Consommation de gaz pour le chauffage d'une maison de 200 m² : détermination des coûts lors de l'utilisation du gaz de ville et du gaz en bouteille

Les propriétaires de maisons de taille moyenne et grande doivent planifier les coûts d'entretien de leur logement. C'est pourquoi il est souvent nécessaire de calculer la consommation de gaz pour le chauffage d'une maison de 200 m² ou plus. L'architecture originale ne permet généralement pas d'utiliser la méthode des analogies et de trouver des calculs déjà prêts.

Cependant, il n'est pas nécessaire de payer pour résoudre ce problème. Tous les calculs peuvent être effectués par vous-même. Pour cela, des connaissances de certaines réglementations ainsi qu'une compréhension de la physique et de la géométrie au niveau scolaire seront nécessaires.

Nous vous aiderons à comprendre cette question cruciale pour un économiste domestique. Nous vous indiquerons quelles formules utiliser pour les calculs, quelles caractéristiques connaître pour obtenir un résultat. Dans notre article, nous présentons des exemples sur la base desquels il sera plus facile de faire votre propre calcul.

Détermination de la quantité de perte d'énergie

Pour déterminer la quantité d'énergie perdue par la maison, il est nécessaire de connaître les caractéristiques climatiques de la région, la conductivité thermique des matériaux et les normes de ventilation. Et pour calculer le volume de gaz nécessaire, il suffit de connaître son pouvoir calorifique. Le plus important dans ce travail est l'attention aux détails.

Le chauffage du bâtiment doit compenser les pertes de chaleur qui se produisent pour deux raisons principales : les fuites de chaleur autour du périmètre de la maison et l'apport d'air froid par le système de ventilation. Ces deux processus sont décrits par des formules mathématiques avec lesquelles vous pouvez effectuer les calculs vous-même.

Conductivité thermique et résistance thermique du matériau

Tout matériau peut conduire la chaleur. L'intensité de son transfert est exprimée par le coefficient de conductivité thermique λ (W / (m × °C)). Plus il est faible, mieux le bâtiment est protégé contre le gel en hiver.

Les coûts de chauffage dépendent de la conductivité thermique du matériau à partir duquel la maison sera construite. Ceci est particulièrement important pour les régions “froides” du pays.

Cependant, les bâtiments peuvent être construits ou isolés avec des matériaux d'épaisseurs différentes. C'est pourquoi, dans les calculs pratiques, on utilise le coefficient de résistance au transfert thermique :

R (m² × °C / W)

Il est lié à la conductivité thermique par la formule suivante :

R = h / λ,

où h est l'épaisseur du matériau (m).

Exemple. Déterminons le coefficient de résistance au transfert thermique de différents blocs de béton cellulaire de marque D700 en fonction de leur largeur pour λ = 0.16 :

• largeur 300 mm : R = 0.3 / 0.16 = 1.88 ;
• largeur 400 mm : R = 0.4 / 0.16 = 2.50.

Pour les matériaux isolants et les blocs de fenêtres, on peut indiquer à la fois le coefficient de conductivité thermique et le coefficient de résistance thermique.

Si la structure enveloppante est composée de plusieurs matériaux, lors de la détermination du coefficient de résistance au transfert thermique de l'ensemble du “sandwich”, on additionne les coefficients de ses différentes couches.

Exemple. Le mur est construit en blocs de béton cellulaire (λ_b = 0,16), avec une épaisseur de 300 mm. Il est isolé à l'extérieur avec du polystyrène extrudé (λ_p = 0,03) d'une épaisseur de 50 mm, et à l'intérieur, il est revêtu de lambris (λ_v = 0,18) d'une épaisseur de 20 mm.

Il existe des tableaux pour différentes régions, dans lesquels sont indiquées les valeurs minimales du coefficient global de transfert thermique pour le périmètre de la maison. Ils ont un caractère indicatif.

Maintenant, on peut calculer le coefficient total de résistance au transfert thermique :

R = 0.3 / 0.16 + 0.05 / 0.03 + 0.02 / 0.18 = 1.88 + 1.66 + 0.11 = 3.65.

La contribution des couches qui sont insignifiantes du point de vue des “performances d'isolation thermique” peut être négligée.

Calcul des pertes thermiques à travers les structures enveloppantes

Les pertes de chaleur Q (W) à travers une surface homogène peuvent être calculées comme suit :

Q = S × dT / R,

où :

• S – la surface de la zone considérée (m²) ;
• dT – la différence de température entre l'air intérieur et extérieur du local (°C) ;
• R – le coefficient de résistance au transfert thermique de la surface (m² * °C / W).

Pour déterminer l'indicateur total de toutes les pertes de chaleur, on effectue les opérations suivantes :

1. on identifie les zones qui sont homogènes en termes de coefficient de résistance au transfert thermique ;
2. on calcule leurs surfaces ;
3. on détermine les indicateurs de résistance thermique ;
4. on effectue le calcul des pertes de chaleur pour chacune des zones ;
5. on additionne les valeurs obtenues.

Exemple. Une pièce d'angle de 3 × 4 mètres à l'étage supérieur avec un grenier froid. La hauteur finie sous plafond est de 2.7 mètres. Il y a 2 fenêtres de dimensions 1 × 1.5 m.

Trouvons les pertes de chaleur à travers le périmètre pour une température de l'air intérieur de “+25 °C “ et extérieur de “–15 °C” :

1. Identifions les zones homogènes en termes de coefficient de résistance : le plafond, les murs, les fenêtres.
2. La surface du plafond S_p = 3 × 4 = 12 m². La surface des fenêtres S_o = 2 × (1 × 1.5) = 3 m². La surface des murs S_s = (3 + 4) × 2.7 – S_o = 29.4 m².
3. Le coefficient de résistance thermique du plafond est composé de l'indicateur du plancher (planche d'une épaisseur de 0,025 m), de l'isolant (panneaux de laine minérale d'une épaisseur de 0,10 m) et du plancher en bois du grenier (bois et contreplaqué d'une épaisseur totale de 0,05 m) : R_p = 0,025 / 0,18 + 0,1 / 0,037 + 0,05 / 0,18 = 3,12. Pour les fenêtres, la valeur est tirée du passeport du double vitrage : R_o = 0,50. Pour un mur construit comme dans l'exemple précédent : R_c = 3,65.
4. Q_p = 12 × 40 / 3,12 = 154 W. Q_o = 3 × 40 / 0,50 = 240 W. Q_c = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 W.
5. Les pertes thermiques totales de la pièce modèle à travers les structures enveloppantes Q = Q_p + Q_o + Q_c = 716 W.

Le calcul à l'aide des formules fournies donne une bonne approximation à condition que le matériau corresponde aux qualités de conductivité thermique déclarées et qu'il n'y ait pas d'erreurs susceptibles d'être commises lors de la construction. Le vieillissement des matériaux et de la structure de la maison dans son ensemble peut également poser problème.

Géométrie typique des murs et des toits

Pour déterminer les pertes de chaleur, on prend généralement les paramètres linéaires (longueur et hauteur) de la structure en dimensions intérieures plutôt qu'extérieures. C'est-à-dire que lors du calcul du transfert de chaleur à travers le matériau, on prend en compte la surface de contact de l'air chaud, et non de l'air froid.

En calculant le périmètre intérieur, il faut également tenir compte de l'épaisseur des cloisons intérieures. Il est plus simple de le faire à partir du plan de la maison, généralement tracé sur du papier avec une grille à l'échelle.

Ainsi, par exemple, pour une maison de dimensions 8 × 10 mètres et une épaisseur de mur de 0,3 mètre, le périmètre intérieur P_int = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 m, et le périmètre extérieur P_ext = (8 + 10) × 2 = 36 m.

Le plancher intermédiaire a généralement une épaisseur comprise entre 0,20 et 0,30 m. Par conséquent, la hauteur des deux étages du sol du premier au plafond du second, vue de l'extérieur, est égale à H_ext = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 m. Si l'on additionne uniquement la hauteur finie, on obtient une valeur plus petite : H_int = 2,7 + 2,7 = 5,4 m. Contrairement aux murs, le plancher intermédiaire n'a pas de fonction d'isolation, c'est pourquoi il faut utiliser H_ext pour les calculs.

Pour les maisons à deux étages d'une superficie d'environ 200 m², la différence entre la surface des murs intérieurs et extérieurs est de 6 à 9 %. De même, les paramètres géométriques du toit et des planchers sont pris en compte en dimensions intérieures.

Le calcul de la surface des murs pour les cottages de géométrie simple est élémentaire, car les fragments sont constitués de sections rectangulaires et de pignons de combles et de greniers.

Les pignons des mansardes et des greniers ont dans la plupart des cas la forme d'un triangle ou d'un pentagone symétrique verticalement. Vous pouvez calculer leur superficie assez facilement.

Pour calculer les pertes de chaleur par le toit, il suffit dans la plupart des cas d'appliquer les formules pour déterminer les surfaces du triangle, du rectangle et du trapèze.

Les formes de toits les plus courantes pour les maisons individuelles. En mesurant leurs paramètres, vous devez vous rappeler que les calculs utilisent les dimensions intérieures (sans les débords de corniche).

La surface de la toiture posée ne peut pas être utilisée pour déterminer les pertes de chaleur, car elle inclut les débords qui ne sont pas pris en compte dans la formule. De plus, le matériau (par exemple, le carton bitumé ou la tôle d'acier galvanisé profilée) est souvent posé avec un léger recouvrement.

Parfois, il semble que calculer la surface du toit soit assez compliqué. Cependant, à l'intérieur de la maison, la géométrie de l'enveloppe isolée de l'étage supérieur peut être beaucoup plus simple.

La géométrie rectangulaire des fenêtres ne pose pas non plus de problèmes lors des calculs. Si les doubles vitrages ont une forme complexe, vous pouvez ne pas calculer leur surface, mais la trouver dans la fiche technique du produit.

Pertes thermiques à travers le sol et les fondations

Le calcul des pertes de chaleur dans le sol à travers le plancher de l'étage inférieur, ainsi qu'à travers les murs et le plancher du sous-sol, est effectué selon les règles définies dans l'Annexe “E” du SP 50.13330.2012. En effet, la vitesse de propagation de la chaleur dans le sol est beaucoup plus faible que dans l'atmosphère, c'est pourquoi les sols peuvent également être considérés comme un matériau isolant.

Mais comme ils sont sujets au gel, la zone du plancher est divisée en 4 zones. La largeur des trois premières est de 2 mètres, et la quatrième zone correspond à la partie restante.

Les zones de pertes de chaleur du plancher et du sous-sol épousent la forme du périmètre des fondations. Les principales pertes de chaleur se produiront par la zone n°1.

Pour chaque zone, on détermine le coefficient de résistance thermique que le sol ajoute :

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

Si les sols sont isolés, pour déterminer le coefficient de résistance thermique global, on additionne les valeurs de l'isolant et du sol.

Exemple. Soit une maison avec des dimensions extérieures de 10 × 8 m et une épaisseur de mur de 0.3 mètre, dotée d'un sous-sol de 2.7 mètres de profondeur. Son plafond est situé au niveau du sol. Vous devez calculer les pertes de chaleur dans le sol pour une température intérieure de l'air “+25 °C” et une température extérieure de “–15 °C”.

Supposons que les murs soient en blocs FBS, d'une épaisseur de 40 cm (λ_f = 1.69). À l'intérieur, ils sont recouverts de planches d'une épaisseur de 4 cm (λ_d = 0.18). Le sol du sous-sol est en béton d'argile expansée, d'une épaisseur de 12 cm (λ_k = 0.70). Alors le coefficient de résistance thermique des murs du soubassement : R_s = 0.4 / 1.69 + 0.04 / 0.18 = 0.46, et celui du sol R_p = 0.12 / 0.70 = 0.17.

Les dimensions intérieures de la maison seront de 9.4 × 7.4 mètres.

Schéma de division du sous-sol en zones pour le problème à résoudre. Le calcul des surfaces avec une géométrie aussi simple se réduit à déterminer les côtés des rectangles et à les multiplier.

Calculons les surfaces et les coefficients de résistance au transfert thermique par zones :

• La zone 1 ne concerne que le mur. Elle a un périmètre de 33.6 m et une hauteur de 2 m. Donc S₁ = 33.6 × 2 = 67.2. R_z1 = R_s + R₁ = 0.46 + 2.1 = 2.56.
• Zone 2 le long du mur. Elle a un périmètre de 33.6 m et une hauteur de 0.7 m. Donc S_2c = 33.6 × 0.7 = 23.52. R_z2s = R_s + R₂ = 0.46 + 4.3 = 4.76.
• Zone 2 au sol. S_2p = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. R_z2p = R_p + R₂ = 0.17 + 4.3 = 4.47.
• La zone 3 ne concerne que le sol. S₃ = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. R_z3 = R_p + R₃ = 0.17 + 8.6 = 8.77.
• La zone 4 ne concerne que le sol. S₄ = 2.8 × 0.8 = 2.24. R_z4 = R_p + R₄ = 0.17 + 14.2 = 14.37.

Les pertes de chaleur du sous-sol Q = (S₁ / R_z1 + S_2c / R_z2s + S_2p / R_z2p + S₃ / R_z3 + S₄ / R_z4) × dT = (26.25 + 4.94 + 8.26 + 3.47 + 0.16) × 40 = 1723 W.

Prise en compte des locaux non chauffés

Lors du calcul des pertes de chaleur, il arrive souvent qu'une maison comporte une pièce non chauffée mais isolée. Dans ce cas, le transfert d'énergie se fait en deux étapes. Examinons cette situation à l'exemple du grenier.

Dans un grenier isolé mais non chauffé, pendant la période froide, la température est plus élevée qu'à l'extérieur. Cela est dû au transfert de chaleur à travers le plancher intermédiaire.

Le problème principal est que la surface du plancher entre le grenier et l'étage supérieur diffère de la surface du toit et des pignons. Dans ce cas, il faut utiliser la condition d'équilibre de transfert de chaleur Q₁ = Q₂.

On peut également l'écrire de la manière suivante :

K₁ × (T₁ – T_#) = K₂ × (T_# – T₂),

où :

• K₁ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n pour le plancher entre la partie chauffée de la maison et le local froid ;
• K₂ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n pour le plancher entre le local froid et l'extérieur.

À partir de l'égalité de transfert de chaleur, on trouve la température qui s'établira dans le local froid pour des valeurs connues dans la maison et à l'extérieur. T_# = (K₁ × T₁ + K₂ × T₂) / (K₁ + K₂). Ensuite, on substitue la valeur dans la formule et on trouve les déperditions de chaleur.

Exemple. Supposons que les dimensions intérieures de la maison soient de 8 x 10 mètres. L'angle du toit est de 30°. La température de l'air dans les pièces est de “+25 °C”, et à l'extérieur de “–15 °C”.

Le coefficient de résistance thermique du plafond est calculé comme dans l'exemple de la section sur le calcul des déperditions de chaleur à travers les structures enveloppantes : R_p = 3.65. La surface du plancher est de 80 m², donc K₁ = 80 / 3.65 = 21.92.

La surface du toit S₁ = (10 × 8) / cos(30) = 92.38. Le coefficient de résistance thermique est calculé en tenant compte de l'épaisseur du bois (lattage et finition – 50 mm) et de la laine minérale (10 cm) : R₁ = 2.98.

La surface de la fenêtre du pignon S₂ = 1.5. Pour un double vitrage classique, la résistance thermique R₂ = 0.4. La surface du pignon est calculée selon la formule : S₃ = 8² × tg(30) / 4 – S₂ = 7.74. Le coefficient de résistance à la transmission thermique est le même que celui du toit : R₃ = 2.98.

La déperdition de chaleur par les fenêtres représente une part importante de toutes les pertes d'énergie. C'est pourquoi, dans les régions aux hivers froids, il convient de choisir des doubles vitrages “chauds”.

Calculons le coefficient pour le toit (sans oublier que le nombre de pignons est de deux) :

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

Calculez la température de l'air dans le grenier :

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

Substituez la valeur obtenue dans l'une des formules de calcul des pertes de chaleur (à condition qu'elles soient en équilibre) et obtenez le résultat souhaité :

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

Refroidissement par ventilation

Le système de ventilation est installé pour maintenir un microclimat normal dans la maison. Cela entraîne une entrée d'air froid dans la pièce, ce qui doit également être pris en compte lors du calcul des pertes de chaleur.

Les exigences relatives au volume de ventilation sont énoncées dans plusieurs documents réglementaires. Lors de la conception du système intérieur d'un cottage, il faut tout d'abord prendre en compte les exigences du §7 du SNiP 41-01-2003 et du §4 du SanPiN 2.1.2.2645-10.

Puisque l'unité de mesure couramment utilisée pour les pertes de chaleur est le watt, la capacité thermique de l'air c (kJ / kg × °C) doit être convertie en dimension “W × h / kg × °C”. Pour l'air au niveau de la mer, on peut prendre la valeur c = 0.28 W × h / kg × °C.

Comme le volume de ventilation est mesuré en mètres cubes par heure, il est également nécessaire de connaître la densité de l'air q (kg / m³). À pression atmosphérique normale et à humidité moyenne, cette valeur peut être prise comme q = 1.30 kg / m³.

Unité de ventilation domestique avec récupérateur. Le volume annoncé qu'elle traverse est donné avec une petite marge d'erreur. Par conséquent, il n'est pas utile de calculer précisément la densité et la capacité thermique de l'air local au centième près.

La consommation d'énergie pour compenser les pertes de chaleur dues à la ventilation peut être calculée à l'aide de la formule suivante :

Q = L × q × c × dT = 0.364 × L × dT,

où :

• L – débit d'air (m³ / h) ;
• dT – différence de température entre l'air ambiant et l'air entrant (°C).

Si l'air froid entre directement dans la maison, alors :

dT = T₁ – T₂,

où :

• T₁ – température à l'intérieur de la pièce ;
• T₂ – température extérieure.

Mais pour les grands bâtiments, on intègre généralement un récupérateur de chaleur (échangeur thermique) dans le système de ventilation. Celui-ci permet d'économiser considérablement les ressources énergétiques, car le chauffage partiel de l'air entrant se fait grâce à la température du flux sortant.

L'efficacité de ces dispositifs est mesurée par leur rendement k (%). Dans ce cas, la formule précédente devient :

dT = (T₁ – T₂) × (1 – k / 100).

Calcul de la consommation de gaz

Connaissant les déperditions thermiques totales, il est assez simple de calculer la consommation nécessaire de gaz naturel ou de gaz liquéfié pour le chauffage d'une maison d'une superficie de 200 m².

Outre le volume de combustible, la quantité d'énergie dégagée dépend de son pouvoir calorifique. Pour le gaz, cet indicateur dépend de l'humidité et de la composition chimique du mélange fourni. On distingue le pouvoir calorifique supérieur (H_h) et le pouvoir calorifique inférieur (H_l).

Le pouvoir calorifique inférieur du propane est inférieur à celui du butane. Par conséquent, pour déterminer avec précision le pouvoir calorifique du gaz liquéfié, il faut connaître le pourcentage de ces composants dans le mélange fourni à la chaudière

Pour calculer le volume de combustible qui assurera le chauffage, on insère dans la formule la valeur du pouvoir calorifique inférieur, que l'on peut obtenir auprès du fournisseur de gaz. L'unité de mesure standard du pouvoir calorifique est “MJ / m³” ou “MJ / kg”. Mais comme les unités de mesure de la puissance des chaudières et des pertes thermiques sont exprimées en watts et non en joules, il est nécessaire d'effectuer une conversion, sachant que 1 MJ = 278 W × h.

Si la valeur du pouvoir calorifique inférieur du mélange est inconnue, on peut prendre les valeurs moyennes suivantes :

• pour le gaz naturel H_l = 9.3 kW × h / m³;
• pour le gaz liquéfié H_l = 12.6 kW × h / kg.

Un autre indicateur nécessaire aux calculs est le rendement de la chaudière K. On le mesure généralement en pourcentage. La formule finale de la consommation de gaz sur une période E (h) est la suivante :

V = Q × E / (H_l × K / 100).

La période pendant laquelle le chauffage centralisé est activé dans les maisons est déterminée par la température moyenne quotidienne de l'air.

Si pendant les cinq derniers jours elle ne dépasse pas “+ 8 °C”, alors conformément au décret du gouvernement de la Fédération de Russie n° 307 du 13.05.2006, l'apport de chaleur dans la maison doit être assuré. Pour les maisons individuelles avec chauffage autonome, on utilise également ces chiffres pour calculer la consommation de combustible.

Les données précises sur le nombre de jours avec une température ne dépassant pas “+ 8 °C” pour la région où le chalet est construit peuvent être obtenues auprès de la branche locale du Centre hydrométéorologique.

Si la maison est située près d'une grande agglomération, il est plus simple d'utiliser le tableau 1. du SNiP 23-01-99 (colonne n° 11). En multipliant cette valeur par 24 (heures par jour), on obtient le paramètre E de l'équation de calcul de la consommation de gaz.

À partir des données climatiques du tableau 1. du SNiP 23-01-99, les organismes de construction effectuent des calculs pour déterminer les pertes thermiques des bâtiments.

Si le débit d'air entrant et la température intérieure sont constants (ou avec des fluctuations mineures), alors les déperditions de chaleur à travers les structures d'enceinte et par ventilation des locaux seront directement proportionnelles à la température extérieure.

Par conséquent, pour le paramètre T₂ dans les équations de calcul des déperditions de chaleur, on peut prendre la valeur de la colonne n° 12 du tableau 1 du SNiP 23-01-99.

Exemple pour un cottage de 200 m²²

Calculons la consommation de gaz pour un cottage près de Rostov-sur-le-Don. Durée de la période de chauffage : E = 171 × 24 = 4104 h. Température extérieure moyenne T₂ = – 0,6 °C. Température souhaitée dans la maison : T₁ = 24 °C.

Cottage à deux étages avec un garage non chauffé. Surface totale – environ 200 m². Les murs ne sont pas isolés en supplément, ce qui est acceptable pour le climat de l'oblast de Rostov.

Étape 1. Calculons les déperditions de chaleur à travers le périmètre sans tenir compte du garage.

Pour cela, identifions les sections homogènes :

• Fenêtres. Il y a 9 fenêtres de taille 1,6 × 1,8 m, une fenêtre de taille 1,0 × 1,8 m et 2,5 fenêtres rondes d'une superficie de 0,38 m² chacune. Superficie totale des fenêtres : S_fenêtres = 28,60 m². Selon le passeport des produits, R_fenêtres = 0,55. Alors Q_fenêtres = 1279 W.
• Portes. Il y a 2 portes isolées de taille 0,9 × 2,0 m. Leur superficie : S_portes = 3,6 m². Selon le passeport du produit, R_portes = 1,45. Alors Q_portes = 61 W.
• Mur aveugle. Section “ABVGD” : 36,1 × 4,8 = 173,28 m². Section “DA” : 8,7 × 1,5 = 13,05 m². Section “DEJ” : 18,06 m². Surface du pignon de toit : 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Au total, surface du mur aveugle : S_mur = 251,37 – S_fenêtres – S_portes = 219,17 m². Les murs sont constitués de béton cellulaire de 40 cm d'épaisseur et de brique de parement creuse. R_mur = 2,50 + 0,63 = 3,13. Alors Q_mur = 1723 W.

Déperditions de chaleur totales à travers le périmètre :

Q_périm = Q_fenêtres + Q_portes + Q_mur = 3063 W.

Étape 2. Calculons les déperditions de chaleur à travers le toit.

L'isolant se compose d'un lattis continu (35 mm), de laine minérale (10 cm) et de lambris (15 mm). R_toit = 2,98. Surface du toit au-dessus du corps principal : 2 × 10 × 5,55 = 111 m², et au-dessus de la chaufferie : 2,7 × 4,47 = 12,07 m². Au total S_toit = 123,07 m². Alors Q_toit = 1016 W.

Étape 3. Calculons les pertes de chaleur à travers le sol.

Les zones pour la pièce chauffée et le garage doivent être calculées séparément. La surface peut être déterminée précisément à l'aide de formules mathématiques, ou bien à l'aide d'éditeurs vectoriels tels que Corel Draw.

La résistance au transfert de chaleur est assurée par les planches du platelage brut et le contreplaqué sous le stratifié (5 cm au total), ainsi que par l'isolant en basalte (5 cm). R_sol = 1.72. Alors les pertes de chaleur à travers le sol seront :

Q_sol = (S₁ / (R_sol + 2.1) + S₂ / (R_sol + 4.3) + S₃ / (R_sol + 2.1)) × dT = 546 W.

Étape 4. Calculons les pertes de chaleur à travers le garage froid. Son sol n'est pas isolé.

De la maison chauffée, la chaleur pénètre par deux voies :

1. À travers le mur porteur. S₁ = 28.71, R₁ = 3.13.
2. À travers la cloison en brique avec la chaufferie. S₂ = 11.31, R₂ = 0.89.

Nous obtenons K₁ = S₁ / R₁ + S₂ / R₂ = 21.88.

Du garage, la chaleur sort vers l'extérieur de la manière suivante :

1. À travers la fenêtre. S₁ = 0.38, R₁ = 0.55.
2. À travers la porte de garage. S₂ = 6.25, R₂ = 1.05.
3. À travers le mur. S₃ = 19.68, R₃ = 3.13.
4. À travers le toit. S₄ = 23.89, R₄ = 2.98.
5. À travers le sol. Zone 1. S₅ = 17.50, R₅ = 2.1.
6. À travers le sol. Zone 2. S₆ = 9.10, R₆ = 4.3.

Nous obtenons K₂ = S₁ / R₁ + … + S₆ / R₆ = 31.40

Calculons la température dans le garage sous condition d'équilibre du transfert de chaleur : T_# = 9.2 °C. Alors les pertes de chaleur seront : Q_garage = 324 W.

Étape 5. Calculons les pertes de chaleur dues à la ventilation.

Supposons que le volume de ventilation calculé pour un tel cottage avec 6 résidents soit de 440 m³/h. Dans le système, un récupérateur avec un rendement de 50% est installé. Dans ces conditions, les pertes de chaleur : Q_vent = 1970 W.

Étape 6. Déterminons les pertes de chaleur totales en additionnant toutes les valeurs locales : Q = 6919 W.

Étape 7. Calculons le volume de gaz nécessaire pour chauffer la maison modèle en période hivernale avec un rendement de chaudière de 92% :

• Gaz naturel. V = 3319 m³.
• Gaz liquéfié. V = 2450 kg.

Après les calculs, il est possible d'analyser les coûts financiers du chauffage et la pertinence des investissements visant à réduire les pertes de chaleur.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Conductivité thermique et résistance au transfert de chaleur des matériaux. Règles de calcul pour les murs, le toit et le sol :

La partie la plus complexe des calculs pour déterminer le volume de gaz nécessaire au chauffage est la recherche des pertes thermiques de l'objet chauffé. Ici, il faut d'abord prêter une attention particulière aux calculs géométriques.

Si les coûts financiers du chauffage semblent excessifs, il convient d'envisager une isolation supplémentaire de la maison. D'autant plus que les calculs des pertes thermiques montrent bien la structure du gel.

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