Потрошња гаса за грејање куће од 200 м²: утврђивање трошкова при коришћењу главног и флашираног горива
Власници средњих и великих викендица морају планирати трошкове одржавања свог становања.Стога се често јавља задатак израчунавања потрошње гаса за грејање куће од 200 м2 или веће површине. Оригинална архитектура обично не дозвољава коришћење методе аналогија и проналажење готових прорачуна.
Међутим, за решавање овог проблема није потребно плаћати новац. Све прорачуне можете сами да урадите. То ће захтевати познавање неких прописа, као и разумевање физике и геометрије на нивоу школе.
Помоћи ћемо вам да разумете ово горуће питање за домаћег економисте. Рећи ћемо вам које формуле се користе за прорачуне, које карактеристике треба да знате да бисте добили резултат. Чланак који смо представили даје примере на основу којих ће бити лакше направити сопствене прорачуне.
Садржај чланка:
Проналажење количине губитка енергије
Да би се утврдила количина енергије коју кућа губи, неопходно је познавати климатске карактеристике подручја, топлотну проводљивост материјала и стандарде вентилације. А да бисте израчунали потребну запремину гаса, довољно је знати његову калоријску вредност. Најважнија ствар у овом послу је пажња посвећена детаљима.
Грејање зграде мора да надокнади топлотне губитке који настају из два главна разлога: цурење топлоте око периметра куће и прилив хладног ваздуха кроз вентилациони систем.Оба ова процеса су описана математичким формулама које можете користити да извршите сопствене прорачуне.
Топлотна проводљивост и топлотна отпорност материјала
Било који материјал може провести топлоту. Интензитет његовог преноса се изражава кроз коефицијент топлотне проводљивости λ (В / (м × °Ц)). Што је нижа, то је структура боље заштићена од смрзавања зими.
Међутим, зграде се могу наслагати или изоловати материјалом различите дебљине. Стога се у практичним прорачунима користи коефицијент отпора преноса топлоте:
Р (м2 × °Ц/В)
То је повезано са топлотном проводљивошћу следећом формулом:
Р = х/λ,
Где х – дебљина материјала (м).
Пример. Одредимо коефицијент отпорности на пренос топлоте блокова од газираног бетона марке Д700 различитих ширина на λ = 0.16:
- ширина 300 мм: Р = 0.3 / 0.16 = 1.88;
- ширина 400 мм: Р = 0.4 / 0.16 = 2.50.
За изолациони материјали и прозорских блокова, могу се дати и коефицијент топлотне проводљивости и коефицијент отпора преноса топлоте.
Ако се оградна конструкција састоји од неколико материјала, онда се при одређивању коефицијента отпора преноса топлоте целе „пите“ сабирају коефицијенти њених појединачних слојева.
Пример. Зид је изграђен од блокова од газираног бетона (λб = 0,16), дебљине 300 мм. Споља је изолован екструдирана полистиренска пена (λстр = 0,03) дебљине 50 мм, а изнутра обложена лајсном (λв = 0,18), дебљине 20 мм.
Сада можете израчунати укупан коефицијент отпора преноса топлоте:
Р = 0.3 / 0.16 + 0.05 / 0.03 + 0.02 / 0.18 = 1.88 + 1.66 + 0.11 = 3.65.
Допринос слојева који су безначајни у смислу параметра „уштеде топлоте“ може се занемарити.
Прорачун топлотних губитака кроз омотаче зграде
Губитак топлоте П (В) преко хомогене површине може се израчунати на следећи начин:
К = С × дТ / Р,
Где:
- С – површина површине која се разматра (м2);
- дТ – температурна разлика између ваздуха унутар и изван просторије (°Ц);
- Р – коефицијент отпорности на пренос топлоте површине (м2 * °Ц / В).
Да бисте одредили укупан индикатор свих топлотних губитака, извршите следеће кораке:
- изаберите области које су хомогене у смислу коефицијента отпора преноса топлоте;
- израчунати њихове површине;
- одредити индикаторе топлотног отпора;
- израчунати губитак топлоте за сваку секцију;
- сумирати добијене вредности.
Пример. Угаона соба 3 × 4 метра на последњем спрату са хладним таванским простором. Коначна висина плафона је 2,7 метара. Има 2 прозора, димензија 1×1,5 м.
Нађимо губитак топлоте кроз периметар при температури ваздуха унутар „+25 °С“, а споља – „–15 °С“:
- Одаберимо подручја која су хомогена у смислу коефицијента отпора: плафон, зид, прозори.
- Подручје плафона СП = 3 × 4 = 12 м2. Подручје прозора СО = 2 × (1 × 1,5) = 3 м2. Подручје зида СВитх = (3 + 4) × 2.7 – СО = 29,4 м2.
- Коефицијент топлотног отпора плафона се састоји од плафона (дебљине 0,025 м), изолације (плоче од минералне вуне дебљине 0,10 м) и дрвеног пода поткровља (дрво и шперплоча укупне дебљине 0,05 м): РП = 0,025 / 0,18 + 0,1 / 0,037 + 0,05 / 0,18 = 3,12. За прозоре, вредност се узима из пасоша прозора са двоструким стаклом: РО = 0,50. За зид изграђен као у претходном примеру: РВитх = 3.65.
- ПП = 12 × 40 / 3,12 = 154 В. ПО = 3 × 40 / 0,50 = 240 В. ПВитх = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 В.
- Општи губитак топлоте модела собе кроз омотач зграде П = ПП + ПО + ПВитх = 716 В.
Прорачун по горњим формулама даје добру апроксимацију, под условом да материјал испуњава декларисане квалитете топлотне проводљивости и да нема грешака које би могле да се направе током изградње. Проблем може бити и старење материјала и структуре куће у целини.
Типична геометрија зидова и крова
Приликом одређивања топлотних губитака, уобичајено је да се узимају линеарни параметри (дужина и висина) унутрашње структуре, а не спољашње. Односно, при израчунавању преноса топлоте кроз материјал узима се у обзир контактна површина топлог, а не хладног ваздуха.
Тако, на пример, код димензија куће од 8 × 10 метара и дебљине зида од 0,3 метра, унутрашњи периметар Пинт = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 м, а спољашњи Пспољашњи = (8 + 10) × 2 = 36 м.
Међуспратни плафон обично има дебљину од 0,20 до 0,30 м. Дакле, висина два спрата од пода првог до плафона другог споља ће бити једнака. Хспољашњи = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 м. Ако додате само коначну висину, добијате мању вредност: Хинт = 2,7 + 2,7 = 5,4 м. Међуспратни плафон, за разлику од зидова, нема функцију изолације, тако да за прорачуне морате узети Хспољашњи.
За двоспратне куће димензија око 200 м2 разлика између површине зидова изнутра и споља је од 6 до 9%. Слично томе, унутрашње димензије узимају у обзир геометријске параметре крова и плафона.
Израчунавање површине зида за викендице са једноставном геометријом је елементарно, јер се фрагменти састоје од правоугаоних делова и забата таванског и поткровља.
Приликом израчунавања топлотних губитака кроз кров, у већини случајева довољно је применити формуле за проналажење површина троугла, правоугаоника и трапеза.
Површина положеног крова не може се узети у обзир при одређивању губитка топлоте, јер иде и на препусте, који се у формули не узимају у обзир. Поред тога, често се материјал (на пример, кровни филц или профилисани галванизовани лим) поставља са благим преклапањем.
Правоугаона геометрија прозора такође не ствара проблеме у прорачунима. Ако прозори са двоструким стаклом имају сложен облик, онда се њихова површина не може израчунати, али се може сазнати из пасоша производа.
Губитак топлоте кроз под и темељ
Прорачун топлотних губитака у земљу кроз под доњег спрата, као и кроз зидове и под подрума, обрачунава се према правилима прописаним у Прилогу „Е” СП 50.13330.2012. Чињеница је да је брзина простирања топлоте у земљи много мања него у атмосфери, па се и тла могу условно сврстати у изолационе материјале.
Али пошто имају тенденцију да се смрзавају, површина пода је подељена на 4 зоне. Ширина прве три је 2 метра, а четврта укључује преостали део.
За сваку зону се одређује коефицијент отпора преноса топлоте који додаје тло:
- зона 1: Р1 = 2.1;
- зона 2: Р2 = 4.3;
- зона 3: Р3 = 8.6;
- зона 4: Р4 = 14.2.
Ако подови су изоловани, затим се за одређивање укупног коефицијента топлотног отпора додају индикатори изолације и тла.
Пример. Нека кућа спољних димензија 10 × 8 м и дебљине зида од 0,3 метра има подрум са дубином од 2,7 метара. Његов плафон се налази у приземљу. Неопходно је израчунати губитак топлоте у земљу при унутрашњој температури ваздуха од „+25 °Ц“, и спољној температури ваздуха „-15 °Ц“.
Зидови нека буду од ФБС блокова дебљине 40 цм (λф = 1,69). Унутрашњост је обложена даскама дебљине 4 цм (λд = 0,18). Под подрума је испуњен експандираним бетоном дебљине 12 цм (λДо = 0,70). Тада је коефицијент топлотне отпорности зидова постоља: РВитх = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46, а под РП = 0.12 / 0.70 = 0.17.
Унутрашње димензије куће биће 9,4 × 7,4 метара.
Израчунајмо површине и коефицијенте отпора преноса топлоте по зонама:
- Зона 1 иде само уз зид. Има обим од 33,6 м и висину од 2 м. Дакле С1 = 33.6 × 2 = 67.2. Рз1 = РВитх + Р1 = 0.46 + 2.1 = 2.56.
- Зона 2 уз зид. Има обим од 33,6 м и висину од 0,7 м. Дакле С2ц = 33.6 × 0.7 = 23.52. Рз2с = РВитх + Р2 = 0.46 + 4.3 = 4.76.
- Зона 2 по спрату. С2п = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. Рз2п = РП + Р2 = 0.17 + 4.3 = 4.47.
- Зона 3 иде само на под. С3 = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. Рз3 = РП + Р3 = 0.17 + 8.6 = 8.77.
- Зона 4 иде само на под. С4 = 2.8 × 0.8 = 2.24. Рз4 = РП + Р4 = 0.17 + 14.2 = 14.37.
Губитак топлоте из подрума К = (С1 / Рз1 + С2ц / Рз2с + С2п / Рз2п + С3 / Рз3 + С4 / Рз4) × дТ = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 В.
Обрачун негрејаних просторија
Често, приликом израчунавања губитка топлоте, долази до ситуације када кућа има неогревану, али изоловану просторију. У овом случају, пренос енергије се одвија у две фазе. Размотримо ову ситуацију на примеру поткровља.
Главни проблем је што се површина пода између поткровља и горњег спрата разликује од крова и забата. У овом случају, неопходно је користити услов равнотеже преноса топлоте П1 = П2.
Може се написати и на следећи начин:
К1 ×(Т1 – Т#) = К2 ×(Т# – Т2),
Где:
- К1 = С1 / Р1 + … + Сн / Рн за покривање између топлог дела куће и хладне просторије;
- К2 = С1 / Р1 + … + Сн / Рн за премошћивање између хладне просторије и улице.
Из једнакости преноса топлоте налазимо температуру која ће се успоставити у хладној просторији на познатим вредностима у кући и споља. Т# = (К1 × Т1 + К2 × Т2) / (К1 + К2). Након тога, заменимо вредност у формулу и пронађемо губитак топлоте.
Пример. Нека унутрашња величина куће буде 8 к 10 метара. Угао крова – 30°. Температура ваздуха у затвореном простору је „+25 °Ц“, а споља „-15 °Ц“.
Коефицијент топлотног отпора плафона израчунавамо као у примеру датом у одељку за прорачун топлотних губитака кроз омотаче зграде: РП = 3,65. Површина преклапања је 80 м2, Зато К1 = 80 / 3.65 = 21.92.
Кровна површина С1 = (10 × 8) / цос(30) = 92,38. Израчунавамо коефицијент топлотне отпорности, узимајући у обзир дебљину дрвета (оплата и завршна обрада - 50 мм) и минералне вуне (10 цм): Р1 = 2.98.
Прозорска површина за забат С2 = 1.5.За обичан двокоморни прозор са двоструким стаклом, топлотна отпорност Р2 = 0.4. Израчунајте површину педимента користећи формулу: С3 = 82 × тг(30) / 4 – С2 = 7,74. Коефицијент отпора преноса топлоте је исти као код крова: Р3 = 2.98.
Израчунајмо коефицијент за кров (не заборављајући да је број забата два):
К2 = С1 / Р1 + 2 × (С2 / Р2 + С3 / Р3) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.
Израчунајмо температуру ваздуха у поткровљу:
Т# = (21,92 × 25 + 43,69 × (–15)) / (21,92 + 43,69) = –1,64 °Ц.
Заменимо добијену вредност у било коју од формула за израчунавање губитка топлоте (под претпоставком да су једнаки у равнотежи) и добићемо жељени резултат:
П1 = К1 × (Т1 – Т#) = 21,92 × (25 – (–1,64)) = 584 В.
Хлађење кроз вентилацију
За одржавање нормалне микроклиме у кући постављен је вентилациони систем. То доводи до протока хладног ваздуха у просторију, што се такође мора узети у обзир при прорачуну топлотних губитака.
Захтеви за запремину вентилације наведени су у неколико регулаторних докумената. Приликом пројектовања унутар-кућног система викендице, пре свега, морате узети у обзир захтеве §7 СНиП 41-01-2003 и §4 СанПиН 2.1.2.2645-10.
Пошто је општеприхваћена јединица за мерење губитка топлоте ват, топлотни капацитет ваздуха ц (кЈ / кг ×°Ц) мора се смањити на димензију „Ш × в / кг × °Ц”. За ваздух на нивоу мора можемо узети вредност ц = 0,28 В × х / кг × ° Ц.
Пошто се запремина вентилације мери у кубним метрима на сат, потребно је знати и густину ваздуха к (кг/м3). При нормалном атмосферском притиску и просечној влажности, ова вредност се може узети као к = 1,30 кг/м3.
Потрошња енергије за компензацију губитка топлоте услед вентилације може се израчунати помоћу следеће формуле:
К = Л × к × ц × дТ = 0,364 × Л × дТ,
Где:
- Л – проток ваздуха (м3 / х);
- дТ – температурна разлика између собног и улазног ваздуха (°Ц).
Ако хладан ваздух улази директно у кућу, онда:
дТ = Т1 – Т2,
Где:
- Т1 – унутрашња температура;
- Т2 - спољна температура.
Али за велике објекте вентилациони систем обично интегрисати рекуператор (измјењивач топлоте). Омогућава вам да значајно уштедите енергетске ресурсе, јер се делимично загревање улазног ваздуха јавља због температуре излазног тока.
Ефикасност таквих уређаја мери се њиховом ефикасношћу к (%). У овом случају, претходна формула ће имати облик:
дТ = (Т1 – Т2) × (1 – к / 100).
Прорачун потрошње гаса
Знајући укупни губитак топлоте, можете једноставно израчунати потребну потрошњу природног или течног гаса за грејање куће површине 200 м2.
На количину ослобођене енергије, поред запремине горива, утиче и његова калоријска вредност. За гас, овај индикатор зависи од влажности и хемијског састава испоручене смеше. Има виших (Хх) и ниже (Хл) топлотна вредност.
Да би се израчунала количина горива која је гарантовано довољна за грејање, у формулу се замењује вредност ниже топлотне вредности, која се може добити од добављача гаса. Стандардна јединица за мерење калоријске вредности је “мЈ/м”3" или "мЈ/кг". Али пошто јединице мере и снаге котла и губитка топлоте раде са ватима, а не џулима, потребно је извршити конверзију, узимајући у обзир да је 1 мЈ = 278 В × х.
Ако је вредност доње калоријске вредности смеше непозната, онда је дозвољено узети следеће просечне бројке:
- за природни гас Хл = 9,3 кВ × х/м3;
- за течни гас Хл = 12,6 кВ × х / кг.
Још један индикатор потребан за прорачуне је ефикасност котла К. Обично се мери у процентима. Коначна формула за потрошњу гаса у одређеном временском периоду Е (х) има следећи облик:
В = К × Е / (Хл × К / 100).
Период када се у кућама укључује централно грејање одређује се просечном дневном температуром ваздуха.
Ако у последњих пет дана не пређе „+ 8 °Ц“, онда, према Уредби Владе Руске Федерације бр. 307 од 13. маја 2006. године, мора бити обезбеђено снабдевање топлотом куће. За приватне куће са аутономним грејањем, ове бројке се такође користе при израчунавању потрошње горива.
Тачне податке о броју дана са температуром не вишом од "+ 8 ° Ц" за подручје где је викендица изграђена можете пронаћи у локалној филијали Хидрометеоролошког центра.
Ако се кућа налази у близини великог насељеног места, онда је лакше користити сто. 1. СНиП 23-01-99 (колона бр. 11). Множењем ове вредности са 24 (сати дневно) добијамо параметар Е из једначине за прорачун протока гаса.
Ако су запремина дотока ваздуха и температура унутар просторија константни (или са мањим колебањима), онда ће губици топлоте како кроз омотач зграде тако и услед вентилације просторија бити директно пропорционални температури спољашњег ваздуха.
Дакле, за параметар Т2 у једначинама за прорачун топлотних губитака можете узети вредност из колоне број 12 табеле. 1. СНиП 23-01-99.
Пример за викендицу на 200 м2
Хајде да израчунамо потрошњу гаса за викендицу у близини Ростова на Дону. Трајање грејног периода: Е = 171 × 24 = 4104 сата Просечна спољна температура Т2 = – 0,6 °С. Жељена температура у кући: Т1 = 24 °Ц.
Корак 1. Хајде да израчунамо губитак топлоте кроз периметар без узимања у обзир гараже.
Да бисмо то урадили, бирамо хомогена подручја:
- Прозор. Укупно има 9 прозора димензија 1,6 × 1,8 м, један прозор димензија 1,0 × 1,8 м и 2,5 округлих прозора површине 0,38 м.2 сваки. Укупна површина прозора: Спрозор = 28,60 м2. Према пасошу производа Рпрозор = 0,55. Онда Ппрозор = 1279 В.
- Врата. Има 2 изолована врата димензија 0,9 к 2,0 м. Њихова површина је: Сврата = 3,6 м2. Према пасошу производа Рврата = 1,45. Онда Пврата = 61 В.
- Празан зид. Деоница „АБВГД”: 36,1 × 4,8 = 173,28 м2. Секција „ДА“: 8,7 × 1,5 = 13,05 м2. Деоница "ДЕЖ": 18,06 м2. Површина забата: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Укупна површина празног зида: Сзид = 251.37 – Спрозор – Сврата = 219,17 м2. Зидови су од газираног бетона дебљине 40 цм и шупље фасадне опеке. Рзидови = 2,50 + 0,63 = 3,13. Онда Пзидови = 1723 В.
Укупан губитак топлоте кроз периметар:
Пперим = Ппрозор + Пврата + Пзидови = 3063 В.
Корак 2. Хајде да израчунамо губитак топлоте кроз кров.
Изолација је чврста летвица (35 мм), минерална вуна (10 цм) и облога (15 мм). Ркровова = 2,98. Кровна површина изнад главне зграде: 2 × 10 × 5,55 = 111 м2, а изнад котларнице: 2,7 × 4,47 = 12,07 м2. Укупно Скровова = 123,07 м2. Онда Пкровова = 1016 В.
Корак 3. Хајде да израчунамо губитак топлоте кроз под.
Отпорност на пренос топлоте обезбеђују грубе подне плоче и шперплоча испод ламината (укупно 5 цм), као и базалтна изолација (5 цм). Рроду = 1,72. Тада ће губитак топлоте кроз под бити једнак:
Ппод = (С1 / (Рпод + 2.1) + С2 / (Рпод + 4.3) + С3 / (Рпод + 2.1)) × дТ = 546 В.
Корак 4. Хајде да израчунамо губитак топлоте кроз хладну гаражу. Његов под није изолован.
Топлота продире из загрејане куће на два начина:
- Кроз носиви зид. С1 = 28.71, Р1 = 3.13.
- Кроз циглену преграду са котларницом. С2 = 11.31, Р2 = 0.89.
Добијамо К1 = С1 / Р1 + С2 / Р2 = 21.88.
Топлота излази из гараже напоље на следећи начин:
- Кроз прозор. С1 = 0.38, Р1 = 0.55.
- Кроз капију. С2 = 6.25, Р2 = 1.05.
- Кроз зид. С3 = 19.68, Р3 = 3.13.
- Кроз кров. С4 = 23.89, Р4 = 2.98.
- Кроз под Зона 1. С5 = 17.50, Р5 = 2.1.
- Кроз под Зона 2. С6 = 9.10, Р6 = 4.3.
Добијамо К2 = С1 / Р1 + … + С6 / Р6 = 31.40
Хајде да израчунамо температуру у гаражи, у зависности од равнотеже преноса топлоте: Т# = 9,2 °Ц. Тада ће губитак топлоте бити једнак: Пгаража = 324 В.
Корак 5. Хајде да израчунамо губитак топлоте због вентилације.
Нека израчуната запремина вентилације за такву викендицу са 6 људи који живе у њој буде једнака 440 м3/сат. Систем има рекуператор са ефикасношћу од 50%. Под овим условима губитка топлоте: Подушка = 1970 В.
Корак. 6. Хајде да одредимо укупан губитак топлоте сабирањем свих локалних вредности: П = 6919 В.
Корак 7 Хајде да израчунамо количину гаса која је потребна за грејање модела куће зими са ефикасношћу котла од 92%:
- Природни гас. В = 3319 м3.
- Течни гас. В = 2450 кг.
Након прорачуна, можете анализирати финансијске трошкове грејања и изводљивост улагања у циљу смањења губитка топлоте.
Закључци и користан видео на тему
Топлотна проводљивост и отпорност на пренос топлоте материјала. Правила за прорачун зидова, крова и пода:
Најтежи део прорачуна за одређивање запремине гаса потребног за грејање је проналажење топлотног губитка загрејаног објекта. Овде, пре свега, морате пажљиво размотрити геометријске прорачуне.
Ако се финансијски трошкови грејања чине претераним, онда треба размислити о додатној изолацији куће. Штавише, прорачуни губитка топлоте јасно показују структуру смрзавања.
Оставите коментаре у блоку испод, поставите питања о нејасним или занимљивим тачкама и поставите фотографије које се односе на тему чланка. Поделите своје искуство у извођењу прорачуна за одређивање трошкова грејања. Могуће је да ће ваш савет бити од велике помоћи посетиоцима сајта.