Расчет отопления здания по укрупненным показателям

По вышеприведенной формуле можно посчитать теплопотери всего здания. Для расчета теплопотерь отдельного помещения нужно в формулу подставить объем (по наружному обмеру) этого помещения, а также применить следующие коэффициенты:
для средних помещений нижних этажей — 1,1;
для средних помещений средних этажей — 0,8;
для средних помещений верхних этажей — 1,3;
для угловых помещений нижних этажей — 1,9;
для угловых помещений средних этажей — 1,5;
для угловых помещений верхних этажей — 2,2;
для средних помещений одноэтажных зданий — 0,9;
для угловых помещений одноэтажных зданий — 1,5;
для средних лестничных клеток — 1,2;
для угловых лестничных клеток — 2,0.

Начинаем считать (расчет пока только для жилых зданий). Одним из главных параметров, без которого расчет просто невозможен, является расчетная температура наружного воздуха. Здесь тоже все не так просто, во времена «хрущевок» она рассчитывалась с учетом инерционности (массивности) наружных стен. Однако для расчета инерционности опять-таки необходимо знание материалов стен и их характеристик, поэтому будем считать «как положено сейчас», держа в уме, что если стена не «в три кирпича» толщиной, то расчетную температуру надо бы градусов на 3÷5 снизить.
Теперь выбираем населенный пункт, для которого необходимо выполнить расчет. Разумеется, в СНиП «Климатология и геофизика» есть данные не для всех населенных пунктов бывшего СССР, поэтому надо выбрать наиболее близкий из имеющихся. Причем близкий территориально не всегда значит близкий по климату. Нередки случаи, когда довольно близко расположенные населенные пункты сильно отличаются по климату. Причины могут быть разные: населенные пункты находятся по разные стороны горной гряды, на разной высоте от уровня моря и т.д.
В функцию выбора заложены данные СНиПа времен СССР. Я переименовал республики в государства, но все субъекты (области, автономные республики, края, населенные пункты и т.д.) остались старыми. То есть если Ваш населенный пункт/край/область переименовывался либо перешел в подчинение в другой регион — ищите его по старым данным.
В левом окне выбираем государство, в среднем появляется список областей/регионов, после выбора области/региона в правом окне появляется список населенных пунктов. В некоторых государствах областей нет, поэтому в среднем окне появится название государства. В некоторых государствах есть населенные пункты, которые не входят в области/регионы. Тогда в среднем окне в списке, кроме названий областей/регионов, появится также название государства, выбрав которое, в правом окне получим список населенных пунктов, не входящих в области/регионы.

Рядом с названием населенного пункта указана его расчетная температура наружного воздуха (средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92).

Теперь подберем отопительный прибор. Для этого необходимо знать следующие параметры: температуру воды на входе в прибор (температуру подачи), температуру воды на выходе из прибора (температуру обратки) и температуру воздуха в помещении (уже введена в верхней форме).
Если отопление индивидуальное (используется отдельный котел), то температуру подачи рекомендую брать на 5 градусов ниже максимальной температуры котловой воды (смотреть в паспорте котла или в интернете). Обратную температуру рекомендую принимать ниже температуры подачи на: для частных домов с большой длиной труб, большим количеством приборов, вентилей и т.п. – 20 градусов; для частных домов с небольшой длиной труб, небольшим количеством приборов, вентилей и т.п. – 15 градусов; для квартир в многоэтажках с большой длиной труб, большим количеством приборов, вентилей и т.п. – 10 градусов; для квартир в многоэтажках с небольшой длиной труб, небольшим количеством приборов, вентилей и т.п. – 5 градусов.
В случае с отоплением от коммунальных котельных — ситуация сложнее. Теоретически температура теплоносителя определяется тепловым графиком (наиболее распространенный — 150/70), т.е. в морозы до -40 температура воды в сетях должна быть около 150 градусов. В элеваторном узле (в здании) температура понижается до 105 или 95 градусов в морозы. Кроме того, при последовательной схеме подключения (т.н. однотрубная схема) максимальная температура попадает только в первый по стояку прибор.
Плюс к этому изношенность старых сетей и цена энергоносителей приводят к тому, что реально температура воды еще больше снижается. Советовать в такой ситуации что-либо сложно, ну, например, пообщаться с обходчиком абонентских вводов тепловых сетей или оператором ЦТП (центрального теплового пункта) по поводу температуры сетевой вода, а с местным сантехником — о температуре воды в домовых сетях.

Вот, собственно, пока и все. Вопросы, замечания и предложения можно оставить в виде комментария.

Определение ориентировочных тепловых нагрузок

Нередко появляется необходимость расчета тепловых нагрузок по укрупненным показаниям – не дожидаясь проекта получить ориентировочную величину. Здесь мы прикладываем excel-файл с примерами определения расхода тепла на основе нескольких методик. Обратите внимание, что расчет по СП 50.13330.2012 больше подходит для современных зданий с более высокими теплотехническими характеристиками, поэтому результат может отличаться в 1,7-2 раза по сравнению с другими методами.

Особое внимание стоит обратить на вариант определения расхода тепла по укрупненным показателям на основе «справочника проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений» под ред. инженера И.Г. Староверова (смотри файл «Пример расчета нагрузок по справочнику проектировщика И.Г. Староверова») – на сегодняшний день практически забытый способ.

Все приведенные примеры расчетов являются ориентировочными и имеют погрешность. Для окончательного уточнения нужного количества тепловой энергии необходимо выполнение проектов по внутренним инженерным системам здания («Отопление и Вентиляция» и «Водоснабжение»).

Также, здесь вы можете скачать файлы — сканы документов с описанием методик. С их помощью вы найдете нужные значения (например, удельная отопительная характеристика или поправочный коэффициент, прочее) и с помощью нашего excel-файла (калькулятора) посчитаете расход.

Скачать документы

АВОК 8-2007 Руководство по расчету теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий.docx

Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий.pdf

Пример расчета нагрузок по справочнику проектировщика И.Г. Староверова.pdf

Способы расчета тепловой нагрузки на отопление

При проектировании систем обогрева всех типов строений нужно провести правильные вычисления, а затем разработать грамотную схему отопительного контура. На этом этапе особое внимание следует уделить расчету тепловой нагрузки на отопление. Для решения поставленной задачи важно использовать комплексный подход и учесть все факторы, влияющие на работу системы.

С помощью показателя тепловой нагрузки можно узнать количество теплоэнергии, необходимой для обогрева конкретного помещения, а также здания в целом. Основной переменной здесь является мощность всего отопительного оборудования, которое планируется использовать в системе. Кроме этого, требуется учитывать потери тепла домом.

Идеальной представляется ситуация, в которой мощность отопительного контура позволяет не только устранить все потери теплоэнергии здания, но и обеспечить комфортные условия проживания. Чтобы правильно рассчитать удельную тепловую нагрузку, требуется учесть все факторы, оказывающие влияние на этот параметр:

• Характеристики каждого элемента конструкции строения. Система вентиляции существенно влияет на потери теплоэнергии.
• Размеры здания. Необходимо учитывать как объем всех помещений, так и площадь окон конструкций и наружных стен.
• Климатическая зона. Показатель максимальной часовой нагрузки зависит от температурных колебаний окружающего воздуха.

Оптимальный режим работы системы обогрева может быть составлен только с учетом этих факторов. Единицей измерения показателя может быть Гкал/час или кВт/час.

Перед началом проведения расчета нагрузки на отопление по укрупненным показателям нужно определиться с рекомендуемыми температурными режимами для жилого строения. Для этого придется обратиться к нормам СанПиН 2.1.2.2645−10. Исходя из данных, указанных в этом нормативном документе, необходимо обеспечить оптимальные температурные режимы работы системы обогрева для каждого помещения.

Используемые сегодня способы выполнения расчетов часовой нагрузки на отопительную систему позволяют получать результаты различной степени точности. В некоторых ситуациях требуется провести сложные вычисления, чтобы минимизировать погрешность.

Если же при проектировании системы отопления оптимизация расходов на энергоноситель не является приоритетной задачей, допускается использование менее точных методик.

Любая методика расчета тепловой нагрузки позволяет подобрать оптимальные параметры системы обогрева. Также этот показатель помогает определиться с необходимостью проведения работ по улучшению теплоизоляции строения. Сегодня применяются две довольно простые методики расчета тепловой нагрузки.

Если в строении все помещения имеют стандартные размеры и обладают хорошей теплоизоляцией, можно воспользоваться методом расчета необходимой мощности отопительного оборудования в зависимости от площади. В этом случае на каждые 10 м 2 помещения должен производиться 1 кВт тепловой энергии. Затем полученный результат необходимо умножить на поправочный коэффициент климатической зоны.

Это самый простой способ расчета, но он имеет один серьезный недостаток — погрешность очень высока. Во время проведения вычислений учитывается лишь климатический регион. Однако на эффективность работы системы обогрева влияет много факторов. Таким образом, использовать эту методику на практике не рекомендуется.

Применяя методику расчета тепла по укрупненным показателям, погрешность вычислений окажется меньшей. Этот способ сначала часто применялся для определения теплонагрузки в ситуации, когда точные параметры строения были неизвестны. Для определения параметра применяется расчетная формула:

Qот = q0*a*Vн*(tвн — tнро),

где q0 — удельная тепловая характеристика строения;

a — поправочный коэффициент;

Vн — наружный объем строения;

tвн, tнро — значения температуры внутри дома и на улице.

В качестве примера расчета тепловых нагрузок по укрупненным показателям можно выполнить вычисления максимального показателя для отопительной системы здания по наружным стенам 490 м 2 . Строение двухэтажное с общей площадью в 170 м 2 расположено в Санкт-Петербурге.

Сначала необходимо с помощью нормативного документа установить все нужные для расчета вводные данные:

• Тепловая характеристика здания — 0,49 Вт/м³*С.
• Уточняющий коэффициент — 1.
• Оптимальный температурный показатель внутри здания — 22 градуса.

Предположив, что минимальная температура в зимний период составит -15 градусов, можно все известные величины подставить в формулу — Q =0.49*1*490 (22+15)= 8,883 кВт. Используя самую простую методику расчета базового показателя тепловой нагрузки, результат оказался бы более высоким — Q =17*1=17 кВт/час. При этом укрупненный метод расчета показателя нагрузки учитывает значительно больше факторов:

• Оптимальные температурные параметры в помещениях.
• Общую площадь строения.
• Температуру воздуха на улице.

Также эта методика позволяет с минимальной погрешностью рассчитать мощность каждого радиатора, установленного в отдельно взятом помещении. Единственным ее недостатком является отсутствие возможности рассчитать теплопотери здания.

Так как даже при укрупненном расчете погрешность оказывается довольно высокой, приходится использовать более сложный метод определения параметра нагрузки на отопительную систему. Чтобы результаты оказались максимально точными, необходимо учитывать характеристики дома. Среди них важнейшей является сопротивление теплопередачи ® материалов, использовавшихся для изготовления каждого элемента здания — пол, стены, а также потолок.

Эта величина находится в обратной зависимости с теплопроводностью (λ), показывающей способность материалов переносить теплоэнергию. Вполне очевидно, что чем выше теплопроводность, тем активнее дом будет терять теплоэнергию. Так как эта толщина материалов (d) в теплопроводности не учитывается, то предварительно нужно вычислить сопротивление теплопередачи, воспользовавшись простой формулой — R=d/λ.

Рассматриваемая методика состоит из двух этапов. Сначала рассчитываются теплопотери по оконным проемам и наружным стенам, а затем — по вентиляции. В качестве примера можно взять следующие характеристики строения:

• Площадь и толщина стен — 290 м² и 0,4 м.
• В строении находятся окна (двойной стеклопакет с аргоном) — 45 м² (R =0,76 м²*С/Вт).
• Стены изготовлены из полнотелого кирпича — λ=0,56.
• Здание было утеплено пенополистиролом — d =110 мм, λ=0,036.

Исходя из вводных данных, можно определить показатель сопротивления телепередачи стен — R=0.4/0.56= 0,71 м²*С/Вт. Затем определяется аналогичный показатель утеплителя — R=0,11/0,036= 3,05 м²*С/Вт. Эти данные позволяют определить следующий показатель — R общ =0,71+3,05= 3,76 м²*С/Вт.

Фактические теплопотери стен составят — (1/3,76)*245+(1/0.76)*45= 125,15 Вт. Параметры температур остались без изменений в сравнении с укрупненным расчетом. Очередные вычисления проводятся в соответствии с формулой — 125,15*(22+15)= 4,63 кВт/час.

На втором этапе рассчитываются теплопотери вентиляционной системы. Известно, что объем дома равен 490 м³, а плотность воздуха составляет 1,24 кг/м³. Это позволяет узнать его массу — 608 кг. На протяжении суток в помещении воздух обновляется в среднем 5 раз. После этого можно выполнить расчет теплопотерь вентиляционной системы — (490*45*5)/24= 4593 кДж, что соответствует 1,27 кВт/час. Остается определить общие тепловые потери строения, сложив имеющиеся результаты, — 4,63+1,27=5,9 кВт/час.

Результат будет максимально точным, если учитывать потери через пол и крышу. Сложные вычисления здесь проводить необязательно, допускается использование уточняющего коэффициента. Процесс расчетов теплонагрузки на систему обогрева отличается высокой сложностью. Однако его можно упростить с помощью программы VALTEC.