محاسبه تلفات حرارتی کف عایق در اتاق های گوشه. محاسبه حرارتی طبقات واقع در زمین. اظهارات و نتیجه گیری

ماهیت محاسبات حرارتی محل ها، تا حدی در زمین، تعیین تأثیر "سرما" جوی بر رژیم حرارتی آنها است، یا بهتر بگوییم، تا چه حد یک خاک خاص یک اتاق معین را از اثرات دمای اتمسفر جدا می کند. زیرا از آنجایی که خواص عایق حرارتی خاک به عوامل بسیار زیادی بستگی دارد، به اصطلاح تکنیک 4 منطقه ای اتخاذ شد. این بر این فرض ساده استوار است که هر چه لایه خاک ضخیم تر باشد، خواص عایق حرارتی آن بالاتر است (تاثیر جو بیشتر کاهش می یابد). کمترین فاصله (عمودی یا افقی) تا جو به 4 ناحیه تقسیم می شود که 3 ناحیه آن دارای عرض (اگر کف روی زمین باشد) یا عمق (اگر دیوار روی زمین باشد) 2 متر است. و چهارمی این خصوصیات را برابر بی نهایت دارد. به هر یک از 4 منطقه، خواص عایق حرارت دائمی خود را طبق اصل اختصاص می دهند - هر چه منطقه دورتر باشد (هر چه بیشتر باشد شماره سریال) ، تأثیر جو کمتر می شود. با حذف رویکرد رسمی، می توان نتیجه گیری ساده ای داشت که هر چه نقطه مشخصی از اتاق از جو دورتر باشد (با تعدد 2 متر)، بیشتر شرایط مساعد(از نظر تأثیر جو) خواهد بود.

بنابراین، شمارش معکوس مناطق مشروط در امتداد دیوار از سطح زمین شروع می شود، مشروط بر اینکه دیوارهایی در امتداد زمین وجود داشته باشد. اگر دیوارهای زمینی وجود نداشته باشد، اولین منطقه نوار کف نزدیک ترین به دیوار بیرونی خواهد بود. در مرحله بعد، مناطق 2 و 3 شماره گذاری می شوند که هر کدام 2 متر عرض دارند. منطقه باقی مانده منطقه 4 است.

مهم است که در نظر بگیرید که این منطقه می تواند از دیوار شروع شود و به زمین ختم شود. در این مورد، هنگام انجام محاسبات باید مراقب باشید.

اگر کف عایق نباشد، مقادیر مقاومت انتقال حرارت کف غیر عایق بر اساس مناطق برابر است با:

منطقه 1 - R n.p. \u003d 2.1 متر مربع * C / W

منطقه 2 - R n.p. \u003d 4.3 متر مربع * C / W

منطقه 3 - R n.p. \u003d 8.6 متر مربع * C / W

منطقه 4 - R n.p. \u003d 14.2 متر مربع * C / W

برای محاسبه مقاومت انتقال حرارت برای کف های عایق شده می توانید از فرمول زیر استفاده کنید:

- مقاومت در برابر انتقال حرارت هر منطقه از یک طبقه بدون عایق، متر مربع * C / W.

- ضخامت عایق، متر؛

- ضریب هدایت حرارتی عایق، W / (m * C)؛

برای محاسبه تلفات حرارتی از طریق کف و سقف، داده های زیر مورد نیاز است:

ابعاد خانه 6*6 متر می باشد.
طبقات - تخته لبه دار، شیاردار به ضخامت 32 میلی متر، روکش شده با تخته نئوپان به ضخامت 0.01 متر، عایق بندی شده با عایق پشم معدنی به ضخامت 0.05 متر، زیر خانه زیرزمینی برای نگهداری سبزیجات و نگهداری وجود دارد. در زمستان، دمای هوا در زیر زمین به طور متوسط + 8 درجه سانتیگراد است.
سقف - سقف ها از پانل های چوبی ساخته شده اند، سقف ها از سمت اتاق زیر شیروانی با عایق پشم معدنی عایق بندی شده اند، ضخامت لایه 0.15 متر است، با یک لایه ضد آب بخار. اتاق زیر شیروانی بدون عایق است.

محاسبه اتلاف حرارت از طریق کف

تخته های R \u003d B / K \u003d 0.032 m / 0.15 W / mK \u003d 0.21 m² x ° C / W، که در آن B ضخامت ماده است، K ضریب هدایت حرارتی است.

نئوپان R \u003d B / K \u003d 0.01 m / 0.15 W / mK \u003d 0.07 m² x ° C / W

عایق R \u003d B / K \u003d 0.05 m / 0.039 W / mK \u003d 1.28 m² x ° C / W

مقدار کل طبقه R \u003d 0.21 + 0.07 + 1.28 \u003d 1.56 m² x ° C / W

با توجه به اینکه در زیرزمین دما در زمستان به طور مداوم در حدود + 8 درجه سانتیگراد نگه داشته می شود ، بنابراین dT مورد نیاز برای محاسبه تلفات حرارتی 22-8 = 14 درجه است. اکنون تمام داده ها برای محاسبه تلفات گرما از طریق کف وجود دارد:

طبقه Q \u003d SxdT / R \u003d 36 متر مربع x 14 درجه / 1.56 متر مربع x ° C / W \u003d 323.07 وات ساعت (0.32 کیلووات ساعت)

محاسبه اتلاف حرارت از طریق سقف

مساحت سقف برابر با سقف S کف = 36 متر مربع است

هنگام محاسبه مقاومت حرارتی سقف، پانل های چوبی را در نظر نمی گیریم، زیرا. اتصال محکمی با یکدیگر ندارند و نقش عایق حرارتی را بازی نمی کنند. بنابراین، مقاومت حرارتی سقف:

سقف R \u003d عایق R \u003d ضخامت عایق 0.15 متر / هدایت حرارتی عایق 0.039 W / mK \u003d 3.84 m² x ° C / W

ما تلفات گرما را از طریق سقف محاسبه می کنیم:

سقف Q \u003d SхdT / R \u003d 36 متر مربع x 52 درجه / 3.84 متر مربع x ° C / W \u003d 487.5 وات ساعت (0.49 کیلووات ساعت)

معمولاً تلفات حرارتی کف در مقایسه با شاخص‌های مشابه سایر پوشش‌های ساختمان (دیوارهای خارجی، دهانه‌های پنجره و در) به طور پیشینی ناچیز فرض می‌شود و در محاسبات سیستم‌های گرمایشی به شکل ساده‌شده در نظر گرفته می‌شود. چنین محاسباتی بر اساس یک سیستم ساده حسابداری و ضرایب تصحیح مقاومت در برابر انتقال حرارت انواع مختلف است. مصالح ساختمانی.

با توجه به اینکه توجیه نظری و روش شناسی برای محاسبه تلفات حرارتی طبقه همکف مدت ها پیش (یعنی با حاشیه طراحی زیاد) توسعه یافته است، می توان با خیال راحت در مورد کاربرد عملی این رویکردهای تجربی در شرایط مدرن صحبت کرد. ضرایب هدایت حرارتی و انتقال حرارت انواع مصالح ساختمانی، عایق و پوشش های کفبه خوبی شناخته شده اند و هیچ ویژگی فیزیکی دیگری برای محاسبه اتلاف حرارت از طریق کف مورد نیاز نیست. توسط خودشان عملکرد حرارتیطبقات معمولاً به عایق و غیر عایق تقسیم می شوند ، از نظر ساختاری - طبقات روی زمین و سیاهههای مربوط.

محاسبه تلفات حرارتی از طریق یک کف غیر عایق روی زمین بر اساس آن است فرمول کلیارزیابی تلفات حرارتی از طریق پوشش ساختمان:

جایی که ستلفات حرارتی اصلی و اضافی، W;

آمساحت کل سازه محصور، متر مربع است.

تلویزیون , tn- دمای داخل اتاق و هوای بیرون، درجه سانتیگراد؛

β - سهم تلفات حرارتی اضافی در کل؛

n- ضریب تصحیح که مقدار آن با محل ساختار محصور تعیین می شود.

رو– مقاومت در برابر انتقال حرارت، m2 ° C/W.

توجه داشته باشید که در مورد دال کف تک لایه همگن، مقاومت انتقال حرارت Ro با ضریب انتقال حرارت مواد کف عایق نشده روی زمین نسبت معکوس دارد.

هنگام محاسبه تلفات حرارتی از طریق یک طبقه بدون عایق، از یک روش ساده استفاده می شود، که در آن مقدار (1 + β) n = 1. تلفات حرارتی از طریق کف معمولا با منطقه بندی منطقه انتقال حرارت انجام می شود. این به دلیل ناهمگونی طبیعی میدان های دمایی خاک زیر کف است.

اتلاف حرارت یک طبقه بدون عایق برای هر منطقه دو متری به طور جداگانه تعیین می شود که شماره گذاری آن از دیوار بیرونیساختمان. در مجموع، چهار نوار از این قبیل به عرض 2 متر، با در نظر گرفتن دمای خاک در هر منطقه، در نظر گرفته شده است. منطقه چهارم شامل کل سطح کف بدون عایق در محدوده سه نوار اول است. مقاومت انتقال حرارت پذیرفته شده است: برای منطقه 1 R1=2.1; برای R2 2 = 4.3; به ترتیب برای سومین و چهارمین R3=8.6، R4=14.2 m2*оС/W.

عکس. 1. منطقه بندی سطح کف روی زمین و دیوارهای فرورفته مجاور هنگام محاسبه تلفات حرارتی

در مورد اتاق های فرورفته با پایه خاکی کف: مساحت اولین منطقه مجاور سطح دیوار دو بار در محاسبات در نظر گرفته می شود. این کاملا قابل درک است، زیرا تلفات حرارتی کف به تلفات حرارتی در ساختارهای محصور عمودی ساختمان مجاور آن اضافه می شود.

محاسبه اتلاف حرارت از طریق کف برای هر منطقه به طور جداگانه انجام می شود و نتایج به دست آمده خلاصه شده و برای توجیه مهندسی حرارتی پروژه ساختمان استفاده می شود. محاسبه مناطق دمایی دیوارهای بیرونی اتاق‌های فرورفته طبق فرمول‌هایی مشابه آنچه در بالا ارائه شده است انجام می‌شود.

در محاسبات اتلاف حرارت از طریق یک کف عایق (و اگر ساختار آن حاوی لایه هایی از مواد با رسانایی حرارتی کمتر از 1.2 W / (m ° C) باشد) مقدار مقاومت انتقال حرارت یک کف عایق نشده است. بر روی زمین در هر مورد با مقاومت انتقال حرارت لایه عایق افزایش می یابد:

Ru.s = δy.s / λy.s,

جایی که δy.s- ضخامت لایه عایق، متر؛ λu.s- هدایت حرارتی مواد لایه عایق، W / (m ° C).

قبلاً ما تلفات حرارتی کف روی زمین را برای خانه ای به عرض 6 متر با سطح آب زیرزمینی 6 متر و عمق 3 درجه محاسبه کردیم.
نتایج و بیان مشکل در اینجا -
تلفات گرمایی به هوای بیرون و اعماق زمین نیز در نظر گرفته شد. اکنون مگس ها را از کتلت ها جدا می کنم، یعنی محاسبه را صرفاً در زمین انجام می دهم، به استثنای انتقال حرارت به هوای بیرون.

من محاسباتی را برای گزینه 1 از محاسبه قبلی (بدون عایق) انجام خواهم داد. و ترکیب داده های زیر
1. UGV 6m، +3 در UGV
2. UGV 6m، +6 در UGV
3. UGV 4m، +3 در UGV
4. UGV 10m، +3 در UGV.
5. UGV 20m، +3 در UGV.
بنابراین، ما مسائل مربوط به تأثیر عمق GWL و تأثیر دما بر GWL را می بندیم.
محاسبه، مانند قبل، ثابت است، بدون در نظر گرفتن نوسانات فصلی، و به طور کلی بدون در نظر گرفتن هوای بیرون.
شرایط یکسان است. زمین دارای Lamda=1، دیوارها 310mm Lamda=0.15، کف 250mm Lamda=1.2 است.

نتایج، مانند قبل، در دو تصویر (ایزوترم و "IR")، و عددی - مقاومت در برابر انتقال حرارت به خاک.

نتایج عددی:
1.R=4.01
2. R = 4.01 (همه چیز برای تفاوت عادی شده است، در غیر این صورت نباید اینطور می شد)
3.R=3.12
4.R=5.68
5.R=6.14

در مورد اندازه ها اگر آنها را با عمق GWL مرتبط کنیم، موارد زیر را دریافت می کنیم
4 متر R/L=0.78
6 متر R/L=0.67
10 متر R/L=0.57
20 متر R/L=0.31
R/L برابر با یک (به طور دقیق تر، متقابل هدایت حرارتی خاک) برای بی نهایت خواهد بود. خانه بزرگ، در مورد ما، ابعاد خانه با عمقی که تلفات حرارتی انجام می شود و نحوه انجام آن قابل مقایسه است. خانه کوچکتردر مقایسه با عمق، این نسبت باید کمتر باشد.

وابستگی حاصل از R / L باید به نسبت عرض خانه به سطح آب زیرزمینی (B / L) بستگی داشته باشد، به علاوه، همانطور که قبلا ذکر شد، با B / L-> بی نهایت R / L-> 1 / Lamda.
در مجموع، نکات زیر برای یک خانه بی نهایت طولانی وجود دارد:
L/B | R*lamda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
این وابستگی به خوبی با یک نمایی تقریبی شده است (نمودار را در نظرات ببینید).
علاوه بر این، توان می‌تواند به روشی ساده‌تر و بدون از دست دادن دقت زیادی نوشته شود
R*Lambda/L=EXP(-L/(3B))
این فرمول در همان نقاط نتایج زیر را به دست می دهد:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
آن ها خطا در 10٪، به عنوان مثال. بسیار رضایتبخش.

از این رو، برای یک خانه بی نهایت با هر عرض و برای هر GWL در محدوده در نظر گرفته شده، فرمولی برای محاسبه مقاومت در برابر انتقال حرارت در GWL داریم:
R=(L/lamda)*EXP(-L/(3B))
در اینجا L عمق GWL، لامدا هدایت حرارتی خاک، B عرض خانه است.
این فرمول در محدوده L/3B از 1.5 تا تقریباً بی نهایت (GWL بالا) قابل اجرا است.

اگر از فرمول برای سطوح عمیق تر آب زیرزمینی استفاده کنید، فرمول خطای قابل توجهی می دهد، به عنوان مثال، برای عمق 50 متری و عرض 6 متری یک خانه، داریم: R=(50/1)*exp(-50/18) =3.1، که آشکارا خیلی کوچک است.

همگی روز خوشی داشته باشید!

نتیجه گیری:
1. افزایش عمق GWL منجر به کاهش مداوم اتلاف حرارت در داخل نمی شود آب زیرزمینی، از آنجایی که همه چیز درگیر است مقدار زیادخاک
2. در عین حال، سیستم هایی با GWL از نوع 20 متر یا بیشتر ممکن است هرگز به بیمارستان نرسند که در طول "عمر" خانه محاسبه می شود.
3. R به زمین چندان بزرگ نیست، در سطح 3-6 است، بنابراین اتلاف حرارت در عمق کف در امتداد زمین بسیار قابل توجه است. این با نتیجه به دست آمده قبلی در مورد عدم کاهش زیاد در اتلاف گرما در هنگام عایق بندی نوار یا ناحیه کور مطابقت دارد.
4. فرمولی از نتایج به دست آمده است، از آن برای سلامتی خود استفاده کنید (البته با خطر و خطر خود، از شما می خواهم که از قبل بدانید که من به هیچ وجه مسئول پایایی فرمول و سایر نتایج نیستم. و کاربرد آنها در عمل).
5. برگرفته از مطالعه کوچکی است که در زیر در تفسیر انجام شده است. از دست دادن گرما به خیابان باعث کاهش اتلاف حرارت به زمین می شود.آن ها در نظر گرفتن دو فرآیند انتقال حرارت به طور جداگانه نادرست است. و با افزایش حفاظت حرارتی از خیابان، تلفات حرارتی به زمین را افزایش می دهیمو بنابراین روشن می شود که چرا اثر گرم کردن کانتور خانه که قبلاً به دست آمده بود چندان قابل توجه نیست.

روش محاسبه تلفات حرارتی محل و روش اجرای آن (به SP 50.13330.2012 مراجعه کنید حفاظت حرارتیساختمان ها، نقطه 5).

خانه گرما را از طریق پوشش ساختمان (دیوارها، سقف، پنجره ها، سقف، فونداسیون)، تهویه و فاضلاب از دست می دهد. تلفات حرارتی اصلی از پوشش ساختمان عبور می کند - 60-90٪ از کل تلفات گرما.

در هر صورت، اتلاف گرما باید برای تمام سازه های محصور کننده ای که در یک اتاق گرم وجود دارند در نظر گرفته شود.

در عین حال، در صورتی که تفاوت بین دمای آنها و دمای اتاق های همسایه از 3 درجه سانتیگراد تجاوز نکند، لازم نیست تلفات گرمایی را که از طریق ساختارهای داخلی رخ می دهد در نظر بگیریم.

از دست دادن گرما از طریق پوشش ساختمان

از دست دادن حرارتمحل عمدتاً به موارد زیر بستگی دارد:
1 تفاوت دما در خانه و خیابان (هر چه اختلاف بیشتر باشد تلفات بیشتر است)
2 خاصیت محافظ حرارتی دیوارها، پنجره ها، درها، پوشش ها، کف ها (به اصطلاح سازه های محصور اتاق).

ساختارهای محصور معمولاً از نظر ساختار همگن نیستند. و معمولا از چندین لایه تشکیل شده است. مثال: دیوار صدفی = گچ + پوسته + پایان بیرونی. این طرح ممکن است شامل شکاف های هوای بسته نیز باشد (مثال: حفره های داخل آجر یا بلوک). مواد فوق دارای خصوصیات حرارتی متفاوتی با یکدیگر هستند. چنین ویژگی اصلی برای یک لایه ساختاری مقاومت در برابر انتقال حرارت R است.

جایی که q مقدار گرمای از دست رفته است متر مربعسطح محصور (معمولا بر حسب W/m2 اندازه گیری می شود)

ΔT تفاوت بین دمای داخل اتاق محاسبه شده و دمای بیرونهوا (دمای سردترین دوره پنج روزه درجه سانتیگراد برای منطقه آب و هوایی که ساختمان محاسبه شده در آن واقع شده است).

اصولاً دمای داخلی اتاق ها گرفته می شود. محل زندگی 22 oC. غیر مسکونی 18 oC. مناطق فرآیندهای آبی 33 درجه سانتیگراد.

وقتی صحبت از ساختار چندلایه می شود، مقاومت لایه های سازه با هم افزایش می یابد.

δ - ضخامت لایه، متر؛

λ - فاکتور محاسبه شدههدایت حرارتی ماده لایه سازه، با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی سازه های محصور، W / (m2 ° C).

خوب، اکنون ما داده های اساسی مورد نیاز برای محاسبه را فهمیدیم.

بنابراین، برای محاسبه تلفات حرارتی از طریق پوشش ساختمان، به موارد زیر نیاز داریم:

1. مقاومت در برابر انتقال حرارت سازه ها (اگر سازه چند لایه است، لایه های Σ R)

2. تفاوت بین دما در اتاق اسکانو در فضای باز (دمای سردترین دوره پنج روزه درجه سانتیگراد است). ∆T

3. نرده های مربع F (دیوارها، پنجره ها، درها، سقف، کف مجزا)

4. یکی دیگر از جهت گیری های مفید ساختمان در رابطه با نقاط اصلی.

فرمول محاسبه تلفات حرارتی حصار به صورت زیر است:

Qlimit=(ΔT / Rlimit)* Flimit * n *(1+∑b)

Qlimit - اتلاف حرارت از طریق پوشش ساختمان، W

Rogr - مقاومت در برابر انتقال حرارت، متر مربع درجه سانتیگراد / W. (اگر چندین لایه وجود دارد، ∑ محدودیت لایه ها)

مه - مساحت ساختار محصور، متر؛

n ضریب تماس پوشش ساختمان با هوای بیرون است.

دیوار کشی	ضریب n
1. دیوارها و پوشش های خارجی (از جمله آنهایی که با هوای بیرون تهویه می شوند)، سقف اتاق زیر شیروانی (با سقف ساخته شده از مواد قطعه) و روی جاده ها؛ سقف های زیرزمینی سرد (بدون دیوارهای محصور) در منطقه ساختمانی-اقلیمی شمالی
2. سقف های بالای سرداب های سرد که با هوای بیرون ارتباط دارند. سقف های زیر شیروانی (با سقف ساخته شده از مواد رول) سقف های سرد (با دیوارهای محصور) زیرزمینی و طبقات سرد در منطقه ساختمانی-اقلیمی شمالی	0,9
3. سقف های زیرزمین گرم نشده با نورگیر در دیوارها	0,75
4. سقف های بالای زیرزمین های گرم نشده بدون منافذ نور در دیوارها، واقع در بالای سطح زمین	0,6
5. سقف های زیرزمینی فنی گرم نشده واقع در زیر سطح زمین	0,4

اتلاف حرارت هر سازه محصور به طور جداگانه در نظر گرفته می شود. مقدار تلفات حرارتی از طریق ساختارهای محصور کل اتاق، مجموع تلفات حرارتی از طریق هر ساختار محصور اتاق خواهد بود.

محاسبه اتلاف حرارت از طریق طبقات

کف بدون عایق روی زمین

با توجه به اینکه توجیه نظری و روش شناسی برای محاسبه تلفات حرارتی طبقه همکف مدت ها پیش (یعنی با حاشیه طراحی زیاد) توسعه یافته است، می توان با خیال راحت در مورد کاربرد عملی این رویکردهای تجربی در شرایط مدرن صحبت کرد. ضرایب هدایت حرارتی و انتقال حرارت مواد مختلف ساختمانی، عایق ها و پوشش های کف به خوبی شناخته شده است و سایر مشخصات فیزیکی برای محاسبه اتلاف حرارت از طریق کف مورد نیاز نیست. طبق ویژگی های حرارتی آنها، طبقات معمولاً به عایق و غیر عایق، از نظر ساختاری - طبقات روی زمین و سیاهههای مربوط تقسیم می شوند.

محاسبه تلفات حرارتی از طریق یک طبقه بدون عایق روی زمین بر اساس فرمول کلی برای تخمین تلفات حرارتی از طریق پوشش ساختمان است: