Valoarea normalizată a transferului de căldură de la podea la sol. Calcul termic al pardoselilor situate la sol. Calculul in Excel al pierderilor de caldura prin pardoseala si peretii adiacenti solului conform tehnicii zonale general acceptate a lui V.D. Machinsky

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

Având în vedere că justificarea teoretică și metodologia de calcul a pierderilor de căldură a unui parter a fost dezvoltată cu mult timp în urmă (adică, cu o marjă de proiectare mare), putem vorbi cu siguranță de aplicabilitatea practică a acestor abordări empirice în condiții moderne. Conductivitatea termică și coeficienții de transfer de căldură ai diferitelor materiale de construcție, încălzitoare și acoperiri de podea sunt bine cunoscute, iar alte caracteristici fizice nu sunt necesare pentru a calcula pierderea de căldură prin pardoseală. În funcție de caracteristicile lor termice, podelele sunt de obicei împărțite în izolate și neizolate, structural - pardoseli la sol și bușteni.

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;

A- suprafața totală a structurii de închidere, m2;

televizor , tн- temperatura din interiorul camerei și aerul exterior, оС;

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 de căldură, m2 ° С / W.

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

Când se calculează pierderea de căldură printr-o pardoseală neizolată, se utilizează o abordare simplificată, în care valoarea (1+ β) n = 1. Se obișnuiește să se producă pierderi de căldură prin pardoseală prin zonarea zonei de transfer de căldură. Acest lucru se datorează eterogenității naturale a câmpurilor de temperatură ale solului de sub podea.

Pierderea de căldură a podelei neizolate se determină separat pentru fiecare zonă de doi metri, a cărei numerotare începe de la peretele exterior al clădirii. În total, se obișnuiește să se ia în considerare patru astfel de benzi cu o lățime de 2 m, considerând că temperatura solului din fiecare zonă este constantă. A patra zonă include întreaga suprafață a podelei neizolate în limitele primelor trei benzi. Se ia 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 a pereților îngropați adiacenți la calcularea pierderilor de căldură

În cazul încăperilor încastrate cu o bază nepavată a podelei: zona primei zone adiacente suprafeței peretelui este luată în considerare în calcule de două ori. Acest lucru este destul de de înțeles, deoarece pierderile de căldură ale podelei sunt însumate cu pierderile de căldură din structurile de închidere verticale adiacente ale clădirii.

Calculul pierderilor de căldură prin pardoseală se efectuează pentru fiecare zonă separat, iar rezultatele obținute sunt însumate și utilizate pentru fundamentarea termică a proiectului de construcție. Calculul pentru zonele de temperatură a pereților exteriori ai încăperilor îngropate se face după formule similare celor date mai sus.

În calculele pierderilor de căldură printr-o pardoseală izolată (și este considerată ca atare dacă structura sa conține straturi de material cu o conductivitate termică mai mică de 1,2 W / (m ° C)), valoarea rezistenței la transferul de căldură a unui podeaua neizolată pe sol crește în fiecare caz prin rezistența la transferul de căldură a stratului izolator:

Ru.s = δs / λs,

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

Anterior, am calculat pierderea de căldură a pardoselii peste sol pentru o casă de 6 m lățime cu un nivel al apei subterane de 6 m și +3 grade adâncime.
Rezultatele și declarația problemei aici -
Am luat în considerare și pierderile de căldură în aerul străzii și adânc în pământ. Acum voi separa muștele de cotlet, și anume, voi efectua calculul pur în pământ, excluzând transferul de căldură în aerul exterior.

Voi efectua calcule pentru varianta 1 din calculul anterior (fara izolatie). și următoarele combinații de date
1.GLV 6m, +3 la GWL
2.GLV 6m, +6 pe GWL
3. GWL 4m, +3 pe GWL
4. GWL 10m, +3 pe GWL.
5. GWL 20m, +3 pe GWL.
Astfel, vom închide problemele legate de influența adâncimii nivelului apei subterane și efectul temperaturii asupra nivelului apei subterane.
Calculul, ca și înainte, este staționar, nu ia în considerare fluctuațiile sezoniere și nu ia în considerare deloc aerul exterior
Condițiile sunt aceleași. Solul are Lambda = 1, pereții 310mm Lambda = 0.15, podeaua 250mm Lambda = 1.2.

Rezultatele, ca și înainte, sunt două imagini fiecare (izoterme și „IK”) și numerice - rezistența la transferul de căldură la sol.

Rezultate numerice:
1.R = 4,01
2.R = 4,01 (Totul este normalizat pentru diferență, altfel nu ar fi trebuit să fie)
3.R = 3,12
4.R = 5,68
5.R = 6,14

Despre valori. Dacă le corelăm cu adâncimea GWL, obținem următoarele
4m. R/L = 0,78
6m. R/L = 0,67
10m. R/L = 0,57
20m. R/L = 0,31
R / L ar fi egal cu unul (sau mai degrabă, coeficientul invers al conductivității termice a solului) pentru o casă infinit de mare, dar dimensiunile casei noastre sunt comparabile cu adâncimea la care se produc pierderile de căldură și cu cât casa este mai mică în comparație. cu adâncimea, cu atât acest raport ar trebui să fie mai mic.

Dependența R / L rezultată ar trebui să depindă de raportul dintre lățimea casei și GWL (B / L), plus, după cum sa menționat deja, pentru B / L-> infinit R / L-> 1 / Lambda.
În total, există următoarele puncte pentru o casă infinit de lungă:
L/B | R * Lambda / L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Această dependență este bine aproximată de cea exponențială (vezi graficul din comentariu).
Mai mult decât atât, exponentul poate fi scris într-o manieră mai simplă, fără pierderi mari de precizie, și anume
R * Lambda / L = EXP (-L / (3B))
Această formulă în aceleași puncte dă următoarele rezultate:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Acestea. eroare de 10%, adică foarte satisfacator.

Prin urmare, pentru o casă infinită de orice lățime și pentru orice GWL din intervalul considerat, avem o formulă pentru calcularea rezistenței la transferul de căldură în GWL:
R = (L / Lambda) * EXP (-L / (3B))
aici L este adâncimea nivelului apei subterane, Lambda este conductivitatea termică a solului, B este lățimea casei.
Formula este aplicabilă în intervalul L / 3B de la 1,5 până la aproximativ infinit (GWL mare).

Dacă folosim formula pentru niveluri mai adânci ale apei subterane, atunci formula dă o eroare semnificativă, de exemplu, pentru 50 m adâncime și 6 m lățime a casei, avem: R = (50/1) * exp (-50/18) = 3.1, care este evident prea mic.

O zi minunată tuturor!

Concluzii:
1. O creștere a adâncimii nivelului apei subterane nu duce la o scădere corespunzătoare a pierderilor de căldură către apele subterane, deoarece este implicată o cantitate tot mai mare de sol.
2. În același timp, sistemele cu un GWL de tip 20m și mai mult nu pot merge niciodată la spitalul primit în calcul în timpul „vieții” casei.
3. R în pământ nu este atât de mare, este la nivelul 3-6, astfel încât pierderea de căldură adânc în podea de-a lungul solului este foarte semnificativă. Acest lucru este în concordanță cu rezultatul obținut anterior despre absența unei reduceri mari a pierderilor de căldură la izolarea unei benzi sau a unei zone oarbe.
4. Din rezultate a fost obținută o formulă, utilizați-o pentru sănătate (pe propriul risc și risc, desigur, vă rog să știți dinainte că nu sunt responsabil pentru fiabilitatea formulei și a altor rezultate și aplicabilitatea lor in practica).
5. Rezultă dintr-o mică cercetare efectuată mai jos în comentariu. Pierderea de căldură în exterior reduce pierderea de căldură la sol. Acestea. Este incorect să luăm în considerare cele două procese de transfer de căldură separat. Și prin creșterea protecției împotriva căldurii de pe stradă, creștem pierderile de căldură către solși astfel devine clar de ce efectul de încălzire a conturului casei obținut anterior nu este atât de semnificativ.

Metoda de calcul a pierderilor de căldură a spațiilor și procedura de implementare a acesteia (a se vedea SP 50.13330.2012 Protecția termică a clădirilor, paragraful 5).

Casa pierde caldura prin structurile de inchidere (pereti, tavane, ferestre, acoperis, fundatie), ventilatie si canalizare. Principalele pierderi de căldură trec prin structurile de închidere - 60-90% din toate pierderile de căldură.

În orice caz, trebuie să se contabilizeze pierderile de căldură pentru toate structurile de tip incintă care sunt prezente în încăperea încălzită.

În acest caz, nu este necesar să se țină cont de pierderile de căldură care se efectuează prin structurile interne, dacă diferența de temperatură a acestora cu temperatura din încăperile învecinate nu depășește 3 grade Celsius.

Pierderi de căldură prin structurile de închidere

Pierderile de căldură ale spațiilor depind în principal de:
1 Diferențele de temperatură în casă și în exterior (cu cât diferența este mai mare, cu atât pierderile sunt mai mari),
2 Proprietăți de protecție termică ale pereților, ferestrelor, ușilor, acoperirilor, podelelor (așa-numitele structuri de închidere ale încăperii).

Structurile de împrejmuire nu sunt în general omogene ca structură. Și de obicei sunt formate din mai multe straturi. Exemplu: perete coajă = tencuială + coajă coajă + decor exterior. Această structură poate include și spații de aer închise (de exemplu: cavități din interiorul cărămizilor sau blocurilor). Materialele de mai sus au caracteristici termice diferite unele de altele. Principala astfel de caracteristică pentru un strat de structură este rezistența sa la transferul de căldură R.

Unde q este cantitatea de căldură pe care o pierde un metru pătrat din suprafața înconjurătoare (măsurată de obicei în W/m2)

ΔT este diferența dintre temperatura din interiorul încăperii calculate și temperatura aerului exterior (temperatura celei mai reci perioade de cinci zile ° C pentru regiunea climatică în care se află clădirea calculată).

Practic, se ia temperatura interioara in incaperi. Spații rezidențiale 22 ° C. Nerezidenţial 18 оС. Zone de tratare a apei 33 ° C.

Când vine vorba de o structură cu mai multe straturi, rezistențele straturilor structurii se adună.

δ — grosimea stratului, m;

λ este coeficientul calculat de conductivitate termică a materialului stratului de structură, ținând cont de condițiile de funcționare ale structurilor de închidere, W / (m2 оС).

Ei bine, am aranjat datele de bază necesare pentru calcul.

Deci, pentru a calcula pierderile de căldură prin structurile de închidere, avem nevoie de:

1. Rezistența la transferul de căldură a structurilor (dacă structura este multistrat, atunci straturi Σ R)

2. Diferența dintre temperatura din camera de calcul și din exterior (temperatura celei mai reci perioade de cinci zile ° C.). ΔT

3. Zona de gard F (pereți, ferestre, uși, tavan, podea separați)

4. Este utilă și orientarea clădirii în raport cu punctele cardinale.

Formula pentru calcularea pierderii de căldură de către un gard arată astfel:

Qlim = (ΔT / Rlim) * Flim * n * (1 + ∑b)

Qlim - pierderi de căldură prin structuri de închidere, W

Rlim - rezistență la transferul de căldură, mp ° C / W; (Dacă există mai multe straturi, atunci ∑ straturi Rlim)

Fogr - zona structurii de închidere, m;

n este coeficientul de contact al structurii de închidere cu aerul exterior.

Ziduri	Coeficientul n
1. Pereți și învelitori exteriori (inclusiv ventilați cu aer exterior), tavane de mansardă (cu acoperișuri din materiale piese) și peste alei de acces; plafoane peste subterane reci (fără pereți de închidere) în construcțiile de nord și zona climatică
2. Tavane peste subsoluri reci comunicand cu aerul exterior; podele de mansardă (cu un acoperiș din materiale rulou); tavane peste pardoseli reci (cu pereți de închidere) subterane și reci în construcții de nord și zona climatică	0,9
3. Suprapunerea peste subsoluri neincalzite cu luminatoare in pereti	0,75
4. Tavane peste subsoluri neincalzite fara luminatoare in pereti, situate deasupra nivelului solului	0,6
5. Suprapunere peste subterane tehnice neîncălzite situate sub nivelul solului	0,4

Pierderile de căldură ale fiecărei structuri de închidere sunt numărate separat. Cantitatea de pierderi de căldură prin structurile de închidere a întregii încăperi va fi suma pierderilor de căldură prin fiecare structură de închidere a încăperii.

Calculul pierderilor de căldură prin pardoseli

Podeaua neizolata la sol

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;

A- suprafața totală a structurii de închidere, m2;

televizor , tн- temperatura din interiorul camerei și aerul exterior, оС;

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 de căldură, m2 ° С / W.

Fig. 1. Zonarea suprafeței podelei pe sol și a pereților îngropați adiacenți la calcularea pierderilor de căldură

Ru.s = δs / λs,

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

Esența calculelor termice ale spațiilor, în diferite grade, situate în pământ, se reduce la determinarea influenței „frigului” atmosferic asupra regimului lor termic, sau mai degrabă, în ce măsură un anumit sol izolează o cameră dată de efectele temperaturii atmosferice. . pentru că proprietatile de termoizolatie ale solului depind de prea multi factori, atunci s-a adoptat asa numita tehnica 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 (într-o măsură mai mare, efectul atmosferei este redus). 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 de-a lungul solului) sau o adâncime (dacă aceștia sunt pereți de-a lungul solului) de 2 metri și al patrulea are aceste caracteristici egale cu infinitul. Fiecare dintre cele 4 zone i se atribuie proprietăți permanente de izolare termică conform principiului - cu cât zona este mai departe (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 punct din încăpere este mai departe de atmosferă (cu o multiplicitate de 2 m), cu atât sunt mai favorabile (din punct de vedere al influenței atmosferei). va fi.

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 de-a lungul solului, atunci prima zonă va fi banda de podea cea mai apropiată de peretele exterior. În plus, zonele 2 și 3 sunt numerotate cu o lățime de 2 metri. 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 rezistențelor de transfer de căldură ale podelei neizolate pe zone sunt:

zona 1 - R n.p. = 2,1 m2 * C/W

zona 2 - R n.p. = 4,3 m2 * C/W

zona 3 - R n.p. = 8,6 m2 * C/W

zona 4 - R n.p. = 14,2 m2 * C/W

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

- rezistența la transferul de căldură a fiecărei zone a podelei neizolate, m2 * C / W;

- grosimea izolatiei, m;

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

În ciuda faptului că pierderile de căldură prin pardoseala majorității clădirilor industriale, administrative și rezidențiale cu un etaj depășesc rar 15% din pierderile totale de căldură, iar odată cu creșterea numărului de etaje, uneori nici măcar nu ajung la 5%, importanta rezolvarii corecte a problemei...

Definiția pierderii de căldură din aerul de la primul etaj sau de la subsol până la sol nu își pierde relevanța.

Acest articol discută două opțiuni pentru rezolvarea problemei prezentate în titlu. Concluzii - la finalul articolului.

Având în vedere pierderea de căldură, ar trebui întotdeauna să se facă distincția între conceptele de „clădire” și „încălcare”.

Atunci când se efectuează un calcul pentru întreaga clădire, scopul este de a găsi puterea sursei și a întregului sistem de alimentare cu căldură.

La calcularea pierderilor de căldură ale fiecărei încăperi individuale a clădirii, problema este rezolvată de a determina puterea și numărul de dispozitive de încălzire (baterii, convectoare etc.) necesare pentru instalarea în fiecare încăpere specifică pentru a menține o anumită temperatură de aer interior.

Aerul din clădire este încălzit datorită primirii de energie termică de la Soare, surse externe de alimentare cu căldură prin sistemul de încălzire și din diverse surse interne - de la oameni, animale, echipamente de birou, aparate de uz casnic, lămpi de iluminat, alimentare cu apă caldă. sisteme.

Aerul din interior se răcește din cauza pierderii de energie termică prin anvelopa clădirii, care se caracterizează prin rezistențe termice măsurate în m 2°C/W:

R = Σ (δ i /λ i )

δ i- grosimea stratului material al structurii de închidere în metri;

λ i- coeficientul de conductivitate termică a materialului în W / (m · ° С).

Tavanul (suprapunerea) etajului superior, pereții exteriori, ferestrele, ușile, porțile și podeaua etajului inferior (eventual un subsol) protejează casa de mediul exterior.

Mediul exterior este aerul exterior și solul.

Calculul pierderilor de căldură de către o clădire se realizează la temperatura de proiectare a aerului exterior pentru cea mai rece perioadă de cinci zile a anului în zona în care este construită (sau va fi construită) instalația!

Dar, desigur, nimeni nu vă interzice să faceți un calcul pentru orice altă perioadă a anului.

Calcul înexcelapierderi de căldură prin pardoseală și pereți adiacenți solului conform tehnicii zonale general acceptate a lui V.D. Machinsky.

Temperatura solului de sub clădire depinde în primul rând de conductibilitatea termică și capacitatea de căldură a solului însuși și de temperatura aerului ambiental dintr-o zonă dată în timpul anului. Deoarece temperatura aerului exterior diferă semnificativ în diferite zone climatice, solul are temperaturi diferite în diferite perioade ale anului la diferite adâncimi în diferite regiuni.

Pentru a simplifica soluția problemei complexe de determinare a pierderii de căldură prin podea și pereții subsolului în pământ, metoda de împărțire a zonei structurilor de închidere în 4 zone a fost folosită cu succes de mai bine de 80 de ani.

Fiecare dintre cele patru zone are propria rezistență fixă la transferul de căldură în m 2 ° C / W:

R1 = 2,1 R2 = 4,3 R3 = 8,6 R4 = 14,2

Zona 1 este o fâșie pe podea (în absența adâncirii solului de sub clădire) de 2 metri lățime, măsurată de la suprafața interioară a pereților exteriori de-a lungul întregului perimetru sau (în cazul unui subplans sau subsol) o bandă de aceeași lățime, măsurată în jos de-a lungul suprafețelor interioare ale pereților exteriori de la marginile solului.

Zonele 2 și 3 au, de asemenea, 2 metri lățime și sunt situate în spatele zonei 1, mai aproape de centrul clădirii.

Zona 4 acoperă întregul pătrat central rămas.

În figura de mai jos, zona 1 este situată în întregime pe pereții subsolului, zona 2 este parțial pe pereți și parțial pe podea, zonele 3 și 4 sunt complet pe podeaua subsolului.

Dacă clădirea este îngustă, atunci zonele 4 și 3 (și uneori 2) pot pur și simplu să nu existe.

Pătrat sex zona 1 din colțuri se numără de două ori în calcul!

Dacă întreaga zonă 1 este situată pe pereți verticali, atunci zona este considerată de fapt fără adăugiri.

Dacă o parte din zona 1 este pe pereți și o parte pe podea, atunci numai părțile de colț ale podelei sunt numărate de două ori.

Dacă întreaga zonă 1 este situată pe podea, atunci aria calculată ar trebui mărită cu 2 × 2x4 = 16 m 2 la calcul (pentru o casă dreptunghiulară în plan, adică cu patru colțuri).

Dacă clădirea nu este îngropată în pământ, atunci aceasta înseamnă că H =0.

Mai jos este o captură de ecran a programului pentru calcularea pierderilor de căldură prin podea și pereții îngropați în Excel pentru clădiri dreptunghiulare.

Zone de zone F 1 , F 2 , F 3 , F 4 calculate după regulile geometriei obişnuite. Sarcina este greoaie și necesită adesea schiță. Programul facilitează foarte mult rezolvarea acestei sarcini.

Pierderea totală de căldură către solul înconjurător este determinată de formula în kW:

Q Σ =((F 1 + F1a )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 ) * (t vr -t nr) / 1000

Utilizatorul trebuie doar să completeze primele 5 rânduri din tabelul Excel și să citească rezultatul de mai jos.

Pentru a determina pierderea de căldură în sol sediul zone de zone va trebui numărat manualși apoi înlocuiți în formula de mai sus.

Următoarea captură de ecran arată, ca exemplu, calculul în Excel al pierderilor de căldură printr-o pardoseală și pereți îngropați. pentru dreapta jos (după poză) camera de la subsol.

Suma pierderilor de căldură la sol de către fiecare cameră este egală cu pierderile totale de căldură la sol ale întregii clădiri!

Figura de mai jos prezintă diagrame simplificate ale structurilor tipice de podea și pereți.

Pardoseala și pereții sunt considerate neizolați dacă coeficienții de conductivitate termică ai materialelor ( λ i), din care sunt compuse, este mai mare de 1,2 W / (m · ° C).

Dacă podeaua și/sau pereții sunt izolați, adică conțin straturi cu λ <1,2 W / (m ° C), apoi rezistența este calculată pentru fiecare zonă separat, conform formulei:

Rizolati = Rnu caldi + Σ (δ j /λ j )

Aici δ j- grosimea stratului de izolatie in metri.

Pentru podelele pe bușteni, rezistența la transferul de căldură este calculată și pentru fiecare zonă, dar folosind o formulă diferită:

Rpe întârzierii =1,18*(Rnu caldi + Σ (δ j /λ j ) )

Calculul pierderilor de căldură înDOMNIȘOARĂ excelaprin pardoseala si peretii adiacenti solului dupa metoda profesorului A.G. Sotnikov.

O tehnică foarte interesantă pentru clădirile îngropate în pământ este descrisă în articolul „Calcul termofizic al pierderilor de căldură în partea subterană a clădirilor”. Articolul a fost publicat în 2010 în nr.8 al revistei „AVOK” în secțiunea „Club de discuții”.

Cei care doresc să înțeleagă sensul a ceea ce este scris mai jos ar trebui să studieze mai întâi cele de mai sus.

A.G. Sotnikov, bazându-se în principal pe concluziile și experiența altor oameni de știință-predecesori, este unul dintre puținii care, în aproape 100 de ani, a încercat să mute de pe pământ subiectul care îngrijorează mulți ingineri termici. Sunt foarte impresionat de abordarea lui din punct de vedere al tehnologiei fundamentale de încălzire. Dar dificultatea evaluării corecte a temperaturii solului și a coeficientului său de conductivitate termică în absența unor lucrări de cercetare adecvate schimbă oarecum metoda A.G. Sotnikov în plan teoretic, îndepărtându-se de calculele practice. Deși în același timp, continuând să se bazeze pe metoda zonală a lui V.D. Machinsky, toată lumea pur și simplu crede orbește rezultatele și, înțelegând sensul fizic general al apariției lor, nu pot fi siguri cu siguranță de valorile numerice obținute.

Care este sensul profesorului A.G. Sotnikov? El sugerează că toate pierderile de căldură prin podeaua unei clădiri îngropate „trec” în interiorul planetei, iar toate pierderile de căldură prin pereții în contact cu solul sunt în cele din urmă transferate la suprafață și „se dizolvă” în aerul ambiant.

Acest lucru este oarecum similar cu adevărul (fără justificare matematică) în prezența unei adânciri suficiente a podelei etajului inferior, dar atunci când se adâncește mai puțin de 1,5 ... 2,0 metri, apar îndoieli cu privire la corectitudinea postulatelor ...

În ciuda tuturor observațiilor critice făcute în paragrafele precedente, este vorba despre dezvoltarea algoritmului profesorului A.G. Sotnikov pare foarte promițător.

Să calculăm în Excel pierderea de căldură prin podea și pereți în pământ pentru aceeași clădire ca în exemplul precedent.

Scriem în blocul de date inițiale dimensiunile subsolului clădirii și temperaturile aerului calculate.

În continuare, trebuie să completați caracteristicile solului. Ca exemplu, vom lua sol nisipos și vom introduce în datele inițiale coeficientul său de conductivitate termică și temperatura la o adâncime de 2,5 metri în ianuarie. Temperatura și conductibilitatea termică a solului pentru zona dvs. pot fi găsite pe Internet.

Vom realiza pereții și podeaua din beton armat ( λ = 1,7 W / (m ° C)) 300 mm grosime ( δ =0,3 m) cu rezistenţă termică R = δ / λ = 0,176 m 2 ° C / V.

Și, în final, adăugăm la datele inițiale valorile coeficienților de transfer de căldură pe suprafețele interioare ale podelei și pereților și pe suprafața exterioară a solului în contact cu aerul exterior.

Programul efectuează calculul în Excel conform formulelor de mai jos.

Suprafata:

F pl =B*A

Zona peretelui:

F st = 2 *h *(B + A )

Grosimea condiționată a stratului de sol din spatele pereților:

δ conv = f(h / H )

Rezistența termică a solului de sub podea:

R 17 = (1 / (4 * λ gr) * (π / Fpl ) 0,5

Pierderi de căldură prin podea:

Qpl = Fpl *(tv — tgr )/(R 17 + Rpl + 1 / α c)

Rezistența termică a solului din spatele pereților:

R 27 = δ conv / λ gr

Pierderi de căldură prin pereți:

QSf = FSf *(tv — tn ) / (1 / α n +R 27 + RSf + 1 / α c)

Pierderi generale de căldură la sol:

Q Σ = Qpl + QSf

Observații și concluzii.

Pierderea de căldură a unei clădiri prin podea și pereți în pământ, obținută prin două metode diferite, este semnificativ diferită. Conform algoritmului lui A.G. Valoarea Sotnikov Q Σ =16,146 KW, care este de aproape 5 ori mai mare decât valoarea conform algoritmului „zonal” general acceptat - Q Σ =3,353 KW!

Cert este că rezistența termică redusă a solului dintre pereții îngropați și aerul exterior R 27 =0,122 m 2 ° C / W este în mod clar mic și cu greu corespunde realității. Aceasta înseamnă că grosimea solului condiționată δ conv nu tocmai corect!

În plus, betonul armat „gol” al pereților, pe care l-am ales în exemplu, este și el o opțiune complet nerealistă pentru vremea noastră.

Un cititor atent al lui A.G. Sotnikova va găsi o serie de erori, nu erori de copyright, ci cele care au apărut la tastare. Apoi în formula (3) apare factorul 2 λ , apoi dispare mai târziu. În exemplu, la calcul R 17 nu există nici un semn de împărțire după unitate. În același exemplu, atunci când se calculează pierderile de căldură prin pereții părții subterane a clădirii, din anumite motive, aria este împărțită cu 2 în formulă, dar apoi nu este împărțită la scrierea valorilor... Ce sunt acești pereți și podea neizolați în exemplul cu RSf = Rpl =2 m 2 ° C / W? În acest caz, grosimea lor trebuie să fie de cel puțin 2,4 m! Și dacă pereții și podeaua sunt izolate, atunci, se pare, este incorect să comparăm aceste pierderi de căldură cu opțiunea de calcul pe zone pentru o podea neizolată.

R 27 = δ conv / (2 * λ gr) = K (cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

Despre întrebarea privind prezența unui factor de 2 in λ gr s-a spus deja mai sus.

Am împărțit integralele eliptice complete între ele. Drept urmare, s-a dovedit că graficul din articol arată funcția pentru λ gr = 1:

δ conv = (½) *LA(cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

Dar ar trebui să fie corect din punct de vedere matematic:

δ conv = 2 *LA(cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

sau, dacă factorul este 2 y λ gr nu e necesar:

δ conv = 1 *LA(cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

Aceasta înseamnă că graficul pentru determinarea δ conv dă valori eronate de 2 sau 4 ori mai mici...

Se pare că, în timp ce toată lumea nu are de ales decât să continue fie să „numere” fie să „determine” pierderile de căldură prin podea și pereți în pământ pe zone? Nicio altă metodă decentă nu a fost inventată în 80 de ani. Sau a venit cu, dar nu a fost finalizat?!

Invit cititorii blogului sa testeze ambele optiuni de calcul in proiecte reale si sa prezinte rezultatele in comentarii pentru comparare si analiza.

Tot ceea ce se spune în ultima parte a acestui articol este doar opinia autorului și nu pretinde a fi adevărul suprem. M-aș bucura să aud în comentarii părerea experților pe această temă. Aș dori să înțeleg până la urmă algoritmul lui A.G. Sotnikov, pentru că are de fapt o fundamentare termofizică mai riguroasă decât metoda general acceptată.

implor respectând munca autorului de a descărca fișierul cu programele de calcul după ce v-ați abonat la anunțurile articolului!

P. S. (25.02.2016)

La aproape un an de la scrierea articolului, am reușit să rezolvăm puțin mai sus problemele menționate.

Mai întâi, un program pentru calcularea pierderilor de căldură în Excel conform metodei lui A.G. Sotnikova crede că totul este corect - exact după formulele lui A.I. Pehovici!

În al doilea rând, formula (3) din articolul lui A.G. Sotnikova nu ar trebui să arate așa:

R 27 = δ conv / (2 * λ gr) = K (cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

În articolul lui A.G. Sotnikov nu este o înregistrare corectă! Dar apoi graficul este construit, iar exemplul este calculat folosind formulele corecte !!!

Așa ar trebui să fie, potrivit lui A.I. Pekhovich (pagina 110, sarcină suplimentară la articolul 27):

R 27 = δ conv / λ gr= 1 / (2 * λ gr) * K (cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

δ conv = R27 * λ gr = (½) * K (cos((h / H ) * (π / 2))) / K (păcat((h / H ) * (π / 2)))

Recomandăm și noi

Se încarcă ...