Energie
Necesarul de căldură al casei: cum îl calculezi simplu
Afli câți kilowați pierde casa ta în cea mai rece zi a iernii, cu o formulă pe care o faci pe o foaie de hârtie. De aici alegi corect centrala, pompa de căldură sau caloriferele.
Pe scurt
Necesarul de căldură se calculează adunând pierderile prin pereți, geamuri, tavan și pardoseală (U × A × ΔT), plus 10% pentru punți termice, plus pierderile prin aer (0,34 × n × V × ΔT). O casă de 120 m² izolată cu 10 cm polistiren iese în zona II la circa 6 kW, aceeași casă neizolată la circa 19 kW. După cifra asta alegi puterea sursei, cu o rezervă de cel mult 10–15%.
35 K
diferența de temperatură de calcul în zona II (20 °C în casă, −15 °C afară)
50–65 W/m²
necesar orientativ pentru o casă izolată cu 10 cm polistiren și termopane
10–15%
rezerva rezonabilă peste necesarul calculat, la alegerea sursei de căldură
Cuprins
- Necesarul de căldură nu e același lucru cu consumul
- Varianta rapidă: wați pe metru pătrat
- Temperatura de calcul pentru zona ta
- Pierderile prin pereți, ferestre, tavan și pardoseală
- Pierderile prin aer: ventilația și infiltrațiile
- Exemplu complet: aceeași casă, izolată și neizolată
- De la necesar la centrală, pompă de căldură și calorifere
- Cât consumă casa pe an, pornind de la necesar
- Greșelile care strică socoteala
- Când îl chemi pe proiectant
Înainte să cumperi o centrală, o pompă de căldură sau calorifere, ai nevoie de o singură cifră: câți kilowați pierde casa ta atunci când afară e cel mai frig. Instalatorii o estimează des din ochi, iar estimarea iese aproape mereu mai mare decât e nevoie. Calculul de mai jos îți ia o oră, un metru, factura de la geamuri și un calculator. Nu înlocuiește un proiect, dar îți spune dacă oferta primită are sens.
Necesarul de căldură nu e același lucru cu consumul
Necesarul de căldură e o putere, în kW. Arată câtă căldură trebuie băgată în casă, în fiecare oră, ca să ții 20 °C înăuntru când afară e temperatura de calcul a zonei tale. După cifra asta alegi puterea sursei și a caloriferelor.
Consumul e o energie, în kWh pe an. O casă cu necesar de 8 kW nu merge 8 kW non-stop: în noiembrie, la +5 °C afară, are nevoie poate de 3 kW, iar în ianuarie, la −15 °C, de toți cei 8. Consumul anual îl estimezi abia după ce ai necesarul, cum se arată mai jos.
Varianta rapidă: wați pe metru pătrat
Dacă vrei doar ordinul de mărime, înmulțești suprafața încălzită cu o valoare din tabel. Valorile sunt pentru înălțimi de 2,5–2,7 m și pentru zona climatică II–III.
| Cum arată casa | W pe m² încălzit | Casă de 120 m² |
|---|---|---|
| Cărămidă sau chirpici neizolat, geamuri vechi din lemn, pod fără izolație | 130–170 | 16–20 kW |
| Pereți neizolați, dar termopane și 10 cm vată în pod | 90–120 | 11–14 kW |
| Izolată cu 10 cm polistiren, termopane, 20 cm vată în pod | 50–65 | 6–8 kW |
| 15–20 cm izolație, geam triplu, ventilare cu recuperare | 25–40 | 3–5 kW |
Metoda asta greșește ușor cu 30–40%. Nu ține cont de câte geamuri ai, de tavanele de 3 m din casele vechi, de un perete lipit de casa vecinului sau de faptul că stai pe un deal bătut de vânt. Pentru o centrală pe gaz cu modulare largă, greșeala se iartă. Pentru o pompă de căldură, nu.
Temperatura de calcul pentru zona ta
Standardul românesc pentru necesarul de căldură (SR 1907) împarte țara în cinci zone climatice. Fiecare are o temperatură exterioară de calcul. Diferența dintre 20 °C și temperatura asta, notată ΔT, intră în toate formulele.
| Zona | Temperatura exterioară de calcul | ΔT față de 20 °C | Exemple orientative |
|---|---|---|---|
| I | −12 °C | 32 K | litoralul, sudul Dobrogei |
| II | −15 °C | 35 K | Câmpia Română, Banat, Crișana |
| III | −18 °C | 38 K | mare parte din Transilvania și Moldova |
| IV | −21 °C | 41 K | zona Brașovului, nordul Moldovei |
| V | −25 °C | 45 K | depresiunile Ciucului și Gheorghenilor |
Încadrarea exactă e pe localități, în standard. Dacă ești la graniță între două zone sau la munte, ia zona mai rece. În baie se calculează cu 22–24 °C, nu cu 20.
Pierderile prin pereți, ferestre, tavan și pardoseală
Partea principală a calculului e o formulă de școală generală:
Pierdere (W) = U × A × ΔT
A e suprafața elementului în m², ΔT e din tabelul de mai sus, iar U arată câți wați trec printr-un metru pătrat la fiecare grad de diferență. Cu cât U e mai mic, cu atât elementul izolează mai bine. Faci calculul separat pentru pereți, geamuri și uși, tavan și pardoseală, apoi aduni.
La pereți, măsori perimetrul exterior și îl înmulțești cu înălțimea. Din rezultat scazi suprafața geamurilor și a ușilor, care se calculează separat, cu U-ul lor.
Cum afli coeficientul U
La geamuri, U-ul e trecut în oferta sau în factura de la termopane, ca Uw. La pereți și tavan îl calculezi din straturi:
U = 1 / (0,17 + d₁/λ₁ + d₂/λ₂ + …)
d e grosimea fiecărui strat în metri, λ e conductivitatea materialului, iar 0,17 e rezistența aerului lipit de cele două fețe ale peretelui. Valori λ de lucru, în W/mK: cărămidă plină 0,80, beton armat 1,74, BCA 0,16–0,22 (depinde de densitate și de cât mortar are zidăria), lemn 0,13–0,18, tencuială 0,70–0,90, polistiren expandat 0,036–0,040, vată minerală 0,035–0,040.
Exemplu: cărămidă plină de 25 cm cu 10 cm de polistiren. 0,25/0,80 = 0,31; 0,10/0,04 = 2,50; plus 0,17 dă 2,98. U = 1/2,98 = 0,34 W/m²K. Tencuiala o poți ignora, schimbă rezultatul la a doua zecimală.
Valori U orientative
- Zid de cărămidă plină de 37,5 cm, neizolat: 1,5–1,6
- BCA de 30 cm, fără izolație: 0,6–0,7
- Cărămidă de 25 cm + 10 cm polistiren: 0,34; cu 15 cm: 0,24
- Ferestre vechi din lemn, cu două rânduri de geam: 2,5–3,0
- Termopan cu geam dublu: 1,1–1,6
- Geam triplu: 0,7–1,0
- Placă de beton spre pod, neizolată: 1,5–2,5
- Planșeu cu 20 cm vată minerală: 0,18–0,20; cu 30 cm: 0,12–0,13
Pardoseala și spațiile neîncălzite
Pământul de sub casă nu ajunge iarna la −15 °C, rămâne pe plus. Simplificarea folosită des: calculezi pardoseala pe sol cu U-ul ei, dar cu jumătate din ΔT. Pentru un perete spre un garaj sau o cămară neîncălzită, ia ca temperatură de partea cealaltă +5 °C. Un pod neventilat sub acoperiș de țiglă îl tratezi ca exterior. Greșești puțin în plus, dar nu rămâi descoperit.
La final, adaugi 10% la suma pierderilor prin anvelopă. Acoperă punțile termice: centurile de beton, buiandrugii, glafurile, colțurile, pe unde căldura fuge mai repede decât prin zidul plin. La o casă izolată fără grijă la detalii, pune 15%.
Pierderile prin aer: ventilația și infiltrațiile
Aerul cald iese pe la geamuri, pe hotă, pe ușă, și e înlocuit de aer rece care trebuie încălzit. Asta se calculează așa:
Pierdere (W) = 0,34 × n × V × ΔT
V e volumul încălzit, în m³ (suprafața înmulțită cu înălțimea). 0,34 e căldura necesară ca să încălzești un metru cub de aer cu un grad, în Wh. n arată de câte ori pe oră se schimbă aerul din casă:
- geamuri vechi din lemn, uși care trag: n = 0,8–1,0
- termopane montate corect, aerisire manuală: n = 0,5
- casă etanșă, cu ventilare cu recuperare de căldură: n = 0,15–0,25 (recuperatorul preia o mare parte din căldura aerului evacuat)
Nu coborî sub 0,5 la o casă fără ventilare mecanică. Dacă iese mai puțin în calcul, nu înseamnă că ai o casă grozavă, ci că o să ai condens și mucegai. La o casă bine izolată, aerul ajunge să fie o treime din toată pierderea.
Exemplu complet: aceeași casă, izolată și neizolată
Casă pe parter, 10 × 12 m, 120 m² încălziți, înălțime 2,6 m, deci 312 m³. Zona II, ΔT = 35 K. Perimetrul e 44 m, pereții brut au 114,4 m², din care 20 m² sunt geamuri și uși. Rămân 94,4 m² de perete plin.
| Element | Casa izolată | W | Casa neizolată | W |
|---|---|---|---|---|
| Pereți, 94,4 m² | U 0,35 | 1.156 | U 1,5 | 4.956 |
| Geamuri și uși, 20 m² | U 1,3 | 910 | U 2,8 | 1.960 |
| Tavan spre pod, 120 m² | U 0,2 | 840 | U 1,2 | 5.040 |
| Pardoseală pe sol, 120 m², jumătate din ΔT | U 0,5 | 1.050 | U 1,0 | 2.100 |
| Punți termice, +10% | 396 | 1.406 | ||
| Aer, 312 m³ | n 0,5 | 1.856 | n 1,0 | 3.713 |
| Total | ≈ 6,2 kW | ≈ 19,2 kW |
Aceeași casă, de trei ori mai multă căldură. Uită-te unde se duce: la varianta neizolată, tavanul pierde aproape cât pereții. De aceea vata în pod, care costă cel mai puțin pe m², se pune prima.
Împărțit la suprafață, casa izolată iese la 52 W/m², cea neizolată la 160 W/m². Ambele cad în intervalele din tabelul rapid, ceea ce e o verificare bună: dacă ție îți iese 300 W/m² sau 15 W/m², ai greșit undeva o unitate de măsură.
De la necesar la centrală, pompă de căldură și calorifere
Centrala pe gaz
Centralele murale încep de obicei de la 18–24 kW, chiar dacă casa ta are nevoie de 6. Nu e o greșeală de dimensionare: la o centrală mixtă, puterea mare e pentru apa caldă instant, nu pentru încălzire. Ce contează la casa mică e puterea minimă de modulare. O centrală care coboară la 3–4 kW merge liniștită toată iarna. Una care nu coboară sub 8 kW o să pornească și o să se oprească de zeci de ori pe zi, cu uzură și consum mai mare.
Pompa de căldură
Aici necesarul calculat chiar contează. O pompă supradimensionată costă mai mult și merge în reprize scurte. Una prea mică trage din rezistența electrică în zilele geroase. Alegi puterea pe care pompa o dă la temperatura de calcul a zonei tale și la temperatura de tur pe care o vei folosi, nu puterea de pe eticheta mare din broșură, care e de obicei măsurată la +7 °C afară.
Centrala pe lemne
Una supradimensionată, mers pe foc mic, face gudron în coș și în schimbător. Dacă vrei rezervă de putere la lemne, o pui împreună cu un rezervor de acumulare (puffer), nu ca centrală mai mare mers la jumătate.
Caloriferele, cameră cu cameră
Pentru calorifere, faci același calcul pe fiecare cameră, cu pereții, geamurile și tavanul ei. Puterea din catalog e dată de obicei pentru apă la 75/65 °C. Dacă lucrezi cu 55/45 °C, cum e bine la centrala în condensare sau la pompa de căldură, același calorifer dă cam jumătate. O cameră de 1.200 W are nevoie atunci de un calorifer cotat la circa 2.400 W.
Cât consumă casa pe an, pornind de la necesar
Înmulțești necesarul cu un număr de ore echivalente de funcționare la putere maximă. În zonele II și III, pentru o casă locuită permanent, iese în jur de 1.800–2.200 de ore. Mai jos dacă ai mult soare pe geamurile de sud și multă lume în casă, mai sus la munte și dacă ții 23 °C peste tot.
Casa izolată din exemplu: 6,2 kW × 1.900 h ≈ 11.800 kWh căldură pe an. Cu o centrală în condensare care scoate 95% din gaz, ai nevoie de circa 12.400 kWh de gaz. La un preț de aproximativ 0,3 lei/kWh, ies în jur de 3.700 de lei pe an. Prețul îl verifici pe factura ta, se schimbă des. Casa neizolată, cu aceeași socoteală, trece de 11.000 de lei.
Greșelile care strică socoteala
- Uiți de aer. La casele noi, ventilația e o treime din total. Fără ea, alegi o sursă prea mică.
- Socotești suprafața utilă în loc de cea a pereților. Pierderile se calculează pe fețele prin care iese căldura, nu pe metri pătrați de dormitor.
- Scazi geamurile de două ori sau nu le scazi deloc din perete.
- Pui U-ul izolației în loc de U-ul peretelui. Polistirenul de 10 cm singur are U 0,40; împreună cu zidul iese 0,34.
- Adaugi rezervă peste rezervă. 10% la punți termice, apoi 20% „ca să fie”, apoi instalatorul mai pune 30%. O rezervă de 10–15% la sursa de căldură ajunge. Mai mult e justificat doar dacă scazi mult temperatura noaptea și vrei să încălzești repede casa dimineața.
- Calculezi cu ΔT de 40 K în București. Temperatura de calcul nu e cea mai rece noapte din ultimii 30 de ani, e cea din standard pentru zona ta.
Când îl chemi pe proiectant
Calculul de aici e bun ca să verifici o ofertă, să compari variante de izolare sau să știi ce putere ceri. Nu e un proiect. Instalația de gaz din casă se face pe proiect întocmit și executat de firme autorizate ANRE, iar centrala o pune în funcțiune un service autorizat. Pentru încălzire în pardoseală, pompă de căldură aer-apă sau sol-apă, casă pe mai multe niveluri ori casă cu pereți foarte vitrați, cere un calcul pe camere făcut de un proiectant de instalații. Costă de obicei mai puțin decât diferența dintre o pompă de 8 kW și una de 12 kW.
Întrebări frecvente
Pot calcula necesarul de căldură doar după suprafața casei?
Poți, ca prim pas: înmulțești metrii pătrați cu 50–65 W/m² la o casă izolată sau cu 130–170 W/m² la una neizolată. Metoda greșește ușor cu 30–40%, pentru că nu ține cont de geamuri, înălțimea tavanului sau expunerea la vânt. Pentru o pompă de căldură, fă calculul pe elemente.
De ce centrala pe gaz are 24 kW dacă mie îmi ies 7 kW?
La centralele mixte, puterea mare e pentru apa caldă menajeră preparată instant, care cere 20–24 kW indiferent de casă. Pentru încălzire contează puterea minimă de modulare. Alege un model care coboară la 3–5 kW, ca să nu pornească și să se oprească tot timpul.
Ce temperatură exterioară folosesc în calcul?
Pe cea din standard pentru zona ta climatică: −12 °C în zona I, −15 °C în zona II, −18 °C în zona III, −21 °C în zona IV și −25 °C în zona V. Dacă ești la limita dintre două zone sau la altitudine, ia zona mai rece.
Cât de mult reduce izolația necesarul de căldură?
La o casă tipică pe parter, trecerea de la pereți neizolați, geamuri vechi și pod fără vată la 10 cm polistiren, termopane și 20 cm vată în pod scade necesarul de aproximativ trei ori. Cea mai mare scădere pe leul cheltuit vine de obicei din izolarea podului, apoi din pereți.
Trebuie să pun rezervă de putere la pompa de căldură?
Doar una mică, de 10–15%, și numai dacă nu ai pus-o deja în calcul. O pompă supradimensionată costă mai mult și merge în reprize scurte, ceea ce îi scade randamentul. Contează puterea pe care o dă la temperatura de calcul a zonei tale, nu cea de la +7 °C din broșură.
Pot face singur calculul pentru calorifere?
Da, aplici aceeași formulă pe fiecare cameră, cu pereții exteriori, geamurile și tavanul ei. Ține cont că puterea din catalog e dată pentru apă la 75/65 °C; la 55/45 °C caloriferul dă cam jumătate. Pentru încălzire în pardoseală sau case complicate, cere un calcul de la un proiectant de instalații.