Värmeteknisk beräkning av golv placerade på marken. Beräkning av golvets värmeförlust över marken i kolbädden Anmärkningar och slutsatser

Enligt SNiP 41-01-2003 är golven i byggnadsgolvet, belägna på marken och stockarna, avgränsade i fyra zoner-remsor 2 m breda parallellt med ytterväggarna (Fig. 2.1). Vid beräkning av värmeförlust genom golv belägna på marken eller stockar, ytan på golvsektionerna nära hörnet av ytterväggarna ( i I zon-file ) tas in i beräkningen två gånger (kvadrat 2x2 m).

Värmeöverföringsmotstånd bör bestämmas:

a) för oisolerade golv på marken och väggar belägna under marknivå, med en värmeledningsförmåga på l ³ 1,2 W / (m × ° C) i zoner 2 m breda, parallella med ytterväggarna, med R n.p . , (m 2 × ° С) / W, lika med:

2.1 - för zon I;

4.3 - för zon II;

8.6 - för zon III;

14.2 - för zon IV (för den återstående golvytan);

b) för isolerade golv på mark och väggar belägna under marknivå, med värmeledningsförmåga l c.s.< 1,2 Вт/(м×°С) утепляющего слоя толщиной d у.с. , м, принимая R upp. , (m 2 × ° С) / W, enligt formeln

c) termiskt motstånd mot värmeöverföring av enskilda zoner av golv på stockar R l, (m 2 × ° C) / W, bestäms av formlerna:

Zon I - ;

II zon - ;

III zon - ;

IV-zon - ,

där,,, är värdena för termiskt motstånd mot värmeöverföring för enskilda zoner av oisolerade golv, (m 2 × ° С) / W, respektive, numeriskt lika med 2,1; 4,3; 8,6; 14,2; - summan av värdena för termiskt motstånd mot värmeöverföring av det isolerande lagret av golv på stockar, (m 2 × ° С) / W.

Värdet beräknas av uttrycket:

, (2.4)

här är det termiska motståndet för slutna luftskikt
(tabell 2.1); δ d är tjockleken på skiktet av skivor, m; λ d - värmeledningsförmåga hos trämaterial, W / (m · ° С).

Värmeförlust genom golvet på marken, W:

, (2.5)

där,,, är områdena för I, II, III, IV zoner-ränder, m 2, respektive.

Värmeförlust genom golvet på stockarna, W:

, (2.6)

Exempel 2.2.

Initial data:

- första våningen;

- ytterväggar - två;

- Golvkonstruktion: betonggolv täckta med linoleum;

- designtemperatur för intern luft ° С;

Beräkningsförfarande.

Ris. 2.2. Fragment av plan och placering av golvzoner i vardagsrum nr 1
(till exempel 2.2 och 2.3)

2. Vardagsrum nr 1 rymmer endast 1:a och en del av 2:a zonen.

I:e zonen: 2,0´5,0 m och 2,0´3,0 m;

Andra zon: 1,0´3,0 m.

3. Ytorna för varje zon är lika:

4. Bestäm motståndet mot värmeöverföring för varje zon med formeln (2.2):

(m 2 × ° С) / W,

(m 2 × ° С) / W.

5. Med hjälp av formeln (2.5) bestämmer vi värmeförlusten genom golvet som ligger på marken:

Exempel 2.3.

Initial data:

- golvstruktur: trägolv på stockar;

- ytterväggar - två (fig. 2.2);

- första våningen;

- Byggnadsområde - Lipetsk;

- designtemperatur för intern luft ° С; °C.

Beräkningsförfarande.

1. Vi ritar en plan över första våningen i en skala som anger huvuddimensionerna och delar golvet i fyra zoner-ränder 2 m breda parallellt med ytterväggarna.

2. Vardagsrum # 1 rymmer endast den 1:a och en del av den 2:a zonen.

Bestäm storleken på varje remszon:

För att beräkna värmeförlusten genom golv och tak behöver du följande data:

husets mått är 6 x 6 meter.
Golven är kantad skiva, räfflad med tjocklek 32 mm, mantlad med spånskiva 0,01 m tjock, isolerad med mineralullsisolering tjock 0,05 m. Under huset finns en underjord för förvaring av grönsaker och konservering. På vintern är temperaturen i underjorden + 8 ° C i genomsnitt.
Tak - taken är gjorda av träpaneler, taken är isolerade från sidan av vinden med mineralull isoleringsskikttjocklek 0,15 meter, med ett ångtätande lager. Vinden är inte isolerad.

Beräkning av värmeförlust genom golvet

R-brädor = B / K = 0,032 m / 0,15 W / mK = 0,21 m²x ° C / W, där B är tjockleken på materialet, K är koefficienten för värmeledningsförmåga.

R dsp = B / K = 0,01 m / 0,15 W / mK = 0,07 m² x ° C / W

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

Det totala värdet av R golv = 0,21 + 0,07 + 1,28 = 1,56 m2x ° C / W

Med tanke på att i underjorden hålls temperaturen på vintern ständigt vid cirka + 8 ° C, är den dT som krävs för att beräkna värmeförlusten lika med 22-8 = 14 grader. Nu har vi alla data för att beräkna värmeförlusten genom golvet:

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

Beräkning av värmeförlust genom taket

Takytan är densamma som golvets S-tak = 36 m 2

Vid beräkning av takets termiska motstånd tar vi inte hänsyn till träpaneler, eftersom de har inte en tät förbindelse med varandra och fungerar inte som en värmeisolator. Därför är takets termiska motstånd:

R tak = R isolering = tjocklek på isolering 0,15 m / värmeledningsförmåga av isolering 0,039 W / mK = 3,84 m2x ° C / W

Vi beräknar värmeförlusten genom taket:

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

Att överföra värme genom ett hems staket är en komplex process. För att i största möjliga mån ta hänsyn till dessa svårigheter görs mätningen av lokaler vid beräkning av värmeförlust enl. vissa regler, som ger en villkorlig ökning eller minskning av arean. Nedan följer huvudbestämmelserna i dessa regler.

Regler för mätning av områdena för omslutande strukturer: a - sektion av en byggnad med ett vindsgolv; b - sektion av en byggnad med en kombinerad beläggning; в - byggnadsplan; 1 - våning ovanför källaren; 2 - golv på stockar; 3 - våning på marken;

Ytan av fönster, dörrar och andra öppningar mäts av den minsta byggnadsöppningen.

Ytan av taket (pt) och golvet (pl) (förutom golvet på marken) mäts mellan innerväggarnas axlar och ytterväggens insida.

Ytterväggarnas dimensioner tas horisontellt längs den yttre omkretsen mellan innerväggarnas axlar och väggens yttre hörn, och i höjdled - på alla våningar, förutom den nedre: från nivån på det färdiga golvet till golvet på nästa våning. På översta våningen toppen av ytterväggen sammanfaller med toppen av täckningen, eller vindsvåning... På bottenvåningen, beroende på golvets konstruktion: a) från golvets inre yta längs marken; b) från beredningsytan under golvkonstruktionen på stockarna; c) från takets underkant över en ouppvärmd underjord eller källare.

Vid bestämning av värmeförlust genom innerväggar deras områden mäts längs den inre omkretsen. Värmeförluster genom de interna staketen i lokalerna kan ignoreras om skillnaden i lufttemperaturer i dessa rum är 3 ° C eller mindre.

Nedbrytning av golvytan (a) och de försänkta delarna av ytterväggarna (b) till designzoner I-IV

Överföringen av värme från ett rum genom strukturen av golvet eller väggarna och tjockleken på jorden som de är i kontakt med följer komplexa lagar. För att beräkna motståndet mot värmeöverföring av strukturer som ligger på marken används en förenklad metod. Golvets och väggarnas yta (i detta fall betraktas golvet som en fortsättning av väggen) längs marken är uppdelad i remsor 2 m breda, parallella med korsningen mellan ytterväggen och markytan.

Räkningen av zoner börjar längs väggen från marknivån, och om det inte finns några väggar längs marken är zon I den golvremsa som ligger närmast yttervägg... De följande två körfälten kommer att numreras II och III, och resten av golvet kommer att vara zon IV. Dessutom kan en zon börja på väggen och fortsätta på golvet.

Ett golv eller en vägg som inte innehåller isolerande skikt gjorda av material med en värmeledningskoefficient på mindre än 1,2 W / (m · ° C) kallas oisolerade. Värmeöverföringsmotståndet för ett sådant golv betecknas vanligtvis med R np, m 2 ° C / W. För varje zon av det oisolerade golvet finns det normativa värderingar värmeöverföringsmotstånd:

zon I - RI = 2,1 m2°C/W;
zon II - RII = 4,3 m2°C/W;
zon III - RIII = 8,6 m 2 ° С / W;
zon IV - RIV = 14,2 m 2 ° С / W.

Om det finns isolerande skikt i golvkonstruktionen på marken kallas det isolerat, och dess motstånd mot värmeöverföring R-pack, m 2 ° C / W, bestäms av formeln:

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

Där R np är motståndet mot värmeöverföring av det övervägda området på det oisolerade golvet, m 2 ° C / W;
R us - motstånd mot värmeöverföring av isoleringsskiktet, m 2 · ° C / W;

För ett golv på stockar beräknas motståndet mot värmeöverföring Rl, m 2 · ° C / W, med formeln.

Tidigare har vi beräknat golvets värmeförlust över marken för ett 6m brett hus med en grundvattennivå på 6m och +3 graders djup.
Resultat och problembeskrivning här -
Vi tog även hänsyn till värmeförlusten till gatuluften och djupt ner i marken. Nu kommer jag att separera flugorna från kotletterna, nämligen, jag kommer att utföra beräkningen rent i marken, exklusive värmeöverföringen till utomhusluften.

Jag kommer att utföra beräkningar för alternativ 1 från föregående beräkning (utan isolering). och följande datakombinationer
1.GLV 6m, +3 på GWL
2.GLV 6m, +6 på GWL
3. GWL 4m, +3 på GWL
4. GWL 10m, +3 på GWL.
5. GWL 20m, +3 på GWL.
Därmed kommer vi att avsluta frågorna relaterade till påverkan av grundvattennivåns djup och effekten av temperatur på grundvattennivån.
Beräkningen är som tidigare stationär, tar inte hänsyn till säsongsfluktuationer och tar inte alls hänsyn till utomhusluften
Förutsättningarna är desamma. Jorden har Lambda = 1, väggar 310mm Lambda = 0,15, golv 250mm Lambda = 1,2.

Resultaten, som tidigare, är två bilder vardera (isotermer och "IK"), och numeriska - motståndet mot värmeöverföring till marken.

Numeriska resultat:
1.R = 4,01
2.R = 4.01 (Allt är normaliserat för skillnaden, annars borde det inte ha varit det)
3.R = 3.12
4.R = 5,68
5.R = 6.14

Om värderingarna. Om vi korrelerar dem med GWL-djupet får vi följande
4m. R/L = 0,78
6m. R/L = 0,67
10m. R/L = 0,57
20m. R/L = 0,31
R/L skulle vara lika med en (eller snarare, den omvända koefficienten för jordens värmeledningsförmåga) i oändlighet stort hus, i vårt fall är husets dimensioner jämförbara med det djup till vilket värmeförlusterna utförs och vad mindre hus i jämförelse med djupet, desto lägre bör detta förhållande vara.

Det resulterande R / L-beroendet bör bero på förhållandet mellan husets bredd och GWL (B / L), plus, som redan nämnts, vid B / L-> oändlighet R / L-> 1 / Lambda.
Totalt finns det följande punkter för ett oändligt långt hus:
L/B | R * Lambda / L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Detta beroende är väl approximerat av det exponentiella (se grafen i kommentaren).
Dessutom kan exponenten skrivas på ett enklare sätt utan större förlust av noggrannhet, nämligen
R * Lambda / L = EXP (-L / (3B))
Denna formel vid samma punkter ger följande resultat:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
De där. fel inom 10 %, dvs. mycket tillfredsställande.

Därför, för ett oändligt hus av vilken bredd som helst och för alla GWL i det betraktade området, har vi en formel för att beräkna motståndet mot värmeöverföring i GWL:
R = (L / Lambda) * EXP (-L / (3B))
här är L grundvattennivåns djup, Lambda är jordens värmeledningsförmåga, B är husets bredd.
Formeln är tillämpbar i L/3B-intervallet från 1,5 till ungefär oändligt (hög GWL).

Om vi använder formeln för djupare grundvattennivåer så ger formeln ett signifikant fel, till exempel för 50m djup och 6m bredd på huset har vi: R = (50/1) * exp (-50/18) = 3.1, vilket uppenbarligen är för litet.

Ha en bra dag alla!

Slutsatser:
1. En ökning av GWW-djupet leder inte till en motsvarande minskning av värmeförlusten i grundvatten eftersom allt är inblandat stor kvantitet jord.
2. Samtidigt får system med en GWL av typ 20m och mer aldrig gå till det sjukhus som tas emot i beräkningen under husets "livslängd".
3. Rin i marken är inte så stor, den är på nivån 3-6, så värmeförlusten djupt ner i golvet längs marken är mycket betydande. Detta överensstämmer med det tidigare erhållna resultatet om frånvaron av en stor minskning av värmeförlusten vid isolering av ett tejp eller blindområde.
4. En formel har härletts från resultaten, använd den för hälsan (på din egen risk och risk ber jag dig naturligtvis att veta i förväg att jag inte är ansvarig för tillförlitligheten av formeln och andra resultat och deras tillämplighet i öva).
5. Följer av lite forskning utförd nedan i kommentaren. Värmeförlust utanför minskar värmeförlust till marken. De där. Det är felaktigt att betrakta de två värmeöverföringsprocesserna separat. Och genom att öka värmeskyddet från gatan ökar vi värmeförlusten till marken och därmed blir det tydligt varför effekten av att värma huskonturen som tidigare erhållits inte är så signifikant.

Kärnan i termiska beräkningar av lokaler, i varierande grad, belägna i marken, reduceras till att bestämma påverkan av atmosfärisk "kyla" på deras termiska regim, eller snarare, i vilken utsträckning en viss jord isolerar ett givet rum från atmosfäriska temperatureffekter . Eftersom jordens värmeisoleringsegenskaper beror på för många faktorer, då användes den så kallade 4-zonstekniken. Den bygger på det enkla antagandet att ju tjockare jordlagret är, desto högre värmeisoleringsegenskaper (i större utsträckning minskar atmosfärens effekt). Det kortaste avståndet (vertikalt eller horisontellt) till atmosfären är uppdelat i 4 zoner, varav 3 har en bredd (om det är ett golv längs marken) eller ett djup (om det är väggar längs marken) på 2 meter, och den fjärde har dessa egenskaper lika med oändlighet. Var och en av de 4 zonerna tilldelas sina egna permanenta värmeisolerande egenskaper enligt principen - ju längre zonen är (ju större den är serienummer), desto mindre påverkan av atmosfären. Om vi utelämnar det formaliserade tillvägagångssättet kan vi dra en enkel slutsats att ju längre en punkt i rummet är från atmosfären (med en multiplicitet på 2 m), desto mer gynnsamma förhållanden(ur synvinkeln på atmosfärens påverkan) kommer den att placeras.

Således börjar räkningen av villkorade zoner längs väggen från marknivån, förutsatt att det finns väggar längs marken. Om det inte finns några väggar längs marken, kommer den första zonen att vara golvremsan närmast ytterväggen. Vidare är zonerna 2 och 3 numrerade 2 meter breda. Den återstående zonen är zon 4.

Det är viktigt att tänka på att zonen kan börja på väggen och sluta på golvet. I det här fallet bör du vara särskilt försiktig när du gör beräkningar.

Om golvet inte är isolerat, är värdena för värmeöverföringsmotstånden för det oisolerade golvet i zoner:

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

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

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

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

För att beräkna motståndet mot värmeöverföring för isolerade golv kan du använda följande formel:

- motstånd mot värmeöverföring för varje zon av det oisolerade golvet, m2 * C / W;

- isoleringstjocklek, m;

- koefficient för värmeledningsförmåga hos isoleringen, W / (m * C);