SNiP 41-01-2003'e göre, zeminde ve kirişlerde bulunan bina katlarının zeminleri, dış duvarlara paralel 2 m genişliğinde dört bölge şeridi ile sınırlandırılmıştır (Şekil 2.1). Zeminde veya kirişlerde bulunan döşemelerden ısı kaybını hesaplarken, dış duvarların köşesine yakın döşeme alanlarının yüzeyi ( bölge I'de ) hesaplamaya iki kez girilir (kare 2x2 m).
Isı transfer direnci belirlenmelidir:
a) Dış duvarlara paralel, 2 m genişliğindeki bölgelerde ısı iletkenliği l ³ 1,2 W/(m×°C) olan zemindeki yalıtılmamış zeminler ve zemin seviyesinin altında bulunan duvarlar için, R n.p. . , (m 2 ×°C)/W, eşittir:
2.1 – bölge I için;
4.3 – bölge II için;
8.6 – bölge III için;
14.2 – Bölge IV için (kalan taban alanı için);
b) zemindeki yalıtımlı zeminler ve zemin seviyesinin altında bulunan duvarlar için, ısı iletkenliği l c.s.< 1,2 Вт/(м×°С) утепляющего слоя толщиной d у.с. , м, принимая R yukarı. , (m 2 ×°С)/W, formüle göre
c) kirişlerdeki bireysel zemin bölgelerinin ısı transferine karşı termal direnç R l, (m 2 ×°C)/W, aşağıdaki formüllerle belirlenir:
I bölgesi – 
;
II bölgesi – 
;
III bölgesi – 
;
IV bölgesi – 
,
burada , , , yalıtılmamış zeminlerin ayrı ayrı bölgelerinin ısı transferine karşı termal direnç değerleridir, (m2 × ° C)/W, sırasıyla sayısal olarak 2,1'e eşittir; 4.3; 8.6; 14.2; – kirişlerdeki zeminlerin yalıtım katmanının ısı transferine karşı termal direnç değerlerinin toplamı, (m 2 × ° C)/W.
Değer şu ifadeyle hesaplanır:
, (2.4)
burada kapalı hava katmanlarının termal direnci
(Tablo 2.1); δ d – levha tabakasının kalınlığı, m; λ d – ahşap malzemenin ısıl iletkenliği, W/(m °C).
Yerde bulunan bir zeminden ısı kaybı, W:
, (2.5)
burada , , , sırasıyla I, II, III, IV bölgelerinin alanlarıdır, m 2 .
Kirişlerde bulunan zeminden ısı kaybı, W:
, (2.6)
Örnek 2.2.
İlk veriler:
– birinci kat;
– dış duvarlar – iki;
– zemin inşaatı: linolyumla kaplı beton zeminler;
– Tahmini iç hava sıcaklığı °C;
Hesaplama prosedürü.
Pirinç. 2.2. 1 numaralı oturma odasındaki kat alanlarının planı ve konumu parçası
(örnek 2.2 ve 2.3 için)
2. 1 numaralı oturma odasında sadece birinci ve ikinci bölgenin bir kısmı bulunmaktadır.
I bölgesi: 2,0'5,0 m ve 2,0'3,0 m;
II bölgesi: 1,0´3,0 m.
3. Her bölgenin alanları eşittir:
4. Formül (2.2)'yi kullanarak her bölgenin ısı transfer direncini belirleyin:
(m 2 ×°C)/W,
(m 2 ×°C)/W.
5. Formül (2.5)'i kullanarak zeminde bulunan zeminden ısı kaybını belirleriz:
Örnek 2.3.
İlk veriler:
– zemin yapısı: kirişlerdeki ahşap zeminler;
– dış duvarlar – iki (Şekil 2.2);
– birinci kat;
– inşaat alanı – Lipetsk;
– Tahmini iç hava sıcaklığı °C; °C.
Hesaplama prosedürü.
1. Birinci katın ana boyutları gösteren ölçekli bir planını çiziyoruz ve zemini dış duvarlara paralel 2 m genişliğinde dört bölgeye şeritlere ayırıyoruz.
2. 1 numaralı oturma odasında sadece birinci ve ikinci bölgenin bir kısmı bulunmaktadır.
Her bölge şeridinin boyutlarını belirliyoruz:
Zemin ve tavandaki ısı kaybını hesaplamak için aşağıdaki veriler gerekli olacaktır:
- evin boyutları 6 x 6 metredir.
- Zeminler 32 mm kalınlığında, dil ve oluklu, 0,01 m kalınlığında sunta kaplı, 0,05 m kalınlığında mineral yün yalıtımlı, kenarlı levhalardır. Evin altında sebze ve konserve depolamak için bir yer altı alanı bulunmaktadır. Kışın yeraltındaki sıcaklık ortalama +8°C'dir.
- Tavan - tavanlar ahşap panellerden yapılmıştır, tavanlar çatı katında mineral yün izolasyonu, katman kalınlığı 0,15 metre, buhar su yalıtım katmanı ile yalıtılmıştır. Tavan arası alanı yalıtılmamış.
Zeminden ısı kaybının hesaplanması
R levhalar =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, burada B malzemenin kalınlığı, K ise ısıl iletkenlik katsayısıdır.
R sunta =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W
R yalıtım =B/K=0,05 m/0,039 W/mK=1,28 m²x°C/W
Zeminin toplam değeri R =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W
Kışın yeraltı sıcaklığının sürekli olarak +8°C civarında olduğu dikkate alınırsa, ısı kaybını hesaplamak için gereken dT 22-8 = 14 derecedir. Artık zemindeki ısı kaybını hesaplamak için tüm verilere sahibiz:
Q katı = SxdT/R=36 m²x14 derece/1,56 m²x°C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)
Tavandan ısı kaybının hesaplanması
Tavan alanı kat ile aynı S tavan = 36 m2
Tavanın ısıl direncini hesaplarken dikkate almayız ahşap panolar, Çünkü birbirleriyle sıkı bir bağlantıları yoktur ve ısı yalıtkanı görevi görmezler. Bu yüzden termal direnç tavan:
R tavan = R yalıtım = yalıtım kalınlığı 0,15 m/yalıtımın ısı iletkenliği 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W
Tavandan ısı kaybını hesaplıyoruz:
Tavan Q =SхdT/R=36 m²х52 derece/3,84 m²х°С/W=487,5 Wh (0,49 kWh)
Bir dereceye kadar zeminde bulunan binaların termal hesaplamalarının özü, atmosferik "soğuk" un termal rejimleri üzerindeki etkisinin belirlenmesine veya daha kesin olarak belirli bir toprağın belirli bir odayı atmosferikten ne ölçüde yalıttığına bağlıdır. sıcaklık etkileri. Çünkü ısı yalıtım özellikleri toprak çok bağımlı büyük sayı faktörler nedeniyle 4 bölgeli teknik benimsendi. Toprak tabakası ne kadar kalın olursa, ısı yalıtım özelliklerinin de o kadar yüksek olacağı (atmosferin etkisi daha büyük ölçüde azalır) şeklindeki basit varsayıma dayanmaktadır. Atmosfere en kısa mesafe (dikey veya yatay olarak) 4 bölgeye ayrılmıştır; bunlardan 3'ünün genişliği (yerdeki zemin ise) veya derinliği (yerdeki duvar ise) 2 metredir ve dördüncüsü bu özelliklere sonsuza eşittir. 4 bölgenin her birine, şu prensibe göre kendi kalıcı ısı yalıtım özellikleri atanmıştır: bölge ne kadar uzaktaysa (seri numarası ne kadar yüksekse), atmosferin etkisi o kadar az olur. Resmileştirilmiş yaklaşımı atlayarak, odadaki belirli bir nokta atmosferden ne kadar uzaktaysa (2 m'lik bir oranla), o kadar basit bir sonuca varabiliriz. uygun koşullar(atmosferin etkisi açısından) yer alacaktır.
Böylece zeminde duvar olması şartıyla koşullu bölgelerin sayımı duvar boyunca zemin seviyesinden başlar. Zemin duvarı yoksa ilk bölge dış duvara en yakın zemin şeridi olacaktır. Daha sonra, her biri 2 metre genişliğinde olan 2. ve 3. bölgeler numaralandırılır. Kalan bölge bölge 4'tür.
Bölgenin duvarda başlayıp yerde bitebileceğini dikkate almak önemlidir. Bu durumda hesaplama yaparken özellikle dikkatli olmalısınız.
Zemin yalıtılmamışsa, yalıtılmamış zeminin bölgelere göre ısı transfer direnci değerleri şuna eşittir:
bölge 1 - R n.p. =2,1 m2*S/W
bölge 2 - R n.p. =4,3 m2*S/W
bölge 3 - R n.p. =8,6 m2*S/W
bölge 4 - R n.p. =14,2 m2*S/W
Yalıtımlı zeminlerin ısı transfer direncini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:
— yalıtılmamış zeminin her bölgesinin ısı transfer direnci, m2*S/W;
- yalıtım kalınlığı, m;
— yalıtımın ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m*C);
Bir evin kapalı alanı boyunca ısı transferi karmaşık bir süreçtir. Bu zorlukları mümkün olduğunca hesaba katmak için, ısı kaybını hesaplarken tesislerin ölçümleri, alanda koşullu bir artış veya azalma sağlayan belirli kurallara göre yapılır. Aşağıda bu kuralların ana hükümleri yer almaktadır.
Kapalı yapıların alanlarını ölçme kuralları: a - çatı katı olan bir binanın bölümü; b - birleşik kaplamalı bir binanın bölümü; c - bina planı; 1 - bodrum katının üstündeki kat; 2 - kirişlerdeki zemin; 3 - yerdeki kat;
Pencerelerin, kapıların ve diğer açıklıkların alanı en küçük inşaat açıklığıyla ölçülür.
Tavanın (pt) ve zeminin (pl) alanı (yerdeki zemin hariç) iç duvarların eksenleri ile iç yüzey arasında ölçülür. dış duvar.
Dış duvarların boyutları, iç duvarların eksenleri ile duvarın dış köşesi arasındaki dış çevre boyunca yatay olarak ve alt kısım hariç tüm katlarda yükseklikte alınır: bitmiş zemin seviyesinden zemine kadar. sonraki kat. Üst katta, dış duvarın üst kısmı kaplamanın üst kısmı ile çakışmaktadır veya çatı katı. Alt katta, zemin tasarımına bağlı olarak: a) itibaren iç yüzey yerdeki katlar; b) kirişlerdeki zemin yapısı için hazırlık yüzeyinden; c) ısıtılmamış bir yeraltı veya bodrumun üzerindeki tavanın alt kenarından.
Isı kaybını belirlerken iç duvarlar alanları iç çevre boyunca ölçülür. Bu odalardaki hava sıcaklığı farkı 3 °C veya daha az ise, odaların iç mahfazalarından kaynaklanan ısı kayıpları göz ardı edilebilir.
Zemin yüzeyinin (a) ve dış duvarların (b) girintili kısımlarının I-IV tasarım bölgelerine ayrılması
Isının bir odadan zeminin veya duvarın yapısı ve temas ettiği toprağın kalınlığı yoluyla aktarılması karmaşık yasalara tabidir. Yerde bulunan yapıların ısı transfer direncini hesaplamak için basitleştirilmiş bir yöntem kullanılır. Zeminin ve duvarların yüzeyi (zemin duvarın devamı olarak kabul edilir), zemin boyunca dış duvar ile zemin yüzeyinin birleşim noktasına paralel olarak 2 m genişliğinde şeritlere bölünür.
Bölgelerin sayımı duvar boyunca zemin seviyesinden başlar ve zemin boyunca duvar yoksa bölge I dış duvara en yakın zemin şerididir. Sonraki iki şerit II ve III olarak numaralandırılacak ve zeminin geri kalanı IV. Bölge olacaktır. Üstelik bir bölge duvarda başlayıp zeminde devam edebilir.
Isıl iletkenlik katsayısı 1,2 W/(m °C)'den düşük malzemelerden yapılmış yalıtım katmanları içermeyen zemin veya duvara yalıtımsız denir. Böyle bir zeminin ısı transfer direnci genellikle R np, m 2 °C/W ile gösterilir. Yalıtımsız zeminin her bölgesi için standart değerlerısı transfer direnci:
- bölge I - RI = 2,1 m 2 °C/W;
- bölge II - RII = 4,3 m 2 °C/W;
- bölge III - RIII = 8,6 m 2 °C/W;
- bölge IV - RIV = 14,2 m 2 °C/W.
Zeminde bulunan bir zeminin yapısı yalıtım katmanlarına sahipse yalıtımlı olarak adlandırılır ve ısı transfer direnci R birimi (m 2 °C/W) aşağıdaki formülle belirlenir:
R yukarı = R np + R us1 + R us2 ... + R usn
Burada Rnp, yalıtımsız zeminin söz konusu bölgesinin ısı transfer direncidir, m 2 °C/W;
R us - yalıtım katmanının ısı transfer direnci, m 2 °C/W;
Kirişler üzerindeki bir zemin için ısı transfer direnci Rl, m 2 °C/W, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır.
Binalarda ısı kaybını hesaplama metodolojisi ve uygulama prosedürü (bkz. SP 50.13330.2012 Binaların termal koruması, paragraf 5).
Ev, kapalı yapılar (duvarlar, tavanlar, pencereler, çatı, temel), havalandırma ve kanalizasyon yoluyla ısıyı kaybeder. Ana ısı kayıpları kapalı yapılardan meydana gelir - tüm ısı kayıplarının% 60-90'ı.
Her durumda, ısıtılan odada bulunan tüm kapalı yapılar için ısı kaybı dikkate alınmalıdır.
Bu durumda, bitişik odalardaki sıcaklık ile sıcaklıkları arasındaki fark 3 santigrat dereceyi geçmiyorsa, iç yapılarda meydana gelen ısı kayıplarını hesaba katmak gerekli değildir.
Bina kabuğundan ısı kaybı
Binalardaki ısı kayıpları esas olarak aşağıdakilere bağlıdır:
1 Ev içi ve dışarısı sıcaklık farklılıkları (fark ne kadar büyükse kayıplar da o kadar fazla olur),
2 Duvarların, pencerelerin, kapıların, kaplamaların, zeminlerin (odanın sözde kapalı yapıları) ısı yalıtım özellikleri.
Kapalı yapılar genellikle yapı olarak homojen değildir. Ve genellikle birkaç katmandan oluşurlar. Örnek: kabuk duvar = sıva + kabuk + dış dekorasyon. Bu tasarım aynı zamanda kapalı hava boşlukları da içerebilir (örneğin: tuğla veya blokların içindeki boşluklar). Yukarıdaki malzemeler birbirinden farklı termal özelliklere sahiptir. Yapısal bir katmanın ana özelliği, ısı transfer direnci R'dir.
Q, kaybedilen ısı miktarıdır metrekareçevreleyen yüzey (genellikle W/m2 cinsinden ölçülür)
ΔT, hesaplanan odanın içindeki sıcaklık ile dış hava sıcaklığı arasındaki farktır (hesaplanan binanın bulunduğu iklim bölgesi için beş günlük en düşük sıcaklık °C).
Temel olarak odaların iç sıcaklığı alınır. Yaşam alanları 22 oC. Konut dışı 18 oC. Bölgeler su prosedürleri 33°C.
O gelince çok katmanlı yapı, daha sonra yapının katmanlarının dirençleri toplanır.
δ - katman kalınlığı, m;
λ - hesaplanan katsayı Kapalı yapıların çalışma koşulları dikkate alınarak inşaat katmanının malzemesinin ısıl iletkenliği, W / (m2 oC).
Hesaplama için gereken temel verileri sıraladık.
Dolayısıyla, bina kabuğundaki ısı kayıplarını hesaplamak için şunlara ihtiyacımız var:
1. Yapıların ısı transfer direnci (yapı çok katmanlı ise Σ R katmanları)
2. Hesaplama odasındaki sıcaklık ile dışarıdaki sıcaklık arasındaki fark (en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığı °C). ΔT
3. Çit alanları F (ayrı ayrı duvarlar, pencereler, kapılar, tavan, zemin)
4. Binanın ana yönlere göre yönlendirilmesi de faydalıdır.
Bir çitin ısı kaybını hesaplama formülü şöyle görünür:
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlim - kapalı yapılardan ısı kaybı, W
Rogr – ısı transfer direnci, m2°C/W; (Birden fazla katman varsa ∑ Rogr katmanları)
Fogr – kapalı yapının alanı, m;
n, kapalı yapı ile dış hava arasındaki temas katsayısıdır.
| Kapalı yapılar | Katsayı n |
| 1. Dış duvarlar ve kaplamalar (dış havayla havalandırılanlar dahil), çatı katı zeminleri (parça malzemelerden çatı kaplamalı) ve garaj yolları; Kuzey inşaat-iklim bölgesinde soğuk (kapalı duvarlar olmadan) yer altı tavanları | |
| 2. Dış havayla iletişim kuran soğuk bodrum katlarının üzerindeki tavanlar; çatı katları (çatılı rulo malzemeleri); Kuzey inşaat-iklim bölgesinde soğuk (kapalı duvarlarla) yer altı ve soğuk zeminlerin üzerindeki tavanlar | 0,9 |
| 3. Duvarlarda hafif açıklıklar bulunan, ısıtılmayan bodrum katlarının tavanları | 0,75 |
| 4. Zemin seviyesinin üzerinde bulunan, duvarlarda ışık açıklıkları olmayan, ısıtılmamış bodrum katları üzerindeki tavanlar | 0,6 |
| 5. Zemin seviyesinin altında bulunan ısıtılmamış teknik yer altı tavanları | 0,4 |
Her kapalı yapının ısı kaybı ayrı ayrı hesaplanır. Tüm odanın kapalı yapılarından kaynaklanan ısı kaybının miktarı, odanın her kapalı yapısından kaynaklanan ısı kayıplarının toplamı olacaktır.
Zeminlerden ısı kaybının hesaplanması
Zeminde yalıtımsız zemin
Tipik olarak, diğer bina kaplamalarının (dış duvarlar, pencere ve kapı açıklıkları) benzer göstergelerine kıyasla zeminin ısı kaybının önemsiz olduğu varsayılır ve ısıtma sistemlerinin basitleştirilmiş bir biçimde hesaplanmasında dikkate alınır. Bu tür hesaplamaların temeli, çeşitli ısı transfer direnci için basitleştirilmiş bir muhasebe ve düzeltme katsayıları sistemidir. yapı malzemeleri.
Zemin katın ısı kaybını hesaplamak için teorik gerekçe ve metodolojinin oldukça uzun zaman önce (yani büyük bir tasarım marjıyla) geliştirildiğini dikkate alırsak, bu ampirik yaklaşımların pratik uygulanabilirliği hakkında güvenle konuşabiliriz. modern koşullar. Çeşitli yapı malzemelerinin, yalıtım malzemelerinin ve ısıl iletkenlik ve ısı transfer katsayıları zemin kaplamaları iyi bilinmektedir ve zeminden ısı kaybını hesaplamak için başka hiçbir fiziksel özelliğe gerek yoktur. Kendilerine göre termal özellikler zeminler genellikle yalıtımlı ve yalıtımsız, yapısal olarak zemindeki zeminler ve kütüklere ayrılır.
Zemindeki yalıtılmamış bir zeminden ısı kaybının hesaplanması, genel formül Bina kabuğundaki ısı kaybının değerlendirilmesi:
Nerede Q– ana ve ek ısı kayıpları, W;
A– kapalı yapının toplam alanı, m2;
tв , tн– iç ve dış hava sıcaklığı, °C;
β - ek ısı kayıplarının toplam içindeki payı;
N- değeri kapalı yapının konumuna göre belirlenen düzeltme faktörü;
Ro– ısı transfer direnci, m2 °C/W.
Homojen tek katmanlı zemin kaplaması durumunda, ısı transfer direnci Ro'nun, zemindeki yalıtımsız zemin malzemesinin ısı transfer katsayısı ile ters orantılı olduğuna dikkat edin.
Yalıtımsız bir zeminden ısı kaybını hesaplarken, (1+ β) n = 1 değerinin verildiği basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılır. Zeminden ısı kaybı genellikle ısı transfer alanının imar edilmesiyle gerçekleştirilir. Bunun nedeni tavanın altındaki toprağın sıcaklık alanlarının doğal heterojenliğidir.
Yalıtımsız bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı, numaralandırması binanın dış duvarından başlayan her iki metrelik bölge için ayrı ayrı belirlenir. Her bölgedeki zemin sıcaklığının sabit olduğu göz önüne alındığında, genellikle 2 m genişliğinde toplam dört şerit dikkate alınır. Dördüncü bölge, ilk üç şerit sınırları içindeki yalıtılmamış zeminin tüm yüzeyini içerir. Isı transfer direnci varsayılmaktadır: 1. bölge için R1=2,1; 2. R2=4.3 için; üçüncü ve dördüncü için sırasıyla R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Şekil 1. Isı kaybını hesaplarken zemin yüzeyinin zeminde ve bitişik girintili duvarlarda imar edilmesi
Toprak tabanlı gömme odalar durumunda: hesaplamalarda duvar yüzeyine bitişik birinci bölgenin alanı iki kez dikkate alınır. Zeminin ısı kaybı, binanın bitişik dikey kapalı yapılarındaki ısı kaybıyla toplandığı için bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur.
Zeminden ısı kaybının hesaplanması her bölge için ayrı ayrı yapılır ve elde edilen sonuçlar özetlenir ve bina tasarımının ısı mühendisliği gerekçesi için kullanılır. Gömme odaların dış duvarlarının sıcaklık bölgelerinin hesaplanması, yukarıda verilenlere benzer formüller kullanılarak gerçekleştirilir.
Yalıtılmış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı hesaplamalarında (ve tasarımının ısıl iletkenliği 1,2 W/(m°C)'den daha az olan malzeme katmanları içeriyorsa bu şekilde kabul edilir), yalıtımlı olmayan bir zeminin ısı transfer direncinin değeri. Zemindeki yalıtımlı zemin her durumda yalıtım katmanının ısı transfer direnciyle artar:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Nerede δу.с– yalıtım katmanının kalınlığı, m; λу.с– yalıtım katmanı malzemesinin ısıl iletkenliği, W/(m °C).
