Расчет расхода газа на отопление дома 100
В действительности довольно просто подсчитать средний расход газа на отопление дома с функционирующей системой обогрева. Достаточно засечь показания газового счетчика в первый и последний день месяца. Но на стадии проектирования коттеджа или дачи также требуется произвести эти расчеты хотя бы для того, чтобы осуществить выбор энергоносителя, а потом и отопительного оборудования. В данной статье мы покажем, как правильно определить средний расход газа на отопление частного дома по заданной площади.
Порядок расчетов
Главный показатель, от которого зависит результат вычислений – потрeбляемая мощность для обогрева. В соответствии с нормативами она рассчитывается для каждого помещения при уличной температуре зимой во время самой холодной пятидневки. Подобные расчеты достаточно сложны и проводятся с целью правильного подбора котельного оборудования.
В реальности тепловая энергия расходуется в среднем наполовину меньше, чем вышло по расчету.
Это понятно, ведь в течение отопительного сезона температура наружного воздуха колeблется от плюсовой до самой низкой, изменяется и норма расхода газа. Учитывая этот момент, пойдем по общепринятому пути определения ориентировочного количества теплоты для здания. То есть, вместо 100 Вт энергии, требуемой на каждый квадратный метр площади, примем реальное среднее значение – 50 Вт / м2 за 1 час.
Соответственно, дом площадью 100 м2 будет потрeбллять 5000 Вт / ч или 5 кВт/ч. Чтобы вычислить объемное количество топлива для данной площади, применяется следующая формула для расчета затрат газа для отопления:
- L = Q / (qН х 0.92), где:
- L – объемный расход топлива за 1 час, м3;
- Q – необходимая тепловая мощность на отопление, кВт;
- qН – низшая теплота сгорания топлива, для природного газа равна 10.175 кВт/м3;
- 0.92 – КПД котельной установки, сжигающей горючее.
Таким образом, часовой расчет расхода газа для отопления дома площадью 100 м2 выглядит так:
5 / (10.
175 х 0.92) = 0.53 м3 / ч природного газа.
Дальше все просто: в сутки объем горючего составит 0.53 х 24 = 12.7 м3, а за месяц – 12.7 х 30 = 381 м3. Тем домовладельцам, кому удобно определять все величины относительно к 1 м2 площади, чтобы впоследствии можно было подсчитать расход для любого здания, предлагается полученное значение разделить на квадратуру здания. Тогда получится, что за месяц расход газа на 1 м2 составляет 3.81 м3.
Зная все величины, можно без труда определить объем горючего, необходимый для обогрева дома заданной квадратуры в год, то есть, за отопительный сезон. Для этого достаточно узнать число суток в отопительном сезоне и умножить суточный расход природного газа на это значение.
Следует отметить, что при данном алгоритме точность расчетов не слишком высокая и применима на этапе экономического подсчета стоимости отопления и сравнения с обогревом другими теплоносителями. Кстати, приведенная выше формула пригодна для определения массового или объемного расхода других видов горючего, как твердого, так и жидкого.
Расход сжиженного газа
Многие современные котлы устроены таким образом, что сжигать сжиженный газ даже без замены горелки. Поэтому интерес представляют не только расходы на потрeбление газа метана, но также и пропан-бутана, поставляемого в баллонах. Узнать эти величины будет полезно тем домовладельцам, кто планирует организовать автономное газовое отопление ввиду временного отсутствия магистрального топлива.
Итак, чтобы вычислить количество количество газа для здания площадью 100 м2, сгорающее за 1 час, надо подставить в предыдущую формулу значение теплотворной способности сжиженного газа и пересчитать заново. При этом не забываем, что считаются расходы природного газа в литрах и м3, а сжиженного – в килограммах, которые потом нужно перевести в литры. Итак, учитывая теплоту сгорания газа в размере 12.8 кВт / кг (46 МДж / кг), получаем:
5 / (12.8 х 0.92) = 0.42 кг / ч сжиженного газа.
1 л пропан-бутана весит 0.54 кг, значит, отопление дома газовым котлом за 1 час потребует 0.
42 / 0.54 = 0.78 л сжиженного газа. За сутки — это 18.7 л, за месяц – 561 л. Принимая во внимание, что в обычном баллоне содержится порядка 42 л топлива, за месяц на обогрев здания 100 м2 придется израсходовать 561 / 42 = 14 баллонов, это довольно много и обойдется недешево.
В качестве итогов представим результаты, согласно которым за месяц примерный расход сжиженного газа на отопление дома составляет:
- 100 м2 – 561 л;
- 150 м2 – 841.5 л;
- 200 м2 – 1122 л;
- 250 м2 – 1402.5 л.
Как уменьшить расход газа
Мероприятия, позволяющие снизить потрeбление горючего на отопление одного квадратного метра помещения, а значит, и на весь коттедж, общеизвестны. Это замена старых окон в квартирах, утепление наружных стен, полов и кровли (особенно касается железобетонных и кирпичных домов), а также применение различных способов автоматического регулирования температуры воздушной среды.
Но есть и другие способы экономии, влияющие на расход газа в котлах:
- применение системы напольного отопления: теплоноситель греется максимум до 50 ºС вместо 90 ºС при радиаторной системе, что дает немалую экономию горючего;
- устройство организованного притока воздуха с подогревом: львиная доля теплоты (около 60%), производимой котлом, идет на нагрев холодного воздуха, беспорядочно проникающего в здание извне;
- запрограммированное автоматическое понижение температуры воздушной среды в определенное время суток: нет смысла прогревать весь объем помещения, когда в нем никого нет.
Заключение
Как видно из приведенных примеров, выполнение расчетов по определению расхода газа, используемого на отопление дома или квартиры, не является сверхсложной задачей. От вас требуется немного личного времени, а еще – внимательности при введении в формулу различных единиц измерения. Результаты вычислений обязательно помогут вам в будущем при подборе теплогенератора и прикидке финансовых затрат.
Обзор настенных и напольных газовых отопительных котлов Protherm: Волк, Медведь, Пантера, Тигр и Гепард….
22 10 2022 15:49:19
Какую арматуру используют для ленточного фундамента + сколько ее нужно и какой диаметр у нее должен быть
В данной статье вы узнаете, какую арматуру используют для ленточного фундамента, какой диаметр у нее должен быть, сколько ее нужно, каков должен быть шаг и расстояние между арматурой, а так же покажем вам схему вязки.
…
21 10 2022 22:53:25
Профлист для кровли: размеры (вес, длина, ширина, толщина) и другие технические хаpaктеристики кровельного покрытия для крыши
В этой статье вы узнаете все технические хаpaктеристики профлиста для кровли: размеры (длину, ширину, толщину и вес), а так же расскажем о видах кровельного профлиста. Рассмотрим устройство кровельного пирога односкатной крыши и выясним, какой вид металлического покрытия лучше….
20 10 2022 18:11:11
Какие трубы лучше для отопления частного дома и квартиры
Рекомендации, какие трубы лучше использовать для отопления с учетом условий эксплуатации. Виды труб из различных материалов, преимущ. и недост. каждого из них….
19 10 2022 22:19:16
Подбираем котлы напольные чугунные газовые
Котлы напольные чугунные газовые имеют все необходимое для стабильной эксплуатации – электронный термостат, автомат обратной тяги (он нужен для перекрытия газа, если давление упадет до критических значений), блок питания и несколько многоходовых циркуляционных насосов .
…..
18 10 2022 14:18:45
Отопление и газовые котлы АГВ: хаpaктеристики, установка АОГВ
Что такое АГВ отопление частных домов. Устройство старых и современных агрегатов АОГВ, их плюсы и минусы. Указания по монтажу….
17 10 2022 10:45:25
Группа безопасности котла в системе отопления: принцип работы, уствановка, подключение
Для чего нужна группа безопасности котла в системе отопления. Ее устройство и назначение, указания по выполнению правильного монтажа….
16 10 2022 0:54:37
Расчет мягкой кровли – онлайн калькулятор гибкой черепицы и обрешетки
Удобный расчет мягкой кровли с помощью онлайн калькулятора, который поможет вам рассчитать количество гибкой черепицы для крыши, а так же поможет рассчитать количество обрешетки для кровельной системы….
15 10 2022 23:20:38
Обзор напольных газовых котлов Сиберия: технические хаpaктеристики, устройство
Газовые котлы Siberia: двухконтурные и одноконтурные.
Особенности моделей, отзывы, преимущества и недостатки. Инструкция по эксплуатации, технические хаpaктеристики. Газовый котел Сиберия 11, 17, 25, 29, 35 кВт….
14 10 2022 6:41:48
Выбираем качественную душевую кабину: виды и особенности
Сегодня все большей популярностью начинают пользоваться душевые кабины. По какой причине они стали считаться хорошей альтернативой привычной для нас ванны ……
13 10 2022 0:52:17
Мембранный расширительный бак для отопления и водоснабжения: принцип работы, устройство, установка
Как устроен и работает мембранный расширительный бак. Рекомендации по выбору и правильной установке емкости в систему отопления, холод. и горяч.водоснабжения….
12 10 2022 6:20:35
Газовый котел Baxi Main 24 Fi: инструкция по эксплуатации, его устройство, а так же описание неисправностей В данной статье вы более подробно узнаете о газовом котле Baxi Main 24 Fi, узнаете каково его устройство, а так же мы предоставим вам инструкцию по его эксплуатации и описание неисправностей.
…
11 10 2022 18:29:15
Двухконтурные газовые котлы Аристон: обзор, отзывы, технические хаpaктеристики, цены
Двухконтурные настенные газовые котлы Ariston BS FF, Egis X FF, Cares X FF, HS FF. Инструкция, технические хаpaктеристики, устройство, отзывы покупателей, цены…
10 10 2022 6:27:28
Карнизная планка для кровли: монтаж, размеры, как правильно установить защиту своими руками
В этой статье мы поговорим о карнизной планке для кровли: как правильно установить карнизный свес на крыше своими руками с помощью инструкции по монтажу, размерах элемента и его защитных функциях + подробные фото…
09 10 2022 15:10:49
Газовый котел Navien Ace: основные неисправности, инструкция по эксплуатации, а также отзывы владельцев
В данной статье вы ознакомитесь с газовым котлом из серии Navien Ace, узнаете его хаpaктеристики и устройство, а также об основных неисправностях и нюансах использования из отзывов владельцев данного двухконтурного настенного устройства.
…
08 10 2022 12:13:48
Насос для скважины: как выбрать подходящий
В независимости от типа скважины, она должна полностью обеспечивать потребителей водой, это должно происходить без сбоев и регулярно ……
07 10 2022 21:45:54
ТОП-10 лучших газовых двухконтурных настенных котлов: рейтинг 2019г, какой фирмы лучше купить, а так же отзывы владельцев
В данной статье вы узнаете какой фирмы лучше купить газовый двухконтурный настенный котел, мы предоставим вам рейтинг ТОП-10 лучших экземпляров в 2019 году по надежности, а так же вы сможете увидеть отзывы владельцев….
06 10 2022 9:57:54
Утепление мансарды своими руками – чем утеплить мансарду изнутри
Каким материалом лучше выполнять утепление мансарды. Описание технологии при теплоизоляции минеральной ватой и экструдированным пенополистиролом….
05 10 2022 14:38:59
Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы, устройство, кпд, схема
Каким образом и из чего может быть изготовлена самодельная паровая турбина.
Принцип действия промышленных турбин, генерирующих электроэнергию….
04 10 2022 18:34:23
ТОП-10 лучших печей для бани и сауны на дровах: рейтинг 2019 года, технические хаpaктеристики, плюсы и минусы и отзывы
Из данной статьи вы узнаете о печах для бани и сауны на дровах и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и на что обратить внимание при выборе устройства. ТОП-10 моделей и отзывы покупателей….
03 10 2022 20:36:21
Установка дымоходов из нержавеющей стали и сэндвич труб своими руками
Дымоход является неотъемлемой частью работы отопительных аппаратов, выводя продукты сгорания из помещения в атмосферу. Очень важно составить и смонтировать дымоход правильно ……
02 10 2022 20:17:45
Мансардная крыша своими руками: строительство и монтаж ломаной крыши частного дома с фото технологии возведения и чертежами работ + как сделать кровлю мансардного типа
Как сделать мансардную крышу своими руками? Данная статья ответит вам на этот вопрос, вы узнаете как произвести поэтапно монтаж стропильной системы, узнаете о технологии возведения ломаной крыши частного дома, а так же как поэтапно построить мансардную крышу из металлочерепицы, с фото и чертежами строительства.
…
01 10 2022 12:19:14
Заменяем жиклеры для газовых плит под баллонный газ
Как подобрать жиклеры для газовой плиты российского и импортного производства. Как перевести плиту под баллонный газ. Производим замену форсунок своими руками…..
30 09 2022 10:54:22
Канализационный септик для дома постоянного проживания или дачи
Обзор канализационных септиков для частного загородного дома. Принцип работы и устройство септика. Как правильно выбрать септик для дома постоянного проживания. Материал изготовления септика, производители….
29 09 2022 10:27:19
Твердотопливный котел Buderus: ТОП-7 лучших моделей рейтинг 2019 года, технические хаpaктеристики, плюсы и минусы, отзывы
Из данной статьи вы узнаете о твердотопливном котле Buderus и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками. Обзор ТОП-7 лучших моделей с описанием отличительных особенностей и отзывы покупателей. …
28 09 2022 23:30:37
Электрические котлы Протерм Скат: обзор, отзывы, хаpaктеристики
Обзор-инструкция на электрические котлы Протерм Скат 6,9,12,14,18,21,24,28К. Технические хаpaктеристики, отзывы и цена. Ошибки, неисправности, схема подключения….
27 09 2022 3:55:36
Утеплитель изолон фольгированный: что это такое, виды и применение материала
Область применения фольгированного изолона. Технические хаpaктеристики и особенности утеплителя. Разновидности фольгированного изолона. Преимущества и недостатки…
26 09 2022 19:18:39
Комплектующие для сайдинга: j профиль, фурнитура, стартовая планка + инструменты для монтажа и доборные элементы
В данной статье вы узнаете, о таких комплектующих и доборных элементов для сайдинга как: j профиль, фурнитура, стартовая планка, откосы, финишная планка, а так же мы расскажем вам о инструментах монтажа, таких как: уголок, перфоратор, пробойник, просекатель.
…
25 09 2022 9:40:46
Устройство и схема подключения розетки со встроенным УЗО
Конструкционные варианты розеток со встроенным УЗО, их внутреннее устройство. Схемы подключения защитных розеток. Преимущества и недостатки встроенных в розетку устройств защитного отключения. Правила подключения розеток с УЗО к электросети, советы по выбору подходящей модели. Видеоматериалы…
24 09 2022 4:19:27
Металлочерепица каскад: инструкция по монтажу и технические хаpaктеристики покрытия
В этой статье вы узнаете все о металлочерепице каскад – достоинства и недостатки, технические хаpaктеристики, а так же подробную инструкцию по монтажу, с подробными фото и видео матриалами….
23 09 2022 5:47:21
Обзор газовых колонок Bosch: отзывы, модельный ряд, инструкция по эксплуатации
Чем хороши газовые колонки Бош? Обзор популярных моделей, преимущества и недостатки.
Устройство, технические хаpaктеристики. Неисправности и методы их устранения….
22 09 2022 13:48:14
Металлические отопительные печи для загородного дома и дачи
Описание изменений в конструкции и внешнем оформлении, которые получили новые отопительные печи на дровах. Обзор разновидностей печек из металла, в том числе новых разработок….
21 09 2022 15:24:52
Газовый котел Атон: инструкция по эксплуатации напольного одноконтурного вида, а так же отзывы владельцев
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет напольный одноконтурный газовый котел Атон, мы предоставим вам инструкцию по его эксплуатации, расскажем вам как его включить, почему он может тухнуть, а так же предоставим отзывы владельцев….
20 09 2022 6:16:42
Пароизоляция Ютафол: применение, технические хаpaктеристики, виды, укладка
Подробная инструкция по эксплуатации пароизоляционной пленки Ютафол Д96, Н110 Стандарт и Специал.
Виды, свойства, технические хаpaктеристики, особенности применения и монтажа Ютафол какой стороной к утеплителю укладывать….
19 09 2022 18:12:17
Умывальник дачный с подогревом воды: с тумбой, из нержавейки или пластика
Обзор умывальников для дачи с подогревом воды. Виды умывальников: без тумбы, с терморегулятором, с paковиной из нержавеющей стали. Особенности конструкции, размеры, технические хаpaктеристики, производители и цены….
18 09 2022 18:11:47
Как выбрать теплый пол под плитку
Виды нагревательных элементов и рекомендации, как выбрать теплый пол под плитку. Нюансы использования водяных или электрических систем напольного обогрева….
17 09 2022 2:31:10
Выбираем теплоноситель для системы отопления: особенности, свойства, хаpaктеристики
Выбор теплоносителя для системы отопления: пропиленгликоль, этиленгликоль, глицерин. Расчет, подбор и заливка незамерзающей жидкости: -30 или – 65 °С, Диксис, Теплый Дом, Термагент, Термос.
…
16 09 2022 7:28:35
Монтаж сайдинга своими руками: пошаговая инструкция для чайников + технология крепления и установки элементов сайдинга
В данной статье вы узнаете как производится монтаж сайдинга своими руками, мы предоставим вам пошаговую инструкцию для чайников по креплению элементов сайдинга, вы узнаете технологию монтажа рядовых панелей сайдинга и как монтировать финишную планку, а так же расскажем вам как крепится Н-профиль….
15 09 2022 0:34:18
Минимальный угол наклона крыши из профнастила для односкатной и двускатной крыши
В этой статье мы расскажем, какой минимальный угол допустим для крыши из профнастила, а так же выясним, какой угол оптимален для односкатной и двускатной крыши. От каких факторов зависит угол ската крыши и как его правильно рассчитать?…
14 09 2022 11:20:27
Расширительный бачок для отопления своими руками открытого типа
Рекомендации, как рассчитать и сделать расширительный бачок для отопления своими руками.
Конструкция емкости, советы по сборке и установке….
13 09 2022 18:28:14
Прозрачный шифер: монтаж, плюсы и минусы, виды (ПВХ, Поликарбонат и т.д)
В этой статье мы рассмотрим виды прозрачного шифера (ПВХ, поликарбонат и другие), а также достоинства и недостатки материала и подробную технологию монтажа…
12 09 2022 15:54:56
Твердотопливные котлы российского производства: обзор производителей
Твердотопливные котлы российского производства: производители торговых марок “Zota”, ” Очаг”, ” Прометей”, ” Слон” и ” Буржуй”….
11 09 2022 20:11:11
Что лучше – настенный или напольный газовый котел: какой все таки выбрать, какой наиболее эргономичный и принципы их действия
В данной статье вы узнаете, что лучше – настенный или напольный газовый котел, какой из видов наиболее эргономичный, их достоинства и недостатки, а так же принципы их действия…
.
10 09 2022 1:14:29
Расчет тепловой нагрузки на отопление здания
Какие нагрузки на отопление дома должен учесть тепловой расчет. Определение расходов тепла на компенсацию потерь через наружные стены, вентиляцию и ГВС….
09 09 2022 1:27:30
Самостоятельный ремонт водонагревателя
Ремонт водонагревателей своими руками вполне возможен. Для этого нужно знать, в чем именно заключается неполадка. А для правильного установления причины неисправности следует иметь представление об устройстве водонагревателя ……
08 09 2022 9:27:14
Газовые колонки Ariston: обзор моделей, технические хаpaктеристики, неисправности
Особенности газовых колонок марки Аристон: Fast Evo 11, 14, Marco Polo. Отзывы покупателей, инструкция по эксплуатации и хаpaктеристики. Основные недостатки и неисправности….
07 09 2022 12:58:53
Колпак на трубу дымохода, зонт на дымоход своими руками, защита от дождя и конденсата
Рекомендации, как подобрать либо сделать колпак на трубу дымохода своими руками.
Назначение и виды дымоходных зонтов….
06 09 2022 2:17:37
Твердотопливные котлы российского производства: обзор производителей
Твердотопливные котлы российского производства: производители торговых марок “Zota”, “Очаг”, “Прометей”, “Слон” и “Буржуй”….
05 09 2022 23:13:15
Банные печи Термофор с теплообменником и баком для воды
Сибирские банные печи Термофор – обзор модельного ряда на примере самых ярких его представителей. Агрегаты с функциями подогрева воды….
04 09 2022 12:41:17
Гидроизоляция мелкозагубленного ленточного фундамента своими руками в земле: нужно ли это делать и какой вид наиболее оптимален
В данной статье вы узнаете, как производится гидроизоляция мелкозагубленного ленточного фундамента своими руками в земле, нужно ли это делать, какой из видов наиболее оптимален: вертикальный или горизонтальный, а так же мы расскажем вам какие материалы используются.
…
03 09 2022 9:45:55
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
Узнаем как рассчитать расход газа?
Любой частный дом нуждается в качественном отоплении в связи с некоторыми особенностями климата нашей страны. Обычно во многих деревнях для этого служит старая добрая печка, которая также выступает в качестве плиты и духовки. Причем в роли последней даже лучше, чем электрический аналог. Но некоторые предпочитают использовать для благ природный ресурс. И тут остро может встать вопрос о том, сколько его потребуется и как посчитать расход газа. Этому и будет посвящена наша статья.
На расчет расхода газа влияют многие факторы, которые рассмотрим чуть ниже. К тому же попробуем без привлечения специалистов определить хотя бы средний показатель расхода топлива. Заодно рассмотрим некоторые преимущества газового отопления.
Преимущества газового отопления
Природный газ на сегодняшний день является отличным топливом с точки зрения экономичности и удобства.
А поскольку это недорогой источник энергии, то газовое отопление по части рациональности может потягаться с электрическим. К тому же КПД некоторого современного оборудования уже превышает 100%. А это говорит о том, что газовые котлы более востребованы на рынке.
Какое-то время назад газовые котлы и конвекторы стоили недешево, однако ситуация поменялась, и теперь такое оборудование стало доступным. Газ легко транспортируется, а если соблюдать определенные правила, то его можно считать безопасным топливом. В помещении, где располагается современный газовый котел, отсутствуют неприятные запахи, а расход газа производится эффективным образом. Также можно наблюдать отсутствие пыли и мусора, что избавляет от необходимости выборки золы.
Но самое главное кроется в работе оборудования – некоторые модели практически полностью автоматизированы, что позволяет свести к минимуму обслуживание. Элементы управления регулируют температурный режим, обеспечивая равномерный нагрев в течение всего периода отопления.
А поскольку безопасность превыше всего, то и этому моменту при производстве газового отопительного оборудования уделяется достаточно внимания. Все, что требуется от потребителя, так это произвести необходимую настройку.
Почему газ?
А почему бы и нет?! Это натуральное топливо отличается высокой эффективностью в плане сгорания в силу малого содержания серы в составе. Благодаря этому и котел меньше загрязняется. К тому же стенки агрегата не подвергаются коррозии, что способствует увеличению срока эксплуатации оборудования. А расход газа при сгорании сопровождается выделением в атмосферу ничтожно малого количества вредных веществ.
Большую популярность приобрел сжиженный газ, который отличается улучшенными свойствами. Он может доставляться баллонами в любое место, где отсутствует центральная газовая магистраль, что в разы облегчает бытовые условия большому количеству потребителей.
Тепловые потери
Прежде чем приступить к расчету расхода природного газа, необходимо знать о так называемых тепловых потерях – тех зонах дома, откуда тепло уходит наружу.
Обычно этим вопросом занимаются будущие владельцы еще на этапе проектирования. Но, к сожалению, как показывает практика, не всегда именно этому моменту уделяется должное внимание. Ведь если дом будет терять большую часть тепла, то повышенные затраты поставят под сомнение экономичность газового отопления. Деньги просто будут уходить на ветер.
Перечислим наиболее уязвимые зоны, через которые происходит потеря тепла в доме:
- стены;
- стыки;
- окна;
- двери;
- крыша;
- пол;
- габариты постройки.
Плохо утепленные стены тоже являются причиной, по которой расход газа увеличивается, поскольку теплый воздух будет уходить через них. Причем не просто в больших, а скорее в огромных количествах. И дело в том, что стены имеют самую большую площадь. Поэтому изоляция играет большую роль. В зависимости от того, из чего построен дом, побираются необходимые теплоизоляционные материалы с нужной толщиной. С деревянными постройками (бревна, клееный брус) дело обстоит заметно проще, поскольку в этом случае можно обойтись без дополнительной теплоизоляции.
Если стыки стен плохо выполнены, то через них тоже может уходить немало тепла. А если форма дома сложная, не следует упускать этот момент из виду.
Степень тепловых потерь через окна зависит от их размеров и количества. Чем их больше по количеству и размеру, тем, соответственно, больше тепла будет уходить на улицу. Также имеет значение и качество самих окон. Большую популярность обрели пластиковые изделия с многокамерными стеклопакетами (2, 3, 5 и более). Выбирая окна для своего дома, следует быть осторожным, так как на рынке можно встретить немало подделок, качество которых в разы хуже. Кроме того, важен монтаж металлопластиковых окон – при некачественной установке повышенный расход газа котлом неизбежен.
Как всем известно еще со школьной скамьи, теплый воздух легкий и поднимается вверх. Поэтому хорошая теплоизоляция нужна не только стенам, но и крыше. Этот процесс непростой, в особенности если проект дома довольно сложный, но необходимый.
Что касается пола, то здесь подразумевается не потеря тепла, а скорее дискомфорт от холодной поверхности, не изолированной от низкой температуры земли.
Размеры дома тоже являются фактором потери тепла. Высокая постройка требует более мощного оборудования, так как обеспечить такой дом необходимым количеством тепла непросто.
Что следует принять во внимание?
Рассчитать, сколько расходуется газа, – процесс не такой уж и сложный. Необязательно привлекать специалистов в этой области, но нужно принять во внимание некоторые параметры, которые выступят в качестве исходных данных:
- Интенсивность работы оборудования. Если дом плохо утеплен, и большое количество тепла уходит на улицу, то оборудование большую часть времени будет работать в полную силу.
- Отопительный период. Имеется в виду именно временной фактор. Тем владельцам, которые приезжают только на лето или по выходным, не стоит беспокоиться по поводу того, как работает газовый котел. Расход газа в этом случае будет минимальным. Но тем хозяевам, которые проживают в домах на постоянной основе, предстоят большие расходы.
- Площадь постройки. Здесь все понятно.
- Вид отопительного оборудования. Некоторые современные модели котлов способны работать в автоматическом режиме, способны держать под контролем температуру и степень нагрева. При необходимости они могут прекратить работу на некоторое время, и в этом случае экономия налицо.
Также следует учесть следующее. Опираясь на общепринятые нормативы, для прогрева помещения площадью 10 м2 до комфортных показателей температуры требуется 1 кВт/ч тепла.
Расчет
В качестве примера для расчета возьмем дом, площадь которого равна 100 м2, а для удобства обозначим буквой Q количества тепла в кВт. Используя чуть выше упомянутое замечание, рассчитаем, что для нашего дома необходимо 10 кВт/ч тепла. То есть площадь дома поделим на 10 и получим результат (в данном примере тоже цифра 10). Нетрудно посчитать (средний показатель), сколько этой энергии потребуется на один месяц: Qм=10 х 24 х 30=7200 кВт.
Обычно отопительный период длится 7 месяцев, но котел при этом не всегда круглые сутки напролет работает на полную мощность.
В основном пик мощности приходится лишь на зиму. К тому же все зависит от района проживания. Поэтому можно смело полученный результат поделить пополам: Qср=7200/2=3600 кВт.
Остается сделать дальнейший расчет расхода газа на весь отопительный сезон: Qос=3600 х 7=25200 кВт. Как правило, в казовых котлах 1 м3 топлива приравнивается к 10 кВт/ч. Используя это, рассчитаем объем газа, который понадобится на протяжении всего отопительного периода V=Q/10=2520 м3.
Аналогичным образом можно провести расчеты для дома любой другой площади. А узнав эти средние показатели, можно прикинуть финансовые затраты.
Один нюанс
Приведенный расчет является усреднённым. На практике рассчитанный результат может показаться выше или ниже. Это объясняется наличием ряда разных факторов, и отклонение реального расхода от расчетного не редкость. К тому же не так просто соблюсти цифры, полученные на бумаге. А существенно сэкономить и того сложнее. Однако некоторые советы могут пригодиться.
Экономичные пути по оптимизации расхода
Данные советы помогут в какой-то степени оптимизировать расходы газа на отопление. Прежде всего, стоит приобретать только надежное и качественное оборудование. Соответственно, на этом экономить не стоит. Что касается мощности, то следует выбирать котел в соответствии с личными потребностями. Не стоит думать, что большой запас будет на пользу, скорее напротив. Оборудование с большой мощностью, работая в среднем режиме, тем не менее будет потреблять немало топлива.
То же самое относится к маломощному котлу, который постоянно будет усиленно работать. Оба варианта не подходят, а лучшим будет выбор оборудования с небольшим запасом производительности (около 25-30%). Тогда можно не беспокоиться по поводу того, какой расход газа будет у котла.
Если в ходе проектирования дома не была предусмотрена хорошая теплоизоляция, не поздно ее провести потом. Как уже выше рассматривалось, через стены и крышу может уходить немало тепла.
Приобретение автоматического оборудования хоть и обойдется дороже, но в результате обернется экономией. Не помешает также подумать об установке газовых датчиков, при помощи которых будет выявлена своевременная утечка топлива.
Автономия как рациональное решение
При помощи автономного оборудования можно добиться экономии газа, и чем оно технологичнее и чувствительнее, тем существеннее будет результат. Это достигается благодаря многочисленным датчикам и контроллерам. Получая с них всю необходимую информацию, оборудование производит оптимальную настройку уровня нагрева. Современные модели имеют пульт дистанционного управления либо же его аналогом могут выступить смартфон или персональный компьютер/ноутбук. По ним удобно определять, насколько большой расход газа или же он в пределах допустимой нормы.
Если отопительное оборудование оснащается таймером, то можно еще экономнее расходовать газ. С его помощью можно убавить режим работы котла до минимума в ночные часы или на то время, когда все обычно на работе и дома никого нет.
Комфорт при этом не пострадает. Подсчитано, что понижение температуры на 1 градус экономит до 3-5% природного топлива.
Итог
На создание хорошей отопительной системы нужно время. Однако не у каждого оно есть, а поэтому хорошим выходом из ситуации станет обращение к специалистам в соответствующей области. Приведенный самостоятельный расчет будет средним, но если важна точность, то профессионалами будет определена более точная норма расхода газа. И на их основе станет понятно, насколько целесообразно использовать газовое отопление.
Стандарт пассивного дома (Passivhaus)
Стандарт Passivhaus (PH) представляет собой набор добровольных критериев для дома со сверхнизким потреблением энергии. Первоначально разработанный в Германии для домов и малоэтажных многоквартирных жилых домов, стандарт был применен к домам в ряде других стран, а также к коммерческим зданиям. Наиболее интересным аспектом критериев стандарта Passivhaus может быть то, что в нем относительно немного обязательных требований, что обеспечивает гибкость конструкции, и что он ориентирован исключительно на энергопотребление.
Однако в программе PH есть много рекомендаций, которые, вероятно, не являются хорошими решениями для жилья в Северной Америке с холодным климатом (климатические зоны Министерства энергетики США 5–7), а некоторые из них очень непрактичны и практически не приносят пользы окружающей среде или домовладельцу.
Пассивный дом в Дармштадте, Кранихштайн — южный фасад (слева)
и интерьер (справа)
(с http://www.passiv.de/)
исключительная забота о потерях тепла на теплопроводность и утечку воздуха через ограждающие конструкции и полное игнорирование климатической зоны в своих рекомендациях. Высокие показатели теплоизоляции, окна с очень высокими эксплуатационными характеристиками и уровень воздухонепроницаемости лучше, чем у любой другой строительной программы в любом месте, — это нормальный результат. Очень эффективные приборы также практически необходимы для достижения целей по энергопотреблению.
Несмотря на свое название, дома, построенные по стандарту Passivhaus, не являются «пассивными».
Все пассивные дома должны иметь активную механическую систему вентиляции, и все они должны иметь активную систему отопления, хотя и очень маленькую. Использование принципов пассивного солнечного проектирования рекомендуется, но не является обязательным.
Концепция Passivhaus была разработана доктором Вольфгангом Файстом и профессором Бо Адамсоном в конце 80-х годов и реализована в исследованиях в 1990-х годах. По словам Файста, источником вдохновения для программы PH послужило жилье Уильяма Шурклиффа (пионера солнечных домов) и Гарольда Орра (пионера суперизолированных домов Саскачевана).
Требования
Основными целевыми критериями Passivhaus являются:
общая потребность в отоплении и охлаждении <15 кВтч/м (т. е. источника) энергии <120 кВтч/м 2 /год (38 кБТЕ/фут 2 /год)
воздухонепроницаемость 0,6 ACH при 50 Па или менее
Даже некоторые из этих требований могут на самом деле не быть обязательным: в интервью 2008 г.
в Energy Design Update 1 Сам Файст заявил, что число потребности в отоплении может быть любым. В этом интервью Файст также заявил: «Если вы строите дом таким образом, что вы можете использовать систему вентиляции… для обогрева и охлаждения, его можно считать пассивным домом». Согласно этому последнему определению, тысячи домов Building America, которые используют систему отопления и охлаждения для обеспечения вентиляции, являются пассивными домами! Конечно, если требуется нерециркуляционная система отопления, то это довольно ограничительно и не очень выгодно для жилья с холодным климатом.
Другие часто рекомендуемые (или, в зависимости от того, что вы читаете, требуемые) меры включают:
пиковая потребность в отоплении должна быть ниже 10 Вт/м энергия на объекте <42 кВтч/м 2 /год (13,3 кБТЕ/фут 2 /год)
Оконные значения U-значения <0,8 Вт/м 2 К (0,15 БТЕ/фут 2 2 /Ф, Р-7.1)
высокоэффективная рекуперация тепла (свыше 80%)
Площадь пола измеряется общей кондиционируемой площадью внутри облицовки.
(В PHPP 2007 указано на стр. 37, что «Размеры, используемые в PHPP, всегда являются внешними размерами. Следовательно, необходимо ввести самый внешний слой тепловой оболочки». , а стены вычитаются, так как это стандартный немецкий метод расчета площади). Подвал считается только на 60% его фактической площади, потому что он не считается жилой площадью в немецких стандартах. Почему, я не могу понять; возможно, немцы не строят подвалы, в которых можно жить, как современные подвалы в Северной Америке.
Типовой подход к пассивному дому
Типичный подход к пассивному дому ориентирован почти исключительно на снижение нагрузки на отопление помещения, оставляя освещение, горячее водоснабжение, охлаждение, бытовую технику и прочее. электрические нагрузки подпадают под требование «общей первичной обмотки». Однако широко признано, что в большинстве случаев необходимо использовать очень эффективные приборы и освещение для достижения целевых показателей по первичному/источнику энергии.
Почти все пассивные дома полагаются на:
очень тяжелая изоляция, стены от R-40 до R-60, крыши от R-50 до R-90 и часто изоляция подплиты от R-30 до 50, низкоэмиссионные окна с тройным остеклением и исключительное отсутствие тепловых мостов ( кроме деревянного каркаса)
- сверхгерметичная конструкция (<0,6 ACH@50), что вместе с требованиями к коэффициенту R обычно приводит к тому, что проектировщикам приходится выбирать более простые формы
- пассивное усиление солнечного излучения для части обогрева ориентация дома на юг и использование окна SHGC около 0,5 (или выше, если возможно),
- рекуперация тепла, в прошлом с заземляющими трубами, а в последнее время с двухъядерными HRV для достижения эффективности от высокой 80% до низкой 90 с, но, по существу, всегда с подачей воздуха в каждое помещение с каналами рециркуляции и
- подогрев вентиляционного воздуха для обогрева помещений, хотя во многих домах используются теплые полы, стены, потолки и радиаторы.
Однако разнообразие решений велико, и его можно считать сильной стороной программы. Есть пассивные дома, которые используют газовые котлы для отопления, а также те, которые включают солнечную горячую воду и / или фотоэлектрические, а также дровяные печи. С другой стороны, охлаждение применяется редко, в основном из-за географических областей, в которых программа получила более широкое распространение.
Изоляция и воздухонепроницаемость
Уровни изоляции стен пассивных домов обычно находятся в диапазоне от R-40 до R-60 для стен, от R-60 до R-90 для крыш и от R-30 до R-50 для перекрытий. Возможно, не менее важно то, что тепловые мосты довольно точно учитываются в методологии расчета.
Спецификации окон также требовательны. Общая спецификация U=0,15 (0,8 Вт/м 2 К) или меньше для окон. Неясно, как перевести эти значения в Северную Америку, поскольку методы испытаний NFRC обычно приводят к увеличению теплового потока примерно на 10% для одного и того же окна по сравнению с европейскими стандартами.
Однако, чтобы приблизиться к этим целям, окна, безусловно, должны иметь непроводящие рамы (винил, дерево или стекловолокно) и тройное остекление, низкоэмиссионные покрытия и газ. На самом деле, очень трудно найти коммерчески доступные окна, соответствующие этим спецификациям, а импортные окна с сертификатом PH стоят примерно в два раза дороже (9 долларов США).0-100 за квадратный фут), так как гораздо более доступны окна из стекловолокна с тройным остеклением (R6 по цене 50 долларов за квадратный фут).
Уровень воздухонепроницаемости <0,6 ACH@50 также является экстраординарным. Это достигается в Северной Америке очень немногими домами, и всегда они строятся как специальные дома, обычно с очень простой формой плана и простыми линиями крыши. Один шведский экспортер сборных домов 2 заявляет, что он не рекомендует стандарты Passivhaus для каких-либо планов своих домов, кроме одноэтажных ранчо, из-за своего опыта, связанного с трудностями надежного соблюдения строгих целевых показателей воздухонепроницаемости с другими формами зданий, кроме самых простых.
.
Вентиляция и отопление
Хотя рекомендуется поддерживать пиковую потребность в отоплении ниже 10 Вт/м 2 (3,2 БТЕ/фут 2 ), это не является обязательным и основано на желании обогреть дом только с вентиляционным воздухом. Однако, согласно нашему анализу в BSC, эту рекомендацию очень трудно выполнить в холодном климате (используя стандартные методы расчета), и она не нужна для достижения низкого годового потребления энергии. Используя экстремальную изоляцию и устраняя факторы безопасности, такие как тепловая масса и внутренние коэффициенты усиления, можно достичь такого низкого уровня потребности в тепле.
В Европе часто указывается более высокая скорость вентиляции, вероятно, потому, что механическая вентиляция не имеет долгой истории, а прежние системы не распределяли воздух в каждую комнату. Пакет планирования пассивного дома 2007 года (PHPP 2007) рекомендует 30 м 3 / час, что составляет 17,5 кубических футов в минуту на человека, тогда как ASHRAE 62.
2 требует 7,5 кубических футов в минуту на человека + 0,01 кубических футов в минуту / фут 2 . В PHPP 2007 также говорится, что «средняя скорость воздухообмена не должна опускаться ниже 0,3 ACH». Для дома на одну семью площадью 2000 квадратных футов с 3 спальнями скорость вентиляции PH составляет 80 кубических футов в минуту по сравнению с 50 кубическими футами в минуту (25 л/с) для ASHRAE 62.2-2007. Хотя эта разница в 60% не слишком велика, так много PH вентилировались с гораздо более высокой скоростью, что PHPP 2007 (стр. 81, раздел 14.1) предупреждает пользователей о недопустимости чрезмерной вентиляции.
PHPP 2007 также устанавливает максимальную температуру подачи воздуха менее 52 °C (126 °F). Это ограничивает скорость подачи тепла примерно до 60 БТЕ/ч на куб. фут/мин воздушного потока (126 подача минус 70 F, время возврата 1,08 БТЕ/ч/куб. фут/мин/F = 60). Если бы 50 кубических футов вентиляционного воздуха из дома 2 высотой 2000 футов нагреть до максимальной температуры 126 °F (52 °C), он мог бы отдать максимум 3000 БТЕ/ч, или примерно в 15 раз меньше тепла, чем стандартная маленькая печь! Это обеспечивает теплоотдачу всего 1,4 БТЕ/фут 9 .
0026 2 (4,3 Вт/м 2 ). Для обеспечения максимальной интенсивности нагрева РН 10 Вт/м2 (3,2 БТЕ/фут 2 ) с вентиляционным воздухом потребуется скорость вентиляции 115 кубических футов в минуту (60 л/с), что в 2,3 раза больше скорости вентиляции ASHRAE 62!
При таком подходе избыточная вентиляция привела бы к очень значительному энергетическому ущербу для дома с низким энергопотреблением, поскольку это равносильно использованию механической системы для обеспечения утечки воздуха. Вероятно, по этой причине Институт пассивного дома рекомендует вентиляторы с очень высокой эффективностью (например, 75-85%) с рекуперацией тепла и высокоэффективными вентиляторами. Хотя стандарты измерения эффективности HRV в Европе отличаются от стандартов в Северной Америке, должно быть ясно, что стандартная HRV с эффективностью 65% (типичная спецификация в Северной Америке), работающая при 50 фут3/мин и 0,6 Вт/куб. фут, потребляет меньше энергии, чем очень дорогой HRV с эффективностью 75%, работающий при 80 кубических футах в минуту и 0,75 Вт / кубический фут в минуту.
Таким образом, дома в Северной Америке, вентилируемые в соответствии со стандартом ASHRAE 62.2 со стандартной эффективностью (> 60 %) HRV и эффективными двигателями вентиляторов (> 1,5 кубических футов в минуту/Вт), будут потреблять меньше энергии, чем большинство систем вентиляции, одобренных Passivhaus. Такие блоки HRV/ERV были установлены во многих зданиях Building America, Energy Star, R2000 и просто в лучших домах. Энергосбережение HRV по сравнению с центральной системой вентиляции со встроенным вентилятором (т. е. FanCyclers) невелико, но для зданий с очень низким энергопотреблением в холодном климате HRV с рекомендованными выше характеристиками обычно может снизить потребление первичной энергии.
Следует отметить, что многие североамериканские HRV потребляют чрезмерное количество электроэнергии, и их следует избегать. Energy Star вскоре ограничит потребление электроэнергии HRV, но эти требования не вступят в силу в течение нескольких лет. Доступны многочисленные HRV подходящего размера (соответствующие ASHRAE 62.
2) с эффективными вентиляторами (т. рекуперации) потребляют очень мало дополнительной энергии по сравнению с высокоэффективной системой HRV, но обеспечивают вентиляцию аналогичного качества за небольшую часть капитальных затрат.
Учитывая стандартные скорости вентиляции и расчетные температуры 0 °F (-18 °C) или ниже в некоторых частях США и Канады, увеличение скорости вентиляции, позволяющее использовать вентиляционный воздух в качестве единственного средства отопление в лучшем случае сильно ограничивает дизайн, а в худшем просто непрактично и несовместимо с домом с низким энергопотреблением.
Также существует почти догматическое избегание использования лучистых полов или воздушного отопления с рециркуляцией воздушных потоков (двух наиболее распространенных систем отопления в большинстве районов Северной Америки).
Несмотря на то, что лучистые полы обеспечивают «слишком много» тепла в доме с низким энергопотреблением, они могут быть желательны с точки зрения комфорта, особенно если они используются в небольших помещениях дома (например, под кафельными полами в ванных комнатах и кухнях).
Тем не менее, теплые полы редко являются самым дешевым подходом к отоплению помещений.
Одной из рекомендаций Passivhaus является поддержание скорости воздуха в воздуховоде ниже 3 м/с (588 футов в минуту). Во всех наших проектах BSC рекомендует поддерживать скорость ствола в пределах от 500 до 750 футов в минуту, а скорость выходного/отводного воздуховода не превышать 500 футов в минуту. Эти ограничения экономят энергию вентилятора и снижают уровень шума.
Еще одна рекомендация, общая как для пассивных домов, так и для домов BSC Building America, — это требование к определенным путям возвратного воздуха и спецификация передающих решеток. PassivHaus описывает целевое падение давления в 1 Па, тогда как BSC допускает падение давления на решетках до 3 Па. В стандарте Passivhaus не упоминаются воздуховоды за пределами корпуса, поскольку эта рискованная практика почти неизвестна в Европе.
Типовой дом с низким энергопотреблением BSC BA
Многочисленные прототипы домов Building America, разработанные BSC, были построены в холодном климате (зона 5 и выше), которые хорошо соответствуют стандарту Passivhaus с точки зрения потребления первичной/источной энергии.
То есть они потребляют примерно на 40–60 % больше, чем пассивные дома, но более рентабельны. Как правило, в этих домах используются как минимум окна R-5 (U=0,2) (с тройным остеклением, низкоэмиссионным покрытием, теплыми проставками по краям), изоляция перекрытий R-10 и изоляция стен R-20 в кондиционируемом подвале, Надземные стены Р-40 и перекрытия Р-60 (подход «5/10/20/40/60»). Все тепловые мосты в этих домах BSC контролируются с помощью изоляции на внешней стороне каркаса. Эти значения R сопоставимы, хотя и на нижнем уровне, с диапазоном, который использует PH.
Уровни воздухонепроницаемости 3 ACH при 50 Па могут регулярно достигаться производителями, если будут проверены детали воздухонепроницаемости, а также будет проведено обучение и испытания на герметичность. По нашему опыту и опыту других, уровни герметичности 1,5 ACH при 50 Па могут быть надежно достигнуты, если приложить значительные усилия к проектированию деталей для воздухонепроницаемости, а также проводить постоянное обучение, испытания и проверки.
По опыту Building America и канадской программы R2000 такие уровни герметичности достижимы, но с некоторыми усилиями. Самым большим препятствием для снижения утечки воздуха может быть сложность формы здания. Учитывая состояние воздушных барьеров и торговых навыков, уровень 0,6 ACH@50, требуемый PH, слишком труднодостижим для производственных домов (хотя достижим в нестандартных домах) и трудно оправдать в любом случае, учитывая небольшую дополнительную выгоду для энергии, качества воздуха или долговечности.
Программа BA прилагает значительные усилия для того, чтобы дом BA был более долговечным и безопасным для здоровья, чем эквивалентное жилье. По сути, в стандарте PH не обсуждается долговечность и мало IAQ: не обсуждается влияние на долговечность внешних строительных материалов, когда уровни изоляции повышаются до используемых уровней, а также не обсуждается необходимость повышенных требований к защите от дождя. Конденсация утечки воздуха, вероятно, контролируется очень низкой допустимой утечкой воздуха.
Сравнение энергопотребления
Измерения (не допущения Building America Benchmark) показывают, что потребление электроэнергии для бытовых приборов и различных нагрузок может поддерживаться на уровне 3000-4000 кВтч/год на домохозяйство в типичном доме скромных размеров. Это можно еще больше уменьшить за счет очень эффективных приборов, исключительного освещения и лучшего контроля. Сообщаемые значения для Passivhauses, как правило, ниже, в диапазоне от 2500 до 3000 кВтч/год. Эти более низкие уровни могут быть достигнуты в домах в Северной Америке, но зависят от жильцов, эксплуатирующих и поддерживающих дом с низким энергопотреблением.
Потребление энергии для горячего водоснабжения составляет примерно 3000 – 4000 кВтч/год на семью в американских домах. 3 Большие вариации зависят от образа жизни жильцов, но такое использование энергии в пассивных домах похоже. При наличии подвала это потребление энергии может быть уменьшено (возможно, на 10-20%) за счет рекуперации тепла сточных вод и уменьшено (возможно, на 10-20%) за счет выбора приборов с самым низким потреблением горячей воды.
Опять же, поведение жильцов имеет решающее значение: пара пенсионеров может использовать половину этой энергии, тогда как семья из пяти человек с детьми-подростками может использовать на 50% больше. Недорогая двухпанельная плоская солнечная система горячего водоснабжения может обеспечить около 2000 кВтч/год предварительно нагретой воды для бытовых приборов горячего водоснабжения даже в холодном климате.
Потребность в энергии для кондиционирования и вентиляции помещений, построенных в соответствии со стандартами низкого энергопотребления, описанными выше в климатических зонах 5-7 Министерства энергетики США, обычно составляет от 10000 до 15000 кВт·ч для дома высотой 2000 футов 2 жилой площади (от 54 до 80 кВт·ч/м 2 /год). Модернизация окон с двойным остеклением до окон с тройным остеклением (R-3.3 до R-5 или R-6) и добавление эффективного HRV снижает эти значения на 2000-3000 кВтч / год, а если солнечный участок выходит на южную сторону, есть в наличии, можно уменьшить еще 1000-2000 кВтч.
Следовательно, значения энергии отопления помещений могут быть снижены до диапазона 7000-11000 кВтч/год с помощью некоторой комбинации мер, которые могут быть доступны на некоторых участках (полная южная экспозиция часто НЕдоступна) и могут быть экономически эффективными в некоторых ситуациях (тройной- стеклопакеты не всегда рентабельны).
Преобразование природного газа в электроэнергию с коэффициентом 3 (что примерно посередине между немецким значением 2,7 и значением Министерства энергетики США дает 3,365), следующий общий профиль энергопотребления может быть разработан для приподнятого дома ранчо размером 25 на 40 футов с полностью готовым подвалом (например, дом с кондиционированной полезной площадью 2000 футов 2 ).
В приведенной ниже таблице берутся средние значения энергопотребления и преобразуется это потребление энергии в потребление первичной (источника) энергии. Предполагается, что наименьшая доступная стандартная двухступенчатая печь на природном газе с двигателем ECM (например, Goodman GMH95), конденсационный водонагреватель закрытого типа (например, AO Smith Vertex, Navien, Quietside или Viessman VitoDens), эффективный HRV (например, Fantech VHR704 с контроллером AirCycler), приборы Energy Star и все КЛЛ.
Таблица 1: Энергопотребление типичного здания BSC с низким энергопотреблением в Америке
прототип дома потребность 120 кВтч/м 2 /год (поскольку немецкий метод расчета площади пола отличается от метода, используемого в Северной Америке, сравнение всего дома более точно: 29300 против 17800 кВтч). Однако при дополнительных несубсидированных инвестициях в размере менее 20 000 долларов США можно установить фотоэлектрическую батарею мощностью 2,5 кВт (которая может генерировать 3250 кВтч в год), которая снижает потребление первичной энергии на 9750 кВтч, чтобы приблизиться к произвольному (и похвальному) целевому показателю энергии Passivhaus. В данном случае был выбран PV, так как это был наименее затратный подход к достижению цели. Во многих случаях окна с тройным остеклением и ERV (при доплате в размере 4000–5000 долларов США эти меры могут сэкономить 2000–3000 кВтч в год) могут быть менее дорогим подходом в сочетании с массивом мощностью 2,0 кВт.
Фотоэлектрическая энергия в настоящее время является самой дорогой формой не субсидируемой или возобновляемой энергии, часто по цене от 50 до 70 центов за кВтч. Многие возобновляемые и/или безуглеродные источники электроэнергии (такие как ветер, биомасса, приливы и т. д.) могут быть произведены за 1/2–1/3 этой стоимости (см. также 9).0010 BSI-026: Passivhaus становится активным ).
Некоторые рекомендации PH требуют, чтобы проектировщики тратили более ограниченные ресурсы на сохранение, что даже дороже, чем производство энергии при очень высокой планке текущих цен на фотоэлектрические системы. Например, в климате 6000 HDD F переход с 0,6 Вт/куб. фут/мин, 63% эффективности Fantech HRV на сертифицированную PH 80% эффективность, 0,75 Вт/куб. ставка, экономит 11 долларов в год на тепловой энергии при цене 1,65 доллара за тепловой газ и 15 центов за кВтч. Даже если цены на газ и электроэнергию утроятся в следующие десять лет, вряд ли когда-нибудь удастся окупить премию в размере 1000–1200 долларов, которую дает HRV с сертификатом PH.
Модернизация 200 квадратных футов (10% обслуживаемой площади пола) окон R6 (таких как стекловолокно Inline с двойным низкоэмиссионным покрытием, заполненным аргоном) до окон с сертификатом R-7.1 PH (превосходная производительность) может сэкономить 250–400 кВтч/ч. год в климате с 6000 жесткими дисками, но по текущим ценам потребует надбавки в 10000 долларов. Повышение R-значения подплитной изоляции с R-20 до R-40 — еще одна очень дорогая мера.
Удвоение уровней изоляции предлагаемого дома (т.е. изменение спецификаций на окна R-10, стены R-80, крышу R-120, 0,6 ACH@50 и 100% HRV) и повышение воздухонепроницаемости не будет обязательно снизить спрос на первичную энергию в достаточной степени для достижения цели по энергии PH. Увеличение значений изоляции, окон и воздухонепроницаемости до этих уровней не только довольно дорого, но и очень архитектурно ограничивает, т. Е. Слуховые окна, эркеры и т. Д. Все это становится сложным для включения и поддержания низкого отношения поверхности к объему.
Даже при всех мерах по сокращению вдвое потребности в тепловой энергии интенсивность спроса на первичную энергию едва упадет ниже 120 кВтч/м 9 .0026 2 /год (энергетическая цель PH).
В климатической зоне Министерства энергетики США 6 или 7 пиковая потребность в отоплении для экстремальных спецификаций R-10/R-80/R-120 останется выше 10 Вт/м 2 (3,2 БТЕ/фут 2 или 6400 БТЕ /час) Рекомендация PH, не полагаясь на среднее тепловыделение жильцов (например, не ниже среднего, с одним человеком в доме) и тепловую массу, а расход вентиляционного воздуха 50 куб. 10 °F ночью (то есть потери тепла необходимо снизить до 3000 БТЕ/ч, чтобы вентиляционный воздух обеспечивал нагрев). Поскольку стоимость эффективной печи (описанной выше) составляет менее 2500 долларов США (плюс воздуховоды, которые в любом случае в значительной степени необходимы для вентиляции), а печи меньшей мощности стоят не меньше, по сути, нет никакой экономии капитальных затрат за счет снижения энергии нагрева помещения.
требования. 4
С точки зрения разумного использования капитала подход Passivhaus в холодных климатических зонах Северной Америки может привести к более дорогим, менее гибким в архитектурном отношении и даже потенциально более энергоемким домам, чем более гибкий подход который фокусируется только на наименее затратных и наиболее надежных средствах достижения целевого значения использования первичной энергии на единицу площади. Возможно, самый важный вклад, внесенный стандартом PH в низкоэнергетическое жилье в Северной Америке, заключается в том, что нельзя просто купить фотоэлектрические панели на сумму 200 000 долларов, чтобы достичь цели, как это сделали слишком многие дома с нулевым уровнем энергопотребления.
Выводы
Дома в холодном климате (зоны 5-7 Министерства энергетики США), в которых используются:
минимум R-5:10:20:40:60 корпус,
1,5 ACH@50 воздухонепроницаемость
или лучше,конденсационные (>95%) газовые печи с двигателями вентиляторов ECM,
подходящего размера (ASHRAE 62.
2) эффективные (> 65%, >0,6 Вт/куб. фут) HRVконденсационные (>92%) горячая вода водонагреватели на природном газе
приборы из 10% лучших по рейтингу Energy Star в сочетании с люминесцентным освещением
2) эффективные (> 65%, >0,6 Вт/куб. фут) HRVобеспечивают общие энергетические и экологические характеристики, которые приближаются к стандарту Passivhaus в холодном климате. Такие дома относительно незначительно отличаются от стандартной североамериканской конструкции, подходят для более широкого спектра архитектурных стилей, могут быть легко модифицированы для различных климатических зон и даже могут быть построены строителями-производителями.
Достижение конкретного целевого показателя Passivhaus в 15 кВтч/м 2 /год для отопления на объекте приводит к вложению материалов и денег, которые часто превышают другие менее затратные и экологически безопасные решения. Достижение столь же произвольных 120 кВтч/м 2 /год имеет больше непосредственных экологических преимуществ, чем цель обогрева, но лучше всего (т.
е. с наименьшими затратами и ущербом для окружающей среды) может быть достигнута с использованием некоторого количества местной или возобновляемой выработки электроэнергии за пределами площадки.
Поскольку новые чистые, местные и возобновляемые источники энергии появятся в течение следующих 25 лет и станут более доступными, чем текущие цены на фотоэлектрические системы, маловероятно, что экстремальные меры по сохранению, принятые Passiv Haus для удовлетворения конкретных требований, будут считаться оптимальное использование ресурсов для жилья в холодном климате.
Ссылки
«Интервью с Вольфгангом Файстом», Energy Design Update, Aspen Publishers, том 28, № 1, январь 2008 г.
«Сертификация пассивного дома с одобрением качества: критерии пассивных домов для жилых помещений», 18 июня 2007 г., Passivhas Dienstleistung GmbH.
Лучшим источником информации является официальный сайт Института пассивного дома, www.passiv.de и www.Passivhaus-info.de.
Сноски:
Обновление энергетического дизайна.
«Интервью с Вольфгангом Файстом» Aspen Publishers, Vol. 28, № 1, январь 2008 г.Скандинавский дом, доступ с сайта www.scanhome.ie 2009.0717
кВтч используется в качестве единицы энергии в этой статье. Один кВтч = 3412 БТЕ. Один терм газа = 29,3 кВтч.
Котловые отопительные системы европейского качества отличаются друг от друга, так как их типичная стоимость установки превышает 20 000 долларов США, и, таким образом, отказ от их использования является значительной экономией капитальных затрат.
«Интервью с Вольфгангом Файстом» Aspen Publishers, Vol. 28, № 1, январь 2008 г.Сколько энергии потребляет мой дом?
Оценка количества энергии, потребляемой домом
На жилые здания приходится 30-40% потребления первичной энергии в Великобритании. Говоря об использовании первичной энергии, мы, как правило, имеем в виду электричество и газ, хотя в некоторых объектах для отопления используется нефть или другие средства. Электричество в доме, как правило, используется для освещения, систем охлаждения (блок переменного тока) и электроприборов, в то время как газ обычно используется для отопления и производства горячей воды.
Энергия используется 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, круглый год, так как в большинстве домов постоянно работают фоновые приборы.
Говорят, что средний дом в Великобритании имеет средний счет за электроэнергию в размере 1326 фунтов стерлингов в год, который делится на электричество и газ.
Эта фраза «средний дом» постоянно используется в энергетике – и все чаще мы сталкиваемся с ней и в средствах массовой информации – но что такое средний дом?
Возможно, что более важно, мы собираемся посмотреть, как дома отличаются от среднего – жилой фонд в Великобритании настолько разнообразен, что немногие из нас собираются жить в обычном доме – так что мы надеемся, что прочитав это, вы Возможно, вы можете изменить значение этого среднего дома, чтобы сделать его немного более конкретным для вашего дома!
Итак, сначала — что такое обычный дом?
Определение размера типичного дома
Наиболее распространенным типом жилья здесь, в Великобритании, является двухквартирный дом с тремя спальнями, рассчитанный на 2-3 жильцов.
Обычный дом состоит из гостиной, кухни, ванной комнаты и 2 или 3 спален. Средний дом, как правило, был построен из сплошных кирпичных стен толщиной 220 мм (вместо полых стен), двойного или одинарного остекления со скромной изоляцией чердака и некоторой формой системы центрального отопления.
По данным RIBA (The Case for Space: размер нового дома в Англии, Королевский институт британских архитекторов, сентябрь 2011 г.) обследование выборки из 3418 домов в 71 месте показало, что средний дом с тремя спальнями имеет внутренний этаж. площадью около 88 м 2 .
Средняя стоимость энергии для дома
В период с ноября 2014 года по октябрь 2015 года средний ежегодный счет клиента за двойное топливо в Великобритании составлял 1 326 фунтов стерлингов, как видно из таблицы ниже (источник: Ofgem). По данным Министерства энергетики и изменения климата (DECC), в 2014 году среднее внутреннее потребление электроэнергии на домохозяйство в Великобритании составляло 4000 кВтч, а среднее внутреннее потребление газа на домохозяйство Великобритании составляло 12400 кВтч.
Как мы уже упоминали, большинство людей не попадают в этот обычный дом. Чтобы сделать более точную оценку энергопотребления вашего собственного дома, нам необходимо принять во внимание несколько различных параметров, а именно:
- Тип, размер и возраст вашего дома
- Местоположение и погода
- Тип обогрева и охлаждения
- Уровни утепления стен, пола и чердака
- Площадь наружных стен и площадь окон
- Эффективность приборов и освещения
- Занятость
- Статус и образ жизни пользователей
В следующем разделе мы немного рассмотрим переменные, которые определяют потребление энергии в доме. Мы надеемся, что это поместит в контекст некоторые исследования, опубликованные в этой области, и то, о чем мы говорили в начале статьи.
Местоположение и погода Для оценки тепловой нагрузки дома следует учитывать разницу между внутренней и наружной температурами.
Таким образом, общие теплопотери дома определяются тканевыми и вентиляционными тепловыми потерями. Потери тепла тканью можно рассчитать, рассчитывая поверхность открытых внешних стен, а затем вычисляя значения коэффициента теплопередачи для каждого элемента. Потери на вентиляцию зависят от кубатуры каждого помещения и количества воздухообменов в час через открытые окна и другие формы инфильтрации.
Например, коэффициент теплопотерь тканью среднего двухквартирного 2-этажного дома средней площади (Общая площадь этажа: 98м 2 , Общая площадь окон 8м 2 Юг и 8м 2 Север) может быть выражена следующей формулой:
c f = Σ UxA (Вт/К) где,
c f – коэффициент тепловых потерь ткани,
Σ UxA – сумма произведений U-значения и площади А всех частей внешней ограждающей конструкции здания
| Длина (м) | Ширина (м) | Площадь (м2) | Высота потолка (м2) | Объем (м3) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 этаж | 7 | 7 | 49 | 2,5 | 122,5 |
| 2 этаж | 7 | 7 | 49 | 2,5 | 122,5 |
| Итого | 98 | 245 |
Итак, площадь наружной стены: 3 стороны x 7м длина x 2 этажа x 2,5м высота = 105м =89 м 2
Учитывая типичные U-значения такого дома, мы получим следующую таблицу:
| Элемент | Площадь (м 2 ) | Коэффициент теплопередачи (Вт/м2/К) | AU (W/K) |
|---|---|---|---|
| Стена | 89 | 0,45 | 40,1 |
| Окна (8м 2 Юг, 8м 2 Север) | 16 | 2,50 | 40,0 |
| Этаж | 49 | 0,45 | 22,1 |
| Крыша | 49 | 0,25 | 12,3 |
| ВСЕГО | 203 | 114,5 |
Коэффициент тепловых потерь ткани составляет /К) где,
c v – коэффициент вентиляционных потерь,
ач/ч – обмен воздуха в час (0,8 ач/ч для одинарных окон и старых рам)
Объем дома: 49 x 5 = 245 м 3
Таким образом, c v = 245 x 0,8 / 3 ≈ 65 Вт/К
время года.
Таким образом, годовая потребность здания в тепле определяется следующим уравнением:
Годовая потребность помещения в тепле = (24/1000) x (cf + cv) x градусо-дни (кВтч) где,
градусо-дни – это количество дней, когда средняя температура наружного воздуха ниже базовой температуры выше которого здание не нуждается в отоплении.
Цифры в градусо-днях обычно предполагают базовую температуру 15,5°C. Как видно на следующей карте, значение для Лондона составляет приблизительно 2100 градусо-дней, для Ньюкасла — 2400, а для Плимута — 19.00. Предполагается, что эта цифра является репрезентативной для большинства жилых помещений, но для очень хорошо изолированных жилых домов и многих коммерческих зданий она слишком высока и приводит к значительному завышению годовой потребности в тепле.
Рис. 5: Карта градусо-дней Великобритании на основе 15,5°C
В следующей таблице показана потребность в отоплении помещений для 3 разных регионов Великобритании.
Обратите внимание, что это цена только за отопление помещений, а не за общее потребление газа, которое приходится на горячую воду и приготовление пищи.
| Градусо-дни | Годовая потребность в тепле | Стоимость отопления | |
|---|---|---|---|
| Ньюкасл | 2 400 | 10 368 кВтч | 363 фунта стерлингов |
| Лондон | 2 100 | 9 072 кВтч | 318 фунтов стерлингов |
| Плимут | 1 900 | 8 208 кВтч | 287 фунтов стерлингов |
* Цена за единицу газа принимается равной 3,50 пенсов/кВтч
Тип отопления помещений Основными источниками отопления являются газ и электричество, но некоторые дома отапливаются мазутом и даже пеллетами из биомассы. В большинстве домов есть конденсационные газовые котлы, и типичная сезонная эффективность этих устройств составляет примерно 87% в течение отопительного сезона (для типов конденсационных котлов), но у вас вполне может быть воздушный тепловой насос или котел на биомассе, поэтому эффективность будет сильно различаться.
количество. Неконденсационные газовые котлы имеют КПД от 0,65 до 0,70. Теперь мы будем использовать пример газового котла, чтобы продемонстрировать, как рассчитать полезное отопление, необходимое для вашего дома.
Чтобы рассчитать необходимое отопление помещения, возьмите потребление газа для дома в кВтч (вы можете посмотреть свой годовой счет за газ), а затем разделите эту цифру на средний КПД вашей системы отопления.
Например, для среднего дома, который мы описали ранее, расположенного в Лондоне, для удовлетворения потребности в отоплении в 9072 кВтч потребление энергии составляет:
- Для конденсационного котла: 9072 кВтч газа / 0,87 SPF = 10428 кВтч для этого конкретного дома при условии непрерывного отопления в течение всего отопительного сезона (шесть месяцев до Рождества).
- Для неконденсирующего котла: 9 072 кВтч газа/0,65 SPF = 13 957
| Тип котла | Требуемое отопление помещения (кВтч) | КПД котла | Потребление энергии (кВтч) |
|---|---|---|---|
| Конденсационный котел | 9 072 | 87% | 10 428 |
| Бойлер без конденсации | 9 072 | 65% | 13 957 |
| Сохранить | 3 529 |
Согласно Седбуку, годовые затраты на топливо для различных типов котлов составляют:
| Тип котла | Плоский | Сдвоенный | Отдельный | Эффективность котла |
|---|---|---|---|---|
| Старый газовый тяжеловес | 779 фунтов стерлингов | 1204 фунтов стерлингов | 1705 фунтов стерлингов | 55% |
| Старый газовый легкий вес | 659 фунтов стерлингов | 1019 фунтов стерлингов | 1442 фунтов стерлингов | 65% |
| Новый без конденсации | 549 фунтов стерлингов | 849 фунтов стерлингов | 1202 фунтов стерлингов | 78% |
| Новая конденсационная | 481 фунта стерлингов | 744 £ 904:00 | 1053 фунтов стерлингов | 89% |
*Эти цифры основаны на цене за единицу газа 4,36 пенсов за кВтч (апрель 2013 г.
)
Ниже мы рассмотрим дом с некоторыми типичными характеристиками, включая ткань, качество изоляции и информацию о системе отопления.
Это типичный двухквартирный дом с 4 жилыми комнатами, построенный между 1930 и 1949 годами, с массивными кирпичными стенами. На чердаке нет утепления стен и очень мало. Окна с двойным остеклением. В системе центрального отопления используется газ, а общая площадь дома составляет 100 м 9 .0026 2 и занято 4 человека.
Этот тип дома будет иметь следующую информацию SAP
Мы прогнали некоторые числа с помощью метода расчета RDSAP, и типичный счет за электроэнергию домохозяйства для такого дома составляет 1576 фунтов стерлингов, 65% этой суммы расходуется на электроэнергию и 35% на газ.
Учитывая цены на электричество и газ, 12,5 пенсов/кВтч и 3,5 пенсов/кВтч соответственно, этот дом потребляет 4413 кВтч электроэнергии и 29 269 кВтч газа в год.
Рисунок 5: Фасад общего отдельностоящего мезонета
Рисунок 6: Планы этажей общего отдельностоящего мезонета
Площадь наружных стен и оконных рам Тип остекления ответственность за потери тепла через окна. В большинстве британских домов старые окна и рамы с одинарным остеклением уже заменены на двойные. Интенсивность вентиляции и инфильтрации через остекление и рамы рассчитывается исходя из объема дома и количества воздухообменов в час.
Так, для среднего британского дома со стеклопакетами воздухообмен в час составляет 0,8-1,0, а со стеклопакетами 0,3.
| АЧ | Коэффициент вентиляционных потерь c v | Требуемое отопление помещения (кВтч) | |
|---|---|---|---|
| Одинарное остекление | 0,8 | 65 | 9 072 |
| Двойное остекление | 0,3 | 24,5 | 7 031 |
| Сохранить | 2 041 |
Типичный двухквартирный дом с 3 спальнями имеет около 10 светильников, каждый из которых потребляет 50 Вт электроэнергии.
Таким образом, каждый час они тратят 500 Вт, а общая энергия при среднем использовании в течение 4 часов в день составляет 2 кВтч. В Великобритании стоимость электроэнергии составляет примерно 13 пенсов/кВтч, следовательно, стоимость в день составляет 0,26 фунта стерлингов, а годовая стоимость за 365 дней составляет 9 фунтов стерлингов.5.0.
Заменив все лампы накаливания на светодиодные, стоимость снизится до 9,5 фунтов стерлингов. Таким образом, вы сократите потребление электроэнергии на освещение на 90%. Принимая во внимание, что на освещение и бытовую технику, как правило, приходится 20% типичного счета за электроэнергию, эти инвестиции сэкономят значительную сумму ваших денег.
(См. также 7 причин, по которым вам следует перейти на светодиодное освещение)
Занятость На отопительные и охлаждающие нагрузки дома влияют внутренние доходы людей, которые живут в доме. В то же время, чем больше жильцов, тем больше энергии потребляет бытовая техника.
Ofgem предлагает следующее для годового потребления энергии по группам пользователей:
| Низкий потребитель (кВтч) | Средний потребитель (кВтч) | Высокий потребитель (кВтч) | |
|---|---|---|---|
| Электричество | 2000 | 3200 | 4900 |
| Газ | 9000 | 13500 | 19000 |
| Эконом 7 | 2700 | 4600 | 7800 |
Таблица 2: Энергопотребление каждой группы потребителей энергии в соответствии с Ofgem
Средний «средний потребитель» определяется с точки зрения использования энергии, как использование 3 100 кВтч электроэнергии в год и 12 500 кВтч газа в год. Как мы указывали ранее, этот тип собственности описывает недвижимость среднего размера с тремя спальнями, в которых проживают от 3 до 4 человек (например, 2 взрослых, 2 детей). Днем дети в школе, родители на работе, а вечером все приходят домой. Они используют технику несколько раз в неделю для стиральной машины, регулярного отопления, иногда посудомоечной машины, телевизора и электроприборов по вечерам, как видно на следующем рисунке.
Рисунок 7: Три основные категории потребителей энергии согласно Ofgem
Подводя итог, можно сказать, что для различных типов домов в Великобритании потребление энергии, рассчитанное с помощью программы Stroma RSAP, выглядит следующим образом: