Теплотехнический расчет пол по грунту пример

Теплотехнический расчет пола по грунту

Кацумомо

 

Регистрация: 18.11.2009

Сообщений: 6

Цитата из СНиП 23-02-2003 Приложение Г, формула Г.5 ” При проектировании полов по грунту или отапливаемых подвалов вместо Аf, и Rfr перекрытий над цокольным этажом в формуле (Г.5) подставляют площади Аf, и приведенные сопротивления теплопередаче Rfr стен, контактирующих с грунтом, а полы по грунту разделяют по зонам согласно СНиП 41-01 и определяют соответствующие Аf, и Rfr;” Открывая СНиП 41-01 ни одного слова, ни формулы связанной с данной темой я не нашла. Подскажите, может я не туда смотрю.Может есть все-таки пример расчета?

то есть результат бесконечной нормотворческой работы компетентных инстанций. СНиПы, СП и прочее меняются с такой скоростью и столь кординально, что ссылки перестают быть рабочими. Такой расчет был в СНиП 2.04.05-91* приложение 9 (Старый СНиП по отоплению) Еще есть несколько иная интерпритация того же самого СП 23-101-2004.

п 9.3.3. Но в СП крайне непонятно, что делать с утепленными полами по грунту…

расчет утеплителя полов по грунту

euro

 

Регистрация: 09.10.2010

Сообщений: 22

Есть несколько вопросов по методике расчета утепленных полов по грунту. Требуется расчитать толщину утеплителя в условном пироге, например (сверху вниз) линолеум, стяжка, утеплитель, бетонная плита, грунт основания. Исходя из порядка определения сопротивления теплопередаче описанного в СНиП 2.04.05-91* приложение 9 п.3 а также приложения Я п.2.1 СНиП 23-101-2004 получается что для того чтобы определить сопротивление утепленного пола а также расчитать толщину утеплителя я должен – вычислить площадь всех зон, затем по формуле из СНиП 23-101-2004 посчитать сопротивление этого пола и под полученное значение “подгонять” сопротивление по формуле для утепленных полов из СНиП 2.04.05-91* (сначала считаю сопротивление конструкции пола без утеплителя по формуле R0=1/aint+1/an+сумма сопротивлений слоев конструкции(б/Л) (Л-лямбда), потом к полученному сопротивлению прибавляю сопротивление слоя утеплителя в зависимости от толщины пока значение не будет больше или равно сопротивлению пола расчитываемому по формуле из СНиП 23-101-2004) ??? может не очень понятно написал, могу привести конкретный пример расчета условного пирога пола например чтоб было видно где и что происходит по этому расчету, если методика правильная.

Есть еще в МДС 31-1.98 в разделе 9 п.9.5 в котором для полов с покрытием, допустим, из линолеума без теплозвукоизолирующей подосновы то толщину теплозвукоизоляции под стяжкой следует принимать по таблице 9, но как бы и чего ? толщина слоя для любых условий одинаковая чтоли получается ? тоесть и для крайнего севера 60мм керамзита и для Москвы тоже самое? непонятно…

В ваших рассуждениях совсем не фигурирует СНиП 23-02-2003 “ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ”, там есть таблица 4 – Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, может она спасет вас от долгих мучений?

Расположение зон для определения приведённого сопротивления конструкций в грунте

Общая информация

Согласно п. Е.7 СП 50.13330 приведённое сопротивление теплопередаче конструкций в грунте рассчитывают полосами по 2 метра.

Каждая полоса – отдельная зона со своим сопротивлением теплопередаче в зависимости от рассматриваемой конструкции. Базовые сопротивления теплопередаче зон для стен в грунте приведены в таблице Е. 4 СП 50.13330, базовые сопротивления теплопередаче зон для пола по грунту приведены в таблице Е.3 СП 50.13330

Таблица Е.3 – Базовые сопротивления теплопередаче зон для пола по грунту

№ зоны	Сопротивление теплопередаче, (м2*°С)/Вт
I	2,1
II	3,8
III	5,2
IV	7,7

Таблица Е.4 – Базовые сопротивления теплопередаче зон для стен в грунте

№ зоны	Сопротивление теплопередаче, (м2*°С)/Вт
I	1,05
II	1,9
III	2,6
IV	3,85

Деление на зоны конструкции стены в грунте

В случае, если конструкция стены имеет высоту подземной части равную 3. 0 м (см. рис.1), то на стене будет размещена 1 зона высотой 2.0 метра и 2 зона высотой 1.0 метр (3.0 м – 2.0 м = 1.0 м). Других зон на стене в этом случае располагаться не будет.

Зоны с конструкции стены НЕ переходят на конструкцию пола!

Рисунок 1 Деление конструкции стены на зоны

Деление на зоны конструкции пола по грунту (ниже уровня земли)

При расчёте полов ниже уровня земли при разделении на зоны учитывают наличие стен в грунте. Для этого пол по грунту наращивается эффективной полосой вдоль контура здания, шириной равной половине средней высоты стен в грунте. Отсчёт зон начинают с эффективной полосы.

Например, в случае если конструкция пола заглублена на 3.0 м (см. рис.2), то эффективная полоса будет иметь ширину равную 1.5 м и с этой глубины начинается 1 зона, которая затем продолжается на конструкции пола, но там уже имеет ширину 0.5 м., т.к. максимальная ширина зоны составляет 2. 0 м. (не распространяется на IV зону)

Рисунок 2 Деление конструкции пола (заглубленный пол) на зоны

Деление на зоны конструкции пола по грунту (на уровне земли)

При расчёте полов, расположенных на уровне земли, зоны определяются полосами шириной 2.0 м, проведёнными по полу вдоль контура здания.

Рисунок 3 Деление конструкции пола (на уровне земли) на зоны

7. Потери тепла от стен и полов подвала

Полы и подземная часть стен подвала находятся в непосредственном контакте с землей, температура которой обычно отличается от температуры подвала, и, таким образом, между подвал и земля. Это кондуктивный теплообмен из-за прямого контакта между стенами и полом, и он зависит от разницы температур между подвалом и землей, конструкции стен и пола и теплопроводности окружающего грунта. Существует значительная неопределенность в расчетах теплопотерь грунта, и они, вероятно, составляют наименее точную часть оценок тепловой нагрузки здания из-за большой тепловой массы грунта и больших колебаний коэффициента теплопроводности грунта [он колеблется между 0,5 и 2,5 Вт/м · ºC (или от 0,3 до 1,4 БТЕ/ч · фут · ºF), в зависимости от состава и содержания влаги]. Однако потери тепла через грунт составляют небольшую долю от общей тепловой нагрузки большого здания и, таким образом, мало влияют на общую тепловую нагрузку.

РИСУНОК 36
Радиальные изотермы и круговые линии теплового потока при тепловом потоке из неизолированного подвала.

Измерения температуры неизолированных подвалов показывают, что теплопроводность через грунт не является одномерной, и поэтому ее нельзя оценить с помощью простого одномерного анализа теплопроводности. Вместо этого наблюдается двумерная теплопроводность с почти круглыми концентрическими линиями теплового потока с центром на пересечении стены и земли (рис. 36). Когда частичная изоляция применяется к стенам, линии теплового потока имеют тенденцию быть прямыми, а не круглыми. Кроме того, стена подвала, верхняя часть которой открыта для окружающего воздуха, может действовать как тепловой мост, проводя тепло вверх и рассеивая его в окружающую среду из своей верхней части. В некоторых случаях этот вертикальный тепловой поток может быть значительным.

Несмотря на сложность, потери тепла через подземную часть стен подвала можно легко определить из

где

U _{стена, среднее} = средний общий коэффициент теплопередачи между стеной подвала и поверхностью земли
A _{стена, среднее} = площадь поверхности стены подвала (подземная часть)
T _подвал = температура внутреннего воздуха подвала
T _{поверхность земли} = средняя температура поверхности земли зимой

Общие коэффициенты теплопередачи на разных глубинах приведены в Таблице 14а для приращения глубины 0,3 м (или 1 фут) для неизолированных и изолированных бетонных стен. Эти значения основаны на теплопроводности почвы 1,38 Вт/м · ºC (0,8 БТЕ/ч · фут · ºF). Обратите внимание, что значения коэффициента теплопередачи уменьшаются с увеличением глубины, поскольку тепло в нижней секции должно пройти более длинный путь, чтобы достичь поверхности земли. Для указанной стены U _{стена, avg} просто среднее арифметическое U _стены значений, соответствующих различным участкам стены. Также обратите внимание, что потери тепла через приращение по глубине равны значению приращения U _стена , умноженному на периметр здания, приращение по глубине и разность температур.

РИСУНОК 37
Линии постоянной амплитуды годовых колебаний температуры почвы.

Температура воздуха внутри подвала может значительно варьироваться в зависимости от того, отапливается он или нет. При отсутствии достоверных данных температуру подвала можно принять равной 10ºC, так как система отопления, водонагреватель и отопительные каналы часто располагаются в подвале. Кроме того, температура поверхности земли колеблется относительно средней зимней температуры окружающей среды с амплитудой A, которая зависит от географического положения и состояния поверхности, как показано на рис. 37. Таким образом, разумное значение расчетной температуры поверхности земли может быть получается путем вычитания А для указанного места из средней зимней температуры воздуха. То есть

Потери тепла через цокольный этаж намного меньше, так как путь теплового потока к поверхности земли в этом случае намного длиннее. Он рассчитывается аналогичным образом из

, где Ufloor — общий коэффициент теплопередачи на цокольном этаже, значения которого приведены в таблице 14b, Afloor — площадь пола, а разница температур такая же, как и для цокольного этажа. стена.

Температура неотапливаемого подвального помещения находится между температурами верхних помещений и температурой земли. Потери тепла от водонагревателя и обогревателя помещения, расположенного в подвале, обычно поддерживают достаточно теплым воздух у потолка подвала. В таких случаях потерями тепла из верхних помещений в подвал можно пренебречь. Однако этого не произойдет, если в подвале есть окна.

HTflux — Программное обеспечение для моделирования

Этот метод используется для плит, расположенных на уровне поверхности земли или вблизи нее. Как правило, этот метод следует использовать, когда потери энергии детали описываются с использованием одного значения U для стены и значения U _g для пола. В этой версии HTflux выполнит расчет U _g в соответствии с методом, описанным в ISO 13370. Это значение должно совпадать с тем, которое вы используете для энергетической эффективности вашего здания. Если по какой-то причине вы хотите предварительно установить данный U _г , вместо этого вы можете использовать метод ручного ввода.
Значение Ψg, рассчитанное с помощью этого метода, компенсирует контакт стены с землей, фактический тепловой поток края плиты и тепловой поток через саму плиту перекрытия.

Значение Ψg будет рассчитано путем измерения теплового потока модели и последующего вычитания тепловых потоков, описываемых значениями U:
Таким образом, расчет очень похож на другие расчеты значения Ψ. Важным отличием является то, что вам придется использовать U _g значение теплового потока плиты перекрытия, а не значение U самой плиты перекрытия. Это адаптированное значение основано на коэффициенте теплопередачи плиты, но также включает тепловое сопротивление самого грунта. На основании размера плиты и значения U пола будет рассчитана эффективная толщина грунта. Поскольку значение U _g также учитывает изолирующий эффект грунта под ним, оно всегда будет ниже, чем значение U самой плиты перекрытия. (дополнительную информацию об этом можно найти в  стандарте ISO 13370.)
Поскольку расчет Ψg также будет учитывать разницу между фактическим тепловым потоком плиты перекрытия и тепловым потоком, как описано в U _g , важно выполнить моделирование, используя правильную ширину модели (B’/2). Это будет действительно только для этой ширины. Однако для больших плит перекрытия стандарт ISO определяет предел: если вы выполняете расчет для модели с характерным размером плиты перекрытия 8 м (ширина модели = 4 м), полученное значение Ψg можно использовать и для любых плит большего размера.

1) рассчитать характерный размер плиты перекрытия.

см. характерный размер плиты перекрытия для справки.

2) нарисуйте модель кромки плиты

Нарисуйте модель ширины кромки плиты, равной B’/2. Обязательно используйте соответствующую ссылку на размер.
Если B’ превышает 8 м, вы всегда должны использовать для модели ширину 4 м. До верхней стороны вы должны провести не менее 1 м стены, измеренной от верхней части пола или уровня земли (в зависимости от того, что выше), чтобы соответствовать правилам ISO 10211. В этой области у вас могут быть дополнительные элементы в стене, в этом случае над этой областью следует нарисовать до 1 м однородной стены.

3) добавить блок грунта

Добавьте в модель блок грунта шириной и высотой 2,5 x B’. Если это значение превышает 20 м, используйте вместо этого 20 м.
Используйте правильный материал для блока почвы. Стандарт ISO 13370 рекомендует использовать глину

• или ил
.
• песок или гравий
• твердая порода

в зависимости от фактического материала почвы. Примечание: Чтобы легко найти эти материалы в базе данных HTflux, вы можете выбрать « грунт » в фильтре категорий или введите « 13370 » в текстовом поиске.

 4) выбрать правильные граничные условия

использовать граничные условия с R = 0,04 м²K/Вт для внешнего климата, R=0,17 м²K/Вт для внутреннего пола и R=0,13 м²K/ W для внутренней поверхности стены.
(для справки см. граничные условия и поверхностное сопротивление). Вы можете выполнить расчет с любой комбинацией внутренней/внешней температуры, так как вы всегда получите одинаковые результаты.

 5) добавить инструмент измерения теплового потока

Добавить инструмент измерения теплового потока и настроить его для измерения общего теплового потока от внутренних поверхностей. (см. инструмент теплового потока)

6) добавить инструменты значения U

Примените инструмент значения U для стены и один для пола. Чтобы иметь возможность использовать инструмент значения U для пола, материал грунта должен быть временно заменен граничным условием. Поэтому используйте или создайте граничное условие для почвы с типом взвешенной температуры (например, используйте 0,50 или 0,80) и убедитесь, что сопротивление теплопередаче установлено на 9. 0004 0,00 .

7) запустите моделирование с граничными условиями грунта

, если вы заменили материал грунта граничными условиями грунта, теперь оба U-инструмента должны отображать правильные U-значения.
Дважды щелкните теги значения U и настройте его правильно: убедитесь, что выбрано значение 1d-U и используйте символ блокировки в правом верхнем углу, чтобы заморозить инструмент. Таким образом, вы сможете использовать значения U, рассчитанные позже.

8) повторное моделирование с грунтовым материалом

Замените граничное условие блока почвы материалом почвы (см. шаг 3). Повторно запустите симуляцию. Обязательно используйте максимально возможное разрешение для моделирования. Если вы ограничены 8 ГБ ОЗУ, вы должны использовать 10 мм (или меньше), если у вас 16 ГБ ОЗУ, вы должны использовать 5 мм (или меньше) для этого шага. Это обеспечит наилучшее качество результатов расчета.

9) добавить и настроить инструмент расчета Ψg

Используйте кнопку Ψg, чтобы добавить новый расчет, выберите опцию « ISO 10211/12270, плита марки

”для этого расчета.

1. Выберите здесь инструмент измерения теплового потока для внутреннего теплового потока (используйте раскрывающийся список, если вы применили больше инструментов).
2. Здесь вы можете ввести разность температур, относящуюся к тепловому потоку. Обычно это будет разница внутренней/внешней температуры. В этом случае вы должны оставить опцию «авто» включенной, и вам не нужно будет вводить здесь значение.
3. Расчетный L _2D Значение отображается здесь. (тепловой поток, деленный на разность температур)
4. Используйте раскрывающийся список, чтобы выбрать U-значение стены. (см. шаг 6)
   Убедитесь, что вы ввели правильную длину стены. Измерьте эту длину от верхней части области моделирования до нижнего контрольного уровня (см. размерную ссылку)
5. Введите проводимость используемого грунтового материала. Это необходимо для правильного расчета Ug.
6. Введите характерный размер плиты перекрытия B’. Это значение должно соответствовать двойной ширине вашей модели.