Gemäß SNiP 41-01-2003 sind die auf dem Boden und den Balken liegenden Böden der Gebäudegeschosse in vier 2 m breite Zonenstreifen parallel zu den Außenwänden abgegrenzt (Abb. 2.1). Bei der Berechnung des Wärmeverlusts durch auf dem Boden liegende Böden oder Balken wird die Oberfläche der Bodenflächen nahe der Ecke der Außenwände ( in Zone I ) geht zweimal in die Berechnung ein (Quadrat 2x2 m).
Der Wärmeübergangswiderstand sollte bestimmt werden:
a) für nicht isolierte Böden im Erdreich und Wände unterhalb der Erdoberfläche, mit einer Wärmeleitfähigkeit l ³ 1,2 W/(m×°C) in Zonen von 2 m Breite, parallel zu den Außenwänden, wobei R n.p. . , (m 2 ×°C)/W, gleich:
2.1 – für Zone I;
4.3 – für Zone II;
8,6 – für Zone III;
14.2 – für Zone IV (für die restliche Grundfläche);
b) für isolierte Böden auf dem Boden und Wände unterhalb der Erdoberfläche, mit Wärmeleitfähigkeit l.s.< 1,2 Вт/(м×°С) утепляющего слоя толщиной d у.с. , м, принимая R hoch. , (m 2 ×°С)/W, gemäß der Formel
c) Wärmewiderstand gegen Wärmeübertragung einzelner Bodenzonen auf Balken R l, (m 2 × °C)/W, bestimmt durch die Formeln:
I-Zone – 
;
II-Zone – 
;
III-Zone – 
;
IV-Zone – 
,
wobei , , , die Werte des Wärmewiderstands gegen Wärmeübertragung einzelner Zonen nicht isolierter Böden sind, (m 2 × ° C)/W, jeweils numerisch gleich 2,1; 4,3; 8,6; 14,2; – die Summe der Werte des Wärmewiderstands gegen Wärmeübertragung der Isolierschicht von Böden auf Balken, (m 2 × ° C)/W.
Der Wert wird durch den Ausdruck berechnet:
, (2.4)
hier ist der Wärmewiderstand geschlossen Luftspalte
(Tabelle 2.1); δ d – Dicke der Bretterschicht, m; λ d – Wärmeleitfähigkeit des Holzmaterials, W/(m °C).
Wärmeverlust durch einen auf dem Boden liegenden Boden, W:
, (2.5)
wobei , , , die Flächen der Zonen I, II, III bzw. IV sind, m 2 .
Wärmeverlust durch den auf den Balken liegenden Boden, W:
, (2.6)
Beispiel 2.2.
Ausgangsdaten:
– erster Stock;
– Außenwände – zwei;
– Bodenkonstruktion: Betonböden mit Linoleumbelag;
– geschätzte Innenlufttemperatur °C;
Berechnungsverfahren.
Reis. 2.2. Fragment des Grundrisses und Lage der Grundflächen im Wohnzimmer Nr. 1
(für Beispiele 2.2 und 2.3)
2. Im Wohnzimmer Nr. 1 befinden sich nur die erste und ein Teil der zweiten Zone.
I-te Zone: 2,0´5,0 m und 2,0´3,0 m;
II-Zone: 1,0´3,0 m.
3. Die Flächen jeder Zone sind gleich:
4. Bestimmen Sie den Wärmeübergangswiderstand jeder Zone mithilfe der Formel (2.2):
(m 2 × °C)/W,
(m 2 ×°C)/W.
5. Mit der Formel (2.5) ermitteln wir den Wärmeverlust durch den auf dem Boden liegenden Boden:
Beispiel 2.3.
Ausgangsdaten:
– Bodenkonstruktion: Holzböden auf Balken;
– Außenwände – zwei (Abb. 2.2);
– erster Stock;
– Baugebiet – Lipezk;
– geschätzte Innenlufttemperatur °C; °C.
Berechnungsverfahren.
1. Wir zeichnen einen maßstabsgetreuen Plan des ersten Stockwerks mit Angabe der Hauptabmessungen und unterteilen den Boden in vier Zonen – Streifen von 2 m Breite parallel zu den Außenwänden.
2. Im Wohnzimmer Nr. 1 befinden sich nur die erste und ein Teil der zweiten Zone.
Wir bestimmen die Abmessungen jedes Zonenstreifens:
Um den Wärmeverlust durch Boden und Decke zu berechnen, werden folgende Daten benötigt:
- Hausabmessungen 6 x 6 Meter.
- Böden - besäumte Bretter, Nut und Feder 32 mm dick, mit Spanplatten 0,01 m dick belegt, isoliert Isolierung aus Mineralwolle 0,05 m dick. Unter dem Haus befindet sich ein unterirdischer Raum zur Lagerung von Gemüse und Konserven. Im Winter beträgt die Temperatur im Untergrund durchschnittlich +8°C.
- Decke – die Decken bestehen aus Holzplatten, die Decken sind auf der Dachbodenseite mit einer Mineralwolldämmung, Schichtdicke 0,15 Meter, mit einer dampfdichten Schicht isoliert. Dachboden nicht isoliert.
Berechnung des Wärmeverlustes durch den Boden
R-Platten =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, wobei B die Dicke des Materials und K der Wärmeleitkoeffizient ist.
R Spanplatte =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W
R-Isolierung =B/K=0,05 m/0,039 W/mK=1,28 m²x°C/W
Gesamtwert R des Bodens =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W
Wenn man bedenkt, dass die Untergrundtemperatur im Winter konstant bei etwa +8°C liegt, beträgt der für die Berechnung des Wärmeverlusts erforderliche dT 22-8 = 14 Grad. Jetzt haben wir alle Daten, um den Wärmeverlust durch den Boden zu berechnen:
Q Boden = SxdT/R=36 m²x14 Grad/1,56 m²x°C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)
Berechnung des Wärmeverlustes durch die Decke
Die Deckenfläche entspricht der Boden-S-Decke = 36 m2
Bei der Berechnung des Wärmewiderstands der Decke berücksichtigen wir nicht Holzbretter, Weil Sie haben keine dichte Verbindung untereinander und wirken nicht als Wärmeisolator. Daher beträgt der Wärmewiderstand der Decke:
R Decke = R Dämmung = Dämmstärke 0,15 m/Wärmeleitfähigkeit der Dämmung 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W
Wir berechnen den Wärmeverlust durch die Decke:
Decke Q =SхdT/R=36 m²×52 Grad/3,84 m²×°С/W=487,5 Wh (0,49 kWh)
Trotz der Tatsache, dass der Wärmeverlust durch den Boden der meisten einstöckigen Industrie-, Verwaltungs- und Wohngebäude selten 15 % des gesamten Wärmeverlusts übersteigt und bei einer Erhöhung der Stockwerkzahl manchmal nicht 5 % erreicht, ist die Bedeutung wichtig die richtige Entscheidung Aufgaben...
Die Bestimmung des Wärmeverlusts aus der Luft des Erdgeschosses oder Kellers in das Erdreich verliert nicht an Relevanz.
In diesem Artikel werden zwei Möglichkeiten zur Lösung des im Titel gestellten Problems diskutiert. Die Schlussfolgerungen finden Sie am Ende des Artikels.
Bei der Berechnung des Wärmeverlustes sollte immer zwischen den Begriffen „Gebäude“ und „Raum“ unterschieden werden.
Bei der Berechnung des gesamten Gebäudes besteht das Ziel darin, die Leistung der Quelle und des gesamten Wärmeversorgungssystems zu ermitteln.
Bei der Berechnung der Wärmeverluste jedes einzelnen Raums des Gebäudes wird das Problem gelöst, die Leistung und Anzahl der Wärmegeräte (Batterien, Konvektoren usw.) zu bestimmen, die für die Installation in jedem einzelnen Raum erforderlich sind, um die gegebene Innenlufttemperatur aufrechtzuerhalten .
Die Luft im Gebäude wird durch die Aufnahme von Wärmeenergie von der Sonne, externen Wärmequellen über das Heizsystem und von verschiedenen erwärmt interne Quellen– von Menschen, Tieren, Bürogeräten, Haushaltsgeräte, Beleuchtungslampen, Warmwasserversorgungssysteme.
Die Raumluft kühlt aufgrund von Wärmeenergieverlusten durch die Gebäudehülle ab, die durch Wärmewiderstände gemessen in m 2 °C/W charakterisiert werden:
R = Σ (δ ich /λ ich )
δ ich– Dicke der Materialschicht der umschließenden Struktur in Metern;
λ ich– Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Materials in W/(m °C).
Schützen Sie das Haus vor äußere Umgebung die Decke (Boden) des Obergeschosses, Außenwände, Fenster, Türen, Tore und der Boden des Untergeschosses (ggf. Keller).
Die äußere Umgebung ist Außenluft und Boden.
Die Berechnung des Wärmeverlusts eines Gebäudes erfolgt anhand der berechneten Außenlufttemperatur für den kältesten Fünf-Tage-Zeitraum des Jahres in dem Gebiet, in dem die Anlage gebaut wurde (oder gebaut werden wird)!
Aber natürlich verbietet Ihnen niemand, Berechnungen für jede andere Jahreszeit anzustellen.
Berechnung inExcelWärmeverlust durch den Boden und an den Boden angrenzende Wände nach der allgemein anerkannten Zonenmethode V.D. Machinsky.
Die Temperatur des Bodens unter einem Gebäude hängt in erster Linie von der Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität des Bodens selbst sowie von der Umgebungslufttemperatur in der Umgebung das ganze Jahr über ab. Da die Außenlufttemperatur unterschiedlich stark schwankt Klimazonen, dann hat der Boden in unterschiedlichen Jahreszeiten in unterschiedlichen Tiefen in verschiedenen Gebieten unterschiedliche Temperaturen.
Um die Lösung des komplexen Problems der Bestimmung des Wärmeverlusts durch den Boden und die Wände des Kellers in den Boden zu vereinfachen, wird seit mehr als 80 Jahren die Technik der Aufteilung der Fläche umschließender Bauwerke in 4 Zonen erfolgreich eingesetzt.
Jede der vier Zonen hat ihren eigenen festen Wärmedurchgangswiderstand in m 2 °C/W:
R 1 =2,1 R 2 =4,3 R 3 =8,6 R 4 =14,2
Zone 1 ist ein Streifen auf dem Boden (sofern unter dem Gebäude kein Erdreich vergraben ist) mit einer Breite von 2 Metern, gemessen von der Innenfläche der Außenwände entlang des gesamten Umfangs, oder (im Falle eines Untergrunds oder Kellers) ein Streifen davon die gleiche Breite, gemessen entlang der Innenflächen der Außenwände von den Erdreichkanten aus.
Die Zonen 2 und 3 sind ebenfalls 2 Meter breit und liegen hinter Zone 1 näher an der Gebäudemitte.
Zone 4 nimmt den gesamten verbleibenden zentralen Bereich ein.
In der unten dargestellten Abbildung befindet sich Zone 1 vollständig auf den Wänden des Kellers, Zone 2 teilweise auf den Wänden und teilweise auf dem Boden, Zone 3 und 4 befinden sich vollständig auf dem Kellerboden.
Wenn das Gebäude schmal ist, existieren die Zonen 4 und 3 (und manchmal auch 2) möglicherweise einfach nicht.
Quadrat Geschlecht Zone 1 in den Ecken wird bei der Berechnung doppelt berücksichtigt!
Wenn sich die gesamte Zone 1 befindet vertikale Wände, dann wird die Fläche tatsächlich ohne Zuschläge berechnet.
Befindet sich ein Teil der Zone 1 an den Wänden und ein Teil am Boden, werden nur die Eckteile des Bodens doppelt gezählt.
Befindet sich die gesamte Zone 1 auf dem Boden, dann ist die berechnete Fläche in der Berechnung um 2 × 2 x 4 = 16 m 2 zu erhöhen (für ein Haus mit rechteckigem Grundriss, also mit vier Ecken).
Wenn die Struktur nicht im Boden vergraben ist, bedeutet dies H =0.
Unten sehen Sie einen Screenshot eines Programms zur Berechnung des Wärmeverlusts durch den Boden und zurückgesetzte Wände in Excel für rechteckige Gebäude.
Zonenbereiche F 1 , F 2 , F 3 , F 4 werden nach den Regeln der gewöhnlichen Geometrie berechnet. Die Aufgabe ist mühsam und erfordert häufiges Skizzieren. Das Programm vereinfacht die Lösung dieses Problems erheblich.
Der Gesamtwärmeverlust an das umgebende Erdreich wird durch die Formel in kW ermittelt:
Q Σ =((F 1 + F1у )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 )*(t VR -t NR )/1000
Der Benutzer muss lediglich die ersten 5 Zeilen der Excel-Tabelle mit Werten ausfüllen und das Ergebnis unten lesen.
Zur Bestimmung von Wärmeverlusten ins Erdreich Firmengelände Zonenbereiche muss manuell gezählt werden und dann in die obige Formel einsetzen.
Der folgende Screenshot zeigt beispielhaft die Berechnung des Wärmeverlusts durch den Boden und die zurückgesetzten Wände in Excel für den unteren rechten (wie im Bild gezeigten) Kellerraum.
Der Wärmeverlust jedes Raums an das Erdreich entspricht dem gesamten Wärmeverlust des gesamten Gebäudes an das Erdreich!
Die folgende Abbildung zeigt vereinfachte Diagramme Standardausführungen Böden und Wände.
Der Boden und die Wände gelten als nicht isoliert, wenn die Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der Materialien ( λ ich), aus denen sie bestehen, mehr als 1,2 W/(m °C) beträgt.
Wenn der Boden und/oder die Wände gedämmt sind, d. h. sie enthalten Schichten mit λ <1,2 W/(m °C), dann wird der Widerstand für jede Zone separat nach folgender Formel berechnet:
RIsolierungich = Risoliertich + Σ (δ J /λ J )
Hier δ J– Dicke der Dämmschicht in Metern.
Bei Böden auf Balken wird der Wärmedurchgangswiderstand ebenfalls für jede Zone berechnet, jedoch nach einer anderen Formel:
Rauf den Balkenich =1,18*(Risoliertich + Σ (δ J /λ J ) )
Berechnung der Wärmeverluste inMS Exceldurch den Boden und an den Boden angrenzende Wände nach der Methode von Professor A.G. Sotnikowa.
Eine sehr interessante Technik für im Erdreich vergrabene Gebäude wird im Artikel „Thermophysikalische Berechnung des Wärmeverlusts im unterirdischen Teil von Gebäuden“ beschrieben. Der Artikel erschien 2010 in Ausgabe Nr. 8 des ABOK-Magazins in der Rubrik „Discussion Club“.
Wer die Bedeutung des Folgenden verstehen möchte, sollte zunächst das Obige studieren.
A.G. Sotnikov, der sich hauptsächlich auf die Schlussfolgerungen und Erfahrungen anderer Vorgängerwissenschaftler stützte, ist einer der wenigen, die in fast 100 Jahren versucht haben, bei einem Thema, das viele Heizungsingenieure beunruhigt, den Nagel auf den Kopf zu bewegen. Ich bin von seinem Ansatz aus der Sicht der grundlegenden Wärmetechnik sehr beeindruckt. Aber die Schwierigkeit, die Bodentemperatur und ihren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten ohne entsprechende Erhebungsarbeiten richtig einzuschätzen, verändert die Methodik von A.G. etwas. Sotnikov in eine theoretische Ebene, weg von praktischen Berechnungen. Obwohl man sich gleichzeitig weiterhin auf die Zonenmethode von V.D. verlässt. Laut Machinsky glaubt jeder einfach blind an die Ergebnisse und kann, da er die allgemeine physikalische Bedeutung ihres Auftretens versteht, den erhaltenen Zahlenwerten nicht unbedingt vertrauen.
Was bedeutet die Methodik von Professor A.G.? Sotnikowa? Er schlägt vor, dass alle Wärmeverluste durch den Boden eines vergrabenen Gebäudes tief in den Planeten „dringen“ und alle Wärmeverluste durch Wände, die mit dem Boden in Kontakt stehen, letztendlich an die Oberfläche übertragen werden und sich in der Umgebungsluft „auflösen“.
Dies scheint teilweise zuzutreffen (ohne mathematische Begründung), wenn der Boden des Untergeschosses ausreichend tief ist, wenn die Tiefe jedoch weniger als 1,5...2,0 Meter beträgt, entstehen Zweifel an der Richtigkeit der Postulate...
Trotz aller in den vorherigen Absätzen geäußerten Kritikpunkte war es die Entwicklung des Algorithmus von Professor A.G. Sotnikova scheint sehr vielversprechend.
Berechnen wir in Excel den Wärmeverlust durch den Boden und die Wände in den Boden für dasselbe Gebäude wie im vorherigen Beispiel.
Wir erfassen die Abmessungen des Kellers des Gebäudes und die berechneten Lufttemperaturen im Quelldatenblock.
Als nächstes müssen Sie die Bodeneigenschaften eingeben. Nehmen wir als Beispiel einen sandigen Boden und tragen dessen Wärmeleitfähigkeitskoeffizient und Temperatur in einer Tiefe von 2,5 Metern im Januar in die Ausgangsdaten ein. Die Temperatur und Wärmeleitfähigkeit des Bodens für Ihre Region finden Sie im Internet.
Die Wände und der Boden werden aus Stahlbeton bestehen ( λ =1,7 W/(m°C)) Dicke 300 mm ( δ =0,3 m) mit thermischem Widerstand R = δ / λ =0,176 m 2 °C/W.
Und schließlich fügen wir zu den Ausgangsdaten die Werte der Wärmeübergangskoeffizienten auf den Innenflächen des Bodens und der Wände sowie auf der Außenfläche des Bodens in Kontakt mit der Außenluft hinzu.
Das Programm führt Berechnungen in Excel anhand der folgenden Formeln durch.
Grundfläche:
F pl =B*A
Wandfläche:
F-St =2*H *(B + A )
Bedingte Dicke der Bodenschicht hinter den Wänden:
δ Konv = F(H / H )
Wärmewiderstand des Bodens unter dem Boden:
R 17 =(1/(4*λ gr )*(π / Fpl ) 0,5
Wärmeverlust durch den Boden:
Qpl = Fpl *(TV — Tgr )/(R 17 + Rpl +1/α in )
Wärmewiderstand des Bodens hinter den Wänden:
R 27 = δ Konv /λ gr
Wärmeverlust durch Wände:
Qst = Fst *(TV — TN )/(1/α n +R 27 + Rst +1/α in )
Gesamtwärmeverlust ins Erdreich:
Q Σ = Qpl + Qst
Kommentare und Schlussfolgerungen.
Der Wärmeverlust eines Gebäudes über Boden und Wände ins Erdreich, der mit zwei verschiedenen Methoden ermittelt wird, unterscheidet sich erheblich. Nach dem Algorithmus von A.G. Sotnikov Bedeutung Q Σ =16,146 kW, das ist fast fünfmal mehr als der Wert nach dem allgemein anerkannten „Zonen“-Algorithmus - Q Σ =3,353 KW!
Tatsache ist, dass der Wärmewiderstand des Bodens zwischen den vergrabenen Wänden und der Außenluft verringert ist R 27 =0,122 m 2 °C/W ist eindeutig gering und entspricht wahrscheinlich nicht der Realität. Dies bedeutet die bedingte Dicke des Bodens δ Konv ist nicht ganz richtig definiert!
Darüber hinaus sind die „nackten“ Stahlbetonwände, die ich im Beispiel gewählt habe, für unsere Zeit auch eine völlig unrealistische Option.
Ein aufmerksamer Leser des Artikels von A.G. Sotnikova wird eine Reihe von Fehlern finden, höchstwahrscheinlich nicht die des Autors, sondern solche, die beim Tippen entstanden sind. Dann erscheint in Formel (3) der Faktor 2 λ , verschwindet dann später. Im Beispiel beim Rechnen R 17 hinter der Einheit steht kein Divisionszeichen. Im gleichen Beispiel wird bei der Berechnung des Wärmeverlusts durch die Wände des unterirdischen Teils des Gebäudes aus irgendeinem Grund die Fläche in der Formel durch 2 geteilt, bei der Aufzeichnung der Werte wird sie dann aber nicht geteilt... Was sind diese nicht isoliert? Wände und Böden im Beispiel mit Rst = Rpl =2 m 2 °C/W? Ihre Mächtigkeit sollte dann mindestens 2,4 m betragen! Und wenn Wände und Boden gedämmt sind, erscheint es falsch, diese Wärmeverluste mit der Möglichkeit der zonenweisen Berechnung für einen nicht isolierten Boden zu vergleichen.
R 27 = δ Konv /(2*λ gr)=K(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
Zur Frage nach dem Vorhandensein eines Multiplikators von 2 λ gr wurde oben schon gesagt.
Ich habe die vollständigen elliptischen Integrale durcheinander dividiert. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass die Grafik im Artikel die Funktion bei zeigt λ gr =1:
δ Konv = (½) *ZU(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
Aber mathematisch müsste es stimmen:
δ Konv = 2 *ZU(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
oder, wenn der Multiplikator 2 ist λ gr nicht benötigt:
δ Konv = 1 *ZU(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
Dies bedeutet, dass die Grafik zur Bestimmung δ Konv gibt fehlerhafte Werte an, die um das Zwei- oder Vierfache unterschätzt werden ...
Es stellt sich heraus, dass jedem keine andere Wahl bleibt, als weiterhin den Wärmeverlust durch den Boden und die Wände in den Boden nach Zonen zu „zählen“ oder zu „bestimmen“? In 80 Jahren wurde keine andere würdige Methode erfunden. Oder haben sie es erfunden, aber nicht fertiggestellt?!
Ich lade Blog-Leser ein, beide Berechnungsmöglichkeiten in realen Projekten zu testen und die Ergebnisse in den Kommentaren zum Vergleich und zur Analyse vorzustellen.
Alles, was im letzten Teil dieses Artikels gesagt wird, ist ausschließlich die Meinung des Autors und erhebt keinen Anspruch auf die ultimative Wahrheit. Ich freue mich über die Meinungen von Experten zu diesem Thema in den Kommentaren. Ich würde den Algorithmus von A.G. gerne vollständig verstehen. Sotnikov, weil sie tatsächlich eine strengere thermophysikalische Begründung hat als die allgemein akzeptierte Methode.
Bitte respektvoll Die Arbeit des Autors laden Sie eine Datei mit Berechnungsprogrammen herunter nach dem Abonnieren von Artikelankündigungen!
P.S. (25.02.2016)
Fast ein Jahr nach dem Schreiben des Artikels ist es uns gelungen, die oben aufgeworfenen Fragen zu klären.
Erstens ein Programm zur Berechnung des Wärmeverlusts in Excel nach der Methode von A.G. Sotnikova glaubt, dass alles richtig ist – genau nach den Formeln von A.I. Petchowitsch!
Zweitens Formel (3) aus dem Artikel von A.G., die meine Überlegungen verwirrte. Sotnikova sollte nicht so aussehen:
R 27 = δ Konv /(2*λ gr)=K(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
Im Artikel von A.G. Sotnikova ist kein korrekter Eintrag! Aber dann wurde die Grafik erstellt und das Beispiel mit den richtigen Formeln berechnet!!!
So sollte es laut A.I. sein. Pekhovich (Seite 110, Zusatzaufgabe zu Absatz 27):
R 27 = δ Konv /λ gr=1/(2*λ gr )*K(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
δ Konv =R27 *λ gr =(½)*K(cos((H / H )*(π/2)))/K(Sünde((H / H )*(π/2)))
Typischerweise wird der Wärmeverlust des Bodens im Vergleich zu ähnlichen Indikatoren anderer Gebäudehüllen (Außenwände, Fenster- und Türöffnungen) von vornherein als unbedeutend angenommen und in vereinfachter Form bei der Berechnung von Heizsystemen berücksichtigt. Grundlage für solche Berechnungen ist ein vereinfachtes System von Abrechnungs- und Korrekturkoeffizienten für den Wärmedurchgangswiderstand verschiedener Baustoffe.
Wenn wir berücksichtigen, dass die theoretische Begründung und Methodik zur Berechnung des Wärmeverlusts eines Erdgeschosses schon vor langer Zeit entwickelt wurde (d. h. mit einem großen Planungsspielraum), können wir mit Sicherheit über die praktische Anwendbarkeit dieser empirischen Ansätze sprechen moderne Verhältnisse. Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmedurchgangskoeffizienten verschiedener Baumaterialien, Isolierungen und Bodenbeläge sind allgemein bekannt und andere physikalische Eigenschaften sind zur Berechnung des Wärmeverlusts durch den Boden nicht erforderlich. Aufgrund ihrer thermischen Eigenschaften werden Böden üblicherweise in isolierte und nicht isolierte sowie strukturell unterteilt – Böden auf dem Boden und auf Balken.
Die Berechnung des Wärmeverlusts durch einen nicht isolierten Boden auf dem Erdboden basiert auf der allgemeinen Formel zur Bewertung des Wärmeverlusts durch die Gebäudehülle:
Wo Q– Haupt- und Zusatzwärmeverluste, W;
A– Gesamtfläche der umschließenden Struktur, m2;
Fernseher , tn– Innen- und Außenlufttemperatur, °C;
β - der Anteil der zusätzlichen Wärmeverluste an der Gesamtmenge;
N– Korrekturfaktor, dessen Wert durch die Lage der umschließenden Struktur bestimmt wird;
Ro– Wärmeübertragungswiderstand, m2 °C/W.
Beachten Sie, dass bei einem homogenen einschichtigen Bodenbelag der Wärmeübergangswiderstand Ro umgekehrt proportional zum Wärmeübergangskoeffizienten des nicht isolierten Bodenmaterials am Boden ist.
Bei der Berechnung des Wärmeverlusts durch einen nicht isolierten Boden wird ein vereinfachter Ansatz verwendet, bei dem der Wert (1+ β) n = 1 ist. Der Wärmeverlust durch den Boden erfolgt normalerweise durch Zoneneinteilung der Wärmeübertragungsfläche. Dies liegt an der natürlichen Heterogenität der Temperaturfelder des Bodens unter der Decke.
Der Wärmeverlust eines ungedämmten Bodens wird für jede Zwei-Meter-Zone separat ermittelt, deren Nummerierung an der Außenwand des Gebäudes beginnt. In der Regel werden insgesamt vier solcher 2 m breiten Streifen berücksichtigt, wobei die Bodentemperatur in jeder Zone als konstant angenommen wird. Die vierte Zone umfasst die gesamte Oberfläche des nicht isolierten Bodens innerhalb der Grenzen der ersten drei Streifen. Es wird ein Wärmeübergangswiderstand angenommen: für die 1. Zone R1=2,1; für den 2. R2=4,3; jeweils für den dritten und vierten R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Abb.1. Bei der Berechnung des Wärmeverlusts wird die Bodenfläche auf den Boden und die angrenzenden zurückgesetzten Wände aufgeteilt
Bei zurückgesetzten Räumen mit Erdboden: Die an die Wandoberfläche angrenzende Fläche der ersten Zone wird bei den Berechnungen doppelt berücksichtigt. Dies ist durchaus verständlich, da sich der Wärmeverlust des Bodens mit dem Wärmeverlust der angrenzenden vertikalen Umfassungskonstruktionen des Gebäudes summiert.
Die Berechnung des Wärmeverlusts durch den Boden wird für jede Zone separat durchgeführt, die erhaltenen Ergebnisse werden zusammengefasst und zur wärmetechnischen Begründung des Gebäudeentwurfs verwendet. Die Berechnung der Temperaturzonen der Außenwände von Einbauräumen erfolgt nach Formeln, die den oben genannten ähneln.
Bei Berechnungen des Wärmeverlusts durch einen isolierten Boden (und er gilt als solcher, wenn seine Konstruktion Materialschichten mit einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 1,2 W/(m °C) enthält), wird der Wert des Wärmeübergangswiderstands eines nicht isolierten Bodens berechnet. Der isolierte Boden auf dem Erdreich erhöht sich jeweils um den Wärmedurchgangswiderstand der Dämmschicht:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Wo δу.с– Dicke der Isolierschicht, m; λу.с– Wärmeleitfähigkeit des Isolierschichtmaterials, W/(m °C).
Das Wesentliche bei der thermischen Berechnung von Räumlichkeiten, die bis zu einem gewissen Grad im Boden liegen, besteht darin, den Einfluss der atmosphärischen „Kälte“ auf ihr thermisches Regime zu bestimmen, oder genauer gesagt, inwieweit ein bestimmter Boden einen bestimmten Raum von der Atmosphäre isoliert Temperatureffekte. Weil Da die Wärmedämmeigenschaften des Bodens von zu vielen Faktoren abhängen, wurde auf die sogenannte 4-Zonen-Technik zurückgegriffen. Es basiert auf der einfachen Annahme, dass je dicker die Bodenschicht ist, desto höher sind ihre Wärmedämmeigenschaften (der Einfluss der Atmosphäre wird stärker reduziert). Der kürzeste Abstand (vertikal oder horizontal) zur Atmosphäre ist in 4 Zonen unterteilt, von denen 3 eine Breite (wenn es sich um ein Erdgeschoss handelt) oder eine Tiefe (wenn es sich um eine Bodenwand handelt) von 2 Metern haben, und die vierte hat die gleichen Eigenschaften bis ins Unendliche. Jeder der 4 Zonen werden eigene dauerhaft wärmedämmende Eigenschaften zugewiesen, nach dem Prinzip: Je weiter die Zone entfernt ist (je höher ihre Seriennummer), desto geringer ist der Einfluss der Atmosphäre. Wenn wir den formalisierten Ansatz weglassen, können wir eine einfache Schlussfolgerung ziehen: Je weiter ein bestimmter Punkt im Raum von der Atmosphäre entfernt ist (mit einer Multiplizität von 2 m), desto günstigere Bedingungen (im Hinblick auf den Einfluss der Atmosphäre) es wird sein.
Somit beginnt die Zählung der bedingten Zonen entlang der Mauer vom Boden aus, sofern auf dem Boden Mauern vorhanden sind. Wenn keine Bodenwände vorhanden sind, ist die erste Zone der Bodenstreifen, der der Außenwand am nächsten liegt. Als nächstes werden die Zonen 2 und 3 nummeriert, jeweils 2 Meter breit. Die verbleibende Zone ist Zone 4.
Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass die Zone an der Wand beginnen und am Boden enden kann. In diesem Fall sollten Sie bei der Berechnung besonders vorsichtig sein.
Wenn der Boden nicht isoliert ist, sind die Werte des Wärmeübertragungswiderstands des nicht isolierten Bodens pro Zone gleich:
Zone 1 - R n.p. =2,1 qm*S/W
Zone 2 - R n.p. =4,3 qm*S/W
Zone 3 - R n.p. =8,6 qm*S/W
Zone 4 - R n.p. =14,2 qm*S/W
Um den Wärmedurchgangswiderstand für isolierte Böden zu berechnen, können Sie die folgende Formel verwenden:
— Wärmeübertragungswiderstand jeder Zone des nicht isolierten Bodens, m²*S/W;
— Dämmdicke, m;
— Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der Isolierung, W/(m*C);
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