Põranda soojuskao arvutamine tsooni näite järgi. Soojuskao arvutamine põrandast maapinnale põhjaveenurkades

Soojusülekanne läbi maja ümbrise on keeruline protsess. Nende raskuste võimalikult suureks arvessevõtmiseks tehakse soojuskao arvutamisel ruumide mõõtmised teatud reeglite järgi, mis näevad ette pinna tingimusliku suurendamise või vähendamise. Allpool on toodud nende reeglite peamised sätted.

Piirdekonstruktsioonide pindalade mõõtmise reeglid: a - pööningukorrusega hoone sektsioon; b - kombineeritud kattega hoone sektsioon; c - hoone plaan; 1 - korrus keldri kohal; 2 - põrand taladel; 3 - põrand maapinnal;

Akende, uste ja muude avade pindala mõõdetakse väikseima ehitusava järgi.

Lae (pt) ja põranda (pl) pindala (välja arvatud maapinnal olev põrand) mõõdetakse siseseinte telgede ja välisseina sisepinna vahel.

Välisseinte mõõtmed on võetud horisontaalselt piki välisperimeetrit siseseinte telgede ja seina välisnurga vahel ning kõrguselt - kõigil korrustel, välja arvatud alumine: viimistletud põranda tasemest põrandani. järgmisel korrusel. Ülemisel korrusel kattub välisseina ülaosa katte ülaosaga või katusekorrus. Alumisel korrusel, olenevalt põranda kujundusest: a) põranda sisepinnalt piki maapinda; b) taladel põrandakonstruktsiooni ettevalmistuspinnalt; c) lae alumisest servast kütmata maa-aluse või keldri kohal.

Soojuskao määramisel läbi siseseinad nende pindala mõõdetakse piki sisemist perimeetrit. Soojuskadusid ruumide sisemiste ümbriste kaudu võib ignoreerida, kui nende ruumide õhutemperatuuride erinevus on 3 °C või vähem.

Põrandapinna (a) ja välisseinte süvistatud osade (b) jaotus projekteerimistsoonideks I-IV

Soojuse ülekandmine ruumist läbi põranda või seina konstruktsiooni ja pinnase paksuse, millega need kokku puutuvad, on allutatud keerukatele seadustele. Maapinnal asuvate konstruktsioonide soojusülekandetakistuse arvutamiseks kasutatakse lihtsustatud meetodit. Põranda ja seinte pind (kus põrandat peetakse seina jätkuks) jaotatakse piki maapinda 2 m laiusteks ribadeks, mis on paralleelsed välisseina ja maapinna ristumiskohaga.

Tsoonid loendatakse piki seina maapinnast ja kui maapinnal ei ole seinu, siis I tsoon on kõige lähemal asuv põrandariba. välissein. Järgmised kaks triipu kannavad numbrit II ja III ning ülejäänud korrus on IV tsoon. Veelgi enam, üks tsoon võib alata seinast ja jätkuda põrandal.

Põrandat või seina, mis ei sisalda isolatsioonikihte, mis on valmistatud materjalidest, mille soojusjuhtivuse koefitsient on alla 1,2 W/(m °C), nimetatakse isoleerimata. Sellise põranda soojusülekande takistust tähistatakse tavaliselt R np, m 2 °C/W. Iga isoleerimata põranda tsooni jaoks on ette nähtud standardsed soojusülekande takistuse väärtused:

• tsoon I - RI = 2,1 m 2 °C/W;
• II tsoon - RII = 4,3 m 2 °C/W;
• III tsoon - RIII = 8,6 m 2 °C/W;
• IV tsoon - RIV = 14,2 m 2 °C/W.

Kui maapinnal asuva põranda konstruktsioonis on isolatsioonikihid, nimetatakse seda isoleerituks ja selle soojusülekandetakistuse R mõõtühik m 2 °C/W määratakse valemiga:

R up = R np + R us1 + R us2 ... + R usn

kus R np on soojustamata põranda vaadeldava tsooni soojusülekandetakistus, m 2 °C/W;
R us - isolatsioonikihi soojusülekande takistus, m 2 °C/W;

Taladel põranda puhul arvutatakse soojusülekande takistus Rl, m 2 °C/W, kasutades valemit.

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 soojuskadu tänavaõhku ja sügavale maasse. 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 eksponenti 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 soojusülekande takistuse 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 maja laiuse korral 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 praktika).
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 nii saab selgeks, miks varem saadud majakontuuri soojustamise mõju ei ole nii oluline.

Ruumide soojuskao arvutamise metoodika ja selle rakendamise kord (vt SP 50.13330.2012 Hoonete soojuskaitse, 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 arvesse võtta soojuskadusid, mis tekivad läbi sisemised struktuurid, kui nende ja külgnevate ruumide temperatuuride erinevus ei ületa 3 kraadi Celsiuse järgi.

Soojuskadu hoone välispiirete kaudu

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 tavaliselt koosnevad need 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. Tsoonid veeprotseduurid 33 oC.

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. Temperatuuri erinevus in asundustuba ja väljas (kõige külmema viiepäevase perioodi temperatuur on °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 arvesse lihtsustatud kujul. 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 rakendatavusest aastal. kaasaegsed tingimused. Erinevate ehitusmaterjalide soojusjuhtivus ja soojusülekande koefitsiendid, soojustusmaterjalid ja põrandakatted on hästi teada ja põranda kaudu soojuskao arvutamiseks pole vaja muid füüsikalisi omadusi. 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. Tavaliselt võetakse 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

Süvistatavate ruumide puhul koos pinnase vundament põrand: esimese seinapinnaga külgneva tsooni pindala võetakse arvutustes kaks korda arvesse. See on täiesti arusaadav, kuna põranda soojuskadu summeeritakse hoone külgnevate vertikaalsete piirdekonstruktsioonide soojuskaoga.

Soojuskadude arvutamine läbi põranda viiakse läbi 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).

Soojuskao arvutamiseks läbi põranda ja lae on vaja järgmisi andmeid:

• maja mõõdud 6 x 6 meetrit.
• Põrandad - ääristatud lauad, täpi ja soone paksus 32 mm, kaetud puitlaastplaadiga paksusega 0,01 m, soojustatud mineraalvillast isolatsioon 0,05 m paksune maja all on maa-alune ruum juurviljade hoidmiseks ja konserveerimiseks. 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 = 0,01 m/0,15 W/mK = 0,07 m² x ° 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 ringis, 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 omavahel tihedat ühendust ega 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)

Maapinnas asuvate ruumide ühel või teisel määral soojusarvutuste olemus taandub atmosfääri "külma" mõju määramisele nende soojusrežiimile või täpsemalt sellele, mil määral teatud pinnas isoleerib antud ruumi atmosfääriõhust. temperatuuri mõjud. Sest soojusisolatsiooni omadused pinnas sõltub liiga paljudest teguritest, võeti kasutusele nn 4-tsooni tehnika. See põhineb lihtsal eeldusel, et mida paksem on mullakiht, seda kõrgemad on selle soojusisolatsiooniomadused (in suuremal määral atmosfääri mõju väheneb). Lühim kaugus (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 välisseinale kõige lähemal asuv põrandariba. 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);