Розрахунок тепловтрат підлоги по ґрунту приклад. Теплотехнічний розрахунок підлоги на ґрунті. Теплотехнічний розрахунок зовнішніх дверей

Зазвичай тепловтрати підлоги в порівнянні з аналогічними показниками інших конструкцій будівлі (зовнішні стіни, віконні та дверні отвори) апріорі приймаються незначними і враховуються в розрахунках систем опалення в спрощеному вигляді. В основу таких розрахунків закладається спрощена система облікових та поправочних коефіцієнтів опору теплопередачі різних будівельних матеріалів.

Якщо врахувати, що теоретичне обґрунтування та методика розрахунку тепловтрат грунтової підлоги була розроблена досить давно (тобто з великим проектним запасом), можна сміливо говорити про практичну застосовність цих емпіричних підходів у сучасних умовах. Коефіцієнти теплопровідності та теплопередачі різних будівельних матеріалів, утеплювачів та підлогових покриттівдобре відомі, а інших фізичних характеристикдля розрахунку тепловтрат через підлогу не потрібно. За своїми теплотехнічними характеристиками підлогу прийнято розділяти на утеплені та неутеплені, конструктивно – підлоги на ґрунті та лагах.

Розрахунок тепловтрат через неутеплену підлогу на грунті ґрунтується на загальній формулі оцінки втрат теплоти через огороджувальні конструкції будівлі:

де Q– основні та додаткові тепловтрати, Вт;

А- Сумарна площа огороджувальної конструкції, м2;

tв , tн– температура всередині приміщення та зовнішнього повітря, оС;

β - частка додаткових тепловтрат у сумарних;

n- Поправочний коефіцієнт, значення якого визначається місцезнаходженням огороджувальної конструкції;

Ro- Опір теплопередачі, м2 ° С/Вт.

Зауважимо, що у разі однорідного одношарового перекриття підлоги опір теплопередачі Rо обернено пропорційно коефіцієнту теплопередачі матеріалу неутепленої підлоги на грунті.

При розрахунку тепловтрат через неутеплену підлогу застосовується спрощений підхід, у якому величина (1+ β) n = 1. Тепловтрати через підлогу прийнято проводити методом зонування площі теплопередачі. Це з природною неоднорідністю температурних полів грунту під перекриттям.

Тепловтрати неутепленої підлоги визначаються окремо для кожної двометрової зони, нумерація яких починається від зовнішньої стіни будівлі. Усього таких смуг шириною 2 м прийнято враховувати чотири, вважаючи температуру ґрунту у кожній зоні постійною. Четверта зона включає всю поверхню неутепленої підлоги в межах перших трьох смуг. Опір теплопередачі приймається: для першої зони R1 = 2,1; для другої R2 = 4,3; відповідно для третьої та четвертої R3=8,6, R4=14,2 м2*оС/Вт.

Рис.1. Зонування поверхні підлоги на грунті і заглиблених стін, що примикають, при розрахунку теполовтрат

У разі заглиблених приміщень із ґрунтовою основою підлоги: площа першої зони, що примикає до стінової поверхні, враховується у розрахунках двічі. Це цілком зрозуміло, так як тепловтрати підлоги сумуються з втратами тепла в вертикальних конструкціях будівлі, що примикають до нього.

Розрахунок тепловтрат через підлогу проводиться для кожної зони окремо, а отримані результати підсумовуються та використовуються для теплотехнічного обґрунтування проекту будівлі. Розрахунок для температурних зон зовнішніх стін заглиблених приміщень проводиться за формулами, аналогічними наведеним вище.

У розрахунках тепловтрат через утеплену підлогу (а такою вона вважається, якщо в її конструкції є шари матеріалу з теплопровідністю менше 1,2 Вт/(м °С)) величина опору теплопередачі неутепленої підлоги на грунті збільшується в кожному випадку на опір теплопередачі шару, що утеплює:

Rу.с = δу.с/λу.с,

де δу.с- Товщина утеплюючого шару, м; λу.с– теплопровідність матеріалу утеплюючого шару, Вт/(м °С).

Суть теплових розрахунків приміщень, тією чи іншою мірою що знаходяться в ґрунті, зводиться до визначення впливу атмосферного «холоду» на їх тепловий режим, а точніше, якою мірою якийсь ґрунт ізолює дане приміщення від атмосферного температурного впливу. Т.к. теплоізоляційні властивості ґрунту залежать від занадто великої кількості факторів, то було прийнято так звану методику 4-х зон. Вона заснована на простому припущенні про те, що чим товщі шар грунту, тим вище його теплоізоляційні властивості (переважно знижується вплив атмосфери). Найкоротша відстань (по вертикалі або горизонталі) до атмосфери розбивають на 4 зони, 3 з яких мають ширину (якщо це підлога по ґрунту) або глибину (якщо це стіни по ґрунту) по 2 метри, а у четвертої ці характеристики дорівнюють нескінченності. Кожній із 4-х зон присвоюються свої постійні теплоізолюючі властивості за принципом – що далі зона (що більше її порядковий номер), то вплив атмосфери менше. Опускаючи формалізований підхід, можна зробити простий висновок у тому, що що далі якась точка у приміщенні перебуває від атмосфери (з кратністю 2 м), то у найбільш сприятливих умовах (з погляду впливу атмосфери) вона буде.

Таким чином, відлік умовних зон починають по стіні від рівня землі за наявності стін по грунту. Якщо стіни по ґрунту відсутні, то першою зоною буде смуга підлоги, найближча до зовнішньої стіни. Далі нумеруються зони 2 та 3 шириною по 2 метри. Зона, що залишилася, — зона 4.

Важливо врахувати, що зона може починатися на стіні та закінчуватися на підлозі. І тут слід бути особливо уважним під час проведення розрахунків.

Якщо підлога неутеплена, то значення опорів теплопередачі неутепленої підлоги по зонах рівні:

зона 1 - R н.п. =2,1 кв.м*С/Вт

зона 2 - R н.п. =4,3 кв.м*С/Вт

зона 3 - R н.п. =8,6 кв.м*С/Вт

зона 4 - R н.п. =14,2 кв.м*С/Вт

Для розрахунку опору теплопередачі для утеплених підлог можна скористатися такою формулою:

- Опір теплопередачі кожної зони неутепленої підлоги, кв.м*С/Вт;

- Товщина утеплювача, м;

- Коефіцієнт теплопровідності утеплювача, Вт / (м * С);

Тепловтрати через підлогу, розташовану на ґрунті, розраховуються за зонами згідно з . Для цього поверхня підлоги поділяють на смуги шириною 2 м, паралельні до зовнішніх стін. Смугу, що найближча до зовнішньої стіни, позначають першою зоною, наступні дві смуги - другою та третьою зоною, а решту поверхні підлоги - четвертою зоною.

При розрахунку тепловтрат підвальних приміщень розбивка на смуги-зони в даному випадку проводиться від рівня землі поверхнею підземної частини стін і далі по підлозі. Умовні опори теплопередачі для зон в цьому випадку приймаються і розраховуються так само, як для утепленої підлоги за наявності шарів, що утеплюють, якими в даному випадку є шари конструкції стіни.

Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м 2 ∙°С) для кожної зони утепленої підлоги на грунті визначається за формулою:

де – опір теплопередачі утепленої підлоги на ґрунті, м 2 ∙°С/Вт, розраховується за формулою:

= + Σ , (2.2)

де - опір теплопередачі неутепленої підлоги i-тої зони;

δ j – товщина j-того шару конструкції, що утеплює;

λ j – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, з якого складається шар.

Для всіх зон неутепленої підлоги є дані щодо опору теплопередачі, які приймаються за :

2,15 м 2 ∙ ° С/Вт - для першої зони;

4,3 м 2 ∙ ° С/Вт - для другої зони;

8,6 м 2 ∙ ° С/Вт - для третьої зони;

14,2 м 2 ∙ ° С/Вт - для четвертої зони.

У цьому проекті підлога на грунті має 4 шари. Конструкція підлоги наведена малюнку 1.2, конструкція стіни наведено малюнку 1.1.

Приклад теплотехнічного розрахунку підлог, розташованих на ґрунті для приміщення 002 венткамера:

1. Розподіл на зони у приміщенні венткамери умовно представлено малюнку 2.3.

Малюнок 2.3. Поділ на зони приміщення венткамери

На малюнку видно, що в другу зону входить частина стіни та частина підлоги. Тому коефіцієнт опору теплопередачі цієї зони розраховується двічі.

2. Визначимо опір теплопередачі утепленої підлоги на грунті, м 2 ∙ ° С/Вт:

2,15 + = 4,04 м 2 ∙ ° С/Вт,

4,3 + = 7,1 м 2 ∙ ° С/Вт,

4,3 + = 7,49 м 2 ∙°С/Вт,

8,6 + = 11,79 м 2 ∙ ° С/Вт,

14,2 + = 17,39 м 2 ∙ ° С/Вт.

Теплопередача через огородження будинку є складним процесом. Щоб максимально врахувати ці складності, обмірювання приміщень при розрахунках тепловтрат роблять за певними правилами, які передбачають умовні збільшення або зменшення площі. Нижче наводяться основні положення цих правил.

Правила обміру площ конструкцій, що захищають: а - розріз будівлі з горищним перекриттям; б - розріз будівлі із суміщеним покриттям; в - план будівлі; 1 - підлога над підвалом; 2 – підлога на лагах; 3 - підлога на ґрунті;

Площа вікон, дверей та інших отворів вимірюється по найменшому будівельному отвору.

Площа стелі (пт) та підлоги (пл)(крім підлоги на грунті) вимірюють між осями внутрішніх стін та внутрішньою поверхнею зовнішньої стіни.

Розміри зовнішніх стін приймають по горизонталі по зовнішньому периметру між осями внутрішніх стін та зовнішнім кутом стіни, а по висоті - на всіх поверхах, крім нижньої: від рівня чистої підлоги до підлоги наступного поверху. На останньому поверсі верх зовнішньої стіни збігається з верхом покриття або горищного перекриття. На нижньому поверсі в залежності від конструкції підлоги: а) від внутрішньої поверхні підлоги по ґрунту; б) від поверхні підготовки під конструкцію підлоги на лагах; в) від нижньої грані перекриття над неопалюваним підпіллям або підвалом.

При визначенні тепловтрат через внутрішні стіниїх площі обмірюють за внутрішнім периметром. Втрати теплоти через внутрішні огорожі приміщень можна не враховувати, якщо різниця температур повітря в цих приміщеннях становить 3 °С і менше.

Розбивка поверхні підлоги (а) та заглиблених частин зовнішніх стін (б) на розрахункові зони I-IV

Передача теплоти з приміщення через конструкцію підлоги чи стіни та товщу ґрунту, з якими вони стикаються, підпорядковується складним закономірностям. Для розрахунку опору теплопередачі конструкцій, розташованих на ґрунті, застосовують спрощену методику. Поверхня підлоги та стін (при цьому підлога розглядається як продовження стіни) по грунту ділиться на смуги шириною 2 м, паралельні стику зовнішньої стіни та поверхні землі.

Відлік зон починається по стіні від рівня землі, а якщо стін по ґрунту немає, то зоною I є смуга підлоги, що найближча до зовнішньої стіни. Наступні дві смуги матимуть номери II та III, а решта підлоги становитиме зону IV. Причому одна зона може починатися на стіні, а продовжуватись на підлозі.

Підлога або стіна, що не містять у своєму складі шарів утеплення з матеріалів з коефіцієнтом теплопровідності менше 1,2 Вт/(м·°С), називаються неутепленими. Опір теплопередачі такої статі прийнято позначати R нп, м 2 · С/Вт. Для кожної зони неутепленої підлоги передбачено нормативні значення опору теплопередачі:

• зона I - RI = 2,1 м 2 · ° С/Вт;
• зона II - RII = 4,3 м 2 · ° С/Вт;
• зона III - RIII = 8,6 м 2 · ° С/Вт;
• зона IV - RIV = 14,2 м 2 · ° С/Вт.

Якщо в конструкції підлоги, розташованої на грунті, є шари, що утеплюють, його називають утепленим, а його опір теплопередачі R уп, м 2 ·°С/Вт, визначається за формулою:

R уп = R нп + R ус1 + R ус2 ... + R усn

Де R нп - опір теплопередачі зони неутепленої підлоги, що розглядається, м 2 ·°С/Вт;
R ус - опір теплопередачі шару, що утеплює, м 2 ·°С/Вт;

Для підлоги на лагах опір теплопередачі Rл, м 2 · ° С/Вт, розраховується за такою формулою.