Cum se calculează necesarul termic al unei locuințe?

Ce înseamnă necesarul termic?

Ce este necesarul termic?

În limbaj uzual, prin „necesar termic” ne referim de obicei la puterea de încălzire de care are nevoie locuința pentru a menține temperatura interioară dorită atunci când afară sunt condițiile reci luate în calcul pentru dimensionare.

În limbajul normativ, I 13 folosește termenul:

„sarcina termică nominală de încălzire”.

Aceasta este exprimată ca putere.

De exemplu:

6 kW, 8,5 kW sau 12 kW.

Nu este același lucru cu energia consumată într-o iarnă.

kW = putere

kWh = energie

De ce calculăm pierderile de căldură?

Într-o zi rece, căldura din interior tinde să se transfere către zonele mai reci.

Dacă vrem să menținem, de exemplu, 20°C în casă, sistemul de încălzire trebuie să înlocuiască aproximativ căldura care se pierde.

Dacă locuința pierde în condițiile de calcul:

7 kW,

sistemul trebuie să poată compensa această pierdere conform modului în care este proiectat.

Acesta este motivul pentru care întrebarea corectă nu este:

„Câți metri pătrați încălzește 1 kW?”

ci:

„Câtă căldură pierde această locuință?”

Ce intră în calcul?

La nivel intuitiv, sunt două familii mari de pierderi:

1. pierderi prin elementele clădirii;
2. pierderi prin schimbul de aer.

Formula pierderilor prin anvelopă: Q = U × A × ΔT

Pierderile prin pereți, ferestre, acoperiș și pardoseală

Pentru un element simplu al anvelopei, ideea de bază poate fi scrisă educațional astfel:

Q = U × A × ΔT

unde:

Q = fluxul de căldură pierdut, în W;

U = coeficientul de transfer termic al elementului, în W/(m²·K);

A = suprafața elementului, în m²;

ΔT = diferența de temperatură relevantă între cele două părți ale elementului, în K sau °C pentru diferențe de temperatură.

Cu cât:

• U este mai mare;
• suprafața este mai mare;
• diferența de temperatură este mai mare;

cu atât pierderea este mai mare.

IMPORTANT:

Aceasta este o explicație simplificată a mecanismului.

Calculul normativ al unei clădiri reale include mai multe condiții, tipuri de spații, punți termice, temperaturi adiacente și reguli de aplicare.

Ce este coeficientul U?

Coeficientul U arată cât de ușor trece căldura printr-un element al clădirii.

Unitatea este:

W/(m²·K)

În general:

U mai mic = element mai performant termic;

U mai mare = pierderi mai mari prin acel element, în aceleași condiții.

De exemplu, un perete bine izolat are în mod normal un U mai mic decât un perete vechi, neizolat.

Același principiu se aplică ferestrelor, acoperișului și altor elemente ale anvelopei.

Exemplu simplu pentru un singur perete

Să presupunem, strict pentru a înțelege formula, un perete cu:

• suprafață: 20 m²;
• U: 0,30 W/(m²·K);
• interior: 20°C;
• exterior: -15°C.

Diferența de temperatură este:

20 - (-15) = 35 K.

Calculul simplificat:

Q = 0,30 × 20 × 35

Q = 210 W.

Asta înseamnă aproximativ:

0,21 kW

pierdere prin acel element în condițiile ipotetice folosite.

Dar casa nu are un singur perete.

Trebuie analizate toate suprafețele relevante.

Pierderile prin ferestre și uși

Ferestrele sunt tratate separat deoarece au:

• alt coeficient U;
• altă suprafață;
• alte caracteristici decât pereții.

De aceea nu este suficient să spui:

„casa are termopan”.

Contează și:

• tipul geamului;
• tâmplăria;
• calitatea montajului;
• dimensiunea totală a ferestrelor;
• etanșarea.

O casă cu ferestre foarte mari poate avea alt necesar decât una de aceeași suprafață cu ferestre puține.

Pierderile prin acoperiș sau pod

Acoperișul sau planșeul către pod poate reprezenta o parte importantă a anvelopei.

Contează dacă:

• podul este încălzit;
• podul este neîncălzit;
• planșeul este izolat;
• acoperișul este izolat;
• izolația este continuă și corect executată.

De aceea, două case de 120 m² cu aceiași pereți și aceleași ferestre pot avea rezultate diferite dacă una are partea superioară bine izolată, iar cealaltă nu.

Pierderile prin pardoseală

Și partea inferioară a locuinței contează.

Situațiile pot fi diferite:

• pardoseală către sol;
• pivniță rece;
• garaj neîncălzit;
• spațiu încălzit;
• alt apartament încălzit.

Nu este corect să tratăm fiecare astfel de suprafață ca și cum ar avea direct temperatura aerului exterior.

Calculul tehnic folosește condițiile corespunzătoare situației reale.

Formula pierderilor prin aer

Pierderile prin ventilație și infiltrații

Casa pierde căldură și atunci când aerul cald este înlocuit cu aer mai rece.

Asta se întâmplă prin:

• ventilare;
• deschiderea ferestrelor;
• rosturi și neetanșeități;
• infiltrații pe lângă ferestre și uși;
• alte căi de schimb de aer.

O formulă educațională folosită frecvent pentru a înțelege ordinul de mărime este:

Qv ≈ 0,33 × n × V × ΔT

unde:

Qv = pierderea de căldură prin schimbul de aer, în W;

n = numărul de schimburi de aer pe oră;

V = volumul încălzit, în m³;

ΔT = diferența de temperatură.

Factorul aproximativ 0,33 reprezintă capacitatea termică volumică a aerului exprimată în forma utilizată de această relație simplificată.

Din nou:

aceasta este o formulă educațională, nu reproducerea completă a metodei normative SR EN 12831-1.

Exemplu simplificat pentru aer

Să presupunem o locuință cu:

• 120 m²;
• înălțime medie: 2,5 m;
• volum: aproximativ 300 m³;
• schimb de aer ipotetic: 0,5 pe oră;
• interior: 20°C;
• exterior: -15°C.

Diferența:

ΔT = 35 K.

Calcul educațional:

Qv ≈ 0,33 × 0,5 × 300 × 35

Qv ≈ 1.733 W

adică aproximativ:

1,7 kW.

Acest exemplu NU spune că orice casă de 120 m² pierde 1,7 kW prin aer.

Dacă locuința este mai neetanșă, schimbul real de aer poate fi mai mare.

Dacă există ventilație mecanică cu recuperare de căldură, situația trebuie tratată corespunzător sistemului real.

Temperatura și clima folosite în calcul

De ce este importantă temperatura exterioară de calcul?

Necesarul de putere crește când diferența dintre interior și exterior crește. Pentru același element al clădirii, o diferență mai mare de temperatură produce o pierdere de căldură mai mare.

Dimensionarea nu se face după temperatura medie a iernii. I 13 definește sarcina termică nominală în raport cu temperaturile interioare convenționale și temperaturile exterioare de calcul.

De ce contează județul?

Condițiile exterioare relevante pentru încălzire nu sunt identice în toată România.

O locuință aflată într-o zonă climatică mai rece poate avea un necesar de dimensionare mai mare decât aceeași clădire într-o zonă mai blândă.

Casa în Cifre folosește județul ca informație accesibilă pentru utilizator și ca aproximație climatică în model.

Aceasta are o limită importantă:

în același județ pot exista diferențe locale, mai ales între:

• zone joase;
• depresiuni;
• localități montane;
• altitudini diferite.

De aceea, județul este util pentru o estimare online, dar nu înlocuiește datele exacte necesare unui proiect tehnic.

De ce contează temperatura dorită în casă?

Dacă afară sunt -10°C:

la 20°C în interior:

ΔT = 30 K.

La 22°C în interior:

ΔT = 32 K.

Așadar, doar schimbarea temperaturii interioare crește diferența pe care sistemul trebuie să o compenseze.

Acesta este motivul pentru care „de câți kW are nevoie casa?” nu are un răspuns complet fără să știm și ce temperatură vrem să menținem.

Estimează necesarul cu județul și temperatura dorită în locuința ta →

De ce suprafața casei nu este suficientă?

De ce suprafața în m² nu este suficientă?

Suprafața utilă este importantă, dar nu descrie anvelopa.

Două case de 150 m² pot avea:

• alt număr de niveluri;
• altă formă;
• altă suprafață de pereți exteriori;
• alte ferestre;
• alt acoperiș;
• alt grad de izolare;
• alt volum;
• alte infiltrații.

O casă compactă și una lungă, fragmentată, cu multe suprafețe exterioare nu sunt aceeași problemă termică.

De aceea, o regulă simplă în W/m² pierde informație.

Contează înălțimea camerelor?

Da, mai ales pentru componenta legată de aer.

Două locuințe de 100 m²:

Casa A: 100 m² × 2,5 m = 250 m³.

Casa B: 100 m² × 3,2 m = 320 m³.

Suprafața pardoselii este aceeași.

Volumul de aer nu este.

În plus, o geometrie diferită poate schimba și suprafața anvelopei.

De aceea, m² singuri nu descriu complet clădirea.

Ce sunt punțile termice?

Punțile termice sunt zone în care transferul de căldură poate fi mai intens decât prin suprafețele uniforme din jur.

Pot apărea, de exemplu, în jurul:

• planșeelor;
• balcoanelor;
• colțurilor;
• buiandrugilor;
• îmbinărilor;
• conturului ferestrelor.

Un calcul tehnic riguros nu tratează clădirea ca pe patru pereți perfect uniformi.

Acesta este unul dintre motivele pentru care formulele simple dintr-un articol sunt bune pentru înțelegere, dar nu sunt suficiente pentru proiectare.

Dar câștigurile de căldură?

Într-o locuință există și surse de căldură:

• oameni;
• aparate electrice;
• soare;
• iluminat;
• gătit.

Aceste câștiguri contează în comportamentul energetic real al clădirii.

Totuși, calculul de dimensionare pentru încălzire trebuie tratat conform metodologiei aplicabile, nu prin scăderea arbitrară a unor „câștiguri gratuite” presupuse de utilizator.

Pentru un calculator destinat orientării, este mai important să nu creeze o precizie falsă decât să introducă zeci de variabile pe care utilizatorul nu le cunoaște.

Cum se adună pierderile și se obține rezultatul în kW?

Cum ajungem de la W la kW?

După ce pierderile relevante sunt însumate, rezultatul poate fi exprimat în wați.

Conversia este simplă:

1.000 W = 1 kW.

Exemplu:

6.400 W = 6,4 kW.

Această valoare descrie puterea necesară pentru încălzire în condițiile folosite în calcul.

Nu înseamnă automat că trebuie cumpărat un aparat cu exact aceeași cifră în denumirea comercială.

Interpretarea echipamentului depinde de tehnologie.

Exemplu didactic: cum se adună pierderile

1,6 + 1,0 + 0,9 + 0,8 + 1,5 = 5,8 kW. Estimăm pierderile componentelor și le adunăm. Valorile sunt un exemplu didactic construit pentru a explica mecanismul, nu o casă reală, un calcul normativ sau o recomandare de echipament.

Cum se calculează un apartament?

Principiul rămâne același:

se analizează pierderile către zonele mai reci.

Dar apartamentul poate avea mai puține suprafețe direct către exterior.

Contează, de exemplu:

• etajul;
• dacă este apartament de colț;
• ce se află deasupra;
• ce se află dedesubt;
• câți pereți sunt exteriori;
• ferestrele;
• izolația blocului;
• infiltrațiile.

Un apartament între alte apartamente încălzite poate avea pierderi foarte diferite față de unul aflat la ultimul etaj și pe colț.

Ce oferă o estimare online?

Ce face calculatorul Casa în Cifre?

Calculatorul Casa în Cifre este construit pentru utilizatori care nu cunosc:

• suprafețele exacte ale tuturor pereților;
• valorile U exacte;
• n50;
• toate punțile termice;
• parametrii necesari unui proiect complet.

De aceea, folosește date pe care un proprietar le poate descrie rezonabil:

• casă sau apartament;
• județ;
• suprafață;
• niveluri / poziție;
• izolație;
• ferestre;
• cantitatea aproximativă de ferestre;
• pod / acoperiș;
• situația parterului;
• infiltrații percepute;
• temperatura dorită.

Din aceste informații, modelul estimează pierderile locuinței și oferă:

• o valoare centrală;
• un interval orientativ;
• o împărțire a principalelor pierderi;
• transparență asupra datelor estimate sau necunoscute.

Dacă utilizatorul selectează „Nu știu”, modelul nu trebuie să pretindă că informația este exactă.

Incertitudinea trebuie reflectată în rezultat.

Este calculatorul un calcul SR EN 12831-1?

Nu trebuie prezentat astfel.

Calculatorul Casa în Cifre este un instrument online de estimare și orientare.

Folosește aceeași logică fizică fundamentală:

• transfer prin anvelopă;
• pierderi prin aer;
• condiții interioare și exterioare;
• caracteristicile locuinței.

Dar un calcul profesional conform SR EN 12831-1 presupune aplicarea standardului și a anexei naționale în forma lor actuală, cu date și condiții de proiectare adecvate.

Prin urmare, formularea corectă este:

„estimare a necesarului termic”

nu:

„calcul certificat SR EN 12831”.

Când este suficientă o estimare online?

Este utilă pentru:

• orientare înainte de cumpărare;
• verificarea unei reguli aproximative;
• compararea scenariilor;
• înțelegerea efectului izolației sau ferestrelor;
• pregătirea unei discuții cu instalatorul sau proiectantul;
• observarea unei posibile supradimensionări grosiere.

Când ai nevoie de un calcul tehnic?

Un calcul profesional este recomandat când:

• proiectezi o clădire nouă;
• schimbi complet sistemul de încălzire;
• instalezi o pompă de căldură;
• proiectezi instalația pe camere;
• dimensionezi radiatoare sau încălzire prin pardoseală;
• ai o clădire neobișnuită;
• rezultatul influențează o investiție importantă;
• trebuie demonstrată conformitatea cu reglementările;
• ai nevoie de documentație de proiectare.

Calculatorul online poate orienta decizia.

Nu înlocuiește proiectul tehnic.

Calcul Casa în Cifre · model v0.1. Casă de 120 m², un nivel, camere de 2,5 m, București (aproximație climatică −15°C), interior 20°C, pereți bine izolați, ferestre moderne, proporție medie a ferestrelor, pod bine izolat, pardoseală către sol, categoria estimată a modelului și schimb de aer cu infiltrații resimțite uneori. Forma și suprafețele sunt estimate de model. Relația didactică folosește 0,33 pentru aer; modelul folosește aproximația 0,34 Wh/(m³·K), conform datelor comune ale calculatorului. Fiecare rând schimbă numai condiția indicată; rezultatele nu sunt măsurători ori recomandări de echipament. Vezi metoda și valorile folosite.

Cum folosești rezultatul înainte de alegerea centralei?

De ce nu adăugăm automat 20% „rezervă”?

Pentru că o rezervă universală nu repară un calcul slab.

Dacă estimarea de bază este greșită, adăugarea automată a unui procent arbitrar poate doar să mărească eroarea.

În plus, diferite tehnologii se comportă diferit.

O centrală pe gaz modulantă, o centrală pe lemne, o centrală electrică și o pompă de căldură nu trebuie interpretate cu aceeași regulă universală.

Mai întâi se estimează necesarul clădirii.

Apoi rezultatul se traduce în cerințe pentru tehnologia aleasă.

Care este ordinea corectă?

1. Înțelegi locuința.
2. Estimezi pierderile de căldură.
3. Obții necesarul de încălzire în kW.
4. Verifici incertitudinea datelor.
5. Alegi tehnologia de încălzire.
6. Interpretezi necesarul pentru echipamentul respectiv.

Această ordine evită greșeala:

„Am găsit o centrală de 24 kW, deci trebuie să aflu pentru câți metri pătrați este.”

De reținut

• Necesarul termic este legat de pierderile de căldură ale locuinței.
• Puterea se exprimă în W sau kW.
• Nu este același lucru cu energia consumată în kWh.
• Pierderile principale apar prin anvelopă și prin schimbul de aer.
• Relația Q = U × A × ΔT explică intuitiv transferul printr-un element simplu al anvelopei.
• Suprafața în m² este doar una dintre datele necesare.
• Izolația, ferestrele, acoperișul, pardoseala, infiltrațiile, geometria și clima contează.
• I 13 prevede calcularea sarcinii termice nominale conform SR EN 12831-1.
• Un calculator online este util pentru estimare și orientare, dar nu trebuie prezentat ca proiect tehnic sau calcul certificat conform standardului.