоляционных слоев из геопенопласта может иметь широкую область применения с большим технологическим и экономическим эффектом.

Слои из геопенопласта в дорожной конструкции могутприменяться как на автодорогах в черте населенных пунктов, так и на автомобильных дорогах общего пользования и подъездных дорогах к промышленным предприятиям, как альтернатива устройству традиционных морозозащитных слоев для снижения деформаций пучения при промерзании конструкции, в которой в пределах глубины промерзания имеются пучинистые грунты.

Наличие геопенопласта в дорожной конструкции может снизить или полностью исключить увлажнение земляного полотна снизу от уровня грунтовых вод.

Эффект от применения теплоизолирующего слоя, используемого для снижения морозного пучения, может быть получен за счет: уменьшения объема качественных материалов, используемых в дорожной одежде для обеспечения ее морозоустойчивости; возможности использования в верхней части земляного полотна местных пучинистых грунтов (без их замены); повышения долговечности конструкции, вследствие исключения периодически возникающих деформаций морозного пучения; возможности понижения рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют ограничения СНиПа по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли; снижения расчетной влажности грунта земляного полотна и соответствующего повышения расчетных значений прочностных характеристик грунта за счет понижения влагонакопления при процессе морозного пучения; снижения требуемой толщины дренирующего слоя за счет исключения поступления воды снизу при оттаивании земляного полотна.

Экономический эффект от применения теплоизоляционного слоя из геопенопласта выражается в удешевлении конструкции от 8 до 45%, что связано с отсутствием качественных грунтов и технологическими сложностями при их добыче и использовании [7].

Конструктивные решения с использованием термоизолирующихпрослоек должныбытьобоснованысоответствующими теплотехническимирасчетами.

272

Преимущества геопенопласта при строительстве автомобильных дорог в сравнении с традиционной дорожной конструкцией: уменьшается толщина морозозащитного слоя; уменьшается высота насыпи до требований по условиям снегонезаносимости; уменьшается высота насыпи до требований по возвышению над уровнем грунтовых вод; уменьшается глубина выемки; используется грунт повышенной влажности; сокращается объем вывозимого грунта, а также сокращается объем привозного песка, и уменьшается объем временных складов; исключаются ограждающие конструкции за счет снижения высоты насыпи; сокращаются затраты на рекультивацию и экологию; увеличивается период строительных работ; сокращается объем машиночасов и срок строительства.

При эксплуатации автомобильных дорог, построенных с геопенопла-

стом получаем ряд преимуществ: увеличивается срок службы дорожной одежды между капитальными ремонтами; увеличивается плотность грунта до нормативных требований; увеличивается модуль упругости дорожной одежды; снижается нагрузка на грунты; улучшается экологическая обстановка на автодорогах, так как не происходит разрушений дорожного покрытия; это способствует обеспечению требуемой скорости движения автотранспорта, а также сокращению количества дорожно-транспортных происшествий (ДТП); уменьшается или исключается образование "колеи".

Библиографический список

1.Проектирование нежестких дорожных одежд. ОДН 218.046–01. Информавтодор.– М.,2001–145 с.

2.Евгеньев И.Е., Каримов Б.Б. Автомобильные дороги в окружающей среде.–М.:ООО

Трансдорнаука,1997.–285 с.

3.Пособие по проектированиюметодов регулирования водно-теплового режимаверхней части земляного полотна(к СНиП 2.05.02-85)/Союздорнии.-М.:Стройиздат, 1989.–97 с.

4.Рувинский В.И. Эффективность применения пенопласта в дорожном строительстве России.М.:Транспорт,1996.–72 с.

5.Отчет по НИР «Провести исследования эффективности применения теплоизоляционных слоев из пенопласта в основании дорожных одежд (в том числе совместно с неткаными сентитическими материалами) и железнодорожных насыпях на вечномерзлых грунтах м разработать рекомендации» 3Р-XI-3-85, р. 4(5), Омск, 1985.–51 с.

6.Отчет по НИР «Исследования эксплуатационного состояния участка дороги ОмскНовосибирск (км 1304, пк 101+40 – пк 106+00) с теплоизолирующими слоями из пенопласта Styrofoam», Рег.№01200306894.Омск-2003.–С.50.

7.218.3.001.2006 Проектирование и устройство теплоизолирующих слоёв из экструдированного пенополистирола «Styrofoam» на автомобильных дорогах России.:М2006.- 56 с.

УДК 624.115

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ МЕТОДОМ ВДАВЛИВАНИЯ

273