Полы по грунту

Слоистая структура пола

Процесс укладки пола по грунту в частном дома требует тщательной подготовки. Необходимо учесть толщину бетонного покрытия и проверить, не будет ли он ограничивать проходы в дверных проемах.

Также следует обеспечить изоляцию проходящих под полом труб и кабелей. Хорошей подготовки требует основание пола. Устройство его должно иметь следующую слоистую структуру:

  • грунтовое основание;
  • мелкий песок;
  • щебень;
  • гидроизоляция;
  • черновая бетонная стяжка;
  • пароизоляция;
  • утеплитель;
  • чистовая армированная стяжка;
  • напольное покрытие.
  • Некоторые строители применяют и другую структуризацию, но этот способ является наиболее распространенным.

Расчет тепловых потерь вMS Excel через пол и стены, примыкающие к грунту по методике профессора А.Г. Сотникова.

Очень интересная методика для заглубленных в грунт зданий изложена в статье «Теплофизический расчет теплопотерь подземной части зданий». Статья вышла в свет в 2010 году в №8 журнала «АВОК» в рубрике «Дискуссионный клуб».

Тем, кто хочет понять смысл написанного далее, следует прежде обязательно изучить вышеназванную .

А.Г. Сотников, опираясь в основном на выводы и опыт других ученых-предшественников, является одним из немногих, кто почти за 100 лет попытался сдвинуть с мертвой точки тему, волнующую многих теплотехников. Очень импонирует его подход с точки зрения фундаментальной теплотехники. Но сложность правильной оценки температуры грунта и его коэффициента теплопроводности при отсутствии соответствующих изыскательских работ несколько сдвигает методику А.Г. Сотникова в теоретическую плоскость, отдаляя от практических расчетов. Хотя при этом, продолжая опираться на зональный метод В.Д. Мачинского, все просто слепо верят результатам и, понимая общий физический смысл их возникновения, не могут определенно быть уверенными в полученных числовых значениях.

В чем смысл методики профессора А.Г. Сотникова? Он предлагает считать, что все теплопотери через пол заглубленного здания «уходят» в глубь планеты, а все потери тепла через стены, контактирующие с грунтом, передаются в итоге на поверхность и «растворяются» в воздухе окружающей среды.

Это похоже отчасти на правду (без математических обоснований) при наличии достаточного заглубления пола нижнего этажа, но при заглублении менее 1,5…2,0 метров возникают сомнения в правильности постулатов…

Несмотря на все критические замечания, сделанные в предыдущих абзацах, именно развитие алгоритма профессора А.Г. Сотникова видится весьма перспективным.

Выполним расчет в Excel теплопотерь через пол и стены в грунт для того же здания, что и в предыдущем примере.

Записываем в блок исходных данных размеры подвальной части здания и расчетные температуры воздуха.

Далее необходимо заполнить характеристики грунта. В качестве примера возьмем песчаный грунт и впишем в исходные данные его коэффициент теплопроводности и температуру на глубине 2,5 метров в январе. Температуру и коэффициент теплопроводности грунта для вашей местности можно найти в Интернете.

Стены и пол выполним из железобетона (λ
=1,7
Вт/(м·°С)) толщиной 300мм (δ

=0,3
м) с термическим сопротивлением R

=
δ

λ
=0,176
м 2 ·°С/Вт.

И, наконец, дописываем в исходные данные значения коэффициентов теплоотдачи на внутренних поверхностях пола и стен и на наружной поверхности грунта, соприкасающегося с наружным воздухом.

Полы по грунту

Программа выполняет расчет в Excel по нижеприведенным формулам.

Площадь пола:

F пл
=
B
*A

Площадь стен:

F ст
=2*
h

*(B

+
A

)

Условная толщина слоя грунта за стенами:

δ
усл

=
f
(h

H

)

Термосопротивление грунта под полом:

R
17

=(1/(4*λ гр
)*(
π
F
пл

) 0,5

Теплопотери через пол:

Q
пл

=
F
пл

*(t
в


t
гр

)/(R
17

+
R
пл

+1/α в
)

Термосопротивление грунта за стенами:

R
27

=
δ
усл

/λ гр

Теплопотери через стены:

Q
ст

=
F
ст

*(t
в


t
н

)/(1/α н
+
R
27

+
R
ст

+1/α в
)

Общие теплопотери в грунт:

Q
Σ

=
Q
пл

+
Q
ст

2. Определение потерь тепла через ограждающие конструкции.

В
зданиях, сооружениях и помещениях с
постоянным тепловым режимом в течение
отопительного сезона для поддержания
температуры на заданном уровне
сопоставляют теплопотери и теплопоступления
в расчетном установившемся режиме,
когда возможен наибольший дефицит
теплоты.

Теплопотери
в помещениях в общем виде состоят из
теплопотерь через ограждающие конструкции
Q огp ,
теплозатрат на нагревание наружного
инфильтрующегося воздуха, поступающего
через открываемые двери и другие проемы
и щели в ограждениях.

Потери
тепла через ограждения определяются
по формуле:

где:
А — расчетная площадь ограждающей
конструкции или ее части, м 2 ;

K
— коэффициент теплопередачи ограждающей
конструкции,
;

t int
— температура внутреннего воздуха, 0 С;

t ext
— температура наружного воздуха по
параметру Б, 0 С;

β
– добавочныетеплопотери, определяемые
в долях от основных теплопотерь.
Добавочныетеплопотери приняты по ;

n
–коэффициент, учитывающий зависимость
положения наружной поверхности
ограждающих конструкций по отношению
к наружному воздуху, принимается по
Таблице 6 .

Согласно
требованиям п 6.3.4 в проекте не учитывались
теплопотери через внутренние ограждающие
конструкции, при разности температур
в них 3°С
и более.

При
расчете теплопотерь подвальных помещений
за высоту надземной части принято
расстояние от чистого пола первого
этажа до отметки земли. Подземные части
наружных стен рассматриваются полы на
грунте. Потери тепла через полы на грунте
вычисляются путем разбиения площади
пола на 4 зоны (I-III
зоны шириной 2м, IV
зона оставшейся площади). Разбивка на
зоны начинается от уровня земли по
наружной стене и переносится на пол.
Коэффициенты сопротивления теплопередачи
каждой зоны приняты по .

Расход
теплоты Q i
, Вт, на нагревание инфильтрующегося
воздуха определен по формуле:

Q i
= 0,28G i c(t in
– t ext)k
, (2.9),

где:
G i —
расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч,
через ограждающие конструкции помещения;

C
— удельная теплоемкость воздуха, равная
1 кДж/кг°С;

k
— коэффициент учета влияния встречного
теплового потока в конструкциях, равный
0,7 для окон с тройными переплетами;

Расход
инфильтрующегося воздуха
в помещении
G i ,
кг/ч, через неплотности наружных
ограждающих конструкций отсутствует,
в связи с тем, что в помещении установлены
стеклопластиковые герметичные
конструкции, препятствующие проникновению
наружного воздуха в помещение, а
инфильтрация через стыки панелей
учитываются только для жилых зданий
.

Расчет
теплопотерь через ограждающие конструкции
здания был произведён в программе
«Potok»,
результаты приведены в приложении 1.

Несмотря на то, что теплопотери через пол большинства одноэтажных промышленных, административно-бытовых и жилых зданий редко превышают 15% от общих потерь тепла, а при увеличении этажности порой не достигают и 5%, важность правильного решения задачи… Определения теплопотерь от воздуха первого этажа или подвала в грунт не теряет своей актуальности

Определения теплопотерь от воздуха первого этажа или подвала в грунт не теряет своей актуальности.

В этой статье рассматриваются два варианта решения поставленной в заголовке задачи. Выводы — в конце статьи.

Считая потери тепла, всегда следует различать понятия «здание» и «помещение».

При выполнении расчета для всего здания преследуется цель — найти мощность источника и всей системы теплоснабжения.

При расчете тепловых потерь каждого отдельного помещения здания, решается задача определения мощности и количества тепловых приборов (батарей, конвекторов и т.д.), необходимых для установки в каждое конкретное помещение с целью поддержания заданной температуры внутреннего воздуха.

Воздух в здании нагревается за счет получения тепловой энергии от Солнца, внешних источников теплоснабжения через систему отопления и от разнообразных внутренних источников – от людей, животных, оргтехники, бытовой техники, ламп освещения, системы горячего водоснабжения.

Воздух внутри помещений остывает за счет потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции строения, которые характеризуются термическими сопротивлениями, измеряемыми в м 2 ·°С/Вт:

R

=
Σ
(δ
i

i

)

δ
i

– толщина слоя материала ограждающей конструкции в метрах;

λ
i

– коэффициент теплопроводности материала в Вт/(м·°С).

Ограждают дом от внешней среды потолок (перекрытие) верхнего этажа, наружные стены, окна, двери, ворота и пол нижнего этажа (возможно – подвала).

Внешняя среда – это наружный воздух и грунт.

Расчет потерь тепла строением выполняют при расчетной температуре наружного воздуха для самой холодной пятидневки в году в местности, где построен (или будет построен) объект!

Но, разумеется, никто не запрещает вам сделать расчет и для любого другого времени года.

Две чаши весов бетон или дерево

Другой вопрос – тип, система устройства напольного покрытия. Это вечный компромисс, где, с одной стороны, находится надёжность, долговечность бетонного основания, а с другой стороны – тепло, комфорт основания из дерева. Выбор меж данными основаниями не стоит, когда здание возведено на плитном основании, ростверке. Также на выбор основания пола влияет сейсмологическая обстановка в регионе.

Пол из бетона

Полы по грунтуПирог бетонного пола

Пирог бетонного напольного покрытия в доме состоит из:

  1. Уплотнённого грунта.
  2. Слоя щебня.
  3. Прослойки песчаной подсыпки.
  4. Черновой бетонной стяжки.
  5. Слоя утеплительного материала.
  6. Армированной цементно-песчаной стяжки.
  7. Гидроизоляции.
  8. Чистового пола.

Бетонный пол, в том числе стяжка по плитам (подсыпке), имеет высший прочностной ресурс. Также такой пол отлично подходит для ванной, санузла и прочих помещений, где на полу постелена керамическая плитка.

Утверждение, что бетонное напольное покрытие всегда холодное, неверное, если в пирог пола заложить 15 см утеплителя. Используют полистирол по доступной стоимости без опаски за здоровье человека. Материал выдерживает температурную среду без деструкции.

Пол из дерева

Полы по грунтуСхема пирога пола из дерева

Пол, сделанный по грунту, изготавливают из дерева, и его структура состоит из:

  • небольшой фундамент под столбики;
  • слой гидроизоляции (чаще используют рубероид);
  • фундаментные столбы:
  • черепной брус;
  • стальная сетка;
  • ветрозащитный слой;
  • деревянные лаги;
  • утеплительный материал;
  • вентиляционный зазор для отхода влажности;
  • слой пароизоляции;
  • напольное чистовое покрытие из досок.

При строительстве такого пола перекрёстная система устройства лаг пола из дерева даёт возможность заложить утеплительный материал достаточной толщины, поэтому пол будет тёплым, да и дерево имеет плохую теплопроводность. Такой пол, конечно, нельзя назвать простым, надёжным, так как древесина боится высокой влажности, конденсации, стареет, теряет внешний вид. Большим плюсом считается натуральность материалов, однако это не всегда считается аргументом его использования.

Этапы укладки пола

Для устройства бетонного пола по грунту своими руками, необходимо понимать технологию и основные этапы работ. Приступим к непосредственной укладке пола по грунту в доме, которая состоит из следующих этапов:

  1. Для начала необходимо провести нивелировку основания. При этом будем использовать лазерный и оптический нивелиры. После того, как определены рельеф и уровень поверхности пола, необходимо утрамбовать грунтовую основу. Для этих целей существуют специальные трамбующие машины.
  2. Следующим слоем будет слой мелкого песка. Его также необходимо уплотнить. Для этого мы сначала увлажним песок, а затем утрамбуем его.
  3. Для наилучшего уплотнения песка нужен следующий слой. Посыпаем песок гравием или керамзитом.
  4. Следующим этапом будет укладка гидроизоляционной мембраны. Она необходима для предотвращения попадания влаги из грунта или из бетонной стяжки. Для гидроизоляции нам потребуется полиэтиленовая пленка, полимерные мембраны или рулонные битумные материалы. Укладывая выбранный материал, обязательно оставляем излишки (20 см), которые после укладки срезаются. Скреплять материал будем строительным скотчем.
  5. Черновой бетонный слой укладывается довольно просто. Для типового частного дома толщина слоя должна составлять примерно 5 сантиметров. После укладки нужно хорошо разровнять бетон, перепад поверхности не должен превышать 4 мм. Такой тонкий слой укладывается потому, что черновая бетонная стяжка предназначена для того, чтобы служить основой для гидроизоляционных и пароизоляционных материалов.
  6. После чернового бетонного слоя необходимо уложить пароизоляционный материал. К таким материалам относятся мембраны из стеклоткани или полиэстера, полимерно-битумные материалы и ПВХ мембраны. Последний материал является наиболее качественным и долговечным.
  7. Дальше утепляем пол в доме. Сначала необходимо провести анализ поверхности на теплоустойчивость, чтобы выбрать материал для утепления пола. Для этих целей используют пенопласт или минеральную вату. В любом случае и сверху, и снизу материал покрывают полиэтиленовой пленкой.
  8. Ну и завершающий этап – это укладка чистой армированной стяжки. Для начала сделаем армировку слоя арматурной сеткой либо каркасом из прутьев. Затем заливаем бетоном до половины уровня, делаем небольшие холмики из него и устанавливаем маячные рейки. После чего заливаем оставшейся бетонной смесью выше уровня на 3 сантиметра и выравниваем поверхность. Теперь в доме можно укладывать напольное покрытие.

Как вы видите устройство бетонного пола по грунту хоть и представляет собой трудоемкий процесс, но все этапы просты и понятны, поэтому данный этап работ вполне можно реализовать своими руками.

В большинстве случаев на бетонный пол в частном доме никак не влияют ни тип грунта, ни сейсмика, ни уровень промерзания. Существует лишь одно исключение – это невозможность его устройства при достаточно высоком уровне грунтовых вод. В целом этот вид пола по грунту является универсальным, и довольно часто применяется при строительстве.

7 Теплотехнический расчет световых проемов

В
практике строительства жилых и
общественных зданий применяется
одинарное, двойное и тройное остекление
в деревянных, пластмассовых или
металлических переплетах, спаренное
или раздельное. Теплотехнический расчет
балконных дверей и заполнений световых
проемов, а также выбор их конструкций
осуществляется в зависимости от района
строительства и назначения помещений.

Требуемое
термическое общее сопротивление
теплопередаче
Полы по грунту,
(м2·С)/Вт,
для световых проемов определяют в
зависимости от величины Dd
(таблица 10).

Затем
по значению
Полы по грунту
выбирают
конструкцию светового проема с приведенным
сопротивлением теплопередаче
Полы по грунтупри условии
Полы по грунтуПолы по грунту
(таблица 13).

Таблица
13 – Фактическое приведенное сопротивление
окон, балконных дверей и фонарей
Полы по грунту

Заполнение
светового проема

Приведенное
сопротивление теплопередаче
Полы по грунту,
(м2·С)/Вт

в
деревянных или ПВХ переплетах

в
алюминиевых переплетах

Одинарное
остекление в деревянных или
пластмассовых переплетах

0,18

Одинарное
остекление в металлических переплетах

0,15

Двойное остекление
в спаренных

переплетах

0,4

Двойное остекление
в раздельных

переплетах

0,44

0,34*

Блоки
стеклянные пустотные (с шириной швов
6мм) размером: 194 × 194 × 98

0,31 (без переплета)

244
× 244 × 98

0,33 (без переплета)

Профильное
стекло коробчатого сечения

0,31 (без переплета)

Двойное
из органического стекла для зенитных
фонарей

0,36

Продолжение таблицы
13

Заполнение
светового проема

Приведенное
сопротивление теплопередаче
Полы по грунту,
(м2·С)/Вт

в
деревянных или ПВХ переплетах

в
алюминиевых переплетах

Тройное из
органического стекла для

зенитныхфонарей

0,52

Тройное
остекление в раздельно-спаренных
переплетах

0,55

0,46

Однокамерный
стеклопакет:

из обычного
стекла

0,38

0,34

из стекла с
твердым селективным

покрытием

0,51

0,43

из стекла с
мягким селективным

покрытием

0,56

0,47

Двухкамерный
стеклопакет:

из обычного
стекла (с межстекольным расстоянием
6 мм)

0,51

0,43

из обычного
стекла (с межстекольным расстоянием
12 мм)

0,54

0,45

из стекла с
твердым селективным

покрытием

0,58

0,48

из стекла с
мягким селективным

покрытием

0,68

0,52

из стекла с
твердым селективным

покрытием
и заполнением аргоном

0,65

0,53

Обычное
стекло и однокамерный стеклопакет в
раздельных переплетах:

из обычного
стекла

0,56

из стекла с
твердым селективным

покрытием

0,65

из стекла с
твердым селективным

покрытием
и заполнением аргоном

0,69

Обычное
стекло и двухкамерный стеклопакет в
раздельных переплетах: из обычного
стекла

0,68

из стекла с
твердым селективным

покрытием

0,74

из стекла с
мягким селективным

покрытием

0,81

−*

из стекла с
твердым селективным

покрытием
и заполнением аргоном

0,82

Продолжение
таблицы 13

Заполнение
светового проема

Приведенное
сопротивление теплопередаче
Полы по грунту,
(м2·С)/Вт

в
деревянных или ПВХ переплетах

в
алюминиевых переплетах

Два однокамерных
стеклопакета в

спаренных
переплетах

0,7

Два однокамерных
стеклопакета в

раздельных
переплетах

0,74

Четырехслойное
остекление в двух

спаренных
переплетах

0,8

Примечания: * −
В стальных переплетах.

Для
принятой конструкции светового проема
коэффициент теплопередачи kок,
Вт/(м2·С),
определяется по уравнению:

Полы по грунту.

Пример
5. Теплотехнический расчет световых
проемов

Исходные
данные.

  1. Здание
    жилое, tв
    = 20С
    (таблица
    1).

  2. Район
    строительства –
    г. Пенза.

  3. tхп(0,92)
    = -29С;
    tоп
    = -3,6С;
    zоп
    = 222 сут. (приложение А, таблица А.1);

Полы по грунтуС·сут.

Порядок
расчета.

  1. Определяем

    =
    0,43 (м2·С)/Вт,
    (таблица 10).

  2. Выбираем
    конструкцию окна (таблица 13) в зависимости
    от величины

    с учетом выполнения условия (7). Таким
    образом, для нашего примера принимаем
    окно с двойным остеклением в деревянных
    раздельных переплетах, с фактическим
    сопротивлением теплопередаче
    = 0,44 (м2·С)/Вт.

Коэффициент
теплопередачи остекления (окна) kок
определяем по
формуле:

Полы по грунтуВт/(м2·С).

P. S. 25.02.2016

Почти через год после написания статьи удалось разобраться с вопросами, озвученными чуть выше.

Во-первых, программа расчета теплопотерь в Excel по методике А.Г. Сотникова считает все правильно — точно по формулам А.И. Пеховича!

Во-вторых, внесшая сумятицу в мои рассуждения формула (3) из статьи А.Г. Сотникова не должна выглядеть так:

R
27

=
δ
усл

/(2*λ гр

)=К(cos
((h

H

)*(π/2)))/К(sin
((h

H

)*(π/2)))

В статье А.Г. Сотникова — не верная запись! Но далее график построен, и пример рассчитан по правильным формулам!!!

Так должно быть согласно А.И. Пеховичу (стр 110, дополнительная задача к п.27):

R
27

=
δ
усл

/λ гр

=1/(2*λ гр
)*К(
cos
((h

H

)*(π/2)))/К(sin
((h

H

)*(π/2)))

δ
усл

=R

27
*λ гр
=(½)*К(
cos
((h

H

)*(π/2)))/К(sin
((h

H

)*(π/2)))

Ранее провели расчет теплопотерь пола по грунту для дома 6м шириной с УГВ на 6м и +3 градусов в глуби.Результаты и постановка задачи тут —

Учитывали и теплопотери уличному воздуху и вглубь земли. Теперь же отделю мух от котлет, а именно проведу расчет чисто в грунт, исключая теплпередачу наружному воздуху.

Расчеты проведу для варианта 1 из прошлого расчета (без утепления). и следующих сочетаний данных
1. УГВ 6м, +3 на УГВ
2. УГВ 6м, +6 на УГВ
3. УГВ 4м, +3 на УГВ
4. УГВ 10м, +3 на УГВ.
5. УГВ 20м, +3 на УГВ.
Тем самым закроем вопросы связанные с влиянием глубины УГВ и влиянием температуры на УГВ.
Расчет как и ранее стационарный, не учитывающих сезонных колебаний да и вообще не учитывающий наружный воздух
Условия те же. Грунт имеет Лямда=1, стены 310мм Лямда=0,15, пол 250мм Лямда=1,2.

Результаты как и ранее по две картинки (изотермы и «ИК»), и числовые — сопротивление теплопередаче в грунт.

Числовые результаты:
1. R=4,01
2. R=4,01 (На перепад все нормируется, иначе и не должно было быть)
3. R=3,12
4. R=5,68
5. R=6,14

По поводу величин. Если соотнести их с глубиной УГВ получается следующее
4м. R/L=0,78
6м. R/L=0,67
10м. R/L=0,57
20м. R/L=0,31
R/L было бы равно единице (а точнее обратному коэффициенту теплопроводности грунта) для бесконечно большого дома, у нас же размеры дома сравнимы с глубиной на которую осуществляются теплопотери и чем меньше дом по сравнению с глубиной тем меньше должно быть данное отношение.

Полученная зависимость R/L должна зависеть от отношения ширины дома к УГВ (B/L), плюс к тому как уже сказано при B/L->бесконечности R/L->1/Лямда.
Итого есть следующие точки для бесконечно длинного дома:
L/B | R*Лямда/L
0 | 1
0,67 | 0,78
1 | 0,67
1,67 | 0,57
3,33 | 0,31
Данная зависимость неплохо аппрокисимируется экспонентной (см. график в комментарии).
При том экспоненту можно записать попроще без особой потери точности, а именно
R*Лямда/L=EXP(-L/(3B))
Данная формула в тех же точках дает следующие результаты:
0 | 1
0,67 | 0,80
1 | 0,72
1,67 | 0,58
3,33 | 0,33
Т.е. ошибка в пределах 10%, т.е. весьма удовлетворительная.

Отсюда для бесконечного дома любой ширины и для любого УГВ в рассмотренном диапазоне имеем формулу для расчета сопротивления теплопередаче в УГВ:R=(L/Лямда)*EXP(-L/(3B))

здесь L — глубина УГВ, Лямда — коэффициент теплопроводности грунта, B — ширина дома.
Формула применима в диапазоне L/3B от 1,5 примерно до бесконечности (высокий УГВ).
Если воспользоваться формулой для более глубоких УГВ, то формула дает значительную ошибку, например для 50м глубины и 6м ширины дома имеем: R=(50/1)*exp(-50/18)=3,1, что очевидно слишком мало.

Всем удачного дня!

Выводы:


1. Увеличение глубины УГВ не приводит к сообразному уменьшению теплопотерь в грунтовые воды, так как вовлекается все большее количество грунта.
2. При этом системы с УГВ типа 20м и более могут никогда не выйти на стационар получаемый в расчете в период «жизни» дома.
3. R в грунт не столь и велик, находится на уровне 3-6, таким образом теплопотери вглубь пола по грунту весьма значительны. Это согласуется с полученным ранее результатом об отсутствии большого снижения теплопотерь при утеплении ленты или отмостки.
4. Из результатов выведена формула, пользуйтесь на здоровье (на свой страх и риск естественно, прошу заранее знать, что за достоверность формулы и иных результатов и применимость их на практике я никак не отвечаю).
5. Следует из небольшого исследования проведенного ниже в комментарии. Теплопотери улице снижают теплопотери грунту.
Т.е. поотдельности рассматривать два процесса теплопередачи некорректно. И увеличивая теплозащиту от улицы мы повышаем теплопотери в грунт
и тем самым становится ясным почему эффект от утепления контура дома полученный ранее не столь значителен.

Instagram строителя, который переехал жить в Таиланд
Adblock
detector