Consommation moyenne de gaz pour chauffer une maison de 150 m²: formules et exemple de calcul

Le financement de la saison de chauffage représente une part importante du budget consacré à l'entretien des logements. Connaître le prix et la consommation moyenne de gaz pour chauffer une maison de 150 m²², vous pouvez déterminer assez précisément le coût du chauffage des locaux. Ces calculs sont faciles à effectuer par vous-même sans payer les services d'un chauffagiste.

Vous saurez tout sur les normes de consommation de gaz et les méthodes de calcul de la consommation de carburant bleu à partir de l'article que nous vous avons présenté. Nous vous indiquerons la quantité d'énergie nécessaire pour compenser les pertes de chaleur de la maison pendant la saison de chauffage. Laissez-nous vous montrer quelles formules doivent être utilisées dans les calculs.

Chauffer les chalets

Lors du calcul de la consommation de gaz nécessaire pour chauffer une maison, la tâche la plus difficile sera calcul des pertes de chaleur, qui doit compenser entièrement le système de chauffage pendant le fonctionnement.

Le complexe des pertes de chaleur dépend du climat, des caractéristiques structurelles du bâtiment, des matériaux utilisés et des paramètres du système de ventilation.

Calcul de la quantité de chaleur à compenser

Le système de chauffage de tout bâtiment doit compenser ses pertes de chaleur Q (W) pendant la période froide. Ils surviennent pour deux raisons :

1. échange de chaleur à travers le périmètre de la maison;
2. perte de chaleur due à l'entrée d'air froid à travers le système de ventilation.

Formellement, la perte de chaleur à travers le mur et le toit Q_TP peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

Q_TP = S * dT / R,

où:

• S - surface (m²);
• dT - différence de température entre l'air intérieur et extérieur (° С);
• R - indicateur de résistance au transfert thermique des matériaux (m² * ° С / W).

Ce dernier indicateur (appelé aussi « coefficient de résistance thermique ») peut être tiré des tableaux attachés aux matériaux ou produits de construction.

Exemple. Laissez le mur extérieur de la pièce avoir une superficie de 12 m², dont 2 m² occupe la fenêtre.

Les indicateurs de résistance au transfert de chaleur sont les suivants :

• Blocs de béton cellulaire D400: R = 3.5.
• Bloc fenêtre double vitrage à l'argon « 4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I »: R = 0.75.

Dans ce cas, à la température ambiante "+ 22 ° ", et à la température de la rue - "-30 ° С", la perte de chaleur de la paroi extérieure de la pièce sera:

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

Ce calcul donne le bon résultat, à condition qu'il n'y ait pas de renouvellement d'air incontrôlé (infiltration).

Il peut survenir dans les cas suivants :

• La présence de défauts structurels, tels qu'un ajustement lâche des cadres de fenêtres aux murs ou un délaminage du matériau isolant. Ils doivent être éliminés.
• Vieillissement d'un bâtiment, entraînant des éclats, des fissures ou des vides dans la maçonnerie. Dans ce cas, il est nécessaire d'entrer des facteurs de correction dans l'indicateur de résistance au transfert de chaleur des matériaux.

De la même manière, il est nécessaire de déterminer les déperditions de chaleur par le toit si l'objet est situé au dernier étage. Par le plancher, toute perte d'énergie importante ne se produit que dans le cas d'un sous-sol non chauffé et ventilé, tel qu'un garage. Dans le sol, la chaleur ne disparaît pratiquement pas.

Considérez la deuxième raison de la perte de chaleur - la ventilation du bâtiment. Consommation d'énergie pour le chauffage de l'air soufflé (Q_v) peut être calculé par la formule :

Q_v = L * q * c * dT, où:

• L - consommation d'air (m³ /h);
• q - densité de l'air (kg/m³);
• c - capacité calorifique spécifique de l'air entrant (kJ / kg * ° С);
• dT - différence de température entre l'air intérieur et extérieur (° С).

Capacité calorifique spécifique de l'air dans la plage de température qui nous intéresse [–50.. +30° С] est égal à 1,01 kJ / kg * ° С ou en termes de dimension dont nous avons besoin: 0,28 W * h / kg * ° С. La densité de l'air dépend de la température et de la pression, mais pour les calculs, vous pouvez prendre une valeur de 1,3 kg/m³.

Exemple. Pour une pièce de 12 m² avec le même écart de température que dans l'exemple précédent, les déperditions thermiques dues au fonctionnement de la ventilation seront :

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

Les concepteurs prennent le débit d'air conformément au SNiP 41-01-2003 (dans notre exemple, 3 m³ / h à 1 m² salon), mais cette valeur peut être considérablement réduite par le propriétaire de l'immeuble.

Au total, la perte de chaleur totale de la pièce modèle est :

Q = Q_TP + Q_v = 969 W.

Pour calculer les pertes de chaleur par jour, semaine ou mois, vous devez connaître la température moyenne pour ces périodes.

D'après les formules ci-dessus, on peut voir que le calcul du volume de gaz consommé à la fois pour une courte période de temps et et pour toute la saison froide, il est nécessaire d'effectuer en tenant compte du climat de la zone où le chauffage un objet. Par conséquent, il est possible d'utiliser des solutions standard éprouvées uniquement pour des conditions environnementales similaires.

Avec la géométrie complexe de la maison et la variété des matériaux utilisés dans sa construction et son isolation, vous pouvez utiliser les services de spécialistes pour calculer la quantité de chaleur requise.

Moyens de minimiser les pertes de chaleur

Le coût du chauffage d'une maison représente une part importante du coût de son entretien. Par conséquent, il est raisonnable d'effectuer certains types de travaux visant à réduire les pertes de chaleur en isolation de plafond, les murs de la maison, isolation du sol et conceptions associées.

Application schémas d'isolation par l'extérieur et de l'intérieur de la maison peut réduire considérablement cet indicateur. Cela est particulièrement vrai pour les bâtiments anciens avec une forte usure des murs et des sols. Les mêmes plaques de polystyrène expansé permettent non seulement de réduire ou d'éliminer complètement le gel, mais aussi de minimiser les infiltrations d'air à travers le revêtement protégé.

De plus, des économies importantes peuvent être réalisées si les zones d'été de la maison, telles que les vérandas ou le grenier, ne sont pas raccordées au chauffage. Dans ce cas, il y aura une réduction significative du périmètre de la partie chauffée de la maison.

Si vous suivez strictement les normes de ventilation des locaux, qui sont prescrites dans le SNiP 41-01-2003, les pertes de chaleur par échange d'air seront plus élevées que celles dues au gel des murs et du toit du bâtiment. Ces règles s'imposent aux concepteurs et à toute personne morale si les locaux sont utilisés pour la production ou la prestation de services. Cependant, les locataires de la maison peuvent, à leur discrétion, réduire les valeurs indiquées dans le document.

De plus, des échangeurs de chaleur peuvent être utilisés pour chauffer l'air froid provenant de la rue, plutôt que des appareils qui consomment de l'électricité ou du gaz. Ainsi, un récupérateur à plaques ordinaire peut économiser plus de la moitié de l'énergie et un appareil plus complexe avec un caloporteur - environ 75%.

Calcul du volume de gaz requis

Le gaz combustible doit compenser la perte de chaleur. Pour cela, en plus des déperditions thermiques de la maison, il est nécessaire de connaître la quantité d'énergie dégagée lors de la combustion, qui dépend du rendement de la chaudière et du pouvoir calorifique du mélange.

Règle de sélection de chaudière

Le choix de l'appareil de chauffage doit être effectué en tenant compte des déperditions thermiques à la maison. Il devrait être suffisant pour la période où la température minimale annuelle est atteinte. Dans le passeport de l'étage ou chaudière murale à gaz c'est la responsabilité du paramètre « puissance thermique nominale », qui se mesure en kW pour les appareils électroménagers.

Étant donné que toute structure a une inertie thermique, alors pour calculer la puissance de chaudière requise pour la température minimale, l'indicateur de la période de cinq jours la plus froide est généralement utilisé. Pour une zone spécifique, il peut être trouvé dans les organismes impliqués dans la collecte et le traitement des informations météorologiques, ou à partir du tableau 1. SNiP 23-01-99 (colonne n°4).

Si la puissance de la chaudière dépasse l'indicateur suffisant pour chauffer la pièce, cela n'entraîne pas d'augmentation de la consommation de gaz. Dans ce cas, le temps d'arrêt de l'équipement sera plus long.

Parfois, il y a une raison de choisir une chaudière avec une capacité légèrement inférieure. De tels appareils peuvent être nettement moins chers à l'achat et à l'utilisation. Cependant, dans ce cas, il est nécessaire d'avoir une source de chaleur de rechange (par exemple, un appareil de chauffage complet avec un générateur de gaz), qui peut être utilisé en cas de fortes gelées.

Le principal indicateur de l'efficacité et de l'économie de la chaudière est l'efficacité. Pour les équipements ménagers modernes, il est de l'ordre de 88 à 95%. L'efficacité est enregistrée dans le passeport de l'appareil et est utilisée lors du calcul de la consommation de gaz.

Formule de dégagement de chaleur

Pour calculer correctement la consommation de gaz naturel ou liquéfié pour chauffer une maison d'une superficie d'environ 150 m² il est nécessaire de découvrir un autre indicateur - la valeur calorifique (chaleur spécifique de combustion) du carburant fourni. Selon le système "SI", elle se mesure en J/kg pour le gaz liquéfié ou en J/m³ pour naturel.

Il y a deux valeurs de cet indicateur - valeur calorifique nette (H_je) et plus haut (H_h). Cela dépend de l'humidité et de la température du carburant. Lors du calcul, prenez l'indicateur H_je - et vous devez vous renseigner auprès du fournisseur de gaz.

S'il n'y a pas de telles informations, les valeurs suivantes peuvent être prises dans les calculs:

• pour le gaz naturel H_je = 33,5 mJ/m³;
• pour gaz liquéfié H_je = 45,2 mJ/kg.

En tenant compte du fait que 1 mJ = 278 W * h, on obtient le pouvoir calorifique suivant :

• pour le gaz naturel H_je = 9,3 kW * h/m³;
• pour gaz liquéfié H_je = 12,6 kW * h / kg.

Le volume de gaz consommé pendant une certaine période de temps V (m³ ou kg) peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

V = Q * E / (H_je *K), où:

• Q - déperdition thermique du bâtiment (kW) ;
• E - durée de la période de chauffage (h) ;
• H_je - pouvoir calorifique minimum du gaz (kW * h / m³);
• K - efficacité de la chaudière.

Pour le gaz liquéfié, la dimension H_je est égal à kW * h / kg.

Exemple de calcul de consommation de gaz

Par exemple, prenons un chalet préfabriqué typique à deux étages à ossature de bois. Région - Territoire de l'Altaï, g. Barnaoul.

Étape 1. Calculons les principaux paramètres de la maison pour calculer les pertes de chaleur:

• Sol. En l'absence de sous-sol ventilé, les pertes par le sol et les fondations peuvent être négligées.
• Fenêtre. Bloc fenêtre double vitrage « 4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I »: R_o = 0.75. Surface vitrée S_o = 40 mètres².
• Des murs. L'aire de la paroi longitudinale (latérale) est de 10 * 3,5 = 35 m². La surface de la paroi transversale (avant) est de 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Ainsi, la superficie totale du périmètre du bâtiment est de 150 m², et compte tenu du vitrage, la valeur souhaitée S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Des murs. Les principaux isolants sont du bois lamellé-collé de 200 mm d'épaisseur (R_b = 1,27) et une isolation en basalte de 150 mm d'épaisseur (R_vous = 3.95). L'indicateur total de la résistance au transfert de chaleur pour le mur R_s = R_b + R_vous = 5.22.
• Toit. L'isolation reprend complètement la forme du toit. Surface de toit sans surplombs S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Toit. Les principaux matériaux d'isolation thermique sont des doublures de 12,5 mm d'épaisseur (R_v = 0,07) et un isolant en basalte, épaisseur 200 mm (R_vous = 5.27). L'indicateur total de la résistance au transfert de chaleur pour le toit R_k = R_v + R_vous = 5.34.
• Ventilation. Que le débit d'air soit calculé non pas par la superficie de la maison, mais en tenant compte des exigences pour assurer une valeur d'au moins 30 m³ par personne par heure. Puisque 4 personnes vivent en permanence dans le chalet, alors L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Étape. 2. Calculons la puissance de chaudière requise. Si l'équipement a déjà été acheté, cette étape peut être ignorée.

La température de la période de cinq jours la plus froide est de « –41 °C ». Nous prendrons la température confortable comme « +24 ° С ». Ainsi, la différence de température moyenne sur cette période sera dT = 65°C

Calculons la perte de chaleur :

• par les fenêtres: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W ;
• à travers les murs: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W ;
• à travers le toit: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W ;
• en raison de l'aération: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

La perte totale de chaleur de toute la maison pendant la période froide de cinq jours sera de :

Q = Q_o + Q_s + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Ainsi, pour cette maison modèle, vous pouvez choisir une chaudière à gaz d'une puissance calorifique maximale de 10-12 kW. Si le gaz est également utilisé pour fournir de l'eau chaude, vous devrez alors prendre un appareil plus efficace.

Étape 3. Calculons la durée de la période de chauffage et la perte de chaleur moyenne.

La saison froide, lorsque le chauffage est nécessaire, est comprise comme une saison avec des températures moyennes journalières inférieures à 8-10°C. Par conséquent, pour les calculs, vous pouvez prendre soit les colonnes n ° 11-12, soit les colonnes n ° 13-14 du tableau 1 SNiP 23-01-99.

Ce choix appartient aux propriétaires du gîte. Dans le même temps, il n'y aura pas de différence significative dans la consommation annuelle de carburant. Dans notre cas, nous allons nous concentrer sur la période où la température est inférieure à « +10 ° ». La durée de cette période est de 235 jours ou E = 5640 heures.

La perte de chaleur de la maison pour la température moyenne pour cette période est calculée de la même manière qu'à l'étape 2, seul le paramètre dT = 24 - (- 6,7) = 30,7°C. Après avoir effectué les calculs, on obtient Q = 4192 W.

Étape 4. Calculons le volume de gaz consommé.

Laissez l'efficacité de la chaudière K = 0.92. Ensuite, le volume de gaz consommé (avec des indicateurs moyennés de la valeur calorifique minimale du mélange gazeux) pour la période froide sera :

• pour le gaz naturel: V = Q * E / (H_je * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• pour le gaz liquéfié: V = Q * E / (H_je * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Connaissant les prix du gaz, vous pouvez calculer les coûts financiers du chauffage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Réduire la consommation de gaz en éliminant les erreurs liées à l'isolation de la maison. Exemple réel :

Consommation de gaz à puissance thermique connue :

Tous les calculs de perte de chaleur ne peuvent être effectués indépendamment que lorsque les propriétés d'économie de chaleur des matériaux à partir desquels la maison est construite sont connues. Si le bâtiment est ancien, il est tout d'abord nécessaire de vérifier qu'il ne gèle pas et d'éliminer les problèmes identifiés.

Après cela, en utilisant les formules présentées dans l'article, vous pouvez calculer la consommation de gaz avec une grande précision.

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