Bir dereceye kadar zeminde bulunan binaların termal hesaplamalarının özü, atmosferik "soğuk" un termal rejimleri üzerindeki etkisinin belirlenmesine veya daha kesin olarak, belirli bir toprağın belirli bir odayı atmosferikten ne ölçüde yalıttığına bağlıdır. sıcaklık etkileri. Çünkü ısı yalıtım özellikleri toprak çok bağımlı çok sayıda faktörler nedeniyle 4 bölgeli teknik benimsendi. Toprak tabakası ne kadar kalın olursa, ısı yalıtım özelliklerinin de o kadar yüksek olacağı (atmosferin etkisi daha büyük ölçüde azalır) şeklindeki basit varsayıma dayanmaktadır. Atmosfere en kısa mesafe (dikey veya yatay olarak) 4 bölgeye ayrılmıştır; bunlardan 3'ünün genişliği (yerdeki zemin ise) veya derinliği (yerdeki duvar ise) 2 metredir ve dördüncüsü bu özelliklere sonsuza eşittir. 4 bölgenin her birine, şu prensibe göre kendi kalıcı ısı yalıtım özellikleri atanmıştır: bölge ne kadar uzaktaysa (seri numarası ne kadar yüksekse), atmosferin etkisi o kadar az olur. Resmileştirilmiş yaklaşımı atlayarak, odadaki belirli bir nokta atmosferden ne kadar uzaktaysa (2 m'lik bir oranla), o kadar basit bir sonuca varabiliriz. uygun koşullar(atmosferin etkisi açısından) yer alacaktır.

Böylece zeminde duvar olması şartıyla koşullu bölgelerin sayımı duvar boyunca zemin seviyesinden başlar. Zemin duvarı yoksa ilk bölge, zemine en yakın zemin şeridi olacaktır. dış duvar. Daha sonra, her biri 2 metre genişliğinde olan 2. ve 3. bölgeler numaralandırılır. Kalan bölge bölge 4'tür.

Bölgenin duvarda başlayıp yerde bitebileceğini dikkate almak önemlidir. Bu durumda hesaplama yaparken özellikle dikkatli olmalısınız.

Zemin yalıtılmamışsa, yalıtılmamış zeminin bölgelere göre ısı transfer direnci değerleri şuna eşittir:

bölge 1 - R n.p. =2,1 m2*S/W

bölge 2 - R n.p. =4,3 m2*S/W

bölge 3 - R n.p. =8,6 m2*S/W

bölge 4 - R n.p. =14,2 m2*S/W

Yalıtımlı zeminlerin ısı transfer direncini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

— yalıtılmamış zeminin her bölgesinin ısı transfer direnci, m2*S/W;

- yalıtım kalınlığı, m;

— yalıtımın ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m*C);

Daha önce 6 m genişliğinde, taban suyu seviyesi 6 m ve +3 derece derinliği olan bir evin zeminindeki zeminin ısı kaybını hesaplamıştık.
Sonuçlar ve sorun bildirimi burada -
Isı kaybı da dikkate alındı sokak havası ve toprağın derinliklerine. Şimdi sinekleri pirzolalardan ayıracağım, yani hesaplamayı dışarıdaki havaya ısı transferi hariç, tamamen zemine yapacağım.

Önceki hesaplamadan (yalıtım olmadan) seçenek 1 için hesaplamalar yapacağım. ve aşağıdaki veri kombinasyonları
1. GWL 6m, +3 GWL'de
2. GWL 6m, +6 GWL'de
3. GWL 4m, +3 GWL'de
4. GWL 10m, GWL'de +3.
5. GWL 20m, GWL'de +3.
Böylece yeraltı suyu derinliğinin etkisi ve sıcaklığın yeraltı suyuna etkisi ile ilgili soruları kapatacağız.
Hesaplama, daha önce olduğu gibi, mevsimsel dalgalanmaları ve genellikle dış havayı hesaba katmadan sabittir.
Koşullar aynı. Zemin Lyamda=1, duvarlar 310mm Lyamda=0,15, zemin 250mm Lyamda=1,2'dir.

Sonuçlar, daha önce olduğu gibi, iki resim (izotermler ve "IR") ve sayısal resimlerdir - toprağa ısı transferine karşı direnç.

Sayısal sonuçlar:
1.R=4.01
2. R=4.01 (Fark nedeniyle her şey normalleştirilmiştir, başka türlü olmaması gerekirdi)
3.R=3.12
4.R=5.68
5.R=6.14

Boyutlara gelince. Bunları yeraltı suyu seviyesinin derinliği ile ilişkilendirirsek aşağıdakileri elde ederiz:
4m. R/L=0,78
6m. R/L=0,67
10m. R/L=0,57
20m. R/L=0,31
R/L sonsuza kadar birliğe (veya daha doğrusu toprağın ısıl iletkenliğinin ters katsayısına) eşit olacaktır. büyük ev bizim durumumuzda evin boyutları, ısı kaybının meydana geldiği derinlik ve ne kadar olduğu ile karşılaştırılabilir. daha küçük ev Derinlikle karşılaştırıldığında bu oranın daha küçük olması gerekir.

Ortaya çıkan R/L ilişkisi, evin genişliğinin zemin seviyesine (B/L) oranına ve daha önce de söylediğimiz gibi, B/L->sonsuz R/L->1/Lamda'ya bağlı olmalıdır.
Sonsuz uzun bir ev için toplamda aşağıdaki noktalar vardır:
L/B | R*Lambda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Bu bağımlılığa üstel bir bağımlılıkla iyi bir şekilde yaklaşılabilir (yorumlardaki grafiğe bakın).
Üstelik üs, doğruluk kaybı olmadan daha basit bir şekilde yazılabilir, yani
R*Lamda/L=EXP(-L/(3B))
Bu formül aynı noktalarda aşağıdaki sonuçları verir:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Onlar. %10 dahilinde hata, yani. oldukça tatmin edici.

Dolayısıyla, herhangi bir genişliğe sahip sonsuz bir ev ve dikkate alınan aralıktaki herhangi bir yeraltı suyu seviyesi için, yeraltı suyu seviyesindeki ısı transferine karşı direnci hesaplamak için bir formülümüz var:
R=(L/Lamda)*EXP(-L/(3B))
burada L yeraltı suyu seviyesinin derinliği, Lyamda toprağın ısıl iletkenlik katsayısı, B evin genişliğidir.
Formül, 1,5 ila yaklaşık sonsuz (yüksek GWL) arasındaki L/3B aralığında uygulanabilir.

Formülü daha derin yeraltı suyu seviyeleri için kullanırsak, formül önemli bir hata verir, örneğin 50m derinlik ve 6m genişlikte bir ev için: R=(50/1)*exp(-50/18)=3.1 ki bu açıkça çok küçük.

Herkese iyi günler!

Sonuçlar:
1. Yeraltı suyu seviyesinin derinliğindeki bir artış, ısı kaybında buna karşılık gelen bir azalmaya yol açmaz. yeraltı suyu, çünkü her şey işin içinde büyük miktar toprak.
2. Aynı zamanda taban suyu seviyesi 20 m veya daha fazla olan sistemler, evin “ömrü” boyunca hesaplamada alınan sabit seviyeye asla ulaşamayabilir.
3. Zemine R o kadar büyük değil, 3-6 seviyesinde, bu nedenle zemin boyunca zeminin derinliklerine olan ısı kaybı çok önemli. Bu, bant veya kör alanın yalıtılması sırasında ısı kaybında büyük bir azalmanın olmadığı konusunda daha önce elde edilen sonuçla tutarlıdır.
4. Sonuçlardan bir formül türetilmiştir, bunu sağlığınız için kullanın (tabii ki tehlike ve risk size ait olmak üzere, lütfen önceden bilin ki formülün ve diğer sonuçların güvenilirliğinden ve bunların uygulanabilirliğinden hiçbir şekilde sorumlu değilim. pratik).
5. Aşağıdaki yorumda yapılan küçük bir çalışmadan kaynaklanmaktadır. Sokağa olan ısı kaybı zemine olan ısı kaybını azaltır. Onlar. İki ısı transfer sürecini ayrı ayrı ele almak yanlıştır. Sokaktan gelen termal korumayı artırarak zemine olan ısı kaybını artırıyoruz ve böylece evin daha önce elde edilen dış hatlarını yalıtmanın etkisinin neden bu kadar önemli olmadığı anlaşılıyor.

Zemin ve tavandaki ısı kaybını hesaplamak için aşağıdaki veriler gerekli olacaktır:

• evin boyutları 6 x 6 metredir.
• Zeminler 32 mm kalınlığında dil ve oluklu, 0,01 m kalınlığında sunta kaplı, 0,05 m kalınlığında mineral yün yalıtımlı, kenarlı levhalardır. Evin altında sebze ve konserve depolamak için bir yer altı alanı bulunmaktadır. Kışın yeraltındaki sıcaklık ortalama +8°C'dir.
• Tavan - tavanlar ahşap panellerden yapılmıştır, tavanlar çatı katında mineral yün izolasyonlu, katman kalınlığı 0,15 metre, buhar geçirmez bir katmanla yalıtılmıştır. Tavan arası alanı yalıtılmamış.

Zeminden ısı kaybının hesaplanması

R levhalar =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, burada B malzemenin kalınlığı, K ise ısıl iletkenlik katsayısıdır.

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

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

Toplam kat R değeri =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W

Kışın yeraltı sıcaklığının sürekli olarak +8°C civarında olduğu dikkate alınırsa, ısı kaybını hesaplamak için gereken dT 22-8 = 14 derecedir. Artık zemindeki ısı kaybını hesaplamak için tüm verilere sahibiz:

Q katı = SxdT/R=36 m²x14 derece/1,56 m²x°C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)

Tavandan ısı kaybının hesaplanması

Tavan alanı kat ile aynı S tavan = 36 m2

Tavanın ısıl direncini hesaplarken dikkate almayız ahşap panolar, Çünkü sahip değiller sıkı bağlantı kendi aralarında ısı yalıtkanı görevi görmezler. Bu yüzden ısıl direnç tavan:

R tavan = R yalıtım = yalıtım kalınlığı 0,15 m/yalıtımın ısı iletkenliği 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W

Tavandan ısı kaybını hesaplıyoruz:

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

Tesislerde ısı kaybını hesaplama metodolojisi ve uygulama prosedürü (bkz. SP 50.13330.2012) Termal koruma binalar, nokta 5).

Ev, kapalı yapılar (duvarlar, tavanlar, pencereler, çatı, temel), havalandırma ve kanalizasyon yoluyla ısıyı kaybeder. Ana ısı kayıpları kapalı yapılardan meydana gelir - tüm ısı kayıplarının% 60-90'ı.

Her durumda, ısıtılan odada bulunan tüm kapalı yapılar için ısı kaybı dikkate alınmalıdır.

Bu durumda, bitişik odalardaki sıcaklık ile sıcaklıkları arasındaki fark 3 santigrat dereceyi geçmiyorsa, iç yapılarda meydana gelen ısı kayıplarını hesaba katmak gerekli değildir.

Bina kabuğundan ısı kaybı

Binalardaki ısı kayıpları esas olarak aşağıdakilere bağlıdır:
1 Ev içi ve dışarısı sıcaklık farklılıkları (fark ne kadar büyükse kayıplar da o kadar fazla olur),
2 Duvarların, pencerelerin, kapıların, kaplamaların, zeminlerin (odanın sözde kapalı yapıları) ısı yalıtım özellikleri.

Kapalı yapılar genellikle yapı olarak homojen değildir. Ve genellikle birkaç katmandan oluşurlar. Örnek: kabuk duvar = sıva + kabuk + dış dekorasyon. Bu tasarım aynı zamanda kapalı hava boşlukları(örnek: tuğla veya blokların içindeki boşluklar). Yukarıdaki malzemeler birbirinden farklı termal özelliklere sahiptir. Yapısal bir katmanın ana özelliği, ısı transfer direnci R'dir.

Q, kaybedilen ısı miktarıdır metrekareçevreleyen yüzey (genellikle W/m2 cinsinden ölçülür)

ΔT - hesaplanan odanın içindeki sıcaklık ile arasındaki fark dışarı sıcaklığı hava (hesaplanan binanın bulunduğu iklim bölgesi için en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığı °C).

Temel olarak odaların iç sıcaklığı alınır. Yaşam alanları 22 oC. Konut dışı 18 oC. Su arıtma alanları 33 °C.

O gelince çok katmanlı yapı, daha sonra yapının katmanlarının dirençleri toplanır.

δ - katman kalınlığı, m;

λ, kapalı yapıların çalışma koşulları dikkate alınarak inşaat katmanı malzemesinin hesaplanan ısı iletkenlik katsayısıdır, W / (m2 oC).

Hesaplama için gereken temel verileri sıraladık.

Dolayısıyla, bina kabuğundaki ısı kayıplarını hesaplamak için şunlara ihtiyacımız var:

1. Yapıların ısı transfer direnci (yapı çok katmanlı ise Σ R katmanları)

2. Hesaplama odasındaki sıcaklık ile dışarıdaki sıcaklık arasındaki fark (en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığı °C). ΔT

3. Çit alanları F (ayrı ayrı duvarlar, pencereler, kapılar, tavan, zemin)

4. Binanın ana yönlere göre yönlendirilmesi de faydalıdır.

Bir çitin ısı kaybını hesaplamak için formül şöyle görünür:

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

Qlim - kapalı yapılardan ısı kaybı, W

Rogr – ısı transfer direnci, m2°C/W; (Birkaç katman varsa o zaman ∑ Rogr katmanları)

Fogr – kapalı yapının alanı, m;

n, kapalı yapının dış hava ile temas katsayısıdır.

Her kapalı yapının ısı kaybı ayrı ayrı hesaplanır. Tüm odanın kapalı yapılarından kaynaklanan ısı kaybının miktarı, odanın her kapalı yapısından kaynaklanan ısı kayıplarının toplamı olacaktır.

Zeminlerden ısı kaybının hesaplanması

Zeminde yalıtımsız zemin

Tipik olarak, diğer bina kaplamalarının (dış duvarlar, pencere ve kapı açıklıkları) benzer göstergelerine kıyasla zeminin ısı kaybının önemsiz olduğu varsayılır ve ısıtma sistemlerinin basitleştirilmiş bir biçimde hesaplanmasında dikkate alınır. Bu tür hesaplamaların temeli, çeşitli ısı transfer direnci için basitleştirilmiş bir muhasebe ve düzeltme katsayıları sistemidir. Yapı malzemeleri.

Zemin katın ısı kaybını hesaplamak için teorik gerekçe ve metodolojinin oldukça uzun zaman önce (yani büyük bir tasarım marjıyla) geliştirildiğini dikkate alırsak, bu ampirik yaklaşımların pratik uygulanabilirliği hakkında güvenle konuşabiliriz. modern koşullar. Çeşitli yapı malzemelerinin, yalıtım malzemelerinin ve ısıl iletkenlik ve ısı transfer katsayıları zemin kaplamaları iyi bilinen ve diğerleri fiziksel özellikler Zeminden ısı kaybını hesaplamaya gerek yoktur. Kendilerine göre termal özellikler zeminler genellikle yalıtımlı ve yalıtımsız, yapısal olarak zemindeki zeminler ve kütüklere ayrılır.

Zemindeki yalıtılmamış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybının hesaplanması, bina kabuğundan kaynaklanan ısı kaybının değerlendirilmesine yönelik genel formüle dayanmaktadır:

Nerede Q– ana ve ek ısı kayıpları, W;

A– kapalı yapının toplam alanı, m2;

tв , tн– iç ve dış hava sıcaklığı, °C;

β - ek ısı kayıplarının toplam içindeki payı;

N- değeri kapalı yapının konumuna göre belirlenen düzeltme faktörü;

Ro– ısı transfer direnci, m2 °C/W.

Homojen tek katmanlı zemin kaplaması durumunda, ısı transfer direnci Ro'nun, zemindeki yalıtımsız zemin malzemesinin ısı transfer katsayısı ile ters orantılı olduğuna dikkat edin.

Yalıtımsız bir zeminden ısı kaybını hesaplarken, (1+ β) n = 1 değerinin verildiği basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılır. Zeminden ısı kaybı genellikle ısı transfer alanının imar edilmesiyle gerçekleştirilir. Bunun nedeni tavanın altındaki toprağın sıcaklık alanlarının doğal heterojenliğidir.

Yalıtımsız bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı, numaralandırması binanın dış duvarından başlayan her iki metrelik bölge için ayrı ayrı belirlenir. Her bölgedeki zemin sıcaklığının sabit olduğu göz önüne alındığında, genellikle 2 m genişliğinde toplam dört şerit dikkate alınır. Dördüncü bölge, ilk üç şerit sınırları içindeki yalıtılmamış zeminin tüm yüzeyini içerir. Isı transfer direnci varsayılmaktadır: 1. bölge için R1=2,1; 2. R2=4.3 için; üçüncü ve dördüncü için sırasıyla R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.

Şekil 1. Isı kaybını hesaplarken zemin yüzeyinin zeminde ve bitişik girintili duvarlarda imar edilmesi

Zemini toprak olan gömme odalar durumunda: birinci bölgenin bitişik alanı duvar yüzeyi, hesaplamalarda iki kez dikkate alınır. Zeminin ısı kaybı, binanın bitişik dikey kapalı yapılarındaki ısı kaybıyla toplandığı için bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur.

Zeminden ısı kaybının hesaplanması her bölge için ayrı ayrı yapılır ve elde edilen sonuçlar özetlenir ve bina tasarımının ısı mühendisliği gerekçesi için kullanılır. Gömme odaların dış duvarlarının sıcaklık bölgelerinin hesaplanması, yukarıda verilenlere benzer formüller kullanılarak gerçekleştirilir.

Yalıtılmış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı hesaplamalarında (ve eğer tasarımı 1,2 W/(m°C)'den daha düşük ısıl iletkenliğe sahip malzeme katmanları içeriyorsa bu şekilde kabul edilir), yalıtımlı olmayan bir zeminin ısı transfer direncinin değeri. Zemindeki yalıtımlı zemin her durumda yalıtım katmanının ısı transfer direnciyle artar:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Nerede δу.с– yalıtım katmanının kalınlığı, m; λу.с– yalıtım katmanı malzemesinin ısıl iletkenliği, W/(m °C).

Zeminde bulunan bir zeminden ısı kaybı bölgeye göre hesaplanır. Bunu yapmak için zemin yüzeyi dış duvarlara paralel 2 m genişliğinde şeritlere bölünür. Dış duvara en yakın şerit birinci bölge, sonraki iki şerit ikinci ve üçüncü bölge ve zemin yüzeyinin geri kalan kısmı dördüncü bölge olarak belirlenir.

Isı kaybını hesaplarken Bodrum katları bölgelere ayrılması bu durumda Duvarların yeraltı kısmının yüzeyi boyunca ve zemin boyunca zemin seviyesinden gerçekleştirilir. Bu durumda bölgeler için koşullu ısı transfer dirençleri, bu durumda duvar yapısının katmanları olan yalıtım katmanlarının varlığında yalıtımlı bir zemin ile aynı şekilde kabul edilir ve hesaplanır.

Zemindeki yalıtımlı zeminin her bölgesi için ısı transfer katsayısı K, W/(m 2 ∙°C) aşağıdaki formülle belirlenir:

zemindeki yalıtımlı bir zeminin ısı transfer direnci m 2 ∙°C/W aşağıdaki formülle hesaplanır:

= + Σ , (2.2)

i-th bölgesinin yalıtılmamış zemininin ısı transfer direnci nerede;

δ j – yalıtım yapısının j-inci katmanının kalınlığı;

λ j, katmanın oluştuğu malzemenin ısıl iletkenlik katsayısıdır.

Yalıtımsız zeminlerin tüm alanları için, aşağıdakilere göre kabul edilen ısı transfer direncine ilişkin veriler bulunmaktadır:

2,15 m 2 ∙°С/W – birinci bölge için;

4,3 m 2 ∙°С/W – ikinci bölge için;

8,6 m 2 ∙°С/W – üçüncü bölge için;

14,2 m 2 ∙°С/W – dördüncü bölge için.

Bu projede zemindeki katlar 4 kattan oluşuyor. Zemin yapısı Şekil 1.2'de, duvar yapısı ise Şekil 1.1'de gösterilmiştir.

Örnek termoteknik hesaplama 002 numaralı odanın havalandırma odasının zemininde bulunan katlar:

1. Havalandırma odasındaki bölgelere bölünme geleneksel olarak Şekil 2.3'te gösterilmektedir.

Şekil 2.3. Havalandırma odasının bölgelere bölünmesi

Şekil, ikinci bölgenin duvarın bir kısmını ve zeminin bir kısmını içerdiğini göstermektedir. Bu nedenle bu bölgenin ısı transfer direnç katsayısı iki kez hesaplanır.

2. Zemindeki yalıtımlı bir zeminin ısı transfer direncini, m 2 ∙°C/W belirleyelim:

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 m2 ∙°C/W.