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).

При обустройстве отопительной системы и выборе энергоносителя немаловажно выяснить будущий расход газа на отопление дома 150 м2 или другой площади. Ведь в последние годы установилась четкая тенденция к росту цен на природный газ, последнее подорожание примерно на 8,5% произошло недавно, 1 июля 2016 года. Это привело к прямому увеличению расходов на отопление в квартирах и коттеджах с индивидуальными источниками тепла, использующими голубое топливо. Вот почему застройщикам и домовладельцам, только подбирающим себе газовый котел, стоит заранее подсчитать затраты на отопление.

Исходные данные для вычислений

Для выполнения предварительного расчета нужно выяснить следующие параметры:

• теплота сгорания (калорийность) природного газа, поставляемого в вашей местности;
• КПД котла, который планируется установить в доме или квартире.

Калорийность топлива принимается по значению низшей теплоты сгорания магистрального газа.

Теоретически при сжигании 1 м³ голубого топлива выделяется 9,2 кВт тепловой энергии. На практике эта величина отличается и, как правило, в меньшую сторону. В связи с тем же удорожанием, некоторые недобросовестные поставщики разбавляют газ воздухом, отчего его теплотворная способность может снижаться до 7,5-8 кВт/м³.

Чтобы определить расход газа на отопление дома, лучше узнать показатель калорийности в управляющей компании, а когда это не удается, ставить в расчет цифру с запасом: 8 кВт/м³. Если же с вами поделятся информацией об удельной теплоте сгорания и дадут цифру, выраженную в других единицах, ккал/ч, то перевести ее в Ватты можно умножением на коэффициент 1,163.

Другой важнейший показатель, непосредственно влияющий на потребление горючего, — тепловая нагрузка на отопительную систему, складывающаяся из теплопотерь через строительные конструкции здания и потерь на прогрев вентиляционного воздуха. Оптимальный вариант — выполнить или заказать точный расчет всех теплопотерь, но за неимением другого выхода определить нагрузку можно укрупненными способами:

1. Если высота потолков не превышает 3 м, то принимается расход тепла 0,1 кВт на 1 м² обогреваемой площади здания. Таким образом, для дома 100 м2 нужно около 10 кВт теплоты, 150 м2 — 15 кВт и 200м2 — 20 кВт тепловой энергии.
2. Положить на 1 м³ объема отапливаемого помещения 40-45 Вт теплоты. Нагрузка определяется умножением данного значения на объем всех отапливаемых комнат.

КПД теплогенератора, влияющий на эффективность сгорания топлива, указывается в его техническом паспорте. Если агрегат еще не куплен, то КПД газовых котлов различных типов вы можете взять из перечня:

• газовые конвекторы — 86%;
• котлы с открытой камерой сгорания — 88%;
• теплогенераторы с закрытой камерой — 92%;
• котлы конденсационные — 96%.

Выполнение вычислений

Предварительный расчет потребления газа на отопление производится по формуле:

V = Q / (q х КПД / 100).

• q — калорийность горючего, по умолчанию принимается 8 кВт/м³;
• V — искомый расход магистрального газа, м³/ч;
• КПД — эффективность сжигания топлива источником тепла, выражается в %;
• Q — нагрузка на отопление частного дома, кВт.

В качестве примера предлагается расчет расхода газа в небольшом коттедже площадью 150 м² с величиной нагрузки на отопление 15 кВт. Планируется, что задачу по обогреву станет выполнять отопительный агрегат с закрытой камерой сгорания (КПД 92%). Теоретическое потребление горючего за 1 час в наиболее холодный период составит:

В течение суток теплогенератор израсходует 2,04 х 24 = 48,96 м³ (округленно — 49 кубов) природного газа — это максимальное потребление в самые холодные дни. Но в течение отопительного сезона температура может колебаться в пределах 30-40°С (в зависимости от региона проживания), поэтому величина среднесуточного расхода газа выйдет вполовину меньше, порядка 25 кубов.

Тогда в среднем за месяц турбированный котел использует для обогрева дома площадью 150 м², расположенного в средней полосе России, 25 х 30 = 750 м³ горючего. Таким же путем рассчитывается потребление для коттеджей других размеров. Ориентируясь на предварительный расчет, можно еще на этапе строительства выполнить мероприятия, направленные на снижение потребления: утепление, выбор более эффективного оборудования и применение автоматических средств регулирования.

Автономное отопление частных домов сжиженным пропаном либо его смесью с бутаном еще не потеряло своей актуальности в Российской Федерации, хотя в последние годы заметно поднялось в цене. Тем более важно подсчитать грядущий расход данного вида топлива тем домовладельцам, кто планирует подобный обогрев. Для расчета применяется та же формула, только вместо низшей теплотворности природного газа ставится значение параметра для пропана: 12,5 кВт с 1 кг топлива. КПД теплогенераторов при сжигании пропана остается неизменным.

Ниже приведен пример расчета для того же здания 150 м², только обогреваемого сжиженным горючим. Его потребление составит:

• за 1 час — 15 / (12,5 х 92 / 100) = 1,3 кг, в сутки — 31,2 кг;
• в среднем за сутки — 31,2 / 2 = 15,6 кг;
• в среднем за месяц — 15,6 х 30 = 468 кг.

Рассчитывая расход сжиженного газа на отопление дома, необходимо учесть, что горючее обычно продается объемными мерами: литрами и кубометрами, а не по весу. Так измеряется пропан при заполнении баллонов либо газгольдера. Значит, необходимо перевести массу в объем, зная, что 1 л сжиженного газа весит около 0,53 кг. Результат для приведенного примера выйдет такой:

468 / 0,53 = 883 л, или 0,88 м³, пропана придется сжигать в среднем за месяц для здания площадью 150 м².

Учитывая, что розничная стоимость сжиженного газа составляет в среднем 16 руб. за 1 л, обогрев выльется в немалую сумму, порядка 14 тыс. руб. в месяц для того же коттеджа на полторы сотни квадратов. Есть повод задуматься, как лучше утеплить стены, и принять другие меры, направленные на снижение потребления газа.

Немало домовладельцев рассчитывают расходовать горючее не только на обогрев, но и для обеспечения горячего водоснабжения. Это дополнительные затраты, их надо обязательно рассчитать, плюс важно учесть добавочную нагрузку на отопительное оборудование.

Тепловую мощность, потребную для ГВС, посчитать несложно. Надо определить необходимый объем воды в сутки и воспользоваться формулой:

Q ГВС = cm (t 2 — t 1).

• с — теплоемкость воды, равна 4.187 кДж/кг °С;
• t 1 — начальная температура воды, °С;
• t 2 — конечная температура нагретой воды, °С;
• m — количество потребляемой воды, кг.

Как правило, экономичный нагрев происходит до температуры 55 °С, ее и надо подставлять в формулу. Начальная температура бывает разной и лежит в диапазоне 4-10 °С. На сутки семье из 4 человек требуется приблизительно 80-100 л на все нужды при условии экономного использования. Переводить объем в массовые меры необязательно, поскольку в случае с водой они почти одинаковы (1 кг = 1 л). Остается подставить полученное значение Q ГВС в приведенную выше формулу и определить дополнительный расход газа на ГВС.

Дома 100 м 2 , 150 м 2 , 200 м 2 ?
При проектировании отопительной системы нужно знать, во что она будет обходиться в процессе эксплуатации.

То есть, определить предстоящие затраты топлива на обогрев. Иначе этот вид отопления может впоследствии оказаться нерентабельным.

Как сократить расход газа

Общеизвестное правило: чем лучше утеплен дом, тем меньше горючего уходит на обогрев улицы. Поэтому перед началом монтажа отопительной системы следует выполнить качественную теплоизоляцию дома – крыша/чердак, полы, стены, замена окон, герметичный уплотнительный контур на дверях.

Сэкономить топливо можно также за счет самой системы отопления. Используя вместо батарей, вы получите более эффективный обогрев: поскольку тепло распространяется конвекционными потоками снизу вверх, чем ниже расположен отопительный прибор, тем лучше.

Кроме того, нормативная температура полов 50 градусов, а радиаторов — в среднем 90. Очевидно, что полы экономичнее.

Наконец, сэкономить газ можно, регулируя обогрев по времени. Нет смысла активно греть дом, когда он пустует. Достаточно выдерживать невысокую плюсовую температуру, чтобы не замерзли трубы.

Современная котельная автоматика () позволяет дистанционное управление: можно отдать команду на изменение режима через мобильного провайдера перед возвращением домой (). В ночное время комфортная температура чуть ниже дневной, и т.д.

Как посчитать расход магистрального газа

Расчет потребления газа на отопление частного дома зависит от мощности оборудования (). Расчет мощности выполняется при выборе . Исходят из размеров обогреваемой площади. Считают для каждой комнаты отдельно, ориентируясь на самую низкую среднегодовую температуру на улице.

Для определения расхода энергии полученную цифру делят примерно пополам: т.к. на протяжении сезона температура колеблется от серьезного минуса до плюса, расход газа варьируется в тех же пропорциях.

При подсчете мощности исходят из соотношения киловатт на десять квадратов обогреваемой площади. Исходя из вышесказанного, берем половину этого значения – 50 ватт на метр в час. На 100 метров – 5 киловатт.

Топливо рассчитывается по формуле А = Q / q * B, где:

• А – искомое количество газа, кубометр в час;
• Q – мощность, необходимая для обогрева (в нашем случае 5 киловатт);
• q – минимальная удельная теплота (зависит от марки газа) в киловаттах. Для G20 – 34,02 МДж на куб = 9,45 киловатт;
• В – КПД нашего котла. Допустим, 95 %. Нужная цифра – 0,95.

Подставляем в формулу цифры, получаем для 100 м 2 0,557 кубометра в час. Соответственно, расход газа на отопление дома 150 м 2 (7,5 киловатт) будет 0,836 кубов, расход газа на отопление дома 200 м 2 (10 киловатт) – 1,114 и т.д. Остается умножить полученную цифру на 24 – получится среднесуточный расход, далее на 30 – среднемесячный.

Расчет для сжиженного газа

Приведенная выше формула подходит и для других видов горючего. В том числе для сжиженного газа в баллонах для . Теплотворная способность у него, разумеется, другая. Принимаем эту цифру 46 МДж на килограмм, т.е. 12,8 киловатт на килограмм. Допустим, КПД котла 92 %. Подставляем цифры в формулу, получаем 0,42 килограмма в час.

Сжиженный газ считают в килограммах, которые после переводят в литры. Чтобы посчитать расход газа на отопление дома 100 м 2 из газгольдера, полученную по формуле цифру делят на 0,54 (вес одного литра газа).

Среднемесячный расход, приблизительно:

• расход сжиженного газа на отопление дома 100 м 2 – около 561 литров;
• расход сжиженного газа на отопление дома 150 м 2 – примерно 841,5;
• 200 квадратов – 1122 литра;
• 250 – 1402,5 и т.д.

В стандартном баллоне содержится около 42 литров. Делим количество газа, необходимое на сезон, на 42, находим число баллонов. Далее умножаем на цену баллона, получаем сумму, необходимую для отопления на весь сезон.

Видео о том, как снизить расход газа котла.

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.

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.