Pogrążenie konstrukcji

Pogrążenie konstrukcji w ziemi poważnie komplikuje zagadnienie. Jest to przypadek bardzo częsty, obejmujący wszystkie fundamenty. Otaczający konstrukcję grunt zmienia swe cechy mechaniczne, stwarzając odmienne warunki posadowienia. Zmieniają się one w czasie wraz z postępem odparowywania wody i zagęszczenia się gruntu. Zmieniają się one przestrzennie, różnicując nośność gruntu w poszczególnych punktach pod konstrukcją (program uprawnienia budowlane na komputer). Przy nagrzewaniu krótkotrwałym zmiany te mają charakter przejściowy. Długotrwałe jednak nagrzewanie, zachodzące dla fundamentów pieców przemysłowych, powoduje powstanie skutków trwałych. Woda kapilarna, zawarta w gruncie odparowuje, a z biegiem czasu zwierciadło wody gruntowej ulega obniżeniu, czyli tzw. depresji termicznej (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Zjawiska te zresztą odmiennie przebiegają w gruntach sypkich, a inaczej w spoistych. Grunty gliniaste ulegają często spieczeniu, znacznie zmieniając warunki posadowienia, dając jednak równocześnie lepsze warunki wodoszczelności konstrukcji. Grunty piaszczyste natomiast dają lepsze warunki posadowienia, powodując większe wyrównanie się odporów podłoża. Wymieniono jedynie niektóre spośród zjawisk towarzyszących przegrzaniu konstrukcji. Problemów takich jest znacznie więcej i w związku z tym obliczeniowe ich uwzględnienie jest praktycznie niemożliwe (uprawnienia budowlane).

Zjawiska te jednak muszą być brane pod uwagę przez projektanta, zwłaszcza przy ustalaniu założeń obliczeniowych. Tak na przykład pominięcie wpływu zmiany wilgotności lub zagęszczenia gruntu na wartość współczynnika przewodności cieplnej wybitnie zniekształciłoby wyniki obliczeń (program egzamin ustny). Nieuwzględnienie możliwości spieczenia podłoża może spowodować błędny wybór przekrojów niebezpiecznych w konstrukcji. Nieuwzględnienie promienia wpływu nagrzania w gruncie może spowodować przegrzanie konstrukcji w przypadku zbyt bliskiego sytuowania dwu urządzeń cieplnych.

Obliczenia termiczne elementów

Obliczenia termiczne elementów pogrążonych w gruncie nie zostały dotąd teoretycznie jednoznacznie rozwiązane. Termodynamika techniczna, operująca teoretycznymi wzorami uzasadnionymi i uzgodnionymi z wynikami doświadczeń, nie interesuje się tym problemem. Teoretycznie sprawa jest niezmiernie zawikłana, a przybliżone jej ujęcie natrafia na zasadnicze trudności. Dołącza się do tego duża rozbieżność w podawanych przez literaturę wartościach podstawowych współczynników przewodności cieplnej gruntów, nie mówiąc już o występującej niejednorodności gruntów i trudności doboru poszczególnych współczynników (opinie o programie).

Podziemne elementy nagrzewane liczone są niekiedy bez uwzględnienia wpływu izolacyjnego kilkumetrowej warstwy gruntu. Założenia takie są niezgodne ze stanem rzeczywistym, a dowodem tego może być fakt występowania spiekania gruntu w sąsiedztwie elementów nagrzewanych. Przyjęcie takie może być słuszne jedynie dla fazy rozruchu, daje jednak wysoce zawyżone wartości różnicy temperatur, a w efekcie i termicznych momentów zginających (segregator aktów prawnych).

Spotyka się niekiedy sposób projektowania polegający na założeniu promienia wpływu nagrzania, tzn. odległości, na której nie zaznacza się już wpływ podniesienia temperatury. Takie przyjęcie byłoby dopuszczalne, gdyby można teoretycznie ustalić tę zakładaną wielkość, lub gdybyśmy dysponowali odpowiednią ilością badań i pomiarów odzwierciedlającą nam stan faktyczny. Pomiary jednak są nieliczne, z zasady nie powiązane dostatecznie z charakterystyką geologiczną gruntu. Przyjmowane w tych warunkach wartości promienia wpływu są niemal dowolne, co przekreśla istotę obliczeń polegającą na ustaleniu możliwie zbliżonego do rzeczywistości rozkładu temperatur (promocja 3 w 1).

Dość bliskie stanu rzeczywistego wartości dla ścianek pionowych zwłaszcza dla przypadku ustalonego przepływu ciepła - uzyskuje się stosując metodę W.D. Maczyńskiego. Polega ona na założeniu, że całkowite straty ciepła ścianki pionowej pogrążonej w gruncie następują poprzez otaczający grunt do górnej jego powierzchni. Występujące przy tym straty ciepła związane z akumulacją ciepła w dalszych warstwach gruntu są pomijane.