Сколько кубов газа на отопление дома 200м2. Расчет расхода сжиженного газа на отопление дома

При планировании обогрева частного дома необходимо подсчитать расходы на отопление магистральным газом. В процессе эксплуатации оборудования это сделать значительно легче, достаточно лишь отследить показания измерительного прибора в начале и конце месяца. Не менее важно знать потребление энергии на стадии проектирования. Это поможет правильно выбрать все устройства для системы и определиться с качеством носителя.

Большие площади требуют немалых затрат для обеспечения комфортного проживания в частном доме. В первую очередь это касается отопления, поэтому нужно максимально оптимизировать работу системы обогрева и выяснить потребление ресурса для обслуживания помещений.

Расчеты, в первую очередь, зависят от площади здания. Еще один важный показатель – мощность. Согласно нормативам, она определяется для каждой комнаты при самых сильных морозах в течение пяти дней. В реальности энергии используется значительно меньше, так как на протяжение сезона температура воздуха может колебаться в приличных пределах.

1. Для среднего потребления можно принять значение 50 Вт/м2 за 60 минут. Это значит, что для обогрева площади 100 м2 получится 5 000 Вт, для отопления частного дома 200 м2 – 10 000 Вт.

2. Можно воспользоваться формулой: R=V/(qHxK), где R – это объем газа в м3 за час, V – заданная тепловая мощность, qH – низший показатель сгорания (10 кВт/м3), К – КПД котла.

3. В результате расход природного газа для частного дома в 100 м2 составляет 5/(10х0,9)=0, 55 м3 за час, соответственно, для отопления вдвое большей площади получится цифра 1,11 м3 за 60 минут.

4. Для выяснения суточного расхода полученную величину умножаем на 24: 0,55х24=13,2 м3. Параметр за 30 дней определяется таким же образом – 13,2х30=396 м3.

5. Если требуется подсчитать потребление для 1 м2, месячный показатель делят на квадратуру, в итоге расходование газа составит 3,96 м3. Так как в каждом регионе холодное время года может длиться по-разному, рекомендуется вычислять параметр за 7 месяцев, что даст среднюю величину на этапе проектирования.

Для перевода в денежный эквивалент нужно перемножить значения цены за 1 кВт/ч и индекс сезонного потребления. Это даст приблизительную цифру на затраты по отоплению на весь период холодов.

Сжиженный газ

Многие котлы производятся таким образом, что при смене топлива можно использовать одну и ту же горелку. Поэтому некоторые владельцы выбирают метан и пропан-бутан для обогрева. Это вещество с низким показателем плотности. В процессе отопления выделяется энергия и происходит естественное охлаждение под воздействием давления. Расходование зависит от оборудования. Автономное снабжение включает в себя следующие элементы:

• Сосуд или баллон, содержащий смесь бутана, метана, пропана – газогольдер.
• Приборы для управления.
• Система коммуникаций, по которым движется топливо и распределяется внутри частного дома.
• Датчики для отслеживания температуры.
• Запорная арматура.
• Устройства автоматической регулировки.

Газогольдер должен находиться не менее, чем в 10 метрах от котельной. При наполнении баллона в 10 кубов для обслуживания здания в 100 м2 понадобится оборудование мощностью в 20 кВт. При таких условиях достаточно заправлять не более 2 раз в год. Чтобы высчитать ориентировочный расход газа, нужно в формулу R=V/(qHxK) вставить значение для сжиженного ресурса, при этом вычисления ведутся в кг, которые затем преобразуют в литры. При теплоте сгорания 13 кВт/кг или 50 мДЖ/кг получается следующая величина для дома в 100 м2: 5/(13х0,9)=0,427кг/час.

Так как литр пропан-бутана весит 0, 55 кг, выходит формула – 0,427/0,55=0,77 литров сжиженного топлива за 60 минут, или 0,77х24=18 л за 24 часа и 540 л за 30 дней. Учитывая, что в одной емкости находится около 40 л ресурса, расход в течение месяца составит 540/40=13,5 баллонов газа.

Как уменьшить потребление ресурса?

В целях сокращения расходов на обогрев помещения владельцы домов применяют различные меры. В первую очередь необходимо проконтролировать качество оконных и дверных проемов. При наличии щелей тепло будет уходить из комнат, что приведет к большему потреблению энергии.

Также одним из слабых мест является кровля. Горячий воздух поднимается вверх и смешивается с холодными массами, увеличивая расход в зимний период. Рациональным и недорогим вариантом будет обеспечить защиту от холода на крыше при помощи рулонов минеральной ваты, которую укладывают между стропилами, при этом не требуется дополнительной фиксации. Важно заняться утеплением стен внутри и снаружи здания. Для этих целей существует огромное количество материалов с отличными свойствами. Например, пенополистирол считается одним из лучших изоляторов, который хорошо поддается финишной отделке, также его применяют в изготовлении сайдинга.

При установке оборудования для отопления в загородном доме необходимо рассчитать оптимальную мощность котла и системы, работающей на естественной или принудительной циркуляции. Датчики и термостаты контролируют температуру, в зависимости от климатических условий. Программирование обеспечит своевременную активацию и отключение при необходимости. Гидрострелка к каждому прибору с датчиками для отдельно взятой комнаты автоматически определит, когда нужно начинать обогревать площадь. Батареи оснащают термоголовками, а стены за ними покрывают фольгированной мембраной, чтобы энергия отражалась в помещение и не уходила впустую. При теплых полах температура носителя достигает всего 50°C, что также является определяющим фактором при экономии.

Применение альтернативных установок поможет снизить потребление газа. Это гелиосистемы и оборудование, работающее от силы ветра. Считается наиболее эффективным использование нескольких вариантов одновременно.

Расход на отопление дома газом можно высчитать по определенной формуле. Вычисления лучше проводить на этапе проектирования здания, это поможет выяснить рентабельность и целесообразность потребления. Также важно принять во внимание количество проживающих людей, КПД котла и возможность применения дополнительных альтернативных систем обогрева. Эти меры позволят сэкономить и значительно сократить расходы.

Перед владельцем частного дома еще на этапе строительства здания возникает вопрос, чем и как будет отапливаться жилище. Вариантов масса. Котел является главным элементом системы отопления. Разные модификации устройств работают на углях, дровах, газе природном или сжиженном. Допустим, владельцу частного дома удобнее использовать именно сжиженный газ. Каков расход сжиженного газа на отопление дома 150-200 м2?

Под сжиженным газом понимается симбиоз из этилена, пропана, бутана и других химических соединений. Он выделяет большее количество энергии, чем другие виды топлива. Это научно установленный факт.

Просчитать расход энергии на отопление дома 150-200 м2 можно по самой простой формуле, исходя из которой на нагревание 10 квадратных метров здания необходим 1 киловатт в час. Получается, за сутки на 10 квадратов потребуется 24 киловатта, а на 200 квадратов – 480 киловатт. Такая формула учитывает все «потребности» здания в тепле.

Нужно учесть не только площадь здания, но его кубический объем, который предполагает введение таких данных, как высота стен.

Если говорить о стандартном здании, где высота стен не превышает 250 сантиметров, то можно использовать ту же простую формулу.

Она применима и если домом пользуются постоянно, и когда эксплуатируют его в качестве временного жилища. Так советуют опытные строители.

Если дом имеет стандартную высоту стен – 2,5 метра, то расход газа на отопление вычисляют по простой формуле – 10 квадратов “потребляют” 1 киловатт энергии

Если же дом – ваша крепость, и «погода» внутри для вас немаловажный фактор, то целесообразно в расчет расхода на нагревание дома 150-200 м2 включить также тепловую устойчивость всего дома и температурные значения за окном. Для этого придется обратиться к профессионалам. Такой вариант вам не подходит? Тогда используем простую формулу.

Важно: газовый котел не работает круглосуточно. Обычно режим работы такой – 1 час оборудование трудится, 1 час отдыхает. Значит, по простой формуле в сутки потребление энергии на нагревание дома 200м2 составит 240 кВт.

Подробнее о работе газового котла можно узнать из следующего видеоролика:

Предположим, что зима в том регионе, где вы живете, продолжается примерно 200 дней (октябрь – конец марта, начало апреля). Тогда за сезон строение потребит 48 тысяч кВт. Речь пока идет только об энергии, а не о самом сжиженном газе. Очень важно узнать именно количество «силы», которая нужна дому на отопление в течение всего холодного периода. Эти данные необходимы, чтобы произвести расчет расхода сжиженного газа на отопление дома 150-200 м2.

Затраты газового котла на сжиженном газе: вычисляем показатели

За весь отопительный сезон дом площадью в 200 квадратных метров потребит около 48 тысяч киловатт тепловой энергии. У сжиженного газа есть своя способность «творить тепло». Она показывает, каково соотношение единицы топлива к выделяемой им при сжигании (горении) энергии.

Ученые вычислили, что теплотворная способность одного кубического метра сжиженного газа равна 6,55 кВт энергетики тепла.

Один литр сжиженного газа при сгорании выделяет 6,55 киловатт энергии

Чтобы узнать, сколько необходимо сниженного газа для отопления дома 200 квадратных метров, возьмем то количество энергии, которое строение потребит за весь холодный период (48 тысяч киловатт), и разделим его на теплотворную способность данного вида топлива (6,55 кВт). Получается примерно 7330 литров.

Если к 7330 литрам прибавить еще 10 процентов, получаем 8063 литра. Таким и будет расход газового котла на сжиженном газе.

Нюансы и тонкости

Важно понять, каким будет расход сжиженного газа на отопление дома 150-200 м2, чтобы позаботиться о способе хранения топлива. Его можно держать:

• в баллонах. Их объем небольшой – от 10 до 50 литров. Требуется регулярная замена или заправка, что не очень удобно. Фактически за день на отопление сжиженным газом понадобится примерно 35 литров;
• газгольдерах. Это специальное хранилище (резервуар) для голубого топлива. Может вместить от 200 до 1000 литров в зависимости от габаритов. Построить такое сооружение нужно в соответствии с требованиями и нормами безопасности. Для заправки газгольдера нужно будет вызывать специалистов. Самостоятельные попытки могут привести к возгораниям и взрывам.

Газгольдер – емкость для хранения сжиженного газа для отопления – способен вмещать до 1000 литров “голубого топлива”

Что касается расценок на такое нагревание, то они зависят от региона, где вы проживаете.

Литр сжиженного газа по стоимости варьируется от 12 до 20 рублей. Исходя из среднего значения в 15 рублей, за отопительный сезон вы потратите примерно 121 тысячу рублей на строение площадью 200 квадратных метров.

Любой другой вид топлива обойдется дешевле. На природное голубое топливо – приблизительно 40 тысяч рублей, на дрова и уголь – около 60 тысяч рублей за отопительный сезон.

Как снизить расход?

Можно существенно, на пару десятков тысяч рублей, снизить расход сжиженного газа на нагревание дома 150-200м2. Для этого придётся хорошо утеплить помещение, (она нужна, если в строении эксплуатируют газовый котел).

• утеплить фундамент и крышу, чердак и подвал. Там можно постелить тонкий слой минеральной ваты (это самый дешевый утеплитель);
• заменить обыкновенные окна на пластиковые, которые считаются более герметичными;
• утеплить входную металлическую дверь изнутри;
• поверить и уменьшить ;
• поставить современный котел. Эксперты рекомендуют доверять таким фирмам, как: «Bosch», «Buderus», «Protherm», «Vaillant». Цена нового котла – от 20 до 100 тысяч рублей;
• заменить старые трубы системы нагревания на новые, проверить их герметичность, соединения;
• вместо «древних» батарей поставить биметаллические, алюминиевые или стальные радиаторы.

Чтобы минимизировать потери тепла при отоплении сжиженным газом, замените старые батареи на новые радиаторы

В заключение

Сегодня сжиженный газ – один из самых дорогих видов топлива. Если другого варианта нет, то минимизируйте тепловые потери дома, чтобы избежать лишних затрат. Произвести расход отопления можно по самой простой формуле. Этого будет достаточно, чтобы понять, на какую сумму ориентироваться.

10 квадратных метров здания потребляют 1 киловатт энергии в сутки. 1 литр сжиженного газа при сгорании выделяет 6,55 киловатт энергии. На эти цифры и ориентируйтесь, когда производите расчеты.

Если требуется более полный и точный расчет, целесообразно обратиться к профессионалам. Хотя при полном и простом расчете цифры различаются незначительно, на пару-тройку тысяч рублей.

Вполне вероятно, на услугах специалистов можно сэкономить, не нанимая их вообще.

О том, как произвести расчет, вы узнаете из следующего видео.

Во время проектирования газовой отопительной системы учитываются все факторы, влияющие на расход газа: размер жилья, количество этажей, утепление основных конструкций, мощность и то, сколько в данном доме проживает человек. Обогрев частного дома газом выгоден с экономической точки зрения по нескольким причинам.

Выгоды использования

Во-первых, ему присуща высокая эффективность процесса сгорания из-за малого содержания серы. Это же позволяет экономить ресурсы на чистку котла. В-вторых, легко снизить тепловые потери и расходование газа при помощи хорошей теплоизоляции. В-третьих, газ является и экологичным материалом, так как при его сгорании в атмосферу поступает совсем малое количество вредных веществ.

При применении газа как топлива для отопления, стенки котла не страдают коррозией, что увеличивает срок эксплуатации оборудования. Удобно использование сжиженного газа: у него лучше качество и он доставляется баллонами в места, где нет магистралей, облегчая быт тысячам людей.

Сложность и особенности издержек

Расход газа на отопление дома прямо пропорционально зависит от жилой площади помещения. Рассчитать расход в КВт/часов можно путем умножения мощности котла на количество ч/сутки и дн/месяца.

Однако для повседневной жизни такой режим практически не используется. Реальным показателем для расчета расхода на газ является значение среднемесячного показателя КВт/часов. Для этого максимальная величина потребления на отопление дома в месяц делится пополам. Если это жилой дом, то расчет производится, исходя из длины отопительного сезона.

Алгоритм

Данные для расчета мощности котла отталкиваются от соотношения 1 кВт/ч на помещение в 10 м². Таким образом, для отопления дома площадью 100 м² потребуется разделить ее на 10: т.е. необходимая мощность составит 10 кВт/ч.
Сколько уходит газа на другой размер дома, считается по такому же принципу, т.е. площадь делится на 10. Например, для площади в 200 м2 расчет будет выглядеть следующим образом: 200 м2/10, т.е. 20 кВт/час уйдет на отопление данного помещения.

Корректировка на дни

Месячный расход газа рассчитывается путем умножения дневной нормы потребности дома в 100 м2 на количество дней в месяце: 10 Квт/ч * 24 часа * 30 дней (итого – 7200 кВт). Так как обычно система работает в среднем режиме, то максимальный расход делится пополам, и получается 3600 кВт.

Корректировка на сезон

Если длительность отопительного сезона составляет 7 месяцев, то расчет затрат газа получается умножением 3600 кВт на 7. Т.е. обогрев частного дома, площадью в 100 м², обойдется в 25200 кВт. Обогрев дома в 200 м2 потребует соответственно 50400 кВт.

Если отопительный сезон короче или длиннее 7 месяцев, то расход газа рассчитывается соответственно умножением на нужный пользователю период.

Зная тариф за 1 кВт/час, очень просто рассчитать денежный эквивалент потребления. Стоимость 1 кВт/час может колебаться в зависимости от региона.

Нюансы и дополнительные факторы

Существуют специальные программы расчета расхода топлива, которые существенно облегчат работу. Для многоквартирных домов, которые подключены к магистральному газоснабжению, устанавливаются нормы его расхода.

Несмотря на имеющиеся методики, для более точного результата все же рекомендуется обращаться к специалистам. Ведь расчет потребности для газового котла учитывает использование топлива только для обогрева дома.

Но нужно помнить еще и о наличии газовой плиты, системы для нагревания воды, которые увеличат ваши затраты. Для показателя расхода имеет значение и численность проживающих в доме или квартире людей. Все эти факторы будут учтены специалистами.

Кроме того, мастера помогут минимизировать расход газа за счет применения специальных технологий.

Особенности автономии

Если вблизи жилого или дачного дома нет газовой магистрали, то отличным решением становится автономная система отопления, которая работает на смеси пропана и бутана.

Стоимость приобретения и монтажа автономного отопительного оборудования, которое использует в качестве топлива смесь пропана и бутана ниже затрат на подключение к центральной газовой магистрали.

Плюсы

Такая система позволяет снизить риск аварийного отключения магистралей, угрозы внезапного падения давления. Автономное отопление имеет резервуары, которые поддерживают возможность потребления газа для отопления еще какое-то время.

В случае отключения электроэнергии или подачи топлива, система безопасности, которой оборудованы все котлы, блокирует электромагнитный клапан. После восстановления газоснабжения нужно запустить ее заново.

Приемы для экономии

Снижение расхода газа на отопление можно добиться следующими способами:

• установка автоматической системы регулирования;
• установка датчиков газа, что также поможет вовремя выявить утечку;
• утепление дома: обшивка стен, крыши;
• соблюдение режима температуры в помещение с баллонами не ниже 25°С;
• закуп баллонов у проверенного поставщика, так как плохое качество топлива также снижает эффективность.

Эти меры позволяют снизить расход газа до 40%, что дает возможность использовать 1 баллон в течение 3-4 дней.

Комфорт и уют в доме сложно создать без традиционной отопительной системы. При выборе соответствующего оборудования важно знать примерный расход газа на отопление дома определенной площади. Исходя из этих данных, легко подсчитать, сколько придется заплатить за тепло в помещении за год.

Голубое топливо поступает централизованно либо его хранят в специальных резервуарах - баллонах или газгольдерах. Первый вариант наиболее рационален и экономичен, т. к. эксплуатационные расходы на отопление магистральным газом в разы ниже. Однако старые трубы снижают КПД, да и само природное топливо не всегда отличается первоклассным качеством, что увеличивает издержки. Автономные отопительные системы работают на дорогом сжиженном виде. Стоимость 1 л еще больше увеличится, если в нее включить транспортные затраты по доставке баллонов.

Основные расходные характеристики при отоплении сжиженным газом зависят от площади поверхности испарения (чем она больше, тем выше способность устройства преобразовывать жидкость в паровую фазу). Горизонтально расположенные резервуары считаются более выгодными. В общем виде для расчетов пользуются известными физическими параметрами.

Затраты на отопление магистральным газом определяют исходя из мощности котла.

Методика расчета газа на отопление дома с примерами

Финансовые издержки на обогрев здания традиционным методом зависят от множества параметров: типа окон, качества изоляции стен, высоты потолков, соотношения площадей пола и оконных проемов, требуемой температуры и других непостоянных внешних факторов. Определить точное значение затрат не представляется возможным, поэтому вычисляют усредненную величину.

При централизованной газоподаче максимальное число кВт⋅ч в месяц равно произведению площади обогреваемого строения, мощности котла и количества часов в месяце. Однако владельцев домов больше интересует, как узнать расход газа на отопление помещения за год. Для этого длительность отопительного сезона в месячном выражении (для России в среднем - 7) умножают на полученное значение. Среднегодовые издержки равны половине итоговой величины. Расходы при автономной газоподаче (баллоны) вычисляют исходя из физических характеристик сжиженного газа: теплоты сгорания - 23 500 кДж/л; плотности - 0,52 кг/л; количества тепловой энергии, выделяемой при сгорании 1 л топлива - 6,53 кВт⋅ч.

Средняя стоимость наполнения 50-литрового баллона - 680 рублей (баллон заправляют на 80 %, в емкости находится 42,5 л). Значит 1 л газа стоит 16. При котле с КПД 93 %, 1 кВт⋅ч оценивают в 2,63.

1. Расчет для дома 100 м2

2. Расчет для дома 200 м2

• Чтобы в таком здании было тепло, устанавливают котел мощностью 20 кВт⋅ч. Месячный максимальный расход: 20 х 30 х 24 = 14 400 кВт⋅ч. Годовые затраты: 14 400 х 7 = 100 800 кВт⋅ч. Согласно методике, средний расчет природного газа на отопление дома 200 м2: 100 800 / 2 = 50 400 кВт⋅ч. В денежном выражении: 50 400 х 0,31 = 15 624 рубля.
• Если речь идет о сжиженном газе в баллонах, то для обогрева здания тратится 36 000 кВт⋅ч в год. При стоимости 1 кВт⋅ч, равной 2,63 рубля, средние годовые издержки: 36 000 х 2,63 = 94 680.

Способы снижения расходов на отопление дома газом

1. Максимальная блокировка теплопотерь строения. Еще на этапе проектирования следует позаботиться о компактности сооружения.

2. Установка современного качественного оборудования.

3. Объединение баллонов в группу сокращает расход газа в литрах на отопление дома, но для коттеджей площадью более 200 м2, жидкое топливо дорогое.

4. Использование автоматических систем регулировки температуры воздуха в помещении (снижение обогрева ночью, изменение подачи тепла, в зависимости от внешних условий, поддержание фиксированной температуры).

Владельцы средних и больших коттеджей должны планировать затраты на содержание жилья. Поэтому часто возникает задача вычислить расход газа на отопление дома 200 м 2 или большей площади. Оригинальная архитектура обычно не позволяет воспользоваться методом аналогий и найти уже готовые расчеты.

Тем не менее, нет необходимости платить деньги за решение этой задачи. Все вычисления можно сделать самостоятельно. Для этого понадобятся знания некоторых нормативных актов, а также понимание физики и геометрии на школьном уровне.

Мы поможем разобраться в этом насущном для домашнего экономиста вопросе. Подскажем, по каким формулам производятся вычисления, какие характеристики нужно знать для получения результата. В представленной нами статье приведены примеры, на основании которых проще будет сделать собственный расчет.

Для того чтобы определить количество энергии, которую теряет дом, необходимо знать климатические особенности местности, теплопроводность материалов и нормы вентиляции. А чтобы рассчитать нужный объем газа достаточно знать его теплотворность. Самое главное в этой работе – внимательность к деталям.

Отопление здания должно компенсировать потери тепла, которые происходят по двум основным причинам: утечки тепла по периметру дома и приток холодного воздуха через систему вентиляции. Оба эти процесса описываются математическими формулами, по которым можно самостоятельно провести расчеты.

Теплопроводность и термическое сопротивление материала

Любой материал может проводить тепло. Интенсивность его передачи выражается посредством коэффициента теплопроводности λ (Вт / (м × °C)). Чем он ниже, тем лучше защищено зимой строение от промерзания.

От теплопроводности материала, из которого будет построен дом, зависят расходы на отопление. Особенно это важно для “холодных” регионов страны

Однако строения могут быть сложены или утеплены материалом различной толщины. Поэтому при практических расчетах используют коэффициент сопротивления теплопередаче:

R (м 2 × °С / Вт)

Он связан с теплопроводностью следующей формулой:

R = h / λ,

где h – толщина материала (м).

Пример. Определим коэффициент сопротивления теплопередаче разных по ширине газобетонных блоков марки D700 при λ = 0.16:

• ширина 300 мм: R = 0.3 / 0.16 = 1.88;
• ширина 400 мм: R = 0.4 / 0.16 = 2.50.

Для и оконных блоков может быть приведен как коэффициент теплопроводности, так и коэффициент сопротивления теплопередаче.

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких материалов, то при определении коэффициента сопротивления теплопередаче всего “пирога” суммируют коэффициенты отдельных его слоев.

Пример. Стена построена из газобетонных блоков (λ b = 0.16), толщиной 300 мм. Снаружи она утеплена (λ p = 0.03) толщиной 50 мм, а изнутри обшита вагонкой (λ v = 0.18), толщиной 20 мм.

Существуют таблицы для различных регионов, в которых прописаны минимальные значения суммарного коэффициента теплопередачи для периметра дома. Они носят рекомендательный характер

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

Вкладом слоев, которые малозначимы по параметру “теплосбережение”, можно пренебречь.

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Теплопотери Q (Вт) через однородную поверхность можно рассчитать следующим образом:

Q = S × dT / R,

• S – площадь рассматриваемой поверхности (м 2);
• dT – разница температуры между воздухом внутри и снаружи помещения (°С);
• R – коэффициент сопротивления теплопередаче поверхности (м 2 * °С / Вт).

Для определения суммарного показателя всех теплопотерь выполняют следующие действия:

1. выделяют участки, которые однородны по коэффициенту сопротивления теплопередаче;
2. высчитывают их площади;
3. определяют показатели термического сопротивления;
4. проводят расчет теплопотерь для каждого из участков;
5. суммируют полученные значения.

Пример. Угловая комната 3 × 4 метра на верхнем этаже с холодным чердачным помещением. Чистовая высота потолка – 2.7 метра. Есть 2 окна, размерами 1 × 1.5 м.

Найдем теплопотери через периметр при температуре воздуха внутри “+25 °С “, а снаружи – “–15 °С”:

1. Выделим однородные по коэффициенту сопротивления участки: потолок, стена, окна.
2. Площадь потолка S п = 3 × 4 = 12 м 2 . Площадь окон S о = 2 × (1 × 1.5) = 3 м 2 . Площадь стен S с = (3 + 4) × 2.7 – S о = 29.4 м 2 .
3. Коэффициент термического сопротивления потолка слагается из показателя перекрытия (доска толщиной 0.025 м), утеплителя (плиты минваты толщиной 0.10 м) и деревянного пола чердака (дерево и фанера с общей толщиной 0.05 м): R п = 0.025 / 0.18 + 0.1 / 0.037 + 0.05 / 0.18 = 3.12. Для окон значение берут из паспорта двухкамерного стеклопакета: R о = 0.50. Для стены, сложенной как в предыдущем примере: R с = 3.65.
4. Q п = 12 × 40 / 3.12 = 154 Вт. Q о = 3 × 40 / 0.50 = 240 Вт. Q с = 29.4 × 40 / 3.65 = 322 Вт.
5. Общие теплопотери модельной комнаты через ограждающие конструкции Q = Q п + Q о + Q с = 716 Вт.

Вычисление по приведенным формулам дает хорошее приближение при условии соответствия материала заявленным теплопроводным качествам и отсутствии ошибок, которые могут быть допущены при строительстве. Также проблемой может быть старение материалов и конструкции дома в целом.

Типовая геометрия стен и крыш

Линейные параметры (протяженность и высоту) конструкции при определении теплопотерь принято брать внутренние, а не внешние. То есть при расчете теплоотдачи через материал учитывают площадь соприкосновения теплого, а не холодного воздуха.

Обсчитывая внутренний периметр необходимо учесть и толщину межкомнатных перегородок. Легче всего это сделать по плану дома, который обычно нанесен на бумагу с масштабной сеткой

Таким образом, например, при габаритах дома 8 × 10 метров и толщине стены 0.3 метра, внутренний периметр P внут = (9.4 + 7.4) × 2 = 33.6 м, а внешний P внеш = (8 + 10) × 2 = 36 м.

Межэтажное перекрытие обычно имеет толщину от 0.20 до 0.30 м. Поэтому высота двух этажей от пола первого до потолка второго извне будет равна H внеш = 2.7 + 0.2 + 2.7 = 5.6 м. Если же сложить только чистовую высоту, то получится меньшее значение: H внут = 2.7 + 2.7 = 5.4 м. Межэтажное перекрытие, в отличие от стен, не несет функции утепления, поэтому для расчетов нужно брать H внеш .

Для двухэтажных домов с размерами около 200 м 2 разница между площадью стен внутри и снаружи составляет от 6 до 9%. Аналогично по внутренним размерам учитывают геометрические параметры крыши и перекрытий.

Расчет площади стен для простых по геометрии коттеджей элементарен, так как фрагменты состоят из прямоугольных участков и фронтонов чердачных и мансардных помещений.

Фронтоны мансард и чердаков в большинстве случаев имеют форму треугольника или симметричного по вертикали пятиугольника. Рассчитать их площадь достаточно просто

При вычислении теплопотерь через крышу в большинстве случаев достаточно применить формулы для нахождения площадей треугольника, прямоугольника и трапеции.

Наиболее популярные формы крыш частных домов. Измеряя их параметры, нужно помнить, что в расчеты подставляют внутренние размеры (без карнизных свесов)

Площадь уложенной кровли нельзя брать при определении теплопотерь, так как она идет и на свесы, которые не учитывают в формуле. Кроме того, часто материал (например, толь или профилированный оцинкованный лист) размещают с небольшим перехлестом.

Прямоугольная геометрия окон также не вызывает проблем при расчетах. Если же стеклопакеты имеют сложную форму, то их площадь можно не вычислять, а узнать из паспорта изделия.

Теплопотери через пол и фундамент

Вычисление теплопотерь в грунт через пол нижнего этажа, как и через стены и пол подвала, считают по правилам, прописанным в Приложении “E” СП 50.13330.2012. Дело в том, что скорость распространения тепла в земле гораздо ниже, чем в атмосфере, поэтому грунты тоже можно условно отнести к утеплительному материалу.

Но так как им свойственно промерзание, то участок пола делят на 4 зоны. Ширина первых трех – 2 метра, а к четвертой относят оставшуюся часть.

Зоны теплопотерь пола и цокольного этажа повторяют форму периметра фундамента. Основные теплопотери будут идти через зону №1

Для каждой зоны определяют коэффициент сопротивления теплопередаче, который добавляет грунт:

• зона 1: R 1 = 2.1;
• зона 2: R 2 = 4.3;
• зона 3: R 3 = 8.6;
• зона 4: R 4 = 14.2.

Если , то для определения общего коэффициента термического сопротивления складывают показатели утеплителя и грунта.

Пример. Пусть у дома с внешними размерами 10 × 8 м и толщиной стен 0.3 метра есть цокольный этаж, глубиной 2.7 метра. Его потолок расположен на уровне земли. Нужно рассчитать теплопотери в грунт при внутренней температуре воздуха “+25 °С”, а наружной – “–15 °С”.

Пусть стены выполнены из ФБС-блоков, толщиной 40 см (λ ф = 1.69). Изнутри они обшиты доской, толщиной 4 см (λ д = 0.18). Пол подвала залит керамзитобетоном, толщиной 12 см (λ к = 0.70). Тогда коэффициент термического сопротивления стен цоколя: R с = 0.4 / 1.69 + 0.04 / 0.18 = 0.46, а пола R п = 0.12 / 0.70 = 0.17.

Внутренние размеры дома будут равны 9.4 × 7.4 метра.

Схема разделения подвала на зоны для решаемой задачи. Вычисление площадей при такой простой геометрии сводится к определению сторон прямоугольников и их умножения

Вычислим площади и коэффициенты сопротивления теплопередаче по зонам:

• Зона 1 идет только по стене. Имеет периметр, равный 33.6 м, а высоту – 2 м. Поэтому S 1 = 33.6 × 2 = 67.2. R з1 = R с + R 1 = 0.46 + 2.1 = 2.56.
• Зона 2 по стене. Имеет периметр, равный 33.6 м, а высоту – 0.7 м. Поэтому S 2 c = 33.6 × 0.7 = 23.52. R з2с = R с + R 2 = 0.46 + 4.3 = 4.76.
• Зона 2 по полу. S 2п = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. R з2п = R п + R 2 = 0.17 + 4.3 = 4.47.
• Зона 3 идет только по полу. S 3 = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. R з3 = R п + R 3 = 0.17 + 8.6 = 8.77.
• Зона 4 идет только по полу. S 4 = 2.8 × 0.8 = 2.24. R з4 = R п + R 4 = 0.17 + 14.2 = 14.37.

Теплопотери цокольного этажа Q = (S 1 / R з1 + S 2 c / R з2с + S 2п / R з2п + S 3 / R з3 + S 4 / R з4 ) × dT = (26.25 + 4.94 + 8.26 + 3.47 + 0.16) × 40 = 1723 Вт.

Учет неотапливаемых помещений

Часто при расчете теплопотерь возникает ситуация, когда в доме есть неотапливаемое, но утепленное помещение. В этом случае перенос энергии происходит за два этапа. Рассмотрим эту ситуацию на примере чердака.

В утепленном, но не обогреваемом чердачном помещении, в холодный период времени устанавливается температура выше, чем на улице. Это происходит по причине передачи тепла через межэтажное перекрытие

Основная проблема заключается в том, что площадь перекрытия между чердаком и верхним этажом отличается от площади крыши и фронтонов. В этом случае необходимо воспользоваться условием баланса теплопередачи Q 1 = Q 2 .

Его можно также записать следующим способом:

K 1 × (T 1 – T #) = K 2 × (T # – T 2),

• K 1 = S 1 / R 1 + … + S n / R n для перекрытия между теплой частью дома и холодным помещением;
• K 2 = S 1 / R 1 + … + S n / R n для перекрытия между холодным помещением и улицей.

Из равенства теплопередачи находим температуру, которая установится в холодном помещении при известных значениях в доме и на улице. T # = (K 1 × T 1 + K 2 × T 2 ) / (K 1 + K 2 ). После этого подставим значение в формулу и найдем теплопотери.

Пример. Пусть внутренний размер дома 8 х 10 метров. Угол крыши – 30°. Температура воздуха в помещениях “+25 °С”, а снаружи – “–15 °С “.

Коэффициент термического сопротивления потолка рассчитываем как в примере, приведенном в разделе расчета теплопотерь через ограждающие конструкции: R п = 3.65. Площадь перекрытия равна 80 м 2 , поэтому K 1 = 80 / 3.65 = 21.92.

Площадь крыши S 1 = (10 × 8) / cos (30) = 92.38. Коэффициент термического сопротивления считаем, учитывая толщину дерева (обрешетка и отделка – 50 мм) и минваты (10 см): R 1 = 2.98.

Площадь окна для фронтона S 2 = 1.5. Для обыкновенного двухкамерного стеклопакета термосопротивление R 2 = 0.4. Площадь фронтона рассчитаем по формуле: S 3 = 8 2 × tg (30) / 4 – S 2 = 7.74. Коэффициент сопротивления теплопередаче такой же, как и у крыши: R 3 = 2.98.

Теплоотдача через окна составляет значительную часть всех потерь энергии. Поэтому в регионах с холодными зимами следует выбирать “теплые” стеклопакеты

Рассчитаем коэффициент для крыши (не забыв, что количество фронтонов – два):

K 2 = S 1 / R 1 + 2 × (S 2 / R 2 + S 3 / R 3 ) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.

Вычислим температуру воздуха в чердачном помещении:

T # = (21.92 × 25 + 43.69 × (–15)) / (21.92 + 43.69) = –1.64 °С.

Подставим полученное значение в любую из формул расчета теплопотерь (при условии баланса они равны) и получим искомый результат:

Q 1 = K 1 × (T 1 – T # ) = 21.92 × (25 – (–1.64)) = 584 Вт.

Охлаждение через вентиляцию

Систему вентиляции устанавливают для поддержания нормального микроклимата в доме. Это приводит к затоку холодного воздуха в помещение, что также необходимо учитывать при расчете теплопотерь.

Требования к объему вентиляции прописаны в нескольких нормативных документах. При проектировании внутридомовой системы коттеджа прежде всего нужно учитывать требования §7 СНиП 41-01-2003 и §4 СанПиН 2.1.2.2645-10.

Так как общепринятой единицей измерения теплопотерь служит ватт, то теплоемкость воздуха c (кДж / кг ×°С) необходимо привести к размерности “Вт × ч / кг × °С”. Для воздуха на уровне моря можно принять значение c = 0.28 Вт × ч / кг ×°С.

Так как объем вентиляции измеряется в кубометрах в час, то также необходимо знать плотность воздуха q (кг / м 3). При нормальном атмосферном давлении и средней влажности это значение можно принять q = 1.30 кг / м 3 .

Бытовая вентиляционная установка с рекуператором. Заявленный объем, который она пропускает, дается с небольшой погрешностью. Поэтому точно высчитывать плотность и теплоемкость воздуха на местности до сотых долей не имеет смысла

Расход энергии на компенсацию теплопотерь в результате вентиляции можно рассчитать по следующей формуле:

Q = L × q × c × dT = 0.364 × L × dT,

• L – расход воздуха (м 3 / ч);
• dT – разница температуры между комнатным и поступающим воздухом (°С).

Если холодный воздух поступает в дом напрямую, то:

dT = T 1 – T 2 ,

• T 1 – температура внутри помещения;
• T 2 – температура на улице.

Но для больших объектов в систему вентиляции обычно (теплообменник). Он позволяет значительно сэкономить энергоресурсы, так как частичный нагрев поступающего воздуха происходит за счет температуры выходящего потока.

Эффективность таких устройств измеряется в их КПД k (%). В этом случае предыдущая формула примет вид:

dT = (T 1 – T 2) × (1 – k / 100).

Расчет расхода газа

Зная , можно достаточно просто вычислить необходимый расход природного или сжиженного газа для отопления дома площадью 200 м 2 .

На количество выделяемой энергии, кроме объема топлива, влияет его теплота сгорания. Для газа этот показатель зависит от влажности и химического состава подаваемой смеси. Различают высшую (H h ) и низшую (H l ) теплотворность.

Низшая теплота сгорания у пропана меньше чем у бутана. Поэтому, чтобы точно определить теплотворность сжиженного газа нужно знать процентное соотношение этих компонентов в подаваемой к котлу смеси

Чтобы рассчитать объем топлива, которого гарантированно хватит для отопления, в формулу подставляют значение низшей теплотворности, которое можно узнать у поставщика газа. Стандартная единица измерения теплотворности – “мДж / м 3 ” или “мДж / кг”. Но так как единицы измерения и мощности котлов и теплопотерь оперируют с ваттами, а не джоулями, то необходимо выполнить преобразование, учитывая, что 1 мДж = 278 Вт × ч.

Если значение низшей теплотворности смеси неизвестно, то допустимо взять следующие осредненные цифры:

• для природного газа H l = 9.3 кВт × ч / м 3 ;
• для сжиженного газа H l = 12.6 кВт × ч / кг.

Еще один показатель, необходимый для расчетов – КПД котла K . Обычно его измеряют в процентах. Окончательная формула расхода газа за период времени E (ч) имеет следующий вид:

V = Q × E / (H l × K / 100).

Период, когда включают централизованное отопление в домах, определяют по среднесуточной температуре воздуха.

Если на протяжении последних пяти дней она не превышает “+ 8 °С”, то согласно Постановлению Правительства РФ № 307 от 13.05.2006, подача тепла в дом должна быть обеспечена. Для частных домов с автономным обогревом при расчете потребления топлива также оперируют этими цифрами.

Точные данные о количестве суток с температурой не выше “+ 8 °С” для местности, где построен коттедж, можно узнать в местном отделении Гидрометцентра.

Если дом расположен близко к крупному населенному пункту, то проще воспользоваться табл. 1. СНиП 23-01-99 (столбец № 11). Умножив это значение на 24 (часа в сутки) мы получим параметр E из уравнения расчета расхода газа.

По климатическим данным из табл. 1 СНиП 23-01-99 проводят расчеты строительные организации для определения теплопотерь зданий

Если объем притока воздуха и температура внутри помещений будут постоянными (или с незначительными колебаниями), то теплопотери и через ограждающие конструкции и по причине вентиляции помещений будут прямо пропорциональны температуре наружного воздуха.

Поэтому за параметр T 2 в уравнениях расчета теплопотерь можно взять значение из столбца № 12 табл. 1. СНиП 23-01-99.

Пример для коттеджа на 200 м 2

Рассчитаем расход газа для коттеджа возле г. Ростов-на-Дону. Продолжительность периода отопления: E = 171 × 24 = 4104 ч. Средняя уличная температура T 2 = – 0.6 °С. Желательная температура в доме: T 1 = 24 °С.

Двухэтажный коттедж с неотапливаемым гаражом. Общая площадь – около 200 м2. Стены дополнительно не утеплены, что допустимо для климата Ростовской области

Шаг 1. Рассчитаем теплопотери через периметр без учета гаража.

Для этого выделим однородные участки:

• Окна. Всего есть 9 окон размером 1.6 × 1.8 м, одно окно размером 1.0 × 1.8 м и 2.5 круглых окна площадью 0.38 м 2 каждое. Общая площадь окон: S окна = 28.60 м 2 . По паспорту изделий R окна = 0.55. Тогда Q окна = 1279 Вт.
• Двери. Есть 2 утепленные двери размером 0.9 х 2.0 м. Их площадь: S двери = 3.6 м 2 . По паспорту изделия R двери = 1.45. Тогда Q двери = 61 Вт.
• Глухая стена. Участок “АБВГД”: 36.1 × 4.8 = 173.28 м 2 . Участок “ДА”: 8.7 × 1.5 = 13.05 м 2 . Участок “ДЕЖ”: 18.06 м 2 . Площадь фронтона крыши: 8.7 × 5.4 / 2 = 23.49. Итого, площадь глухой стены: S стена = 251.37 – S окна – S двери = 219.17 м 2 . Стены сложены из газобетона толщиной 40 см и пустотелого облицовочного кирпича. R стены = 2.50 + 0.63 = 3.13. Тогда Q стены = 1723 Вт.

Суммарные теплопотери через периметр:

Q перим = Q окна + Q двери + Q стены = 3063 Вт.

Шаг 2. Вычислим теплопотери через крышу.

Утеплителем служит сплошная обрешетка (35 мм), минвата (10 см) и вагонка (15 мм). R крыши = 2.98. Площадь крыши над основным корпусом: 2 × 10 × 5.55 = 111 м 2 , а над котельной: 2.7 × 4.47 = 12.07 м 2 . Итого S крыши = 123.07 м 2 . Тогда Q крыши = 1016 Вт.

Шаг 3. Рассчитаем теплопотери через пол.

Зоны для отапливаемого помещения и гаража нужно рассчитать отдельно. Площадь можно определить точно по математическим формулам, а можно и с применением векторных редакторов типа Corel Draw

Сопротивление теплопередаче оказывают доски чернового настила и фанера под ламинат (5 см в сумме), а также базальтовый утеплитель (5 см). R пола = 1.72. Тогда теплопотери через пол будут равны:

Q пол = (S 1 / (R пол + 2.1) + S 2 / (R пол + 4.3) + S 3 / (R пол + 2.1)) × dT = 546 Вт.

Шаг 4. Вычислим теплопотери через холодный гараж. Его пол не утеплен.

Из обогреваемого дома тепло проникает двумя путями:

1. Через несущую стену. S 1 = 28.71, R 1 = 3.13.
2. Через кирпичную перегородку с котельной. S 2 = 11.31, R 2 = 0.89.

Получим K 1 = S 1 / R 1 + S 2 / R 2 = 21.88.

Из гаража наружу тепло выходит следующим образом:

1. Через окно. S 1 = 0.38, R 1 = 0.55.
2. Через ворота. S 2 = 6.25, R 2 = 1.05.
3. Через стену. S 3 = 19.68, R 3 = 3.13.
4. Через крышу. S 4 = 23.89, R 4 = 2.98.
5. Через пол. Зона 1. S 5 = 17.50, R 5 = 2.1.
6. Через пол. Зона 2. S 6 = 9.10, R 6 = 4.3.

Получим K 2 = S 1 / R 1 + … + S 6 / R 6 = 31.40

Вычислим температуру в гараже при условии баланса передачи тепла: T # = 9.2 °С. Тогда теплопотери будут равны: Q гараж = 324 Вт.

Шаг 5. Рассчитаем потери тепла в результате вентиляции.

Пусть высчитанный объем вентиляции для такого коттеджа с проживанием в нем 6 человек равен 440 м 3 /час. В системе установлен рекуператор с КПД 50%. При таких условиях потери тепла: Q вент = 1970 Вт.

Шаг. 6. Определим суммарные теплопотери, сложив все локальные значения: Q = 6919 Вт.

Шаг 7. Вычислим объем газа, необходимый для обогрева модельного дома в зимний период при КПД котла 92%:

• Природный газ. V = 3319 м 3 .
• Сжиженный газ. V = 2450 кг.

После расчетов можно проанализировать финансовые затраты на обогрев и целесообразность вложений, направленных на уменьшение теплопотерь.

Выводы и полезное видео по теме

Теплопроводность и сопротивление теплопередаче материалов. Правила расчета для стен, крыши и пола:

Наиболее сложная часть расчетов по определению необходимого для отопления объема газа – нахождение теплопотерь обогреваемого объекта. Здесь в первую очередь нужно внимательно отнестись к геометрическим вычислениям.

Если же финансовые затраты на обогрев покажутся чрезмерными, то следует подумать над дополнительным утеплением дома. Тем более что расчеты теплопотерь хорошо показывают структуру промерзания.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы по неясным и заинтересовавшим моментам, размещайте фото по теме статьи. Поделитесь собственным опытом в проведении расчетов для выяснения расходов на отопление. Не исключено, что ваши советы очень помогут посетителям сайта.