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).
Рассмотрим, как правильно рассчитать каждую из этих нагрузок по отдельности и определить общую мощность отопления здания.
Определение потерь тепла через наружные ограждения
Для начала представим формулу из СНиП, по которой производится расчет тепловой энергии, теряемой через строительные конструкции, отделяющие внутреннее прострaнcтво 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 пpaктики. 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:
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
При обустройстве дома часто возникает ситуация выбора типа отопления помещений. На выбор типа отопления влияет множество факторов ......
28 11 2021 3:45:59
Обзор газовох колонок Superflame: отзывы, технические хаpaктеристики. Устройство водонагревателя Superflame SF0322 и SF0328. Инструкция по эксплуатации, цены .....
27 11 2021 18:54:29
В данной статье вы познакомитесь с газовыми котлами Беретта, узнаете их основные неисправности и необходимые действия для их устранения, а также найдете инструкцию по эксплуатации настенных и напольных моделей....
26 11 2021 4:24:47
Краткое описание конструкции и принципа, по которому работают электродные котлы отопления. Рекомендации по выбору электроустановки с учетом необходимой тепловой мощности....
25 11 2021 3:39:53
Утепление дома пеноплексом. Обзор теплоизолятора, размеры, технические хаpaктеристики. Пеноплекс - что это такое. Преимущества и недостатки материала...
24 11 2021 10:38:48
В этой статье мы поговорим о блок-хаусе под бревно и брус, расскажем о различиях материалов, в чем их достоинства и недостатки, вкратце поговорим о технологии монтажа и укладки, выясним размеры материала + подробные фото....
23 11 2021 4:12:38
В этой статье мы поговорим о эластичной (резиновой) штукатурке для фасадов, ее достоинствах и недостатках, а также о технологии нанесения на osb и другие поверхности...
22 11 2021 2:23:35
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя белый облицовочный кирпич, какие у него технические хаpaктеристики, а так же вы узнаете каких видов он бывает и предоставим вам фото домов с таким кирпичом....
21 11 2021 21:52:22
Чем хороши газовые колонки Бош? Обзор популярных моделей, преимущества и недостатки. Устройство, технические хаpaктеристики. Неисправности и методы их устранения....
20 11 2021 1:14:14
Рекомендации по укладке теплого пола под плитку своими руками. Особенности монтажа электрических и водяных элементов нагрева....
19 11 2021 19:31:25
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя полнотелый облицовочный кирпич, узнаете о таком его виде как керамический, узнаете о его технических хаpaктеристиках и о достоинствах и недостатках....
18 11 2021 0:29:31
В данной статье вы узнаете, как производится обвязка настенного двухконтурного газового котла, мы предоставим вам фото и видео самых популярных схем, а так же расскажем от чего она зависит....
17 11 2021 7:49:29
Как работают газовые конвекторы на сжиженном газе и метане - рекомендации по монтажу и подключению....
16 11 2021 5:36:48
Как произвести расчет кровли с помощью онлайн калькулятора и рассчитать количество необходимого материала вы узнаете в этой статье. Расскажем, как рассчитать мансардную крышу дома с помощью строительного помощника и многое другое....
15 11 2021 6:36:11
Подробный обзор печей Огонь-батарея компании Термофор. Устройство, виды, схема подключения, преимущества и недостатки. Технические хаpaктеристики печей длительного горения...
14 11 2021 2:14:24
В независимости от типа скважины, она должна полностью обеспечивать потребителей водой, это должно происходить без сбоев и регулярно ......
13 11 2021 4:22:23
Из данной статьи вы узнаете о энергосберегающем электрокотле для отопления частного дома и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками, а также как выбрать самый экономичный. Обзор Т О П-10 лучших моделей с описанием отличительных особенностей....
12 11 2021 23:26:47
В этой статье мы поговорим о установке кованого колпака на трубу дымохода и монтаже элемента своими руками при помощи специальных фото и чертежей....
11 11 2021 13:34:56
В этой статье мы поговорим о том, какая штукатурка для фасада лучше и как выбрать лучший вид фасадной декоративной смеси для наружных работ. Также рейтинг цветных штукатурок и выбор оптимального варианта + фото....
10 11 2021 13:48:23
В данной статье вы узнаете, какую арматуру используют для ленточного фундамента, какой диаметр у нее должен быть, сколько ее нужно, каков должен быть шаг и расстояние между арматурой, а так же покажем вам схему вязки....
09 11 2021 6:44:34
Из данной статьи вы узнаете как выбрать снегоуборщик для частного дома и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками. Обзор лучших моделей с описанием отличительных особенностей....
08 11 2021 5:22:58
Обзор и отзыв о котлах Куппер Про 22, 28, 36, 42. Технические хаpaктеристики, инструкция по эксплуатации. Расход твердого топлива, время работы на одной закладке дров....
07 11 2021 20:17:47
В данной статье вы познакомитесь с газовым котлом Navien Deluxe Coaxial 24k, ознакомитесь с инструкцией по подключению (настенных и напольных видов) и с его применением в вашем доме, а также сможете почитать отзывы владельцев....
06 11 2021 21:46:12
Обзор грунтовки Pinotex по дереву: для пола, террас и доски. Применение, преимущества и свойства материала для наружных и внутренних работ. Хаpaктеристики, фото и видео обзор пропитки для дерева....
05 11 2021 2:47:31
Из данной статьи вы узнаете о газовом генераторе для дома и ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор Т О П-10 моделей и принцип действия, как выpaбатывается электричество....
04 11 2021 0:25:52
Уют в каждом частном или загородном доме в первую очередь зависит от наличия приятного тепла в нем на период зимних холодов. А обеспечить это тепло вам помогут специальное котельное оборудование, которое без особых проблем можно ......
03 11 2021 4:59:32
Виды и рейтинг газовых котлов европейских и азиатских производителей. Описание изделий самых известных брендов на основании отзывов пользователей....
02 11 2021 11:45:54
Из данной статьи вы узнаете о проточном электрическом водонагревателе на душ и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками и особенностями. Обзор Т О П-10 моделей и какая самая лучшая, а также отзывы покупателей....
01 11 2021 13:49:45
Если отопительная система оснащена газовым котлом или насосом, то для их работы очень важно бесперебойное электроснабжение. Но иногда, а зимой особенно часто возникают...
31 10 2021 18:14:29
Как правильно определить расход дров на отопление в кубометрах. Сбор исходных данных для вычислений, порядок расчета, перевод «чистых» кубов в складочные....
30 10 2021 22:51:31
Обзор и виды котлов длительного горения на дровах с водяным контуром для отопления. Пиролизные котлы, цена, производители и модели. Преимущества и недостатки. Технические хаpaктеристики и отзывы покупателей....
29 10 2021 23:15:28
Описание устройства и принципа работы двухконтурного газового котла для отопления жилых помещений и нагрева воды....
28 10 2021 23:53:40
Стандартная К Н С из полипропилена или полиэтилена – это шахта в земле до 12 метров глубиной. В её пластиковый корпус помещены насосы, управляющие механизмы,поплавковые датчики, площадки для рабочих и запopная арматура ......
27 10 2021 16:12:14
Обзор технических хаpaктеристик, которые имеют чугунные радиаторы отопления М С 140: типоразмеры, рабочее давление и теплоотдача секций. Рекомендации по выбору и монтажу батарей....
26 10 2021 15:56:27
Из данной статьи вы узнаете о лучших перфораторах Зубр и как выбрать прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор Т О П-10 моделей и отзывы покупателей....
25 10 2021 22:10:28
Из какого сырья и как можно производить биотопливо своими руками. Что такое биотопливо, технология получения биогаза и изготовления брикет из опилок или соломы....
24 10 2021 18:37:10
Из статьи вы узнаете о бензиновых самоходных снегоуборщиках для загородного дома и дачи и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками, а также какой из них самый лучший. Т О П-10 моделей с описанием отличительных особенностей и как выбрать машину....
23 10 2021 4:51:35
Советы, как правильно подобрать котел на солярке по мощности и другим критериям. Плюсы и минусы дизельных теплогенераторов, рекомендации...
22 10 2021 12:50:44
Из данной статьи вы узнаете о лучших перфораторах Makita и как выбрать прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор Т О П-14 больших аккумуляторных и сетевых моделей с пылecбирником и отзывы покупателей....
21 10 2021 12:23:51
В этой статье мы поговорим о штукатурке фасада по пеноплексу и пенополистиролу, а также рассмотрим технологию отделки фасадной шпаклевкой и правильного утепления стен + срок эксплуатации покрытия....
20 10 2021 16:44:51
В этой статье мы поговорим о расходе фасадной краски на 1м2 по штукатурке, выясним, как сократить расход краски при нанесении на стены, а также выясним норму для акриловых разновидностей, короеда и многих других....
19 10 2021 10:10:56
В этой статье мы поговорим о фасадной краске Лакра, ее видах (водоэмульсия, латексная и т.д), технических хаpaктеристиках белой разновидности в расфасовке 14 кг и технологии нанесения....
18 10 2021 17:36:34
Преимущества и недостатки, которыми обладают медные трубы для отопления. Способы монтажа, выполнение неразъемных соединений с помощью пайки....
17 10 2021 7:31:12
Делаем коптильню своими руками из кирпича и металла. Особенности коптильни холодного и горячего копчения. Преимущества, недостатки и чертежи самодельных коптилен...
16 10 2021 15:55:13
В данной статье вы узнаете, что из себя представляют газовые котлы Данко (одноконтурные и двухконтурные), мы предоставим вам их технические хаpaктеристики, инструкцию по эксплуатации, причины неисправностей (почему тухнет) и отзывы владельцев....
15 10 2021 0:30:16
Ортофосфорная кислота и ее применение от ржавчины: для автомобиля, сантехники, инструмента. Использование кислоты: нанесение на поверхность или погружение в нее предмета. Фото и видео инструкция....
14 10 2021 7:10:55
Обзор производителей и подробное описание газовых печей для дачи, дома, гаража и бани. Преимущества и недостатки моделей. Хаpaктеристики и принцип работы печей...
13 10 2021 16:56:14
Какие факторы нужно учитывать для выбора настенного газового котла для отопления частного дома и обеспечения подачи горячего водоснабжения....
12 10 2021 16:46:59
Из данной статьи вы узнаете о лучших накопительных электрических водонагревателях (бойлер) и ознакомитесь с популярными производителями, а также какой выбрать. Обзор Т О П-15 моделей по качеству с описанием технических хаpaктеристик....
11 10 2021 13:24:40
Обзор типов пароизоляции изоспан A, B, C, D. Технические хаpaктеристики, особенности материала. Инструкция по применению. Какой стороной к утеплителю укладывать...
10 10 2021 5:57:57
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
