Сопротивление теплопередаче пола по грунту

СОДЕРЖАНИЕ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ПОМЕЩЕНИЙ 13

КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 16

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 18

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ 21

КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ 23

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 27

ВВЕДЕНИЕ

Отопление зданий обеспечивает тепловой комфорт для людей или выполнение технологических требований по параметрам внутреннего воздуха в зависимости от назначения помещения и установленного оборудования.

В суровых климатических условиях холодных и продолжительных зим в России проживание людей в помещениях невозможно без работы системы отопления, обеспечивающей компенсацию теплопотерь через наружные ограждения и нагрев санитарной нормы наружного приточного воздуха.

Система отопления должна поддерживать заданные параметры температуры воздуха в помещении, теплопотери при движении теплоносителя по трубам должны быть как можно меньше, а так же иметь долгий срок службы и способность демонтажа.

Исходные данные

Район строительства: г. Псков, Псковская область;

Тип здания: жилое;

Количество этажей – 3, высота этажа – 3 метра;

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (tн) – минус 26 о С; [1, таблица 1]

Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха менее или равной 8 о С (zот) – 212 суток; [1, таблица 1]

Средняя температура воздуха за период со среднесуточной температурой менее или равной 8 о С (tот) – минус 1,6 о С; [1, таблица 1]

Температура внутреннего воздуха помещений:

– жилая комната 20 о С

– жилая угловая комната 22 о С

– санитарная комната 25 о С

– лестничная клетка 16 о С

– угловая кухня 22 о С

Для угловых помещений температура наружного воздуха повышается на 2 о С.

Относительная влажность воздуха в помещении – 55%;

Условия эксплуатации конструкции – Б;

Ориентация по сторонам света: дворовой фасад здания ориентирован на запад.

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины слоя тепловой изоляции при известном нормированном сопротивлении теплопередачи (Rтр ). При этом температура на внутренней поверхности ограждения должна отвечать санитарно-гигиеническим требованиям, а приведенное сопротивление теплопередаче (Rф ) , должно удовлетворять теплотехническим требованиям:Rтр ≤Rф .

Теплотехническому расчету подлежат наружные стены, бесчердачное перекрытие, перекрытие над подвалом, окна и наружные двери.

Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены

Таблица 2.1 – Расчетные теплотехнические показатели материала слоев наружной стены [2, прил Т]

№ п/п Наименование слоя δ, м λ, Вт/(м*°С)
Глиняный кирпич 0,51 0,58
Пенополистерол х 0,044
Силикатный керпич 0,12 0,7

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

tв=20°С – температура помещения.

ГСОП=(20+1,6) *212 = 4579,2°С сут

Нормируемое сопротивление теплопередаче:

Rтр = n(a ГСОП + b), где:

n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

n=1 – стены и окна,

n=0,9 бесчердачное перекрытие;

коэффициенты a и b для наружной стены: а=0,00035 и b=1,4.

Rтр = 1(0,00035*4579,2+1,4) = 3,003 м 2 °С/Вт

Минимальная толщина теплоизоляционного слоя принимается из теплотехнического требования: Rф ≥Rтр Примем Rф =Rтр , тогда толщина теплоизоляционного слоя (δ2 ) по формуле для однородной многослойной ограждающей конструкции:

Пересчитаем и найдем Rф, подставив δ2 в формулу:

Rф =1/8,7+0,51/0,58+0,12/0,7+0,08/0,44+1/23 = 3,03 м 2 °С/Вт

Примечание: αв = 8,7 (поверхность ровная без выступов), αн = 23 (для наружной стены).

Проверим санитарно-гигиенические требования.

Найдем температуру на внутренней поверхности наружной стены:

Таблица 2.2 – Расчетные теплотехнические показатели материала слоев перекрытия над подвалом [2, прил Т]

№ п/п Наименование слоя δ, м λ,Вт/(м*°С)
Ж/б плита 0,12 1,92
Мин. вата х 0,048
Асфальто-бетонная стяжка 0,03 1,05
Доски 0,02 0,14

Пересчитаем и найдем Rф, подставив δ2 в формулу:

Rф =1/8,7+0,12/1,92+0,03/1,05+0,02/0,14+0,04/0,045+1/23 = 1,29 м 2 °С/Вт

Проверим санитарно-гигиенические требования.

Найдем температуру на внутренней поверхности пола:

Наверное, никого не нужно убеждать в том, что пол на первом этаже частного дома должен иметь надежную термоизоляцию. Это важно и для создания комфортных условий проживания, и с точки зрения сохранения здоровья всех членов семьи. Кроме того, эффективная система утепления всех строительных конструкций собственного дома – это залог экономного расходования энергоносителей для обеспечения работы системы отопления зимой, другого климатического оборудования – в любое время года. Да и на долговечность самого строения правильно организованная система термоизоляции также оказывает значительное влияние.

Читайте также:  Почему канализация булькает в частном доме

Утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции

На первых этажах частных домов полы частенько оборудуются непосредственно по грунту – это, например, характерно для зданий на ленточном фундаменте. Существует целый ряд способов их термоизоляции с использованием различных утеплительных материалов. Но в любом случае необходимо заранее определяться – какой слой утеплителя будет достаточным для того, чтобы можно было смело заявлять о полноценности термоизоляции.

Попробуем разобраться в этом вопросе: утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции, например, как утеплить пол в частном доме.

Принцип проведения расчета

Было бы большой ошибкой полагать, что утеплять любую строительную конструкцию можно, как говорится, «на глаз». Хорошо, если повезет и угадаете, но вероятность такой удачи – невелика, можно ошибиться как в одну, так и в другую сторону. И то, и другое – плохо. О последствиях недостаточности термоизоляции уже говорилось выше. А ее избыточность приводит к совершенно ненужному перерасходу материалов или усложнению конструкции.

Все должно основываться на расчетах. Да, многих читателей заранее пугает перспектива проведения каких бы то ни было вычислений. Поспешим их успокоить – ничего сверхъестественно сложного их не ждет. Тем более, мы «вооружим» их и пониманием принципа расчета, и удобным калькулятором, в котором всего лишь надо будет указать некоторые исходные данные.

Непосредственно про технологию выполнения термоизоляционных работ при утеплении пола говориться не будет – этому отведена специальная публикация нашего сайта. Остановимся лишь на тех нюансах, которые напрямую влияют на размеры термоизоляционного слоя.

Как производится утепление полов в частном доме?

Задача непростая, но справиться с ней можно и самостоятельно, не прибегая к услугам наемных специалистов. Пусть в помощь читателю будет специальная публикация нашего портала, посваященная именно утеплению полов в частном доме своими руками.

Итак, чтобы утепление считалось полноценным, суммарное сопротивление теплопередаче строительной конструкции (его еще часто называют термическим сопротивлением) должно быть не ниже установленного нормированного значения. Этот показатель измеряется в м² × °С / Вт, и рассчитан для каждого региона с учетом специфики климатических условий. Конкретное значение можно отыскать в таблицах СНиП, уточнить в местной строительной организации или просто взять из предлагаемой карты-схемы территории России.

Важно – для разных конструкций установлены свои нормированные значения. Раз мы имеет дело с полом, то нас интересует значение «для перекрытий». Чтобы проще было ориентироваться на схеме, эти показатели выделены голубыми цифрами.

Нормированные значения термического сопротивления для строительных конструкций жилых домов по регионам России

Теперь – небольшая формула, которая потребуется для проведения расчетов.

Термическое сопротивление однородного слоя строительной конструкции равно:

R = h / λ

h – толщина этого слоя (важно – выраженная в метрах)

λ – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлен этот слой (измеряется в Вт/м×°С).

Коэффициенты теплопроводности – это табличные величины, значение которых несложно найти на справочных интернет-ресурсах. А для утеплительных материалов они, кроме того, обычно указываются производителем в паспортных данных.

Суммарное термическое сопротивление строительной конструкции, состоящей из нескольких слоев, в числе которых — и слой утепления, будет равно:

Rc = R₁ + R₂ +…+ Rt = h₁ / λ₁ + h₂ / λ₂ + …+ ht / λt

Символ «t» в данном случае говорит, что это показатели слоя термоизоляции.

Итак, если известно значение нормированного термического сопротивления, если имеется представление о строении создаваемой конструкции пола, то совсем несложно определить ту толщину утеплительного материала, которая обеспечит нужный уровень термоизоляции.

ht = (Rc – h₁ / λ₁ – h₂ / λ₂ – …) × λt

Зная коэффициент теплопроводности выбранного термоизоляционного материала, получаем его необходимую толщину.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как монтировать пленочный теплый пол под ламинат

Возможные варианты утепления пола по грунту

С принципом расчета определились. Но теперь нужно разобраться, а какое возможно сочетание слоев при создании пола по грунту? И какие из них имеет смысл принимать в расчет?

  • В качестве термоизоляционного материала в таких условиях очень часто используется керамзит. Причем, нередко он выступает в роли единственного утеплителя.

(Здесь и дальше будут показаны схемы. Сразу скажем – они даны со значительным упрощением. В частности, на них не указаны слои гидроизоляции. Не из-за того, что они неважны, просто в теплотехнических расчётах их учитывать не имеет смысла – слой слишком тонок, чтобы оказать сколь-нибудь серьезное влияние на общие утеплительные качества всего «пирога» пола.)

Утепление пола по грунту только керамзитом.

Читайте также:  Люк на второй этаж своими руками

Идем снизу вверх.

1 – слой уплотненного грунта, на котором возводится пол. В расчет не принимается, так как именно от теплопотерь через грунт (имеющий колоссальную теплоёмкость и способный буквально «высасывать» тепло из дома при некачественном утеплении) и затевается вся термоизоляция.

2 – утрамбованный песчаный или песчано-щебеночный слой. В расчет не принимается, по той же причине, что и грунт.

3 – слой керамзита – вот эту толщину и следует рассчитать. Так как термоизоляционные качества керамзита практически втрое ниже чем, скажем, у минеральной ваты или пенополистирола, толщина этого слоя может потребоваться весьма внушительной.

4 – армированная бетонная стяжка пола. Принимать в расчет – смысла не видно, так как теплопроводность бетона весьма высока. И при толщинах стяжки всего в 50 ÷ 100 мм ее термоизоляционные качества практически не сыграют роли.

5 – финишное покрытие пола. Если применяется натуральная доска, толстая клееная фанера или ОСП, то можно учесть этот слой при проведении расчетов. Термоизоляционные качества древесины – весьма неплохие, и это позволит хоть на сколько-то уменьшить слой керамзитовой засыпки. А условия нередко бывают такие, что каждый миллиметр подъема пола – на счету.

Если же в качестве покрытия рассматриваются ламинат, линолеум, и тем более – керамическая плитка, то их вполне можно проигнорировать при расчётах. Или теплопроводность высока, или уж слишком тонкий слой, не играющий никакой роли.

  • Второй вариант – использование плитных утеплительных материалов. Это могут быть, например, пенополистирол различного типа, специальные марки минеральной ваты повышенной плотности, блоки пеностекла и другие утеплители.

Схему можно представить так:

Утепление пола по грунту без использования керамзита

Что здесь появилось на схеме нового:

6 – это так называемая «бетонная подготовка» — тонкий (порядка 30÷50 мм) слой тощего бетона. Удобно в том плане, что по такой поверхности проще выполнять качественную гидроизоляцию, а затем – и укладку утеплительного материала. Теплотехнических свойств – практически никаких, то есть в расчет не принимается.

7 – слой выбранного утеплительного материала. Именно его толщину и предстоит определить.

Далее, армированная стяжка и финишное покрытие – все без изменений.

  • Третий вариант – комплектное использование керамзита и другого, более эффективного термоизоляционного материала. Качественные утеплители частенько имеют весьма немалую стоимость, и такой подход позволяет добиться определенной экономии средств.

Для термоизоляции пола по грунту используется и керамзит, и другой, более эффективный утеплитель

Подробнее о том, как производится утепление пола пеноплексом — читайте в специальной статье нашего портала.

По схеме здесь, наверное, пояснять ничего не нужно – все те же слои, что уже упоминались в первых двух вариантах. Для расчёта

толщины более дорогого утеплителя придётся заранее прикинуть толщину керамзитовой засыпки.

Для второго и третьего вариантов может применяться и несколько измененная схема. Основное утепление под стяжкой пола не производится. А на самой стяжке уже идет крепление лаг с последующим настилом на них деревянного (фанерного и т.п.) пола. В таком варианте утеплитель (плитный, рулонный или засыпной) укладывается в пространство между лагами. Слой термоизоляции меняет свое положение, но, в принципе, на результат расчёта это не оказывает влияния.

Все, должно быть, встало по местам, и можно переходить уже непосредственно к расчету. То есть – к нашему онлайн-калькулятору. Ниже будет дано несколько пояснений по рабо» те с программой.

Калькулятор расчета утепления пола по грунту

Пояснения по работе с калькулятором.

Особых пояснений, наверное, и не требуется – все должно быть интуитивно понятно. Но, тем не менее…

  • Начинаем с того, что определяем по карте схеме нормированное значение термического сопротивления для своего региона (для перекрытий) и указываем его в поле ввода.
  • Далее, предстоит сразу решить, будет ли утепление вестись исключительно керамзитом, либо будет применяться другой термоизоляционный материал, опять же, самостоятельно или в комплексе с керамзитом. От выбора пути расчёта зависят дальнейшие действия и итоговый результат.

А. Если выбран путь «только с керамзитом», то останется только указать (при необходимости) толщину и материал напольного покрытия – и сразу переходить к кнопке «РАССЧИТАТЬ…»

Результат будет показан в миллиметрах, и это – толщина слоя необходимой керамзитовой засыпки.

Б. Если выбран путь расчета с использованием других утеплителей, то откроется несколько дополнительных окон.

Читайте также:  Циркуляционный насос котла навьен

— Сначала будет предложено указать толщину дополнительной керамзитовой засыпки, если она планируется. В том случае, когда ее не будет, просто оставляется значение толщины по умолчанию, равное нулю.

— С обшивкой чистового пола – никаких изменений нет.

— А вот следующим шагом будет необходимо выбрать основной термоизоляционный материал – из предлагаемого списка. Значения коэффициентов теплопроводности утеплителей уже внесены в базу калькулятора.

После нажатия кнопки расчета будет показан результат в миллиметрах. Это – толщина того самого выбранного утеплителя.

Кстати, расчет по второму пути позволяет еще и сравнить различные утеплительные материалы по их эффективности. Кроме того, можно решить и еще одну побочную задачу. Например, бывает, что видится материально выгодным приобрести плиты утеплителя толщиной в 50 мм. Варьируя значения толщины керамзитовой дополнительной засыпки можно быстро и без проблем определить, какой же ее слой потребуется, чтобы основной утеплитель «уложился» в планируемую толщину плит.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какой какие характеристики имеет утеплитель пеноплекс

Еще одно важное замечание. Нередко начинающие строители задают вопрос, а нельзя ли уменьшить толщину термоизоляции, если утепление планируется «усилить» системой подогрева пола?

В самом вопросе уже заложена смысловая ошибка! Утепление пола и система «теплый пол» — это совершенно разные понятия! И планируемый монтаж системы подогрева пола не только не снижает требований к его термоизоляции, но даже делает их более жёсткими.

Дело в том, что подогревать пол, не имеющий полноценной термоизоляции – это в буквальном смысле слова выбрасывать деньги «на ветер». Затраченные на расходуемые энергоносителя средства станут уходить на никому не нужное «отопление» грунта под полом или воздуха на улице.

Завершим статью размещением видео, в котором подробно рассказывается об обустройстве утепленных полов по грунту.

Видео: Полы по грунту – утеплять или нет?

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 04.08.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Современные технологии проектирования и строительства зданий

О расчёте приведённого сопротивления теплопередаче полов и стен на грунте

Часто спрашивают, как рассчитать приведённое сопротивление теплопередаче полов и стен в грунте. Для этого существует упрощённая методика расчёта, рассмотрим её суть.

Суть тепловых расчётов помещений, в той или иной степени находящихся в грунте, сводится к определению влияния атмосферного «холода» на их тепловой режим, а точнее, в какой степени некий грунт изолирует данное помещение от атмосферного температурного воздействия. Т.к. теплоизоляционные свойства грунта зависят от слишком большого числа факторов, то была принята так называемая методика 4-х зон. Она основана на простом предположении о том, что чем толще слой грунта, тем выше его теплоизоляционные свойства (в большей степени снижается влияние атмосферы). Кратчайшее расстояние (по вертикали или горизонтали) до атмосферы разбивают на 4 зоны, 3 из которых имеют ширину (если это пол по грунту) или глубину (если это стены по грунту) по 2 метра, а у четвёртой эти характеристики равны бесконечности. Каждой из 4-х зон присваиваются свои постоянные теплоизолирующие свойства по принципу – чем дальше зона (чем больше её порядковый номер), тем влияние атмосферы меньше. Опуская формализованный подход, можно сделать простой вывод о том, что чем дальше некая точка в помещении находится от атмосферы (с кратностью 2 м), тем в более благоприятных условиях (с точки зрения влияния атмосферы) она будет находиться.

Таким образом, отсчёт условных зон начинают по стене от уровня земли при условии наличия стен по грунту. Если стены по грунту отсутствуют, то первой зоной будет являться полоса пола, ближайшая к наружной стене. Далее нумеруются зоны 2 и 3 шириной по 2 метра. Оставшаяся зона — зона 4.

Важно учесть, что зона может начинаться на стене и заканчиваться на полу. В этом случае следует быть особо внимательным при проведении расчётов.

Если пол неутеплён, то значения сопротивлений теплопередаче неутеплённого пола по зонам равны:

зона 2 — R н.п.=4,3 кв.м*С/Вт

зона 3 — R н.п.=8,6 кв.м*С/Вт

зона 4 — R н.п.=14,2 кв.м*С/Вт

Для расчёта сопротивления теплопередаче для утеплённых полов можно воспользоваться следующей формулой:

— сопротивление теплопередаче каждой зоны неутеплённого пола, кв.м*С/Вт;

— толщина утеплителя, м;

— коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м*С);

Если предусматривается деревянный пол на лагах, то сопротивление теплопередаче можно рассчитать по формуле:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *