Podstatou tepelných výpočtov priestorov, ktoré sa do určitej miery nachádzajú v zemi, je určiť vplyv atmosférického "chladu" na ich tepelný režim, alebo skôr, do akej miery určitá pôda izoluje danú miestnosť od vplyvov atmosférickej teploty. Pretože tepelnoizolačné vlastnosti zem závisí tiež Vysoké číslo faktorov, bola prijatá takzvaná 4-zónová technika. Vychádza sa z jednoduchého predpokladu, že čím je vrstva zeminy hrubšia, tým má vyššie tepelnoizolačné vlastnosti (čím viac sa znižuje vplyv atmosféry). Najkratšia vzdialenosť (vertikálne alebo horizontálne) k atmosfére je rozdelená na 4 zóny, z ktorých 3 majú šírku (ak ide o podlahu na zemi) alebo hĺbku (ak ide o stenu na zemi) 2 metre, a štvrtý má tieto charakteristiky rovné nekonečnu. Každá zo 4 zón má priradené vlastné trvalé tepelno-izolačné vlastnosti podľa princípu – čím je zóna vzdialenejšia (čím väčšie má sériové číslo), tým menší je vplyv atmosféry. Ak vynecháme formalizovaný prístup, môžeme urobiť jednoduchý záver, že čím ďalej je určitý bod v miestnosti od atmosféry (faktorom 2 m), tým sú podmienky (z hľadiska vplyvu atmosféry) priaznivejšie. bude to.
Odpočítavanie podmienených zón teda začína pozdĺž steny od úrovne zeme za predpokladu, že pozdĺž zeme sú steny. Ak na zemi nie sú žiadne steny, potom prvou zónou bude podlahový pás najbližšie vonkajšia stena. Ďalej sú očíslované zóny 2 a 3, každá má šírku 2 metre. Zostávajúca zóna je zóna 4.
Je dôležité vziať do úvahy, že zóna môže začínať na stene a končiť na podlahe. V tomto prípade by ste mali byť pri výpočtoch obzvlášť opatrní.
Ak podlaha nie je izolovaná, hodnoty odolnosti proti prestupu tepla neizolovanej podlahy po zónach sa rovnajú:
zóna 1 - R n.p. \u003d 2,1 m2 * C / W
zóna 2 - R n.p. \u003d 4,3 m2 * C / W
zóna 3 - R n.p. \u003d 8,6 m2 * C / W
zóna 4 - R n.p. \u003d 14,2 m2 * C / W
Na výpočet odporu prenosu tepla pre izolované podlahy môžete použiť nasledujúci vzorec:
- odolnosť voči prenosu tepla každej zóny neizolovanej podlahy, m2 * C / W;
— hrúbka izolácie, m;
- koeficient tepelnej vodivosti izolácie, W / (m * C);
Na vykonanie výpočtu tepelných strát cez podlahu a strop budú potrebné nasledujúce údaje:
- Rozmery domčeka sú 6 x 6 metrov.
- Podlahy - hranová doska, drážkovaná hrúbka 32 mm, opláštená drevotrieskovou doskou hrúbky 0,01 m, zateplené izoláciou z minerálnej vlny hrúbky 0,05 m. Pod domom je podzemie na uskladnenie zeleniny a konzervovanie. V zime je teplota v podzemí v priemere + 8 ° С.
- Strop - stropy sú z drevených panelov, stropy sú zo strany podkrovia zateplené izoláciou z minerálnej vlny, hrúbka vrstvy je 0,15 metra, s paroizolačnou vrstvou. Podkrovný priestor nezateplené.
Výpočet tepelných strát cez podlahu
R dosky \u003d B / K \u003d 0,032 m / 0,15 W / mK \u003d 0,21 m² x ° C / W, kde B je hrúbka materiálu, K je koeficient tepelnej vodivosti.
R drevotriesková doska \u003d B / K \u003d 0,01 m / 0,15 W / mK \u003d 0,07 m² x ° C / W
R izolácia \u003d B / K \u003d 0,05 m / 0,039 W / mK \u003d 1,28 m² x ° C / W
Celková hodnota podlahy R \u003d 0,21 + 0,07 + 1,28 \u003d 1,56 m² x ° C / W
Ak vezmeme do úvahy, že v podzemí je teplota v zime neustále udržiavaná na približne + 8 ° С, potom dT potrebný na výpočet tepelných strát je 22-8 = 14 stupňov. Teraz sú k dispozícii všetky údaje na výpočet tepelných strát cez podlahu:
Q podlaha \u003d SxdT / R \u003d 36 m² x 14 stupňov / 1,56 m² x ° C / W \u003d 323,07 Wh (0,32 kWh)
Výpočet tepelných strát cez strop
Plocha stropu je zhodná s podlahovým S stropom = 36 m2
Pri výpočte tepelného odporu stropu neberieme do úvahy drevené štíty, pretože nemajú medzi sebou tesné spojenie a neplnia úlohu tepelného izolátora. Takže tepelná odolnosť strop:
R strop \u003d R izolácia \u003d hrúbka izolácie 0,15 m / tepelná vodivosť izolácie 0,039 W / mK \u003d 3,84 m² x ° C / W
Vypočítame tepelné straty cez strop:
Strop Q \u003d SхdT / R \u003d 36 m² x 52 stupňov / 3,84 m² x ° C / W \u003d 487,5 Wh (0,49 kWh)
Zvyčajne sa tepelné straty podlahy v porovnaní s podobnými ukazovateľmi iných obvodových plášťov budov (vonkajšie steny, okenné a dverné otvory) a priori považujú za nevýznamné a pri výpočtoch vykurovacích systémov sa berú do úvahy v zjednodušenej forme. Takéto výpočty sú založené na zjednodušenom systéme účtovania a korekčných koeficientov odolnosti proti prenosu tepla rôznych stavebné materiály.
Zvažujem to teoretické pozadie a metodika výpočtu tepelných strát prízemia bola vypracovaná už pomerne dávno (t.j. s veľkou návrhovou rezervou), môžeme pokojne hovoriť o praktickej využiteľnosti týchto empirických prístupov v r. moderné podmienky. Súčiniteľmi tepelnej vodivosti a prestupu tepla rôznych stavebných materiálov, izolácie a podlahové krytiny dobre známe a iné fyzicka charakteristika na výpočet tepelných strát cez podlahu nie je potrebné. Podľa tepelných charakteristík sa podlahy zvyčajne delia na izolované a neizolované, štrukturálne - podlahy na zemi a guľatiny.
Výpočet tepelných strát cez neizolovanú podlahu na zemi je založený na všeobecnom vzorci pre odhad tepelných strát cez plášť budovy:
kde Q sú hlavné a dodatočné tepelné straty, W;
ALE je celková plocha obklopujúcej konštrukcie, m2;
tv , tn- teplota v miestnosti a vonkajší vzduch, °C;
β - podiel dodatočných tepelných strát celkovo;
n- korekčný faktor, ktorého hodnota je určená umiestnením uzatváracej konštrukcie;
Ro– odolnosť proti prestupu tepla, m2 °С/W.
Všimnite si, že v prípade homogénnej jednovrstvovej podlahovej dosky je odpor prestupu tepla Ro nepriamo úmerný koeficientu prestupu tepla neizolovaného podlahového materiálu na zemi.
Pri výpočte tepelných strát cez neizolovanú podlahu sa používa zjednodušený prístup, pri ktorom je hodnota (1+ β) n = 1. Tepelné straty podlahou sa zvyčajne realizujú zónovaním teplovýmennej plochy. Je to spôsobené prirodzenou heterogenitou teplotných polí pôdy pod podlahou.
Tepelná strata nezateplenej podlahy sa určuje samostatne pre každú dvojmetrovú zónu, ktorej číslovanie začína od vonkajšej steny budovy. Celkovo sa berú do úvahy štyri takéto pásy široké 2 m, pričom sa teplota pôdy v každej zóne považuje za konštantnú. Štvrtá zóna zahŕňa celú plochu neizolovanej podlahy v rámci hraníc prvých troch pásov. Odpor prestupu tepla je akceptovaný: pre 1. zónu R1=2,1; pre 2. R2 = 4,3; pre tretí a štvrtý R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Obr.1. Zónovanie povrchu podlahy na zemi a priľahlých ustúpených stenách pri výpočte tepelných strát
V prípade ustúpených miestností s pozemná základňa podlaha: plocha prvej zóny susediacej s povrchom steny sa vo výpočtoch zohľadňuje dvakrát. Je to celkom pochopiteľné, keďže tepelné straty podlahy sa pripočítavajú k tepelným stratám vo zvislých obvodových konštrukciách priľahlej budovy.
Výpočet tepelných strát podlahou sa robí pre každú zónu samostatne a získané výsledky sa sčítajú a používajú na tepelnotechnické zdôvodnenie návrhu budovy. Výpočet teplotných zón vonkajších stien zapustených miestností sa vykonáva podľa vzorcov podobných tým, ktoré sú uvedené vyššie.
Pri výpočtoch tepelných strát cez zateplenú podlahu (a za takú sa považuje, ak jej štruktúra obsahuje vrstvy materiálu s tepelnou vodivosťou menšou ako 1,2 W / (m ° C)) je hodnota odporu prestupu tepla nezateplenej podlahy na zemi sa v každom prípade zväčšuje o tepelný odpor izolačnej vrstvy:
Ru.s = δy.s / λy.s,
kde δy.s– hrúbka izolačnej vrstvy, m; λu.s- tepelná vodivosť materiálu izolačnej vrstvy, W / (m ° C).
Prenos tepla cez ploty domu je zložitý proces. Aby sa tieto ťažkosti čo najviac zohľadnili, meranie priestorov pri výpočte tepelných strát sa vykonáva podľa určitých pravidiel, ktoré zabezpečujú podmienené zvýšenie alebo zníženie plochy. Nižšie sú uvedené hlavné ustanovenia týchto pravidiel.
Pravidlá pre meranie plôch obvodových konštrukcií: a - časť budovy s podkrovím; b - časť budovy s kombinovaným náterom; c - stavebný plán; 1 - podlažie nad suterénom; 2 - podlaha na guľatinách; 3 - poschodie na prízemí;
Plocha okien, dverí a iných otvorov sa meria podľa najmenšieho stavebného otvoru.
Plocha stropu (pt) a podlahy (pl) (okrem podlahy na zemi) sa meria medzi osami vnútorných stien a vnútorným povrchom vonkajšej steny.
Rozmery vonkajších stien sa berú vodorovne pozdĺž vonkajšieho obvodu medzi osami vnútorných stien a vonkajším rohom steny a na výšku - na všetkých podlažiach okrem spodného: od úrovne dokončenej podlahy po podlahu ďalšieho poschodia. Na posledné poschodie vrch vonkajšej steny sa zhoduje s vrchom obkladu, príp podkrovie. Na spodnom podlaží v závislosti od konštrukcie podlahy: a) z vnútorného povrchu podlahy na zemi; b) z prípravnej plochy pre podlahovú konštrukciu na polenách; c) od spodnej hrany stropu cez nevykurované podzemie alebo suterén.
Pri určovaní tepelných strát cez vnútorné steny ich plochy sa merajú pozdĺž vnútorného obvodu. Tepelné straty cez vnútorné oplotenie priestorov možno ignorovať, ak je rozdiel teplôt vzduchu v týchto priestoroch 3 °C alebo menej.
Členenie povrchu podlahy (a) a zapustených častí vonkajších stien (b) do konštrukčných zón I-IV
Prestup tepla z miestnosti cez konštrukciu podlahy či steny a hrúbku zeminy, s ktorou prichádzajú do kontaktu, podlieha zložitým zákonitostiam. Na výpočet odolnosti proti prenosu tepla štruktúr umiestnených na zemi sa používa zjednodušená metóda. Povrch podlahy a stien (v tomto prípade sa podlaha považuje za pokračovanie steny) je pozdĺž terénu rozdelená na pásy široké 2 m, rovnobežné s križovatkou vonkajšej steny a povrchu terénu.
Počítanie zón začína pozdĺž steny od úrovne zeme, a ak nie sú žiadne steny pozdĺž zeme, potom zóna I je podlahový pás najbližšie k vonkajšej stene. Ďalšie dva pásy budú očíslované II a III a zvyšok poschodia bude zóna IV. Jedna zóna môže navyše začať na stene a pokračovať na podlahe.
Podlaha alebo stena, ktorá neobsahuje izolačné vrstvy vyrobené z materiálov s koeficientom tepelnej vodivosti menším ako 1,2 W / (m ° C), sa nazýva neizolovaná. Odolnosť proti prenosu tepla takejto podlahy sa zvyčajne označuje ako R np, m 2 ° C / W. Pre každú zónu neizolovanej podlahy, štandardné hodnoty odpor prestupu tepla:
- zóna I - RI = 2,1 m 2 ° C / W;
- zóna II - RII = 4,3 m 2 ° C / W;
- zóna III - RIII \u003d 8,6 m 2 ° C / W;
- zóna IV - RIV \u003d 14,2 m 2 ° C / W.
Ak sú v podlahovej konštrukcii umiestnené na zemi izolačné vrstvy, nazýva sa izolovaná a jej odolnosť voči prenosu tepla R jednotka, m 2 ° C / W, je určená vzorcom:
R pack \u003d R np + R us1 + R us2 ... + R usn
Kde R np - odolnosť voči prestupu tepla uvažovanej zóny neizolovanej podlahy, m 2 · ° С / W;
Rus - tepelný odpor izolačnej vrstvy, m 2 · ° C / W;
Pre podlahu na guľatine sa odpor prenosu tepla Rl, m 2 · ° С / W, vypočíta podľa vzorca.
Tepelné straty podlahou umiestnenou na zemi sú rozpočítané po zónach podľa. Za týmto účelom je povrch podlahy rozdelený na pásy so šírkou 2 m, rovnobežné s vonkajšími stenami. Pásik najbližšie k vonkajšej stene je označený ako prvá zóna, ďalšie dva pásy - druhá a tretia zóna a zvyšok povrchu podlahy - štvrtá zóna.
Pri výpočte tepelných strát pivnicečlenenie na pásové zóny sa v tomto prípade vykonáva od úrovne terénu pozdĺž povrchu podzemnej časti stien a ďalej pozdĺž podlahy. Podmienené odpory prestupu tepla pre zóny sú v tomto prípade akceptované a vypočítané rovnakým spôsobom ako pre izolovanú podlahu v prítomnosti izolačných vrstiev, ktorými sú v tomto prípade vrstvy stenovej konštrukcie.
Koeficient prestupu tepla K, W / (m 2 ∙ ° С) pre každú zónu izolovanej podlahy na zemi je určený vzorcom:
kde - odpor prestupu tepla izolovanej podlahy na zemi, m 2 ∙ ° С / W, sa vypočíta podľa vzorca:
= + Σ , (2,2)
kde je odpor prestupu tepla neizolovanej podlahy i-tej zóny;
δ j je hrúbka j-tej vrstvy izolačnej konštrukcie;
λ j je súčiniteľ tepelnej vodivosti materiálu, z ktorého sa vrstva skladá.
Pre všetky plochy neizolovanej podlahy existujú údaje o odpore prestupu tepla, ktoré sa berú podľa:
2,15 m 2 ∙ ° С / W - pre prvú zónu;
4,3 m 2 ∙ ° С / W - pre druhú zónu;
8,6 m 2 ∙ ° С / W - pre tretiu zónu;
14,2 m 2 ∙ ° С / W - pre štvrtú zónu.
V tomto projekte majú podlahy na zemi 4 vrstvy. Konštrukcia podlahy je znázornená na obrázku 1.2, konštrukcia steny je znázornená na obrázku 1.1.
Príklad tepelného výpočtu podláh umiestnených na zemi pre vetraciu komoru miestnosti 002:
1. Rozdelenie do zón vo ventilačnej komore je bežne znázornené na obrázku 2.3.
Obrázok 2.3. Rozdelenie do zón ventilačnej komory
Obrázok ukazuje, že druhá zóna zahŕňa časť steny a časť podlahy. Preto sa koeficient odporu prestupu tepla tejto zóny vypočítava dvakrát.
2. Stanovme odpor prestupu tepla izolovanej podlahy na zemi, m 2 ∙ ° С / W:
2,15 + 
\u003d 4,04 m 2 ∙ ° С / W,
4,3 + \u003d 7,1 m 2 ∙ ° С / W,
4,3 + 
\u003d 7,49 m 2 ∙ ° С / W,
8,6 + \u003d 11,79 m 2 ∙ ° С / W,
14,2 + \u003d 17,39 m 2 ∙ ° С / W.
