Przykład obliczania pięter według stref. Obliczanie strat ciepła od podłogi do gruntu w kątach wód gruntowych

Straty ciepła przez podłogę znajdującą się na gruncie oblicza się strefowo wg. W tym celu powierzchnię podłogi dzieli się na paski o szerokości 2 m, równoległe do ścian zewnętrznych. Pasek położony najbliżej ściany zewnętrznej to strefa pierwsza, dwa kolejne pasy to strefa druga i trzecia, a pozostała powierzchnia podłogi to strefa czwarta.

Przy obliczaniu strat ciepła piwnice W tym przypadku podziału na strefy pasmowe dokonuje się od poziomu gruntu wzdłuż powierzchni podziemnej części ścian i dalej wzdłuż stropu. Warunkowe opory przenikania ciepła dla stref w tym przypadku przyjmuje się i oblicza w taki sam sposób jak dla izolowanej podłogi w obecności warstw izolacyjnych, którymi w tym przypadku są warstwy konstrukcji ściany.

Współczynnik przenikania ciepła K, W/(m 2 ∙°C) dla każdej strefy izolowanej podłogi na gruncie określa się ze wzoru:

gdzie jest oporem przenikania ciepła izolowanej podłogi na gruncie, m 2 ∙°C/W, obliczany ze wzoru:

= + Σ, (2.2)

gdzie jest opór przenikania ciepła nieizolowanej podłogi i-tej strefy;

δ j – grubość j-tej warstwy konstrukcji izolacyjnej;

λ j jest współczynnikiem przewodności cieplnej materiału, z którego składa się warstwa.

Dla wszystkich stref podłóg nieizolowanych podane są dane dotyczące oporów przenikania ciepła, które przyjmuje się według:

2,15 m 2 ∙°С/W – dla pierwszej strefy;

4,3 m 2 ∙°С/W – dla drugiej strefy;

8,6 m 2 ∙°С/W – dla trzeciej strefy;

14,2 m 2 ∙°С/W – dla czwartej strefy.

W tym projekcie podłogi na parterze mają 4 warstwy. Konstrukcję podłogi pokazano na rysunku 1.2, konstrukcję ściany pokazano na rysunku 1.1.

Przykład obliczeń termotechnicznych podłóg znajdujących się na gruncie dla komory wentylacyjnej pomieszczenia 002:

1. Podział na strefy w komorze wentylacyjnej umownie przedstawiono na rysunku 2.3.

Rysunek 2.3. Podział komory wentylacyjnej na strefy

Rysunek pokazuje, że druga strefa obejmuje część ściany i część podłogi. Dlatego współczynnik oporu przenikania ciepła tej strefy oblicza się dwukrotnie.

2. Wyznaczmy opór przenikania ciepła izolowanej podłogi na gruncie, , 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.

Przenikanie ciepła przez obudowę domu to złożony proces. Aby w jak największym stopniu uwzględnić te trudności, pomiary pomieszczeń przy obliczaniu strat ciepła wykonuje się wg pewne zasady, które przewidują warunkowe zwiększenie lub zmniejszenie powierzchni. Poniżej znajdują się główne postanowienia niniejszego regulaminu.

Zasady pomiaru powierzchni otaczających konstrukcji: a - część budynku z poddaszem; b - część budynku z połączonym pokryciem; c - plan budynku; 1 - piętro nad piwnicą; 2 - podłoga na legarach; 3 - podłoga na ziemi;

Powierzchnię okien, drzwi i innych otworów mierzy się najmniejszym otworem konstrukcyjnym.

Powierzchnię sufitu (pt) i podłogi (pl) (z wyjątkiem podłogi na parterze) mierzy się pomiędzy osiami ścian wewnętrznych a powierzchnią wewnętrzną ściana zewnętrzna.

Wymiary ścian zewnętrznych mierzone są poziomo wzdłuż obwodu zewnętrznego pomiędzy osiami ścian wewnętrznych a narożnikiem zewnętrznym ściany oraz w wysokości - na wszystkich kondygnacjach z wyjątkiem dolnej: od poziomu wykończonej podłogi do podłogi następne piętro. NA górka górna część ściany zewnętrznej pokrywa się z górną częścią pokrycia lub podłoga na poddaszu. Na parterze w zależności od projektu piętra: a) od powierzchnia wewnętrzna podłogi na ziemi; b) z powierzchni przygotowania konstrukcji podłogi na legarach; c) od dolnej krawędzi stropu nad nieogrzewanym podziemiem lub piwnicą.

Przy określaniu strat ciepła przez ściany wewnętrzne ich pola są mierzone wzdłuż obwodu wewnętrznego. Straty ciepła przez wewnętrzne obudowy pomieszczeń można pominąć, jeśli różnica temperatur powietrza w tych pomieszczeniach wynosi 3°C lub mniej.

Podział powierzchni podłogi (a) i zagłębień ścian zewnętrznych (b) na strefy projektowe I-IV

Przenikanie ciepła z pomieszczenia przez konstrukcję podłogi lub ściany oraz grubość gruntu, z którym się stykają, podlega skomplikowanym prawom. Do obliczenia oporów przenikania ciepła konstrukcji znajdujących się na gruncie stosuje się metodę uproszczoną. Powierzchnię podłogi i ścian (w przypadku gdy podłogę uważa się za kontynuację ściany) podzielono wzdłuż gruntu na pasy o szerokości 2 m, równoległe do styku ściany zewnętrznej z powierzchnią gruntu.

Liczenie stref rozpoczyna się wzdłuż ściany od poziomu gruntu, a jeżeli wzdłuż gruntu nie ma ścian, to strefą I jest pas podłogi położony najbliżej ściany zewnętrznej. Kolejne dwa pasy będą oznaczone numerami II i III, a pozostała część piętra będzie stanowić strefę IV. Co więcej, jedna strefa może zaczynać się na ścianie i kontynuować na podłodze.

Podłoga lub ściana, która nie zawiera warstw izolacyjnych wykonanych z materiałów o współczynniku przewodzenia ciepła mniejszym niż 1,2 W/(m°C), nazywana jest nieizolowaną. Opór przenikania ciepła takiej podłogi jest zwykle oznaczany przez R np, m 2 °C/W. Dla każdej strefy nieizolowanej podłogi podawane są standardowe wartości oporu przenikania ciepła:

strefa I - RI = 2,1 m 2°C/W;
strefa II - RII = 4,3 m 2°C/W;
strefa III - RIII = 8,6 m 2°C/W;
strefa IV - RIV = 14,2 m 2 °C/W.

Jeżeli konstrukcja podłogi położonej na gruncie posiada warstwy izolacyjne, nazywa się ją izolowaną, a jej opór przenikania ciepła R, m 2 °C/W, określa się ze wzoru:

R w górę = R np + R us1 + R us2 ... + R usn

Gdzie Rnp jest oporem przenikania ciepła rozważanej strefy podłogi nieizolowanej, m 2 °C/W;
R us - opór przenikania ciepła warstwy izolacyjnej, m 2 °C/W;

W przypadku podłogi na legarach opór przenikania ciepła Rl, m 2 °C/W oblicza się ze wzoru.

Metodologia obliczania strat ciepła w pomieszczeniach i procedura jej realizacji (patrz SP 50.13330.2012 Ochrona termiczna budynków, pkt 5).

Dom traci ciepło poprzez otaczające konstrukcje (ściany, sufity, okna, dach, fundamenty), wentylację i kanalizację. Główne straty ciepła zachodzą przez otaczające konstrukcje - 60–90% wszystkich strat ciepła.

W każdym przypadku należy wziąć pod uwagę straty ciepła dla wszystkich otaczających konstrukcji znajdujących się w ogrzewanym pomieszczeniu.

W tym przypadku nie trzeba uwzględniać strat ciepła zachodzących przez konstrukcje wewnętrzne, jeśli różnica ich temperatur w stosunku do temperatury w sąsiednich pomieszczeniach nie przekracza 3 stopni Celsjusza.

Straty ciepła przez przegrody budowlane

Straty ciepła przesłanki zależą głównie od:
1 Różnice temperatur w domu i na zewnątrz (im większa różnica, tym większe straty),
2 Właściwości termoizolacyjne ścian, okien, drzwi, powłok, podłóg (tzw. konstrukcje zamykające pomieszczenia).

Struktury otaczające na ogół nie są jednorodne pod względem struktury. I zwykle składają się z kilku warstw. Przykład: ściana szkieletowa = tynk + łupina + dekoracja zewnętrzna. Ten projekt może również obejmować zamknięte szczeliny powietrzne (na przykład: wnęki wewnątrz cegieł lub bloków). Powyższe materiały mają różne właściwości termiczne. Główną cechą warstwy strukturalnej jest jej opór przenikania ciepła R.

Gdzie q jest ilością ciepła utraconego metr kwadratowy powierzchnia otaczająca (zwykle mierzona w W/m2)

ΔT - różnica między temperaturą wewnątrz obliczonego pomieszczenia a temperatura zewnętrzna powietrze (temperatura najzimniejszego pięciodniowego okresu °C dla regionu klimatycznego, w którym znajduje się dany budynek).

Zasadniczo mierzona jest temperatura wewnętrzna w pomieszczeniach. Pomieszczenia mieszkalne 22 oC. Niemieszkalne 18 oC. Obszary uzdatniania wody 33°C.

W przypadku konstrukcji wielowarstwowej opory warstw konstrukcji sumują się.

δ - grubość warstwy, m;

λ to obliczony współczynnik przewodności cieplnej materiału warstwy konstrukcyjnej, biorąc pod uwagę warunki pracy otaczających konstrukcji, W / (m2 oC).

Cóż, uporządkowaliśmy podstawowe dane wymagane do obliczeń.

Zatem, aby obliczyć straty ciepła przez przegrody budowlane, potrzebujemy:

1. Opór przenikania ciepła konstrukcji (jeżeli konstrukcja jest wielowarstwowa to Σ R warstw)

2. Różnica pomiędzy temperaturą w pokój rozliczeniowy i na zewnątrz (temperatura najzimniejszego pięciodniowego okresu wynosi °C). ΔT

3. Powierzchnie ogrodzenia F (oddzielnie ściany, okna, drzwi, strop, podłoga)

4. Przydatna jest także orientacja budynku względem kierunków świata.

Wzór na obliczenie strat ciepła przez ogrodzenie wygląda następująco:

Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)

Qlim – straty ciepła przez otaczające konstrukcje, W

Rogr – opór przenikania ciepła, m2°C/W; (Jeśli jest kilka warstw, to ∑ Warstwy Rogr)

Fogr – powierzchnia otaczającej konstrukcji, m;

n jest współczynnikiem kontaktu otaczającej konstrukcji z powietrzem zewnętrznym.

Zamykanie struktur	Współczynnik n
1. Ściany i pokrycia zewnętrzne (w tym wentylowane powietrzem zewnętrznym), stropy poddaszy (z dachem wykonanym z materiały kawałkowe) i nad przejściami; stropy nad zimnymi (bez ścian otaczających) podziemiami w północnej strefie klimatyczno-budowlanej
2. Sufity nad zimnymi piwnicami połączonymi z powietrzem zewnętrznym; poddasze (z dachem wykonanym z materiały rolkowe); stropy nad zimnymi (wraz ze ścianami otaczającymi) podziemiami i zimnymi podłogami w północnej strefie konstrukcyjno-klimatycznej	0,9
3. Stropy nad nieogrzewanymi piwnicami z otworami świetlnymi w ścianach	0,75
4. Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi bez otworów świetlnych w ścianach, zlokalizowane nad poziomem gruntu	0,6
5. Stropy nad nieogrzewanymi podziemiami technicznymi znajdującymi się poniżej poziomu gruntu	0,4

Straty ciepła każdej otaczającej konstrukcji oblicza się osobno. Ilość strat ciepła przez otaczające konstrukcje całego pomieszczenia będzie sumą strat ciepła przez każdą otaczającą konstrukcję pomieszczenia

Obliczanie strat ciepła przez podłogi

Podłoga na parterze nieizolowana

Zazwyczaj straty ciepła podłogi w porównaniu z podobnymi wskaźnikami innych przegród zewnętrznych budynku (ściany zewnętrzne, otwory okienne i drzwiowe) z góry zakłada się, że są nieistotne i są uwzględniane w obliczeniach systemów grzewczych w uproszczonej formie. Podstawą takich obliczeń jest uproszczony system współczynników rozliczeniowych i korygujących dla różnych oporów przenikania ciepła materiały budowlane.

Jeśli weźmiemy pod uwagę, że uzasadnienie teoretyczne i metodykę obliczania strat ciepła parteru opracowano dość dawno temu (tj. z dużym marginesem projektowym), to śmiało możemy mówić o praktycznej przydatności tych podejść empirycznych w nowoczesne warunki. Przewodność cieplna i współczynniki przenikania ciepła różnych materiałów budowlanych, materiałów izolacyjnych i wykładziny podłogowe są dobrze znane i do obliczenia strat ciepła przez podłogę nie są wymagane żadne inne właściwości fizyczne. Ze względu na właściwości termiczne podłogi dzieli się zazwyczaj na izolowane i nieizolowane oraz konstrukcyjnie – podłogi na podłożu i na legarach.

Obliczanie strat ciepła przez nieizolowaną podłogę na gruncie opiera się na ogólna formuła ocena strat ciepła przez przegrodę budynku:

Gdzie Q– główne i dodatkowe straty ciepła, W;

A– całkowita powierzchnia otaczającej konstrukcji, m2;

telewizja , tn– temperatura powietrza wewnątrz i na zewnątrz, °C;

β - udział dodatkowych strat ciepła w sumie;

N– współczynnik korygujący, którego wartość zależy od lokalizacji konstrukcji otaczającej;

Ro– opór przenikania ciepła, m2 °C/W.

Należy pamiętać, że w przypadku jednorodnej jednowarstwowej wykładziny podłogowej opór przenikania ciepła Ro jest odwrotnie proporcjonalny do współczynnika przenikania ciepła nieizolowanego materiału podłogowego na podłożu.

Przy obliczaniu strat ciepła przez podłogę nieizolowaną stosuje się podejście uproszczone, w którym wartość (1+ β) n = 1. Straty ciepła przez podłogę zwykle przeprowadza się poprzez podział na strefy powierzchni wymiany ciepła. Wynika to z naturalnej niejednorodności pól temperatur gleby pod stropem.

Straty ciepła z podłogi nieocieplonej ustala się odrębnie dla każdej dwumetrowej strefy, której numeracja rozpoczyna się od zewnętrznej ściany budynku. Zwykle bierze się pod uwagę cztery takie pasy o szerokości 2 m, przy założeniu, że temperatura gruntu w każdej strefie jest stała. Czwarta strefa obejmuje całą powierzchnię nieizolowanej podłogi w granicach trzech pierwszych pasów. Przyjmuje się opór przenikania ciepła: dla 1. strefy R1=2,1; dla drugiego R2=4,3; odpowiednio dla trzeciego i czwartego R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.

Ryc.1. Strefowanie powierzchni podłogi na gruncie i przyległych ścianach wnękowych przy obliczaniu strat ciepła

W przypadku pomieszczeń wnękowych z podłogą gruntową: w obliczeniach uwzględnia się dwukrotnie powierzchnię pierwszej strefy przylegającej do powierzchni ściany. Jest to całkiem zrozumiałe, ponieważ straty ciepła podłogi sumują się ze stratami ciepła w sąsiednich pionowych konstrukcjach otaczających budynek.

Obliczenia strat ciepła przez strop przeprowadza się dla każdej strefy oddzielnie, a uzyskane wyniki podsumowuje się i wykorzystuje do uzasadnienia termotechnicznego projektu budynku. Obliczenia stref temperaturowych ścian zewnętrznych pomieszczeń wnękowych przeprowadza się za pomocą wzorów podobnych do podanych powyżej.

W obliczeniach strat ciepła przez izolowaną podłogę (i uważa się, że taka jest, jeśli jej konstrukcja zawiera warstwy materiału o przewodności cieplnej mniejszej niż 1,2 W/(m °C)) wartość oporu przenikania ciepła podłogi nie- izolowana podłoga na gruncie zwiększa się każdorazowo o opór przenikania ciepła warstwy izolacyjnej:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Gdzie δу.с– grubość warstwy izolacyjnej, m; λу.с– przewodność cieplna materiału warstwy izolacyjnej, W/(m °C).