Procijenjeni toplinski gubici prostorije prema snipu. Termotehnički proračun poda na tlu Proračun gubitka topline kroz neizolovani pod na tlu

Da biste izračunali gubitak topline kroz pod i strop, bit će potrebni sljedeći podaci:

• dimenzije kuće 6 x 6 metara.
• Podovi - obrubljene daske, pero i utor debljine 32 mm, obloženi iveralom debljine 0,01 m, izolovani izolacija od mineralne vune Debljine 0,05 m Ispod kuće se nalazi podzemni prostor za skladištenje povrća i konzervi. Zimi, temperatura u podzemlju je u prosjeku +8°C.
• Plafon - plafoni su od drvenih panela, plafoni su sa potkrovlja izolovani izolacijom od mineralne vune, debljine sloja 0,15 metara, sa paro-hidroizolacionim slojem. Tavanski prostor neizolovan.

Proračun gubitka topline kroz pod

R ploče =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, gdje je B debljina materijala, K je koeficijent toplotne provodljivosti.

R iverica =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W

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

Ukupna R vrijednost poda =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W

S obzirom da je podzemna temperatura zimi konstantno oko +8°C, dT potreban za izračunavanje toplotnih gubitaka je 22-8 = 14 stepeni. Sada imamo sve podatke za izračunavanje gubitka toplote kroz pod:

Q pod = SxdT/R=36 m²x14 stepeni/1,56 m²x°C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)

Proračun gubitka topline kroz strop

Površina stropa je ista kao i pod S strop = 36 m2

Prilikom izračunavanja toplinskog otpora stropa ne uzimamo u obzir drvene daske, jer nemaju čvrstu vezu jedni s drugima i ne djeluju kao toplinski izolator. Zbog toga termička otpornost plafon:

R strop = R izolacija = debljina izolacije 0,15 m/toplotna provodljivost izolacije 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W

Izračunavamo gubitak toplote kroz plafon:

Strop Q =ShdT/R=36 m²h52 stepeni/3,84 m²h°S/W=487,5 Wh (0,49 kWh)

Tipično, gubitak topline poda u usporedbi sa sličnim pokazateljima drugih omotača zgrade (vanjski zidovi, otvori prozora i vrata) a priori se pretpostavlja da je beznačajan i uzima se u obzir u proračunima sustava grijanja u pojednostavljenom obliku. Osnova za takve proračune je pojednostavljeni sistem obračuna i korekcijskih koeficijenata za otpore prenosa toplote različitih građevinski materijal.

S obzirom na to teorijska osnova a metodologija za proračun toplotnih gubitaka iz prizemlja razvijena je dosta davno (tj. sa velikom dizajnerskom marginom), možemo sa sigurnošću govoriti o praktičnoj primjenjivosti ovih empirijskih pristupa u savremenim uslovima. Toplotna provodljivost i koeficijenti prolaza topline raznih građevinskih materijala, izolacijskih materijala i podne obloge dobro poznati i drugi fizičke karakteristike Nije potrebno izračunati gubitak topline kroz pod. Prema svojim termičkim karakteristikama, podovi se obično dijele na izolovane i neizolovane, a konstruktivno - na podove na tlu i na gredama.

Proračun toplinskih gubitaka kroz neizolovani pod na tlu zasniva se na općoj formuli za procjenu gubitaka topline kroz omotač zgrade:

Gdje Q– glavni i dodatni toplotni gubici, W;

A– ukupna površina ogradne konstrukcije, m2;

tv , tn– temperatura unutarnjeg i vanjskog zraka, °C;

β - udio dodatnih toplinskih gubitaka u ukupnim;

n– faktor korekcije čija je vrijednost određena lokacijom ogradne konstrukcije;

Ro– otpor prijenosa topline, m2 °C/W.

Imajte na umu da je u slučaju homogene jednoslojne podne obloge otpor prijenosa topline Ro obrnuto proporcionalan koeficijentu prijenosa topline neizoliranog podnog materijala na tlu.

Prilikom proračuna toplotnih gubitaka kroz neizolovani pod, koristi se pojednostavljeni pristup u kojem je vrednost (1+ β) n = 1. Gubitak toplote kroz pod obično se vrši zoniranjem područja prenosa toplote. To je zbog prirodne heterogenosti temperaturnih polja tla ispod stropa.

Toplotni gubitak iz neizolovanog poda određuje se posebno za svaku dvometarsku zonu, numerisanu počevši od vanjski zid zgrada. Obično se uzimaju u obzir četiri takve trake širine 2 m, s obzirom da je temperatura tla u svakoj zoni konstantna. Četvrta zona obuhvata cijelu površinu neizoliranog poda unutar granica prve tri trake. Otpor prijenosa topline pretpostavlja se: za 1. zonu R1=2,1; za 2. R2=4,3; za treći i četvrti R3=8,6, R4=14,2 m2*oS/W.

Fig.1. Zoniranje površine poda na tlu i susjednih udubljenih zidova prilikom izračunavanja toplinskih gubitaka

U slučaju udubljenih prostorija sa temeljnim podom: površina prve zone koja se nalazi uz površinu zida uzima se u obzir dva puta u proračunima. To je sasvim razumljivo, jer se toplinski gubici poda zbrajaju s gubicima topline u susjednim vertikalnim ogradnim konstrukcijama zgrade.

Proračun toplinskih gubitaka kroz pod vrši se za svaku zonu posebno, a dobijeni rezultati se sumiraju i koriste za termotehničku opravdanost projekta zgrade. Proračun temperaturnih zona vanjskih zidova udubljenih prostorija vrši se pomoću formula sličnih gore navedenim.

U proračunima gubitka toplote kroz izolovani pod (a takvim se smatra ako njegov dizajn sadrži slojeve materijala sa toplotnom provodljivošću manjom od 1,2 W/(m °C)), vrednost otpora prenosa toplote ne- izolirani pod na tlu se u svakom slučaju povećava za otpor prijenosa topline izolacijskog sloja:

Ru.s = δu.s / λu.s,

Gdje δu.s– debljina izolacionog sloja, m; λu.s– toplotna provodljivost materijala izolacionog sloja, W/(m °C).

Suština toplotnih proračuna prostorija, u jednoj ili drugoj meri lociranih u zemlji, svodi se na utvrđivanje uticaja atmosferske „hladnoće“ na njihov toplotni režim, tačnije u kojoj meri određeno tlo izoluje datu prostoriju od atmosferskih uticaja. temperaturnih efekata. Jer Budući da svojstva toplinske izolacije tla zavise od previše faktora, usvojena je tzv. 4-zonska tehnika. Temelji se na jednostavnoj pretpostavci da što je sloj tla deblji, to su njegova termoizolacijska svojstva veća (utjecaj atmosfere je smanjen u većoj mjeri). Najkraća udaljenost (vertikalno ili horizontalno) do atmosfere podijeljena je na 4 zone, od kojih 3 imaju širinu (ako je pod na tlu) ili dubinu (ako su zidovi na tlu) 2 metra, a četvrti ima ove karakteristike jednake beskonačnosti. Svaka od 4 zone ima svoje konstante termoizolaciona svojstva po principu - što je zona udaljenija (što je veći njen redni broj), to je manji uticaj atmosfere. Izostavljajući formalizirani pristup, možemo izvući jednostavan zaključak da što je određena tačka u prostoriji udaljenija od atmosfere (sa višestrukošću od 2 m), to je više povoljnim uslovima(sa stanovišta uticaja atmosfere) biće lociran.

Dakle, brojanje uslovnih zona počinje uz zid od nivoa tla, pod uslovom da se na tlu nalaze zidovi. Ako nema prizemnih zidova, tada će prva zona biti podna traka najbliža vanjskom zidu. Zatim, zone 2 i 3 su numerisane, svaka široka 2 metra. Preostala zona je zona 4.

Važno je uzeti u obzir da zona može početi na zidu i završiti na podu. U tom slučaju treba biti posebno oprezan prilikom izračunavanja.

Ako pod nije izoliran, tada su vrijednosti otpora prijenosa topline neizoliranog poda po zonama jednake:

zona 1 - R n.p. =2,1 sq.m*S/W

zona 2 - R n.p. =4,3 sq.m*S/W

zona 3 - R n.p. =8,6 m2*S/Š

zona 4 - R n.p. =14,2 sq.m*S/W

Da biste izračunali otpor prijenosa topline za izolirane podove, možete koristiti sljedeću formulu:

— otpor prenosa toplote svake zone neizolovanog poda, kv.m*S/W;

— debljina izolacije, m;

— koeficijent toplotne provodljivosti izolacije, W/(m*C);

Toplotni gubitak prostorije, koji je prema SNiP-u prihvaćen kao izračunat pri izboru toplotne snage sistema grijanja, određuje se kao zbir izračunatih toplinskih gubitaka kroz sva njegova vanjska kućišta. Osim toga, gubici ili dobici topline kroz unutrašnje ograde uzimaju se u obzir ako je temperatura zraka u susjednim prostorijama 5 0 C ili više niža ili viša od temperature u ovoj prostoriji.

Razmotrimo kako su indikatori uključeni u formulu prihvaćeni za različite ograde prilikom određivanja izračunatih gubitaka topline.

Koeficijenti prolaza topline za vanjske zidove i stropove uzimaju se prema termotehnički proračun. Odabire se dizajn prozora i koeficijent prolaza topline se određuje iz tabele. Za vanjska vrata, vrijednost k se uzima u zavisnosti od dizajna prema tabeli.

Proračun gubitka topline kroz pod. Prijenos topline iz prostorije donjeg sprata kroz podnu konstrukciju je složen proces. S obzirom na relativno male specifična gravitacija gubitak topline kroz pod u ukupnim toplinskim gubicima prostorije, koristi se pojednostavljena metoda proračuna. Gubitak topline kroz pod koji se nalazi na tlu izračunava se po zonama. Da biste to učinili, podna površina je podijeljena na trake širine 2 m, paralelne s vanjskim zidovima. Traka najbliža vanjskom zidu označava se kao prva zona, sljedeće dvije trake su druga i treća zona, a ostatak podne površine je četvrta zona.

Toplotni gubitak svake zone se izračunava pomoću formule, uzimajući niβi=1. Vrijednost Ro.np se uzima kao uvjetni otpor prijenosu topline, koji je za svaku zonu neizolovanog poda jednak: za zonu I R np = 2,15 (2,5); za zonu II R np = 4,3(5); za zonu III R np =8,6(10); za zonu IV R np = 14,2 K-m2/W (16,5 0 C-M 2 h/kcal).

Ako podna konstrukcija koja se nalazi direktno na tlu sadrži slojeve materijala čiji su koeficijenti toplinske provodljivosti manji od 1,163 (1), tada se takav pod naziva izoliranim. Toplinska otpornost izolacijskih slojeva u svakoj zoni se dodaje otporu Rn.p; Dakle, uvjetni otpor prijenosa topline svake zone izoliranog poda Ru.p ispada jednak:

R u.p = R n.p +∑(δ u.s /λ u.a);

gdje je R n.p otpor prijenosa topline neizoliranog poda odgovarajuće zone;

δ u.s i λ u.a - debljine i koeficijenti toplotne provodljivosti izolacionih slojeva.

Gubitak topline kroz pod duž greda također se izračunava po zonama, samo se uvjetni otpor prijenosa topline svake podne zone duž greda Rl uzima jednakim:

R l =1,18*R u.p.

gdje je R u.p vrijednost dobivena iz formule uzimajući u obzir izolacijske slojeve. Ovdje se kao izolacijski slojevi dodatno uzimaju u obzir zračni razmak i podovi duž greda.

Podna površina u prvoj zoni, uz vanjski ugao, ima povećane gubitke topline, pa se njena površina od 2X2 m dva puta uzima u obzir pri određivanju ukupna površina prva zona.

Podzemni dijelovi vanjskih zidova uzimaju se u obzir pri proračunu toplinskih gubitaka kao nastavak poda. Podjela na trake - zone se u ovom slučaju vrši od nivoa zemlje duž površine podzemnog dijela zidova i dalje po podu. Uvjetni otpor prijenosa topline za zone u ovom slučaju je prihvaćen i izračunat na isti način kao i za izolirani pod uz prisustvo izolacijskih slojeva, koji su u ovom slučaju slojevi zidne konstrukcije.

Mjerenje površine vanjskih ograda prostorija. Područje pojedinačnih ograda pri proračunu toplinskih gubitaka kroz njih mora se odrediti u skladu sa sljedećim pravilima mjerenja, ako je moguće, uzeti u obzir složenost procesa prijenosa topline kroz elemente ograde i predvidjeti uslovna povećanja i smanjenja u oblastima u kojima stvarni gubici toplote mogu biti veći ili manji od onih izračunatih korišćenjem najjednostavnijih usvojenih formula.

1. Površine prozora (O), vrata (D) i lampiona mjere se duž najmanjeg otvora zgrade.
2. Površine stropa (Pt) i poda (Pl) mjere se između osa unutrašnji zidovi I unutrašnja površina vanjski zid Površine podnih zona na osnovu greda i tla određuju se njihovim uslovnim raščlanjivanjem na zone, kako je gore navedeno.
3. Površina vanjskih zidova (H. s) se mjeri:

• u planu - duž vanjskog perimetra između vanjskog ugla i osi unutrašnjih zidova,
• po visini - na prvom spratu (ovisno o izvedbi poda) od vanjske površine poda uz tlo, ili od pripremne površine za podnu konstrukciju na gredama, ili od donje površine poda iznad podzemnog negrijanog podruma do čistog poda drugog sprata, u srednjim spratovima od površine poda do površine poda sledećeg sprata; u gornjem spratu od površine poda do vrha konstrukcije potkrovlje ili pokrivanje bez krova Ukoliko je potrebno utvrditi gubitke toplote kroz unutrašnje ograde, površina se uzima prema unutrašnjim merenjima.

Dodatni gubici toplote kroz ograde. Glavni gubici toplote kroz ograde, izračunati po formuli, pri β 1 = 1 su često manji od stvarnih toplotnih gubitaka, jer se pri tome ne uzima u obzir uticaj određenih faktora na proces uticaja infiltracije i eksfiltracije vazduha kroz debljinu ograda i pukotina u njima, kao i pod uticajem sunčevog zračenja i protivzračenja spoljne površine ograde. Gubitak topline općenito se može značajno povećati zbog promjena temperature po visini prostorije, zbog ulaska hladnog zraka kroz otvore itd.

Ovi dodatni gubici toplote se obično uzimaju u obzir dodavanjem glavnih toplotnih gubitaka.

1. Dodatak za orijentaciju na kardinalne tačke je prihvaćen za sve vanjske vertikalne i kosine ograde (projekcije na vertikalu).
2. Dodatak za prozračnost ograda. U područjima gdje procijenjena zimska brzina vjetra ne prelazi 5 m/s, aditiv se uzima u iznosu od 5% za ograde zaštićene od vjetra i 10% za ograde koje nisu zaštićene od vjetra. Ograda se smatra zaštićenom od vjetra ako je zgrada koja je pokriva viša od vrha ograde za više od 2/3 udaljenosti između njih. U područjima sa brzinom vjetra većom od 5 i više od 10 m/s, date vrijednosti aditiva treba povećati za 2 odnosno 3 puta.
3. Dodatak za protok vazduha u ugaonim prostorijama i prostorijama sa dva ili više spoljnih zidova uzima se jednakim 5% za sve ograde koje direktno duva vetar. Za stambene i slične objekte ovaj aditiv se ne uvodi (uzimajući u obzir povećanje unutrašnje temperature za 20).
4. Dodatak za ulazak hladnog vazduha kroz vanjska vrata kada se kratko otvore na N spratova u zgradi uzima se jednak 100 N% - na dupla vrata bez predsoblja, 80 N - isto, sa predvorjem, 65 N% - sa jednokrilnim vratima.

Shema za određivanje količine dodatka glavnim gubicima topline za orijentaciju po kardinalnim smjerovima.

U industrijskim prostorijama, dodatak za protok vazduha kroz kapije koje nemaju predvorje i vazdušnu komoru, ako su otvorene manje od 15 minuta u roku od 1 sata, uzima se jednakim 300%. IN javne zgradeČesto otvaranje vrata se takođe uzima u obzir uvođenjem dodatnog aditiva od 400-500%.

5. Visinski dodatak za prostorije sa visinom većom od 4 m uzima se po stopi od 2% za svaki metar visine, zidovi veći od 4 m, ali ne više od 15%. Ovaj dodatak uzima u obzir povećanje gubitka topline u gornjem dijelu prostorije kao rezultat povećanja temperature zraka s visinom. Za industrijskih prostorija napraviti poseban proračun raspodjele temperature po visini, prema kojem se određuju gubici topline kroz zidove i stropove. Za stepeništa dodatak na visinu nije prihvaćen.

6. Dodatak za spratnost za višespratnice Visina od 3-8 katova, uzimajući u obzir dodatne troškove topline za grijanje hladnog zraka, koji, kada se infiltrira kroz ograde, ulazi u prostoriju, prihvaća se prema SNiP-u.

1. Koeficijent prolaza topline vanjskih zidova, određen smanjenim otporom prijenosa topline prema vanjskim mjerenjima, k = 1,01 W/(m2 K).
2. Koeficijent prolaza topline potkrovlja uzet je jednak k pt = 0,78 W/(m 2 K).

Podovi prvog sprata su izvedeni na gredama. Toplinska otpornost vazdušni jaz R v.p = 0,172 K m 2 / W (0,2 0 S-m 2 h / kcal); debljina rive δ=0,04 m; λ=0,175 W/(m K). Gubitak topline kroz pod duž greda određen je zonama. Otpor prijenosa topline izolacijskih slojeva podne konstrukcije jednak je:

R v.p + δ/λ=0,172+(0,04/0,175)=0,43 K*m2/W (0,5 0 C m2 h/kcal).

Toplinska otpornost poda po gredama za zone I i II:

R l.II = 1,18 (2,15 + 0,43) = 3,05 K*m 2 /W (3,54 0 S*m 2 *h/kcal);

K I =0,328 W/m 2 *K);

R l.II = 1,18(4,3+ 0,43) = 5,6(6,5);

K II =0,178(0,154).

Za neizolovani pod stepenica

R n.p.I =2,15(2,5) .

R n.p.II =4,3(5) .

3. Za odabir dizajna prozora određujemo temperaturnu razliku između vanjskog (t n5 = -26 0 C) i unutrašnjeg (t p = 18 0 C) zraka:

t p - t n =18-(-26)=44 0 C.

Šema za proračun gubitaka topline u prostorijama

Potreban toplotni otpor prozora stambene zgrade pri Δt=44 0 C je jednak 0,31 k*m 2 /W (0,36 0 C*m 2 *h/kcal). Prihvatamo prozore sa dvostrukim cijepanim drvenim krilima; za ovaj dizajn k približno =3,15(2,7). Vanjska vrata su dvokrilna drvena bez predsoblja; k dv =2,33 (2) Toplotni gubitak kroz pojedinačne ograde izračunava se pomoću formule. Obračun je tabelarni.

Proračun gubitka topline kroz vanjska kućišta u prostoriji

napomene:

1. Za mačevanje imena prihvaćena simbol: N.s. - vanjski zid; Prije. - dvostruki prozor; Pl I i Pl II - etažne zone I i II; pet - plafon; N.d. -spoljna vrata.
2. U koloni 7 koeficijent prolaza topline za prozore definiran je kao razlika između koeficijenata prolaza topline prozora i vanjskog zida, dok se površina prozora ne oduzima od površine stepe.
3. Gubitak toplote kroz vanjska vrata određuje se zasebno (u ovom slučaju površina zida isključuje površinu vrata, jer su dodaci za dodatni gubitak topline na vanjskom zidu i vratima različiti).
4. Izračunata temperaturna razlika u koloni 8 definirana je kao (t in -t n)n.
5. Glavni gubici toplote (kolona 9) su definisani kao kFΔt n.
6. Dodatni gubici toplote dati su u procentima od glavnih.
7. Koeficijent β (kolona 13) jednak je jedan plus dodatni gubitak topline, izražen u dijelovima jedan.
8. Izračunati gubitak topline kroz ograde određuje se kao kFΔt n β i (kolona 14).

U podrumima se često nalaze teretane, saune, sobe za bilijar, da ne spominjemo sanitarni standardi Mnoge zemlje čak dozvoljavaju postavljanje spavaćih soba u podrume. S tim u vezi postavlja se pitanje gubitaka toplote kroz podrume.

Podrumske etaže su u uslovima u kojima su prosječne temperaturne fluktuacije vrlo male i kreću se od 11 do 9°C. Dakle, gubitak toplote kroz pod, iako nije veliki, konstantan je tokom cele godine. Prema kompjuterskoj analizi, gubitak toplote kroz neizolovani betonski pod iznosi 1,2 W/m2.

Toplotni gubici nastaju duž linija naprezanja u tlu do dubine od 10 do 20 m od površine zemlje ili od osnove zgrade. Postavljanjem izolacije od polistirena debljine oko 25 mm može se smanjiti gubitak topline za približno 5%, što nije više od 1% od ukupnih toplinskih gubitaka zgrade.

Ugradnja iste krovne izolacije omogućava smanjenje toplinskih gubitaka zimsko vrijeme za 20% ili poboljšati ukupnu toplotnu efikasnost zgrade za 11%. Dakle, u cilju uštede energije, izolacija krova je znatno efikasnija od izolacije poda podruma.

Ovakav stav potvrđuje i analiza mikroklime unutar zgrade ljetno vrijeme. U slučaju donjeg dijela temeljni zidovi zgrada nije izolirana, ulazni zrak zagrijava prostoriju, međutim, toplinska inercija tla počinje utjecati na gubitak topline, stvarajući stabilan temperaturni režim; Istovremeno se povećava gubitak topline i temperatura u unutrašnjosti podrumi smanjuje se.

Dakle, slobodna izmjena topline kroz konstrukcije pomaže održavanju ljetnih temperatura zraka u zatvorenom prostoru na ugodnom nivou. Postavljanjem toplotne izolacije ispod poda značajno se remete uslovi razmene toplote između betonskog poda i tla.

Ugradnja podne (unutarnje) toplinske izolacije sa energetskog stajališta dovodi do neproduktivnih troškova, ali je istovremeno potrebno uzeti u obzir kondenzaciju vlage na hladnim površinama i, osim toga, potrebu stvaranja udobne uslove za osobu.

Da biste ublažili osjećaj hladnoće, možete postaviti termoizolaciju postavljanjem ispod poda, čime će se temperatura poda približiti temperaturi zraka u prostoriji i izolovati pod od donjeg sloja zemlje koji ima relativno nisku temperaturu. . Iako ovakva izolacija može povećati temperaturu poda, u ovom slučaju temperatura obično ne prelazi 23°C, što je 14°C ispod temperature ljudskog tijela.

Dakle, za smanjenje osjećaja hladnoće s poda kako bi se obezbijedili najudobniji uslovi, najbolje je koristiti tepisi ili postaviti drveni pod na betonsku podlogu.

Posljednji aspekt koji treba uzeti u obzir u ovoj energetskoj analizi odnosi se na gubitak topline na spoju poda i zida koji nije zaštićen zasipanjem. Ova vrsta čvora nalazi se u zgradama koje se nalaze na padini.

Kao što pokazuje analiza toplotnih gubitaka, u ovoj zoni su mogući značajni gubici toplote zimi. Stoga, kako bi se smanjio utjecaj vremenskih uvjeta, preporučuje se izolacija temelja duž vanjske površine.