Расчет отопления по тепловой нагрузке. Расчет тепловой нагрузки на отопление здания

Чтобы выяснить, какой мощностью должно располагать теплосиловое оборудование частного дома, нужно определить общую нагрузку на систему отопления, для чего и выполняется тепловой расчет. В данной статье мы не станем говорить об укрупненной методике подсчетов по площади или объему здания, а представим более точный способ, используемый проектировщиками, только в упрощенном виде для лучшего восприятия. Итак, на систему отопления дома ложится 3 вида нагрузок:

• компенсация потерь тепловой энергии, уходящей сквозь строительные конструкции (стены, полы, кровлю);
• нагрев воздуха, потребного для вентиляции помещений;
• подогрев воды для нужд ГВС (когда в этом задействован котел, а не отдельный нагреватель).

Определение потерь тепла через наружные ограждения

Для начала представим формулу из СНиП, по которой производится расчет тепловой энергии, теряемой через строительные конструкции, отделяющие внутреннее пространство дома от улицы:

Q = 1/R х (tв – tн) х S, где:

• Q – расход тепла, уходящего через конструкцию, Вт;
• R – сопротивление передаче тепла сквозь материал ограждения, м2ºС / Вт;
• S – площадь этой конструкции, м2;
• tв – температура, которая должна быть внутри дома, ºС;
• tн – средняя уличная температура за 5 самых холодных дней, ºС.

Для справки. Согласно методике расчет теплопотерь выполняется отдельно для каждого помещения. С целью упростить задачу предлагается взять здание в целом, приняв приемлемую среднюю температуру 20-21 ºС.

Площадь для каждого вида наружного ограждения вычисляется отдельно, для чего измеряются окна, двери, стены и полы с кровлей. Так делается, потому что они изготовлены из разных материалов различной толщины. Так что расчет придется делать отдельно для всех видов конструкций, а результаты потом просуммировать. Самую холодную уличную температуру в своем районе проживания вы наверняка знаете из практики. А вот параметр R придется рассчитать отдельно по формуле:

R = δ / λ, где:

• λ – коэффициент теплопроводности материала ограждения, Вт/(мºС);
• δ – толщина материала в метрах.

Примечание. Значение λ – справочное, его нетрудно отыскать в любой справочной литературе, а для пластиковых окон этот коэффициент вам подскажут производители. Ниже приводится таблица с коэффициентами теплопроводности некоторых стройматериалов, причем для вычислений надо брать эксплуатационные значения λ.

В качестве примера подсчитаем, сколько тепла потеряет 10 м2 кирпичной стены толщиной 250 мм (2 кирпича) при разнице температур снаружи и в доме 45 ºС:

R = 0.25 м / 0.44 Вт/(м · ºС) = 0.57 м2 ºС / Вт.

Q = 1/0.57 м2 ºС / Вт х 45 ºС х 10 м2 = 789 Вт или 0.79 кВт.

Если стена состоит из разных материалов (конструкционный материал плюс утеплитель), то их тоже надо считать отдельно по приведенным выше формулам, а результаты суммировать. Таким же образом просчитываются окна и кровля, а вот с полами дело обстоит иначе. Первым делом необходимо нарисовать план здания и разбить его на зоны шириной 2 м, как это сделано на рисунке:

Теперь следует вычислить площадь каждой зоны и поочередно подставить в главную формулу. Вместо параметра R нужно взять нормативные значения для зоны I, II, III и IV, указанные ниже в таблице. По окончании расчетов результаты складываем и получаем общие потери тепла через полы.

Расход на подогрев вентиляционного воздуха

Малосведущие люди часто не учитывают, что приточный воздух в доме тоже надо подогревать и эта тепловая нагрузка тоже ложится на отопительную систему. Холодный воздух все равно попадает в дом извне, хотим мы того или нет, и на его нагрев нужно затратить энергию. Больше того, в частном доме должна функционировать полноценная приточно-вытяжная вентиляция, как правило, с естественным побуждением. Воздухообмен создается благодаря наличию тяги в вентиляционных каналах и дымоходе котла.

Предлагаемая в нормативной документации методика определения тепловой нагрузки от вентиляции достаточно сложна. Довольно точные результаты можно получить, если просчитать эту нагрузку по общеизвестной формуле через теплоемкость вещества:

Qвент = cmΔt, здесь:

• Qвент – количество теплоты, потребное для нагрева приточного воздуха, Вт;
• Δt – разница температур на улице и внутри дома, ºС;
• m – масса воздушной смеси, поступающей извне, кг;
• с – теплоемкость воздуха, принимается 0.28 Вт / (кг ºС).

Сложность расчета этого типа тепловой нагрузки заключается в правильном определении массы нагреваемого воздуха. Выяснить, сколько его попадает внутрь дома, при естественной вентиляции сложно. Поэтому стоит обратиться к нормативам, ведь здания строят по проектам, где заложены потребные воздухообмены. А нормативы говорят, что в большинстве комнат воздушная среда должна меняться 1 раз в час. Тогда берем объемы всех помещений и прибавляем к ним нормы расхода воздуха на каждый санузел – 25 м3/ч и кухонную газовую плиту – 100 м3/ч.

Чтобы произвести расчет тепловой нагрузки на отопление от вентиляции, полученный объем воздуха надо пересчитать в массу, узнав его плотность при разных температурах из таблицы:

Предположим, что общее количество приточного воздуха составляет 350 м3/ч, температура снаружи – минус 20 ºС, внутри – плюс 20 ºС. Тогда его масса составит 350 м3 х 1.394 кг/м3 = 488 кг, а тепловая нагрузка на отопительную систему - Qвент = 0.28 Вт / (кг ºС) х 488 кг х 40 ºС = 5465.6 Вт или 5.5 кВт.

Тепловая нагрузка от нагрева воды для ГВС

Для определения этой нагрузки можно воспользоваться той же простой формулой, только теперь надо посчитать тепловую энергию, расходуемую на подогрев воды. Ее теплоемкость известна и составляет 4.187 кДж/кг °С или 1.16 Вт/кг °С. Учитывая, что семье из 4 человек на все потребности достаточно 100 л воды на 1 сутки, нагретой до 55 °С, подставляем эти цифры в формулу и получаем:

QГВС = 1.16 Вт/кг °С х 100 кг х (55 – 10) °С = 5220 Вт или 5.2 кВт теплоты в сутки.

Примечание. По умолчанию принято, что 1 л воды равен 1 кг, а температура холодной водопроводной воды равна 10 °С.

Единица мощности оборудования всегда отнесена к 1 часу, а полученные 5.2 кВт – к суткам. Но делить эту цифру на 24 нельзя, ведь горячую воду мы хотим получать как можно скорее, а для этого котел должен располагать запасом мощности. То есть, эту нагрузку надо прибавить к остальным как есть.

Заключение

Данный расчет нагрузок на отопление дома даст гораздо более точные результаты, нежели традиционный способ по площади, хотя потрудиться придется. Конечный результат нужно обязательно умножить на коэффициент запаса – 1.2, а то и 1.4 и по рассчитанному значению подбирать котельное оборудование. Еще один способ укрупненного расчета тепловых нагрузок по нормативам показан на видео:

Создавать систему отопления в собственном доме или даже в городской квартире – чрезвычайно ответственное занятие. Будет совершенно неразумным при этом приобретать котельное оборудование, как говорится, «на глазок», то есть без учета всех особенностей жилья. В этом вполне не исключено попадание в две крайности: или мощности котла будет недостаточно – оборудование станет работать «на полную катушку», без пауз, но так и не давать ожидаемого результата, либо, наоборот, будет приобретен излишне дорогой прибор, возможности которого останутся совершенно невостребованными.

Но и это еще не все. Мало правильно приобрести необходимый котел отопления – очень важно оптимально подобрать и грамотно расположить по помещениям приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы или «теплые полы». И опять, полагаться только лишь на свою интуицию или «добрые советы» соседей – не самый разумный вариант. Одним словом, без определенных расчетов – не обойтись.

Конечно, в идеале, подобные теплотехнические вычисления должны проводить соответствующие специалисты, но это часто стоит немалых денег. А неужели неинтересно попытаться выполнить это самостоятельно? В настоящей публикации будет подробно показано, как выполняется расчет отопления по площади помещения, с учетом многих важных нюансов. По аналогии можно будет выполнить , встроенный в эту страницу, поможет выполнить необходимые вычисления. Методику нельзя назвать совершенно «безгрешной», однако, она все же позволяет получить результат с вполне приемлемой степенью точности.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

• Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Иными словами, система отопления должна быть способной прогреть определенный объем воздуха.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

Предназначение помещения	Температура воздуха, °С		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, max	оптимальная, max	допустимая, max
Для холодного времени года
Жилая комната	20÷22	18÷24 (20÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
То же, но для жилых комнат в регионах с минимальными температурами от - 31 °С и ниже	21÷23	20÷24 (22÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
Кухня	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Туалет	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Ванная, совмещенный санузел	24÷26	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Помещения для отдыха и учебных занятий	20÷22	18÷24	45÷30	60	0.15	0.2
Межквартирный коридор	18÷20	16÷22	45÷30	60	Н/Н	Н/Н
Вестибюль, лестничная клетка	16÷18	14÷20	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Кладовые	16÷18	12÷22	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Для теплого времени года (Норматив только для жилых помещений. Для остальных – не нормируется)
Жилая комната	22÷25	20÷28	60÷30	65	0.2	0.3

• Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Элемент конструкции здания	Примерное значение теплопотерь
Фундамент, полы по грунту или над неотапливаемыми подвальными (цокольными) помещениями	от 5 до 10%
«Мостики холода» через плохо изолированные стыки строительных конструкций	от 5 до 10%
Места ввода инженерных коммуникаций (канализация, водопровод, газовые трубы, электрокабели и т.п.)	до 5%
Внешние стены, в зависимости от степени утепленности	от 20 до 30%
Некачественные окна и внешние двери	порядка 20÷25%, из них около 10% - через негерметизированные стыки между коробками и стеной, и за счет проветривания
Крыша	до 20%
Вентиляция и дымоход	до 25 ÷30%

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Способ, очевидно, очень простой, но весьма несовершенный. Стоит сразу оговориться, что он условно применим только при стандартной высоте потолков – примерно 2.7 м (допустимо – в диапазоне от 2.5 до 3.0 м). С этой точки зрения, более точным станет расчет не от площади, а от объема помещения.

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют

Проведение расчетов необходимой тепловой мощности с учетом особенностей помещений

Рассмотренные выше алгоритмы расчетов бывают полезны для первоначальной «прикидки», но вот полагаться на них полностью все же следует с очень большой осторожностью. Даже человеку, который ничего не понимает в строительной теплотехнике, наверняка могут показаться сомнительными указанные усредненные значения – не могут же они быть равными, скажем, для Краснодарского края и для Архангельской области. Кроме того, комната - комнате рознь: одна расположена на углу дома, то есть имеет две внешних стенки, а другая с трех сторон защищена от теплопотерь другими помещениями. Кроме того, в комнате может быть одно или несколько окон, как маленьких, так и весьма габаритных, порой – даже панорамного типа. Да и сами окна могут отличаться материалом изготовления и другими особенностями конструкции. И это далеко не полный перечень – просто такие особенности видны даже «невооруженным глазом».

Одним словом, нюансов, влияющих на теплопотери каждого конкретного помещения – достаточно много, и лучше не полениться, а провести более тщательный расчет. Поверьте, по предлагаемой в статье методике это будет сделать не так сложно.

Общие принципы и формула расчета

В основу расчетов будет положено все то же соотношение: 100 Вт на 1 квадратный метр. Но вот только сама формула «обрастает» немалым количеством разнообразных поправочных коэффициентов.

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Латинские буквы, обозначающие коэффициенты, взяты совершенно произвольно, в алфавитном порядке, и не имеют отношения к каким-либо стандартно принятым в физике величинам. О значении каждого коэффициента будет рассказано отдельно.

• «а» - коэффициент, учитывающий количество внешних стен в конкретной комнате.

Очевидно, что чем больше в помещении внешних стен, тем больше площадь, через которую происходит тепловые потери. Кроме того, наличие двух и более внешних стен означает еще и углы – чрезвычайно уязвимые места с точки зрения образования «мостиков холода». Коэффициент «а» внесет поправку на эту специфическую особенность комнаты.

Коэффициент принимают равным:

— внешних стен нет (внутреннее помещение): а = 0,8 ;

— внешняя стена одна : а = 1,0 ;

— внешних стен две : а = 1,2 ;

— внешних стен три: а = 1,4 .

• «b» - коэффициент, учитывающий расположение внешних стен помещения относительно сторон света.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие бывают

Даже в самые холодные зимние дни солнечная энергия все же оказывает влияние на температурный баланс в здании. Вполне естественно, что та сторона дома, которая обращена на юг, получает определенный нагрев от солнечных лучей, и теплопотери через нее ниже.

А вот стены и окна, обращённые на север, Солнца «не видят» никогда. Восточная часть дома, хотя и «прихватывает» утренние солнечные лучи, какого-либо действенного нагрева от них все же не получает.

Исходя из этого, вводим коэффициент «b»:

— внешние стены комнаты смотрят на Север или Восток : b = 1,1 ;

— внешние стены помещения ориентированы на Юг или Запад : b = 1,0 .

• «с» - коэффициент, учитывающий расположение помещения относительно зимней «розы ветров»

Возможно, эта поправка не столь обязательна для домов, расположенных на защищенных от ветров участках. Но иногда преобладающие зимние ветры способны внести свои «жесткие коррективы» в тепловой баланс здания. Естественно, что наветренная сторона, то есть «подставленная» ветру, будет терять значительно больше тела, по сравнению с подветренной, противоположной.

По результатам многолетних метеонаблюдений в любом регионе составляется так называемая «роза ветров» - графическая схема, показывающая преобладающие направления ветра в зимнее и летнее время года. Эту информацию можно получить в местной гидрометеослужбе. Впрочем, многие жители и сами, без метеорологов, прекрасно знают, откуда преимущественно дуют ветра зимой, и с какой стороны дома обычно наметает наиболее глубокие сугробы.

Если есть желание провести расчеты с более высокой точностью, то можно включить в формулу и поправочный коэффициент «с», приняв его равным:

— наветренная сторона дома: с = 1,2 ;

— подветренные стены дома: с = 1,0 ;

— стена, расположенные параллельно направлению ветра: с = 1,1 .

• «d» - поправочный коэффициент, учитывающий особенности климатических условий региона постройки дома

Естественно, количество теплопотерь через все строительные конструкции здания будет очень сильно зависеть от уровня зимних температур. Вполне понятно, что в течение зимы показатели термометра «пляшут» в определенном диапазоне, но для каждого региона имеется усредненный показатель самых низких температур, свойственных наиболее холодной пятидневке года (обычно это свойственно январю). Для примера – ниже размещена карта-схема территории России, на которой цветами показаны примерные значения.

Обычно это значение несложно уточнить в региональной метеослужбе, но можно, в принципе, ориентироваться и на свои собственные наблюдения.

Итак, коэффициент «d», учитывающий особенности климата региона, для наших расчетом в принимаем равным:

— от – 35 °С и ниже: d = 1,5 ;

— от – 30 °С до – 34 °С: d = 1,3 ;

— от – 25 °С до – 29 °С: d = 1,2 ;

— от – 20 °С до – 24 °С: d = 1,1 ;

— от – 15 °С до – 19 °С: d = 1,0 ;

— от – 10 °С до – 14 °С: d = 0,9 ;

— не холоднее – 10 °С: d = 0,7 .

• «е» - коэффициент, учитывающий степень утепленности внешних стен.

Суммарное значение тепловых потерь здания напрямую связано со степенью утепленности всех строительных конструкций. Одним из «лидеров» по теплопотерям являются стены. Стало быть, значение тепловой мощности, необходимое для поддержания комфортных условий проживания в помещении, находится в зависимости от качества их термоизоляции.

Значение коэффициента для наших расчетов можно принять следующее:

— внешние стены не имеют утепления: е = 1,27 ;

— средняя степень утепления – стены в два кирпича или предусмотрена их поверхностная термоизоляция другими утеплителями: е = 1,0 ;

— утепление проведено качественно, на основании проведенных теплотехнических расчетов: е = 0,85 .

Ниже по ходу настоящей публикации будут даны рекомендации о том, как можно определить степень утепленности стен и иных конструкций здания.

• коэффициент «f» - поправка на высоту потолков

Потолки, особенно в частных домах, могут иметь различную высоту. Стало быть, и тепловая мощность на прогрев того или иного помещения одинаковой площади будет различаться еще и по этому параметру.

Не будет большой ошибкой принять следующие значения поправочного коэффициента «f»:

— высота потолков до 2.7 м: f = 1,0 ;

— высота потоков от 2,8 до 3,0 м: f = 1,05 ;

— высота потолков от 3,1 до 3,5 м: f = 1,1 ;

— высота потолков от 3,6 до 4,0 м: f = 1,15 ;

— высота потолков более 4,1 м: f = 1,2 .

• « g» - коэффициент, учитывающий тип пола или помещение, расположенное под перекрытием.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

— холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением (например, подвальным или цокольным): g = 1,4 ;

— утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением: g = 1,2 ;

— снизу расположено отапливаемое помещение: g = 1,0 .

• « h» - коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного сверху.

Нагретый системой отопления воздух всегда поднимается вверх, и если потолок в помещении холодный, то неизбежны повышенные теплопотери, которые потребуют увеличения необходимой тепловой мощности. Введём коэффициент «h», учитывающий и эту особенность рассчитываемого помещения:

— сверху расположен «холодный» чердак: h = 1,0 ;

— сверху расположен утепленный чердак или иное утепленное помещение: h = 0,9 ;

— сверху расположено любое отапливаемое помещение: h = 0,8 .

• « i» - коэффициент, учитывающий особенности конструкции окон

Окна – один из «магистральных маршрутов» течек тепла. Естественно, многое в этом вопросе зависит от качества самой оконной конструкции. Старые деревянные рамы, которые раньше повсеместно устанавливались во всех домах, по степени своей термоизоляции существенно уступают современным многокамерным системам со стеклопакетами.

Без слов понятно, что термоизоляционные качества этих окон — существенно различаются

Но и между ПВЗХ-окнами нет полного единообразия. Например, двухкамерный стеклопакет (с тремя стеклами) будет намного более «теплым» чем однокамерный.

Значит, необходимо ввести определенный коэффициент «i», учитывающий тип установленных в комнате окон:

— стандартные деревянные окна с обычным двойным остеклением: i = 1,27 ;

— современные оконные системы с однокамерным стеклопакетом: i = 1,0 ;

— современные оконные системы с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, в том числе и с аргоновым заполнением: i = 0,85 .

• « j» - поправочный коэффициент на общую площадь остекления помещения

Какими бы качественными окна ни были, полностью избежать теплопотерь через них все равно не удастся. Но вполне понятно, что никак нельзя сравнивать маленькое окошко с панорамным остеклением чуть ли ни на всю стену.

Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:

х = ∑ S ок / S п

∑ S ок – суммарная площадь окон в помещении;

S п – площадь помещения.

В зависимости от полученного значения и определяется поправочный коэффициент «j»:

— х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8 ;

— х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9 ;

— х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0 ;

— х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1 ;

— х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2 ;

• « k» - коэффициент, дающий поправку на наличие входной двери

Дверь на улицу или на неотапливаемый балкон — это всегда дополнительная «лазейка» для холода

Дверь на улицу или на открытый балкон способна внести свои коррективы в тепловой баланс помещения – каждое ее открытие сопровождается проникновением в помещение немалого объема холодного воздуха. Поэтому имеет смысл учесть и ее наличие – для этого введем коэффициент «k», который примем равным:

— двери нет: k = 1,0 ;

— одна дверь на улицу или на балкон: k = 1,3 ;

— две двери на улицу или на балкон: k = 1,7 .

• « l» - возможные поправки на схему подключения радиаторов отопления

Возможно, кому-то это покажется несущественной мелочью, но все же – почему бы сразу не учесть планируемую схему подключения радиаторов отопления. Дело в том, что их теплоотдача, а значит, и участие в поддержании определенного температурного баланса в помещении, достаточно заметно меняется при разных типах врезки труб подачи и «обратки».

Иллюстрация	Тип врезки радиатора	Значение коэффициента «l»
	Подключение по диагонали: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.0
	Подключение с одной стороны: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.03
	Двухстороннее подключение: и подача, и «обратка» снизу	l = 1.13
	Подключение по диагонали: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.25
	Подключение с одной стороны: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.28
	Одностороннее подключение, и подача, и «обратка» снизу	l = 1.28

• « m» - поправочный коэффициент на особенности места установки радиаторов отопления

И, наконец, последний коэффициент, который также связан с особенностями подключения радиаторов отопления. Наверное, понятно, что если батарея установлена открыто, ничем не загораживается сверху и с фасадной части, то она будет давать максимальную теплоотдачу. Однако, такая установка возможна далеко не всегда – чаще радиаторы частично скрываются подоконниками. Возможны и другие варианты. Кроме того, некоторые хозяева, стараясь вписать приоры отопления в создаваемый интерьерный ансамбль, скрывают их полностью или частично декоративными экранами – это тоже существенно отражается на тепловой отдаче.

Если есть определенные «наметки», как и где будут монтироваться радиаторы, это также можно учесть при проведении расчетов, введя специальный коэффициент «m»:

Иллюстрация	Особенности установки радиаторов	Значение коэффициента "m"
	Радиатор расположен на стене открыто или не перекрывается сверху подоконником	m = 0,9
	Радиатор сверху перекрыт подоконником или полкой	m = 1,0
	Радиатор сверху перекрыт выступающей стеновой нишей	m = 1,07
	Радиатор сверху прикрыт подоконником (нишей), а с лицевой части - декоративным экраном	m = 1,12
	Радиатор полностью заключен в декоративный кожух	m = 1,2

Итак, с формулой расчета ясность есть. Наверняка, кто-то из читателей сразу возьмется за голову – мол, слишком сложно и громоздко. Однако, если к делу подойти системно, упорядочено, то никакой сложности нет и в помине.

У любого хорошего хозяина жилья обязательно есть подробный графический план своих «владений» с проставленными размерами, и обычно – сориентированный по сторонам света. Климатические особенности региона уточнить несложно. Останется лишь пройтись по всем помещениям с рулеткой, уточнить некоторые нюансы по каждой комнате. Особенности жилья - «соседство по вертикали» сверху и снизу, расположение входных дверей, предполагаемую или уже имеющуюся схему установки радиаторов отопления – никто, кроме хозяев, лучше не знает.

Рекомендуется сразу составить рабочую таблицу, куда занести все необходимые данные по каждому помещению. В нее же будет заноситься и результат вычислений. Ну а сами вычисления поможет провести встроенный калькулятор, в котором уже «заложены» все упомянутые выше коэффициенты и соотношения.

Если какие-то данные получить не удалось, то можно их, конечно, в расчет не принимать, но в этом случае калькулятор «по умолчанию» подсчитает результат с учетом наименее благоприятных условий.

Можно рассмотреть на примере. Имеем план дома (взят совершенно произвольный).

Регион с уровнем минимальных температур в пределах -20 ÷ 25 °С. Преобладание зимних ветров = северо-восточные. Дом одноэтажный, с утепленным чердаком. Утепленные полы по грунту. Выбрана оптимальное диагональное подключение радиаторов, которые будут устанавливаться под подоконниками.

Составляем таблицу примерно такого типа:

Помещение, его площадь, высота потолка. Утепленность пола и "соседство" сверху и снизу	Количество внешних стен и их основное расположение относительно сторон света и "розы ветров". Степень утепления стен	Количество, тип и размер окон	Наличие входных дверей (на улицу или на балкон)	Требуемая тепловая мощность (с учетом 10% резерва)
Площадь 78,5 м²				10,87 кВт ≈ 11 кВт
1. Прихожая. 3,18 м². Потолок 2.8 м. Утеленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак.	Одна, Юг, средняя степень утепления. Подветренная сторона	Нет	Одна	0,52 кВт
2. Холл. 6,2 м². Потолок 2.9 м. Утепленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак	Нет	Нет	Нет	0,62 кВт
3. Кухня-столовая. 14,9 м². Потолок 2.9 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Свеху - утепленный чердак	Две. Юг-Запад. Средняя степень утепления. Подветренная сторона	Два, однокамерный стеклопакет, 1200 × 900 мм	Нет	2.22 кВт
4. Детская комната. 18,3 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак	Две, Север - Запад. Высокая степень утепления. Наветренная	Два, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм	Нет	2,6 кВт
5. Спальная. 13,8 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак	Две, Север, Восток. Высокая степень утепления. Наветренная сторона	Одно, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм	Нет	1,73 кВт
6. Гостиная. 18,0 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак	Две, Восток, юг. Высокая степень утепления. Параллельно направлению ветра	Четыре, двухкамерный стеклопакет, 1500 × 1200 мм	Нет	2,59 кВт
7. Санузел совмещенный. 4,12 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак.	Одна, Север. Высокая степень утепления. Наветренная сторона	Одно. Деревянная рама с двойным остеклением. 400 × 500 мм	Нет	0,59 кВт
ИТОГО:

Затем, пользуясь размешенным ниже калькулятором производим расчет для каждого помещения (уже с учетом 10% резерва). С использованием рекомендуемого приложения это не займет много времени. После этого останется просуммировать полученные значения по каждой комнате – это и будет необходимая суммарная мощность системы отопления.

Результат по каждой комнате, кстати, поможет правильно выбрать требуемое количество радиаторов отопления – останется только разделить на удельную тепловую мощность одной секции и округлить в большую сторону.

Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня небольшой пост про расчет количества тепла на отопление по укрупненным показателям. Вообще то нагрузка на отопление принимается по проекту, то есть в договор теплоснабжения вносятся те данные, которые просчитал проектировщик.

Но зачастую таких данных просто нет, особенно если здание небольшое, например гараж, или какое нибудь подсобное помещение. В этом случае нагрузку на отопление в Гкал/ч просчитывают по так называемым укрупненным показателям. Об этом я писал . И уже эта цифра идет в договор как расчетная отопительная нагрузка. Как же считается эта цифра? А считается она по формуле:

Qот = α*qо*V*(tв-tн.р)*(1+Kн.р)*0,000001; где

α — поправочный коэффициент, который учитывает климатические условия района, он применяется в тех случаях, когда расчетная температура воздуха на улице отличается от -30 °С;

qо — удельная отопительная характеристика здания при tн.р = -30 °С, ккал/куб.м*С;

V — объем здания по наружному обмеру, м³ ;

tв — расчетная температура внутри отапливаемого здания, °С;

tн.р — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С;

Kн.р — коэффициент инфильтрации, который обусловлен тепловым и ветровым напором, то есть соотношением тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре воздуха на улице, которая является расчетной для проектирования отопления.

Вот так, в одну формулу можно посчитать тепловую нагрузку на отопление любого здания. Конечно, расчет этот в значительной степени приближенный, однако он рекомендуется в технической литературе по теплоснабжению. Теплоснабжающие организации также вносят эту цифру отопительной нагрузки Qот, в Гкал/ч, в договоры теплоснабжения. Так что расчет нужный. Расчет этот хорошо представлен в книге — В.И.Манюк, Я.И.Каплинский, Э.Б.Хиж и др. «Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей». Эта книжка у меня одна из настольных, очень хорошая книга.

Также этот расчет тепловой нагрузки на отопление здания можно делать по «Методике определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального водоснабжения» РАО «Роскоммунэнерго» Госстроя России. Правда, в расчете в этой методике есть неточность (в формуле 2 в приложении №1 указано 10 в минус третьей степени, а должно быть 10 в минус шестой степени, в расчетах это необходимо учитывать), более подробно об этом можно прочитать в комментариях к этой статье.

Я этот расчет полностью автоматизировал, добавил справочные таблицы, в том числе таблицу климатических параметров всех регионов бывшего СССР (из СНиП 23.01.99 «Строительная климатология»). Приобрести расчет в виде программы за 100 рублей можно, написав мне по электронной почте [email protected].

Буду рад комментариям к статье.

1. Отопление

1.1. Расчетную часовую тепловую нагрузку отопления следует принимать по типовым или индивидуальным проектам зданий.

В случае отличия принятого в проекте значения расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления от действующего нормативного значения для конкретной местности, необходимо произвести пересчет приведенной в проекте расчетной часовой тепловой нагрузки отапливаемого здания по формуле:

где Qo max - расчетная часовая тепловая нагрузка отопления здания, Гкал/ч;

Qo max пр - то же, по типовому или индивидуальному проекту, Гкал/ч;

tj - расчетная температура воздуха в отапливаемом здании, °С; принимается в соответствии с таблицей 1;

to - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено здание, согласно СНиП 23-01-99 , °С;

to.пр - то же, по типовому или индивидуальному проекту, °С.

Таблица 1. Расчетная температура воздуха в отапливаемых зданиях

В местностях с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления -31 °С и ниже значение расчетной температуры воздуха внутри отапливаемых жилых зданий следует принимать в соответствии с главой СНиП 2.08.01-85 равным 20 °С.

1.2. При отсутствии проектной информации расчетную часовую тепловую нагрузку отопления отдельного здания можно определить по укрупненным показателям:

где  - поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления to от to = -30 °С, при которой определено соответствующее значение qo; принимается по таблице 2;

V - объем здания по наружному обмеру, м3;

qo - удельная отопительная характеристика здания при to = -30 °С, ккал/м3 ч°С; принимается по таблицам 3 и 4;

Kи.р - расчетный коэффициент инфильтрации, обусловленной тепловым и ветровым напором, т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления.

Таблица 2. Поправочный коэффициент  для жилых зданий

Таблица 3. Удельная отопительная характеристика жилых зданий

Наружный строительный объем V, м3	Удельная отопительная характеристика qo, ккал/м3 ч °С
постройка до 1958 г.	постройка после 1958 г.

Таблица 3а. Удельная отопительная характеристика зданий, построенных до 1930 г.

Таблица 4. Удельная тепловая характеристика административных, лечебных и культурно-просветительных зданий, детских учреждений

Наименование зданий	Объем зданий V, м3	Удельные тепловые характеристики
для отопления qo, ккал/м3 ч °С	для вентиляции qv, ккал/м3 ч °С
Административные здания, конторы
	более 15000
	более 10000
Кинотеатры
	более 10000
	более 30000
Магазины
	более 10000
Детские сады и ясли
Школы и высшие учебные заведения
	более 10000
Больницы
	более 15000
	более 10000
Прачечные
	более 10000
Предприятия общественного питания, столовые, фабрики-кухни
	более 10000
Лаборатории
	более 10000
Пожарные депо

Значение V, м3, следует принимать по информации типового или индивидуального проектов здания или бюро технической инвентаризации (БТИ).

Если здание имеет чердачное перекрытие, значение V, м3, определяется как произведение площади горизонтального сечения здания на уровне его I этажа (над цокольным этажом) на свободную высоту здания - от уровня чистого пола I этажа до верхней плоскости теплоизоляционного слоя чердачного перекрытия, при крышах, совмещенных с чердачными перекрытиями, - до средней отметки верха крыши. Выступающие за поверхности стен архитектурные детали и ниши в стенах здания, а также неотапливаемые лоджии при определении расчетной часовой тепловой нагрузки отопления не учитываются.

При наличии в здании отапливаемого подвала к полученному объему отапливаемого здания необходимо добавить 40% объема этого подвала. Строительный объем подземной части здания (подвал, цокольный этаж) определяется как произведение площади горизонтального сечения здания на уровне его I этажа на высоту подвала (цокольного этажа).

Расчетный коэффициент инфильтрации Kи.р определяется по формуле:

где g - ускорение свободного падения, м/с2;

L - свободная высота здания, м;

w0 - расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, м/с; принимается по СНиП 23-01-99 .

Вводить в расчет расчетной часовой тепловой нагрузки отопления здания так называемую поправку на воздействие ветра не требуется, т.к. эта величина уже учтена в формуле (3.3).

В местностях, где расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования отопления to  -40 °С, для зданий с неотапливаемыми подвалами следует учитывать добавочные тепловые потери через необогреваемые полы первого этажа в размере 5% .

Для зданий, законченных строительством, расчетную часовую тепловую нагрузку отопления следует увеличивать на первый отопительный период для каменных зданий, построенных:

В мае-июне - на 12%;

В июле-августе - на 20%;

В сентябре - на 25%;

В отопительном периоде - на 30%.

1.3. Удельную отопительную характеристику здания qo, ккал/м3 ч °С, при отсутствии в табл.3 и 4 соответствующего его строительному объему значения qo, можно определить по формуле:

где a = 1,6 ккал/м 2,83 ч °С; n = 6 - для зданий строительства до 1958 г.;

a = 1,3 ккал/м 2,875 ч °С; n = 8 - для зданий строительства после 1958 г.

1.4. В случае если часть жилого здания занята общественным учреждением (контора, магазин, аптека, приемный пункт прачечной и т.д.), расчетная часовая тепловая нагрузка отопления должна быть определена по проекту. Если расчетная часовая тепловая нагрузка в проекте указана только в целом по зданию, или определена по укрупненным показателям, тепловую нагрузку отдельных помещений можно определить по площади поверхности теплообмена установленных нагревательных приборов, используя общее уравнение, описывающее их теплоотдачу:

Q = k F t, (3.5)

где k - коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, ккал/м3 ч °С;

F - площадь поверхности теплообмена нагревательного прибора, м2;

t - температурный напор нагревательного прибора, °С, определяемый как разность средней температуры нагревательного прибора конвективно-излучающего действия и температуры воздуха в отапливаемом здании.

Методика определения расчетной часовой тепловой нагрузки отопления по поверхности установленных нагревательных приборов систем отопления приведена в .

1.5. При подключении полотенцесушителей к системе отопления расчетную часовую тепловую нагрузку этих отопительных приборов можно определить как теплоотдачу неизолированных труб в помещении с расчетной температурой воздуха tj = 25 °С по методике, приведенной в .

1.6. При отсутствии проектных данных и определении расчетной часовой тепловой нагрузки отопления производственных, общественных, сельскохозяйственных и других нетиповых зданий (гаражей, подземных отапливаемых переходов, бассейнов, магазинов, киосков, аптек и т.д.) по укрупненным показателям, уточнение значений этой нагрузки следует производить по площади поверхности теплообмена установленных нагревательных приборов систем отопления в соответствии с методикой, приведенной в . Исходная информация для расчетов выявляется представителем теплоснабжающей организации в присутствии представителя абонента с составлением соответствующего акта.

1.7. Расход тепловой энергии на технологические нужды теплиц и оранжерей, Гкал/ч, определяется из выражения:

, (3.6)

где Qcxi - расход тепловой энергии на i-e технологические операции, Гкал/ч;

n - количество технологических операций.

В свою очередь,

Qcxi =1,05 (Qтп + Qв) + Qпол + Qпроп, (3.7)

где Qтп и Qв - тепловые потери через ограждающие конструкции и при воздухообмене, Гкал/ч;

Qпол + Qпроп - расход тепловой энергии на нагрев поливочной воды и пропарку почвы, Гкал/ч;

1,05 - коэффициент, учитывающий расход тепловой энергии на отопление бытовых помещений.

1.7.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции, Гкал/ч, можно определить по формуле:

Qтп = FK (tj - to) 10-6, (3.8)

где F - площадь поверхности ограждающей конструкции, м2;

K - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, ккал/м2 ч °С; для одинарного остекления можно принимать K = 5,5, однослойного пленочного ограждения K = 7,0 ккал/м2 ч °С;

tj и to - технологическая температура в помещении и расчетная наружного воздуха для проектирования соответствующего сельскохозяйственного объекта, °С.

1.7.2. Тепловые потери при воздухообмене для оранжерей со стеклянными покрытиями, Гкал/ч, определяются по формуле:

Qв = 22,8 Fинв S (tj - to) 10-6, (3.9)

где Fинв - инвентарная площадь оранжереи, м2;

S - коэффициент объема, представляющий собой соотношение объема оранжереи и ее инвентарной площади, м; может быть принят в пределах от 0,24 до 0,5 для малых оранжерей и 3 и более м - для ангарных.

Тепловые потери при воздухообмене для оранжерей с пленочным покрытием, Гкал/ч, определяются по формуле:

Qв = 11,4 Fинв S (tj - to) 10-6. (3.9a)

1.7.3. Расход тепловой энергии на нагрев поливочной воды, Гкал/ч, определяется из выражения:

, (3.10)

где Fполз - полезная площадь оранжереи, м2;

n - продолжительность полива, ч.

1.7.4. Расход тепловой энергии на пропарку почвы, Гкал/ч, определяется из выражения:

2. Приточная вентиляция

2.1. При наличии типового или индивидуального проектов здания и соответствии установленного оборудования системы приточной вентиляции проекту расчетную часовую тепловую нагрузку вентиляции можно принять по проекту с учетом различия значений расчетной температуры наружного воздуха для проектирования вентиляции, принятого в проекте, и действующим нормативным значением для местности, где расположено рассматриваемое здание.

Пересчет производится по формуле, аналогичной формуле (3.1):

, (3.1a)

Qв.пр - то же, по проекту, Гкал/ч;

tv.пр - расчетная температура наружного воздуха, при которой определена тепловая нагрузка приточной вентиляции в проекте, °С;

tv - расчетная температура наружного воздуха для проектирования приточной вентиляции в местности, где расположено здание, °С; принимается по указаниям СНиП 23-01-99 .

2.2. При отсутствии проектов или несоответствии установленного оборудования проекту расчетная часовая тепловая нагрузка приточной вентиляции должна быть определена по характеристикам оборудования, установленного в действительности, в соответствии с общей формулой, описывающей теплоотдачу калориферных установок:

Q = Lc (2 + 1) 10-6, (3.12)

где L - объемный расход нагреваемого воздуха, м3/ч;

 - плотность нагреваемого воздуха, кг/м3;

c - теплоемкость нагреваемого воздуха, ккал/кг;

2 и 1 - расчетные значения температуры воздуха на входе и выходе калориферной установки, °С.

Методика определения расчетной часовой тепловой нагрузки приточных калориферных установок изложена в .

Допустимо определять расчетную часовую тепловую нагрузку приточной вентиляции общественных зданий по укрупненным показателям согласно формуле:

Qv = Vqv (tj - tv) 10-6, (3.2а)

где qv - удельная тепловая вентиляционная характеристика здания, зависящая от назначения и строительного объема вентилируемого здания, ккал/м3 ч °С; можно принимать по таблице 4.

3. Горячее водоснабжение

3.1. Средняя часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения потребителя тепловой энергии Qhm, Гкал/ч, в отопительный период определяется по формуле:

где a - норма затрат воды на горячее водоснабжение абонента, л/ед. измерения в сутки; должна быть утверждена местным органом самоуправления; при отсутствии утвержденных норм принимается по таблице Приложения 3 (обязательного) СНиП 2.04.01-85 ;

N - количество единиц измерения, отнесенное к суткам, - количество жителей, учащихся в учебных заведениях и т.д.;

tc - температура водопроводной воды в отопительный период, °С; при отсутствии достоверной информации принимается tc = 5 °С;

T - продолжительность функционирования системы горячего водоснабжения абонента в сутки, ч;

Qт.п - тепловые потери в местной системе горячего водоснабжения, в подающем и циркуляционном трубопроводах наружной сети горячего водоснабжения, Гкал/ч.

3.2. Среднюю часовую тепловую нагрузку горячего водоснабжения в неотопительный период, Гкал, можно определить из выражения:

, (3.13a)

где Qhm - средняя часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения в отопительный период, Гкал/ч;

 - коэффициент, учитывающий снижение средней часовой нагрузки горячего водоснабжения в неотопительный период по сравнению с нагрузкой в отопительный период; если значение  не утверждено органом местного самоуправления,  принимается равным 0,8 для жилищно-коммунального сектора городов средней полосы России, 1,2-1,5 - для курортных, южных городов и населенных пунктов, для предприятий - 1,0;

ths, th - температура горячей воды в неотопительный и отопительный период, °С;

tcs, tc - температура водопроводной воды в неотопительный и отопительный период, °С; при отсутствии достоверных сведений принимается tcs = 15 °С, tc = 5 °С.

3.3. Тепловые потери трубопроводами системы горячего водоснабжения могут быть определены по формуле:

где Ki - коэффициент теплопередачи участка неизолированного трубопровода, ккал/м2 ч °С; можно принимать Ki = 10 ккал/м2 ч °С;

di и li - диаметр трубопровода на участке и его длина, м;

tн и tк - температура горячей воды в начале и конце расчетного участка трубопровода, °С;

tокр - температура окружающей среды,°С; принимать по виду прокладки трубопроводов:

В бороздах, вертикальных каналах, коммуникационных шахтах сантехкабин tокр = 23 °С;

В ванных комнатах tокр = 25 °С;

В кухнях и туалетах tокр = 21 °С;

На лестничных клетках tокр = 16 °С;

В каналах подземной прокладки наружной сети горячего водоснабжения tокр = tгр;

В тоннелях tокр = 40 °С;

В неотапливаемых подвалах tокр = 5 °С;

На чердаках tокр = -9 °С (при средней температуре наружного воздуха самого холодного месяца отопительного периода tн = -11 ... -20 °С);

 - коэффициент полезного действия тепловой изоляции трубопроводов; принимается для трубопроводов диаметром до 32 мм  = 0,6; 40-70 мм  = 0,74; 80-200 мм  = 0,81.

Таблица 5. Удельные тепловые потери трубопроводов систем горячего водоснабжения (по месту и способу прокладки)

Место и способ прокладки	Тепловые потери трубопровода, ккал/чм, при условном диаметре, мм
Главный подающий стояк в штрабе или коммуникационной шахте, изолирован
Стояк без полотенцесушителей, изолированный, в шахте сантехкабины, борозде или коммуникационной шахте
То же, с полотенцесушителями
Стояк неизолированный в шахте сантехкабины, борозде или коммуникационной шахте или открыто в ванной, кухне
Распределительные изолированные трубопроводы (подающие):
в подвале, на лестничной клетке
на холодном чердаке
на теплом чердаке
Циркуляционные трубопроводы изолированные:
в подвале
на теплом чердаке
на холодном чердаке
Циркуляционные трубопроводы неизолированные:
в квартирах
на лестничной клетке
Циркуляционные стояки в штрабе сантехнической кабины или ванной:
изолированные
неизолированные

Примечание. В числителе - удельные тепловые потери трубопроводов систем горячего водоснабжения без непосредственного водоразбора в системах теплоснабжения, в знаменателе - с непосредственным водоразбором.

Таблица 6. Удельные тепловые потери трубопроводов систем горячего водоснабжения (по перепаду температуры)

Перепад температуры, °С

Тепловые потери трубопровода, ккал/ч м, при условном диаметре, мм

Примечание. При перепаде температуры горячей воды, отличном от приведенных его значений, удельные тепловые потери следует определять интерполяцией.

3.4. При отсутствии исходной информации, необходимой для расчета тепловых потерь трубопроводами горячего водоснабжения, тепловые потери, Гкал/ч, можно определять, применяя специальный коэффициент Kт.п, учитывающий тепловые потери этих трубопроводов, по выражению:

Qт.п = Qhm Kт.п. (3.15)

Тепловой поток на горячее водоснабжение с учетом тепловых потерь можно определить из выражения:

Qг = Qhm (1 + Kт.п). (3.16)

Для определения значений коэффициента Kт.п можно пользоваться таблицей 7.

Таблица 7. Коэффициент, учитывающий тепловые потери трубопроводами систем горячего водоснабжения

studfiles.net

Как произвести расчет тепловой нагрузки на отопление здания

В домах, которые сдавались в эксплуатацию в последние годы, обычно данные правила выполнены, поэтому расчет отопительной мощности оборудования проходит на основе стандартных коэффициентов. Индивидуальный расчет может проводиться по инициативе собственника жилья или коммунальной структуру, занимающейся поставкой тепла. Это случается при стихийной замене радиаторов отопления, окон и других параметров.

Читайте также: Как произвести расчет мощности котла отопления по площади дома

Расчет норм по отоплению в квартире

В квартире, обслуживаемой коммунальным предприятием, расчет тепловой нагрузки может быть проведен только при передаче дома с целью отслеживания параметров СНИП в принимаемом на баланс помещении. В противном случае это делает владелец квартиры, чтобы рассчитать свои теплопотери в холодное время года и устранить недостатки утепления – использовать теплоизолирующую штукатурку, поклеить утеплитель, монтировать на потолках пенофол и установить металлопластиковые окна с пятикамерным профилем.

Расчет тепловых утечек для коммунальной службы с целью открытия спора, как правило, не дает результата. Причина в том, что существуют стандарты теплопотерь. Если дом введен в эксплуатацию, то требования выполнены. При этом приборы отопления соответствуют требованиями СНИП. Замена батарей и отбор большего количества тепла запрещен, так как радиаторы установлены по утвержденным строительным стандартам.

Методика расчета норм по отоплению в частном доме

Частные дома отапливаются автономными системами, что при этом расчет нагрузки осуществляется для соблюдения требований СНИП, и коррекции отопительной мощности проводится в совокупности с работами по уменьшению теплопотерь.

Расчеты можно сделать вручную, используя несложную формулу или калькулятор на сайте. Программа помогает рассчитать необходимую мощность системы отопления и утечки тепла, характерные для зимнего периода. Расчеты осуществляются для определенного теплового пояса.

Основные принципы

Методика включает в себя целый ряд показателей, которые в совокупности позволяют оценить уровень утепления дома, соответствие стандартам СНИП, а также мощность котла отопления. Как это работает:

• в зависимости от параметров стен, окон, утепления потолка и фундамента вы рассчитываете тепловые утечки. Например, стена у вас состоит из одинарного слоя клинкерного кирпича и каркасного с утеплителем, в зависимости от толщины стен они имеют в совокупности определенную теплопроводность и препятствуют утечке тепла в зимнее время. Ваша задача, чтобы этот параметр был не меньше рекомендованного в СНИП. То же самое характерно для фундамента, потолков и окон;
• выясняете, где теряется тепло, доводите параметры до стандартных;
• рассчитываете мощность котла на основе суммарного объема комнат - на каждый 1 куб. м помещения уходит 41 Вт тепла (например, прихожая на 10 м² с высотой потолка 2,7 м требует 1107 Вт отопления, нужно две батареи по 600 Вт);
• вести расчет можно от обратного, то есть от количества батарей. Каждая секция алюминиевой батареи дает 170 Вт тепла и отапливает 2-2,5 м помещения. Если на ваш дом требуется 30 секций батарей, то котел, который сможет отопить, помещение должен быть мощностью не менее 6 кВт.

Чем хуже утеплен дом, тем выше расход тепла от системы отопления

По объекту проводится индивидуальный или усредненный расчет. Основной смысл проведения подобного обследования состоит в том, что при хорошем утеплении и малых утечках тепла в зимний период можно использовать 3 кВт. В здании той же площади, но без утепления, при низких зимних температурах потребляемая мощность составит до 12 кВт. Таким образом, тепловую мощность и нагрузку оценивают не только по площади, но и по теплопотерям.

Основные теплопотери частного дома:

• окна – 10-55%;
• стены – 20-25%;
• дымоход – до 25%;
• крыша и потолок – до 30%;
• низкие полы – 7-10%;
• температурный мост в углах – до 10%

Данные показатели могут варьироваться в лучшую и худшую сторону. Их оценивают в зависимости от типов установленных окон, толщины стен и материалов, степени утепления потолка. Например, в плохо утепленных зданиях теплопотери через стены могут достигать 45% процентов, в этом случае к системе отопления применимо выражение «топим улицу». Методика и калькулятор помогут оценить номинальные и расчетные значения.

Специфика расчетов

Данную методику еще можно встретить под названием «теплотехнический расчет». Упрощенная формула имеет следующий вид:

Qt = V × ∆T × K / 860, где

V – объем помещения, м³;

∆T – максимальная разница в помещении и вне помещения, °С;

К – оценочный коэффициент тепловых потерь;

860 – коэффициент перехода в кВт/час.

Коэффициент тепловых потерь К зависит от строительной конструкции, толщины и теплопроводности стен. Для упрощенных расчетов можно использовать следующие параметры:

• К = 3,0-4,0 – без теплоизоляции (неутепленное каркасное или металлическое строение);
• К = 2,0-2,9 – малая теплоизоляция (кладка в один кирпич);
• К = 1,0-1,9 – средняя теплоизоляция (кирпичная кладка в два кирпича);
• К = 0,6-0,9 – хорошая теплоизоляция по стандарту.

Данные коэффициенты усредненные и не позволяют оценить теплопотери и тепловую нагрузку на помещение, поэтому рекомендуем воспользоваться онлайн-калькулятором.

gidpopechi.ru

Расчет тепловой нагрузки на отопление здания: формула, примеры

При проектировании системы отопления, будь то промышленное строение или жилое здание, нужно провести грамотные расчеты и составить схему контура отопительной системы. Особое внимание на этом этапе специалисты рекомендуют обращать на расчёт возможной тепловой нагрузки на отопительный контур, а также на объем потребляемого топлива и выделяемого тепла.

Под этим термином понимают количество отдаваемой приборами отопления теплоты. Проведенный предварительный расчет тепловой нагрузки позволить избежать ненужных расходов на приобретение составляющих отопительной системы и на их установку. Также этот расчет поможет правильно распределить количество выделяемого тепла экономно и равномерно по всему зданию.

В эти расчеты заложено множество нюансов. Например, материал, из которого выстроено здание, теплоизоляция, регион и пр. Специалисты стараются принять во внимание как можно больше факторов и характеристик для получения более точного результата.

Расчет тепловой нагрузки с ошибками и неточностями приводит к неэффективной работе отопительной системы. Случается даже, что приходится переделывать участки уже работающей конструкции, что неизбежно влечет к незапланированным тратам. Да и жилищно-коммунальные организации ведут расчет стоимости услуг на базе данных о тепловой нагрузке.

Основные факторы

Идеально рассчитанная и сконструированная система отопления должна поддерживать заданную температуру в помещении и компенсировать возникающие потери тепла. Рассчитывая показатель тепловой нагрузки на систему отопления в здании нужно принимать к сведению:

Назначение здания: жилое или промышленное.

Характеристику конструктивных элементов строения. Это окна, стены, двери, крыша и вентиляционная система.

Размеры жилища. Чем оно больше, тем мощнее должна быть система отопления. Обязательно нужно учитывать площадь оконных проемов, дверей, наружных стен и объем каждого внутреннего помещения.

Наличие комнат специального назначения (баня, сауна и пр.).

Степень оснащения техническими приборами. То есть, наличие горячего водоснабжения, системы вентиляции, кондиционирование и тип отопительной системы.

Температурный режим для отдельно взятого помещения. Например, в комнатах, предназначенных для хранения, не нужно поддерживать комфортную для человека температуру.

Количество точек с подачей горячей воды. Чем их больше, тем сильнее нагружается система.

Площадь остекленных поверхностей. Комнаты с французскими окнами теряют значительное количество тепла.

Дополнительные условия. В жилых зданиях это может быть количество комнат, балконов и лоджий и санузлов. В промышленных – количество рабочих дней в календарном году, смен, технологическая цепочка производственного процесса и пр.

Климатические условия региона. При расчёте теплопотерь учитываются уличные температуры. Если перепады незначительны, то и на компенсацию будет уходить малое количество энергии. В то время как при -40оС за окном потребует значительных ее расходов.

Особенности существующих методик

Параметры, включаемые в расчет тепловой нагрузки, находятся в СНиПах и ГОСТах. В них же есть специальные коэффициенты теплопередачи. Из паспортов оборудования, входящего в систему отопления, берутся цифровые характеристики, касаемые определенного радиатора отопления, котла и пр. А также традиционно:

Расход тепла, взятый по максимуму за один час работы системы отопления,

Максимальный поток тепла, исходящий от одного радиатора,

Общие затраты тепла в определенный период (чаще всего – сезон); если необходим почасовой расчет нагрузки на тепловую сеть, то расчет нужно вести с учетом перепада температур в течение суток.

Произведенные расчеты сопоставляют с площадью тепловой отдачи всей системы. Показатель получается достаточно точный. Некоторые отклонения случаются. Например, для промышленных строений нужно будет учитывать снижение потребления тепловой энергии в выходные дни и праздничные, а в жилых помещениях – в ночное время.

Методики для расчета систем отопления имеют несколько степеней точности. Для сведения погрешности к минимуму необходимо использовать довольно сложные вычисления. Менее точные схемы применяются если не стоит цель оптимизировать затраты на отопительную систему.

Основные способы расчета

На сегодняшний день расчет тепловой нагрузки на отопление здания можно провести одним из следующих способов.

Три основных

• Для расчета берутся укрупненные показатели.
• За базу принимаются показатели конструктивных элементов здания. Здесь будет важен и расчет потерь тепла, идущего на прогрев внутреннего объема воздуха.
• Рассчитываются и суммируются все входящие в систему отопления объекты.

Один примерный

Есть и четвертый вариант. Он имеет достаточно большую погрешность, ибо показатели берутся очень усредненные, или их недостаточно. Вот эта формула - Qот = q0 * a * VH * (tЕН – tНРО), где:

• q0 – удельная тепловая характеристика здания (чаще всего определяется по самому холодному периоду),
• a – поправочный коэффициент (зависит от региона и берется из готовых таблиц),
• VH – объем, рассчитанный по внешним плоскостям.

Пример простого расчета

Для строения со стандартными параметрами (высотой потолков, размерами комнат и хорошими теплоизоляционными характеристиками) можно применить простое соотношение параметров с поправкой на коэффициент, зависящий от региона.

Предположим, что жилой дом находится в Архангельской области, а его площадь - 170 кв. м. Тепловая нагрузка будет равна 17 * 1,6 = 27,2 кВт/ч.

Подобное определение тепловых нагрузок не учитывает многих важных факторов. Например, конструктивных особенностей строения, температуры, число стен, соотношение площадей стен и оконных проёмов и пр. Поэтому подобные расчеты не подходят для серьёзных проектов системы отопления.

Расчет радиатора отопления по площади

Зависит он от материала, из которого они изготовлены. Чаще всего сегодня используются биметаллические, алюминиевые, стальные, значительно реже чугунные радиаторы. Каждый из них имеет свой показатель теплоотдачи (тепловой мощности). Биметаллические радиаторы при расстоянии между осями в 500 мм, в среднем имеют 180 - 190 Вт. Радиаторы из алюминия имеют практически такие же показатели.

Теплоотдача описанных радиаторов рассчитывается на одну секцию. Радиаторы стальные пластинчатые являются неразборными. Поэтому их теплоотдача определяется исходя из размера всего устройства. Например, тепловая мощность двухрядного радиатора шириной 1 100 мм и высотой 200 мм будет 1 010 Вт, а панельного радиатора из стали шириной 500 мм, а высотой 220 мм составит 1 644 Вт.

В расчет радиатора отопления по площади входят следующие базовые параметры:

Высота потолков (стандартная – 2,7 м),

Тепловая мощность (на кв. м – 100 Вт),

Одна внешняя стена.

Эти расчеты показывают, что на каждые 10 кв. м необходимо 1 000 Вт тепловой мощности. Этот результат делится на тепловую отдачу одной секции. Ответом является необходимое количество секций радиатора.

Для южных районов нашей страны, так же как и для северных, разработаны понижающие и повышающие коэффициенты.

Усредненный расчет и точный

Учитывая описанные факторы, усредненный расчет проводится по следующей схеме. Если на 1 кв. м требуется 100 Вт теплового потока, то помещение в 20 кв. м должно получать 2 000 Вт. Радиатор (популярный биметаллический или алюминиевый) из восьми секций выделяет около 150 Вт. Делим 2 000 на 150, получаем 13 секций. Но это довольно укрупненный расчет тепловой нагрузки.

Точный выглядит немного устрашающе. На самом деле ничего сложного. Вот формула:

Qт = 100 Вт/м2 × S(помещения)м2 × q1 × q2 × q3 × q4 × q5 × q6× q7, где:

• q1 – тип остекления (обычное =1.27, двойное = 1.0, тройное = 0.85);
• q2 – стеновая изоляция (слабая, или отсутствующая = 1.27, стена выложенная в 2 кирпича = 1.0, современна, высокая = 0.85);
• q3 – соотношение суммарной площади оконных проемов к площади пола (40% = 1.2, 30% = 1.1, 20% - 0.9, 10% = 0.8);
• q4 – уличная температура (берется минимальное значение: -35оС = 1.5, -25оС = 1.3, -20оС = 1.1, -15оС = 0.9, -10оС = 0.7);
• q5 – число наружных стен в комнате (все четыре = 1.4, три = 1.3, угловая комната = 1.2, одна = 1.2);
• q6 – тип расчетного помещения над расчетной комнатой (холодное чердачное = 1.0, теплое чердачное = 0.9, жилое отапливаемое помещение = 0.8);
• q7 – высота потолков (4.5 м = 1.2, 4.0 м = 1.15, 3.5 м = 1.1, 3.0 м = 1.05, 2.5 м = 1.3).

По любому из описанных методов можно провести расчет тепловой нагрузки многоквартирного дома.

Примерный расчет

Условия таковы. Минимальная температура в холодное время года - -20оС. Комната 25 кв. м с тройным стеклопакетом, двустворчатыми окнами, высотой потолков 3.0 м, стенами в два кирпича и неотапливаемым чердаком. Расчет будет следующий:

Q = 100 Вт/м2 × 25 м2 × 0,85 × 1 × 0,8(12%) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

Результат, 2 356.20, делим на 150. В итоге получается, что в комнате с указанными параметрами нужно установить 16 секций.

Если необходим расчет в гигакалориях

В случае отсутствия счетчика тепловой энергии на открытом отопительном контуре расчет тепловой нагрузки на отопление здания рассчитывают по формуле Q = V * (Т1 - Т2) / 1000, где:

• V – количество воды, потребляемой системой отопления, исчисляется тоннами или м3,
• Т1 – число, показывающее температуру горячей воды, измеряется в оС и для вычислений берется температура, соответствующая определенному давлению в системе. Показатель этот имеет свое название – энтальпия. Если практическим путем снять температурные показатели нет возможности, прибегают к усредненному показателю. Он находится в пределах 60-65оС.
• Т2 – температура холодной воды. Ее измерить в системе довольно трудно, поэтому разработаны постоянные показатели, зависящие от температурного режима на улице. К примеру, в одном из регионов, в холодное время года этот показатель принимается равным 5, летом – 15.
• 1 000 – коэффициент для получения результата сразу в гигакалориях.

В случае закрытого контура тепловая нагрузка (гкал/час) рассчитывается иным образом:

Qот = α * qо * V * (tв - tн.р) * (1 + Kн.р) * 0,000001, где

• α – коэффициент, призванный корректировать климатические условия. Берется в расчет, если уличная температура отличается от -30оС;
• V – объем строения по наружным замерам;
• qо – удельный отопительный показатель строения при заданной tн.р = -30оС, измеряется в ккал/м3*С;
• tв – расчетная внутренняя температура в здании;
• tн.р – расчетная уличная температура для составления проекта системы отопления;
• Kн.р – коэффициент инфильтрации. Обусловлен соотношением тепловых потерь расчетного здания с инфильтрацией и теплопередачей через внешние конструктивные элементы при уличной температуре, которая задана в рамках составляемого проекта.

Расчет тепловой нагрузки получается несколько укрупненным, но именно эта формула дается в технической литературе.

Обследование тепловизором

Все чаще, чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, прибегают к тепловизионным обследованиям строения.

Работы эти проводят в темное время суток. Для более точного результата нужно соблюдать разницу температур между помещением и улицей: она должна быть не менее в 15о. Лампы дневного освещения и лампы накаливания выключаются. Желательно убрать ковры и мебель по максимуму, они сбивают прибор, давая некоторую погрешность.

Обследование проводится медленно, данные регистрируются тщательно. Схема проста.

Первый этап работ проходит внутри помещения. Прибор двигают постепенно от дверей к окнам, уделяя особое внимание углам и прочим стыкам.

Второй этап – обследование тепловизором внешних стен строения. Все так же тщательно исследуются стыки, особенно соединение с кровлей.

Третий этап – обработка данных. Сначала это делает прибор, затем показания переносятся в компьютер, где соответствующие программы заканчивают обработку и выдают результат.

Если обследование проводила лицензированная организация, то она по итогу работ выдаст отчет с обязательными рекомендациями. Если работы велись лично, то полагаться нужно на свои знания и, возможно, помощь интернета.

highlogistic.ru

Расчет тепловой нагрузки на отопление: как грамотно выполнить?

Первым и самым важным этапом в нелегком процессе организации отопления любого объекта недвижимости (будь-то загородный дом или промышленный объект) является грамотное выполнение проектирования и расчета. В частности, следует обязательно рассчитать тепловые нагрузки на обогревательную систему, а также объем потребления тепла и топлива.

Тепловые нагрузки

Выполнение предварительных расчетом необходимо не только для того, чтобы получить весь ассортимент документации для организации отопления объекта недвижимости, но еще и для понимания объемов топлива и тепла, подбора того или иного типа генераторов теплоты.

Тепловые нагрузки отопительной системы: характеристики, определения

Под определением «тепловая нагрузка на отопление» следует понимать количество теплоты, которое в совокупности отдается приборами обогрева, установленными в доме или на другом объекте. Следует отметить, что перед установкой всей техники данный расчет производится для исключения каких-то неприятностей, лишних финансовых затрат и работ.

Расчет тепловых нагрузок на отопление поможет организовать бесперебойную и эффективную работу системы обогрева объекта недвижимости. Благодаря этому расчету можно быстро выполнить абсолютно все задачи теплоснабжения, обеспечить их соответствие нормам и требованиям СНиП.

Комплекс приборов для выполнения расчетов

Цена ошибки, допущенной в расчете, может быть довольно значительной. Все дело в том, что в зависимости от полученных расчетных данных, в отделении ЖКХ города будут выделяться максимальные расходные параметры, устанавливаются лимиты и прочие характеристики, от которых и отталкиваются при расчете стоимости услуг.

Общая тепловая нагрузка на современную систему отопления состоит из нескольких основных параметров нагрузок:

• На общую систему центрального отопления;
• На систему напольного отопления (если она имеется в доме) – теплого пола;
• Систему вентиляции (естественной и принудительной);
• Систему горячего водоснабжения;
• На всевозможные технологические нужды: бассейны, бани и прочие подобные конструкции.

Расчет и составляющие тепловых систем дома

Основные характеристики объекта, важные для учета при расчете тепловой нагрузки

Наиболее правильно и грамотно расчетная тепловая нагрузка на отопление будет определена лишь в том случае, когда учтены абсолютно все, даже самые мелкие детали и параметры.

Перечень этот довольно большой и в него можно включить:

• Тип и назначение объектов недвижимости. Жилое либо нежилое здание, квартира или административное строение – все это очень важно для получения достоверных данных теплового расчета.

Также, от типа строения зависит норма нагрузок, которую определяют компании теплопоставщики и, соответственно, расходы на отопление;

• Архитектурная часть. Учитываются габариты всевозможных наружных ограждений (стен, полов, крыши), размеры проемов (балконы, лоджии, двери и окна). Важна этажность здания, наличие подвалов, чердаков и их особенности;
• Температурные требования для каждого из помещений здания. Под этим параметром следует понимать режимы температуры для каждой комнаты жилого дома или зоны административного строения;
• Конструкция и особенности наружных ограждений, в том числе, тип материалов, толщина, наличие утепляющих прослоек;

Физические показатели охлаждения помещения – данные для расчета тепловой нагрузки

• Характер назначения помещения. Как правило, присуще для производственных строений, где для цеха или же участка нужно создать какие-то определенные тепловые условия и режимы;
• Наличие и параметры специальных помещений. Наличие тех же бань, бассейнов и прочих подобных конструкций;
• Степень технического обслуживания – наличие горячего водопровода, типа централизованного отопления, систем вентиляции и кондиционирования;
• Общее количество точек, из которых производится забор горячей воды. Именно на эту характеристику следует обращать особое внимание, ведь чем больше число точек – тем больше будет тепловая нагрузка на всю систему отопления в целом;
• Число людей, проживающих в доме или находящихся на объекте. От этого зависят требования к влажности и температуре – факторы, которые входят в формулу расчета тепловой нагрузки;

Оборудование, которое может повлиять на тепловые нагрузки

• Прочие данные. Для промышленного объекта к таким факторам, например, относится число смен, количество рабочих в одну смену, а также рабочих дней за год.

Что касается частного дома – нужно учесть количество проживающих людей, число санузлов, помещений и т.д.

Расчет нагрузок тепла: что включается в процесс

Непосредственно сам расчет нагрузки на отопление своими руками производится еще на стадии проектирования загородного коттеджа или другого объекта недвижимости – это связано с простотой и отсутствием лишних денежных затрат. При этом учитываются требования различных норм и стандартов, ТКП, СНБ и ГОСТ.

Обязательными к определению в ходе расчета тепловой мощности являются следующие факторы:

• Теплопотери наружных ограждений. Включает в себя желаемые температурные режимы в каждой из комнат;
• Мощность, требуемая для нагрева воды в помещении;
• Количество теплоты, требуемое для подогрева вентиляции воздуха (в том случае, когда требуется принудительная приточная вентиляции);
• Тепло, нужное для подогрева воды в бассейне или же бане;

Гкал/час – единица измерения тепловых нагрузок объектов

• Возможные развития дальнейшего существования обогревательной системы. Подразумевается возможность вывода отопления на мансарду, в подвал, а также всевозможные строения и пристройки;

Теплопотери в стандартном жилом доме

Совет. С «запасом» рассчитывают тепловые нагрузки нужно для того, чтобы исключить возможность лишних финансовых затрат. Особенно актуально для загородного дома, где дополнительное подключение элементов отопления без предварительной проработки и подготовки будет стоить непомерно дорого.

Особенности расчета тепловой нагрузки

Как уже оговаривалось ранее, расчетные параметры воздуха в помещениях выбираются из соответствующей литературы. В то же время, из этих же источников производится подбор коэффициентов теплопередачи (учитываются еще и паспортные данные обогревательных агрегатов).

Традиционный расчет тепловых нагрузок на отопление требует последовательного определения максимального теплового потока от обогревательных приборов (все фактически расположенные в здании отопительные батареи), максимального часового расхода энергии тепла, а также общих затрат тепловой мощности за определенный период, например, отопительный сезон.

Распределение тепловых потоков от различных типов обогревателей

Приведенная выше инструкция по расчету тепловых нагрузок с учетом площади поверхности теплового обмена может быть применена для различных объектов недвижимости. Нельзя не отметить, что такой способ позволяет грамотно и максимально правильно разработать обоснование для использования эффективного обогрева, а также энергетического обследования домов и зданий.

Идеальный способ расчета для дежурного отопления промышленного объекта, когда подразумевается снижение температур в нерабочее время (учитываются еще и праздничные, выходные дни).

Методы определения тепловых нагрузок

В настоящее время тепловые нагрузки рассчитываются несколькими основными способами:

1. Расчет теплопотерь посредством укрупненных показателей;
2. Определение параметров через различные элементы ограждающих конструкций, добавочных потерь на нагрев воздуха;
3. Расчет теплоотдачи всей установленной в строении отопительно-вентиляционной техники.

Укрупненный метод расчета нагрузок на отопление

Еще одним методом расчета нагрузок на систему отопления является так называемая укрупненная методика. Как правило, используется подобная схема в том случае, когда отсутствует информация о проектах либо же подобные данные не соответствуют фактическим характеристикам.

Примеры тепловых нагрузок для жилых многоквартирных домов и их зависимость от количества проживающих людей и площади

Для укрупненного расчета тепловой нагрузки отопления используется довольно простая и незамысловатая формула:

Qmax от.=α*V*q0*(tв-tн.р.)*10-6

В формуле используются следующие коэффициенты: α является поправочным коэффициентом, учитывающим климатические условия в регионе, где построено здание (применяется в случае, когда расчетная температура отличная от -30С); q0 удельная характеристика отопления, выбираемая в зависимости от температуры наиболее холодной недели в году (так называемой «пятидневки»); V – наружный объем строения.

Виды тепловых нагрузок для учета в расчете

В ходе выполнения расчетов (а также при подборе оборудования) учитывается большое количество самых различных тепловых нагрузок:

1. Сезонные нагрузки. Как правило, для них присущи следующие особенности:

• В течение всего года происходит изменение тепловых нагрузок в зависимости от температуры воздуха снаружи помещения;
• Годовые расходы теплоты, которые определяются метеорологическими особенностями того региона, где расположен объект, для которого рассчитываются тепловые нагрузки;

Регулятор тепловых нагрузок для котельного оборудования

• Изменение нагрузки на систему обогрева в зависимости от времени суток. За счет теплостойкости наружных ограждений здания такие значения принимаются как незначительные;
• Расходы тепловой энергии вентиляционной системы по часам суток.

1. Круглогодичные тепловые нагрузки. Следует отметить, что для систем обогрева и горячего водоснабжения большинство отечественных объектов имеют тепловое потребление на протяжении года, которое изменяется довольно мало. Так, например, летом расходы тепловой энергии по сравнению с зимой снижается практически на 30-35%;
2. Сухое тепло – конвекционный теплообмен и тепловое излучение от других подобных устройств. Определяется за счет температуры сухого термометра.

Данный фактор зависит от массы параметров, среди которых всевозможные окна и двери, оборудование, системы вентиляции и даже воздухообмен через щели в стенах и перекрытия. Еще обязательно учитывается количество людей, которые могут находиться в помещении;

1. Скрытое тепло – испарения и конденсация. Опирается на температуру влажного термометра. Определяется объем скрытой теплоты влажности и ее источниками в помещении.

Теплопотери загородного дома

В любом помещении на влажность оказывают влияние:

• Люди и их количество, которые одновременно находятся в помещении;
• Технологическое и другое оборудование;
• Потоки воздуха, которые проходят через трещины и щели в конструкциях здания.

Регуляторы тепловых нагрузок, как возможность выхода из сложных ситуаций

Как можно видеть на многих фото и видео современных промышленных и бытовых отопительных котлов и прочего котельного оборудования, в комплект с ними входят специальные регуляторы тепловых нагрузок. Техника данной категории призвана обеспечить поддержку определенного уровня нагрузок, исключить всевозможные скачки и провалы.

Следует отметить, что РТН позволяют существенно сэкономить на оплате отопления, ведь во многих случаях (а особенно для промышленных предприятий) устанавливаются определенные лимиты, которые нельзя превышать. В противном случае, если будут зафиксированы скачки и превышения тепловых нагрузок, то возможны штрафы и подобные санкции.

Пример суммарной тепловой нагрузки для определенного района города

Совет. Нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования – важный момент в проектировании дома. Если самостоятельно выполнить работы по проектированию невозможно, то лучше всего доверить его специалистам. В то же время, все формулы простые и незамысловаты, а потому самим рассчитать все параметры не так уже и сложно.

Нагрузки на вентиляцию и ГВС – один из факторов тепловых систем

Тепловые нагрузки на отопление, как правило, рассчитываются в комплексе еще и с вентиляцией. Это сезонная нагрузка, она предназначена для замены отработанного воздуха на чистый, а также его нагрев до установленной температуры.

Часовые расхода теплоты на системы вентиляции рассчитываются по определенной формуле:

Qв.=qв.V(tн.-tв.), где

Измерение тепловых потерь практическим способом

Кроме, собственно, вентиляции рассчитываются тепловые нагрузки и на систему горячего водоснабжения. Причины для проведения подобных расчетов аналогичны вентиляции, да и формула несколько схожа:

Qгвс.=0,042rв(tг.-tх.)Пgср, где

r, в, tг.,tх. – расчетная температура горячей и холодной воды, плотность воды, а также коэффициент, в котором учтены значения максимальной нагрузки горячего водоснабжения к среднему значению, установленному ГОСТом;

Комплексный расчет тепловых нагрузок

Кроме, собственно, теоретических вопросов расчета, также выполняются и некоторые практические работы. Так, например, комплексные теплотехнические обследования включают в себя обязательное термографирование всех конструкций – стен, перекрытий, дверей и окон. Следует отметить, что такие работы позволяют определить и зафиксировать факторы, которые оказывают существенное влияние на теплопотери строения.

Прибор для проведения расчетов и энергоаудита

Тепловизионная диагностика покажет, каков будет реальный температурный перепад при прохождении некоего строго определенного количества теплоты через 1м2 ограждающих конструкций. Также, это поможет узнать расход тепла при определенном перепаде температур.

Практические измерения – незаменимая составляющая различных расчетных работ. В комплексе такие процессы помогут получить наиболее достоверные данные о тепловых нагрузках и теплопотерях, которые будут наблюдаться в определенном строении на протяжении определенного периода времени. Практичный расчет поможет достичь того, чего не покажет теория, а именно «узкие» места каждого сооружения.

Заключение

Расчет тепловых нагрузок, как и гидравлический расчет системы отопления – важный фактор, вычисления которого должны обязательно производиться перед началом организации системы обогрева. Если все работы выполнить грамотно и подходить к процессу с умом, можно гарантировать обеспечить безотказную работу отопления, а также сэкономить деньги на перегреве и прочих лишних затратах.

Page 2

Обогревательные котлы

Одна из главных составляющих комфортного жилья – это наличие продуманной системы обогрева. При этом выбор типа отопления и требуемого оборудования является одним из главных вопросов, на которые нужно ответить еще на этапе проектирования дома. Объективный расчет мощности котла отопления по площади позволит в итоге получить вполне эффективную отопительную систему.

О грамотном проведении данной работы мы вам сейчас расскажем. При этом рассмотрим особенности, присущие разным типам отопления. Ведь их обязательно нужно учитывать при проведении вычислений и последующем принятии решения о монтаже того или иного вида отопления.

Основные правила расчета

• площадь комнаты (S);
• удельная мощность отопителя на 10м² отапливаемой площади – (W уд.). Эта величина определяется с поправкой на климатические условия отдельного региона.

Эта величина (W уд.) составляет:

• для Московской области - от 1,2 кВт до 1,5 кВт;
• для южных областей страны – от 0,7 кВт до 0,9 кВт;
• для северных областей страны – от 1,5 кВт до 2,0 кВт.

Займемся вычислениями

Расчет мощности проводится следующим образом:

W кот.=(S*Wуд.):10

Совет! Для простоты можно использовать упрощенный вариант этого вычисления. В нем Wуд.=1. Поэтому, теплоотдача котла определяется как 10кВт на 100м² отапливаемой площади. Но при таких вычислениях, к полученному значению надо еще приплюсовать как минимум 15%, чтобы получить более объективную цифру.

Пример вычислений

Как видите, инструкция по проведению расчета интенсивности теплоотдачи несложна. Но, тем не менее, мы сопроводим ее конкретным примером.

Условия будут следующими. Площадь отапливаемых помещений в доме составляет 100м². Удельная мощность для Московской области составляет 1,2кВт. Подставив имеющиеся значения в формулу, получим следующее:

W котла = (100х1,2)/10 =12 киловатт.

Расчет для разных видов отопительных котлов

Степень эффективности системы отопления зависит в первую очередь от правильного выбора ее типа. И разумеется, от точности произведенного расчета необходимой производительности котла отопления. Если же расчет тепловой мощности системы отопления был проведен недостаточно точно, то неизбежно возникнут негативные последствия.

При теплоотдаче котла меньшей, нежели требуемая, зимой в комнатах будет холодно. В случае избыточной производительности будет перерасход энергии и, соответственно, денег, затрачиваемых на отопление постройки.

Система обогрева дома

Чтобы избежать этих и других проблем, недостаточно одного лишь знания того, как рассчитать мощность котла отопления.

Необходимо еще учесть особенности, свойственные системам, использующим разные виды отопителей (фото каждого из них вы сможете увидеть далее по тексту):

• твердотопливный;
• электрический;
• жидкотопливный;
• газовый.

Выбор того или иного типа во многом зависит от региона проживания и уровня развития инфраструктуры. Немаловажным является наличие возможности приобретения определенного вида топлива. И, конечно же, его стоимости.

Твердотопливные котлы

Расчет мощности твердотопливного котла необходимо производить с учетом особенностей, характеризующихся следующими чертами таких обогревателей:

• невысокой популярностью;
• относительной доступностью;
• возможностью автономной работы - она предусмотрена в целом ряде современных моделей этих устройств;
• экономичностью в процессе эксплуатации;
• необходимость наличия дополнительного пространства для хранения топлива.

Твердотопливный отопитель

Еще одной характерной чертой, которую следует учесть, производя расчет мощности отопления твердотопливным котлом, является цикличность получаемой температуры. То есть в отапливаемых с его помощью помещениях, суточная температура будет колебаться в пределах 5ºС.

Поэтому такая система является далеко не самой лучшей. И при возможности следует от нее отказаться. Но, если же, это невозможно, есть два способа того, как сгладить имеющиеся недостатки:

1. Использование термобаллона, который нужен для регулировки подачи воздуха. Это позволит увеличить время горения и сократить число топок;
2. Применение водяных теплоаккумуляторов, имеющих емкость от 2 до 10м². Они включаются в систему обогрева, позволяя снизить энергозатраты и, тем самым, экономить топливо.

Все это позволит уменьшить требуемую производительность твердотопливного котла для отопления частного дома. Следовательно, эффект от применения этих мер нужно учитывать, производя расчет мощности системы отопления.

Электрические котлы

Электрические котлы для отопления дома характеризуются следующими особенностями:

• высокой стоимостью топлива – электроэнергии;
• возможными проблемами из-за перебоев в сети;
• экологичностью;
• простотой управления;
• компактностью.

Электрический котел

Все эти параметры, стоит учесть, производя расчет мощности электрического котла отопления. Ведь он приобретается не на один год.

Жидкотопливные котлы

Они имеют следующие характерные черты:

• не экологочичны;
• удобны в эксплуатации;
• требуют дополнительного пространства для хранения топлива;
• имеют повышенную пожароопасность;
• используют топливо, цена которого довольно велика.

Жидкотопливный обогреватель

Газовые котлы

В большинстве случаев являются наиболее оптимальным вариантом организации системы обогрева. Бытовые газовые котлы отопления обладают следующими характерными чертами, которые надо учесть, делая расчет мощности отопительного котла:

• простота эксплуатации;
• не требуют места для хранения топлива;
• безопасны в эксплуатации;
• невысокая стоимость топлива;
• экономичность.

Газовый котел

Расчет для радиаторов отопления

Допустим, вы решили своими руками установить радиатор отопления. Но вначале вам нужно его приобрести. Причем выбрать именно тот, который подходит по мощности.

• Вначале определяем объем комнаты. Для этого умножаем площадь комнаты на ее высоту. В результате получаем 42м³.
• Далее, вы должны знать, что на обогрев 1м³ площади помещения в средней полосе России требуется потратить 41 Ватт. Следовательно, чтобы узнать нужную производительность радиатора, мы умножаем эту цифру (41 Вт) на объем комнаты. В итоге получаем 1722Вт.
• Теперь посчитаем, сколько должно быть секций у нашего радиатора. Сделать это просто. У каждого элемента биметаллического или алюминиевого радиатора теплоотдача составляет 150Вт.
• Поэтому, полученную нами производительность (1722Вт) мы делим на 150. Получаем 11,48. Округляем до 11.
• Теперь к полученной цифре нужно прибавить еще 15%. Это поможет сгладить рост требуемой теплоотдачи в наиболее суровые зимы. 15% от 11 это1,68. Округляем до 2.
• В итоге, к имеющейся цифре (11) прибавляем еще 2. Получаем 13. Итак, для обогрева комнаты площадью 14м² нам потребуется радиатор, мощностью 1722Вт, имеющий 13 секций.

Теперь вы знаете, как рассчитать нужную производительность котла, а также радиатора отопления. Воспользуйтесь нашими советами и обеспечьте себя эффективной и в тоже время не расточительной системой отопления. Если же вам нужна более подробная информация, то вы легко сможете ее найти в соответствующем видео на нашем сайте.

Page 3

Всё это оборудование, действительно, требует к себе очень уважительного, расчётливого, отношения – ошибки приводят даже не столько к финансовым потерям, сколько к потерям здоровья и отношения к жизни

Когда мы принимаем решение о строительстве своего частного дома, то в первую очередь руководствуемся в значительной степени эмоциональными критериями – хочется иметь своё отдельное жильё, независимое от городских коммунальных служб, гораздо большее по размеру и выполненное по своему собственному представлению. Но где-то в душе, конечно, сидит и понимание, что придётся много и считать. Расчёты относятся даже не столько к финансовой составляющей всех работ, а к технической. Одним из главнейших видов расчётов будет расчёт обязательной системы отопления, без которой никуда не деться.

Сначала, безусловно, необходимо взяться за расчёты – калькулятор, лист бумаги и ручка будут первыми инструментами

Для начала определитесь, что называется, в принципе, о способах отопления своего дома. Ведь в вашем распоряжении есть несколько следующих возможностей обеспечения тепла:

• Автономные нагревательные электрические приборы. Возможно, такие приборы и хороши, и даже популярны, как вспомогательные средства отопления, но их никак нельзя рассматривать как основные.

• Электрические нагревательные полы. А вот этот способ отопления вполне может применяться и как основной для отдельно взятой гостиной. Но и речи не идёт, чтобы обеспечить такими полами все помещения в доме.

• Отопительные камины. Блестящий вариант, он греет не только воздух в помещении, но и душу, создаёт незабываемую атмосферу уюта. Но опять же, никто не рассматривает камины как средство обеспечения тепла во всём доме – только в гостиной, только в спальне, и не более того.

• Централизованное водяное отопление. «Оторвав» себя от многоэтажки, вы, тем не менее, её «дух» может привнести и в свой дом, подключившись к централизованной системе отопления. А стоит ли!? Стоит ли снова бросаться «из огня, да в полымя». Этого не стоит делать, даже если такая возможность и существует.

• Автономное водяное отопление. А вот этот способ обеспечения тепла – самый эффективный, который можно назвать основным для частных домов.

Не обойтись и без подробного плана дома со схемой размещения оборудования и проводки всех коммуникаций

После решения вопроса в принципе

Когда решение принципиального вопроса о способе обеспечении тепла в доме с помощью автономной водяной системы состоялось, необходимо двигаться дальше и понимать, что оно будет неполным, если вы не подумаете об

• Установке надёжных оконных систем, которые не будут просто «спускать» все ваши успехи по отоплению на улицу;

• Дополнительном утеплении как наружных, так и внутренних стен дома. Задача очень важная и требует отдельного серьёзного подхода, хотя напрямую и не связана с будущей установкой собственно системы отопления;

• Установке камина. В последнее время всё чаще применяется этот вспомогательный способ отопления. Может он и не заменит общее отопление, но является настолько прекрасной его поддержкой, что в любом случае помогает значительно сократить затраты на отопление.

Следующим шагом будет создание очень точной схемы вашего здания с внедрением в неё всех элементов системы отопления. Расчет и монтаж систем отопления без такой схемы невозможен. Элементами этой схемы будут:

• Нагревательный котёл, как основной элемент всей системы;
• Циркуляционный насос, обеспечивающий ток теплоносителя в системе;
• Трубопроводы, как своеобразные «кровеносные сосуды» всей системы;
• Батареи отопления – те приборы, которые известны издавна всем и которые являются оконечными элементами системы и отвечающие в наших глазах за качество её работы;
• Приборы контроля за состоянием системы. Точный расчет объема системы отопления немыслим без наличия таких приборов, дающих сведения о реальной температуре в системе и объёме проходящего теплоносителя;
• Запорно-регулировочные приспособления. Без этих приборов работа будет неполноценной, именно они позволят регулировать работу системы и настраивать по показаниям приборов контроля;
• Различные фитинговые системы. Эти системы вполне можно было бы отнести к трубопроводам, но их влияние на успешную работу всей системы настолько велико, что фитинги и разъёмы выделены в отдельную группу элементов под проектирование и расчет систем отопления. Некоторые знатоки называют электронику – наукой о контактах. Можно, не боясь особо сильно ошибиться, назвать и систему отопления – во многом, наукой о качестве соединений, которые и обеспечивают элементы этой группы.

Сердцем всей системы водяного отопления является нагревательный котёл. Современные котлы – целые системы по обеспечению всей системы горячим теплоносителем

Полезный совет! Когда речь идёт о системе отопления, то в разговоре часто фигурирует это слово «теплоноситель». Можно с некоторой долей приблизительности считать обычную «воду» за ту среду, которая и предназначена для движения по трубам и радиаторам отопительной системы. Но тут есть некоторые нюансы, которые связаны со способом подачи воды в систему. Есть два способа – внутренний и внешний. Внешний – из внешнего водопровода холодной воды. В этой ситуации, действительно, теплоносителем явится обычная вода, со всеми её недостатками. Во-первых, вообще наличием, а, во-вторых, чистотой. Очень советуем при выборе такого способа ввода воды с систему отопления ставить на входе фильтр, иначе не избежать сильного загрязнения системы только за один сезон работы. Если выбрана полностью автономная заливка в систему отопления воды, то не забудьте «сдобрить» её всевозможными присадками против застывания и коррозии. Именно вода с такими присадками и называется уже теплоносителем.

Виды нагревательных котлов

Среди имеющихся для вашего выбора нагревательных котлов доступны следующие:

• Твердотопливные – очень хороши могут быть в удаленных районах, в горах, на Крайнем Севере, там, где есть проблемы с внешними коммуникациями. Но если доступ к таким коммуникациям не затруднён твердотопливные котлы не используются, они проигрывают в удобстве работы с ними, если необходимо всё-таки держать один уровень тепла в доме;

• Электрические – и куда сейчас без электричества. Но необходимо понимать, что затраты на этот вид энергии в вашем доме при использовании электрических нагревательных котлов будут настолько большими, что решение вопроса «как рассчитать систему отопления» в вашем доме потеряет какой бы то ни было смысл – всё уйдёт в электрические провода;

• Жидкотопливные. Такие котлы на бензине, соляре, напрашиваются, но они, в силу своей неэкологичности, многими очень нелюбимы, и справедливо;

• Бытовые газовые котлы отопления – самые распространённые виды котлов, очень простые в эксплуатации и не требующие запаса топлива. Коэффициент полезного действия таких котлов – максимальный из всех имеющихся на рынке и доходит до 95%.

Обратите особое внимание на качество всех используемых материалов, здесь не до экономии, качество каждой составляющей системы, труб в том числе, должно быть идеальным

Расчёт котла

Когда говорят о расчёте автономной системы отопления, то в первую очередь имеют в виду именно расчёт нагревательного газового котла. Любой пример расчета системы отопления включает в себя такую формулу расчёта мощности котла:

W = S * Wуд / 10,

• S – суммарная площадь отапливаемого помещения в квадратных метрах;
• Wуд – удельная мощность котла на 10 кв.м. помещения.

Удельная мощность котла устанавливается в зависимости от климатических условий региона его использования:

• для Средней полосы она составляет от 1,2 до 1,5 кВт;
• для районов уровня Пскова и выше - от 1,5 до 2,0 кВт;
• для Волгограда и ниже – от 0,7 - 0,9 кВт.

Но, ведь наш климат XXI века стал настолько непредсказуем, что, по большому счёту, единственным критерием при выборе котла является ваше знакомство с опытом работы других систем отопления. Может быть, понимая эту непредсказуемость, для простоты, давно уже принято в этой формуле удельную мощность всегда принимать за единицу. Хотя не забывайте и о рекомендуемых значениях.

Расчет и проектирование систем отопления, в значительной степени – расчёт всех точек стыков, здесь помогут новейшие соединительные системы, которых на рынке огромное количество

Полезный совет! Вот это стремление – познакомиться с существующими, уже работающими, системами автономного отопления будет очень важно. Если вы решили наладить такую систему у себя, да ещё и своими руками, то обязательно познакомьтесь с методами отопления, применяемыми вашими соседями. Получить «калькулятор расчета системы отопления» из первых рук будет очень важно. Вы убьёте двух зайцев – приобретёте хорошего советчика, а может быть в будущем и доброго соседа, и даже друга, и избежите ошибок, которые в своё время, возможно, совершил ваш сосед.

Циркуляционный насос

От отапливаемой площади во многом зависит и способ подачи теплоносителя в систему – естественный или принудительный. Естественный не требует какого дополнительного оборудования и предполагает перемещение теплоносителя по системе за счёт принципов гравитации и передачи тепла. Такую систему отопления можно назвать ещё пассивной.

Гораздо большее распространение получили активные системы отопления, в которых для перемещения теплоносителя используется циркуляционный насос. Такие насосы чаще принято устанавливать на линии от радиаторов к котлу, когда температура воды уже спала и не сможет негативно сказаться на работе насоса.

К насосам предъявляются определённые требования:

• они должны быть малошумными, ведь работают они постоянно;
• они должны мало потреблять, опять же в силу своей постоянной работы;
• они должны быть очень надёжными, а это самое главное требование к насосам в системе отопления.

Трубопроводы и радиаторы

Важнейшая составляющая всей системы отопления, с которой постоянно сталкивается любой её пользователь – это трубы и радиаторы.

Когда речь идёт о трубах, то нашем распоряжении трубы трёх видов:

• стальные;
• медные;
• полимерные.

Стальные – патриархи систем отопления, используемые испокон веку. Сейчас стальные трубы постепенно сходят «со сцены», они неудобны в использовании, а, кроме того, требуют сварки и подвержены коррозии.

Медные – очень популярные трубы, особенно если осуществляется скрытая проводка. Такие трубы предельно устойчивы к внешним воздействиям, но, к сожалению, очень дороги, что является главным тормозом их широкого использования.

Полимерные – как решение проблем медных труб. Именно полимерные трубы являются хитом использования в современных системах отопления. Высокая надёжность, устойчивость к внешним воздействиям, огромный выбор дополнительного вспомогательного оборудования именно для использования в отопительных системах с полимерными трубами.

Отопление дома в значительной степени обеспечивается точным выбором трубопроводной системы и прокладкой труб

Расчёт радиаторов

Теплотехнический расчёт системы отопления обязательно включает в себя и расчёт такого незаменимого элемента сети как радиатор.

Целью расчёта радиатора является получение количества его секций для отопления помещения заданной площади.

Таким образом, формула расчёта количества секций в радиаторе имеет вид:

K = S / (W / 100),

• S – площадь отапливаемого помещения в квадратных метрах (отапливаем, конечно, не площадь, а объем, но принимается стандартная высота помещения в 2,7 м);
• W – теплоотдача одной секции в Ваттах, характеристика радиатора;
• K – количество секций в радиаторе.

Обеспечение тепла в доме – решение целого комплекса задач, часто не связанных друг с другом, но служащих одной цели. Одной из таких автономных задач может стать установка камина

Помимо расчёта, радиаторы требуют и соблюдения некоторых требований при своей установке:

• установку необходимо проводить строго под окнами, по центру, давнее и общепринятое правило, но некоторые умудряются его нарушать (такое установка препятствует движению холодного воздуха от окна);
• «ребра» радиатора требуется выравнивать вертикально – а вот это требование, как-то никто особо не претендует нарушать, оно очевидно;
• не очевидно другое – если в помещении несколько радиаторов, они должны располагаться на одном уровне;
• необходимо обеспечивать не менее чем 5-сантиметровые зазоры сверху до подоконника и снизу до пола от радиатора, удобство обслуживания здесь играет немаловажную роль.

Умелое и точное размещение радиаторов обеспечивают успех всего конечного результата – здесь не обойтись без схем и моделирования расположения в зависимости от размеров самих радиаторов

Расчёт воды в системе

Расчет объема воды в системе отопления зависит от следующих факторов:

• объема отопительного котла – эта характеристика известна;
• производительности насоса – эта характеристика также известна, но она должна, в любом случае, обеспечивать рекомендуемую скорость перемещения теплоносителя по системе в 1 м/с;
• объем всей трубопроводной системы – это уже необходимо подсчитать по факту, после монтажа системы;
• суммарный объём радиаторов.

Идеальным, конечно, выглядит скрытие всех коммуникаций за гипсокартонной стеной, но это не всегда возможно сделать, да и вызывает вопросы с точки зрения удобства будущего обслуживания системы

Полезный совет! Точно рассчитать необходимый объём воды в системе часто с математической точностью сразу не удаётся. Поэтому действуют немного по другому. Сначала заполняют систему, предположительно на 90% объема и проверяют её работоспособность. По мере работы стравливают излишний воздух и продолжают заполнение. Отсюда и возникает необходимость в наличии в системе дополнительного резервуара с теплоносителем. По мере работы системы происходит естественная убыль теплоносителя в результате испарения и конвекционных процессов, поэтому расчет подпитки системы отопления заключается в отслеживании убыли воды из дополнительного резервуара.

Безусловно, обращаемся к специалистам

Многие ремонтные работы по дому вы можете выполнить, конечно, и самостоятельно. Но создание системы отопления требует слишком много знаний и навыков. Поэтому, даже изучив все фото и видео материалы на нашем сайте, даже ознакомившись с таким непременными атрибутами каждого элемента системы как «инструкция», всё равно рекомендуем вам обращаться за установкой системы отопления к профессионалам.

Как вершина всей системы отопления – создание теплых прогреваемых полов. Но целесообразность установки таких полов должна быть очень внимательно просчитана

Цена ошибок при монтаже автономной системы отопления очень велика. Не стоит рисковать в этой ситуации. Единственное, что остаётся вам – умное сопровождение всей системы и вызов мастеров для её обслуживания.

Page 4

Грамотно произведенные расчеты отопительной системы для любой постройки – жилого дома, цеха, офиса, магазина и пр., будут гарантией ее стабильной, корректной, надежной и бесшумной эксплуатации. Помимо этого, вы избежите недоразумений с работниками жкх, излишних финансовых затрат и потерь энергии. Рассчитать отопление можно в несколько этапов.

При просчете отопления надо учитывать многие факторы.

Стадии расчетов

• Для начала нужно узнать тепловые потери здания. Это нужно, чтобы определить мощность котла, а также каждого из радиаторов. Теплопотери рассчитываются для каждого помещения, обладающего внешней стеной.

Обратите внимание! Далее надо будет проверить данные. Полученные цифры разделите на квадратуру комнаты. Таким образом, вы получите удельные тепловые потери (Вт/м²). Как правило – это 50/150 Вт/м². Если полученные данные сильно отличны от указанных, то значит, вы допустили ошибку. Поэтому цена сборки отопительной системы будет слишком высока.

• Далее нужно подобрать температурный режим. Желательно для подсчетов принять такие параметры: 75-65-20° (котел-радиаторы-комната). Подобный режим температур, когда производится расчет тепла, соответствует европейской норме отопления EN 442.

Схема отопления.

• Затем необходимо выбрать мощность батарей отопления, исходя из данных по теплопотерям в комнатах.
• После этого осуществляется гидравлический расчет – отопление без него не будет эффективным. Он нужен, чтобы определить диаметр труб и технические свойства циркуляционного насоса. Если дом частный, то сечение труб можно выбрать по таблице, которая будет приведена ниже.
• Далее нужно определиться с отопительным котлом (бытовым или промышленным).
• Затем находится объем отопительной системы. Ее вместительность нужно знать, чтобы выбрать расширительный бак либо убедиться, что объема водяного бачка, уже встроенного в теплогенератор, хватит. Получить нужные данные вам поможет любой он-лайн калькулятор.

Тепловой расчет

Чтобы осуществить теплотехнический этап проектирования системы отопления, вам нужны будут исходные данные.

Что нужно для начала работы

Проект дома.

1. Первым делом вам необходим будет проект постройки. В нем должны быть указаны наружные и внутренние размеры каждой из комнат, а также окон и внешних дверных проемов.
2. Далее узнайте данные о расположении строения в отношении сторон света, а также климатическим условиям в вашей местности.
3. Соберите информацию о высоте и составе внешних стен.
4. Вам надо будет знать и параметры материалов пола (от помещения и до грунта), а также потолка (от помещений до улицы).

После того, как соберете все данные, можете начинать расчет расхода тепла на отопление. В итоге работы, вы соберете информацию, на основе которой сможете осуществить гидравлические подсчеты.

Нужная формула

Теплопотери здания.

Расчет тепловых нагрузок на систему должен определять теплопотери и мощность котла. В последнем случае формула расчета отопления такова:

Мк = 1.2 ∙ Тп, где:

• Мк – мощность теплогенератора, в кВт;
• Тп – теплопотери постройки;
• 1.2 – это запас, равный 20%.

Обратите внимание! Данный коэффициент запаса учитывает возможность падения давления в газопроводной системе зимой, помимо этого – непредвиденные тепловые потери. Например, как показывает фото, из-за разбитого окна, плохой теплоизоляции дверей, сильных морозов. Такой запас позволяет и широко регулировать режим температур.

Следует отметить, когда производится подсчет количества тепловой энергии, ее потери по зданию распределяются не равномерно, в среднем, цифры таковы:

• внешние стены теряют около 40% от общей цифры;
• через окна уходит 20%;
• полы отдают примерно 10%;
• сквозь крышу улетучивается 10%;
• 20% уходят через вентиляцию и двери.

Коэффициенты материалов

Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов.

• К1 – вид окон;
• К2 – теплоизоляция стен;
• К3 – означает соотношение по площади окон и полов;
• К4 – минимальный режим температур снаружи;
• К5 – число внешних стен постройки;
• К6 – этажность сооружения;
• К7 – высота комнаты.

Что касается окон, коэффициенты их теплопотерь равны:

• традиционное остекление – 1.27;
• двухкамерные стеклопакеты – 1;
• трехкамерные аналоги – 0.85.

Чем больший объем имеют окна относительно полов, тем большее количество тепла теряет здание.

Когда производите расчет потребления тепловой энергии на отопление, учитывайте, что материал стен имеет такие величины коэффициента:

• блоки либо панели из бетона – 1.25/1.5;
• брус или бревна – 1.25;
• кладка в 1.5 кирпича – 1.5;
• кладка в 2.5 кирпича – 1.1;
• пенобетонные блоки – 1.

При отрицательных температурах тепловые утечки также увеличиваются.

1. До -10° коэффициент будет равен 0.7.
2. От -10° он составит 0.8.
3. При -15° нужно оперировать цифрой в 0.9.
4. До -20° - 1.
5. От -25° величина коэффициента будет 1.1.
6. При -30° он составит 1.2.
7. До -35° данная величина равняется 1.3.

Когда вы производите расчет тепловой энергии, учитывайте, что ее утери зависимы и от того, сколько наружных стен в здании:

• одна внешняя стена – 1%;
• 2 стенки – 1.2;
• 3 наружных стен – 1.22;
• 4 стенки – 1.33.

Чем больше число этажей, тем сложнее расчеты.

Число этажей либо вид помещения, который расположен над жилой комнатой, влияют на коэффициент К6. Когда дом имеет от двух этажей и выше, расчет теплоэнергии на отопление учитывает коэффициент 0.82. Если при этом здание имеет теплый чердак, цифра меняется на 0.91, если данное помещение не утеплено, то на 1.

Высота стен влияет на уровень коэффициента так:

• 2.5 м - 1;
• 3 м - 1.05;
• 3.5 м – 1.1;
• 4 м – 1.15;
• 4.5 м – 1.2.

Помимо всего прочего, методика расчета потребности тепловой энергии на отопление учитывает площадь комнаты - Пк, а также удельное значение тепловых потерь - УДтп.

Конечная формула для необходимого подсчета коэффициента теплопотерь выглядит таким образом:

Тп = УДтп ∙ Пл ∙ К1 ∙ К2 ∙ К3 ∙ К4 ∙ К5 ∙ К6 ∙ К7. При этом УДтп составляет 100 Вт/м².

Пример расчетов

Постройка, для которой мы будем находить нагрузку на отопительную систему, будет иметь следующие параметры.

1. Окна с двойными стеклопакетами, т.е. К1 составляет 1.
2. Внешние стены – пенобетонные, коэффициент такой же. 3 из них внешние, иными словами К5 составляет 1.22.
3. Квадратура окон равна 23% от аналогичного показателя пола - К3 составляет 1.1.
4. Снаружи температура -15°, К4 равен 0.9.
5. Чердак постройки не утепленный, иными словами К6 будет 1.
6. Высота потолков три метра, т.е. К7 составляет 1.05.
7. Площадь помещений равна 135 м².

Зная все цифры, подставляем их в формулу:

Пт = 135 ∙ 100 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1.1 ∙ 0,9 ∙ 1.22 ∙ 1 ∙ 1.05 = 17120.565 Вт (17.1206 кВт).

Мк = 1.2 ∙ 17.1206 = 20.54472 кВт.

Гидравлический расчет для обогревательной системы

Пример схемы гидравлического расчета.

Этот этап проектирования поможет вам правильно выбрать длину и диаметр труб, а также грамотно сбалансировать отопительную систему при помощи радиаторных клапанов. Этот расчет даст вам возможность подобрать и мощность электрического циркуляционного насоса.

Качественный циркуляционный насос.

По итогам гидравлических подсчетов нужно узнать такие цифры:

• M - величину расхода воды в системе (кг/с);
• DP - утери напора;
• DP1, DP2… DPn, - теряемый напор, от теплового генератора до каждой батареи.

Расход теплоносителя для системы отопления узнаем по формуле:

M = Q/Cp ∙ DPt

1. Q означает общую мощность отопления, берется с учетом тепловых потерь дома.
2. Cp – это уровень удельной теплоемкости воды. Чтобы упростить подсчеты, ее можно принять за 4.19 кДж.
3. DPt – температурная разница на входе и выходе из котла.

Тем же образом можно рассчитать расходование воды (теплоносителя) на любом участке трубопровода. Участки избирайте так, чтоб скорость жидкости была одинаковой. По данным норматива, разбитие на участки надо осуществлять до редукции или тройника. Далее суммируйте мощность всех батарей, к которым подводится вода через каждый промежуток труб. Затем подставьте величину в озвученную выше формулу. Данные подсчеты нужно произвести для труб перед каждой из батарей.

• V – это скорость продвижения теплоносителя (м/с);
• M – расходование воды на участке трубы (кг/с);
• P – ее плотность (1 т/м³);
  • F является площадью поперечного сечения труб (м²), находится она по формуле: π ∙ r/2, где буква r означает внутренний диаметр.

DPpтр = R ∙ L,

• R означает удельные потери при трении в трубе (Па/м);
• L является длиной участка (м);

После это посчитайте утери напора на сопротивлениях (арматура, фитинги), формула действий:

Dмс = Σξ ∙ V²/2 ∙ P

• Σξ обозначает сумму коэффициентов местных сопротивлений на данном участке;
• V - скорость воды в системе
• Р – это плотность теплоносителя.

Обратите внимание! Чтобы циркуляционный насос достаточно обеспечивал теплом все батареи, утери напора на длинных ветках системы не должны быть более 20000 Па. Скорость течения теплоносителя должна быть от 0.25 до 1.5 м/с.

Если скорость будет свыше указанного значения, в системе появится шум. Минимальное значение скорости в 0,.25 м/с рекомендовано снип №2.04.05-91, чтобы трубы не завоздушивались.

Трубы из разных материалов, имеют различные свойства.

Чтобы соблюсти все озвученные условия, надо правильно выбрать диаметр труб. Сделать это вы можете по приводимой таблице, где указана суммарная мощность батарей.

В конце статьи вы можете просмотреть учебное видео на ее тему.

Page 5

Для монтажа должны быть соблюдены нормы проектирования отопления

Многочисленные компании, а также частные лица предлагают населению проектирование отопления с его последующим монтажом. Но на самом ли деле, если вы управляетесь со стройкой, вам обязательно нужен специалист в области расчета и монтажа отопительных систем и приборов? Дело в том, что цена на такие работы достаточно высока, но приложив определённые усилия, вы вполне справитесь с этим самостоятельно.

Как отопить свой дом

Невозможно в одной статье рассмотреть монтаж и проектирование систем отопления всех видов – лучше обратить внимание на самые популярные. Поэтому, давайте остановимся на расчетах водяного радиаторного отопления и некоторых особенностях котлов для подогрева водяных контуров.

Расчёт количества радиаторных секций и места установки

Секции можно добавлять и убирать своими руками

• У некоторых пользователей интернета есть навязчивое желание найти СНиП для расчётов отопления в Российской Федерации, но таких установок просто-напросто не существует. Такие правила возможны для очень маленького региона или страны, но никак не для страны с самым разнообразным климатом. Единственное, что можно посоветовать любителям печатных стандартов, это обратиться к учебному пособию по проектированию систем водяного отопления для ВУЗов Зайцева и Любареца.
• Единственный стандарт, заслуживающий внимания - это количество тепловой энергии, которое должно выделяться радиатором на 1м2 помещения, средней высотой потолков 270 см (но не более 300 см). Мощность теплоотдачи должна быть 100Вт, следовательно, для расчётов подойдёт формула:

Кколичество секций=Sплощадь комнаты*100/Pмощность одной секции

• Для примера можно сосчитать, сколько понадобится секций для комнаты в 30м2 при удельной мощности одной секции 180Вт. В таком случае, K=S*100/P=30*100/180=16,66. Округлим это число в большую сторону для запаса и получим 17 секций.

Панельные радиаторы

• А что, если проектирование и монтаж систем отопления производится панельными радиаторами, где невозможно добавить или убрать часть отопительного прибора. В этом случае нужно подбирать мощность батареи по кубатуре отапливаемого помещения. Сейчас нам нужно применить формулу:

Pмощность панельного радиатора=Vобъём отапливаемой комнаты*41необходимое количество Вт на 1 куб.

• Возьмём комнату такого же размера с высотой 270 см и получим V=a*b*h=5*6*2?7=81м3. Подставим к формуле исходные данные: P=V*41=81*41=3,321кВт. Но таких радиаторов не существует, значит, пойдём в большую сторону и приобретём прибор с запасом мощности – 4кВт.

Радиатор нужно навешивать под окном

• Из какого бы металла ни были сделаны батареи отопления, правила проектирования систем отопления предусматривают их расположение под окном. Батарея обогревает обволакивающий её воздух и тот, нагреваясь, становится легче и поднимается вверх. Эти тёплые потоки создают естественную преграду холодным потокам, движущимся от оконных стёкол, увеличивая, таким образом, эффективность прибора.
• Поэтому, если вы рассчитали количество секций или вычислили необходимую мощность радиатора, это вовсе не означает, что можно ограничиться одним прибором при наличии нескольких окон в комнате (у некоторых панельных радиаторов инструкция упоминает об этом). Если батарея состоит из секций, то их можно разделить, оставив одинаковое количество под каждым окном, а вод панельных отопителей нужно просто приобретать несколько штук, но меньшей мощности.

Выбор котла для проекта

Ковкционный газовый котёл Bosch Gaz 3000W

• В техзадание на проектирование системы отопления входит также выбор бытового отопительного котла и если он работает на газе, то помимо различия в проектной мощности он может оказаться конвекционным или конденсационным. Первая система достаточно проста – тепловая энергия в этом случае возникает только от горения газа, а вот вторая более сложна, потому что там задействуется также водяной пар, в результате чего потребление топлива снижается на 25-30%.
• Также возможен выбор по открытой или закрытой камере сгорания. В первой ситуации нужен дымоход и естественная вентиляция - это более дешёвый способ. Второй случай предусматривает принудительную подачу воздуха в камеру вентилятором и такое же удаление продуктов сгорания через коаксильный дымоход.

Газогенераторный котёл

• Если проектирование и монтаж отопления предусматривает твердотопливный котел для отопления частного дома, то лучше отдать предпочтение газогенераторному устройству. Дело в том, что такие системы гораздо экономичнее обычных агрегатов, потому что сгорание топлива в них происходит почти, что без остатка, да и тот улетучивается в виде углекислого газа и сажи. При сжигании дров или угля с нижней камеры пиролизный газ опадает в другую камеру, где уже сгорает до конца, чем и обосновывается очень высокий КПД.

Рекомендации. Есть ещё другие виды котлов, но о них сейчас более коротко. Так, если вы остановили свой выбор на жидкотопливном обогревателе, то можете отдать предпочтение агрегату с многоступенчатой горелкой, тем самым увеличив КПД всей системы.

Электродный котёл «Галан»

Если же вам более по душе электрические котлы, то вместо ТЭНового лучше приобрести электродный обогреватель (см. фото вверху). Это относительно новое изобретение, в котором проводником электроэнергии служит сам теплоноситель. Но, тем не менее, это совершенно безопасно и очень экономно.

Камин для отопления загородного дома

Тепловой расчёт системы отопления большинству представляется легким и не требующим особого внимания занятием. Огромное количество людей считают, что те же радиаторы нужно выбирать исходя из только площади помещения: 100 Вт на 1 м.кв. Всё просто. Но это и есть самое большое заблуждение. Нельзя ограничиваться такой формулой. Значение имеет толщина стен, их высота, материал и многое другое. Конечно, нужно выделить час-другой, чтобы получить нужные цифры, но это по силам каждому желающему.

Исходные данные для проектирования системы отопления

Чтобы произвести расчет расхода тепла на отопление, нужен, во-первых, проект дома.

План дома позволяет получить практически все исходные данные, которые нужны для определения теплопотерь и нагрузки на отопительную систему

Во-вторых, понадобятся данные о расположении дома по отношению к сторонам света и районе строительства – климатические условия в каждом регионе свои, и то, что подходит для Сочи, не может быть применено к Анадырю.

В-третьих, собираем информацию о составе и высоте наружных стен и материалах, из которых изготовлены пол (от помещения до земли) и потолок (от комнат и наружу).

После сбора всех данных можно приступать к работе. Расчет тепла на отопление можно выполнить по формулам за один-два часа. Можно, конечно, воспользоваться специальной программой от компании Valtec.

Для расчёта теплопотерь отапливаемых помещений, нагрузки на систему отопления и теплоотдачи от отопительных приборов в программу достаточно внести только исходные данные. Огромное количество функций делают её незаменимым помощником и прораба, и частного застройщика

Она значительно всё упрощает и позволяет получить все данные по тепловым потерям и гидравлическому расчету системы отопления.

Формулы для расчётов и справочные данные

Расчет тепловой нагрузки на отопление предполагает определение тепловых потерь(Тп) и мощности котла (Мк). Последняя рассчитывается по формуле:

Мк=1,2* Тп , где:

• Мк – тепловая производительность системы отопления, кВт;
• Тп – тепловые потери дома;
• 1,2 – коэффициент запаса (составляет 20%).

Двадцатипроцентный коэффициент запаса позволяет учесть возможное падение давления в газопроводе в холодное время года и непредвиденные потери тепла (например, разбитое окно, некачественная теплоизоляция входных дверей или небывалые морозы). Он позволяет застраховаться от ряда неприятностей, а также даёт возможность широкого регулирования режима температур.

Как видно из этой формулы мощность котла напрямую зависит от теплопотерь. Они распределяются по дому не равномерно: на наружные стены приходится порядка 40% от общей величины, на окна – 20%, пол отдаёт 10%, крыша 10%. Оставшиеся 20% улетучиваются через двери, вентиляцию.

Плохо утеплённые стены и пол, холодные чердак, обычное остекление на окнах - всё это приводит к большим потерям тепла, а, следовательно, к увеличению нагрузки на систему отопления. При строительстве дома важно уделить внимание всем элементам, ведь даже непродуманная вентиляция в доме будет выпускать тепло на улицу

Материалы, из которых построен дом, оказывают самое непосредственное влияние на количество потерянного тепла. Поэтому при расчётах нужно проанализировать, из чего состоят и стены, и пол, и всё остальное.

В расчётах, чтобы учесть влияние каждого из этих факторов, используются соответствующие коэффициенты:

• К1 – тип окон;
• К2 – изоляция стен;
• К3 – соотношение площади пола и окон;
• К4 – минимальная температура на улице;
• К5 – количество наружных стен дома;
• К6 – этажность;
• К7 – высота помещения.

Для окон коэффициент потерь тепла составляет:

• обычное остекление – 1,27;
• двухкамерный стеклопакет – 1;
• трёхкамерный стеклопакет – 0,85.

Естественно, последний вариант сохранит тепло в доме намного лучше, чем два предыдущие.

Правильно выполненная изоляция стен является залогом не только долгой жизни дома, но и комфортной температуры в комнатах. В зависимости от материала меняется и величина коэффициента:

• бетонные панели, блоки – 1,25-1,5;
• брёвна, брус – 1,25;
• кирпич (1,5 кирпича) – 1,5;
• кирпич (2,5 кирпича) – 1,1;
• пенобетон с повышенной теплоизоляцией – 1.

Чем больше площадь окон относительно пола, тем больше тепла теряет дом:

Температура за окном тоже вносит свои коррективы. При низких показателях теплопотери возрастают:

• До -10С – 0,7;
• -10С – 0,8;
• -15C - 0,90;
• -20C - 1,00;
• -25C - 1,10;
• -30C - 1,20;
• -35C - 1,30.

Теплопотери находятся в зависимости и от того, сколько внешних стен у дома:

• четыре стены – 1,33;%
• три стены – 1,22;
• две стены – 1,2;
• одна стена – 1.

Хорошо, если к нему пристроен гараж, баня или что-то ещё. А вот если его со всех сторон обдувают ветра, то придётся покупать котёл помощнее.

Количество этажей или тип помещения, которые находится над комнатой определяют коэффициент К6 следующим образом: если над дом имеет два и более этажей, то для расчётов берём значение 0,82, а вот если чердак, то для теплого – 0,91 и 1 для холодного.

Что касается высоты стен, то значения будут такими:

• 4,5 м – 1,2;
• 4,0 м – 1,15;
• 3,5 м – 1,1;
• 3,0 м – 1,05;
• 2,5 м – 1.

Помимо перечисленных коэффициентов также учитываются площадь помещения (Пл) и удельная величина теплопотерь (УДтп).

Итоговая формула для расчёта коэффициента тепловых потерь:

Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7 .

Коэффициент УДтп равен 100 Ватт/м2.

Разбор расчетов на конкретном примере

Дом, для которого будем определять нагрузку на систему отопления, имеет двойные стеклопакеты (К1 =1), пенобетонные стены с повышенной теплоизоляцией (К2= 1), три из которых выходят наружу (К5=1,22). Площадь окон составляет 23% от площади пола (К3=1,1), на улице около 15С мороза (К4=0,9). Чердак дома холодный (К6=1), высота помещений 3 метра (К7=1,05). Общая площадь составляет 135м2.

Пт = 135*100*1*1*1,1*0,9*1,22*1*1,05=17120,565 (Ватт) или Пт=17,1206 кВт

Мк=1,2*17,1206=20,54472 (кВт).

Расчёт нагрузки и теплопотерь можно выполнить самостоятельно и достаточно быстро. Нужно всего потратить пару часов на приведение в порядок исходных данных, а потом просто подставить значения в формулы. Цифры, которые вы в результате получите помогут определиться с выбором котла и радиаторов.