Quelle est la charge thermique pour chauffer un bâtiment

Pour chauffer la pièce, des appareils de chauffage de la puissance appropriée sont nécessaires. Le calcul de la charge thermique pour chauffer un bâtiment vous permet de déterminer exactement la puissance de la chaudière requise, la taille des radiateurs à installer et le système de chauffage le plus efficace. De nombreux facteurs sont pris en compte dans les calculs.

Concepts de charge thermique

Le chauffage d'une pièce est une compensation pour les pertes de chaleur. La chaleur est progressivement libérée par les murs, les fondations, les fenêtres et les portes. Plus la température extérieure est basse, plus le transfert de chaleur vers l'extérieur est rapide. Pour maintenir une température confortable à l'intérieur du bâtiment, des radiateurs sont installés. Leurs performances doivent être suffisamment élevées pour couvrir les pertes de chaleur.

La charge thermique est définie comme la somme des déperditions thermiques du bâtiment, égale à la puissance de chauffage requise. Après avoir calculé combien et comment la maison perd de la chaleur, ils découvrent la puissance du système de chauffage. Le total ne suffit pas. Une pièce avec 1 fenêtre perd moins de chaleur qu'une pièce avec 2 fenêtres et un balcon, l'indicateur est donc calculé pour chaque pièce séparément.

Lors du calcul, veillez à prendre en compte la hauteur du plafond. S'il ne dépasse pas 3 m, le calcul est effectué en fonction de la taille de la zone. Si la hauteur est de 3 à 4 m, le débit est calculé en volume.

Facteurs affectant la TN

De nombreux facteurs affectent la perte de chaleur :

• Fondation - la version isolée retient la chaleur dans la maison, la version non isolée laisse passer jusqu'à 20%
• Mur - le béton cellulaire ou le béton de bois a un débit beaucoup plus faible qu'un mur de briques. Les briques d'argile rouge retiennent mieux la chaleur que les briques de silicate. L'épaisseur de la cloison est également importante : un mur composé de briques de 65 cm d'épaisseur et de béton mousse de 25 cm d'épaisseur a le même niveau de déperdition thermique.
• Isolation thermique - l'isolation thermique change considérablement le tableau. L'isolation extérieure avec de la mousse de polyuréthane - une feuille de 25 mm d'épaisseur - est égale en efficacité au deuxième mur de briques d'une épaisseur de 65 cm. La finition avec un liège à l'intérieur - une feuille de 70 mm - remplace 25 cm de béton mousse. Ce n'est pas en vain que les experts disent qu'un chauffage efficace commence par une bonne isolation.
• Toit - structure en pente et grenier isolé réduisent les pertes. Un toit plat en dalles de béton armé laisse passer jusqu'à 15 % de chaleur.
• Surface vitrée - la conductivité thermique du verre est très élevée. Quelle que soit l'étanchéité des cadres, la chaleur s'échappe à travers le verre. Plus il y a de fenêtres et plus leur surface est grande, plus la charge thermique du bâtiment est élevée.
• Ventilation - le niveau de perte de chaleur dépend des performances de l'appareil et de la fréquence d'utilisation. Le système de récupération permet de réduire quelque peu les pertes.
• La différence entre la température extérieure et intérieure de la maison - plus elle est élevée, plus la charge est élevée.
• Distribution de la chaleur à l'intérieur du bâtiment - affecte les performances de chaque pièce. Les pièces à l'intérieur du bâtiment se refroidissent moins : lors du calcul d'une température confortable ici, elles considèrent la valeur de +20 C. Les pièces du fond se refroidissent plus rapidement - la température normale ici sera de +22 C.Dans la cuisine, il suffit de chauffer l'air jusqu'à +18 C, car il existe ici de nombreuses autres sources de chaleur : cuisinière, four, réfrigérateur.

Lors du calcul de la charge thermique d'un immeuble d'habitation, le matériau, l'épaisseur et l'isolation des cloisons et des plafonds sont pris en compte.

Caractéristiques de l'objet pour le calcul

La charge thermique pour le chauffage et les pertes de chaleur à la maison ne sont pas la même chose. Un bâtiment technique n'a pas besoin d'être chauffé aussi intensément qu'un local d'habitation. Avant de procéder aux calculs, il est établi ce qui suit :

• Le but de l'objet est un immeuble résidentiel, un appartement, une école, une salle de sport, un magasin. Les besoins en chauffage sont différents.
• Les caractéristiques de l'architecture sont la taille des ouvertures des fenêtres et des balcons, la disposition du toit, la présence de greniers et de sous-sols, le nombre d'étages du bâtiment, etc.
• Normes de température - elles sont différentes pour les salons et un bureau.
• Objectif des locaux - ce paramètre est important pour les installations de production, car chaque atelier ou même un site nécessite un régime de température différent.
• Construction de clôtures extérieures - murs extérieurs et toits.
• Niveau d'entretien - l'approvisionnement en eau chaude réduit les pertes de chaleur, la ventilation intensive augmente.
• Le nombre de personnes qui sont constamment dans la maison - par exemple, affecte les indicateurs de température et d'humidité.
• Le nombre de points d'admission du liquide de refroidissement - plus il y en a, plus la perte de chaleur est importante.
• Autres caractéristiques - par exemple, la présence d'une piscine, d'un sauna, d'une serre ou le nombre d'heures de présence des personnes dans le bâtiment.

Lors du calcul des pertes de chaleur dans un magasin ou dans un centre de restauration, la quantité d'équipements générant de la chaleur est prise en compte - vitrines, réfrigérateurs, appareils de cuisine.

Types de charges thermiques

Les charges thermiques sont de nature différente. Il existe un certain niveau constant de perte de chaleur associée à l'épaisseur des murs et à la structure du toit. Il y en a des temporaires - avec une forte baisse de température, avec une ventilation intensive. Le calcul de la charge thermique totale en tient compte.

Charges saisonnières

C'est le nom de la perte de chaleur associée au temps. Ceci comprend:

• la différence entre la température extérieure et intérieure de la pièce ;
• vitesse et direction du vent;
• la quantité de rayonnement solaire - avec un ensoleillement élevé du bâtiment et un grand nombre de jours ensoleillés, même en hiver, la maison se refroidit moins;
• l'humidité de l'air.

La charge saisonnière se distingue par un horaire annuel variable et un horaire journalier constant. La demande de chaleur saisonnière est le chauffage, la ventilation et la climatisation. Les 2 premières espèces sont référées à celles d'hiver.

Les formules n'utilisent pas des changements brusques à court terme de température et d'humidité - maximum, mais moyennées : les valeurs observées sur les 5 jours les plus froids des 5 hivers les plus froids en 50 ans.

Thermique permanente

L'approvisionnement en eau chaude et les dispositifs technologiques sont visés toute l'année. Ce dernier est important pour les entreprises industrielles : les digesteurs, les réfrigérateurs industriels et les étuves émettent une quantité gigantesque de chaleur.

Dans les bâtiments résidentiels, la charge d'eau chaude devient comparable à la charge de chauffage. Cette valeur change peu au cours de l'année, mais fluctue fortement en fonction de l'heure du jour et du jour de la semaine. En été, la consommation de FGP est réduite de 30%, car la température de l'eau dans le système d'alimentation en eau froide est de 12 degrés plus élevée qu'en hiver. Pendant la saison froide, la consommation d'eau chaude augmente, surtout le week-end.

Chaleur sèche

Le mode confort est déterminé par la température et l'humidité de l'air. Ces paramètres sont calculés sur la base des concepts de chaleur sèche et latente. Sec est une valeur mesurée avec un thermomètre à bulbe sec spécial. Il est affecté par :

• vitrage et portes;
• charges d'ensoleillement et de chaleur pour le chauffage en hiver ;
• cloisons entre pièces à températures différentes, sols au-dessus des espaces vides, plafonds sous les greniers ;
• fissures, crevasses, interstices dans les murs et les portes ;
• conduits d'air à l'extérieur des zones chauffées et ventilation;
• équipement;
• gens.

Sols sur fondation en béton, les murs enterrés ne sont pas pris en compte dans les calculs.

Chaleur latente

Ce paramètre détermine l'humidité de l'air. La provenance est :

• équipement - chauffe l'air, réduit l'humidité;
• les gens sont une source d'humidité;
• courants d'air traversant les fissures et les crevasses des murs.

Habituellement, la ventilation n'affecte pas la sécheresse de la pièce, mais il existe des exceptions.

Méthodes de calcul de la charge thermique sur le chauffage d'un bâtiment

Pour calculer la charge thermique requise, les données sur les normes de température et d'humidité sont extraites de GOST et SNiP. Il y a aussi des informations sur les coefficients de transfert de chaleur de différents matériaux et conceptions. Lors du calcul, les données de passeport des radiateurs, de la chaudière de chauffage et des autres équipements doivent être prises en compte.

Les calculs comprennent :

• flux de chaleur du radiateur - valeur maximale;
• consommation maximale pendant 1 heure lorsque le système de chauffage fonctionne ;
• frais de chauffage pour la saison.

La valeur approximative donne le rapport entre les données calculées et la superficie de la maison ou des pièces. Cependant, cette approche ne prend pas en compte les caractéristiques structurelles du bâtiment.

Calcul des pertes de chaleur à l'aide d'indicateurs agrégés

La méthode est utilisée lorsque les caractéristiques exactes du bâtiment ne peuvent être déterminées. Pour calculer la charge thermique, utilisez la formule.

Qfrom = α * qо * V * (tv-tn.r); Où:

• q° - indice thermique spécifique du bâtiment selon le projet ou le tableau type. Pour les bâtiments à des fins différentes - un immeuble résidentiel, un garage, un laboratoire - c'est différent.
• a est un facteur de correction différent pour différentes zones climatiques.
• Ví - volume extérieur du bâtiment, m³.
• TVn et Tnro - température à l'intérieur et à l'extérieur de la maison.

La méthode permet de calculer des indicateurs pour l'ensemble du bâtiment et pour chaque zone ou pièce. Cependant, la formule n'inclut pas de données sur la conductivité thermique des matériaux à partir desquels la maison est construite, et les indicateurs pour le bois, le béton cellulaire et la pierre sont très différents.

Détermination du transfert de chaleur des équipements de chauffage et de ventilation

Pour obtenir un résultat plus fiable, utilisez le calcul pour les murs et les fenêtres et calculez en plus la charge thermique de la ventilation. Les calculs se font en plusieurs étapes :

• calculer la superficie des murs et des vitrages;
• calculer la résistance au transfert de chaleur à l'aide des données du répertoire ;
• le coefficient est calculé par type d'isolation - les données sont également dans le référentiel du bâtiment, elles peuvent être précisées dans le passeport produit ;
• calculer le niveau de perte de chaleur par les fenêtres;
• les valeurs calculées sont multipliées par la somme des températures (intérieur et extérieur du bâtiment) et la consommation totale de chaleur est obtenue.

Le calcul de la charge de ventilation thermique est effectué selon la formule Qv = c * m * (Tv-Tn)où:

• Qv - consommation de chaleur par ventilation ;
• de - capacité calorifique de l'air ;
• m - masse d'air : en moyenne, pour une ventilation normale, un volume d'air égal à trois fois la quadrature du local est requis ; la masse est obtenue en multipliant la valeur par la densité de l'air ;
• Tv-Tn - la différence entre la température extérieure et intérieure.

L'indicateur global est obtenu en additionnant les déperditions calorifiques calculées du bâtiment et les déperditions par ventilation.

Calcul des valeurs prenant en compte divers éléments de l'enveloppe du bâtiment

Si vous utilisez des données théoriques pour les calculs - indicateurs de perte de chaleur de chaque matériau - le résultat n'est toujours pas tout à fait exact. Dans les calculs, il est impossible de prendre en compte le nombre et la taille des fissures et des lacunes, le travail d'éclairage, etc.

Le résultat le plus précis est fourni par une étude d'imagerie thermique du bâtiment. La procédure est effectuée dans l'obscurité, avec les lumières éteintes.Il est recommandé de retirer les tapis et les meubles pendant un certain temps afin de ne pas fausser les lectures.

L'enquête se déroule en 3 étapes :

• à l'aide d'une caméra thermique, ils étudient la pièce de l'intérieur, examinent attentivement les coins et les joints;
• mesurer les pertes de l'extérieur - c'est ainsi que toutes les caractéristiques des matériaux et de l'architecture sont prises en compte;
• les données de l'appareil sont transférées vers un ordinateur, le résultat est calculé.

Sur la base des résultats de l'enquête, des recommandations sont formulées : pour l'isolation, la reconstruction, le choix des appareils de chauffage.

Les chaudières modernes sont équipées de régulateurs de puissance. Ce sont des appareils qui maintiennent les performances à un niveau défini, mais empêchent les surtensions et les creux pendant le fonctionnement. Il existe des limites à l'utilisation des ressources énergétiques : si la valeur fixée est dépassée, le paiement du gaz ou de l'électricité augmente. Le PTH limite la consommation énergétique du carburant.