EntréeL'efficacité thermique d'une maison dépend de la superficie des murs extérieurs. Perte de chaleur dans la maison : où va réellement la chaleur ?
Chaque bâtiment, quel que soit caractéristiques de conception, saute l'énérgie thermiqueà travers les clôtures. Les pertes de chaleur dans l'environnement doivent être restaurées à l'aide d'un système de chauffage. La somme des déperditions thermiques avec une réserve normalisée est la puissance requise de la source de chaleur qui chauffe la maison. A créer dans une maison conditions confortables, le calcul des déperditions thermiques est réalisé en tenant compte de différents facteurs : la structure du bâtiment et la disposition des locaux, l'orientation par rapport aux points cardinaux, la direction des vents et la douceur moyenne du climat en période froide, les qualités physiques des matériaux de construction et d'isolation thermique.
Sur la base des résultats du calcul d'ingénierie thermique, une chaudière de chauffage est sélectionnée, le nombre de sections de batterie est spécifié, la puissance et la longueur des tuyaux du plancher chauffant sont calculées, un générateur de chaleur est sélectionné pour la pièce - en général, n'importe quelle unité qui compense les pertes de chaleur. Dans l'ensemble, il est nécessaire de déterminer les pertes de chaleur afin de chauffer la maison de manière économique - sans réserves de puissance excessives du système de chauffage. Les calculs sont effectués manuellement ou choisissez un programme informatique approprié dans lequel les données sont insérées.
Comment effectuer le calcul ?
Tout d’abord, il vaut la peine de comprendre la technique manuelle pour comprendre l’essence du processus. Pour connaître la quantité de chaleur perdue par une maison, les pertes à travers chaque enveloppe du bâtiment sont déterminées séparément puis additionnées. Le calcul est effectué par étapes.
1. Constituer une base de données initiales pour chaque pièce, de préférence sous forme de tableau. La première colonne enregistre la surface pré-calculée des blocs de portes et fenêtres, des murs extérieurs, des plafonds et des sols. L'épaisseur de la structure est inscrite dans la deuxième colonne (il s'agit des données de conception ou des résultats de mesure). Dans le troisième - les coefficients de conductivité thermique des matériaux correspondants. Le tableau 1 contient les valeurs standard qui seront nécessaires dans d'autres calculs :
Plus λ est élevé, plus la chaleur est perdue à travers la surface d'un mètre d'épaisseur.
2. Déterminez la résistance thermique de chaque couche : R = v/ λ, où v est l'épaisseur du bâtiment ou du matériau d'isolation thermique.
3. Calculez la perte de chaleur de chaque élément structurel à l'aide de la formule : Q = S*(T in -T n)/R, où :
- Tn – température extérieure, °C ;
- T in – température intérieure, °C ;
- S – superficie, m2.
Bien entendu, pendant la saison de chauffage, le temps varie (par exemple, la température varie de 0 à -25°C) et la maison est chauffée au niveau de confort souhaité (par exemple jusqu'à +20°C). Alors la différence (T dans -T n) varie de 25 à 45.
Pour effectuer un calcul, vous avez besoin de la différence de température moyenne pour l'ensemble saison de chauffage. Pour ce faire, dans le SNiP 23-01-99 « Climatologie et géophysique du bâtiment » (Tableau 1), on trouve la température moyenne de la période de chauffage pour une ville particulière. Par exemple, pour Moscou, ce chiffre est de -26°. Dans ce cas, la différence moyenne est de 46°C. Pour déterminer la consommation de chaleur à travers chaque structure, les pertes thermiques de toutes ses couches sont additionnées. Ainsi, pour les murs, le plâtre est pris en compte, matériau de maçonnerie, isolation thermique extérieure, bardage.
4. Calculez la perte de chaleur totale, en la définissant comme la somme Q murs extérieurs, sols, portes, fenêtres, plafonds.
5. Aération. De 10 à 40 % de pertes par infiltration (ventilation) s'ajoutent au résultat de l'addition. Si vous installez des fenêtres à double vitrage de haute qualité dans votre maison et n'abusez pas de la ventilation, le coefficient d'infiltration peut être pris à 0,1. Certaines sources indiquent que le bâtiment ne perd aucune chaleur, puisque les fuites sont compensées par radiation solaire et les émissions de chaleur des ménages.
Comptage manuel
Donnée initiale. Chalet superficie 8x10 m, hauteur 2,5 m. Les murs ont une épaisseur de 38 cm et sont constitués de briques en céramique, l'intérieur est fini avec une couche de plâtre (épaisseur 20 mm). Le sol est en 30mm planches bordées, isolé avec de la laine minérale (50 mm), gainé feuilles de panneaux de particules(8mm). Le bâtiment dispose d'un sous-sol dont la température en hiver est de 8°C. Le plafond est recouvert de panneaux de bois et isolé avec de la laine minérale (épaisseur 150 mm). La maison a 4 fenêtres 1,2x1 m, une porte d'entrée en chêne 0,9x2x0,05 m.
Tâche : déterminer perte de chaleur totaleà la maison car il est situé dans la région de Moscou. La différence de température moyenne pendant la saison de chauffage est de 46°C (comme mentionné précédemment). La pièce et le sous-sol ont une différence de température : 20 – 8 = 12°C.
1. Perte de chaleur à travers les murs extérieurs.
Superficie totale (moins les fenêtres et les portes) : S = (8+10)*2*2,5 – 4*1,2*1 – 0,9*2 = 83,4 m2.
La résistance thermique est déterminée maçonnerie et couche de plâtre :
- Clade R. = 0,38/0,52 = 0,73 m2*°C/W.
- Pièces R = 0,02/0,35 = 0,06 m2*°C/W.
- R total = 0,73 + 0,06 = 0,79 m2*°C/W.
- Perte de chaleur à travers les murs : Q st = 83,4 * 46/0,79 = 4856,20 W.
2. Perte de chaleur par le sol.
Superficie totale : S = 8*10 = 80 m2.
La résistance thermique d'un sol à trois couches est calculée.
- Planches R = 0,03/0,14 = 0,21 m2*°C/W.
- Panneau de particules R = 0,008/0,15 = 0,05 m2*°C/W.
- Isolation R = 0,05/0,041 = 1,22 m2*°C/W.
- R total = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 m2*°C/W.
Nous substituons les valeurs des quantités dans la formule pour trouver les pertes de chaleur : Q plancher = 80*12/1,3 = 738,46 W.
3. Perte de chaleur par le plafond.
La surface sous plafond est égale à la surface au sol S = 80 m2.
Détermination de la résistance thermique du plafond, en dans ce cas ne prends pas en compte des planches de bois: Ils sont sécurisés par des interstices et ne font pas barrière au froid. La résistance thermique du plafond coïncide avec le paramètre d'isolation correspondant : R sueur. = R isolation = 0,15/0,041 = 3,766 m2*°C/W.
Quantité de chaleur perdue à travers le plafond : Q sueur. = 80*46/3,66 = 1005,46 W.
4. Perte de chaleur par les fenêtres.
Surface vitrée : S = 4*1,2*1 = 4,8 m2.
Pour la fabrication de fenêtres, un trois chambres Profilé PVC(occupe 10 % de la surface de la fenêtre), ainsi qu'une fenêtre à double vitrage à double chambre avec une épaisseur de verre de 4 mm et une distance entre verres de 16 mm. Parmi caractéristiques techniques le fabricant a indiqué la résistance thermique du vitrage (R st.p. = 0,4 m2*°C/W) et du profilé (R prof. = 0,6 m2*°C/W). En tenant compte de la fraction dimensionnelle de chaque élément structurel, la résistance thermique moyenne de la fenêtre est déterminée :
- R env. = (R st.p.*90 + R prof.*10)/100 = (0,4*90 + 0,6*10)/100 = 0,42 m2*°C/W.
- Sur la base du résultat calculé, la perte de chaleur à travers les fenêtres est calculée : Q env. = 4,8*46/0,42 = 525,71 W.
Surface de la porte S = 0,9*2 = 1,8 m2. Résistance thermique R dv. = 0,05/0,14 = 0,36 m2*°C/W, et Q dv. = 1,8*46/0,36 = 230 W.
La quantité totale de perte de chaleur dans la maison est : Q = 4 856,20 W + 738,46 W + 1 005,46 W + 525,71 W + 230 W = 7 355,83 W. En tenant compte de l'infiltration (10%), les pertes augmentent : 7355,83 * 1,1 = 8091,41 W.
Pour calculer avec précision la quantité de chaleur perdue par un bâtiment, ils utilisent calculateur en ligne perte de chaleur Ce Programme d'ordinateur, dans lequel sont saisies non seulement les données énumérées ci-dessus, mais également divers facteurs supplémentaires qui influencent le résultat. L'avantage de la calculatrice réside non seulement dans la précision des calculs, mais également dans une vaste base de données de référence.
Sélectionnez une ville Sélectionnez une ville Brest Vitebsk Volgograd Dnepropetrovsk Ekaterinbourg Zaporozhye Kazan Kiev Lugansk Lvov Minsk Moscou Nijni Novgorod Novossibirsk Odessa Omsk Perm Riga Rostov-sur-le-Don Samara Saint-Pétersbourg Simferopol Ufa Kharkov Chelyabinsk Tchernigov t ad = - oC
Entrez la température ambiante ; t dans = + oC
Perte de chaleur à travers les murs développer effondrer
Type de façade Par défaut Sans entrefer ventilé Avec entrefer ventilé α =
Superficie des murs extérieurs, m²
Épaisseur de la première couche, m.
Épaisseur de la deuxième couche, m.
Épaisseur de la troisième couche, m.
Perte de chaleur à travers les murs, W
Perte de chaleur par les fenêtres développer effondrer
Choisir un vitrage
Fenêtre à double vitrage à une chambre Fenêtre à double vitrage à deux chambres Fenêtre à double vitrage à une chambre avec revêtement sélectif Double vitrage rempli d'argon Double vitrage dans des ouvrants séparés Deux vitrages à une chambre dans des ouvrants jumelés k =
Entrez la surface de la fenêtre, m².
Perte de chaleur par les fenêtres
Perte de chaleur par les plafonds développer effondrer
Sélectionnez le type de plafond
La valeur par défaut est Grenier. Il y a une lame d'air entre le plafond et la toiture. Le toit s'adapte parfaitement au plafond Plafond sous un grenier non chauffé α =
Entrez la surface du plafond, m².
Matériau de première couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc avec béton de laitier adhésif Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la première couche, m.
Matériau de la deuxième couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la deuxième couche, m.
Matériau de la troisième couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la troisième couche, m.
Perte de chaleur par le plafond
Perte de chaleur par le sol développer effondrer
Sélectionnez le type de sol
Par défaut Au-dessus d'un sous-sol froid raccordé à l'air extérieur Au-dessus d'un sous-sol non chauffé avec ouvertures lumineuses dans les murs Au-dessus d'un sous-sol non chauffé sans ouvertures lumineuses dans les murs Au-dessus souterrain technique sous le niveau du sol Plancher au sol α =
Entrez la surface au sol, m².
Matériau de première couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la première couche, m.
Matériau de la deuxième couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la deuxième couche, m.
Matériau de la troisième couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la troisième couche, m.
Perte de chaleur par le sol
Matériau de première couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la première couche, m.
Matériau de la deuxième couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la deuxième couche, m.
Matériau de la troisième couche Choisir le matériau Béton Béton armé Béton mousse 1000 kg/m3. Béton mousse 800 kg/m3. Béton mousse 600 kg/m3. Bloc gaz D400 Aeroc sur colle Béton de cendre Mortier ciment-sable Porotherm P+W sur thermoiz. mortier Maçonnerie en céramique creuse. maçonnerie en brique Maçonnerie en brique silico-calcaire Maçonnerie en céramique solide. Brique Bois Contreplaqué Panneaux de fibres de bois Panneau de particules Laine minérale Mousse plastique Polystyrène expansé Cloison sèche λ =
Épaisseur de la troisième couche, m.
Superficie de la zone 1, m² développer (ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Très souvent, dans la pratique, les déperditions thermiques d'une maison sont estimées en moyenne à environ 100 W/m². Pour ceux qui comptent de l'argent et envisagent de meubler une maison sans investissements inutiles et avec une faible consommation de carburant, de tels calculs ne conviennent pas. Il suffira de dire que les déperditions thermiques d'une maison bien isolée et d'une maison non isolée peuvent différer de 2 fois. Calculs précis selon SNiP, cela nécessite beaucoup de temps et de connaissances particulières, mais l'effet de la précision ne se fera pas correctement sentir sur l'efficacité du système de chauffage.
Ce programme a été développé pour offrir meilleur résultat rapport qualité/prix, c'est-à-dire (temps passé)/(précision suffisante).
Les coefficients de conductivité thermique des matériaux de construction sont tirés de l'annexe 3 pour le régime d'humidité normal de la zone d'humidité normale.
12/03/2017 - la formule de calcul des déperditions thermiques dues à l'infiltration a été ajustée. Désormais, il n'y a plus de divergences avec les calculs professionnels des concepteurs (pour les pertes de chaleur dues aux infiltrations).
01/10/2015 - ajout de la possibilité de modifier la température de l'air intérieur.
FAQ développer réduire
Comment calculer les déperditions de chaleur vers les pièces adjacentes non chauffées ?
Selon les normes, les déperditions de chaleur vers les pièces adjacentes doivent être prises en compte si la différence de température entre elles dépasse 3°C. Il peut s'agir par exemple d'un garage. Comment calculer ces déperditions thermiques à l'aide d'un calculateur en ligne ?
Exemple. Dans la pièce nous devrions avoir +20, et dans le garage nous prévoyons +5. Solution. Dans le champ tnar, nous réglons la température de la chambre froide, dans notre cas le garage, avec le signe « - ». -(-5) = +5 . Nous sélectionnons le type de façade « par défaut ». Ensuite, nous comptons comme d'habitude.
Attention! Après avoir calculé les déperditions de chaleur d'une pièce à l'autre, n'oubliez pas de régler la température.
Calcul des déperditions de chaleur à la maison
La maison perd de la chaleur à travers les structures d'enceinte (murs, fenêtres, toit, fondations), la ventilation et les égouts. Les principales pertes de chaleur se produisent à travers les structures enveloppantes - 60 à 90 % de toutes les pertes de chaleur.
Le calcul des pertes de chaleur à la maison est nécessaire, au minimum, pour sélectionner la bonne chaudière. Vous pouvez également estimer combien d’argent sera dépensé pour le chauffage de la maison prévue. Voici un exemple de calcul pour une chaudière à gaz et une électrique. Il est également possible, grâce à des calculs, d'analyser l'efficacité financière de l'isolation, c'est-à-dire comprendre si les coûts d'installation de l'isolation seront récupérés grâce aux économies de carburant sur la durée de vie de l'isolation.
Pertes de chaleur à travers les enveloppes des bâtiments
Je vais donner un exemple de calcul pour les murs extérieurs d'une maison à deux étages.| 1) On calcule la résistance au transfert thermique du mur en divisant l'épaisseur du matériau par son coefficient de conductivité thermique. Par exemple, si un mur est construit à partir de céramiques chaudes 0,5 m d'épaisseur avec un coefficient de conductivité thermique de 0,16 W/(m×°C), puis divisez 0,5 par 0,16 : 0,5 m / 0,16 W/(m×°C) = 3,125 m 2 ×°C/W Les coefficients de conductivité thermique des matériaux de construction peuvent être pris. |
| 2) Calculer superficie totale murs extérieurs. Laissez-moi vous donner un exemple simplifié de maison carrée : (10 m de largeur × 7 m de hauteur × 4 côtés) - (16 fenêtres × 2,5 m 2) = 280 m 2 - 40 m 2 = 240 m 2 |
| 3) Divisez l'unité par la résistance de transfert de chaleur, obtenant ainsi une perte de chaleur d'un mètre carré murs par une différence de température d'un degré. 1 / 3,125 m 2 ×°C/W = 0,32 W / m 2 ×°C |
| 4) Nous calculons les déperditions thermiques des murs. On multiplie la déperdition de chaleur d'un mètre carré de mur par la surface des murs et par la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la maison. Par exemple, s’il fait +25°C à l’intérieur et -15°C à l’extérieur, alors la différence est de 40°C. 0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 40 °C = 3 072 W Ce nombre correspond à la perte de chaleur des murs. La perte de chaleur se mesure en watts, c'est-à-dire c'est la puissance de perte de chaleur. |
| 5) Il est plus pratique de comprendre la signification de la perte de chaleur en kilowattheures. En 1 heure, l'énergie thermique se perd à travers nos murs pour une différence de température de 40°C : 3072 W × 1 h = 3,072 kWh Énergie perdue en 24 heures : 3072 W × 24 h = 73,728 kWh |
Il est clair que pendant la saison de chauffage, le temps est différent, c'est-à-dire La différence de température change tout le temps. Par conséquent, afin de calculer les pertes de chaleur pour toute la période de chauffage, vous devez multiplier à l'étape 4 par la différence de température moyenne pour tous les jours de la période de chauffage.
Par exemple, sur 7 mois de période de chauffage, la différence moyenne de température intérieure et extérieure était de 28 degrés, ce qui signifie une perte de chaleur à travers les murs pendant ces 7 mois en kilowattheures :
0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 28 °C × 7 mois × 30 jours × 24 heures = 10838016 Wh = 10838 kWh
Le chiffre est assez « tangible ». Par exemple, si le chauffage était électrique, vous pouvez calculer combien d'argent serait dépensé pour le chauffage en multipliant le nombre obtenu par le coût du kWh. Vous pouvez calculer combien d'argent a été dépensé pour le chauffage au gaz en calculant le coût du kWh d'énergie de chaudière à gaz. Pour ce faire, vous devez connaître le coût du gaz, le pouvoir calorifique du gaz et le rendement de la chaudière.
D'ailleurs, dans le dernier calcul, au lieu de la différence de température moyenne, le nombre de mois et de jours (mais pas d'heures, on laisse les heures), il a été possible d'utiliser le degré-jour de la période de chauffage - GSOP, certains information. Vous pouvez trouver le GSOP déjà calculé pour différentes villes de Russie et multiplier la perte de chaleur d'un mètre carré par la surface des murs, par ces GSOP et par 24 heures, en obtenant la perte de chaleur en kWh.
De la même manière que pour les murs, vous devez calculer les valeurs de déperdition de chaleur pour les fenêtres, porte d'entrée, toit, fondation. Résumez ensuite le tout et obtenez la valeur de la perte de chaleur à travers toutes les structures enveloppantes. Soit dit en passant, pour les fenêtres, vous n'aurez pas besoin de connaître l'épaisseur et la conductivité thermique, il existe généralement déjà une résistance de transfert de chaleur prête à l'emploi du vitrage calculée par le fabricant. Pour le sol (au cas où fondation en dalle) la différence de température ne sera pas trop importante, le sol sous la maison n'est pas aussi froid que l'air extérieur.
Perte de chaleur par ventilation
Le volume approximatif d'air disponible dans la maison (volume murs intérieurs et je ne prends pas en compte les meubles) :10 mx 10 mx 7 m = 700 m3
La densité de l'air à +20°C est de 1,2047 kg/m3. La capacité thermique spécifique de l'air est de 1,005 kJ/(kg×°C). Masse d'air dans la maison :
700 m3 × 1,2047 kg/m3 = 843,29 kg
Disons que tout l'air de la maison change 5 fois par jour (c'est un nombre approximatif). Avec la différence moyenne entre interne et Température extérieure 28 °C pendant toute la période de chauffage, en moyenne l'énergie thermique suivante sera consommée par jour pour chauffer l'air froid entrant :
5 × 28 °C × 843,29 kg × 1,005 kJ/(kg×°C) = 118650,903 kJ
118650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3 600 kJ)
Ceux. Pendant la saison de chauffage, avec un renouvellement d'air quintuplé, la maison par ventilation perdra en moyenne 32,96 kWh d'énergie thermique par jour. Sur 7 mois de période de chauffage, les pertes énergétiques seront de :
7 × 30 × 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Perte de chaleur par les égouts
Pendant la saison de chauffage, l’eau qui entre dans la maison est assez froide, disons qu’elle a une température moyenne de +7°C. Le chauffage de l'eau est nécessaire lorsque les résidents font la vaisselle et prennent des bains. L'eau du réservoir des toilettes est également partiellement chauffée par l'air ambiant. Les résidents jettent toute la chaleur générée par l’eau dans les égouts.Disons qu'une famille vivant dans une maison consomme 15 m 3 d'eau par mois. La capacité thermique spécifique de l’eau est de 4,183 kJ/(kg×°C). La densité de l'eau est de 1000 kg/m3. Supposons qu'en moyenne l'eau entrant dans la maison chauffe jusqu'à +30°C, soit différence de température 23°C.
En conséquence, la perte de chaleur mensuelle à travers le système d'égouts sera de :
1 000 kg/m 3 × 15 m 3 × 23°C × 4,183 kJ/(kg×°C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Pendant les 7 mois de période de chauffage, les habitants déversent à l'égout :
7 × 400,87 kWh = 2 806,09 kWh
Conclusion
À la fin, vous devez additionner les pertes de chaleur résultantes à travers l'enveloppe du bâtiment, la ventilation et les égouts. Le résultat sera approximatif nombre total perte de chaleur à la maison.Il faut dire que les pertes de chaleur par la ventilation et l'assainissement sont assez stables et difficiles à réduire. Vous ne vous doucherez pas moins souvent et vous n'aérerez pas mal votre maison. Bien que les pertes de chaleur par ventilation puissent être partiellement réduites à l'aide d'un récupérateur.
Si j'ai fait une erreur quelque part, écrivez dans les commentaires, mais il me semble avoir tout revérifié plusieurs fois. Il faut dire qu'il existe des méthodes de calcul des déperditions thermiques beaucoup plus complexes, des coefficients supplémentaires sont pris en compte, mais leur influence est insignifiante.
Ajout.
Le calcul des pertes de chaleur à la maison peut également être effectué à l'aide du SP 50.13330.2012 (édition mise à jour du SNiP 23/02/2003). Il y a l'Annexe G « Calcul » caractéristiques particulières consommation d'énergie thermique pour le chauffage et la ventilation des logements et bâtiments publiques», le calcul lui-même sera beaucoup plus compliqué, davantage de facteurs et de coefficients seront utilisés.
Affichage 25 Derniers Commentaires. Afficher tous les commentaires (53).
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André Vladimirovitch (11.01.2018 14:52)
En général, tout va bien pour les simples mortels. La seule chose que je conseillerais c'est que pour ceux qui aiment signaler des inexactitudes, indiquez une formule plus complète en début d'article Q=S*(tin-tout)*(1+∑β)*n/Rо et expliquez que (1+∑β)*n, en tenant compte de tous les coefficients, différera légèrement de 1 et ne pourra pas fausser grossièrement le calcul de perte de chaleur de l'ensemble des structures enveloppantes, c'est-à-dire On prend comme base la formule Q=S*(tin-tout)*1/Ro. Je ne suis pas d'accord avec le calcul des pertes de chaleur par ventilation, je pense différemment: je calculerais la capacité thermique totale de tout le volume, puis je la multiplierais par le facteur réel. Je prendrais toujours la chaleur spécifique de l'air de l'air glacial (nous chaufferons l'air de la rue), mais elle sera nettement plus élevée. Et il vaut mieux prendre la capacité calorifique du mélange d'air directement en W, égale à 0,28 W/(kg °C). |
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Vadim (07.12.2018 09:00)
Merci, tout est précis et intelligible ! |
Ci-dessous en est un assez simple calcul des pertes de chaleur bâtiments, qui permettront cependant de déterminer avec précision la puissance nécessaire pour chauffer votre entrepôt, centre commercial ou autre bâtiment similaire. Cela permettra d'estimer au préalable le coût au stade de la conception. équipement de chauffage et les coûts de chauffage ultérieurs, et ajuster le projet si nécessaire.
Où va la chaleur ? La chaleur s'échappe par les murs, les sols, les toits et les fenêtres. De plus, de la chaleur est perdue lors de la ventilation des pièces. Pour calculer les pertes de chaleur à travers les enveloppes du bâtiment, utilisez la formule :
Q – perte de chaleur, W
S – surface de structure, m2
T – différence de température entre l'air intérieur et extérieur, °C
R – valeur de la résistance thermique de la structure, m2 °C/W
Le schéma de calcul est le suivant : nous calculons la perte de chaleur des éléments individuels, la résumons et ajoutons la perte de chaleur lors de la ventilation. Tous.
Supposons que nous voulions calculer la perte de chaleur pour l'objet représenté sur la figure. La hauteur du bâtiment est de 5 à 6 m, la largeur de 20 m, la longueur de 40 m et trente fenêtres mesurant 1,5 x 1,4 mètres. Température ambiante 20 °C, température extérieure -20 °C.
Nous calculons les superficies des structures enveloppantes :
sol: 20 m * 40 m = 800 m2
toit: 20,2 m * 40 m = 808 m2
fenêtre: 1,5 m * 1,4 m * 30 pièces = 63 m2
des murs:(20 m + 40 m + 20 m + 40 m) * 5 m = 600 m2 + 20 m2 (comptabilité toit en pente) = 620 m2 – 63 m2 (fenêtres) = 557 m2
Intéressons-nous maintenant à la résistance thermique des matériaux utilisés.
La valeur de la résistance thermique peut être extraite du tableau des résistances thermiques ou calculée à partir de la valeur du coefficient de conductivité thermique à l'aide de la formule :
R – résistance thermique, (m2*K)/W
? – coefficient de conductivité thermique du matériau, W/(m2*K)
d – épaisseur du matériau, m
La valeur des coefficients de conductivité thermique pour différents matériaux tu peux voir .
sol: Chape en béton 10 cm et laine minérale d'une densité de 150 kg/m3. 10 cm d'épaisseur.
R (béton) = 0,1 / 1,75 = 0,057 (m2*K)/W
R (laine minérale) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (m2*K)/W
R (sol) = R (béton) + R (laine minérale) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (m2*K)/W
toit:
R (toit) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W
fenêtre: La valeur de résistance thermique des fenêtres dépend du type de fenêtre à double vitrage utilisé
R (fenêtres) = 0,40 (m2*K)/W pour verre à chambre unique 4–16–4 à ? T = 40 °C
des murs: panneaux de laine minérale 15 cm d'épaisseur
R (murs) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W
Calculons les pertes de chaleur :
Q (sol) = 800 m2 * 20 °C / 2,76 (m2*K)/W = 5 797 W = 5,8 kW
Q (toit) = 808 m2 * 40 °C / 4,05 (m2*K)/W = 7980 W = 8,0 kW
Q (fenêtres) = 63 m2 * 40 °C / 0,40 (m2*K)/W = 6300 W = 6,3 kW
Q (murs) = 557 m2 * 40 °C / 4,05 (m2*K)/W = 5 500 W = 5,5 kW
Nous constatons que la perte totale de chaleur à travers les structures enveloppantes sera :
Q (total) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 kW/h
Parlons maintenant des pertes de ventilation.
Pour chauffer 1 m3 d’air d’une température de – 20 °C à + 20 °C, il faudra 15,5 W.
Q(1 m3 d'air) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 W, ici 1,4 est la densité de l'air (kg/m3), 1,0 est la capacité thermique spécifique de l'air (kJ/( kg K)), 3,6 – facteur de conversion en watts.
Reste à déterminer la quantité d'air nécessaire. On pense que lors d'une respiration normale, une personne a besoin de 7 m3 d'air par heure. Si vous utilisez le bâtiment comme entrepôt et que 40 personnes y travaillent, alors vous devez chauffer 7 m3 * 40 personnes = 280 m3 d'air par heure, cela nécessitera 280 m3 * 15,5 W = 4340 W = 4,3 kW. Et si vous avez un supermarché et qu'il y a en moyenne 400 personnes sur le territoire, alors pour chauffer l'air, il faudra 43 kW.
Résultat final:
Pour chauffer le bâtiment proposé, il faut un système de chauffage d'environ 30 kW/h et un système de ventilation d'une capacité de 3000 m3/h avec une puissance de chauffage de 45 kW/h.
La première étape dans l'organisation du chauffage d'une maison privée consiste à calculer les déperditions de chaleur. Le but de ce calcul est de connaître la quantité de chaleur qui s'échappe à travers les murs, les sols, la toiture et les fenêtres (communément appelées enveloppes du bâtiment) lors des gelées les plus sévères dans une zone donnée. En sachant calculer les pertes de chaleur selon les règles, vous pouvez obtenir un résultat assez précis et commencer à sélectionner une source de chaleur en fonction de la puissance.
Formules de base
Pour obtenir un résultat plus ou moins précis, il faut effectuer des calculs selon toutes les règles, une méthode simplifiée (100 W de chaleur pour 1 m² de surface) ne fonctionnera pas ici. La déperdition thermique totale d'un bâtiment pendant la saison froide se compose de 2 parties :
- perte de chaleur à travers les structures enveloppantes ;
- pertes d'énergie utilisées pour le chauffage air de ventilation.
La formule de base pour calculer la consommation d’énergie thermique à travers les clôtures extérieures est la suivante :
Q = 1/R x (t dans - t n) x S x (1+ ∑β). Ici:
- Q est la quantité de chaleur perdue par une structure d'un type, W ;
- R - résistance thermique du matériau de construction, m²°C / W ;
- S—superficie de la clôture extérieure, m² ;
- t in — température de l'air intérieur, °C;
- t n - la plupart basse température environnement, °C;
- β - déperdition de chaleur supplémentaire, selon l'orientation du bâtiment.
La résistance thermique des murs ou du toit d'un bâtiment est déterminée en fonction des propriétés du matériau qui les compose et de l'épaisseur de la structure. Pour ce faire, utilisez la formule R = δ / λ, où :
- λ—valeur de référence de la conductivité thermique du matériau du mur, W/(m°C) ;
- δ est l'épaisseur de la couche de ce matériau, m.
Si un mur est construit à partir de 2 matériaux (par exemple, brique avec isolation en laine minérale), alors la résistance thermique est calculée pour chacun d'eux et les résultats sont résumés. La température extérieure est sélectionnée en fonction documents réglementaires, et selon des observations personnelles, internes - si nécessaire. Les déperditions thermiques supplémentaires sont des coefficients déterminés par les normes :
- Lorsqu’un mur ou une partie du toit est orienté vers le nord, le nord-est ou le nord-ouest, alors β = 0,1.
- Si la structure est orientée sud-est ou ouest, β = 0,05.
- β = 0 lorsque la clôture extérieure fait face au sud ou au sud-ouest.
Ordre de calcul
Pour prendre en compte toute la chaleur sortant de la maison, il est nécessaire de calculer les déperditions thermiques de la pièce, chacun séparément. Pour ce faire, des mesures sont prises de toutes les clôtures adjacentes à l'environnement : murs, fenêtres, toiture, sol et portes.
Un point important : les mesures doivent être prises à l'extérieur en tenant compte des angles du bâtiment, sinon le calcul des déperditions thermiques de la maison entraînera une consommation de chaleur sous-estimée.
Les fenêtres et les portes sont mesurées par l'ouverture qu'elles remplissent.
Sur la base des résultats de mesure, la superficie de chaque structure est calculée et remplacée dans la première formule (S, m²). On y insère également la valeur R, obtenue en divisant l'épaisseur de la clôture par le coefficient de conductivité thermique Matériau de construction. Dans le cas de fenêtres neuves en métal-plastique, la valeur R vous sera indiquée par un représentant de l'installateur.
A titre d'exemple, il convient de calculer les pertes de chaleur à travers des murs de clôture en brique de 25 cm d'épaisseur, d'une superficie de 5 m² à une température ambiante de -25°C. On suppose que la température à l’intérieur sera de +20°C et que le plan de la structure sera orienté vers le nord (β = 0,1). Il faut d’abord prendre le coefficient de conductivité thermique de la brique (λ) dans la littérature de référence ; il est égal à 0,44 W/(m°C). Ensuite, à l'aide de la deuxième formule, la résistance au transfert de chaleur est calculée mur de briques 0,25 m :
R = 0,25 / 0,44 = 0,57 m²°C / W
Pour déterminer les déperditions thermiques d'une pièce avec ce mur, toutes les données initiales doivent être substituées dans la première formule :
Q = 1 / 0,57 x (20 - (-25)) x 5 x (1 + 0,1) = 434 W = 4,3 kW
Si la pièce a une fenêtre, après avoir calculé sa superficie, la perte de chaleur à travers l'ouverture translucide doit être déterminée de la même manière. Les mêmes actions sont répétées concernant les sols, la toiture et la porte d'entrée. A la fin, tous les résultats sont résumés, après quoi vous pouvez passer à la pièce suivante.
Comptage de chaleur pour le chauffage de l'air
Lors du calcul des déperditions thermiques d'un bâtiment, il est important de prendre en compte la quantité d'énergie thermique consommée par le système de chauffage pour chauffer l'air de ventilation. La part de cette énergie atteint 30 % des pertes totales, il est donc inacceptable de l'ignorer. Vous pouvez calculer la perte de chaleur par ventilation d'une maison grâce à la capacité thermique de l'air à l'aide d'une formule populaire tirée d'un cours de physique :
Q air = cm (t in - t n). Dans celui-ci :
- Q air - chaleur consommée par le système de chauffage pour le chauffage air soufflé, W;
- t in et t n - le même que dans la première formule, °C ;
- m est le débit massique d'air entrant dans la maison depuis l'extérieur, en kg ;
- c est la capacité calorifique du mélange d'air, égale à 0,28 W / (kg °C).
Ici toutes les quantités sont connues, sauf débit massique air pendant la ventilation de la pièce. Afin de ne pas compliquer votre tâche, vous devez accepter la condition que l'air ambiant de toute la maison soit renouvelé une fois par heure. Ensuite, le débit volumétrique d'air peut être facilement calculé en additionnant les volumes de toutes les pièces, puis vous devez le convertir en débit massique d'air par densité. Étant donné que la densité du mélange d'air change en fonction de sa température, vous devez prendre la valeur appropriée dans le tableau :
m = 500 x 1,422 = 711 kg/heure
Chauffer une telle masse d’air à 45°C nécessitera la quantité de chaleur suivante :
Q air = 0,28 x 711 x 45 = 8957 W, ce qui équivaut approximativement à 9 kW.
A la fin des calculs, les résultats des déperditions thermiques par les clôtures extérieures sont additionnés aux déperditions thermiques par ventilation, ce qui donne le total Charge thermique au système de chauffage du bâtiment.
Les méthodes de calcul présentées peuvent être simplifiées si les formules sont saisies dans Programme Excel sous forme de tableaux avec des données, cela accélérera considérablement le calcul.