การคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของพื้นตั้งอยู่บนพื้นดิน การคำนวณการสูญเสียความร้อนจากพื้นถึงพื้นในน้ำบาดาล ตัวอย่างการคำนวณพื้นตามโซน

แม้ว่าการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นของอาคารอุตสาหกรรม การบริหาร และที่อยู่อาศัยชั้นเดียวส่วนใหญ่แทบจะไม่เกิน 15% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด และด้วยการเพิ่มจำนวนชั้นในบางครั้งก็ไม่ถึง 5% ความสำคัญ การตัดสินใจที่ถูกต้องงาน...

การพิจารณาการสูญเสียความร้อนจากอากาศของชั้นหนึ่งหรือชั้นใต้ดินลงสู่พื้นดินจะไม่สูญเสียความเกี่ยวข้อง

บทความนี้กล่าวถึงสองตัวเลือกในการแก้ปัญหาที่อยู่ในชื่อเรื่อง บทสรุปอยู่ท้ายบทความ

เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อน คุณควรแยกแยะระหว่างแนวคิดของ "อาคาร" และ "ห้อง" เสมอ

เมื่อทำการคำนวณทั้งอาคาร เป้าหมายคือการค้นหากำลังของแหล่งกำเนิดและระบบจ่ายความร้อนทั้งหมด

เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนของแต่ละคน ห้องแยกต่างหากอาคาร ปัญหาในการกำหนดกำลังและจำนวนอุปกรณ์ระบายความร้อน (แบตเตอรี่ คอนเวคเตอร์ ฯลฯ) ที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งในแต่ละห้องเฉพาะเพื่อรักษาอุณหภูมิอากาศภายในที่กำหนดได้รับการแก้ไขแล้ว

อากาศในอาคารได้รับความร้อนโดยรับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ แหล่งจ่ายความร้อนภายนอกผ่านระบบทำความร้อนและจากแหล่งต่างๆ แหล่งที่มาภายใน– จากคน สัตว์ อุปกรณ์สำนักงาน เครื่องใช้ในครัวเรือน,โคมไฟส่องสว่าง,ระบบจ่ายน้ำร้อน

อากาศภายในอาคารเย็นลงเนื่องจากการสูญเสียพลังงานความร้อนผ่านเปลือกอาคารซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือ ความต้านทานความร้อน, วัดเป็น m 2 °C/W:

ร = Σ (δ ฉัน /λ ฉัน )

δ ฉัน– ความหนาของชั้นวัสดุของโครงสร้างปิดล้อม มีหน่วยเป็นเมตร

λ ฉัน– สัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุในหน่วย W/(m °C)

ปกป้องบ้านจาก สภาพแวดล้อมภายนอกเพดาน (พื้น) ชั้นบนสุด, ผนังภายนอก, หน้าต่าง, ประตู, ประตู และพื้นชั้นล่าง (อาจเป็นห้องใต้ดิน)

สภาพแวดล้อมภายนอกคืออากาศภายนอกและดิน

การคำนวณการสูญเสียความร้อนจากอาคารจะดำเนินการที่อุณหภูมิอากาศภายนอกที่คำนวณได้ในช่วงห้าวันที่หนาวที่สุดของปีในพื้นที่ที่สร้างสิ่งอำนวยความสะดวก (หรือจะถูกสร้างขึ้น)!

แต่แน่นอนว่าไม่มีใครห้ามไม่ให้คุณคำนวณในช่วงเวลาอื่นของปี

การคำนวณในเอ็กเซลการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังที่อยู่ติดกับพื้นดินตามวิธีโซนที่ยอมรับโดยทั่วไป V.D. มาชินสกี้.

อุณหภูมิของดินใต้อาคารขึ้นอยู่กับการนำความร้อนและความจุความร้อนของดินเป็นหลักและอุณหภูมิอากาศโดยรอบในพื้นที่ตลอดทั้งปี เนื่องจากอุณหภูมิอากาศภายนอกมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่แตกต่างกัน เขตภูมิอากาศแล้วดินก็มี อุณหภูมิที่แตกต่างกันวี ช่วงเวลาที่แตกต่างกันปีในระดับความลึกที่แตกต่างกันในพื้นที่ต่างๆ

เพื่อให้การแก้ปัญหาง่ายขึ้น งานที่ยากลำบากเพื่อตรวจสอบการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังห้องใต้ดินลงสู่พื้นได้ใช้เทคนิคการแบ่งพื้นที่โครงสร้างปิดล้อมออกเป็น 4 โซนอย่างประสบความสำเร็จมานานกว่า 80 ปี

แต่ละโซนจากทั้งสี่โซนมีความต้านทานการถ่ายเทความร้อนคงที่ของตัวเองในหน่วย m 2 °C/W:

ร 1 =2.1 ร 2 =4.3 ร 3 =8.6 ร 4 =14.2

โซน 1 เป็นแถบบนพื้น (ในกรณีที่ไม่มีดินใต้อาคารลึก) กว้าง 2 เมตร วัดจากพื้นผิวด้านในของผนังภายนอกตลอดเส้นรอบวง หรือ (กรณีใต้ดินหรือชั้นใต้ดิน) ก แถบที่มีความกว้างเท่ากันวัดจากด้านล่าง พื้นผิวภายในผนังภายนอกจากขอบพื้นดิน

โซน 2 และ 3 ก็มีความกว้าง 2 เมตรเช่นกัน และตั้งอยู่ด้านหลังโซน 1 ใกล้กับศูนย์กลางของอาคาร

โซน 4 ครอบครองพื้นที่ส่วนกลางที่เหลือทั้งหมด

ในรูปที่แสดงด้านล่าง โซน 1 ตั้งอยู่บนผนังห้องใต้ดินทั้งหมด โซน 2 อยู่บนผนังบางส่วนและบนพื้นบางส่วน โซน 3 และ 4 ตั้งอยู่บนพื้นห้องใต้ดินทั้งหมด

หากอาคารแคบ โซน 4 และ 3 (และบางครั้ง 2) ก็อาจไม่มีอยู่จริง

สี่เหลี่ยม เพศโซน 1 ที่มุมจะถูกนำมาพิจารณาสองครั้งในการคำนวณ!

หากทั้งโซน 1 ตั้งอยู่ ผนังแนวตั้งจากนั้นพื้นที่จะถูกคำนวณตามความเป็นจริงโดยไม่มีการบวกใดๆ

หากส่วนหนึ่งของโซน 1 อยู่บนผนังและส่วนหนึ่งอยู่บนพื้น จะนับเฉพาะส่วนมุมของพื้นสองครั้ง

หากทั้งโซน 1 ตั้งอยู่บนพื้น พื้นที่ที่คำนวณได้ควรเพิ่มขึ้นในการคำนวณ 2 × 2 x 4 = 16 ม. 2 (สำหรับบ้านที่มีผังสี่เหลี่ยมผืนผ้า เช่น มีสี่มุม)

หากไม่ได้ฝังโครงสร้างลงดินก็หมายความว่า ชม =0.

ด้านล่างนี้เป็นภาพหน้าจอของโปรแกรมสำหรับคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังแบบฝังใน Excel สำหรับอาคารทรงสี่เหลี่ยม.

พื้นที่โซน เอฟ 1 , เอฟ 2 , เอฟ 3 , เอฟ 4 คำนวณตามกฎของเรขาคณิตธรรมดา งานยุ่งยากและต้องร่างภาพบ่อยครั้ง โปรแกรมนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการแก้ปัญหานี้อย่างมาก

การสูญเสียความร้อนรวมของดินโดยรอบถูกกำหนดโดยสูตรเป็นกิโลวัตต์:

คิว Σ =((เอฟ 1 + เอฟ1у )/ ร 1 + เอฟ 2 / ร 2 + เอฟ 3 / ร 3 + เอฟ 4 / ร 4 )*(t VR -t NR )/1000

ผู้ใช้ต้องกรอกค่าในตาราง Excel เพียง 5 บรรทัดแรกและอ่านผลลัพธ์ด้านล่าง

เพื่อกำหนดการสูญเสียความร้อนลงสู่พื้นดิน สถานที่พื้นที่โซน จะต้องนับด้วยตนเองแล้วนำไปแทนสูตรข้างบนนี้

ภาพหน้าจอต่อไปนี้แสดงการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังแบบฝังใน Excel สำหรับห้องใต้ดินด้านล่างขวา (ตามภาพ).

ปริมาณความร้อนที่สูญเสียลงสู่พื้นในแต่ละห้องจะเท่ากับปริมาณความร้อนที่สูญเสียลงสู่พื้นทั้งอาคาร!

รูปด้านล่างแสดงไดอะแกรมอย่างง่าย การออกแบบมาตรฐานพื้นและผนัง

พื้นและผนังถือว่าไม่มีฉนวนหากค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุ ( λ ฉัน) ซึ่งประกอบด้วยมากกว่า 1.2 W/(m °C)

หากพื้นและ/หรือผนังเป็นฉนวน นั่นคือ มีชั้นต่างๆ ด้วย λ <1,2 W/(m °C) จากนั้นคำนวณความต้านทานสำหรับแต่ละโซนแยกกันโดยใช้สูตร:

รฉนวนกันความร้อนฉัน = รฉนวนฉัน + Σ (δ เจ /λ เจ )

ที่นี่ δ เจ– ความหนาของชั้นฉนวน หน่วยเป็นเมตร

สำหรับพื้นบนตง ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนจะถูกคำนวณสำหรับแต่ละโซนด้วย แต่ใช้สูตรที่แตกต่างกัน:

รบนตงฉัน =1,18*(รฉนวนฉัน + Σ (δ เจ /λ เจ ) )

การคำนวณการสูญเสียความร้อนในนางสาว เอ็กเซลผ่านพื้นและผนังที่อยู่ติดกับพื้นดินตามวิธีการของศาสตราจารย์ เอ.จี. ซอตนิโควา

เทคนิคที่น่าสนใจมากสำหรับอาคารที่ฝังอยู่ในพื้นดินได้อธิบายไว้ในบทความเรื่อง "การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ของการสูญเสียความร้อนในส่วนใต้ดินของอาคาร" บทความนี้ตีพิมพ์ในปี 2010 ในนิตยสาร ABOK ฉบับที่ 8 ในส่วน “ชมรมสนทนา”

ผู้ที่ต้องการเข้าใจความหมายของสิ่งที่เขียนไว้ด้านล่างควรศึกษาข้อความข้างต้นก่อน

เอ.จี. Sotnikov ซึ่งอาศัยข้อสรุปและประสบการณ์ของนักวิทยาศาสตร์รุ่นก่อนคนอื่นเป็นหลักเป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่พยายามขยับเข็มในหัวข้อที่สร้างความกังวลให้กับวิศวกรทำความร้อนหลายคนในรอบเกือบ 100 ปี ฉันประทับใจมากกับแนวทางของเขาจากมุมมองของวิศวกรรมความร้อนขั้นพื้นฐาน แต่ความยากลำบากในการประเมินอุณหภูมิของดินและค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนอย่างถูกต้องหากไม่มีงานสำรวจที่เหมาะสม ค่อนข้างทำให้วิธีการของ A.G. เปลี่ยนไป Sotnikov เข้าสู่ระนาบเชิงทฤษฎี โดยถอยห่างจากการคำนวณเชิงปฏิบัติ แม้ว่าในขณะเดียวกันก็ยังคงใช้วิธีแบบโซนของ V.D. Machinsky ทุกคนเชื่อผลลัพธ์อย่างสุ่มสี่สุ่มห้าและเมื่อเข้าใจความหมายทางกายภาพทั่วไปของการเกิดขึ้นของพวกเขาก็ไม่สามารถมั่นใจในค่าตัวเลขที่ได้รับได้อย่างแน่นอน

วิธีการของ Professor A.G. มีความหมายว่าอย่างไร? ซอตนิโควา? เขาแนะนำว่าการสูญเสียความร้อนทั้งหมดผ่านพื้นของอาคารที่ถูกฝังไว้จะ "ไหล" ลึกเข้าไปในดาวเคราะห์ และการสูญเสียความร้อนทั้งหมดผ่านผนังที่สัมผัสกับพื้นจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวและ "ละลาย" ในอากาศโดยรอบในที่สุด

สิ่งนี้ดูเหมือนจริงบางส่วน (โดยไม่ต้องมีเหตุผลทางคณิตศาสตร์) ถ้ามีความลึกของพื้นชั้นล่างเพียงพอ แต่ถ้าความลึกน้อยกว่า 1.5...2.0 เมตร ก็เกิดความสงสัยเกี่ยวกับความถูกต้องของสมมุติฐาน...

แม้จะมีการวิพากษ์วิจารณ์ทั้งหมดในย่อหน้าก่อนหน้านี้ แต่การพัฒนาอัลกอริทึมของศาสตราจารย์ A.G. Sotnikova ดูมีความหวังมาก

ลองคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังลงสู่พื้นในอาคารเดียวกันในตัวอย่างก่อนหน้านี้ใน Excel

เราบันทึกขนาดของชั้นใต้ดินของอาคารและอุณหภูมิอากาศที่คำนวณได้ในบล็อกข้อมูลต้นทาง

ต่อไปคุณจะต้องกรอกลักษณะของดิน ตัวอย่างเช่น ลองนำดินทรายมาใส่ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนและอุณหภูมิที่ระดับความลึก 2.5 เมตรในเดือนมกราคมลงในข้อมูลเริ่มต้น คุณสามารถดูอุณหภูมิและการนำความร้อนของดินสำหรับพื้นที่ของคุณได้บนอินเทอร์เน็ต

ผนังและพื้นจะเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก ( แล =1.7 W/(m°C)) ความหนา 300 มม. ( δ =0,3 m) มีความต้านทานความร้อน ร = δ / แล =0.176ม. 2 °C/วัตต์

และสุดท้ายเราก็เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวด้านในของพื้นและผนังในข้อมูลเริ่มต้นและบนพื้นผิวด้านนอกของดินที่สัมผัสกับอากาศภายนอก

โปรแกรมทำการคำนวณใน Excel โดยใช้สูตรด้านล่าง

พื้นที่ชั้น:

ฟ พล =บี*เอ

พื้นที่ผนัง:

F เซนต์ =2*ชม. *(บี + ก )

ความหนาตามเงื่อนไขของชั้นดินหลังผนัง:

δ การแปลง = ฉ(ชม. / ชม )

ความต้านทานความร้อนของดินใต้พื้น:

ร 17 =(1/(4*γ กรัม )*(π / เอฟกรุณา ) 0,5

การสูญเสียความร้อนผ่านพื้น:

ถามกรุณา = เอฟกรุณา *(ทีวี — ทีกรัม )/(ร 17 + รกรุณา +1/α ใน )

ความต้านทานความร้อนของดินหลังผนัง:

ร 27 = δ การแปลง /เล ก

การสูญเสียความร้อนผ่านผนัง:

ถามเซนต์ = เอฟเซนต์ *(ทีวี — ทีn )/(1/α n +ร 27 + รเซนต์ +1/α ใน )

การสูญเสียความร้อนรวมลงสู่พื้นดิน:

ถาม Σ = ถามกรุณา + ถามเซนต์

ความเห็นและข้อสรุป

การสูญเสียความร้อนของอาคารที่ผ่านพื้นและผนังลงสู่พื้นดินซึ่งได้มาโดยใช้วิธีการที่แตกต่างกันสองวิธี มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ตามอัลกอริทึมของ A.G. ความหมายของซอตนิคอฟ ถาม Σ =16,146 kW ซึ่งมากกว่าค่าเกือบ 5 เท่าตามอัลกอริธึม "โซน" ที่ยอมรับโดยทั่วไป - ถาม Σ =3,353 กิโลวัตต์!

ความจริงก็คือความต้านทานความร้อนของดินลดลงระหว่างผนังฝังกับอากาศภายนอก ร 27 =0,122 m 2 °C/W มีขนาดเล็กอย่างเห็นได้ชัดและไม่น่าจะสอดคล้องกับความเป็นจริง ซึ่งหมายความว่าความหนาของดินตามเงื่อนไข δ การแปลงไม่ได้กำหนดไว้ค่อนข้างถูกต้อง!

นอกจากนี้ผนังคอนกรีตเสริมเหล็ก "เปลือย" ที่ฉันเลือกในตัวอย่างก็เป็นตัวเลือกที่ไม่สมจริงอย่างสิ้นเชิงในยุคของเรา

ผู้อ่านบทความของ A.G. Sotnikova จะพบข้อผิดพลาดจำนวนหนึ่งซึ่งส่วนใหญ่ไม่ใช่ข้อผิดพลาดของผู้เขียน แต่เป็นข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการพิมพ์ จากนั้นในสูตร (3) ปัจจัย 2 จะปรากฏขึ้น λ แล้วหายไปในภายหลัง ในตัวอย่างเมื่อคำนวณ ร 17 ไม่มีป้ายแบ่งหลังหน่วย ในตัวอย่างเดียวกันเมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านผนังส่วนใต้ดินของอาคารด้วยเหตุผลบางประการสูตรจึงหารพื้นที่ด้วย 2 แต่จะไม่หารเมื่อบันทึกค่า... สิ่งเหล่านี้ไม่มีฉนวนอะไร ผนังและพื้นในตัวอย่างด้วย รเซนต์ = รกรุณา =2 ม.2 °C/วัตต์? ความหนาควรมีอย่างน้อย 2.4 ม.! และถ้าผนังและพื้นเป็นฉนวน การเปรียบเทียบการสูญเสียความร้อนเหล่านี้กับตัวเลือกในการคำนวณตามโซนสำหรับพื้นไม่มีฉนวนดูเหมือนจะไม่ถูกต้อง

ร 27 = δ การแปลง /(2*แลรก)=เค(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

เกี่ยวกับคำถามเกี่ยวกับการมีอยู่ของตัวคูณ 2 แลมกรัมได้ถูกกล่าวไว้ข้างต้นแล้ว

ผมหารอินทิกรัลทรงรีที่สมบูรณ์ออกจากกัน ผลปรากฎว่ากราฟในบทความแสดงฟังก์ชันที่ แลมกรัม =1:

δ การแปลง = (½) *ถึง(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

แต่ในทางคณิตศาสตร์มันควรจะถูกต้อง:

δ การแปลง = 2 *ถึง(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

หรือถ้าตัวคูณคือ 2 แลมกรัมไม่ต้องการ:

δ การแปลง = 1 *ถึง(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

ซึ่งหมายความว่ากราฟสำหรับการพิจารณา δ การแปลงให้ค่าผิดพลาดที่ประเมินต่ำไป 2 หรือ 4 เท่า...

ปรากฎว่าทุกคนไม่มีทางเลือกนอกจากต้อง "นับ" หรือ "กำหนด" การสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังลงสู่พื้นต่อโซนต่อไป? ไม่มีการคิดค้นวิธีอื่นใดที่คุ้มค่าในรอบ 80 ปี หรือคิดขึ้นมาแต่ยังทำไม่เสร็จ!

ฉันขอเชิญชวนผู้อ่านบล็อกให้ทดสอบทั้งตัวเลือกการคำนวณในโครงการจริงและนำเสนอผลลัพธ์ในความคิดเห็นเพื่อเปรียบเทียบและวิเคราะห์

ทุกสิ่งที่กล่าวไว้ในส่วนสุดท้ายของบทความนี้เป็นเพียงความเห็นของผู้เขียนเท่านั้นและไม่ได้อ้างว่าเป็นความจริงขั้นสุดท้าย ฉันยินดีที่จะได้ยินความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญในหัวข้อนี้ในความคิดเห็น ฉันอยากจะเข้าใจอัลกอริทึมของ A.G. อย่างถ่องแท้ Sotnikov เนื่องจากจริงๆ แล้วมีเหตุผลทางอุณหฟิสิกส์ที่เข้มงวดมากกว่าวิธีที่ยอมรับโดยทั่วไป

ฉันขอ ด้วยความเคารพ ผลงานของผู้เขียนดาวน์โหลดไฟล์พร้อมโปรแกรมคำนวณ หลังจากสมัครรับบทความประกาศแล้ว!

ป.ล. (02/25/2016)

เกือบหนึ่งปีหลังจากเขียนบทความ เราก็สามารถจัดการกับคำถามที่กล่าวมาข้างต้นได้

ประการแรกคือโปรแกรมคำนวณการสูญเสียความร้อนใน Excel โดยใช้วิธี A.G. Sotnikova เชื่อว่าทุกอย่างถูกต้อง - ตามสูตรของ A.I. เปโควิช!

ประการที่สอง สูตร (3) จากบทความของ A.G. ซึ่งทำให้ฉันสับสนในการให้เหตุผล Sotnikova ไม่ควรมีลักษณะเช่นนี้:

ร 27 = δ การแปลง /(2*แลรก)=เค(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

ในบทความโดย A.G. Sotnikova ไม่ใช่รายการที่ถูกต้อง! แต่แล้วกราฟก็ถูกสร้างขึ้นและตัวอย่างก็คำนวณโดยใช้สูตรที่ถูกต้อง!!!

ควรจะเป็นไปตามนี้ตาม A.I. Pekhovich (หน้า 110 งานเพิ่มเติมในย่อหน้าที่ 27):

ร 27 = δ การแปลง /เล ก=1/(2*แล gr )*K(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

δ การแปลง =ร27 *แลรก =(½)*K(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))

ก่อนหน้านี้เราคำนวณการสูญเสียความร้อนของพื้นตามแนวพื้นดินสำหรับบ้านกว้าง 6 ม. โดยมีระดับน้ำใต้ดิน 6 ม. และลึก +3 องศา
ผลลัพธ์และคำชี้แจงปัญหาที่นี่ -
การสูญเสียความร้อนของอากาศบนถนนและลึกลงไปในพื้นดินก็ถูกนำมาพิจารณาด้วย ตอนนี้ฉันจะแยกแมลงวันออกจากชิ้นเล็ก ๆ กล่าวคือฉันจะคำนวณลงบนพื้นล้วนๆ ไม่รวมการถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศภายนอก

ฉันจะคำนวณตัวเลือกที่ 1 จากการคำนวณครั้งก่อน (ไม่มีฉนวน) และการผสมข้อมูลต่อไปนี้
1. GWL 6m, +3 ที่ GWL
2. GWL 6m, +6 ที่ GWL
3. GWL 4m, +3 ที่ GWL
4. GWL 10ม. +3 ที่ GWL
5. GWL 20m, +3 ที่ GWL
ดังนั้นเราจะปิดคำถามที่เกี่ยวข้องกับอิทธิพลของความลึกของน้ำใต้ดินและอิทธิพลของอุณหภูมิที่มีต่อน้ำใต้ดิน
การคำนวณจะคงที่เหมือนเดิม ไม่คำนึงถึงความผันผวนตามฤดูกาล และโดยทั่วไปไม่คำนึงถึงอากาศภายนอก
เงื่อนไขเหมือนกัน พื้นมี Lyamda=1 ผนัง 310mm Lyamda=0.15 พื้น 250mm Lyamda=1.2

ผลลัพธ์เหมือนเมื่อก่อนคือภาพสองภาพ (ไอโซเทอร์มและ "IR") และภาพตัวเลข - ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนลงสู่ดิน

ผลลัพธ์เชิงตัวเลข:
1. ร=4.01
2. R=4.01 (ทุกอย่างถูกทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับความแตกต่าง ไม่ควรจะเป็นอย่างอื่น)
3. ร=3.12
4. ร=5.68
5. ร=6.14

เกี่ยวกับขนาด หากเราสัมพันธ์กับความลึกของระดับน้ำใต้ดินเราจะได้ดังต่อไปนี้
4ม. ขวา/ซ้าย=0.78
6ม. ขวา/ซ้าย=0.67
10ม. ขวา/ซ้าย=0.57
20ม. ขวา/ซ้าย=0.31
R/L จะเท่ากับความสามัคคี (หรือค่อนข้างจะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของดินผกผัน) สำหรับบ้านหลังใหญ่ที่มีขนาดไม่จำกัด แต่ในกรณีของเรา ขนาดของบ้านเทียบได้กับความลึกที่เกิดการสูญเสียความร้อน และขนาดที่เล็กกว่า บ้านเมื่อเทียบกับความลึกแล้วอัตราส่วนนี้ควรจะน้อยกว่านี้

ความสัมพันธ์ R/L ที่ได้ควรขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความกว้างของบ้านต่อระดับพื้นดิน (B/L) บวกดังที่ได้กล่าวไปแล้ว สำหรับ B/L->infinity R/L->1/Lamda
โดยรวมแล้วมีประเด็นต่อไปนี้สำหรับบ้านที่ยาวไม่สิ้นสุด:
แอล/บี | R*แลมบ์ดา/ลิตร
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
การพึ่งพาอาศัยกันนี้ประมาณได้ดีด้วยค่าเอ็กซ์โปเนนเชียล (ดูกราฟในความคิดเห็น)
ยิ่งไปกว่านั้น เลขชี้กำลังสามารถเขียนได้ง่ายขึ้นโดยไม่สูญเสียความแม่นยำไปมากนัก กล่าวคือ
R*แลมด้า/L=EXP(-L/(3B))
สูตรที่จุดเดียวกันนี้ให้ผลลัพธ์ดังนี้:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
เหล่านั้น. ข้อผิดพลาดภายใน 10% เช่น น่าพอใจมาก

ดังนั้น สำหรับบ้านที่มีความกว้างไม่จำกัดและระดับน้ำใต้ดินในช่วงที่พิจารณา เรามีสูตรในการคำนวณความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนในระดับน้ำใต้ดิน:
R=(แอล/แลมด้า)*EXP(-L/(3B))
โดยที่ L คือความลึกของระดับน้ำใต้ดิน Lyamda คือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของดิน B คือความกว้างของบ้าน
สูตรนี้ใช้ได้ในช่วง L/3B ตั้งแต่ 1.5 ถึงอนันต์โดยประมาณ (GWL สูง)

หากเราใช้สูตรสำหรับระดับน้ำใต้ดินที่ลึกลงไป สูตรนี้ให้ข้อผิดพลาดที่สำคัญ เช่น สำหรับบ้านที่มีความลึก 50 ม. และความกว้าง 6 ม. ที่เรามี: R=(50/1)*exp(-50/18)=3.1 ซึ่งเห็นได้ชัดว่าน้อยเกินไป

ขอให้มีวันที่ดีนะทุกคน!

ข้อสรุป:
1. การเพิ่มความลึกของระดับน้ำใต้ดินไม่ได้นำไปสู่การลดการสูญเสียความร้อนที่สอดคล้องกัน น้ำบาดาลเนื่องจากมีดินเข้ามาเกี่ยวข้องมากขึ้นเรื่อยๆ
2. ในเวลาเดียวกันระบบที่มีระดับน้ำใต้ดินตั้งแต่ 20 ม. ขึ้นไปอาจไม่ถึงระดับคงที่ที่ได้รับในการคำนวณในช่วง "ชีวิต" ของบ้าน
3. R ​​ลงดินไม่ค่อยดีเท่าไหร่ครับ อยู่ที่ระดับ 3-6 ดังนั้นการสูญเสียความร้อนลึกลงไปในพื้นตลอดแนวดินจึงมีนัยสำคัญมาก ซึ่งสอดคล้องกับผลลัพธ์ที่ได้รับก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการไม่มีการสูญเสียความร้อนลดลงอย่างมากเมื่อเป็นฉนวนเทปหรือบริเวณตาบอด
4. สูตรได้มาจากผลลัพธ์ ใช้เพื่อสุขภาพของคุณ (ด้วยความเสี่ยงและอันตรายของคุณเอง โปรดทราบล่วงหน้าว่าฉันไม่รับผิดชอบต่อความน่าเชื่อถือของสูตรและผลลัพธ์อื่น ๆ และการนำไปใช้ใน ฝึกฝน).
5. ตามมาจากการศึกษาเล็กๆ น้อยๆ ที่ดำเนินการด้านล่างในคำอธิบาย การสูญเสียความร้อนสู่ถนนช่วยลดการสูญเสียความร้อนสู่พื้นดินเหล่านั้น. การพิจารณากระบวนการถ่ายเทความร้อนทั้งสองกระบวนการแยกกันไม่ถูกต้อง และด้วยการเพิ่มการป้องกันความร้อนจากถนน เราก็เพิ่มการสูญเสียความร้อนลงสู่พื้นดินและด้วยเหตุนี้จึงชัดเจนว่าทำไมผลของการหุ้มโครงร่างของบ้านที่ได้รับก่อนหน้านี้จึงไม่สำคัญนัก

วิธีการคำนวณการสูญเสียความร้อนในสถานที่และขั้นตอนการดำเนินงาน (ดู SP 50.13330.2012 ป้องกันความร้อนอาคารจุดที่ 5)

บ้านสูญเสียความร้อนผ่านโครงสร้างที่ปิดล้อม (ผนัง เพดาน หน้าต่าง หลังคา ฐานราก) การระบายอากาศ และการระบายน้ำทิ้ง การสูญเสียความร้อนหลักเกิดขึ้นผ่านโครงสร้างปิด - 60–90% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด

ไม่ว่าในกรณีใด จะต้องคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนสำหรับโครงสร้างปิดทั้งหมดที่มีอยู่ในห้องที่ให้ความร้อน

ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนที่เกิดขึ้นด้วย โครงสร้างภายในหากความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิกับอุณหภูมิในห้องที่อยู่ติดกันไม่เกิน 3 องศาเซลเซียส

การสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร

สูญเสียความร้อนสถานที่ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ:
1 ความแตกต่างของอุณหภูมิในบ้านและนอกบ้าน (ยิ่งความแตกต่างมากเท่าใดการสูญเสียก็จะยิ่งสูงขึ้น)
2 คุณสมบัติฉนวนกันความร้อนของผนัง, หน้าต่าง, ประตู, สารเคลือบ, พื้น (ที่เรียกว่าโครงสร้างปิดล้อมของห้อง)

โดยทั่วไปโครงสร้างการปิดล้อมจะไม่เป็นเนื้อเดียวกันในโครงสร้าง และมักประกอบด้วยหลายชั้น ตัวอย่าง: ผนังเปลือก = ปูนปลาสเตอร์ + เปลือก + การตกแต่งภายนอก- การออกแบบนี้อาจรวมถึงการปิดด้วย ช่องว่างอากาศ(ตัวอย่าง: โพรงภายในอิฐหรือบล็อก) วัสดุข้างต้นมีลักษณะทางความร้อนที่แตกต่างกัน ลักษณะสำคัญของชั้นโครงสร้างคือความต้านทานการถ่ายเทความร้อน R

โดยที่ q คือปริมาณความร้อนที่สูญเสียไป ตารางเมตรพื้นผิวปิด (ปกติวัดเป็น W/ตร.ม.)

ΔT - ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิภายในห้องที่คำนวณและ อุณหภูมิภายนอกอากาศ (อุณหภูมิในช่วงห้าวันที่หนาวที่สุด °C สำหรับเขตภูมิอากาศที่อาคารที่คำนวณตั้งอยู่)

โดยทั่วไปจะใช้อุณหภูมิภายในห้อง ที่อยู่อาศัย 22 oC ไม่ใช่ที่อยู่อาศัย 18 oC โซน ขั้นตอนการใช้น้ำ 33 องศาเซลเซียส

เมื่อพูดถึงโครงสร้างหลายชั้น ความต้านทานของชั้นของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้น

δ - ความหนาของชั้น, m;

แลมคือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่คำนวณได้ของวัสดุของชั้นการก่อสร้างโดยคำนึงถึงสภาพการทำงานของโครงสร้างที่ปิดล้อม W / (m2 oC)

เราได้จัดเรียงข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการคำนวณแล้ว

ดังนั้น ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร เราจำเป็นต้องมี:

1. ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้าง (หากโครงสร้างเป็นแบบหลายชั้นแล้วจะมีชั้น Σ R)

2. ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิใน ห้องตั้งถิ่นฐานและภายนอก (อุณหภูมิช่วงห้าวันที่หนาวที่สุด °C) ∆T

3. บริเวณรั้ว F (แยกผนัง หน้าต่าง ประตู เพดาน พื้น)

4. การวางแนวของอาคารให้สัมพันธ์กับทิศทางหลักก็มีประโยชน์เช่นกัน

สูตรคำนวณการสูญเสียความร้อนของรั้วมีลักษณะดังนี้:

คิวลิมิต=(ΔT / โรลิม)* โฟลิม * n *(1+∑b)

Qlim - การสูญเสียความร้อนผ่านโครงสร้างปิดล้อม W

Rogr – ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน, m2°C/W; (หากมีหลายชั้นแล้ว ∑ ชั้น Rogr)

Fogr – พื้นที่ของโครงสร้างปิด, m;

n คือค่าสัมประสิทธิ์การสัมผัสของโครงสร้างปิดล้อมกับอากาศภายนอก

การสูญเสียความร้อนของโครงสร้างปิดแต่ละส่วนจะคำนวณแยกกัน ปริมาณความร้อนที่สูญเสียผ่านโครงสร้างปิดของห้องทั้งหมดจะเท่ากับผลรวมของการสูญเสียความร้อนผ่านโครงสร้างปิดแต่ละชั้นของห้อง

การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น

พื้นไม่มีฉนวนบนพื้น

โดยทั่วไปแล้ว การสูญเสียความร้อนของพื้นเมื่อเปรียบเทียบกับตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันของขอบเขตอาคารอื่น ๆ (ผนังภายนอก ช่องหน้าต่างและประตู) ถือเป็นนิรนัยที่ถือว่าไม่มีนัยสำคัญและนำมาพิจารณาในการคำนวณระบบทำความร้อนในรูปแบบที่เรียบง่าย พื้นฐานสำหรับการคำนวณดังกล่าวคือระบบการบัญชีที่เรียบง่ายและค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขสำหรับความต้านทานการถ่ายเทความร้อนต่างๆ วัสดุก่อสร้าง.

หากเราคำนึงว่าเหตุผลทางทฤษฎีและวิธีการคำนวณการสูญเสียความร้อนของชั้นล่างได้รับการพัฒนามาเป็นเวลานานแล้ว (เช่น ด้วยระยะขอบการออกแบบขนาดใหญ่) เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการนำไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติของแนวทางเชิงประจักษ์เหล่านี้ได้อย่างปลอดภัย สภาพที่ทันสมัย- การนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของวัสดุก่อสร้าง วัสดุฉนวนต่างๆ และ ปูพื้นเป็นที่รู้จักกันดี และไม่จำเป็นต้องมีลักษณะทางกายภาพอื่นใดในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น ตามของพวกเขาเอง ลักษณะทางความร้อนพื้นมักจะแบ่งออกเป็นฉนวนและไม่หุ้มฉนวนโครงสร้าง - พื้นบนพื้นและท่อนไม้

การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นไม่มีฉนวนบนพื้นจะขึ้นอยู่กับ สูตรทั่วไปการประเมินการสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร:

ที่ไหน ถาม– การสูญเสียความร้อนหลักและเพิ่มเติม W;

ก– พื้นที่รวมของโครงสร้างปิดล้อม, ตร.ม.

ทีวี , ทีน– อุณหภูมิอากาศภายในและภายนอก °C;

β - ส่วนแบ่งการสูญเสียความร้อนเพิ่มเติมทั้งหมด

n- ตัวประกอบการแก้ไข ค่าที่กำหนดโดยตำแหน่งของโครงสร้างปิด

โร– ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน m2 °C/W

โปรดทราบว่าในกรณีของการปูพื้นชั้นเดียวที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน Ro จะเป็นสัดส่วนผกผันกับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของวัสดุพื้นที่ไม่หุ้มฉนวนบนพื้น

เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นที่ไม่มีฉนวนจะใช้วิธีการแบบง่ายซึ่งค่า (1+ β) n = 1 โดยปกติการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะดำเนินการโดยการแบ่งเขตพื้นที่การถ่ายเทความร้อน นี่เป็นเพราะความแตกต่างตามธรรมชาติของช่องอุณหภูมิของดินใต้เพดาน

การสูญเสียความร้อนจากพื้นไม่มีฉนวนจะถูกกำหนดแยกกันสำหรับแต่ละโซนความยาว 2 เมตร โดยเริ่มจากหมายเลข ผนังด้านนอกอาคาร. โดยปกติจะคำนึงถึงแถบดังกล่าวทั้งหมดสี่แถบกว้าง 2 ม. โดยคำนึงถึงอุณหภูมิพื้นดินในแต่ละโซนให้คงที่ โซนที่สี่ประกอบด้วยพื้นผิวทั้งหมดของพื้นไม่มีฉนวนภายในขอบเขตของสามแถบแรก ถือว่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อน: สำหรับโซนที่ 1 R1=2.1; สำหรับ R2 ตัวที่ 2=4.3; ตามลำดับสำหรับ R3 และสี่ R3=8.6, R4=14.2 m2*оС/W ตามลำดับ

รูปที่ 1. การแบ่งเขตพื้นผิวบนพื้นและผนังปิดภาคเรียนที่อยู่ติดกันเมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อน

ในกรณีห้องปิดภาคเรียนด้วย รากฐานของดินพื้น: พื้นที่ของโซนแรกที่อยู่ติดกับพื้นผิวผนังจะถูกนำมาพิจารณาสองครั้งในการคำนวณ สิ่งนี้ค่อนข้างเข้าใจได้ เนื่องจากการสูญเสียความร้อนของพื้นจะรวมเข้ากับการสูญเสียความร้อนในโครงสร้างปิดแนวตั้งที่อยู่ติดกันของอาคาร

การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะดำเนินการสำหรับแต่ละโซนแยกกัน และผลลัพธ์ที่ได้จะถูกสรุปและใช้สำหรับเหตุผลทางวิศวกรรมความร้อนของการออกแบบอาคาร การคำนวณโซนอุณหภูมิของผนังภายนอกของห้องแบบฝังจะดำเนินการโดยใช้สูตรที่คล้ายกับสูตรที่ให้ไว้ข้างต้น

ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นฉนวน (และพิจารณาเช่นนั้นหากการออกแบบประกอบด้วยชั้นของวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนน้อยกว่า 1.2 W/(m °C)) ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของวัสดุที่ไม่ พื้นฉนวนบนพื้นเพิ่มขึ้นในแต่ละกรณีโดยความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของชั้นฉนวน:

Rу.с = δу.с / лу.с,

ที่ไหน δу.с– ความหนาของชั้นฉนวน, m; лу.с– ค่าการนำความร้อนของวัสดุชั้นฉนวน, W/(m °C)

โดยทั่วไปแล้ว การสูญเสียความร้อนของพื้นเมื่อเปรียบเทียบกับตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันของขอบเขตอาคารอื่น ๆ (ผนังภายนอก ช่องหน้าต่างและประตู) ถือเป็นนิรนัยที่ถือว่าไม่มีนัยสำคัญและนำมาพิจารณาในการคำนวณระบบทำความร้อนในรูปแบบที่เรียบง่าย พื้นฐานสำหรับการคำนวณดังกล่าวคือระบบบัญชีที่เรียบง่ายและค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขสำหรับความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของวัสดุก่อสร้างต่างๆ

หากเราคำนึงว่าเหตุผลทางทฤษฎีและวิธีการคำนวณการสูญเสียความร้อนของชั้นล่างได้รับการพัฒนามาเป็นเวลานานแล้ว (เช่น ด้วยระยะขอบการออกแบบขนาดใหญ่) เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการนำไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติของแนวทางเชิงประจักษ์เหล่านี้ได้อย่างปลอดภัย สภาพที่ทันสมัย ค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของวัสดุก่อสร้าง ฉนวน และอุปกรณ์ปูพื้นต่างๆ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว และไม่จำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นโดยไม่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ตามลักษณะทางความร้อนพื้นมักจะแบ่งออกเป็นฉนวนและไม่หุ้มฉนวนและโครงสร้าง - พื้นบนพื้นดินและบนตง

การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นที่ไม่มีฉนวนบนพื้นจะขึ้นอยู่กับสูตรทั่วไปในการประเมินการสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร:

ที่ไหน ถาม– การสูญเสียความร้อนหลักและเพิ่มเติม W;

ก– พื้นที่รวมของโครงสร้างปิดล้อม, ตร.ม.

ทีวี , ทีน– อุณหภูมิอากาศภายในและภายนอก °C;

β - ส่วนแบ่งการสูญเสียความร้อนเพิ่มเติมทั้งหมด

n- ตัวประกอบการแก้ไข ค่าที่กำหนดโดยตำแหน่งของโครงสร้างปิด

โร– ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน m2 °C/W

โปรดทราบว่าในกรณีของการปูพื้นชั้นเดียวที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน Ro จะเป็นสัดส่วนผกผันกับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของวัสดุพื้นที่ไม่หุ้มฉนวนบนพื้น

เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นที่ไม่มีฉนวนจะใช้วิธีการแบบง่ายซึ่งค่า (1+ β) n = 1 โดยปกติการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะดำเนินการโดยการแบ่งเขตพื้นที่การถ่ายเทความร้อน นี่เป็นเพราะความแตกต่างตามธรรมชาติของช่องอุณหภูมิของดินใต้เพดาน

การสูญเสียความร้อนจากพื้นไม่มีฉนวนจะถูกกำหนดแยกกันสำหรับแต่ละโซนความยาว 2 เมตร โดยเริ่มจากผนังด้านนอกของอาคาร โดยปกติจะคำนึงถึงแถบดังกล่าวทั้งหมดสี่แถบกว้าง 2 ม. โดยคำนึงถึงอุณหภูมิพื้นดินในแต่ละโซนให้คงที่ โซนที่สี่ประกอบด้วยพื้นผิวทั้งหมดของพื้นไม่มีฉนวนภายในขอบเขตของสามแถบแรก ถือว่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อน: สำหรับโซนที่ 1 R1=2.1; สำหรับ R2 ตัวที่ 2=4.3; ตามลำดับสำหรับ R3 และสี่ R3=8.6, R4=14.2 m2*оС/W ตามลำดับ

รูปที่ 1. การแบ่งเขตพื้นผิวบนพื้นและผนังปิดภาคเรียนที่อยู่ติดกันเมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อน

ในกรณีของห้องปิดภาคเรียนที่มีพื้นฐานดิน: พื้นที่ของโซนแรกที่อยู่ติดกับพื้นผิวผนังจะถูกนำมาพิจารณาสองครั้งในการคำนวณ สิ่งนี้ค่อนข้างเข้าใจได้ เนื่องจากการสูญเสียความร้อนของพื้นจะรวมเข้ากับการสูญเสียความร้อนในโครงสร้างปิดแนวตั้งที่อยู่ติดกันของอาคาร

การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะดำเนินการสำหรับแต่ละโซนแยกกัน และผลลัพธ์ที่ได้จะถูกสรุปและใช้สำหรับเหตุผลทางวิศวกรรมความร้อนของการออกแบบอาคาร การคำนวณโซนอุณหภูมิของผนังภายนอกของห้องแบบฝังจะดำเนินการโดยใช้สูตรที่คล้ายกับสูตรที่ให้ไว้ข้างต้น

ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นฉนวน (และพิจารณาเช่นนั้นหากการออกแบบประกอบด้วยชั้นของวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนน้อยกว่า 1.2 W/(m °C)) ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของวัสดุที่ไม่ พื้นฉนวนบนพื้นเพิ่มขึ้นในแต่ละกรณีโดยความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของชั้นฉนวน:

Rу.с = δу.с / лу.с,

ที่ไหน δу.с– ความหนาของชั้นฉนวน, m; лу.с– ค่าการนำความร้อนของวัสดุชั้นฉนวน, W/(m °C)