Durchschnittlicher Gasverbrauch zum Heizen eines Hauses von 150 m²: Formeln und ein Berechnungsbeispiel

Die Finanzierung der Heizperiode macht einen erheblichen Teil des Budgets aus, das für die Instandhaltung von Wohnungen aufgewendet wird. Den Preis und den durchschnittlichen Gasverbrauch zum Heizen eines Hauses kennen 150 m², können Sie die Heizkosten für die Räumlichkeiten ziemlich genau bestimmen. Diese Berechnungen sind einfach selbst durchzuführen, ohne für die Dienste eines Heizungsfachmanns zu bezahlen.

In dem vorgestellten Artikel erfahren Sie alles über die Gasverbrauchsstandards und Methoden zur Berechnung des Verbrauchs von blauem Kraftstoff. Wir sagen Ihnen, wie viel Energie benötigt wird, um die Wärmeverluste des Hauses während der Heizperiode auszugleichen. Wir zeigen Ihnen, welche Formeln in Berechnungen verwendet werden sollten.

Beheizung von Landhäusern

Bei der Berechnung des Gasverbrauchs, der zum Heizen eines Hauses erforderlich ist, wird die schwierigste Aufgabe sein: Berechnung des Wärmeverlustes, die während des Betriebs die Heizungsanlage vollständig kompensieren muss.

Der Komplex der Wärmeverluste hängt vom Klima, den baulichen Gegebenheiten, den verwendeten Materialien und den Parametern der Lüftungsanlage ab.

Berechnung der zu kompensierenden Wärmemenge

Das Heizsystem eines Gebäudes muss seinen Wärmeverlust kompensieren Q (W) während der kalten Jahreszeit. Sie passieren aus zwei Gründen:

1. Wärmeaustausch durch den Umfang des Hauses;
2. Wärmeverlust durch das Ansaugen von kalter Luft durch das Belüftungssystem.

Formal Wärmeverlust durch Wand und Dach Q_TP lässt sich mit folgender Formel berechnen:

Q_TP = S * dT / R,

wo:

• S - Oberfläche (m²);
• dT - Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenluft (° С);
• R - Indikator für die Beständigkeit gegen Wärmeübertragung von Materialien (m² *°С/W).

Der letztgenannte Indikator (der auch "Wärmedurchgangskoeffizient" genannt wird) kann den Tabellen entnommen werden, die den Baustoffen oder Produkten beigefügt sind.

Beispiel. Lassen Sie die Außenwand des Raumes eine Fläche von 12 m² haben², davon 2 m² besetzt das Fenster.

Die Indikatoren für den Wärmeübergangswiderstand sind wie folgt:

• Porenbetonsteine ​​D400: R = 3.5.
• Doppelverglaste Fenstereinheit mit Argon „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I“: R = 0.75.

In diesem Fall beträgt der Wärmeverlust der Außenwand des Raums bei Raumtemperatur „+ 22 ° C“ und Straßentemperatur - „–30 ° C“:

• Q_TP (Wand) = 10 * (22 - (- 30)) / 3,5 = 149 W:
• Q_TP (Fenster) = 2 * (22 - (- 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_TP = Q_TP (Wand) + Q_TP (Fenster) = 288 W.

Diese Berechnung liefert das richtige Ergebnis, sofern kein unkontrollierter Luftaustausch (Infiltration) stattfindet.

Es kann in folgenden Fällen auftreten:

• Das Vorhandensein von strukturellen Mängeln, wie z. B. ein lockerer Sitz von Fensterrahmen an den Wänden oder Ablösung des Isoliermaterials. Sie müssen beseitigt werden.
• Alterung eines Gebäudes, was zu Spänen, Rissen oder Hohlräumen im Mauerwerk führt. In diesem Fall müssen Korrekturfaktoren in den Indikator für die Wärmeübertragungsbeständigkeit von Materialien eingegeben werden.

Ebenso muss der Wärmeverlust durch das Dach ermittelt werden, wenn sich das Objekt im Dachgeschoss befindet. Durch den Boden tritt ein nennenswerter Energieverlust nur bei einem unbeheizten, belüfteten Keller, wie einer Garage, auf. Im Boden geht die Hitze praktisch nicht weg.

Betrachten Sie den zweiten Grund für den Wärmeverlust – die Gebäudelüftung. Energieverbrauch für die Erwärmung der Zuluft (Q_In) lässt sich nach folgender Formel berechnen:

Q_In = L * q * c * dT, wo:

• L - Luftverbrauch (m³ / h);
• Q - Luftdichte (kg / m³);
• C - spezifische Wärmekapazität der einströmenden Luft (kJ / kg * ° С);
• dT - Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenluft (° С).

Spezifische Wärmekapazität der Luft im für uns interessierenden Temperaturbereich [–50.. +30 ° С] entspricht 1,01 kJ / kg * ° С oder umgerechnet auf das von uns benötigte Maß: 0,28 W * h / kg * ° С. Die Luftdichte hängt von Temperatur und Druck ab, aber für Berechnungen können Sie einen Wert von 1,3 kg / m. annehmen³.

Beispiel. Für einen Raum von 12 m²² Bei der gleichen Temperaturdifferenz wie im vorherigen Beispiel beträgt der Wärmeverlust durch den Lüftungsbetrieb:

Q_In = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 - (- 30)) = 681 W.

Konstrukteure nehmen den Luftstrom gemäß SNiP 41-01-2003 (in unserem Beispiel 3 m³ / h bei 1 m² Wohnfläche), aber dieser Wert kann vom Eigentümer des Gebäudes deutlich reduziert werden.

Insgesamt beträgt der Gesamtwärmeverlust des Modellraums:

Q = Q_TP + Q_In = 969 W.

Um den Wärmeverlust pro Tag, Woche oder Monat zu berechnen, müssen Sie die Durchschnittstemperatur für diese Zeiträume kennen.

Aus den obigen Formeln ist ersichtlich, dass die Berechnung des verbrauchten Gasvolumens sowohl für einen kurzen Zeitraum als auch und während der gesamten kalten Jahreszeit ist es notwendig, das Klima des Gebiets zu berücksichtigen, in dem die beheizten ein Objekt. Daher ist es möglich, bewährte Standardlösungen nur für ähnliche Umgebungsbedingungen einzusetzen.

Mit der komplexen Geometrie des Hauses und der Materialvielfalt beim Bau und der Dämmung können Sie die benötigte Wärmemenge von Spezialisten berechnen lassen.

Möglichkeiten, den Wärmeverlust zu minimieren

Die Heizkosten eines Hauses sind ein wesentlicher Teil der Instandhaltungskosten. Daher ist es sinnvoll, einige Arten von Arbeiten durchzuführen, die darauf abzielen, den Wärmeverlust um Deckendämmung, die Wände des Hauses, Bodendämmung und verwandte Gestaltungen.

Anwendung Außendämmungsschemata und aus dem Inneren des Hauses kann diesen Indikator erheblich reduzieren. Dies gilt insbesondere für Altbauten mit starker Beanspruchung von Wänden und Böden. Die gleichen Platten aus expandiertem Polystyrol ermöglichen nicht nur, das Einfrieren zu reduzieren oder vollständig zu eliminieren, sondern auch das Eindringen von Luft durch die geschützte Beschichtung zu minimieren.

Erhebliche Einsparungen lassen sich auch erzielen, wenn sommerliche Bereiche des Hauses, wie Veranden oder das Dachgeschoss, nicht an die Heizung angeschlossen werden. In diesem Fall verringert sich der Umfang des beheizten Teils des Hauses erheblich.

Wenn Sie die Lüftungsstandards der Räumlichkeiten, die in SNiP 41-01-2003 vorgeschrieben sind, strikt einhalten, ist der Wärmeverlust durch den Luftaustausch höher als durch das Einfrieren der Wände und des Daches des Gebäudes. Diese Regeln sind für Designer und jede juristische Person bindend, wenn die Räumlichkeiten für die Produktion oder Erbringung von Dienstleistungen genutzt werden. Die Mieter des Hauses können jedoch nach eigenem Ermessen die im Dokument angegebenen Werte reduzieren.

Darüber hinaus können Wärmetauscher anstelle von Geräten verwendet werden, die Strom oder Gas verbrauchen, um die kalte Luft von der Straße zu erwärmen. So kann ein gewöhnlicher Plattenrekuperator mehr als die Hälfte der Energie sparen und ein komplexeres Gerät mit einem Wärmeträger - etwa 75%.

Berechnung der benötigten Gasmenge

Das Brenngas muss den Wärmeverlust kompensieren. Dazu ist es neben dem Wärmeverlust des Hauses notwendig, die bei der Verbrennung freigesetzte Energiemenge zu kennen, die von der Effizienz des Kessels und dem Heizwert des Gemisches abhängt.

Kesselauswahlregel

Die Wahl der Heizung muss unter Berücksichtigung des Wärmeverlustes zu Hause erfolgen. Sie sollte für den Zeitraum reichen, in dem die Jahrestiefsttemperatur erreicht ist. Im Pass des Bodens oder wandmontierter Gaskessel hierfür ist der Parameter „thermische Nennleistung“ zuständig, der bei Haushaltsgeräten in kW gemessen wird.

Da jede Struktur eine thermische Trägheit aufweist, wird zur Berechnung der erforderlichen Kesselleistung für die Mindesttemperatur normalerweise der Indikator der kältesten Fünf-Tage-Periode verwendet. Für einen bestimmten Bereich ist sie den Organisationen zu entnehmen, die an der Sammlung und Verarbeitung meteorologischer Informationen beteiligt sind, oder aus Tabelle 1. SNiP 23-01-99 (Spalte Nr. 4).

Überschreitet die Kesselleistung die zum Heizen des Raumes ausreichende Anzeige, führt dies nicht zu einer Erhöhung des Gasverbrauchs. In diesem Fall verlängert sich die Ausfallzeit der Geräte.

Manchmal gibt es einen Grund, einen Kessel mit etwas geringerer Leistung zu wählen. Solche Geräte können sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb deutlich günstiger sein. In diesem Fall ist jedoch eine Ersatzwärmequelle (z. B. eine Heizung mit Gasgenerator) erforderlich, die bei starkem Frost verwendet werden kann.

Der Hauptindikator für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Kessels ist der Wirkungsgrad. Bei modernen Haushaltsgeräten liegt sie im Bereich von 88 bis 95 %. Der Wirkungsgrad wird im Gerätepass registriert und bei der Berechnung des Gasverbrauchs verwendet.

Formel zur Wärmeabgabe

Um den Verbrauch von Erdgas oder Flüssiggas zum Heizen eines Hauses mit einer Fläche von etwa 150 m² richtig zu berechnen² es ist notwendig, noch einen indikator herauszufinden - den heizwert (die spezifische verbrennungswärme) des zugeführten brennstoffs. Nach dem "SI"-System wird es in J / kg für Flüssiggas oder in J / m. gemessen³ für natürlich.

Es gibt zwei Werte dieses Indikators - Nettoheizwert (h_l) und höher (h_h). Es hängt von der Feuchtigkeit und Temperatur des Kraftstoffs ab. Nehmen Sie bei der Berechnung den Indikator h_l - und Sie müssen sich beim Gasversorger erkundigen.

Liegen solche Informationen nicht vor, können die folgenden Werte in die Berechnungen übernommen werden:

• für Erdgas h_l = 33,5 mJ / m³;
• für Flüssiggas h_l = 45,2 mJ/kg.

Unter Berücksichtigung von 1 mJ = 278 W * h erhalten wir folgenden Heizwert:

• für Erdgas h_l = 9,3 kW * h / m³;
• für Flüssiggas h_l = 12,6 kW * h / kg.

Die für einen bestimmten Zeitraum verbrauchte Gasmenge V (m³ oder kg) lässt sich nach folgender Formel berechnen:

V = Q * E / (H_l * K), wo:

• Q - Wärmeverlust des Gebäudes (kW);
• E - Dauer der Heizperiode (h);
• h_l - Mindestheizwert von Gas (kW * h / m³);
• K - Kesselwirkungsgrad.

Bei Flüssiggas ist die Dimension h_l ist gleich kW * h / kg.

Beispiel zur Berechnung des Gasverbrauchs

Nehmen wir zum Beispiel ein typisches zweistöckiges Fertighaus in Holzrahmenbauweise. Region - Altai-Territorium, g. Barnaul.

Schritt 1. Berechnen wir die Hauptparameter des Hauses zur Berechnung des Wärmeverlusts:

• Boden. Ohne belüfteten Keller können Verluste durch Boden und Fundament vernachlässigt werden.
• Fenster. Doppelverglaste Fenstereinheit „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I“: R_Ö = 0.75. Verglasungsbereich S_Ö = 40 m².
• Wände. Die Fläche der Längs-(Seiten-)Wand beträgt 10 * 3,5 = 35 m². Die Fläche der Querwand (Vorderwand) beträgt 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Somit beträgt die Gesamtfläche des Gebäudeumfangs 150 m², und unter Berücksichtigung der Verglasung der gewünschte Wert S_S = 150 - 40 = 110 m².
• Wände. Die Hauptdämmstoffe sind Brettschichtholz mit einer Dicke von 200 mm (R_B = 1,27) und Basaltisolierung, 150 mm dick (R_du = 3.95). Der Gesamtindikator für den Wärmedurchgangswiderstand der Wand R_S = R_B + R_du = 5.22.
• Dach. Die Isolierung wiederholt die Form des Daches vollständig. Dachfläche ohne Überstände S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Dach. Die wichtigsten Wärmedämmstoffe sind Futter, 12,5 mm dick (R_v = 0,07) und Basaltisolierung, 200 mm dick (R_du = 5.27). Der Gesamtindikator für den Wärmeübergangswiderstand für das Dach R_k = R_v + R_du = 5.34.
• Belüftung. Lassen Sie den Luftstrom nicht nach der Fläche des Hauses berechnen, sondern berücksichtigen Sie die Anforderungen, um einen Wert von mindestens 30 m. sicherzustellen³ pro Person pro Stunde. Da 4 Personen dauerhaft in der Hütte wohnen, dann L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Schritt. 2. Berechnen wir die erforderliche Kesselleistung. Wenn die Ausrüstung bereits gekauft wurde, kann dieser Schritt übersprungen werden.

Die Temperatur der kältesten Fünf-Tage-Periode beträgt „–41 ° C“. Wir nehmen die angenehme Temperatur als „+24 ° С“. Somit beträgt die durchschnittliche Temperaturdifferenz über diesen Zeitraum dT = 65 °C.

Berechnen wir den Wärmeverlust:

• durch Fenster: Q_Ö = S_Ö * dT / R_Ö = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• durch die Wände: Q_S = S_S * dT / R_S = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• durch das Dach: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• wegen Belüftung: Q_v = L * Q * C * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Der Gesamtwärmeverlust des gesamten Hauses während der kalten Fünftageperiode beträgt:

Q = Q_Ö + Q_S + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

So können Sie für dieses Musterhaus einen Gaskessel mit einer maximalen Heizleistung von 10-12 kW wählen. Wenn Gas auch zur Warmwasserversorgung verwendet wird, müssen Sie ein effizienteres Gerät nehmen.

Schritt 3. Berechnen wir die Dauer der Heizperiode und den durchschnittlichen Wärmeverlust.

Als kalte Jahreszeit, wenn Heizbedarf besteht, wird eine Jahreszeit mit durchschnittlichen Tagestemperaturen unter 8-10 °C verstanden. Daher können Sie für Berechnungen entweder die Spalten Nr. 11-12 oder die Spalten Nr. 13-14 von Tabelle 1 SNiP 23-01-99 verwenden.

Diese Wahl bleibt bei den Eigentümern des Ferienhauses. Gleichzeitig wird es keinen signifikanten Unterschied im jährlichen Kraftstoffverbrauch geben. In unserem Fall konzentrieren wir uns auf den Zeitraum mit der Temperatur unter „+10 ° С“. Die Dauer dieses Zeitraums beträgt 235 Tage oder E = 5640 Stunden.

Der Wärmeverlust des Hauses für die Durchschnittstemperatur für diesen Zeitraum wird wie in Schritt 2 berechnet, nur der Parameter dT = 24 - (-6,7) = 30,7 °C. Nach Durchführung der Berechnungen erhalten wir Q = 4192 W.

Schritt 4. Berechnen wir die Menge des verbrauchten Gases.

Lassen Sie den Kesselwirkungsgrad K = 0.92. Dann beträgt die Menge des verbrauchten Gases (mit gemittelten Indikatoren des Mindestheizwerts des Gasgemisches) für die kalte Zeit:

• für Erdgas: V = Q * E / (h_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• für Flüssiggas: V = Q * E / (h_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Wenn Sie die Gaspreise kennen, können Sie die finanziellen Kosten für die Heizung berechnen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Reduzierung des Gasverbrauchs durch Beseitigung von Fehlern im Zusammenhang mit der Hausisolierung. Echtes Beispiel:

Gasverbrauch bei bekannter Wärmeleistung:

Alle Berechnungen des Wärmeverlusts können nur dann unabhängig durchgeführt werden, wenn die wärmesparenden Eigenschaften der Materialien, aus denen das Haus gebaut ist, bekannt sind. Wenn das Gebäude alt ist, muss es zunächst auf Einfrieren überprüft und die festgestellten Probleme beseitigt werden.

Danach können Sie mit den im Artikel vorgestellten Formeln den Gasverbrauch mit hoher Genauigkeit berechnen.

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