Stjerne nyheder
Gulvberegning efter zoner. Termoteknisk beregning af gulve placeret på jorden. Beregning i Excel af varmetab gennem gulv og vægge i tilknytning til terræn efter den almindeligt accepterede zonemetode V.D. Machinsky
Metode til beregning af varmetab i lokaler og proceduren for dens implementering (se SP 50.13330.2012 Termisk beskyttelse af bygninger, afsnit 5).
Huset taber varme gennem omsluttende konstruktioner (vægge, lofter, vinduer, tag, fundament), ventilation og kloakering. De vigtigste varmetab sker gennem de omsluttende strukturer - 60–90% af alle varmetab.
Der skal under alle omstændigheder tages højde for varmetab for alle omsluttende konstruktioner, der er til stede i det opvarmede rum.
I dette tilfælde er det ikke nødvendigt at tage højde for varmetab, der opstår gennem indre strukturer, hvis forskellen mellem deres temperatur og temperaturen i tilstødende rum ikke overstiger 3 grader Celsius.
Varmetab gennem bygningskonvolutter
Varmetab lokaler afhænger hovedsageligt af:
1 Temperaturforskelle i huset og udenfor (jo større forskel, jo større tab)
2 Varmeisoleringsegenskaber af vægge, vinduer, døre, belægninger, gulve (de såkaldte omsluttende strukturer i rummet).
Omsluttende strukturer er generelt ikke homogene i strukturen. Og de består som regel af flere lag. Eksempel: skalvæg = gips + skal + udvendig udsmykning. Dette design kan også omfatte lukket luftspalter(eksempel: hulrum inde i mursten eller blokke). Ovenstående materialer har termiske egenskaber, der adskiller sig fra hinanden. Det vigtigste kendetegn for et strukturelt lag er dets varmeoverførselsmodstand R.
Hvor q er mængden af varme, der går tabt kvadratmeter omsluttende overflade (normalt målt i W/kvm)
ΔT er forskellen mellem temperaturen inde i det beregnede rum og udelufttemperaturen (den koldeste femdages temperatur °C for det klimatiske område, hvor den beregnede bygning er placeret).
Som udgangspunkt tages den indre temperatur i rummene. Beboelsesrum 22 oC. Erhverv 18 oC. Zoner vandprocedurer 33 oC.
Når det kommer til en flerlagsstruktur, lægger modstanden i strukturens lag op.
δ - lagtykkelse, m;
λ er den beregnede varmeledningskoefficient for konstruktionslagets materiale under hensyntagen til driftsforholdene for de omsluttende strukturer, W / (m2 oC).
Nå, vi har sorteret de grundlæggende data, der kræves til beregningen.
Så for at beregne varmetab gennem bygningskonvolutter har vi brug for:
1. Strukturers varmeoverførselsmodstand (hvis strukturen er flerlags, så Σ R-lag)
2. Forskellen mellem temperaturen i beregningsrummet og udenfor (temperaturen i den koldeste femdages periode °C). ΔT
3. Indhegningsområder F (separat vægge, vinduer, døre, loft, gulv)
4. Bygningens orientering i forhold til kardinalretningerne er også nyttig.
Formlen til beregning af varmetab ved et hegn ser sådan ud:
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlim - varmetab gennem omsluttende strukturer, W
Rogr – varmeoverførselsmodstand, m2°C/W; (Hvis der er flere lag, så ∑ Rogr lag)
Fogr – område af den omsluttende struktur, m;
n er kontaktkoefficienten mellem den omsluttende struktur og udeluften.
| Muring | Koefficient n |
| 1. Ydervægge og beklædninger (herunder dem, der ventileres af udeluft), loftsgulve (med tagbeklædning af stykmaterialer) og over indkørsler; lofter over kolde (uden omsluttende vægge) underjordiske i den nordlige byggeklimazone | |
| 2. Lofter over kolde kældre, der kommunikerer med udeluft; loftsgulve (med tag lavet af rulle materialer); lofter over kolde (med omsluttende vægge) underjordiske og kolde gulve i den nordlige byggeklimazone | 0,9 |
| 3. Lofter over uopvarmede kældre med lysåbninger i væggene | 0,75 |
| 4. Lofter over uopvarmede kældre uden lysåbninger i væggene, placeret over terræn | 0,6 |
| 5. Lofter over uopvarmede tekniske undergrunde placeret under terræn | 0,4 |
Varmetabet af hver omsluttende struktur beregnes separat. Mængden af varmetab gennem de omsluttende strukturer i hele rummet vil være summen af varmetabet gennem hver omsluttende struktur i rummet
Beregning af varmetab gennem gulve
Uisoleret gulv på jorden
Typisk antages gulvets varmetab i sammenligning med lignende indikatorer for andre bygningsskaller (ydervægge, vindues- og døråbninger) a priori at være ubetydeligt og tages i betragtning i beregningerne af varmesystemer i en forenklet form. Grundlaget for sådanne beregninger er et forenklet system af regnskabs- og korrektionskoefficienter for varmeoverførselsmodstand af forskellige byggematerialer.
Overvejer det teoretisk grundlag og metoden til beregning af varmetab fra en stueetage blev udviklet for ganske lang tid siden (dvs. med en stor designmargin), kan vi roligt tale om den praktiske anvendelighed af disse empiriske tilgange i moderne forhold. Termisk ledningsevne og varmeoverførselskoefficienter for forskellige byggematerialer, isoleringsmaterialer og gulvbelægninger er velkendte, og der kræves ingen andre fysiske egenskaber for at beregne varmetab gennem gulvet. I henhold til deres termiske egenskaber er gulve normalt opdelt i isolerede og ikke-isolerede og strukturelt - gulve på jorden og på strøer.
Beregning af varmetab gennem et uisoleret gulv på terræn er baseret på generel formel vurdering af varmetab gennem klimaskærmen:
Hvor Q– hoved- og yderligere varmetab, W;
EN– det samlede areal af den omsluttende struktur, m2;
tв , tn– indendørs og udendørs lufttemperatur, °C;
β - andelen af yderligere varmetab i det samlede beløb;
n– korrektionsfaktor, hvis værdi er bestemt af placeringen af den omsluttende struktur;
Ro– varmeoverførselsmodstand, m2 °C/W.
Bemærk, at ved en homogen enkeltlags gulvbelægning er varmeoverførselsmodstanden Ro omvendt proportional med varmeoverførselskoefficienten for det uisolerede gulvmateriale på jorden.
Ved beregning af varmetab gennem et uisoleret gulv anvendes en forenklet tilgang, hvor værdien (1+ β) n = 1. Varmetab gennem gulvet udføres normalt ved at zonere varmeoverførselsområdet. Dette skyldes den naturlige heterogenitet af temperaturfelterne i jorden under loftet.
Varmetab fra et uisoleret gulv bestemmes separat for hver to-meters zone, nummereret fra ydervæg bygning. I alt fire sådanne strimler med en bredde på 2 m tages normalt i betragtning, idet jordtemperaturen i hver zone betragtes som konstant. Den fjerde zone omfatter hele overfladen af det uisolerede gulv inden for grænserne af de første tre striber. Varmeoverførselsmodstand antages: for 1. zone R1=2,1; for den 2. R2=4,3; henholdsvis for tredje og fjerde R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Fig.1. Zonering af gulvfladen på jorden og tilstødende forsænkede vægge ved beregning af varmetab
Ved forsænkede rum med jordbund gulv: arealet af den første zone, der støder op til vægoverfladen, tages i betragtning to gange i beregningerne. Dette er ganske forståeligt, da gulvets varmetab er opsummeret med varmetabet i bygningens tilstødende lodrette omsluttende strukturer.
Beregning af varmetab gennem gulvet udføres for hver zone separat, og de opnåede resultater opsummeres og bruges til den termiske tekniske begrundelse af bygningsdesignet. Beregning for temperaturzoner udvendige vægge af forsænkede rum udføres i henhold til formler svarende til dem, der er givet ovenfor.
Ved beregninger af varmetab gennem et isoleret gulv (og det betragtes som sådan, hvis dets design indeholder lag af materiale med en termisk ledningsevne på mindre end 1,2 W/(m °C)), er værdien af varmeoverførselsmodstanden for en ikke- isoleret gulv på jorden øges i hvert tilfælde af varmeoverførselsmodstanden i det isolerende lag:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Hvor δу.с– tykkelsen af det isolerende lag, m; λу.с– varmeledningsevne af det isolerende lagmateriale, W/(m °C).
Typisk antages gulvets varmetab i sammenligning med lignende indikatorer for andre bygningsskaller (ydervægge, vindues- og døråbninger) a priori at være ubetydeligt og tages i betragtning i beregningerne af varmesystemer i en forenklet form. Grundlaget for sådanne beregninger er et forenklet system med regnskabs- og korrektionskoefficienter for varmeoverførselsmodstanden for forskellige byggematerialer.
Hvis vi tager i betragtning, at den teoretiske begrundelse og metode til at beregne varmetabet i en stueetage blev udviklet for ganske lang tid siden (dvs. med en stor designmargin), kan vi roligt tale om den praktiske anvendelighed af disse empiriske tilgange i moderne forhold. Varmeledningsevnen og varmeoverførselskoefficienterne for forskellige byggematerialer, isolering og gulvbelægninger er velkendte, og andre fysiske egenskaber er ikke nødvendige for at beregne varmetab gennem gulvet. I henhold til deres termiske egenskaber er gulve normalt opdelt i isolerede og ikke-isolerede og strukturelt - gulve på jorden og på strøer.
Beregning af varmetab gennem et uisoleret gulv på jorden er baseret på den generelle formel til vurdering af varmetab gennem klimaskærmen:
Hvor Q– hoved- og yderligere varmetab, W;
EN– det samlede areal af den omsluttende struktur, m2;
tв , tn– indendørs og udendørs lufttemperatur, °C;
β - andelen af yderligere varmetab i det samlede beløb;
n– korrektionsfaktor, hvis værdi er bestemt af placeringen af den omsluttende struktur;
Ro– varmeoverførselsmodstand, m2 °C/W.
Bemærk, at ved en homogen enkeltlags gulvbelægning er varmeoverførselsmodstanden Ro omvendt proportional med varmeoverførselskoefficienten for det uisolerede gulvmateriale på jorden.
Ved beregning af varmetab gennem et uisoleret gulv anvendes en forenklet tilgang, hvor værdien (1+ β) n = 1. Varmetab gennem gulvet udføres normalt ved at zonere varmeoverførselsområdet. Dette skyldes den naturlige heterogenitet af temperaturfelterne i jorden under loftet.
Varmetab fra et uisoleret gulv bestemmes separat for hver to-meter zone, hvis nummerering starter fra bygningens ydervæg. I alt fire sådanne strimler med en bredde på 2 m tages normalt i betragtning, idet jordtemperaturen i hver zone betragtes som konstant. Den fjerde zone omfatter hele overfladen af det uisolerede gulv inden for grænserne af de første tre striber. Varmeoverførselsmodstand antages: for 1. zone R1=2,1; for den 2. R2=4,3; henholdsvis for tredje og fjerde R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Fig.1. Zonering af gulvfladen på jorden og tilstødende forsænkede vægge ved beregning af varmetab
I tilfælde af forsænkede rum med jordbundsgulv: arealet af den første zone, der støder op til vægoverfladen, tages i betragtning to gange i beregningerne. Dette er ganske forståeligt, da gulvets varmetab er opsummeret med varmetabet i bygningens tilstødende lodrette omsluttende strukturer.
Beregning af varmetab gennem gulvet udføres for hver zone separat, og de opnåede resultater opsummeres og bruges til den termiske tekniske begrundelse af bygningsdesignet. Beregning for temperaturzoner af ydervægge i forsænkede rum udføres ved hjælp af formler svarende til dem, der er givet ovenfor.
Ved beregninger af varmetab gennem et isoleret gulv (og det betragtes som sådan, hvis dets design indeholder lag af materiale med en termisk ledningsevne på mindre end 1,2 W/(m °C)), er værdien af varmeoverførselsmodstanden for en ikke- isoleret gulv på jorden øges i hvert tilfælde af varmeoverførselsmodstanden i det isolerende lag:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Hvor δу.с– tykkelsen af det isolerende lag, m; λу.с– varmeledningsevne af det isolerende lagmateriale, W/(m °C).
På trods af at varmetabet gennem gulvet i de fleste en-etagers industri-, administrations- og beboelsesejendomme sjældent overstiger 15 % af det samlede varmetab, og med en stigning i antallet af etager nogle gange ikke når 5 %, er vigtigheden den rigtige beslutning opgaver...
Bestemmelse af varmetab fra luften på første sal eller kælder ned i jorden mister ikke sin relevans.
Denne artikel diskuterer to muligheder for at løse problemet i titlen. Konklusioner er i slutningen af artiklen.
Når du beregner varmetab, skal du altid skelne mellem begreberne "bygning" og "rum".
Når der udføres beregninger for hele bygningen, er målet at finde kildens effekt og hele varmeforsyningssystemet.
Ved beregning af varmetabet i hvert enkelt rum i bygningen løses problemet med at bestemme effekten og antallet af termiske enheder (batterier, konvektorer osv.), der kræves til installation i hvert specifikt rum for at opretholde den givne indvendige lufttemperatur. .
Luften i bygningen opvarmes ved at modtage termisk energi fra Solen, eksterne kilder til varmeforsyning gennem varmesystemet og fra en række interne kilder - fra mennesker, dyr, kontorudstyr, husholdningsapparater, belysningslamper, varmtvandsforsyningsanlæg.
Indeluften afkøles på grund af termiske energitab gennem bygningens klimaskærm, som er karakteriseret ved termiske modstande målt i m 2 °C/W:
R = Σ (δ jeg /λ jeg )
δ jeg– tykkelsen af materialelaget i den omsluttende struktur i meter;
λ jeg– koefficient for materialets varmeledningsevne i W/(m °C).
Beskyt huset mod ydre miljø loftet (gulvet) i overetagen, ydervægge, vinduer, døre, porte og gulvet i underetagen (evt. en kælder).
Det ydre miljø er udeluft og jord.
Beregning af varmetab fra en bygning udføres ved den beregnede udelufttemperatur for årets koldeste femdages periode i det område, hvor anlægget er bygget (eller vil blive bygget)!
Men der er selvfølgelig ingen, der forbyder dig at lave beregninger for nogen anden tid på året.
Beregning iExcelvarmetab gennem gulv og vægge i tilknytning til terræn efter den almindeligt accepterede zonemetode V.D. Machinsky.
Temperaturen på jorden under en bygning afhænger primært af selve jordens varmeledningsevne og varmekapacitet og af den omgivende lufttemperatur i området hele året. Da den udendørs lufttemperatur varierer betydeligt i forskellige klimazoner, så har jorden forskellige temperaturer V forskellige perioderår på forskellige dybder i forskellige områder.
For at forenkle løsningen vanskelig opgave For at bestemme varmetabet gennem gulvet og væggene i kælderen ned i jorden er teknikken til at opdele området med omsluttende strukturer i 4 zoner blevet brugt med succes i mere end 80 år.
Hver af de fire zoner har sin egen faste varmeoverførselsmodstand i m 2 °C/W:
R1=2,1 R2=4,3 R3=8,6 R4=14,2
Zone 1 er en strimmel på gulvet (i mangel af nedgravet jord under bygningen) 2 meter bred, målt fra den indvendige overflade af ydervæggene langs hele omkredsen eller (i tilfælde af en underjordisk eller kælder) en strimmel af samme bredde, målt ned ad ydervæggenes indvendige overflader fra jordens kanter.
Zone 2 og 3 er også 2 meter brede og er placeret bag zone 1 tættere på midten af bygningen.
Zone 4 optager hele det resterende centrale område.
I figuren præsenteret lige nedenfor er zone 1 placeret helt på kælderens vægge, zone 2 er delvist på væggene og delvist på gulvet, zone 3 og 4 er placeret helt i kælderetagen.
Hvis bygningen er smal, eksisterer zone 4 og 3 (og nogle gange 2) muligvis simpelthen ikke.
Firkant køn Zone 1 i hjørnerne tages med to gange i beregningen!
Hvis hele zone 1 er placeret på lodrette vægge, så opgøres arealet faktisk uden tillæg.
Hvis en del af zone 1 er på væggene og en del på gulvet, så tælles kun hjørnedelene af gulvet to gange.
Hvis hele zone 1 er placeret på gulvet, skal det beregnede areal øges i beregningen med 2 × 2 x 4 = 16 m 2 (for et hus med en rektangulær plan, dvs. med fire hjørner).
Hvis konstruktionen ikke er nedgravet i jorden, betyder det det H =0.
Nedenfor ses et skærmbillede af et program til beregning af varmetab gennem gulv og forsænkede vægge i Excel til rektangulære bygninger.
Zone områder F 1 , F 2 , F 3 , F 4 beregnes efter reglerne for almindelig geometri. Opgaven er besværlig og kræver hyppig skitsering. Programmet forenkler i høj grad løsningen af dette problem.
Det samlede varmetab til den omgivende jord bestemmes af formlen i kW:
Q Σ =((F 1 + F1у )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 )*(t VR -t NR )/1000
Brugeren skal kun udfylde de første 5 linjer i Excel-tabellen med værdier og læse resultatet nedenfor.
For at bestemme varmetab i jorden lokaliteter zone områder bliver nødt til at tælle manuelt og derefter erstatte i ovenstående formel.
Følgende skærmbillede viser som eksempel beregningen i Excel af varmetab gennem gulv og forsænkede vægge til nederste højre (som vist på billedet) kælderrum.
Mængden af varmetab i jorden i hvert rum er lig med det samlede varmetab i jorden i hele bygningen!
Nedenstående figur viser forenklede diagrammer standard designs gulve og vægge.
Gulvet og væggene betragtes som uisolerede, hvis materialernes varmeledningskoefficienter ( λ jeg), hvoraf de består, er mere end 1,2 W/(m °C).
Hvis gulvet og/eller væggene er isolerede, det vil sige, de indeholder lag med λ <1,2 W/(m °C), så beregnes modstanden for hver zone separat ved hjælp af formlen:
Risoleringjeg = Risoleretjeg + Σ (δ j /λ j )
Her δ j– tykkelse af isoleringslaget i meter.
For gulve på strøer beregnes varmeoverførselsmodstanden også for hver zone, men med en anden formel:
Rpå strøernejeg =1,18*(Risoleretjeg + Σ (δ j /λ j ) )
Beregning af varmetab iFRK Excelgennem gulv og vægge, der støder op til jorden efter professor A.G. Sotnikova.
En meget interessant teknik til bygninger begravet i jorden er beskrevet i artiklen "Termofysisk beregning af varmetab i den underjordiske del af bygninger." Artiklen blev publiceret i 2010 i nummer 8 af ABOK-magasinet i afsnittet "Discussion Club".
De, der ønsker at forstå betydningen af det, der er skrevet nedenfor, bør først studere ovenstående.
A.G. Sotnikov, der hovedsageligt stoler på konklusioner og erfaringer fra andre forgængere videnskabsmænd, er en af de få, der i næsten 100 år forsøgte at flytte nålen på et emne, der bekymrer mange varmeingeniører. Jeg er meget imponeret over hans tilgang ud fra synspunktet om grundlæggende termisk teknik. Men vanskeligheden ved korrekt at vurdere jordtemperaturen og dens varmeledningskoefficient i mangel af passende undersøgelsesarbejde ændrer noget i A.G.s metodologi. Sotnikov ind i et teoretisk plan, der bevæger sig væk fra praktiske beregninger. Selvom man samtidig fortsætter med at stole på zonemetoden fra V.D. Machinsky, alle tror simpelthen blindt på resultaterne, og ved at forstå den generelle fysiske betydning af deres forekomst kan de ikke være sikker på de opnåede numeriske værdier.
Hvad er meningen med professor A.G.s metode? Sotnikova? Han foreslår, at alle varmetab gennem gulvet i en nedgravet bygning "går" dybt ind i planeten, og alle varmetab gennem vægge i kontakt med jorden i sidste ende overføres til overfladen og "opløses" i den omgivende luft.
Dette synes delvist sandt (uden matematisk begrundelse), hvis der er tilstrækkelig dybde af gulvet i den nederste etage, men hvis dybden er mindre end 1,5...2,0 meter, opstår der tvivl om rigtigheden af postulaterne...
På trods af alle de kritikpunkter, der blev fremsat i de foregående afsnit, var det udviklingen af professor A.G. Sotnikova virker meget lovende.
Lad os i Excel beregne varmetabet gennem gulv og vægge ned i jorden for samme bygning som i det foregående eksempel.
Vi registrerer dimensionerne af bygningens kælder og de beregnede lufttemperaturer i kildedatablokken.
Dernæst skal du udfylde jordens egenskaber. Lad os som et eksempel tage sandjord og indtaste dens varmeledningskoefficient og temperatur i en dybde på 2,5 meter i januar i de indledende data. Jordens temperatur og varmeledningsevne for dit område kan findes på internettet.
Vægge og gulv vil være lavet af armeret beton ( λ = 1,7 W/(m°C)) tykkelse 300 mm ( δ =0,3 m) med termisk modstand R = δ / λ = 0,176 m 2 °C/W.
Og endelig tilføjer vi til de indledende data værdierne af varmeoverførselskoefficienterne på de indvendige overflader af gulvet og væggene og på den ydre overflade af jorden i kontakt med den ydre luft.
Programmet udfører beregninger i Excel ved hjælp af nedenstående formler.
Etageareal:
F pl =B*A
Vægområde:
F st =2*h *(B + EN )
Betinget tykkelse af jordlaget bag væggene:
δ konv = f(h / H )
Termisk modstand af jorden under gulvet:
R 17 =(1/(4*λ gr )*(π / Fpl ) 0,5
Varmetab gennem gulvet:
Qpl = Fpl *(tV — tgr )/(R 17 + Rpl +1/α in)
Termisk modstand af jorden bag væggene:
R 27 = δ konv /λ gr
Varmetab gennem vægge:
Qst = Fst *(tV — tn )/(1/an+R 27 + Rst +1/α in)
Samlet varmetab i jorden:
Q Σ = Qpl + Qst
Kommentarer og konklusioner.
En bygnings varmetab gennem gulv og vægge ned i jorden, opnået ved hjælp af to forskellige metoder, adskiller sig væsentligt. Ifølge algoritmen fra A.G. Sotnikov betydning Q Σ =16,146 kW, hvilket er næsten 5 gange mere end værdien ifølge den almindeligt accepterede "zonal" algoritme - Q Σ =3,353 KW!
Faktum er, at den reducerede termiske modstand af jorden mellem de begravede vægge og udeluften R 27 =0,122 m 2 °C/W er klart lille og svarer næppe til virkeligheden. Det betyder, at den betingede tykkelse af jorden δ konv er ikke defineret helt korrekt!
Derudover er de “nøgne” armerede betonvægge, som jeg valgte i eksemplet, også en helt urealistisk mulighed for vores tid.
En opmærksom læser af artiklen af A.G. Sotnikova vil finde en række fejl, højst sandsynligt ikke forfatterens, men dem, der opstod under skrivning. Så i formel (3) vises faktoren 2 λ , forsvinder så senere. I eksemplet ved beregning R 17 der er intet delingstegn efter enheden. I samme eksempel, når man beregner varmetab gennem væggene i den underjordiske del af bygningen, er arealet af en eller anden grund divideret med 2 i formlen, men så divideres det ikke, når værdierne registreres... Hvad er disse uisolerede vægge og gulve i eksemplet med Rst = Rpl =2 m 2 °C/W? Deres tykkelse skal da være mindst 2,4 m! Og hvis vægge og gulv er isolerede, så virker det forkert at sammenligne disse varmetab med muligheden for at beregne efter zone for et uisoleret gulv.
R 27 = δ konv /(2*λ gr)=K(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
Med hensyn til spørgsmålet om tilstedeværelsen af en multiplikator på 2 λ gr er allerede blevet sagt ovenfor.
Jeg delte de komplette elliptiske integraler med hinanden. Som følge heraf viste det sig, at grafen i artiklen viser funktionen kl λ gr =1:
δ konv = (½) *TIL(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
Men matematisk burde det være korrekt:
δ konv = 2 *TIL(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
eller, hvis multiplikatoren er 2 λ gr ikke brug for:
δ konv = 1 *TIL(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
Det betyder, at grafen til bestemmelse δ konv giver fejlagtige værdier, der er undervurderet 2 eller 4 gange...
Det viser sig, at alle ikke har andet valg end at fortsætte med enten at "tælle" eller "bestemme" varmetab gennem gulv og vægge ned i jorden for zone? Ingen anden værdig metode er blevet opfundet i 80 år. Eller fandt de på det, men fik det ikke afsluttet?!
Jeg inviterer bloglæsere til at teste begge beregningsmuligheder i rigtige projekter og præsentere resultaterne i kommentarerne til sammenligning og analyse.
Alt, hvad der er sagt i den sidste del af denne artikel, er udelukkende forfatterens mening og hævder ikke at være den ultimative sandhed. Jeg vil være glad for at høre udtalelser fra eksperter om dette emne i kommentarerne. Jeg vil gerne forstå A.G.s algoritme fuldt ud. Sotnikov, fordi den faktisk har en mere stringent termofysisk begrundelse end den almindeligt accepterede metode.
jeg beder respektfuldt forfatterens værk downloade en fil med beregningsprogrammer efter at have abonneret på artikelmeddelelser!
P.S. (25/02/2016)
Næsten et år efter at have skrevet artiklen, lykkedes det os at sortere de spørgsmål, der blev rejst lige ovenfor.
For det første et program til beregning af varmetab i Excel ved hjælp af metoden fra A.G. Sotnikova mener, at alt er korrekt - nøjagtigt i henhold til formlerne for A.I. Pekhovich!
For det andet formel (3) fra artiklen af A.G., som skabte forvirring i mit ræsonnement. Sotnikova burde ikke se sådan ud:
R 27 = δ konv /(2*λ gr)=K(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
I artiklen af A.G. Sotnikova er ikke en korrekt indtastning! Men så blev grafen bygget, og eksemplet blev udregnet med de rigtige formler!!!
Sådan skal det være ifølge A.I. Pekhovich (side 110, yderligere opgave til afsnit 27):
R 27 = δ konv /λ gr=1/(2*λ gr )*K(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
δ konv =R27 *λ gr =(½)*K(cos((h / H )*(π/2)))/K(synd((h / H )*(π/2)))
Essensen af termiske beregninger af lokaler, i en eller anden grad placeret i jorden, kommer ned til at bestemme indflydelsen af atmosfærisk "kulde" på deres termiske regime, eller mere præcist, i hvilket omfang en bestemt jord isolerer et givet rum fra atmosfærisk temperaturpåvirkninger. Fordi Da jordens varmeisoleringsegenskaber afhænger af for mange faktorer, blev den såkaldte 4-zone teknik anvendt. Det er baseret på den simple antagelse, at jo tykkere jordlaget er, desto højere er dets varmeisoleringsegenskaber (atmosfærens indflydelse reduceres i større grad). Den korteste afstand (lodret eller vandret) til atmosfæren er opdelt i 4 zoner, hvoraf 3 har en bredde (hvis det er et gulv på jorden) eller en dybde (hvis det er vægge på jorden) på 2 meter, og den fjerde har disse egenskaber lig med uendelighed. Hver af de 4 zoner tildeles sine egne permanente varmeisolerende egenskaber efter princippet - jo længere væk zonen er (jo højere dens serienummer), jo mindre påvirkning af atmosfæren. Hvis vi udelader den formaliserede tilgang, kan vi drage en simpel konklusion, at jo længere et bestemt punkt i rummet er fra atmosfæren (med en multiplicitet på 2 m), jo mere gunstige betingelser (ud fra et synspunkt om atmosfærens indflydelse) det vil være.
Således begynder optællingen af betingede zoner langs væggen fra jordoverfladen, forudsat at der er vægge langs jorden. Hvis der ikke er jordvægge, så vil den første zone være gulvlisten tættest på ydervæggen. Dernæst er zone 2 og 3 nummereret, hver 2 meter bred. Den resterende zone er zone 4.
Det er vigtigt at overveje, at zonen kan begynde på væggen og ende på gulvet. I dette tilfælde skal du være særlig forsigtig, når du laver beregninger.
Hvis gulvet ikke er isoleret, er varmeoverførselsmodstandsværdierne for det ikke-isolerede gulv for zone lig med:
zone 1 - R n.p. =2,1 kvm*S/W
zone 2 - R n.p. =4,3 kvm*S/W
zone 3 - R n.p. =8,6 kvm*S/W
zone 4 - R n.p. =14,2 kvm*S/W
For at beregne varmeoverførselsmodstanden for isolerede gulve kan du bruge følgende formel:
— varmeoverførselsmodstand for hver zone af det ikke-isolerede gulv, kvm*S/W;
— isolationstykkelse, m;
— varmeledningskoefficient for isolering, W/(m*C);
Tidligere har vi beregnet gulvets varmetab langs jorden for et hus 6 m bredt med en grundvandsspejl på 6 m og +3 graders dybde.
Resultater og problemformulering her -
Der blev også taget højde for varmetab til gadeluften og dybt ned i jorden. Nu vil jeg adskille fluerne fra koteletterne, nemlig at jeg udfører beregningen rent i jorden, undtagen varmeoverførsel til udeluften.
Jeg vil foretage beregninger for mulighed 1 fra den tidligere beregning (uden isolering). og følgende datakombinationer
1. GWL 6m, +3 ved GWL
2. GWL 6m, +6 ved GWL
3. GWL 4m, +3 ved GWL
4. GWL 10m, +3 ved GWL.
5. GWL 20m, +3 ved GWL.
Vi vil således lukke spørgsmålene vedrørende grundvandsdybdens indflydelse og temperaturens indflydelse på grundvandet.
Beregningen er som hidtil stationær, uden hensyntagen til sæsonudsving og generelt uden hensyntagen til udeluft
Betingelserne er de samme. Jorden har Lyamda=1, vægge 310mm Lyamda=0,15, gulv 250mm Lyamda=1,2.
Resultaterne er som før to billeder (isotermer og "IR") og numeriske - modstand mod varmeoverførsel til jorden.
Numeriske resultater:
1. R=4,01
2. R=4,01 (Alt er normaliseret for forskellen, det skulle ikke have været anderledes)
3. R=3,12
4. R=5,68
5. R=6,14
Med hensyn til størrelserne. Hvis vi korrelerer dem med grundvandsspejlets dybde, får vi følgende
4m. R/L=0,78
6m. R/L=0,67
10m. R/L=0,57
20m. R/L=0,31
R/L ville være lig med enhed (eller rettere den omvendte koefficient for jordens varmeledningsevne) for et uendeligt stort hus, men i vores tilfælde er husets dimensioner sammenlignelige med den dybde, som varmetabet opstår i, og jo mindre huset i forhold til dybden, jo mindre skal dette forhold være.
Det resulterende R/L-forhold bør afhænge af forholdet mellem husets bredde og jordoverfladen (B/L), plus, som allerede sagt, for B/L->uendeligt R/L->1/Lamda.
I alt er der følgende punkter for et uendeligt langt hus:
L/B | R*Lambda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Denne afhængighed er godt tilnærmet af en eksponentiel (se graf i kommentarerne).
Desuden kan eksponenten skrives mere enkelt uden større tab af nøjagtighed, nemlig
R*Lambda/L=EXP(-L/(3B))
Denne formel på de samme punkter giver følgende resultater:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
De der. fejl inden for 10 %, dvs. meget tilfredsstillende.
Derfor har vi for et uendeligt hus af enhver bredde og for ethvert grundvandsniveau i det betragtede område en formel til beregning af modstanden mod varmeoverførsel i grundvandsniveauet:
R=(L/Lamda)*EXP(-L/(3B))
her er L dybden af grundvandsspejlet, Lyamda er koefficienten for jordens varmeledningsevne, B er husets bredde.
Formlen er anvendelig i L/3B-området fra 1,5 til cirka uendeligt (høj GWL).
Hvis vi bruger formlen for dybere grundvandsstande, giver formlen en signifikant fejl, for eksempel for en 50m dybde og 6m bredde af et hus har vi: R=(50/1)*exp(-50/18)=3.1 , hvilket åbenbart er for lille.
Hav en god dag alle sammen!
Konklusioner:
1. En stigning i grundvandsspejlets dybde medfører ikke en tilsvarende reduktion af varmetabet i grundvand, da mere og mere jord er involveret.
2. Samtidig må anlæg med en grundvandsstand på 20 m eller mere aldrig nå det stationære niveau, der er modtaget i beregningen i husets "levetid".
3. Rind i jorden er ikke så stor, den er på niveauet 3-6, så varmetabet dybt ned i gulvet langs jorden er meget betydeligt. Dette er i overensstemmelse med det tidligere opnåede resultat om fraværet af en stor reduktion i varmetab ved isolering af båndet eller blindområdet.
4. En formel er afledt af resultaterne, brug den til dit helbred (på egen risiko og risiko skal du selvfølgelig vide på forhånd, at jeg på ingen måde er ansvarlig for pålideligheden af formlen og andre resultater og deres anvendelighed i øve sig).
5. Det følger af en lille undersøgelse foretaget nedenfor i kommentaren. Varmetab til gaden reducerer varmetabet til jorden. De der. Det er forkert at betragte de to varmeoverførselsprocesser hver for sig. Og ved at øge den termiske beskyttelse fra gaden øger vi varmetabet ned i jorden og dermed bliver det klart, hvorfor effekten af at isolere husets omrids opnået tidligere ikke er så væsentlig.
