потери тепла через заглубленные конструкции Опции

[Alexey1980Lipets...]

Добрый день. Уважаемые форумчане, с потерями тепла в стационарном режиме через обычные ограждения (стены, перекрытия) все относительно ясно. Более сложен вопрос с неутепленными и утепленными полами. Если Дом имеет вентилируемое подполье, то все сводится опять к перекрытию. Однако, при расчете полов, применяется расчет по "зонам" . Методика весьма условная. Не подскажите ли более корректные методы расчета, например, существуют ли методики выполнения таких расчетов методом конечных разностей? И если существуют, то как формулируются граничные условия (массив почвы все же полубесконечен).

[Alexey1980Lipets...]

Добрый день. Уважаемые форумчане, с потерями тепла в стационарном режиме через обычные ограждения (стены, перекрытия) все относительно ясно. Более сложен вопрос с неутепленными и утепленными полами. Если Дом имеет вентилируемое подполье, то все сводится опять к перекрытию. Однако, при расчете полов, применяется расчет по "зонам" . Методика весьма условная. Не подскажите ли более корректные методы расчета, например, существуют ли методики выполнения таких расчетов методом конечных разностей? И если существуют, то как формулируются граничные условия (массив почвы все же полубесконечен).

[timmy]

исследование проводите? На какую тему если не секрет?

[Alexey1980Lipets...]

Добрый день. Исследования не провожу. Просто хочется иметь нормальную методику теплового расчета помещений первого этажа и утепленных и не утепленных подвалов, а так же отапливаемых и неотапливаемых подвалов. Ну, скажем, есть задача рассчитать температуру внутри погреба...
Такие методики я видел у незабвенного профессора Машинского в его книге, изданной в 1935, которая гуляет по инету. Однако, там полно допущений и его метод тепловых балансов, как то не позволяет мне (может вообще и позволяет, но я не могу понять как) определить зону влияния внутренней теплой стены в грунте и т.п. Там есть методики расчетов слабоутепленных погребов и сильноутепленных погребов. Дальше наша инженерия скорее всего погребами не занималась. В силу продвижения Советского государства вперед и вверх.
Ну, как-то так...

[timmy]

Подвал или погреб? Подвал это несколько помещений ниже уровня первого этажа здания. Погреб это большая яма под кухней для хранения припасов. У подвала может быть и чаще всего есть вход с улицы, у погреба выход на улицу отсутствует.

[Alexey1980Lipets...]

Спасибо, что придаете жизнь моей теме. Подвал и погреб понятия довольно широкие, Ваше определение вполне соответствует действительности. Но чем бы там ни были подвал или погреб, меня интересует теплопередача в массив земли и способы ее расчета.

[timmy]

вы как-то от общего переходите к глобальному)) Не получив ответ на сложный вопрос решили задать вопрос посложнее))

[Alexey1980Lipets...]

вы как-то от общего переходите к глобальному)) Не получив ответ на сложный вопрос решили задать вопрос посложнее))

" Человека живущего в шорах легко ударить с той стороны, откуда он не подозревает" - китайская пословица из книги про Delphi. Давайте вопросы гносеологического характера обсуждать в личке. И не будем перегружать ими эту бедную тему, которая и так скоро помрет из-за отсутствия конкретики.

[lovial]

Добрый день. Уважаемые форумчане, с потерями тепла в стационарном режиме через обычные ограждения (стены, перекрытия) все относительно ясно. Более сложен вопрос с неутепленными и утепленными полами. Если Дом имеет вентилируемое подполье, то все сводится опять к перекрытию. Однако, при расчете полов, применяется расчет по "зонам" . Методика весьма условная. Не подскажите ли более корректные методы расчета, например, существуют ли методики выполнения таких расчетов методом конечных разностей? И если существуют, то как формулируются граничные условия (массив почвы все же полубесконечен).

Думаете, будет точнее, чем по зонам? И сильно?
По методикам - тут был как-то разговор на эту тему, ЕМНИП, там упоминалась методика расчета сооружений гражданской обороны, и она была выложена...
А что касается граничных условий - я бы (не теоретик, просто сейчас пытаюсь "кропать" програмку для расчета температурных полей) взял за краевые условия плоскость на глубине метров в 10-12, на которой температура среднегодовая стабильна, ну и учел бы поступление тепла от центра земли, это 4-12 ватт на метр квадратный в разных регионах...

[Татьяна Удальцов...]

Ну, если цель - написать статью из серии "К вопросу о ...", то берите программу расчета температурных полей, например Argos2d (она бесплатна), составляйте модель и рассчитывайте. Как исследователь как раз сможете проверить различные варианты задания граничных условий. Программа-то позволяет задать любые.

Потом сделаете вывод "Ну и дураки же вы все, пользуетесь весьма условным расчетом по зонам". А может окажется, что не такие уж дураки были, кто придумал простой инженерный метод расчета, использующийся десятки лет.

[Alexey1980Lipets...]

Ну, если цель - написать статью из серии "К вопросу о ...", то берите программу расчета температурных полей, например Argos2d (она бесплатна), составляйте модель и рассчитывайте. Как исследователь как раз сможете проверить различные варианты задания граничных условий. Программа-то позволяет задать любые.

Потом сделаете вывод "Ну и дураки же вы все, пользуетесь весьма условным расчетом по зонам". А может окажется, что не такие уж дураки были, кто придумал простой инженерный метод расчета, использующийся десятки лет.

Большое спасибо за рекомендацию по програмке. Я давно хотел бы иметь калькулятор для расчета температурных полей, а то лень самому городить. Но в данную тему я создал, чтобы получить ответ на свой вопрос: существует ли методика численного расчета температурного поля в полуограниченном массиве (в грунт) и какие подходы имеются для ее реализации. Я не против метода расчета по зонам и не хочу ни кого делать дураком. Просто сейчас в распоряжении рядового инженера имеется то, что десятки лет назад было суперкомпьютером и надо бы это использовать. С граничными условиями проблема в том (у меня возможно), что не понятно, как оценивать зону влияния теплопередающей конструкции на "естественное" распределение температур. Вот, собственно, что мне нужно.

Сообщение отредактировал Alexey1980Lipetsk - 14.8.2015, 0:59

[Татьяна Удальцов...]

Просто сейчас в распоряжении рядового инженера имеется то, что десятки лет назад было суперкомпьютером и надо бы это использовать.

Появление "суперкомпьютеров" не означает, что надо забыть таблицу умножения.

Вот рядовому инженеру, занимающемуся реальным проектированием, надо разработать реальную проектную документацию по действующим нормам. И пройти экспертизу.

А экспертиза проводится на соблюдение действующих технических регламентов. А там записан расчет по зонам. И если рядовой инженер в реальную ПД включит результаты расчета по каким-то ненормативным методикам, то экспертизу ПД не пройдет. Сколько бы исполнитель не заламывал руки и не вопил "пора использовать суперкомпьютеры".

Пока что как обязательное использование результатов расчета температурных полей включили для определения коэффициента теплотехнической однородности. Да и то явно преждевременно, т.к. отсутствует четкая нормативная методика именно по установлению граничных условий. А также отсутствует перечень программ, сертифицированных именно для таких задач. А это делать надо, потому что в результатах их расчета пока что даже исходные данные не отражаются.

Ну, а если просто для любопытства - пожалуйста, занимайтесь. Но тогда и сами придумывайте, как оценивать зону влияния теплопередающей конструкции на "естественное" распределение температур. Вводите какие-нибудь фиктивные источники тепла и холода.

[Alexey1980Lipets...]

Появление "суперкомпьютеров" не означает, что надо забыть таблицу умножения.

Вот рядовому инженеру, занимающемуся реальным проектированием, надо разработать реальную проектную документацию по действующим нормам. И пройти экспертизу.

А экспертиза проводится на соблюдение действующих технических регламентов. А там записан расчет по зонам. И если рядовой инженер в реальную ПД включит результаты расчета по каким-то ненормативным методикам, то экспертизу ПД не пройдет. Сколько бы исполнитель не заламывал руки и не вопил "пора использовать суперкомпьютеры".

Что такое "реальное" проектирование в России мы видим на примере наших реальных дорог. А я еще и у себя на работе. Очень часто хочется вспомнить этих рядовых... добрым крепким словом и жестом. И экспертов страны и рядовых... Экспертов и различных надзирателей, непущателей и прочих доглядчиков у нас просто вагоны. Но вот принтер, который просто работает и печатает мы со всеми этими ребятами сделать не можем, и аквапарк, который бы не завалился тоже не можем сделать и дом, в котором не несло бы холодным ветром по полу тоже экспертиза и рядовые инженеры, которые пытаются этой экспертизе втюхать свои бумажки, тоже не очень то помогают. Я не про то что нужно что-то проходить, я про адекватную и относительно универсальную методику расчета. Посчитайте по зонам дом с косыми внутренними углами в плане и с тонкой длинной галереей. Вы, конечно, скажете, что такого быть не может, ну а вдруг...

[stranger_2]

К Alexey1980Lipetsk...

Вы задали вопрос не на том форуме. Вам к математикам нужно.

Для подземных сооружений эта задача уже решалась: см. книгу Ю.И. Кулжинского "Определение теплопотерь через огражадющие конструкции подземных сооружений", а также литературу по теплоотдаче подземных трубопроводов. Что касается теплопотерь в грунт через полы и заглубленные стены подвалов, то на данную тему я встречал только статью А.Г. Сотникова "Теплофизический расчет теплопотерь подземной части зданий".

Теоретически процесс теплопотерь в грунт описывается трехмерным уравнением теплопроводности. Область решения - полупространство, в которое заглублена некая область (подземная часть здания). Граничные условия - например температура на поверхности полупространства и заглубленной области. Можно задать на этих поверхностях граничные условия 2-го или 3-го рода, либо смешанные граничные условия. Аналитические методы для данного случая мне неизвестны, хотя продвинутый математик для простой геометрии возможно смог бы получить их каким-нибудь методом (например использовав какие-нибудь интегральные преобразования и т.п.). Можно данную задачу решить численно подходящим методом решения дифуров в частных производных. Уравнение теплопроводности решают численно с помощью МКР (конечные разности), МКЭ (конечные элементы), МКО (контрольные объемы), МГЭ (граничные элементы). Литературы по этому вопросу масса. Есть готовые программы. Для данной задачи нужно провести серию вычислительных экспериментов с расчетными областями разной протяженности. Граничное условие в "подземной части" расчетной области - температура "невозмущенного" грунта (меняется с глубиной, а для поверхностных слоев и в зависимости от времени суток и времени года). Далее надо определить влияние размера расчетной области на решение. Это поможет понять, какая расчетная область нам поможет "смоделировать" полубесконечное пространство с заданной точностью.

Все перечисленное выше можно сделать, но это потребует колоссального времени. Для конкретного здания нужно сделать 3D-модель области, загнать ее в расчетную спец. программу, просчитать и проанализировать множество вариантов. При этом надо уметь корректно пользоваться программой (например корректно подобрать тип сетки и/или КЭ), соображать в численных методах (например решение может не сходиться). Также нужны данные по геологии участка (что самое проблемное - по теплофизическим свойствам грунта в данном месте). Если вы аспирант или преподаватель, который пишет докторскую, то возможно у вас есть время на все это. У обычного проектировщика этого времени нет в силу ограниченности срока проектирования объекта. Кроме этого, теплопотери через полы обычно составляют всего несколько процентов от общих теплопотерь здания. Даже считая по уточненной методике скорее всего получим почти такой-же результат, отличающийся на проценты. Уже это делает нецелесообразным временные трудозатраты на уточненный расчет.

Сообщение отредактировал stranger_2 - 15.8.2015, 14:39

[Alexey1980Lipets...]

Для подземных сооружений эта задача уже решалась: см. книгу Ю.И. Кулжинского "Определение теплопотерь через огражадющие конструкции подземных сооружений", а также литературу по теплоотдаче подземных трубопроводов. Что касается теплопотерь в грунт через полы и заглубленные стены подвалов, то на данную тему я встречал только статью А.Г. Сотникова "Теплофизический расчет теплопотерь подземной части зданий".

Большое спасибо. статья Сотникова мне знакома, книга Кулжинского тоже. В книге Кулжинского дается решение задачи о мощности системы отопления, способной прогреть данное сооружение за заданное время, то есть в нестационарном варианте. Спасибо, интересно, хорошо. Статья Сотникова как раз выводит на книгу Пеховича и Жидких Расчеты теплового режима твердых тел, где как раз изложены результаты, как я понял (ну может быть), применения аналитических методов к простой геометрии. Замечательно!!! Уже конкретный ответ. Для меня, допустим, не новость, но это именно ответ на запрос в теме. Большое спасибо.

Можно данную задачу решить численно подходящим методом решения дифуров в частных производных. Уравнение теплопроводности решают численно с помощью МКР (конечные разности), МКЭ (конечные элементы), МКО (контрольные объемы), МГЭ (граничные элементы). Литературы по этому вопросу масса. Есть готовые программы. Для данной задачи нужно провести серию вычислительных экспериментов с расчетными областями разной протяженности. Граничное условие в "подземной части" расчетной области - температура "невозмущенного" грунта (меняется с глубиной, а для поверхностных слоев и в зависимости от времени суток и времени года). Далее надо определить влияние размера расчетной области на решение. Это поможет понять, какая расчетная область нам поможет "смоделировать" полубесконечное пространство с заданной точностью.

Хорошо. Это вполне согласно со здравым смыслом, когда нет ничего другого. У профессора Мачинского В. Д. в его "Теплопередача в строительстве" (книжка по интернету гуляет) такой же такой подход прослеживается (в его методе расчета температурного поля в грунте методом теплового баланса. Как я это понял нужно задаться расстоянием, на котором влияние данной конструкции на естественный ход температур в грунте прекращается и ограничить этим расстоянием расчетную область и сделать это несколько раз в разных вариантах. Далее этого мое понимание не продвинулось к сожалению. Там же и про трубопроводы, проложенные в земле и резервуары и т.д.
Здорово! Это тоже ответ, вполне конкретный. (Я имею в виду численные эксперименты и, возможно, метод последовательных приближений и разных там уточнений и поправок и выбор температурных полей, которые "нравятся" на основании многотрудного опыта и бессонных ночей). Повторяю, это действительно ответ, он основывается на здравом смысле.

Вот, если бы Вы все это изложили и этим бы ограничились, то цены бы Вам и Вашему ответу не было.
НО....
1)

Вы задали вопрос не на том форуме. Вам к математикам нужно.

"Сестра, куда вы меня везете? Может лучше в реанимацию?..." Почему нужно обязательно посылать и при этом так неопределенно?

2)

Все перечисленное выше можно сделать, но это потребует колоссального времени. Для конкретного здания нужно сделать 3D-модель области, загнать ее в расчетную спец. программу, просчитать и проанализировать множество вариантов. При этом надо уметь корректно пользоваться программой (например корректно подобрать тип сетки и/или КЭ), соображать в численных методах (например решение может не сходиться). Также нужны данные по геологии участка (что самое проблемное - по теплофизическим свойствам грунта в данном месте). Если вы аспирант или преподаватель, который пишет докторскую, то возможно у вас есть время на все это. У обычного проектировщика этого времени нет в силу ограниченности срока проектирования объекта. Кроме этого, теплопотери через полы обычно составляют всего несколько процентов от общих теплопотерь здания. Даже считая по уточненной методике скорее всего получим почти такой-же результат, отличающийся на проценты. Уже это делает нецелесообразным временные трудозатраты на уточненный расчет.

"Это процедура сложная и без полбанки дело не возможное..."
"Если бы все мишки были пчелами, то они бы ни почем, никогда бы не подумали..."
Ну какая Вам разница сколько у меня времени, и какая ситуация? Ситуация может быть разной. Дом может быть шестнадцатиэтажкой, а может быть блиндажом в пять накатов. Ну и процент теплопотерь будет от этого различным. Я ведь спрашиваю о подходах к решению задачи на сегодня, а не о том нужно ли ее решать обычному проектировщику. И не о том, что мы скорее всего получим. Вот профессор Мачинский считал, что нужно. (Он учил проектировщиков, вполне обычных).

А так, спасибо. Но хотелось бы что нибудь еще.

Сообщение отредактировал Alexey1980Lipetsk - 15.8.2015, 23:15

[stranger_2]

Чего вы еще хотите? Вы среди нас видимо самый умный. Вот и копайте...

[Alexey1980Lipets...]

Чего вы еще хотите? Вы среди НАС видимо самый умный. Вот и копайте...

Если бы я знал, то давно уже выкопал бы.
Но скажите, что за привычка говорить от лица каких то ВСЕХ? Вы один человек или Вас целая команда?