Как посчитать отапливаемую площадь здания
Расчет отапливаемых площадей и объемов здания
При расчетах теплоэнергетических параметров зданий для заполнения теплоэнергетического паспорта здания при определении площадей и объемов следует
руководствоваться следующими правилами.
Отапливаемую площадь здания определяют как площадь этажей (в том числе и мансардного, отапливаемого цокольного и подвального) здания, измеряемую в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая площадь, занимаемую перегородками и внутренними стенами. Площадь антресолей, галерей и балконов зрительных и других залов следует включать в отапливаемую площадь здания.
В отапливаемую площадь здания не включаются площади технических этажей, подвала (подполья), холодных не отапливаемых веранд, а также чердака или его частей, не занятых под мансарду.
Площадь жилых помещений здания подсчитывается как сумма площадей всех общих комнат (гостиных) и спален.
Отапливаемый объем здания определяется как произведение площади этажа на внутреннюю высоту, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.
Для определения объема воздуха, заполняющего здание, отапливаемый объем умножается на коэффициент 0,85.
Площадь наружных ограждающих конструкций определяют по внутренним размерам здания. Общая площадь наружных стен (с учетом оконных и дверных проемов) определяется как произведение периметра наружных стен по внутренней поверхности на внутреннюю высоту здания, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа, с учетом площади оконных и дверных откосов глубиной от внутренней поверхности стены до внутренней поверхности оконного или дверного блока. Суммарная площадь окон определяется по размерам проемов в свету. Площадь наружных стен (непрозрачной части) равна разности общей площади наружных стен и площади окон и наружных дверей.
Площадь горизонтальных наружных ограждений (покрытия, чердачного и цокольного перекрытия) подсчитывают так же, как площадь этажа здания (в пределах внутренних поверхностей наружных стен).
При наклонных поверхностях потолков последнего этажа площадь покрытия, чердачного перекрытия определяют так же, как площадь внутренней поверхности потолка.
Определение нормируемого (требуемого) сопротивления теплопередаче
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПЛОЩАДЕЙ И ОБЪЕМОВ ЗДАНИЙ
5.4.1Отапливаемую площадь здания следует определять как площадь этажей (в том числе и мансардного, отапливаемого цокольного и подвального) здания, измеряемую в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая площадь, занимаемую перегородками и внутренними стенами. При этом площадь лестничных клеток и лифтовых шахт включается в площадь этажа.
В отапливаемую площадь здания не включаются площади теплых чердаков и подвалов, неотапливаемых технических этажей, подвала (подполья), холодных неотапливаемых веранд, неотапливаемых лестничных клеток, а также холодного чердака или его части, не занятой под мансарду.
5.4.2 При определении площади мансардного этажа учитывается площадь с высотой до наклонного потолка 1,2 м при наклоне 30° к горизонту; 0,8 м — при 45° — 60°; при 60° и более — площадь измеряется до плинтуса.
5.4.3 Площадь жилых помещений здания подсчитывается как сумма площадей всех общих комнат (гостиных) и спален.
5.4.4 Отапливаемый объем здания определяется как произведение отапливаемой площади этажа на внутреннюю высоту, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.
При сложных формах внутреннего объема здания отапливаемый объем определяется как объем пространства, ограниченного внутренними поверхностями наружных ограждений (стен, покрытия или чердачного перекрытия, цокольного перекрытия).
Для определения объема воздуха, заполняющего здание, отапливаемый объем умножается на коэффициент 0,85.
5.4.5 Площадь наружных ограждающих конструкций определяется по внутренним размерам здания. Общая площадь наружных стен (с учетом оконных и дверных проемов) определяется как произведение периметра наружных стен по внутренней поверхности на внутреннюю высоту здания, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа с учетом площади оконных и дверных откосов глубиной от внутренней поверхности стены до внутренней поверхности оконного или дверного блока. Суммарная площадь окон определяется по размерам проемов в свету. Площадь наружных стен (непрозрачной части) определяется как разность общей площади наружных стен и площади окон и наружных дверей.
5.4.6 Площадь горизонтальных наружных ограждений (покрытия, чердачного и цокольного перекрытия) определяется как площадь этажа здания (в пределах внутренних поверхностей наружных стен).
При наклонных поверхностях потолков последнего этажа площадь покрытия, чердачного перекрытия определяется как площадь внутренней поверхности потолка.
ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМИРУЕМОГО УРОВНЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ
6.1 Основной задачей СНиП 23-02 является обеспечение проектирования тепловой защиты зданий при заданном расходе тепловой энергии на поддержание установленных параметров микроклимата их помещений. При этом в здании также должны обеспечиваться санитарно-гигиенические условия.
6.2 В СНиП 23-02 установлены три обязательных взаимно увязанных нормируемых показателя по тепловой защите здания, основанных на:
«а» — нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания;
«б» — нормируемых величинах температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы;
«в» — нормируемом удельном показателе расхода тепловой энергии на отопление, позволяющем варьировать величинами теплозащитных свойств ограждающих конструкций с учетом выбора систем поддержания нормируемых параметров микроклимата.
Требования СНиП 23-02 будут выполнены, если при проектировании жилых и общественных зданий будут соблюдены требования показателей групп «а» и «б» либо «б» и «в», и для зданий производственного назначения — показателей групп «а» и «б». Выбор показателей, по которым будет вестись проектирование, относится к компетенции проектной организации или заказчика. Методы и пути достижения этих нормируемых показателей выбираются при проектировании.
Требованиям показателей «б» должны отвечать все виды ограждающих конструкций: обеспечивать комфортные условия пребывания человека и предотвращать поверхности внутри помещения от увлажнения, намокания и появления плесени.
6.3 По показателям «в» проектирование зданий осуществляется путем определения комплексной величины энергосбережения от использования архитектурных, строительных, теплотехнических и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов, и поэтому возможно при необходимости в каждом конкретном случае установить меньшие, чем по показателям «а», нормируемые сопротивления теплопередаче для отдельных видов ограждающих конструкций, например, для стен (но не ниже минимальных величин, установленных в 5.13 СНиП 23-02).
6.4 В процессе проектирования здания определяется расчетный показатель удельного расхода тепловой энергии, который зависит от теплозащитных свойств ограждающих конструкций, объемно-планировочных решений здания, тепловыделений и количества солнечной энергии, поступающих в помещения здания, эффективности инженерных систем поддержания требуемого микроклимата помещений и систем теплоснабжения. Этот расчетный показатель не должен превышать нормируемый показатель.
6.5 Проектирование по показателям «в» дает следующие преимущества:
— отпадает необходимость для отдельных элементов ограждающих конструкций достижения заданных таблицей 4 СНиП 23-02 нормируемых значений сопротивления теплопередаче;
— обеспечивается энергосберегающий эффект за счет комплексного проектирования теплозащиты здания и учета эффективности систем теплоснабжения;
— большую свободу выбора проектных решений при проектировании.
Рисунок 1— Схема проектирования тепловой защиты зданий
6.6 Схема проектирования тепловой защиты зданий согласно СНиП 23-02 представлена на рисунке 1. Выбор теплозащитных свойств ограждающих конструкций следует выполнять в приведенной ниже последовательности:
— выбирают наружные климатические параметры согласно СНиП 23-01 и рассчитывают градусо-сутки отопительного периода;
— выбирают минимальные значения оптимальных параметров микроклимата внутри здания согласно назначению здания по ГОСТ 30494, СанПиН 2.1.2.1002 и ГОСТ 12.1.005. Устанавливают условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б;
— разрабатывают объемно-планировочное решение здания, рассчитывают показатель компактности зданий 
и сравнивают его с нормируемым значением. Если расчетное значение больше нормируемого, то рекомендуется изменить объемно-планировочное решение с молью достижения нормируемого значения;
— выбирают требования показателей «а» или «в».
По показателям «а»
6.7 Выбор теплозащитных свойств ограждающих конструкций согласно нормируемым значениям ее элементов выполняют в нижеприведенной последовательности:
— определяют нормируемые значения сопротивлений теплопередаче Rreq ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, чердачных и цокольных перекрытий, окон и фонарей, наружных дверей и ворот) по градусо-суткам отопительного периода; проверяют на допустимую величину расчетного температурного перепада Dtп;
— рассчитывают энергетические параметры для энергетического паспорта, однако величину удельного расхода тепловой энергии не контролируют.
По показателям «в»
6.8Выбор теплозащитных свойств ограждающих конструкций на основе нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление здания выполняют в следующей последовательности:
— определяют в качестве первого приближения поэлементные нормы по сопротивлению теплопередаче Rreq ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, чердачных и цокольных перекрытий, окон и фонарей, наружных дверей и ворот) в зависимости от градусо-суток отопительного периода;
— назначают требуемый воздухообмен согласно СНиП 31-01, СНиП 31-02 и СНиП 2.08.02 и определяют бытовые тепловыделения;
— назначают класс здания (А, В или С) по энергетической эффективности и в случае выбора класса А или В устанавливают процент снижения нормируемых удельных расходов в пределах нормируемых величин отклонений;
— определяют нормируемое значение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания 
в зависимости от класса здания, его типа и этажности и корректируют это значение в случае назначения класса А или В и подключения здания к децентрализованной системе теплоснабжения или стационарному электроотоплению;
Если расчетное значение 
меньше нормируемого значения , то осуществляют перебор следующих вариантов с тем, чтобы расчетное значение не превышало нормируемое:
— понижением по сравнению с нормируемыми значениями уровня теплозащиты для отдельных ограждений здания, в первую очередь для стен;
— изменением объемно-планировочного решения здания (размеров, формы и компоновки из секций);
— выбором более эффективных систем теплоснабжения, отопления и вентиляции и способов их регулирования;
— комбинированием предыдущих вариантов.
В результате перебора вариантов определяют новые значения нормируемых сопротивлений теплопередаче Rreq ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, чердачных и цокольных перекрытий, окон, витражей и фонарей, наружных дверей и ворот), которые могут отличаться от выбранных в качестве первого приближения как в меньшую, так и в большую сторону. Это значение не должно быть ниже минимальных величин, указанных в 5.13 СНиП 23-02.
Проверяют на допустимую величину расчетного температурного перепада Dtп.
РАСЧЕТ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПЛОЩАДЕЙ И ОБЪЕМОВ ЗДАНИЯ
При расчетах теплоэнергетических параметров зданий согласно разделу 12 для заполнения теплоэнергетического паспорта (раздел 13) при определении площадей и объемов следует руководствоваться следующими правилами.
4.6.1 Отапливаемую площадь здания следует определять как площадь этажей (в том числе и мансардного, отапливаемого цокольного и подвального) здания, измеряемую в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая площадь, занимаемую перегородками и внутренними стенами. При этом площадь лестничных клеток и лифтовых шахт включается в площадь этажа. Площадь антресолей, галерей и балконов зрительных и других залов следует включать в отапливаемую площадь здания.
В отапливаемую площадь здания не включаются площади технических этажей, подвала (подполья), холодных неотапливаемых веранд, а также чердака или его частей, не занятых под мансарду.
4.6.3 Площадь жилых помещений здания подсчитывается как сумма площадей всех общих комнат (гостиных) и спален.
4.6.4 Отапливаемый объем здания определяется как произведение площади этажа на внутреннюю высоту, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.
При сложных формах внутреннего объема здания отапливаемый объем определяется как объем отапливаемого пространства, ограниченного внутренними поверхностями наружных ограждений (стен, покрытия или чердачного перекрытия, цокольного перекрытия).
Для определения объема воздуха, заполняющего здание, отапливаемый объем умножается на коэффициент 0,85.
4.6.5 Площадь наружных ограждающих конструкций определяется по внутренним размерам здания. Общая площадь наружных стен (с учетом оконных и дверных проемов) определяется как произведение периметра наружных стен по внутренней поверхности на внутреннюю высоту здания, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа с учетом площади оконных и дверных откосов глубиной от внутренней поверхности стены до внутренней поверхности оконного или дверного блока. Суммарная площадь окон определяется по размерам проемов в свету. Площадь наружных стен (непрозрачной части) определяется как разность общей площади наружных стен и площади окон и наружных дверей.
4.6.6 Площадь горизонтальных наружных ограждений (покрытия, чердачного и цокольного перекрытия) определяется как площадь этажа здания (в пределах внутренних поверхностей наружных стен).
При наклонных поверхностях потолков последнего этажа площадь покрытия, чердачного перекрытия определяется как площадь внутренней поверхности потолка.
ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ, ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ И АРХИТЕКТУРНЫХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НЕОБХОДИМУЮ ТЕПЛОЗАЩИТУ ЗДАНИЙ
5.1 Рекомендуемые типы технических решений наружных стен (с учетом требований п. 5.5 и 5.7) и окон, уровни их теплозащиты для основных селитебных и промышленных зон территории РФ приведены в таблицах 4 и 5.
5.2 При проектировании теплозащиты зданий различного назначения следует применять, как правило, типовые конструкции и изделия полной заводской готовности, в том числе конструкции комплектной поставки, со стабильными теплоизоляционными свойствами, достигаемыми применением эффективных теплоизоляционных материалов с минимумом теплопроводных включений и стыковых соединений в сочетании с надежной гидроизоляцией, не допускающей проникновения влаги в жидкой фазе и максимально сокращающей проникновение водяных паров в толщу теплоизоляции.
5.3 Для наружных ограждений следует предусматривать многослойные конструкции. Для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик в многослойных конструкциях зданий с теплой стороны следует располагать слои большей теплопроводности и с увеличенным сопротивлением паропроницанию.
5.4 Тепловую изоляцию наружных стен следует стремиться проектировать непрерывной в плоскости фасада здания. При применении горючих утеплителей необходимо предусматривать горизонтальные рассечки из негорючих материалов по высоте не более высоты этажа и не более 6 м. Такие элементы ограждений, как внутренние перегородки, колонны, балки, вентиляционные каналы и другие, не должны нарушать целостности слоя теплоизоляции. Воздуховоды, вентиляционные каналы и трубы, которые частично проходят в толще наружных ограждений, следует заглублять до поверхности теплоизоляции с теплой стороны. Следует обеспечивать плотное примыкание теплоизоляции к сквозным теплопроводным включениям. При этом приведенное сопротивление теплопередаче конструкции с теплопроводными включениями должно быть не менее требуемых величин.
5.5 При проектировании трехслойных бетонных панелей толщина утеплителя, как правило, должна быть не более 200 мм. В трехслойных бетонных панелях следует предусматривать конструктивные или технологические мероприятия, исключающие попадание раствора в стыки между плитами утеплителя, по периметру окон и самих панелей.
5.6 При наличии в конструкции теплозащиты теплопроводных включений необходимо учитывать следующее:
— несквозные включения целесообразно располагать ближе к теплой стороне ограждения;
— в сквозных, главным образом, металлических включениях (профилях, стержнях, болтах, оконных рамах) следует предусматривать вставки (разрывы мостиков холода) из материалов с коэффициентом теплопроводности не выше 0,35 Вт/(м×°С).
5.7 Коэффициент теплотехнической однородности r с учетом теплотехнических неоднородностей, оконных откосов и примыкающих внутренних ограждений проектируемой конструкции для:
— панелей индустриального изготовления должен быть не менее нормативных величин, установленных в таблице 6а* СНиП II-3;
— стен жилых зданий из кирпича с утеплителем должен быть, как правило, не менее 0,74 при толщине стены 510 мм, 0,69 при толщине стены 640 мм и 0,64 при толщине стены 780 мм.
5.8 Для удешевления теплозащиты наружных ограждений целесообразно введение в их конструкцию замкнутых воздушных прослоек. При проектировании замкнутых воздушных прослоек рекомендуется руководствоваться следующими положениями:
— воздушные прослойки рекомендуется располагать ближе к холодной стороне ограждения.
5.9 При проектировании стен с вентилируемой воздушной прослойкой (стены с вентилируемым фасадом) следует руководствоваться следующими рекомендациями:
— воздушная прослойка должна быть толщиной не менее 60 и не более 150 мм и ее следует размещать между наружным покровным слоем и теплоизоляцией;
— допускается толщина воздушной прослойки 40 мм в случае обеспечения гладких поверхностей внутри прослойки;
— поверхность теплоизоляции, обращенную в сторону прослойки, следует закрывать стеклосеткой или стеклотканью;
— наружный покровный слой стены должен иметь вентиляционные отверстия, площадь которых определяется из расчета 75 см 2 на 20 м 2 площади стен, включая площадь окон;
— при использовании в качестве наружного слоя плитной облицовки горизонтальные швы должны быть раскрыты (не должны заполняться уплотняющим материалом);
— нижние (верхние) вентиляционные отверстия, как правило, следует совмещать с цоколями (карнизами), причем для нижних отверстий предпочтительно совмещение функций вентиляции и отвода влаги.
Различные варианты вентилируемых стен приведены в рекомендациях по проектированию зданий с вентиляционными устройствами, утилизирующими теплоту.
5.10 При проектировании новых и реконструкции существующих зданий, как правило, следует применять теплоизоляцию из эффективных материалов (с коэффициентом теплопроводности не более 0,1 Вт/(м×°С)), размещая ее с наружной стороны ограждающей конструкции. Не рекомендуется применять теплоизоляцию с внутренней стороны из-за возможного накопления влаги в теплоизоляционном слое, однако в случае применения внутренней теплоизоляции поверхность ее со стороны помещения должна иметь сплошной и надежный пароизоляционный слой.
5.11 Заполнение зазоров в примыканиях окон и балконных дверей к конструкциям наружных стен рекомендуется проектировать с применением вспенивающихся синтетических материалов. Все притворы окон и балконных дверей должны иметь уплотнительные прокладки (не менее двух) из силиконовых материалов или морозостойкой резины долговечностью не менее 15 лет (ГОСТ 19177). Установку стекол в окнах и балконных дверях рекомендуется производить с применением силиконовых мастик. Глухие части балконных дверей следует утеплять теплоизоляционным материалом.
Допускается применение двухслойного остекления вместо трехслойного для окон и балконных дверей, выходящих внутрь остекленных лоджий.
5.12 Оконные коробки в деревянных или пластмассовых переплетах независимо от числа слоев остекления следует размещать в оконном проеме на глубину обрамляющей «четверти» (50-120 мм) от плоскости фасада теплотехнически однородной стены или посредине теплоизоляционного слоя в многослойных конструкциях стен, заполняя пространство между оконной коробкой и внутренней поверхностью «четверти», как правило, вспенивающимся теплоизоляционным материалом. Оконные блоки следует закреплять на более прочном (наружном или внутреннем) слое стены. При выборе окон в пластмассовых переплетах следует отдавать предпочтение конструкциям, имеющим более уширенные коробки (не менее 100 мм).
5.14 При проектировании зданий следует предусматривать защиту внутренней и наружной поверхностей стен от воздействия влаги и атмосферных осадков устройством покровного слоя: облицовки или штукатурки, окраски водоустойчивыми составами, выбираемыми в зависимости от материала стен и условий эксплуатации.
Ограждающие конструкции, контактирующие с грунтом, следует предохранять от грунтовой влаги путем устройства гидроизоляции согласно 1.4 СНиП II-3.
При устройстве мансардных окон следует предусматривать надежную в эксплуатации гидроизоляцию примыкания кровли к оконному блоку.
5.15 В целях сокращения расхода теплоты на отопление зданий в холодный и переходный периоды года следует предусматривать:
а) объемно-планировочные решения, обеспечивающие наименьшую площадь наружных ограждающих конструкций для зданий одинакового объема, размещение более теплых и влажных помещений у внутренних стен здания;
б) блокирование зданий с обеспечением надежного примыкания соседних зданий;
в) устройство тамбурных помещений за входными дверями;
г) меридиональную или близкую к ней ориентацию продольного фасада здания;
д) рациональный выбор эффективных теплоизоляционных материалов с предпочтением материалов меньшей теплопроводности;
е) конструктивные решения ограждающих конструкций, обеспечивающие их высокую теплотехническую однородность (с коэффициентом теплотехнической однородности r, равным 0,7 и более);
ж) эксплуатационно-надежную ремонтопригодную герметизацию стыковых соединений и швов наружных ограждающих конструкций и элементов, а также межквартирных ограждающих конструкций;
з) размещение отопительных приборов, как правило, под светопроемами и теплоотражательной теплоизоляции между ними и наружной стеной;
5.16 При разработке объемно-планировочных решений следует избегать размещения окон по обеим наружным стенам угловых комнат. При примыкании несущей перегородки к торцевым стенам следует предусмотреть шов, обеспечивающий независимость деформации торцевой стены и перегородки.
Расчет отопления по площади помещения
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.
Расчет отопления по площади помещения
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 расчет отопления в частном доме калькулятор, 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.
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:
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:
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.
Расчет тепловой мощности 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 биметаллические радиаторы отопления
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.
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.
На количество теплопотерь через стены влияет их расположение относительно сторон света
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.
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.
Существенные коррективы могут внести преобладающие зимние ветры
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.
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.
Карта-схема минимальных январских температур
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.
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.
Огромное значение имеет степень утепленности внешних стен
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Чем больше площадь остекления, тем значительнее общие теплопотери
Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:
х = ∑Sок / Sп
∑Sок – суммарная площадь окон в помещении;
Sп – 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;
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.
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 |
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»:
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).
Для примера взят совершенно произвольный план жилого дома
Составляем таблицу примерно такого типа:
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.
Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности отопления по помещениям
Согласитесь, что рассчитанные результаты, особенно если рассматривать по помещениям в отдельности, могут существенно отличаться от тех, которые получились бы при упоминавшимся выше соотношении 100 Вт на 1 м².
Кстати, калькулятор дает возможность немного «поиграть» с теми исходными данными, которые хозяева в силах изменить, и посмотреть, как будут меняться результаты. Возможно, это поможет выявить «слабые места» и придаст своеобразный импульс на принятие мер по обеспечению максимальной утепленности дома. Затраты на качественную термоизоляцию очень быстро окупятся экономией на системе отопления.
Приведенная система расчета тепловой мощности отопления может вызвать вопрос в том плане, что достаточно размыто указаны критерии утепленности стен. С этим можно согласиться – но это сделано лишь для упрощения самостоятельны вычислений с вполне допустимым уровнем погрешности. Если отталкиваться от точного «канонического» расчета тепловых потерь, алгоритм получится слишком сложным и громоздким, и далеко не каждый среднестатистический посетитель сможет с ним разобраться.
Тем не менее, в качестве полезного «бонуса» будет представлена несложная методика достаточно точной оценки теплотехнических характеристик стен и других элементов здания, чтобы любой хозяин смог сам увидеть, насколько они утеплены, и в какой дополнительной термоизоляции еще нуждаются.
Оценка степени утепленности элемента дома и требуемой толщины термоизоляции
Общий принцип расчета
Принцип расчета заключается в том, что каждая строительная конструкция жилого дома должна обладать определенным нормированным значением сопротивления теплопередаче. Эти параметры рассчитаны специалистами и сведены в таблицах СНиП, отдельно для каждого региона, в зависимости от особенностей климатических условий.
Таблицы слишком объемны, поэтому в нашем случае предлагаем воспользоваться картой-схемой, расположенной ниже.
Карта схема с нормированными значениями сопротивления теплопередаче строительных конструкций
Обратите внимание, что для стен, перекрытий (полов или потолков) и покрытий (кровля) указаны свои значений – они выделены различными оттенками.
Чаще всего и стены, и другие ограждающие элементы дома имеют многослойную конструкцию (впрочем, это не догма – возможно и однослойное строение, но так расчет будет ещё проще). Каждый из слоев обладает собственными характеристиками термического сопротивления, и все они в сумме дадут итоговый параметр.
Значение сопротивления теплопередаче для каждого отдельного слоя равно:
Rx = hх / λх
hх — толщина слоя в метрах
λх — значение коэффициента теплопроводности материала слоя. Это табличная величина, которую несложно отыскать в справочниках для любого из строительных, отделочных или утеплительных материалов.
Таким образом, зная особенности конструкции стены или другого ограждения, несложно рассчитать суммарную величину сопротивления теплопередаче и выявить, насколько она не соответствует нормированному значению. Ну а если полученную разницу умножить на коэффициент теплопроводности выбранного термоизоляционного материала, то это станет рекомендуемой толщиной утепления, чтобы конструкция соответствовала необходимым параметрам.
Упрощенная схема многослойной ограждающей конструкции
В предложенном ниже калькуляторе предусмотрен расчет для многослойной конструкции, включающей основной слой (поз. 1), уже имеющееся утепление (если оно есть) (поз. 2), слой внутренней (поз. 3) и внешней (поз. 4) отделки. Если каких-то слоев в реальности нет – то этот пункт в калькуляторе просто не заполняется.
Примечание: в расчёт не берутся внешние отделочные слои вентилируемых конструкций фасада или кровли (например, сайдинг или кровельный материал), так как их термическое сопротивление не оказывает значимого воздействия на общую утепленность.
Последним пунктом в калькуляторе будет предложено выбрать тот или иной вид утеплителя, и в результате расчетов будет указана рекомендуемая толщина термоизоляционного слоя.
Калькулятор оценки необходимости дополнительного утепления
Вот теперь оценить степень утепленности своих стен (или других элементов здания), для расчета необходимой тепловой мощности отопления – уже не составит большого труда. Можно поступить примерно так – ввести все запрашиваемые значения, а в конце указать в качестве утеплителя, например, минеральную базальтовую вату.
Безусловно, при желании в интернете можно отыскать более мощные программы профессионального уровня сложности для расчета теплотехнических характеристик системы отопления. В качестве примера – видеосюжет, в котором показан процесс подобного расчета. Но, повторимся, для проведения самостоятельных вычислений вполне подойдет и предложенная методика – уровень погрешности будет вполне допустимым. Печь долгого горения узнавайте по ссылке.
Видео: пример расчета системы отопления с помощью специальной прикладной программы
Возможно, вас заинтересует информация о том, что такое байпас в системе отопления
Евгений Афанасьев главный редактор
Автор публикации 11.02.2016
Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!