Coeficientes de género por zona. Cálculo de ingeniería térmica de pisos ubicados en el suelo. Observaciones y conclusiones
Transferir calor a través de las vallas de una casa es un proceso complejo. Para tener en cuenta estas dificultades tanto como sea posible, la medición de las instalaciones al calcular la pérdida de calor se realiza de acuerdo con ciertas reglas que prevén un aumento o disminución condicional del área. A continuación se encuentran las principales disposiciones de estas reglas.
Reglas para medir las áreas de estructuras de cerramiento: a - sección de un edificio con piso de ático; b - sección de un edificio con un revestimiento combinado; в - plan de construcción; 1 - piso sobre el sótano; 2 - piso sobre troncos; 3 - piso en el suelo;
El área de ventanas, puertas y otras aberturas se mide por la abertura más pequeña del edificio.
El área del techo (pt) y el piso (pl) (excepto el piso en el suelo) se mide entre los ejes de las paredes interiores y la superficie interior de la pared exterior.
Las dimensiones de las paredes exteriores se toman horizontalmente a lo largo del perímetro exterior entre los ejes de las paredes interiores y la esquina exterior de la pared, y en altura, en todos los pisos, excepto en la parte inferior: desde el nivel del piso terminado hasta el piso del siguiente piso. En el piso superior, la parte superior del muro exterior coincide con la parte superior del techo o piso del ático. En la planta baja, dependiendo de la construcción del piso: a) desde la superficie interior del piso a lo largo del suelo; b) de la superficie de preparación debajo de la estructura del piso en los troncos; c) desde el borde inferior del techo sobre un sótano o sótano sin calefacción.
Al determinar la pérdida de calor a través paredes interiores sus áreas se miden a lo largo del perímetro interior. Las pérdidas de calor a través de las vallas internas de las instalaciones se pueden ignorar si la diferencia de temperatura del aire en estas habitaciones es de 3 ° C o menos.
Desglose de la superficie del piso (a) y las partes empotradas de las paredes exteriores (b) en zonas de asentamiento I-IV
La transferencia de calor de una habitación a través de la estructura del piso o paredes y el espesor del suelo con el que están en contacto obedece a leyes complejas. Para calcular la resistencia a la transferencia de calor de las estructuras ubicadas en el suelo, se utiliza un método simplificado. La superficie del piso y las paredes (en este caso, el piso se considera una continuación de la pared) a lo largo del suelo se divide en franjas de 2 m de ancho, paralelas a la unión de la pared exterior y la superficie del suelo.
El recuento de zonas comienza a lo largo de la pared desde el nivel del suelo, y si no hay paredes a lo largo del suelo, la zona I es la franja de piso más cercana a la pared de afuera... Los siguientes dos carriles estarán numerados II y III, y el resto del piso será la zona IV. Además, una zona puede comenzar en la pared y continuar en el piso.
Un piso o pared que no contiene capas aislantes hechas de materiales con un coeficiente de conductividad térmica de menos de 1.2 W / (m · ° C) se llama no aislado. La resistencia a la transferencia de calor de dicho piso generalmente se denota por R np, m 2 ° C / W. Para cada zona del piso no aislado, se proporcionan valores estándar de la resistencia a la transferencia de calor:
- zona I - RI = 2,1 m 2 ° C / W;
- zona II - RII = 4,3 m 2 ° C / W;
- zona III - RIII = 8,6 m 2 ° С / W;
- zona IV - RIV = 14,2 m 2 ° С / W.
Si hay capas aislantes en la estructura del piso ubicadas en el suelo, se denomina aislado, y su resistencia a la transferencia de calor R pack, m 2 ° C / W, está determinada por la fórmula:
Paquete R = R np + R us1 + R us2 ... + R usn
Donde R np es la resistencia a la transferencia de calor del área considerada del piso no aislado, m 2 ° C / W;
R us - resistencia a la transferencia de calor de la capa aislante, m 2 · ° C / W;
Para un piso sobre troncos, la resistencia a la transferencia de calor Rl, m 2 · ° C / W, se calcula mediante la fórmula.
A pesar de que las pérdidas de calor a través del piso de la mayoría de los edificios industriales, administrativos y residenciales de un piso rara vez superan el 15% de las pérdidas de calor totales, y con un aumento en el número de pisos, a veces ni siquiera llegan al 5%, el importancia de resolver el problema correctamente ...
La definición de pérdida de calor desde el aire del primer piso o sótano hasta el suelo no pierde su relevancia.
Este artículo analiza dos opciones para resolver el problema planteado en el título. Conclusiones - al final del artículo.
Teniendo en cuenta la pérdida de calor, siempre se debe distinguir entre los conceptos de "edificio" y "local".
Al realizar un cálculo para todo el edificio, el objetivo es encontrar la potencia de la fuente y todo el sistema de suministro de calor.
Al calcular las pérdidas de calor de cada habitación individual del edificio, se resuelve el problema para determinar la potencia y la cantidad de dispositivos de calefacción (baterías, convectores, etc.) necesarios para la instalación en cada habitación específica con el fin de mantener una temperatura determinada de aire interior.
El aire del edificio se calienta al recibir energía térmica del sol, fuentes externas de suministro de calor a través del sistema de calefacción y de diversas fuentes internas: personas, animales, equipos de oficina, electrodomésticos, lámparas de iluminación, sistemas de suministro de agua caliente.
El aire interior se enfría debido a la pérdida de energía térmica a través de la envolvente del edificio, que se caracteriza por resistencia termica, medido en m 2 ° C / W:
R = Σ (δ I /λ I )
δ I- espesor de la capa de material de la estructura de cerramiento en metros;
λ I- coeficiente de conductividad térmica del material en W / (m · ° С).
El techo (superposición) del piso superior, las paredes externas, las ventanas, las puertas, los portones y el piso del piso inferior (posiblemente un sótano) protegen la casa del ambiente externo.
El ambiente externo es el aire exterior y el suelo.
El cálculo de la pérdida de calor de un edificio se realiza a la temperatura de diseño del aire exterior durante el período de cinco días más frío del año en el área donde se construye (o se construirá) la instalación.
Pero, por supuesto, nadie le prohíbe hacer un cálculo para cualquier otra época del año.
Cálculo enSobresalirpérdida de calor a través del piso y las paredes adyacentes al suelo de acuerdo con la técnica zonal generalmente aceptada de V.D. Machinsky.
La temperatura del suelo debajo del edificio depende principalmente de la conductividad térmica y la capacidad calorífica del suelo mismo y de la temperatura del aire ambiente en un área determinada durante el año. Dado que la temperatura del aire exterior difiere significativamente en diferentes zonas climáticas, el suelo tiene diferentes temperaturas en diferentes períodos del año a diferentes profundidades en diferentes regiones.
Para simplificar la solución del complejo problema de determinar la pérdida de calor a través del piso y las paredes del sótano hacia el suelo, el método de dividir el área de las estructuras de cerramiento en 4 zonas se ha utilizado con éxito durante más de 80 años.
Cada una de las cuatro zonas tiene su propia resistencia fija a la transferencia de calor en m 2 ° C / W:
R 1 = 2,1 R 2 = 4,3 R 3 = 8,6 R 4 = 14,2
La zona 1 es una franja en el piso (en ausencia de profundización del suelo debajo del edificio) de 2 metros de ancho, medidos desde la superficie interior de las paredes exteriores a lo largo de todo el perímetro o (en el caso de un contrapiso o sótano) una franja del mismo ancho, medido hacia abajo superficies internas paredes exteriores desde el borde del suelo.
Las zonas 2 y 3 también tienen 2 metros de ancho y están ubicadas detrás de la zona 1 más cerca del centro del edificio.
La zona 4 cubre toda la plaza central restante.
En la figura siguiente, la zona 1 está ubicada completamente en las paredes del sótano, la zona 2 está parcialmente en las paredes y parcialmente en el piso, las zonas 3 y 4 están completamente en el piso del sótano.
Si el edificio es estrecho, es posible que las zonas 4 y 3 (ya veces 2) simplemente no existan.
Cuadrado sexo la zona 1 en las esquinas se cuenta dos veces en el cálculo.
Si toda la zona 1 se encuentra en paredes verticales, entonces el área se considera de hecho sin adiciones.
Si parte de la zona 1 está en las paredes y parte en el piso, solo las partes de las esquinas del piso se cuentan dos veces.
Si toda la zona 1 está ubicada en el piso, entonces el área calculada debe aumentarse en 2 × 2x4 = 16 m 2 al calcular (para una casa rectangular en el plano, es decir, con cuatro esquinas).
Si el edificio no está enterrado en el suelo, esto significa que H =0.
A continuación se muestra una captura de pantalla del programa para calcular la pérdida de calor a través del piso y las paredes empotradas en Excel para edificios rectangulares.
Áreas de zonas F 1 , F 2 , F 3 , F 4 calculado de acuerdo con las reglas de la geometría ordinaria. La tarea es engorrosa y, a menudo, requiere dibujar. El programa facilita enormemente la solución de esta tarea.
La pérdida total de calor al suelo circundante está determinada por la fórmula en kW:
Q Σ =((F 1 + F1 año )/ R 1 + F 2 / R 2 + F 3 / R 3 + F 4 / R 4 ) * (t vr -t nr) / 1000
El usuario solo necesita completar las primeras 5 líneas en la tabla de Excel y leer el resultado a continuación.
Para determinar la pérdida de calor al suelo. localáreas de zonas tendrá que contarse manualmente y luego sustituir en la fórmula anterior.
La siguiente captura de pantalla muestra, a modo de ejemplo, el cálculo en Excel de la pérdida de calor a través de un piso y paredes empotradas. para la habitación del sótano inferior derecha (según la imagen).
¡La suma de las pérdidas de calor al suelo por cada habitación es igual a las pérdidas de calor totales al suelo de todo el edificio!
La siguiente figura muestra diagramas simplificados de estructuras típicas de pisos y paredes.
El piso y las paredes se consideran no aislados si los coeficientes de conductividad térmica de los materiales ( λ I), de los que están compuestos, es superior a 1,2 W / (m · ° C).
Si el piso y / o las paredes están aisladas, es decir, contienen capas con λ <1,2 W / (m ° C), entonces la resistencia se calcula para cada zona por separado de acuerdo con la fórmula:
RaisladoI = Rno calienteI + Σ (δ j /λ j )
Aquí δ j- el espesor de la capa de aislamiento en metros.
Para pisos sobre troncos, la resistencia a la transferencia de calor también se calcula para cada zona, pero usando una fórmula diferente:
Ren rezagosI =1,18*(Rno calienteI + Σ (δ j /λ j ) )
Cálculo de pérdidas de calor enSRA Sobresalira través del piso y las paredes adyacentes al suelo de acuerdo con el método del profesor A.G. Sotnikov.
Una técnica muy interesante para edificios enterrados en el suelo se describe en el artículo "Cálculo termofísico de la pérdida de calor en la parte subterránea de los edificios". El artículo fue publicado en 2010 en el número 8 de la revista "AVOK" en la sección "Club de discusión".
Aquellos que quieran comprender el significado de lo que se escribe a continuación, primero deben estudiar lo anterior.
A.G. Sotnikov, basándose principalmente en las conclusiones y la experiencia de otros científicos-predecesores, es uno de los pocos que, en casi 100 años, intentó sacar del suelo el tema que preocupa a muchos ingenieros térmicos. Estoy muy impresionado por su enfoque desde el punto de vista de la tecnología de calefacción fundamental. Pero la dificultad de evaluar correctamente la temperatura del suelo y su coeficiente de conductividad térmica en ausencia de un trabajo de levantamiento apropiado cambia un poco el método de A.G. Sotnikov en el plano teórico, alejándose de los cálculos prácticos. Aunque al mismo tiempo, seguir confiando en el método zonal de V.D. Machinsky, todos simplemente creen ciegamente en los resultados y, al comprender el significado físico general de su ocurrencia, no pueden estar definitivamente seguros de los valores numéricos obtenidos.
¿Cuál es el significado de la palabra del profesor A.G. Sotnikov? Sugiere que todas las pérdidas de calor a través del piso de un edificio enterrado "van" al interior del planeta, y todas las pérdidas de calor a través de las paredes en contacto con el suelo se transfieren finalmente a la superficie y se "disuelven" en el aire ambiente.
Esto es algo parecido a la verdad (sin justificación matemática) si hay suficiente profundización del piso del piso inferior, pero si la profundidad es menor de 1,5 ... 2,0 metros, surgen dudas sobre la veracidad de los postulados ...
A pesar de todos los comentarios críticos hechos en los párrafos anteriores, es el desarrollo del algoritmo del profesor A.G. Sotnikov parece muy prometedor.
Calculemos en Excel la pérdida de calor a través del piso y las paredes hacia el suelo para el mismo edificio que en el ejemplo anterior.
Escribimos en el bloque de datos iniciales las dimensiones del sótano del edificio y las temperaturas del aire calculadas.
A continuación, debe completar las características del suelo. Como ejemplo, tomaremos suelo arenoso e ingresaremos en los datos iniciales su coeficiente de conductividad térmica y temperatura a una profundidad de 2.5 metros en enero. La temperatura y la conductividad térmica del suelo de su área se pueden encontrar en Internet.
Realizaremos las paredes y piso de hormigón armado ( λ = 1,7 W / (m ° C)) 300 mm de espesor ( δ =0,3 m) con resistencia térmica R = δ / λ = 0,176 m 2 ° C / W.
Y, finalmente, sumamos a los datos iniciales los valores de los coeficientes de transferencia de calor en las superficies internas del suelo y paredes y en la superficie exterior del suelo en contacto con el aire exterior.
El programa realiza el cálculo en Excel de acuerdo con las fórmulas siguientes.
Superficie del piso:
F pl =B * A
Área de la pared:
F st = 2 *h *(B + A )
Espesor condicional de la capa de suelo detrás de las paredes:
δ conv = F(h / H )
Resistencia térmica del suelo debajo del piso:
R 17 = (1 / (4 * λ gr) * (π / Fpl ) 0,5
Pérdida de calor por el suelo:
Qpl = Fpl *(tv — tgramo )/(R 17 + Rpl + 1 / α c)
Resistencia térmica del suelo detrás de las paredes:
R 27 = δ conv / λ gr
Pérdida de calor a través de paredes:
QS t = FS t *(tv — tnorte ) / (1 / α n +R 27 + RS t + 1 / α c)
Pérdida general de calor al suelo:
Q Σ = Qpl + QS t
Observaciones y conclusiones.
La pérdida de calor de un edificio a través del piso y las paredes hacia el suelo, obtenida por dos métodos diferentes, es significativamente diferente. Según el algoritmo de A.G. Valor de Sotnikov Q Σ =16,146 KW, que es casi 5 veces más que el valor según el algoritmo "zonal" generalmente aceptado - Q Σ =3,353 KW!
El hecho es que la reducida resistencia térmica del suelo entre las paredes enterradas y el aire exterior R 27 =0,122 m 2 ° C / W es claramente pequeño y apenas se corresponde con la realidad. Esto significa que el espesor del suelo condicional δ conv no del todo correcto!
Además, el hormigón armado "desnudo" de las paredes, que he elegido en el ejemplo, también es una opción completamente irreal para nuestro tiempo.
Un lector atento de A.G. Sotnikova encontrará una serie de errores, no errores de derechos de autor, sino los que surgieron al escribir. Entonces en la fórmula (3) aparece el factor 2 λ , luego desaparece más tarde. En el ejemplo, al calcular R 17 no hay ningún signo de división después de la unidad. En el mismo ejemplo, al calcular las pérdidas de calor a través de las paredes de la parte subterránea del edificio, por alguna razón, el área se divide por 2 en la fórmula, pero luego no se divide al escribir los valores ... ¿Qué ¿Son estas paredes y suelo no aislados en el ejemplo con RS t = Rpl =2 m 2 ° C / W? En este caso, su grosor debe ser de al menos 2,4 m. Y si las paredes y el piso están aislados, entonces parece que es incorrecto comparar estas pérdidas de calor con la opción de calcular por zonas para un piso no aislado.
R 27 = δ conv / (2 * λ gr) = K (porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
Sobre la pregunta sobre la presencia de un factor de 2 en λ gr ya se ha dicho anteriormente.
He dividido las integrales elípticas completas entre sí. Como resultado, resultó que el gráfico del artículo muestra la función para λ gr = 1:
δ conv = (½) *A(porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
Pero debería ser matemáticamente correcto:
δ conv = 2 *A(porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
o, si el factor es 2 y λ gr innecesario:
δ conv = 1 *A(porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
Esto significa que el gráfico para determinar δ conv da valores erróneos 2 o 4 veces más bajos ...
¿Resulta que si bien todo el mundo no tiene más remedio que seguir "contando" o "determinando" la pérdida de calor a través del suelo y las paredes hacia el suelo por zonas? No se ha inventado ningún otro método decente en 80 años. ¿O se le ocurrió, pero no se finalizó?
Invito a los lectores de blogs a probar ambas opciones de cálculo en proyectos reales y presentar los resultados en los comentarios para su comparación y análisis.
Todo lo que se dice en la última parte de este artículo es únicamente la opinión del autor y no pretende ser la verdad última. Me alegraría escuchar en los comentarios la opinión de expertos en este tema. Me gustaría entender hasta el final el algoritmo de A.G. Sotnikov, porque en realidad tiene una justificación termofísica más rigurosa que el método generalmente aceptado.
te apuesto respecto a el trabajo del autor para descargar el archivo con los programas de cálculo después de suscribirse a los anuncios del artículo!
P. S. (25 de febrero de 2016)
Casi un año después de escribir el artículo, logramos solucionar los problemas mencionados un poco más arriba.
Primero, un programa para calcular la pérdida de calor en Excel según el método de A.G. Sotnikova cree que todo está correcto, exactamente de acuerdo con las fórmulas de A.I. ¡Pekhovich!
En segundo lugar, la fórmula (3) del artículo de A.G. Sotnikova no debería verse así:
R 27 = δ conv / (2 * λ gr) = K (porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
En el artículo de A.G. ¡Sotnikov no es un récord correcto! ¡Pero luego se construye el gráfico y el ejemplo se calcula usando las fórmulas correctas!
Así debería ser, según A.I. Pekhovich (página 110, tarea adicional al ítem 27):
R 27 = δ conv / λ gr= 1 / (2 * λ gr) * K (porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
δ conv = R27 * λ gr = (½) * K (porque((h / H ) * (π / 2))) / K (pecado((h / H ) * (π / 2)))
El método para calcular la pérdida de calor de las instalaciones y el procedimiento para su implementación (ver SP 50.13330.2012 Protección térmica de edificios, párrafo 5).
La casa pierde calor a través de las estructuras de cerramiento (paredes, techos, ventanas, techo, cimientos), ventilación y alcantarillado. Las principales pérdidas de calor pasan por las estructuras de cerramiento: entre el 60 y el 90% de todas las pérdidas de calor.
En cualquier caso, se debe tener en cuenta la pérdida de calor para todas las estructuras del tipo de cerramiento que están presentes en la habitación calentada.
En este caso, no es necesario tener en cuenta las pérdidas de calor que se llevan a cabo a través de las estructuras internas, si la diferencia de su temperatura con la temperatura en las habitaciones vecinas no supera los 3 grados centígrados.
Pérdida de calor a través de estructuras de cerramiento.
Las pérdidas de calor de los locales dependen principalmente de:
1 Diferencias de temperatura dentro y fuera de la casa (cuanto mayor es la diferencia, mayores son las pérdidas),
2 Propiedades de protección contra el calor de paredes, ventanas, puertas, revestimientos, suelos (las denominadas estructuras de cerramiento de la habitación).
Las estructuras de vallado generalmente no son homogéneas en estructura. Y normalmente constan de varias capas. Ejemplo: pared de concha = yeso + concha + decoración exterior. Esta estructura también puede incluir espacios de aire cerrados (ejemplo: cavidades dentro de ladrillos o bloques). Los materiales anteriores tienen diferentes características térmicas entre sí. La principal característica de una capa de estructura es su resistencia a la transferencia de calor R.
Donde q es la cantidad de calor que pierde un metro cuadrado de la superficie envolvente (generalmente medido en W / m2)
ΔT es la diferencia entre la temperatura dentro de la habitación calculada y la temperatura del aire exterior (la temperatura del período de cinco días más frío ° C para la región climática en la que se encuentra el edificio calculado).
Básicamente, se toma la temperatura interna de las habitaciones. Local residencial 22 ° C. No residencial 18 оС. Zonas de tratamiento de agua 33 ° C.
Cuando se trata de una estructura multicapa, las resistencias de las capas de la estructura se suman.
δ - espesor de capa, m;
λ es el coeficiente calculado de conductividad térmica del material de la capa de estructura, teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento de las estructuras de cerramiento, W / (m2 оС).
Bueno, hemos resuelto los datos básicos necesarios para el cálculo.
Entonces, para calcular las pérdidas de calor a través de estructuras de cerramiento, necesitamos:
1. Resistencia a la transferencia de calor de las estructuras (si la estructura es multicapa, entonces Σ R capas)
2. La diferencia entre la temperatura en la sala de cálculo y la exterior (temperatura del período de cinco días más frío ° C). ΔT
3. Área de cercado F (paredes separadas, ventanas, puertas, techo, piso)
4. También es útil la orientación del edificio en relación con los puntos cardinales.
La fórmula para calcular la pérdida de calor por una cerca se ve así:
Qlim = (ΔT / Rlim) * Flim * n * (1 + ∑b)
Qlim - pérdida de calor a través de estructuras de cerramiento, W
Rlim - resistencia a la transferencia de calor, sq.m. ° C / W; (Si hay varias capas, entonces ∑ capas Rlim)
Fogr - área de la estructura de cerramiento, m;
n es el coeficiente de contacto de la estructura envolvente con el aire exterior.
| Walling | Coeficiente n |
| 1. Paredes y revestimientos externos (incluso ventilados con aire exterior), techos de áticos (con techos hechos de piezas) y sobre entradas de vehículos; techos sobre subterráneos fríos (sin muros de cerramiento) en la zona norte de construcción y climática | |
| 2. Techos sobre sótanos fríos que se comunican con el aire exterior; pisos del ático (con un techo hecho de materiales en rollo); techos sobre fríos (con muros de cerramiento) subterráneos y pisos fríos en la zona norte de construcción y climática | 0,9 |
| 3. Superposición sobre sótanos sin calefacción con tragaluces en las paredes | 0,75 |
| 4. Techos sobre sótanos sin calefacción sin tragaluces en las paredes, ubicados sobre el nivel del suelo | 0,6 |
| 5. Superposición sobre subterráneos técnicos sin calefacción ubicados debajo del nivel del suelo | 0,4 |
Las pérdidas de calor de cada estructura envolvente se cuentan por separado. La cantidad de pérdida de calor a través de las estructuras de cerramiento de toda la habitación será la suma de las pérdidas de calor a través de cada estructura de cerramiento de la habitación.
Cálculo de la pérdida de calor a través del suelo.
Piso no aislado en el suelo
Por lo general, la pérdida de calor del piso en comparación con indicadores similares de otras envolventes de edificios (paredes externas, aberturas de ventanas y puertas) se supone a priori insignificante y se tiene en cuenta en los cálculos de los sistemas de calefacción de forma simplificada. Dichos cálculos se basan en un sistema simplificado de contabilidad y coeficientes de corrección para la resistencia a la transferencia de calor de varios materiales de construcción.
Teniendo en cuenta que la justificación teórica y la metodología para calcular la pérdida de calor de una planta baja se desarrollaron hace bastante tiempo (es decir, con un gran margen de diseño), podemos hablar con seguridad de la aplicabilidad práctica de estos enfoques empíricos en las condiciones modernas. La conductividad térmica y los coeficientes de transferencia de calor de varios materiales de construcción, calentadores y revestimientos para pisos son bien conocidos, y no se requieren otras características físicas para calcular la pérdida de calor a través del piso. De acuerdo con sus características térmicas, los pisos generalmente se dividen en aislados y no aislados, estructuralmente: pisos en el suelo y troncos.
El cálculo de la pérdida de calor a través de un piso no aislado en el suelo se basa en la fórmula general para evaluar la pérdida de calor a través de la envolvente del edificio:
donde Q- pérdida de calor principal y adicional, W;
A- área total de la estructura de cerramiento, m2;
televisión , tн- temperatura dentro de la habitación y aire exterior, оС;
β - la proporción de pérdidas de calor adicionales en el total;
norte- factor de corrección, cuyo valor está determinado por la ubicación de la estructura de cerramiento;
Ro- resistencia a la transferencia de calor, m2 ° С / W.
Tenga en cuenta que en el caso de un solapamiento homogéneo de piso de una sola capa, la resistencia de transferencia de calor R® es inversamente proporcional al coeficiente de transferencia de calor del material de piso no aislado en el suelo.
Al calcular la pérdida de calor a través de un piso no aislado, se utiliza un enfoque simplificado, en el que el valor (1+ β) n = 1. Se acostumbra producir pérdida de calor a través del piso dividiendo en zonas el área de transferencia de calor. Esto se debe a la heterogeneidad natural de los campos de temperatura del suelo debajo del piso.
La pérdida de calor del piso no aislado se determina por separado para cada zona de dos metros, cuya numeración comienza desde la pared exterior del edificio. En total, se acostumbra tener en cuenta cuatro de estas franjas con un ancho de 2 m, considerando que la temperatura del suelo en cada zona es constante. La cuarta zona incluye toda la superficie del piso no aislado dentro de los límites de las tres primeras tiras. Se toma la resistencia a la transferencia de calor: para la 1ª zona R1 = 2,1; para el 2º R2 = 4,3; respectivamente para el tercer y cuarto R3 = 8.6, R4 = 14.2 m2 * оС / W.
Figura 1. Zonificación de la superficie del piso en el suelo y paredes empotradas adyacentes al calcular la pérdida de calor
En el caso de habitaciones empotradas con una base de piso sin pavimentar: el área de la primera zona adyacente a la superficie de la pared se tiene en cuenta en los cálculos dos veces. Esto es bastante comprensible, ya que las pérdidas de calor del piso se resumen con las pérdidas de calor en las estructuras de cerramiento verticales adyacentes del edificio.
El cálculo de la pérdida de calor a través del piso se realiza para cada zona por separado, y los resultados obtenidos se resumen y se utilizan para la justificación de la ingeniería térmica del proyecto de construcción. El cálculo de las zonas de temperatura de las paredes exteriores de las habitaciones empotradas se realiza de acuerdo con fórmulas similares a las dadas anteriormente.
En los cálculos de pérdida de calor a través de un piso aislado (y se considera como tal si su estructura contiene capas de material con una conductividad térmica inferior a 1.2 W / (m ° C)), el valor de la resistencia a la transferencia de calor de un suelo no aislado en el suelo aumenta en cada caso por la resistencia a la transferencia de calor de la capa aislante:
Ru.s = δs / λs,
donde δу.с- espesor de la capa aislante, m; λw.s- conductividad térmica del material de la capa aislante, W / (m ° C).
Según SNiP 41-01-2003, los pisos del piso del edificio, ubicados en el suelo y los troncos, están delimitados en cuatro zonas-franjas de 2 m de ancho paralelas a las paredes exteriores (Fig. 2.1). Al calcular la pérdida de calor a través de pisos ubicados en el suelo o troncos, la superficie de las secciones del piso cerca de la esquina de las paredes exteriores ( en I zone-carril ) se introduce en el cálculo dos veces (cuadrado 2x2 m).
Se debe determinar la resistencia a la transferencia de calor:
a) para pisos no aislados en el suelo y paredes ubicadas bajo el nivel del suelo, con una conductividad térmica de l ³ 1,2 W / (m × ° C) en zonas de 2 m de ancho, paralelas a las paredes exteriores, tomando R notario público . , (m 2 × ° С) / W, igual a:
2.1 - para la zona I;
4.3 - para la zona II;
8.6 - para la zona III;
14.2 - para la zona IV (para el área de piso restante);
b) para suelos aislados en suelo y paredes situadas bajo rasante, con conductividad térmica l c.s.< 1,2 Вт/(м×°С) утепляющего слоя толщиной d у.с. , м, принимая R arriba. , (m 2 × ° С) / W, según la fórmula
c) resistencia térmica a la transferencia de calor de zonas individuales de pisos en troncos R l, (m 2 × ° C) / W, se determina mediante las fórmulas:
Zona I - 
;
Zona II - 
;
Zona III - 
;
Zona IV - 
,
donde ,,, son los valores de resistencia térmica a la transferencia de calor de zonas individuales de pisos no aislados, (m 2 × ° С) / W, respectivamente, numéricamente igual a 2.1; 4,3; 8,6; 14,2; - la suma de los valores de resistencia térmica a la transferencia de calor de la capa aislante de pisos sobre troncos, (m 2 × ° С) / W.
El valor se calcula mediante la expresión:
, (2.4)
aquí está la resistencia térmica de las capas de aire cerradas
(tabla 2.1); δ d es el espesor de la capa de tablas, m; λ d - conductividad térmica del material de madera, W / (m · ° С).
Pérdida de calor a través del suelo situado en el suelo, W:
, (2.5)
donde ,,, son las áreas de las zonas-franjas I, II, III, IV, m 2, respectivamente.
Pérdida de calor a través del piso ubicado en los troncos, W:
, (2.6)
Ejemplo 2.2.
Datos iniciales:
- primer piso;
- paredes externas - dos;
- construcción del piso: pisos de concreto cubiertos con linóleo;
- temperatura de diseño del aire interior ° С;
Procedimiento de cálculo.
Arroz. 2.2. Fragmento del plano y ubicación de las zonas de piso en la sala de estar n. ° 1
(a los ejemplos 2.2 y 2.3)
2. La sala de estar nº 1 admite solo la 1ª y parte de la 2ª zona.
I-ésima zona: 2,0´5,0 my 2,0´3,0 m;
II-nd zona: 1.0´3.0 m.
3. Las áreas de cada zona son iguales:
4. Determine la resistencia a la transferencia de calor de cada zona mediante la fórmula (2.2):
(m 2 × ° С) / W,
(m 2 × ° С) / W.
5. Usando la fórmula (2.5), determinamos la pérdida de calor a través del piso ubicado en el suelo:
Ejemplo 2.3.
Datos iniciales:
- estructura del piso: pisos de madera sobre troncos;
- paredes externas - dos (Fig. 2.2);
- primer piso;
- área de construcción - Lipetsk;
- temperatura de diseño del aire interior ° С; ° C.
Procedimiento de cálculo.
1. Dibujamos un plano del primer piso en una escala que indica las dimensiones principales y dividimos el piso en cuatro zonas-franjas de 2 m de ancho paralelas a las paredes exteriores.
2. La sala de estar n. ° 1 tiene capacidad para la primera y parte de la segunda zona.
Determine el tamaño de cada zona de franjas:
La pérdida de calor a través del suelo situado en el suelo se calcula por zonas según. Para ello, la superficie del suelo se divide en franjas de 2 m de ancho paralelas a las paredes exteriores. La franja más cercana a la pared exterior está designada por la primera zona, las dos siguientes franjas por la segunda y tercera zonas, y el resto de la superficie del piso por la cuarta zona.
Al calcular la pérdida de calor de los sótanos, la división en franjas-zonas en este caso se realiza desde el nivel del suelo a lo largo de la superficie de la parte subterránea de las paredes y más a lo largo del piso. En este caso, las resistencias condicionales a la transferencia de calor para las zonas se toman y calculan de la misma manera que para un piso aislado en presencia de capas aislantes, que en este caso son las capas de la estructura de la pared.
El coeficiente de transferencia de calor K, W / (m 2 ∙ ° С) para cada zona del piso aislado en el suelo está determinado por la fórmula:
donde está la resistencia a la transferencia de calor del piso aislado en el suelo, m 2 ∙ ° С / W, calculada por la fórmula:
= + Σ, (2,2)
donde es la resistencia a la transferencia de calor del piso no aislado de la i-ésima zona;
δ j es el espesor de la j-ésima capa de la estructura aislante;
λ j - coeficiente de conductividad térmica del material del que está compuesta la capa.
Para todas las zonas del piso no aislado, hay datos sobre la resistencia a la transferencia de calor, que se toman por:
2,15 m 2 ∙ ° С / W - para la primera zona;
4,3 m 2 ∙ ° С / W - para la segunda zona;
8,6 m 2 ∙ ° С / W - para la tercera zona;
14,2 m 2 ∙ ° С / W - para la cuarta zona.
En este proyecto, los pisos en el suelo tienen 4 capas. La estructura del piso se muestra en la Figura 1.2, la estructura de la pared se muestra en la Figura 1.1.
Un ejemplo de un cálculo de ingeniería térmica de pisos ubicados en el suelo para la cámara de ventilación de la habitación 002:
1. La división en zonas de la cámara de ventilación se muestra convencionalmente en la Figura 2.3.
Figura 2.3. División en zonas de la cámara de ventilación.
La figura muestra que la segunda zona incluye parte de la pared y parte del piso. Por lo tanto, el coeficiente de resistencia a la transferencia de calor de esta zona se calcula dos veces.
2. Determine la resistencia a la transferencia de calor del piso aislado en el suelo, m 2 ∙ ° С / 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 ∙ ° С / W.