Температура неотапливаемого подвала, методика (алгоритм) расчета Опции

[cRAB]

Есть много литературы (которую изучаю), похожих тем здесь на форуме, но меня интересует такой частный случай:
Здание состоит из:
1-го этажа (отм. 0,000);
подвала (отм. -3,000).

Внутренние размеры пола: 10х10 м
t-расч = -30 С
t-пом. 1-го этажа = 20 С

Вопрос: какой будет температура в подвале ?
Это нужно чтобы определить какие будут теплопотери через пол 1-го этажа (термическое сопротивление которого легко можно посчитать).
То есть если рассматривать подвал, то у него будут теплопритоки через пол первого этажа, теплопотери через стены в грунте (расчет по зонам), а также возможно на какой-то большой глубине этот грунт наоборот будет "греть" подвал и повышать температуру.
Как я понимаю один из способов это задаваться температурой подвала, потом считать теплопотери подвала и теплопритоки (теплопотери через пол 1-го этажа) и добиться чтобы
ТЕПЛОПОТЕРИ = ТЕПЛОПРИТОКУ (итерациями подобрать нужную температуру).
Также температура подвала наверное будет разной при температуре на улице -5 С и при -30 С.

Буду рад любым предложенным алгоритмам расчета данной задачи, методикам и даже сообщением типа "А у меня в подвале темпаратура ..." =)



Сообщение отредактировал cRAB - 23.12.2014, 11:28

[cRAB]

Есть много литературы (которую изучаю), похожих тем здесь на форуме, но меня интересует такой частный случай:
Здание состоит из:
1-го этажа (отм. 0,000);
подвала (отм. -3,000).

Внутренние размеры пола: 10х10 м
t-расч = -30 С
t-пом. 1-го этажа = 20 С

Вопрос: какой будет температура в подвале ?
Это нужно чтобы определить какие будут теплопотери через пол 1-го этажа (термическое сопротивление которого легко можно посчитать).
То есть если рассматривать подвал, то у него будут теплопритоки через пол первого этажа, теплопотери через стены в грунте (расчет по зонам), а также возможно на какой-то большой глубине этот грунт наоборот будет "греть" подвал и повышать температуру.
Как я понимаю один из способов это задаваться температурой подвала, потом считать теплопотери подвала и теплопритоки (теплопотери через пол 1-го этажа) и добиться чтобы
ТЕПЛОПОТЕРИ = ТЕПЛОПРИТОКУ (итерациями подобрать нужную температуру).
Также температура подвала наверное будет разной при температуре на улице -5 С и при -30 С.

Буду рад любым предложенным алгоритмам расчета данной задачи, методикам и даже сообщением типа "А у меня в подвале темпаратура ..." =)



Сообщение отредактировал cRAB - 23.12.2014, 11:28

[GraNiNi]

Распределение температура по глубине грунта зависит от климатической зоны.
То, что один или два дня температура воздуха будет минус 30° - почти не скажется на температуре в подвале, гораздо важнее - какова она была месяц тому назад, так как температура в грунте изменяется в соответствии с изменением средней температуры воздуха, но с запозданием.

[Бойко]

Может пригодится

"Многолетние изменения температуры грунта на разных глубинах в Москве" Корнева И.А., Локощенко М.А.,
Географический факультет МГУ
 Korneva______.pdf ( 1,65 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 4205


Подобный сайт про это и многое другое
http://www.atlas-yakutia.ru/weather/soil_t...ussia-XIII.html
.................
А воздухообмен подвал -1этаж

[sashok121]

Посмотрите СП 23-101-2004 Приложение Т - Пример 2

[cRAB]

Спасибо всем кто отписался, смотрю материалы и буду рад если еще кто отпишеться.

Посмотрите СП 23-101-2004 Приложение Т - Пример 2

Да, уже смотрел эту методику с определением температуры в подполье, немного сложная, но результат можно получить.

[flatout]

В приложении "Я" СП 23-101-2004 Грунт делится на двухметровые полосы от границы с поверхностью
Первая полоса 0-2 м - 2,1 кв.м*С/Вт
2-4 м -4,3 кв.м*с/Вт
4-6 м - 8,6 кв.м*С/Вт
дальше - 14,2
Переход вертикальной стены в горизонтальную значения не имеет, считается общая длина стены в вертикальной проскости.
Посчитать площадь полос и получим несколько участков с разным сопротивлением, затем, имея разность наружной и подвальной температуры, суммируем теплопотери.

[Татьяна Удальцов...]

Стартовый вопрос провокационный. Ответ зависит от ответа на другой вопрос "А Вы с какой целью интересуетесь?" (С) Кот Матроскин. Надо еще разделять понятие "подвал" и "техподполье". Подвал может быть неотапливаемый, но в нем должна быть какая-то положительная температура. Например, овощи хранить. А в техподполье температура будет "какая получится".

Вариантов может быть несколько:

1. Практический - для того, чтобы рассчитать теплопотери помещений 1 этажа и подобрать отопительные приборы. Здесь важна не "научность", а практический результат, оценка которого будет дана обитателями - холодно или тепло. Для этих целей можно воспользоваться проверенной жизнью методикой - использовать коэффициент "N". Т.е. коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры от нормативной для конкретного ограждения.

Раньше в СНиП и во всех справочниках были коэффициенты N для перекрытий над неотапливаемыми подвалами и техподпольями. В зависимости от наличия окон в подвале это 0.9, 0.75, 0.6 и 0.4. Допустим Твн=20, Тн=-30, Nt=0.4, значит Тподв = 20- 0.4*(20- -30) = 0 градусов. Что примерно и соответствует практике для техподполья.

В последних нормах ради пущей "учености" коэффициент N убрали и сделали его вторичным параметром - сначала рассчитайте температуры, потом получите N, а потом уж применяйте его для определения нормируемого сопротивления. Чтоб "простой инженер" ни в жисть не смог этого сделать.

2. Наукообразный - по п. 9.3.5 СП 23-104-2004. Методика сложноватая, но главное, что для нее не найдется сначала исходных данных. Вот это положено применять не для расчета ОП, а для расчета Rнорм.

3. Научный - с использованием расчета температурных полей. В специальных программах изображается геометрическая модель чего угодно (например подвала), назначаются материалы для всех слоев всех ограждений, Устанавливаются граничные условия - обычно температуры внутреннего и наружного воздуха по "ребрам". Если есть - добавляются всякие источники тепла, например трубы.

По этой модели программа рассчитывает с помощью МКЭ температурные поля, т.е. температуру в любой точке, как внутри, так и на поверхности любой конструкции. И могут быть выведены интегрированные показатели - тепловой поток, средние температуры и прочее.

У кого есть такие программы, и кому нехрен больше делать, как удовлетворять свое любопытство - так и работают, "по научному".

И про цель расчета:

Если надо рассчитать ОП, то тут только жизнь проверит, можно и "по-крестьянски". А вот если надо в "Энергоэффективности" обосновать удельную теплозащитную характеристику - то тут надо "по-ученому".

[cRAB]

Сейчас расчет нужен для того чтобы узнать теплопотери 1-го этажа и подобрать прибор (приборы) отопления. Я специально в начальных условиях взял "круглые" цифры, в реальности размеры помещения, температуры немного другие, просто хотел понять саму методику.
Можно было бы уже посчитать теплопотери здания на 100 помещений (одноэтажного, полы на грунте), а тут какой-то один подвал и нужно выполянть такие относительно сложные расчеты (п.9.3.5, СП 23-101-2004), в которых много переменных берутся с неизвестно какой точностью и приближением.
Действительно, все зависит от того как будет менятся температура грунта и как писалось в соседней теме верхняя часть стен подвала может "отдавать" тепло грунту, а нижняя часть стен (и пол) "забирать" тепло от грунта.
Но если считать теплопотери стен и пола в подвале по зонам (как на картинке в 1-м посте), то получается, что все это теплопотери, а теплопритоков нету. Но если температура воздуха в неотпапливаемом подвале +(3...5) С, а температура грунта под полом +(7...10) С, то что тогда ?
Должен выполняться такой баланс неотапливаемого подвала (теплопритоки = теплопотерям):
Q1 = Q2 + Q3 +Q4 +Q5 +Q6,

где Q1 - количество тепла которое которое поступает в подвал с первого этажа через пол;
Q2 - теплопотери через пол подвала;
Q3 = Q4 = Q5 = Q6 - теплопотери через стены подвала, равно для случая когда помещение подвала квадратное (10х10 м).

Q1 = K1 * F1 * (20 - Tподв.)
Q2 = K2 * F2 * (20 - Tср.грунта под полом)
Q3 = K3 * F3 * (20 - Tср.грунта за стеной)

Q1 = Q2 + Q3 +Q4 +Q5 +Q6;
Q1 = Q2 + 4 * Q3;
K1 * F1 * (20 - Tподв.) = K2 * F2 * (20 - Tср.грунта под полом) + 4 * K3 * F3 * (20 - Tср.грунта за стеной)

Из этого уравнения с 1 неизвестной находим Tподв.

Космическая точность не нужна, немного в другой задаче при расчете по п.9.3.5 получилось значение 2,5 С, но я не могу никак проверить соответсвует ли это реальной картине, может я ошибся где-то в расчетах и там будет 8-10 С в январе-феврале. Поэтому хотелось бы еще "услышать" мнение людей которые уже очень много раз считали подобные задачи или тех кто "из опыта" знает сколько примерно должно быть.

Сообщение отредактировал cRAB - 24.12.2014, 10:58

[GraNiNi]

Q1 = K1 * F1 * (20 - Tподв.)
Q2 = K2 * F2 * (20 - Tср.грунта под полом)
Q3 = K3 * F3 * (20 - Tср.грунта за стеной)

Должно быть так:
Q2 = K2 * F2 * (Tподв - Tср.грунта под полом)
Q3 = K3 * F3 * (Tподв - Tср.грунта за стеной)

[cRAB]

Должно быть так:
Q2 = K2 * F2 * (Tподв - Tср.грунта под полом)
Q3 = K3 * F3 * (Tподв - Tср.грунта за стеной)

Да, конечно Вы правы, ошибся, но сообщение выше уже нельзя исправить (настройки форума).
Тогда получается так:
Q1 = K1 * F1 * (20 - Tподв.)
Q2 = K2 * F2 * (Tподв. - Tср.грунта под полом)
Q3 = K3 * F3 * (Tподв. - Tср.грунта за стеной)

Q1 = Q2 + Q3 +Q4 +Q5 +Q6;
Q1 = Q2 + 4 * Q3;
K1 * F1 * (20 - Tподв.) = K2 * F2 * (Tподв. - Tср.грунта под полом) + 4 * K3 * F3 * (Tподв. - Tср.грунта за стеной)

В итоге решения уравнения получаем:
Тподв. = (K1*F1*20 + K2*F2*Tср.грунта под полом + 4*K3*F3*Tср.грунта за стеной) / (K1*F1 + K2*F2 +4*K3*F3)

Сообщение отредактировал cRAB - 24.12.2014, 13:47

[lovial]

Глубина постоянной температуры - примерно 8-10 метров (от грунта зависит). Температура на этой глубине с довольно высокой точностью равна средней температуре воздуха в данной местности. Вернее, чуть выше из-за поступления тепла из глубин, но оно мизерное - 4-12 ватт на метр квадратный...
Учитывать теплопоступления от грунта - даже не знаю... Речь ведь идет о месяцах, за которые грунт возле стен подвала отдаст все лишнее тепло и по температуре будет близок к температуре воздуха в подвале...

[cRAB]

Определение требуемого сопротивления теплопередачи потолка неотапливаемого подвала (который является полом 1-го этажа)

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий

Расчеты для моего случая, указаны уже результаты.
Пункт 5.2 Градусо-сутки отопительного периода:
ГСОП = 5789

Требуемое сопротивление телопередаче ограждающих конструкций (расчеты по табл. 3):
Rстен = 3,43
Rпокр. = 5,09
Rперекр. = 4,51
Rокон = 0,59

Для моего случая Rперекр. = 4,51, так как в таблице колонка «Перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами» подходит.
То есть чтобы реализовать такое минимальное требуемое сопротивление теплопередаче мне нужно например заложить 200 мм минваты роквул.
Но перед таблицей 4 есть такое примечание:
Если температура воздуха соседних помещений отличается больше, чем на 8С, то минимально допустимое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, разделяющих эти помещения (кроме светопрозрачных), слудет определяеть по формуле (5.4) принимая за tн расчетную температуру воздуха в более холодном помещении:
Rнорм = (tв - tн) / (дельта T * альфа В)
Принимаем tподв = 2С, тогда
Rнорм = (20 - 2) / (2 * 8,7) = 1,03 (м2 * С / Вт)

Тогда совсем другое дело и можно вообще обойтись без утеплителя.

Но вот как выглядел этот пункт ранее в СП 50.13330.2010 Тепловая защита зданий
Если температура воздуха соседних помещений отличается больше, чем на 8С, то минимально допустимое приведенное сопротивление теплопередаче стены, разделяющей эти помещения, определяется по формуле (5.3).

У нас перекрытие, а в пункте говорится про стену, то есть он нам не подходит и тогда уже нужно брать значение по таблице 3, то есть Rперекр. = 4,51.

ВОПРОС: кто как поступает в случае расчетов и утепления пола над неотапливаемым подвалом ?

Сообщение отредактировал cRAB - 12.1.2015, 11:02

[Giedi Prime]

Думаю поможет - в украинском ДБНе (ака СНиП) В.2.6-31:2006 есть приложение Д "Расчетное определение температуры неотапливаемых помещений". Только на державной мове.

[cRAB]

Думаю поможет - в украинском ДБНе (ака СНиП) В.2.6-31:2006 есть приложение Д "Расчетное определение температуры неотапливаемых помещений". Только на державной мове.

Не, тут уже почти вся тема об определение температуры, принимаем что она уже посчитана.
Я спрашиваю о том, принимать ли во внимание НЕприметный пункт (и правильно ли я его понял) или считать по таблице 3, но тогда для перекрытия неотапливаемого подвала (которое является внутренним ограждением) нужно применять большое количество утеплителя.

[Татьяна Удальцов...]

но тогда для перекрытия неотапливаемого подвала (которое является внутренним ограждением) нужно применять большое количество утеплителя.

Не просто "большое", а "ишшо большЕе". Еще и с учетом требуемого теплоусвоения конструкции пола, которое считается в обратном порядке, снаружи внутрь.

По современным нормам (и СНиП 23-02, и СП 50) рассчитываются ограждения теплозащитной оболочки здания, ограничивающие отапливаемый объем. В отапливаемый объем не входит неотапливаемый подвал. Перекрытие над неотапливаемым подвалом должно утепляться до требуемого сопротивления по таблице 3 СП50.

Вот там и применяется коэффициент nt, учитывающий индивидуальную наружную температуру для ограждения. Для этого надо знать температуру в подвале, которую теоретически надо рассчитывать по балансу со множеством неизвестных.

Но я уже писала - можно наоборот применить коэффициент nt и по нему достаточно точно получить температуру неотапливаемого подвала. И сделать вид, что она рассчитана "по балансу".

Или "по науке" рисовать модеь подвала со всеми ограждениями и в программах, использующих МКЭ, рассчитывать температурные поля и тепловые потоки. А потом получить практически такой же результат.

[cRAB]

Спасибо за расширенный ответ, вот эта часть наиболее важна для меня:

По современным нормам (и СНиП 23-02, и СП 50) рассчитываются ограждения теплозащитной оболочки здания, ограничивающие отапливаемый объем. В отапливаемый объем не входит неотапливаемый подвал. Перекрытие над неотапливаемым подвалом должно утепляться до требуемого сопротивления по таблице 3 СП50.

[artem1903]

Подскажите, как учесть в расчете температуры неотапливаемого техподполья влияние продухов?

[ИОВ]

Никак - рассматривайте худший вариант задувания нар. воздуха через продухи. Тогда т-ра в подвале будет близка к наружной.

[SP_]

Нужно составить баланс тепла подвала, методика есть в каком то СП по теплотехнике непомню..

Проще говоря - примете температуру в подвале Х (любую какую хотите , +5 например) , просчитайте потери тепла из подвала на улицу, а потом потери тепла из 1го этажа в подвал. Методом подбора определите эту температуру чтобы потери из подвала на улицу и из 1го этажа в подвал были равны.

По науке надо делать тоже самое, только решая систему уравнений с одной неизвестной - температура подвала.

ваши слова "ТЕПЛОПОТЕРИ = ТЕПЛОПРИТОКУ (итерациями подобрать нужную температуру)."

"ВОПРОС: кто как поступает в случае расчетов и утепления пола над неотапливаемым подвалом ? "
нормы просят считать температуру в подвале ТОЧНО и выбирать утеплитель с учетом нее.