Metodologia de calcul a pierderilor de căldură în spații și procedura de implementare a acesteia (vezi SP 50.13330.2012 Protectie termala clădiri, pct. 5).
Casa pierde caldura prin structurile de inchidere (pereti, tavane, ferestre, acoperis, fundatie), ventilatie si canalizare. Principalele pierderi de căldură apar prin structurile de închidere - 60-90% din toate pierderile de căldură.
În orice caz, pierderile de căldură trebuie luate în considerare pentru toate structurile de închidere care sunt prezente în încăperea încălzită.
În acest caz, nu este necesar să se țină cont de pierderile de căldură care apar prin structurile interne dacă diferența de temperatură a acestora cu temperatura din încăperile adiacente nu depășește 3 grade Celsius.
Pierderi de căldură prin anvelopele clădirii
Pierderile de căldură în spații depind în principal de:
1 Diferențele de temperatură în casă și în exterior (cu cât diferența este mai mare, cu atât pierderile sunt mai mari),
2 Proprietăți de izolare termică a pereților, ferestrelor, ușilor, acoperirilor, pardoselilor (așa-numitele structuri de închidere ale încăperii).
Structurile de închidere nu sunt în general omogene ca structură. Și de obicei constau din mai multe straturi. Exemplu: perete de coajă = tencuială + coajă + decor exterior. Acest design poate include, de asemenea, goluri de aer închise (de exemplu: cavități în interiorul cărămizilor sau blocurilor). Materialele de mai sus au caracteristici termice care diferă unele de altele. Principala caracteristică pentru un strat structural este rezistența sa la transferul de căldură R.
Unde q este cantitatea de căldură care se pierde metru patrat suprafata de inchidere (de obicei masurata in W/mp)
ΔT este diferența dintre temperatura din interiorul încăperii calculate și temperatura aerului exterior (cea mai rece temperatură de cinci zile °C pentru regiunea climatică în care se află clădirea calculată).
Practic se ia temperatura interioara in camere. Spații de locuit 22 oC. Nerezidenţial 18 oC. Zone de tratare a apei 33 °C.
Când vine vorba de o structură multistrat, rezistențele straturilor structurii se adună.
δ - grosimea stratului, m;
λ este coeficientul de conductivitate termică calculat al materialului stratului de construcție, ținând cont de condițiile de funcționare ale structurilor de închidere, W / (m2 oC).
Ei bine, am aranjat datele de bază necesare pentru calcul.
Deci, pentru a calcula pierderile de căldură prin anvelopele clădirii, avem nevoie de:
1. Rezistența la transferul de căldură a structurilor (dacă structura este multistrat, atunci straturi Σ R)
2. Diferența dintre temperatura în camera de decontareși afară (temperatura celei mai reci perioade de cinci zile este °C.). ΔT
3. Zone de imprejmuire F (separat pereti, ferestre, usi, tavan, podea)
4. Este utilă și orientarea clădirii în raport cu direcțiile cardinale.
Formula pentru calcularea pierderii de căldură de către un gard arată astfel:
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlim - pierderi de căldură prin structurile de închidere, W
Rogr – rezistență la transferul căldurii, m2°C/W; (Dacă există mai multe straturi, atunci ∑ straturi Rogr)
Fogr – suprafața structurii de închidere, m;
n este coeficientul de contact dintre structura de închidere și aerul exterior.
| Ziduri | Coeficientul n |
| 1. Pereți exteriori și acoperiri (inclusiv cele ventilate cu aer exterior), podele de mansardă (cu acoperiș din materiale piese) și peste alei de acces; plafoane peste subterane reci (fara pereti de inchidere) in zona constructiilor-climatica de Nord | |
| 2. Plafoane peste subsoluri reci care comunica cu aerul exterior; mansardă (cu un acoperiș din materiale de rulare); plafoane deasupra reci (cu pereți de închidere) subterane și pardoseli reci în construcții-zona climatică de Nord | 0,9 |
| 3. Tavane peste subsoluri neincalzite cu deschideri usoare in pereti | 0,75 |
| 4. Tavane peste subsoluri neincalzite fara deschideri de lumina in pereti, situate deasupra nivelului solului | 0,6 |
| 5. Tavane peste subterane tehnice neîncălzite situate sub nivelul solului | 0,4 |
Pierderea de căldură a fiecărei structuri de închidere se calculează separat. Cantitatea de pierderi de căldură prin structurile de închidere a întregii încăperi va fi suma pierderilor de căldură prin fiecare structură de închidere a încăperii.
Calculul pierderilor de căldură prin pardoseli
Podeaua neizolata la sol
De obicei, pierderea de căldură a pardoselii în comparație cu indicatori similari ai altor anvelope de clădire (pereți exteriori, deschideri pentru ferestre și uși) este a priori presupusă a fi nesemnificativă și este luată în considerare în calculele sistemelor de încălzire într-o formă simplificată. Baza pentru astfel de calcule este un sistem simplificat de contabilizare și coeficienți de corecție pentru rezistența la transferul de căldură a diferitelor materiale de construcții.
Având în vedere că baza teoretica iar metodologia de calcul a pierderilor de căldură de la parter a fost dezvoltată cu mult timp în urmă (adică, cu o marjă mare de proiectare), putem vorbi în siguranță despre aplicabilitatea practică a acestor abordări empirice în conditii moderne. Conductibilitatea termică și coeficienții de transfer de căldură ai diferitelor materiale de construcție, materiale izolatoare și pardoseli sunt bine cunoscute și nu sunt necesare alte caracteristici fizice pentru a calcula pierderea de căldură prin podea. În funcție de caracteristicile lor termice, podelele sunt de obicei împărțite în izolate și neizolate, iar structural - podele pe sol și pe grinzi.
Calculul pierderilor de căldură printr-o pardoseală neizolată pe sol se bazează pe formula generală de evaluare a pierderilor de căldură prin anvelopa clădirii:
Unde Q– pierderi de căldură principale și suplimentare, W;
A– suprafața totală a structurii de închidere, m2;
tv , tн– temperatura aerului interior și exterior, °C;
β - ponderea pierderilor suplimentare de căldură în total;
n– factor de corecție, a cărui valoare este determinată de amplasarea structurii de închidere;
Ro– rezistență la transferul de căldură, m2 °C/W.
Rețineți că în cazul unei pardoseli omogene cu un singur strat, rezistența la transferul de căldură Ro este invers proporțională cu coeficientul de transfer de căldură al materialului de pardoseală neizolat pe sol.
Când se calculează pierderea de căldură printr-o pardoseală neizolată, se utilizează o abordare simplificată, în care valoarea (1+ β) n = 1. Pierderea de căldură prin pardoseală este de obicei realizată prin zonarea zonei de transfer de căldură. Acest lucru se datorează eterogenității naturale a câmpurilor de temperatură ale solului de sub tavan.
Pierderile de căldură de la o pardoseală neizolată se determină separat pentru fiecare zonă de doi metri, numerotate începând de la perete exterior clădire. Se iau în considerare în total patru astfel de benzi de 2 m lățime, având în vedere că temperatura solului din fiecare zonă este constantă. A patra zonă include întreaga suprafață a podelei neizolate în limitele primelor trei dungi. Se presupune rezistența la transferul de căldură: pentru zona 1 R1=2,1; pentru al 2-lea R2=4,3; respectiv pentru al treilea și al patrulea R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Fig.1. Zonarea suprafeței podelei pe sol și pe pereții îngropați adiacenți atunci când se calculează pierderea de căldură
În cazul încăperilor încastrate cu podea de bază de sol: zona primei zone adiacente suprafeței peretelui este luată în considerare de două ori în calcule. Acest lucru este destul de de înțeles, deoarece pierderea de căldură a podelei este însumată cu pierderea de căldură în structurile de închidere verticale adiacente ale clădirii.
Calculul pierderilor de căldură prin pardoseală se efectuează pentru fiecare zonă separat, iar rezultatele obținute sunt rezumate și utilizate pentru justificarea termică a proiectării clădirii. Calculul pentru zonele de temperatură a pereților exteriori ai încăperilor îngropate se efectuează folosind formule similare cu cele prezentate mai sus.
În calculele pierderilor de căldură printr-o pardoseală izolată (și se consideră astfel dacă designul său conține straturi de material cu o conductivitate termică mai mică de 1,2 W/(m °C)), valoarea rezistenței la transferul de căldură a unui non- podeaua izolată pe sol crește în fiecare caz prin rezistența la transferul de căldură a stratului izolator:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Unde δу.с– grosimea stratului izolator, m; λу.с– conductivitatea termică a materialului stratului izolator, W/(m °C).
În ciuda faptului că pierderea de căldură prin pardoseala majorității clădirilor industriale, administrative și rezidențiale cu un etaj depășește rar 15% din pierderea totală de căldură, iar odată cu creșterea numărului de etaje, uneori nu ajunge la 5%, importanța decizia corectă sarcini...
Determinarea pierderilor de căldură din aerul de la primul etaj sau subsol în sol nu își pierde relevanța.
Acest articol discută două opțiuni pentru rezolvarea problemei prezentate în titlu. Concluziile sunt la finalul articolului.
Când calculați pierderea de căldură, ar trebui să faceți întotdeauna distincția între conceptele de „clădire” și „cameră”.
Atunci când se efectuează calcule pentru întreaga clădire, scopul este de a găsi puterea sursei și a întregului sistem de alimentare cu căldură.
La calcularea pierderilor de căldură ale fiecăruia camera separata clădire, se rezolvă problema determinării puterii și numărului de dispozitive termice (baterii, convectoare etc.) necesare instalării în fiecare încăpere specifică pentru a menține o anumită temperatură a aerului interior.
Aerul din clădire este încălzit prin primirea energiei termice de la Soare, surse externe furnizarea de căldură prin sistemul de încălzire și dintr-o varietate de surse interne - de la oameni, animale, echipamente de birou, aparate electrocasnice, lămpi de iluminat, sisteme de alimentare cu apă caldă.
Aerul din interior se răcește din cauza pierderilor de energie termică prin anvelopa clădirii, care se caracterizează prin rezistențe termice măsurate în m 2 °C/W:
R = Σ (δ i /λ i )
δ i– grosimea stratului de material al structurii de închidere în metri;
λ i– coeficientul de conductivitate termică a materialului în W/(m °C).
Protejați casa de Mediul extern tavan (pardoseală) ultimul etaj, pereții exteriori, ferestre, uși, porți și podeaua etajului inferior (eventual un subsol).
Mediul exterior este aerul exterior și solul.
Calculul pierderilor de căldură dintr-o clădire se efectuează la temperatura aerului exterior calculată pentru cea mai rece perioadă de cinci zile a anului în zona în care a fost construită (sau va fi construită) instalația!
Dar, desigur, nimeni nu vă interzice să faceți calcule pentru orice altă perioadă a anului.
Calcul înexcelapierderi de căldură prin pardoseală și pereți adiacenți solului conform metodei zonale general acceptate V.D. Machinsky.
Temperatura solului de sub o clădire depinde în primul rând de conductibilitatea termică și capacitatea de căldură a solului în sine și de temperatura aerului ambiant din zonă pe tot parcursul anului. Deoarece temperatura aerului exterior variază semnificativ în diferite zone climatice, solul are și temperaturi diferite în interior perioade diferite ani la adâncimi diferite în zone diferite.
Pentru a simplifica soluția sarcină dificilă Pentru a determina pierderea de căldură prin podea și pereții subsolului în pământ, tehnica de împărțire a zonei structurilor de închidere în 4 zone a fost folosită cu succes de mai bine de 80 de ani.
Fiecare dintre cele patru zone are propria rezistență fixă la transferul de căldură în m 2 °C/W:
R1 =2,1 R2 =4,3 R3 =8,6 R4 =14,2
Zona 1 este o fâșie pe podea (în absența adâncirii solului de sub clădire) de 2 metri lățime, măsurată de la suprafața interioară a pereților exteriori de-a lungul întregului perimetru sau (în cazul unui subteran sau subsol) o fâșie de aceeași lățime, măsurată în jos suprafețe interioare pereții exteriori de la marginea pământului.
Zonele 2 și 3 au, de asemenea, 2 metri lățime și sunt situate în spatele zonei 1, mai aproape de centrul clădirii.
Zona 4 ocupă întreaga zonă centrală rămasă.
În figura prezentată chiar mai jos, zona 1 este situată în întregime pe pereții subsolului, zona 2 este parțial pe pereți și parțial pe podea, zonele 3 și 4 sunt amplasate în întregime la subsol.
Dacă clădirea este îngustă, atunci zonele 4 și 3 (și uneori 2) pot pur și simplu să nu existe.
Pătrat gen Zona 1 din colturi este luata in calcul de doua ori in calcul!
Dacă întreaga zonă 1 este situată pe pereți verticali, atunci zona este considerată de fapt fără adăugiri.
Dacă o parte a zonei 1 este pe pereți și o parte pe podea, atunci numai părțile de colț ale podelei sunt numărate de două ori.
Dacă întreaga zonă 1 este situată pe podea, atunci aria calculată ar trebui mărită în calcul cu 2 × 2 x 4 = 16 m 2 (pentru o casă cu plan dreptunghiular, adică cu patru colțuri).
Dacă structura nu este îngropată în pământ, aceasta înseamnă că H =0.
Mai jos este o captură de ecran a programului de calcul în Pierderi de căldură Excel prin pardoseli și pereți îngropați pentru clădiri dreptunghiulare.
Zone zone F 1 , F 2 , F 3 , F 4 sunt calculate după regulile geometriei obișnuite. Sarcina este greoaie și necesită schițe frecvente. Programul simplifică foarte mult rezolvarea acestei probleme.
Pierderea totală de căldură către solul înconjurător este determinată de formula în kW:
Q Σ =((F 1 + F1у )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 )*(t VR -t NR )/1000
Utilizatorul trebuie doar să completeze primele 5 rânduri din tabelul Excel cu valori și să citească rezultatul de mai jos.
Pentru a determina pierderile de căldură în pământ sediul zonele de zonă va trebui să numere manualși apoi înlocuiți în formula de mai sus.
Următoarea captură de ecran arată, ca exemplu, calculul în Excel al pierderilor de căldură prin pardoseală și pereți îngropați pentru subsolul din dreapta jos (așa cum se arată în imagine)..
Cantitatea de pierdere de căldură în pământ de către fiecare cameră este egală cu pierderea totală de căldură în pământ a întregii clădiri!
Figura de mai jos prezintă diagrame simplificate modele standard podele și pereți.
Pardoseala și pereții sunt considerate neizolați dacă coeficienții de conductivitate termică ai materialelor ( λ i) din care constau este mai mare de 1,2 W/(m °C).
Dacă podeaua și/sau pereții sunt izolați, adică conțin straturi cu λ <1,2 W/(m °C), apoi rezistența este calculată pentru fiecare zonă separat folosind formula:
Rizolatiei = Rizolati + Σ (δ j /λ j )
Aici δ j– grosimea stratului izolator în metri.
Pentru podelele pe grinzi, rezistența la transferul de căldură este calculată și pentru fiecare zonă, dar folosind o formulă diferită:
Rpe grinzii =1,18*(Rizolati + Σ (δ j /λ j ) )
Calculul pierderilor de căldură înDOMNIȘOARĂ excelaprin pardoseala si peretii adiacenti solului dupa metoda profesorului A.G. Sotnikova.
O tehnică foarte interesantă pentru clădirile îngropate în pământ este descrisă în articolul „Calculul termofizic al pierderilor de căldură în partea subterană a clădirilor”. Articolul a fost publicat în 2010 în numărul 8 al revistei ABOK în secțiunea „Clubul de discuții”.
Cei care doresc să înțeleagă sensul a ceea ce este scris mai jos ar trebui să studieze mai întâi cele de mai sus.
A.G. Sotnikov, bazându-se în principal pe concluziile și experiența altor oameni de știință predecesori, este unul dintre puținii care, în aproape 100 de ani, a încercat să mute acul pe un subiect care îngrijorează mulți ingineri de încălzire. Sunt foarte impresionat de abordarea lui din punctul de vedere al ingineriei termice fundamentale. Dar dificultatea evaluării corecte a temperaturii solului și a coeficientului său de conductivitate termică în absența unor lucrări de cercetare adecvate schimbă oarecum metodologia lui A.G. Sotnikov într-un plan teoretic, îndepărtându-se de calculele practice. Deși în același timp, continuând să se bazeze pe metoda zonală a lui V.D. Machinsky, toată lumea pur și simplu crede orbește rezultatele și, înțelegând sensul fizic general al apariției lor, nu poate fi cu siguranță încrezător în valorile numerice obținute.
Care este sensul metodologiei profesorului A.G.? Sotnikova? El sugerează că toate pierderile de căldură prin podeaua unei clădiri îngropate „intru” adânc în planetă, iar toate pierderile de căldură prin pereții în contact cu solul sunt în cele din urmă transferate la suprafață și „se dizolvă” în aerul ambiant.
Acest lucru pare parțial adevărat (fără justificare matematică) dacă există suficientă adâncime a podelei de la etajul inferior, dar dacă adâncimea este mai mică de 1,5...2,0 metri, apar îndoieli cu privire la corectitudinea postulatelor...
În ciuda tuturor criticilor făcute în paragrafele precedente, a fost dezvoltarea algoritmului profesorului A.G. Sotnikova pare foarte promițătoare.
Să calculăm în Excel pierderea de căldură prin podea și pereți în sol pentru aceeași clădire ca în exemplul precedent.
Înregistrăm dimensiunile subsolului clădirii și temperaturile calculate ale aerului în blocul de date sursă.
În continuare, trebuie să completați caracteristicile solului. De exemplu, să luăm sol nisipos și să introducem coeficientul său de conductivitate termică și temperatura la o adâncime de 2,5 metri în ianuarie în datele inițiale. Temperatura și conductibilitatea termică a solului pentru zona dvs. pot fi găsite pe Internet.
Peretii si podeaua vor fi din beton armat ( λ = 1,7 W/(m°C)) grosime 300mm ( δ =0,3 m) cu rezistenţă termică R = δ / λ = 0,176 m2°C/W.
Și, în final, adăugăm la datele inițiale valorile coeficienților de transfer de căldură pe suprafețele interioare ale podelei și pereților și pe suprafața exterioară a solului în contact cu aerul exterior.
Programul efectuează calcule în Excel folosind formulele de mai jos.
Suprafata:
F pl =B*A
Zona peretelui:
F st =2*h *(B + A )
Grosimea condiționată a stratului de sol din spatele pereților:
δ conv = f(h / H )
Rezistența termică a solului de sub podea:
R 17 =(1/(4*λ gr )*(π / Fpl ) 0,5
Pierderi de căldură prin podea:
Qpl = Fpl *(tV — tgr )/(R 17 + Rpl +1/α în )
Rezistența termică a solului din spatele pereților:
R 27 = δ conv /λ gr
Pierderi de căldură prin pereți:
QSf = FSf *(tV — tn )/(1/α n +R 27 + RSf +1/α în )
Pierderea totală de căldură în pământ:
Q Σ = Qpl + QSf
Comentarii si concluzii.
Pierderea de căldură a unei clădiri prin podea și pereți în pământ, obținută prin două metode diferite, diferă semnificativ. Conform algoritmului lui A.G. sens Sotnikov Q Σ =16,146 kW, care este de aproape 5 ori mai mare decât valoarea conform algoritmului „zonal” general acceptat - Q Σ =3,353 KW!
Cert este că rezistența termică redusă a solului dintre pereții îngropați și aerul exterior R 27 =0,122 m 2 °C/W este în mod clar mic și este puțin probabil să corespundă realității. Aceasta înseamnă că grosimea condiționată a solului δ conv nu este definit corect!
În plus, pereții „goși” din beton armat pe care i-am ales în exemplu sunt, de asemenea, o opțiune complet nerealistă pentru vremea noastră.
Un cititor atent al articolului lui A.G. Sotnikova va găsi o serie de erori, cel mai probabil nu ale autorului, ci cele care au apărut în timpul tastării. Apoi în formula (3) apare factorul 2 λ , apoi dispare mai târziu. În exemplu la calcul R 17 nu există nici un semn de împărțire după unitate. În același exemplu, atunci când se calculează pierderile de căldură prin pereții părții subterane a clădirii, din anumite motive aria este împărțită la 2 în formulă, dar apoi nu este împărțită la înregistrarea valorilor... Ce sunt acestea neizolate pereti si podele in exemplul cu RSf = Rpl =2 m 2 °C/W? Atunci grosimea lor ar trebui să fie de cel puțin 2,4 m! Și dacă pereții și podeaua sunt izolați, atunci pare incorect să comparăm aceste pierderi de căldură cu opțiunea de calcul pe zonă pentru o podea neizolată.
R 27 = δ conv /(2*λ gr)=K(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
În ceea ce privește întrebarea privind prezența unui multiplicator de 2 λ gr s-a spus deja mai sus.
Am împărțit integralele eliptice complete între ele. Drept urmare, s-a dovedit că graficul din articol arată funcția la λ gr =1:
δ conv = (½) *LA(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
Dar din punct de vedere matematic ar trebui să fie corect:
δ conv = 2 *LA(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
sau, dacă multiplicatorul este 2 λ gr nu e necesar:
δ conv = 1 *LA(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
Aceasta înseamnă că graficul pentru determinarea δ conv dă valori eronate care sunt subestimate de 2 sau 4 ori...
Se pare că toată lumea nu are de ales decât să continue fie să „numere”, fie să „determine” pierderile de căldură prin podea și pereți în pământ după zonă? Nicio altă metodă demnă nu a fost inventată în 80 de ani. Sau au venit cu el, dar nu l-au finalizat?!
Invit cititorii blogului sa testeze ambele optiuni de calcul in proiecte reale si sa prezinte rezultatele in comentarii pentru comparare si analiza.
Tot ceea ce este spus în ultima parte a acestui articol este doar opinia autorului și nu pretinde a fi adevărul suprem. Voi fi bucuros să aud părerile experților pe această temă în comentarii. Aș dori să înțeleg pe deplin algoritmul lui A.G. Sotnikov, pentru că are de fapt o justificare termofizică mai riguroasă decât metoda general acceptată.
implor respectuos lucrarea autorului descărcați un fișier cu programe de calcul după ce v-ați abonat la anunțurile articolului!
P.S. (25.02.2016)
La aproape un an de la redactarea articolului, am reușit să rezolvăm întrebările ridicate chiar mai sus.
În primul rând, un program pentru calcularea pierderilor de căldură în Excel folosind metoda A.G. Sotnikova crede că totul este corect - exact conform formulelor lui A.I. Pehovici!
În al doilea rând, formula (3) din articolul lui A.G., care a adus confuzie în raționamentul meu. Sotnikova nu ar trebui să arate așa:
R 27 = δ conv /(2*λ gr)=K(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
În articolul lui A.G. Sotnikova nu este o intrare corectă! Dar apoi a fost construit graficul, iar exemplul a fost calculat folosind formulele corecte!!!
Așa ar trebui să fie conform A.I. Pekhovich (pagina 110, sarcină suplimentară la paragraful 27):
R 27 = δ conv /λ gr=1/(2*λ gr )*K(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
δ conv =R27 *λ gr =(½)*K(cos((h / H )*(π/2)))/K(păcat((h / H )*(π/2)))
Esența calculelor termice ale spațiilor, într-un grad sau altul situate în pământ, se rezumă la determinarea influenței „frigului” atmosferic asupra regimului lor termic, sau mai precis, în ce măsură un anumit sol izolează o cameră dată de atmosferă. efectele temperaturii. Deoarece Deoarece proprietățile de izolare termică ale solului depind de prea mulți factori, a fost adoptată așa-numita tehnică a 4 zone. Se bazează pe simpla presupunere că, cu cât stratul de sol este mai gros, cu atât proprietățile sale de izolare termică sunt mai mari (influența atmosferei este redusă într-o măsură mai mare). Cea mai scurtă distanță (verticală sau orizontală) până la atmosferă este împărțită în 4 zone, dintre care 3 au o lățime (dacă este o podea la sol) sau o adâncime (dacă este vorba de pereți pe sol) de 2 metri și al patrulea are aceste caracteristici egale cu infinitul. Fiecare dintre cele 4 zone i se atribuie proprietăți permanente de izolare termică conform principiului - cu cât zona este mai îndepărtată (cu cât numărul de serie este mai mare), cu atât influența atmosferei este mai mică. Omitând abordarea formalizată, putem trage o concluzie simplă că, cu cât un anumit punct al încăperii este mai departe de atmosferă (cu o multiplicitate de 2 m), cu atât sunt mai favorabile condiții (din punct de vedere al influenței atmosferei) va fi.
Astfel, numărarea zonelor condiționate începe de-a lungul peretelui de la nivelul solului, cu condiția ca pe sol să existe pereți. Dacă nu există pereți la sol, atunci prima zonă va fi banda de podea cea mai apropiată de peretele exterior. În continuare, zonele 2 și 3 sunt numerotate, fiecare cu 2 metri lățime. Zona rămasă este zona 4.
Este important să luați în considerare faptul că zona poate începe pe perete și se poate termina pe podea. În acest caz, ar trebui să fiți deosebit de atenți când faceți calcule.
Dacă podeaua nu este izolată, atunci valorile rezistenței la transferul de căldură ale podelei neizolate pe zonă sunt egale cu:
zona 1 - R n.p. =2,1 mp*S/W
zona 2 - R n.p. =4,3 mp*S/W
zona 3 - R n.p. =8,6 mp*S/W
zona 4 - R n.p. =14,2 mp*S/W
Pentru a calcula rezistența la transferul de căldură pentru podele izolate, puteți utiliza următoarea formulă:
— rezistența la transfer de căldură a fiecărei zone a pardoselii neizolate, mp*S/W;
— grosimea izolației, m;
— coeficientul de conductivitate termică a izolației, W/(m*C);
Pentru a calcula pierderea de căldură prin podea și tavan, vor fi necesare următoarele date:
- Dimensiunile casei 6 x 6 metri.
- Pardoselile sunt scânduri tivite, cu lambă de 32 mm grosime, acoperite cu PAL de 0,01 m grosime, izolate cu izolație din vată minerală grosime de 0,05 m. Sub casă există un spațiu subteran pentru depozitarea legumelor și conserve. În timpul iernii, temperatura în subteran este în medie de +8°C.
- Tavan - tavanele sunt realizate din panouri de lemn, tavanele sunt izolate pe mansarda cu izolatie din vata minerala, grosimea stratului 0,15 metri, cu un strat hidroizolator. Spatiul mansardei nu este izolat.
Calculul pierderilor de căldură prin pardoseală
Plăci R =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, unde B este grosimea materialului, K este coeficientul de conductivitate termică.
PAL R =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W
Izolație R =B/K=0,05 m/0,039 W/mK=1,28 m²x°C/W
Valoarea totală R a podelei =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W
Având în vedere că temperatura subterană iarna este în mod constant în jur de +8°C, dT necesar pentru calcularea pierderilor de căldură este de 22-8 = 14 grade. Acum avem toate datele pentru a calcula pierderea de căldură prin podea:
Q podea = SxdT/R=36 m²x14 grade/1,56 m²x°C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)
Calculul pierderilor de căldură prin tavan
Suprafața tavanului este aceeași cu podea S tavan = 36 m2
La calcularea rezistenței termice a tavanului, nu luăm în considerare panourile din lemn, deoarece nu au o legătură strânsă între ele și nu acționează ca un izolator termic. Prin urmare, rezistența termică a tavanului este:
R plafon = R izolație = grosimea izolației 0,15 m/conductivitatea termică a izolației 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W
Calculăm pierderea de căldură prin tavan:
Tavan Q =SхdT/R=36 m²х52 grade/3,84 m²х°С/W=487,5 Wh (0,49 kWh)
Anterior, am calculat pierderea de căldură a podelei de-a lungul solului pentru o casă de 6 m lățime cu un nivel al apei subterane de 6 m și +3 grade adâncime.
Rezultatele și declarația problemei aici -
S-au luat în considerare și pierderile de căldură în aerul străzii și adânc în pământ. Acum voi separa muștele de cotlet, și anume, voi efectua calculul pur în pământ, excluzând transferul de căldură în aerul exterior.
Voi efectua calcule pentru varianta 1 din calculul anterior (fara izolatie). și următoarele combinații de date
1. GWL 6m, +3 la GWL
2. GWL 6m, +6 la GWL
3. GWL 4m, +3 la GWL
4. GWL 10m, +3 la GWL.
5. GWL 20m, +3 la GWL.
Astfel, vom închide întrebările legate de influența adâncimii apei subterane și influența temperaturii asupra apei subterane.
Calculul este, ca și înainte, staționar, neținând cont de fluctuațiile sezoniere și, în general, neținând cont de aerul exterior
Condițiile sunt aceleași. Solul are Lyamda=1, pereți 310mm Lyamda=0.15, podea 250mm Lyamda=1.2.
Rezultatele, ca și înainte, sunt două imagini (izoterme și „IR”) și numerice - rezistența la transferul de căldură în sol.
Rezultate numerice:
1. R=4,01
2. R=4,01 (Totul este normalizat pentru diferență, nu ar fi trebuit să fie altfel)
3. R=3,12
4. R=5,68
5. R=6,14
Referitor la dimensiuni. Dacă le corelăm cu adâncimea nivelului apei subterane, obținem următoarele
4m. R/L=0,78
6m. R/L=0,67
10m. R/L=0,57
20m. R/L=0,31
R/L ar fi egal cu unitatea (sau mai degrabă coeficientul invers de conductivitate termică a solului) pentru o casă infinit de mare, dar în cazul nostru dimensiunile casei sunt comparabile cu adâncimea la care are loc pierderea de căldură, iar cea mai mică casa în comparație cu adâncimea, cu atât acest raport ar trebui să fie mai mic.
Relația R/L rezultată ar trebui să depindă de raportul dintre lățimea casei și nivelul solului (B/L), plus, după cum sa spus deja, pentru B/L->infinit R/L->1/Lamda.
În total, există următoarele puncte pentru o casă infinit de lungă:
L/B | R*Lambda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Această dependență este bine aproximată de una exponențială (vezi graficul din comentarii).
Mai mult decât atât, exponentul poate fi scris mai simplu, fără a pierde prea mult acuratețea, și anume
R*Lambda/L=EXP(-L/(3B))
Această formulă în aceleași puncte dă următoarele rezultate:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Acestea. eroare de 10%, adică foarte satisfacator.
Prin urmare, pentru o casă infinită de orice lățime și pentru orice nivel al apei subterane din intervalul considerat, avem o formulă pentru calcularea rezistenței la transferul de căldură la nivelul apei subterane:
R=(L/Lamda)*EXP(-L/(3B))
aici L este adâncimea nivelului apei subterane, Lyamda este coeficientul de conductivitate termică a solului, B este lățimea casei.
Formula este aplicabilă în intervalul L/3B de la 1,5 până la aproximativ infinit (GWL mare).
Dacă folosim formula pentru niveluri mai adânci ale apelor subterane, formula dă o eroare semnificativă, de exemplu, pentru o casă de 50 m adâncime și 6 m lățime avem: R=(50/1)*exp(-50/18)=3.1 , care este evident prea mic.
O zi buna tuturor!
Concluzii:
1. O creștere a adâncimii nivelului apei subterane nu duce la o reducere corespunzătoare a pierderilor de căldură în panza freatica, deoarece totul este implicat cantitate mare sol.
2. În același timp, sistemele cu un nivel al apei subterane de 20 m sau mai mult nu pot atinge niciodată nivelul staționar primit în calcul în timpul „vieții” casei.
3. R în pământ nu este atât de mare, este la nivelul 3-6, astfel încât pierderea de căldură adânc în podea de-a lungul solului este foarte semnificativă. Acest lucru este în concordanță cu rezultatul obținut anterior despre absența unei reduceri mari a pierderilor de căldură la izolarea benzii sau a zonei oarbe.
4. O formulă este derivată din rezultate, utilizați-o pentru sănătatea dumneavoastră (pe propriul risc și risc, desigur, vă rugăm să știți dinainte că nu sunt în niciun fel responsabil pentru fiabilitatea formulei și a altor rezultate și aplicabilitatea lor în practică).
5. Rezultă dintr-un mic studiu realizat mai jos în comentariu. Pierderea de căldură către stradă reduce pierderea de căldură către sol. Acestea. Este incorect să luăm în considerare cele două procese de transfer de căldură separat. Și prin creșterea protecției termice de pe stradă, creștem pierderile de căldură în pământși astfel devine clar de ce efectul de izolare a conturului casei obținut mai devreme nu este atât de semnificativ.
