Bölgelere göre kat hesaplaması. Yerde bulunan katların ısı mühendisliği hesaplamaları. Genel kabul görmüş bölgesel yöntem V.D'ye göre zeminden ve zemine bitişik duvarlardan ısı kaybının Excel'de hesaplanması. Machinsky

Binalarda ısı kaybını hesaplama metodolojisi ve uygulama prosedürü (bkz. SP 50.13330.2012 Binaların termal koruması, paragraf 5).

Ev, kapalı yapılar (duvarlar, tavanlar, pencereler, çatı, temel), havalandırma ve kanalizasyon yoluyla ısıyı kaybeder. Ana ısı kayıpları kapalı yapılardan meydana gelir - tüm ısı kayıplarının% 60-90'ı.

Her durumda, ısıtılan odada bulunan tüm kapalı yapılar için ısı kaybı dikkate alınmalıdır.

Bu durumda meydana gelen ısı kayıplarını hesaba katmak gerekli değildir. iç yapılar, eğer sıcaklıkları ile bitişik odalardaki sıcaklık arasındaki fark 3 santigrat dereceyi geçmiyorsa.

Bina kabuğundan ısı kaybı

Isı kaybı tesisler esas olarak şunlara bağlıdır:
1 Ev içi ve dışarısı sıcaklık farklılıkları (fark ne kadar büyükse kayıplar da o kadar fazla olur),
2 Duvarların, pencerelerin, kapıların, kaplamaların, zeminlerin (odanın sözde kapalı yapıları) ısı yalıtım özellikleri.

Kapalı yapılar genellikle yapı olarak homojen değildir. Ve genellikle birkaç katmandan oluşurlar. Örnek: kabuk duvar = sıva + kabuk + dış dekorasyon. Bu tasarım aynı zamanda kapalı hava boşlukları(örnek: tuğla veya blokların içindeki boşluklar). Yukarıdaki malzemeler birbirinden farklı termal özelliklere sahiptir. Yapısal bir katmanın ana özelliği, ısı transfer direnci R'dir.

Q, kaybedilen ısı miktarıdır metrekareçevreleyen yüzey (genellikle W/m2 cinsinden ölçülür)

ΔT, hesaplanan odanın içindeki sıcaklık ile dış hava sıcaklığı arasındaki farktır (hesaplanan binanın bulunduğu iklim bölgesi için beş günlük en düşük sıcaklık °C).

Temel olarak odaların iç sıcaklığı alınır. Yaşam alanları 22 oC. Konut dışı 18 oC. Bölgeler su prosedürleri 33°C.

Çok katmanlı bir yapı söz konusu olduğunda yapının katmanlarının dirençleri toplanır.

δ - katman kalınlığı, m;

λ, kapalı yapıların çalışma koşulları dikkate alınarak inşaat katmanı malzemesinin hesaplanan ısı iletkenlik katsayısıdır, W / (m2 oC).

Hesaplama için gereken temel verileri sıraladık.

Dolayısıyla, bina kabuğundaki ısı kayıplarını hesaplamak için şunlara ihtiyacımız var:

1. Yapıların ısı transfer direnci (yapı çok katmanlı ise Σ R katmanları)

2. Hesaplama odasındaki sıcaklık ile dışarıdaki sıcaklık arasındaki fark (en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığı °C). ΔT

3. Çit alanları F (ayrı ayrı duvarlar, pencereler, kapılar, tavan, zemin)

4. Binanın ana yönlere göre yönlendirilmesi de faydalıdır.

Bir çitin ısı kaybını hesaplamak için formül şöyle görünür:

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

Qlim - kapalı yapılardan ısı kaybı, W

Rogr – ısı transfer direnci, m2°C/W; (Birkaç katman varsa o zaman ∑ Rogr katmanları)

Fogr – kapalı yapının alanı, m;

n, kapalı yapının dış hava ile temas katsayısıdır.

Duvar kaplama	Katsayı n
1. Dış duvarlar ve kaplamalar (dış havayla havalandırılanlar dahil), çatı katı zeminleri (parça malzemelerden yapılmış çatılı) ve garaj yolları; Kuzey inşaat-iklim bölgesinde soğuk (kapalı duvarlar olmadan) yer altı tavanları
2. Soğuk bodrum katlarının dış havayla iletişim kuran tavanları; çatı katları (çatılı rulo malzemeleri); Kuzey inşaat-iklim bölgesindeki soğuk zeminlerin (kapalı duvarlarla) üzerindeki tavanlar ve soğuk zeminler	0,9
3. Duvarlarda hafif açıklıklar bulunan, ısıtılmayan bodrum katlarının tavanları	0,75
4. Zemin seviyesinin üzerinde bulunan, duvarlarda ışık açıklıkları olmayan, ısıtılmamış bodrum katları üzerindeki tavanlar	0,6
5. Zemin seviyesinin altında bulunan ısıtılmamış teknik yer altı tavanları	0,4

Her kapalı yapının ısı kaybı ayrı ayrı hesaplanır. Tüm odanın kapalı yapılarından kaynaklanan ısı kaybının miktarı, odanın her kapalı yapısından kaynaklanan ısı kayıplarının toplamı olacaktır.

Zeminlerden ısı kaybının hesaplanması

Zeminde yalıtımsız zemin

Tipik olarak, diğer bina kaplamalarının (dış duvarlar, pencere ve kapı açıklıkları) benzer göstergelerine kıyasla zeminin ısı kaybının önemsiz olduğu varsayılır ve ısıtma sistemlerinin basitleştirilmiş bir biçimde hesaplanmasında dikkate alınır. Bu tür hesaplamaların temeli, çeşitli ısı transfer direnci için basitleştirilmiş bir muhasebe ve düzeltme katsayıları sistemidir. Yapı malzemeleri.

Hesaba katıldığında teorik temel ve zemin kattaki ısı kaybını hesaplamak için kullanılan metodoloji oldukça uzun zaman önce geliştirildi (yani büyük bir tasarım marjıyla), bu ampirik yaklaşımların pratik uygulanabilirliği hakkında güvenle konuşabiliriz. modern koşullar. Çeşitli yapı malzemelerinin, yalıtım malzemelerinin ve ısıl iletkenlik ve ısı transfer katsayıları zemin kaplamaları iyi bilinmektedir ve zeminden ısı kaybını hesaplamak için diğer fiziksel özellikler gerekli değildir. Isıl özelliklerine göre, zeminler genellikle yalıtımlı ve yalıtımsız, yapısal olarak zemindeki zeminler ve kirişlere ayrılır.

Zemindeki yalıtılmamış bir zeminden ısı kaybının hesaplanması, Genel formül Bina kabuğundaki ısı kaybının değerlendirilmesi:

Nerede Q– ana ve ek ısı kayıpları, W;

A– kapalı yapının toplam alanı, m2;

tв , tн– iç ve dış hava sıcaklığı, °C;

β - ek ısı kayıplarının toplam içindeki payı;

N- değeri kapalı yapının konumuna göre belirlenen düzeltme faktörü;

Ro– ısı transfer direnci, m2 °C/W.

Homojen tek katmanlı zemin kaplaması durumunda, ısı transfer direnci Ro'nun, zemindeki yalıtımsız zemin malzemesinin ısı transfer katsayısı ile ters orantılı olduğuna dikkat edin.

Yalıtımsız bir zeminden ısı kaybını hesaplarken, (1+ β) n = 1 değerinin verildiği basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılır. Zeminden ısı kaybı genellikle ısı transfer alanının imar edilmesiyle gerçekleştirilir. Bunun nedeni tavanın altındaki toprağın sıcaklık alanlarının doğal heterojenliğidir.

Yalıtımsız bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı, her iki metrelik bölge için ayrı ayrı belirlenir ve 'den başlayarak numaralandırılır. dış duvar bina. Her bölgedeki zemin sıcaklığının sabit olduğu göz önüne alındığında, genellikle 2 m genişliğinde toplam dört şerit dikkate alınır. Dördüncü bölge, ilk üç şerit sınırları içindeki yalıtılmamış zeminin tüm yüzeyini içerir. Isı transfer direnci varsayılmaktadır: 1. bölge için R1=2,1; 2. R2=4.3 için; üçüncü ve dördüncü için sırasıyla R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.

Şekil 1. Isı kaybını hesaplarken zemin yüzeyinin zeminde ve bitişik girintili duvarlarda imar edilmesi

Gömme odalar olması durumunda toprak temeli zemin: hesaplamalarda duvar yüzeyine bitişik birinci bölgenin alanı iki kez dikkate alınır. Zeminin ısı kaybı, binanın bitişik dikey kapalı yapılarındaki ısı kaybıyla toplandığı için bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur.

Zeminden ısı kaybının hesaplanması her bölge için ayrı ayrı yapılır ve elde edilen sonuçlar özetlenir ve bina tasarımının ısı mühendisliği gerekçesi için kullanılır. Hesaplama sıcaklık bölgeleri gömme odaların dış duvarları yukarıda verilenlere benzer formüllere göre gerçekleştirilir.

Yalıtılmış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı hesaplamalarında (ve tasarımının ısıl iletkenliği 1,2 W/(m°C)'den daha az olan malzeme katmanları içeriyorsa bu şekilde kabul edilir), yalıtımlı olmayan bir zeminin ısı transfer direncinin değeri. Zemindeki yalıtımlı zemin her durumda yalıtım katmanının ısı transfer direnciyle artar:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Nerede δу.с– yalıtım katmanının kalınlığı, m; λу.с– yalıtım katmanı malzemesinin ısıl iletkenliği, W/(m °C).

Tipik olarak, diğer bina kaplamalarının (dış duvarlar, pencere ve kapı açıklıkları) benzer göstergelerine kıyasla zeminin ısı kaybının önemsiz olduğu varsayılır ve ısıtma sistemlerinin basitleştirilmiş bir biçimde hesaplanmasında dikkate alınır. Bu tür hesaplamaların temeli, çeşitli yapı malzemelerinin ısı transfer direncine ilişkin basitleştirilmiş bir muhasebe ve düzeltme katsayıları sistemidir.

Zemin katın ısı kaybını hesaplamak için teorik gerekçe ve metodolojinin oldukça uzun zaman önce (yani büyük bir tasarım marjıyla) geliştirildiğini hesaba katarsak, bu ampirik yaklaşımların pratik uygulanabilirliği hakkında güvenle konuşabiliriz. modern koşullar. Çeşitli yapı malzemelerinin, yalıtımın ve zemin kaplamalarının ısı iletkenliği ve ısı transfer katsayıları iyi bilinmektedir ve zeminden ısı kaybını hesaplamak için diğer fiziksel özellikler gerekli değildir. Isıl özelliklerine göre, zeminler genellikle yalıtımlı ve yalıtımsız, yapısal olarak zemindeki zeminler ve kirişlere ayrılır.

Zemindeki yalıtılmamış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybının hesaplanması, bina kabuğundan kaynaklanan ısı kaybının değerlendirilmesine yönelik genel formüle dayanmaktadır:

Nerede Q– ana ve ek ısı kayıpları, W;

A– kapalı yapının toplam alanı, m2;

tв , tн– iç ve dış hava sıcaklığı, °C;

β - ek ısı kayıplarının toplam içindeki payı;

N- değeri kapalı yapının konumuna göre belirlenen düzeltme faktörü;

Ro– ısı transfer direnci, m2 °C/W.

Homojen tek katmanlı zemin kaplaması durumunda, ısı transfer direnci Ro'nun, zemindeki yalıtımsız zemin malzemesinin ısı transfer katsayısı ile ters orantılı olduğuna dikkat edin.

Yalıtımsız bir zeminden ısı kaybını hesaplarken, (1+ β) n = 1 değerinin verildiği basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılır. Zeminden ısı kaybı genellikle ısı transfer alanının imar edilmesiyle gerçekleştirilir. Bunun nedeni tavanın altındaki toprağın sıcaklık alanlarının doğal heterojenliğidir.

Yalıtımsız bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı, numaralandırması binanın dış duvarından başlayan her iki metrelik bölge için ayrı ayrı belirlenir. Her bölgedeki zemin sıcaklığının sabit olduğu göz önüne alındığında, genellikle 2 m genişliğinde toplam dört şerit dikkate alınır. Dördüncü bölge, ilk üç şerit sınırları içindeki yalıtılmamış zeminin tüm yüzeyini içerir. Isı transfer direnci varsayılmaktadır: 1. bölge için R1=2,1; 2. R2=4.3 için; üçüncü ve dördüncü için sırasıyla R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.

Şekil 1. Isı kaybını hesaplarken zemin yüzeyinin zeminde ve bitişik girintili duvarlarda imar edilmesi

Toprak tabanlı gömme odalar durumunda: hesaplamalarda duvar yüzeyine bitişik birinci bölgenin alanı iki kez dikkate alınır. Zeminin ısı kaybı, binanın bitişik dikey kapalı yapılarındaki ısı kaybıyla toplandığı için bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur.

Zeminden ısı kaybının hesaplanması her bölge için ayrı ayrı yapılır ve elde edilen sonuçlar özetlenir ve bina tasarımının ısı mühendisliği gerekçesi için kullanılır. Gömme odaların dış duvarlarının sıcaklık bölgelerinin hesaplanması, yukarıda verilenlere benzer formüller kullanılarak gerçekleştirilir.

Yalıtılmış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı hesaplamalarında (ve tasarımının ısıl iletkenliği 1,2 W/(m°C)'den daha az olan malzeme katmanları içeriyorsa bu şekilde kabul edilir), yalıtımlı olmayan bir zeminin ısı transfer direncinin değeri. Zemindeki yalıtımlı zemin her durumda yalıtım katmanının ısı transfer direnciyle artar:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Nerede δу.с– yalıtım katmanının kalınlığı, m; λу.с– yalıtım katmanı malzemesinin ısıl iletkenliği, W/(m °C).

Çoğu tek katlı endüstriyel, idari ve konut binalarının zeminindeki ısı kaybının nadiren toplam ısı kaybının %15'ini aşmasına ve kat sayısındaki artışla bazen %5'e ulaşmamasına rağmen, ısı kaybının önemi doğru karar görevler...

Birinci katın veya bodrumun havasından zemine ısı kaybının belirlenmesi alaka düzeyini kaybetmez.

Bu makalede başlıkta ortaya çıkan sorunun çözümü için iki seçenek tartışılmaktadır. Sonuçlar makalenin sonundadır.

Isı kaybını hesaplarken her zaman “bina” ve “oda” kavramlarını birbirinden ayırmalısınız.

Binanın tamamı için hesaplamalar yaparken amaç, kaynağın ve tüm ısı tedarik sisteminin gücünü bulmaktır.

Binanın her bir odasının ısı kayıplarını hesaplarken, belirli bir iç hava sıcaklığını korumak için her bir odaya kurulum için gereken termal cihazların (piller, konvektörler vb.) gücünü ve sayısını belirleme sorunu çözülür. .

Binadaki hava, Güneş'ten termal enerji, ısıtma sistemi aracılığıyla dış ısı kaynakları ve çeşitli iç kaynaklardan - insanlardan, hayvanlardan, ofis ekipmanlarından, Ev aletleri, aydınlatma lambaları, sıcak su temin sistemleri.

İç mekan havası, m 2 °C/W cinsinden ölçülen termal dirençlerle karakterize edilen bina kabuğundaki termal enerji kayıpları nedeniyle soğur:

R = Σ (δ Ben /λ Ben )

δ Ben- kapalı yapının malzeme tabakasının metre cinsinden kalınlığı;

λ Ben– malzemenin W/(m °C) cinsinden ısıl iletkenlik katsayısı.

Evi bunlardan koruyun dış ortamüst katın tavanı (zemi), dış duvarları, pencereleri, kapıları, kapıları ve alt katın zemini (muhtemelen bodrum).

Dış ortam açık hava ve toprak.

Bir binadan ısı kaybının hesaplanması, tesisin yapıldığı (veya yapılacağı) bölgede yılın en soğuk beş günlük dönemi için hesaplanan dış hava sıcaklığında yapılır!

Ancak elbette kimse yılın başka bir zamanı için hesaplama yapmanızı yasaklamaz.

Hesaplamaexcelgenel kabul görmüş bölgesel yöntem V.D'ye göre zeminden ve zemine bitişik duvarlardan ısı kaybı. Machinsky.

Bir binanın altındaki toprağın sıcaklığı öncelikle toprağın kendisinin ısıl iletkenliğine ve ısı kapasitesine ve yıl boyunca bölgedeki ortam hava sıcaklığına bağlıdır. Dış hava sıcaklığı farklı bölgelerde önemli ölçüde değiştiğinden iklim bölgeleri, o zaman toprağın farklı sıcaklıklar V farklı dönemler Yıllar boyunca farklı bölgelerde farklı derinliklerde.

Çözümü basitleştirmek için zor görev Bodrum kat ve duvarlarından zemine ısı kaybını belirlemek için, kapalı yapıların alanını 4 bölgeye bölme tekniği 80 yıldan fazla bir süredir başarıyla kullanılmaktadır.

Dört bölgenin her birinin m 2 °C/W cinsinden kendi sabit ısı transfer direnci vardır:

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

Bölge 1, zeminde (binanın altında gömülü toprak olmadığında) 2 metre genişliğinde, dış duvarların iç yüzeyinden tüm çevre boyunca ölçülen bir şerit veya (bir yeraltı veya bodrum durumunda) bir şerittir. toprağın kenarlarından itibaren dış duvarların iç yüzeylerinden aşağıya doğru ölçülen aynı genişlik.

Bölge 2 ve 3 de 2 metre genişliğindedir ve bölge 1'in arkasında, binanın merkezine daha yakın bir yerde bulunur.

Bölge 4, kalan merkezi alanın tamamını kaplar.

Hemen aşağıda gösterilen şekilde 1. Bölge tamamen bodrum duvarlarında, 2. Bölge kısmen duvarlarda ve kısmen zeminde, 3. ve 4. Bölgeler ise tamamen bodrum katında yer almaktadır.

Bina darsa, 4. ve 3. bölgeler (ve bazen 2) mevcut olmayabilir.

Kare cinsiyet Hesaplamada köşelerdeki Bölge 1 iki kez dikkate alınır!

Bölge 1'in tamamı üzerinde bulunuyorsa dikey duvarlar, daha sonra alan aslında hiçbir ekleme yapılmadan hesaplanır.

Bölge 1'in bir kısmı duvarlarda ve bir kısmı yerde ise, o zaman zeminin sadece köşe kısımları iki kez sayılır.

Bölge 1'in tamamı katta yer alıyorsa hesaplanan alan 2x2x4=16 m2 artırılmalıdır (dikdörtgen planlı yani dört köşeli bir ev için).

Yapı toprağa gömülmemişse bu şu anlama gelir: H =0.

Aşağıda Excel'de zeminden ve gömme duvarlardan ısı kaybını hesaplamaya yönelik bir programın ekran görüntüsü bulunmaktadır. dikdörtgen binalar için.

Bölge alanları F 1 , F 2 , F 3 , F 4 sıradan geometri kurallarına göre hesaplanır. Görev hantaldır ve sık sık eskiz yapılmasını gerektirir. Program bu sorunu çözmeyi büyük ölçüde basitleştirir.

Çevredeki toprağa olan toplam ısı kaybı kW cinsinden formülle belirlenir:

Q Σ =((F 1 + F1 yıl )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 )*(t VR -t NR )/1000

Kullanıcının Excel tablosundaki ilk 5 satırı değerlerle doldurup aşağıdaki sonucu okuması yeterlidir.

Zemine olan ısı kayıplarını belirlemek için bina bölge alanları manuel olarak saymak zorunda kalacak ve sonra yukarıdaki formülün yerine koyun.

Aşağıdaki ekran görüntüsü, örnek olarak, zeminden ve girintili duvarlardan ısı kaybının Excel'deki hesaplamasını göstermektedir. sağ alttaki bodrum odası için (resimde gösterildiği gibi).

Her odanın zemine olan ısı kaybı miktarı, tüm binanın zeminine olan toplam ısı kaybına eşittir!

Aşağıdaki şekil basitleştirilmiş diyagramları göstermektedir standart tasarımlar zeminler ve duvarlar.

Malzemelerin ısıl iletkenlik katsayıları ( λ Ben) 1,2 W/(m °C'den fazladır).

Zemin ve/veya duvarlar yalıtılmışsa, yani katmanlar içeriyorsa λ <1,2 W/(m °C), daha sonra direnç her bölge için aşağıdaki formül kullanılarak ayrı ayrı hesaplanır:

RyalıtımBen = RyalıtımlıBen + Σ (δ J /λ J )

Burada δ J– yalıtım katmanının metre cinsinden kalınlığı.

Kirişlerdeki zeminler için ısı transfer direnci de her bölge için hesaplanır, ancak farklı bir formül kullanılır:

Rkirişlerin üzerindeBen =1,18*(RyalıtımlıBen + Σ (δ J /λ J ) )

Isı kayıplarının hesaplanmasıHANIM excelProfesör A.G.'nin yöntemine göre zemine bitişik zemin ve duvarlardan. Sotnikova.

Yere gömülü binalar için çok ilginç bir teknik, “Binaların yer altı kısmındaki ısı kaybının termofiziksel hesaplanması” makalesinde anlatılmaktadır. Yazı 2010 yılında ABOK dergisinin 8. sayısında “Tartışma Kulübü” bölümünde yayımlandı.

Aşağıda yazılanların manasını anlamak isteyenler öncelikle yukarıdakileri incelemelidir.

A.G. Esas olarak diğer önceki bilim adamlarının sonuçlarına ve deneyimlerine dayanan Sotnikov, neredeyse 100 yıl içinde birçok ısıtma mühendisini endişelendiren bir konuyu iğneyi hareket ettirmeye çalışan az sayıdaki kişiden biri. Onun temel ısı mühendisliği açısından yaklaşımından çok etkilendim. Ancak uygun araştırma çalışmasının yokluğunda toprak sıcaklığını ve ısıl iletkenlik katsayısını doğru şekilde değerlendirmenin zorluğu, A.G.'nin metodolojisini bir miktar değiştiriyor. Sotnikov pratik hesaplamalardan uzaklaşarak teorik bir düzleme girdi. Aynı zamanda V.D.'nin bölgesel yöntemine güvenmeye devam etmek. Machinsky'ye göre, herkes sonuçlara körü körüne inanıyor ve bunların ortaya çıkmasının genel fiziksel anlamını anlayarak, elde edilen sayısal değerlere kesinlikle güvenemiyor.

Profesör A.G.’nin metodolojisinin anlamı nedir? Sotnikova mı? Gömülü bir binanın zeminindeki tüm ısı kayıplarının gezegenin derinliklerine "gittiğini" ve zeminle temas eden duvarlardan kaynaklanan tüm ısı kayıplarının en sonunda yüzeye aktarıldığını ve ortam havasında "çözündüğünü" öne sürüyor.

Alt katın zemini yeterince derinse bu kısmen doğru gibi görünüyor (matematiksel gerekçe olmadan), ancak derinlik 1.5...2.0 metreden azsa, varsayımların doğruluğu konusunda şüpheler ortaya çıkıyor...

Önceki paragraflarda yapılan tüm eleştirilere rağmen, Profesör A.G.'nin algoritmasının geliştirilmesiydi. Sotnikova oldukça umut verici görünüyor.

Önceki örnekte olduğu gibi aynı bina için zeminden ve duvarlardan zemine olan ısı kaybını Excel'de hesaplayalım.

Binanın bodrum katının boyutlarını ve hesaplanan hava sıcaklıklarını kaynak veri bloğuna kaydediyoruz.

Daha sonra toprak özelliklerini doldurmanız gerekir. Örnek olarak kumlu toprağı ele alalım ve Ocak ayında 2,5 metre derinlikteki ısı iletkenlik katsayısını ve sıcaklığını başlangıç ​​verilerine girelim. Bölgeniz için toprağın sıcaklığı ve ısıl iletkenliği internette bulunabilir.

Duvarlar ve zemin betonarme olacaktır ( λ =1,7 W/(m°C)) kalınlık 300mm ( δ =0,3 m) termal dirençli R = δ / λ =0,176 m 2 °C/W.

Ve son olarak, zeminin ve duvarların iç yüzeylerindeki ve dış hava ile temas eden toprağın dış yüzeyindeki ısı transfer katsayılarının değerlerini ilk verilere ekliyoruz.

Program aşağıdaki formülleri kullanarak Excel'de hesaplamalar yapar.

Kat alanı:

F pl =B*A

Duvar alanı:

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

Duvarların arkasındaki toprak tabakasının koşullu kalınlığı:

δ dönüşüm = F(H / H )

Zeminin altındaki toprağın ısıl direnci:

R 17 =(1/(4*λ gr )*(π / Flütfen ) 0,5

Zeminden ısı kaybı:

Qlütfen = Flütfen *(TV — Tgr )/(R 17 + Rlütfen +1/α inç)

Duvarların arkasındaki toprağın ısıl direnci:

R 27 = δ dönüşüm /λ gr

Duvarlardan ısı kaybı:

Qst = Fst *(TV — TN )/(1/αn +R 27 + Rst +1/α inç)

Zemine toplam ısı kaybı:

Q Σ = Qlütfen + Qst

Yorumlar ve sonuçlar.

Bir binanın zeminden ve duvarlardan zemine olan ısı kaybı, iki farklı yöntem kullanılarak önemli ölçüde farklılık gösterir. A.G.'nin algoritmasına göre. Sotnikov anlamı Q Σ =16,146 Genel kabul görmüş “bölgesel” algoritmaya göre değerin neredeyse 5 katı olan kW - Q Σ =3,353 KW!

Gerçek şu ki, gömülü duvarlar ile dış hava arasındaki toprağın termal direncinin azalması R 27 =0,122 m 2 °C/W açıkça küçüktür ve gerçeğe uyması pek mümkün değildir. Bu, toprağın koşullu kalınlığının δ dönüşüm tam olarak doğru tanımlanmadı!

Ayrıca örnekte seçtiğim “çıplak” betonarme duvarlar da çağımız için tamamen gerçekçi olmayan bir seçenek.

A.G.'nin makalesinin dikkatli bir okuyucusu. Sotnikova, büyük olasılıkla yazarın değil, yazarken ortaya çıkan bir dizi hata bulacaktır. Daha sonra formül (3)'te faktör 2 görünür λ , daha sonra kaybolur. Örnekte hesaplama yaparken R 17 üniteden sonra bölme işareti yoktur. Aynı örnekte binanın yeraltı kısmındaki duvarlardan ısı kaybı hesaplanırken formülde alan nedense 2'ye bölünüyor ama sonra değerler kaydedilirken bölünmüyor... Nedir bu yalıtımsızlar? örnekte duvarlar ve zeminler Rst = Rlütfen =2 m 2 °C/W? Bu durumda kalınlıkları en az 2,4 m olmalıdır! Duvarlar ve zemin yalıtılmışsa, bu ısı kayıplarını yalıtılmamış bir zemin için bölgeye göre hesaplama seçeneğiyle karşılaştırmak yanlış görünüyor.

R 27 = δ dönüşüm /(2*λ gr)=K(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

2 çarpanının varlığına ilişkin soru ile ilgili olarak λ gr yukarıda zaten söylendi.

Tam eliptik integralleri birbirine böldüm. Sonuç olarak makaledeki grafiğin şu fonksiyonu gösterdiği ortaya çıktı: λ gr =1:

δ dönüşüm = (½) *İLE(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

Ancak matematiksel olarak doğru olmalı:

δ dönüşüm = 2 *İLE(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

veya çarpan 2 ise λ gr gerekli değil:

δ dönüşüm = 1 *İLE(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

Bu, belirleme grafiğinin olduğu anlamına gelir. δ dönüşüm 2 veya 4 kat eksik tahmin edilen hatalı değerler veriyor...

Görünüşe göre herkesin zeminden ve duvarlardan zemine olan ısı kaybını "saymak" veya "belirlemek"ten başka seçeneği yok. 80 yıldır başka değerli bir yöntem icat edilmedi. Yoksa bulmuşlar ama sonuçlandırmamışlar mı?

Blog okuyucularını her iki hesaplama seçeneğini de gerçek projelerde test etmeye ve sonuçları karşılaştırma ve analiz için yorumlarda sunmaya davet ediyorum.

Bu makalenin son bölümünde söylenen her şey yalnızca yazarın görüşüdür ve nihai gerçek olduğu iddiasında değildir. Yorumlarda bu konuyla ilgili uzmanların görüşlerini duymaktan memnuniyet duyacağım. A.G.’nin algoritmasını tam olarak anlamak istiyorum. Sotnikov, çünkü aslında genel kabul görmüş yöntemden daha katı bir termofiziksel gerekçeye sahip.

yalvarırım saygılı yazarın çalışması hesaplama programlarını içeren bir dosyayı indir makale duyurularına abone olduktan sonra!

Not: (02/25/2016)

Makaleyi yazdıktan neredeyse bir yıl sonra yukarıda sorulan soruları çözmeyi başardık.

İlk olarak, A.G. yöntemini kullanarak Excel'de ısı kaybını hesaplamak için bir program. Sotnikova her şeyin doğru olduğuna inanıyor - tam olarak A.I.'nin formüllerine göre. Pekoviç!

İkinci olarak A.G.'nin makalesindeki formül (3) akıl yürütmemi karıştırdı. Sotnikova şöyle görünmemeli:

R 27 = δ dönüşüm /(2*λ gr)=K(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

A.G.'nin makalesinde. Sotnikova doğru bir giriş değil! Ancak daha sonra grafik oluşturuldu ve örnek, doğru formüller kullanılarak hesaplandı!!!

A.I.'ye göre böyle olması gerekiyor. Pekhovich (sayfa 110, paragraf 27'ye ek görev):

R 27 = δ dönüşüm /λ gr=1/(2*λ gr )*K(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

δ dönüşüm =R27 *λ gr =(½)*K(çünkü((H / H )*(π/2)))/К(günah((H / H )*(π/2)))

Bir dereceye kadar zeminde bulunan binaların termal hesaplamalarının özü, atmosferik "soğuk" un termal rejimleri üzerindeki etkisinin belirlenmesine veya daha kesin olarak belirli bir toprağın belirli bir odayı atmosferikten ne ölçüde yalıttığına bağlıdır. sıcaklık etkileri. Çünkü Toprağın ısı yalıtım özellikleri çok fazla faktöre bağlı olduğundan 4 bölgeli teknik benimsenmiştir. Toprak tabakası ne kadar kalın olursa, ısı yalıtım özelliklerinin de o kadar yüksek olacağı (atmosferin etkisi daha büyük ölçüde azalır) şeklindeki basit varsayıma dayanmaktadır. Atmosfere en kısa mesafe (dikey veya yatay), 3'ünün genişliği (zemin kat ise) veya derinliği (zemin duvarı ise) 2 metre olan 4 bölgeye ayrılır ve dördüncüsü bunlara sahiptir. özellikleri sonsuza eşittir. 4 bölgenin her birine, şu prensibe göre kendi kalıcı ısı yalıtım özellikleri atanmıştır: bölge ne kadar uzaktaysa (seri numarası ne kadar yüksekse), atmosferin etkisi o kadar az olur. Resmileştirilmiş yaklaşımı atlayarak, odadaki belirli bir noktanın atmosferden ne kadar uzakta olduğu (2 m'lik bir çoğunlukla), koşulların daha uygun olduğu (atmosferin etkisi açısından) şeklinde basit bir sonuç çıkarabiliriz. Olacak.

Böylece zeminde duvar olması şartıyla koşullu bölgelerin sayımı duvar boyunca zemin seviyesinden başlar. Zemin duvarı yoksa ilk bölge dış duvara en yakın zemin şeridi olacaktır. Daha sonra, her biri 2 metre genişliğinde olan 2. ve 3. bölgeler numaralandırılır. Kalan bölge bölge 4'tür.

Bölgenin duvarda başlayıp yerde bitebileceğini dikkate almak önemlidir. Bu durumda hesaplama yaparken özellikle dikkatli olmalısınız.

Zemin yalıtılmamışsa, yalıtılmamış zeminin bölgelere göre ısı transfer direnci değerleri şuna eşittir:

bölge 1 - R n.p. =2,1 m2*S/W

bölge 2 - R n.p. =4,3 m2*S/W

bölge 3 - R n.p. =8,6 m2*S/W

bölge 4 - R n.p. =14,2 m2*S/W

Yalıtımlı zeminlerin ısı transfer direncini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

— yalıtılmamış zeminin her bölgesinin ısı transfer direnci, m²*S/W;

- yalıtım kalınlığı, m;

— yalıtımın ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m*C);

Daha önce 6 m genişliğinde, taban suyu seviyesi 6 m ve +3 derece derinliğinde olan bir evin zemin boyunca zemin boyunca ısı kaybını hesaplamıştık.
Sonuçlar ve sorun bildirimi burada -
Sokak havasına ve zeminin derinliklerine olan ısı kaybı da dikkate alındı. Şimdi sinekleri pirzolalardan ayıracağım, yani hesaplamayı dışarıdaki havaya ısı transferi hariç, tamamen zemine yapacağım.

Önceki hesaplamadan (yalıtım olmadan) seçenek 1 için hesaplamalar yapacağım. ve aşağıdaki veri kombinasyonları
1. GWL 6m, +3 GWL'de
2. GWL 6m, +6 GWL'de
3. GWL 4m, +3 GWL'de
4. GWL 10m, GWL'de +3.
5. GWL 20m, GWL'de +3.
Böylece yeraltı suyu derinliğinin etkisi ve sıcaklığın yeraltı suyuna etkisi ile ilgili soruları kapatacağız.
Hesaplama, daha önce olduğu gibi, mevsimsel dalgalanmaları ve genellikle dış havayı hesaba katmadan sabittir.
Koşullar aynı. Zemin Lyamda=1, duvarlar 310mm Lyamda=0,15, zemin 250mm Lyamda=1,2'dir.

Sonuçlar, daha önce olduğu gibi, iki resim (izotermler ve "IR") ve sayısal resimlerdir - toprağa ısı transferine karşı direnç.

Sayısal sonuçlar:
1.R=4.01
2. R=4.01 (Fark nedeniyle her şey normalleştirilmiştir, başka türlü olmaması gerekirdi)
3.R=3.12
4.R=5.68
5.R=6.14

Boyutlara gelince. Bunları yeraltı suyu seviyesinin derinliği ile ilişkilendirirsek aşağıdakileri elde ederiz:
4m. R/L=0,78
6m. R/L=0,67
10m. R/L=0,57
20m. R/L=0,31
Sonsuz büyüklükteki bir ev için R/L birliğe (veya daha doğrusu toprağın ters termal iletkenlik katsayısına) eşit olacaktır, ancak bizim durumumuzda evin boyutları, ısı kaybının meydana geldiği derinlikle karşılaştırılabilir ve daha küçük olan, Ev derinliğe oranla ne kadar küçük olursa bu oran o kadar küçük olmalıdır.

Ortaya çıkan R/L ilişkisi, evin genişliğinin zemin seviyesine (B/L) oranına ve daha önce de söylediğimiz gibi, B/L->sonsuz R/L->1/Lamda'ya bağlı olmalıdır.
Sonsuz uzun bir ev için toplamda aşağıdaki noktalar vardır:
L/B | R*Lambda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Bu bağımlılığa üstel bir bağımlılıkla iyi bir şekilde yaklaşılabilir (yorumlardaki grafiğe bakın).
Üstelik üs, doğruluk kaybı olmadan daha basit bir şekilde yazılabilir, yani
R*Lamda/L=EXP(-L/(3B))
Bu formül aynı noktalarda aşağıdaki sonuçları verir:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Onlar. %10 dahilinde hata, yani. oldukça tatmin edici.

Dolayısıyla, herhangi bir genişliğe sahip sonsuz bir ev ve dikkate alınan aralıktaki herhangi bir yeraltı suyu seviyesi için, yeraltı suyu seviyesindeki ısı transferine karşı direnci hesaplamak için bir formülümüz var:
R=(L/Lamda)*EXP(-L/(3B))
burada L yeraltı suyu seviyesinin derinliği, Lyamda toprağın ısıl iletkenlik katsayısı, B evin genişliğidir.
Formül, 1,5 ila yaklaşık sonsuz (yüksek GWL) arasındaki L/3B aralığında uygulanabilir.

Formülü daha derin yeraltı suyu seviyeleri için kullanırsak, formül önemli bir hata verir, örneğin 50m derinlik ve 6m genişlikte bir ev için: R=(50/1)*exp(-50/18)=3.1 ki bu açıkça çok küçük.

Herkese iyi günler!

Sonuçlar:
1. Yeraltı suyu seviyesinin derinliğindeki bir artış, ısı kaybında buna karşılık gelen bir azalmaya yol açmaz. yeraltı suyu gittikçe daha fazla toprak işin içine karıştıkça.
2. Aynı zamanda taban suyu seviyesi 20 m veya daha fazla olan sistemler, evin “ömrü” boyunca hesaplamada alınan sabit seviyeye asla ulaşamayabilir.
3. Zemine R o kadar büyük değil, 3-6 seviyesinde, bu nedenle zemin boyunca zeminin derinliklerine olan ısı kaybı çok önemli. Bu, bant veya kör alanın yalıtılması sırasında ısı kaybında büyük bir azalmanın olmadığı konusunda daha önce elde edilen sonuçla tutarlıdır.
4. Sonuçlardan bir formül türetilmiştir, bunu sağlığınız için kullanın (tabii ki tehlike ve risk size ait olmak üzere, lütfen önceden bilin ki formülün ve diğer sonuçların güvenilirliğinden ve bunların uygulanabilirliğinden hiçbir şekilde sorumlu değilim. pratik).
5. Aşağıdaki yorumda yapılan küçük bir çalışmadan kaynaklanmaktadır. Sokağa olan ısı kaybı zemine olan ısı kaybını azaltır. Onlar. İki ısı transfer sürecini ayrı ayrı ele almak yanlıştır. Sokaktan gelen termal korumayı artırarak zemine olan ısı kaybını artırıyoruz ve böylece evin daha önce elde edilen dış hatlarını yalıtmanın etkisinin neden bu kadar önemli olmadığı anlaşılıyor.