绝缘/导电性数学帮助
我最近读了马丁的一篇关于(所谓的)地板辐射采暖的文章。
这正是我所需要的。赤脚躺在温暖的地板上的梦想只是一个梦想——除非锅炉一直在运转——要么是为了适应一个隔热差和/或漏风的房子，要么是一个隔热良好、严密的房子过热。
相反，我会选择迷你分割。
但我还是很好奇光着脚地板会是什么感觉(地下室，芝加哥地区，抛光混凝土)。在开始一场关于热水的争论之前，谁能教我如何预测地板温度?计划是这样的:
* +/- 4″碎石(干燥-或至少不饱和-由于内部周边排水)
* 2个″或3个″的XPS
*蒸汽屏障
* 4“具体
假设土壤温度为55华氏度，室内空气温度为70华氏度(或75华氏度，如果20度的差可以简化计算的话)，混凝土地板的温度将是多少?
我很期待学习如何做这个计算。
谢谢你！
本。
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本,
这里最重要的一点是，即使混凝土地板的温度与室内空气相同(假设72华氏度)，光着脚也会感到凉爽。这是因为你的皮肤在华氏98.6度(或多或少——实际上，更少，但那是另一回事)，所以你的脚底会向72华氏度的地板流失热量。热流是明显的，所以你会说，“这地板很凉爽。”
在华氏72度的时候，你光着脚到木地板上的热量要比到混凝土地板上的热量少，因为混凝土是比木头更好的导体。
假设你有一层连续的保温层，具有相当合理的r值——正如你所规定的那样——那么保温层的底部是土壤温度，而保温层的顶部是室温。
所以，如果你的地下室空气在华氏72度，房间有一个良好的热分配系统，那么天花板，墙面饰面和混凝土板最终应该稳定在华氏72度左右。
需要注意的是，大多数的热量分配系统是不完善的，所以房间的空气有一些温度分层。天花板往往比地板更暖和。但如果你有一个强制空气加热系统你设计了热空气寄存器来引导热量吹过你的混凝土板，板的温度将是72华氏度或者甚至是73华氏度而你的恒温器设置为72华氏度。
FWIW:在地下室楼板的整个生命周期(50年以上)中，随着发泡剂的渗出，XPS的性能将下降到相同密度的EPS的性能。EPS不存在这个问题，在几十年的时间里，它的性能非常稳定。考虑到EPS通常每英寸和每R都更便宜，因为在平板下增加额外厚度的空间并不会带来更高的成本或难度，通常情况下，放置4”EPS比3”XPS更划算，在几十年内永远保持R16而不是R15(如果你幸运的话)，或3”EPS而不是2”XPS，永远保持R12而不是R10慢慢下降到R8。
在北美生产的所有XPS中使用的HFC发泡剂也会对环境产生重大影响，因为它们是强大的温室气体(每100年超过1000倍的二氧化碳)。
从生命周期的能源成本角度来看，除非它是辐射板，或者你生活在3-5英寸的EPS区域，否则2英寸的EPS在财务上仍然是合理的，但3英寸的EPS并不总是合理的(但接近区域5)。在第6区，每股收益只有3英寸(4英寸作为通胀对冲)，在第7区，甚至4英寸都是完全生命周期理性的，而在第8区，每股收益可能达到5英寸。如果远远超过这些数字，你就在打赌，能源成本将比目前屋顶光伏太阳能利用现有技术热泵的能源成本更高。(有55华氏度的高温，我猜你是在第四气候区或第五气候区的温暖边缘。)
在气候区，1 - 2次板泡沫最好被限制在周边，因为深层的土壤温度是人类舒适的“适居带”，与土壤耦合的房子与土壤的热质量比隔离它更有利于你，除非你有非常特殊的性能要求。(被动屋可能需要一些次级板绝缘材料来满足性能规格，尽管泡沫所节省的能源最终比屋顶太阳能更贵。)
马丁,
谢谢你！这真的有帮助。
我理解你所说的密集表面比空气、地毯等感觉更冷。就像在70华氏度的水中游泳，在70华氏度的空气中行走。
我妻子对脚的温度比我更敏感，但她不介意我们一楼厨房里的瓷砖地板在夏天的感觉(大概和空气温度一样，空调+/- 74F);如果隔热良好的地下室板也能达到室温，那就没什么好担心的了。
丹娜,
非常感谢你插话说EPS的成本较低，r值稳定，而且不含氢氟碳化物。我们在芝加哥附近，所以是第五区，但在第六区边缘。
我现在倾向于你的建议“……”EPS的3”而不是XPS的2”，永远保持R12而不是R10慢慢下降到R8”。
我喜欢你说的对冲通货膨胀的方法。我曾经听BSC的某人说过类似这样的话:“弄清楚你认为你需要多少绝缘材料，然后把它翻倍。”
另一方面，我也喜欢你的评论:“如果你远远超过这些数字，你就在打赌能源成本将比目前屋顶光伏太阳能与现有技术热泵的能源成本更高。”这似乎是一个非常糟糕的赌注。
请原谅我的无知，但这是什么意思:“(超过1000倍的二氧化碳@ 100年。)”?你是说北美XPS每年使用的HFC发泡剂比美国100年的二氧化碳排放量还要糟糕1000倍吗?
马丁，丹娜，还是??，
我仍然想学习如何为其他情况做这种类型的计算(我怀疑它类似于计算露点将发生在一个刚性外部绝缘的绝缘腔墙)。你能不能先给我讲点简单的东西?
再次感谢你所有有用的建议和智慧。
本
关于1000倍的评论:这是每磅气体(二氧化碳或发泡剂)，而不是排放总量。
如果您想快速粗略地估计地板表面的温度，您可以将地板表面和房间之间的r值近似为r -1。然后，如果你有R-12的EPS，让我们说土壤的R-2(真的很难提出一个好的土壤近似，所以这是承认有一些小的影响)。任何一个的温差的分数都等于r值的分数。所以当r值为15时房间和地板之间只有1度的差。如果是R8泡沫，那么温度是1/11*15 = 1.36/度。如果你得到r27泡沫，它会下降到0.5/度。
夏季的地面温度并不能让人对冬季的舒适度产生信心。在夏天，稍微凉爽的感觉表面感觉很好……(凉爽的微风吹过我的脚，感觉很棒……)但在冬天，同样的事情是不愉快的。所以你可能想要木头、地毯或油毡覆盖在木质地板上。
本,
你写道，“我还是想学习如何在其他情况下进行这种计算。”
查理试了一下。我也会试试，但我不同意查理的观点。
板坯温度的主要决定因素——假设板坯下面有一层连续的保温层——是室内恒温器的设置。如果你打开恒温器，混凝土板的温度最终会升高。如果你调低恒温器的温度，混凝土板的温度最终会降低。
原因很简单:混凝土在室内。它就在你的热膜里，就像你的厨房台面一样。所以决定因素是你的恒温器设置。
我认为你把这个问题(关于板的温度)和热流计算混淆了。
测定通过地板、屋顶和墙壁的传输损失的热损失公式为Q = A•U•ΔT。换句话说，通过建筑组件的热流率(单位为Btu/h)等于组件的面积(单位为ft²)乘以组件的u因子(单位为Btu/ft²•hr•F°)乘以ΔT(单位为F°)。
δ - t越大，绝缘层越薄，热量损失就越快。如果你有兴趣的话，这个公式可以让你计算出平板的热损失率(单位为Btu/h)。
查理-
稍微凉爽的表面在夏天感觉很好，但在冬天就不是这样了。我注意到了这一点，并对此感到好奇。我们家的恒温器全年都是一样的，但到了冬天，我妻子还是会穿上袜子和毛衣。我想知道这是否可能是湿度的差异(通风差，绝缘差的房子=冬天更干燥)，或者是通风本身的温度(夏天，空气渗透是80 - 90华氏度，但在冬天是20 - 30华氏度)，或者是心理角度。装修后，我们的地下室会很紧，绝缘效果也很好，我们希望楼板在冬夏之间不会有超过一度的变化。然而，和你一样，我认为在夏天光脚踩在抛光的混凝土地板上会感觉很舒服——而在冬天就不那么舒服了。如果是这样的话，我老婆就得穿袜子了!
谢谢你用“又快又脏”的方法计算地板温度。
马丁-
我可能搞混了。那也不是完全不像我。
你的解释和查理的解释都有道理，在R-12次级板绝缘方面得到了相似的结果。查理说平板会比室温低1度;你说过它会和室温一样。
然而，在隔热层(如R-2)更少的情况下，但保持土壤温度55华氏度和室温70华氏度不变的情况下，你的预测出现了偏差——而且都不符合我的直觉:查理的方法(R-1为空气边界层，R-2为土壤边界层)预测的板面温度为67华氏度。马丁，(如果R-2次楼板的保温算作热包层的话)听起来你预测的楼板表面温度仍然是室温。
我认为平板的温度会更低——更接近地下的温度。这是根据我的观察得出的结论:隔热效果差的墙冬天感觉冷，夏天感觉温暖。它们不仅需要更多的能量来维持所需的温度;他们实际上感觉比室温更冷(或更热)。
这可能只是理论上的。我怀疑这是一个有争议的问题——因为我打算充分隔热——而且你们都预测在这种情况下，平板的温度将与房间的温度相同(或几乎相同)。
谢谢你们俩试图教育我。我真的很感激。
本
本,
当然，你是对的，保温层越接近R-0，混凝土板在冬天就会越冷。
也就是说，供暖分配系统的类型很重要。
如果绝缘是R-0，嵌入的液体循环管仍然可以保持板坯的温度。事实上，隔热层越少，平板就越暖和。
如果你设置了强制空气系统，使热空气水平吹过地板，你可能仍然会得到一个温暖的板子。关键是，热量分配系统将向室内输送越来越多的热量，直到达到恒温器的设定值。
如果你的热空气寄存器安装在高墙上，他们将会，当然，在加热板的效果较差。
在GBA这里，我们通常推荐高于规范水平的绝缘。你的热包络的r值越高，你的内部表面的温度就越稳定——不管这些表面是干墙还是混凝土。
当谈到预测板坯温度时，我列出的因素——恒温器的设定值和热量分配系统的类型——与副板坯泡沫的r值一样重要，甚至更重要。
正确的。这一切都说得通。
我非常认真地对待你关于热量分布的意见。它们让我想起了我在处理玻璃和铝制店面和幕墙时学到的东西(哇——20年前?):顾客不喜欢玻璃上凝结的水汽。他们经常错误地认为这是漏水——即使不是漏水，水也会顺着玻璃流下，损坏下面的饰面(窗台、膝盖壁)。预测/防止这种凝结的因素与温差、室内湿度和……玻璃内表面有充足的气流!
一如既往，谢谢你提供的好信息。
本