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).

исследование проводите? На какую тему если не секрет?

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...

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.

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.

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.

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...

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.

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.

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...

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.

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.



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)

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

2)


"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.

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?