Primjer proračuna podova po zonama. Proračun gubitka topline od poda do tla u kutovima podzemnih voda
Gubitak topline kroz pod koji se nalazi na tlu izračunava se po zonama prema. 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.
Pri proračunu toplinskih gubitaka podrumima u ovom slučaju podjela na trake-zone se vrši od razine tla duž površine podzemnog dijela zidova i dalje duž poda. Uvjetni otpori prolazu topline za zone u ovom slučaju prihvaćaju se i izračunavaju na isti način kao i za izolirani pod uz prisutnost izolacijskih slojeva, koji su u ovom slučaju slojevi zidne konstrukcije.
Koeficijent prolaza topline K, W/(m 2 ∙°C) za svaku zonu izoliranog poda na tlu određuje se formulom:
gdje je otpor prijenosu topline izoliranog poda na tlu, m 2 ∙°C/W, izračunat po formuli:
= + Σ , (2.2)
gdje je otpor prijenosu topline neizoliranog poda i-te zone;
δ j – debljina j-tog sloja izolacijske konstrukcije;
λ j je koeficijent toplinske vodljivosti materijala od kojeg se sloj sastoji.
Za sva područja neizoliranih podova postoje podaci o otporu prijenosu topline koji se prihvaća prema:
2,15 m 2 ∙°S/W – za prvu zonu;
4,3 m 2 ∙°S/W – za drugu zonu;
8,6 m 2 ∙°S/W – za treću zonu;
14,2 m 2 ∙°S/W – za četvrtu zonu.
U ovom projektu, podovi na tlu imaju 4 sloja. Podna konstrukcija prikazana je na slici 1.2, zidna konstrukcija prikazana je na slici 1.1.
Primjer toplinskotehničkog proračuna podova smještenih na tlu za ventilacijsku komoru prostorije 002:
1. Podjela na zone u ventilacijskoj komori konvencionalno je prikazana na slici 2.3.
Slika 2.3. Podjela ventilacijske komore na zone
Na slici je vidljivo da druga zona uključuje dio zida i dio poda. Stoga se koeficijent otpora prijenosu topline ove zone izračunava dva puta.
2. Odredimo otpor prolazu topline izoliranog poda na tlu, m 2 ∙°C/W:
2,15 + 
= 4,04 m 2 ∙°S/W,
4,3 + = 7,1 m 2 ∙°S/W,
4,3 + 
= 7,49 m 2 ∙°S/W,
8,6 + = 11,79 m 2 ∙°S/W,
14,2 + = 17,39 m 2 ∙°C/W.
Prijenos topline kroz ograđeni prostor kuće je složen proces. Kako bi se ove poteškoće uzele u obzir koliko god je to moguće, mjerenja prostorija pri proračunu gubitka topline vrše se prema određena pravila, koji predviđaju uvjetno povećanje ili smanjenje površine. U nastavku su navedene glavne odredbe ovih pravila.
Pravila za mjerenje površina zatvorenih konstrukcija: a - dio zgrade s potkrovljem; b - dio zgrade s kombiniranim pokrovom; c - plan građevine; 1 - kat iznad podruma; 2 - pod na gredama; 3 - pod na tlu;
Površina prozora, vrata i drugih otvora mjeri se najmanjim građevinskim otvorom.
Površina stropa (pt) i poda (pl) (osim poda na tlu) mjeri se između osi unutarnjih zidova i unutarnje površine vanjski zid.
Dimenzije vanjskih zidova uzimaju se vodoravno duž vanjskog perimetra između osi unutarnjih zidova i vanjskog kuta zida, a po visini - na svim katovima osim na dnu: od razine gotovog poda do poda sljedeći kat. Na potkrovlje vrh vanjskog zida poklapa se s vrhom pokrova ili tavanska etaža. Na donjoj etaži ovisno o tlocrtnoj izvedbi: a) od unutarnja površina podovi na tlu; b) od pripremne površine za međuspratnu konstrukciju na gredama; c) s donjeg ruba stropa iznad negrijanog podzemlja ili podruma.
Pri određivanju toplinskih gubitaka kroz unutarnji zidovi njihove se površine mjere duž unutarnjeg perimetra. Gubici topline kroz unutarnje ograde prostorija mogu se zanemariti ako je razlika u temperaturama zraka u tim prostorijama 3 °C ili manje.
Raščlamba podne površine (a) i udubljenih dijelova vanjskih zidova (b) u projektirane zone I-IV.
Prijenos topline iz prostorije kroz strukturu poda ili zida i debljinu tla s kojim dolaze u dodir podložan je složenim zakonitostima. Za izračun otpora prijenosa topline konstrukcija smještenih na tlu koristi se pojednostavljena metoda. Površina poda i zidova (gdje se pod smatra nastavkom zida) dijeli se po tlu na trake širine 2 m, paralelne sa spojem vanjskog zida i površine tla.
Brojanje zona počinje uz zid od kote tla, a ako nema zidova uz tlo, I zona je podna traka najbliža vanjskom zidu. Sljedeće dvije trake bit će označene brojevima II i III, a ostatak kata bit će zona IV. Štoviše, jedna zona može započeti na zidu i nastaviti na podu.
Pod ili zid koji ne sadrži izolacijske slojeve od materijala s koeficijentom toplinske vodljivosti manjim od 1,2 W/(m °C) nazivamo neizoliranim. Otpor prijelaza topline takvog poda obično se označava s R np, m 2 °C/W. Za svaku zonu neizoliranog poda daju se standardne vrijednosti otpora prijenosa topline:
- 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.
Ako konstrukcija poda koji se nalazi na tlu ima izolacijske slojeve, naziva se izoliranim, a njegov otpor prijenosu topline R jedinica, m 2 °C/W, određuje se formulom:
R gore = R np + R us1 + R us2 ... + R usn
Gdje je R np otpor prijenosu topline razmatrane zone neizoliranog poda, m 2 °C/W;
R us - otpor prijelaza topline izolacijskog sloja, m 2 °C/W;
Za pod na gredama, otpor prolazu topline Rl, m 2 °C/W, izračunava se pomoću formule.
Metodologija izračuna gubitka topline u prostorijama i postupak njezine provedbe (vidi SP 50.13330.2012 Toplinska zaštita zgrada, stavak 5).
Kuća gubi toplinu kroz ogradne konstrukcije (zidove, stropove, prozore, krov, temelje), ventilaciju i kanalizaciju. Glavni gubici topline nastaju kroz ogradne konstrukcije - 60–90% svih gubitaka topline.
U svakom slučaju, gubitak topline mora se uzeti u obzir za sve ograde koje se nalaze u grijanoj prostoriji.
U ovom slučaju nije potrebno uzimati u obzir gubitke topline koji nastaju kroz unutarnje strukture ako razlika u njihovoj temperaturi s temperaturom u susjednim prostorijama ne prelazi 3 stupnja Celzijusa.
Gubitak topline kroz ovojnice zgrade
Gubitak topline prostorije uglavnom ovise o:
1 Temperaturne razlike u kući i vani (što je veća razlika, veći su gubici),
2 Toplinska izolacijska svojstva zidova, prozora, vrata, obloga, podova (tzv. ograđujućih konstrukcija prostorije).
Ogradne konstrukcije općenito nisu homogene strukture. I obično se sastoje od nekoliko slojeva. Primjer: školjkasti zid = žbuka + školjka + vanjsko uređenje. Ovaj dizajn također može uključivati zatvorene zračne raspore (primjer: šupljine unutar cigli ili blokova). Gore navedeni materijali imaju toplinske karakteristike koje se međusobno razlikuju. Glavna karakteristika strukturnog sloja je njegov otpor prijenosu topline R.
Gdje je q količina topline koja se gubi četvorni metar ogradna površina (obično se mjeri u W/m2)
ΔT - razlika između temperature unutar izračunate prostorije i vanjska temperatura zraka (temperatura najhladnijeg petodnevnog razdoblja °C za klimatsko područje u kojem se nalazi proračunska zgrada).
Uglavnom se uzima unutarnja temperatura u sobama. Stambene prostorije 22 oC. Nestambeno 18 oC. Područja za obradu vode 33 °C.
Kada je u pitanju višeslojna konstrukcija, otpori slojeva konstrukcije se zbrajaju.
δ - debljina sloja, m;
λ je izračunati koeficijent toplinske vodljivosti materijala konstrukcijskog sloja, uzimajući u obzir radne uvjete zatvorenih konstrukcija, W / (m2 oC).
Pa, izdvojili smo osnovne podatke potrebne za izračun.
Dakle, da bismo izračunali gubitke topline kroz ovojnice zgrade, potrebno nam je:
1. Otpor konstrukcije na prolazak topline (ako je konstrukcija višeslojna onda Σ R slojeva)
2. Razlika između temperature u soba za poravnanje a vani (temperatura najhladnijeg petodnevnog razdoblja je °C.). ΔT
3. Ograđene površine F (odvojeno zidovi, prozori, vrata, strop, pod)
4. Orijentacija zgrade u odnosu na kardinalne pravce također je korisna.
Formula za izračun gubitka topline ogradom izgleda ovako:
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlim - gubitak topline kroz ogradne konstrukcije, W
Rogr – otpor prolazu topline, m2°C/W; (Ako postoji nekoliko slojeva onda ∑ Rogr slojevi)
Fogr - površina ograđene konstrukcije, m;
n je koeficijent kontakta između ogradne konstrukcije i vanjskog zraka.
| Obziđivanje | Koeficijent n |
| 1. Vanjski zidovi i obloge (uključujući one koji se ventiliraju vanjskim zrakom), podovi potkrovlja (s krovom od komadni materijali) i preko prolaza; stropovi nad hladnim (bez ogradnih zidova) podzemljem u sjevernoj građevinsko-klimatskoj zoni | |
| 2. Stropovi iznad hladnih podruma koji komuniciraju s vanjskim zrakom; tavanske etaže (s krovom od rolni materijali); stropovi iznad hladnih (sa ogradnim zidovima) podzemlja i hladnih podova u sjevernoj građevinsko-klimatskoj zoni | 0,9 |
| 3. Stropovi nad negrijanim podrumima sa svijetlim otvorima u zidovima | 0,75 |
| 4. Stropovi nad negrijanim podrumima bez svjetlosnih otvora u zidovima, koji se nalaze iznad razine tla | 0,6 |
| 5. Stropovi iznad negrijanog tehničkog podzemlja koji se nalazi ispod razine tla | 0,4 |
Gubitak topline svake zatvorene strukture izračunava se zasebno. Količina gubitka topline kroz ogradne konstrukcije cijele prostorije bit će zbroj toplinskih gubitaka kroz svaku ogradnu strukturu prostorije
Proračun gubitaka topline kroz podove
Neizolirani pod u prizemlju
Obično se gubitak topline poda u usporedbi sa sličnim pokazateljima drugih ovojnica zgrade (vanjski zidovi, otvori za prozore i vrata) a priori smatra beznačajnim i uzima se u obzir u proračunima sustava grijanja u pojednostavljenom obliku. Osnova za takve izračune je pojednostavljeni sustav obračuna i korekcijskih koeficijenata za otpor prijenosa topline različitih Građevinski materijal.
Ako uzmemo u obzir da je teoretsko opravdanje i metodologija za izračun toplinskih gubitaka prizemlja razvijena dosta davno (tj. s velikom proračunskom rezervom), možemo sa sigurnošću govoriti o praktičnoj primjenjivosti ovih empirijskih pristupa u modernim uvjetima. Toplinska vodljivost i koeficijenti prolaza topline raznih građevinskih materijala, izolacijskih materijala i podne obloge su dobro poznati i nisu potrebne nikakve druge fizičke karakteristike za izračunavanje gubitka topline kroz pod. Prema toplinskim svojstvima podovi se obično dijele na izolirane i neizolirane, a po konstrukciji na podove na tlu i na grede.
Izračun gubitka topline kroz neizolirani pod na tlu temelji se na opća formula procjena gubitaka topline kroz ovoj zgrade:
Gdje Q– glavni i dodatni toplinski gubici, W;
A– ukupna površina ograđene konstrukcije, m2;
tv , tn– temperatura unutarnjeg i vanjskog zraka, °C;
β - udio dodatnih toplinskih gubitaka u ukupnim;
n– faktor korekcije, čija je vrijednost određena položajem ogradne konstrukcije;
Ro– otpor prolazu 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 poda na tlu.
Pri proračunu gubitka topline kroz neizolirani pod koristi se pojednostavljeni pristup, u kojem je vrijednost (1+ β) n = 1. Gubitak topline kroz pod obično se provodi zoniranjem područja prijenosa topline. To je zbog prirodne heterogenosti temperaturnih polja tla ispod stropa.
Gubitak topline s neizoliranog poda određuje se zasebno za svaku dvometarsku zonu, čije numeriranje počinje od vanjskog zida zgrade. Obično se uzimaju u obzir ukupno četiri takve trake širine 2 m, s obzirom da je temperatura tla u svakoj zoni konstantna. Četvrta zona uključuje cijelu površinu neizoliranog poda unutar granica prve tri trake. Pretpostavlja se otpor prijelaza topline: za 1. zonu R1=2,1; za 2. R2=4,3; redom za treći i četvrti R3=8,6, R4=14,2 m2*oS/W.
Sl. 1. Zoniranje podne površine na tlo i susjedne udubljene zidove pri proračunu gubitka topline
U slučaju udubljenih prostorija s temeljnim podom od tla: površina prve zone uz površinu zida uzima se u obzir dva puta u izračunima. To je sasvim razumljivo, budući da se gubitak topline poda zbraja s gubitkom topline u susjednim okomitim ogradnim konstrukcijama zgrade.
Proračun toplinskih gubitaka kroz pod provodi se za svaku zonu posebno, a dobiveni rezultati se sumiraju i koriste za toplinskotehničku opravdanost projekta zgrade. Izračun za temperaturne zone vanjskih zidova ugradbenih prostorija provodi se pomoću formula sličnih gore navedenim.
U izračunima gubitaka topline kroz izolirani pod (a takvim se smatra ako njegov dizajn sadrži slojeve materijala s toplinskom vodljivošću manjom od 1,2 W/(m °C)), vrijednost otpora prijenosu topline ne- izolirani pod na tlu povećava se u svakom slučaju za otpor prijenosa topline izolacijskog sloja:
Ru.s = δu.s / λu.s,
Gdje δu.s– debljina izolacijskog sloja, m; λu.s– toplinska vodljivost materijala izolacijskog sloja, W/(m °C).