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Calcul thermique de la pièce et du bâtiment dans son ensemble, formule de la perte de chaleur


Il y a longtemps, les bâtiments et les structures ont été construits sans réfléchir aux propriétés de conduction de la chaleur des structures environnantes. En d'autres termes, les murs étaient simplement épais. Et si vous vous trouvez dans les anciennes maisons des marchands, vous remarquerez peut-être que les murs extérieurs de ces maisons sont en briques de céramique, dont l’épaisseur est d’environ 1,5 mètre. Une telle épaisseur du mur de briques a fourni et fournit toujours un séjour assez confortable des personnes dans ces maisons même dans les gelées les plus sévères.

À l'heure actuelle, tout a changé. Et maintenant, il n’est pas rentable de rendre les murs aussi épais. Par conséquent, les matériaux qui peuvent le réduire ont été inventés. Certains d'entre eux: isolants et blocs de silicate de gaz. Grâce à ces matériaux, par exemple, l'épaisseur de la maçonnerie peut être réduite à 250 mm.

Or, les murs et les sols sont souvent composés de 2 ou 3 couches, dont une couche est un matériau offrant de bonnes propriétés d’isolation thermique. Et pour déterminer l'épaisseur optimale de ce matériau, un calcul thermique est effectué et le point de rosée est déterminé.

Comment calculer la détermination du point de rosée se trouve à la page suivante. Ici, nous allons considérer le calcul thermique sur un exemple.

Pour le calcul, deux SNiP, une entreprise commune, un GOST et une allocation sont nécessaires:

  • SNiP 23-02-2003 (coentreprise 50.13330.2012). "Protection thermique des bâtiments". Édition mise à jour de 2012 [1].
  • SNiP 23-01-99 * (SP 131.13330.2012). "Climatologie de la construction". Édition mise à jour de 2012 [2].
  • SP 23-101-2004. "Conception de la protection thermique des bâtiments" [3].
  • GOST 30494-96 (remplacé par GOST 30494-2011 depuis 2011). "Bâtiments résidentiels et publics. Les paramètres du microclimat dans les locaux" [4].
  • Allocation E.G. Malyavina "Perte de chaleur d'un bâtiment. Ouvrage de référence" [5].

Vous pouvez télécharger des SNiP et des SP ici, GOST - ici et Manuel - ici.

Lors du calcul thermique, déterminez:

  • performance thermique des matériaux de construction des structures enveloppantes;
  • résistance au transfert de chaleur réduite;
  • conformité de cette résistance réduite à la valeur normative.

Nous donnerons ensuite deux exemples de calcul thermique avec ou sans entrefer.

Un exemple Calculs thermiques d'un mur à trois couches sans intervalle d'air.

Données brutes

1. Le climat de la région et le microclimat de la pièce

Zone de construction: Nijni-Novgorod.

But du bâtiment: résidentiel.

L'humidité relative de l'air intérieur calculée à partir de la condition de non-condensation sur les surfaces internes des enceintes externes est de 55% (SNiP 23-02-2003 p.4.3. Tableau 1 pour les conditions d'humidité normales).

Température optimale de l'air dans le salon pendant la saison froide tint= 20 ° C (GOST 30494-96 tableau 1).

Température extérieure nominale text, déterminée par la température de la semaine de cinq jours la plus froide avec une sécurité de 0,92 = -31 ° С (SNiP 23-01-99, tableau 1, colonne 5);

La durée de la période de chauffage avec une température extérieure moyenne quotidienne de 8 ° C est égale à zht = 215 jours (onglet SNiP 23-01-99. 1 colonne 11);

La température extérieure moyenne pour la période de chauffage tht = -4,1 ° С (SNiP 23-01-99 onglet. 1 colonne 12).

2. construction du mur

Le mur est composé des couches suivantes:

  • Brique décorative (besser) de 90 mm d'épaisseur;
  • isolation (laine minérale), son épaisseur est indiquée sur la figure par un "X", comme elle sera trouvée dans le processus de calcul;
  • Brique de silicate d'épaisseur 250 mm;
  • plâtre (solution complexe), une couche supplémentaire pour une image plus objective, car son effet est minime, mais il y en a.

3. Caractéristiques thermophysiques des matériaux

Les valeurs des caractéristiques des matériaux sont résumées dans le tableau.

Remarque (*): Ces caractéristiques sont également disponibles chez les fabricants de matériaux d’isolation thermique.

Calcul

4. Détermination de l'épaisseur d'isolation

Pour calculer l'épaisseur de la couche isolante, il est nécessaire de déterminer la résistance au transfert de chaleur de l'enveloppe du bâtiment, en fonction des exigences des normes sanitaires et des économies d'énergie.

4.1. Détermination de la norme de protection thermique en fonction de l'économie d'énergie

Détermination du degré jour de la période de chauffage conformément au paragraphe 5.3 du SNiP 23-02-2003:

Remarque: les degrés-jours sont également désignés par le terme GOSP.

La valeur standard de la résistance réduite au transfert de chaleur ne doit pas être inférieure aux valeurs normalisées déterminées par SNIP 23-02-2003 (Tableau 4) en fonction du degré jour de la zone de construction:

Rreq= a × Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214m 2 × ° C / W,

où: jj - degrés-jours de la période de chauffage à Nijni-Novgorod,

a et b sont des coefficients pris conformément au tableau 4 (si SNIP 23-02-2003) ou au tableau 3 (si SP 50.13330.2012) pour les murs d'un bâtiment résidentiel (colonne 3).

4.1. Détermination des normes de protection thermique en fonction de l'état d'assainissement

Dans notre cas, il est considéré à titre d'exemple, car cet indicateur est calculé pour les bâtiments industriels avec un excès de chaleur apparente supérieur à 23 W / m 3 et les bâtiments destinés à une exploitation saisonnière (automne ou printemps), ainsi que pour les bâtiments avec une température estimée de l'air intérieur de 12 ° C. et ci-dessous, la résistance au transfert de chaleur des structures environnantes (à l'exception des structures translucides).

Détermination de la résistance normative (maximum admissible) au transfert de chaleur en fonction de l'état de l'assainissement (Formula 3 SNiP 23-02-2003):

où: n = 1 est le coefficient adopté selon le tableau 6 [1] pour le mur extérieur;

tint = 20 ° C - valeur des données source;

text = -31 ° С - valeur des données source;

Δtn = 4 ° C - la différence de température normalisée entre la température de l'air intérieur et la température de la surface interne de l'enveloppe du bâtiment est extraite du tableau 5 [1], dans le cas présent pour les murs extérieurs des bâtiments résidentiels;

αint = 8,7 W / (m 2 × ° С) - le coefficient de transfert de chaleur de la surface interne de l'enveloppe du bâtiment est tiré du Tableau 7 [1] pour les murs extérieurs.

4.3. Norme de protection thermique

Parmi les calculs ci-dessus pour la résistance au transfert de chaleur requise, choisissez Rreq de la condition d'économie d'énergie et dénote maintenant Rtp0= 3,214 m 2 × ° С / W .

5. Détermination de l'épaisseur d'isolation

Pour chaque couche d'un mur donné, il est nécessaire de calculer la résistance thermique selon la formule:

où: δ- épaisseur de couche, mm;

λje - le coefficient de conductivité thermique calculé du matériau de la couche W / (m × ° C).

1 couche (brique décorative): R1 = 0,09 / 0,96 = 0,094 m 2 × ° С / W .

3 couches (brique de silicate): R3 = 0,25 / 0,87 = 0,287 m 2 × ° С / W .

4 couches (plâtre): R4 = 0,02 / 0,87 = 0,023 m 2 × ° С / W .

Détermination de la résistance thermique minimale admissible (requise) du matériau isolant thermique (formule 5.6 de EG Malyavina "Perte de chaleur dans les bâtiments. Manuel de référence"):

où: Rint = 1 / αint = 1 / 8,7 - résistance au transfert de chaleur sur la surface interne;

Rext = 1 / αext = 1/23 - résistance au transfert de chaleur sur la surface extérieure, αext adopté conformément au tableau 14 [5] pour les murs extérieurs;

ΣRje = 0,094 + 0,287 + 0,023 - somme des résistances thermiques de toutes les couches du mur sans couche d'isolation, déterminée en fonction de la conductivité thermique des matériaux pris en colonne A ou B (colonnes 8 et 9 du tableau D1 SP 23-101-2004) en fonction des conditions d'humidité murs, m 2 · ° С / W

L'épaisseur de l'isolant est (formule 5.7 [5]):

où: λut - coefficient de conductivité thermique du matériau isolant, W / (m · ° С).

Détermination de la résistance thermique du mur à la condition que l’épaisseur totale de l’isolant soit de 250 mm (formule 5.8 [5]):

où: ΣRt, je - la somme des résistances thermiques de toutes les couches de la clôture, y compris la couche d'isolation, l'épaisseur structurale adoptée, m 2 · ° C / W.

Du résultat obtenu, on peut conclure que

R0 = 3 503 m 2 × ° С / W> Rtp0 = 3.214m 2 × ° С / W → par conséquent, l'épaisseur de l'isolation est choisie correctement.

Effet d'entrefer

Dans le cas où de la laine minérale, de la laine de verre ou un autre isolant en plaque est utilisé comme dispositif de chauffage dans une pose en trois couches, un dispositif constitué d'une couche ventilée par air entre la pose extérieure et l'isolation est nécessaire. L'épaisseur de cette couche doit être d'au moins 10 mm et de préférence de 20 à 40 mm. Il est nécessaire d’évacuer l’isolant humide des condensats.

Cet intervalle d'air n'est pas un espace clos. Par conséquent, s'il est présent, les exigences de la clause 9.1.2 de la SP 23-101-2004 doivent être prises en compte dans le calcul, à savoir:

a) les couches de la structure situées entre l'entrefer et la surface extérieure (dans notre cas, il s'agit d'une brique décorative (besser)) ne sont pas prises en compte dans le calcul thermique;

b) Le coefficient de transfert de chaleur α doit être pris à la surface de la structure tournée vers la couche ventilée avec de l'air extérieurext = 10,8 W / (m ° C).

Remarque: l’effet de la lame d’air est pris en compte, par exemple, dans le calcul de l’ingénierie thermique des fenêtres en plastique à double vitrage.

Calcul des systèmes de chauffage (partie 2 - Calcul thermique du bâtiment)

La base pour la détermination de la charge calorifique des systèmes de chauffage est la procédure de calcul thermique des structures du bâtiment, qui prend en compte toutes les caractéristiques de conception des matériaux de construction utilisés et leurs propriétés d’isolation thermique. Les calculs tiennent également compte de l'orientation du bâtiment par rapport aux points cardinaux, de la présence de systèmes de ventilation naturelle ou mécanique et de nombreux autres facteurs du bilan thermique des locaux.

Méthodes de calcul de la charge thermique du système de chauffage

  1. Calcul des pertes de chaleur par zone de locaux.
  2. Détermination de la perte de chaleur en fonction du volume extérieur du bâtiment.
  3. Calcul thermique précis de toutes les conceptions d'un bâtiment résidentiel, en tenant compte des coefficients thermophysiques des matériaux.

Calcul des pertes de chaleur par zone de locaux

La première méthode de calcul de la charge thermique d'un système de chauffage est utilisée pour une détermination intégrée de la puissance du système de chauffage de toute la maison et une compréhension générale du nombre et du type de radiateurs, ainsi que de la puissance de l'équipement de la chaudière. Comme la méthode ne prend pas en compte la région de construction (température extérieure estimée en hiver), la perte de chaleur par les fondations, les toits ou les vitrages non standard, la perte de chaleur calculée par la méthode élargie en fonction de la surface utile peut être supérieure ou inférieure aux valeurs réelles.

Sources de perte de chaleur du bâtiment

Et lorsque vous utilisez des matériaux d'isolation thermique modernes, vous pouvez déterminer avec une grande marge la puissance des chaudières. Ainsi, lors de la construction de systèmes de chauffage, il y aura un gaspillage important de matériaux et des équipements plus coûteux seront achetés. Le maintien d'une température confortable dans les locaux ne sera possible que si un système d'automatisation moderne est installé, qui ne permettra pas aux pièces de surchauffer au-dessus de températures agréables.

Dans le pire des cas, la puissance du système de chauffage peut être sous-estimée et la maison ne sera pas chauffée les jours les plus froids.

Cependant, cette méthode de détermination de la puissance des systèmes de chauffage est utilisée assez souvent. Il faut seulement savoir dans quels cas de tels calculs intégrés sont proches de la réalité.

Donc, la formule pour la détermination intégrée de la quantité de perte de chaleur est la suivante:

Lors de l'utilisation de la première méthode pour la méthode élargie de calcul de la production de chaleur, il convient de se concentrer sur les recommandations suivantes:

  • Dans le cas où il y a une fenêtre et un mur extérieur dans la salle de calcul du mur extérieur, et que la hauteur des plafonds est inférieure à trois mètres, 100 W d'énergie thermique par 1 m² de surface chauffée.
  • Lorsque vous calculez une pièce d'angle avec deux fenêtres ou des blocs de balcon ou une pièce de plus de trois mètres de haut, l'énergie thermique spécifique par m2 varie de 120 à 150 W.
  • Si, à l'avenir, le dispositif de chauffage doit être installé sous une fenêtre dans une niche ou décoré avec des écrans de protection, la surface des radiateurs et, par conséquent, leur puissance doivent être augmentés de 20 à 30%. Cela est dû au fait que la capacité calorifique des radiateurs sera partiellement utilisée pour chauffer des structures supplémentaires.

Calcul de la capacité thermique en fonction du volume de la pièce

Cette méthode de détermination de la charge thermique sur les systèmes de chauffage est moins universelle que la première, car elle est conçue pour le calcul de locaux à hauts plafonds, mais elle ne tient pas compte du fait que l’air sous le plafond est toujours plus chaud que dans la partie inférieure de la pièce et que, par conséquent, les pertes de chaleur seront importantes. varient de zone.

La capacité de chauffage du système de chauffage d'un bâtiment ou d'une pièce avec des plafonds supérieurs aux normes est calculée sur la base de la condition suivante:

Lors de l'utilisation de la première ou de la deuxième méthode de calcul de la perte de chaleur d'un bâtiment par une méthode élargie, il est possible d'utiliser des facteurs de correction reflétant dans une certaine mesure la réalité et la dépendance de la perte de chaleur d'un bâtiment en fonction de divers facteurs.

  1. Type de vitrage:
  • triple pack 0.85,
  • double 1,0,
  • double couverture 1.27.
  1. La présence de fenêtres et de portes d’entrée augmente la perte de chaleur à la maison de 100 et 200 watts, respectivement.
  2. Caractéristiques d'isolation thermique des murs extérieurs et leur respirabilité:
  • matériaux d'isolation modernes 0,85
  • standard (deux briques et isolation) 1.0,
  • faible isolation thermique ou faible épaisseur de paroi de 1,27-1,35.
  1. Le pourcentage de la superficie des fenêtres sur la surface utile: 10% -0,8, 20% - 0,9, 30% - 1,0, 40% - 1,1, 50% - 1,2.
  2. Le calcul pour une maison individuelle doit être établi avec un facteur de correction d’environ 1,5, en fonction du type et des caractéristiques des structures de plancher et de toit utilisées.
  3. La température extérieure estimée en hiver (pour chaque région a sa propre, déterminée par les normes): -10 degrés 0,7, -15 degrés 0,9, -20 degrés 1,10, -25 degrés 1,30, -35 degrés 1, 5
  4. Les pertes de chaleur augmentent également en fonction de l'augmentation du nombre de murs extérieurs selon la relation suivante: un mur plus 10% de la chaleur dégagée.

Néanmoins, il est toutefois possible de déterminer quelle méthode donnera un résultat exact et véritablement correct de la puissance thermique de l'équipement de chauffage uniquement après avoir effectué un calcul thermique complet et exact du bâtiment.

Calcul thermique d'une maison d'habitation individuelle

Les méthodes de calcul consolidées ci-dessus s’adressent principalement aux vendeurs ou aux acheteurs de radiateurs de systèmes de chauffage installés dans des immeubles résidentiels de grande hauteur. Toutefois, lorsqu'il s'agit de sélectionner des équipements de chaudière coûteux, de planifier un système de chauffage pour une maison de campagne dans laquelle, outre les radiateurs, les systèmes de chauffage par le sol, les systèmes d'alimentation en eau chaude et de ventilation, il n'est pas recommandé d'utiliser ces techniques.

Chaque propriétaire d'une maison individuelle ou d'un chalet encore en construction aborde plutôt scrupuleusement l'élaboration de la documentation de construction, qui tient compte de toutes les tendances actuelles en matière d'utilisation des matériaux de construction et de la conception des maisons. Ils ne doivent pas être typiques ou moralement obsolètes, mais sont conçus en tenant compte des technologies modernes d’efficacité énergétique. Par conséquent, la capacité de chauffage du système de chauffage devrait être proportionnellement inférieure et le coût total de la construction d’un système de chauffage domestique serait beaucoup moins cher. Ces mesures permettent en outre d'utiliser des équipements de chauffage pour réduire les coûts de consommation d'énergie.

Le calcul des pertes thermiques est effectué dans le cadre de programmes spécialisés ou à l'aide des formules de base et des coefficients de conductivité thermique des structures, en tenant compte de l'effet d'infiltration d'air, de la présence ou non de systèmes de ventilation dans le bâtiment. Le calcul du sous-sol et des sols extrêmes est effectué selon une méthode différente des calculs de base, qui prend en compte le refroidissement inégal des structures horizontales, c'est-à-dire les pertes de chaleur par le toit et le sol. Les méthodes ci-dessus ne prennent pas en compte cet indicateur.

Les calculs thermiques sont généralement effectués par des spécialistes qualifiés du projet d'installation de chauffage. Ils permettent de calculer la quantité et la puissance des appareils de chauffage, la puissance de chaque équipement, la sélection des pompes et des autres équipements associés.

À titre d’exemple, effectuons le calcul des pertes thermiques dans le cadre d’un programme spécialisé pour trois maisons construites selon la même technologie, mais avec différentes épaisseurs d’isolation de murs extérieurs: 100 mm, 150 mm et 200 mm. Le calcul est effectué pour le coin salon avec une fenêtre, une surface de 8,12 m²?. Région de construction Région de Moscou.

Niveau de référence:

  • La salle avec mesure sur les dimensions extérieures de 3000x3000;
  • La fenêtre est 1200x1000.

Le but du calcul est de déterminer la puissance spécifique du système de chauffage requise pour chauffer 1m?.

Résultat:

  • Qud quand t / isolation 100 mm est 103 W / m?
  • Qud avec t / isolation 150 mm soit 81 W / m?
  • Qud avec t / isolation 200 mm est de 70 W / m?

Comme le montre le calcul, les pertes de chaleur les plus importantes concernent une maison d'habitation dont l'épaisseur d'isolation est la plus faible. La puissance des chaudières et des radiateurs sera donc 47% plus élevée que lors de la construction d'une maison avec une isolation thermique de 200 mm.

Infiltration d'air ou ventilation du bâtiment

Tous les bâtiments résidentiels, en particulier, ont la capacité de "respirer", c'est-à-dire d'être ventilés de différentes manières. Cela est dû à la création d'air rejeté dans les locaux en raison des canaux d'échappement de l'appareil dans les structures de la maison ou des cheminées. Comme vous le savez, des conduits de ventilation sont créés dans les zones à forte émission de pollution, telles que les cuisines, les salles de bain et les sanitaires.

Ainsi, lors du fonctionnement du système de ventilation ou pendant la ventilation, la règle principale de la création d'un environnement atmosphérique favorable dans les bâtiments résidentiels est observée: la direction du mouvement de l'air frais doit être organisée à partir de pièces dans lesquelles les personnes restent constamment dans la direction de pièces présentant le niveau de pollution maximal.

En d’autres termes, avec un échange d’air adéquat, l’air entrant entre dans la pièce par une fenêtre, une vanne de ventilation ou une grille d’alimentation, puis est évacué dans les cuisines et les salles de bain.

Lors du calcul de la perte de chaleur liée aux connaissances, le choix de la méthode de ventilation pour les locaux d'habitation revêt une importance fondamentale:

  • Dispositif de ventilation mécanique avec air soufflé chauffé.
  • Infiltration - échange d'air non organisé à travers des fuites dans les murs, lorsque les fenêtres sont ouvertes ou lorsque des vannes d'air préinstallées sont utilisées dans la conception des murs ou des vitres de fenêtres.

Si un système de ventilation équilibré est utilisé dans un bâtiment résidentiel (lorsque le volume d'air fourni est supérieur ou égal à l'air sortant, autrement dit, toute entrée d'air froid dans le salon est exclue), l'air entrant dans le salon est préchauffé dans l'unité de ventilation. Dans ce cas, la puissance nécessaire pour chauffer la ventilation est prise en compte dans le calcul de la puissance de l'équipement de la chaudière.

Le calcul de la charge thermique de ventilation est effectué selon la formule suivante:

S'il n'y a pas de renouvellement d'air organisé dans les locaux d'habitation, alors, lors du calcul de la perte de chaleur d'un bâtiment, la chaleur dépensée par le système de chauffage pour chauffer l'air d'infiltration est prise en compte. Dans ce cas, le chauffage de l'air entrant dans les locaux est effectué par des radiateurs des systèmes de chauffage, c'est-à-dire qu'il est pris en compte dans leur charge thermique.

Si les pièces sont installées avec des fenêtres scellées sans vannes d’air intégrées, les pertes de chaleur pour chauffer l’air sont toutefois prises en compte. Cela est dû au fait que dans le cas d'une ventilation à court terme, l'air froid entrant doit encore être chauffé.

Pour une ventilation plus confortable, une valve murale intégrée est intégrée.

La comptabilisation de la quantité d’énergie calorifique d’infiltration est produite par plusieurs méthodes, et dans le bilan thermique du bâtiment, la plus grande des valeurs est prise en compte.

Par exemple, la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer l'air pénétrant dans les locaux afin de compenser les gaz d'échappement naturels est déterminée par la formule:

La quantité d'air entrant dans la période résidentielle en hiver est généralement due au fonctionnement des systèmes d'échappement naturels. Par conséquent, dans un cas, elle est supposée égale au volume d'air aspiré.

La quantité de gaz d'échappement dans les locaux d'habitation est déterminée conformément au SNiP 41-01-2003, conformément aux indicateurs standard permettant de supprimer l'air des cuisinières et des appareils sanitaires.

  • De la cuisinière - électrique 60 m? / Heure ou gaz 90 m? / Heure;
  • Du bain et des toilettes de 25 m? / Heure

Dans le second cas, ce taux d'infiltration est déterminé sur la base des normes sanitaires en matière d'air extérieur frais, qui doivent pénétrer dans les locaux pour assurer une composition optimale et de qualité optimale de l'air ambiant dans les locaux d'habitation. Cet indicateur est déterminé par la caractéristique spécifique: 3 m? / Heure sur 1 m? espace de vie.

La valeur calculée correspond au débit d’air le plus important et, par conséquent, à une perte de chaleur plus importante en cas d’infiltration.

Exemple: étant donné que le bâtiment considéré dans l'exemple a été construit selon un type de châssis avec des fenêtres installées dans des fixations en bois, le volume d'infiltration sera assez élevé lors de la création d'une ventilation aspirante dans la cuisine et dans les salles de bains. Les maisons de ce type sont généralement les plus "respirantes".

Le composant d'infiltration est déterminé selon les méthodes ci-dessus. Le calcul est effectué pour toute la maison d'habitation, à condition que la cuisine soit équipée d'une cuisinière électrique. Au rez-de-chaussée, il y a une salle de bain et une baignoire.

En d’autres termes, le volume d’air extrait selon la première méthode est Lout = 60 + 25 + 25 = 110 m / h,

et selon la deuxième méthode, le niveau sanitaire d'admission d'air est Lprit = 3 m3 / h * 62 m² (surface habitable) = 186 m3 / h.

Le calcul prend la quantité d'air maximale.

Qinf = 0,28 * 186 * 1,2 * 1,005 * (22 + 28) = 3 140 W, ce qui équivaut à 44 W / m²?

Comment calculer la charge thermique sur le système de chauffage du bâtiment

Supposons que vous souhaitiez choisir indépendamment la chaudière, les radiateurs et les tuyaux du système de chauffage d'une maison privée. La tâche n ° 1 consiste à calculer la charge thermique du chauffage, en termes simples, afin de déterminer la consommation totale de chaleur nécessaire pour réchauffer le bâtiment à une température ambiante confortable. Nous proposons d'étudier 3 méthodes de calcul - différentes en complexité et en précision des résultats.

Méthodes de détermination de la charge

Tout d'abord, expliquez le sens du terme. La charge calorifique est la quantité totale de chaleur consommée par le système de chauffage pour chauffer les locaux à la température normale pendant la période la plus froide. La valeur est calculée en unités d'énergie - kilowatts, kilocalories (moins souvent - kilojoules) et est indiquée dans les formules par la lettre latine Q.

Connaissant la charge sur le chauffage d'une maison privée dans son ensemble et le besoin de chaque pièce en particulier, il est facile de choisir une chaudière, des chauffages et des batteries d'un système d'eau par capacité. Comment pouvez-vous calculer ce paramètre:

  1. Si la hauteur des plafonds n’atteint pas 3 m, un calcul élargi est effectué sur la surface des pièces chauffées.
  2. Avec une hauteur de chevauchement de 3 m ou plus, la consommation de chaleur est prise en compte pour le volume des locaux.
  3. Calculez la perte de chaleur par les clôtures extérieures et le coût du chauffage de l'air de ventilation conformément aux règles de construction.

Note Ces dernières années, les calculateurs en ligne placés sur les pages de diverses ressources Internet ont acquis une grande popularité. Avec leur aide, la détermination de la quantité d'énergie thermique est effectuée rapidement et ne nécessite aucune instruction supplémentaire. Moins - l'exactitude des résultats doit être vérifiée - parce que les programmes sont écrits par des personnes qui ne sont pas ingénieurs en thermographie

Photo du bâtiment prise avec une caméra thermique

Les deux premières méthodes de calcul reposent sur l'utilisation de caractéristiques thermiques spécifiques par rapport à la surface chauffée ou au volume du bâtiment. L'algorithme est simple, est utilisé partout, mais donne des résultats très approximatifs et ne prend pas en compte le degré d'isolation du chalet.

Il est beaucoup plus difficile d’envisager la consommation d’énergie calorifique selon SNiP, comme le font les ingénieurs de conception. Nous devrons collecter de nombreuses données de référence et travailler sur des calculs, mais les chiffres finaux refléteront la réalité avec une précision de 95%. Nous essaierons de simplifier la méthodologie et de rendre le calcul de la charge du chauffage aussi accessible que possible.

Par exemple, un projet de maison d’un étage de 100 m²

Afin d'expliquer de manière lucide toutes les méthodes permettant de déterminer la quantité d'énergie thermique, nous vous suggérons de prendre comme exemple une maison à un étage avec une superficie totale de 100 carrés (par mesure externe) montrée dans le dessin. Nous listons les caractéristiques techniques du bâtiment:

  • région de construction - une bande de climat tempéré (Minsk, Moscou);
  • épaisseur de clôture extérieure - 38 cm, matériau - brique de silicate;
  • isolation des murs extérieurs - épaisseur de mousse 100 mm, densité - 25 kg / m³;
  • sols - béton sur le sol, le sous-sol est manquant;
  • chevauchement - plaques de béton armé isolées du côté froid des combles avec de la mousse de polyamide de 10 cm;
  • fenêtres - métal-plastique standard pour 2 verres, taille - 1500 x 1570 mm (h);
  • porte d'entrée - métal 100 x 200 cm, isolée avec intérieur en mousse de polystyrène extrudé de 20 mm.

Dans le chalet aménagé des cloisons intérieures en demi-brique (12 cm), la chaufferie est située dans un bâtiment séparé. Les zones des pièces sont indiquées sur le dessin; nous prendrons la hauteur des plafonds, selon la méthode de calcul expliquée, 2,8 ou 3 m.

Nous considérons la consommation de chaleur en quadrature

Pour une estimation approximative de la charge de chauffage, le calcul thermique le plus simple est généralement utilisé: la surface du bâtiment est prise à partir de la mesure extérieure et multipliée par 100 watts. En conséquence, la consommation de chaleur d’une maison de campagne de 100 m² sera de 10 000 W ou 10 kW. Le résultat vous permet de choisir une chaudière avec un facteur de sécurité de 1,2-1,3. Dans ce cas, la puissance de l'unité est supposée être de 12,5 kW.

Nous proposons d'effectuer des calculs plus précis en tenant compte de l'emplacement des pièces, du nombre de fenêtres et de la région de développement. Ainsi, avec une hauteur de plafond allant jusqu'à 3 m, il est recommandé d'utiliser la formule suivante:

Le calcul est effectué pour chaque pièce séparément, puis les résultats sont résumés et multipliés par le coefficient régional. Interprétation de la notation de la formule:

  • Q est la valeur de charge requise, W;
  • Spom - salle équarrie, m²;
  • q est un indicateur de caractéristiques thermiques spécifiques, rapporté à la surface de la pièce, en W / m²;
  • k - coefficient tenant compte du climat de la région de résidence.

Pour référence. Si la maison privée est située dans une zone tempérée, le coefficient k est pris égal à l'unité. Dans les régions méridionales, k = 0,7; dans les régions septentrionales, les valeurs 1,5–2 sont appliquées.

Dans le calcul approximatif de l’indice total de quadrature q = 100 W / m². Cette approche ne prend pas en compte l’emplacement des pièces et un nombre différent d’ouvertures lumineuses. Le couloir à l'intérieur du chalet perdra beaucoup moins de chaleur que la chambre d'angle avec des fenêtres du même secteur. Nous proposons de prendre la valeur des caractéristiques thermiques spécifiques q comme suit:

  • pour les pièces avec un mur extérieur et une fenêtre (ou porte) q = 100 W / m²;
  • chambres d'angle avec une ouverture lumineuse - 120 W / m²;
  • le même, avec deux fenêtres - 130 W / m².

Comment choisir la bonne valeur q est clairement indiqué sur le plan d'étage. Pour notre exemple, le calcul est le suivant:

Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W = 11 kW.

Comme vous pouvez le constater, les calculs raffinés ont donné un autre résultat: en fait, le chauffage d’une maison donnée de 100 m² consomme plus de 1 kW d’énergie thermique. La figure prend en compte la consommation de chaleur pour chauffer l'air extérieur entrant dans l'habitation à travers les ouvertures et les murs (infiltration).

Calcul de la charge thermique par volume de la pièce

Lorsque la distance entre les étages et le plafond atteint 3 m ou plus, la version précédente du calcul ne peut pas être utilisée - le résultat sera incorrect. Dans de tels cas, la charge de chauffage est considérée comme étant basée sur des indicateurs élargis spécifiques de consommation de chaleur par 1 m³ de volume de pièce.

La formule et l'algorithme de calcul restent les mêmes, seul le paramètre de surface S change en volume - V:

En conséquence, on prend un autre indicateur de consommation spécifique q, lié à la cylindrée de chaque pièce:

  • pièce à l'intérieur du bâtiment ou avec un mur extérieur et une fenêtre - 35 W / m³;
  • chambre d'angle avec une fenêtre - 40 W / m³;
  • le même, avec deux ouvertures lumineuses - 45 W / m³.

Note Les coefficients régionaux croissants et décroissants k sont appliqués dans la formule sans modification.

Maintenant, par exemple, nous définissons la charge sur le chauffage de notre chalet, en prenant la hauteur des plafonds égale à 3 m:

Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W = 11,2 kW.

Il est à noter que la puissance thermique requise du système de chauffage a augmenté de 200 W par rapport au calcul précédent. Si nous prenons la hauteur des salles de 2,7 à 2,8 m et que nous comptons les coûts énergétiques sur une cylindrée, les chiffres seront approximativement les mêmes. C'est-à-dire que la méthode est tout à fait applicable pour le calcul élargi des pertes de chaleur dans des pièces de toute hauteur.

Algorithme de calcul selon SNiP

Cette méthode est la plus précise de toutes. Si vous utilisez nos instructions et effectuez correctement le calcul, vous pouvez être sûr du résultat à 100% et récupérer calmement l'équipement de chauffage. La procédure est la suivante:

  1. Mesurez la place des murs extérieurs, des sols et des sols séparément dans chaque pièce. Déterminez la superficie des fenêtres et des portes d'entrée.
  2. Calculer la perte de chaleur à travers toutes les clôtures extérieures.
  3. Découvrez le flux d'énergie thermique qui préchauffe l'air de ventilation (infiltration).
  4. Résumez les résultats et obtenez la valeur réelle de la charge thermique.
Mesure des pièces à vivre de l'intérieur

Un point important. Dans un chalet de deux étages, les plafonds intérieurs ne sont pas pris en compte, car ils ne sont pas limitatifs pour l'environnement.

L'essence du calcul des pertes de chaleur est relativement simple: vous devez calculer la quantité d'énergie perdue par chaque construction, car les fenêtres, les murs et les planchers sont composés de matériaux différents. En déterminant le carré des murs extérieurs, soustrayez la surface des ouvertures vitrées - ces dernières laissent passer un flux de chaleur plus important et sont donc considérées séparément.

Lorsque vous mesurez la largeur des pièces, ajoutez-y la moitié de l'épaisseur de la cloison intérieure et saisissez le coin extérieur, comme indiqué sur le schéma. L'objectif est de prendre en compte la quadrature complète de la perte de chaleur de la clôture extérieure sur toute la surface.

Lors de la mesure, vous devez capturer le coin du bâtiment et la moitié de la cloison interne.

Déterminer la perte de chaleur des murs et du toit

La formule de calcul du flux de chaleur traversant une structure du même type (un mur, par exemple) est la suivante:

  • la valeur de la perte de chaleur à travers une clôture, nous avons noté Qi, W;
  • A - mur carré dans la même pièce, m²;
  • tv - température confortable à l'intérieur de la pièce, supposée être de +22 ° C;
  • tн - la température minimale de l'air extérieur, qui dure 5 jours d'hiver les plus froids (prenez une valeur réelle pour votre région);
  • R est la résistance de la clôture externe au transfert de chaleur, m² ° C / W.
Coefficients de conductivité thermique pour certains matériaux de construction courants

Dans la liste ci-dessus, il y a un paramètre non défini - R. Sa valeur dépend du matériau de la structure du mur et de l'épaisseur de la clôture. Pour calculer la résistance au transfert de chaleur, procédez comme suit:

  1. Déterminez l'épaisseur de la partie portante du mur extérieur et séparez - la couche d'isolant. La désignation de la lettre dans les formules - δ, est calculée en mètres.
  2. Recherchez dans les tableaux de référence la conductivité thermique des matériaux de structure λ, unités de mesure - W / (mºС).
  3. Remplacez alternativement les valeurs trouvées dans la formule:
  4. Déterminez le R de chaque couche du mur séparément, ajoutez les résultats, puis utilisez-le dans la première formule.

Répétez les calculs séparément pour les fenêtres, les murs et les planchers dans la même pièce, puis passez à la pièce suivante. Les pertes de chaleur par les sols sont considérées séparément, comme indiqué ci-dessous.

Conseil Les coefficients corrects de conductivité thermique de divers matériaux sont spécifiés dans la documentation réglementaire. Pour la Russie, il s'agit du code de règles SP 50.13330.2012, pour l'Ukraine - DBN B.2.6–31.

2006. Attention! Dans les calculs, utilisez la valeur de λ, inscrite dans la colonne "B" pour les conditions de fonctionnement.

Ce tableau est une annexe de l'entreprise commune 50.13330.2012 "Isolation thermique des bâtiments", publiée sur une ressource spécialisée

Exemple de calcul pour le salon de notre maison à un étage (hauteur sous plafond 3 m):

  1. La superficie des murs extérieurs avec fenêtres: (5.04 + 4.04) х 3 = 27,24 m². La fenêtre a une surface de 1,5 x 1,57 x 2 = 4,71 m². Surface nette de la clôture: 27,24 - 4,71 = 22,53 m².
  2. La conductivité thermique λ pour la maçonnerie en brique de silicate est de 0,87 W / (mºС), le plastique mousse de 25 kg / m³ - 0,044 W / (mºС). Épaisseur - 0,38 et 0,1 m respectivement, nous considérons la résistance au transfert de chaleur: R = 0,38 / 0,87 + 0,1 / 0,044 = 2,71 m² ° C / W.
  3. La température extérieure est de moins 25 ° C à l'intérieur du salon - plus 22 ° C. La différence sera de 25 + 22 = 47 ° С.
  4. Déterminez la perte de chaleur à travers les murs du salon: Q = 1 / 2,71 x 47 x 22,53 = 391 watts.
Le mur du chalet à la coupe

De même, les flux de chaleur à travers les fenêtres et les chevauchements sont pris en compte. Le fabricant indique généralement la résistance thermique des structures translucides. Les caractéristiques des sols en béton armé de 22 cm d'épaisseur sont décrites dans la littérature réglementaire ou de référence:

  1. R du sol chauffé = 0,22 / 2,04 + 0,1 / 0,044 = 2,38 m² ° C / W, les pertes de chaleur par le toit sont de 1 / 2,38 x 47 x 5,04 x 4,04 = 402 W.
  2. Pertes par les ouvertures de fenêtre: Q = 0,32 x 47 x71 = 70,8 W.

Le tableau des coefficients de conductivité thermique des fenêtres en plastique. Nous avons pris le verre le plus modeste à une chambre

La perte de chaleur totale dans le salon (à l’exclusion du sol) sera de 391 + 402 + 70,8 = 863,8 watts. Des calculs similaires sont effectués pour les salles restantes, les résultats sont résumés.

Remarque: le couloir à l'intérieur du bâtiment n'entre pas en contact avec l'enveloppe extérieure et ne perd de la chaleur que par le toit et les planchers. Quelles clôtures doivent être considérées dans la méthode de calcul, regardez la vidéo.

Division du sol en zones

Pour connaître la quantité de chaleur perdue par les sols au sol, le bâtiment dans le plan est divisé en zones de 2 m de large, comme indiqué sur le schéma. La première voie part de la surface extérieure de la structure du bâtiment.

Avec le balisage, le compte à rebours commence à l’extérieur du bâtiment.

L'algorithme de calcul est le suivant:

  1. Dessinez un plan du chalet, divisez-le en bandes de 2 m de large, le nombre maximum de zones étant de 4.
  2. Calculez la surface du sol tombant séparément dans chaque zone, en négligeant les cloisons intérieures. Remarque: la quadrature dans les angles est comptée deux fois (ombrée dans le dessin).
  3. En utilisant la formule de calcul (pour plus de commodité, nous la rapportons), déterminez la perte de chaleur dans tous les domaines, récapitulez les chiffres obtenus.
  4. La résistance de transfert de chaleur R pour la zone I est supposée être de 2,1 m² ° C / W, II - 4,3, III - 8,6, le reste de l’étage - 14,2 m² ° C / W.

Note Si nous parlons d'un sous-sol chauffé, la première bande est située dans la partie souterraine du mur, à partir du niveau du sol.

La disposition des murs du sous-sol au rez-de-chaussée

Les sols, isolés avec de la laine minérale ou de la mousse de polystyrène, sont calculés de manière identique. La résistance thermique de la couche d’isolant est déterminée par la formule δ / λ uniquement aux valeurs fixes de R.

Exemple de calcul dans le salon d'une maison de campagne:

  1. La quadrature de la zone I est (5,04 + 4,04) х 2 = 18,16 m², section II - 3,04 х 2 = 6,08 m². Les zones restantes ne tombent pas dans le salon.
  2. La consommation d'énergie de la 1ère zone sera de 1 / 2,1 x 47 x 18,16 = 406,4 W, pour la seconde - 1 / 4,3 x 47 x 6,08 = 66,5 W.
  3. Le flux de chaleur à travers le sol du salon est de 406,4 + 66,5 = 473 W.

Maintenant, il n’est pas difficile de battre la perte de chaleur totale dans la pièce en question: 863,8 + 473 = 1336,8 W, arrondie à 1,34 kW.

Chauffage de l'air de ventilation

Dans l'immense majorité des maisons et des appartements privés, une ventilation naturelle est aménagée, l'air extérieur pénètre à travers les vestibules des fenêtres et des portes, ainsi que les entrées d'air. Le chauffage de la masse froide entrante est engagé dans le système de chauffage et consomme de l'énergie supplémentaire. Comment connaître sa quantité:

  1. Le calcul de l'infiltration étant trop compliqué, les documents réglementaires permettent d'allouer 3 m³ d'air par heure et par mètre carré de surface d'habitation. Le débit total d'air entrant L est considéré comme simple: la quadrature de la pièce est multipliée par 3.
  2. L est le volume et nous avons besoin de la masse m du flux d’air. Apprenez-le en multipliant par la densité du gaz pris dans le tableau.
  3. La masse d'air m est substituée à la formule du cours de physique à l'école, ce qui permet de déterminer la quantité d'énergie dépensée.

Nous calculons la quantité de chaleur requise sur l'exemple du salon de 15,75 m². Le volume d'entrée est L = 15,75 x 3 = 47,25 m3 / h, la masse est de 47,25 x 1,422 = 67,2 kg. En prenant la capacité thermique de l'air (indiquée par la lettre C) égale à 0,28 W / (kg ºС), nous trouvons la consommation d'énergie: Qvent = 0,28 x 67,2 x 47 = 884 W. Comme vous pouvez le constater, le chiffre est assez impressionnant, raison pour laquelle le chauffage des masses d'air doit être pris en compte.

Le calcul final de la perte de chaleur du bâtiment ainsi que du coût de la ventilation est déterminé en additionnant tous les résultats obtenus précédemment. En particulier, la charge sur le chauffage du salon donnera un chiffre de 0,88 + 1,34 = 2,22 kW. De même, tous les locaux du chalet sont calculés. À la fin, les coûts énergétiques sont ajoutés à un chiffre.

Règlement final

Si votre cerveau n'a pas encore commencé à bouillir avec l'abondance de formules, il est certainement intéressant de voir le résultat d'une maison à un étage. Dans les exemples précédents, nous avons effectué le travail principal, il ne reste plus qu’à parcourir les autres pièces et à apprendre la perte de chaleur de l’enveloppe extérieure du bâtiment. Données source trouvées:

  • résistance thermique des murs - 2,71, fenêtres - 0,32, sols - 2,38 m² ° C / W;
  • hauteur sous plafond - 3 m;
  • R pour une porte d'entrée isolée avec de la mousse de polystyrène extrudé, égale à 0,65 m² ° C / W;
  • température interne - 22, externe - moins 25 ° С.

Pour simplifier les calculs, nous proposons de faire un tableau dans Exel, afin d’obtenir des résultats intermédiaires et finaux.

Exemple de table de calcul dans Exel

Au terme des calculs et en remplissant le tableau, les valeurs suivantes de la consommation d’énergie thermique par local ont été obtenues:

  • salle de séjour - 2,22 kW;
  • cuisine - 2,536 kW;
  • hall d'entrée - 745 W;
  • couloir - 586 W;
  • salle de bain - 676 ​​W;
  • chambre à coucher - 2,22 kW;
  • enfants - 2,536 kW.

La charge finale sur le système de chauffage d’une maison privée d’une superficie de 100 m² était de 11 518 kW, arrondie à 11,6 kW. Il est à noter que le résultat diffère littéralement de 5% des méthodes de calcul approximatives.

Mais selon les documents réglementaires, le chiffre final devrait être multiplié par un facteur de 1,1, pertes de chaleur non comptabilisées résultant de l'orientation du bâtiment sur les points cardinaux, des charges de vent, etc. En conséquence, le résultat final est de 12,76 kW. Détaillé et accessible sur la méthodologie d'ingénierie décrite dans la vidéo:

Comment utiliser les résultats des calculs

Connaissant le besoin de chaleur dans un bâtiment, un propriétaire peut:

  • choisir clairement la puissance des équipements thermiques pour chauffer le chalet;
  • composer le nombre requis de sections de radiateurs;
  • déterminer l'épaisseur requise d'isolation et réaliser l'isolation du bâtiment;
  • connaître le débit de liquide de refroidissement dans n'importe quelle partie du système et, si nécessaire, effectuer un calcul hydraulique des conduites;
  • Découvrez la consommation de chaleur moyenne quotidienne et mensuelle.

Le dernier point est d'un intérêt particulier. Nous avons trouvé la charge thermique pendant 1 heure, mais elle peut être recalculée sur une période plus longue et calculer la consommation de carburant estimée - essence, bois ou pellets.

Calcul de la surface de chauffe

Créer un système de chauffage dans votre propre maison ou même dans un appartement en ville est une tâche extrêmement importante. En même temps, il serait totalement déraisonnable d’acquérir des équipements de chaudière, comme on dit, "à vue", c’est-à-dire sans tenir compte de toutes les caractéristiques du logement. Ce n’est pas complètement exclu à deux extrêmes: soit la puissance de la chaudière ne sera pas suffisante, l’équipement fonctionnera «au maximum» sans pauses, mais il ne donnera pas le résultat escompté, ou au contraire, un appareil inutilement coûteux sera acheté, les possibilités resteront complètement non réclamé.

Calcul de la surface de chauffe

Mais ce n'est pas tout. Il ne suffit pas d'acquérir la chaudière de chauffage nécessaire - il est très important de sélectionner et de positionner de manière optimale les dispositifs d'échange de chaleur dans les locaux - radiateurs, convecteurs ou «sols chauds». Et encore une fois, compter uniquement sur son intuition ou sur les «bons conseils» de ses voisins n’est pas l’option la plus raisonnable. En bref, sans certains calculs - pas assez.

Bien entendu, dans l'idéal, ces calculs d'ingénierie thermique devraient être effectués par les spécialistes appropriés, mais cela coûte souvent beaucoup d'argent. Est-ce vraiment inintéressant d'essayer de le faire soi-même? Cette publication montrera en détail comment le chauffage est calculé pour la surface de plancher, en tenant compte de nombreuses nuances importantes. La méthode ne peut pas être appelée complètement "sans péché", cependant, elle vous permet toujours d'obtenir un résultat avec un degré de précision acceptable.

Les méthodes de calcul les plus simples

Pour que le système de chauffage crée des conditions de vie confortables pendant la saison froide, il doit s’acquitter de deux tâches principales. Ces fonctions sont étroitement liées et leur séparation est très conditionnelle.

  • La première consiste à maintenir le niveau optimal de température de l'air dans tout le volume de la pièce chauffée. Bien entendu, le niveau de température peut varier quelque peu, mais cette différence ne doit pas être significative. Les conditions assez confortables sont considérées comme une moyenne de +20 ° C - c'est cette température qui est généralement prise pour la première dans les calculs d'ingénierie thermique.

En d'autres termes, le système de chauffage doit pouvoir réchauffer une certaine quantité d'air.

Si nous voulons être approchés avec une précision absolue, les normes relatives au microclimat nécessaire sont établies pour des pièces individuelles dans des bâtiments résidentiels - elles sont définies par GOST 30494-96. Un extrait de ce document se trouve dans le tableau ci-dessous:

  • La seconde consiste à compenser les pertes de chaleur dues aux éléments structurels du bâtiment.

Le principal «ennemi» du système de chauffage est la perte de chaleur causée par les structures du bâtiment.

Hélas, la perte de chaleur est le "rival" le plus sérieux de tout système de chauffage. Ils peuvent être réduits au minimum, mais même avec une isolation thermique de la plus haute qualité, il est impossible de s'en débarrasser complètement. Les fuites de chaleur vont dans toutes les directions - leur répartition approximative est indiquée dans le tableau:

Naturellement, pour faire face à de telles tâches, le système de chauffage doit avoir une certaine capacité thermique. Ce potentiel doit non seulement répondre aux besoins généraux du bâtiment (appartement), mais également être correctement réparti dans les locaux, en fonction de leur superficie et de plusieurs autres facteurs importants.

Habituellement, le calcul est effectué dans le sens "de petit à grand". En termes simples, la quantité d’énergie thermique requise pour chaque pièce chauffée est calculée, les valeurs obtenues sont additionnées, environ 10% de la réserve sont ajoutés (pour que l’équipement ne fonctionne pas à la limite de ses capacités) - et le résultat montrera la puissance nécessaire à la chaudière. Et les valeurs de chaque pièce constitueront le point de départ du calcul du nombre requis de radiateurs.

La méthode la plus simplifiée et la plus utilisée dans un environnement non professionnel consiste à adopter un taux de 100 watts d'énergie thermique par mètre carré:

La méthode de comptage la plus primitive est le ratio de 100 W / m²

Q = S × 100

Q est la puissance thermique requise pour la pièce;

S - superficie de la pièce (m²);

100 est la puissance spécifique par unité de surface (W / m²).

Par exemple, une pièce de 3,2 × 5,5 m

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 m²

Q = 17,6 × 100 = 1760 W ≈ 1,8 kW

La méthode est évidemment très simple, mais très imparfaite. Il convient de noter immédiatement qu’elle n’est applicable que sous une hauteur de plafond standard d’environ 2,7 m (admissible - dans la plage de 2,5 à 3,0 m). De ce point de vue, le calcul sera plus précis non pas à partir de la zone, mais à partir du volume de la pièce.

Calcul de la capacité thermique à partir du volume de la pièce

Il est clair que dans ce cas, la valeur de la puissance spécifique est calculée par mètre cube. Elle est prise égale à 41 W / m³ pour un bâtiment à panneaux en béton armé, ou à 34 W / m³ - en brique ou en autres matériaux.

Q = S × h × 41 (ou 34)

h - hauteur du plafond (m);

41 ou 34 est la puissance spécifique par unité de volume (W / m³).

Par exemple, la même pièce, dans une maison à panneaux, avec une hauteur de plafond de 3,2 m:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 W ≈ 2,3 kW

Le résultat est plus précis, car il prend déjà en compte non seulement toutes les dimensions linéaires de la pièce, mais même, dans une certaine mesure, les caractéristiques des murs.

Néanmoins, la précision est encore loin d'être exacte: de nombreuses nuances sont «au-delà des crochets». Comment effectuer des calculs plus proches des conditions réelles - dans la section suivante de la publication.

Calculs de la puissance thermique requise en tenant compte des caractéristiques du local

Les algorithmes de calcul ci-dessus sont utiles pour "l'estimation" initiale, mais ils doivent être utilisés avec une extrême prudence. Même une personne qui ne comprend rien au génie thermique de la construction peut certainement trouver les valeurs moyennes indiquées douteuses - elles ne peuvent pas être égales, par exemple, pour le territoire de Krasnodar et pour la région d'Arkhangelsk. En outre, la pièce - la pièce est différente: l’une est située dans un coin de la maison, c’est-à-dire qu’elle a deux murs extérieurs et l’autre est protégée contre les pertes de chaleur des autres pièces sur trois côtés. De plus, la pièce peut avoir une ou plusieurs fenêtres, petites ou très grandes, parfois même panoramiques. Oui, et les fenêtres elles-mêmes peuvent différer en termes de production de matériaux et d'autres caractéristiques de conception. Et ce n'est pas une liste complète - de telles caractéristiques sont visibles même "à l'œil nu".

En bref, de nombreuses nuances affectent la perte de chaleur de chaque pièce et il est préférable de ne pas être paresseux, mais de procéder à un calcul plus approfondi. Croyez-moi, selon la méthode proposée dans l'article, cela ne sera pas si difficile.

Principes généraux et formule de calcul

Le calcul sera basé sur le même rapport: 100 W pour 1 mètre carré. Mais seule la formule elle-même "acquiert" un nombre considérable de facteurs de correction différents.

Q = (S × 100) × a × b × c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Les lettres latines désignant les coefficients sont prises de manière totalement arbitraire, dans l'ordre alphabétique, et ne sont liées à aucune valeur standard acceptée en physique. La valeur de chaque coefficient sera discutée séparément.

  • «A» est un coefficient qui prend en compte le nombre de murs extérieurs dans une pièce donnée.

Il est évident que plus les murs extérieurs de la pièce sont grands, plus la perte de chaleur est importante. De plus, la présence de deux murs extérieurs ou plus signifie aussi des coins, des endroits extrêmement vulnérables en termes de formation de «ponts froids». Le coefficient «a» modifiera cette particularité de la pièce.

Le coefficient est supposé être:

- il n'y a pas de murs extérieurs (intérieurs): a = 0,8;

- un mur extérieur: a = 1,0;

- Il y a deux murs extérieurs: a = 1,2;

- Il y a trois murs extérieurs: a = 1.4.

  • "B" est un coefficient tenant compte de l'emplacement des murs extérieurs de la pièce par rapport aux points cardinaux.

La quantité de chaleur perdue à travers les murs affecte leur emplacement par rapport aux points cardinaux.

Même les jours les plus froids d'hiver, l'énergie solaire affecte toujours l'équilibre de la température dans le bâtiment. Il est tout à fait naturel que le côté de la maison, orienté au sud, reçoive une certaine quantité de chaleur des rayons du soleil et que la perte de chaleur à travers celle-ci soit plus faible.

Mais les murs et les fenêtres faisant face au nord, le soleil "ne voit pas" jamais. La partie orientale de la maison, même si elle «capte» le soleil du matin, ne reçoit aucun chauffage efficace.

Sur cette base, nous introduisons le coefficient "b":

- les murs extérieurs de la pièce sont orientés vers le nord ou l'est: b = 1,1;

- les murs extérieurs de la pièce sont orientés au sud ou à l'ouest: b = 1,0.

  • "C" - coefficient tenant compte de l'emplacement de la pièce par rapport à l'hiver "rose des vents"

Cette modification n’est probablement pas aussi obligatoire pour les maisons situées dans des zones protégées des vents. Mais parfois, les vents hivernaux dominants sont capables d’apporter des «ajustements difficiles» au bilan thermique du bâtiment. Naturellement, le côté au vent, c’est-à-dire le vent "substitué", perdra beaucoup plus de corps que le vent, de l’autre.

Des ajustements importants peuvent être apportés par les vents dominants d’hiver.

Selon les résultats des observations météorologiques à long terme dans toutes les régions, une «rose des vents» est compilée - un diagramme graphique montrant la direction des vents dominants en hiver et en été. Ces informations peuvent être obtenues auprès du service hydrométéorologique local. Cependant, beaucoup de résidents eux-mêmes, sans météorologues, sont bien conscients des vents dominants en hiver et de quel côté de la maison ils marquent généralement les congères les plus profondes.

Si l'on souhaite effectuer des calculs avec une précision supérieure, il est alors possible d'inclure dans la formule le coefficient de correction "c", après l'avoir pris égal à:

- le côté au vent de la maison: s = 1,2;

- murs sous le vent de la maison: c = 1,0;

- un mur parallèle au vent: c = 1.1.

  • «D» est un facteur de correction qui prend en compte les conditions climatiques particulières de la région de la construction de la maison.

Naturellement, la quantité de chaleur dissipée dans toutes les structures de bâtiment dépendra beaucoup du niveau de température en hiver. Il est bien évident que pendant l’hiver, les indicateurs de thermomètre «dansent» dans une certaine plage, mais pour chaque région, il existe un indicateur moyen des températures les plus basses typiques des cinq jours les plus froids de l’année (généralement caractéristique de janvier). Par exemple, vous trouverez ci-dessous une carte du territoire de la Russie sur laquelle des valeurs approximatives sont indiquées en couleurs.

Diagramme cartographique des températures minimales de janvier

Généralement, cette valeur est facile à clarifier dans le service météorologique régional, mais vous pouvez en principe être guidé par vos propres observations.

Ainsi, le coefficient «d», qui prend en compte les particularités du climat de la région, est pris pour nos calculs égal à:

- à partir de - 35 ° C et au-dessous: d = 1,5;

- de -30 ° C à - 34 ° C: d = 1,3;

- de - 25 ° C à - 29 ° C: d = 1,2;

- de - 20 ° C à - 24 ° C: d = 1,1;

- de - 15 ° C à - 19 ° C: d = 1,0;

- de - 10 ° C à - 14 ° C: d = 0,9;

- pas plus froid - 10 ° С: d = 0,7.

  • "E" est un coefficient qui prend en compte le degré d'isolation des murs extérieurs.

La valeur totale de la perte de chaleur du bâtiment est directement liée au degré d'isolation de toutes les structures de bâtiment. Le mur est l’un des «leaders» de la perte de chaleur. Par conséquent, la valeur de la puissance thermique requise pour maintenir des conditions de vie confortables dans une pièce dépend de la qualité de leur isolation thermique.

Le degré d'isolation des murs extérieurs est d'une grande importance.

La valeur du coefficient pour nos calculs peut être prise comme suit:

- les murs extérieurs ne sont pas isolés: e = 1,27;

- le degré moyen d'isolation - les murs sont en briques ou leur isolation de surface est munie d'autres éléments chauffants: е = 1,0;

- isolation réalisée qualitativement, sur la base des calculs thermiques effectués: e = 0,85.

Ci-dessous, au cours de cette publication, des recommandations seront données sur la manière de déterminer le degré d'isolation des murs et des autres structures de bâtiment.

  • coefficient "f" - correction pour la hauteur du plafond

Les plafonds, en particulier dans les maisons privées, peuvent avoir différentes hauteurs. Par conséquent, la production de chaleur pour chauffer une pièce de la même zone sera également différente pour ce paramètre.

Ce ne sera pas une grosse erreur d’accepter les valeurs suivantes du facteur de correction «f»:

- hauteur sous plafond jusqu'à 2,7 m: f = 1,0;

- hauteur des ruisseaux de 2,8 à 3,0 m: f = 1,05;

- hauteur sous plafond de 3,1 à 3,5 m: f = 1,1;

- hauteur sous plafond de 3,6 à 4,0 m: f = 1,15;

- Hauteur de plafond supérieure à 4,1 m: f = 1,2.

  • «G» est un coefficient qui prend en compte le type de sol ou de pièce situé sous le plafond.

Comme indiqué ci-dessus, le sol est l'une des principales sources de perte de chaleur. Donc, il est nécessaire de faire quelques ajustements dans le calcul et sur cette caractéristique d'une pièce particulière. Le facteur de correction "g" peut être pris égal à:

- sol froid au-dessus du sol ou au-dessus d'une pièce non chauffée (par exemple, sous-sol ou sous-sol): g = 1,4;

- sol isolé au sol ou au-dessus des locaux non chauffés: g = 1,2;

- La pièce chauffée est située en dessous: g = 1,0.

  • "H" est un coefficient qui prend en compte le type de chambre situé ci-dessus.

L'air chauffé par le système de chauffage augmente toujours et si le plafond de la pièce est froid, une augmentation de la perte de chaleur est inévitable, ce qui nécessitera une augmentation de la puissance thermique requise. Nous introduisons le coefficient «h», qui prend également en compte cette caractéristique de la salle calculée:

- le grenier «froid» est situé en haut: h = 1,0;

- Un grenier chauffé ou une autre pièce chauffée se trouve en haut: h = 0,9;

- il y a une pièce chauffée en haut: h = 0,8.

  • "I" - coefficient tenant compte des caractéristiques de conception des fenêtres

Windows est l’un des «principaux itinéraires» des fuites de chaleur. Naturellement, beaucoup dans cette affaire dépend de la qualité de la construction de la fenêtre elle-même. Les vieux bâtis en bois, qui étaient auparavant installés partout dans toutes les maisons, sont nettement inférieurs aux systèmes modernes à plusieurs chambres avec fenêtres à double vitrage en ce qui concerne leur degré d'isolation thermique.

Sans mots, il est clair que les qualités isolantes de ces fenêtres varient considérablement.

Mais il n'y a pas d'une uniformité complète entre les fenêtres SECP. Par exemple, une unité de verre à deux chambres (avec trois verres) sera beaucoup plus chaude qu'un modèle à une chambre.

Il faut donc entrer un certain coefficient «i» en tenant compte du type de fenêtres installées dans la pièce:

- fenêtres en bois standard avec double vitrage ordinaire: i = 1,27;

- systèmes de fenêtres modernes avec unité de verre à chambre unique: i = 1,0;

- systèmes de fenêtres modernes à double vitrage à deux ou à trois chambres, y compris avec remplissage à l'argon: i = 0,85.

  • "J" est le facteur de correction pour la surface totale du vitrage de la pièce

Quelle que soit la qualité des fenêtres, il est toujours impossible d'éviter complètement les pertes de chaleur. Mais il est clair qu’il est impossible de comparer une petite fenêtre avec un vitrage panoramique sur presque tout le mur.

Plus la surface vitrée est grande, plus la perte de chaleur totale est importante

Il faudra commencer à trouver le rapport des zones de toutes les fenêtres de la pièce et de la pièce elle-même:

x = ∑Sok / Sп

∑Sok - la superficie totale des fenêtres de la pièce;

SP - la zone de la pièce.

En fonction de la valeur obtenue, le facteur de correction «j» est déterminé:

- х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8;

- х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9;

- х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0;

- х = 0,31 0,4 → j = 1,1;

- х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2;

  • "K" - un facteur donnant l'amendement à la présence de la porte d'entrée

Une porte donnant sur la rue ou sur un balcon non chauffé est toujours une «échappatoire» supplémentaire pour le froid.

La porte de la rue ou du balcon ouvert est en mesure de modifier elle-même l'équilibre thermique de la pièce. Chaque ouverture de celle-ci est accompagnée d'une quantité considérable d'air froid entrant dans la pièce. Par conséquent, il est logique de prendre en compte sa présence - pour cela, nous introduisons le coefficient "k", que nous prenons égal à:

- il n'y a pas de porte: k = 1,0;

- une porte sur la rue ou sur le balcon: k = 1,3;

- deux portes sur la rue ou sur le balcon: k = 1,7.

  • "L" - amendements possibles au schéma de câblage des radiateurs

Peut-être que cela semblera à quelqu'un une bagatelle insignifiante, mais quand même - pourquoi ne pas immédiatement prendre en compte le schéma prévu pour la connexion de radiateurs. Le fait est que leur transfert de chaleur, et donc leur participation au maintien d’un certain équilibre thermique dans la pièce, varie de manière très marquée selon les types de tuyaux d’insertion et de retour utilisés.

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