Perhitungan kehilangan panas dari lantai ke tanah dalam satuan sudut. Perhitungan teknik termal lantai yang terletak di tanah Perhitungan lantai berdasarkan zona
Kehilangan panas melalui lantai yang terletak di tanah dihitung berdasarkan zona menurut. Untuk melakukan ini, permukaan lantai dibagi menjadi strip selebar 2 m, sejajar dengan dinding luar. Strip yang paling dekat dengan dinding luar disebut zona pertama, dua strip berikutnya adalah zona kedua dan ketiga, dan sisa permukaan lantai adalah zona keempat.
Saat menghitung kehilangan panas ruang bawah tanah dalam hal ini, pembagian menjadi zona strip dilakukan dari permukaan tanah di sepanjang permukaan bagian bawah tanah dinding dan selanjutnya di sepanjang lantai. Resistensi perpindahan panas bersyarat untuk zona dalam hal ini diterima dan dihitung dengan cara yang sama seperti untuk lantai berinsulasi dengan adanya lapisan insulasi, yang dalam hal ini adalah lapisan struktur dinding.
Koefisien perpindahan panas K, W/(m 2 ∙°C) untuk setiap zona lantai berinsulasi di tanah ditentukan dengan rumus:
dimana adalah tahanan perpindahan panas dari lantai berinsulasi di atas tanah, m 2 ∙°C/W, dihitung dengan rumus:
= + Σ , (2.2)
di mana ketahanan perpindahan panas dari lantai tidak berinsulasi zona ke-i;
δ j – ketebalan lapisan ke-j dari struktur insulasi;
λ j adalah koefisien konduktivitas termal dari bahan yang terdiri dari lapisan tersebut.
Untuk semua zona lantai tidak berinsulasi terdapat data ketahanan terhadap perpindahan panas, yang diambil berdasarkan:
2,15 m 2 ∙°С/W – untuk zona pertama;
4,3 m 2 ∙°С/W – untuk zona kedua;
8,6 m 2 ∙°С/W – untuk zona ketiga;
14,2 m 2 ∙°С/W – untuk zona keempat.
Pada proyek ini, lantai di atas tanah memiliki 4 lapisan. Struktur lantai ditunjukkan pada Gambar 1.2, struktur dinding ditunjukkan pada Gambar 1.1.
Contoh perhitungan teknik termal lantai yang terletak di atas tanah untuk ruang ventilasi ruangan 002:
1. Pembagian zona dalam ruang ventilasi secara konvensional disajikan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Pembagian ruang ventilasi menjadi zona-zona
Gambar tersebut menunjukkan bahwa zona kedua meliputi sebagian dinding dan sebagian lantai. Oleh karena itu, koefisien resistensi perpindahan panas zona ini dihitung dua kali.
2. Mari kita tentukan resistansi perpindahan panas dari lantai berinsulasi di atas tanah, , m 2 ∙°C/W:
2,15 + 
= 4,04 m 2 ∙°С/W,
4,3 + = 7,1 m 2 ∙°С/W,
4,3 + 
= 7,49 m 2 ∙°С/W,
8,6 + = 11,79 m 2 ∙°С/W,
14,2 + = 17,39 m 2 ∙°C/W.
Menurut SNiP 41-01-2003, lantai bangunan yang terletak di atas tanah dan balok, dibatasi menjadi empat zona-strip selebar 2 m sejajar dengan dinding luar (Gbr. 2.1). Saat menghitung kehilangan panas melalui lantai yang terletak di tanah atau balok, luas permukaan lantai dekat sudut dinding luar ( di zona I ) dimasukkan ke dalam perhitungan dua kali (persegi 2x2 m).
Resistensi perpindahan panas harus ditentukan:
a) untuk lantai tak berinsulasi di atas tanah dan dinding yang terletak di bawah permukaan tanah, dengan konduktivitas termal l ³ 1,2 W/(m×°C) di zona selebar 2 m, sejajar dengan dinding luar, dengan mengambil R n.p. . , (m 2 ×°C)/W, sama dengan:
2.1 – untuk zona I;
4.3 – untuk zona II;
8.6 – untuk zona III;
14.2 – untuk zona IV (untuk sisa luas lantai);
b) untuk lantai berinsulasi di atas tanah dan dinding yang terletak di bawah permukaan tanah, dengan konduktivitas termal l c.s.< 1,2 Вт/(м×°С) утепляющего слоя толщиной d у.с. , м, принимая R ke atas. , (m 2 ×°C)/W, sesuai dengan rumus
c) ketahanan termal terhadap perpindahan panas masing-masing zona lantai pada balok R l, (m 2 ×°C)/W, ditentukan dengan rumus:
saya zona – 
;
zona II – 
;
zona III – 
;
zona IV – 
,
dimana , , , adalah nilai ketahanan termal terhadap perpindahan panas dari masing-masing zona lantai tidak berinsulasi, (m 2 × ° C)/W, masing-masing secara numerik sama dengan 2,1; 4.3; 8.6; 14.2; – jumlah nilai ketahanan termal terhadap perpindahan panas lapisan insulasi lantai pada balok, (m 2 × ° C)/W.
Nilainya dihitung dengan ekspresi:
, (2.4)
di sini adalah resistansi termal dari yang tertutup celah udara
(Tabel 2.1); δ d – ketebalan lapisan papan, m; λ d – konduktivitas termal bahan kayu, W/(m °C).
Kehilangan panas melalui lantai yang terletak di atas tanah, W:
, (2.5)
dimana , , , adalah luas zona I, II, III, IV berturut-turut m 2 .
Kehilangan panas melalui lantai yang terletak pada balok, W:
, (2.6)
Contoh 2.2.
Data awal:
– lantai satu;
– dinding luar – dua;
– konstruksi lantai: lantai beton dilapisi linoleum;
– perkiraan suhu udara internal °C;
Prosedur perhitungan.
Beras. 2.2. Fragmen denah dan letak luas lantai pada ruang tamu No.1
(untuk contoh 2.2 dan 2.3)
2. Di ruang tamu No. 1 hanya terdapat zona pertama dan sebagian dari zona kedua.
Zona I: 2.0´5.0 m dan 2.0´3.0 m;
Zona II: 1,0´3,0 m.
3. Luas tiap zona sama:
4. Tentukan hambatan perpindahan panas setiap zona menggunakan rumus (2.2):
(m 2 ×°C)/W,
(m 2 ×°C)/W.
5. Dengan menggunakan rumus (2.5), kita menentukan kehilangan panas melalui lantai yang terletak di atas tanah:
Contoh 2.3.
Data awal:
– konstruksi lantai: lantai kayu pada balok;
– dinding luar – dua (Gbr. 2.2);
– lantai satu;
– area konstruksi – Lipetsk;
– perkiraan suhu udara internal °C; °C.
Prosedur perhitungan.
1. Kami menggambar denah lantai pertama dengan skala yang menunjukkan dimensi utama dan membagi lantai menjadi empat zona-strip selebar 2 m sejajar dengan dinding luar.
2. Di ruang tamu No. 1 hanya terdapat zona pertama dan sebagian dari zona kedua.
Kami menentukan dimensi setiap strip zona:
Perpindahan panas melalui selungkup rumah adalah proses yang rumit. Untuk memperhitungkan kesulitan-kesulitan ini semaksimal mungkin, pengukuran ruangan saat menghitung kehilangan panas dilakukan sesuai dengan aturan tertentu, yang memberikan penambahan atau pengurangan luas bersyarat. Di bawah ini adalah ketentuan pokok peraturan tersebut.
Aturan untuk mengukur luas struktur penutup: a - bagian bangunan dengan lantai loteng; b - bagian bangunan dengan penutup gabungan; c - rencana bangunan; 1 - lantai di atas ruang bawah tanah; 2 - lantai di atas balok; 3 - lantai di tanah;
Luas jendela, pintu dan bukaan lainnya diukur dengan bukaan konstruksi terkecil.
Luas langit-langit (pt) dan lantai (pl) (kecuali lantai di atas tanah) diukur antara sumbu dinding bagian dalam dan permukaan bagian dalam dinding luar.
Dimensi dinding luar diambil secara horizontal sepanjang perimeter luar antara sumbu dinding bagian dalam dan sudut luar dinding, dan tingginya - di semua lantai kecuali bagian bawah: dari tingkat lantai jadi hingga lantai lantai berikutnya. Pada lantai paling atas, bagian atas dinding luar bertepatan dengan bagian atas penutup atau lantai loteng. Di lantai bawah, tergantung desain lantai: a) dari permukaan bagian dalam lantai di tanah; b) dari permukaan persiapan untuk struktur lantai pada balok; c) dari tepi bawah langit-langit di atas bawah tanah atau ruang bawah tanah yang tidak dipanaskan.
Saat menentukan kehilangan panas melalui dinding bagian dalam luasnya diukur sepanjang keliling bagian dalam. Kehilangan panas melalui selungkup internal suatu ruangan dapat diabaikan jika perbedaan suhu udara dalam ruangan tersebut adalah 3 °C atau kurang.
Penguraian permukaan lantai (a) dan bagian tersembunyi dari dinding luar (b) menjadi zona desain I-IV
Perpindahan panas dari suatu ruangan melalui struktur lantai atau dinding dan ketebalan tanah yang bersentuhan dengannya tunduk pada hukum yang rumit. Untuk menghitung ketahanan perpindahan panas dari struktur yang terletak di tanah, metode yang disederhanakan digunakan. Permukaan lantai dan dinding (lantai dianggap sebagai kelanjutan dinding) dibagi sepanjang tanah menjadi garis-garis selebar 2 m, sejajar dengan persimpangan dinding luar dan permukaan tanah.
Penghitungan zona dimulai di sepanjang dinding dari permukaan tanah, dan jika tidak ada dinding di sepanjang permukaan tanah, maka zona I adalah strip lantai yang paling dekat dengan dinding luar. Dua jalur berikutnya akan diberi nomor II dan III, dan sisa lantainya akan menjadi zona IV. Selain itu, satu zona bisa dimulai di dinding dan berlanjut di lantai.
Lantai atau dinding yang tidak mengandung lapisan insulasi yang terbuat dari bahan dengan koefisien konduktivitas termal kurang dari 1,2 W/(m °C) disebut tidak berinsulasi. Resistansi perpindahan panas pada lantai seperti itu biasanya dilambangkan dengan R np, m 2 °C/W. Untuk setiap zona lantai tidak berinsulasi ada nilai standar ketahanan terhadap perpindahan panas:
- zona I - RI = 2,1 m 2 °C/W;
- zona II - RII = 4,3 m 2 °C/W;
- zona III - RIII = 8,6 m 2 °C/W;
- zona IV - RIV = 14,2 m 2 °C/W.
Jika struktur lantai yang terletak di atas tanah mempunyai lapisan insulasi, maka disebut berinsulasi, dan tahanan perpindahan panasnya R satuan, m 2 °C/W, ditentukan dengan rumus:
R atas = R np + R us1 + R us2 ... + R usn
Dimana Rnp adalah ketahanan perpindahan panas dari zona lantai tidak berinsulasi yang dipertimbangkan, m 2 °C/W;
R us - ketahanan perpindahan panas dari lapisan isolasi, m 2 °C/W;
Untuk lantai yang menggunakan balok, tahanan perpindahan panas Rl, m 2 °C/W, dihitung menggunakan rumus.
Inti dari perhitungan termal bangunan, pada tingkat tertentu terletak di dalam tanah, adalah untuk menentukan pengaruh "dingin" atmosfer pada rezim termalnya, atau lebih tepatnya, sejauh mana tanah tertentu mengisolasi ruangan tertentu dari atmosfer. efek suhu. Karena Karena sifat insulasi termal tanah bergantung pada banyak faktor, maka diadopsilah teknik 4 zona. Hal ini didasarkan pada asumsi sederhana bahwa semakin tebal lapisan tanah, semakin tinggi sifat insulasi termalnya (pengaruh atmosfer semakin berkurang). Jarak terpendek (vertikal atau horizontal) ke atmosfer dibagi menjadi 4 zona, 3 diantaranya mempunyai lebar (jika lantai di atas tanah) atau kedalaman (jika dinding di atas tanah) 2 meter, dan yang keempat memiliki karakteristik yang sama dengan tak terhingga. Masing-masing dari 4 zona diberi konstanta tersendiri sifat isolasi termal menurut prinsip - semakin jauh zona tersebut (semakin tinggi nomor serinya), semakin kecil pengaruh atmosfer. Dengan menghilangkan pendekatan formal, kita dapat menarik kesimpulan sederhana bahwa semakin jauh suatu titik tertentu dalam ruangan dari atmosfer (dengan multiplisitas 2 m), semakin banyak kondisi yang menguntungkan(dari sudut pandang pengaruh atmosfer) lokasinya akan berada.
Dengan demikian, penghitungan zona bersyarat dimulai di sepanjang dinding dari permukaan tanah, asalkan ada dinding di atas tanah. Jika tidak ada dinding tanah, maka zona pertama adalah strip lantai yang paling dekat dengan dinding luar. Selanjutnya zona 2 dan 3 diberi nomor masing-masing selebar 2 meter. Zona yang tersisa adalah zona 4.
Penting untuk diingat bahwa zona tersebut dapat dimulai di dinding dan berakhir di lantai. Dalam hal ini, Anda harus sangat berhati-hati saat melakukan perhitungan.
Jika lantai tidak berinsulasi, maka nilai ketahanan perpindahan panas lantai tidak berinsulasi per zona adalah:
zona 1 - R n.p. =2,1 meter persegi*S/W
zona 2 - R n.p. =4,3 meter persegi*S/W
zona 3 - R n.p. =8,6 meter persegi*S/W
zona 4 - R n.p. =14,2 meter persegi*S/W
Untuk menghitung ketahanan perpindahan panas untuk lantai berinsulasi, Anda dapat menggunakan rumus berikut:
— ketahanan perpindahan panas setiap zona lantai tidak berinsulasi, m*S/W;
— ketebalan isolasi, m;
— koefisien konduktivitas termal insulasi, W/(m*C);
Biasanya, kehilangan panas lantai dibandingkan dengan indikator serupa pada selubung bangunan lainnya (dinding luar, bukaan jendela dan pintu) secara apriori diasumsikan tidak signifikan dan diperhitungkan dalam perhitungan sistem pemanas dalam bentuk yang disederhanakan. Dasar untuk perhitungan tersebut adalah sistem penghitungan yang disederhanakan dan koefisien koreksi untuk berbagai resistensi terhadap perpindahan panas bahan bangunan.
Mengingat bahwa landasan teori dan metodologi untuk menghitung kehilangan panas dari lantai dasar telah dikembangkan sejak lama (yaitu, dengan margin desain yang besar), kita dapat dengan aman berbicara tentang penerapan praktis dari pendekatan empiris ini dalam kondisi modern. Konduktivitas termal dan koefisien perpindahan panas berbagai bahan bangunan, bahan isolasi dan penutup lantai terkenal, dan lain-lain karakteristik fisik Tidak perlu menghitung kehilangan panas melalui lantai. Menurut karakteristik termalnya, lantai biasanya dibagi menjadi berinsulasi dan tidak berinsulasi, dan secara struktural - lantai di atas tanah dan di atas balok.
Perhitungan kehilangan panas melalui lantai yang tidak berinsulasi di atas tanah didasarkan pada rumus umum untuk memperkirakan kehilangan panas melalui selubung bangunan:
Di mana Q– kehilangan panas utama dan tambahan, W;
A– luas total struktur penutup, m2;
televisi , tn– suhu udara dalam dan luar ruangan, °C;
β - bagian dari kehilangan panas tambahan dalam total;
N– faktor koreksi, yang nilainya ditentukan oleh lokasi struktur penutup;
Ro– ketahanan perpindahan panas, m2 °C/W.
Perhatikan bahwa dalam kasus penutup lantai satu lapis yang homogen, ketahanan perpindahan panas Ro berbanding terbalik dengan koefisien perpindahan panas bahan lantai tidak berinsulasi di tanah.
Saat menghitung kehilangan panas melalui lantai yang tidak berinsulasi, digunakan pendekatan yang disederhanakan, di mana nilai (1+ β) n = 1. Kehilangan panas melalui lantai biasanya dilakukan dengan membuat zonasi area perpindahan panas. Hal ini disebabkan heterogenitas alami bidang suhu tanah di bawah langit-langit.
Kehilangan panas dari lantai yang tidak berinsulasi ditentukan secara terpisah untuk setiap zona dua meter, yang penomorannya dimulai dari dinding luar bangunan. Total empat jalur selebar 2 m biasanya diperhitungkan, dengan mempertimbangkan suhu tanah di setiap zona konstan. Zona keempat mencakup seluruh permukaan lantai yang tidak berinsulasi dalam batas-batas tiga garis pertama. Resistensi perpindahan panas diasumsikan: untuk zona pertama R1=2.1; untuk R2 ke-2=4,3; masing-masing untuk ketiga dan keempat R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Gambar.1. Zonasi permukaan lantai di tanah dan dinding tersembunyi yang berdekatan saat menghitung kehilangan panas
Dalam kasus ruangan tersembunyi dengan lantai dasar tanah: luas zona pertama yang berdekatan dengan permukaan dinding diperhitungkan dua kali dalam perhitungan. Hal ini cukup dapat dimengerti, karena kehilangan panas pada lantai dijumlahkan dengan kehilangan panas pada struktur penutup vertikal bangunan yang berdekatan.
Perhitungan kehilangan panas melalui lantai dilakukan untuk setiap zona secara terpisah, dan hasil yang diperoleh dirangkum dan digunakan untuk pembenaran teknik termal dari desain bangunan. Perhitungan zona suhu dinding luar ruangan tersembunyi dilakukan dengan menggunakan rumus yang mirip dengan yang diberikan di atas.
Dalam perhitungan kehilangan panas melalui lantai berinsulasi (dan dianggap demikian jika desainnya mengandung lapisan material dengan konduktivitas termal kurang dari 1,2 W/(m °C)), nilai ketahanan perpindahan panas non- lantai berinsulasi di tanah meningkat dalam setiap kasus dengan resistensi perpindahan panas dari lapisan insulasi:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Di mana δу.с– ketebalan lapisan insulasi, m; λу.с– konduktivitas termal bahan lapisan isolasi, W/(m °C).
