Проектирование систем отопления для загородных коттеджей: как не наделать ошибок

Если вы строите загородный дом или всерьез занимаетесь ремонтом существующего, уже на этапе планирования нужно позаботиться о том, как будет производиться обогрев помещений в холодное время года.

Правильное проектирование систем отопления в частном жилом строительстве – гарантия комфорта зимой, рационального использования ресурсов и эффективной работы оборудования.

В этом материале мы рассмотрим системы отопления для частного дома, расскажем как выбрать оптимальный вариант и на примере покажем как правильно спроектировать систему отопления.

Шаг 1 – схема отопления

Первоочередная задача при проектировании отопления – определиться с отопительной схемой. Выделяют однотрубную и двухтрубную схемы. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Подумайте, что для вас важнее: экономия средств, равномерный нагрев или эстетическая составляющая.

Что такое однотрубная схема?

Однотрубная схема отопления дома представляет собой цепочку последовательно подключенных радиаторов. Теплоноситель нужной температуры поступает в из стояка в отопительную магистраль.

Он движется от одного радиатора к другому, постепенно отдавая часть тепла. Таким образом, нагрев может быть неравномерным.

При реализации однотрубной схемы с верхней разводкой магистральная труба прокладывается по периметру всего отапливаемого контура выше приборов и оконных проемов. Радиаторы в этом случае подключаются в верхней части, что само по себе не очень эстетично.

И на входе, и на выходе радиатор оснащается отсекающими задвижками. На входе может ставиться терморегулирующая головка.

В схемах с нижней разводкой трубопровод проходит ниже обогревательных приборов. Смотрится такой вариант гораздо лучше, но требует обязательной установки кранов Маевского на каждую батарею.

Необходимы они для отвода излишков воздуха из верхней части батарей, образованных в результате поставки теплоносителя снизу без предварительного прохождения через открытый расширительный бак для разгазованности.

Преимущества однотрубного отопления загородного дома:

• экономия на материалах;
• простота проектирования и монтажа.

Относительно небольшое количество труб ощутимо отражается на внешнем виде отопительной системы, которую в большинстве случаев прокладывают открытым способом.

• сложность контроля температуры;
• работа каждого радиатора зависит от состояния всей системы;
• ограниченность про протяженности, возможность обрабатывать контур длиной не более 30 м.

Чтобы обеспечить возможность временного или постоянного отключения одного или нескольких радиаторов без остановки системы, под каждым из них прокладывается байпас – обводная труба с системой клапанов.

Усовершенствование схемы Ленинградка подключения батареи путем установки двух или трех запорных кранов позволяет отключать отдельный прибор для ремонта без остановки работы системы и слива из нее теплоносителя. Подробнее о обустройстве однотрубной системы отопления в частном доме далее.

Двухтрубная модель отопления

Гораздо более совершенная схема – двухтрубная. Принцип ее действия заключается в наличии двух труб – подающей и обратной, к которым параллельно подключаются радиаторы.

Теплоноситель поступает по подающей трубе к каждому прибору с одинаковой температурой. После прохождения радиатора вода поступает в обратную трубу. Такой схемой можно обеспечить равномерный нагрев всего коттеджа.

Преимущества двухтрубной схемы отопления загородного дома:

• независимость приборов друг от друга;
• равномерный нагрев;
• возможность управлять теплоотдачей каждого радиатора с помощью установленных на приборы терморегуляторов.

Кроме сравнительно высокого расхода материалов материалов и стоимости проектирования, двухтрубная система отопления практически не имеет недостатков.

Шаг 2 – произведение расчетов и архитектурная часть

Архитектурная часть проектирования отопления предполагает обустройство или строительство помещения для оборудования – котельной загородного дома, а также выбор и расчет дымохода. Чтобы верно спроектировать мощность оборудования, диаметр труб, объем теплоносителя и другие параметры, следует произвести вычисления.

Расчетная часть не требует глубоких знаний из области высшей математики, достаточно подставить в формулы нужные коэффициенты и воспользоваться калькулятором.

Проектирование котельной по всем правилам

Прежде чем приступать к проектированию разводки и покупке материалов, нужно выбрать подходящее место для расположения теплогенератора. Это может быть отдельная комната в доме – котельная. Если лишнего помещения нет, можно соорудить пристройку.

Для газового котла, который будет работать от центрального газопровода, нужно организовать котельную по всем правилам, ведь газовые службы строго следят за выполнением норм эксплуатации газового оборудования. При размещении котла в неположенном месте или с нарушениями, проект не будет подписан и пользоваться котлом будет запрещено до устранения замечаний.

Основные требования к котельным в коттеджах:

• высота потолков от 2,5 м;
• объем помещения от 15 м 3 ;
• ограждающие конструкции котельной должны обладать пределом огнестойкости 0,75 ч;
• должно быть предусмотрено естественное освещение;
• обязательно наличие вентиляции.

Расположение котла зависит и от его мощности. Так, если мощность агрегата составляет 151-350 кВт, его можно расположить только в отдельном помещении подвала или первого этажа, а также в пристройке. Котлы, мощностью 61-150 кВт допускается располагать и на втором или последующих этажах.

Приборы до 60 кВт могут находиться даже на кухне загородного дома, при условии наличия там окна с форточкой. Рекомендуем также прочесть материал о том, как грамотно обустроить котельную в загородном доме.

Выбираем дымоход и определяемся с размером

Еще одна важная деталь при проектировании – дымоход. Он будет выводить продукты сгорания наружу. Основные требования, которые предъявляют к дымоходам:

• предел огнестойкости материала не должен быть меньше 1 ч;
• все соединения и стыки должны быть обработаны огнестойкими материалами;
• дымоход должен быть абсолютно газонепроницаем;

Сечение дымохода определяется согласно предписаниям СНиП 2.04.05-91. Размер дымоходного канала зависит от мощности теплогенератора.

По материалам изготовления дымоходы могут быть:

Вариант из кирпича обычно проектируется еще на этапе возведения загородного дома. трубы бывают стеновыми, насадными и коренными. Устройство стенового варианта возможно только в период возведения стен постройки. Коренной и насадной тип можно соорудить как после возведения стен, так и после сооружения крыши.

Металлический дымоход используется сейчас повсеместно. Нержавеющая сталь – надежный, прочный материал, которому не страшны горячие продукты сгорания. Современные дымоходы проектируют в виде так называемых сэндвич-систем. Трубу из нержавейки помещают в такую же, но большего диаметра. Свободное пространство между ними заполняется утеплителем, как правило – базальтовой ватой.

Керамическая труба дымохода используется не так часто. Ее главное достоинство – высокая жаростойкость, а главный недостаток – хрупкость. Кроме того, керамический дымоход достаточно тяжелый.

Проектирование дымохода – ответственный шаг. Размер отверстия – один из важнейших параметров. Оно зависит от производительности и мощности котла.

Средние диаметры круглых дымоходов:

• для котлов, мощностью до 3,5 кВт – 16 см;
• до 5,2 кВт – 19 см;
• до 7,2 – 22 см.

При вычислении высоты дымохода, учитывается высота крыши и расстояние от дымохода до конька. Если труба расположена близко к верхней точке кровли (до 1,5 м), высота высота дымохода будет выше крыши на 0,5 м. Если расстояние между ними больше (от 1,5 до 3 м), дымоход должен быть как минимум на одном уровне с коньком.

Расчет необходимой мощности системы

Для того, чтобы произвести расчет отопительной системы загородного дома, нужно учесть сразу несколько факторов, это:

• климатическая зона, в которой расположен коттедж;
• мощность источника тепловой энергии;
• источники и объем потерь тепла;
• площадь и объем отапливаемых помещений;
• количество радиаторов и их размер;
• наличие утепления ограждающих конструкций.

Чтобы подобрать мощность котла и радиаторов отопления, используют такие формулы:

М_к – мощность котла;

S_пом. – площадь помещения;

УМ_к – удельная мощность котла на 10 кв. м. отапливаемой площади.

УМ_к зависит от региона. Для Москвы и Московской области принимают значение 1,2-1,5 кВт. Запас 30% будет достаточным для одноконтурного котла. Если предполагается двухконтурная схема, необходимо добавить еще 20% на подогрев воды.

Таким образом, дом 9×9 в Подмосковье может отапливаться одноконтурным котлом мощностью: М_к=81 x 1,5/10 + 30% = 16 кВт.

Зная мощность оборудования, можно высчитать минимальный объем воды в системе отопления коттеджа по формуле:

V= М_к x 15.

Для того же дома в Подмосковье в систему нужно будет залить V= 16 кВт x 15 = 240 л теплоносителя.

Циркуляция – естественная или принудительная?

При проектировании отопления для загородного дома нужно определиться с тем, как теплоноситель будет циркулировать в системе: под действием гравитации или при помощи насоса.

Естественный способ хорош тем, что для функционирования системы не требуется электроэнергия. Циркуляция осуществляется за счет физических свойств жидкости при изменении температуры.

Недостатки системы, устроенной по такому принципу:

• нужно больше теплоносителя;
• трубы должны быть большего диаметра;
• нужно соблюдать уклон в 2%.

Кроме того, для баланса температуры в сети с естественной циркуляцией необходимо увеличивать количество секций у батарей, расположенных в дальше всех от котла.

Принудительная циркуляция работает при гораздо меньшем количестве жидкости и диаметре трубопровода, уклон не требуется, а выбор радиаторов существенно расширяется.

Однако для полноценного функционирования нужно будет оснастить систему не только насосом, но также измерительными приборами и расширительным баком. Все это должно быть учтено при проектировании системы с принудительной циркуляцией.

Правила проектирования системы отопления

Если вы решили построить загородный дом или заняться ремонтом уже существующего, необходимо позаботиться о системе отопления еще на первом этапе планирования. Ведь это залог комфорта, особенно зимой и осенью.

Особенности

Проектирование полноценной системы отопления помогает не только определиться с ее типом, но и подумать, что будет важнее: сэкономить деньги и обеспечить равномерное нагревание или оформить все красиво. Существует две схемы отопления – это однотрубная и двухтрубная. Безусловно, и у той и у другой есть и свои достоинства и недостатки.

Однотрубная схема

Она состоит из цепочки последовательно подключенных друг к другу радиаторов. Теплоноситель, имеющий нужную температуру, подает тепло прямо в отопительную систему из стояка. Он двигается из одного радиатора в другой, на постоянной основе передавая им часть тепла. Поэтому нагрев после установки такой схемы не будет равномерным.

Если выбрана однотрубная схема отопления с верхней разводкой, то труба магистрали прокладывается по всему периметру отопительной системы. Кроме того, она должна быть выше окон и приборов. Батареи в таком случае имеют подключение в верхней части, что выглядит не очень привлекательно. Также стоит отметить, что они оснащены и на входе, и на выходе специальными отсекающими задвижками. Еще на одной из сторон может стоять терморегулирующая головка.

Если схема имеет нижнюю разводку, то линия трубопровода будет проходить ниже всех приборов для обогрева. Такая конструкция чаще выбирается для современных домов, поскольку она выглядит привлекательнее. Но тут есть своя особенность: на каждую батарею необходимо установить кран Маевского. Они ставятся для того, чтобы убрать излишки воздуха из батареи, расположенной вверху.

Однотрубная схема имеет ряд преимуществ:

• простота в проектировании и установке;
• значительная экономия и на самом процессе, и на используемых материалах.

Есть также и минусы:

• сложный контроль температуры,
• прямая зависимость работы каждой батареи от того, в каком состоянии находится вся система;
• сложность отключения батареи от общей системы (чтобы не останавливать работу системы в целом, нужно под каждой из них проложить байпас, то есть обводную трубу, дополненную клапанами).

Двухтрубная схема

Такой вид схемы более продуманный и совершенный. Основной ее особенностью является то, что труб две, а не одна. Из этой пары одна труба является подающей, а вторая – обратной. К ним параллельно подключаются батареи. Прокладывая отопление по такой схеме, необходимо подключить радиатор к обеим трубам и оснастить их отсекающими задвижками.

В данной схеме теплоноситель продвигается по подающей трубе к каждому из радиаторов. Температура при этом одинакова везде. Затем жидкость идет по обратным трубам, что помогает обеспечить равномерный прогрев всего дома.

У такой схемы много положительных моментов. Прежде всего, это тот факт, что приборы не зависят друг от друга и равномерно нагревают все помещение. Кроме того, используя терморегуляторы, установленные на каждый из радиаторов, можно регулировать теплоотдачу любого из них. Недостатков как таковых у подобной схемы нет, можно отметить только большой расход материалов.

Технические требования

Проектирование современных систем отопления – это ответственный процесс. В такой схеме немаловажную роль играет дымоход. Он используется для того, чтобы все продукты сгорания выходили наружу.

Существуют некоторые требования к дымоходам:

• Стыки и места соединений обязательно необходимо обработать при помощи огнестойких материалов.
• Дымоход должен быть газонепроницаемым.
• Его размер должен соответствовать мощности теплового генератора.
• Сечение дымохода можно определить согласно нормам в перечне актов СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция кондиционирование воздуха», а также СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция, кондиционирование».

• Длина и диаметр самого дымохода обязательно должны полностью соответствовать рекомендациям производителей котла.
• Он должен быть расположен вертикально.
• Над крышей дымоход может выступать не больше чем на 50 сантиметров. Если расстояние между коньком и трубой составляет менее трех метров, допускается расположение трубы на одном уровне с коньком.
• Также его нужно защитить от разных атмосферных осадков при помощи насадок, например, зонтов или дефлекторов.
• Прокладывать дымоходную трубу через жилые помещения не разрешается.

Для изготовления дымоходов используются разные материалы. Они могут быть кирпичными, или металлическими, реже – керамическими. Если используется кирпич, то проектирование происходит еще до того, как дом будет построен. Сейчас чаще всего используют дымоходы из нержавеющей стали, так как это достаточно прочный материал. Именно по этой причине реже всего устанавливают керамическую трубу, так как она достаточно хрупкая.

Выбор котла и радиаторов

При покупке котла нужно учитывать, на каком топливе он будет работать. Ставится котел в специализированном помещении, которое называется котельной. Это делается для безопасности всех жильцов дома.

Современное оборудование можно разместить в любом помещении. Например, это могут быть газовые котлы, имеющие закрытую камеру сжигания, или электрические изделия. Однако если есть возможность поместить его в специальном помещении, то лучше так и сделать.

Современные производители предлагают достаточно большой выбор котлов:

• Это могут быть газовые приборы, которые считаются самыми дешевыми и простыми в эксплуатации.
• Далее идут электрические котлы. Обогрев помещения с их помощью очень дорогостоящий.
• Существуют еще и твердотопливные котлы. Они очень популярны в тех регионах, где происходят перебои с электричеством или газоснабжением.
• Жидкотопливные приборы работают на мазуте или солярке. Однако такие котлы загрязняют воздух.
• Теплый пол поможет хорошо обогреть помещение, однако его установка достаточно дорогая.

Сделав выбор котла, можно приступать к выбору радиаторов. Выбор радиаторов зависит от того, сколько помещений нужно отопить. Очень важно отметить на схеме частного дома то место, где будут установлены радиаторы. Для их подключения можно применить четыре способа. Одним из самых эффективных считается вариант подачи тепла сверху с прохождением его по всей системе отопления. Этот способ обеспечивает равномерное прогревание всего помещения.

Если это боковое подключение подачи, то радиаторы при этом прогреваются равномерно, но все же в тех из них, которые размещены дальше, уровень подачи тепла ниже.

Последний способ подключения заключается в подаче теплоносителя снизу. Он тоже снижает КПД на двадцать два процента. Но это не критично, и многие все равно выбирают такой способ подключения.

Определившись с выбором способа подключения батарей, необходимо еще раз просмотреть план дома, а также определить те помещения, где отопительные приборы не нужны. Сюда входят кладовки, гардеробные и те помещения, где есть автономное отопление.

Проект

Проектирование – это индивидуальный вопрос. Так, например, малоэтажная квартира или таунхаус имеют стандартную планировку, и тут не приходится ничего додумывать или менять. Если же планировать систему отопления многоквартирного дома, то стоит знать, что она имеет некоторые отличия, которые позволяют обеспечить погодное регулирование теплоэнергии. Да и с частными домами не все так просто. Примеры проектов бывают разными.

Проект отопительных систем двухэтажного частного дома должен включать в себя поэтажный план теплоснабжения, где указаны не только нужные размеры, но и другие параметры. В наше время существуют организации, которые могут составить трехмерные чертежи отопительной системы и для 2-х этажного загородного коттеджа, и для небольшого дома. Такие компании предлагают проекты отопительных систем для помещений площадью до 1000 м2.

Прежде всего, важно правильное расположение здания в целом по отношению как к электрическим, так и газовым внешним коммуникациям. Коттедж должен находиться в правильном положении по отношению к сторонам света. Также должны быть установлены окна, имеющие клапаны воздушной вентиляции. Стоит установить в доме камин, который будет являться автономным источником теплоэнергии. Кроме того, рекомендуется заняться утеплением всего дома, включая верхний этаж, чтобы тепло не уходило на улицу.

Сам проект отопления любого частного дома включает в себя создание теплоснабжающей конструкции. Она бывает воздушной, трубопроводной, инфракрасной и электрической. Выбор зависит от предпочтений владельца. Проект данных конструкций включает в себя такие элементы как котел, трубопровод, батареи, расширительный бачок, циркуляционный насос.

Если следовать всем этим правилам, которые направлены на сбережение тепла в доме, то владельцы смогут дольше не включать отопительную систему с наступлением холодов.

Расчет

Решив проводить все ремонтные работы своими руками, необходимо самостоятельно осуществить проектирование отопительной системы и ее расчет.

Однако нужно следовать определенной инструкции:

• Чтобы правильно рассчитать нужную мощность отопительной системы для загородного дома, необходимо учитывать все возможные факторы. Прежде всего, надо обратить внимание на то, в какой климатической зоне расположен дом. Далее важно рассчитать, какая мощность имеется у источника теплоэнергии, а также понять, каков объем потерь тепла.
• Стоит учесть объем помещений, которые будут отапливаться, и их площадь.
• Далее следует рассчитать необходимое количество устанавливаемых радиаторов, а также их размер. Сюда входит и утепление всех ограждающих конструкций.
• Когда для каждого помещения определено необходимое количество тепла, можно проводить выбор типа обогревательных приборов, а также заняться их расчетами. Проще всего проводить расчеты, касаемые электронагревательных элементов, электрическая мощность которых практически равна тепловой энергии.

• Если теплоноситель жидкий, все намного сложнее. Тепловая мощность водяных батарей определяется количеством теплоты, которую батареи могут отдать окружающей среде. Существует много факторов, которые влияют на данное значение. Это длина линии, температура самого теплоносителя, интенсивность конвекции воздуха, а также скорость потока теплоносителя. Например, если потери тепла в доме становятся равны восьми киловаттам в час, то будет достаточно закупить до восьмидесяти радиаторов, а затем равномерно разместить их по всему дому. Устанавливать их нужно на контактирующих с улицей стенах. Тепловую мощность необходимо разделить пропорционально имеющимся теплопотерям, а не всей кубатуре комнаты.

Производители батарей указывают приблизительное значение (Ватт), которое приходится на одну секцию. Обычно оно варьируется в диапазоне от 100 до 250 ватт.

• Нужно рассчитать установку радиаторов так, чтобы температура в гостиной и кухне была не менее 18 градусов, в спальных помещениях – до 22 градусов, а в детской комнате – до 24 градусов.
• Для каждого устанавливающегося радиатора необходима обвязка. Вот поэтому все секции ставятся очень плотно с целью экономии арматуры трубопровода.
• Самое простое решение в расчете – поделить число батарей для комнаты на количество оконных проемов в ней. Однако не всегда достаточно будет установить радиаторы под подоконниками, можно в дополнение сделать монтаж некоторых нагревательных приборов в местах отдыха или работы. Система отопления должна покрывать все потери тепла в доме, помимо этого, должен быть еще и запас до 25 процентов. Запас делается для того, чтобы отопление не работало на износ, он используется только во внештатных ситуациях.

Но если посмотреть на вопрос с другой стороны и разместить батареи по всему периметру помещения, обогрев будет более равномерным и эффективным. Поэтому нужно искать компромиссное решение между эффективностью и экономией.

• Работа по расчету газовых котлов является самой тяжелой частью проекта. Ведь это не только правильный подбор нужной мощности, но и грамотная организация вывода сгораемых продуктов. Чтобы можно было регулировать скорость тяги, специалисты рекомендуют установить автоматические шиберы, а также дымососы- вентиляторы. Если имеются остатки тепла, то их можно собирать при помощи экономайзера, который включен в цепь из обратного тока. А вот забор воздуха горения можно делать с улицы, а не в котельной.
• Система отопления, работающая на жидком теплообменнике, тоже имеет свои особенности. Тут нужно спроектировать уровневую схему трассировки трубопровода. При этом в обязательном порядке следует определить общее состояние водоизмещения системы. Также стоить компенсировать расширение теплоносителя при помощи изготовления расширительного бака. После надо определить нужную скорость циркуляции.
• В комнате обязательно должно быть окно. Его площадь рассчитывается умножением объема самой котельной на коэффициент 0, 003. Оно не только обеспечит естественное освещение, но и защитит от взрыва в случае утечки газа. Для той же цели двери в котельную ставятся так, чтобы была возможность открывать их только наружу.

• В архитектурную часть проекта входит не только строительство котельной, но также расчет и выбор дымохода. Для верного расчета мощности оборудования необходимо учитывать не только диаметр дымохода, но и объем труб. Для начала нужно произвести все вычислительные работы. Для этого особых знаний не потребуется, достаточно будет воспользоваться калькулятором.
• Котельная не должна быть меньше пятнадцати кубических метров, а высота помещения – ниже двух с половиной метров. Также к котлу необходимо обеспечить доступ. Стены должны быть огнестойкими, то есть сделанными из кирпича или бетона. Если выстроить их из других материалов, то нужно нанести на их поверхность специальное покрытие, например, асбестовое.
• Также в таком помещении в обязательном порядке должна быть приточно-вытяжная вентиляция. На каждые десять киловатт мощности котла должна быть форточка, имеющая площадь в десять квадратных сантиметров. Диаметр трубы для дымохода должен быть не меньше отверстия самого котла.

Если качественно выполнить обвязку котельной, то можно обеспечить доступ ко всем отопительным приборам. Только в этом случае можно будет спокойно пользоваться отопительной системой.

Советы

Так как с каждым годом застройщики предъявляют все новые требования, то обойти стороной вопрос проектирования отопительной системы маловероятно. Многие предпочитают такую ответственную работу предоставить специалистам. К тому же, если все работы делаются одной организацией, то и проектировка, и подбор материалов, и монтажные работы порадуют застройщика своим качеством. Но можно сделать все и своими руками.

Для начала нужно разработать несколько проектов системы отопления. Затем, рассмотрев их, нужно сделать выбор. После этого необходимо разработать смету и произвести расчет. При помощи проекта отопления делаются схемы монтажных работ. Параллельно необходимо составить список нужных комплектующих, а также всего оборудования.

Проект системы отопления должен включать в себя такие документы:

• все исходные данные, сделанные в виде таблицы;
• эскизы схем;
• договор;
• технические характеристики;
• специфику оборудования;
• необходимые материалы;
• разработанные рекомендации по обвязке отопления;
• подключение к электрическим сетям.

Изучив все правила проектирования системы отопления, можно с уверенностью приступать к монтажным работам, не боясь за последствия. Как видно с вышесказанного, можно осуществить данную процедуру своими руками. Если правильно сделать все расчеты и закупить нужные приборы, то получится успешно спроектировать систему отопления и использовать ее в холодное время года.

Подробнее о проектировании системы отопления вы узнаете в следующем видео.