Berechnung der Heizungsanlage eines Privathauses: Regeln und Berechnungsbeispiele

Die Beheizung eines Privathauses ist ein notwendiger Bestandteil komfortablen Wohnens. Stimmen Sie zu, dass die Anordnung des Heizkomplexes sorgfältig angegangen werden sollte, denn... Fehler werden teuer.Aber haben Sie solche Berechnungen noch nie durchgeführt und wissen nicht, wie man sie richtig durchführt?

Wir helfen Ihnen – in unserem Artikel gehen wir ausführlich darauf ein, wie Sie die Heizungsanlage eines Privathauses berechnen, um den Wärmeverlust in den Wintermonaten effektiv auszugleichen.

Wir geben konkrete Beispiele und ergänzen den Artikel mit visuellen Fotos und nützlichen Videotipps sowie relevanten Tabellen mit für die Berechnungen notwendigen Indikatoren und Koeffizienten.

Wärmeverlust eines Privathauses

Aufgrund der unterschiedlichen Lufttemperaturen innerhalb und außerhalb des Hauses verliert das Gebäude Wärme. Je größer die Fläche der Gebäudehülle (Fenster, Dach, Wände, Fundament), desto höher ist der Wärmeverlust.

Auch thermischer Energieverlust mit den Materialien der umschließenden Strukturen und deren Abmessungen verbunden. Beispielsweise ist der Wärmeverlust bei dünnen Wänden größer als bei dicken Wänden.

Wirksam Heizungsberechnung Bei einem Privathaus müssen die Materialien berücksichtigt werden, die beim Bau der umschließenden Strukturen verwendet werden.

Beispielsweise leiten Wände aus Holz und Ziegeln bei gleicher Dicke die Wärme unterschiedlich stark – der Wärmeverlust durch Holzkonstruktionen ist langsamer. Einige Materialien übertragen Wärme besser (Metall, Ziegel, Beton), andere schlechter (Holz, Mineralwolle, Polystyrolschaum).

Die Atmosphäre in einem Wohngebäude steht in indirektem Zusammenhang mit der Außenluftumgebung. Wände, Fenster- und Türöffnungen, Dach und Fundament leiten im Winter Wärme vom Haus nach außen und liefern im Gegenzug Kälte. Sie machen 70–90 % des gesamten Wärmeverlusts der Hütte aus.

Wände, Dach, Fenster und Türen – alles lässt im Winter die Wärme entweichen. Die Wärmebildkamera zeigt Wärmelecks deutlich an

Auch durch Lüftung und Kanalisation kommt es während der Heizperiode zu einem ständigen Verlust von Wärmeenergie.

Bei der Berechnung des Wärmeverlustes einzelner Wohnungsbauten werden diese Daten in der Regel nicht berücksichtigt. Dennoch ist es immer noch die richtige Entscheidung, Wärmeverluste durch Kanalisation und Lüftungsanlagen in die thermische Gesamtberechnung eines Hauses einzubeziehen.

Ein gut konzipiertes Wärmedämmsystem kann Wärmelecks durch Gebäudestrukturen und Tür-/Fensteröffnungen erheblich reduzieren.

Es ist unmöglich, den autonomen Heizkreis eines Landhauses zu berechnen, ohne den Wärmeverlust seiner umschließenden Strukturen zu bewerten. Genauer gesagt wird es nicht funktionieren Bestimmen Sie die Leistung des Heizkessels, ausreichend, um die Hütte bei strengstem Frost zu heizen.

Die Analyse des tatsächlichen Wärmeenergieverbrauchs durch die Wände ermöglicht es uns, die Kosten für Kesselausrüstung und Brennstoff mit den Kosten für die Wärmedämmung umschließender Strukturen zu vergleichen.

Denn je energieeffizienter ein Haus ist, d.h. Je weniger Wärmeenergie in den Wintermonaten verloren geht, desto geringer sind die Kosten für den Brennstoffeinkauf.

Um das Heizsystem richtig zu berechnen, benötigen Sie Wärmeleitfähigkeitskoeffizient gängige Baumaterialien.

Tabelle der Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verschiedener Baustoffe, die am häufigsten im Bauwesen verwendet werden

Berechnung des Wärmeverlusts durch Wände

Am Beispiel eines herkömmlichen zweistöckigen Ferienhauses berechnen wir den Wärmeverlust durch dessen Wandkonstruktionen.

Ausgangsdaten:

• eine quadratische „Box“ mit Fassadenwänden von 12 m Breite und 7 m Höhe;
• Es gibt 16 Öffnungen in den Wänden, jede Fläche ist 2,5 m² groß²;
• Fassadenwandmaterial – massiver Keramikziegel;
• Wandstärke – 2 Ziegel.

Als nächstes berechnen wir eine Gruppe von Indikatoren, die den Gesamtwert des Wärmeverlusts durch die Wände ausmachen.

Wärmeübergangswiderstandsindex

Um den Wärmedurchgangswiderstandsindex einer Fassadenwand zu ermitteln, müssen Sie die Dicke des Wandmaterials durch seinen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten dividieren.

Für eine Reihe von Strukturmaterialien werden in den Bildern oben und unten Daten zum Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten dargestellt.

Für genaue Berechnungen benötigen Sie den Wärmeleitkoeffizienten der im Bauwesen verwendeten Wärmedämmstoffe, der in der Tabelle angegeben ist

Unsere bedingte Wand besteht aus keramischen Vollziegeln, deren Wärmeleitfähigkeitskoeffizient 0,56 W/m beträgt^ÖC. Seine Dicke beträgt unter Berücksichtigung des Mauerwerks im Mittelgeschoss 0,51 m. Wenn man die Dicke der Wand durch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des Ziegels dividiert, erhält man den Wärmedurchgangswiderstand der Wand:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×oMIT

Wir runden das Divisionsergebnis auf zwei Dezimalstellen; genauere Angaben zum Wärmeübergangswiderstand sind nicht erforderlich.

Außenwandbereich

Da es sich bei dem Beispiel um ein quadratisches Gebäude handelt, wird die Fläche seiner Wände bestimmt, indem die Breite mit der Höhe einer Wand und dann mit der Anzahl der Außenwände multipliziert wird:

12 7 4 = 336 m²

Wir kennen also die Fläche der Fassadenwände. Aber was ist mit den Fenster- und Türöffnungen, die zusammen 40 m2 (2,5 16 = 40 m) einnehmen?²) Fassadenwand, müssen diese berücksichtigt werden?

In der Tat, wie man richtig berechnet autonome Heizung in einem Holzhaus ohne Berücksichtigung des Wärmedurchgangswiderstands von Fenster- und Türkonstruktionen.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Wärmedämmstoffen, die zur Dämmung tragender Wände verwendet werden

Wenn Sie den Wärmeverlust eines großen Gebäudes oder eines warmen Hauses (energieeffizient) berechnen müssen – ja, ist es richtig, bei der Berechnung die Wärmedurchgangskoeffizienten von Fensterrahmen und Eingangstüren zu berücksichtigen.

Bei niedrigen Einzelwohngebäuden aus traditionellen Materialien können Tür- und Fensteröffnungen jedoch vernachlässigt werden. Diese. Ziehen Sie ihre Fläche nicht von der Gesamtfläche der Fassadenwände ab.

Allgemeiner Wärmeverlust durch Wände

Wir ermitteln den Wärmeverlust einer Wand pro Quadratmeter, wenn sich die Lufttemperatur innerhalb und außerhalb des Hauses um ein Grad unterscheidet.

Teilen Sie dazu die Einheit durch den zuvor berechneten Wärmeübergangswiderstand der Wand:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^ÖMIT

Wenn man den Wärmeverlust pro Quadratmeter Außenwandumfang kennt, kann man den Wärmeverlust bei bestimmten Außentemperaturen bestimmen.

Zum Beispiel, wenn die Temperatur in der Hütte +20 beträgt ^ÖC, und draußen sind es -17°C ^ÖC beträgt der Temperaturunterschied 20+17=37 ^ÖC. In einer solchen Situation beträgt der Gesamtwärmeverlust der Wände unseres bedingten Hauses:

0,91 336 37 = 11313 W,

Wobei: 0,91 – Wärmeübergangswiderstand pro Quadratmeter Wand; 336 – Bereich der Fassadenwände; 37 - Temperaturunterschied zwischen Raum- und Straßenatmosphäre.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Wärmedämmstoffen zur Boden-/Wanddämmung, Trockenestrich und Wandausgleich

Lassen Sie uns den resultierenden Wärmeverlustwert in Kilowattstunden umrechnen; sie sind für die Wahrnehmung und spätere Berechnung der Leistung des Heizsystems bequemer.

Wärmeverlust von Wänden in Kilowattstunden

Lassen Sie uns zunächst herausfinden, wie viel Wärmeenergie in einer Stunde bei einem Temperaturunterschied von 37 durch die Wände strömt ^ÖMIT.

Wir erinnern Sie daran, dass die Berechnung für ein Haus durchgeführt wird, dessen strukturelle Eigenschaften bedingt für Demonstrationsberechnungen ausgewählt wurden:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Dabei ist: 11313 die zuvor erhaltene Wärmeverlustmenge; 1 Stunde; 1000 ist die Anzahl der Watt pro Kilowatt.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Baustoffen, die zur Dämmung von Wänden und Decken verwendet werden

Um den Wärmeverlust pro Tag zu berechnen, multiplizieren Sie den resultierenden Wärmeverlust pro Stunde mit 24 Stunden:

11,313 24 = 271,512 kWh

Lassen Sie uns der Klarheit halber den Verlust an Wärmeenergie während einer gesamten Heizperiode ermitteln:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Dabei ist: 7 die Anzahl der Monate in der Heizperiode; 30 – Anzahl der Tage im Monat; 271.512 - täglicher Wärmeverlust der Wände.

Der geschätzte Wärmeverlust eines Hauses mit den Eigenschaften der oben ausgewählten Umfassungskonstruktionen beträgt also 57.017,52 kWh für sieben Monate der Heizperiode.

Berücksichtigung des Einflusses der Belüftung in einem Privathaus

Als Beispiel berechnen wir die Lüftungswärmeverluste während der Heizperiode für ein herkömmliches quadratisches Häuschen mit einer 12 Meter breiten und 7 Meter hohen Wand.

Ohne Berücksichtigung von Möbeln und Innenwänden beträgt das Innenvolumen der Atmosphäre in diesem Gebäude:

12 12 7 = 1008 m³

Bei Lufttemperatur +20 ^ÖC (Norm während der Heizperiode), seine Dichte beträgt 1,2047 kg/m³, und die spezifische Wärmekapazität beträgt 1,005 kJ/(kg·^ÖMIT).

Berechnen wir die Masse der Atmosphäre im Haus:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Wobei: 1008 die Lautstärke der häuslichen Atmosphäre ist; 1,2047 - Luftdichte bei t +20 ^ÖMIT .

Tabelle mit dem Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Materialien, der für genaue Berechnungen erforderlich sein kann

Nehmen wir eine fünffache Änderung des Luftvolumens in den Räumlichkeiten des Hauses an. Beachten Sie, dass die genaue Bedarf an Liefervolumen Die Frischluftzufuhr hängt von der Anzahl der Bewohner der Hütte ab.

Mit einem durchschnittlichen Temperaturunterschied zwischen Haus und Straße während der Heizperiode von 27 ^ÖC (20 ^ÖVon zu Hause, -7 ^ÖZur Erwärmung der kalten Zuluft wird pro Tag aus der Außenatmosphäre folgende Wärmeenergie benötigt:

5 27 1214,34 1,005 = 164755,58 kJ,

Dabei ist: 5 die Anzahl der Raumluftwechsel; 27 - Temperaturunterschied zwischen Raum- und Straßenatmosphäre; 1214,34 - Luftdichte bei t +20 ^ÖMIT; 1,005 ist die spezifische Wärmekapazität von Luft.

Lassen Sie uns Kilojoule in Kilowattstunden umrechnen, indem wir den Wert durch die Anzahl der Kilojoule in einer Kilowattstunde (3600) dividieren:

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Nachdem wir die Kosten für Wärmeenergie für die Erwärmung der Luft im Haus ermittelt haben, wenn diese fünfmal durch Zwangsbelüftung ersetzt wird, können wir den Wärmeverlust „Luft“ für eine siebenmonatige Heizperiode berechnen:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Wobei: 7 die Anzahl der „geheizten“ Monate ist; 30 ist die durchschnittliche Anzahl der Tage in einem Monat; 45,76 - täglicher Wärmeenergieverbrauch zur Erwärmung der Zuluft.

Der Energieverbrauch der Belüftung (Infiltration) ist unvermeidlich, da die Erneuerung der Luft in den Räumlichkeiten der Hütte von entscheidender Bedeutung ist.

Der Heizbedarf der wechselnden Luftatmosphäre im Haus muss berechnet, mit dem Wärmeverlust durch die Gebäudehülle aufsummiert und bei der Auswahl eines Heizkessels berücksichtigt werden. Es gibt noch eine weitere Art des Wärmeenergieverbrauchs, die letzte ist der Abwasserwärmeverlust.

Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung

Wenn in warmen Monaten kaltes Wasser aus dem Wasserhahn in die Hütte gelangt, ist es während der Heizperiode eisig und hat eine Temperatur von nicht mehr als +5 ^ÖC. Baden, Geschirr spülen und Wäsche waschen sind ohne Erhitzen des Wassers nicht möglich.

Das im Toilettenspülkasten gesammelte Wasser kommt durch die Wände mit der Wohnatmosphäre in Kontakt und entzieht dabei etwas Wärme. Was passiert mit Wasser, das durch die Verbrennung von unfreiem Brennstoff erhitzt und für den häuslichen Bedarf ausgegeben wird? Es wird in die Kanalisation geschüttet.

Zweikreiskessel mit indirektem Heizkessel, der sowohl zur Erwärmung des Kühlmittels als auch zur Warmwasserversorgung des dafür errichteten Kreislaufs dient

Schauen wir uns ein Beispiel an. Nehmen wir an, eine dreiköpfige Familie verbraucht 17 m³ Wasser monatlich. 1000 kg/m³ ist die Dichte von Wasser und beträgt 4,183 kJ/kg^ÖC ist seine spezifische Wärmekapazität.

Die durchschnittliche Heiztemperatur von Wasser für den häuslichen Bedarf soll +40 betragen ^ÖC. Dementsprechend ist der Unterschied in der durchschnittlichen Temperatur zwischen dem in das Haus eintretenden Kaltwasser (+5 ^ÖC) und in einem Kessel erhitzt (+30). ^ÖC) es stellt sich heraus, 25 ^ÖMIT.

Zur Berechnung der Abwasserwärmeverluste berücksichtigen wir:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Wobei: 17 das monatliche Volumen des Wasserverbrauchs ist; 1000 ist die Dichte von Wasser; 25 - Temperaturunterschied zwischen kaltem und erhitztem Wasser; 4.183 - spezifische Wärmekapazität von Wasser;

Um Kilojoule in verständlichere Kilowattstunden umzurechnen:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Somit gelangt während der siebenmonatigen Heizperiode Wärmeenergie in die Kanalisation in Höhe von:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Der Wärmeenergieverbrauch zum Erhitzen von Wasser für hygienische Zwecke ist im Vergleich zum Wärmeverlust durch Wände und Belüftung gering. Es handelt sich aber auch um Energiekosten, die den Heizkessel bzw. Boiler belasten und einen Brennstoffverbrauch verursachen.

Berechnung der Heizkesselleistung

Der Heizkessel als Teil des Heizsystems soll den Wärmeverlust des Gebäudes ausgleichen. Und auch für den Fall Zweikreissystem oder wenn der Kessel mit einem indirekten Heizkessel ausgestattet wird, um Wasser aus hygienischen Gründen zu erwärmen.

Durch die Berechnung des täglichen Wärmeverlusts und des Warmwasserverbrauchs „an die Kanalisation“ können Sie die erforderliche Kesselleistung für ein Ferienhaus in einem bestimmten Gebiet und die Eigenschaften der umschließenden Strukturen genau bestimmen.

Ein Einkreiskessel erwärmt lediglich das Kühlmittel für die Heizungsanlage

Um die Leistung des Heizkessels zu bestimmen, müssen die Kosten für die Wärmeenergie des Hauses durch die Fassadenwände und für die Erwärmung der wechselnden Luftatmosphäre im Innenraum berechnet werden.

Benötigt werden Angaben zum Wärmeverlust in Kilowattstunden pro Tag – bei einem konventionellen Haus, exemplarisch berechnet, sind das:

271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,

Wo: 271,512 – täglicher Wärmeverlust von Außenwänden; 45,76 - täglicher Wärmeverlust zur Erwärmung der Zuluft.

Dementsprechend beträgt die erforderliche Heizleistung des Kessels:

317.272: 24 (Stunden) = 13,22 kW

Allerdings steht ein solcher Kessel ständig unter hoher Belastung, was seine Lebensdauer verkürzt. Und an besonders frostigen Tagen reicht die Auslegungsleistung des Kessels nicht aus, da bei einem hohen Temperaturunterschied zwischen Raum- und Straßenatmosphäre der Wärmeverlust des Gebäudes stark ansteigt.

Deshalb Wählen Sie einen Kessel Nach der durchschnittlichen Berechnung der Wärmeenergiekosten lohnt es sich nicht – es kann sein, dass es starken Frösten nicht gewachsen ist.

Es wäre sinnvoll, die erforderliche Leistung der Kesselausrüstung um 20 % zu erhöhen:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Um die erforderliche Leistung des zweiten Kreislaufs des Kessels zu berechnen, der Wasser zum Geschirrspülen, Baden usw. erhitzt, müssen Sie den monatlichen Wärmeverbrauch der „Abwasser“-Wärmeverluste durch die Anzahl der Tage im Monat und durch 24 Stunden dividieren :

493,82:30:24 = 0,68 kW

Basierend auf den Berechnungen beträgt die optimale Kesselleistung für das Beispielhaus 15,86 kW für den Heizkreis und 0,68 kW für den Heizkreis.

Auswahl an Heizkörpern

Traditionell Heizkörperleistung Es wird empfohlen, die Auswahl entsprechend der Fläche des beheizten Raums zu treffen und für alle Fälle den Strombedarf um 15–20 % zu überschätzen.

Schauen wir uns anhand eines Beispiels an, wie richtig die Methode zur Auswahl eines Heizkörpers ist: „10 m2 Fläche – 1,2 kW“.

Die Wärmeleistung von Heizkörpern hängt von der Art ihres Anschlusses ab, die bei der Berechnung des Heizsystems berücksichtigt werden muss

Ausgangsdaten: Eckzimmer im ersten Stockwerk eines zweigeschossigen Einzelhauses; Außenwand aus zweireihigen Keramikziegeln; Raumbreite 3 m, Länge 4 m, Deckenhöhe 3 m.

Unter Verwendung eines vereinfachten Auswahlschemas wird vorgeschlagen, die Raumfläche zu berechnen. Wir berücksichtigen:

3 (Breite) 4 (Länge) = 12 m²

Diese. Die erforderliche Leistung des Heizkörpers beträgt bei einer Erhöhung um 20 % 14,4 kW. Berechnen wir nun die Leistungsparameter des Heizkörpers basierend auf dem Wärmeverlust des Raumes.

Tatsächlich beeinflusst die Fläche des Raums den Wärmeenergieverlust weniger als die Fläche seiner Wände, die einer Seite außerhalb des Gebäudes (Fassade) zugewandt sind.

Daher berechnen wir genau die Fläche der im Raum vorhandenen „Straßen“-Wände:

3 (Breite) 3 (Höhe) + 4 (Länge) 3 (Höhe) = 21 m²

Wenn wir die Fläche der Wände kennen, die Wärme „auf die Straße“ übertragen, berechnen wir den Wärmeverlust, wenn sich die Raum- und Straßentemperaturen um 30 unterscheiden^Ö (im Haus +18 ^ÖC, außen -12 ^ÖC) und sofort in Kilowattstunden:

0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,

Wobei: 0,91 - Wärmedurchgangswiderstand m2 der nach „außen“ gerichteten Raumwände; 21 - Bereich der „Straßenmauern“; 30 - Temperaturunterschied innerhalb und außerhalb des Hauses; 1000 ist die Anzahl der Watt pro Kilowatt.

Laut Baunormen befinden sich Heizgeräte in Bereichen mit maximalem Wärmeverlust.Beispielsweise werden Heizkörper unter Fensteröffnungen installiert, Heißluftpistolen werden über dem Hauseingang installiert. In Eckräumen werden Batterien an kahlen Wänden installiert, die maximaler Windeinwirkung ausgesetzt sind.

Es stellt sich heraus, dass der Wärmeverlust durch die Fassadenwände dieser Struktur bei 30 ausgeglichen werden soll^Ö Aufgrund des Temperaturunterschieds im Haus und draußen ist eine Heizung mit einer Leistung von 0,57 kWh ausreichend. Erhöhen wir die benötigte Leistung um 20, sogar 30 % – wir erhalten 0,74 kWh.

Somit kann der reale Heizleistungsbedarf deutlich geringer sein als bei der Handelsregelung „1,2 kW pro Quadratmeter Raumfläche“.

Darüber hinaus führt eine korrekte Berechnung der erforderlichen Leistung von Heizkörpern zu einer Reduzierung der Lautstärke Kühlmittel im Heizsystem, was die Belastung des Kessels und die Brennstoffkosten reduziert.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wohin geht die Wärme aus dem Haus – die Antworten liefert ein visuelles Video:

Das Video erläutert die Vorgehensweise zur Berechnung des Wärmeverlusts eines Hauses durch die Gebäudehülle. Wenn Sie den Wärmeverlust kennen, können Sie die Leistung des Heizsystems genau berechnen:

Ein ausführliches Video zu den Prinzipien der Auswahl der Leistungscharakteristik eines Heizkessels finden Sie unten:

Die Wärmeerzeugung wird von Jahr zu Jahr teurer – die Brennstoffpreise steigen. Und es gibt immer nicht genug Wärme. Dem Energieverbrauch eines Ferienhauses kann man nicht gleichgültig gegenüberstehen – es ist völlig unrentabel.

Einerseits kostet jede neue Heizsaison den Hausbesitzer immer mehr. Andererseits kostet die Isolierung der Wände, des Fundaments und des Daches eines Landhauses gutes Geld. Je weniger Wärme das Gebäude verlässt, desto günstiger ist jedoch die Beheizung.

Die Wärmeerhaltung in den Räumlichkeiten des Hauses ist die Hauptaufgabe der Heizungsanlage in den Wintermonaten.Die Wahl der Leistung des Heizkessels hängt vom Zustand des Hauses und der Qualität der Isolierung seiner umschließenden Strukturen ab. Das Prinzip „Kilowatt pro 10 Quadratmeter Fläche“ funktioniert in einem Ferienhaus bei durchschnittlichem Zustand von Fassaden, Dach und Fundament.

Haben Sie die Heizungsanlage für Ihr Zuhause selbst berechnet? Oder ist Ihnen eine Diskrepanz in den Berechnungen im Artikel aufgefallen? Teilen Sie Ihre praktischen Erfahrungen oder den Umfang Ihres theoretischen Wissens mit, indem Sie im Block unter diesem Artikel einen Kommentar hinterlassen.