Суть теплових розрахунків приміщень, що у тому чи іншою мірою що у грунті, зводиться до визначення впливу атмосферного «холоду» з їхньої тепловий режим, а точніше, якою мірою якийсь грунт ізолює дане приміщення від атмосферного температурного впливу. Т.к. теплоізоляційні властивостіґрунту залежать від занадто великої кількостіфакторів, то було прийнято так звану методику 4-х зон. Вона заснована на простому припущенні про те, що чим товщі шар грунту, тим вищі його теплоізоляційні властивості (переважно знижується вплив атмосфери). Найкоротша відстань (по вертикалі або горизонталі) до атмосфери розбивають на 4 зони, 3 з яких мають ширину (якщо це підлога по ґрунту) або глибину (якщо це стіни по ґрунту) по 2 метри, а у четвертій ці характеристики дорівнюють нескінченності. Кожній із 4-х зон присвоюються свої постійні теплоізолюючі властивостіза принципом – що далі зона (що більше її порядковий номер), то вплив атмосфери менше. Опускаючи формалізований підхід, можна зробити простий висновок у тому, що що далі якась точка у приміщенні перебуває від атмосфери (з кратністю 2 м), то більше сприятливих умов(з точки зору впливу атмосфери) вона перебуватиме.

Таким чином, відлік умовних зон починають по стіні від рівня землі за наявності стін по грунту. Якщо стіни по ґрунту відсутні, то першою зоною буде смуга підлоги, найближча до зовнішньої стіни. Далі нумеруються зони 2 та 3 шириною по 2 метри. Зона, що залишилася, — зона 4.

Важливо врахувати, що зона може починатися на стіні та закінчуватися на підлозі. І тут слід бути особливо уважним під час проведення розрахунків.

Якщо підлога неутеплена, то значення опорів теплопередачі неутепленої підлоги по зонах рівні:

зона 1 - R н.п. =2,1 кв.м*С/Вт

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 розрахунку опору теплопередачі для утеплених підлог можна скористатися такою формулою:

- Опір теплопередачі кожної зони неутепленої підлоги, кв.м*С/Вт;

- Товщина утеплювача, м;

- Коефіцієнт теплопровідності утеплювача, Вт / (м * С);

Зазвичай тепловтрати підлоги в порівнянні з аналогічними показниками інших огороджувальних конструкцій будівлі (зовнішні стіни, віконні та дверні отвори) апріорі приймаються незначними та враховуються у розрахунках систем опалення у спрощеному вигляді. В основу таких розрахунків закладається спрощена система облікових та поправочних коефіцієнтів опору теплопередачі різних будівельних матеріалів.

Якщо врахувати, що теоретичне обґрунтування та методика розрахунку тепловтрат грунтової підлоги була розроблена досить давно (тобто з великим проектним запасом), можна сміливо говорити про практичну застосовність цих емпіричних підходів у сучасних умовах. Коефіцієнти теплопровідності та теплопередачі різних будівельних матеріалів, утеплювачів та підлогових покриттівдобре відомі, а інших фізичних характеристикдля розрахунку тепловтрат через підлогу не потрібно. За своїми теплотехнічними характеристиками підлогу прийнято розділяти на утеплені та неутеплені, конструктивно – підлоги на грунті та лагах.

Розрахунок тепловтрат через неутеплену підлогу на грунті ґрунтується на загальній формулі оцінки втрат теплоти через огороджувальні конструкції будівлі:

де Q– основні та додаткові тепловтрати, Вт;

А- Сумарна площа огороджувальної конструкції, м2;

tв , tн– температура всередині приміщення та зовнішнього повітря, ос;

β - частка додаткових тепловтрат у сумарних;

n- Поправочний коефіцієнт, значення якого визначається місцезнаходженням огороджувальної конструкції;

Ro- Опір теплопередачі, м2 ° С/Вт.

Зауважимо, що у разі однорідного одношарового перекриття підлоги опір теплопередачі Rо обернено пропорційно коефіцієнту теплопередачі матеріалу неутепленої підлоги на грунті.

При розрахунку тепловтрат через неутеплену підлогу застосовується спрощений підхід, при якому величина (1+ β) n = 1. Тепловтрати через підлогу прийнято проводити методом зонування площі теплопередачі. Це з природною неоднорідністю температурних полів грунту під перекриттям.

Тепловтрати неутепленої підлоги визначаються окремо для кожної двометрової зони, нумерація яких починається від зовнішньої стінибудівлі. Усього таких смуг шириною 2 м прийнято враховувати чотири, вважаючи температуру ґрунту в кожній зоні постійною. Четверта зона включає всю поверхню неутепленої підлоги в межах перших трьох смуг. Опір теплопередачі приймається: для першої зони R1 = 2,1; для другої R2 = 4,3; відповідно для третьої та четвертої R3=8,6, R4=14,2 м2*оС/Вт.

Рис.1. Зонування поверхні підлоги на грунті і заглиблених стін, що примикають, при розрахунку теполовтрат

У разі заглиблених приміщень із ґрунтовою основою підлоги: площа першої зони, що примикає до стінової поверхні, обліковується в розрахунках двічі. Це цілком зрозуміло, так як тепловтрати підлоги підсумовуються з втратами тепла в вертикальних конструкціях будівлі, що примикають до нього.

Розрахунок тепловтрат через підлогу проводиться для кожної зони окремо, а отримані результати підсумовуються та використовуються для теплотехнічного обґрунтування проекту будівлі. Розрахунок для температурних зонзовнішніх стін заглиблених приміщень проводитися за формулами, аналогічними наведеним вище.

У розрахунках тепловтрат через утеплену підлогу (а таким вона вважається, якщо в її конструкції є шари матеріалу з теплопровідністю менше 1,2 Вт/(м °С)) величина опору теплопередачі неутепленої підлоги на грунті збільшується в кожному випадку на опір теплопередачі шару, що утеплює:

Rу.с = δу.с / λу.с,

де δу.с- Товщина утеплюючого шару, м; λу.с– теплопровідність матеріалу шару, що утеплює, Вт/(м °С).

Тепловтрати приміщення, що приймаються по СНиП за розрахункові під час виборів теплової потужності системи опалення, визначають як суму розрахункових втрат тепла через його зовнішні огородження. Крім того, враховуються втрати або надходження тепла через внутрішні огорожі, якщо температура повітря в сусідніх приміщеннях нижча або вища за температуру в даному приміщенні на 5 0 С і більше.

Розглянемо, як приймаються щодо різноманітних огорож показники, які входять у формулу, щодо розрахункових тепловтрат.

Коефіцієнти теплопередачі для зовнішніх стін та перекриттів приймають за теплотехнічного розрахунку. Підбирають конструкцію вікон та для неї за таблицею визначають коефіцієнт теплопередачі. Для зовнішніх дверей значення k береться залежно від конструкції таблиці.

Розрахунок втрати тепла через підлогу. Передача тепла із приміщення нижнього поверху через конструкцію підлоги є складним процесом. Враховуючи порівняно невеликий питома вагатепловтрат через підлогу в загальних тепловтратах приміщення, застосовують спрощену методику розрахунку. Тепловтрати через підлогу, розташовану на ґрунті, розраховуються по зонах. Для цього поверхня підлоги ділять на смуги шириною 2 м, паралельні зовнішнім стінам. Смугу, що найближча до зовнішньої стіни, позначають першою зоною, наступні дві смуги - другою та третьою зоною, а решту поверхні підлоги - четвертою зоною.

Тепловтрати кожної зони розраховують за формулою, беручи niβi=1. За величину Ro.np приймають умовний опір теплопередачі, який для кожної зони неутепленої підлоги дорівнює: I зони R нп =2,15(2,5); для II зони R нп =4,3(5); для III зони R нп =8,6(10); для IV зони R нп =14,2 К-м2/Вт (16,5 0 C-M 2 год/ккал).

Якщо конструкції підлоги, розташованої безпосередньо на грунті, є шари матеріалів, коефіцієнти теплопровідності яких менше 1,163 (1), то таку підлогу називають утепленим. Термічні опори шарів, що утеплюють, у кожній зоні додають до опорів Rн.п; таким чином, умовний опір теплопередачі кожної зони утепленої підлоги R у.п виявляється рівним:

R у.п = R н.п +∑(δ у.с /λ у.а);

де R н.п - опір теплопередачі неутепленої підлоги відповідної зони;

δ у.с і λ у.а - товщини та коефіцієнти теплопровідності утеплюючих шарів.

Тепловтрати через підлогу за лагами розраховують також за зонами, тільки умовний опір теплопередачі кожної зони підлоги за лагами Rл приймають рівним:

R л = 1,18 * R у.п.

де R у.п - величина, отримана за формулою з урахуванням шарів, що утеплюють. Як утеплюючі шари тут додатково враховують повітряний прошарок і настил підлоги по лагах.

Поверхня підлоги в першій зоні, що примикає до зовнішнього кута, має підвищені втрати тепла, тому її площа розміром 2X2 м двічі враховується при визначенні загальної площіпершої зони.

Підземні частини зовнішніх стін розглядаються при розрахунку тепловтрат як продовження підлоги Розбивка на смуги - зони в цьому випадку робиться від рівня землі по поверхні підземної частини стін і далі по підлозі. при наявності шарів, що утеплюють, якими в даному випадку є шари конструкції стіни.

Обмір площі зовнішніх огорож приміщень. Площа окремих огорож при підрахунку втрат тепла через них має визначатися з дотриманням наступних правилобміру Ці правила по можливості враховують складність процесу теплопередачі через елементи огородження і передбачають умовні збільшення та зменшення площ, коли фактичні тепловтрати можуть бути відповідно більшими або меншими підрахованими за прийнятими найпростішими формулами.

1. Площі вікон (О), дверей (Д) і ліхтарів вимірюють по найменшому будівельному отвору.
2. Площі стелі (Пт) і підлоги (Пл) вимірюють між осями внутрішніх стін і внутрішньою поверхнею зовнішньої стіни.
3. Площі зовнішніх стін (H. с) вимірюють:

• у плані - по зовнішньому периметру між зовнішнім кутом та осями внутрішніх стін,
• по висоті - у першому поверсі (залежно від конструкції підлоги) від зовнішньої поверхні підлоги по грунту, або від поверхні підготовки під конструкцію підлоги на лагах, або від нижньої поверхні перекриття над підпіллям неопалюваним підвальним приміщенням до чистої підлоги другого поверху, в середніх поверхах від поверхні підлоги до поверхні підлоги наступного поверху; у верхньому поверсі від поверхні підлоги до верху конструкції горищного перекриттяабо безгорищного покриття При необхідності визначення тепловтрат через внутрішні огорожі площі приймають за внутрішнім обміром.

Додаткові тепловтрати через огородження. Основні тепловтрати через огорожі, підраховані за формулою, при β 1 =1 часто виявляються менше дійсних тепловтрат, так як при цьому не враховується вплив на процес деяких факторів. а також під дією опромінення сонцем та противипромінювання зовнішньої поверхні огорож. Тепловтрати в цілому можуть помітно зрости за рахунок зміни температури по висоті приміщення, внаслідок надходження холодного повітря через прорізи, що відкриваються, та ін.

Ці додаткові втрати тепла зазвичай враховують добавками до основних тепловтрат Величина добавок і умовне їх розподіл за визначальними факторами наступні.

1. Добавка на орієнтацію по сторонах світла приймається на всі зовнішні вертикальні та похилі огородження (проекції на вертикаль). Величини добавок визначають за малюнком.
2. Добавка на обдуваність огорож вітром. У районах, де розрахункова зимова швидкість вітру не перевищує 5 м/с, добавка приймається у розмірі 5% для огорож, захищених від вітру, та 10% для огорож, не захищених від вітру. Огородження вважають захищеним від вітру, якщо будова, що прикриває його, вище верху огорожі більше ніж на 2/3 відстані між ними. У місцевостях зі швидкістю вітру понад 5 і більше 10 м/с наведені величини добавок мають бути збільшені відповідно у 2 та 3 рази.
3. Добавка на продувність кутових приміщень і приміщень, що мають дві і більше зовнішніх стін, приймається рівною 5% для всіх огорож, що безпосередньо обдуваються вітром. Для житлових тощо будівель ця добавка не вводиться (враховується підвищенням внутрішньої температури на 20).
4. Добавка на надходження холодного повітря через зовнішні двері при їх короткочасному відкриванні при N поверхах у будівлі приймається рівною 100 N % - при подвійних дверях без тамбуру, 80 N-те ж, з тамбуром, 65 N% - при одинарних дверях.

Схема визначення величини добавки до основних тепловтрат на орієнтацію країн світу.

У промислових приміщеннях добавка на надходження повітря через ворота, які не мають тамбуру та шлюзу, якщо вони відкриті менше 15 хв протягом 1 год, приймається рівною 300%. У громадських будівляхЧасте відчинення дверей також враховується запровадженням додаткової добавки, що дорівнює 400-500%.

5. Добавка на висоту для приміщень висотою понад 4 м приймається у розмірі 2% на кожний метр висоти, стін понад 4 м, але не більше 15%. Ця добавка враховує збільшення тепловтрат у верхній частині приміщення внаслідок підвищення температури повітря з висотою. Для промислових приміщеньроблять спеціальний розрахунок розподілу температури по висоті, відповідно до якого визначають тепловтрати через стіни та перекриття. Для сходових клітокдобавка на висоту не приймається.

6. Добавка на поверховість для багатоповерхових будівель заввишки 3-8 поверхів, що враховує додаткові витратитепла на нагрівання холодного повітря, яке при інфільтрації через огородження проникає в приміщення, приймається за СНиП.

1. Коефіцієнт теплопередачі зовнішніх стін, визначений за опір теплопередачі по зовнішньому обміру, k=1,01 Вт/(м2 К) .
2. Коефіцієнт теплопередачі горищного перекриття приймаємо рівним k пт =0,78 Вт/(м 2 К).

Підлоги першого поверху виконані на лагах. Термічний опір повітряного прошарку R ст = 0,172 К м 2 /Вт (0,2 0 С-м 2 ч/ккал); товщина дощатого настилу = 0,04 м; λ=0,175 Вт/(м К). Тепловтрати через підлогу за лагами визначаються за зонами. Опір теплопередачі утеплювальних шарів конструкції підлоги дорівнює:

R в.п + δ/λ=0,172+(0,04/0,175)=0,43 К*м 2 /Вт (0,5 0 м2 год/ккал).

Термічний опір підлоги за лагами для І та ІІ зон:

R л.II = 1,18 (2.15 + 0,43) = 3,05 К * м 2 / Вт (3,54 0 С * м 2 * год / ккал);

K I =0,328 Вт/м 2 *К);

R л.II = 1,18 (4,3 + 0.43) = 5,6 (6,5);

K II = 0,178 (0,154).

Для неутепленої підлоги сходової клітки

R н.п.I = 2,15 (2,5).

R н.п.II = 4,3 (5).

3. Для вибору конструкції вікон визначаємо перепад температур зовнішнього (t н5 = -26 0 С) та внутрішнього (t п = 18 0 С) повітря:

t п - t н = 18-(-26) = 44 0 С.

Схема для розрахунку тепловтрат приміщень

Необхідний термічний опір вікон житлового будинку при Δt=44 0 С дорівнює 0,31 км 2 /Вт (0,36 0 С*м 2 год/ккал). Приймаємо вікно з подвійними роздільними дерев'яними палітурками; для цієї конструкції k ок =3,15 (2,7). Зовнішні двері, подвійні дерев'яні без тамбуру; k дв = 2,33 (2). Тепловтрати через окремі огородження розраховуємо за формулою. Розрахунок зведено до таблиці.

Розрахунок тепловтрат через зовнішні огорожі приміщенні

№ прим.	Найм. прим. та його темпер.	Хар-ка огорожі				Коефіцієнт теплопередачі огородження k Вт/(м 2 К) [ккал/(ч м 2 0 С)]	розрах. різн. темп., Δt n	Основн. теплопіт. через огорожі., Вт (ккал/год)	Додаткові тепловтрати. %			Коеф. β l	Тепловтрати через огородження Вт (ккал/год)
		Найм.	ор. на стор. світла	розм., м	пл. F, м 2				на репетування. на стор. світла	на обдування. вітру.	інш.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
101		Н.С.	ЮЗ	4,66X3,7	17,2	1,02(0,87)	46	800(688)	0	10	0	1,10	880(755)
		Н.С.	СЗ	4,86X3,7	18,0	1,02(0,87)	46	837(720)	10	10	0	1,20	1090(865)
		Д.о.	СЗ	1,5X1,2	1,8	3,15-1,02(2,7-0,87)	46	176(152)	10	10	0	1,20	211(182)
		Пл I	-	8,2X2	16,4	0,328(0,282)	46	247(212)	-	-	-	1	247(212)
		Пл II	-	2,2X2	4	0,179(0,154)	46	37(32)	-	-	-	1	37(32)
													2465(2046)
102		Н.С.	СЗ	3,2X3,7	11,8	1,02(0,87)	44	625(452)	10	10	0	1,2	630(542)
		Д.о.	СЗ	1,5X1,2	1,8	2,13(1,83)	44	168(145)	10	10	0	1,2	202(174)
		Пл I	-	3,2X2	6,4	0,328(0,282)	44	91(78)	-	-	-	1	91(78)
		Пл II	-	3,2X2	6,4	0,179(0,154)	44	62(45)	-	-	-	1	52(45)
													975(839)
201	Житлова кімната, кутова. t =20 0 С	Н.С.	ЮЗ	4,66X3,25	15,1	1,02(0,87)	46	702(605)	0	10	0	1,10	780(665)
		Н.С.	СЗ	4.86X3,25	16,8	1,02(0,87)	46	737(633)	10	10	0	1,20	885(760)
		Д.о.	СЗ	1.5X1,2	1,8	2,13(1,83)	46	173(152)	10	10	0	1,20	222(197)
		Пт	-	4,2X4	16,8	0,78(0,67)	46X0,9	547(472)	-	-	-	1	547(472)
													2434(2094)
202	Житлова кімната середня. t =18 0 С	Н.С.	ЮЗ	3,2X3,25	10,4	1,02(0,87)	44	460(397)	10	10	0	1,2	575(494)
		Д.о.	СЗ	1,5X1,2	1,8	2,13(1,83)	44	168(145)	10	10	0	1,2	202(174)
		Пт	СЗ	3,2X4	12,8	0,78(0,67)	44X0,9	400(343)	-	-	-	1	400(343)
													1177(1011)
ЛкА	Ліс. клітина, t =16 0 С	Н.С.	СЗ	6,95x3,2-3,5	18,7	1,02(0,87)	42	795(682)	10	10	0	1,2	950(818)
		Д.о.	СЗ	1,5X1,2	1,8	2,13(1,83)	42	160(138)	10	10	0	1,2	198(166)
		Н.Д.	СЗ	1,6X2,2	3,5	2,32(2,0)	42	342(294)	10	10	100X2	3,2	1090(940)
		Пл I	-	3,2X2	6,4	0,465(0,4)	42	124(107)	-	-	-	1	124(107)
		Пл II	-	3,2X2	6,4	0,232(0,2)	42	62(53)	-	-	-	1	62(53)
		Пт	-	3,2X4	12,8	0,78(0,67)	42X0,9	380(326)	-	-	-	1	380(326)
													2799(2310)

Примітки:

1. Для найменувань огорож прийнято умовні позначення: Н.с. - Зовнішня стіна; Д.о. - подвійне вікно; Пл I та Пл II - відповідно I та II зони підлоги; Пт - стеля; Н.Д. -зовнішні двері.
2. У графі 7 коефіцієнт теплопередачі для вікон визначено як різницю коефіцієнтів теплопередачі вікна та зовнішньої стіни, при цьому площа вікна не віднімається з площі степу.
3. Тепловтрата через зовнішні дверівизначено окремо (на площі стіни в цьому випадку виключається площа дверей, тому що добавки на додаткові тепловтрати біля зовнішньої стіни та двері різні).
4. Розрахункова різниця температур у графі 8 визначена як (t -t н)n.
5. Основні теплопогери (графа 9) визначені як kFΔt n .
6. Додаткові тепловтрати дано у відсотках до основних.
7. Коефіцієнт β (графа 13) дорівнює одиниці плюс додаткові втрати тепла, виражені в частках одиниці.
8. Розрахункові тепловтрати через огородження визначені як kFΔt n β i (графа 14).

Теплопередача через огородження будинку є складним процесом. Щоб максимально врахувати ці складності, обмірювання приміщень при розрахунках тепловтрат роблять по певним правилам, які передбачають умовні збільшення чи зменшення площі. Нижче наведено основні положення цих правил.

Правила обміру площ огороджувальних конструкцій: а - розріз будівлі з горищним перекриттям; б - розріз будівлі із суміщеним покриттям; в - план будівлі; 1 - підлога над підвалом; 2 - підлога на лагах; 3 - підлога на ґрунті;

Площа вікон, дверей та інших отворів вимірюється по найменшому будівельному отвору.

Площа стелі (пт) та підлоги (пл) (крім підлоги на ґрунті) вимірюють між осями внутрішніх стін та внутрішньою поверхнею зовнішньої стіни.

Розміри зовнішніх стін приймають по горизонталі по зовнішньому периметру між осями внутрішніх стін та зовнішнім кутом стіни, а по висоті - на всіх поверхах, крім нижньої: від рівня чистої підлоги до підлоги наступного поверху. на останньому поверсіверх зовнішньої стіни збігається з верхом покриття або горищного перекриття. на нижньому поверсізалежно від конструкції підлоги: а) від внутрішньої поверхніпідлоги по ґрунту; б) від поверхні підготовки під конструкцію підлоги на лагах; в) від нижньої грані перекриття над неопалюваним підпіллям або підвалом.

При визначенні тепловтрат через внутрішні стіниїх площі обмірюють за внутрішнім периметром. Втрати теплоти через внутрішні огорожі приміщень можна не враховувати, якщо різниця температур повітря у цих приміщеннях становить 3°С та менше.

Розбивка поверхні підлоги (а) та заглиблених частин зовнішніх стін (б) на розрахункові зони I-IV

Передача теплоти з приміщення через конструкцію підлоги чи стіни та товщу ґрунту, з якими вони стикаються, підпорядковується складним закономірностям. Для розрахунку опору теплопередачі конструкцій, розташованих на ґрунті, застосовують спрощену методику. Поверхня підлоги та стін (при цьому підлога розглядається як продовження стіни) по грунту ділиться на смуги шириною 2 м, паралельні стику зовнішньої стіни та поверхні землі.

Відлік зон починається по стіні від рівня землі, а якщо стін по ґрунту немає, то зоною I є смуга підлоги, найближча до зовнішньої стіни. Наступні дві смуги матимуть номери II та III, а решта підлоги становитиме зону IV. Причому одна зона може починатися на стіні, а продовжуватись на підлозі.

Підлога або стіна, що не містять у своєму складі шарів, що утеплюють, з матеріалів з коефіцієнтом теплопровідності менше 1,2 Вт/(м·°С), називаються неутепленими. Опір теплопередачі такої статі прийнято позначати R нп, м 2 · С/Вт. Для кожної зони неутепленої підлоги передбачено нормативні значенняопору теплопередачі:

• зона I - RI = 2,1 м 2 · ° С/Вт;
• зона II - RII = 4,3 м 2 · ° С/Вт;
• зона III - RIII = 8,6 м 2 · ° С/Вт;
• зона IV - RIV = 14,2 м 2 · ° С/Вт.

Якщо конструкції підлоги, розташованого на грунті, є утеплювальні шари, його називають утепленим, а його опір теплопередачі R уп, м 2 ·°С/Вт, визначається за формулою:

R уп = R нп + R ус1 + R ус2 ... + R усn

Де R нп - опір теплопередачі зони неутепленої підлоги, що розглядається, м 2 · ° С / Вт;
R ус - опір теплопередачі шару, що утеплює, м 2 · ° С / Вт;

Для підлоги на лагах опір теплопередачі Rл, м 2 · С/Вт, розраховується за формулою.

Методика розрахунку тепловтрат приміщень та порядок його виконання (див. СП 50.13330.2012 Тепловий захист будівель, пункт 5).

Будинок втрачає тепло через огороджувальні конструкції (стіни, перекриття, вікна, дах, фундамент), вентиляцію та каналізацію. Основні втрати тепла йдуть через огороджувальні конструкції – 60–90% від усіх тепловтрат.

У будь-якому випадку облік тепловтрат необхідно проводити для всіх конструкцій огороджувального типу, які присутні в приміщенні, що опалюється.

При цьому не обов'язково враховувати втрати тепла, які здійснюються через внутрішні конструкції, якщо різниця їхньої температури з температурою в сусідніх приміщеннях не перевищує 3 градуси за Цельсієм.

Тепловтрати через огороджувальні конструкції

Теплові втрати приміщень в основному залежать від:
1 Різниці температур у будинку та на вулиці (чим різниця більше, тим втрати вищі),
2 Теплозахисні властивості стін, вікон, дверей, покриттів, підлоги (так званих огороджувальних конструкцій приміщення).

Огороджувальні конструкції переважно не є однорідними за структурою. А зазвичай складаються з кількох шарів. Приклад: стіна з черепашника = штукатурка + черепашник + зовнішня обробка. До цієї конструкції можуть входити і замкнуті повітряні прошарки (приклад: порожнини всередині цегли або блоків). Вищеперелічені матеріали мають теплотехнічні характеристики, що відрізняються один від одного. Основною такою характеристикою шару конструкції є його опір теплопередачі R.

Де q – це кількість тепла, що втрачає квадратний метрогороджувальної поверхні (вимірюється зазвичай у Вт/м.кв.)

ΔT - різниця між температурою всередині приміщення, що розраховується, і зовнішньою температурою повітря (температура найбільш холодної п'ятиденки °C для кліматичного району в якому знаходиться будівля, що розраховується).

Здебільшого внутрішня температура у приміщеннях приймається. Житлові приміщення 22 оС. Нежитлові 18 оС. Зони водних процедур 33 оС.

Коли мова йде про багатошарову конструкцію, то опори шарів конструкції складаються.

δ - товщина шару, м;

λ – розрахунковий коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару конструкції, з урахуванням умов експлуатації огороджувальних конструкцій, Вт/(м2 оС).

Ну, ось з основними даними, потрібними для розрахунку розібралися.

Отже, для розрахунку теплових втрат через огороджувальні конструкції нам потрібні:

1. Опір теплопередачі конструкцій (якщо конструкція багатошарова то Σ R шарів)

2. Різниця між температурою в розрахунковому приміщенні та на вулиці (температура найхолоднішої п'ятиденки °C.). ΔT

3. Площі огорож F (Особливо стіни, вікна, двері, стеля, підлога)

4. Ще знадобиться орієнтація будівлі по відношенню до сторін світла.

Формула для розрахунку тепловтрат огорожею виглядає так:

Qогр=(ΔT / Rогр)* Fогр * n *(1+∑b)

Qогр - тепло втрати через огороджувальні конструкції, Вт

Rогр - опір теплопередачі, м. кв. ° C / Вт; (Якщо кілька шарів то ∑ Rогр шарів)

Fогр - площа огороджувальної конструкції, м;

n – коефіцієнт зіткнення огороджувальної конструкції із зовнішнім повітрям.

Огороджувальні конструкції	Коефіцієнт n
1. Зовнішні стіни і покриття (у тому числі вентильовані зовнішнім повітрям), горищні перекриття (з покрівлею з штучних матеріалів) та над проїздами; перекриття над холодними (без огороджувальних стінок) підпіллями у Північній будівельно-кліматичній зоні
2. Перекриття над холодними підвалами, що сполучаються із зовнішнім повітрям; перекриття горищні (з покрівлею з рулонних матеріалів); перекриття над холодними (з огороджувальними стінками) підпіллями та холодними поверхами у Північній будівельно-кліматичній зоні	0,9
3. Перекриття над підвалами, що не опалюються, зі світловими отворами в стінах.	0,75
4. Перекриття над підвалами, що не опалюються, без світлових прорізів у стінах, розташовані вище рівня землі	0,6
5. Перекриття над технічними підпіллями, що не опалюються, розташованими нижче рівня землі	0,4

Тепловтрати кожної огороджувальної конструкції вважаються окремо. Величина тепловтрат через огороджувальні конструкції всього приміщення буде сума тепловтрат через кожну конструкцію приміщення, що захищає

Розрахунок тепловтрат через підлогу

Неутеплена підлога на ґрунті

Зазвичай тепловтрати підлоги в порівнянні з аналогічними показниками інших огороджувальних конструкцій будівлі (зовнішні стіни, віконні та дверні отвори) апріорі приймаються незначними та враховуються у розрахунках систем опалення у спрощеному вигляді. В основу таких розрахунків закладається спрощена система облікових та поправочних коефіцієнтів опору теплопередачі різних будівельних матеріалів.

Якщо врахувати, що теоретичне обґрунтування та методика розрахунку тепловтрат грунтової підлоги була розроблена досить давно (тобто з великим проектним запасом), можна сміливо говорити про практичну застосовність цих емпіричних підходів у сучасних умовах. Коефіцієнти теплопровідності та теплопередачі різних будівельних матеріалів, утеплювачів та підлогових покриттів добре відомі, а інших фізичних характеристик для розрахунку тепловтрат через підлогу не потрібно. За своїми теплотехнічними характеристиками підлогу прийнято розділяти на утеплені та неутеплені, конструктивно – підлоги на грунті та лагах.

Розрахунок тепловтрат через неутеплену підлогу на грунті ґрунтується на загальній формулі оцінки втрат теплоти через огороджувальні конструкції будівлі:

де Q– основні та додаткові тепловтрати, Вт;

А- Сумарна площа огороджувальної конструкції, м2;

tв , tн– температура всередині приміщення та зовнішнього повітря, ос;

β - частка додаткових тепловтрат у сумарних;

n- Поправочний коефіцієнт, значення якого визначається місцезнаходженням огороджувальної конструкції;

Ro- Опір теплопередачі, м2 ° С/Вт.

Зауважимо, що у разі однорідного одношарового перекриття підлоги опір теплопередачі Rо обернено пропорційно коефіцієнту теплопередачі матеріалу неутепленої підлоги на грунті.

При розрахунку тепловтрат через неутеплену підлогу застосовується спрощений підхід, при якому величина (1+ β) n = 1. Тепловтрати через підлогу прийнято проводити методом зонування площі теплопередачі. Це з природною неоднорідністю температурних полів грунту під перекриттям.

Тепловтрати неутепленої підлоги визначаються окремо для кожної двометрової зони, нумерація яких починається від зовнішньої стіни будівлі. Усього таких смуг шириною 2 м прийнято враховувати чотири, вважаючи температуру ґрунту в кожній зоні постійною. Четверта зона включає всю поверхню неутепленої підлоги в межах перших трьох смуг. Опір теплопередачі приймається: для першої зони R1 = 2,1; для другої R2 = 4,3; відповідно для третьої та четвертої R3=8,6, R4=14,2 м2*оС/Вт.

Рис.1. Зонування поверхні підлоги на грунті і заглиблених стін, що примикають, при розрахунку теполовтрат

У разі заглиблених приміщень із ґрунтовою основою підлоги: площа першої зони, що примикає до стінової поверхні, враховується в розрахунках двічі. Це цілком зрозуміло, так як тепловтрати підлоги підсумовуються з втратами тепла в вертикальних конструкціях будівлі, що примикають до нього.

Розрахунок тепловтрат через підлогу проводиться для кожної зони окремо, а отримані результати підсумовуються та використовуються для теплотехнічного обґрунтування проекту будівлі. Розрахунок для температурних зон зовнішніх стін заглиблених приміщень проводиться за формулами, аналогічними наведеним вище.

У розрахунках тепловтрат через утеплену підлогу (а таким вона вважається, якщо в її конструкції є шари матеріалу з теплопровідністю менше 1,2 Вт/(м °С)) величина опору теплопередачі неутепленої підлоги на грунті збільшується в кожному випадку на опір теплопередачі шару, що утеплює:

Rу.с = δу.с / λу.с,

де δу.с- Товщина утеплюючого шару, м; λу.с– теплопровідність матеріалу шару, що утеплює, Вт/(м °С).