Ниже приведен довольно простой расчет теплопотерь зданий, который, тем не менее, поможет достаточно точно определить мощность, требуемую для отопления Вашего склада, торгового центра или другого аналогичного здания. Это даст возможность еще на стадии проектирования предварительно оценить стоимость отопительного оборудования и последующие затраты на отопление, и при необходимости скорректировать проект.

Куда уходит тепло? Тепло уходит через стены, пол, кровлю и окна. Кроме того тепло теряется при вентиляции помещений. Для вычисление теплопотерь через ограждающие конструкции используют формулу:

Q – теплопотери, Вт

S – площадь конструкции, м2

T – разница температур между внутренним и наружным воздухом, °C

R – значение теплового сопротивления конструкции, м2 °C/Вт

Схема расчета такая – рассчитываем теплопотери отдельных элементов, суммируем и добавляем потери тепла при вентиляции. Все.

Предположим мы хотим рассчитать потери тепла для объекта, изображенного на рисунке. Высота здания 5…6 м, ширина – 20 м, длинна – 40м, и тридцать окон размеров 1,5 х 1,4 метра. Температура в помещении 20 °С, внешняя температура -20 °С.

Считаем площади ограждающих конструкций:

пол: 20 м * 40 м = 800 м2

кровля: 20,2 м * 40 м = 808 м2

окна: 1,5 м * 1,4 м * 30 шт = 63 м2

стены: (20 м + 40 м + 20 м + 40м) * 5 м = 600 м2 + 20 м2 (учет скатной кровли) = 620 м2 – 63 м2 (окна) = 557 м2

Теперь посмотрим тепловое сопротивление используемых материалов.

Значение теплового сопротивления можно взять из таблицы тепловых сопротивлений или вычислить исходя из значения коэффициента теплопроводности по формуле:

R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт

? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К)

d – толщина материала, м

Значение коэффициентов теплопроводности для разных материалов можно посмотреть .

пол: бетонная стяжка 10 см и минеральная вата плотностью 150 кг/м3. толщиной 10 см.

R (бетон) = 0.1 / 1,75 = 0,057 (м2*К)/Вт

R (минвата) = 0.1 / 0,037 = 2,7 (м2*К)/Вт

R (пола) = R (бетон) + R (минвата) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (м2*К)/Вт

кровля:

R (кровля) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт

окна: значение теплового сопротивления окон зависит от вида используемого стеклопакета
R (окна) = 0,40 (м2*К)/Вт для однокамерного стекловакета 4–16–4 при?T = 40 °С

стены: панели из минеральной ваты толщиной 15 см
R (стены) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт

Посчитаем тепловые потери:

Q (пол) = 800 м2 * 20 °С / 2,76 (м2*К)/Вт = 5797 Вт = 5,8 кВт

Q (кровля) = 808 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 7980 Вт = 8,0 кВт

Q (окна) = 63 м2 * 40 °С / 0,40 (м2*К)/Вт = 6300 Вт = 6,3 кВт

Q (стены) = 557 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 5500 Вт = 5,5 кВт

Получаем, что суммарные теплопотери через ограждающие конструкции составят:

Q (общая) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 кВт / ч

Теперь о потерях на вентиляцию.

Для нагрева 1 м3 воздуха с температуры – 20 °С до + 20 °С потребуется 15,5 Вт.

Q(1 м3 воздуха) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 Вт, здесь 1,4 – плотность воздуха (кг/м3), 1,0 – удельная теплоёмкость воздуха (кДж/(кг К)), 3,6 – коэффициент перевода в ватты.

Осталось определиться с количеством необходимого воздуха. Считается, что при нормальном дыхании человеку нужно 7 м3 воздуха в час. Если Вы используете здание как склад и на нем работают 40 человек, то вам нужно нагревать 7 м3 * 40 чел = 280 м3 воздуха в час, на это потребуется 280 м3 * 15,5 Вт = 4340 Вт = 4,3 кВт. А если у Вас будет супермаркет и в среднем на территории находится 400 человек, то нагрев воздуха потребует 43 кВт.

Итоговый результат:

Для отопления предложенного здания необходима система отопления порядка 30 кВт/ч, и система вентиляции производительностью 3000 м3 /ч с нагревателем мощность 45 кВт/ч.

Практическое занятие № 5

Тема: Расчет теплопотерь.

Цель занятия : Рас c читать теплопотери через наружные ограждения, определить тепловую

нагрузку помещений.

Основные расчетные зависимости:

Нагрузка на систему отопления складывается из теплопотерь через наружные ограждения за счет теплопередачи и потребности в теплоте на нагревание инфильтрационного воздуха:

1. Теплопотери от теплопередачи (трансмиссионные) определяются по формуле:

где
- это поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери;

k – коэффициент теплопередачи;

F n – площадь поверхности ограждения, м 2 ;

n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур, определяется из следующей таблицы (СНИП23-02-2003):

Коэффициент положения ограждения относительно наружного воздуха

Ограждение	Коэфф – т п
Наружная стена и покрытие (в том числе вентилируемое наружным воздухом), чердачное перекрытие (с кровлей из штучных материалов) и перекрытие над проездами, перекрытие над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне
Перекрытие над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, чердачное перекрытие (с кровлей из рулонных материалов), перекрытие над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне
Перекрытие над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах
Перекрытие над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли
Перекрытие над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных ниже уровня земли

Определение площади поверхности производится по чертежам плана и разреза здания, при этом элементы наружных ограждений измеряют:

Поверхности окон, дверей – по наименьшим размерам проемов в свету;

Высота стен – от нижней поверхности перекрытия пола (над не отапливаемым подвалом) до верха конструкции;

Длина стен и размеры угловых помещений – по размерам между осями внутренних стен, а угловых помещений – от внешней поверхности наружных стен до осей внутренних стен;

Поверхности потолков и пола – по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности стен;

При составлении таблицы расчета теплопотерь приняты обозначения:

НС – наружная стена; ОД – окно двойное, ПЛ – пол над не отапливаемым подвалом,

ПТ – потолок;

β – добавочные потери тепла на ориентацию по сторонам света.

Теплопотери, рассчитанные по формуле (1) без учета добавочных потерь (при  = 0), называются основными. Дополнительные теплопотери учитываются добавками к основным, задаваемыми в долях единицы. Выраженные коэффициентом  добавки подразделяются на несколько видов:

1. Добавка на ориентацию ограждения по сторонам света принимается для всех наружных вертикальных ограждений или проекций на вертикаль наружных наклонных ограждений. Для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной ориентации  = 0,1; юго-восточной и западной  = 0,05; южной и юго-западной  = 0

2. Добавка  = 0,05 вводится для не обогреваемого пола первого этажа над холодным

подпольем здания в местности с расчетной температурой наружного воздуха -40 °С и ниже.

3. Добавка на угловое помещение, имеющее две и более наружных стен, учитывает, что в таком помещении радиационная температура ниже, чем в рядовом. Поэтому в угловом помещении жилого дома температуру внутреннего воздуха принимают на 2 °С выше, чем в рядовом помещении, а в зданиях другого назначения увеличенные теплопотери учитывают добавкой  = 0,05 к основным теплопотерям вертикальных наружных ограждений.

4. Добавка на врывание холодного воздуха через наружные двери в здание, не оборудованное воздушно-тепловой завесой, при их кратковременном открывании принимается к основным теплопотерям дверей. Так, в здании высотой Н для тройных дверей с двумя тамбурами  = 0,20Н , для двойных дверей с тамбуром  = 0,27Н , для двойных дверей без тамбура  = 0,34Н , для одинарных дверей  = 0,22Н . Для наружных ворот при отсутствии тамбура и воздушно-тепловой завесы теплопотери рассчитываются с добавкой  = 3, а при наличии тамбура у ворот - с добавкой  = 1. Указанные добавки не относятся к летним и запасным наружным дверям и воротам.

2. Потери тепла на нагревание инфильтрационного наружного воздуха определяется по формуле:

G – количество инфильтрационного воздуха кг/ч,

с = 1,006

- теплоемкость наружного воздуха;

= 0,7 -для окон с тройными переплетами; 0,8 – для окон и балконов с двойными раздельными переплетами; 1- для окон с одинарными спаренными переплетами

Площадь (

)

Коэффициент теплопередачи

Рассчетная разница

Температур, ∆t

Расчетная разница температур

На ориентацию

Графа 1. Поэтажно пронумеровываются помещения здания: для первого этажа – 101, 102 и т.д., для 2 этажа –201, 202 и т.д.

Графа 2. Указывается назначение помещения и температура внутреннего воздуха в соответствии с его назначением (по ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»)

Графа 3. Наименование ограждений помещения: НС –наружная стена, Пл – пол, Пт – потолок, ВД– входнаядверь, БД – балконная дверь, ТО – тройное остекление, ДО– двойное остекление, ОО – одинарное остекление.

Графа 4. Ориентация здания по сторонам света принимается в соответствии с заданием проекта.. В этой графе стороны света обозначаются сокращенно: С – север, Ю – юг, В –восток, З – запад, СВ – северо-восток, ЮЗ – юго-запад и т.д.

Графа 5. Линейные размеры ограждающих конструкций определяются с точностью до 0,1 м сог-ласно правилам обмера (см. выше).

Графа 6. Площадь наружных ограждающих конструкций определяется с точностью до 0,1 м2.

Графа 7. Указывается коэффициент теплопередачи из теплотехнического расчета ограждающих конструкций. Для окон и балконных дверей записывается разность коэффициентов теплопередачи для окон и наружных стен.

Графа 8. Расчетная разность температур

Графа 9. Указывается коэффициент n сомножителем к расчетной разности температур для пола и потолка. Например, при t в =22 °С, t н = –37 °С, п = 0,6 записываем

. Для окон и балконных дверей записывается разность коэффициентов теплопередачи для окон и наружных стен.

Графа10. Добавочные потери тепла на ориентацию по сторонам света принимаются для наружных стен, дверей, светопроемов, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад– 0,10, на юго-восток и запад –0,05, на юг и юго-запад – 0,00.

Графа 11 . Учитываются прочие потери: для наружных дверей, не оборудованных воздушными и воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания Н м, принимаются в размере: 0,2·Н – для трой-ных дверей с двумя тамбурами между ними; 0,27·Н – для двойных дверей с тамбуром между ни-ми; 0,34·Н – для двойных дверей без тамбура; 0,22·Н – для одинарных дверей.

Графа 12. Указывается коэффициент, учитывающий добавочные теплопетери: (1+β).

Графа 13. Проставляются общие теплопотери ограждающих конструкций

Вт.

Графа 14 . Потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации в помещение, следует определять расчетом по формуле (2). При большом числе помещений допускается определить потери тепла на инфильтрацию для одного характерного помещения на этаже, затем определить долю потерь на инфильтрацию от основных теплопотерь и подставить это значение в графу 14. Для жилых зданий в расчете допускается теплопотери на инфильтрацию принимать в размере 0,08 от основных для вертикальных поверхностей.

Графа 15 . Заносятся бытовые теплопотери, рассчитанные по формуле (3).

Графа 16. Проставляется тепловая мощность системы отопления для каждого помещения:

После определения теплопотерь всех помещений в здании определяют теплопотери здания Q зд , суммируя теплопотери отдельных помещений.

Проектирование системы отопления «на глазок» с большой вероятностью может привести либо к неоправданному завышению расходов на ее эксплуатацию, либо к недогреву жилища.

Чтобы не случилось ни того ни другого, необходимо в первую очередь грамотно выполнить расчет теплопотерь дома.

И только на основании полученных результатов подбирается мощность котла и радиаторов. Наш разговор пойдет о том, каким способом производятся эти вычисления и что при этом нужно учитывать.

Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка - она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).

На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.

Теплопотери дома

Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме - больше, в большом - меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.

Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.

Первое, что необходимо сделать исполнителю - разложить общие теплопотери на три составляющие:

• потери через ограждающие конструкции;
• обусловленные работой вентиляционной системы;
• связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.

Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.

Базальтовый утеплитель — популярный теплоизолятор, но ходят слухи о его вреде для здоровья человека. и экологическая безопасность.

Как правильно утеплить стены квартиры изнутри без вреда для конструкции здания, читайте .

Холодная кровля мешает создать уютную мансарду. вы узнаете, как утеплить потолок под холодной крышей и какие материалы самые эффективные.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения - Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

• А - площадь ограждающей конструкции, кв. м;
• dT - разность наружной и внутренней температур.
• dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

• V - объем помещения, куб. м;
• Кв - кратность воздухообмена;
• Р - плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
• С - удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

• понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
• на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
• предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода - самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

• W - количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
• N - количество дней в отопительном сезоне.

Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.

Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный - отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

• Vв - месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
• Р - плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
• С - теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
• dT - разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
• 3 600 000 - количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.

Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).

В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.

Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.

Средняя наружная температура за отопительный период - (-5) градусов.

Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.

Потребление воды - 15 куб. м/мес.

Продолжительность отопительного периода - 6 мес.

Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)

Термическое сопротивление:

• основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
• утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.

То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.

Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.

Теплопотери через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.

Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.

Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым.

Теплопотери через вентиляцию

Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):

V = 10х10х7 = 700 куб. м.

Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.

Вентиляция в доме

Теплопотери через канализацию

С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч

Если вы не живете в дачном домике зимой, в межсезонье или в холодное лето необходимо все равно его обогревать. в данном случае бывает самым целесообразным.

О причинах падения давления в системе отопления вы можете почитать . Устранение неполадок.

Оценка полного объема энергозатрат

Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.

Тогда средняя мощность потерь через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.

Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

Средняя мощность теплопотерь через вентиляцию составит:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.

Тогда за весь период на отопление придется затратить:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.

К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.

Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.

Видео на тему

Расчет отопления частного дома можно сделать самостоятельно, проведя некоторые замеры и подставив свои значения в нужные формулы. Расскажем, как это делается.

Вычисляем теплопотери дома

От расчета теплопотерь дома зависит несколько критических параметров системы отопления и в первую очередь – мощность котла.

Последовательность расчета следующая:

Вычисляем и записываем в столбик площадь окон, дверей, наружных стен, пола, перекрытия каждой комнаты. Напротив каждого значения записываем коэффициент , из которых построен наш дом.

Если вы не нашли нужный материал в , то посмотрите в расширенной версии таблицы, которая так и называется – коэффициенты теплопроводности материалов (скоро на нашем сайте). Далее, по ниже приведенной формуле вычисляем потери тепла каждого элемента конструкции нашего дома.

Q = S * ΔT / R,

где Q – потери тепла, Вт
S — площадь конструкции, м2
ΔT — разница температур внутри и снаружи помещения для самых холодных дней °C

R — значение теплосопротивления конструкции, м2·°C/Вт

R слоя = V / λ

где V — толщина слоя в м,

λ — коэффициент теплопроводности (см. таблицу по материалам).

Суммируем теплосопротивление всех слоев. Т.е. для стен учитывается и штукатурка и материал стен и наружное утепление (если есть).

Складываем все Q для окон, дверей, наружных стен, пола, перекрытия

К полученной сумме добавляем 10-40% вентиляционных потерь. Их тоже можно вычислить по формуле, но при хороших окнах и умеренном проветривании, смело можно ставить 10%.

Результат делим на общую площадь дома. Именно общую, т.к. косвенно тепло будет тратиться и на коридоры, где радиаторов нет. Вычисленная величина удельных теплопотерь может колебаться в пределах 50-150 Вт/м2. Самые высокие потери тепла у комнат верхних этажей, самые низкие у средних.

После окончания монтажных работ, проведите стен, потолков и других элементов конструкции, чтобы убедиться, что нигде нет утечек тепла.

Приведенная ниже таблица поможет точнее определиться с показателями материалов.

Определяемся с температурным режимом

Этот этап напрямую связан с выбором котла и способом отопления помещений. Если предполагается установка «теплых полов», возможно, лучшее решение – конденсационный котел и низкотемпературный режим 55С на подаче и 45С в «обратке». Такой режим обеспечивает максимальный кпд котла и соответственно, наилучшую экономию газа. В будущем, при желании использовать высокотехнологичные способы обогрева, ( , солнечные коллекторы) не придется переделывать систему отопления под новое оборудование, т.к. оно рассчитано именно на низкотемпературные режимы. Дополнительные плюсы – не пересушивается воздух в помещении, интенсивность потоков ниже, меньше собирается пыли.

В случае выбора традиционного котла, температурный режим лучше выбрать максимально приближенным к европейским нормам 75С – на выходе из котла, 65С – обратная подача, 20С — температура помещения. Такой режим предусмотрен в настройках почти всех импортных котлов. Кроме выбора котла, температурный режим влияет на расчет мощности радиаторов.

Подбор мощности радиаторов

Для расчета радиаторов отопления частного дома материал изделия не играет роли. Это дело вкуса хозяина дома. Важна только указанная в паспорте изделия мощность радиатора. Часто производители указывают завышенные показатели, поэтому результат вычислений будем округлять в большую сторону. Расчет производится для каждой комнаты отдельно. Несколько упрощая расчеты для помещения с потолками 2,7 м, приведем простую формулу:

K=S * 100 / P

Где К — искомое количество секций радиатора

S – площадь комнаты

P – мощность, указанная в паспорте изделия

Пример вычисления: Для комнаты площадью 30 м2 и мощности одной секции 180 Вт получаем: K= 30 х 100/180

K=16,67 округленно 17 секций

Тот же расчет можно применить для чугунных батарей, принимая что

1 ребро(60 см) = 1 секция.

Гидравлический расчет системы отопления

Смысл этого расчета – правильно выбрать диаметр труб и характеристики . Из-за сложности расчетных формул, для частного дома проще выбрать параметры труб по таблице.

Здесь приведена суммарная мощность радиаторов, для которых труба подает тепло.

Диаметр трубы	Мин. мощность радиатора квт	Макс. мощность радиатора квт
Металлопластиковая труба 16 мм	2,8	4,5
Металлопластиковая труба 20 мм	5	8
Металлопластиковая труба 25 мм	8	13
Металлопластиковая труба 32 мм	13	21
Полипропиленовая труба 20 мм	4	7
Полипропиленовая труба 25 мм	6	11
Полипропиленовая труба 32 мм	10	18
Полипропиленовая труба 40 мм	16	28

Определяем потребности в горячей воде, количество точек водоразбора. Для 1 кухни и 1 санузла семье из 4 человек достаточно двухконтурного котла проточного типа. Большей семье для дома с 2 и более санузлами целесообразнее выбрать котел со встроенным бойлером. При значительном удалении санузлов лучше взять одноконтурный котел с

Вычисляем объем системы отопления

Эта величина необходима для подбора правильного объема расширительного бака. Вычисляется как сумма объема в радиаторах, трубопроводах и котле. Справочная информация по радиаторам и трубопроводам приведена ниже, по котлу – указана в его паспорте.

Объем теплоносителя в радиаторе:

• алюминиевая секция - 0,450 литра
• биметаллическая секция - 0,250 литра
• новая чугунная секция - 1,000 литр
• старая чугунная секция - 1,700 литра

Объем теплоносителя в 1 п.м. трубы:

• ø15 (G ½») - 0,177 литра
• ø20 (G ¾») - 0,310 литра
• ø25 (G 1,0″) - 0,490 литра
• ø32 (G 1¼») - 0,800 литра
• ø15 (G 1½») - 1,250 литра
• ø15 (G 2,0″) - 1,960 литра

Монтаж системы отопления частного дома — выбор труб

Выполняется трубами из разных материалов:

Стальные

• Имеют большой вес.
• Требуют должного навыка, специальных инструментов и оборудования для монтажа.
• Подвержены коррозии
• Могут накапливать статическое электричество.

Медные

• Выдерживают температуру до 2000 С, давление до 200 атм. (в частном доме совершенно излишние достоинства)
• Надежны и долговечны
• Имеют высокую стоимость
• Монтируются специальным оборудованием, серебряным припоем

Пластиковые

• Антистатичны
• Стойкие к коррозии
• Недорогие
• Обладают минимальным гидравлическим сопротивлением
• Не требуют специальных навыков при монтаже

Подведем итог

Правильно сделанный расчёт системы отопления частного дома обеспечивает:

• Комфортное тепло в помещениях.
• Достаточное количество горячей воды.
• Тишину в трубах (без бульканья и рычания).
• Оптимальные режимы работы котла
• Правильную нагрузку на циркуляционный насос.
• Минимальные затраты на монтаж

Предисловие

Тепловые потери дома – процесс, увы, неизбежный. Чтобы свести его к минимуму, существует формула расчета теплопотерь, используя которую можно продумать мощность будущей отопительной системы здания.

Cодержание

Тепловые потери дома – процесс, увы, неизбежный. Чтобы свести его к минимуму, существует формула расчета теплопотерь, используя которую можно продумать мощность будущей отопительной системы здания. В этой формуле учитываются коэффициент теплопередачи, площадь стен, сопротивление теплопередаче, а также коэффициент уменьшения. Перед тем как посчитать теплопотери дома, ознакомьтесь с предложенными ниже таблицами.

Чтобы в новом доме всегда было тепло, можно заранее рассчитать тепловые потери здания во всех его помещениях. Специальные формулы учитывают «утечку» тепла через перекрытия и стены. С их помощью можно выяснить мощность будущей отопительной установки, которая смогла бы полностью компенсировать эти потери и давала желаемые 20 °С во всех комнатах.

Известно, что теплопотери загородного дома зависят от архитектурных особенностей здания и от свойств материалов, из которых изготовлены стены и крыша. Если задать определенный тепловой режим, потери будут определяться величиной теплового потока (ккал/ч). Чтобы получить экономически выгодную тепловую нагрузку на отопительную установку, необходимо сделать правильный выбор строительных материалов и грамотно продумать планировку здания. Влияние на теплопотери в частном доме оказывает и ветровая нагрузка. Следовательно, дома, находящиеся на открытой местности, будут потреблять тепло в большем количестве по сравнению с теми зданиями, которые защищены от ветра. Влияние ветра также учитывается в формуле расчета теплопотерь.

Формула расчета теплопотерь частного дома

Суммарные тепловые потери вычисляются по формуле из основных и добавочных теплопотерь (с округлением до 10 Вт).

Q = К х F х 1/R х (tв- tн) х n .

В формуле теплопотери используются следующие величины:

• К - коэффициент теплопередачи (таблица «К - коэффициент теплопередачи»);
• F - площадь стен (в м2);
• R - сопротивление теплопередаче (ккал/м2 х ч х °C);
• tв и tп - температура внутри и снаружи помещения;
• n - коэффициент уменьшения, учитывает теплопотери в зависимости от типа ограждений (таблица « n - коэффициент уменьшения»).

Значения R отличаются в зависимости от вида ограждающих конструкций (таблица « Значения R0 и 1/R0»).

Таблицы для расчета тепловых потерь дома

Таблица «К - коэффициент теплопередачи»:

Конструкция		Толщина конструкции, мм	К, Вт/ (м2 х °С)
Кирпичная стена (на холодном растворе с внутренней штукатуркой) толщиной	в 1,5 кирпича	395	1,5
	в 2 кирпича	525	1,24
	в 2,5 кирпича	655	1,04
Рубленые деревянные стены из бревен диаметром, мм	200	160	1,02
	240	200	0,85
Брусчатые деревянные стены		150	1,0
		200	0,76
Чердачное деревянное перекрытие		100	1,0
Двойные окна		-	2,68
Двойные двери		-	2,33

Таблица « n - коэффициент уменьшения»:

Наименование ограждения
Полы на грунте и лагах	1,0
Чердачные перекрытия при стальной, черепичной или асбестоцементной кровлях при разреженной обрешетке и бесчердачные покрытия с венти­лируемыми продухами	0,9
То же для перекрытий по сплошному настилу	0,8
Чердачные перекрытия при кровлях из рулонных материалов	0,75
Ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, сообщающиеся с наружным воздухом	0,7
Ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающиеся с наружным воздухом	0,4
Перекрытия над подпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4
Перекрытия над подпольями, расположенными выше уровня земли	0,75
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами, расположенными ниже уровня грунта или выступающие на высоту до 1 м	0,6

Таблица « Значения R0 и 1/R0»:

Конструкция	Толщина		R0, ккал/(м2 х ч х °С)	1/R0, ккал/ (м2 х ч х °С)
	в кирпичах
Стены
Сплошная кладка из обыкновенного кир­пича	0,5	135	0,38	2,64
	1	265	0,57	1,76
	1,5	395	0,76	1,32
	2	525	0,94	1,06
	2,5	655	1,13	0,89
Сплошная кладка из обыкновенного кирпича с воздушной прослойкой (= 50 мм) в перевязку через каж­дые 6 рядов	1,5	435	0,9	1,11
	2	565	1,09	0,92
	2,5	695	1,28	0,78
Сплошная кладка из дырчатого кирпича	1,5	395	0,89	1,12
	2	525	1,2	0,89
	2,5	655	1,4	0,71
Кирпичная кладка с термоизоляционной засыпкой	1,5	395	1,03	0,97
	2	525	1,49	0,67
Деревянные рубленые	-	200	1,33	0,75
	-	220	1,45	0,68
	-	240	1,56	0,64
Брусчатые	-	150	1,18	0,85
	-	180	1,28	0,78
	-	200	1,32	0,76
Чердачные перекрытия
Железо-бетонные из сборных ребристых плит с утеплителем	-	100	0,69	1,45
	-	150	0,89	1,12
	-	200	1,09	0,92
	-	250	1,29	0,77

Перед тем как рассчитать теплопотери дома, помните, что добавочные потери тепла зависят от расположения здания на местности, от ориентации стен по сторонам света, скорости ветра и инфильтрации. Если конструктивные элементы дома обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, дополнительные потери составят 10 %, а если на запад или на юго-восток - 5 %. Расход тепла для нагрева воздуха в помещении можно найти по формуле: Q = F(пл.) х (tв — tн).

В ней используются величины:

• F - площадь пола помещения (в м2);
• tв- tн - внутренняя и наружная температура.

Помимо вышеизложенных вычислений, следует уменьшить теплопотери на величину бытовых тепловыделений. Бытовые тепловыделения определяются из расчета 21 Вт на 1 м2 площади пола.

В итоге для определения теплопроизводительности системы отопления следует: вычислить основные и дополнительные теплопотери, суммировать их и вычесть величину, которая характеризует бытовые тепловыделения.

Удельные тепловые потери здания

Существует много способов расчета тепловых потерь здания, один из них – в предложенной ниже таблице.

Таблица « Удельные тепловые потери для основных охлаждающихся поверхностей в жилых зданиях»:

Вид стен и охлаждающихся поверхностей	Количество теряемого тепла (Вт/ккал/ч) через 1 м2 поверхности стен по внутреннему обмеру помещения при средней температуре наиболее холодной пятидневки (°С)
Кирпичная стена толщиной в три с половиной кирпича (93 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения	61/53	66/57	69/60	71/61
Смежные с другими помещения	55/48	59/51	61/53	64/55
Угловые помещения	54/47	58/50	61/53	62/54
Смежные с другими помещения	50/43	52/45	54/47	55/48
Кирпичная стена толщиной в три кирпича (80 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения	66/57	71/61	74/64	75/65
Смежные с другими помещения	64/55	67/58	71/61	72/62
Угловые помещения	61/53	65/56	68/59	69/60
Смежные с другими помещения	56/49	60/52	62/54	63/55
Кирпичная стена толщиной в два с половиной кирпича (67 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения	75/65	82/71	86/74	88/76
Смежные с другими помещения	74/64	80/69	82/71	84/73
Угловые помещения	69/60	74/64	77/67	79/68
Смежные с другими помещения	65/57	71/61	74/64	75/65
Кирпичная стена толщиной в два кирпича (54 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения	90/78	96/83	101/87	103/89
Смежные с другими помещения	89/77	95/82	100/86	101/87
Угловые помещения	81/70	87/75	90/78	93/80
Смежные с другими помещения	79/68	86/74	88/76	90/78
Деревянная рубленая стена из бревен, оштукатуренная с одной стороны, толщиной 20 см
Угловые помещения	77/67	82/71	87/75	88/76
Смежные с другими помещения	75/95	80/69	83/72	86/74
Угловые помещения	68/59	74/64	77/67	79/69
Смежные с другими помещения	66/57	72/62	74/64	76/66
Деревянная рубленая стена из бревен, оштукатуренная с одной стороны, толщиной 25 см
Угловые помещения	60/52	65/56	67/58	69/60
Смежные с другими помещения	59/51	62/54	66/57	67/58
Угловые помещения	54/47	58/50	60/52	61/53
Смежные и другие помещения	53/46	56/49	59/51	60/52
Деревянная брусковая стена, оштукатуренная с одной стороны, общей толщиной 12 см
Угловые помещения	/75	/80	/84	/86
Смежные с другими помещения	/73	/78	/82	/84
Угловые помещения	/67	/71	/74	/76
Смежные с другими помещения	/65	/70	/73	/75
Деревянная брусковая стена, оштукатуренная с одной стороны, общей толщиной 20 см
Угловые помещения	/47	/50	/52	/53
Смежные с другими помещения	/46	/49	/51	/52
Угловые помещения	/42	/45	/46	/47
Смежные с другими помещения	/41	/44	/46	/47
Окна с двойным остеклением (пере­плетами) и балконные двери	/100	/103	/112	/115
Чердачное перекрытие	/26	/28	/29	/30
Деревянные утепленные полы над подвалом или подпольем	/19	/21	/22	/23

Тепловые потери зависят от многих факторов: теплонепроницаемости дверей, окон, стен, перекрытий и уличной температуры. Правильно выбранная печь должна соответствовать средней часовой теплоотдаче и такой же теплопотере.