Maapinnas asuvate ruumide ühel või teisel määral soojusarvutuste olemus taandub atmosfääri "külma" mõju määramisele nende soojusrežiimile või täpsemalt sellele, mil määral isoleerib teatud pinnas antud ruumi atmosfääriõhust. temperatuuri mõjud. Sest soojusisolatsiooni omadused muld sõltub liiga palju suur number tegurid, võeti kasutusele nn 4-tsooni tehnika. See põhineb lihtsal eeldusel, et mida paksem on pinnasekiht, seda kõrgemad on selle soojusisolatsiooniomadused (atmosfääri mõju väheneb suuremal määral). Lühim vahemaa (vertikaalselt või horisontaalselt) atmosfäärist jaguneb 4 tsooniks, millest 3 laius (kui see on maapinnal põrand) või sügavus (kui see on maapinnal asuvad seinad) on 2 meetrit ja neljandal on need omadused võrdsed lõpmatusega. Igale neljale tsoonile on määratud oma püsivad soojusisolatsiooniomadused vastavalt põhimõttele – mida kaugemal tsoon (mida suurem on selle seerianumber), seda väiksem on atmosfääri mõju. Kui formaliseeritud lähenemine välja jätta, saame teha lihtsa järelduse, et mida kaugemal on teatud punkt ruumis atmosfäärist (kordsusega 2 m), seda rohkem soodsad tingimused(atmosfääri mõju seisukohalt) see asub.

Seega algab tingimuslike tsoonide loendamine piki seina maapinnast, eeldusel, et maapinnal on seinad. Kui maaseinad puuduvad, on esimene tsoon kõige lähemal asuv põrandariba välissein. Järgmisena nummerdatakse tsoonid 2 ja 3, kumbki 2 meetrit lai. Ülejäänud tsoon on tsoon 4.

Oluline on arvestada, et tsoon võib alata seinast ja lõppeda põrandaga. Sel juhul peaksite arvutuste tegemisel olema eriti ettevaatlik.

Kui põrand ei ole isoleeritud, on soojustamata põranda soojusülekandetakistuse väärtused tsoonide kaupa võrdsed:

tsoon 1 - R n.p. =2,1 ruutmeetrit * S/W

tsoon 2 - R n.p. =4,3 ruutmeetrit * S/W

tsoon 3 - R n.p. =8,6 ruutmeetrit * S/W

tsoon 4 - R n.p. =14,2 ruutmeetrit * S/W

Soojustatud põrandate soojusülekandetakistuse arvutamiseks võite kasutada järgmist valemit:

— soojustamata põranda iga tsooni soojusülekande takistus, ruutm*S/W;

— isolatsiooni paksus, m;

— isolatsiooni soojusjuhtivuse koefitsient, W/(m*C);

Eelnevalt arvestasime põranda soojakadu piki maapinda 6 m laiuse maja puhul, mille põhjavee tase on 6 m ja sügavus +3 kraadi.
Tulemused ja probleemiavaldus siin -
Arvesse võeti ka soojakadu tänavaõhk ja sügavale maa sisse. Nüüd eraldan kärbsed kotlettidest, nimelt teostan arvutuse puhtalt maa sisse, välistades soojusülekande välisõhku.

Teen arvutused variandi 1 kohta eelmisest arvutusest (ilma isolatsioonita). ja järgmised andmekombinatsioonid
1. GWL 6m, +3 GWL juures
2. GWL 6m, +6 GWL juures
3. GWL 4m, +3 GWL juures
4. GWL 10m, +3 GWL juures.
5. GWL 20m, +3 GWL juures.
Seega lõpetame küsimused, mis puudutavad põhjavee sügavuse mõju ja temperatuuri mõju põhjaveele.
Arvestus on nagu varemgi statsionaarne, ei võta arvesse hooajalisi kõikumisi ja üldiselt ei võeta arvesse välisõhku
Tingimused on samad. Maapinnal on Lyamda=1, seinad 310mm Lyamda=0,15, põrandal 250mm Lyamda=1,2.

Tulemused, nagu varemgi, on kaks pilti (isotermid ja "IR") ja numbrilised - vastupidavus soojusülekandele pinnasesse.

Numbrilised tulemused:
1. R = 4,01
2. R=4,01 (kõik on erinevuse jaoks normaliseeritud, teisiti poleks pidanud)
3. R=3,12
4. R=5,68
5. R=6,14

Suuruste osas. Kui korreleerida need põhjavee taseme sügavusega, saame järgmise
4 m. R/L = 0,78
6 m. R/L = 0,67
10 m. R/L = 0,57
20 m. R/L = 0,31
R/L oleks lõpmatult võrdne ühtsusega (või õigemini pinnase soojusjuhtivuse pöördteguriga) suur maja, meie puhul on maja mõõtmed võrreldavad sügavusega, milleni soojuskadu tekib ja mida väiksem maja Võrreldes sügavusega, seda väiksem peaks see suhe olema.

Saadud R/L suhe peaks sõltuma maja laiuse ja maapinna (B/L) suhtest, pluss, nagu juba öeldud, B/L->lõpmatus R/L->1/Lamda puhul.
Kokku on lõpmata pika maja puhul järgmised punktid:
L/B | R*Lambda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Seda sõltuvust on hästi ligikaudne eksponentsiaalne (vt graafikut kommentaarides).
Pealegi saab astendajat kirjutada lihtsamalt, ilma suurema täpsuse kaotamiseta, nimelt
R*Lamda/L=EXP(-L/(3B))
See valem samades punktides annab järgmised tulemused:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Need. viga 10% piires, st. väga rahuldav.

Seega on meil mis tahes laiusega lõpmatu maja ja mis tahes põhjaveetaseme jaoks vaadeldavas vahemikus valem põhjaveetaseme soojusülekandetakistuse arvutamiseks:
R=(L/Lamda)*EXP(-L/(3B))
siin L on põhjavee taseme sügavus, Lyamda on pinnase soojusjuhtivuse koefitsient, B on maja laius.
Valem on rakendatav vahemikus L/3B vahemikus 1,5 kuni ligikaudu lõpmatus (kõrge GWL).

Kui kasutada valemit sügavamate põhjaveetasemete jaoks, annab valem olulise vea, näiteks 50 m sügavuse ja 6 m laiuse maja puhul on meil: R=(50/1)*exp(-50/18)=3,1 , mis on ilmselgelt liiga väike.

Ilusat päeva kõigile!

Järeldused:
1. Põhjavee taseme sügavuse tõus ei too kaasa soojuskadude vastavat vähenemist põhjavesi, kuna kõik on sellega seotud suur kogus mulda.
2. Samas ei pruugi süsteemid, mille põhjavee tase on 20 m või rohkem, kunagi maja “eluea” jooksul jõuda arvutuses saadud statsionaarsele tasemele.
3. R ​​on maapinnale mitte nii suur, see on tasemel 3-6, seega on soojuskadu sügavale põrandasse piki maad väga märkimisväärne. See on kooskõlas eelnevalt saadud tulemusega, et lindi või pimeala isoleerimisel puudub soojuskadu suur vähenemine.
4. Tulemustest tuletatakse valem, kasutage seda oma tervise heaks (loomulikult omal vastutusel ja riskil palun eelnevalt teada, et ma ei vastuta valemi ja muude tulemuste usaldusväärsuse ja nende rakendatavuse eest harjutamine).
5. See tuleneb allpool kommentaaris tehtud väikesest uuringust. Soojuskadu tänavale vähendab soojuskadu maapinnale. Need. Kahte soojusülekande protsessi eraldi käsitlemine on vale. Ja suurendades soojuskaitset tänavalt, suurendame soojuskadu maasse ja seeläbi saab selgeks, miks varem saadud majakontuuri soojustamise mõju ei ole nii oluline.

Soojuskao arvutamiseks läbi põranda ja lae on vaja järgmisi andmeid:

• maja mõõdud 6 x 6 meetrit.
• Põrandad on ääristatud laudis, 32 mm paksusega, kaetud puitlaastplaadiga 0,01 m paksusega, soojustatud 0,05 m paksuse mineraalvillaga. Maja all on maa-alune ruum juurviljade ja konservide hoidmiseks. Talvel on maa-aluse temperatuur keskmiselt +8°C.
• Lagi - laed on puitpaneelidest, laed soojustatud pööningupoolne mineraalvilla soojustusega, kihi paksus 0,15 meetrit, auru hüdroisolatsiooni kihiga. Pööninguruum isoleerimata.

Soojuskao arvutamine läbi põranda

R plaadid =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, kus B on materjali paksus, K on soojusjuhtivuse koefitsient.

R puitlaastplaat =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W

R isolatsioon = B/K = 0,05 m/0,039 W/mK = 1,28 m² x ° C/W

Põranda koguväärtus R =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W

Arvestades, et maa-alune temperatuur on talvel pidevalt +8°C kanti, on soojuskao arvutamiseks vajalik dT 22-8 = 14 kraadi. Nüüd on meil kõik andmed põranda soojuskao arvutamiseks:

Q põrand = SxdT/R=36 m² x 14 kraadi/1,56 m² x °C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)

Soojuskao arvutamine läbi lae

Lae pind on sama, mis põrandal S lagi = 36 m2

Lagede soojustakistuse arvutamisel me ei võta arvesse puidust lauad, sest neil ei ole tihe ühendus omavahel ja ei toimi soojusisolaatorina. Sellepärast soojustakistus lagi:

R lagi = R isolatsioon = isolatsiooni paksus 0,15 m/isolatsiooni soojusjuhtivus 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W

Arvutame soojuskadu läbi lae:

Lagi Q =SхdT/R=36 m²х52 kraadi/3,84 m²х°С/W=487,5 Wh (0,49 kWh)

Ruumide soojuskao arvutamise metoodika ja selle rakendamise kord (vt SP 50.13330.2012 Termokaitse hooned, punkt 5).

Maja kaotab soojust läbi piirdekonstruktsioonide (seinad, laed, aknad, katus, vundament), ventilatsiooni ja kanalisatsiooni. Peamised soojuskaod tekivad piirdekonstruktsioonide kaudu - 60–90% kõigist soojuskadudest.

Igal juhul tuleb soojuskaoga arvestada kõigi ümbritsevate konstruktsioonide puhul, mis köetavas ruumis on.

Sel juhul ei ole vaja arvestada sisekonstruktsioonide kaudu tekkivate soojuskadudega, kui nende temperatuuride erinevus külgnevate ruumide temperatuuriga ei ületa 3 kraadi Celsiuse järgi.

Soojuskadu läbi hoonepiirete

Soojuskaod ruumides sõltuvad peamiselt:
1 Temperatuurierinevused majas ja väljas (mida suurem vahe, seda suuremad kaod),
2 Seinte, akende, uste, katete, põrandate (nn ruumi ümbritsevate konstruktsioonide) soojusisolatsiooniomadused.

Ümbriskonstruktsioonid ei ole üldjuhul struktuurilt homogeensed. Ja need koosnevad tavaliselt mitmest kihist. Näide: kest sein = krohv + kest + väliskaunistus. See disain võib hõlmata ka suletud õhuvahed(näide: õõnsused telliste või plokkide sees). Ülaltoodud materjalidel on üksteisest erinevad termilised omadused. Struktuurkihi peamine omadus on selle soojusülekande takistus R.

Kus q on kaotsiläinud soojushulk ruutmeeterümbritsev pind (tavaliselt mõõdetuna W/ruutmeetri kohta)

ΔT - temperatuuri erinevus arvutatud ruumi ja välistemperatuurõhk (kõige külmema viiepäevase perioodi temperatuur °C kliimapiirkonnas, kus arvestuslik hoone asub).

Põhimõtteliselt võetakse ruumide sisetemperatuur. Eluruumid 22 oC. Mitteeluruum 18 oC. Veetöötlusalad 33 °C.

Kui tegemist on mitmekihiline ehitus, siis konstruktsiooni kihtide takistused liidetakse.

δ - kihi paksus, m;

λ on konstruktsioonikihi materjali arvutuslik soojusjuhtivuse koefitsient, võttes arvesse piirdekonstruktsioonide töötingimusi, W / (m2 oC).

Noh, oleme arvutamiseks vajalikud põhiandmed välja sorteerinud.

Seega on hoone välispiirete kaudu soojuskadude arvutamiseks vaja:

1. Konstruktsioonide soojusülekande takistus (kui struktuur on mitmekihiline, siis Σ R kihid)

2. Arvutusruumi ja välisõhu temperatuuride erinevus (kõige külmema viiepäevase perioodi temperatuur °C). ΔT

3. Piirdealad F (eraldi seinad, aknad, uksed, lagi, põrand)

4. Kasuks tuleb ka hoone orientatsioon kardinaalsete suundade suhtes.

Aia soojuskao arvutamise valem näeb välja järgmine:

Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)

Qlim - soojuskadu ümbritsevate konstruktsioonide kaudu, W

Rogr – soojusülekande takistus, m2°C/W; (Kui on mitu kihti, siis ∑ Rogri kihid)

Fogr – ümbritseva konstruktsiooni pindala, m;

n on ümbritseva konstruktsiooni ja välisõhu kokkupuutetegur.

Iga ümbritseva konstruktsiooni soojuskadu arvutatakse eraldi. Kogu ruumi ümbritsevate konstruktsioonide kaudu tekkiv soojuskadu on ruumi iga ümbritseva konstruktsiooni kaudu tekkivate soojuskadude summa

Soojuskadude arvutamine läbi põrandate

Maapinnal soojustamata põrand

Tavaliselt eeldatakse, et põranda soojuskadu võrreldes teiste hoonepiirete (välisseinad, akna- ja ukseavad) sarnaste näitajatega on a priori ebaoluline ja seda võetakse küttesüsteemide arvutustes lihtsustatud kujul arvesse. Selliste arvutuste aluseks on erinevate soojusülekandetakistuse arvestus- ja paranduskoefitsientide lihtsustatud süsteem ehitusmaterjalid.

Kui võtta arvesse, et esimese korruse soojuskao arvutamise teoreetiline põhjendus ja metoodika töötati välja üsna kaua aega tagasi (st suure projekteerimisvaruga), siis võib julgelt rääkida nende empiiriliste käsitluste praktilisest kasutatavusest 2010. aastal. kaasaegsed tingimused. Erinevate ehitusmaterjalide soojusjuhtivus ja soojusülekande koefitsiendid, soojustus ja põrandakatted tuntud ja teised füüsilised omadused Soojuskadude arvutamine läbi põranda ei ole vajalik. Nende omade järgi termilised omadused põrandad jagunevad tavaliselt soojustatud ja soojustamata, konstruktsiooniliselt - põrandad maapinnal ja palgid.

Soojuskao arvutamine maapinnal asuva soojustamata põranda kaudu põhineb hoone välispiirete soojuskao hindamise üldvalemil:

Kus K– põhi- ja lisasoojuskaod, W;

A– piirdekonstruktsiooni üldpind, m2;

tв , tн– sise- ja välisõhu temperatuur, °C;

β - täiendavate soojuskadude osakaal kogusummas;

n– parandustegur, mille väärtuse määrab piirdekonstruktsiooni asukoht;

Ro– soojusülekande takistus, m2 °C/W.

Pange tähele, et homogeense ühekihilise põrandakatte puhul on soojusülekandetakistus Ro pöördvõrdeline soojustamata põrandamaterjali soojusülekandeteguriga maapinnal.

Soojuskao arvutamisel läbi soojustamata põranda kasutatakse lihtsustatud lähenemist, mille puhul väärtus (1+ β) n = 1. Soojuskadu läbi põranda teostatakse tavaliselt soojusülekandeala tsoneerimise teel. Selle põhjuseks on lae all oleva pinnase temperatuuriväljade loomulik heterogeensus.

Soojuskaod soojustamata põrandalt määratakse eraldi iga kahemeetrise tsooni jaoks, mille numeratsioon algab hoone välisseinast. Kokku võetakse tavaliselt arvesse neli sellist 2 m laiust riba, pidades igas tsoonis maapinna temperatuuri püsivaks. Neljas tsoon hõlmab kogu soojustamata põranda pinda esimese kolme triibu piires. Eeldatakse soojusülekande takistust: 1. tsooni jaoks R1=2,1; 2. jaoks R2 = 4,3; vastavalt kolmandale ja neljandale R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.

Joonis 1. Põrandapinna tsoneerimine maapinnal ja külgnevad süvistatud seinad soojuskao arvutamisel

Mustpõrandaga süvistatavate ruumide puhul: esimese tsooni ala, mis külgneb seina pind, võetakse arvutustes kaks korda arvesse. See on täiesti arusaadav, kuna põranda soojuskadu summeeritakse hoone külgnevate vertikaalsete piirdekonstruktsioonide soojuskaoga.

Soojuskadude arvutamine läbi põranda tehakse iga tsooni kohta eraldi ning saadud tulemused võetakse kokku ja kasutatakse ehitusprojekti soojustehniliseks põhjenduseks. Süvistatavate ruumide välisseinte temperatuuritsoonide arvutamine toimub ülaltoodud valemite abil.

Soojuskao arvutamisel läbi isoleeritud põranda (ja seda peetakse selliseks, kui selle konstruktsioon sisaldab materjalikihte, mille soojusjuhtivus on väiksem kui 1,2 W/(m °C)), kasutatakse mittepõranda soojusülekandetakistuse väärtust. isoleeritud põrand maapinnal suureneb igal juhul isolatsioonikihi soojusülekande takistuse võrra:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Kus δу.с– isolatsioonikihi paksus, m; λу.с– isolatsioonikihi materjali soojusjuhtivus, W/(m °C).

Soojuskadu maapinnal asuva põranda kaudu arvutatakse tsoonide kaupa vastavalt. Selleks jagatakse põrandapind 2 m laiusteks ribadeks, paralleelselt välisseintega. Välisseinale lähim riba on tähistatud esimese tsoonina, kaks järgmist riba on teine ​​ja kolmas tsoon ning ülejäänud põrandapind on neljas tsoon.

Soojuskao arvutamisel keldrid jaotus tsoonideks sel juhul See viiakse läbi maapinnast mööda seinte maa-aluse osa pinda ja edasi mööda põrandat. Tsoonide tingimuslikud soojusülekandetakistused võetakse sel juhul vastu ja arvutatakse samamoodi nagu isoleeritud põranda puhul isolatsioonikihtide olemasolul, mis antud juhul on seinakonstruktsiooni kihid.

Soojusülekandetegur K, W/(m 2 ∙°C) iga isoleeritud põranda tsooni kohta maapinnal määratakse järgmise valemiga:

kus on soojustatud põranda soojusülekande takistus maapinnal, m 2 ∙°C/W, arvutatuna valemiga:

= + Σ , (2.2)

kus on i-nda tsooni soojustamata põranda soojusülekande takistus;

δ j – isolatsioonikonstruktsiooni j-nda kihi paksus;

λ j on materjali soojusjuhtivuse koefitsient, millest kiht koosneb.

Kõigi soojustamata põrandate alade kohta on andmed soojusülekande takistuse kohta, mis on aktsepteeritud vastavalt:

2,15 m 2 ∙°С/W – esimese tsooni jaoks;

4,3 m 2 ∙°С/W – teise tsooni jaoks;

8,6 m 2 ∙°С/W – kolmanda tsooni jaoks;

14,2 m 2 ∙°С/W – neljanda tsooni jaoks.

Selles projektis on maapinnal põrandatel 4 kihti. Põrandakonstruktsioon on näidatud joonisel 1.2, seinakonstruktsioon on näidatud joonisel 1.1.

Näide termotehniline arvutus ruumi 002 ventilatsioonikambri maapinnal asuvad põrandad:

1. Tsoonideks jaotus ventilatsioonikambris on tavapäraselt esitatud joonisel 2.3.

Joonis 2.3. Ventilatsioonikambri jagamine tsoonideks

Joonisel on näha, et teine ​​tsoon hõlmab osa seinast ja osa põrandast. Seetõttu arvutatakse selle tsooni soojusülekande takistuse koefitsient kaks korda.

2. Määrame soojustatud põranda soojusülekande takistuse maapinnal, m 2 ∙°C/W:

2,15 + = 4,04 m 2 ∙°С/W,

4,3 + = 7,1 m 2 ∙°С/W,

4,3 + = 7,49 m 2 ∙°С/W,

8,6 + = 11,79 m 2 ∙°С/W,

14,2 + = 17,39 m 2 ∙°C/W.