Tanie grzanie (?)

[HenoK]

Strumień cieplny, ilość energii cieplnej przenikającej powierzchnię izotermiczną w jednostce czasu, a jednostka czasu jest sekunda.

Faktem jest, że nastąpiło pomieszanie pojęć „strumienia cieplnego” z „gęstością strumienia cieplnego” – nie mniej jednak można przyjąć, że "moc" strumienia cieplnego ziemi wynosi ( uczciwiej bedzie stwierdzenie "może wynieść", bo zbyt wiele czynników na to ma wpływ) około 200W/m2 (w czasie 1 godziny)

Znowu mylisz pojęcia. Jeżeli piszesz o godzinie czasu, to będzie to 0,063Wh/m2 lub jak wolisz ok. 200Ws/m2, czyli ilość energii jaka dotrze do każdego m2 powierzchni ziemi, czy w tym wypadku powierzchni zabudowy domu.

Dla porównania, jeśli w domu mamy 20 st.C, i w pewnym momencie pod posadzką o U=0,45W/(m2K) będzie panowała temperatura +12 st. C, to przez warstwy posadzki w ciągu godziny przeniknie 3,6Wh/m2 lub 12960Ws/m2, czyli ok. 57 razy więcej.

Jak myślisz, który czynnik ma większy wpływ na temperaturę pod posadzką? Zmiany temperatury w pomieszczeniu, czy zmiany strumienia geotermicznego?

[HenoK]

Nie chcę nic udowadniać, ale dla zastanowienia:

 

- skąd dodatnia temperatura w nieogrzewanej ziemiance lub bardzo płytkim kopcu na warzywa przy bardzo długotrwałych temperaturach zewnętrznych (powietrza) dochodzących do -30 stopni? Bo licząc „normalnie” tak jak zwykłe przegrody, to temperatura powinna spaść tam do wartości minusowych już po kilku dniach.

Nie będę odpowiadał na wszystkie pytania , ale w tym wypadku oprócz "normalnego" liczenia przegród trzeba by jeszcze uwzględnić ciepło przemian fazowych - woda (zawarta w gruncie), podczas zamarzania oddaje spore ilości ciepła, a często także procesy biologiczne zachodzące w glebie i w przechowywanych w ten sposób produktach.

Na takim kopcu zazwyczaj stosuje się "izolację" ze słomy, czy odpadków roślinnych (liści, łodyg). Ta izolacja w połączeniu z dużą przewodnością cieplną gruntu powoduje utrzymanie właśnie takiej temperatury.

[sSiwy12]

Dla porównania, jeśli w domu mamy 20 st.C, i w pewnym momencie pod posadzką o U=0,45W/(m2K) będzie panowała temperatura +12 st. C, to przez warstwy posadzki w ciągu godziny przeniknie 3,6Wh/m2

Oj chyba nie – chodzi mi o sposób wyliczenia tych strat. Jest to dużo mniej, biorąc pod uwagę choćby współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur.

 

Jak myślisz, który czynnik ma większy wpływ na temperaturę pod posadzką? Zmiany temperatury w pomieszczeniu, czy zmiany strumienia geotermicznego?

Moim zdaniem każdy z nich ma swój udział – przy czym w pierwszej fazie (pierwszy sezon grzewczy) udział ogrzewania jest najistotniejszy. Potem następuje constans, bo w zasadzie temperatura podłogi (pomieszczenia) jest taka sama na przestrzeni całego roku.

Pewien wyjątek stanowi ogrzewanie podłogowe, ale wszystkie metody obliczeniowe mówią o temperaturze pomieszczenia, a nie temperaturze podłogi. No właśnie – ogrzewanie podłogowe. Z założenia jest energooszczędne, ale spróbuj tak samo wyliczyć straty zakładając, że temperatura „idąca” do gruntu wynosi np.35 stopni. Przyjmując zgodnie z zasadami temperaturę gruntu w wys. 8 stopni, wychodzi już 12,15Wh/m2 (dla temp. 12 będzie to 10,35Wh/m2)– co zaprzecza energooszczędności takiego ogrzewania.

 

Zarówno w obowiązującej normie jak i metodologii (Tabela 6) uwzględniono ten nieszczęsny strumień stosując redukcję o 0,6 i nie rozgraniczając na „ogrzewanie” i „ogrzewanie podłogowe”.

 

Pozdrawiam.

[HenoK]

Oj chyba nie – chodzi mi o sposób wyliczenia tych strat. Jest to dużo mniej, biorąc pod uwagę choćby współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur.

Nie piszę tu o metodologii obliczania ciepła do gruntu (wg PN-EN-12831), ale o prostym wyliczeniu dla konkretnych temperatur i konkretnego oporu cieplnego posadzki.

 

Zarówno w obowiązującej normie jak i metodologii (Tabela 6) uwzględniono ten nieszczęsny strumień stosując redukcję o 0,6 i nie rozgraniczając na „ogrzewanie” i „ogrzewanie podłogowe”.

Ten współczynnik nie wynika wcale z tego "strumienia", tylko z geometrii strat ciepła do gruntu. Do dalszych obliczeń bierze się różnicę temperatury zewnętrznej i temperatury wewnętrznej. Takie założenie do posadzki na gruncie byłoby nonsensem, stąd ten współczynnik 0,6.

[sSiwy12]

Ten współczynnik nie wynika wcale z tego "strumienia", tylko z geometrii strat ciepła do gruntu. Do dalszych obliczeń bierze się różnicę temperatury zewnętrznej i temperatury wewnętrznej. Takie założenie do posadzki na gruncie byłoby nonsensem, stąd ten współczynnik 0,6.

Załóżmy, ze faktycznie w całości odzwierciedla tylko to co napisałeś, choć ja mam wątpliwości – zwłaszcza w kontekście tego co pisałeś wcześniej (że pod domem nie ma termosu) bo z różnic między temperaturą zewnętrzną (średnią dla okresu grzewczego) a temperaturą gruntu (też średnią) wynikają dużo niższe proporcje, a licząc grunt poza domem, nie ma ich wcale.

Dalej zatem pozostaje bez odpowiedzi pytanie – skąd pod domem tak wysoka temperatura gruntu, w porównaniu do gruntu otaczającego budynek?

 

I co z ogrzewaniem podłogowym? Dlaczego liczy się temperaturę powietrza, a nie faktyczną występującą na styku podłoga/grunt? Logika i fizyka nakazują liczyć właśnie z tej temperatury.

 

A może wyjaśnieniem tego wszystkiego jest prosty fakt, że ilość ciepła skumulowanego w każdej elementarnej objętości gruntu zależy od przyrostu jej temperatury ponad temperaturę początkową, a przyrost temperatury, maleje w miarę zwiększania odległości od podłogi - co z kolei powoduje, że pod budynkiem jest warstwowy rozkład temperatur, a ostatnia warstwa jest jednak „stabilizowana” tym „strumieniem”.

 

Tak na marginesie. Grunt to ciekawy twór – zwłaszcza jego termika. To są procesy nie do końca poznane.

[HenoK]

A może wyjaśnieniem tego wszystkiego jest prosty fakt, że ilość ciepła skumulowanego w każdej elementarnej objętości gruntu zależy od przyrostu jej temperatury ponad temperaturę początkową, a przyrost temperatury, maleje w miarę zwiększania odległości od podłogi - co z kolei powoduje, że pod budynkiem jest warstwowy rozkład temperatur, a ostatnia warstwa jest jednak „stabilizowana” tym „strumieniem”.

Można to zilustrować rysunkiem (program Kobra) :

http://images25.fotosik.pl/280/bc408f1f1c175c10med.jpg

Więcej na ten temat tutaj :

http://forum.muratordom.pl/post2774105.htm#2774105

[j-j]

Siwy, juz kiedyś gorąco rozprawialiśmy o temperaturze w gruncie i do niczego nie doszliśmy , teraz widzę że też nie dojdziemy.

A tak poza tym zgadzam się 100% z HenoK`iem aby dużo nie pisać i nie powtrarzać .

 

pzdr

[sSiwy12]

Można to zilustrować rysunkiem (program Kobra)

 

Ale ten wykres jest „zmanipulowany” poprzez zmianę głębokości „zera termicznego”.

Natomiast wcześniejsze, a zwłaszcza ten z mostkiem termicznym, moim zdaniem, prawidłowo odzwierciedlają rozkład temperatur pod i w okolicach budynku. Jest stożek z podstawą przy podłodze i jest „odcięty” w tym przypadku temperaturą około 7 stopni, na głębokości 2 – 3m (nie widać).

Ale z tego rysunku widać w jakim obszarze i do jakiej głębokości podniosła się temperatura gruntu. Skromnie zakładając będzie to 3.000m3 gruntu, gdzie podniesiono temperaturę średnio (też skromnie licząc) o 3 stopnie.

 

Wnioski nasuwają się same – zwłaszcza, jeśli do tego programu podstawimy temperaturę posadzki przy ogrzewaniu podłogowym.

 

Dalej twierdzę, że w przypadku położenia styropianu o grubości i powierzchni takiej jak podłogi budynku, to zarówno rozkład jak i wysokość temperatur pod styropianem będą bardzo zbliżone do tych jakie są pod ogrzewanym budynkiem – zwłaszcza po jakimś czasie (około 3 lat).

 

Ziemia działa tak jak ogrzewanie podłogowe, tyle, że w innym środowisku.

Jeśli nad podłogą umieści się sześcian otwarty od dołu (lub nawet samą płytę ze styropianu), to wewnątrz tego „pudelka” lub (i) pod płytą, będzie zupełnie inny rozkład temperatur niż w reszcie pomieszczenia i będzie ona wyższa niż otaczające ją powietrze na tej samej wysokości. Po pewnym czasie ustabilizuje się i będzie wielkością stałą, bardzo zbliżoną do temperatury podłogi – zwłaszcza u góry „pudełka” (bezpośrednio pod płytą styropianu). Co więcej, jeśli temperatura podłogi będzie cały czas taka sama, to zmiany temperatury powietrza otaczającego (np. otwarcie okna na dłuższy czas) nie spowoduje zmiany temperatury bezpośrednio pod „stropem pudełka” (płyty).

I teraz, jeśli nad „stropem pudełka” (fundamentów domu) umieści się ogrzewanie, to zmieni się rozkład temperatur, ale tylko do pewnej „głębokości” ustalonej przez strumień cieplny podłogi. Strumień cieplny całej podłogi, a nie tylko obszaru bezpośrednio pod „pudełkiem”.

A co będzie jak wyłączymy ogrzewanie podłogi?

 

Oczywiście jest to znaczne uproszczenie, bo środowiska są różne.

Ale zasada „działania” jest dokładnie taka sama.

 

Uważam, że rozpatrując wpływ ogrzewania budynku na grunt, cały czas rozważana jest sytuacja z „wyłączoną podłogówką”.

 

Fakt, może zbyt dużo piszę, ale to taki „przywilej” trolla.

[HenoK]

Ale ten wykres jest „zmanipulowany” poprzez zmianę głębokości „zera termicznego”.

Natomiast wcześniejsze, a zwłaszcza ten z mostkiem termicznym, moim zdaniem, prawidłowo odzwierciedlają rozkład temperatur pod i w okolicach budynku. Jest stożek z podstawą przy podłodze i jest „odcięty” w tym przypadku temperaturą około 7 stopni, na głębokości 2 – 3m (nie widać).

Ale z tego rysunku widać w jakim obszarze i do jakiej głębokości podniosła się temperatura gruntu. Skromnie zakładając będzie to 3.000m3 gruntu, gdzie podniesiono temperaturę średnio (też skromnie licząc) o 3 stopnie.

Chodziło Ci pewnie o ten rysunek :

http://republika.pl/hanko2005/foto/grunt3.jpg

Tylko, że on nie oddaje rzeczywistości prawidłowo.

Dlaczego ? Program Kobra liczy stany ustalone. W rzeczywistości zawsze mamy do czynienia ze stanem nieustalonym - zmienia się przede wszystkim temperatura powietrza zewnętrznego, a w ślad za nią temperatura gruntu.

Aby uzyskać taki rozkład temperatur musiałbyś temperaturę gruntu na poziomie 0 st. C i temperaturę w domu 20 st. C utrzymać np. przez 5 lat.

(zależy to od przewodności gruntu).

Tu należałoby przedstawić zmiany temperatury w gruncie dzień po dniu tak jak to kiedyś zrobił leśny_ziutek :

http://forum.muratordom.pl/post2218925.htm#2218925

http://ziutek.lnet.pl/akumulator3

[sSiwy12]

Tylko, że on nie oddaje rzeczywistości prawidłowo.

Dlaczego ? Program Kobra liczy stany ustalone. W rzeczywistości zawsze mamy do czynienia ze stanem nieustalonym - zmienia się przede wszystkim temperatura powietrza zewnętrznego, a w ślad za nią temperatura gruntu.

 

Wpływ temperatury powietrza na temperaturę gruntu w okresie dobowym w zasadzie ustaje na głębokości 0.75m, przy temperaturach ujemnych jest jeszcze mniejsza penetracja.

Już na głębokości 0,5m amplituda zmian temperatury gruntu przybiera postać prawie liniową gdzie jednodniowa różnica temperatur na powierzchni w wysokości +16 stopni ma swoje odbicie w różnicy temperatury gruntu rzędu 0,3 – 0,4 stopnia (J.Szewczyk, dane uśrednione ze stacji badawczej w Bydgoszczy, Borowcu i Szczecinku, dane ze marca i kwietnia 2000r.), ale wystąpiła dopiero po 24 godzinach.

Na głębokości 1m, w zasadzie różnice temperatur na przestrzeni całego roku nie przekraczają 5 stopni przy bardzo „płaskiej” amplitudzie.

Ale to dotyczy „szczerego pola”. Postawienie budynku zupełnie zmienia ten obraz. W zasadzie pod budynkiem jest stała temperatura.

Ma na to wpływ wiele czynników, również ogrzewanie.

Ziemia jest tak jak żywy organizm. Każde jej „naruszenie” powoduje określone i w zasadzie trwałe skutki „termiczne”.

Dla celów badawczych przyjęto, że wyniki będą wiarygodne po upływie 3 – 5 lat od „naruszenia”, bo dopiero po takim czasie stabilizuje się „środowisko termiczne” ziemi – oczywiście taki termin przyjęto przy otworach badawczych o długości (głębokości) większej niż 10m. Postawienie domu jest jednak dużo płytsze i można przyjąć że okres ten wynosi około 1 roku.

Taki budynek i wszelkie inne budowle powodują, że został naruszony naturalny obieg „termiczny”. Taki wrzód na d…, który został otoczony zdrową tkanką i odizolowany od reszty organizmu – upraszczając oczywiście.

 

Biorąc to pod uwagę, to - moim zdaniem, ten rysunek jest miarodajny.

[HenoK]

Wpływ temperatury powietrza na temperaturę gruntu w okresie dobowym w zasadzie ustaje na głębokości 0.75m, przy temperaturach ujemnych jest jeszcze mniejsza penetracja.

Już na głębokości 0,5m amplituda zmian temperatury gruntu przybiera postać prawie liniową gdzie jednodniowa różnica temperatur na powierzchni w wysokości +16 stopni ma swoje odbicie w różnicy temperatury gruntu rzędu 0,3 – 0,4 stopnia (J.Szewczyk, dane uśrednione ze stacji badawczej w Bydgoszczy, Borowcu i Szczecinku, dane ze marca i kwietnia 2000r.), ale wystąpiła dopiero po 24 godzinach.

Na głębokości 1m, w zasadzie różnice temperatur na przestrzeni całego roku nie przekraczają 5 stopni przy bardzo „płaskiej” amplitudzie.

Ale to dotyczy „szczerego pola”. Postawienie budynku zupełnie zmienia ten obraz. W zasadzie pod budynkiem jest stała temperatura.

To wszystko się zgadza. Gdzieś spotkałem się ze stwierdzeniem, że temperatura w gruncie na każdej głębokości jest uśrednieniem temperatury powietrza zewnętrznego. Oczywiście im głębsza warstwa gruntu, tym to uśrednienie dotyczy dłuższego okresu czasu.

Postawienie budynku zakłóca jeden ze sposobów przekazywania ciepła - grunt pod budynkiem zostaje odcięty od opadów atmosferycznych, które w dużej mierze przyczyniają się do przenoszenia ciepła słonecznego w głąb ziemi.

Oczywiście właściwości gruntu mają tu kolosalne znaczenie. Zagęszczenie gruntu, jego wodoprzepuszczalność, wilgotność, poziom wody gruntowej - to wszystko będzie miało wpływ na rozkład temperatury pod budynkiem nie tylko w przestrzeni, ale i w czasie.

Dlatego przeważnie warto uniezależnić się od tych parametrów i dom dobrze zaizolować od strony gruntu.

Oczywiście dotyczy to budynków ogrzewanych. Zupełnie inaczej może sytuacja wyglądać np. w nieogrzewanym garażu, czy piwnicy. Tu niezaizolowana posadzka pozwala na uzyskanie efektu "darmowego ogrzewania" - pomimo braku ogrzewania ilość ciepła dopływająca z gruntu będzie wystarczająca do utrzymania stabilnej temperatury przez cały rok.