Bistvo toplotnih izračunov prostorov, v različnih stopnjah, ki se nahajajo v tleh, je zmanjšano na določanje vpliva atmosferskega "mrazu" na njihov toplotni režim, oziroma, v kolikšni meri določena tla izolirajo določen prostor pred vplivi atmosferske temperature. . Ker toplotnoizolacijske lastnosti tudi tla so odvisna od tega veliko število dejavnikov, je bila sprejeta tako imenovana 4-conska tehnika. Temelji na preprosti predpostavki, da debelejša kot je plast tal, višje so njene toplotnoizolacijske lastnosti (v večji meri se zmanjša vpliv atmosfere). Najkrajša razdalja (navpično ali vodoravno) do ozračja je razdeljena na 4 cone, od katerih imajo 3 širino (če gre za tla ob tleh) ali globino (če so to stene ob tleh) 2 metra, in četrti ima te lastnosti enake neskončnosti. Vsaka od 4 con ima lastne trajne toplotnoizolacijske lastnosti po načelu - dlje kot je cona (večja je njena serijska številka), manjši je vpliv atmosfere. Če izpustimo formaliziran pristop, lahko naredimo preprost zaključek, da dlje kot je točka v prostoru od atmosfere (z množico 2 m), bolj ugodnih razmerah(z vidika vpliva atmosfere) bo lociran.

Tako se štetje pogojnih con začne ob steni od nivoja tal, pod pogojem, da so ob tleh stene. Če na tleh ni sten, bo prva cona najbližji talni trak zunanja stena... Nadalje sta coni 2 in 3 oštevilčeni široki 2 metra. Preostala cona je cona 4.

Pomembno je upoštevati, da se cona lahko začne na steni in konča na tleh. V tem primeru morate biti pri izračunih še posebej previdni.

Če tla niso izolirana, so vrednosti upora prenosa toplote neizoliranih tal po conah:

cona 1 - R n.p. = 2,1 m2 * C / W

cona 2 - R n.p. = 4,3 m2 * C / W

cona 3 - R n.p. = 8,6 m2 * C / W

cona 4 - R n.p. = 14,2 m2 * C / W

Za izračun odpornosti na prenos toplote za izolirana tla lahko uporabite naslednjo formulo:

- odpornost na prenos toplote vsake cone neizoliranega poda, m2 * C / W;

- debelina izolacije, m;

- koeficient toplotne prevodnosti izolacije, W / (m * C);

Prej smo izračunali toplotne izgube tal nad tlemi za 6m široko hišo z nivojem podzemne vode 6m in globino +3 stopinje.
Rezultati in opis problema tukaj -
Upoštevane so bile tudi toplotne izgube ulični zrak in globoko v zemljo. Zdaj bom ločil muhe od kotletov, in sicer bom izračun izvedel čisto v tla, brez prenosa toplote na zunanji zrak.

Izvedel bom izračune za možnost 1 iz prejšnjega izračuna (brez izolacije). in naslednje kombinacije podatkov
1.GLV 6m, +3 na GWL
2.GLV 6m, +6 na GWL
3. GWL 4m, +3 na GWL
4. GWL 10m, +3 na GWL.
5. GWL 20m, +3 na GWL.
Tako bomo zaključili vprašanja, povezana z vplivom globine nivoja podtalnice in vplivom temperature na nivo podzemne vode.
Izračun je, kot prej, stacionaren, ne upošteva sezonskih nihanj in sploh ne upošteva zunanjega zraka
Pogoji so enaki. Tla imajo Lambda = 1, stene 310 mm Lambda = 0,15, tla 250 mm Lambda = 1,2.

Rezultata sta, tako kot prej, po dve sliki (izoterme in "IK"), in številčni - odpornost na prenos toplote na tla.

Številčni rezultati:
1.R = 4,01
2.R = 4,01 (Vse je normalizirano za razliko, sicer ne bi smelo biti)
3.R = 3,12
4.R = 5,68
5.R = 6,14

O vrednotah. Če jih povežemo z globino GWL, dobimo naslednje
4m. R/L = 0,78
6m. R/L = 0,67
10m. R/L = 0,57
20m. R/L = 0,31
R / L bi bil enak eni (ali bolje rečeno, inverzni koeficient toplotne prevodnosti tal) za neskončno velika hiša, v našem primeru so dimenzije hiše primerljive z globino, do katere se izvajajo toplotne izgube in kaj manjša hiša v primerjavi z globino bi moralo biti to razmerje nižje.

Nastala odvisnost R / L bi morala biti odvisna od razmerja med širino hiše in GWL (B / L), plus, kot je bilo že omenjeno, za B / L-> neskončnost R / L-> 1 / Lambda.
Skupaj obstajajo naslednje točke za neskončno dolgo hišo:
L/B | R * Lambda / L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
To odvisnost dobro aproksimira eksponentna (glej graf v komentarju).
Poleg tega lahko eksponent zapišemo na preprostejši način brez velike izgube natančnosti, in sicer
R * Lambda / L = EXP (-L / (3B))
Ta formula na istih točkah daje naslednje rezultate:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
tiste. napaka znotraj 10 %, t.j. zelo zadovoljivo.

Zato imamo za neskončno hišo katere koli širine in za kateri koli GWL v obravnavanem območju formulo za izračun odpornosti proti prenosu toplote v GWL:
R = (L / Lambda) * EXP (-L / (3B))
tukaj L je globina nivoja podzemne vode, Lambda je toplotna prevodnost tal, B je širina hiše.
Formula je uporabna v območju L/3B od 1,5 do približno neskončnosti (visok GWL).

Če uporabimo formulo za globlje nivoje podzemne vode, potem formula daje znatno napako, na primer za 50 m globine in 6 m širine hiše imamo: R = (50/1) * exp (-50/18) = 3.1, kar je očitno premajhno.

Lep dan vsem!

Zaključki:
1. Povečanje globine GWW ne vodi do ustreznega zmanjšanja toplotnih izgub v podtalnica saj je vse vpleteno velika količina prst.
2. Hkrati sistemi z GWL tipa 20m in več morda nikoli ne gredo v bolnišnico, ki so jo prejeli v izračunu med "življenjsko dobo" hiše.
3. R ​​v tla ni tako velik, je na ravni 3-6, zato je toplotna izguba globoko v tla ob tleh zelo pomembna. To je skladno s predhodno pridobljenim rezultatom o odsotnosti velikega zmanjšanja toplotnih izgub pri izolaciji traku ali slepe površine.
4. Formula je bila izpeljana iz rezultatov, uporabljajte jo za zdravje (na lastno nevarnost in tveganje, seveda vas prosim, da vnaprej veste, da ne odgovarjam za zanesljivost formule in drugih rezultatov ter njihovo uporabnost v praksa).
5. Sledi iz majhne raziskave, opravljene spodaj v komentarju. Izguba toplote zunaj zmanjša izgubo toplote v tleh. tiste. Napačno je obravnavati oba procesa prenosa toplote ločeno. In s povečanjem toplotne zaščite z ulice povečamo toplotne izgube na tla in tako postane jasno, zakaj učinek segrevanja predhodno pridobljene konture hiše ni tako pomemben.

Za izračun toplotne izgube skozi tla in strop potrebujete naslednje podatke:

• dimenzije hiše so 6 x 6 metrov.
• Tla so obrobljena, žlebljena debeline 32 mm, obložena z iverno ploščo debeline 0,01 m, izolirana z izolacijo iz mineralne volne debeline 0,05 m. Pod hišo je podzemlje za shranjevanje zelenjave in konzerviranje. Pozimi je temperatura v podzemlju v povprečju + 8 ° C.
• Strop - stropi so iz lesenih plošč, stropi so s strani podstrešja izolirani z izolacijskim slojem mineralne volne debeline 0,15 m, s paro-hidroizolacijskim slojem. Podstrešni prostor ni izolirana.

Izračun toplotne izgube skozi tla

R plošče = B / K = 0,032 m / 0,15 W / mK = 0,21 m²x ° C / W, kjer je B debelina materiala, K je koeficient toplotne prevodnosti.

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

R toplotna izolacija = B / K = 0,05 m / 0,039 W / mK = 1,28 m2x ° C / W

Skupna vrednost R tla = 0,21 + 0,07 + 1,28 = 1,56 m2x ° C / W

Glede na to, da se temperatura v podzemlju pozimi nenehno vzdržuje na približno + 8 ° C, je dT, potreben za izračun toplotne izgube, enak 22-8 = 14 stopinj. Zdaj imamo vse podatke za izračun toplotne izgube skozi tla:

Q = SхdT / R = 36 m2х14 stopinj / 1,56 m2х ° С / W = 323,07 Wh (0,32 kWh)

Izračun toplotne izgube skozi strop

Površina stropa je enaka talnemu S stropu = 36 m 2

Pri izračunu toplotne odpornosti stropa ne upoštevamo lesene deske od nimajo tesna povezava med seboj in ne igrajo vloge toplotnega izolatorja. Zato toplotna odpornost strop:

R strop = R izolacija = debelina izolacije 0,15 m / toplotna prevodnost izolacije 0,039 W / mK = 3,84 m2x °C / W

Izračunamo toplotne izgube skozi strop:

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

Metoda za izračun toplotne izgube prostorov in postopek za njeno izvedbo (glej SP 50.13330.2012 Toplotna zaščita stavbe, odstavek 5).

Hiša izgublja toploto skozi ogradne konstrukcije (stene, stropi, okna, streha, temelj), prezračevanje in kanalizacijo. Glavne toplotne izgube gredo skozi ograjene konstrukcije - 60–90% vseh toplotnih izgub.

V vsakem primeru je treba upoštevati toplotne izgube za vse konstrukcije ograjenega tipa, ki so prisotne v ogrevanem prostoru.

V tem primeru ni treba upoštevati toplotnih izgub, ki se izvajajo skozi notranje strukture, če razlika v njihovi temperaturi s temperaturo v sosednjih prostorih ne presega 3 stopinje Celzija.

Izgube toplote skozi ograje

Toplotne izgube prostorov so odvisne predvsem od:
1 Temperaturne razlike v hiši in zunaj (večja kot je razlika, večje so izgube),
2 Toplotno zaščitne lastnosti sten, oken, vrat, premazov, tal (tako imenovane ograje prostora).

Konstrukcije ograj na splošno niso homogene strukture. In običajno so sestavljeni iz več plasti. Primer: stena lupine = omet + lupina lupina + zunanja dekoracija... Ta struktura lahko vključuje tudi zaprto zračni prostori(primer: votline znotraj opek ali blokov). Zgornji materiali imajo drugačne toplotne lastnosti. Glavna taka značilnost strukturnega sloja je njegova odpornost na prenos toplote R.

Kjer je q količina izgubljene toplote kvadratni meter ograjena površina (običajno se meri v W / m2)

ΔT je razlika med temperaturo v izračunanem prostoru in zunanja temperatura zraka (temperatura najhladnejšega petdnevnega obdobja ° C za podnebno območje, v katerem se nahaja izračunana zgradba).

V bistvu se meri notranja temperatura v prostorih. Stanovanjski prostori 22 °C. Nestanovanjski 18 оС. Območja obdelave vode 33 ° C.

Ko gre za večplastna konstrukcija, nato se upori plasti konstrukcije seštevajo.

δ — debelina plasti, m;

λ je izračunani koeficient toplotne prevodnosti materiala strukturnega sloja ob upoštevanju pogojev delovanja ograjenih konstrukcij, W / (m2 оС).

No, razvrstili smo osnovne podatke, potrebne za izračun.

Torej, za izračun toplotnih izgub skozi ograjene konstrukcije potrebujemo:

1. Odpornost konstrukcij na prenos toplote (če je struktura večplastna, potem Σ R plasti)

2. Razlika med temperaturo v sobi za izračun in zunaj (temperatura najhladnejšega petdnevnega obdobja °C). ΔT

3. Področje ograje F (ločene stene, okna, vrata, strop, tla)

4. Uporabna je tudi orientacija stavbe glede na kardinalne točke.

Formula za izračun toplotne izgube z ograjo izgleda takole:

Qlim = (ΔT / Rlim) * Flim * n * (1 + ∑b)

Qlim - toplotne izgube skozi ograje, W

Rlim - odpornost na prenos toplote, m² ° C / W; (Če je slojev več, potem ∑ Rlim plasti)

Megla - površina ograje, m;

n je koeficient stika ograje z zunanjim zrakom.

Toplotne izgube vsake ograjene konstrukcije se štejejo posebej. Količina toplotnih izgub skozi ograje celotnega prostora bo vsota toplotnih izgub skozi vsako ogradno konstrukcijo prostora

Izračun toplotne izgube skozi tla

Neizolirana tla v tleh

Običajno se toplotna izguba tal v primerjavi s podobnimi kazalniki drugih ovojov stavbe (zunanje stene, okenske in vratne odprtine) a priori šteje za nepomembno in se upošteva pri izračunih ogrevalnih sistemov v poenostavljeni obliki. Takšni izračuni temeljijo na poenostavljenem sistemu obračunavanja in korekcijskih koeficientov upora prenosa toplote različnih gradbeni materiali.

Glede na to, da je bila teoretična utemeljitev in metodologija za izračun toplotnih izgub pritličja razvita že dolgo nazaj (t.j. z veliko konstrukcijsko rezervo), lahko varno govorimo o praktični uporabnosti teh empiričnih pristopov v sodobnih razmerah. Koeficienti toplotne prevodnosti in prenosa toplote različnih gradbenih materialov, izolacije in talne obloge dobro znani in drugi fizične lastnosti za izračun toplotne izgube skozi tla ni potreben. Po njihovih značilnosti toplotne tehnike tla so običajno razdeljena na izolirana in neizolirana, strukturno - tla na tleh in hlode.

Izračun toplotnih izgub skozi neizolirana tla na tleh temelji na splošni formuli za oceno toplotnih izgub skozi ovoj stavbe:

kje Q- glavna in dodatna toplotna izguba, W;

A- skupna površina ograje, m2;

tv , tн- temperatura znotraj prostora in zunanjega zraka, оС;

β - delež dodatnih toplotnih izgub v skupni vrednosti;

n- korekcijski faktor, katerega vrednost je določena z lokacijo ograje;

Ro- odpornost na prenos toplote, m2 ° C / W.

Upoštevajte, da je v primeru homogenega enoslojnega prekrivanja tal upor prenosa toplote Rо obratno sorazmeren s koeficientom prenosa toplote neizoliranega talnega materiala na tleh.

Pri izračunu toplotnih izgub skozi neizolirana tla se uporablja poenostavljen pristop, pri katerem je vrednost (1+ β) n = 1. Običajno je toplotne izgube skozi tla proizvesti z zoniranjem območja prenosa toplote. To je posledica naravne heterogenosti temperaturnih polj tal pod tlemi.

Toplotne izgube neizoliranega dna se določijo posebej za vsako dvometrsko cono, katere oštevilčenje se začne od zunanje stene stavbe. Skupno je običajno upoštevati štiri takšne trakove s širino 2 m, ob upoštevanju, da je temperatura tal v vsaki coni konstantna. Četrta cona obsega celotno površino neizoliranih tal znotraj meja prvih treh pasov. Upor prenosa toplote se vzame: za 1. cono R1 = 2,1; za 2. R2 = 4,3; za tretji in četrti R3 = 8,6, R4 = 14,2 m2 * оС / W.

Slika 1. Zoniranje talne površine na tleh in sosednjih vgradnih stenah pri izračunu toplotnih izgub

V primeru vgradnih prostorov z neasfaltirano podlago: območje prve cone, ki meji na stenska površina, se pri izračunih šteje dvakrat. To je povsem razumljivo, saj se toplotne izgube tal seštejejo s toplotnimi izgubami v sosednjih vertikalnih ograjenih konstrukcijah stavbe.

Izračun toplotne izgube skozi tla se izvede za vsako cono posebej, dobljeni rezultati pa se povzamejo in uporabijo za toplotnotehnično utemeljitev projekta stavbe. Izračun temperaturnih con zunanjih sten vgradnih prostorov se izvede po formulah, podobnih zgoraj navedenim.

Pri izračunih toplotnih izgub skozi izolirana tla (in se šteje za tako, če njena struktura vsebuje plasti materiala s toplotno prevodnostjo manj kot 1,2 W / (m ° C)) je vrednost upora prenosa toplote neizolirana tla na tleh se v vsakem primeru povečajo za upor prenosa toplote izolacijske plasti:

Ru.s = δs / λs,

kje δу.с- debelina izolacijskega sloja, m; λw.s- toplotna prevodnost materiala izolacijske plasti, W / (m ° C).

Toplotne izgube skozi tla, ki se nahajajo na tleh, se izračunajo po conah glede na. Za to je talna površina razdeljena na 2 m široke trakove, vzporedne z zunanjimi stenami. Trak, ki je najbližji zunanji steni, je označen s prvo cono, naslednji dve črti z drugo in tretjo cono, preostanek talne površine pa s četrto cono.

Pri izračunu toplotne izgube kleti razčlenitev na črte-cone v v tem primeru izdelana od tal vzdolž površine podzemnega dela sten in naprej po tleh. V tem primeru se pogojne odpornosti proti prenosu toplote za cone vzamejo in izračunajo na enak način kot za izolirana tla ob prisotnosti izolacijskih plasti, ki so v tem primeru plasti stenske konstrukcije.

Koeficient toplotnega prehoda K, W / (m 2 ∙ ° С) za vsako cono izoliranega tla na tleh se določi s formulo:

kjer je upor prenosa toplote izoliranega dna na tleh, m 2 ∙ ° С / W, izračunan po formuli:

= + Σ, (2.2)

kjer je odpornost na prenos toplote neizoliranega dna i-te cone;

δ j je debelina j-te plasti izolacijske konstrukcije;

λ j - koeficient toplotne prevodnosti materiala, iz katerega je plast sestavljena.

Za vse cone neizoliranih tal obstajajo podatki o odpornosti na prenos toplote, ki jih vzamejo:

2,15 m 2 ∙ ° С / W - za prvo cono;

4,3 m 2 ∙ ° С / W - za drugo cono;

8,6 m 2 ∙ ° С / W - za tretjo cono;

14,2 m 2 ∙ ° С / W - za četrto cono.

V tem projektu so tla na tleh 4 plasti. Talna konstrukcija je prikazana na sliki 1.2, konstrukcija sten je prikazana na sliki 1.1.

Primer toplotnotehnični izračun tla, ki se nahajajo na tleh za prezračevalno komoro sobe 002:

1. Razdelitev na cone v prezračevalni komori je konvencionalno prikazana na sliki 2.3.

Slika 2.3. Razdelitev na cone prezračevalne komore

Slika prikazuje, da druga cona vključuje del stene in del tal. Zato se koeficient odpornosti na prenos toplote tega območja izračuna dvakrat.

2. Določite odpornost proti prenosu toplote izoliranega tal na tleh, m 2 ∙ ° С / 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 ∙ ° С / W.