Gasförbrukning för uppvärmning av hus på 200 m²: bestämning av kostnader vid användning av naturgas och flaskgas
Ägare av medelstora och stora villor bör planera kostnaderna för underhåll av bostaden. Därför uppstår ofta uppgiften att beräkna gasförbrukningen för uppvärmning av ett hus på 200 m2 eller större yta. Unik arkitektur tillåter vanligtvis inte att använda analogimetoden och hitta redan färdiga beräkningar.
Ändå behöver du inte betala pengar för att lösa denna uppgift. Alla beräkningar kan göras själv. För detta behöver du kunskaper om vissa regler samt förståelse för fysik och geometri på skolnivå.
Vi hjälper dig att förstå denna angelägna fråga för hemekonomen. Vi tipsar om vilka formler som används för beräkningarna, vilka egenskaper du behöver känna till för att få resultatet. I den artikel vi presenterar finns exempel som gör det lättare att göra egna beräkningar.
Artikelns innehåll:
Bestämning av energiförlustens storlek
För att bestämma mängden energi som huset förlorar måste du känna till klimategenskaperna i området, värmeledningsförmågan hos materialen och ventilationsnormerna. För att beräkna den nödvändiga gasvolymen räcker det att känna till dess värmevärde. Det viktigaste i detta arbete är noggrannhet i detaljerna.
Uppvärmningen av byggnaden måste kompensera för värmeförluster som uppstår av två huvudsakliga orsaker: värmeläckage längs husets omkrets och tillförsel av kall luft genom ventilationssystemet. Båda dessa processer beskrivs med matematiska formler med vilka du själv kan göra beräkningar.
Värmeledningsförmåga och termiskt motstånd hos materialet
Alla material kan leda värme. Intensiteten av överföringen uttrycks med värmeledningskoefficienten λ (W / (m × °C)). Ju lägre den är, desto bättre skyddas byggnaden mot frysning på vintern.

Men byggnader kan vara byggda eller isolerade med material av olika tjocklek. Därför används i praktiska beräkningar koefficienten för värmeöverföringsmotstånd:
R (m2 × °C / W)
Den är relaterad till värmeledningsförmågan med följande formel:
R = h / λ,
där h är materialets tjocklek (m).
Exempel. Vi bestämmer värmegenomgångsmotståndskoefficienten för olika bredder av lättbetongblock av märke D700 vid λ = 0.16:
- bredd 300 mm: R = 0.3 / 0.16 = 1.88;
- bredd 400 mm: R = 0.4 / 0.16 = 2.50.
För isoleringsmaterial och fönsterblock kan både värmeledningskoefficienten och värmegenomgångsmotståndskoefficienten anges.
Om den avskiljande konstruktionen består av flera material, summeras koefficienterna för dess enskilda lager vid bestämning av värmegenomgångsmotståndskoefficienten för hela “smörgåsen”.
Exempel. Väggen är byggd av lättbetongblock (λb = 0.16), tjocklek 300 mm. Utsidan är isolerad med extruderat polystyrenskum (λp = 0.03) tjocklek 50 mm, och insidan är klädd med panel (λv = 0.18), tjocklek 20 mm.

Nu kan den totala värmegenomgångsmotståndskoefficienten beräknas:
R = 0.3 / 0.16 + 0.05 / 0.03 + 0.02 / 0.18 = 1.88 + 1.66 + 0.11 = 3.65.
Bidraget från lager som är mindre betydelsefulla enligt parametern “värmebesparing” kan försummas.
Beräkning av värmeförluster genom omslutande konstruktioner
Värmeförluster Q (W) genom en homogen yta kan beräknas enligt följande:
Q = S × dT / R,
där:
- S – arean av den aktuella ytan (m2);
- dT – temperaturskillnad mellan luften inomhus och utomhus (°C);
- R – värmegenomgångsmotståndskoefficient för ytan (m2 * °C / W).
För att bestämma det totala måttet på alla värmeförluster utförs följande steg:
- identifiera områden som är homogena med avseende på värmegenomgångsmotståndskoefficienten;
- beräkna deras areor;
- bestämma termiska motståndsvärden;
- utföra beräkning av värmeförluster för varje område;
- summera de erhållna värdena.
Exempel. Ett hörnrum 3 × 4 meter på översta våningen med en kall vind. Färdig takhöjd – 2,7 meter. Det finns 2 fönster med måtten 1 × 1,5 m.
Vi finner värmeförlusterna genom omkretsen vid lufttemperatur inomhus “+25 °C” och utomhus “–15 °C”:
- Vi identifierar homogena områden med avseende på motståndskoefficienten: tak, vägg, fönster.
- Takets area St = 3 × 4 = 12 m2. Fönsterarean Sf = 2 × (1 × 1,5) = 3 m2. Väggarean Sv = (3 + 4) × 2,7 – Sf = 29,4 m2.
- Värmemotståndskoefficienten för taket består av bidrag från bjälklaget (bräda tjocklek 0.025 m), isoleringen (mineralullsskiva tjocklek 0.10 m) och trägolvet på vinden (trä och plywood med total tjocklek 0.05 m): Rt = 0.025 / 0.18 + 0.1 / 0.037 + 0.05 / 0.18 = 3.12. För fönster tas värdet från tvåglaskassetens datablad: Rf = 0.50. För en vägg konstruerad som i föregående exempel: Rv = 3.65.
- Qt = 12 × 40 / 3.12 = 154 W. Qf = 3 × 40 / 0.50 = 240 W. Qv = 29.4 × 40 / 3.65 = 322 W.
- Totala värmeförluster i modellrummet genom omslutande konstruktioner Q = Qt + Qf + Qv = 716 W.
Beräkning enligt de angivna formlerna ger en god approximation förutsatt att materialet motsvarar de angivna värmeledningsegenskaperna och att det inte finns några fel som kan ha gjorts under byggnationen. Ett problem kan också vara åldring av material och husets konstruktion i sin helhet.
Typisk geometri för väggar och tak
Linjära parametrar (längd och höjd) för konstruktionen vid bestämning av värmeförluster tas vanligen som invändiga, inte utvändiga. Det vill säga vid beräkning av värmeavgivning genom materialet tar man hänsyn till kontaktytan för varm luft, inte kall luft.

Således, till exempel, för ett hus med dimensionerna 8 × 10 meter och väggtjocklek 0.3 meter, blir den inre omkretsen Pin = (9.4 + 7.4) × 2 = 33.6 m, och den yttre Put = (8 + 10) × 2 = 36 m.
Mellanbjälklaget har vanligtvis en tjocklek på 0.20 till 0.30 m. Därför blir höjden från första våningens golv till andra våningens tak från utsidan Hut = 2.7 + 0.2 + 2.7 = 5.6 m. Om man bara adderar nettohöjden får man ett mindre värde: Hin = 2.7 + 2.7 = 5.4 m. Mellanbjälklaget har, till skillnad från väggarna, ingen isoleringsfunktion, så för beräkningar ska Hut användas.
För tvåvåningshus med en yta på cirka 200 m2 utgör skillnaden mellan innerväggarnas och ytterväggarnas area 6 till 9%. På motsvarande sätt beaktas takets och bjälklagens geometriska paramtrar enligt innermåtten.
Beräkning av väggarea för geometriskt enkla hus är elementär, eftersom fragmentn består av rekangulära sektione och gavlar på vindar och vindsum.

Vid beräkning av värmeförluster genom taket räcker det i de flesta fall att använda formler för att hitta arean av en triangel, rektangel och trapets.

Arean av det lagda taket kan inte användas vid bestämning av värmeförluster, eftersom den äv kluderar överhäng som inte beaktas i formeln. Dessutm placeras materialet (t.ex. takpapp eller proflerad galvaniserad plåt) ofta med en liten överlappning.

Rektangulär fönstergeometri orsakar inte heller problem vid beräkningar. Om fönstren har en komplex form kan du istället för att beräkna arean hitta den i produktens datablad.
Värmeförluster genom golv och grund
Beräkning av värmeförluster till marken genom bottenvåningens golv, liksom genom väggar och golv i källaren, görs enligt reglerna i bilaga “E” i SP 50.13330.2012. Anledningen är att värmeutbredningshastigheten i marken är mycket lägre än i atmosfären, så mark kan också villkorligt betraktas som ett isoleringsmaterial.
Men eftersom de tenderar att frysa, delas golvytan in i 4 zoner. Bredden på de första tre är 2 meter, och den fjärde består av den återstående delen.

För varje zon bestäms värmegenomgångsmotståndskoefficienten som marken tillför:
- zon 1: R1 = 2.1;
- zon 2: R2 = 4.3;
- zon 3: R3 = 8.6;
- zon 4: R4 = 14.2.
Om golven är isolerade, summeras isoleringens och markens värden för att bestämma den totala termiska motståndskoefficienten.
Exempel. Anta att ett hus med yttermåtten 10 × 8 m och väggtjocklek på 0.3 meter har en källarvåning med djupet 2.7 meter. Dess tak ligger i marknivå. Beräkna värmeförlusterna till marken vid en inomhustemperatur på “+25 °C” och utomhustemperatur på “–15 °C”.
Antag att väggarna är gjorda av FBS-block, med en tjocklek på 40 cm (λf = 1.69). Invändigt är de klädda med brädor, tjocklek 4 cm (λd = 0.18). Källargolvet är gjutet med lättklinkerbetong, tjocklek 12 cm (λk = 0.70). Då blir värmeisoleringens värmemotstånd för sockelväggarna: Rs = 0.4 / 1.69 + 0.04 / 0.18 = 0.46, och för golvet Rp = 0.12 / 0.70 = 0.17.
Husets innermått blir 9.4 × 7.4 meter.

Låt oss beräkna areorna och värmeöverföringsmotståndskoefficienterna per zon:
- Zon 1 går endast längs väggen. Den har en omkrets på 33.6 m och en höjd på 2 m. Därför S1 = 33.6 × 2 = 67.2. Rz1 = Rs + R1 = 0.46 + 2.1 = 2.56.
- Zon 2 längs väggen. Den har en omkrets på 33.6 m och en höjd på 0.7 m. Därför S2c = 33.6 × 0.7 = 23.52. Rz2s = Rs + R2 = 0.46 + 4.3 = 4.76.
- Zon 2 längs golvet. S2p = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. Rz2p = Rp + R2 = 0.17 + 4.3 = 4.47.
- Zon 3 går endast längs golvet. S3 = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. Rz3 = Rp + R3 = 0.17 + 8.6 = 8.77.
- Zon 4 går endast längs golvet. S4 = 2.8 × 0.8 = 2.24. Rz4 = Rp + R4 = 0.17 + 14.2 = 14.37.
Värmeförlusten i källarplanet Q = (S1 / Rz1 + S2c / Rz2s + S2p / Rz2p + S3 / Rz3 + S4 / Rz4) × dT = (26.25 + 4.94 + 8.26 + 3.47 + 0.16) × 40 = 1723 W.
Hänsyn till ouppvärmda rum
Ofta vid beräkning av värmeförluster uppstår en situation där huset har ett ouppvärmt men isolerat utrymme. I detta fall sker energiöverföringen i två steg. Låt oss betrakta denna situation med exemplet en vind.

Huvudproblemet är att bjälklagsarean mellan vinden och översta våningen skiljer sig från tak- och gavelväggarnas area. I detta fall måste man använda värmeöverföringsbalansvillkoret Q1 = Q2.
Det kan även skrivas på följande sätt:
K1 × (T1 – T#) = K2 × (T# – T2),
där:
- K1 = S1 / R1 + … + Sn / Rn för bjälklaget mellan husets varma del och det kalla utrymmet;
- K2 = S1 / R1 + … + Sn / Rn för bjälklaget mellan det kalla utrymmet och utomhus.
Från värmeöverföringsekvationen finner vi temperaturen som kommer att uppstå i det kalla utrymmet givet kända värden inomhus och utomhus. T# = (K1 × T1 + K2 × T2) / (K1 + K2). Efter detta sätter vi in värdet i formeln och finner värmeförlusterna.
Exempel. Antag att husets inre mått är 8 x 10 meter. Takvinkeln är 30°. Lufttemperaturen i rummen är “+25 °C” och utomhus “–15 °C”.
Takets värmemotståndskoefficient beräknas som i exemplet i avsnittet om beräkning av värmeförluster genom byggnadsskal: Rt = 3,65. Bjälklagsarean är 80 m2, därför är K1 = 80 / 3,65 = 21,92.
Takets area S1 = (10 × 8) / cos(30) = 92,38. Värmemotståndskoefficienten beräknas med hänsyn till trätjockleken (läkt och ytbeklädnad – 50 mm) och mineralull (10 cm): R1 = 2,98.
Fönsterarean för gavelväggen S2 = 1,5. För en vanlig tvåglasfönster är värmemotståndet R2 = 0,4. Gavelväggens area beräknas med formeln: S3 = 82 × tg(30) / 4 – S2 = 7,74. Värmeöverföringsmotståndskoefficienten är densamma som för taket: R3 = 2,98.

Beräkna koefficienten för taket (glöm inte att antalet gavelväggar är två):
K2 = S1 / R1 + 2 × (S2 / R2 + S3 / R3) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.
Beräkna temperaturen i vindsutrymmet:
T# = (21.92 × 25 + 43.69 × (–15)) / (21.92 + 43.69) = –1.64 °C.
Sätt in det erhållna värdet i någon av formlerna för värmeförlustberäkning (vid balans är de lika) och vi får det sökta resultatet:
Q1 = K1 × (T1 – T#) = 21.92 × (25 – (–1.64)) = 584 W.
Kylning genom ventilation
Ventilationssystem installeras för att upprätthålla ett normalt inomhusklimat. Detta leder till inflöde av kall luft i rummet, vilket också måste beaktas vid beräkning av värmeförluster.
Kraven på ventilationsvolym finns i flera normdokument. Vid projektering av ett inomhussystem för ett hus måste man i första hand ta hänsyn till kraven i §7 i SNiP 41-01-2003 och §4 i SanPiN 2.1.2.2645-10.
Eftersom den allmänt accepterade enheten för värmeförlust är watt, måste luftens värmekapacitet c (kJ / kg × °C) omvandlas till enheten “W × h / kg × °C”. För luft vid havsnivå kan värdet c = 0.28 W × h / kg × °C antas.
Eftersom ventilationsvolymen mäts i kubikmeter per timme, måste man också känna till luftens densitet q (kg / m3). Vid normalt atmosfärstryck och medelfuktighet kan värdet antas vara q = 1.30 kg / m3.

Energiförbrukningen för att kompensera värmeförluster på grund av ventilation kan beräknas med följande formel:
Q = L × q × c × dT = 0.364 × L × dT,
där:
- L – luftflöde (m3 / h);
- dT – temperaturskillnad mellan rummet och inkommande luft (°C).
Om kall luft kommer in i huset direkt, gäller:
dT = T1 – T2,
där:
- T1 – innertemperatur;
- T2 – utomhustemperatur.
Men för större objekt integreras vanligtvis en rekuperator (värmeväxlare) i ventilationssystemet. Den gör att man kan spara betydande mängder energi, eftersom den inkommande luften delvis värms upp av temperaturen hos den utgående luftströmmen.
Effektiviteten hos sådana enheter mäts i deras verkningsgrad k (%). I detta fall kommer föregående formel att se ut så här:
dT = (T1 – T2) × (1 – k / 100).
Beräkning av gasförbrukning
Om du känner till totala värmeförluster, kan du ganska enkelt beräkna den nödvändiga förbrukningen av naturgas eller flytande gas för uppvärmning av ett hus på 200 m2.
Förutom bränslevolymen påverkas mängden frigjord energi av dess värmevärde. För gas beror denna indikator på fuktigheten och den kemiska sammansättningen av den tillförda blandningen. Man skiljer på övre (Hh) och undre (Hl) värmevärde.

För att beräkna bränslevolymen som garanterat räcker för uppvärmning, sätter man in värdet för det undre värmevärdet i formeln, vilket du kan få från gasleverantören. Standardenheten för värmevärde är “mJ / m3” eller “mJ / kg”. Men eftersom måttenheterna för både pannans effekt och värmeförlusterna är watt, inte joule, måste man göra en omvandling, med tanke på att 1 mJ = 278 W × h.
Om värdet för blandningens undre värmevärde är okänt, kan du använda följande medelvärden:
- för naturgas Hl = 9,3 kW × h / m3;
- för flytande gas Hl = 12,6 kW × h / kg.
En annan parameter som behövs för beräkningarna är pannans verkningsgrad K. Den mäts vanligtvis i procent. Den slutliga formeln för gasförbrukning under en tidsperiod E (h) ser ut så här:
V = Q × E / (Hl × K / 100).
Perioden då centralvärme slås på i husen bestäms av den genomsnittliga dygnstemperaturen.
Om den under de senaste fem dagarna inte överstiger “+ 8 °C”, ska värmetillförseln till huset säkerställas enligt Ryska federationens regeringsförordning nr 307 av den 13.05.2006. För privata hus med autonom uppvärmning använder du också dessa siffror vid beräkning av bränsleförbrukningen.
Exakta uppgifter om antalet dygn med temperatur högst “+ 8 °C” för det område där huset är byggt kan du få från den lokala avdelningen av Gidrometcentret.
Om huset ligger nära en stor tätort, är det lättare att använda tabell 1 i SNiP 23-01-99 (kolumn nr 11). Genom att multiplicera detta värde med 24 (timmar per dygn) får vi parametern E från ekvationen för beräkning av gasförbrukningen.

Om lufttillförselns volym och temperaturen inomhus är konstanta (eller med små variationer), så kommer värmeförlusterna genom klimatskalet och på grund av ventilation att vara direkt proportionella mot utomhustemperaturen.
Därför kan parametern T2 i ekvationerna för beräkning av värmeförluster tas från kolumn nr 12 i tabell 1. SNiP 23-01-99.
Exempel för ett hus på 200 m²2
Beräkna gasförbrukningen för ett hus nära staden Rostov-na-Donu. Uppvärmningsperiodens längd: E = 171 × 24 = 4104 timmar. Genomsnittlig utomhustemperatur T2 = –0,6 °C. Önskad temperatur inomhus: T1 = 24 °C.

Steg 1. Beräkna värmeförlusterna genom omkretsen utan hänsyn till garaget.
För detta identifierar vi homogena områden:
- Fönster. Det finns totalt 9 fönster med måtten 1,6 × 1,8 m, ett fönster med måtten 1,0 × 1,8 m och 2,5 runda fönster med vardera arean 0,38 m2. Total fönsterarea: Sfönster = 28,60 m2. Enligt produktdatabladet är Rfönster = 0,55. Då blir Qfönster = 1279 W.
- Dörrar. Det finns 2 isolerade dörrar med måtten 0,9 x 2,0 m. Deras area: Sdörr = 3,6 m2. Enligt produktdatabladet är Rdörr = 1,45. Då blir Qdörr = 61 W.
- Blindvägg. Sektionen “ABVGD”: 36,1 × 4,8 = 173,28 m2. Sektionen “DA”: 8,7 × 1,5 = 13,05 m2. Sektionen “DEZJ”: 18,06 m2. Gavelns area: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Totalt, blindväggens area: Svägg = 251,37 – Sfönster – Sdörr = 219,17 m2. Väggarna är byggda av lättbetong med tjocklek 40 cm och håltegel för fasad. Rvägg = 2,50 + 0,63 = 3,13. Då blir Qvägg = 1723 W.
Totala värmeförluster genom omkretsen:
Qperim = Qfönster + Qdörr + Qvägg = 3063 W.
Steg 2. Beräkna värmeförlusterna genom taket.
Isoleringen består av kontinuerlig läkt (35 mm), mineralull (10 cm) och panel (15 mm). Rtak = 2,98. Takytan ovanför huvudbyggnaden: 2 × 10 × 5,55 = 111 m2, och ovanför pannrummet: 2,7 × 4,47 = 12,07 m2. Totalt Stak = 123,07 m2. Då blir Qtak = 1016 W.
Steg 3. Beräkna värmeförlusterna genom golvet.

Värmegenomgångsmotståndet kommer från golvspånskivor och plywood under laminatet (totalt 5 cm) samt från basaltisolering (5 cm). Rgolv = 1.72. Då blir värmeförlusterna genom golvet:
Qgolv = (S1 / (Rgolv + 2.1) + S2 / (Rgolv + 4.3) + S3 / (Rgolv + 2.1)) × dT = 546 W.
Steg 4. Beräkna värmeförlusterna genom det kalla garaget. Dess golv är inte isolerat.
Från det uppvärmda huset tränger värme in på två sätt:
- Genom bärande vägg. S1 = 28.71, R1 = 3.13.
- Genom tegelvägg till pannrummet. S2 = 11.31, R2 = 0.89.
Vi får K1 = S1 / R1 + S2 / R2 = 21.88.
Från garaget går värmen ut på följande sätt:
- Genom fönster. S1 = 0.38, R1 = 0.55.
- Genom port. S2 = 6.25, R2 = 1.05.
- Genom vägg. S3 = 19.68, R3 = 3.13.
- Genom tak. S4 = 23.89, R4 = 2.98.
- Genom golv. Zon 1. S5 = 17.50, R5 = 2.1.
- Genom golv. Zon 2. S6 = 9.10, R6 = 4.3.
Vi får K2 = S1 / R1 + … + S6 / R6 = 31.40
Beräkna temperaturen i garaget vid värmebalans: T# = 9.2 °C. Då blir värmeförlusterna: Qgarage = 324 W.
Steg 5. Beräkna värmeförlusterna på grund av ventilation.
Låt den beräknade ventilationsvolymen för ett sådant hus med 6 boende vara 440 m3/tim. Systemet är utrustat med en återvinnare med verkningsgrad 50%. Under dessa förhållanden blir värmeförlusterna: Qvent = 1970 W.
Steg 6. Bestäm totala värmeförluster genom att summera alla lokala värden: Q = 6919 W.
Steg 7. Beräkna volymen gas som krävs för att värma modellhuset under vintern med en panna med verkningsgrad 92%:
- Naturgas. V = 3319 m3.
- Flytande gas. V = 2450 kg.
Efter beräkningarna kan man analysera de finansiella kostnaderna för uppvärmning och lönsamheten av investeringar för att minska värmeförlusterna.
Slutsatser och användbar video om ämnet
Värmeledningsförmåga och värmeöverföringsmotstånd för material. Beräkningsregler för väggar, tak och golv:
Den mest komplicerade delen av beräkningarna för att bestämma den nödvändiga gasvolymen för uppvärmning är att finna värmeförlusterna hos det uppvärmda objektet. Här måste man först och främst vara noggrann med de geometriska beräkningarna.
Om de finansiella kostnaderna för uppvärmning verkar för höga, bör man överväga att tilläggsisolera huset. Dessutom visar värmeförlustberäkningarna tydligt frysningsstrukturen.
Lämna gärna kommentarer i blocket nedan, ställ frågor om oklarheter och intressanta punkter, lägg upp bilder relaterade till artikeln. Dela med dig av din egen erfarenhet av att göra beräkningar för att fastställa uppvärmningskostnader. Det är inte uteslutet att dina råd kan hjälpa webbplatsens besökare mycket.
