Pierderea de căldură estimată a încăperii conform snip. Calcul termic al unei podele la sol Calculul pierderilor de căldură printr-o pardoseală neizolată la sol

Pentru a calcula pierderea de căldură prin podea și tavan, vor fi necesare următoarele date:

• Dimensiunile casei 6 x 6 metri.
• Pardoseli - plăci tivite, lambă și canelura de 32 mm grosime, acoperite cu PAL de 0,01 m grosime, izolate izolație din vată minerală Grosimea de 0,05 m Sub casa se afla un spatiu subteran pentru depozitarea legumelor si conservelor. În timpul iernii, temperatura în subteran este în medie de +8°C.
• Tavan - tavanele sunt din panouri de lemn, tavanele sunt izolate pe mansarda cu izolatie din vata minerala, grosimea stratului 0,15 metri, cu un strat hidroizolator la vapori. Spațiu mansardă neizolat.

Calculul pierderilor de căldură prin pardoseală

Plăci R =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, unde B este grosimea materialului, K este coeficientul de conductivitate termică.

PAL R =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W

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

Valoarea totală R a podelei =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W

Având în vedere că temperatura subterană iarna este în mod constant în jur de +8°C, dT necesar pentru calcularea pierderilor de căldură este de 22-8 = 14 grade. Acum avem toate datele pentru a calcula pierderea de căldură prin podea:

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

Calculul pierderilor de căldură prin tavan

Suprafața tavanului este aceeași cu podeaua S tavan = 36 m2

Atunci când calculăm rezistența termică a tavanului, nu luăm în considerare scânduri de lemn, pentru că nu au o legătură strânsă între ele și nu acționează ca un izolator termic. De aceea rezistenta termica plafon:

R tavan = R izolație = grosimea izolației 0,15 m/conductivitatea termică a izolației 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W

Calculăm pierderea de căldură prin tavan:

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

De obicei, pierderea de căldură a pardoselii în comparație cu indicatori similari ai altor anvelope de clădire (pereți exteriori, deschideri pentru ferestre și uși) este a priori considerată a fi nesemnificativă și este luată în considerare în calculele sistemelor de încălzire într-o formă simplificată. Baza pentru astfel de calcule este un sistem simplificat de contabilizare și coeficienți de corecție pentru rezistența la transferul de căldură a diferitelor materiale de constructie.

Având în vedere că baza teoretica iar metodologia de calcul a pierderilor de căldură de la parter a fost dezvoltată cu destul de mult timp în urmă (adică, cu o marjă mare de proiectare), putem vorbi în siguranță despre aplicabilitatea practică a acestor abordări empirice în conditii moderne. Conductivitatea termică și coeficienții de transfer de căldură ai diferitelor materiale de construcție, materiale de izolație și pardoseli bine cunoscute și altele caracteristici fizice Nu este necesar să se calculeze pierderea de căldură prin podea. În funcție de caracteristicile lor termice, podelele sunt de obicei împărțite în izolate și neizolate, iar structural - pardoseli pe sol și pe grinzi.

Calculul pierderilor de căldură printr-o pardoseală neizolată pe sol se bazează pe formula generală de evaluare a pierderilor de căldură prin anvelopa clădirii:

Unde Q– pierderi de căldură principale și suplimentare, W;

O– suprafața totală a structurii de închidere, m2;

tв , tн– temperatura aerului interior și exterior, °C;

β - ponderea pierderilor suplimentare de căldură în total;

n– factor de corecție, a cărui valoare este determinată de amplasarea structurii de închidere;

Ro– rezistență la transferul căldurii, m2 °C/W.

Rețineți că, în cazul unei pardoseli omogene cu un singur strat, rezistența la transferul de căldură Ro este invers proporțională cu coeficientul de transfer termic al materialului de pardoseală neizolat pe sol.

Când se calculează pierderea de căldură printr-o pardoseală neizolată, se utilizează o abordare simplificată, în care valoarea (1+ β) n = 1. Pierderea de căldură prin pardoseală este de obicei realizată prin zonarea zonei de transfer de căldură. Acest lucru se datorează eterogenității naturale a câmpurilor de temperatură ale solului de sub tavan.

Pierderile de căldură de la o pardoseală neizolată se determină separat pentru fiecare zonă de doi metri, numerotate începând de la perete exterior cladiri. Se iau în considerare în total patru astfel de benzi de 2 m lățime, având în vedere că temperatura solului din fiecare zonă este constantă. A patra zonă include întreaga suprafață a podelei neizolate în limitele primelor trei dungi. Se presupune rezistența la transferul de căldură: pentru zona 1 R1=2,1; pentru al 2-lea R2=4,3; respectiv pentru al treilea și al patrulea R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.

Fig.1. Zonarea suprafeței podelei pe sol și pe pereții îngropați adiacenți atunci când se calculează pierderile de căldură

În cazul încăperilor încastrate cu podea de bază de sol: aria primei zone adiacente suprafeței peretelui este luată în considerare de două ori în calcule. Acest lucru este destul de de înțeles, deoarece pierderea de căldură a podelei este însumată cu pierderea de căldură în structurile de închidere verticale adiacente ale clădirii.

Calculul pierderilor de căldură prin pardoseală se efectuează pentru fiecare zonă separat, iar rezultatele obținute sunt rezumate și utilizate pentru justificarea termică a proiectării clădirii. Calculul pentru zonele de temperatură a pereților exteriori ai încăperilor îngropate se efectuează folosind formule similare cu cele prezentate mai sus.

În calculele pierderilor de căldură printr-o pardoseală izolată (și se consideră astfel dacă designul său conține straturi de material cu o conductivitate termică mai mică de 1,2 W/(m °C)), valoarea rezistenței la transferul de căldură a unui non- podeaua izolată pe sol crește în fiecare caz prin rezistența la transferul de căldură a stratului izolator:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Unde δу.с– grosimea stratului izolator, m; λу.с– conductivitatea termică a materialului stratului izolator, W/(m °C).

Esența calculelor termice ale spațiilor, într-un grad sau altul situate în pământ, se rezumă la determinarea influenței „frigului” atmosferic asupra regimului lor termic, sau mai precis, în ce măsură un anumit sol izolează o cameră dată de atmosferă. efectele temperaturii. Deoarece Deoarece proprietățile de izolare termică ale solului depind de prea mulți factori, a fost adoptată așa-numita tehnică a 4 zone. Se bazează pe simpla presupunere că, cu cât stratul de sol este mai gros, cu atât proprietățile sale de izolare termică sunt mai mari (influența atmosferei este redusă într-o măsură mai mare). Cea mai scurtă distanță (verticală sau orizontală) până la atmosferă este împărțită în 4 zone, dintre care 3 au o lățime (dacă este o podea la sol) sau o adâncime (dacă este vorba de pereți pe sol) de 2 metri și al patrulea are aceste caracteristici egale cu infinitul. Fiecare dintre cele 4 zone are propriile sale constante proprietăți de izolare termică conform principiului - cu cât zona este mai îndepărtată (cu cât numărul de serie este mai mare), cu atât influența atmosferei este mai mică. Omitând abordarea formalizată, putem trage o concluzie simplă că, cu cât un anumit punct al încăperii este mai departe de atmosferă (cu o multiplicitate de 2 m), cu atât mai mult conditii favorabile(din punct de vedere al influentei atmosferei) va fi localizat.

Astfel, numărarea zonelor condiționate începe de-a lungul peretelui de la nivelul solului, cu condiția să existe pereți de-a lungul solului. Dacă nu există pereți la sol, atunci prima zonă va fi banda de podea cea mai apropiată de peretele exterior. În continuare, zonele 2 și 3 sunt numerotate, fiecare cu 2 metri lățime. Zona rămasă este zona 4.

Este important să luați în considerare faptul că zona poate începe pe perete și se poate termina pe podea. În acest caz, ar trebui să fiți deosebit de atenți când faceți calcule.

Dacă podeaua nu este izolată, atunci valorile rezistenței la transferul de căldură ale podelei neizolate pe zonă sunt egale cu:

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

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

zona 3 - R n.p. =8,6 mp*S/W

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

Pentru a calcula rezistența la transferul de căldură pentru podele izolate, puteți utiliza următoarea formulă:

— rezistența la transfer de căldură a fiecărei zone a pardoselii neizolate, mp*S/W;

— grosimea izolației, m;

— coeficientul de conductivitate termică a izolației, W/(m*C);

Pierderea de căldură a unei încăperi, care este acceptată conform SNiP așa cum este calculată la alegerea puterii termice a unui sistem de încălzire, este determinată ca suma pierderilor de căldură calculate prin toate incintele sale externe. În plus, pierderile sau câștigurile de căldură prin incinte interne sunt luate în considerare dacă temperatura aerului din încăperile adiacente este cu 5 0 C sau mai mică sau mai mare decât temperatura din această încăpere.

Să luăm în considerare modul în care indicatorii incluși în formulă sunt acceptați pentru diferite garduri atunci când se determină pierderile de căldură calculate.

Coeficienții de transfer de căldură pentru pereții exteriori și tavane sunt luați în funcție de calcul termic. Designul ferestrei este selectat și coeficientul de transfer de căldură este determinat din tabel. Pentru ușile exterioare, valoarea lui k se ia în funcție de proiectarea conform tabelului.

Calculul pierderilor de căldură prin pardoseală. Transferul căldurii dintr-o cameră de la etaj inferior prin structura podelei este un proces complex. Avand in vedere relativ mic greutate specifică pierderea de căldură prin podea în pierderea totală de căldură a încăperii, se utilizează o metodă de calcul simplificată. Pierderile de căldură printr-o pardoseală situată la sol se calculează pe zonă. Pentru a face acest lucru, suprafața podelei este împărțită în benzi de 2 m lățime, paralele cu pereții exteriori. Banda cea mai apropiată de peretele exterior este desemnată prima zonă, următoarele două benzi sunt a doua și a treia zonă, iar restul suprafeței podelei este a patra zonă.

Pierderea de căldură a fiecărei zone este calculată folosind formula, luând niβi=1. Valoarea lui Ro.np este luată ca rezistență condiționată la transferul de căldură, care pentru fiecare zonă a unei podele neizolate este egală cu: pentru zona I R np = 2,15 (2,5); pentru zona II R np = 4,3(5); pentru zona III R np =8,6(10); pentru zona IV R np = 14,2 K-m2/W (16,5 0 C-M 2 h/kcal).

Dacă structura podelei situată direct pe sol conține straturi de materiale ai căror coeficienți de conductivitate termică sunt mai mici de 1,163 (1), atunci o astfel de pardoseală se numește izolat. La rezistența Rn.p se adaugă rezistența termică a straturilor izolatoare din fiecare zonă; Astfel, rezistența condiționată la transferul de căldură a fiecărei zone a podelei izolate Rу.п se dovedește a fi egală cu:

R u.p = R n.p +∑(δ u.s /λ u.a);

unde R n.p este rezistența la transferul de căldură a podelei neizolate din zona corespunzătoare;

δ у.с și λ у.а - grosimi și coeficienți de conductivitate termică a straturilor izolante.

Pierderea de căldură prin pardoseală de-a lungul grinzilor este de asemenea calculată pe zonă, numai rezistența la transferul de căldură condiționat a fiecărei zone de pardoseală de-a lungul grinzilor Rl este luată egală cu:

Rl = 1,18*R u.p.

unde R u.p este valoarea obţinută din formula ţinând cont de straturile izolante. Aici, spațiul de aer și pardoseala de-a lungul grinzilor sunt luate în considerare suplimentar ca straturi izolante.

Suprafața podelei din prima zonă, adiacentă colțului exterior, a crescut pierderea de căldură, astfel încât aria sa de 2X2 m este luată în considerare de două ori la determinarea suprafata totala prima zonă.

Părțile subterane ale pereților exteriori sunt luate în considerare la calcularea pierderilor de căldură ca o continuare a podelei Împărțirea în benzi - zone în acest caz se face de la nivelul solului de-a lungul suprafeței părții subterane a pereților și mai departe de-a lungul podelei. Rezistența condiționată la transferul de căldură pentru zone în acest caz este acceptată și calculată în același mod ca și pentru o podea izolată în prezența straturilor izolatoare, care în acest caz sunt straturile structurii peretelui.

Măsurarea suprafeței gardurilor exterioare ale spațiilor. Zona gardurilor individuale la calcularea pierderilor de căldură prin acestea trebuie determinată în conformitate cu următoarele reguli de măsurare. Aceste reguli, dacă este posibil, iau în considerare complexitatea procesului de transfer de căldură prin elementele gardului și prevăd creșteri și scăderi condiționate în zone în care pierderile reale de căldură pot fi, respectiv, mai mari sau mai mici decât cele calculate folosind cele mai simple formule adoptate.

1. Suprafețele ferestrelor (O), ușilor (D) și felinarelor sunt măsurate de-a lungul celei mai mici deschideri ale clădirii.
2. Suprafețele tavanului (Pt) și podelei (Pl) sunt măsurate între axe pereții interioriŞi suprafata interioara perete exterior Suprafețele zonelor de pardoseală bazate pe grinzi și sol sunt determinate cu împărțirea lor condiționată în zone, așa cum este indicat mai sus.
3. Aria pereților exteriori (H. s) se măsoară:

• în plan - de-a lungul perimetrului exterior dintre colțul exterior și axele pereților interiori,
• în înălțime - la primul etaj (în funcție de designul podelei) de la suprafața exterioară a podelei de-a lungul solului sau de la suprafața de pregătire pentru structura podelei pe grinzi sau de la suprafața inferioară a tavanului deasupra subsolului subteran neîncălzit la podeaua curată de la etajul doi, la etajele mijlocii de la suprafața podelei până la suprafața podelei de la etajul următor; la etajul superior de la suprafața podelei până la vârful structurii mansardă sau acoperire fără acoperiș Dacă este necesară determinarea pierderilor de căldură prin gardurile interioare, zona se ia în funcție de măsurătorile interioare.

Pierderi suplimentare de căldură prin garduri. Principalele pierderi de căldură prin garduri, calculate prin formula, la β 1 ​​= 1 sunt adesea mai mici decât pierderile reale de căldură, deoarece acest lucru nu ține cont de influența anumitor factori asupra procesului influența infiltrației și exfiltrației aerului prin grosimea gardurilor și a fisurilor din acestea, precum și sub influența iradierii solare și a contraradierii suprafeței exterioare a gardurilor. Pierderile de căldură în general pot crește considerabil din cauza schimbărilor de temperatură de-a lungul înălțimii încăperii, din cauza pătrunderii aerului rece prin deschideri etc.

Aceste pierderi suplimentare de căldură sunt de obicei luate în considerare prin adăugiri la pierderile principale de căldură. Cantitatea de aditivi și împărțirea lor condiționată în funcție de factorii determinanți sunt următoarele.

1. O adăugare pentru orientare la punctele cardinale este acceptată pentru toate gardurile verticale și înclinate externe (proiecții pe verticală). Sumele adăugărilor sunt determinate din desen.
2. Aditiv pentru rezistența la vânt a gardurilor. În zonele în care viteza estimată a vântului de iarnă nu depășește 5 m/s, aditivul se ia în cantitate de 5% pentru gardurile protejate de vânt și 10% pentru gardurile neprotejate de vânt. Un gard este considerat protejat de vânt dacă clădirea care îl acoperă este mai înaltă decât vârful gardului cu mai mult de 2/3 din distanța dintre ele. În zonele cu viteze ale vântului mai mari de 5 și mai mari de 10 m/s, valorile aditivelor date ar trebui mărite de 2, respectiv de 3 ori.
3. Alocația pentru fluxul de aer în încăperile de colț și încăperile cu doi sau mai mulți pereți exteriori este luată egală cu 5% pentru toate gardurile suflate direct de vânt. Pentru clădiri rezidențiale și similare acest aditiv nu este introdus (se ia în considerare prin creșterea temperaturii interioare cu 20).
4. Adăugarea pentru intrarea aerului rece prin ușile exterioare atunci când acestea sunt deschise pentru scurt timp la N etaje din clădire se ia egală cu 100 N% - la uși duble fără vestibul, 80 N - la fel, cu vestibul, 65 N% - cu uși simple.

Schema de determinare a cantității de adaos la pierderile principale de căldură pentru orientare pe direcții cardinale.

În spațiile industriale, adăugarea pentru fluxul de aer prin porți care nu au vestibul și sas, dacă sunt deschise mai puțin de 15 minute în decurs de 1 oră, este luată egală cu 300%. ÎN clădiri publice Deschiderea frecventă a ușilor este luată în considerare și prin introducerea unui aditiv suplimentar egal cu 400-500%.

5. Adăugarea înălțimii pentru încăperile cu o înălțime mai mare de 4 m este luată în proporție de 2% pentru fiecare metru de înălțime, pereți mai mari de 4 m, dar nu mai mult de 15%. Această adăugare ia în considerare creșterea pierderilor de căldură în partea superioară a încăperii ca urmare a creșterii temperaturii aerului cu înălțimea. Pentru spatii industriale faceți un calcul special al distribuției temperaturii de-a lungul înălțimii, în funcție de care se determină pierderea de căldură prin pereți și tavane. Pentru casele scărilor suplimentul de înălțime nu este acceptat.

6. Adăugarea pentru număr de etaje pt clădiri cu mai multe etajeÎnălțime de 3-8 etaje, ținând cont de costurile suplimentare de căldură pentru încălzirea aerului rece, care, infiltrat prin garduri, intră în cameră, este acceptat conform SNiP.

1. Coeficientul de transfer de căldură al pereților exteriori, determinat de rezistența redusă de transfer de căldură conform măsurării externe, k = 1,01 W/(m2 K).
2. Coeficientul de transfer termic al podelei mansardei se ia egal cu k pt = 0,78 W/(m 2 K).

Planșeele de la primul etaj sunt realizate pe grinzi. Rezistenta termica golul de aer R v.p = 0,172 Km2/W (0,20 S-m2h/kcal); grosimea trotuarului δ=0,04 m; A=0,175 W/(m K). Pierderea de căldură prin pardoseală de-a lungul grinzilor este determinată de zonă. Rezistența la transferul de căldură a straturilor izolatoare ale structurii podelei este egală cu:

R v.p + 5/λ=0,172+(0,04/0,175)=0,43 K*m2/W (0,50 C m2 h/kcal).

Rezistenta termica a pardoselii prin grinzi pentru zonele I si II:

Rl.II = 1,18 (2,15 + 0,43) = 3,05 K*m2/W (3,540 S*m2 *h/kcal);

Kl = 0,328 W/m2 *K);

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

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

Pentru o podea de scară neizolată

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

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

3. Pentru a selecta un design de fereastră, determinăm diferența de temperatură dintre aerul exterior (t n5 = -26 0 C) și aerul interior (t p = 18 0 C):

tp-tn =18-(-26)=44 0 C.

Schema de calcul a pierderilor de caldura in spatii

Rezistența termică necesară a ferestrelor unei clădiri de locuit la Δt=44 0 C este egală cu 0,31 k*m 2 /W (0,36 0 C*m 2 *h/kcal). Acceptam ferestre cu cerceve dublu din lemn despicat; pentru acest proiect k cca =3,15(2,7). Usile exterioare sunt duble din lemn fara vestibul; k dv =2,33 (2) Pierderea de căldură prin gardurile individuale se calculează folosind formula. Calculul este tabelat.

Calculul pierderilor de căldură prin incinte exterioare din încăpere

Note:

1. Pentru nume de scrimă acceptate simbol: N.s. - perete exterior; La. - geam dublu; Pl I și Pl II - zonele de etaj I și, respectiv, II; vineri - tavan; N.d. -usa exterioara.
2. În coloana 7, coeficientul de transfer de căldură pentru ferestre este definit ca diferența dintre coeficienții de transfer de căldură ai ferestrei și a peretelui exterior, în timp ce zona ferestrei nu este scăzută din zona stepei.
3. Pierderi de căldură prin usa exterioara determinat separat (în acest caz, zona peretelui exclude zona ușii, deoarece adaosurile pentru pierderea suplimentară de căldură la peretele exterior și la ușă sunt diferite).
4. Diferența de temperatură calculată în coloana 8 este definită ca (t în -t n)n.
5. Principalele pierderi de căldură (coloana 9) sunt definite ca kFΔt n.
6. Pierderile suplimentare de căldură sunt date ca procent din cele principale.
7. Coeficientul β (coloana 13) este egal cu unu plus pierderea suplimentară de căldură, exprimată în fracțiuni de unu.
8. Pierderea de căldură calculată prin garduri este determinată ca kFΔt n β i (coloana 14).

Subsolurile găzduiesc adesea săli de sport, saune, săli de biliard, ca să nu mai vorbim standardele sanitare Multe țări permit chiar amplasarea dormitoarelor în subsoluri. În acest sens, se pune întrebarea despre pierderile de căldură prin subsoluri.

Podelele subsolului sunt expuse la condiții în care fluctuațiile medii ale temperaturii sunt foarte mici și variază de la 11 la 9°C. Astfel, pierderea de căldură prin pardoseală, deși nu foarte mare, este constantă pe tot parcursul anului. Conform analizei computerizate, pierderea de căldură printr-o pardoseală de beton neizolată este de 1,2 W/m2.

Pierderile de căldură apar de-a lungul liniilor de stres din pământ până la o adâncime de 10 până la 20 m de la suprafața pământului sau de la baza clădirii. Instalarea izolației din polistiren cu o grosime de aproximativ 25 mm poate reduce pierderile de căldură cu aproximativ 5%, ceea ce reprezintă nu mai mult de 1% din pierderea totală de căldură a clădirii.

Instalarea aceleiași izolații pe acoperiș permite reducerea pierderilor de căldură în interior ora de iarna cu 20% sau îmbunătățirea eficienței termice generale a clădirii cu 11%. Astfel, pentru a economisi energie, izolarea acoperișului este semnificativ mai eficientă decât izolarea podelei subsolului.

Această poziție este confirmată de o analiză a microclimatului din interiorul clădirii din ora de vara. În cazul în care partea inferioară pereții de fundație clădirea nu este izolată, aerul care intră încălzește încăperea, cu toate acestea, inerția termică a solului începe să afecteze pierderile de căldură, creând un mediu stabil. regim de temperatură; În același timp, pierderea de căldură crește, iar temperatura din interior subsoluri scade.

Astfel, schimbul gratuit de căldură prin structuri ajută la menținerea temperaturii aerului interior de vară la un nivel confortabil. Instalarea izolației termice sub pardoseală perturbă semnificativ condițiile de schimb de căldură dintre podeaua de beton și sol.

Instalarea izolației termice pardoseli (interne) din punct de vedere energetic duce la costuri neproductive, dar în același timp este necesar să se țină cont de condensul de umezeală pe suprafețele reci și, în plus, de necesitatea creării. conditii confortabile pentru o persoană.

Pentru a atenua senzația de frig, puteți aplica termoizolație așezând-o sub podea, ceea ce va aduce temperatura podelei mai aproape de temperatura aerului din cameră și va izola podeaua de stratul de pământ dedesubt, care are o temperatură relativ scăzută. . Deși o astfel de izolație poate crește temperatura pardoselii, în acest caz temperatura nu depășește de obicei 23°C, care este cu 14°C sub temperatura corpului uman.

Astfel, pentru a reduce senzația de frig de la podea pentru a oferi cele mai confortabile condiții, cel mai bine este să folosiți covoare sau instalați o podea din lemn pe o bază de beton.

Ultimul aspect de luat în considerare în această analiză energetică se referă la pierderea de căldură la joncțiunea podelei cu peretele care nu este protejat de rambleu. Acest tip de nod se găsește în clădirile situate în pantă.

După cum arată analiza pierderilor de căldură, sunt posibile pierderi semnificative de căldură în această zonă iarna. Prin urmare, pentru a reduce influența condițiilor meteorologice, se recomandă izolarea fundației de-a lungul suprafeței exterioare.