Расчет отопления: как определить необходимую тепловую мощность климатической сети

Эффективность и экономичность работы сети системы обогрева напрямую зависит от правильно подобранной мощности нагревательного котла, теплоотдачи радиаторов отопления и конфигурации трубопроводов, транспортирующих теплоноситель. Чтобы не ошибиться в выборе климатического оборудования, необходимо правильно выполнить расчет потребления тепловой энергии на отопление.

Обычно это делают специалисты-теплотехники, но если вы строите дом своими руками, то произвести все вычисления поможет инструкция, приведенная ниже.

Перед началом работы по конструированию отопления необходимо вычислить потребность жилища в тепловой энергии

Этапы проведения расчетов

Теплотехнический расчет отопительной сети для жилого помещения,здания коммерческого назначения или производственного цеха производится согласно СНиП(строительным нормам) 2.04.05-91, которые носят название «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Ими закреплена методика расчета потребности тепловой энергии на отопление, которой пользуются как индивидуальные застройщики при строительстве собственных домов, так и работники ЖКХ при монтаже или модернизации климатических систем многоквартирных домов.

Методика расчета мощности климатических систем описана здесь

Согласно упомянутому выше документу, расчет тепловой энергии включает в себя несколько этапов. Краткое описание каждого из них приведено в таблице.

Этап	Описание
Установление теплопотерь	Расчет необходимого количества тепловой энергии нужно производить с учетом объема тепла, теряемого через конструктивные элементы здания. Без этого правильно выбрать мощность электрического или газового котла, а также материал и количество секций батарей отопления будет невозможно.В большинстве случаев этот показатель составляет от 50 до 150 Вт на кв.м.Если полученное вами значение отлично от указанного, значит: либо вы ошиблись в расчетах; либо необходимо срочно принимать меры по утеплению жилища.
Температурный режим системы отопления	Методика расчета тепловой энергии на отопление рекомендует за основу принимать следующие значения: 75 оС – котел; 65 оС – радиатор отопления; 20 оС – температура воздуха в комнате. При таком разбросе сконструированная вами система водяного отопления будет соответствовать требованиям норматива EN 442 «Тепловая мощность отопительных приборов».
Мощность теплообменных устройств	Эта стадия необходима для того, чтобы установить значение теплоотдачи радиаторов отопления. Исходя из этого параметра, потом нужно выбирать материал батарей и количество секций в них.
Гидравлический расчет	Этот этап необходим для определения диаметра трубопровода, а также мощности насоса. Если расчет будет неверным, сильное гидравлическое сопротивление труб и батарей отопления не позволит теплоносителю нормально циркулировать по трубам.
Мощность котла	Расчет расхода тепла на отопление, по понятным причинам, не может обойтись без определения мощности главного нагревательного оборудования. Ведь именно в нем происходит разогрев теплоносителя, который затем распределяется по площади радиаторов отопления и трубопроводам климатической системы.
Объем системы обогрева	Еще одна немаловажная стадия – определение расхода воды (другими словами, объема теплоносителя, который необходим для полного заполнения отопительной системы). Это особенно нужно в случае, если вы хотите залить в отопительную сеть антифриз.

Совет!
Для проведения всех расчетов можно использовать калькулятор.
Но целесообразнее воспользоваться тем или иным программным комплексом.
Компьютерная программа позволит более точно учесть все необходимые факторы и сократит время, затрачиваемое на проектирование.

Компьютерная программа поможет правильно произвести все необходимые расчеты

После того как будет сделан расчет тепла,затрачиваемого на обогрев жилища, не забудьте вычислить объем затрат на покупку выбранных теплоносителей. Возможно,цена будет слишком велика, в связи с чем придется искать альтернативные или комбинированные способы обогрева собственного жилища.

Методика проведения теплового расчета

Необходимые исходные данные

Прежде чем производить расчет теплоэнергии на отопление,следует собрать данные о здании, в котором предстоит монтировать климатическую сеть.

Вам понадобится:

Проект будущего или существующего дома. В нем обязательно должны быть проставлены геометрические размеры комнат, а также наружные габариты постройки. Кроме того, понадобятся размеры и количество оконных и дверных проемов.

Для расчета мощности отопления необходимо иметь проект дома

Климатические условия местности, где расположен дом. Вам нужно уточнить продолжительность отопительного сезона, ориентацию дома по сторонам света, среднесуточные и среднемесячные температуры и другие подобные сведения.

Материал и теплоизоляция стен. От них зависит, какое количество тепловой энергии будет рассеиваться непродуктивно через различные элементы здания.

Конструкция и материалы пола и потолка. Указанные поверхности зачастую являются причиной сильных теплопотерь. Если это так, целесообразно провести утепление напольного покрытия и чердачного перекрытия, после чего рассчитать мощность системы отопления заново.

Формула для вычисления тепловой мощности климатической сети

Для всех инженерных расчетов вам понадобится далеко не одна формула расчета отопления. Ведь, как упоминалось в предыдущих разделах, необходимо установить множество важных технических характеристик системы обогрева.

Обратите внимание!
Следует очень тщательно производить расчет: отопление, как и водопровод или канализация – достаточно сложные и дорогостоящие климатические сети.
Если при проектировании были допущены ошибки, потребуется модернизация по ходу строительства.
А стоимость таких мероприятий иногда выливается в довольно значительную сумму.

Для начала нужно узнать, насколько мощный котел нужно устанавливать в доме

Самым важным параметром при расчете является мощность котла отопления, так как именно он выступает центральным элементом климатической сети. Для этого используется следующая формула:

Мкотла = Tдома * 20%, где:

• Тдома– потребность в тепловой энергии дома, где производится монтаж отопления
• 20% — коэффициент, учитывающий непредвиденные обстоятельства. К ним относятся падение давления в магистральной газовой сети, сильные морозы, неучтенные теплопотери при открывании дверей и окон, а также другие факторы.

Определение теплопотерь

Чтобы рассчитать потребность дома в тепловой энергии нужно знать количество теплопотерь, происходящих через стены, пол и потолок. Для этого можно воспользоваться таблицей, в которой указана теплопроводность различных материалов.

Название	Толщина, см	Коэффициент теплопроводности
Пенопласт	0,11	0,037
Стекловата	0,12	0,041
Минеральное волокно	0,13	0,044
Строганный брус	0,44	0,15
Газобетон	0,54	0,183
Пенобетон	0,62	0,21
Кирпич	0,79	0,27

На фото — сравнение коэффициентов теплопроводности различных материалов

Однако, чтобы правильно определить теплопотери и рассчитать мощность котла, знать коэффициент теплопроводности материалов будет недостаточно.

Нужно также включить в формулу расчета определенные поправки:

Конструкция и материал используемых стеклопакетов:

• обычные деревянные окна – 1,27;
• металлопластиковые оконные блоки с двойным остеклением 1;
• полимерные оконные рамы с тройным стеклопакетом 0,85.

  

  От количества стекол в окне зависит объем тепла, уходящего сквозь окна

Площадь остекления дома. Здесь все просто. Чем больше величина соотношения площади окон к площади пола, тем больше теплопотери здания. Для расчетов можно взять следующие коэффициенты:

Соотношение окна/стены	Коэффициент поправки
0,1	0,8
0,15	0,9
0,2	1
0,25	1,1
0,3	1,2
0,35	1,3
0,4	1,4
0,5	1,5

Чем больше в доме окон, тем больше теплопотери

Среднесуточная температура внешнего воздуха. Эту поправку тоже нужно учитывать, так как при слишком низких значениях коэффициент теплопотерь через стены и окна увеличивается. Для расчетов принимаются следующие значения:

Температура	Коэффициент поправки
до – 10 оС	0,7
– 10 оС	0,8
– 15 оС	0,9
– 20 оС	1
– 25 оС	1,1
– 30 оС	1,2
– 35 оС	1,3

Количество наружных стен. Если помещение расположено внутри дома, то с наружным воздухом соприкасается только одна стена – та, где находится окно. Однако, угловые помещения или комнаты в небольших домах могут иметь и две, и три, и четыре наружных стены.
В этом случае необходимо учитывать следующие поправочные коэффициенты:

• одна комната – 1;
• две комнаты –1,2;
• три комнаты – 1,22;
• четыре комнаты – 1,33

Количество этажей. Как и в предыдущем случае, количество этажей и (или) наличие чердака влияет на потери тепла.
В этом случае нужно взять следующие значения для поправок:

• наличие нескольких этажей – 0,82;
• утепленная кровля или чердачное перекрытие – 0,91;
• неутепленный потолок – 1.

Количество этажей в доме также влияет на теплопроводность конструкций

Расстояние между потолком и стенами. Как известно, большая высота потолков увеличивает объем комнаты, поэтому на ее отопление необходимо тратить большее количество тепла. Коэффициенты в этом случае применяются следующие:

Высота	Коэффициент поправки
2,5 метра	1
3 метра	1,05
3,5 метра	1,1
4 метра	1,15
4,5 метра	1,2

Чтобы рассчитать отопление, необходимо перемножить все перечисленные выше коэффициенты и определить Тдомапо следующей формуле:

Тдома = Пуд * Кобщий * S, где:

• Пуд – удельные теплопотери (как правило, 100 Ватт/м2)
• Кобщий– общая поправка, полученная путем перемножения всех перечисленных выше коэффициентов;
• S –площадь домостроения.

Расчет тепловой мощности радиаторов

В качестве устройств, нагревающих воздух в комнатах, используются батареи отопления. Они состоят из нескольких секций. Их количество зависит от выбранного материала и определяется исходя из мощности одного элемента, измеряемого в Ваттах.

Приведем значения для самых популярных моделей радиаторов:

• чугунные – 110 Ватт;
• стальные – 85 Ватт;
• алюминиевые – 175 Ватт;
• биметаллические – 199 Ватт.

Это значение следует разделить на 100, в результате чего получится площадь, обогреваемая одной секцией батареи.

Количество секций в батарее отопления зависит от выбранного материала радиатора и площади комнаты

После этого определяется необходимое количество секций. Здесь все просто. Нужно площадь комнаты, где будет установлена батарея, разделить на мощность одного элемента радиатора.

Также нужно учитывать поправки:

• для угловой комнаты необходимое количество секций целесообразно увеличить на 2 или 3;
• если вы планируете закрыть радиатор декоративной панелью, также позаботьтесь о некотором увеличении размера батареи;
• в случае когда окно оборудовано широким подоконником, желательно вставить в него переточную вентиляционную решетку.

Обратите внимание!
Подобный способ расчета может использоваться только в том случае, когда высота потолков в помещении стандартная – 2,7 метра.
Во всех остальных случаях должны применяться дополнительные поправочные коэффициенты.

Вывод

Расчет тепловой мощности системы отопления – достаточно сложное мероприятие, которое, тем не менее, можно провести и самостоятельно, воспользовавшись предложенной вашему вниманию информацией. Однако помните, что кроме этого нужно рассчитать еще и другие параметры. Более подробно смотрите в видео, размещенном в этой статье.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен