暖房シーズンの資金調達は、住宅のメンテナンスに費やされる予算の重要な部分です。家を加熱するための価格と平均ガス消費量を知る150 m2、あなたは建物を加熱するコストを正確に決定することができます。これらの計算は、暖房技術者のサービスに費用をかけることなく、自分で簡単に行うことができます。
あなたは私たちの記事からガス消費基準とガス消費を計算するための方法のすべてを学びます。暖房シーズンの家の熱損失を補うためにどれだけのエネルギーが必要かについて話します。計算で使用する必要がある数式を示しましょう。
田舎家の暖房
家の暖房に必要なガス流量を計算する場合、最も難しいのは、暖房システムが運転中に完全に補償しなければならない熱損失を計算することです。
熱損失の複雑さは、気候、建物の設計上の特徴、使用する材料、および換気システムのパラメーターによって異なります。
補償された熱の計算
建物の暖房システムは、その熱損失を補う必要があります Q (W)寒い時期。これらは2つの理由で発生します。
- 家の周囲を通る熱伝達;
- 換気システムから入る冷気による熱損失。
正式には、壁と屋根による熱損失 Qtp 次の式を使用して計算できます。
Qtp = S * dT / R,
どこ:
- S -表面積(m2);
- dT -屋内空気と屋外空気の温度差(°C);
- R -材料の熱伝達に対する耐性の指標(m2 *°C / W)。
最後の指標(「熱抵抗係数」とも呼ばれます)は、建築材料または製品に取り付けられた表から取得できます。
二重窓のタイプは、家庭での熱損失の指標に大きく依存します。断熱窓の高価格は、燃費のために正当化されます
例。 部屋の外壁の面積を12 mにします2うち2m2 ウィンドウを取ります。
熱伝達抵抗値は次のとおりです:
- 気泡コンクリートブロックD400: R = 3.5.
- アルゴン「4M1-16Ar-4M1-16Ar-4I」を備えた二重窓の二重チャンバー: R = 0.75.
この場合、室温「+ 22°C」、屋外-「–30°C」では、部屋の外壁の熱損失は次のようになります。
- Qtp (壁)= 10 *(22-(-30))/ 3.5 = 149 W:
- Qtp (ウィンドウ)= 2 *(22-(-30))/ 0.75 = 139 W:
- Qtp = Qtp (壁)+ Qtp (ウィンドウ)= 288ワット。
制御されていない空気交換(浸透)がない場合、この計算は正しい結果を与えます。
次の場合に発生する可能性があります。
- 窓枠の壁への緩みや断熱材の剥がれなどの構造上の欠陥の存在。それらを排除する必要があります。
- 建物の老朽化。その結果、石積みに欠け、亀裂、または空洞が形成されます。この場合、材料の伝熱抵抗の指標に補正係数を導入する必要があります。
同様に、オブジェクトが最上階にある場合は、屋根からの熱損失を測定する必要があります。床を介したエネルギーの大幅な損失は、ガレージなどの加熱されていない吹き出された地下室がある場合にのみ発生します。熱が地球を離れることはほとんどありません。
多層材料の熱伝達抵抗を計算するには、個々の層のインデックスを要約する必要があります。通常、最も非導電性の材料のみが計算に使用されます。
建物の換気-熱損失の2番目の理由を検討してください。給気を加熱するためのエネルギー消費量(Qで)は次の式で計算できます。
Qで = L * q * c * dTどこ:
- L -空気消費量(m3 / h);
- q -空気密度(kg / m3);
- c -入ってくる空気の比熱(kJ / kg *°C);
- dT -屋内空気と屋外空気の温度差(°C)。
関心のある温度範囲での空気の比熱[–50 .. +30°С]は、1.01 kJ / kg *°Сに等しいか、または必要な寸法で0.28 W * h / kg *°Сです。空気密度は温度と圧力に依存しますが、計算では1.3 kg / mの値をとることができます3.
例。 部屋12 mの場合2 前の例と同じ温度差の場合、換気作業による熱損失は次のようになります。
Qで =(12 * 3)* 1.3 * 0.28 *(22-(-30))= 681W。
設計者はSNiP 41-01-2003(この例では3 m3 / 1メートルでh2 リビングルームの面積)ですが、建物の所有者はこの値を大幅に減らすことができます。
モデルルームの総熱損失は次のとおりです。
Q = Qtp + Qで = 969ワット
日、週、または月ごとの熱損失を計算するには、これらの期間の平均温度を知る必要があります。
上記の式から、短時間および寒い季節全体の両方で消費されるガスの量の計算は、加熱されたオブジェクトが配置されている領域の気候を考慮に入れて実行する必要があることは明らかです。したがって、同様の環境条件に対してのみ、実績のある標準ソリューションを使用することが可能です。
同様の気候パラメータを決定するには、冬の月平均気温のマップを使用できます。それらはインターネットで簡単に見つけることができます。
家の複雑な形状と、その建設と断熱に使用されるさまざまな材料により、専門家のサービスを使用して必要な熱量を計算できます。
熱損失を最小限に抑える方法
家の暖房費は、その維持費のかなりの部分を占めています。したがって、天井、家の壁、床の断熱材、および隣接する構造物を暖めることによって熱損失を減らすことを目的としたいくつかのタイプの作業を実行することは合理的です。
家の外側と内側の断熱スキームを使用すると、この数値を大幅に減らすことができます。これは、壁や床に強い摩耗がある古い建物に特に当てはまります。同じポリスチレンフォームプレートを使用すると、凍結を低減または完全になくすだけでなく、保護されたコーティングからの空気の浸透を最小限に抑えることができます。
ベランダや屋根裏部屋など、家の夏のエリアが暖房に接続されていない場合も、大幅な節約を実現できます。この場合、家の暖房された部分の周囲が大幅に減少します。
夏の間だけ屋根裏部屋の床を使用すると、冬に家を暖房するコストを大幅に節約できます。ただし、この場合、上層階の天井は十分に断熱する必要があります。
SNiP 41-01-2003で規定されている施設の換気基準に厳密に従っている場合、空気交換による熱損失は、建物の壁や屋根の凍結よりも高くなります。これらの規則は、施設が生産またはサービスの提供に使用される場合、設計者およびすべての法人にとって必須です。ただし、家の居住者は独自の裁量で、ドキュメントに示されている値を減らすことができます。
さらに、電気やガスを消費する機器ではなく、熱交換器を使用して、通りから入ってくる冷たい空気を加熱することができます。したがって、通常のプレート式熱交換器はエネルギーの半分以上を節約でき、クーラントを備えたより複雑なデバイスは約75%節約できます。
必要なガス量の計算
可燃性ガスは熱損失を補償する必要があります。このため、家庭での熱損失に加えて、ボイラーの効率と混合物の発熱量に依存する、燃焼中に放出されるエネルギー量を知る必要があります。
ボイラー選定ルール
ヒーターの選択は、家庭での熱損失を考慮して行う必要があります。年間最低気温に達している間は十分です。床置きまたは壁掛けのガスボイラーのパスポートでは、家庭用電化製品のkWで測定されるパラメーター「定格熱出力」がこれに関与します。
どの構造にも熱慣性があるため、最低温度に必要なボイラー容量を計算するために、通常、最も寒い5日間の指標が採用されます。特定の地域については、気象情報の収集と処理に関与する組織、または表1から見つけることができます。SNiP23-01-99(列番号4)。
SNiP 23-01-99の表1の一部。それを使用して、加熱されたオブジェクトが配置されている領域の気候に関する必要なデータを取得できます
ボイラーパワーが部屋を暖めるのに十分なインジケーターを超えている場合、これはガス消費の増加にはつながりません。この場合、装置のダウンタイムは長くなります。
時々、わずかに低い電力のボイラーを選択する理由があります。そのようなデバイスは、購入して操作するときにはるかに安価になる可能性があります。ただし、この場合、霜が激しい場合に使用できる予備の熱源(ガスジェネレーター付きヒーターなど)が必要です。
ボイラーの有効性と効率の主な指標は効率です。最新の家庭用機器の場合、88〜95%です。効率はデバイスのパスポートに登録され、ガス消費量の計算に使用されます。
放熱式
約150 mの面積の家を暖房するための天然ガスまたは液化ガスの消費量を正しく計算するには2 あなたは別の指標を知る必要があります-供給された燃料の発熱量(比熱)。 SIシステムによれば、液化ガスのJ / kgまたはJ / mで測定されます。3 自然のために。
ガスホルダー(液化ガスを貯蔵するためのタンク)はリットルで特徴付けられます。どのくらいの燃料がキログラムで燃料に入るかを調べるには、0.54 kg / 1 lの比率を適用できます。
このインジケーターには2つの値があります-低カロリー値(Hl)以上(Hh)燃料の湿度と温度に依存します。計算するときにインジケーターを取る Hl -あなたはガス供給業者からそれを見つける必要があります。
そのような情報がない場合は、計算で次の値を使用できます。
- 天然ガス用 Hl = 33.5 mJ / m3;
- 液化ガス用 Hl = 45.2 mJ / kg。
1 mJ = 278 W * hとすると、次の発熱量が得られます。
- 天然ガス用 Hl = 9.3 kW * h / m3;
- 液化ガス用 Hl = 12.6 kW * h / kg。
一定期間に消費されたガスの量 V (m3 またはkg)は、次の式を使用して計算できます。
V = Q * E /(Hl * K)どこ:
- Q -建物の熱損失(kW)
- E -加熱期間の長さ(h);
- Hl -ガスの最小発熱量(kW * h / m3);
- K -ボイラー効率。
液化ガスの場合、寸法 Hl kW * h / kgに等しい。
ガス消費量の計算例
たとえば、典型的なプレハブフレームの木造2階建てのコテージを見てみましょう。地域-アルタイ地域、バルナウル。
コテージのサイズは10 x 8.5 mで、切妻屋根の傾斜は30°です。このプロジェクトは、暖かい屋根裏部屋、比較的広い範囲のガラス、地下室がないこと、家の突き出ている部分が特徴です
ステップ1。 熱損失を計算するための家の主なパラメーターを計算します。
- 床。 パージされた地下室がない場合、床と基礎を介した損失は無視できます。
- 窓。 二重窓二重チャンバー "4M1-16Ar-4M1-16Ar-4I": Ro = 0.75。グレージングエリア So = 40 m2.
- 壁。 縦(側面)壁の面積は10 * 3.5 = 35 mです2。横(前)壁の面積は8.5 * 3.5 + 8.5です2 * TG(30)/ 4 = 40 m2。したがって、建物の全周は150 mです。2、およびグレージングを考慮して、目的の値 Ss = 150〜40 = 110 m2.
- 壁。 主な断熱材は接着ビーム、厚さ200 mm(Rb = 1.27)および玄武岩断熱材、厚さ150 mm(Rあなた = 3.95)。壁の総熱伝達抵抗 Rs = Rb + Rあなた = 5.22.
- ルーフ。 温暖化は屋根の形状を完全に繰り返します。オーバーハングのないルーフエリア Sk = 10 * 8.5 / cos(30)= 98 m2.
- ルーフ。 主な断熱材は裏地、厚さ12.5 mm(Rv = 0.07)および玄武岩断熱材、厚さ200 mm(Rあなた = 5.27)。屋根の総熱伝達抵抗 Rk = Rv + Rあなた = 5.34.
- 換気。 家の面積に従ってではなく、要件を考慮して空気流量を計算してみましょう、少なくとも30 mの値を確保してください3 1人1時間あたり。コテージには常に4人が住んでいるので、 L = 30 * 4 = 120 m3 /時間
ステップ。 2。 必要なボイラーパワーを計算します。機器がすでに購入されている場合は、この手順を省略できます。
私たちの計算では、ガスボイラーの2つのインジケーター、効率と定格電力のみを知っている必要があります。デバイスのパスポートに登録する必要があります。
最も寒い5日間の温度は「–41°C」です。快適な気温を「+ 24°С」としています。したがって、この期間の平均温度差は dT = 65°C
熱損失を計算します:
- 窓から: Qo = So * dT / Ro = 40 * 65 / 0.75 = 3467 W;
- 壁を通って: Qs = Ss * dT / Rs = 110 * 65 / 5.22 = 1370 W;
- 屋根を通って: Qk = Sk * dT / Rk = 98 * 65 / 5.34 = 1199 W;
- 換気のため: Qv = L * q * c * dT = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839W。
寒い5日間の家全体の総熱損失は次のようになります。
Q = Qo + Qs + Qk + Qv = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W
したがって、このモデルハウスでは、最大熱出力パラメーターが10〜12 kWのガスボイラーを選択できます。ガスが温水を供給するためにも使用されている場合、より生産的な装置を使用する必要があります。
ステップ3 加熱期間と平均熱損失を計算します。
寒い季節までに、暖房が必要な場合は、毎日の平均気温が8-10°C未満の季節を理解してください。したがって、計算には、SNiP 23-01-99の表1の列番号11〜12または列番号13〜14のいずれかを使用できます。
この選択は、コテージの所有者に任されています。この場合、年間の燃料消費量に大きな違いはありません。私たちのケースでは、「+ 10°C」未満の温度の期間に留まります。この期間の期間は235日または E = 5640時間。
集中暖房では、冷媒供給のオンとオフは、確立された基準に従って実行されます。民家の利点の一つは、住民の要求に応じて暖房モードを起動することです
この期間の平均温度に対する家の熱損失は、ステップ2と同様に計算されます。 dT = 24-(-6.7)= 30.7°С。計算を実行した後、 Q = 4192ワット。
ステップ4 消費ガス量を計算します。
ボイラー効率をしましょう K = 0.92。次に、寒い期間に消費されたガスの量(ガス混合物の最小発熱量の平均指標を使用)は次のようになります。
- 天然ガス用: V = Q * E / (Hl * K)= 4192 * 5640 /(9300 * 0.92)= 2763 m3;
- 液化ガスの場合: V = Q * E / (Hl * K)= 4192 * 5640 /(12600 * 0.92)= 2040 kg。
ガスの価格がわかれば、暖房の経済的コストを計算できます。
家庭の断熱に関連するエラーを排除することにより、ガス消費量を削減します。実際の例:
既知の熱出力でのガスの流れ:
熱損失のすべての計算は、家を構成する材料の熱節約特性がわかっている場合にのみ、独立して実行できます。建物が古い場合は、まず、建物の凍結を確認し、特定された問題を解消する必要があります。
その後、記事に示された公式を使用して、ガス流量を高精度で計算することが可能です。
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