Gasverbrauch für die Heizung eines Hauses von 200 m²: Ermittlung der Kosten bei Verwendung von Erdgas und Flaschengas

Besitzer mittlerer und großer Häuser müssen die Kosten für die Instandhaltung ihrer Wohnung einplanen. Daher stellt sich oft die Aufgabe, den Gasverbrauch für die Heizung eines 200 m² großen Hauses oder einer größeren Fläche zu berechnen. Die individuelle Architektur erlaubt es in der Regel nicht, auf Analogiemethoden zurückzugreifen und bereits vorhandene Berechnungen zu finden.

Dennoch ist es nicht nötig, Geld für die Lösung dieser Aufgabe zu bezahlen. Alle Berechnungen können selbst durchgeführt werden. Dafür benötigen Sie Kenntnisse einiger Normen sowie ein Verständnis von Physik und Geometrie auf Schulniveau.

Wir helfen Ihnen, diese für den Haushaltsökonomen wichtige Frage zu klären. Wir zeigen Ihnen, mit welchen Formeln die Berechnungen durchgeführt werden und welche Eigenschaften Sie kennen müssen, um ein Ergebnis zu erhalten. In dem von uns vorgestellten Artikel finden Sie Beispiele, anhand derer Sie Ihre eigene Berechnung einfacher durchführen können.

Ermittlung des Energieverlusts

Um die Energiemenge zu bestimmen, die ein Haus verliert, müssen die klimatischen Besonderheiten der Region, die Wärmeleitfähigkeit der Materialien und die Lüftungsnormen bekannt sein. Um die benötigte Gasmenge zu berechnen, reicht es aus, seinen Heizwert zu kennen. Das Wichtigste bei dieser Arbeit ist die Liebe zum Detail.

Die Heizung eines Gebäudes muss die Wärmeverluste ausgleichen, die aus zwei Hauptgründen entstehen: Wärmeleckagen über die Gebäudehülle und Zufuhr kalter Luft über das Lüftungssystem. Beide Prozesse werden durch mathematische Formeln beschrieben, mit denen Sie selbstständig Berechnungen durchführen können.

Wärmeleitfähigkeit und Wärmedurchlasswiderstand von Materialien

Jedes Material kann Wärme leiten. Die Intensität der Übertragung wird durch die Wärmeleitfähigkeit λ (W/(m·°C)) ausgedrückt. Je niedriger dieser Wert ist, desto besser ist das Gebäude im Winter vor dem Durchfrieren geschützt.

Die Heizkosten hängen von der Wärmeleitfähigkeit des Materials ab, aus dem das Haus gebaut wird. Dies ist besonders wichtig für die “kalten” Regionen des Landes.

Allerdings können Gebäude aus Materialien unterschiedlicher Dicke bestehen oder gedämmt sein. Daher wird in praktischen Berechnungen der Wärmedurchlasswiderstand verwendet:

R (m² × °C / W)

Er ist mit der Wärmeleitfähigkeit durch die folgende Formel verbunden:

R = h / λ,

wobei h die Materialdicke (m) ist.

Beispiel. Wir bestimmen den Wärmedurchgangswiderstand verschieden breiter Porenbetonsteine der Marke D700 bei λ = 0,16:

• Breite 300 mm: R = 0,3 / 0,16 = 1,88;
• Breite 400 mm: R = 0,4 / 0,16 = 2,50.

Für Dämmmaterialien und Fensterblöcke kann sowohl der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient als auch der Wärmedurchgangswiderstandskoeffizient angegeben werden.

Wenn die Gebäudehülle aus mehreren Materialien besteht, werden bei der Bestimmung des Wärmedurchgangswiderstands des gesamten “Aufbaus” die Widerstände der einzelnen Schichten summiert.

Beispiel. Die Wand besteht aus Porenbetonsteinen (λ_b = 0,16), Dicke 300 mm. Außen ist sie mit extrudiertem Polystyrolhartschaum (λ_p = 0,03) von 50 mm Dicke gedämmt, und innen mit einer Holzverkleidung (λ_v = 0,18) von 20 mm Dicke verkleidet.

Es gibt Tabellen für verschiedene Regionen, in denen die Mindestwerte des gesamten Wärmedurchgangskoeffizienten für den Gebäudeumfang festgelegt sind. Sie haben empfehlenden Charakter.

Nun kann der gesamte Wärmedurchgangswiderstand berechnet werden:

R = 0,3 / 0,16 + 0,05 / 0,03 + 0,02 / 0,18 = 1,88 + 1,66 + 0,11 = 3,65.

Der Beitrag von Schichten, die hinsichtlich des Parameters “Wärmeschutz” unbedeutend sind, kann vernachlässigt werden.

Berechnung der Wärmeverluste durch die Gebäudehülle

Die Wärmeverluste Q (W) durch eine homogene Oberfläche können wie folgt berechnet werden:

Q = S × dT / R,

wobei:

• S – die Fläche der betrachteten Oberfläche (m²);
• dT – der Temperaturunterschied zwischen der Luft im Innen- und Außenraum (°C);
• R – der Wärmedurchgangswiderstand der Oberfläche (m² · °C / W).

Zur Bestimmung des Gesamtwerts aller Wärmeverluste werden folgende Schritte durchgeführt:

1. Man unterscheidet die Bereiche, die bezüglich des Wärmedurchgangswiderstands homogen sind;
2. Man berechnet ihre Flächen;
3. Man ermittelt die Werte des Wärmewiderstands;
4. Man führt die Berechnung der Wärmeverluste für jeden Bereich durch;
5. Man summiert die erhaltenen Werte.

Beispiel. Ein Eckzimmer von 3 × 4 Metern im obersten Stockwerk mit einem kalten Dachboden. Die lichte Deckenhöhe beträgt 2,7 Meter. Es gibt 2 Fenster mit den Maßen 1 × 1,5 m.

Wir ermitteln die Wärmeverluste durch den Umfang bei einer Innentemperatur von “+25 °C” und einer Außentemperatur von “–15 °C”:

1. Wir unterscheiden die hinsichtlich des Widerstands homogenen Bereiche: Decke, Wand, Fenster.
2. Die Deckenfläche S_p = 3 × 4 = 12 m². Die Fensterfläche S_o = 2 × (1 × 1,5) = 3 m². Die Wandfläche S_s = (3 + 4) × 2,7 – S_o = 29,4 m².
3. Der Wärmedurchlasswiderstand der Decke setzt sich zusammen aus dem Wert der Geschossdecke (Brett mit einer Dicke von 0,025 m), der Dämmung (Mineralwollplatten mit einer Dicke von 0,10 m) und dem Holzboden des Dachgeschosses (Holz und Sperrholz mit einer Gesamtdicke von 0,05 m): R_D = 0,025 / 0,18 + 0,1 / 0,037 + 0,05 / 0,18 = 3,12. Für Fenster wird der Wert aus dem Datenblatt der Zweikammer-Isolierverglasung entnommen: R_F = 0,50. Für eine Wand, die wie im vorherigen Beispiel aufgebaut ist: R_W = 3,65.
4. Q_D = 12 × 40 / 3,12 = 154 W. Q_F = 3 × 40 / 0,50 = 240 W. Q_W = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 W.
5. Die gesamten Wärmeverluste des Musterraums durch die umschließenden Konstruktionen Q = Q_D + Q_F + Q_W = 716 W.

Die Berechnung mit den angegebenen Formeln liefert eine gute Näherung, sofern das Material den angegebenen Wärmeleiteigenschaften entspricht und keine Fehler auftreten, die beim Bau gemacht werden könnten. Ein Problem kann auch die Alterung der Materialien und der gesamten Hauskonstruktion sein.

Typische Geometrie von Wänden und Dächern

Bei der Bestimmung der Wärmeverluste werden üblicherweise die inneren linearen Parameter (Länge und Höhe) der Konstruktion verwendet, nicht die äußeren. Das heißt, bei der Berechnung der Wärmeübertragung durch das Material wird die Kontaktfläche der warmen Luft und nicht der kalten Luft berücksichtigt.

Bei der Berechnung des Innenumfangs muss auch die Dicke der Innenwände berücksichtigt werden. Am einfachsten lässt sich dies anhand des Hausplans bewerkstelligen, der in der Regel auf Papier mit einem Maßraster dargestellt ist.

So beträgt beispielsweise bei den Abmessungen des Hauses 8 × 10 Meter und einer Wandstärke von 0,3 Meter der Innenumfang P_innen = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 m, und der Außenumfang P_außen = (8 + 10) × 2 = 36 m.

Die Geschossdecke hat in der Regel eine Dicke von 0,20 bis 0,30 m. Daher beträgt die Höhe von zwei Stockwerken vom Fußboden des ersten bis zur Decke des zweiten von außen H_außen = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 m. Wenn man nur die lichte Höhe addiert, ergibt sich ein kleinerer Wert: H_innen = 2,7 + 2,7 = 5,4 m. Die Geschossdecke hat im Gegensatz zu den Wänden keine Dämmfunktion, daher muss für die Berechnungen H_außen verwendet werden.

Bei zweistöckigen Häusern mit einer Größe von etwa 200 m² beträgt der Unterschied zwischen der Innen- und Außenwandfläche 6 bis 9%. Analog dazu werden die geometrischen Parameter des Daches und der Decken nach den Innenmaßen berücksichtigt.

Die Berechnung der Wandfläche für geometrisch einfache Häuser ist elementar, da die Fragmente aus rechteckigen Abschnitten und Giebeln von Dach- und Dachgeschossräumen bestehen.

Giebel von Mansarden und Dachböden haben in den meisten Fällen die Form eines Dreiecks oder eines vertikal symmetrischen Fünfecks. Ihre Fläche zu berechnen ist recht einfach.

Bei der Berechnung der Wärmeverluste durch das Dach reicht es in den meisten Fällen aus, die Formeln für die Flächen von Dreieck, Rechteck und Trapez anzuwenden.

Die gängigsten Dachformen von Einfamilienhäusern. Bei der Messung ihrer Parameter ist zu beachten, dass für die Berechnungen die Innenmaße (ohne Traufüberstände) verwendet werden.

Die Fläche des verlegten Daches darf bei der Bestimmung der Wärmeverluste nicht herangezogen werden, da sie auch die Überstände umfasst, die in der Formel nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus wird das Material (z. B. Dachpappe oder profilierte verzinkte Bleche) oft mit einer kleinen Überlappung verlegt.

Manchmal scheint es, dass die Berechnung der Dachfläche recht kompliziert ist. Allerdings kann die Geometrie der gedämmten Hülle des oberen Geschosses im Inneren des Hauses viel einfacher sein.

Auch die rechteckige Geometrie von Fenstern bereitet bei Berechnungen keine Probleme. Wenn die Isoliergläser eine komplexe Form haben, kann ihre Fläche nicht berechnet, sondern aus dem Produktpass entnommen werden.

Wärmeverluste durch Boden und Fundament

Die Berechnung der Wärmeverluste in den Boden durch den Boden des Untergeschosses sowie durch die Wände und den Boden des Kellers erfolgt nach den Regeln, die im Anhang “E” der Norm SP 50.13330.2012 festgelegt sind. Der Grund dafür ist, dass die Wärmeausbreitungsgeschwindigkeit im Boden viel geringer ist als in der Atmosphäre, sodass man die Böden ebenfalls bedingt als Dämmmaterial betrachten kann.

Da sie jedoch zum Gefrieren neigen, wird der Bodenbereich in 4 Zonen unterteilt. Die Breite der ersten drei beträgt 2 Meter, und die vierte Zone umfasst den restlichen Teil.

Die Wärmeverlustzonen des Bodens und des Kellergeschosses folgen der Form des Fundamentumfangs. Die Hauptwärmeverluste erfolgen über Zone Nr. 1

Für jede Zone wird der Wärmedurchgangswiderstandskoeffizient bestimmt, den der Boden hinzufügt:

• Zone 1: R₁ = 2.1;
• Zone 2: R₂ = 4.3;
• Zone 3: R₃ = 8.6;
• Zone 4: R₄ = 14.2.

Wenn die Böden gedämmt sind, werden für die Bestimmung des Gesamtwärmedurchgangswiderstandes die Werte der Dämmung und des Erdreichs addiert.

Beispiel. Nehmen wir an, ein Haus mit den Außenmaßen 10 × 8 m und einer Wandstärke von 0,3 m hat ein Kellergeschoss mit einer Tiefe von 2,7 m. Seine Decke befindet sich auf Bodenhöhe. Es sollen die Wärmeverluste in den Boden bei einer Innenlufttemperatur von “+25 °C” und einer Außentemperatur von “–15 °C” berechnet werden.

Angenommen, die Wände bestehen aus FBS-Blöcken mit einer Dicke von 40 cm (λ_f = 1,69). Von innen sind sie mit einer 4 cm dicken Brettern verkleidet (λ_d = 0,18). Der Kellerboden ist mit Blähtonbeton von 12 cm Dicke (λ_k = 0,70) bedeckt. Dann beträgt der Wärmedurchlasswiderstand der Kellerwände: R_s = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46, und des Bodens R_p = 0,12 / 0,70 = 0,17.

Die Innenmaße des Hauses betragen 9,4 × 7,4 Meter.

Schema der Unterteilung des Kellers in Zonen für die zu lösende Aufgabe. Die Berechnung der Flächen reduziert sich bei dieser einfachen Geometrie auf die Bestimmung der Seitenlängen der Rechtecke und deren Multiplikation.

Man berechnet die Flächen und die Wärmedurchgangswiderstände nach Zonen:

• Zone 1 verläuft nur an der Wand. Sie hat einen Umfang von 33,6 m und eine Höhe von 2 m. Daher gilt S₁ = 33,6 × 2 = 67,2. R_z1 = R_s + R₁ = 0,46 + 2,1 = 2,56.
• Zone 2 an der Wand. Sie hat einen Umfang von 33,6 m und eine Höhe von 0,7 m. Daher gilt S_2s = 33,6 × 0,7 = 23,52. R_z2s = R_s + R₂ = 0,46 + 4,3 = 4,76.
• Zone 2 am Boden. S_2p = 9,4 × 7,4 – 6,8 × 4,8 = 36,92. R_z2p = R_p + R₂ = 0,17 + 4,3 = 4,47.
• Zone 3 verläuft nur am Boden. S₃ = 6,8 × 4,8 – 2,8 × 0,8 = 30,4. R_z3 = R_p + R₃ = 0,17 + 8,6 = 8,77.
• Zone 4 verläuft nur am Boden. S₄ = 2,8 × 0,8 = 2,24. R_z4 = R_p + R₄ = 0,17 + 14,2 = 14,37.

Die Wärmeverluste des Kellergeschosses Q = (S₁ / R_z1 + S_2s / R_z2s + S_2p / R_z2p + S₃ / R_z3 + S₄ / R_z4) × dT = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 W.

Berücksichtigung unbeheizter Räume

Bei der Berechnung der Wärmeverluste tritt häufig die Situation auf, dass es im Haus einen unbeheizten, aber gedämmten Raum gibt. In diesem Fall erfolgt der Energietransport in zwei Schritten. Man betrachtet diese Situation am Beispiel eines Dachbodens.

In einem gedämmten, aber nicht beheizten Dachboden stellt sich in der kalten Jahreszeit eine höhere Temperatur als im Freien ein. Dies geschieht aufgrund der Wärmeübertragung durch die Geschossdecke.

Das Hauptproblem besteht darin, dass die Fläche der Decke zwischen dem Dachboden und dem Obergeschoss von der Fläche des Daches und der Giebel abweicht. In diesem Fall muss die Bedingung des Wärmeübergangsgleichgewichts Q₁ = Q₂ verwendet werden.

Es kann auch wie folgt geschrieben werden:

K₁ × (T₁ – T_#) = K₂ × (T_# – T₂),

wobei:

• K₁ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n für die Decke zwischen dem warmen Teil des Hauses und dem kalten Raum;
• K₂ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n für die Decke zwischen dem kalten Raum und dem Freien.

Aus der Wärmeübergangsgleichung ermitteln wir die Temperatur, die sich im kalten Raum bei bekannten Werten im Haus und im Freien einstellt. T_# = (K₁ × T₁ + K₂ × T₂) / (K₁ + K₂). Anschließend setzen wir den Wert in die Formel ein und ermitteln die Wärmeverluste.

Beispiel. Nehmen wir an, die Innenmaße des Hauses betragen 8 × 10 Meter. Der Dachwinkel beträgt 30°. Die Lufttemperatur in den Räumen beträgt “+25 °C”, und außen “–15 °C”.

Den Wärmedurchlasswiderstand der Decke berechnen wir wie im Beispiel im Abschnitt zur Berechnung der Wärmeverluste durch Umfassungskonstruktionen: R_p = 3.65. Die Deckenfläche beträgt 80 m², daher ist K₁ = 80 / 3.65 = 21.92.

Die Dachfläche S₁ = (10 × 8) / cos(30) = 92.38. Den Wärmedurchlasswiderstand berechnen wir unter Berücksichtigung der Holzdicke (Lattung und Verkleidung – 50 mm) und Mineralwolle (10 cm): R₁ = 2.98.

Die Fensterfläche für den Giebel S₂ = 1.5. Bei einer gewöhnlichen Doppelverglasung beträgt der Wärmedurchlasswiderstand R₂ = 0.4. Die Giebelfläche berechnen wir nach der Formel: S₃ = 8² × tg(30) / 4 – S₂ = 7.74. Der Wärmedurchgangswiderstand ist derselbe wie beim Dach: R₃ = 2.98.

Die Wärmeabgabe durch Fenster macht einen erheblichen Teil aller Energieverluste aus. Daher sollten in Regionen mit kalten Wintern “warme” Doppelverglasungen gewählt werden.

Berechnen wir den Koeffizienten für das Dach (nicht vergessen, dass die Anzahl der Giebel zwei beträgt):

K₂ = S₁ / R₁ + 2 × (S₂ / R₂ + S₃ / R₃) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.

Die Lufttemperatur im Dachgeschoss wird berechnet:

T_# = (21.92 × 25 + 43.69 × (–15)) / (21.92 + 43.69) = –1.64 °C.

Setzen Sie den erhaltenen Wert in eine der Formeln zur Berechnung der Wärmeverluste ein (bei Gleichgewicht sind diese gleich) und erhalten Sie das gewünschte Ergebnis:

Q₁ = K₁ × (T₁ – T_#) = 21.92 × (25 – (–1.64)) = 584 W.

Abkühlung durch Lüftung

Eine Lüftungsanlage wird installiert, um ein normales Raumklima im Haus aufrechtzuerhalten. Dies führt zum Eintritt kalter Luft in den Raum, was ebenfalls bei der Berechnung der Wärmeverluste zu berücksichtigen ist.

Die Anforderungen an das Lüftungsvolumen sind in mehreren Normen festgelegt. Bei der Planung der hausinternen Anlage eines Eigenheims sind vor allem die Anforderungen von §7 SNiP 41-01-2003 und §4 SanPiN 2.1.2.2645-10 zu berücksichtigen.

Da die allgemein übliche Einheit für Wärmeverluste das Watt ist, muss die Wärmekapazität der Luft c (kJ / kg ×°C) auf die Dimension “W × h / kg × °C” umgerechnet werden. Für Luft auf Meereshöhe kann man den Wert c = 0.28 W × h / kg ×°C annehmen.

Da das Lüftungsvolumen in Kubikmetern pro Stunde gemessen wird, muss auch die Dichte der Luft q (kg / m³) bekannt sein. Bei normalem Atmosphärendruck und mittlerer Luftfeuchtigkeit kann man diesen Wert mit q = 1.30 kg / m³ annehmen.

Haushaltslüftungsanlage mit Rekuperator. Der angegebene Durchsatz wird mit einer geringen Toleranz angegeben. Daher ist es nicht sinnvoll, die Dichte und Wärmekapazität der Luft vor Ort auf Hundertstel genau zu berechnen.

Der Energieverbrauch zum Ausgleich der Wärmeverluste durch Lüftung kann mit der folgenden Formel berechnet werden:

Q = L × q × c × dT = 0.364 × L × dT,

wobei:

• L – Luftdurchsatz (m³/h);
• dT – Temperaturdifferenz zwischen Raumluft und Zuluft (°C).

Wenn kalte Luft direkt ins Haus gelangt, gilt:

dT = T₁ – T₂,

wobei:

• T₁ – Innentemperatur;
• T₂ – Außentemperatur.

Für große Objekte wird in das Lüftungssystem in der Regel ein Wärmerückgewinnungsgerät integriert (Wärmetauscher). Es ermöglicht eine erhebliche Einsparung von Energieressourcen, da die teilweise Erwärmung der einströmenden Luft durch die Temperatur des abströmenden Luftstroms erfolgt.

Der Wirkungsgrad solcher Geräte wird als Koeffizient k (%) angegeben. In diesem Fall nimmt die vorherige Formel die folgende Form an:

dT = (T₁ – T₂) × (1 – k / 100).

Berechnung des Gasverbrauchs

Wenn Sie die Gesamtwärmeverluste kennen, können Sie relativ einfach den erforderlichen Verbrauch an Erdgas oder Flüssiggas für die Beheizung eines Hauses mit einer Fläche von 200 m² berechnen.

Die Menge der freigesetzten Energie wird außer durch die Brennstoffmenge auch durch seinen Heizwert beeinflusst. Bei Gas hängt dieser Wert von der Feuchtigkeit und der chemischen Zusammensetzung des zugeführten Gemischs ab. Man unterscheidet zwischen dem oberen (H_h) und dem unteren (H_l) Heizwert.

Der untere Heizwert von Propan ist geringer als der von Butan. Daher muss man, um den Heizwert von Flüssiggas genau zu bestimmen, das prozentuale Verhältnis dieser Komponenten in dem dem Kessel zugeführten Gemisch kennen.

Um die Brennstoffmenge zu berechnen, die garantiert für die Heizung ausreicht, setzt man in die Formel den unteren Heizwert ein, der beim Gaslieferanten erfragt werden kann. Die Standardeinheit des Heizwerts ist “MJ / m³” oder “MJ / kg”. Da die Einheiten der Kesselleistung und der Wärmeverluste jedoch mit Watt und nicht mit Joule arbeiten, muss eine Umrechnung durchgeführt werden, wobei zu beachten ist, dass 1 MJ = 278 Wh entspricht.

Falls der untere Heizwert des Gemischs unbekannt ist, können folgende Durchschnittswerte angenommen werden:

• für Erdgas H_l = 9,3 kWh / m³;
• für Flüssiggas H_l = 12,6 kWh / kg.

Ein weiterer für die Berechnungen erforderlicher Wert ist der Wirkungsgrad des Kessels K. Er wird normalerweise in Prozent angegeben. Die endgültige Formel für den Gasverbrauch über einen Zeitraum E (h) lautet:

V = Q × E / (H_l × K / 100).

Der Zeitraum, in dem die Zentralheizung in Häusern eingeschaltet wird, wird anhand der durchschnittlichen Tagestemperatur der Luft bestimmt.

Wenn sie in den letzten fünf Tagen nicht über “+ 8 °C” liegt, muss gemäß der Verordnung der Regierung der Russischen Föderation Nr. 307 vom 13.05.2006 die Wärmeversorgung des Hauses sichergestellt werden. Für Privathäuser mit autonomer Heizung werden bei der Berechnung des Brennstoffverbrauchs ebenfalls diese Werte verwendet.

Genaue Daten über die Anzahl der Tage mit einer Temperatur von nicht mehr als “+ 8 °C” für das Gebiet, in dem das Ferienhaus steht, können Sie bei der örtlichen Niederlassung des Hydrometeorologischen Zentrums erfragen.

Wenn das Haus in der Nähe einer größeren Siedlung liegt, ist es einfacher, die Tabelle 1 des SNiP 23-01-99 (Spalte Nr. 11) zu verwenden. Durch Multiplikation dieses Wertes mit 24 (Stunden pro Tag) erhalten wir den Parameter E aus der Gleichung zur Berechnung des Gasverbrauchs.

Anhand der Klimadaten aus Tabelle 1 des SNiP 23-01-99 führen Bauorganisationen Berechnungen zur Bestimmung der Wärmeverluste von Gebäuden durch.

Wenn das Luftvolumen und die Innentemperatur konstant (oder mit geringfügigen Schwankungen) sind, sind die Wärmeverluste durch die Gebäudehülle und aufgrund der Belüftung direkt proportional zur Außentemperatur.

Daher kann für den Parameter T₂ in den Gleichungen zur Berechnung der Wärmeverluste der Wert aus Spalte Nr. 12 der Tabelle 1. SNiP 23-01-99 verwendet werden.

Beispiel für ein Ferienhaus mit 200 m²²

Berechnen wir den Gasverbrauch für ein Ferienhaus in der Nähe von Rostow am Don. Dauer der Heizperiode: E = 171 × 24 = 4104 h. Durchschnittliche Außentemperatur T₂ = – 0,6 °C. Gewünschte Innentemperatur: T₁ = 24 °C.

Zweistöckiges Ferienhaus mit unbeheizter Garage. Gesamtfläche – ca. 200 m². Die Wände sind nicht zusätzlich isoliert, was für das Klima der Region Rostow zulässig ist.

Schritt 1. Berechnen wir die Wärmeverluste durch den Umfang ohne Berücksichtigung der Garage.

Dazu unterscheiden wir homogene Abschnitte:

• Fenster. Insgesamt gibt es 9 Fenster der Größe 1,6 × 1,8 m, ein Fenster der Größe 1,0 × 1,8 m und 2,5 runde Fenster mit einer Fläche von jeweils 0,38 m². Gesamtfläche der Fenster: S_Fenster = 28,60 m². Gemäß dem Produktpass R_Fenster = 0,55. Dann Q_Fenster = 1279 W.
• Türen. Es gibt 2 isolierte Türen der Größe 0,9 × 2,0 m. Ihre Fläche: S_Türen = 3,6 m². Gemäß dem Produktpass R_Türen = 1,45. Dann Q_Türen = 61 W.
• Massive Wand. Abschnitt “ABWGD”: 36,1 × 4,8 = 173,28 m². Abschnitt “DA”: 8,7 × 1,5 = 13,05 m². Abschnitt “DESCH”: 18,06 m². Fläche des Giebels: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Insgesamt Fläche der massiven Wand: S_Wand = 251,37 – S_Fenster – S_Türen = 219,17 m². Die Wände bestehen aus Porenbeton mit einer Dicke von 40 cm und Hohlziegeln. R_Wand = 2,50 + 0,63 = 3,13. Dann Q_Wand = 1723 W.

Gesamte Wärmeverluste durch den Umfang:

Q_Umfang = Q_Fenster + Q_Türen + Q_Wand = 3063 W.

Schritt 2. Berechnen wir die Wärmeverluste durch das Dach.

Als Isolierung dienen eine durchgehende Lattung (35 mm), Mineralwolle (10 cm) und eine Holzbekleidung (15 mm). R_Dach = 2,98. Dachfläche über dem Hauptgebäude: 2 × 10 × 5,55 = 111 m², und über dem Heizraum: 2,7 × 4,47 = 12,07 m². Insgesamt S_Dach = 123,07 m². Dann Q_Dach = 1016 W.

Schritt 3. Berechnen Sie den Wärmeverlust durch den Boden.

Die Zonen für den beheizten Raum und die Garage müssen getrennt berechnet werden. Die Fläche kann genau mit mathematischen Formeln oder auch mit Vektorgrafikprogrammen wie Corel Draw bestimmt werden.

Den Wärmedurchgangswiderstand bieten die Dielen des Rohfußbodens und das Sperrholz unter dem Laminat (insgesamt 5 cm) sowie die Basaltdämmung (5 cm). R_Boden = 1,72. Dann beträgt der Wärmeverlust durch den Boden:

Q_Boden = (S₁ / (R_Boden + 2,1) + S₂ / (R_Boden + 4,3) + S₃ / (R_Boden + 2,1)) × dT = 546 W.

Schritt 4. Berechnen Sie den Wärmeverlust durch die kalte Garage. Ihr Boden ist nicht gedämmt.

Aus dem beheizten Haus dringt Wärme auf zwei Wegen ein:

1. Durch die tragende Wand. S₁ = 28,71, R₁ = 3,13.
2. Durch die gemauerte Trennwand zum Heizraum. S₂ = 11,31, R₂ = 0,89.

Sie erhalten K₁ = S₁ / R₁ + S₂ / R₂ = 21,88.

Aus der Garage tritt die Wärme wie folgt nach außen aus:

1. Durch das Fenster. S₁ = 0,38, R₁ = 0,55.
2. Durch das Tor. S₂ = 6,25, R₂ = 1,05.
3. Durch die Wand. S₃ = 19,68, R₃ = 3,13.
4. Durch das Dach. S₄ = 23,89, R₄ = 2,98.
5. Durch den Boden. Zone 1. S₅ = 17,50, R₅ = 2,1.
6. Durch den Boden. Zone 2. S₆ = 9,10, R₆ = 4,3.

Sie erhalten K₂ = S₁ / R₁ + … + S₆ / R₆ = 31,40

Berechnen Sie die Temperatur in der Garage unter der Bedingung des Wärmeübertragungsgleichgewichts: T_# = 9,2 °C. Dann betragen die Wärmeverluste: Q_Garage = 324 W.

Schritt 5. Berechnen Sie die Wärmeverluste durch die Lüftung.

Angenommen, das berechnete Lüftungsvolumen für ein solches Einfamilienhaus mit 6 Bewohnern beträgt 440 m³/h. Im System ist ein Wärmerückgewinnungsgerät mit einem Wirkungsgrad von 50 % installiert. Unter diesen Bedingungen beträgt der Wärmeverlust: Q_Lüftung = 1970 W.

Schritt 6. Ermitteln Sie den Gesamtwärmeverlust, indem Sie alle lokalen Werte addieren: Q = 6919 W.

Schritt 7. Berechnen Sie das Gasvolumen, das zum Heizen des Modellhauses im Winter bei einem Kesselwirkungsgrad von 92 % erforderlich ist:

• Erdgas. V = 3319 m³.
• Flüssiggas. V = 2450 kg.

Nach den Berechnungen können Sie die finanziellen Kosten für die Heizung und die Zweckmäßigkeit von Investitionen zur Reduzierung der Wärmeverluste analysieren.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Wärmeleitfähigkeit und Wärmedurchgangswiderstand von Materialien. Berechnungsregeln für Wände, Dach und Boden:

Der schwierigste Teil der Berechnungen zur Bestimmung des für die Heizung erforderlichen Gasvolumens ist die Ermittlung der Wärmeverluste des beheizten Objekts. Hierbei ist zunächst auf die geometrischen Berechnungen zu achten.

Sollten die finanziellen Kosten für die Heizung übermäßig erscheinen, sollte über eine zusätzliche Dämmung des Hauses nachgedacht werden. Umso mehr, als die Wärmeverlustberechnungen die Struktur des Durchfrierens gut aufzeigen.

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