Zużycie gazu do ogrzewania domu 200 m²: określenie kosztów przy użyciu gazu sieciowego i butlowego

Właściciele średnich i dużych domów muszą planować koszty utrzymania mieszkania. Dlatego często pojawia się zadanie obliczenia zużycia gazu do ogrzewania domu 200 m² lub większej powierzchni. Oryginalna architektura zazwyczaj nie pozwala na skorzystanie z metody analogii i znalezienie gotowych obliczeń.

Niemniej jednak nie ma potrzeby płacenia pieniędzy za rozwiązanie tego zadania. Wszystkie obliczenia można wykonać samodzielnie. Do tego potrzebna będzie znajomość niektórych aktów normatywnych, a także zrozumienie fizyki i geometrii na poziomie szkolnym.

Pomożemy zrozumieć tę palącą kwestię dla domowego ekonomisty. Podpowiemy, według jakich wzorów wykonuje się obliczenia, jakie cechy trzeba znać, aby uzyskać wynik. W przedstawionym przez nas artykule podane są przykłady, na podstawie których łatwiej będzie dokonać własnych obliczeń.

Określenie wielkości strat energii

Aby określić ilość energii, którą traci dom, należy znać cechy klimatyczne terenu, przewodność cieplną materiałów i normy wentylacji. A aby obliczyć potrzebną objętość gazu, wystarczy znać jego wartość opałową. Najważniejsze w tej pracy jest dbałość o szczegóły.

Ogrzewanie budynku powinno kompensować straty ciepła, które występują z dwóch głównych powodów: wycieki ciepła na obwodzie domu oraz napływ zimnego powietrza przez system wentylacji. Oba te procesy są opisane wzorami matematycznymi, według których można samodzielnie przeprowadzić obliczenia.

Przewodność cieplna i opór cieplny materiału

Każdy materiał może przewodzić ciepło. Intensywność jego przekazywania jest wyrażana za pomocą współczynnika przewodności cieplnej λ (W / (m × °C)). Im jest on niższy, tym lepiej zimą budynek jest chroniony przed przemarzaniem.

Od przewodności cieplnej materiału, z którego zostanie zbudowany dom, zależą koszty ogrzewania. Jest to szczególnie ważne dla “zimnych” regionów kraju

Jednak konstrukcje mogą być zbudowane lub ocieplone materiałem o różnej grubości. Dlatego w praktycznych obliczeniach stosuje się współczynnik oporu przenikania ciepła:

R (m² × °C / W)

Jest związany z przewodnością cieplną następującym wzorem:

R = h / λ,

gdzie h – grubość materiału (m).

Przykład. Określimy współczynnik oporu cieplnego dla różnych szerokości bloków z betonu komórkowego klasy D700 przy λ = 0.16:

• szerokość 300 mm: R = 0.3 / 0.16 = 1.88;
• szerokość 400 mm: R = 0.4 / 0.16 = 2.50.

Dla materiałów izolacyjnych i bloków okiennych może być podany zarówno współczynnik przewodzenia ciepła, jak i współczynnik oporu cieplnego.

Jeśli konstrukcja przegrody składa się z kilku materiałów, to przy określaniu współczynnika oporu cieplnego całego “układu warstw” sumuje się współczynniki poszczególnych jego warstw.

Przykład. Ściana została zbudowana z bloków z betonu komórkowego (λ_b = 0.16) o grubości 300 mm. Z zewnątrz została ocieplona ekstrudowanym polistyrenem (λ_p = 0.03) o grubości 50 mm, a od wewnątrz wyłożona jest boazerią (λ_v = 0.18) o grubości 20 mm.

Istnieją tabele dla różnych regionów, w których podane są minimalne wartości całkowitego współczynnika przenikania ciepła dla obwodu domu. Mają one charakter zalecający.

Teraz można obliczyć całkowity współczynnik oporu cieplnego:

R = 0.3 / 0.16 + 0.05 / 0.03 + 0.02 / 0.18 = 1.88 + 1.66 + 0.11 = 3.65.

Wkładem warstw, które są mało istotne pod względem parametru “oszczędność ciepła”, można pominąć.

Obliczanie strat ciepła przez przegrody budowlane

Straty ciepła Q (W) przez jednorodną powierzchnię można obliczyć w następujący sposób:

Q = S × dT / R,

gdzie:

• S – pole powierzchni rozpatrywanej powierzchni (m²);
• dT – różnica temperatury między powietrzem wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia (°C);
• R – współczynnik oporu cieplnego powierzchni (m² * °C / W).

W celu określenia całkowitego wskaźnika wszystkich strat ciepła wykonuje się następujące czynności:

1. wyodrębnia się obszary, które są jednorodne pod względem współczynnika oporu cieplnego;
2. oblicza się ich powierzchnie;
3. określa się wskaźniki oporu cieplnego;
4. przeprowadza się obliczenia strat ciepła dla każdego z obszarów;
5. sumuje się uzyskane wartości.

Przykład. Pokój narożny 3 × 4 metry na górnym piętrze z zimnym poddaszem. Wysokość sufitu wykończeniowego – 2.7 metra. Są 2 okna o wymiarach 1 × 1.5 m.

Znajdźmy straty ciepła przez obwód przy temperaturze powietrza wewnątrz “+25 °C”, a na zewnątrz – “–15 °C”:

1. Wyodrębnijmy obszary jednorodne pod względem współczynnika oporu: sufit, ściana, okna.
2. Pole powierzchni sufitu S_p = 3 × 4 = 12 m². Pole powierzchni okien S_o = 2 × (1 × 1.5) = 3 m². Pole powierzchni ścian S_s = (3 + 4) × 2.7 – S_o = 29.4 m².
3. Współczynnik oporu cieplnego sufitu składa się z wskaźnika stropu (deska o grubości 0.025 m), izolacji (płyty z wełny mineralnej o grubości 0.10 m) oraz drewnianej podłogi strychu (drewno i sklejka o łącznej grubości 0.05 m): R_p = 0.025 / 0.18 + 0.1 / 0.037 + 0.05 / 0.18 = 3.12. Dla okien wartość pochodzi z paszportu pakietu dwuszybowego: R_o = 0.50. Dla ściany zbudowanej jak w poprzednim przykładzie: R_s = 3.65.
4. Q_p = 12 × 40 / 3.12 = 154 W. Q_o = 3 × 40 / 0.50 = 240 W. Q_s = 29.4 × 40 / 3.65 = 322 W.
5. Całkowite straty ciepła modelowego pokoju przez przegrody Q = Q_p + Q_o + Q_s = 716 W.

Obliczenia według podanych wzorów dają dobre przybliżenie, pod warunkiem zgodności materiału z deklarowanymi właściwościami przewodzenia ciepła oraz braku błędów, które mogą wystąpić podczas budowy. Problemem może być również starzenie się materiałów i konstrukcji domu jako całości.

Typowa geometria ścian i dachów

Liniowe parametry (długość i wysokość) konstrukcji przy określaniu strat ciepła przyjmuje się jako wewnętrzne, a nie zewnętrzne. Oznacza to, że przy obliczaniu przenikania ciepła przez materiał bierze się pod uwagę powierzchnię styku ciepłego, a nie zimnego powietrza.

Obliczając obwód wewnętrzny, należy uwzględnić również grubość ścianek działowych. Najłatwiej to zrobić na podstawie planu domu, który zazwyczaj jest naniesiony na papier z siatką skalowaną.

Zatem, na przykład, przy wymiarach domu 8 × 10 metrów i grubości ściany 0.3 metra, obwód wewnętrzny P_wewn = (9.4 + 7.4) × 2 = 33.6 m, a zewnętrzny P_zew = (8 + 10) × 2 = 36 m.

Strop międzykondygnacyjny ma zazwyczaj grubość od 0.20 do 0.30 m. Dlatego wysokość dwóch pięter od podłogi pierwszego do sufitu drugiego z zewnątrz będzie równa H_zew = 2.7 + 0.2 + 2.7 = 5.6 m. Jeśli natomiast zsumować tylko wysokość wykończoną, otrzymuje się mniejszą wartość: H_wewn = 2.7 + 2.7 = 5.4 m. Strop międzykondygnacyjny, w przeciwieństwie do ścian, nie pełni funkcji izolacyjnej, więc do obliczeń należy przyjąć H_zew.

Dla domów dwukondygnacyjnych o powierzchni około 200 m² różnica między powierzchnią ścian wewnątrz i na zewnątrz wynosi od 6 do 9%. Podobnie według wymiarów wewnętrznych uwzględnia się parametry geometryczne dachu i stropów.

Obliczanie powierzchni ścian dla prostych geometrycznie domów jednorodzinnych jest elementarne, ponieważ fragmenty składają się z prostokątnych fragmentów oraz szczytów poddaszy i pomieszczeń mansardowych.

Szczyty mansard i poddaszy w większości przypadków mają kształt trójkąta lub symetrycznego pionowo pięciokąta. Obliczenie ich powierzchni jest dość proste.

Przy obliczaniu strat ciepła przez dach w większości przypadków wystarczy zastosować wzory na powierzchnię trójkąta, prostokąta i trapezu.

Najpopularniejsze kształty dachów domów jednorodzinnych. Mierząc ich parametry, należy pamiętać, że do obliczeń podstawia się wymiary wewnętrzne (bez okapów).

Powierzchni ułożonego pokrycia dachowego nie można brać przy określaniu strat ciepła, ponieważ obejmuje ona również okapy, które nie są uwzględniane we wzorze. Ponadto często materiał (np. papa lub profilowana blacha ocynkowana) układa się z niewielkim zakładem.

Czasami wydaje się, że obliczenie powierzchni dachu jest dość skomplikowane. Jednak wewnątrz domu geometria ocieplonej przegrody górnej kondygnacji może być znacznie prostsza.

Prostokątna geometria okien również nie sprawia problemów przy obliczeniach. Jeśli natomiast pakiety szyb mają skomplikowany kształt, ich powierzchni można nie obliczać, a odczytać z paszportu wyrobu.

Straty ciepła przez podłogę i fundament

Obliczanie strat ciepła do gruntu przez podłogę dolnej kondygnacji, jak również przez ściany i podłogę piwnicy, przeprowadza się zgodnie z zasadami określonymi w Załączniku “E” SP 50.13330.2012. Chodzi o to, że prędkość rozprzestrzeniania się ciepła w ziemi jest znacznie niższa niż w atmosferze, dlatego grunty również można warunkowo zaliczyć do materiału izolacyjnego.

Ale ponieważ gruntom właściwe jest przemarzanie, to obszar podłogi dzieli się na 4 strefy. Szerokość pierwszych trzech wynosi 2 metry, a do czwartej zalicza się pozostałą część.

Strefy strat ciepła podłogi i piwnicy powtarzają kształt obwodu fundamentu. Główne straty ciepła będą następować przez strefę nr 1.

Dla każdej strefy określa się współczynnik oporu przenikania ciepła, który dodaje grunt:

• strefa 1: R₁ = 2.1;
• strefa 2: R₂ = 4.3;
• strefa 3: R₃ = 8.6;
• strefa 4: R₄ = 14.2.

Jeśli podłogi są ocieplone, to w celu określenia całkowitego współczynnika oporu cieplnego sumuje się wskaźniki izolacji i gruntu.

Przykład. Niech dom o wymiarach zewnętrznych 10 × 8 m i grubości ścian 0,3 metra ma piwnicę o głębokości 2,7 metra. Jego strop znajduje się na poziomie gruntu. Należy obliczyć straty ciepła do gruntu przy wewnętrznej temperaturze powietrza “+25 °C”, a zewnętrznej – “–15 °C”.

Niech ściany będą wykonane z bloków FBS, grubości 40 cm (λ_f = 1,69). Od wewnątrz są obite deską, grubości 4 cm (λ_d = 0,18). Podłoga piwnicy jest wylana betonem keramzytowym, grubości 12 cm (λ_k = 0,70). Wtedy współczynnik oporu cieplnego ścian piwnicy: R_s = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46, a podłogi R_p = 0,12 / 0,70 = 0,17.

Wewnętrzne wymiary domu będą wynosić 9,4 × 7,4 metra.

Schemat podziału piwnicy na strefy dla rozwiązywanego zadania. Obliczanie powierzchni przy tak prostej geometrii sprowadza się do wyznaczenia boków prostokątów i ich pomnożenia.

Obliczymy powierzchnie i współczynniki oporu przenikania ciepła według stref:

• Strefa 1 biegnie tylko po ścianie. Ma obwód równy 33,6 m, a wysokość – 2 m. Dlatego S₁ = 33,6 × 2 = 67,2. R_z1 = R_s + R₁ = 0,46 + 2,1 = 2,56.
• Strefa 2 na ścianie. Ma obwód równy 33,6 m, a wysokość – 0,7 m. Dlatego S_2s = 33,6 × 0,7 = 23,52. R_z2s = R_s + R₂ = 0,46 + 4,3 = 4,76.
• Strefa 2 na podłodze. S_2p = 9,4 × 7,4 – 6,8 × 4,8 = 36,92. R_z2p = R_p + R₂ = 0,17 + 4,3 = 4,47.
• Strefa 3 biegnie tylko po podłodze. S₃ = 6,8 × 4,8 – 2,8 × 0,8 = 30,4. R_z3 = R_p + R₃ = 0,17 + 8,6 = 8,77.
• Strefa 4 biegnie tylko po podłodze. S₄ = 2,8 × 0,8 = 2,24. R_z4 = R_p + R₄ = 0,17 + 14,2 = 14,37.

Straty ciepła piwnicy Q = (S₁ / R_z1 + S_2s / R_z2s + S_2p / R_z2p + S₃ / R_z3 + S₄ / R_z4) × dT = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 W.

Uwzględnienie pomieszczeń nieogrzewanych

Często przy obliczaniu strat ciepła pojawia się sytuacja, gdy w domu znajduje się nieogrzewane, ale ocieplone pomieszczenie. W tym przypadku transfer energii odbywa się w dwóch etapach. Rozpatrzmy tę sytuację na przykładzie poddasza.

W ocieplonym, ale nieogrzewanym pomieszczeniu na poddaszu, w zimnym okresie roku, temperatura jest wyższa niż na zewnątrz. Dzieje się tak z powodu przenikania ciepła przez strop międzykondygnacyjny.

Główny problem polega na tym, że powierzchnia stropu między poddaszem a górnym piętrem różni się od powierzchni dachu i szczytów. W takim przypadku należy skorzystać z warunku bilansu przenoszenia ciepła Q₁ = Q₂.

Można go również zapisać w następujący sposób:

K₁ × (T₁ – T_#) = K₂ × (T_# – T₂),

gdzie:

• K₁ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n dla stropu między ogrzewaną częścią domu a zimnym pomieszczeniem;
• K₂ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n dla przegrody między zimnym pomieszczeniem a ulicą.

Z równości przenikania ciepła znajdujemy temperaturę, jaka ustali się w zimnym pomieszczeniu przy znanych wartościach w domu i na zewnątrz. T_# = (K₁ × T₁ + K₂ × T₂) / (K₁ + K₂). Następnie podstawiamy tę wartość do wzoru i znajdujemy straty ciepła.

Przykład. Załóżmy, że wymiary wewnętrzne domu wynoszą 8 x 10 metrów. Kąt nachylenia dachu wynosi 30°. Temperatura powietrza w pomieszczeniach “+25 °C”, a na zewnątrz “–15 °C”.

Współczynnik oporu cieplnego sufitu obliczamy tak, jak w przykładzie podanym w rozdziale dotyczącym obliczania strat ciepła przez przegrody budowlane: R_p = 3.65. Powierzchnia stropu wynosi 80 m², zatem K₁ = 80 / 3.65 = 21.92.

Powierzchnia dachu S₁ = (10 × 8) / cos(30) = 92.38. Współczynnik oporu cieplnego obliczamy, biorąc pod uwagę grubość drewna (łaty i wykończenie – 50 mm) oraz wełny mineralnej (10 cm): R₁ = 2.98.

Powierzchnia okna szczytowego S₂ = 1.5. Dla zwykłego pakietu szybowego dwukomorowego opór cieplny R₂ = 0.4. Powierzchnię szczytu obliczamy ze wzoru: S₃ = 8² × tg(30) / 4 – S₂ = 7.74. Współczynnik oporu przenikania ciepła jest taki sam jak dla dachu: R₃ = 2.98.

Oddawanie ciepła przez okna stanowi znaczną część wszystkich strat energii. Dlatego w regionach o mroźnych zimach należy wybierać “ciepłe” pakiety szybowe.

Obliczamy współczynnik dla dachu (nie zapominając, że liczba szczytów wynosi dwa):

K₂ = S₁ / R₁ + 2 × (S₂ / R₂ + S₃ / R₃) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.

Obliczymy temperaturę powietrza w pomieszczeniu na poddaszu:

T_# = (21.92 × 25 + 43.69 × (–15)) / (21.92 + 43.69) = –1.64 °C.

Podstawiamy otrzymaną wartość do dowolnego wzoru na straty ciepła (przy założeniu równowagi są one równe) i uzyskujemy pożądany wynik:

Q₁ = K₁ × (T₁ – T_#) = 21.92 × (25 – (–1.64)) = 584 W.

Chłodzenie przez wentylację

System wentyacji instaluje sę w celu utrzymania normalnego mikroklimatu w domu. Prowadzi to do napływu zimnego powitrza do pomieszczenia, co również należy uwzględnić przy obliczaniu strat ciepła.

Wymagania dotyczące objętości wentyacji są określone w kilku dokumentach normatywnych. Przy projektowaniu wewnątrzdomowej systemu w domku jednorodzinnym przede wszystkim należy uwzględnić wymagania §7 SNiP 41-01-2003 i §4 SanPiN 2.1.2.2645-10.

Ponieważ powszechnie przyjętą jednostką miary strat ciepła jest wat, pojemność cieplna powitrza c (kJ / kg ×°C) musi zostać przeliczona na wymiar “W × h / kg × °C”. Dla powitrza na poziomie morza można przyjąć wartość c = 0.28 W × h / kg ×°C.

Ponieważ objętość wentyacji mierzy sę w metrach sześciennych na godzinę, konieczna jest również znajomość gęstości powitrza q (kg / m³). Przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i średniej wilgotności wartość tę można przyjąć jako q = 1.30 kg / m³.

Domowa jednostka wentylacyjna z rekuperatorem. Deklarowana objętość, którą przepuszcza, podawana jest z niewielkim błędem. Dlatego dokładne obliczanie gęstości i pojemności cieplnej powitrza w terenie do setnych części nie ma sensu.

Zużcie energii na kompensację strat ciepła w wyniku wentyacji można obliczyc za pomocą następującego wzoru:

Q = L × q × c × dT = 0.364 × L × dT,

gdzie:

• L – przepływ powietrza (m³ / h);
• dT – różnica temperatury między powitrzym pokojowym a napływającym (°C).

Jeśli zimne powitrze dostaje sę do domu bezpośrednio, to:

dT = T₁ – T₂,

gdzie:

• T₁ – temperatura wewnątrz pomieszczenia;
• T₂ – temperatura na zewnątrz.

Ale w przypadku dużych obiektów do systemu wentylacji zwyle integruje sę rekuperator (wymiennik ciepła). Pozwala to znacznie zaoszczędzić zasoby energii, ponieważ częściowe ogrzewanie napływającego powitrza następuje kosztem temperatury wypływającego strumienia.

Efektywność takich urządzeń mierzy sę ich sprawnością k (%). W tym przypadku poprzednia formuła przyjmie postać:

dT = (T₁ – T₂) × (1 – k / 100).

Obliczanie zużycia gazu

Znając całkowite straty ciepła, można dość prosto obliczyć niezbędne zużycie gazu ziemnego lub skroplonego do ogrzewania domu o powierzchni 200 m².

Na ilość wydzielanej energii, oprócz objętości paliwa, wpływa jego ciepło spalania. Dla gazu ten wskaźnik zależy od wilgotności i składu chemicznego podawanej mieszaniny. Rozróżnia się wyższą (H_h) i niższą (H_l) wartość opałową.

Niższa wartość opałowa propanu jest mniejsza niż butanu. Dlatego, aby dokładnie określić wartość opałową gazu skroplonego, należy znać procentowy udział tych składników w mieszaninie podawanej do kotła.

Aby obliczyć objętość paliwa, która na pewno wystarczy do ogrzewania, do wzoru podstawia się wartość niższej wartości opałowej, którą można uzyskać od dostawcy gazu. Standardową jednostką miary wartości opałowej jest “MJ / m³” lub “MJ / kg”. Ponieważ jednak jednostki miary mocy kotłów i strat ciepła operują watami, a nie dżulami, konieczne jest wykonanie przeliczenia, uwzględniając, że 1 MJ = 278 W × h.

Jeżeli wartość niższej wartości opałowej mieszaniny jest nieznana, można przyjąć następujące średnie liczby:

• dla gazu ziemnego H_l = 9.3 kW × h / m³;
• dla gazu skroplonego H_l = 12.6 kW × h / kg.

Jeszcze jeden wskaźnik niezbędny do obliczeń – sprawność kotła K. Zazwyczaj mierzy się ją w procentach. Ostateczny wzór zużycia gazu w okresie czasu E (h) ma następującą postać:

V = Q × E / (H_l × K / 100).

Okres, w którym włącza się centralne ogrzewanie w domach, określa się na podstawie średniej dobowej temperatury powietrza.

Jeżeli w ciągu ostatnich pięciu dni nie przekracza “+ 8 °C”, to zgodnie z Postanowienijem Prawitielstwa RF nr 307 z 13.05.2006, dostarczanie ciepła do domu musi być zapewnione. Dla domów prywatnych z ogrzewaniem autonomicznym przy obliczaniu zużycia paliwa również operuje się tymi liczbami.

Dokładne dane o liczbie dni z temperaturą nie wyższą niż “+ 8 °C” dla miejscowości, w której zbudowano dom, można uzyskać w lokalnym oddziale Gidrometcentru.

Jeśli dom znajduje się blisko dużego skupiska ludności, łatwiej skorzystać z tabl. 1. SNiP 23-01-99 (kolumna nr 11). Mnożąc tę wartość przez 24 (godziny na dobę) otrzymujemy parametr E z równania obliczania zużycia gazu.

Na podstawie danych klimatycznych z tabl. 1 SNiP 23-01-99 organizacje budowlane przeprowadzają obliczenia w celu określenia strat ciepła budynków.

Jeśli objętość dopływu powietrza i temperatura wewnątrz pomieszczeń będą stałe (lub z niewielkimi wahaniami), to straty ciepła zarówno przez przegrody budowlane, jak i z powodu wentylacji pomieszczeń będą wprost proporcjonalne do temperatury powietrza zewnętrznego.

Dlatego za parametr T₂ w równaniach obliczania strat ciepła można przyjąć wartość z kolumny nr 12 tabeli 1. SNiP 23-01-99.

Przykład dla domku o powierzchni 200 m²

Obliczymy zużycie gazu dla domku w pobliżu Rostowa nad Donem. Długość okresu grzewczego: E = 171 × 24 = 4104 h. Średnia temperatura zewnętrzna T₂ = –0,6 °C. Pożądana temperatura w domu: T₁ = 24 °C.

Dwupiętrowy domek z nieogrzewanym garażem. Całkowita powierzchnia – około 200 m². Ściany nie są dodatkowo ocieplone, co jest dopuszczalne dla klimatu obwodu rostowskiego.

Krok 1. Obliczymy straty ciepła przez obwód bez uwzględnienia garażu.

W tym celu wyodrębnimy jednorodne odcinki:

• Okna. W sumie jest 9 okien o wymiarach 1,6 × 1,8 m, jedno okno o wymiarach 1,0 × 1,8 m oraz 2,5 okrągłych okien o powierzchni 0,38 m² każde. Łączna powierzchnia okien: S_okna = 28,60 m². Według paszportu wyrobów R_okna = 0,55. Wtedy Q_okna = 1279 W.
• Drzwi. Są 2 ocieplone drzwi o wymiarach 0,9 × 2,0 m. Ich powierzchnia: S_drzwi = 3,6 m². Według paszportu wyrobu R_drzwi = 1,45. Wtedy Q_drzwi = 61 W.
• Ściana ślepa. Odcinek “ABWGD”: 36,1 × 4,8 = 173,28 m². Odcinek “DA”: 8,7 × 1,5 = 13,05 m². Odcinek “DEŻ”: 18,06 m². Powierzchnia frontonu dachu: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Razem, powierzchnia ściany ślepej: S_ściana = 251,37 – S_okna – S_drzwi = 219,17 m². Ściany wykonane są z gazobetonu o grubości 40 cm i pustaka okładzinowego. R_ściany = 2,50 + 0,63 = 3,13. Wtedy Q_ściany = 1723 W.

Łączne straty ciepła przez obwód:

Q_perim = Q_okna + Q_drzwi + Q_ściany = 3063 W.

Krok 2. Obliczymy straty ciepła przez dach.

Izolację stanowi pełne deskowanie (35 mm), wełna mineralna (10 cm) i boazeria (15 mm). R_dachu = 2,98. Powierzchnia dachu nad głównym korpusem: 2 × 10 × 5,55 = 111 m², a nad kotłownią: 2,7 × 4,47 = 12,07 m². Razem S_dachu = 123,07 m². Wtedy Q_dachu = 1016 W.

Krok 3. Obliczymy straty ciepła przez podłogę.

Strefy dla ogrzewanego pomieszczenia i garażu należy obliczyć osobno. Powierzchnię można określić dokładnie za pomocą wzorów matematycznych, a także za pomocą edytorów wektorowych, takich jak Corel Draw.

Opór cieplny zapewniają deski podkładowe i sklejka pod laminatem (łącznie 5 cm), a także izolacja bazaltowa (5 cm). R_podłogi = 1.72. Wtedy straty ciepła przez podłogę będą wynosić:

Q_podłogi = (S₁ / (R_podłogi + 2.1) + S₂ / (R_podłogi + 4.3) + S₃ / (R_podłogi + 2.1)) × dT = 546 W.

Krok 4. Obliczymy straty ciepła przez zimny garaż. Jego podłoga nie jest izolowana.

Z ogrzewanego domu ciepło przenika na dwa sposoby:

1. Przez ścianę nośną. S₁ = 28.71, R₁ = 3.13.
2. Przez ceglaną ścianę działową z kotłownią. S₂ = 11.31, R₂ = 0.89.

Otrzymamy K₁ = S₁ / R₁ + S₂ / R₂ = 21.88.

Z garażu na zewnątrz ciepło wychodzi w następujący sposób:

1. Przez okno. S₁ = 0.38, R₁ = 0.55.
2. Przez bramę. S₂ = 6.25, R₂ = 1.05.
3. Przez ścianę. S₃ = 19.68, R₃ = 3.13.
4. Przez dach. S₄ = 23.89, R₄ = 2.98.
5. Przez podłogę. Strefa 1. S₅ = 17.50, R₅ = 2.1.
6. Przez podłogę. Strefa 2. S₆ = 9.10, R₆ = 4.3.

Otrzymamy K₂ = S₁ / R₁ + … + S₆ / R₆ = 31.40

Obliczymy temperaturę w garażu przy założeniu bilansu ciepła: T_# = 9.2 °C. Wtedy straty ciepła będą wynosić: Q_garaż = 324 W.

Krok 5. Obliczymy straty ciepła w wyniku wentylacji.

Niech obliczona objętość wentylacji dla takiego domu, w którym mieszka 6 osób, wynosi 440 m³/h. W systemie zainstalowany jest rekuperator o sprawności 50%. W takich warunkach straty ciepła: Q_went = 1970 W.

Krok 6. Określimy całkowite straty ciepła, sumując wszystkie lokalne wartości: Q = 6919 W.

Krok 7. Obliczymy objętość gazu potrzebną do ogrzania modelowego domu w okresie zimowym przy sprawności kotła 92%:

• Gaz ziemny. V = 3319 m³.
• Gaz płynny. V = 2450 kg.

Po obliczeniach można przeanalizować koszty finansowe ogrzewania oraz zasadność inwestycji mających na celu zmniejszenie strat ciepła.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Przewodność cieplna i opór cieplny materiałów. Zasady obliczeń dla ścian, dachu i podłogi:

Najbardziej skomplikowaną częścią obliczeń w celu określenia objętości gazu potrzebnego do ogrzewania jest wyznaczenie strat ciepła ogrzewanego obiektu. Przede wszystkim należy więc uważnie wykonać obliczenia geometryczne.

Jeśli koszty finansowe ogrzewania okażą się nadmierne, należy rozważyć dodatkową izolację domu. Tym bardziej, że obliczenia strat ciepła dobrze pokazują strukturę przemarzania.

Prosimy o pozostawianie komentarzy w bloku poniżej, zadawanie pytań dotyczących niejasnych i interesujących kwestii, zamieszczanie zdjęć związanych z tematem artykułu. Podzielcie się własnym doświadczeniem w przeprowadzaniu obliczeń w celu ustalenia kosztów ogrzewania. Niewykluczone, że Wasze rady bardzo pomogą odwiedzającym stronę.