Gasförbrukning för uppvärmning av ett hus på 200 m²: ett exempel på beräkning för förbrukning av naturgas och flytande gas

Ägare av medelstora och stora stugor bör planera sina underhållskostnader. Därför uppstår ofta uppgiften att beräkna gasförbrukningen för uppvärmning av ett hus 200 m² eller större yta. Den ursprungliga arkitekturen tillåter vanligtvis inte att använda analogimetoden och hitta färdiga beräkningar.

Det finns dock inget behov av att betala pengar för denna uppgift. Alla beräkningar kan göras själv. Detta kommer att kräva kunskap om vissa regler, samt förståelse för fysik och geometri på skolnivå.

Vi hjälper dig att förstå denna viktiga fråga för hemekonomen. Vi visar dig vilka formler som används för att beräkna, vilka egenskaper du behöver veta för att få resultatet. Artikeln som presenteras av oss ger exempel på vilka det blir lättare att göra din egen beräkning.

Hitta mängden energiförlust

För att bestämma mängden energi som ett hus förlorar, är det nödvändigt att känna till områdets klimatfunktioner, materialens värmeledningsförmåga och ventilationshastigheter. Och för att beräkna den nödvändiga gasvolymen är det tillräckligt att veta dess värmevärde. Det viktigaste i detta arbete är uppmärksamhet på detaljer.

Uppvärmning av en byggnad måste kompensera för värmeförluster som uppstår av två huvudskäl: värmeläckage runt husets omkrets och tillströmningen av kall luft genom ventilationssystemet. Båda dessa processer beskrivs med matematiska formler, enligt vilka du självständigt kan utföra beräkningar.

Värmeledningsförmåga och värmebeständighet hos materialet

Allt material kan leda värme. Intensiteten för dess överföring uttrycks genom värmeledningsförmågaskoefficienten λ (W / (m × ° C)). Ju lägre den är, desto bättre är strukturen skyddad från frysning på vintern.

Byggnader kan dock vikas eller isoleras med material av varierande tjocklek. Därför används i praktiska beräkningar motståndskoefficienten mot värmeöverföring:

R (m² × ° C / W)

Det är relaterat till värmeledningsförmåga med följande formel:

R = h / λ,

var h - materialtjocklek (m).

Exempel. Låt oss bestämma motståndskoefficienten mot värmeöverföring av D700 luftbetongblock med olika bredd vid λ = 0.16:

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

För isoleringsmaterial och fönsterblock, kan både termisk konduktivitetskoefficient och koefficient för motstånd mot värmeöverföring anges.

Om den inneslutande strukturen består av flera material, summeras koefficienterna för dess individuella lager vid bestämning av motståndskoefficienten mot värmeöverföring för hela "pajen".

Exempel. Väggen är byggd av luftbetongblock (λ_b = 0,16), 300 mm tjock. Utanför är den isolerad extruderat polystyrenskum (λ_sid = 0,03) 50 mm tjock och från insidan mantlad med spånskiva (λ_v = 0,18), 20 mm tjock.

Nu kan du beräkna den totala motståndskoefficienten mot värmeöverföring:

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

Bidrag från lager som är obetydliga när det gäller parametern "värmebesparing" kan försummas.

Beräkning av värmeförlust genom inneslutande strukturer

Värmeförlust F (W) över en enhetlig yta kan beräknas enligt följande:

Q = S × dT / R,

var:

• S - ytan på den ansedda ytan (m²);
• dT - temperaturskillnad mellan inomhus- och utomhusluft (° С);
• R - motståndskoefficient mot värmeöverföring av ytan (m² * ° С / W).

För att bestämma den totala indikatorn för all värmeförlust, utför följande åtgärder:

1. fördela områden som är homogena när det gäller motståndskoefficienten mot värmeöverföring;
2. beräkna sina ytor;
3. bestämma indikatorerna för termiskt motstånd;
4. beräkna värmeförlusten för var och en av sektionerna;
5. sammanfatta de erhållna värdena.

Exempel. Hörnrum 3x4 meter på översta våningen med kallt vindsutrymme. Den slutliga takhöjden är 2,7 meter. Det finns 2 fönster som mäter 1 × 1,5 m.

Låt oss hitta värmeförlusten genom omkretsen vid en lufttemperatur inuti "+25 ° С" och utanför - "–15 ° С":

1. Låt oss välja områden som är homogena när det gäller motståndskoefficient: tak, vägg, fönster.
2. Takyta S_NS = 3 × 4 = 12 m². Fönsterområde S_O = 2 × (1 × 1,5) = 3 m². Väggyta S_med = (3 + 4) × 2.7 – S_O = 29,4 m².
3. Takets värmebeständighetskoefficient består av överlappningsindex (bräda med en tjocklek på 0,025 m), isolering (mineralullsplattor med en tjocklek av 0,10 m) och ett trägolv på vinden (trä och plywood med en total tjocklek av 0,05 m): R_NS = 0.025 / 0.18 + 0.1 / 0.037 + 0.05 / 0.18 = 3.12. För fönster tas värdet från passet till ett dubbelglasfönster: R_O = 0.50. För en vägg vikt som i föregående exempel: R_med = 3.65.
4. F_NS = 12 × 40 / 3,12 = 154 W. F_O = 3 × 40 / 0,50 = 240 W. F_med = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 W.
5. Allmän värmeförlust av modellrummet genom de inneslutande strukturerna F = F_NS + F_O + F_med = 716 W.

Beräkning enligt de angivna formlerna ger en bra approximation, förutsatt att materialet uppfyller deklarerade värmeledande egenskaperna och det inte finns några fel som kan göras under konstruktionen. Åldring av material och konstruktion av huset i allmänhet kan också vara ett problem.

Typisk vägg- och takgeometri

De linjära parametrarna (längd och höjd) för strukturen vid bestämning av värmeförlust brukar anses vara interna, inte externa. Det vill säga vid beräkning av värmeöverföring genom materialet beaktas kontaktytan för varm, inte kall luft.

Således, till exempel, med en husstorlek på 8 × 10 meter och en väggtjocklek på 0,3 meter, den inre omkretsen P_int = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 m, och den yttre P_ut = (8 + 10) × 2 = 36 m.

Golvgolv har vanligtvis en tjocklek av 0,20 till 0,30 m. Därför kommer höjden på två våningar från golvet i det första till taket på det andra från utsidan att vara lika med H_ut = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 m Om du bara lägger till sluthöjden får du ett mindre värde: H_int = 2,7 + 2,7 = 5,4 m. Golvöverlappningen, till skillnad från väggarna, har inte funktionen som isolering, därför måste du ta för beräkningar H_ut.

För tvåvåningshus med dimensioner på cirka 200 m² skillnaden mellan väggarnas yta inuti och utsidan är från 6 till 9%. På samma sätt tar de inre måtten hänsyn till takets och golvens geometriska parametrar.

Beräkning av väggarea för enkla geometristugor är elementärt, eftersom fragmenten består av rektangulära sektioner och pediment av vinds- och vindsrum.

Vid beräkning av värmeförlust genom taket är det i de flesta fall tillräckligt att tillämpa formler för att hitta områdena i en triangel, rektangel och trapets.

Ytan på det lagt taket kan inte tas vid bestämning av värmeförlust, eftersom det också går till överhängen, som inte beaktas i formeln. Dessutom placeras ofta materialet (till exempel takpapper eller profilerat galvaniserat ark) med en liten överlappning.

Fönstrenas rektangulära geometri orsakar inte heller problem med beräkningar. Om tvåglasfönstren har en komplex form, kan deras yta inte beräknas, men kan hittas från produktpasset.

Värmeförlust genom golv och fundament

Beräkning av värmeförlust i marken genom golvet i nedre våningen, liksom genom väggarna och källargolvet, övervägs enligt reglerna i tillägg E i SP 50.13330.2012. Faktum är att värmeutbredningshastigheten i jorden är mycket lägre än i atmosfären, så jordar kan också villkorligt tillskrivas ett isoleringsmaterial.

Men eftersom de kännetecknas av frysning är golvytan uppdelad i 4 zoner. Bredden på de tre första är 2 meter, och resten hänvisas till den fjärde.

För varje zon bestäms motståndskoefficienten för värmeöverföring, som tillsätts av jorden:

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

Om golven är isolerade, sedan för att bestämma den totala värmebeständighetskoefficienten, lägg till indikatorerna för isoleringen och marken.

Exempel. Låt ett hus med yttermått på 10 × 8 m och en väggtjocklek på 0,3 meter ha en källare, 2,7 meter djup. Dess tak är på marknivå. Det är nödvändigt att beräkna värmeförlusten till jorden vid den inre lufttemperaturen "+25 ° С", och den yttre - "–15 ° С".

Låt väggarna vara gjorda av FBS -block, 40 cm tjocka (λ_f = 1.69). Från insidan är de mantlade med en bräda, 4 cm tjock (λ_d = 0.18). Källargolvet är fyllt med expanderad lerbetong, 12 cm tjock (λ_Till = 0.70). Då värmebeständighetskoefficienten för källarväggarna: R_med = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46 och kön R_NS = 0.12 / 0.70 = 0.17.

Husets inre dimensioner kommer att vara 9,4 × 7,4 meter.

Låt oss beräkna ytorna och värmeöverföringsmotståndskoefficienterna efter zoner:

• Zon 1 löper bara längs väggen. Den har en omkrets på 33,6 m och en höjd av 2 m. Därför S₁ = 33.6 × 2 = 67.2. R_h1 = R_med + R₁ = 0.46 + 2.1 = 2.56.
• Zon 2 på väggen. Den har en omkrets på 33,6 m och en höjd av 0,7 m. Därför S_2c = 33.6 × 0.7 = 23.52. R_s2s = R_med + R₂ = 0.46 + 4.3 = 4.76.
• Zon 2 efter golv. S_2p = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. R_z2p = R_NS + R₂ = 0.17 + 4.3 = 4.47.
• Zon 3 löper bara längs golvet. S₃ = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. R_h3 = R_NS + R₃ = 0.17 + 8.6 = 8.77.
• Zon 4 löper bara längs golvet. S₄ = 2.8 × 0.8 = 2.24. R_h4 = R_NS + R₄ = 0.17 + 14.2 = 14.37.

Värmeförlust av källargolvet Q = (S₁ / R_h1 + S_2c / R_s2s + S_2p / R_z2p + S₃ / R_h3 + S₄ / R_h4) × dT = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 W.

Redovisning för ouppvärmda lokaler

Ofta uppstår en situation när man beräknar värmeförlust när det finns ett ouppvärmt, men isolerat rum i huset. I detta fall sker energioverföringen i två steg. Tänk på denna situation med hjälp av exemplet på en vind.

Huvudproblemet är att golvytan mellan vinden och övervåningen skiljer sig från taket och gavlarna. I detta fall är det nödvändigt att använda värmeöverföringsbalansvillkoret F₁ = F₂.

Det kan också skrivas på följande sätt:

K₁ × (T₁ - T_#) = K₂ × (T_# - T₂),

var:

• K₁ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n att överlappa mellan den varma delen av huset och kylrummet;
• K₂ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n för överlappning mellan ett kallrum och gatan.

Från värmeöverföringens jämlikhet hittar vi temperaturen som kommer att fastställas i ett kallrum vid kända värden i huset och på gatan. T_# = (K₁ × T₁ + K₂ × T₂) / (K₁ + K₂). Därefter ersätter vi värdet i formeln och hittar värmeförlusten.

Exempel. Låt husets inre storlek vara 8 x 10 meter. Takvinkeln är 30 °. Lufttemperaturen i lokalerna är "+25 ° С" och utanför - "–15 ° С".

Takets värmebeständighetskoefficient beräknas enligt exemplet i avsnittet för beräkning av värmeförlust genom inneslutande strukturer: R_NS = 3.65. Överlappningsområdet är 80 m², därför K₁ = 80 / 3.65 = 21.92.

Takområde S₁ = (10 × 8) / cos(30) = 92.38. Vi beräknar värmebeständighetskoefficienten med hänsyn till träets tjocklek (svarv och efterbehandling - 50 mm) och mineralull (10 cm): R₁ = 2.98.

Fönsterområde för gavel S₂ = 1,5. För vanliga dubbelglasfönster, värmebeständighet R₂ = 0,4. Pedimentets yta beräknas med formeln: S₃ = 8² × tg(30) / 4 – S₂ = 7.74. Motståndskoefficienten mot värmeöverföring är densamma som takets: R₃ = 2.98.

Låt oss beräkna koefficienten för taket (för att inte glömma att antalet gavlar är två):

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

Låt oss beräkna lufttemperaturen på vinden:

T_# = (21,92 × 25 + 43,69 × (–15)) / (21,92 + 43,69) = –1,64 ° С.

Ersätt det resulterande värdet i någon av formlerna för beräkning av värmeförlust (förutsatt att de är lika i balans) och vi får önskat resultat:

F₁ = K₁ × (T₁ – T_#) = 21,92 × (25 - (–1,64)) = 584 W.

Kylning genom ventilation

Ventilationssystemet är installerat för att upprätthålla ett normalt mikroklimat i huset. Detta leder till inflödet av kall luft till rummet, vilket också måste beaktas vid beräkning av värmeförlust.

Krav på ventilationsvolym anges i flera regleringsdokument. När du utformar ett interhus-system för en stuga måste du först och främst ta hänsyn till kraven i §7 SNiP 41-01-2003 och §4 SanPiN 2.1.2.2645-10.

Eftersom den allmänt accepterade enheten för mätning av värmeförlust är watt, luftens värmekapacitet c (kJ / kg × ° С) måste reduceras till dimensionen “W × h / kg × ° С”. För luft vid havsnivå kan du ta värdet c = 0,28 W × h / kg × ° С.

Eftersom ventilationsvolymen mäts i kubikmeter per timme är det också nödvändigt att känna till lufttätheten q (kg / m³). Vid normalt atmosfärstryck och genomsnittlig luftfuktighet kan detta värde tas q = 1,30 kg / m³.

Energiförbrukningen för kompensation av värmeförluster till följd av ventilation kan beräknas med följande formel:

Q = L × q × c × dT = 0,364 × L × dT,

var:

• L - luftförbrukning (m³ / h);
• dT - temperaturskillnad mellan rum och inkommande luft (° С).

Om kall luft kommer in i huset direkt, då:

dT = T₁ - T₂,

var:

• T₁ - inomhustemperatur
• T₂ - temperaturen ute.

Men för stora föremål är ventilationssystemet vanligtvis integrera recuperatorn (värmeväxlare). Det låter dig avsevärt spara energiresurser, eftersom delvis uppvärmning av den inkommande luften sker på grund av temperaturen i den utgående strömmen.

Effektiviteten hos sådana anordningar mäts i deras effektivitet k (%). I det här fallet kommer den tidigare formeln att ta formen:

dT = (T₁ - T₂) × (1 - k / 100).

Beräkning av gasförbrukning

Menande total värmeförlust, du kan helt enkelt beräkna den nödvändiga förbrukningen av naturgas eller flytande gas för uppvärmning av ett hus med en yta på 200 m².

Mängden energi som frigörs, förutom bränslevolymen, påverkas av dess förbränningsvärme. För gas beror denna indikator på fuktinnehållet och den medföljande blandningens kemiska sammansättning. Skilj mellan de högsta (H_h) och lägre (H_l) värmevärde.

För att beräkna mängden bränsle som garanteras räcka för uppvärmning, ersätts värdet av nettovärmevärdet med formeln, som kan erhållas från gasleverantören. Standardenheten för värmevärde är “mJ / m³”Eller” mJ / kg ”. Men eftersom måttenheterna för både pannors effekt och värmeförlust fungerar med watt, och inte joule, är det nödvändigt att utföra en omvandling, med hänsyn till att 1 mJ = 278 W × h.

Om värdet av blandningens nettovärmevärde är okänt, är det tillåtet att ta följande genomsnittliga siffror:

• för naturgas H_l = 9,3 kW × h / m³;
• för flytande gas H_l = 12,6 kW × h / kg.

En annan indikator som krävs för beräkningar är pannans effektivitet. K. Det mäts vanligtvis i procent. Den slutliga formeln för gasförbrukning under en tidsperiod E h) har följande form:

V = Q × E / (H_l × K / 100).

Perioden då centraliserad uppvärmning i hus slås på bestäms av den genomsnittliga dagliga lufttemperaturen.

Om det under de senaste fem dagarna inte överstiger "+ 8 ° C", måste ryska federationens förordning nr 307 av 13.05.2006, enligt dekretet från Ryska federationens regering, säkerställas. För privata hus med autonom uppvärmning används dessa siffror också vid beräkning av bränsleförbrukning.

De exakta uppgifterna om antalet dagar med en temperatur som inte är högre än “+ 8 ° C” för området där stugan är byggd kan fås från den lokala avdelningen för Hydrometeorologiskt centrum.

Om huset ligger nära en stor bosättning är det lättare att använda bordet. 1. SNiP 23-01-99 (spaltnummer 11). Multiplicera detta värde med 24 (timmar om dagen) får vi parametern E från ekvationen för beräkning av gasflödeshastigheten.

Om luftflödets volym och temperaturen inne i lokalen är konstant (eller med små fluktuationer), då värmeförlust både genom de inneslutande strukturerna och på grund av ventilationen av lokalerna kommer att vara direkt proportionell mot temperaturen uteluft.

Därför, för parametern T₂ i ekvationerna för beräkning av värmeförlust kan du ta värdet från kolumn nr 12 i tabellen. 1. SNiP 23-01-99.

Exempel på en 200 m stuga²

Låt oss beräkna gasförbrukningen för en stuga nära staden. Rostov-vid-Don. Uppvärmningstid: E = 171 × 24 = 4104 timmar. Genomsnittlig utomhustemperatur T₂ = - 0,6 ° C. Önskad temperatur i huset: T₁ = 24 ° C.

Steg 1. Låt oss beräkna värmeförlusten genom omkretsen utan att ta hänsyn till garaget.

För att göra detta, välj homogena områden:

• Fönster. Det finns totalt 9 fönster med en storlek på 1,6 × 1,8 m, ett fönster med en storlek på 1,0 × 1,8 m och 2,5 runda fönster med en yta på 0,38 m² varenda en. Totalt fönsteryta: S_fönster = 28,60 m². Enligt produktpasset R_fönster = 0.55. Sedan F_fönster = 1279 W.
• Dörrar. Det finns 2 isolerade dörrar 0,9 x 2,0 m stora. Deras yta: S_dörrar = 3,6 m². Enligt produktpasset R_dörrar = 1.45. Sedan F_dörrar = 61 W.
• Tom vägg. Avsnitt "ABVGD": 36,1 × 4,8 = 173,28 m². Plot “JA”: 8,7 × 1,5 = 13,05 m². Tomt "DEJ": 18,06 m². Tak gavelyta: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Total tom yta: S_vägg = 251.37 – S_fönster – S_dörrar = 219,17 m². Väggarna är gjorda av 40 cm tjock luftbetong och ihåliga tegelstenar. R_väggar = 2.50 + 0.63 = 3.13. Sedan F_väggar = 1723 W.

Total värmeförlust genom omkretsen:

F_perim = F_fönster + F_dörrar + F_väggar = 3063 W.

Steg 2. Låt oss beräkna värmeförlusten genom taket.

Isoleringen är en massiv svarvning (35 mm), mineralull (10 cm) och foder (15 mm). R_tak = 2.98. Takyta ovanför huvudbyggnaden: 2 × 10 × 5,55 = 111 m², och ovanför pannrummet: 2,7 × 4,47 = 12,07 m². Total S_tak = 123,07 m². Sedan F_tak = 1016 W.

Steg 3. Låt oss beräkna värmeförlusten genom golvet.

Motstånd mot värmeöverföring tillhandahålls av grova golvbrädor och plywood under laminatet (totalt 5 cm) samt basaltisolering (5 cm). R_sex = 1.72. Då blir värmeförlusten genom golvet lika:

F_golv = (S₁ / (R_golv + 2.1) + S₂ / (R_golv + 4.3) + S₃ / (R_golv + 2.1)) × dT = 546 W.

Steg 4. Låt oss beräkna värmeförlusten genom ett kallgarage. Golvet är inte isolerat.

Värme tränger in från ett uppvärmt hus på två sätt:

1. Genom den bärande väggen. S₁ = 28.71, R₁ = 3.13.
2. Genom en tegelavskiljning från pannrummet. S₂ = 11.31, R₂ = 0.89.

Vi får K₁ = S₁ / R₁ + S₂ / R₂ = 21.88.

Värme kommer ut ur garaget enligt följande:

1. Genom fönstret. S₁ = 0.38, R₁ = 0.55.
2. Genom porten. S₂ = 6.25, R₂ = 1.05.
3. Genom väggen. S₃ = 19.68, R₃ = 3.13.
4. Genom taket. S₄ = 23.89, R₄ = 2.98.
5. Genom golvet. Zon 1. S₅ = 17.50, R₅ = 2.1.
6. Genom golvet. Zon 2. S₆ = 9.10, R₆ = 4.3.

Vi får K₂ = S₁ / R₁ + … + S₆ / R₆ = 31.40

Låt oss beräkna temperaturen i garaget, med förbehåll för värmeöverföringsbalansen: T_# = 9,2 ° C. Då blir värmeförlusten lika: F_garage = 324 W.

Steg 5. Låt oss beräkna värmeförlusten på grund av ventilation.

Låt den beräknade ventilationsvolymen för en sådan stuga med 6 personer som bor i den vara 440 m³/час. Systemet har en rekuperator med en verkningsgrad på 50%. Under dessa förhållanden, värmeförlust: F_ventilera = 1970 W.

Steg. 6. Låt oss bestämma den totala värmeförlusten genom att lägga till alla lokala värden: F = 6919 W.

Steg 7. Låt oss beräkna volymen gas som krävs för att värma ett modellhus på vintern med en panneffektivitet på 92%:

• Naturgas. V = 3319 m³.
• Flytande gas. V = 2450 kg.

Efter beräkningar kan du analysera de finansiella kostnaderna för uppvärmning och genomförbarheten av investeringar som syftar till att minska värmeförluster.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Värmeledningsförmåga och motståndskraft mot värmeöverföring av material. Beräkningsregler för väggar, tak och golv:

Den svåraste delen av beräkningarna för att bestämma den volym gas som krävs för uppvärmning är att hitta värmeförlusten för det uppvärmda föremålet. Här måste du först och främst överväga geometriska beräkningar.

Om de finansiella kostnaderna för uppvärmning verkar överdrivna, bör du tänka på ytterligare isolering av huset. Dessutom visar beräkningarna av värmeförlust strukturen för att frysa väl.

Lämna kommentarer i blocket nedan, ställ frågor om oklara och intressanta punkter, lägg upp foton om ämnet i artikeln. Dela din egen erfarenhet av att utföra beräkningar för att ta reda på kostnaden för uppvärmning. Det är möjligt att dina råd i hög grad hjälper besökare.