Нужно ли усиленное утепление грунта под ТП

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вот это да! Вот это страсти! Тут и до Нобеля рукой подать!::
Кажется так же кипели страсти во время бума на изобретение "вечного двигателя" или философского камня!
А ларчик просто открывается: суть в мелочах, на которые (почему-то?) не обращают внимание... Вот и в данном случае пробуют применить законы теплофизики для СТАЦИОНАРНЫХ процессов к термоДИНАМИКЕ!! Пишут о вычислении толщины грунта-теплоизолятора в 4 м, как об аналоге 10 см ППС. Дались Вам эти "несчастные" 4 м! Под ними еще целых 12 млн. халявных метров до противоположного конца Земли! Вот это утеплитель! А?
Тут работает термодинамика, а у нее совсем другие законы. Для примера: попробуйте нагреть обычный 60-100 ваттный паяльник, но в разных условиях: один, как обычно в квартире, другой - в морозный ветренный день на улице, а третий - в воде! И объясните результаты, учитывая Ваше мнение о "неважности, куда дальше девается тепло". ТП непосредственно на грунте и будет аналогом "паяльника в воде"! Да, он нагреется, но только после того, как вся вода выкипит! Не раньше!
По поводу проблемы прогрева грунта под домом. Да, он прогревается. Степень прогрева напрямую зависит от приведенного сопротивления теплопередаче конструкции пола: чем оно выше, тем меньше будет прогрев, и тем меньше будут теплопотери через пол. Тут многие правильно указывали на тот факт, что температура в глубине грунта зависит и от зоны строительства, и от типа грунта, и от наличия и уровня грунтовых вод. Суточные колебания температуры грунта отмечаются на глубинах до 0,5 -1 м. Это при том, что днем на поверхности грунта температура может доходить до 60*С, а ночью падать до 10-15*С (как во многих пустынях). Ниже 1-метровой глубины суточные перепады незначительны. О чем это говорит? А вот о чем. Даже при большом тепловом потоке от Солнца (примерно 1 кВт/м.кв), этого тепла за пол суток мало, чтобы прогреть землю на глубину, более полметра-метр. А на глубине порядка 8 метров температура стабильно держится в большинстве регионов (за исключением вечной мерзлоты, термальных источников и вулканических зон) на уровне 8-9*С. И это не взирая на усиленный нагрев в 1кВт/м.кв или на его отсутствие. Так что Ваша попытка "прогреть" землю похожа на попытку теленка из мультика "удержать" Землю во время грозы, держась зубами за яблоньку...
А чтобы Вас не смущала Земля с ее непознанными и неисчерпаемыми ресурсами , попробуйте смоделировать ситуацию с нагревом не грунта под ТП, а бетонной стены в .(сколько надо) метров, но расположенной традиционно вертикально. Ведь от перестановки слагаемых... Удачи!

 

Ну, я стараюсь быть несерьезным как и Вы. Это Вы предположили, что тема не всем м.б. интересной, а я с ЭТИМ согласился. Как соглашаюсь и про СНиПы. Ну, и нельзя бросать доверчивых граждан на произвол судьбы, а то начнут ТП по грунту делать

 

Может действительно проблема именно в этом... Может идея и ошибочна... Но хотелось бы увидеть хоть какой то расчет по предложенному варианту утепления. Хоть по теплофизике, хоть по термодинамике, а то все возражения пока на уровне коней и паяльников... Всё говорят неправильно считаю, так пусть кто-нибудь из понимающих посчитает правильно (хоть приблизительно по основным параметрам), и назовет расчетные цифры теплопотерь за год, за два, чтобы можно было заценить выгодность или невыгодность предложенной замены утеплителя.

Некорректный пример с водой. Во-первых дельта температур гораздо больше, во-вторых свободная циркуляция "утеплителя", в-третьих "разрушение" утеплителя при рабочей температуре. Достаточно, наверное, хотя можно и продолжить...

 

А знаете, плот можно делать и из камней, вить веревки из песка, носить воду в решете, входить в дом через окно или дымоход и т.д. и т. п. Но большинство все же предпочитает традиционное использование соответствующих материалов и предметов. Ведь теплоизоляционные материалы так и названы потому, что лучше других справляются с этой задачей! Так "зачем платить больше?"
В Вашем примере неверен изначальный посыл на то, что грунт УЖЕ является утеплителем. И исходя из этого Вы "рассчитали" его необходимую толщину, эквивалентную 100 мм ЭППС. Ну не отменили пока еще ни закона сохранения энергии, ни законов теплоусвоения и теплопередачи. Ну, видать Дума не доработала чуток! Ну ничё! Исправят! Вот тогда заживем! Одного кВт-часа тепла на весь район на год хватит! Во времена наступят! А пока надо исходить из действующих законов. А они не предвидят халявы за счет использования грунта в качестве утеплителя!К бАльшому сожалению.

 

Для начала, о достаточно хороших теплоизоляционных свойствах грунта. Вообще-то этот пример противоречит примеру с паяльником в воде. При гораздо большей мощности на единицу площади теплопередачи даже в 10см от паяльника в большой емкости с водой не будет кипятка, а тем более хотя-бы половины температуры его поверхности...
Да и нет на грунте никакого 1кВт/м2 кроме как в полдень. В пересчете на сутки совсем другая средняя мощность будет. Как минимум в разы ниже. И не надо про тепловое излучение от открытого нагретого грунта забывать, чего не будет под теплыми полами... Можно продолжать, но пожалуй и этого достаточно...

А какие проблемы? Живут же люди со стенами в 2.5 полнотелого кирпича. И на отоплении не разоряются, и конденсат по стенам не течет, и тепло (прогрев) в начале отопительного сезона быстро приходит... А у бетона всего в три раза выше теплопроводность (как раз примерно как у влажного грунта). Так что стены всего в 3 раза толще надо сделать для аналогичной теплопроводности, т.е. бетон в 2.5м более чем... Не по СНИПу, конечно, но люди вполне нормально в аналогичных (кирпич 0.75м) условиях живут.

 

Вот это да! Да Вы же сами в самом первом посте "озвучили" цифру теплопотерь в 10 000 кВт-часов!

Это и будут ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ никому НЕ НУЖНЫЕ теплопотери! В Вашем варианте. Почему? Почитайте пост №63... ни Вы, ни я, ни кто-либо другой не сможем прогреть нашими скромными силами Землю-матушку! Даже всего на 4 м и всего на год! А пока этого не случится, Ваши 4 (или сколько там надо) метра грунта за счет своего теплоусвоения будут потреблять тепло в рассчитанном Вами количестве. Или вечно...
Теперь "вернемся к нашим баранам", то-бишь к паяльникам!
Вода не играла роль неправильного утеплителя не с той дельтой, циркуляцией или разрушением. Это была иллюстрация зависимости скорости достижения рабочей температуры тела при нагреве в различных условиях. Основное было в том, чтобы подчеркнуть необходимость превышения поступления тепла, над его потерями для увеличения температуры нагрева! С этим, надеюсь, никто спорить не будет?

 

Надеюсь, правильно авторство цитаты указал, хотя она и была "кем-то" в цитату моего поста вставлена...
А насчет рубить... Зачем? Кому надо сами СНИПы читают, про то что там есть различные варианты требований я рассказал, кому интересно найдут... СНИПы вообще полезно читать иногда...

Не было у меня такого. Я с самого начала предполагал и озвучивал прогрев грунта в среднем на 10'С (в интервале от +4 до +24'С). И заложил расходы на этот прогрев в "расчет" экономической эффективности замены ЭППСа грунтовым утеплителем, причем прогрев для начала (для упрощения расчета) предполагал ежегодный, без учета какого-либо накопления тепла.

Ну, так покажите с использованием цифирек, как эти законы мешают реализации предложенной идеи... А то всё про коней в вакууме, да паяльники в воде...

Да озвучил... Но не стоит так пугаться множества нулей...
Даже ежегодная оплата этой энергии (в некоторых условиях) может быть не разорительнее разовой закупки утеплителя. Но это начальная цифра (причем, при едва-ли не худших грунтовых условиях), в дальнейшем (при правильности моих расчетов) эта цифра будет снижаться, а более подходящих грунтах может изначально быть в разы меньше.

 

Ну не стоит передергивать... Ведь толщину "грунтового утеплителя" в 4 м Вы заложили, не я! Но он то им станет (если станет, в чем я, лично, очень сильно сомневаюсь) только после прогрева, а его НЕ будет, по выше выложенным причинам! Вы просчитали к-во тепла на простой нагрев N кубов грунта от одной до другой температуры и Фсё! Это было бы справедливо для идеально изолированного со всех сторон грунта, но в данном случае это отнюдь не так! Грунт в Земле! И мощности так не любимого Вами "паяльника" (т.е. Вашей системы отопления) не хватит для его прогрева до заложенных Вами параметров! Вы греете грунт сверху, а тепло все уходит и уходит в глубины...

Так вот, с учетом вышеизложенного озвученная Вами цифра скорее всего будет в разы больше. Но даже за 10 000 кВт-часов электроэнергии у нас можно купить 10-12 кубов ПСБ-С 35, или около 4 кубов ЭППС. Ну а сколько можно купить ЭППС, если я прав, посчитаете сами.

Ой как все плохо в Датском королевстве! Вы, надеюсь, научные опыты ставили или соседок спрашивали и только? Мне приходилось бывать в бункерах системы СНВ в Польше. Так вот там вовсю ощущалась вся прелесть бетона, как теплоизолятора! Типовые армейские "козлы", прекрасно обогревавшие раз в пять большие по кубатуре "надземные" помещения не могли дать даже мало-мальски комфортных условий под землей, пока не утеплили стены. А конденсат по стенам не течет, когда нет условий для точки росы, и только. А чукчи в чумах или в эскимосы в иглу тоже на отопление не особо разоряются! Да?

 

Ну вот, никто не захотел цифирьки "поскладывать, повычитать"... Пришлось опять самому...
В общем нашел (и просчитал) неучтенный фактор, сводящий на нет все пеимущества данной халявы

При увеличении толщины слоя "утеплителя" увеличивается боковая поверхность этого слоя. Причем, увеличивается не только за счет увеличения высоты "боковой стенки". Для равномерности теплопотерь боковаая поверхность должна иметь выпуклую форму и выступать за границу зоны поступления тепла. При использовании грунта, он сам будет прогреваться в такой оптимальной форме.
Сечение прохождения теплового потока будет иметь промежуточное значение между площадью стяжки ТП и площадью наружной поверхности прогретого грунта. Причем, значительно ближе ко второму значению.
А при одном сопротивлении теплопередаче, увеличение площади теплопередачи вызовет увеличение общих теплопотерь.
В общем то, об этой проблеме я уже упоминал в 60-м сообщении, но тогда не оценил её масштаб. А зря...
В общем, при расчете выяснилось, что для исходной площади 10х10м, увеличение толщины слоя (исходные 100мм ЭППС) в 10 раз, увеличивает площадь теплопередачи немного меньше чем 1.6раза. Те утеплитель при увеличении толщины в 10 раз может быть только в 6 раз "холоднее" для сохранения прежнего уровня теплопотерь.
Дальше хуже...
Увеличение толщины в 20 раз дает возможноть повысить теплопроводность только в 8 раз.
А увеличение толщины в 40 раз дает возможноть повысить теплопроводность уже только в 10 раз.
Последующие удвоения толщины дают совсем мизерную возможность повышать теплопроводность...
Т.е. использовать грунт, даже с теплопроводностю вдвое меньшей, чем первоначально принятая (для влажного грунта) - в 20 раз больше, чем у ЭППС, не получится, т.к. предельное увеличение теплопроводности, выше которого толщина слоя имеет практически "неразумную" толщину всего около 10 раз.
Под это значение конечно можно "подтянуть" некоторые типы сухих грунтов. Но для практичского использования это фактически не реально .

В общем, сделал для себя вывод, что вместо ЭППС, с сооответствующим увеличением толщины, можно использовать материалы с теплопроводностью раза в 2-3-4 большей, чем у ЭППСа , с пропорциональным уменьшением их цены (т.к. это уже не грунт - халявы не будет ). Дальше выгодность замены будет резко падать.
Но, что-то и в этом диапазоне, никакого подходящего материала под теплые полы по грунту для выгодной замены не вижу.


Жаль... Идея была неплохая...

Кстати, при увеличении площади застройки до тысяч м2 и больше, увеличение площади теплопотерь при увеличении толщины слоя будет не таким существенным.

В свете результатов последних расчетов, видимо дело в подземности сооружений. У бетона теплопроводность практически как у влажного грунта, а за ним опять грунт...
На поверхности бетон в 2.5метра должен давать приемлемую теплозащиту.

 

Вообще то на форуме было много страдальцев сделавших теплый пол на грунт почти без утеплителя, положив какой нибудь жалкий слой вспененного полиэтилена в 5мм. С фольгой . Даже без вспененки кто то делал, по моему. Поищите их жалобные стенания.
Кроме того поиск на форуме вывалил подобное обсуждение (сам читать не хочу):
Теплые полы по грунту? Теплопотери?

Я слышал про грунтовый теплоаккумулятор в Швеции. Вокруг одноэтажного здания утепляется пенополистеролом отмостка на 6 метров, затем на такую же (!?) глубину вертикальное утепление. ХАЛЯВНЫМ теплом от плоских солнечных коллекторов летом накачивается тепло в этот грунтовый теплоаккумулятор, и им в январе еще точно хватало накопленного тепла для отопления через теплый пол. Думаю сам теплый пол лежал по утеплителю. И зачем им УТЕПЛИТЕЛЬ вокруг теплоаккумулирующего массива грунта?...

 

Вместо ЭППС раньше, когда его не было или он был очень дорог использовали (да и сейчас используют) пенополистерол ПСБ (белый шариками) плотностью не менее 35 кг/м3. Предварительно гидроизолировав от грунта. Цена его раза в 2 ниже.

 

Это на самом деле мелочи.

Все не так. Вы почему то упорно считаете этот грунт, аналог 100мм ЭППС, отдельным от остального массива. Вся поступившая туда энергия, по Вашему, должна идти исключительно на нагрев этого слоя грунта. но это не так. Вот DANEV говорит:

Посмотрите на пример с бассейнами так сказать с начала. А сначала мы имеем наполненный пусть на 1м первый бассейн и открытую трубу второго. Когда мы откроем первую, тонкую трубу, вся вытекающая из нее вода спокойно будет течь через вторую при любой её длине, хоть 1000км, не заполняя её даже на пол диаметра, поскольку сопротивление будет меньше. Что бы установился описанный Вами выше режим - когда сопротивление 400м заполненной толстой трубы будет равно сопротивлению тонкой и короткой, надо сначала заполнить эти 400 метров, значительно подняв высоту воды в первом бассейне. Далее давление можно будет и уронить, но что бы компенсировать больший диаметр, одной длины не достаточно. Расход зависит от диаметра и напора. Что бы компенсировать увеличение диаметра, даже при минимальном напоре, надо поднимать напор в более тонком трубопроводе.
Так и с энергией. Что бы компенсировать передачу энергии от грунта к грунту, надо значительно поднимать теплоотдачу от ЭППС к грунту увеличивая температуру стяжки, при этом мы только компенсируем потери, а вот что бы нагреть грунт, придется еще более увеличивать температуру стяжки...
Ну а там ЭППС просто расплавится и дело пойдет значительно веселее, ведь теплоотдача от ЖБ к грунту повыше будет. Остается придумать где брать столько энергии. Какой-нить слабенький ядерный реактор, типа как на подлодке, наверное подойдет.

 

А смысл? Тут рядом в теме про большой расход электричества бойлером люди (тоже очень жалобно ) рассказывают про потери (накопление) тысяч кВт*ч в нескольких десятках грамм накипи.
Без расчетов меня стенания не сильно убеждают...

Ну и правильно...
Там обсуждение тоже на уровне может быть/не может быть и разных аналогий... А имеющиеся расчеты ешё ошибочнее, чем здесь в первом посте...

На мой взгляд не мелочи. Фактически там что-то типа логарифмической зависимости получается. Если вначале увеличение толщины слабо влияет на увеличение площади теплопотерь, то чем дальше, тем больше...
Поэтому и получается, что "эффективные" теплоизоляторы, имеющие высокое сопротивление теплопередаче в тонком слое, эффективны. А теплоизоляторы, требующие большой толщины (в несколько метров) для такого-же сопротивления теплопередаче - не эффективны, даже при их относительно низкой стоимости.

В Вашем примере отсутствует аналог температуры грунта (уровень воды в нижнем бассейне), т.е. дельта высот (температур) фактически равна бесконечности. А это не так.

Не надо увеличивать температуру стяжки. У нас нет приоритета цели прогреть грунт как можно больше. Для теплого пола важна именно температура стяжки, и если эта температура комфортна, но не обеспечит прогрев грунта, мы не будем добавлять темеперетуру стяжки, повышая расход энергии.

Потому, что в любой многослойной конструкции (к примеру стене) вполне можно посчитать теплопотери через любой произвольно выбранный слой, даже если к нему примыкают слои из такого-же материала. И если внутренний слой (или слои) может при конкретной дельте температур пропустить определенной количество энергии в единицу времени, то учет последующих слоёв, без повышения дельты температур и площади теплопередачи в первом слое, не даст увеличения количества проходящей энергии.
Поэкспериментируйте в каком нибудь калькуляторе, добавляя слои из любых материалов, можно даже из того-же из которого состоит первый слой (грунт за грунтом) - сопротивление теплопередаче будет только увеличиваться. Т.к. там (обычно) не учитывается увеличение площади теплопередачи при увеличении толщины слоя.

 

Нет гарантии стабильности параметров такого утеплителя при длительном (годы и десятилетия) использовании.
Конечно, если гидроизопяция и пароизоляция не выполнены со всей серьёзностью (битумные обмазочные материалы с механической защитой, к примеру), а не заворачиванием в полиэтиленовую бытовую плёнку. Добиться 100% герметичности пленки (и последующей её целостности), и проконтролировать это, нет практической возможности. А если влага будет иметь возможность попасто во внутрь упаковки, то она туда рано или поздно попадет, заметно снизив теплозащитные свойства пенопласта.
А кроме того, ППС 35-й плотности нефига не равноцененн по допустимой нагрузке (и плотности) даже 31-му ЭППСу. Соответствует примерно 25-му.
А если брать ППС с реальной плотностью 35 кг/м3, то у него цена не сильно будет отличаться от ЭППСа.

Не хочу - потому что для ТП это решение дороже (или как минимум не сильно дешевле), чем ЭППС при сопоставимой эффективности. (если Вы про воздушную прослойку).

 

Имею в виду мелочь по сравнению с потерями обусловленными высокой теплопроводностью грунта. С увеличением слоя конечно растут, но имеют уже умозрительный интерес.

Присутствует - это уровень выхода трубы из первого бассейна. Пусть он будет на уровне его дна, поскольку давление напрямую зависит от высоты столба воды от точки выхода этой трубы. Давайте тогда уж уберем вообще все лишнее. Пусть бассейн будет только один, труба выходит строго горизонтально от уровня дна, через пусть 10 см переходит в трубу вдвое большего диаметра лежащую строго горизонтально. Нижняя поверхность обеих труб и бассейна лежит на одном уровне.

Тогда прогрева грунта происходить не будет вообще.

В стационарном режиме...