Điện trở sàn theo vùng. Tính toán kỹ thuật nhiệt của sàn nằm trên mặt đất

18.10.2019

Tổn thất nhiệt qua sàn nằm trên mặt đất được tính theo vùng theo Để làm điều này, bề mặt sàn được chia thành các dải rộng 2 m, song song với các bức tường bên ngoài. Làn đường gần nhất bức tường bên ngoài, được chỉ định là vùng đầu tiên, hai sọc tiếp theo là vùng thứ hai và thứ ba, và phần còn lại của bề mặt sàn là vùng thứ tư.

Khi tính tổn thất nhiệt tầng hầm Trong trường hợp này, việc phân chia thành các vùng dải được thực hiện từ mặt đất dọc theo bề mặt của phần ngầm của các bức tường và xa hơn nữa dọc theo sàn nhà. Điện trở truyền nhiệt có điều kiện cho các vùng trong trường hợp này được chấp nhận và tính toán theo cách tương tự như đối với sàn cách nhiệt có các lớp cách nhiệt, trong trường hợp này là các lớp của kết cấu tường.

Hệ số truyền nhiệt K, W/(m 2 ∙°C) cho từng vùng của sàn cách nhiệt trên mặt đất được xác định theo công thức:

trong đó là điện trở truyền nhiệt của sàn cách nhiệt trên mặt đất, m 2 ∙°C/W, tính theo công thức:

= + Σ , (2.2)

điện trở truyền nhiệt của sàn không cách nhiệt của vùng thứ i ở đâu;

δ j - độ dày của lớp thứ j của kết cấu cách điện;

λ j là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu chứa lớp đó.

Đối với tất cả các vùng của sàn không cách nhiệt, có dữ liệu về khả năng chống truyền nhiệt, được chấp nhận theo:

2,15 m 2 ∙°С/W – đối với vùng thứ nhất;

4,3 m 2 ∙°С/W – đối với vùng thứ hai;

8,6 m 2 ∙°С/W – đối với vùng thứ ba;

14,2 m 2 ∙°С/W – cho vùng thứ tư.

Trong dự án này, sàn trên mặt đất có 4 lớp. Kết cấu sàn thể hiện trên hình 1.2, kết cấu tường thể hiện trên hình 1.1.

Ví dụ tính toán kỹ thuật nhiệt của các tầng nằm trên mặt đất cho buồng thông gió phòng 002:

1. Việc phân chia thành các vùng trong buồng thông gió được trình bày theo quy ước trên Hình 2.3.

Hình 2.3. Phân chia buồng thông gió thành các khu

Hình vẽ cho thấy vùng thứ hai bao gồm một phần tường và một phần sàn. Do đó, hệ số cản truyền nhiệt của vùng này được tính hai lần.

2. Hãy xác định khả năng truyền nhiệt của sàn cách nhiệt trên mặt đất, , m 2 ∙°C/W:

2,15 + = 4,04 m 2 ∙°С/W,

4,3 + = 7,1 m 2 ∙°С/W,

4,3 + = 7,49 m 2 ∙°С/W,

8,6 + = 11,79 m 2 ∙°С/W,

14,2 + = 17,39 m 2 ∙°C/W.

Sự truyền nhiệt qua vỏ của ngôi nhà là quá trình phức tạp. Để giải quyết những khó khăn này càng nhiều càng tốt, việc đo đạc mặt bằng khi tính toán tổn thất nhiệt được thực hiện theo các quy tắc nhất định, quy định việc tăng hoặc giảm diện tích có điều kiện. Dưới đây là những nội dung chính của quy định này.

Quy tắc đo diện tích các công trình bao quanh: a - phần nhà có tầng áp mái; b - phần của tòa nhà có lớp phủ kết hợp; c - sơ đồ xây dựng; 1 - tầng phía trên tầng hầm; 2 - sàn trên dầm; 3 - tầng trên mặt đất;

Diện tích cửa sổ, cửa ra vào và các lỗ mở khác được đo bằng lỗ mở nhỏ nhất của công trình.

Diện tích trần (pt) và sàn (pl) (trừ sàn trên mặt đất) được đo giữa trục của tường trong và mặt trong của tường ngoài.

Kích thước của các bức tường bên ngoài được lấy theo chiều ngang dọc theo chu vi bên ngoài giữa các trục của tường bên trong và góc ngoài của tường, và theo chiều cao - trên tất cả các tầng trừ tầng dưới: từ mức sàn hoàn thiện đến sàn của tầng tiếp theo. Ở tầng trên cùng, đỉnh tường ngoài trùng với đỉnh mái che hoặc tầng gác mái. Ở tầng dưới, tùy theo thiết kế tầng: a) từ bề mặt bên trong sàn trên mặt đất; b) từ bề mặt chuẩn bị cho kết cấu sàn trên dầm; c) từ mép dưới của trần phía trên tầng hầm hoặc tầng hầm không được sưởi ấm.

Khi xác định tổn thất nhiệt qua bức tường nội thất diện tích của chúng được đo dọc theo chu vi bên trong. Tổn thất nhiệt qua vỏ bên trong của phòng có thể được bỏ qua nếu chênh lệch nhiệt độ không khí trong các phòng này nhỏ hơn hoặc bằng 3 °C.

Phân chia bề mặt sàn (a) và phần lõm của tường ngoài (b) thành các vùng thiết kế I-IV

Việc truyền nhiệt từ một căn phòng qua cấu trúc của sàn hoặc tường và độ dày của đất mà chúng tiếp xúc phải tuân theo những quy luật phức tạp. Để tính toán khả năng truyền nhiệt của các kết cấu nằm trên mặt đất, một phương pháp đơn giản hóa được sử dụng. Bề mặt sàn và tường (nơi sàn được coi là phần tiếp nối của tường) được chia dọc theo mặt đất thành các dải rộng 2 m, song song với điểm tiếp giáp của tường ngoài và mặt đất.

Việc đếm các vùng bắt đầu dọc theo bức tường từ mặt đất và nếu không có bức tường dọc theo mặt đất thì vùng I là dải sàn gần bức tường bên ngoài nhất. Hai sọc tiếp theo sẽ được đánh số II và III, phần còn lại của sàn sẽ là khu IV. Hơn nữa, một vùng có thể bắt đầu trên tường và tiếp tục trên sàn.

Sàn hoặc tường không có lớp cách nhiệt làm bằng vật liệu có hệ số dẫn nhiệt nhỏ hơn 1,2 W/(m °C) được gọi là không cách nhiệt. Điện trở truyền nhiệt của sàn như vậy thường được ký hiệu là R np, m 2 °C/W. Đối với mỗi vùng của sàn không cách nhiệt, các giá trị điện trở truyền nhiệt tiêu chuẩn được cung cấp:

vùng I - RI = 2,1 m 2 °C/W;
vùng II - RII = 4,3 m 2 °C/W;
vùng III - RIII = 8,6 m 2 °C/W;
vùng IV - RIV = 14,2 m 2 °C/W.

Nếu kết cấu sàn nằm trên mặt đất có các lớp cách nhiệt thì gọi là cách nhiệt và điện trở truyền nhiệt R đơn vị của nó, m 2 °C/W, được xác định theo công thức:

R up = R np + R us1 + R us2 ... + R usn

Trong đó R np là khả năng truyền nhiệt của vùng đang xem xét của sàn không cách nhiệt, m 2 °C/W;
R us - điện trở truyền nhiệt của lớp cách điện, m 2 °C/W;

Đối với sàn có dầm, khả năng chịu nhiệt Rl, m 2 °C/W, được tính theo công thức.

Trước đây, chúng tôi đã tính toán tổn thất nhiệt của sàn dọc theo mặt đất cho một ngôi nhà rộng 6 m với mực nước ngầm là 6 m và sâu +3 độ.
Kết quả và báo cáo vấn đề ở đây -
Sự mất nhiệt vào không khí đường phố và sâu vào lòng đất cũng được tính đến. Bây giờ tôi sẽ tách ruồi ra khỏi cốt lết, cụ thể là tôi sẽ thực hiện tính toán hoàn toàn trong lòng đất, không bao gồm sự truyền nhiệt ra không khí bên ngoài.

Tôi sẽ thực hiện các phép tính cho phương án 1 từ phép tính trước đó (không có lớp cách nhiệt). và các kết hợp dữ liệu sau
1. GWL 6m, +3 tại GWL
2. GWL 6m, +6 tại GWL
3. GWL 4m, +3 tại GWL
4. GWL 10m, +3 tại GWL.
5. GWL 20m, +3 tại GWL.
Như vậy, chúng ta sẽ khép lại những câu hỏi liên quan đến ảnh hưởng của độ sâu nước ngầm và ảnh hưởng của nhiệt độ đến nước ngầm.
Tính toán, như trước đây, là cố định, không tính đến biến động theo mùa và nói chung là không tính đến không khí bên ngoài
Các điều kiện là như nhau. Nền đất có Lyamda=1, tường 310mm Lyamda=0,15, sàn 250mm Lyamda=1,2.

Kết quả, như trước đây, là hai hình ảnh (đường đẳng nhiệt và “IR”) và hình số - khả năng chống truyền nhiệt vào đất.

Các kết quả tính toán số:
1. R=4,01
2. R=4,01 (Mọi thứ đều được chuẩn hóa cho sự khác biệt, đáng lẽ không nên làm khác)
3. R=3,12
4. R=5,68
5. R=6,14

Về kích thước. Nếu chúng ta tương quan chúng với độ sâu của mực nước ngầm, chúng ta sẽ nhận được kết quả sau
4m. R/L=0,78
6m. R/L=0,67
10m. R/L=0,57
20m. R/L=0,31
R/L sẽ bằng 1 (hay đúng hơn là nghịch đảo hệ số dẫn nhiệt của đất) trong vô hạn căn nhà lớn, trong trường hợp của chúng tôi, kích thước của ngôi nhà có thể so sánh được với độ sâu mà sự mất nhiệt xảy ra và những gì ngôi nhà nhỏ hơn So với độ sâu thì tỷ lệ này càng nhỏ.

Mối quan hệ R/L thu được sẽ phụ thuộc vào tỷ lệ chiều rộng của ngôi nhà với mặt đất (B/L), cộng thêm, như đã nói, đối với B/L->vô cực R/L->1/Lamda.
Tổng cộng có những điểm sau cho một ngôi nhà dài vô tận:
Trái/B | R*Lamda/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Sự phụ thuộc này gần đúng theo cấp số nhân (xem biểu đồ trong phần nhận xét).
Hơn nữa, số mũ có thể được viết đơn giản hơn mà không mất nhiều độ chính xác, cụ thể là
R*Lamda/L=EXP(-L/(3B))
Công thức này tại cùng một điểm cho kết quả như sau:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Những thứ kia. lỗi trong vòng 10%, tức là Rất thoả đáng.

Do đó, đối với một ngôi nhà vô hạn có chiều rộng bất kỳ và đối với bất kỳ mực nước ngầm nào trong phạm vi được xem xét, chúng ta có công thức tính khả năng chống truyền nhiệt ở mực nước ngầm:
R=(L/Lamda)*EXP(-L/(3B))
ở đây L là độ sâu của mực nước ngầm, Lyamda là hệ số dẫn nhiệt của đất, B là chiều rộng của ngôi nhà.
Công thức có thể áp dụng trong phạm vi L/3B từ 1,5 đến xấp xỉ vô cực (GWL cao).

Nếu chúng ta sử dụng công thức tính mực nước ngầm sâu hơn, công thức sẽ đưa ra một sai số đáng kể, ví dụ, đối với độ sâu 50m và chiều rộng 6m của một ngôi nhà, chúng ta có: R=(50/1)*exp(-50/18)=3.1 , rõ ràng là quá nhỏ.

Chúc mọi người có một ngày tốt lành!

Kết luận:
1. Việc tăng độ sâu của mực nước ngầm không dẫn đến giảm tổn thất nhiệt tương ứng ở nước ngầm, khi ngày càng có nhiều đất tham gia.
2. Đồng thời, hệ thống có mực nước ngầm từ 20 m trở lên không bao giờ có thể đạt đến mức cố định nhận được trong tính toán trong “tuổi thọ” của ngôi nhà.
3. R vào lòng đất không quá lớn, ở mức 3-6 nên tổn thất nhiệt sâu vào sàn dọc theo mặt đất là rất đáng kể. Điều này phù hợp với kết quả thu được trước đó về việc không giảm đáng kể lượng nhiệt thất thoát khi cách nhiệt bằng băng hoặc vùng mù.
4. Một công thức bắt nguồn từ kết quả, hãy sử dụng nó cho sức khỏe của bạn (tất nhiên là bạn phải tự chịu rủi ro và rủi ro, vui lòng biết trước rằng tôi không chịu trách nhiệm về độ tin cậy của công thức và các kết quả khác cũng như khả năng ứng dụng của chúng trong luyện tập).
5. Nó xuất phát từ một nghiên cứu nhỏ được thực hiện dưới đây trong phần bình luận. Sự mất nhiệt ra đường làm giảm sự thất thoát nhiệt xuống đất. Những thứ kia. Việc xem xét hai quá trình truyền nhiệt riêng biệt là không chính xác. Và bằng cách tăng cường bảo vệ nhiệt từ đường phố, chúng tôi tăng lượng nhiệt thất thoát vào lòng đất và do đó, rõ ràng tại sao tác dụng cách nhiệt của đường viền của ngôi nhà thu được trước đó lại không quá đáng kể.

Thông thường, tổn thất nhiệt của sàn so với các chỉ số tương tự của các lớp vỏ tòa nhà khác (tường ngoài, cửa sổ và cửa ra vào) được coi là tiên nghiệm là không đáng kể và được tính đến khi tính toán hệ thống sưởi ở dạng đơn giản hóa. Cơ sở cho những tính toán như vậy là một hệ số tính toán và hiệu chỉnh đơn giản về khả năng chịu truyền nhiệt của các loại khác nhau. vật liệu xây dựng.

Nếu chúng ta tính đến việc cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán tổn thất nhiệt của tầng trệt đã được phát triển cách đây khá lâu (tức là với biên độ thiết kế lớn), chúng ta có thể nói một cách an toàn về khả năng ứng dụng thực tế của các phương pháp thực nghiệm này trong điều kiện hiện đại. Hệ số dẫn nhiệt và truyền nhiệt của các loại vật liệu xây dựng, vật liệu cách nhiệt và thảm trải Nhađã được biết rõ và không cần có đặc tính vật lý nào khác để tính toán tổn thất nhiệt qua sàn. Theo ý riêng của họ đặc tính nhiệt Sàn nhà thường được chia thành cách nhiệt và không cách nhiệt, về mặt cấu trúc - sàn trên mặt đất và gỗ.

Tính toán tổn thất nhiệt qua sàn không được cách nhiệt trên mặt đất dựa trên công thức chung đánh giá tổn thất nhiệt qua vỏ công trình:

Ở đâu Q- tổn thất nhiệt chính và phụ, W;

MỘT- tổng diện tích kết cấu bao quanh, m2;

tv , t- nhiệt độ không khí trong nhà và ngoài trời, °C;

β - chia sẻ mất nhiệt bổ sung Tổng cộng;

N- hệ số hiệu chỉnh, giá trị của hệ số này được xác định bởi vị trí của kết cấu bao quanh;

Ro- điện trở truyền nhiệt, m2°C/W.

Lưu ý rằng trong trường hợp trải sàn một lớp đồng nhất, khả năng truyền nhiệt Ro tỷ lệ nghịch với hệ số truyền nhiệt của vật liệu sàn không cách nhiệt trên mặt đất.

Khi tính toán tổn thất nhiệt qua sàn không được cách nhiệt, người ta sử dụng phương pháp đơn giản hóa, trong đó giá trị (1+ β) n = 1. Tổn thất nhiệt qua sàn thường được thực hiện bằng cách khoanh vùng diện tích truyền nhiệt. Điều này là do tính không đồng nhất tự nhiên của các trường nhiệt độ của đất dưới trần nhà.

Tổn thất nhiệt từ sàn không cách nhiệt được xác định riêng cho từng khu vực hai mét, việc đánh số bắt đầu từ bức tường bên ngoài của tòa nhà. Tổng cộng có bốn dải như vậy rộng 2 m thường được tính đến, coi nhiệt độ mặt đất ở mỗi vùng là không đổi. Vùng thứ tư bao gồm toàn bộ bề mặt của sàn không cách nhiệt trong ranh giới của ba sọc đầu tiên. Giả sử điện trở truyền nhiệt: đối với vùng thứ nhất R1=2,1; cho R2 thứ 2=4,3; tương ứng cho R3=8,6 thứ ba và thứ tư, R4=14,2 m2*оС/W.

Hình.1. Khoanh vùng mặt sàn trên nền đất và tường lõm liền kề khi tính tổn thất nhiệt

Trong trường hợp phòng lõm có nền đất sàn: diện tích của vùng đầu tiên tiếp giáp với bề mặt tường được tính toán hai lần. Điều này khá dễ hiểu, vì sự mất nhiệt của sàn được tổng hợp bằng sự mất nhiệt trong các cấu trúc bao quanh thẳng đứng liền kề của tòa nhà.

Việc tính toán tổn thất nhiệt qua sàn được thực hiện cho từng khu vực riêng biệt và kết quả thu được được tóm tắt và sử dụng để chứng minh kỹ thuật nhiệt của thiết kế tòa nhà. Việc tính toán các vùng nhiệt độ của tường ngoài của phòng lõm được thực hiện bằng các công thức tương tự như công thức trên.

Khi tính toán tổn thất nhiệt qua sàn cách nhiệt (và nó được coi là như vậy nếu thiết kế của nó bao gồm các lớp vật liệu có độ dẫn nhiệt nhỏ hơn 1,2 W/(m °C)), giá trị điện trở truyền nhiệt của sàn không sàn cách nhiệt trên mặt đất tăng trong từng trường hợp bằng khả năng truyền nhiệt của lớp cách nhiệt:

Rу.с = δу.с / λу.с,

Ở đâu δу.с- chiều dày của lớp cách điện, m; λу.с- độ dẫn nhiệt của vật liệu lớp cách điện, W/(m °C).

Bản chất của việc tính toán nhiệt của các cơ sở, ở mức độ này hay mức độ khác nằm trong lòng đất, là xác định ảnh hưởng của “lạnh” khí quyển đến chế độ nhiệt của chúng, hay chính xác hơn là mức độ mà một loại đất nhất định cách nhiệt một căn phòng nhất định khỏi khí quyển. hiệu ứng nhiệt độ. Bởi vì Tính chất cách nhiệt của đất còn phụ thuộc vào số lượng lớn nhiều yếu tố, cái gọi là kỹ thuật 4 vùng đã được áp dụng. Nó dựa trên giả định đơn giản rằng lớp đất càng dày thì đặc tính cách nhiệt của nó càng cao (trong đến một mức độ lớn hơnảnh hưởng của khí quyển giảm đi). Khoảng cách ngắn nhất (theo chiều dọc hoặc chiều ngang) tới bầu khí quyển được chia thành 4 vùng, 3 trong số đó có chiều rộng (nếu là sàn trên mặt đất) hoặc độ sâu (nếu là tường trên mặt đất) là 2 mét, và thứ tư có những đặc điểm này bằng vô cùng. Mỗi vùng trong số 4 vùng được gán đặc tính cách nhiệt vĩnh viễn riêng theo nguyên tắc - vùng càng xa (số sê-ri càng cao) thì ảnh hưởng của khí quyển càng ít. Bỏ qua cách tiếp cận chính thức, chúng ta có thể rút ra một kết luận đơn giản rằng một điểm nhất định trong phòng càng xa khí quyển (với bội số là 2 m), thì càng nhiều điều kiện thuận lợi(theo quan điểm ảnh hưởng của khí quyển) nó sẽ được định vị.

Do đó, việc đếm các vùng có điều kiện bắt đầu dọc theo bức tường từ mặt đất, với điều kiện là có những bức tường trên mặt đất. Nếu không có tường đất thì vùng đầu tiên sẽ là dải sàn gần tường ngoài nhất. Tiếp theo, khu 2 và 3 được đánh số, mỗi khu rộng 2 mét. Vùng còn lại là vùng 4.

Điều quan trọng cần lưu ý là khu vực này có thể bắt đầu trên tường và kết thúc trên sàn nhà. Trong trường hợp này, bạn nên đặc biệt cẩn thận khi tính toán.