Всё что надо знать о строительной физике или ликбез для самостройщика

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

За общий подход к расчету и фактические расчеты спасибо.
Но вот анализ и выводы, ИМХО, не столь точны, как исходный расчет.
1. Считая запасенную энергию вы делаете как минимум 2 ошибки:
а) Все 12 метров грунта для достижения термодинамического равновесия не нужно нагревать на 22 градуса (а вычисления Вы сделали именно в обратном предположении - что они нагреются на 22 градуса). В вашей модели лишь только непосредственно контактирующий с теплым полом поверхностный слой грунта поднимет температуру на 22 градуса. Слой же на 12 метровой глубине в вашей модели вообще не поднимет свою температуру и будет 8 градусов, как и был - это ваши исходные граничные условия для получения всех дальнейших данных.
б) Как Вы уже заметили, за отопительный сезон успеет прогреться лишь 5я часть от такого объема. Так что реальная цифра потерь на нагрев грунта будет в разы скромнее исчисленной предложенным Вами способом.

2. Именно в силу того, что за 200 суток отопительного сезона даже близко не произойдет окончательной стабилизации теплового потока, заложенное в грунт тепло будет по прежнему уходить на глубину. Поверхностный слой с 30 градусов довольно быстро (я думаю, за неделю после отключения подачи тепла в ТП) остынет и уже не будет выше комфортных 22 градусов. Не будет летом такой пол греть воздух помещения. Просто пол будет не 8 градусов, а теплее. На сколько - можно сосчитать зависимость от времени. Но я думаю, что рассуждать о том, что всё лето такой пол будет греть воздух помещения - утопия. Через пару (ИМХО) недель после отключения ТП он уже остынет ниже 22х и будет забирать тепло у воздуха, а не отдавать ему. Создавать летом не комфортную температуру воздуха такой пол не будет. И за лето стабилизация не наступит. В следующий отопительный сезон основная масса энергии, которая была вложена в первый отопительный сезон никуда не денется. Она всё еще находится в пределах этой выделенной 12 метровой зоны. И будет как бы подпирать - сдерживать поток энергии, который пойдет вглубь грунта в следующем сезоне. Так будет происходить в течении, 2-3 сезонов, пока не наступит насыщение грунта теплом. Далее всё будет уже в соответствии с исходными расчетами. Но с одним важным но: которое тоже не учли в расчетах! Летом процесс потерь тепла, как минимум, через нижнее полупространство, будет происходить тоже! И наш 12 метровый массив при этом продолжает остывать так же интенсивно, как и зимой. Так что, достижение состояния термодинамического равновесия через несколько лет так и не произойдет. Каждый раз за лето нижняя часть грунта будет подостывать. И каждый раз в течение года эти теплопотери так или иначе, но будут компенсироваться, приходя вниз из верхнего полупространства, подогреваемого за счет ТП. Поэтому продолжительность теплопотерь разумно было бы ограничить не отопительным периодом, а считать круглогодичной!
В общем, к чему это я? К тому, что сделанные численные оценки теплоинертности и её преодоления не учитывали ряд кординально важных моментов и поэтому не совсем корректно брать их за основу для выводов. Так, если говорить о рекомендациях производителей ТП, то вовсе не все из них находят оправданным теплоизолировать грунт. По расчетам Компании Rehau (одного из мировых лидеров в системах обогрева футбольных полей и систем снеготаяния) в нижнее полупространство уходит не более 5% общего количества тепла, генерируемого системой. И теплоизоляцию нижнего полупространства поэтому применять экономически не целесообразно. (однако по периметру её делают, и это - логично) И, собственно, уж много лет они её не применяют и никаких проблем в мировом масштабе применения их систем не имеют. Тут, к слову стоит сказать, что все футбольные поля Евролиги имеют систему подогрева Rehau.
Так что, нужно считать тщательнее, всё же!

 

Феншуить при просмотре отсутсвующего фасада, балкона, ограждений, двери? Для меня как-то фэншуйность должна быть скорее внутри, и отвечать удобству использования дома.

А тепло которое идет из глубин куда денется при том интересно?

В общем к слову. ТП сухого грунта на уровне 0,5. В то время как у кирпичной кладки 0,7. Т. е. грея грунт мы греем стену бесконечной (по сравнению с наружной стеной) толщины с довольно неплохим сопротивлением теплопередаче. Разве можно придумать более качественный ТА?

Упомянутые 1,74 это видимо влажный суглинок, если не водонасыщенный. По мере его нагрева - будет сохнуть и ТП будет падать.

Ну 5000руб. И что? Разок заплатили и ладно.

Считаю что потери через грунт вниз следует считать по УГВ. Если УГВ скажем 6м, то и потери соответствуют R~10 (при том не на -3 отопительного периода на улице, а на +3 примерно). А вообще можно расчитать по двумерным/трехмерным моделям.

 

Как бы, помимо теплопроводности не стоит и о теплоемкости забывать. Сопротивление теплопередаче при отсутствии воды у грунта неплохое, это да, но вы попробуйте сначала его нагреть .
Т. е. теплопотери в данном случае просто через R считать некорректно.

 

Стационарная картинка (на улице взято -3). R вниз получается 15. Вообще 3,3. Стенки для простоты взял дерево 30см, отмостка XPS 10см.
Взял грунт с ТП 1, глубина 6м, на ней +3

Меняем стенки на XPS получаем Rпола 3,8.

Если стенки XPS, грунт с ТП=0,5 Rпола~9.

Грунт подлежащий прогреву - под полом и отмосткой. При рассмотренном перепаде с +21 внутри и +3 на 6м грубо всреднем до 10 надо нагреть. Итого единократно около 500м3 грунта греем на 7 градусов для дома 6х8.
Получается если не ошибаюсь всего навсего около 2000кВт*ч

Иду далее.
Каково же время установления такого процесса. Оцениваем.
Берем второй закон фурье и получаем что постоянная времени может быть оценена как глубина^2*объемная_теплоемкость_в_Дж_на_м3_К/теплопроводность.
Считаем 6^2*2800*830/1=970сут.~3 года. Действительно такая система не сильно чувствует годовые перепады температур.

На масштабах 3мес участвует грунт глубиной 2,6м. Соответственно сезонные потери из-за инерционности не 2000кВт*ч а порядка 1000кВт*ч/год. Как мне кажется сгладить эти потери можно прекращая отопление пола по грунту весной заранее, и начинать пораньше осенью не включая остальное отопление.

1000кВт*ч для дома 6х8 это по 20кВт*ч на м2 первого этажа. Скажем начиная с первого марта переходим на отопление грунтом. Получаем средние тепловыделения в течение весны с грунта около 10Вт/м2. Сначала больше, потом уменьшается и летом может даже обратится в отрицательную величину - кондиционер+накопление тепла на зиму.

Так что очень замечательная система, ИМХО конечно.

Вот такие прикидки

 

@mfcn, А ссылочку на программку, которая рисует такие красивые картинки, можно?

 

@Влади Мир, https://windows.lbl.gov/software/therm/6/index.html

 

Это было бы так, если бы УГВ не колебался в течении года.
А он гад, изменяется, причем значительно.
У меня на даче УГВ весной примерно 0.5 м, а осенью около 3,5 м.

 

Ну, так температура в течении отопительного сезона тоже колеблется, при чем значительно. Но это не повод отказываться от каких-либо осредненных или эффективных значений параметров, используемых в расчете.

 

@Николай 1,
Есть грунтовые воды, а есть веоховодка... или у вас песок? Я от верховодки защищаюсь ппэ пленкой зарытой в траншею.

@Влади Мир,
Думаю, таки повод. Водоток вымоет все тепло, намочит грунт, потом будет кропотливо сохнуть в резульате потеряется значительно больше тепла чем в случае глубокой воды. Если есть высокая вода надо от нее теплоизолироваться...

 

Важно, что всё это поддается анализу и количественным расчетам вне зависимости от графика перепада УГВ. Всё в этом мире поддается количественной оценке и моделированию. Может быть предсказано, предупреждено и приняты меры для исключения такого влияния. Я имел ввиду именно это, а не признавал влияние УГВ не существенным.

 

Достаточно подробная модель решает, спору нет. Параметров только вечно не хватает. Даже капилярный подъем воды грунтом не понятно исходя из чего посчитать...

 

Думаю, стоит обратиться к науке - гидрогеологии. Там наверняка давно уже есть ответы на все возникшие в нашем случае вопросы.

 

@Влади Мир, сильно сомневаюсь.

 

Что подтверждает мои слова о связи теплового сопротивления с плотностью материала, "прозрачностью" для солнца и инфракрасного излучения из помещений.

 

Какая-то чушь малограмотного менегера.
Вообще-то, по законам физики, чем больше плотность материала, - тем выше его теплопроводность.