Κατανάλωση αερίου για θέρμανση σπιτιού 200 m²: προσδιορισμός εξόδων κατά τη χρήση κύριου και φιαλιδίου καυσίμου

Οι ιδιοκτήτες μεσαίων και μεγάλων εξοχικών κατοικιών πρέπει να προγραμματίζουν τα έξοδα συντήρησης της κατοικίας. Επομένως, συχνά τίθεται το ζήτημα του υπολογισμού της κατανάλωσης αερίου για θέρμανση σπιτιού 200 m² ή μεγαλύτερης επιφάνειας. Η πρωτότυπη αρχιτεκτονική συνήθως δεν επιτρέπει τη χρήση της μεθόδου των αναλογιών και την εύρεση έτοιμων υπολογισμών.

Ωστόσο, δεν υπάρχει λόγος να πληρώσετε για τη λύση αυτού του προβλήματος. Όλοι οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν μόνοι σας. Για αυτό, θα χρειαστείτε γνώσεις ορισμένων κανονιστικών πράξεων, καθώς και κατανόηση της φυσικής και της γεωμετρίας σε σχολικό επίπεδο.

Θα σας βοηθήσουμε να κατανοήσετε αυτό το επίκαιρο ζήτημα για τον οικιακό οικονομολόγο. Θα σας υποδείξουμε ποιες φόρμουλες χρησιμοποιούνται για τους υπολογισμούς, ποια χαρακτηριστικά πρέπει να γνωρίζετε για να λάβετε αποτέλεσμα. Στο άρθρο μας παρατίθενται παραδείγματα, βάσει των οποίων θα είναι ευκολότερο να κάνετε τον δικό σας υπολογισμό.

Εύρεση της τιμής της απώλειας ενέργειας

Για να προσδιοριστεί η ποσότητα ενέργειας που χάνει ένα σπίτι, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τα κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής, τη θερμική αγωγιμότητα των υλικών και τα πρότυπα αερισμού. Για να υπολογιστεί ο απαιτούμενος όγκος αερίου, αρκεί να γνωρίζουμε τη θερμογόνο δύναμή του. Το πιο σημαντικό σε αυτή τη δουλειά είναι η προσοχή στη λεπτομέρεια.

Η θέρμανση του κτιρίου πρέπει να αντισταθμίζει τις απώλειες θερμότητας, οι οποίες συμβαίνουν για δύο βασικούς λόγους: διαρροές θερμότητας γύρω από την περίμετρο του σπιτιού και είσοδο ψυχρού αέρα μέσω του συστήματος εξαερισμού. Και οι δύο αυτές διαδικασίες περιγράφονται από μαθηματικούς τύπους, με τους οποίους μπορείτε να κάνετε μόνοι σας υπολογισμούς.

Θερμική αγωγιμότητα και θερμική αντίσταση υλικού

Κάθε υλικό μπορεί να μεταφέρει θερμότητα. Η ένταση της μεταφοράς εκφράζεται μέσω του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας λ (W / (m × °C)). Όσο χαμηλότερος είναι, τόσο καλύτερα προστατεύεται το κτίριο από το πάγωμα το χειμώνα.

Το κόστος θέρμανσης εξαρτάται από τη θερμική αγωγιμότητα του υλικού από το οποίο θα κατασκευαστεί το σπίτι. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για “ψυχρές” περιοχές της χώρας.

Ωστόσο, τα κτίρια μπορούν να κατασκευαστούν ή να μονωθούν με υλικό διαφορετικού πάχους. Γι' αυτό, στους πρακτικούς υπολογισμούς χρησιμοποιείται ο συντελεστής αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας:

R (m² × °C / W)

Συνδέεται με τη θερμική αγωγιμότητα με τον εξής τύπο:

R = h / λ,

όπου h – το πάχος του υλικού (m).

Παράδειγμα. Υπολογίζουμε τον συντελεστή αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας ογκόλιθων αεριωμένου σκυροδέματος διαφορετικού πλάτους της μάρκας D700 σε λ = 0.16:

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

Για μονωτικά υλικά και κουφώματα παραθύρων μπορεί να δίνεται τόσο ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας όσο και ο συντελεστής αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας.

Εάν η κατασκευή του περιβλήματος αποτελείται από πολλά υλικά, τότε κατά τον προσδιορισμό του συντελεστή αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας όλης της “σύνθετης κατασκευής”, αθροίζονται οι συντελεστές των επιμέρους στρωμάτων της.

Παράδειγμα. Ο τοίχος είναι κατασκευασμένος από ογκόλιθους αεριωμένου σκυροδέματος (λ_b = 0.16), πάχους 300 mm. Εξωτερικά είναι μονωμένος με εξηλασμένη πολυστερίνη (λ_p = 0.03) πάχους 50 mm, και εσωτερικά είναι επενδεδυμένος με σανίδα επένδυσης (λ_v = 0.18), πάχους 20 mm.

Υπάρχουν πίνακες για διάφορες περιοχές, στους οποίους αναγράφονται οι ελάχιστες τιμές του συνολικού συντελεστή θερμοπερατότητας για την περίμετρο του σπιτιού. Είναι συμβουλευτικού χαρακτήρα.

Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε τον συνολικό συντελεστή αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας:

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

Η συμβολή των στρωμάτων που είναι ασήμαντα ως προς την παράμετρο “εξοικονόμηση θερμότητας”, μπορεί να αγνοηθεί.

Υπολογισμός απωλειών θερμότητας μέσω των δομικών στοιχείων περικλείσεως

Οι απώλειες θερμότητας Q (W) μέσω μιας ομοιογενούς επιφάνειας μπορούν να υπολογιστούν ως εξής:

Q = S × dT / R,

όπου:

• S – το εμβαδόν της υπό εξέταση επιφάνειας (m²);
• dT – η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του αέρα εντός και εκτός του χώρου (°C);
• R – ο συντελεστής αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας της επιφάνειας (m² * °C / W).

Για τον προσδιορισμό της συνολικής ένδειξης όλων των απωλειών θερμότητας, εκτελούνται τα ακόλουθα βήματα:

1. εντοπίζονται οι περιοχές που είναι ομοιογενείς ως προς τον συντελεστή αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας;
2. υπολογίζονται τα εμβαδά τους;
3. προσδιορίζονται οι δείκτες θερμικής αντίστασης;
4. διεξάγεται ο υπολογισμός απωλειών θερμότητας για καθεμία από τις περιοχές;
5. αθροίζονται οι λαμβανόμενες τιμές.

Παράδειγμα. Ένα γωνιακό δωμάτιο 3 × 4 μέτρα στον τελευταίο όροφο με κρύα σοφίτα. Το τελικό ύψος οροφής είναι 2.7 μέτρα. Υπάρχουν 2 παράθυρα, διαστάσεων 1 × 1.5 m.

Ας βρούμε τις απώλειες θερμότητας μέσω της περιμέτρου σε θερμοκρασία αέρα εντός “+25 °C” και εκτός “–15 °C”:

1. Ας ξεχωρίσουμε τις ομοιογενείς ως προς τον συντελεστή αντίστασης περιοχές: οροφή, τοίχος, παράθυρα.
2. Το εμβαδόν της οροφής S_ο = 3 × 4 = 12 m². Το εμβαδόν των παραθύρων S_π = 2 × (1 × 1.5) = 3 m². Το εμβαδόν των τοίχων S_τ = (3 + 4) × 2.7 – S_π = 29.4 m².
3. Ο συντελεστής θερμικής αντίστασης της οροφής αποτελείται από την τιμή της πλάκας (σανίδα πάχους 0,025 m), της μόνωσης (πλάκες ορυκτοβάμβακα πάχους 0,10 m) και του ξύλινου δαπέδου της σοφίτας (ξύλο και κόντρα πλακέ συνολικού πάχους 0,05 m): R_π = 0,025 / 0,18 + 0,1 / 0,037 + 0,05 / 0,18 = 3,12. Για τα παράθυρα, η τιμή λαμβάνεται από το φύλλο τεχνικών χαρακτηριστικών του διπλού υαλοπίνακα: R_ο = 0,50. Για τον τοίχο που κατασκευάστηκε όπως στο προηγούμενο παράδειγμα: R_σ = 3,65.
4. Q_π = 12 × 40 / 3,12 = 154 W. Q_ο = 3 × 40 / 0,50 = 240 W. Q_σ = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 W.
5. Οι συνολικές απώλειες θερμότητας του υποδειγματικού δωματίου μέσω των δομικών στοιχείων Q = Q_π + Q_ο + Q_σ = 716 W.

Ο υπολογισμός με βάση τους παραπάνω τύπους δίνει μια καλή προσέγγιση υπό την προϋπόθεση ότι το υλικό αντιστοιχεί στις δηλωμένες θερμικές αγωγιμότητες και απουσία σφαλμάτων που μπορεί να γίνουν κατά την κατασκευή. Επίσης, η γήρανση των υλικών και της συνολικής κατασκευής του σπιτιού μπορεί να αποτελέσει πρόβλημα.

Τυπική γεωμετρία τοίχων και οροφών

Οι γραμμικές παράμετροι (μήκος και ύψος) της κατασκευής κατά τον προσδιορισμό των απωλειών θερμότητας λαμβάνονται εσωτερικές και όχι εξωτερικές. Δηλαδή, κατά τον υπολογισμό της μεταφοράς θερμότητας μέσω του υλικού, λαμβάνεται υπόψη η επιφάνεια επαφής του θερμού αέρα και όχι του ψυχρού.

Κατά τον υπολογισμό της εσωτερικής περιμέτρου, πρέπει να ληφθεί υπόψη και το πάχος των εσωτερικών χωρισμάτων. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να γίνει αυτό με βάση την κάτοψη του σπιτιού, η οποία συνήθως σχεδιάζεται σε χαρτί με κλίμακα.

Έτσι, για παράδειγμα, με διαστάσεις σπιτιού 8 × 10 μέτρα και πάχος τοίχου 0,3 μέτρα, η εσωτερική περίμετρος P_εσ = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 m, και η εξωτερική P_εξ = (8 + 10) × 2 = 36 m.

Το ενδιάμεσο δάπεδο συνήθως έχει πάχος από 0,20 έως 0,30 m. Επομένως, το ύψος δύο ορόφων από το δάπεδο του πρώτου έως την οροφή του δεύτερου εξωτερικά θα είναι H_εξ = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 m. Αν προστεθεί μόνο το τελικό ύψος, προκύπτει μικρότερη τιμή: H_εσ = 2,7 + 2,7 = 5,4 m. Το ενδιάμεσο δάπεδο, σε αντίθεση με τους τοίχους, δεν έχει λειτουργία μόνωσης, επομένως για τους υπολογισμούς πρέπει να χρησιμοποιείται το H_εξ.

Για διώροφες κατοικίες με διαστάσεις περίπου 200 m², η διαφορά μεταξύ της εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας των τοίχων κυμαίνεται από 6% έως 9%. Αντίστοιχα, οι γεωμετρικές παράμετροι της στέγης και των δαπέδων λαμβάνονται υπόψη με τις εσωτερικές διαστάσεις.

Ο υπολογισμός της επιφάνειας των τοίχων για απλές γεωμετρικά κατοικίες είναι στοιχειώδης, καθώς τα τμήματα αποτελούνται από ορθογώνιες επιφάνειες και αετώματα σοφιτών και παταριών.

Τα αετώματα των σοφιτών και των σκεπών στις περισσότερες περιπτώσεις έχουν σχήμα τριγώνου ή συμμετρικού πενταγώνου ως προς την κατακόρυφο. Ο υπολογισμός του εμβαδού τους είναι αρκετά απλός.

Κατά τον υπολογισμό των απωλειών θερμότητας μέσω της στέγης, στις περισσότερες περιπτώσεις αρκεί η εφαρμογή τύπων για την εύρεση των εμβαδών τριγώνου, ορθογωνίου και τραπεζίου.

Οι πιο δημοφιλείς μορφές στεγών ιδιωτικών κατοικιών. Κατά τη μέτρηση των παραμέτρων τους, πρέπει να θυμάστε ότι στους υπολογισμούς λαμβάνονται οι εσωτερικές διαστάσεις (χωρίς τις προεξοχές των γείσων).

Το εμβαδόν της στρωμένης στέγης δεν μπορεί να ληφθεί κατά τον προσδιορισμό των απωλειών θερμότητας, καθώς περιλαμβάνει και τις προεξοχές, οι οποίες δεν λαμβάνονται υπόψη στον τύπο. Επιπλέον, συχνά το υλικό (π.χ. τσόχα ή προφίλ γαλβανισμένου φύλλου) τοποθετείται με μικρή επικάλυψη.

Μερικές φορές φαίνεται ότι ο υπολογισμός του εμβαδού της στέγης είναι αρκετά δύσκολος. Ωστόσο, εντός του σπιτιού η γεωμετρία της μονωμένης περίφραξης του ανώτερου ορόφου μπορεί να είαι πολύ πιο απλή.

Η ορθογώνια γεωμετρία των παραθύρων επίσης δεν δημιουργεί προβλήματα στους υπολογισμούς. Εάν όμως οι υαλοπίνακες έχουν σύνθετο σχήμα, το εμβαδόν τους μπορεί να μην υπολογιστεί, αλλά να ληφθεί από το φύλλο τεχνικών προδιαγραφών του προϊόντος.

Απώλειες θερμότητας μέσω δαπέδου και θεμελίωσης

Ο υπολογισμός των απωλειών θερμότητας στο έδαφος μέσω του δαπέδου του κάτω ορόφου, όπως και μέσω των τοίχων και του δαπέδου του υπογείου, γίνεται σύμφωνα με τους κανόνες που ορίζονται στο Παράρτημα «Ε» του SP 50.13330.2012. Το θέμα είαι ότι η ταχύτητα διάδοςης της θερμότητας στο έδαφος είαι πολύ χαμηλότερη από ότι στην ατμόσφαιρα, επομένως τα εδάφη μπορούν επίσης να θεωρηθούν υπό όρους ως μονωτικό υλικό.

Αλλά επειδή είναι επιρρεπή σε παγετό, η περιοχή του δαπέδου χωρίζεται σε 4 ζώνες. Το πλάτος των πρώτων τριών είαι 2 μέτρα, ενώ στην τέταρτη ανήκει το υπόλοιπο τμήμα.

Οι ζώνες απωλειών θερμότητας του δαπέδου και του υπογείου επανλαμβάνουν το σχήμα της περιμέτρου του θεμελίου. Οι κύριες απώλειες θερμότητας θα γίνονται μέσω της ζώνης Νο 1.

Για κάθε ζώνη προσδιορίζεται ο συντελεστής θερμικής αντίστασης που προσθέτει το έδαφος:

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

Εάν τα δάπεδα είναι μονωμένα, τότε για τον προσδιορισμό του συνολικού συντελεστή θερμικής αντίστασης προστίθονται οι δείκτες του μονωτικού και του εδάφους.

Παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι ένα σπίτι με εξωτερικές διαστάσεις 10 × 8 m και πάχος τοίχων 0,3 μέτρα έχει υπόγειο βάθους 2,7 μέτρων. Η οροφή του βρίσκεται στο επίπεδο του εδάφους. Πρέπει να υπολογιστούν οι απώλειες θερμότητας προς το έδαφος, με εσωτερική θερμοκρασία αέρα «+25 °C» και εξωτερική «–15 °C».

Υποθέστε ότι οι τοίχοι είναι κατασκευασμένοι από μπλοκ ΦΒΣ, πάχους 40 cm (λ_ф = 1,69). Από μέσα είναι επενδυμένοι με σανίδα, πάχους 4 cm (λ_д = 0,18). Το δάπεδο του υπογείου είναι χυμένο με διογκωμένο αργιλικό σκυρόδεμα, πάχους 12 cm (λ_к = 0,70). Τότε ο συντελεστής θερμικής αντίστασης των τοίχων του υπογείου: R_σ = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46, και του δαπέδου R_π = 0,12 / 0,70 = 0,17.

Οι εσωτερικές διαστάσεις του σπιτιού θα είναι 9,4 × 7,4 μέτρα.

Σχηματική διαίρεση του υπογείου σε ζώνες για το υπό εξέταση πρόβλημα. Ο υπολογισμός των εμβαδών σε αυτήν την απλή γεωμετρία ανάγεται στον προσδιορισμό των πλευρών των ορθογωνίων και στον πολλαπλασιασμό τους.

Ας υπολογίσουμε τα εμβαδά και τους συντελεστές αντίστασης μεταφοράς θερμότητας ανά ζώνη:

• Η ζώνη 1 εκτείνεται μόνο κατά μήκος του τοίχου. Έχει περίμετρο 33,6 m και ύψος 2 m. Επομένως, S₁ = 33,6 × 2 = 67,2. R_ζ1 = R_σ + R₁ = 0,46 + 2,1 = 2,56.
• Η ζώνη 2 κατά μήκος του τοίχου. Έχει περίμετρο 33,6 m και ύψος 0,7 m. Επομένως, S_2σ = 33,6 × 0,7 = 23,52. R_ζ2σ = R_σ + R₂ = 0,46 + 4,3 = 4,76.
• Η ζώνη 2 στο δάπεδο. S_2π = 9,4 × 7,4 – 6,8 × 4,8 = 36,92. R_ζ2π = R_π + R₂ = 0,17 + 4,3 = 4,47.
• Η ζώνη 3 εκτείνεται μόνο στο δάπεδο. S₃ = 6,8 × 4,8 – 2,8 × 0,8 = 30,4. R_ζ3 = R_π + R₃ = 0,17 + 8,6 = 8,77.
• Η ζώνη 4 εκτείνεται μόνο στο δάπεδο. S₄ = 2,8 × 0,8 = 2,24. R_ζ4 = R_π + R₄ = 0,17 + 14,2 = 14,37.

Απώλειες θερμότητας του υπογείου ορόφου Q = (S₁ / R_ζ1 + S_2σ / R_ζ2σ + S_2π / R_ζ2π + S₃ / R_ζ3 + S₄ / R_ζ4) × dT = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 W.

Υπολογισμός μη θερμαινόμενων χώρων

Συχνά κατά τον υπολογισμό των απωλειών θερμότητας προκύπτει μια κατάσταση όπου στο σπίτι υπάρχει ένας μη θερμαινόμενος αλλά μονωμένος χώρος. Σε αυτήν την περίπτωση, η μεταφορά ενέργειας γίνεται σε δύο στάδια. Ας εξετάσουμε αυτήν την κατάσταση με το παράδειγμα της σοφίτας.

Σε ένα μονωμένο αλλά μη θερμαινόμενο χώρο σοφίτας, κατά την ψυχρή περίοδο, η θερμοκρασία είναι υψηλότερη από ότι έξω. Αυτό συμβαίνει λόγω μεταφοράς θερμότητας μέσω της ενδοδαπέδιας πλάκας.

Το κύριο πρόβλημα είναι ότι η επιφάνεια της πλάκας μεταξύ σοφίτας και άνω ορόφου διαφέρει από την επιφάνεια της οροφής και των αετωμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να χρησιμοποιηθεί η συνθήκη ισορροπίας μεταφοράς θερμότητας Q₁ = Q₂.

Μπορεί επίσης να γραφτεί ως εξής:

K₁ × (T₁ – T_#) = K₂ × (T_# – T₂),

όπου:

• K₁ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n για την πλάκα μεταξύ του θερμού τμήματος του σπιτιού και του ψυχρού χώρου.
• K₂ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n για την πλάκα μεταξύ του ψυχρού χώρου και του εξωτερικού χώρου.

Από την ισότητα μεταφοράς θερμότητας, βρίσκουμε τη θερμοκρασία που θα εγκατασταθεί στον ψυχρό χώρο με γνωςτές τιμές στο σπίτι και έξω. T_# = (K₁ × T₁ + K₂ × T₂) / (K₁ + K₂). Στη συνέχεια, αντικαθιστούμε την τιμή στον τύπο και βρίσκουμε τις απώλειες θερμότητας.

Παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι το εσωτερικό μέγεθος του σπιτιού είναι 8 x 10 μέτρα. Η γωνία της οροφής είναι 30°. Η θερμοκρασία αέρα στους χώρους είναι “+25 °C” και έξω “–15 °C”.

Ο συντελεστής θερμικής αντίστασης της οροφής υπολογίζεται όπως στο παράδειγμα που δίνεται στην ενότητα υπολογισμού απωλειών θερμότητας μέσω δομικών στοιχείων: R_p = 3.65. Η επιφάνεια της πλάκας είναι 80 m², επομένως K₁ = 80 / 3.65 = 21.92.

Η επιφάνεια της οροφής S₁ = (10 × 8) / cos(30) = 92.38. Υπολογίζουμε τον συντελεστή θερμικής αντίστασης, λαμβάνοντας υπόψη το πάχος του ξύλου (επιφάνεια και τελείωμα – 50 mm) και του ορυκτοβάμβκκα (10 cm): R₁ = 2.98.

Η επιφάνεια του παραθύρου για το αέτομα S₂ = 1.5. Για ένα συνηθισμένο υαλοπίνακα δύο θαλάμων, η θερμική αντίσταση R₂ = 0.4. Η επιφάνεια του αετώματος υπολογίζεται με τον τύπο: S₃ = 8² × tg(30) / 4 – S₂ = 7.74. Ο συντελεστής αντίστασης μεταφοράς θερμότητας είναι ο ίδιος με αυτόν της οροφής: R₃ = 2.98.

Η απαγωγή θερμότητας μέσω των παραθύρων αποτελεί σημαντικό μέρος όλων των απωλειών ενέργειας. Επομένως, σε περιοχές με ψυχρούς χειμώνες, θα πρέπει να επιλέγονται “θερμοί” υαλοπίνακες.

Υπολογίζουμε τον συντελεστή για την οροφή (χωρίς να ξεχνάμε ότι ο αριθμός των αετωμάτων είναι δύο):

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

Υπολογίζουμε τη θερμοκρασία του αέρα στον χώρο της σοφίτας:

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

Αντικαθιστούμε την λαμβανόμενη τιμή σε οποιονδήποτε από τους τύπους υπολογισμού των απωλειών θερμότητας (υπό την προϋπόθεση ισορροπίας είναι ίσες) και λαμβάνουμε το ζητούμενο αποτέλεσμα:

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

Ψύξη μέσω αερισμού

Το σύστημα εξαερισμού εγκαθίσταται για τη διατήρηση ενός κανονικού μικροκλίματος στο σπίτι. Αυτό οδηγεί σε εισροή ψυχρού αέρα στον χώρο, το οποίο πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη κατά τον υπολογισμό των απωλειών θερμότητας.

Οι απαιτήσεις για τον όγκο εξαερισμού αναφέρονται σε διάφορα κανονιστικά έγγραφα. Κατά τον σχεδιασμό του εσωτερικού συστήματος μιας μονοκατοικίας, πρέπει πρώτα να ληφθούν υπόψη οι απαιτήσεις του §7 του SNiP 41-01-2003 και του §4 του SanPiN 2.1.2.2645-10.

Εφόσον η γενικά αποδεκτή μονάδα μέτρησης των απωλειών θερμότητας είναι το βατ, η θερμοχωρητικότητα του αέρα c (kJ / kg × °C) πρέπει να μεταφερθεί στη διάσταση “W × h / kg × °C”. Για τον αέρα στο επίπεδο της θάλασσας, μπορεί να ληφθεί η τιμή c = 0.28 W × h / kg × °C.

Εφόσον ο όγκος εξαερισμού μετράται σε κυβικά μέτρα ανά ώρα, είναι επίσης απαραίτητο να γνωρίζουμε την πυκνότητα του αέρα q (kg / m³). Υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση και μέση υγρασία, αυτή η τιμή μπορεί να ληφθεί ως q = 1.30 kg / m³.

Οικιακή μονάδα εξαερισμού με εναλλάκτη θερμότητας. Ο δηλωμένος όγκος που διέρχεται δίνεται με μικρή ανοχή. Επομένως, δεν έχει νόημα να υπολογίζουμε με ακρίβεια την πυκνότητα και τη θερμοχωρητικότητα του αέρα στην περιοχή σε εκατοστά.

Η κατανάλωση ενέργειας για την αντιστάθμιση των απωλειών θερμότητας λόγω εξαερισμού μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:

Q = L × q × c × dT = 0.364 × L × dT,

όπου:

• L – παροχή αέρα (m³ / h);
• dT – διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και του εισερχόμενου αέρα (°C).

Εάν ο ψυχρός αέρας εισέρχεται απευθείας στο σπίτι, τότε:

dT = T₁ – T₂,

όπου:

• T₁ – θερμοκρασία εσωτερικού χώρου·
• T₂ – θερμοκρασία εξωτερικού χώρου.

Αλλά για μεγάλα κτίρια, στο σύστημα εξαερισμού συνήθως ενσωματώνεται ένας εναλλάκτης θερμότητας (ανακτητής). Επιτρέπει σημαντική εξοικονόμηση ενεργειακών πόρων, καθώς η μερική θέρμανση του εισερχόμενου αέρα γίνεται μέσω της θερμοκρασίας του εξερχόμενου ρεύματος.

Η απόδοση αυτών των συσκευών μετράται ως συντελεστής απόδοσης k (%). Σε αυτήν την περίπτωση, ο προηγούμενος τύπος θα έχει τη μορφή:

dT = (T₁ – T₂) × (1 – k / 100).

Υπολογισμός κατανάλωσης αερίου

Γνωρίζοντας τις συνολικές απώλειες θερμότητας, μπορείτε να υπολογίσετε αρκετά απλά την απαραίτητη κατανάλωση φυσικού ή υγροποιημένου αερίου για τη θέρμανση ενός σπιτιού εμβαδού 200 m².

Στην ποσότητα της εκλυόμενης ενέργειας, εκτός από τον όγκο του καυσίμου, επηρεάζει η θερμογόνος δύναμή του. Για το αέριο, αυτός ο δείκτης εξαρτάται από την υγρασία και τη χημική σύνθεση του παρεχόμενου μείγματος. Διακρίνουμε την ανώτερη (H_h) και την κατώτερη (H_l) θερμογόνο δύναμη.

Η κατώτερη θερμογόνος δύναμη του προπανίου είναι μικρότερη από αυτή του βουτανίου. Επομένως, για να προσδιορίσετε με ακρίβεια τη θερμογόνο δύναμη του υγροποιημένου αερίου, πρέπει να γνωρίζετε την εκατοστιαία αναλογία αυτών των συστατικών στο μείγμα που παρέχεται στον λέβητα.

Για να υπολογίσετε τον όγκο καυσίμου που θα είναι εγγυημένα επαρκής για τη θέρμανση, στον τύπο αντικαθίσταται η τιμή της κατώτερης θερμογόνου δύναμης, την οποία μπορείτε να μάθετε από τον προμηθευτή αερίου. Η τυπική μονάδα μέτρησης της θερμογόνου δύναμης είναι “mJ / m³” ή “mJ / kg”. Αλλά επειδή οι μονάδες μέτρησης και της ισχύος των λεβήτων και των απωλειών θερμότητας λειτουργούν με βατ και όχι με τζάουλ, είναι απαραίτητο να γίνει μετατροπή, λαμβάνοντας υπόψη ότι 1 mJ = 278 W × h.

Εάν η τιμή της κατώτερης θερμογόνου δύναμης του μείγματος είναι άγνωστη, τότε επιτρέπεται να ληφθούν οι ακόλουθες μέσες τιμές:

• για το φυσικό αέριο H_l = 9.3 kW × h / m³;
• για το υγροποιημένο αέριο H_l = 12.6 kW × h / kg.

Ένας ακόμη δείκτης, απαραίτητος για τους υπολογισμούς – η απόδοση του λέβητα K. Συνήθως μετριέται σε ποσοστά. Ο τελικός τύπος κατανάλωσης αερίου για χρονική περίοδο E (h) έχει την ακόλουθη μορφή:

V = Q × E / (H_l × K / 100).

Η περίοδος κατά την οποία ενεργοποιείται η κεντρική θέρμανση στα σπίτια καθορίζεται από τη μέση ημερήσια θερμοκρασία του αέρα.

Εάν κατά τη διάρκεια των τελευταίων πέντε ημερών δεν υπερβαίνει τους “+ 8 °C”, τότε σύμφωνα με το Διάταγμα της Κυβέρνησης της Ρωσικής Ομοσπονδίας αριθ. 307 της 13.05.2006, η παροχή θερμότητας στο σπίτι πρέπει να εξασφαλίζεται. Για ιδιωτικές κατοικίες με αυτόνομη θέρμανση, κατά τον υπολογισμό της κατανάλωσης καυσίμου χρησιμοποιούνται επίσης αυτές οι τιμές.

Ακριβή δεδομένα σχετικά με τον αριθμό των ημερών με θερμοκρασία όχι μεγαλύτερη από “+ 8 °C” για την περιοχή όπου βρίσκεται το εξοχικό, μπορείτε να μάθετε στο τοπικό παράρτημα του Υδρομετεωρολογικού Κέντρου.

Εάν το σπίτι βρίσκεται κοντά σε μεγάλο οικισμό, τότε είναι πιο εύκολο να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα 1. του ΣΝιΠ 23-01-99 (στήλη αρ. 11). Πολλαπλασιάζοντας αυτήν την τιμή επί 24 (ώρες το εικοσιτετράωρο) θα λάβουμε την παράμετρο E από την εξίσωση υπολογισμού της κατανάλωσης αερίου.

Με βάση τα κλιματικά δεδομένα από τον πίνακα 1 του ΣΝιΠ 23-01-99, οι κατασκευαστικοί οργανισμοί πραγματοποιούν υπολογισμούς για τον προσδιορισμό των απωλειών θερμότητας των κτιρίων.

Εάν ο όγκος εισροής αέρα και η θερμοκρασία εσωτερικών χώρων παραμείνουν σταθερές (ή με μικρές διακυμάνσεις), τότε οι απώλειες θερμότητας τόσο μέσω των δομικών στοιχείων όσο και λόγω αερισμού των χώρων θα είναι ευθέως ανάλογες της εξωτερικής θερμοκρασίας.

Επομένως, για την παράμετρο T₂ στις εξισώσεις υπολογισμού απωλειών θερμότητας, μπορεί να ληφθεί η τιμή από τη στήλη 12 του πίνακα 1 του SNiP 23-01-99.

Παράδειγμα για μονοκατοικία 200 m²

Υπολογίζουμε την κατανάλωση αερίου για μονοκατοικία κοντά στην πόλη Ροστόφ-να-Ντόνου. Διάρκεια περιόδου θέρμανσης: E = 171 × 24 = 4104 ώρες. Μέση εξωτερική θερμοκρασία T₂ = – 0,6 °C. Επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία: T₁ = 24 °C.

Διώροφη μονοκατοικία με μη θερμαινόμενο γκαράζ. Συνολική επιφάνεια – περίπου 200 m². Οι τοίχοι δεν είναι πρόσθετα μονωμένοι, κάτι που είναι αποδεκτό για το κλίμα της περιφέρειας Ροστόφ.

Βήμα 1. Υπολογίζουμε τις απώλειες θερμότητας μέσω της περιμέτρου χωρίς να λάβουμε υπόψη το γκαράζ.

Για αυτό, διακρίνουμε ομοιογενή τμήματα:

• Παράθυρα. Υπάρχουν συνολικά 9 παράθυρα διαστάσεων 1,6 × 1,8 m, ένα παράθυρο διαστάσεων 1,0 × 1,8 m και 2,5 στρογγυλά παράθυρα εμβαδού 0,38 m² το καθένα. Συνολικό εμβαδόν παραθύρων: S_{παραθύρων} = 28,60 m². Σύμφωνα με το δελτίο των προϊόντων, R_{παραθύρων} = 0,55. Τότε Q_{παραθύρων} = 1279 W.
• Πόρτες. Υπάρχουν 2 μονωμένες πόρτες διαστάσεων 0,9 × 2,0 m. Το εμβαδόν τους: S_πορτών = 3,6 m². Σύμφωνα με το δελτίο του προϊόντος, R_πορτών = 1,45. Τότε Q_πορτών = 61 W.
• Τυφλός τοίχος. Τμήμα “ΑΒΒΓΔ”: 36,1 × 4,8 = 173,28 m². Τμήμα “ΔΑ”: 8,7 × 1,5 = 13,05 m². Τμήμα “ΔΕΖ”: 18,06 m². Εμβαδόν αετώματος στέγης: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Σύνολο τυφλού τοίχου: S_τοίχου = 251,37 – S_{παραθύρων} – S_πορτών = 219,17 m². Οι τοίχοι είναι κατασκευασμένοι από αεριζόμενο σκυρόδεμα πάχους 40 cm και κοίλα τούβλα επένδυσης. R_τοίχου = 2,50 + 0,63 = 3,13. Τότε Q_τοίχου = 1723 W.

Συνολικές απώλειες θερμότητας μέσω της περιμέτρου:

Q_περιμ = Q_{παραθύρων} + Q_πορτών + Q_τοίχου = 3063 W.

Βήμα 2. Υπολογίζουμε τις απώλειες θερμότητας μέσω της στέγης.

Ως μόνωση χρησιμοποιείται συμπαγής επένδυση (35 mm), ορυκτοβάμβακας (10 cm) και σανίδωμα (15 mm). R_στέγης = 2,98. Εμβαδόν στέγης πάνω από το κύριο κτίριο: 2 × 10 × 5,55 = 111 m², και πάνω από το λεβητοστάσιο: 2,7 × 4,47 = 12,07 m². Σύνολο S_στέγης = 123,07 m². Τότε Q_στέγης = 1016 W.

Βήμα 3. Υπολογίζουμε τις απώλειες θερμότητας μέσω του δαπέδου.

Οι ζώνες για τον θερμαινόμενο χώρο και το γκαράζ πρέπει να υπολογιστούν ξεχωριστά. Η επιφάνεια μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια είτε με μαθηματικούς τύπους είτε με τη χρήση διανυσματικών προγραμμάτων επεξεργασίας, όπως το Corel Draw.

Αντίσταση στη μεταφορά θερμότητας παρέχουν οι σανίδες του υποδαπέδου και το κόντρα πλακέ κάτω από το laminate (σύνολο 5 εκ.), καθώς και η μόνωση βασάλτη (5 εκ.). R_{δαπέδου} = 1,72. Επομένως, οι απώλειες θερμότητας μέσω του δαπέδου θα είναι:

Q_δάπεδο = (S₁ / (R_δάπεδο + 2,1) + S₂ / (R_δάπεδο + 4,3) + S₃ / (R_δάπεδο + 2,1)) × dT = 546 W.

Βήμα 4. Υπολογίζουμε τις απώλειες θερμότητας μέσω του μη θερμαινόμενου γκαράζ. Το δάπεδό του δεν είναι μονωμένο.

Από το θερμαινόμενο σπίτι, η θερμότητα διεισδύει με δύο τρόπους:

1. Μέσω του φέροντος τοίχου. S₁ = 28,71, R₁ = 3,13.
2. Μέσω του τοίχου από τούβλα προς το λεβητοστάσιο. S₂ = 11,31, R₂ = 0,89.

Προκύπτει K₁ = S₁ / R₁ + S₂ / R₂ = 21,88.

Από το γκαράζ προς το εξωτερικό, η θερμότητα εξέρχεται ως εξής:

1. Μέσω του παραθύρου. S₁ = 0,38, R₁ = 0,55.
2. Μέσω της πόρτας γκαράζ. S₂ = 6,25, R₂ = 1,05.
3. Μέσω του τοίχου. S₃ = 19,68, R₃ = 3,13.
4. Μέσω της οροφής. S₄ = 23,89, R₄ = 2,98.
5. Μέσω του δαπέδου. Ζώνη 1. S₅ = 17,50, R₅ = 2,1.
6. Μέσω του δαπέδου. Ζώνη 2. S₆ = 9,10, R₆ = 4,3.

Προκύπτει K₂ = S₁ / R₁ + … + S₆ / R₆ = 31,40

Υπολογίζουμε τη θερμοκρασία στο γκαράζ υπό συνθήκη ισορροπίας μεταφοράς θερμότητας: T_# = 9,2 °C. Τότε οι απώλειες θερμότητας θα είναι: Q_γκαράζ = 324 W.

Βήμα 5. Υπολογίζουμε τις απώλειες θερμότητας λόγω αερισμού.

Ας υποθέσουμε ότι ο υπολογιζόμενος όγκος αερισμού για μια τέτοια μονοκατοικία με 6 άτομα είναι 440 m³/ώρα. Στο σύστημα είναι εγκατεστημένος ένας ανακτητής με βαθμό απόδοσης 50%. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι απώλειες θερμότητας: Q_{αερισμού} = 1970 W.

Βήμα 6. Προσδιορίζουμε τις συνολικές απώλειες θερμότητας, προσθέτοντας όλες τις τοπικές τιμές: Q = 6919 W.

Βήμα 7. Υπολογίζουμε τον όγκο φυσικού αερίου που απαιτείται για τη θέρμανση του πρότυπου σπιτιού κατά τη χειμερινή περίοδο με βαθμό απόδοσης λέβητα 92%:

• Φυσικό αέριο. V = 3319 m³.
• Υγραέριο. V = 2450 kg.

Μετά τους υπολογισμούς, μπορείτε να αναλύσετε το οικονομικό κόστος θέρμανσης και τη σκοπιμότητα επενδύσεων που αποσκοπούν στη μείωση των απωλειών θερμότητας.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Θερμική αγωγιμότητα και αντίσταση στη μετάδοση θερμότητας υλικών. Κανόνες υπολογισμού για τοίχους, στέγη και δάπεδο:

Το πιο σύνθετο μέρος των υπολογισμών για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου όγκου φυσικού αερίου για θέρμανση είναι η εύρεση των απωλειών θερμότητας του θερμαινόμενου κτιρίου. Εδώ, πρώτα απ' όλα, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στους γεωμετρικούς υπολογισμούς.

Εάν το κόστος θέρμανσης φανεί υπερβολικό, τότε θα πρέπει να εξεταστεί η πρόσθετη μόνωση του σπιτιού. Εξάλλου, οι υπολογισμοί απωλειών θερμότητας αποκαλύπτουν καλά τη δομή του παγώματος.

Παρακαλώ, αφήστε σχόλια στο παρακάτω πλαίσιο, κάντε ερωτήσεις για ασαφή ή ενδιαφέροντα σημεία, αναρτήστε φωτογραφίες σχετικές με το θέμα του άρθρου. Μοιραστείτε τη δική σας εμπειρία σχετικά με τους υπολογισμούς για την εξακρίβωση των εξόδων θέρμανσης. Δεν αποκλείεται οι συμβουλές σας να βοηθήσουν πολύ τους επισκέπτες του ιστότοπου.