Методика розрахунку тепловтрат приміщень і порядок його виконання (див. СП 50.13330.2012 тепловий захист будівель, пункт 5).

Будинок втрачає тепло через огороджувальні конструкції (стіни, перекриття, вікна, дах, фундамент), вентиляцію й каналізацію. Основні втрати тепла йдуть через огороджувальні конструкції - 60-90% від всіх тепловтрат.

У будь-якому випадку облік тепловтрат необхідно проводити для всіх конструкцій захищає типу, які присутні в опалювальному приміщенні.

При цьому не обов'язково враховувати втрати тепла, які здійснюються через внутрішні конструкції, Якщо різниця їх температури з температурою в сусідніх приміщеннях не перевищує 3 градусів за Цельсієм.

Тепловтрати через огороджувальні конструкції

теплові втрати приміщень в основному залежать від:
1 Різниці температур в будинку і на вулиці (чому різниця більше, тим втрати вище),
2 теплозахисних властивостей стін, вікон, дверей, підлоги, статі (так званих огороджувальних конструкцій приміщення).

Огороджувальні конструкції в основному не є однорідними за структурою. А зазвичай складаються з декількох шарів. Приклад: стіна з ракушняка \u003d штукатурка + ракушняк + зовнішня обробка. У цю конструкцію можуть входити і замкнуті повітряні прошарки (Приклад: порожнини всередині цегли або блоків). Перераховані вище матеріали мають відмінні одна від одної теплотехнічні характеристики. Основною такою характеристикою для шару конструкції є його опір теплопередачі R.

Де q - це кількість тепла, яке втрачає квадратний метр огороджувальної поверхні (вимірюється зазвичай в Вт / м.кв.)

ΔT - різниця між температурою всередині розраховувати приміщення і зовнішньою температурою повітря (температура найбільш холодної п'ятиденки ° C для кліматічекского району в якому знаходиться розраховувати будівля).

В основному внутрішня температура в приміщеннях приймається. Житлові приміщення 22 оС. Нежитлові 18 оС. зони водних процедур 33 оС.

Коли мова йде про багатошарової конструкції, то опору шарів конструкції складаються.

δ - товщина шару, м;

λ - розрахунковий коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару конструкції, з урахуванням умов експлуатації огороджувальних конструкцій, Вт / (м2 оС).

Ну, ось з основними даними, необхідними для розрахунку розібралися.

Отже для розрахунку теплових втрат через огороджувальні конструкції нам потрібні:

1. Опір теплопередачі конструкцій (якщо конструкція багатошарова то Σ R шарів)

2. Різниця між температурою в розрахунковому приміщенні і на вулиці (температура найбільш холодної п'ятиденки ° C.). ΔT

3. Площі огорож F (Окремо стіни, вікна, двері, стеля, підлога)

4. Ще знадобиться орієнтація будівлі по відношенню до сторін світу.

Формула для розрахунку тепловтрат огорожею виглядає так:

Qогр \u003d (ΔT / Rогр) * Fогр * n * (1 + Σb)

Qогр - тепло втрати через огороджувальні конструкції, Вт

Rогр - опір теплопередачі, м.кв. ° C / Вт; (Якщо кілька шарів то Σ Rогр шарів)

Fогр - площа огороджувальної конструкції, м;

n - коефіцієнт дотику огороджувальної конструкції із зовнішнім повітрям.

Захисні конструкції	коефіцієнт n
1. Зовнішні стіни та покриття (в тому числі вентильовані зовнішнім повітрям), перекриття горищні (з покрівлею з штучних матеріалів) і над проїздами; перекриття над холодними (без огороджувальних стін) підпідлоговими в Північній будівельно-кліматичній зоні
2. Перекриття над холодними підвалами, що сполучаються із зовнішнім повітрям; перекриття горищні (з покрівлею з рулонних матеріалів); перекриття над холодними (з огороджувальними стінками) підпідлоговими і холодними поверхами в Північній будівельно-кліматичній зоні	0,9
3. Перекриття над не опалювальним підвалами зі світловими прорізами в стінах	0,75
4. Перекриття над не опалювальним підвалами без світлових прорізів в стінах, розташовані вище рівня землі	0,6
5. Перекриття над не опалювальним технічними підпідлоговими, розташованими нижче рівня землі	0,4

Тепловтрати кожної огороджувальної конструкції вважаються окремо. Величина тепловтрат через огороджувальні конструкції всього приміщення буде сума тепловтрат через кожну захисну конструкцію приміщення

Розрахунок тепловтрат через підлоги

Неутеплений підлогу на грунті

Зазвичай тепловтрати статі в порівнянні з аналогічними показниками інших огороджувальних конструкцій будівлі (зовнішні стіни, віконні та дверні прорізи) апріорі приймаються незначними і враховуються в розрахунках систем опалення в спрощеному вигляді. В основу таких розрахунків закладається спрощена система облікових і поправочних коефіцієнтів опору теплопередачі різних будівельних матеріалів.

Якщо врахувати, що теоретичне обгрунтування і методика розрахунку тепловтрат грунтового статі була розроблена досить давно (тобто з великим проектним запасом), можна сміливо говорити про практичної застосовності цих емпіричних підходів в сучасних умовах. Коефіцієнти теплопровідності і теплопередачі різних будівельних матеріалів, утеплювачів та підлогових покриттів добре відомі, а інших фізичних характеристик для розрахунку тепловтрат через підлогу не потрібно. За своїх теплотехнічних характеристиках підлоги прийнято розділяти на утеплені і не утеплені, конструктивно - підлоги на грунті і лагах.

Розрахунок тепловтрат через неутеплений підлогу на грунті ґрунтується на загальній формулі оцінки втрат теплоти через огороджувальні конструкції будівлі:

де Q - основні і додаткові тепловтрати, Вт;

А - сумарна площа огороджувальної конструкції, м2;

tв , tн - температура всередині приміщення і зовнішнього повітря, оС;

β - частка додаткових тепловтрат в сумарних;

n - поправочний коефіцієнт, значення якого визначається місцем розташування захисної конструкції;

Rо - опір теплопередачі, м2 ° С / Вт.

Зауважимо, що в разі однорідного однослойного перекриття підлоги опір теплопередачі Rо обернено пропорційна до коефіцієнта теплопередачі матеріалу неутеплену підлоги на грунті.

При розрахунку тепловтрат через неутеплений підлогу застосовується спрощений підхід, при якому величина (1 + β) n \u003d 1. Тепловтрати через підлогу прийнято виробляти методом зонування площі теплопередачі. Це пов'язано з природною неоднорідністю температурних полів грунту під перекриттям.

Тепловтрати неутеплену статі визначаються окремо для кожної двометрової зони, нумерація яких починається від зовнішньої стіни будівлі. Всього таких смуг шириною 2 м прийнято враховувати чотири, вважаючи температуру ґрунту в кожній зоні постійної. Четверта зона включає в себе всю поверхню неутеплену статі в межах перших трьох смуг. Опір теплопередачі приймається: для 1-ої зони R1 \u003d 2,1; для 2-ий R2 \u003d 4,3; відповідно для третьої і четвертої R3 \u003d 8,6, R4 \u003d 14,2 м2 * оС / Вт.

Рис.1. Зонування поверхні підлоги на грунті і прилеглих заглиблених стін при розрахунку теполопотерь

У разі заглиблених приміщень з грунтовою основою статі: площа першої зони, що примикає до стіновий поверхні, враховується в розрахунках двічі. Це цілком зрозуміло, тому що тепловтрати статі підсумовуються з втратами тепла в прилеглих до нього вертикальних конструкціях будівлі.

Розрахунок тепловтрат через підлогу проводиться для кожної зони окремо, а отримані результати сумуються і використовуються для теплотехнічного обгрунтування проекту будівлі. Розрахунок для температурних зон зовнішніх стін заглиблених приміщень проводитися за формулами, аналогічним наведеним вище.

У розрахунках тепловтрат через утеплена підлога (а таким він вважається, якщо в його конструкції є шари матеріалу з теплопровідністю менше 1,2 Вт / (м ° С)) величина опору теплопередачі неутеплену підлоги на грунті збільшується в кожному випадку на опір теплопередачі шару, що утеплює:

Rу.с \u003d δу.с / λу.с,

де δу.с - товщина шару, що утеплює, м; λу.с - теплопровідність матеріалу шару, що утеплює, Вт / (м ° С).

Теплопередача через огорожі будинку є складним процесом. Щоб максимально врахувати ці складності, обмір приміщень при розрахунках тепловтрат роблять по певними правилами, Які передбачають умовні збільшення або зменшення площі. Нижче наводяться основні положення цих правил.

Правила обміру площ огороджувальних конструкцій: а - розріз будівлі з горищним перекриттям; б - розріз будівлі з поєднаним покриттям; в - план будівлі; 1 - підлогу над підвалом; 2 - підлогу на лагах; 3 - стать на грунті;

Площа вікон, дверей та інших отворів вимірюється за найменшим будівельному прорізу.

Площа стелі (пт) і статі (пл) (крім підлоги на грунті) вимірюють між осями внутрішніх стін і внутрішньою поверхнею зовнішньої стіни.

Розміри зовнішніх стін приймають по горизонталі по зовнішньому периметру між осями внутрішніх стін і зовнішнім кутом стіни, а по висоті - на всіх поверхах, крім нижнього: від рівня чистої підлоги до підлоги наступного поверху. на останньому поверсі верх зовнішньої стіни збігається з верхом покриття або горищного перекриття. На нижньому поверсі в залежності від конструкції підлоги: а) від внутрішньої поверхні підлоги по грунту; б) від поверхні підготовки під конструкцію підлоги на лагах; в) від нижньої межі перекриття над неопалюваним підпіллям або підвалом.

При визначенні тепловтрат через внутрішні стіни їх площі обмірять по внутрішньому периметру. Втрати теплоти через внутрішні огородження приміщень можна не враховувати, якщо різниця температур повітря в цих приміщеннях складає 3 ° С і менше.

Розбивка поверхні підлоги (а) і заглиблених частин зовнішніх стін (б) на розрахункові зони I-IV

Передача теплоти з приміщення через конструкцію підлоги або стіни і товщу грунту, з якими вони стикаються, підпорядковується складним закономірностям. Для розрахунку опору теплопередачі конструкцій, розташованих на грунті, застосовують спрощену методику. Поверхня підлоги і стін (при цьому підлогу розглядається як продовження стіни) по грунту ділиться на смуги шириною 2 м, паралельні стику зовнішньої стіни і поверхні землі.

Відлік зон починається по стіні від рівня землі, а якщо стін по грунту немає, то зоною I є смуга статі, найближча до зовнішній стіні. Наступні дві смуги будуть мати номери II і III, а інша частина підлоги складе зону IV. Причому одна зона може починатися на стіні, а тривати на підлозі.

Пол або стіна, що не містять в своєму складі утеплюють шарів з матеріалів з коефіцієнтом теплопровідності менше 1,2 Вт / (м · ° С), називаються неутепленими. Опір теплопередачі такого статі прийнято позначати R нп, м 2 · ° С / Вт. Для кожної зони неутеплену статі передбачені нормативні значення опору теплопередачі:

• зона I - RI \u003d 2,1 м 2 · ° С / Вт;
• зона II - RII \u003d 4,3 м 2 · ° С / Вт;
• зона III - RIII \u003d 8,6 м 2 · ° С / Вт;
• зона IV - RIV \u003d 14,2 м 2 · ° С / Вт.

Якщо в конструкції підлоги, розташованого на грунті, є утеплюють шари, його називають утепленим, а його опір теплопередачі R уп, м 2 · ° С / Вт, визначається за формулою:

R уп \u003d R нп + R УС1 + R ВУС2 ... + R усn

Де R нп - опір теплопередачі даної зони неутеплену статі, м 2 · ° С / Вт;
R вус - опір теплопередачі шару, що утеплює, м 2 · ° С / Вт;

Для підлоги на лагах опір теплопередачі Rл, м 2 · ° С / Вт, розраховується за формулою.

Тепловтрати через підлогу, розташований на грунті, розраховуються по зонам згідно. Для цього поверхню підлоги ділять на смуги шириною 2 м, паралельні зовнішніх стін. Смугу, найближчу до зовнішньої стіни, позначають першою зоною, наступні дві смуги - другий і третій зоною, а решту поверхні підлоги - четвертої зоною.

При розрахунку тепловтрат підвальних приміщень розбивка на смуги-зони в даному випадку проводиться від рівня землі по поверхні підземної частини стін і далі по підлозі. Умовні опору теплопередачі для зон в цьому випадку приймаються і розраховуються так само, як для утепленого статі при наявності утеплюють шарів, якими в даному випадку є шари конструкції стіни.

Коефіцієнт теплопередачі К, Вт / (м 2 ∙ ° С) для кожної зони утепленої підлоги на грунті визначається за формулою:

де - опір теплопередачі утепленої підлоги на грунті, м 2 ∙ ° С / Вт, розраховується за формулою:

\u003d + Σ, (2.2)

де - опір теплопередачі неутеплену статі i-тій зони;

δ j - товщина j-того шару, що утеплює конструкції;

λ j - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, з якого складається шар.

Для всіх зон неутеплену статі є дані щодо опору теплопередачі, які приймаються по:

2,15 м 2 ∙ ° С / Вт - для першої зони;

4,3 м 2 ∙ ° С / Вт - для другої зони;

8,6 м 2 ∙ ° С / Вт - для третьої зони;

14,2 м 2 ∙ ° С / Вт - для четвертої зони.

В даному проекті підлоги на грунті мають 4 шари. Конструкція підлоги наведена на малюнку 1.2, конструкція стіни приведена на малюнку 1.1.

Приклад теплотехнічного розрахунку підлог, розташованих на грунті для приміщення 002 вентиляційна шахта:

1. Розподіл на зони в приміщенні венткамера умовно представлено на малюнку 2.3.

Малюнок 2.3. Розподіл на зони приміщення венткамера

На малюнку видно, що в другу зону входить частина стіни і частина підлоги. Тому коефіцієнт опору теплопередачі цієї зони розраховується двічі.

2. Визначимо опір теплопередачі утепленої підлоги на грунті,, м 2 ∙ ° С / Вт:

2,15 + \u003d 4,04 м 2 ∙ ° С / Вт,

4,3 + \u003d 7,1 м 2 ∙ ° С / Вт,

4,3 + \u003d 7,49 м 2 ∙ ° С / Вт,

8,6 + \u003d 11,79 м 2 ∙ ° С / Вт,

14,2 + \u003d 17,39 м 2 ∙ ° С / Вт.

Суть теплових розрахунків приміщень, в тій чи іншій мірі знаходяться в грунті, зводиться до визначення впливу атмосферного «холоду» на їх тепловий режим, а точніше, в якій мірі якийсь грунт ізолює дане приміщення від атмосферного температурного впливу. Оскільки теплоізоляційні властивості грунту залежать від занадто великого числа чинників, то була прийнята так звана методика 4-х зон. Вона заснована на простому припущенні про те, що чим товще шар грунту, тим вище його теплоізоляційні властивості (в більшою мірою знижується вплив атмосфери). Найкоротша відстань (по вертикалі або горизонталі) до атмосфери розбивають на 4 зони, 3 з яких мають ширину (якщо це пів по грунту) або глибину (якщо це стіни по грунту) по 2 метри, а у четвертій ці характеристики рівні нескінченності. Кожній з 4-х зон присвоюються свої постійні теплоізоляційні властивості за принципом - чим далі зона (чим більше її порядковий номер), тим вплив атмосфери менше. Опускаючи формалізований підхід, можна зробити простий висновок про те, що чим далі якась точка в приміщенні знаходиться від атмосфери (з кратністю 2 м), тим в більш сприятливих умовах (З точки зору впливу атмосфери) вона буде перебувати.

Таким чином, відлік умовних зон починають по стіні від рівня землі за умови наявності стін по грунту. Якщо стіни по грунту відсутні, то першою зоною буде смуга статі, найближча до зовнішньої стіни. Далі нумеруються зони 2 і 3 шириною по 2 метри. Частина, що залишилася зона - зона 4.

Важливо врахувати, що зона може починатися на стіні і закінчуватися на підлозі. В цьому випадку слід бути особливо уважним при проведенні розрахунків.

Якщо підлога неутеплені, то значення опорів теплопередачі неутеплені підлоги по зонам рівні:

зона 1 - R н.п. \u003d 2,1 кв.м * С / Вт

зона 2 - R н.п. \u003d 4,3 кв.м * С / Вт

зона 3 - R н.п. \u003d 8,6 кв.м * С / Вт

зона 4 - R н.п. \u003d 14,2 кв.м * С / Вт

Для розрахунку опору теплопередачі для утеплених підлог можна скористатися наступною формулою:

- опір теплопередачі кожної зони неутеплені підлоги, кв.м * С / Вт;

- товщина утеплювача, м;

- коефіцієнт теплопровідності утеплювача, Вт / (м * С);

Незважаючи на те, що тепловтрати через підлогу більшості одноповерхових промислових, адміністративно-побутових і житлових будівель рідко перевищують 15% від загальних втрат тепла, а при збільшенні поверховості часом не досягають і 5%, важливість правильного рішення задачі ...

Визначення тепловтрат від повітря першого поверху або підвалу в грунт не втрачає своєї актуальності.

У цій статті розглядаються два варіанти вирішення поставленого в заголовку завдання. Висновки - в кінці статті.

Вважаючи втрати тепла, завжди слід розрізняти поняття «будинок» і «приміщення».

При виконанні розрахунку для всієї будівлі переслідується мета - знайти потужність джерела і всієї системи теплопостачання.

При розрахунку теплових втрат кожного окремого приміщення будівлі, вирішується завдання визначення потужності і кількості теплових приладів (батарей, конвекторів і т.д.), необхідних для установки в кожне конкретне приміщення з метою підтримки заданої температури внутрішнього повітря.

Повітря в приміщенні нагрівається за рахунок отримання теплової енергії від Сонця, зовнішніх джерел теплопостачання через систему опалення і від різноманітних внутрішніх джерел - від людей, тварин, оргтехніки, побутової техніки, Ламп освітлення, системи гарячого водопостачання.

Повітря всередині приміщень остигає за рахунок втрат теплової енергії через огороджувальні конструкції будівлі, які характеризуються термічними опорами, вимірюваними в м 2 · ° С / Вт:

R = Σ (δ i /λ i )

δ i - товщина шару матеріалу огороджувальної конструкції в метрах;

λ i - коефіцієнт теплопровідності матеріалу в Вт / (м · ° С).

Захищають будинок від зовнішнього середовища стелю (перекриття) верхнього поверху, зовнішні стіни, вікна, двері, ворота і підлогу першого поверху (можливо - підвалу).

Зовнішнє середовище - це зовнішнє повітря і грунт.

Розрахунок втрат тепла будовою виконують при розрахунковій температурі зовнішнього повітря для самої холодної п'ятиденки в році в місцевості, де побудований (або буде побудований) об'єкт!

Але, зрозуміло, ніхто не забороняє вам зробити розрахунок і для будь-якого іншого часу року.

розрахунок вExcel тепловтрат через підлогу і стіни, що примикають до грунту за загальноприйнятою зональної методикою В.Д. Мачинського.

Температура грунту під будівлею залежить в першу чергу від теплопровідності і теплоємності самого грунту і від температури навколишнього повітря в даній місцевості протягом року. Так як температура зовнішнього повітря істотно розрізняється в різних кліматичних зонах, То і грунт має різну температуру в різні періоди року на різних глибинах в різних районах.

Для спрощення рішення складного завдання визначення тепловтрат через підлогу і стіни підвалу в грунт ось уже понад 80 років успішно застосовується методика розбивки площі огороджувальних конструкцій на 4 зони.

Кожна з чотирьох зон має своє фіксоване опір теплопередачі в м 2 · ° С / Вт:

R 1 \u003d 2,1 R 2 \u003d 4,3 R 3 \u003d 8,6 R 4 \u003d 14,2

Зона 1 являє собою смугу на підлозі (при відсутності заглиблення грунту під будовою) шириною 2 метри, отмеренную від внутрішньої поверхні зовнішніх стін уздовж всього периметра або (в разі наявності підпілля або підвалу) смугу тією ж шириною, отмеренную вниз по внутрішніх поверхонь зовнішніх стін від кромки грунту.

Зони 2 і 3 мають також ширину 2 метри і розташовуються за зоною 1 ближче до центру будівлі.

Зона 4 займає все центральну площу.

На малюнку, представленому трохи нижче зона 1 розташована повністю на стінах підвалу, зона 2 - частково на стінах і частково на підлозі, зони 3 і 4 повністю знаходяться на підлозі підвалу.

Якщо будівля вузьке, то зон 4 і 3 (а іноді і 2) може просто не бути.

Площа статі зони 1 в кутах враховується при розрахунку двічі!

Якщо вся зона 1 розташовується на вертикальних стінах, То площа вважається за фактом без всяких добавок.

Якщо частина зони 1 знаходиться на стінах, а частина на підлозі, то тільки кутові частини статі враховуються двічі.

Якщо вся зона 1 розташовується на підлозі, то порахуйте площу слід при розрахунку збільшити на 2 × 2х4 \u003d 16 м 2 (для будинку прямокутного в плані, тобто з чотирма кутами).

Якщо заглиблення будови в грунт немає, то це означає, що H =0.

Нижче представлений скріншот програми розрахунку в Excel тепловтрат через підлогу і заглиблення стіни для прямокутних в плані будівель.

площі зон F 1 , F 2 , F 3 , F 4 обчислюються за правилами звичайної геометрії. Завдання громіздка, вимагає часто малювання ескізу. Програма істотно полегшує вирішення цього завдання.

Загальні втрати тепла в навколишній грунт визначаються за формулою в КВт:

Q Σ =((F 1 + F 1У )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 ) * (T вр -t нр) / 1000

Користувачеві необхідно лише заповнити в таблиці Excel значеннями перші 5 рядків і вважати внизу результат.

Для визначення теплових втрат в грунт приміщень площі зон доведеться рахувати вручну і потім підставляти в вищенаведену формулу.

На наступному скріншоті показаний як приклад розрахунок в Excel тепловтрат через підлогу і заглиблення стіни для правого нижнього (по малюнку) приміщення підвалу.

Сума втрат тепла в грунт кожним приміщенням дорівнює загальним тепловим втратам в грунт всієї будівлі!

На малюнку нижче показані спрощені схеми типових конструкцій підлоги і стін.

Пол і стіни вважаються неутепленими, якщо коефіцієнти теплопровідності матеріалів ( λ i ), З яких вони складаються, більше 1,2 Вт / (м · ° С).

Якщо підлогу і / або стіни утеплені, тобто містять в складі шари з λ <1,2 Вт / (м · ° С), то опір розраховують для кожної зони окремо за формулою:

R утепл i = R неутепл i + Σ (δ j /λ j )

тут δ j - товщина шару утеплювача в метрах.

Для підлог на лагах опір теплопередачі обчислюють також для кожної зони, але за іншою формулою:

R на лагах i =1,18*(R неутепл i + Σ (δ j /λ j ) )

Розрахунок теплових втрат вMS Excel через підлогу і стіни, що примикають до грунту за методикою професора А.Г. Сотникова.

Дуже цікава методика для заглиблених в грунт будівель викладена в статті «Теплофізичний розрахунок тепловтрат підземної частини будівель». Стаття вийшла в світ в 2010 році в №8 журналу «АВОК» в рубриці «Дискусійний клуб».

Тим, хто хоче зрозуміти сенс написаного далі, слід перш обов'язково вивчити вищеназвану.

А.Г. Сотников, спираючись в основному на висновки і досвід інших вчених-попередників, є одним з небагатьох, хто майже за 100 років спробував зрушити з мертвої точки тему, яка хвилює багатьох теплотехніків. Дуже імпонує його підхід з точки зору фундаментальної теплотехніки. Але складність правильної оцінки температури грунту і його коефіцієнта теплопровідності при відсутності відповідних дослідницьких робіт кілька зрушує методику А.Г. Сотникова в теоретичну площину, віддаляючи від практичних розрахунків. Хоча при цьому, продовжуючи спиратися на зональний метод В.Д. Мачинського, все просто сліпо вірять результатам і, розуміючи загальний фізичний зміст їх виникнення, не можуть виразно бути впевненими в отриманих числових значеннях.

У чому сенс методики професора А.Г. Сотникова? Він пропонує вважати, що все тепловтрати через підлогу заглибленого будівлі «йдуть» в глиб планети, а все втрати тепла через стіни, що контактують з грунтом, передаються в результаті на поверхню і «розчиняються» в повітрі навколишнього середовища.

Це схоже частково на правду (без математичних обгрунтувань) при наявності достатнього заглиблення підлоги першого поверху, але при заглибленні менше 1,5 ... 2,0 метрів виникають сумніви в правильності постулатів ...

Незважаючи на всі критичні зауваження, зроблені в попередніх абзацах, саме розвиток алгоритму професора А.Г. Сотникова бачиться вельми перспективним.

Виконаємо розрахунок в Excel тепловтрат через підлогу і стіни в грунт для того ж будинку, що і в попередньому прикладі.

Записуємо в блок вихідних даних розміри підвальній частині будівлі і розрахункові температури повітря.

Далі необхідно заповнити характеристики грунту. Як приклад візьмемо піщаний грунт і впишемо в вихідні дані його коефіцієнт теплопровідності і температуру на глибині 2,5 метрів в січні. Температуру і коефіцієнт теплопровідності грунту для вашої місцевості можна знайти в Інтернеті.

Стіни та підлога виконаємо із залізобетону ( λ \u003d 1,7 Вт / (м · ° С)) товщиною 300мм ( δ =0,3 м) з термічним опором R = δ / λ \u003d 0,176 м 2 · ° С / Вт.

І, нарешті, дописуємо в вихідні дані значення коефіцієнтів тепловіддачі на внутрішніх поверхнях підлоги і стін і на зовнішній поверхні грунту, що стикається із зовнішнім повітрям.

Програма виконує розрахунок в Excel за нижченаведеними формулами.

Площа статі:

F пл \u003dB * A

Площа стін:

F ст \u003d 2 *h *(B + A )

Умовна товщина шару грунту за стінами:

δ ум = f(h / H )

Термоопір грунту під підлогою:

R 17 \u003d (1 / (4 * λ гр) * (π / F пл ) 0,5

Тепловтрати через підлогу:

Q пл = F пл *(t в — t гр )/(R 17 + R пл + 1 / α в)

Термоопір грунту за стінами:

R 27 = δ ум / Λ гр

Тепловтрати через стіни:

Q ст = F ст *(t в — t н ) / (1 / α н +R 27 + R ст + 1 / α в)

Загальні втрати тепла в грунт:

Q Σ = Q пл + Q ст

Зауваження та висновки.

Тепловтрати будівлі через підлогу і стіни в грунт, отримані за двома різними методиками суттєво різняться. За алгоритмом А.Г. Сотникова значення Q Σ =16,146 КВт, що майже в 5 разів більше, ніж значення за загальноприйнятим «зональному» алгоритму - Q Σ =3,353 КВт!

Справа в тому, що термічний опір грунту між заглибленими стінами і зовнішнім повітрям R 27 =0,122 м 2 · ° С / Вт явно мало і навряд чи відповідає дійсності. А це означає, що умовна товщина ґрунту δ ум визначається не зовсім коректно!

До того ж «голий» залізобетон стін, обраний мною в прикладі - це теж зовсім нереальний для нашого часу варіант.

Уважний читач статті А.Г. Сотникова знайде цілий ряд помилок, скоріше не авторських, а що виникли при наборі тексту. То у формулі (3) з'являється множник 2 у λ , То в подальшому зникає. У прикладі при розрахунку R 17 немає після одиниці знака ділення. У тому ж прикладі при розрахунку втрат тепла через стіни підземної частини будівлі площа чогось ділиться на 2 у формулі, але потім не ділиться під час запису значень ... Що це за неутеплені стіни і підлогу в прикладі з R ст = R пл =2 м 2 · ° С / Вт? Їх товщина повинна бути в такому випадку мінімум 2,4 м! А якщо стіни і підлогу утеплені, то, на кшталт, некоректно порівнювати ці тепловтрати з варіантом розрахунку по зонам для неутеплену статі.

R 27 = δ ум / (2 * λ гр) \u003d К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))

Щодо питання, щодо присутності множника 2 у λ гр було вже сказано вище.

Я поділив повні еліптичні інтеграли один на одного. У підсумку вийшло, що на графіку в статті показана функція при λ гр \u003d 1:

δ ум = (½) * К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))

Але математично правильно повинно бути:

δ ум = 2 * К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))

або, якщо множник 2 у λ гр не потрібен:

δ ум = 1 * К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))

Це означає, що графік для визначення δ ум видає помилкові занижені в 2 або в 4 рази значення ...

Виходить поки всім нічого іншого не залишається, як продовжувати не те «рахувати», чи то «визначати» тепловтрати через підлогу і стіни в грунт по зонам? Іншого гідного методу за 80 років не придумали. Або придумали, але не допрацювали ?!

Пропоную читачам блогу протестувати обидва варіанти розрахунків в реальних проектах і результати уявити в коментарях для порівняння та аналізу.

Все, що сказано в останній частині цієї статті, є виключно думкою автора і не претендує на істину в останній інстанції. Буду радий вислухати в коментарях думку фахівців по цій темі. Хотілося б розібратися до кінця з алгоритмом А.Г. Сотникова, адже він реально має більш суворе Теплофізичне обгрунтування, ніж загальноприйнята методика.

прошу поважають працю автора викачувати файл з програмами розрахунків після підписки на анонси статей!

P. S. (25.02.2016)

Майже через рік після написання статті вдалося розібратися з питаннями, озвученими трохи вище.

По-перше, програма розрахунку тепловтрат в Excel за методикою А.Г. Сотникова вважає все правильно - точно за формулами А.І. Пеховіча!

По-друге, яка зробила сум'яття в мої міркування формула (3) зі статті А.Г. Сотникова не повинна виглядати так:

R 27 = δ ум / (2 * λ гр) \u003d К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))

У статті А.Г. Сотникова - не вірно запис! Але далі графік побудований, і приклад розрахований по правильним формулами !!!

Так повинно бути згідно А.І. Пеховічу (стр 110, додаткове завдання до п.27):

R 27 = δ ум / Λ гр\u003d 1 / (2 * λ гр) * К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))

δ ум \u003d R 27 * λ гр \u003d (½) * К (cos((h / H ) * (Π / 2))) / К (sin((h / H ) * (Π / 2)))