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:
В данной статье вы узнаете что представляет из себя цокольный сайдинг под кирпич, узнаете о его плюсах и минусах, о его технических хаpaктеристиках, видах, фирмах-производителях, а так же мы расскажем вам как производится его монтаж....
23 06 2021 9:48:40
Что такое вакуумные радиаторы отопления, их устройство и принцип действия. Физика процесса теплопередачи в вакуумных батареях, развенчание мифов об экономии и эффективности....
22 06 2021 20:40:19
Описание устройства и принципа, по которому действует термопара для газового котла. Преимущества и недостатки элементов, работающих в газоиспользующих установках....
21 06 2021 20:26:31
Описание принципа работы и технических хаpaктеристик автоматических угольных котлов длительного горения....
20 06 2021 5:20:31
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет Жуковский газовый котел А О Г В 23, мы предоставим вам его инструкцию по эксплуатации, технические хаpaктеристики, устройство и отзывы владельцев....
19 06 2021 14:22:22
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....
18 06 2021 15:44:39
Что такое зависимая и независимая система отопления дома. Описание, схемы систем, их достоинства и недостатки....
17 06 2021 11:21:10
В данной статье вы узнаете о серии газовых котлов Navien Deluxe, увидите их плюсы и минусы, инструкцию по эксплуатации и монтажу двухконтурных настенных моделей своими руками, а также ознакомитесь с отзывами владельцев и узнаете о возможных ошибках в процессе работы....
16 06 2021 13:42:41
Рекомендации, как осуществить монтаж сэндвич-дымохода своими руками. Устройство трехслойных модульных систем, советы по их выбору....
15 06 2021 7:23:17
Выбираем лучшую печь для бани на дровах с баком для воды. Как подобрать печку-каменку: стальная, чугунная, из кирпича. Виды, фото, принцип действия, теплоотдача, нагрев....
14 06 2021 3:14:15
Рекомендации, как сделать печь для казана своими руками. Порядок работ по возведению кирпичного очага. Советы, как изготовить печку из трубы и колесных дисков...
13 06 2021 19:57:23
Однотрубные и двухтрубные схемы подключения радиаторов к котлу. Обзор распространенных разновидностей отопительных систем и способов подсоединения батарей....
12 06 2021 15:10:30
Какие бывают металлические печи-камины длительного горения для дома, их достоинства и недостатки. Принцип действия печи, ее дополнительные функции....
11 06 2021 12:51:52
Обзор универсальных твердотопливных котлов Каpaкан 10 Т П Э, 12 Т Э, 15 Т П Э, 20 Т Э, 30 Т Э. Технические хаpaктеристики, работа на электрическом Т Э Не и газовой горелке....
10 06 2021 19:20:41
В данной статье вы познакомитесь с настенным газовым котлом Buderus Logamax u072 24k, узнаете его устройство, технические хаpaктеристики, а также найдете инструкцию по настройке (обслуживанию) и отзывы владельцев о данном приборе....
09 06 2021 16:18:45
Что делать, если насосная станция не держит давление, часто включается и отключается? Причины неисправности насосных станций , методы их устранения и ремонт......
08 06 2021 22:16:19
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя фасадная плитка Каньон, какие его технические хаpaктеристики, каких видов он бывает, вы узнаете как его правильно крепить, а так же как правильно производится монтаж....
07 06 2021 0:28:55
Дровяных печи для бани Ермак: конструктивные особенности, модельный ряд, возможные варианты комплектации. Выбор агрегата по мощности и объему парной....
06 06 2021 5:19:26
Разбор реле давления для насоса и гидроаккумулятора: устройство, принцип работы. Неисправности реле давления для насосной станции. Настройка, схема подключения....
05 06 2021 20:23:31
Особенности, свойства и виды изовера. Технические хаpaктеристики и применение изовера при утеплении и звукоизоляции стен дома. Преимущества и недостатки материала....
04 06 2021 20:17:35
Что такое экономичные электробатареи отопления. Описание устройства и принципа работы разных видов обогревателей. Правда и вымысел об электрических радиаторах....
03 06 2021 12:16:10
Конструкция, принцип действия, схема обвязки, преимущества и недостатки комбинированных котлов для отопления на дровах и электричестве....
02 06 2021 0:48:38
Подробное описание, какие бывают отопительные котлы на жидком топливе, несколько рекомендаций по выбору изделия для частного дома. Конструкция источника тепла и горелки, описание принципа работы....
01 06 2021 11:19:54
В этой статье мы поговорим о размерах имитации бруса для внешней и внутренней отделки, длина широких балок 2,4,6 метров, ширина 140,170,180,190,195,200,250,270 мм, основные размеры: 20х135х6000 мм; 28х190х6000 мм; 20х140х6000 мм; 20х145х6000 мм; 35х190х6000 мм, толщина досок и многое другое....
31 05 2021 1:35:27
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет облицовочный клинкерный кирпич для фасада, узнаете его размеры и технические хаpaктеристики, а так же мы покажем вам фото домов с фасадным клинкерным кирпичом....
30 05 2021 19:18:16
Как можно сделать измельчитель веток своими руками. Виды дробилок, их принцип работы. Рекомендации по изготовлению....
29 05 2021 10:41:43
Какое выбрать экономное отопление частного дома без газа и при отсутствии электроэнергии. Обзор альтернативных энергоносителей и оборудования ....
28 05 2021 21:24:56
В этой статье мы поговорим о блок-хаусе под дерево или бревно, достоинствах и недостатках, размерах и других хаpaктеристиках....
27 05 2021 16:17:48
Конструкция и устройство газовой колонки с открытой и закрытой камерой сгорания. Принцип работы проточных газовых нагревателей, средства безопасности....
26 05 2021 20:49:49
Подробное описание конструкции и того, как работает голландская печь из кирпича. Обзор разновидностей голландок и схем кирпичной кладки, присущие им достоинства и недостатки....
25 05 2021 17:24:19
Из данной статьи вы узнаете о электрокотле для отопления частного дома 100 квадратных метров и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками, а также как выбрать устройство. Обзор Т О П-10 лучших моделей с описанием отличительных особенностей....
24 05 2021 14:14:35
В данной статье вы узнаете о плюсах и минусах сайдинга Деке (docke), о его цветовых вариантах и о различных видах, а так же мы предоставим вам инструкцию по монтажу винилового и блок хаус сайдинга в форме елочки, с фото примеров работ....
23 05 2021 5:58:56
Описание устройства и принципа работы двухконтурного газового котла для отопления жилых помещений и нагрева воды....
22 05 2021 19:49:20
Рекомендации по изготовлению пеллетной горелки своими руками: устройство, конструкция, принцип работы, фото и видео....
21 05 2021 5:29:38
Конструктивные особенности и технические хаpaктеристики стальных панельных радиаторов, определяющие их подбор. Как правильно выбрать батарею по мощности и давлению....
20 05 2021 0:17:33
Рекомендации по монтажу воздушного отопления в частном доме. Расчет воздушного обогрева, совмещенного с вентиляцией. Виды отопительных систем по способу нагрева....
19 05 2021 12:14:57
С какой целью устанавливаются краны для радиаторов отопления. Виды арматуры для батарей и рекомендации по ее выбору для разных условий эксплуатации....
18 05 2021 16:31:50
Обзор отопительных печей для дачи, работающих на дровах. Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки металлических печей для отопления дачи или гаража...
17 05 2021 17:12:12
Как выбрать уплотнитель под конек металлочерепицы и избежать протечек? Как выполнить монтаж конька на покрытие своими руками? Все это вы узнаете в нашей статье, так же мы расскажем про формы коньков (круглые, полукруглые и т.д.) и про установку аэроэлемента на крышу здания....
16 05 2021 23:42:38
В этой статье мы поговорим о плюсах и минусах пластиковых фасадных панелей для наружной отделки фасада дома, а также видах (под камень, дерево и другие), технических хаpaктеристиках, монтажу облицовочных панелей на фасад здания и многом другом....
15 05 2021 4:22:34
Канализационный септик Тритон будет идеальным вариантом для выполнения автономной канализационной системы. Оборудование можно установить на даче, а также возле загородного дома ......
14 05 2021 22:31:35
Из данной статьи вы узнаете о накопительных электрических водонагревателях (бойлерах) 80 литров и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и какой выбрать плоский, узкий или горизонтальный. Обзор Т О П-10 лучших моделей с описанием....
13 05 2021 20:53:37
В этой статье мы расскажем вам о наружнем организованном и неорганизованном водостоке для кровли плоского и скатного типа. Рассмотрим основные нормы и С Ни П с основными рекомендациями по установке водостоков....
12 05 2021 13:15:51
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет двухконтурный газовый котел Ферроли (10-32-40 к Вт), мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации настенного и атмосферного вариантов, основные неисправности, а так же отзывы пользователей....
11 05 2021 12:56:25
Причины, по которым стоит обратить внимание на электро-дровяной котел. Описание особенностей конструкции и работы теплогенератора, а также его дополнительных преимуществ....
10 05 2021 4:35:16
В данной статье вы ознакомитесь с устройством свайно-забивного фундамента (буронабивного, с ростверком) для вашего частного дома, узнаете его плюсы и минусы, сравните отзывы владельцев, а также мы предоставим вам схему отделки основания....
09 05 2021 20:20:35
Банные печи Варвара: технические хаpaктеристики, описание, комплектация. Доступные опции для разных моделей. Общее устройство дровяной печки....
08 05 2021 19:19:47
Как производится установка печи в бане. Рекомендации по выбору места и монтажу в соответствии с нормами....
07 05 2021 22:19:26
В этой статье мы рассмотрим виды прозрачного шифера ( П В Х, поликарбонат и другие), а также достоинства и недостатки материала и подробную технологию монтажа...
06 05 2021 17:51:18
Как выбрать антифриз для отопления и закачать его в систему частного дома. Хаpaктеристики разных видов гликолей. Советы по заливке в открытую и закрытую отопительную систему....
05 05 2021 18:30:42
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
