Cos'è il consumo specifico di energia termica per il riscaldamento di un edificio? È possibile calcolare con le proprie mani il consumo orario di calore per il riscaldamento in un cottage? Dedicheremo questo articolo alla terminologia e ai principi generali per il calcolo del fabbisogno di energia termica.
La base dei nuovi progetti edilizi è l’efficienza energetica.
Terminologia
Che cos'è: consumo di calore specifico per il riscaldamento?
Stiamo parlando della quantità di energia termica che deve essere fornita all'interno dell'edificio in termini di ogni quadrato o metro cubo mantenere parametri normalizzati confortevoli per il lavoro e la vita.
Di solito viene effettuato un calcolo preliminare delle perdite di calore secondo metri ampliati, cioè in base alla resistenza termica media delle pareti, alla temperatura approssimativa dell'edificio e al suo volume totale.
Fattori
Cosa influenza il consumo annuo di calore per il riscaldamento?
- Durata stagione di riscaldamento (). A sua volta, è determinata dalle date in cui la temperatura esterna media giornaliera negli ultimi cinque giorni scende al di sotto (e sale al di sopra) di 8 gradi Celsius.
Utile: in pratica, quando si pianifica l'avvio e lo spegnimento del riscaldamento, si tiene conto delle previsioni meteorologiche. In inverno si verificano lunghi disgeli e le gelate possono colpire già a settembre.
- Temperature medie dei mesi invernali. Di solito durante la progettazione sistema di riscaldamento Come guida viene presa la temperatura media mensile del mese più freddo, gennaio. È chiaro che più fa freddo fuori, più più calore l'edificio si perde attraverso le strutture di recinzione.
- Il grado di isolamento termico dell'edificio influenza notevolmente quale sarà la norma della potenza termica per esso. Una facciata coibentata può ridurre della metà la richiesta di calore rispetto ad una parete in lastre di cemento o mattone.
- Coefficiente di vetratura dell'edificio. Anche quando si utilizzano finestre con doppi vetri a più camere e spruzzatura a risparmio energetico, si perde notevolmente più calore attraverso le finestre che attraverso le pareti. Maggiore è la parte vetrata della facciata, maggiore è il fabbisogno di calore.
- Il livello di illuminazione dell'edificio. In una giornata soleggiata, una superficie orientata perpendicolarmente ai raggi solari può assorbire fino a un kilowatt di calore per metro quadro.
Chiarimento: in pratica, calcolo accurato dell'importo assorbito calore solare sarà estremamente difficile. Gli stessi facciate in vetro, che perdono calore in caso di tempo nuvoloso, serviranno da riscaldamento in tempo soleggiato. L'orientamento dell'edificio, la pendenza del tetto e persino il colore delle pareti influenzano la capacità di assorbire il calore solare.
Calcoli
La teoria è teoria, ma come vengono calcolati nella pratica i costi di riscaldamento? casa di campagna? È possibile stimare i costi previsti senza cadere nel baratro di complesse formule termotecniche?
Consumo della quantità richiesta di energia termica
Le istruzioni per calcolare la quantità approssimativa di calore richiesta sono relativamente semplici. La frase chiave è una quantità approssimativa: per semplificare i calcoli sacrifichiamo la precisione, ignorando una serie di fattori.
- Il valore base della quantità di energia termica è di 40 watt per metro cubo di volume della villetta.
- Aggiungi 100 watt per finestra e 200 watt per porta nei muri esterni al valore base.
- Successivamente, il valore ottenuto viene moltiplicato per un coefficiente, che è determinato dalla quantità media di perdita di calore attraverso il contorno esterno dell'edificio. Per appartamenti in centro condominio si prende il coefficiente uguale a uno: si notano solo perdite attraverso la facciata. Tre delle quattro pareti che compongono il contorno dell'appartamento confinano con ambienti caldi.
Per gli appartamenti angolari e terminali, a seconda del materiale della parete, viene preso un coefficiente compreso tra 1,2 e 1,3. Le ragioni sono ovvie: due o anche tre muri diventano esterni.
Infine, in una casa privata la strada non è solo attorno al perimetro, ma anche sotto e sopra. In questo caso viene applicato un coefficiente pari a 1,5.
Nota: per gli appartamenti ai piani estremi, se il seminterrato e la soffitta non sono isolati, è logico utilizzare anche un coefficiente di 1,3 al centro della casa e 1,4 all'estremità.
- Infine, la potenza termica risultante viene moltiplicata per un coefficiente regionale: 0,7 per Anapa o Krasnodar, 1,3 per San Pietroburgo, 1,5 per Khabarovsk e 2,0 per Yakutia.
Nel freddo zona climatica- esigenze particolari di riscaldamento.
Calcoliamo la quantità di calore di cui ha bisogno un cottage di 10x10x3 metri nella città di Komsomolsk-on-Amur, nel territorio di Khabarovsk.
Il volume dell'edificio è 10*10*3=300 m3.
Moltiplicando il volume per 40 watt/cubo si otterrà 300*40=12000 watt.
Sei finestre e una porta equivalgono a 6*100+200=800 watt. 1200+800=12800.
Una casa privata. Coefficiente 1.5. 12800*1,5=19200.
Regione di Khabarovsk. Moltiplichiamo il fabbisogno di calore per un'altra volta e mezza: 19200*1,5=28800. In totale, al culmine del gelo, avremo bisogno di una caldaia da circa 30 kilowatt.
Calcolo dei costi di riscaldamento
Il modo più semplice è calcolare il consumo di energia per il riscaldamento: quando si utilizza una caldaia elettrica, è esattamente uguale al costo dell'energia termica. Con un consumo continuo di 30 kilowattora spenderemo 30 * 4 rubli (prezzo attuale approssimativo di un kilowattora di elettricità) = 120 rubli.
Fortunatamente, la realtà non è così terribile: come dimostra la pratica, la domanda media di calore è circa la metà di quella calcolata.
- Legna da ardere - 0,4 kg/kW/h. Pertanto, le tariffe approssimative del consumo di legna da ardere per il riscaldamento nel nostro caso saranno pari a 30/2 (la potenza nominale, come ricordiamo, può essere divisa a metà) * 0,4 = 6 chilogrammi all'ora.
- Il consumo di lignite per kilowatt di calore è di 0,2 kg. I tassi di consumo di carbone per il riscaldamento sono calcolati nel nostro caso come 30/2*0,2=3 kg/ora.
La lignite è una fonte di calore relativamente economica.
- Per legna da ardere - 3 rubli (costo per chilogrammo) * 720 (ore al mese) * 6 (consumo orario) = 12960 rubli.
- Per il carbone: 2 rubli * 720 * 3 = 4320 rubli (leggi gli altri).
Conclusione
Come di consueto potete trovare ulteriori informazioni sulle modalità di calcolo dei costi nel video allegato all'articolo. Inverni caldi!
Realizzare un impianto di riscaldamento in la propria casa o anche in un appartamento di città: un'occupazione estremamente responsabile. Sarebbe del tutto irragionevole acquistarlo attrezzatura della caldaia, come si suol dire, "a occhio", cioè senza tenere conto di tutte le caratteristiche dell'abitazione. In questo caso, è del tutto possibile che ti ritroverai in due estremi: o la potenza della caldaia non sarà sufficiente - l'apparecchiatura funzionerà “al massimo”, senza pause, ma non darà comunque il risultato atteso, oppure, a al contrario, verrà acquistato un dispositivo troppo costoso, le cui capacità rimarranno completamente invariate.
Ma non è tutto. Non è sufficiente acquistare correttamente la caldaia di riscaldamento necessaria - è molto importante selezionare in modo ottimale e disporre correttamente i dispositivi di scambio di calore nei locali - radiatori, termoconvettori o “pavimenti caldi”. E ancora, affidarsi solo al proprio intuito o ai “buoni consigli” dei propri vicini non è l’opzione più ragionevole. In una parola, è impossibile fare a meno di determinati calcoli.
Naturalmente, idealmente, tali calcoli termici dovrebbero essere eseguiti da specialisti appropriati, ma ciò spesso costa molto denaro. Non è divertente provare a farlo da solo? Questa pubblicazione mostrerà in dettaglio come viene calcolato il riscaldamento in base all'area della stanza, tenendone conto molti sfumature importanti. Per analogia, sarà possibile eseguire, incorporata in questa pagina, aiuterà ad eseguire i calcoli necessari. La tecnica non può essere definita completamente “senza peccato”, tuttavia consente comunque di ottenere risultati con un grado di precisione del tutto accettabile.
I metodi di calcolo più semplici
Affinché il sistema di riscaldamento possa creare condizioni di vita confortevoli durante la stagione fredda, deve far fronte a due compiti principali. Queste funzioni sono strettamente correlate tra loro e la loro divisione è molto condizionale.
- Il primo è mantenere un livello ottimale di temperatura dell'aria in tutto il volume della stanza riscaldata. Naturalmente, il livello della temperatura può variare leggermente con l'altitudine, ma questa differenza non dovrebbe essere significativa. Una media di +20 °C è considerata una condizione abbastanza confortevole: questa è la temperatura che di solito viene presa come iniziale nei calcoli termici.
In altre parole, l'impianto di riscaldamento deve essere in grado di riscaldare un determinato volume d'aria.
Se lo affrontiamo con completa accuratezza, allora per stanze separate V edifici residenziali sono stati stabiliti gli standard per il microclima richiesto - sono definiti da GOST 30494-96. Un estratto di questo documento è nella tabella seguente:
| Scopo della stanza | Temperatura dell'aria, °C | Umidità relativa, % | Velocità dell'aria, m/s | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ottimale | accettabile | ottimale | consentito, massimo | ottimale, massimo | consentito, massimo | |
| Per la stagione fredda | ||||||
| Soggiorno | 20÷22 | 18÷24 (20÷24) | 45÷30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Lo stesso, ma per i soggiorni in regioni con temperature minime da - 31 ° C e inferiori | 21÷23 | 20÷24 (22÷24) | 45÷30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Cucina | 19÷21 | 18÷26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Toilette | 19÷21 | 18÷26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Bagno, WC combinato | 24÷26 | 18÷26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Strutture per sessioni ricreative e di studio | 20÷22 | 18÷24 | 45÷30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Corridoio tra appartamenti | 18÷20 | 16÷22 | 45÷30 | 60 | N/N | N/N |
| Atrio, scala | 16÷18 | 14÷20 | N/N | N/N | N/N | N/N |
| Magazzini | 16÷18 | 12÷22 | N/N | N/N | N/N | N/N |
| Per la stagione calda (Standard solo per locali residenziali. Per gli altri - non standardizzato) | ||||||
| Soggiorno | 22÷25 | 20÷28 | 60÷30 | 65 | 0.2 | 0.3 |
- Il secondo è la compensazione delle perdite di calore attraverso gli elementi strutturali dell'edificio.
Il “nemico” più importante del sistema di riscaldamento è la perdita di calore attraverso le strutture dell’edificio
Purtroppo, la perdita di calore è il “rivale” più serio di qualsiasi sistema di riscaldamento. Possono essere ridotti a un certo minimo, ma anche con l'isolamento termico della massima qualità non è ancora possibile eliminarli completamente. Le perdite di energia termica si verificano in tutte le direzioni: la loro distribuzione approssimativa è mostrata nella tabella:
| Elemento di progettazione dell'edificio | Valore approssimativo della perdita di calore |
|---|---|
| Fondazioni, pavimenti al piano terra o sopra locali seminterrati non riscaldati (seminterrato). | dal 5 al 10% |
| “Ponti freddi” dovuti a giunti scarsamente isolati strutture edilizie | dal 5 al 10% |
| Posizioni di input comunicazioni ingegneristiche(fognature, approvvigionamento idrico, tubi del gas, cavi elettrici, ecc.) | fino a 5% |
| Pareti esterne, a seconda del grado di isolamento | dal 20 al 30% |
| Finestre e porte esterne di scarsa qualità | circa 20÷25%, di cui circa 10% - attraverso giunti non sigillati tra le scatole e la parete e per effetto della ventilazione |
| Tetto | fino a 20% |
| Ventilazione e camino | fino al 25 ÷ 30% |
Naturalmente, per far fronte a tali compiti, l'impianto di riscaldamento deve avere una certa potenza termica, e tale potenzialità deve non solo soddisfare il fabbisogno generale dell'edificio (appartamento), ma anche essere correttamente distribuita tra gli ambienti, nel rispetto della loro zona e una serie di altri fattori importanti.
Di solito il calcolo viene effettuato nella direzione “dal piccolo al grande”. In poche parole, per ogni stanza riscaldata viene calcolata la quantità richiesta di energia termica, i valori ottenuti vengono sommati, viene aggiunto circa il 10% della riserva (in modo che l'apparecchiatura non funzioni al limite delle sue capacità) - e il risultato mostrerà quanta potenza è necessaria alla caldaia di riscaldamento. E i valoriper ogni stanza diventeranno il punto di partenza per calcolare il numero richiesto di radiatori.
Il metodo più semplificato e più utilizzato in ambito non professionale è quello di adottare una norma di 100 W di energia termica per metro quadrato di superficie:
Il modo più primitivo di calcolo è il rapporto di 100 W/m²
Q = S×100
Q– potenza termica necessaria per l'ambiente;
S– superficie della stanza (m²);
100 — densità di potenza per unità di superficie (W/m²).
Ad esempio, una stanza 3,2 × 5,5 m
S= 3,2 × 5,5 = 17,6 mq
Q= 17,6 × 100 = 1760 W ≈ 1,8 kW
Il metodo è ovviamente molto semplice, ma molto imperfetto. Vale la pena ricordare subito che è applicabile in modo condizionale solo quando altezza standard soffitti - circa 2,7 m (accettabile - nell'intervallo da 2,5 a 3,0 m). Da questo punto di vista il calcolo sarà più accurato non dall'area, ma dal volume della stanza.
È chiaro che in questo caso il valore della potenza specifica viene calcolato al metro cubo. Si assume pari a 41 W/m³ per il cemento armato casa a pannelli, oppure 34 W/m³ - in muratura o in altri materiali.
Q = S × H× 41 (o 34)
H– altezza del soffitto (m);
41 O 34 – potenza specifica per unità di volume (W/m³).
Ad esempio, la stessa stanza in casa a pannelli, con un'altezza del soffitto di 3,2 m:
Q= 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 W ≈ 2,3 kW
Il risultato è più accurato, poiché tiene già conto non solo di tutte le dimensioni lineari della stanza, ma anche, in una certa misura, delle caratteristiche delle pareti.
Ma è ancora lontano dalla reale precisione: molte sfumature sono "fuori parentesi". Come eseguire calcoli più vicini alle condizioni reali si trova nella sezione successiva della pubblicazione.
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Effettuare i calcoli della potenza termica richiesta tenendo conto delle caratteristiche dei locali
Gli algoritmi di calcolo sopra discussi possono essere utili per una “stima” iniziale, ma è opportuno affidarsi comunque completamente ad essi con molta cautela. Anche a una persona che non capisce nulla di ingegneria del riscaldamento degli edifici, i valori medi indicati possono certamente sembrare dubbi: non possono essere uguali, ad esempio, per il territorio di Krasnodar e per la regione di Arkhangelsk. Inoltre la stanza è diversa: una si trova all'angolo della casa, cioè ne ha due pareti esterne ki, e l'altro è protetto dalla perdita di calore da altre stanze su tre lati. Inoltre la stanza può avere una o più finestre, sia piccole che molto grandi, a volte anche panoramiche. E le finestre stesse possono differire nel materiale di fabbricazione e in altre caratteristiche di design. E questo è tutt'altro lista completa– è solo che tali caratteristiche sono visibili anche a occhio nudo.
In una parola, ci sono molte sfumature che influenzano la perdita di calore di ogni stanza specifica, ed è meglio non essere pigri, ma effettuare un calcolo più approfondito. Credimi, utilizzando il metodo proposto nell'articolo, non sarà così difficile.
Principi generali e formula di calcolo
I calcoli si baseranno sullo stesso rapporto: 100 W per 1 metro quadrato. Ma la formula stessa è “ricoperta” da un numero considerevole di vari fattori di correzione.
Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m
Le lettere latine che denotano i coefficienti sono prese in modo del tutto arbitrario, in ordine alfabetico, e non hanno alcuna relazione con alcuna quantità normalmente accettata in fisica. Il significato di ciascun coefficiente verrà discusso separatamente.
- “a” è un coefficiente che tiene conto del numero di pareti esterne in una particolare stanza.
Ovviamente, più pareti esterne ci sono in una stanza, maggiore è l'area attraverso la quale avviene la perdita di calore. Inoltre, la presenza di due o più muri esterni significa anche angoli, luoghi estremamente vulnerabili dal punto di vista della formazione di “ponti freddi”. Il coefficiente “a” verrà corretto per questa caratteristica specifica della stanza.
Il coefficiente è considerato pari a:
— pareti esterne NO(interno): a = 0,8;
- muro esterno uno: un = 1,0;
— pareti esterne due: a = 1,2;
— pareti esterne tre: un = 1,4.
- “b” è un coefficiente che tiene conto della posizione delle pareti esterne della stanza rispetto alle direzioni cardinali.
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Anche nelle giornate invernali più fredde l’energia solare influisce sull’equilibrio termico dell’edificio. È del tutto naturale che il lato della casa rivolto a sud riceva un po' di calore dai raggi del sole e che la perdita di calore attraverso di esso sia inferiore.
Ma i muri e le finestre rivolte a nord “non vedono mai” il sole. confine orientale in casa, pur “catturando” i raggi del sole mattutino, non ne riceve comunque alcun riscaldamento efficace.
Sulla base di ciò, introduciamo il coefficiente “b”:
- le pareti esterne della stanza sono rivolte Nord O Est: b = 1,1;
- le pareti esterne della stanza siano orientate verso Sud O ovest: b = 1,0.
- “c” è un coefficiente che tiene conto della posizione della stanza rispetto alla “rosa dei venti” invernale
Forse questa modifica non è così obbligatoria per le case situate in zone protette dai venti. Ma a volte i venti invernali dominanti possono apportare i loro “duri aggiustamenti” all’equilibrio termico di un edificio. Naturalmente il lato sopravvento, cioè “esposto” al vento, perderà decisamente più corpo rispetto al lato opposto, sottovento.
Sulla base dei risultati delle osservazioni meteorologiche a lungo termine in qualsiasi regione, viene compilata la cosiddetta "rosa dei venti", un diagramma grafico che mostra le direzioni prevalenti del vento nelle stagioni invernale ed estiva. Queste informazioni possono essere ottenute dal servizio meteorologico locale. Tuttavia, molti residenti stessi, senza meteorologi, sanno molto bene dove soffiano prevalentemente i venti in inverno e da quale lato della casa di solito spazzano i cumuli di neve più profondi.
Se desideri eseguire calcoli con maggiore precisione, puoi includerli nella formula fattore di correzione"c", assumendolo uguale a:
- lato sopravvento della casa: c = 1,2;
- pareti sottovento della casa: c = 1,0;
- pareti posizionate parallelamente alla direzione del vento: c = 1,1.
- “d” è un fattore di correzione che tiene conto delle condizioni climatiche della regione in cui è stata costruita la casa
Naturalmente, la quantità di perdita di calore attraverso tutte le strutture dell'edificio dipenderà in larga misura dal livello delle temperature invernali. È abbastanza chiaro che durante l'inverno le indicazioni del termometro “danzano” in un certo intervallo, ma per ogni regione esiste un indicatore medio delle temperature più basse caratteristiche dei cinque giorni più freddi dell'anno (di solito questo è tipico di gennaio ). Ad esempio, di seguito è riportato un diagramma della mappa del territorio della Russia, sul quale sono mostrati i valori approssimativi a colori.
Di solito questo valore è facile da chiarire nel servizio meteorologico regionale, ma in linea di principio puoi fare affidamento sulle tue osservazioni.
Quindi, il coefficiente “d”, che tiene conto delle caratteristiche climatiche della regione, per i nostri calcoli è considerato pari a:
— da – 35 °C e inferiori: d = 1,5;
— da – 30 °С a – 34 °С: d = 1,3;
— da – 25 °С a – 29 °С: d = 1,2;
— da – 20 °С a – 24 °С: d = 1,1;
— da – 15 °С a – 19 °С: d = 1,0;
— da – 10 °С a – 14 °С: d = 0,9;
- non più freddo - 10 °C: d = 0,7.
- “e” è un coefficiente che tiene conto del grado di isolamento delle pareti esterne.
Il valore totale delle dispersioni termiche di un edificio è direttamente correlato al grado di isolamento di tutte le strutture edilizie. Uno dei "leader" nella perdita di calore sono i muri. Pertanto, il valore della potenza termica necessaria per mantenere condizioni confortevoli vivere in casa dipende dalla qualità del loro isolamento termico.
Il valore del coefficiente per i nostri calcoli può essere assunto come segue:
— le pareti esterne non sono isolate: e = 1,27;
- grado di isolamento medio - pareti composte da due mattoni o il loro isolamento termico superficiale è dotato di altri materiali isolanti: e = 1,0;
— l'isolamento è stato effettuato qualitativamente, in base a quanto effettuato calcoli termici: e = 0,85.
Di seguito, nel corso di questa pubblicazione, verranno fornite raccomandazioni su come determinare il grado di isolamento delle pareti e di altre strutture edilizie.
- coefficiente "f" - correzione per l'altezza del soffitto
I soffitti, soprattutto nelle case private, possono avere altezze diverse. Pertanto, anche la potenza termica per riscaldare una particolare stanza della stessa area differirà in questo parametro.
Non sarebbe un grosso errore accettare i seguenti valori per il fattore di correzione “f”:
— altezze del soffitto fino a 2,7 m: f = 1,0;
— altezza del flusso da 2,8 a 3,0 m: f = 1,05;
- altezze del soffitto da 3,1 a 3,5 m: f = 1,1;
— altezze del soffitto da 3,6 a 4,0 m: f = 1,15;
- altezza del soffitto superiore a 4,1 m: f = 1,2.
- « g" è un coefficiente che tiene conto della tipologia del pavimento o del locale posto sotto il soffitto.
Come mostrato sopra, il pavimento è una delle principali fonti di perdita di calore. Ciò significa che è necessario apportare alcune modifiche per tenere conto di questa caratteristica di una particolare stanza. Il fattore di correzione “g” può essere assunto pari a:
- pavimento freddo al suolo o sopra un locale non riscaldato (ad esempio un seminterrato o un seminterrato): G= 1,4 ;
- pavimento coibentato al suolo o sopra un locale non riscaldato: G= 1,2 ;
— la stanza riscaldata si trova qui sotto: G= 1,0 .
- « h" è un coefficiente che tiene conto della tipologia del locale posto sopra.
L'aria riscaldata dall'impianto di riscaldamento sale sempre e, se il soffitto della stanza è freddo, è inevitabile una maggiore perdita di calore, che richiederà un aumento della potenza di riscaldamento richiesta. Introduciamo il coefficiente “h”, che tiene conto di questa caratteristica della stanza calcolata:
— il sottotetto “freddo” si trova in alto: H = 1,0 ;
— sopra è presente una soffitta coibentata o un altro locale coibentato: H = 0,9 ;
— l'eventuale locale riscaldato si trova in alto: H = 0,8 .
- « i" - coefficiente che tiene conto delle caratteristiche di progettazione delle finestre
Le finestre sono una delle “vie principali” per il flusso di calore. Naturalmente, molto in questa materia dipende dalla qualità del progettazione di finestre. I vecchi telai in legno, che in precedenza erano universalmente installati in tutte le case, sono significativamente inferiori in termini di isolamento termico ai moderni sistemi multicamera con finestre a doppi vetri.
Senza parole è chiaro che le qualità di isolamento termico di queste finestre differiscono in modo significativo
Ma non esiste una completa uniformità tra le finestre PVH. Ad esempio, una finestra con doppi vetri a due camere (con tre vetri) sarà molto più “calda” di una a camera singola.
Ciò significa che è necessario inserire un determinato coefficiente “i”, tenendo conto del tipo di finestre installate nella stanza:
- standard finestre in legno con doppi vetri convenzionali: io = 1,27 ;
- moderni sistemi di finestre con finestre a doppio vetro a camera singola: io = 1,0 ;
— moderni sistemi di finestre con finestre a doppi vetri a due o tre camere, comprese quelle con riempimento ad argon: io = 0,85 .
- « j" - fattore di correzione per la superficie vetrata totale della stanza
Non importa quanto siano di alta qualità le finestre, non sarà comunque possibile evitare completamente la perdita di calore attraverso di esse. Ma è chiaro che non è possibile paragonare una piccola finestra vetrata panoramica quasi tutta la parete.
Per prima cosa devi trovare il rapporto tra le aree di tutte le finestre della stanza e la stanza stessa:
x = ∑SOK /SP
∑ SOK– superficie totale delle finestre nella stanza;
SP– zona della stanza.
A seconda del valore ottenuto, viene determinato il fattore di correzione “j”:
— x = 0 ÷ 0,1 →J = 0,8 ;
— x = 0,11 ÷ 0,2 →J = 0,9 ;
— x = 0,21 ÷ 0,3 →J = 1,0 ;
— x = 0,31 ÷ 0,4 →J = 1,1 ;
— x = 0,41 ÷ 0,5 →J = 1,2 ;
- « k" - coefficiente che corregge la presenza di una porta d'ingresso
Una porta sulla strada o su un balcone non riscaldato è sempre un'ulteriore “scappatoia” per il freddo
Una porta sulla strada o su un balcone aperto può apportare modifiche all'equilibrio termico della stanza: ogni apertura è accompagnata dalla penetrazione di un volume considerevole di aria fredda nella stanza. Pertanto, ha senso tener conto della sua presenza - per questo introduciamo il coefficiente "k", che prendiamo uguale a:
- nessuna porta: K = 1,0 ;
- una porta sulla strada o sul balcone: K = 1,3 ;
- due porte sulla strada o sul balcone: K = 1,7 .
- « l" - eventuali modifiche allo schema di collegamento dei radiatori del riscaldamento
Forse ad alcuni questo può sembrare un dettaglio insignificante, ma perché non tenere immediatamente in considerazione lo schema di collegamento previsto per i radiatori di riscaldamento. Il fatto è che il loro trasferimento di calore, e quindi la loro partecipazione al mantenimento di un certo equilibrio di temperatura nella stanza, cambia notevolmente quando tipi diversi inserimento delle tubazioni di mandata e ritorno.
| Illustrazione | Tipo di inserto per radiatore | Il valore del coefficiente "l" |
|---|---|---|
 | Collegamento diagonale: mandata dall'alto, ritorno dal basso | l = 1,0 |
 | Collegamento da un lato: mandata dall'alto, ritorno dal basso | l = 1,03 |
 | Collegamento a due vie: sia mandata che ritorno dal basso | l = 1,13 |
 | Collegamento diagonale: mandata dal basso, ritorno dall'alto | l = 1,25 |
 | Collegamento da un lato: mandata dal basso, ritorno dall'alto | l = 1,28 |
 | Collegamento unidirezionale, sia mandata che ritorno dal basso | l = 1,28 |
- « m" - fattore di correzione per le peculiarità del luogo di installazione dei radiatori per riscaldamento
E infine l'ultimo coefficiente, legato anche alle peculiarità del collegamento dei radiatori per il riscaldamento. Probabilmente è chiaro che se la batteria è installata aperta e non è bloccata da nulla dall'alto o dalla parte anteriore, garantirà il massimo trasferimento di calore. Tuttavia, tale installazione non è sempre possibile: molto spesso i radiatori sono parzialmente nascosti dai davanzali delle finestre. Sono possibili anche altre opzioni. Inoltre, alcuni proprietari, cercando di inserire elementi riscaldanti nell'insieme interno creato, li nascondono completamente o parzialmente con schermi decorativi - anche questo influisce in modo significativo sulla potenza termica.
Se ci sono alcuni "schemi" su come e dove verranno montati i radiatori, questo può essere preso in considerazione anche quando si effettuano i calcoli introducendo uno speciale coefficiente "m":
| Illustrazione | Caratteristiche dell'installazione dei radiatori | Il valore del coefficiente "m" |
|---|---|---|
| Il radiatore si trova apertamente sulla parete o non è coperto dal davanzale della finestra | m = 0,9 | |
| Il radiatore è coperto dall'alto con un davanzale o una mensola | m = 1,0 | |
| Il radiatore è coperto dall'alto da una nicchia sporgente nel muro | m = 1,07 | |
| Il radiatore è coperto dall'alto da un davanzale (nicchia) e dalla parte anteriore da uno schermo decorativo | m = 1,12 | |
| Il radiatore è completamente racchiuso in un involucro decorativo | m = 1,2 |
Quindi la formula di calcolo è chiara. Sicuramente, alcuni lettori si prenderanno immediatamente la testa: dicono, è troppo complicato e ingombrante. Tuttavia, se si affronta la questione in modo sistematico e ordinato, non vi è traccia di complessità.
Ogni buon proprietario di casa deve avere una pianta grafica dettagliata dei suoi “beni” con le dimensioni indicate, e solitamente orientata secondo i punti cardinali. Caratteristiche climatiche la regione è facile da determinare. Non resta che percorrere tutte le stanze con un metro a nastro e chiarire alcune sfumature per ogni stanza. Caratteristiche dell'abitazione: “vicinanza verticale” sopra e sotto, posizione porte d'ingresso, lo schema di installazione proposto o esistente per i radiatori per il riscaldamento: nessuno tranne i proprietari lo sa meglio.
Si consiglia di creare subito un foglio di lavoro dove inserire tutti i dati necessari per ogni stanza. In esso verrà inserito anche il risultato dei calcoli. Bene, i calcoli stessi saranno aiutati dalla calcolatrice integrata, che contiene già tutti i coefficienti e i rapporti sopra menzionati.
Se non è stato possibile ottenere alcuni dati, ovviamente non è possibile tenerne conto, ma in questo caso la calcolatrice “per impostazione predefinita” calcolerà il risultato tenendo conto del minimo condizioni favorevoli.
Può essere visto con un esempio. Abbiamo un piano casa (preso in modo del tutto arbitrario).
Una regione con temperature minime che vanno dai -20 ÷ 25 °C. Predominanza dei venti invernali = nord-est. La casa è a un piano, con mansarda coibentata. Pavimenti a terra coibentati. È stata scelta la connessione diagonale ottimale dei radiatori che verranno installati sotto i davanzali delle finestre.
Creiamo una tabella simile a questa:
| La stanza, la sua area, l'altezza del soffitto. Isolamento del pavimento e “vicinato” sopra e sotto | Il numero delle mura esterne e la loro posizione principale rispetto ai punti cardinali e alla “rosa dei venti”. Grado di isolamento delle pareti | Numero, tipo e dimensione delle finestre | Disponibilità di porte d'ingresso (su strada o sul balcone) | Potenza termica richiesta (inclusa riserva 10%) |
|---|---|---|---|---|
| Superficie 78,5 mq | 10,87 kW ≈ 11 kW | |||
| 1. Corridoio. 3,18 mq. Soffitto 2,8 mt Pavimento posato a terra. Sopra c'è una soffitta isolata. | Uno, Sud, grado di isolamento medio. Lato sottovento | NO | Uno | 0,52 kW |
| 2. Sala. 6,2 mq. Soffitto 2,9 m Pavimento coibentato al suolo. Sopra - soffitta isolata | NO | NO | NO | 0,62 kW |
| 3. Cucina-sala da pranzo. 14,9 mq. Soffitto 2,9 m Pavimento a terra ben isolato. Al piano superiore - soffitta coibentata | Due. Sud, ovest. Grado medio di isolamento. Lato sottovento | Due, finestra con doppio vetro a camera singola, 1200×900 mm | NO | 2,22 kW |
| 4. Stanza dei bambini. 18,3 mq. Soffitto 2,8 m Pavimento a terra ben isolato. Sopra - soffitta isolata | Due, Nord-Ovest. Elevato grado di isolamento. Sopravvento | Due finestre con doppi vetri, 1400×1000 mm | NO | 2,6 kW |
| 5. Camera da letto. 13,8 mq. Soffitto 2,8 m Pavimento a terra ben isolato. Sopra - soffitta isolata | Due, Nord, Est. Elevato grado di isolamento. Lato sopravvento | Finestra singola, doppio vetro, 1400×1000 mm | NO | 1,73 kW |
| 6. Soggiorno. 18,0 mq. Soffitto 2,8 m Pavimento ben isolato. Sopra c'è una soffitta isolata | Due, Est, Sud. Elevato grado di isolamento. Parallelo alla direzione del vento | Quattro finestre con doppi vetri, 1500×1200 mm | NO | 2,59kW |
| 7. Bagno combinato. 4,12 mq. Soffitto 2,8 m Pavimento ben isolato. Sopra c'è una soffitta isolata. | Uno, Nord. Elevato grado di isolamento. Lato sopravvento | Uno. Cornice di legno con doppi vetri. 400×500 mm | NO | 0,59 kW |
| TOTALE: |
Successivamente, utilizzando la calcolatrice qui sotto, effettuiamo i calcoli per ogni camera (tenendo già conto della riserva del 10%). Non ci vorrà molto tempo utilizzando l'app consigliata. Dopodiché non resta che riassumere i valori ottenuti per ciascuna stanza: questo sarà necessario potere totale sistemi di riscaldamento.
Il risultato per ogni stanza, tra l'altro, ti aiuterà a scegliere il numero giusto di radiatori per il riscaldamento: non resta che dividere per lo specifico Energia termica una sezione e arrotondare per eccesso.
Spiegazioni per il calcolatore del consumo annuo di energia termica per il riscaldamento e la ventilazione.
Dati iniziali per il calcolo:
- Principali caratteristiche del clima in cui si trova la casa:
- Temperatura media dell'aria esterna durante il periodo di riscaldamento T operazione;
- Durata del periodo di riscaldamento: è il periodo dell'anno in cui la temperatura media giornaliera dell'aria esterna non supera i +8°C - z operazione.
- La caratteristica principale del clima all'interno della casa: temperatura stimata dell'aria interna T b.r., °C
- Principale caratteristiche termiche in casa: consumo specifico annuo di energia termica per riscaldamento e ventilazione, riferito ai gradi-giorno del periodo di riscaldamento, Wh/(m2 °C giorno).
Caratteristiche climatiche.
I parametri climatici per il calcolo del riscaldamento durante il periodo freddo per diverse città della Russia possono essere trovati qui: (Mappa climatologica) o in SP 131.13330.2012 “SNiP 23-01–99* “Climatologia edilizia”. Edizione aggiornata"
Ad esempio, i parametri per il calcolo del riscaldamento per Mosca ( ParametriB) come:
- Temperatura media dell'aria esterna durante il periodo di riscaldamento: -2,2 °C
- Durata del periodo di riscaldamento: 205 giorni. (per un periodo con temperatura media giornaliera dell'aria esterna non superiore a +8°C).
Temperatura dell'aria interna.
È possibile impostare la propria temperatura dell'aria interna calcolata oppure ricavarla dagli standard (vedere la tabella nella Figura 2 o nella scheda Tabella 1).
I calcoli utilizzano il valore D d - gradi giorno del periodo di riscaldamento (DHD), °С×giorno. In Russia, il valore del GSOP è numericamente uguale al prodotto della differenza temperatura media giornaliera aria esterna durante il periodo di riscaldamento (OP) T o.p e temperatura di progetto aria interna nell'edificio T v.r per la durata dell'OP in giorni: D d = ( T operazione - T v.r.) z operazione.
Consumo specifico annuo di energia termica per riscaldamento e ventilazione
Valori standardizzati.
Consumo specifico di energia termica per il riscaldamento residenziale e edifici pubblici durante il periodo di riscaldamento non deve superare i valori indicati nella tabella secondo SNiP 23/02/2003. I dati possono essere ricavati dalla tabella nella figura 3 o calcolati nella scheda Tabella 2(versione rivista da [L.1]). Usandolo, seleziona il valore di consumo annuo specifico per la tua casa (superficie/numero di piani) e inseriscilo nel calcolatore. Questa è una caratteristica delle qualità termiche della casa. Tutto in costruzione edifici residenziali Per residenza permanente deve soddisfare questo requisito. Si basa sul consumo annuo specifico base e standard di energia termica per il riscaldamento e la ventilazione, standardizzato per anno di costruzione progetto di ordinanza del Ministero dello Sviluppo Regionale della Federazione Russa “Sull'approvazione dei requisiti di efficienza energetica per edifici, strutture, strutture”, che specifica i requisiti per le caratteristiche di base (bozza del 2009), per le caratteristiche standardizzate dal momento dell'approvazione del ordine (designato condizionalmente N.2015) e dal 2016 (N.2016).
Valore stimato.
Questo valore di consumo specifico di energia termica può essere indicato nel progetto della casa, può essere calcolato in base al progetto della casa, la sua dimensione può essere stimata in base a misurazioni termiche reali o alla quantità di energia consumata all'anno per il riscaldamento. Se questo valore è indicato in Wh/m2 , quindi deve essere diviso per GSOP in °C giorno, il valore risultante deve essere confrontato con il valore normalizzato per una casa con un numero di piani e una superficie simile. Se è inferiore al valore standardizzato, la casa soddisfa i requisiti di protezione termica; in caso contrario, la casa deve essere isolata.
I tuoi numeri.
A titolo esemplificativo vengono riportati i valori dei dati iniziali per il calcolo. Puoi inserire i tuoi valori nei campi con sfondo giallo. Inserisci i dati di riferimento o di calcolo nei campi su sfondo rosa.
Cosa possono dire i risultati del calcolo?
Consumo annuo specifico di energia termica, kWh/m2 - può essere utilizzato per una stima , la quantità richiesta di combustibile all'anno per il riscaldamento e la ventilazione. In base alla quantità di carburante è possibile selezionare la capacità del serbatoio (stoccaggio) del carburante e la frequenza del suo rifornimento.
Consumo annuo di energia termica, kWh è il valore assoluto dell'energia consumata all'anno per il riscaldamento e la ventilazione. Modificando i valori della temperatura interna è possibile vedere come cambia questo valore, valutare il risparmio o lo spreco di energia derivante dalla variazione della temperatura mantenuta all'interno della casa e vedere come l'imprecisione del termostato influisce sul consumo energetico. Ciò apparirà particolarmente chiaro in termini di rubli.
Gradi-giorno della stagione di riscaldamento,°C giorno - caratterizzare le condizioni climatiche esterne ed interne. Dividendo il consumo specifico annuo di energia termica kWh/m2 per questo numero, otterrai una caratteristica standardizzata delle proprietà termiche di una casa, slegata dalle condizioni climatiche (questo può aiutare nella scelta del design della casa e dei materiali termoisolanti).
Sulla precisione dei calcoli.
Nel territorio Federazione Russa si stanno verificando alcuni cambiamenti climatici. Uno studio sull’evoluzione del clima ha dimostrato che attualmente stiamo vivendo un periodo di riscaldamento globale. Secondo il rapporto di valutazione di Rosidromet, il clima della Russia è cambiato di più (di 0,76 °C) rispetto al clima della Terra nel suo complesso, e i cambiamenti più significativi si sono verificati nel territorio europeo del nostro Paese. Nella fig. La Figura 4 mostra che l’aumento della temperatura dell’aria a Mosca nel periodo 1950-2010 si è verificato in tutte le stagioni. È stato più significativo durante il periodo freddo (0,67 °C in 10 anni) [L.2]
Le caratteristiche principali del periodo di riscaldamento sono la temperatura media della stagione di riscaldamento, °C, e la durata di questo periodo. Naturalmente il loro valore reale cambia ogni anno e, pertanto, i calcoli del consumo annuo di energia termica per il riscaldamento e la ventilazione delle case sono solo una stima del consumo annuo reale di energia termica. I risultati di questo calcolo lo consentono confrontare .
Applicazione:
Letteratura:
- 1. Chiarimento delle tabelle degli indicatori di efficienza energetica di base e standardizzati per gli edifici residenziali e pubblici per anno di costruzione
V. I. Livchak, Ph.D. tecnologia. scienze, esperto indipendente - 2. Nuovo SP 131.13330.2012 “SNiP 23-01–99* “Climatologia dell'edilizia”. Edizione aggiornata"
N. P. Umnyakova, Ph.D. tecnologia. Scienze, vicedirettore della lavoro scientifico NIISF RAASN
Come notato nell'introduzione, quando si scelgono i requisiti per l'indicatore di protezione termica “b”, il valore del consumo specifico di energia termica per il riscaldamento viene normalizzato. Si tratta di un valore complesso che tiene conto del risparmio energetico derivante dall'utilizzo di soluzioni architettoniche, edilizie, termiche e ingegneristiche finalizzate al risparmio risorse energetiche, e quindi è possibile, se necessario, in ciascun caso specifico stabilire resistenze di trasferimento di calore normalizzate per determinati tipi di strutture di recinzione inferiori agli indici “a”. Il consumo specifico di energia termica dipende dalle proprietà di protezione termica delle strutture che lo circondano, dalle soluzioni di pianificazione dello spazio dell'edificio, dal rilascio di calore e dalla quantità energia solare, entrando nei locali dell'edificio, efficienza sistemi di ingegneria mantenimento del microclima richiesto dei locali e dei sistemi di fornitura di calore.
, kJ/(m 2 °C giorno) o [kJ/(m 3 °C giorno)], determinato dalla formula
O
, (5.1)
dov'è il consumo di energia termica per il riscaldamento dell'edificio durante il periodo di riscaldamento, MJ;
Superficie riscaldata degli appartamenti o superficie utile dei locali, m2;
Volume riscaldato dell'edificio, m3;
D – gradi-giorno del periodo di riscaldamento, °C giorno (1.1).
Consumo specifico di energia termica per il riscaldamento degli edifici deve essere inferiore o uguale al valore standardizzato
≤ .(5.2)
5.1 Determinazione delle aree riscaldate e dei volumi dell'edificio
per edifici residenziali e pubblici.
1. Per superficie riscaldata dell'edificio si intende l'area dei piani (compresi sottotetto, seminterrato riscaldato e seminterrato) dell'edificio, misurata all'interno delle superfici interne delle pareti esterne, compresa l'area occupata da partizioni e pareti interne. In questo caso l'area delle scale e dei vani ascensore è compresa nella superficie del pavimento.
L'area riscaldata dell'edificio non comprende l'area delle soffitte e dei seminterrati caldi, dei pavimenti tecnici non riscaldati, del seminterrato (interrato), delle verande fredde non riscaldate, delle scale non riscaldate, nonché della soffitta fredda o parte di essa non occupata come un attico.
2. Nel determinare l'area piano mansardato viene presa in considerazione un'area con un'altezza di 1,2 m fino ad un soffitto inclinato con un'inclinazione di 30° rispetto all'orizzonte; 0,8 m - a 45° - 60°; a 60° o più - l'area viene misurata fino al battiscopa.
3. L'area dei locali residenziali dell'edificio è calcolata come la somma delle aree di tutti stanze comuni(soggiorni) e camere da letto.
4. Il volume riscaldato di un edificio è definito come il prodotto della superficie riscaldata del pavimento e dell'altezza interna, misurata dalla superficie del pavimento del primo piano alla superficie del soffitto dell'ultimo piano.
Nelle forme complesse del volume interno di un edificio, il volume riscaldato è definito come il volume dello spazio limitato dalle superfici interne degli involucri esterni (muri, coperture o solai, piano interrato).
5. L'area delle strutture di recinzione esterne è determinata dalle dimensioni interne dell'edificio. La superficie totale delle pareti esterne (comprese finestre e porte) è definito come il prodotto del perimetro dei muri esterni lungo la superficie interna e dell'altezza interna dell'edificio, misurata dalla superficie del pavimento del primo piano alla superficie del soffitto dell'ultimo piano, tenendo conto dell'area di pendenze di finestre e porte con una profondità dalla superficie interna del muro alla superficie interna della finestra o blocco porta. L'area totale delle finestre è determinata dalla dimensione delle aperture alla luce. L'area delle pareti esterne (parte opaca) è determinata come differenza tra l'area totale delle pareti esterne e l'area delle finestre e delle porte esterne.
6. L'area delle recinzioni esterne orizzontali (piani di copertura, soffitta e seminterrato) è determinata come la superficie dell'edificio (all'interno delle superfici interne delle pareti esterne).
Con le superfici inclinate dei soffitti dell'ultimo piano, l'area del tetto, del solaio è determinata come l'area della superficie interna del soffitto.
Il calcolo delle aree e dei volumi della soluzione spaziale dell'edificio viene effettuato secondo i disegni esecutivi della parte architettonica e costruttiva del progetto. Si ottengono così le seguenti principali volumetrie e superfici:
Volume riscaldato V h ,m3;
Superficie riscaldata (per edifici residenziali - superficie totale degli appartamenti) Un'h ,m2;
Superficie totale delle strutture di recinzione esterne dell'edificio, m2.
5.2. Determinazione del valore standardizzato del consumo specifico di energia termica per il riscaldamento di un edificio
Valore standardizzato del consumo specifico di energia termica per il riscaldamento di un edificio residenziale o pubblico determinato secondo la tabella. 5.1 e 5.2.
Consumo specifico standardizzato di energia termica per il riscaldamento separatamente gli edifici residenziali unifamiliari
in piedi e bloccato, kJ/(m 2 °C giorno)
Tabella 5.1
Consumo specifico normalizzato di energia termica per
riscaldamento degli edifici, kJ/(m 2 °C giorno) o
[kJ/(m 3 °С giorno)]
Tabella 5.2
| Tipologie edilizie | Numero di piani degli edifici | |||||
| 1-3 | 4, 5 | 6,7 | 8,9 | 10, | 12 e superiori | |
| 1. Residenziale, hotel, ostelli | Secondo la tabella 5.1 | 85 per le villette mono e bifamiliari a 4 piani - secondo tabella. 5.1 | ||||
| 2. Pubblico, ad eccezione di quelli elencati in pos. Tabelle 3, 4 e 5 | - | |||||
| 3. Cliniche e istituti medici, pensioni | ; ; in base all'aumento del numero dei piani | - | ||||
| 4. Scuole dell'infanzia | - | - | - | - | - | |
| 5. Servizio | ; ; in base all'aumento del numero dei piani | - | - | - | ||
| 6. Finalità amministrative (uffici) | ; ; in base all'aumento del numero dei piani |
5.3. Determinazione del consumo specifico stimato di energia termica per il riscaldamento di un edificio
Questo punto non è soddisfatto lavoro del corso, e nella sezione del progetto di diploma viene svolto in accordo con il supervisore e il consulente.
Il calcolo del consumo specifico di energia termica per il riscaldamento di edifici residenziali e pubblici viene effettuato utilizzando l'Appendice G SNiP 23-02 e la metodologia dell'Appendice I.2 SP 23-101-2004.
5.4. Determinazione dell'indicatore calcolato di compattezza dell'edificio
Questo elemento viene eseguito nella sezione del progetto di diploma per gli edifici residenziali e non viene eseguito durante il lavoro del corso.
L'indicatore calcolato della compattezza dell'edificio è determinato dalla formula:
, (5.3)
dove e V h si trova al paragrafo 5.1.
L'indicatore calcolato di compattezza degli edifici residenziali non deve superare i seguenti valori standardizzati:
0,25 - per edifici di 16 piani e oltre;
0,29 - per edifici da 10 a 15 piani compresi;
0,32 - per gli edifici da 6 a 9 piani compresi;
0,36 - per edifici a 5 piani;
0,43 - per edifici a 4 piani;
0,54 - per edifici a 3 piani;
0,61; 0,54; 0,46 - rispettivamente per case a blocchi e sezionali a due, tre e quattro piani;
0,9 - per due e case a un piano con soffitta;
1.1 - per case a un piano.
Se il valore calcolato è maggiore del valore normalizzato, si consiglia di modificare la soluzione di pianificazione dello spazio per ottenere il valore normalizzato.
LETTERATURA
1. SNiP 23-01-99 Climatologia delle costruzioni. – M.: Gosstroy della Russia, 2004.
2. SNiP 23/02/2003 Protezione termica degli edifici. – M.: Gosstroy della Russia, 2004.
3. SP 23-01-2004 Progettazione della protezione termica degli edifici. – M.: Gosstroy della Russia, 2004.
4. Karaseva L.V., Chebanova E.V., Geppel S.A. Termofisica delle strutture di contenimento degli oggetti architettonici: Esercitazione. – Rostov sul Don, 2008.
5. Fokin K.F. Ingegneria termica edile degli involucri edilizi / Ed. Yu.A. Tabunshchikova, V.G. Gagarin. – 5a ed., revisione. – M.: AVOK-PRESS, 2006.
APPENDICE A
