Как рассчитать необходимую мощность котла для отопления частного дома

От тепловой мощности котла зависит эффективность работы системы отопления. При недостаточной теплопроизводительности система отопления не сможет удерживать комфортную температуру. Если речь идет о газовом или жидкотопливном котле, важно не переусердствовать и с запасом мощности, из-за чего нарушится нормальная работа котла, увеличится расход топлива.

Читайте в статье

Что такое мощность котла и как ее узнать

Тепловая мощность котла – это максимальное количество тепловой энергии, передаваемой теплоносителю в процессе сгорания топлива (измеряется в киловаттах/час или просто кВт). Это означает, что котел мощностью 20 кВт при непрерывной работе на максимальной мощности за час выработает и передаст теплоносителю 20 кВт тепловой энергии.

Определить мощность котла можно несколькими способами:

• поискать список технических характеристик на корпусе котлоагрегата;
• найти значение в паспорте модели. Если документация не сохранилась, можно поискать электронную версию или изучить предложения интернет-магазинов, которые обязательно указывают в описании модели ее номинальную мощность; Место расположения технических характеристик на корпусе котла
• если речь идет о газовом котле, можно узнать примерную теплопроизводительность по расходу газа, для чего необходимо проверить и зафиксировать сколько кубометров котел потребляет при беспрерывной работе на максимальной мощности. Удельная теплота сгорания газа – величина постоянная и равна 9,3 кВт. Также важно учитывать КПД котла (его также можно найти в списке технических характеристик), для старых советских моделей это значения в районе 70-85%, у новых моделей КПД в пределах 86-94%. Итого, максимальная мощность = 9,3 кВт (удельная теплота сгорания природного газа)*0,8 (если КПД 80%)*2,5 куб. м/час (полученный расход газа в час) = 18,6 кВт. Аналогичным способом можно посчитать примерные значения для твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла.

Увеличить теплопроизводительность бытового котла без серьезных небезопасных изменений его конструкции невозможно, поэтому к выбору минимально необходимой мощности необходимо подходить ответственно. Если ее будет недостаточно, придется устанавливать дополнительный котлоагрегат или производить утепление стен, пола и потолка, замену окон и дверей в целях снижения теплопотерь.

Способы подбора минимально необходимой мощности котла

Чтобы поддерживать в каждом помещении комфортную температуру, теплопроизводительность системы отопления (соответственно и котла) должна обеспечивать теплопотери дома, которые также измеряются в кВт. То есть теплопроизводительнось котлоагрегата = суммарные тепловые потери дома через стены, пол, потолок, фундамент окна и двери + запас на случай более сильных морозов.

Наглядное изображение теплопотерь частоного дома.

Расчет мощности котла отопления по площади дома

Наиболее простой и распространенный способ. Исходя из практики, для среднестатистического частного дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м на каждые 10 м 2 необходим 1 кВт тепловой мощности (именно такое соотношение соответствует среднестатистическим теплопотерям). Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.

Например, для вышеописанного дома площадью 100 кв. м. минимальная мощность котла = 100 м 2 : 10 * 1,2 (20% запаса) = 12 кВт.

Также при расчете мощности котла отопления по площади дома можно делать поправки с учетом утепленности дома. Так, для среднеутепленного дома (наличие 100-150 мм слоя теплоизоляции или стены из бруса) на каждые 10 м 2 может приходиться 0,5-0,7 кВт теплопотерь. Для хорошо утепленного дома с небольшой площадью остекления норма составляет 0,4-0,5 кВт на каждые 10 м 2 .

Поэтому, если ваш случай кардинально отличается от среднестатистичекого вышеописанного дома, стоит рассчитать мощность котла более точным методом с учетом всех особенностей, он описан одним пунктом ниже.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Расчет по объему помещения

Еще один довольно простой способ, основанный на СНиП и обычно применяемый для квартир. За исходную величину берется не площадь, а кубатура отапливаемых помещений. Согласно методике, указанной в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», норма удельного расхода тепловой энергии:

• для кирпичного многоквартирного дома – 0,034 кВт/м 3 ;
• для панельного многоквартирного дома – 0,041 кВт/м 3 .

Зная эти нормы, площадь квартиры и высоту потолков, можно использовать способ расчета мощности котла отопления по объему помещений.

Например, для квартиры панельного многоквартирного дома площадью 150 кв. м. и высотой потолков 2,7 м (без внешнего и внутреннего утепления стен), минимальная теплопроизводительность = 2,7*150*0,041 = 16,6 кВт.

Из принципа расчета, опять таки, ясно, что весь учет теплопотерь сводится к усредненным значениям и теплопроводности стен из различных материалов. Это значит, что использовать его рационально если внешние стены не утеплены, в квартире имеются не более 4 стандартных окна, радиаторы подключены наиболее эффективным способом, а соседние квартиры отапливаются.

Рассчитываем с учетом всех основных особенностей дома

Подробная формула основывается на площади помещений, однако учитывает все возможные тепловые потери, способ подключения радиаторов, который влияет на КПД системы отопления, а также климатические условия, в которых находится частный дом.

Расчет производится для каждого помещения отдельно, что более правильно. Полученные для каждого помещения значения в дальнейшем можно использовать для подбора мощности радиаторов отопления . Просуммировав необходимую для каждого помещения теплопроизводительность, вы получите значение для всей системы отопления дома, значит – и для котла, который должен обеспечивать ее мощность.

Точная формула для расчета:

Q = 1000 Вт/м 2 *S*k1*k2*k3…*k10,

• где Q – показатель теплопроизводительности;
• S – общая площадь помещения;
• k1-k10 – коэффициенты, учитывающие теплопотери, климат и особенности установки радиаторов.

k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):

k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):

• север, северо-восток или восток – k2=1,1;
• юг, юго-запад или запад – k2=1,0.

k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:

• простые, не утепленные стены – 1,17;
• кладка в 2 кирпича или легкое утепление – 1,0;
• высококачественная расчетная теплоизоляция – 0,85.

k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):

• -35°С и менее – 1,4;
• от -25°С до -34°С – 1,25;
• от -20°С до -24°С – 1,2;
• от -15°С до -19°С – 1,1;
• от -10°С до -14°С – 0,9;
• не холоднее, чем -10°С – 0,7.

k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:

• до 2,7 м – 1,0;
• 2,8 — 3,0 м – 1,02;
• 3,1 — 3,9 м – 1,08;
• 4 м и более – 1,15.

k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):

• холодное, неотапливаемое помещение/чердак – 1,0;
• утепленный чердак/мансарда – 0,9;
• отапливаемое жилое помещение – 0,8.

k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):

• обычные (в том числе и деревянные) двойные окна – 1,17;
• окна с двойным стеклопакетом (2 воздушные камеры) – 1,0;
• двойной стеклопакет с аргоновым заполнением или тройной стеклопакет (3 воздушные камеры) – 0,85.

k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):

• менее 0,1 – k8 = 0,8;
• 0,11-0,2 – k8 = 0,9;
• 0,21-0,3 – k8 = 1,0;
• 0,31-0,4 – k8 = 1,05;
• 0,41-0,5 – k8 = 1,15.

k9 – учет способа подключения радиаторов:

• диагональный, где подача сверху, обратка снизу – 1,0;
• односторонний, где подача сверху, обратка снизу – 1,03;
• двухсторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,1;
• диагональный, где подача снизу, обратка сверху – 1,2;
• односторонний, где подача снизу, обратка сверху – 1,28;
• односторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,28.

k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:

• практически не прикрыт подоконником, не прикрыт экраном – 0,9;
• прикрыт подоконником или выступом стены – 1,0;
• прикрыт декоративным кожухом только снаружи – 1,05;
• полностью закрыт экраном – 1,15.

Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.

Калькулятор для точного определения тепловой мощности

Запас производительности в зависимости от типа котла

Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:

• 20-30% запаса, если котел двухконтурный . Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
• 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.

Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.

Высокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.

Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности

С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:

• более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
• частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
• попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
• часто больший вес и большие габариты.

Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна

Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).

Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.

Как рассчитать мощность котла для отопления дома

В любой системе отопления, использующей жидкий теплоноситель, ее «сердцем» является котел. Именно здесь происходит преобразование энергетического потенциала топлива (твёрдого, газообразного, жидкого) или электричества в тепло, которое передаётся теплоносителю, и уже им разносится по всем отапливаемым помещениям дома или квартиры. Естественно, возможности любого котла не беспредельны, то есть ограничены его техническо-эксплуатационными характеристиками, указанными в паспорте изделия.

Как рассчитать мощность котла для отопления дома

Одной из ключевых характеристик является тепловая мощность агрегата. Проще говоря, он должен обладать способностью выработать в единицу времени такое количество тепла, которого было бы достаточно для полноценного обогрева всех помещений дома или квартиры. Подбор подходящей модели «на глаз» или по каким-то уж чересчур обобщенным понятиям может привести к ошибке в ту или иную сторону. Поэтому в данной публикации постараемся предложить читателю хоть и не профессиональный, но все же обладающий достаточно высокой степенью точности алгоритм, как рассчитать мощность котла для отопления дома.

Банальный вопрос – для чего знать необходимую мощность котла

Несмотря на то что вопрос действительно кажется риторическим, все же видится необходимость дать парочку пояснений. Дело в том, что некоторые хозяева домов или квартир все же умудряются допускать ошибки, впадая в ту или иную крайность. То есть приобретая оборудование или заведомо недостаточной тепловой производительности, в надежде сэкономить, или сильно завышенной, чтобы, по их мнению, гарантировано, с большим запасом обеспечить себя теплом в любой ситуации.

И то, и другое – совершенно неправильно, и негативно сказывается как на обеспечении комфортных условий проживания, так и на долговечности самого оборудования.

• Ну, с недостаточностью теплотворной способности все более-менее ясно. При наступлении зимних холодов котел станет работать на полную свою мощность, и не факт, что при этом в помещениях будет комфортный микроклимат. Значит, придется «нагонять тепло» с помощью электрический обогревательных приборов, что повлечет лишние немалые расходы. А сам котел, функционирующий на пределе своих возможностей, вряд ли протянет долго. В любом случае уже через год-другой владельцы жилья однозначно осознают необходимость замены агрегата на более мощный. Так или иначе, цена ошибки получается весьма впечатляющей.

Какой бы котел отопления ни выбирался, его тепловая мощность должна отвечать определенной «гармонии» — полностью перекрывать потребности дома или квартиры с тепловой энергии и иметь разумный эксплуатационный запас

• Ну а почему бы не приобрести котел с большим запасом, чем же это может помешать? Да, безусловно, качественный обогрев помещений будет обеспечен. Но теперь перечислим «минусы» такого подхода:

— Во-первых, котел большей мощности сам по себе может стоить значительно дороже, и назвать такую покупку рациональной – сложно.

— Во-вторых, с возрастанием мощности практически всегда увеличиваются габариты и масса агрегата. Это ненужные сложности при установке, «украденное» пространство, что бывает особо важно, если котел планируется разместить, например, на кухне или в другом помещении жилой зоны дома.

— В-третьих, можно столкнуться с неэкономичностью работы системы отопления – часть затраченных энергоресурсов будет расходоваться, по сути, впустую.

— В-четвертых, избыточная мощность – это регулярные длительные отключения котла, которые, кроме того, сопровождаются остыванием дымохода и, соответственно, обильным образованием конденсата.

— В-пятых, если мощное оборудование никогда не нагружается должным образом, на пользу ему это не идет. Подобное утверждение может показаться парадоксальным, но так оно и есть – износ становится выше, длительность безаварийной эксплуатации существенно снижается.

Цены на популярные отопительные котлы

Избыток мощности котла будет уместен лишь в том случае, если к нему планируется подключить систему подогрева воды для хозяйственных нужд – бойлер косвенного нагрева. Ну или тогда, когда в перспективе предполагается расширение системы отопления. Например, в планах хозяев – возведение жилой пристройки к дому.

Способы проведения расчета необходимой мощности котла

По правде говоря, проведение теплотехнических расчетов всегда лучше доверять специалистам – слишком уж много нюансов приходится принимать во внимание. Но, понятно, что такие услуги оказываются не бесплатно, поэтому многие хозяева предпочитают взять на себя ответственность за выбор параметров котельного оборудования.

Давайте посмотрим, какие способы расчета тепловой мощности чаще всего предлагаются на просторах интернета. Но для начала уточним вопрос, что конкретно должно влиять на это параметр. Так проще будет разобраться в достоинствах и недостатках каждого из предлагаемых методов расчета.

Какие принципы являются ключевыми при проведении расчетов

Итак, перед системой отопления стоят две главных задачи. Сразу же уточним, что между ними нет четкого разделения – напротив, наблюдается очень тесная взаимосвязь.

• Первая – это создание и поддержание в помещениях комфортной для проживания температуры. Причем этот уровень нагрева должен распространяться на весь объем помещения. Безусловно, в силу физических законов, температурная градация по высоте все равно неизбежна, но она не должна сказываться на ощущении комфортности пребывания в комнате. Получается, что система отопления должна быть в состоянии прогреть определённый объем воздуха.

Степень комфортности температуры, безусловно – величина субъективная, то есть разные люди ее могут оценивать по-своему. Но все же принято считать, что этот показатель находится в области +20 ÷ 22 °С. Обычно именно такой температурой и оперируют при проведении теплотехнических расчетов.

Об этом же говорят и нормативы, установленные действующими ГОСТ, СНиП и СанПиН. Вот, например, в таблице ниже приведены требования ГОСТ 30494-96:

Тип помещения	Уровень температуры воздуха, °С
оптимальный	допустимый
Жилые помещения	20÷22	18÷24
Жилые помещения для регионов с минимальными зимними температурами от — 31 °С и ниже	21÷23	20÷24
Кухня	19÷21	18÷26
Туалет	19÷21	18÷26
Ванная, совмещенный санузел	24÷26	18÷26
Кабинет, помещения для отдыха и учебных занятий	20÷22	18÷24
Коридор	18÷20	16÷22
Вестибюль, лестничная клетка	16÷18	14÷20
Кладовые	16÷18	12÷22
Жилые помещения (остальные — не нормируются)	22÷25	20÷28

• Вторая задача – это постоянная компенсация возможных тепловых потерь. Создать «идеальный» дом, в которой полностью бы отсутствовали утечки тепла — проблема из проблем, практически нерешаемая. Можно лишь свести их к предельному минимуму. А путями утечки в той или иной мере становятся практически все элементы конструкции здания.

Тепловые потери – это самый главный противник отопительных систем.

Элемент конструкции здания	Примерная доля от общих тепловых потерь
Фундамент, цоколь, полы первого этада (по грунту или над неотапливаемым повалом)	от 5 до 10%
Стыки строительных конструкций	от 5 до 10%
Участки прохода инженерных коммуникаций через сроительные консрукции (трубы канализации, водопровода, газоснабжения, электрические или коммункационные кабели и т.п.)	до 5%
Внешние стены, в зависимости от уровня термоизоляции	от 20 до 30%
Окна и двери на улицу	около 20÷25%, из них порядка половины — из-за недостаточной герметизации коробок, плохой подгонки рам или полотен
Крыша	до 20%
Дымоход и вентиляция	до 25÷30%

Для чего давались все эти довольно пространные объяснения? А лишь для того, чтобы у читателя возникла полная ясность, что при расчетах волей-неволей необходимо учитывать оба направления. То есть и «геометрию» отапливаемых помещений дома, и примерный уровень тепловых потерь из них. А количество этих утечек тепла, в свою очередь, зависит еще от целого ряда факторов. Это и разница температур на улице и в доме, и качество термоизоляции, и особенности всего дома в целом и расположения каждого из его помещений, и другие критерии оценки.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие подходят котлы для твердого топлива

Теперь, вооружившись этими предварительными познаниями, перейдем к рассмотрению различных методов расчета необходимой тепловой мощности.

Расчет мощности по площади отапливаемых помещений

Этот метод «рекламируется» гораздо шире других Это и неудивительно – проще ничего нельзя придумать.

Предлагается исходить их условного соотношения, что для качественного обогрева одного квадратного метра площади помещения необходим расходовать 100 Вт тепловой энергии. Таким образом, поможет высчитать, какая тепловая мощность формула:

Q = Sобщ / 10

Q — требуемая тепловая мощность системы отопления, выраженная в киловаттах.

Sобщ — суммарная площадь отапливаемых помещений дома, квадратных метров.

Наиболее примитивный способ расчета – только исходя из площади отапливаемых помещений

Делаются, правда, оговорки:

• Первая — высота потолка помещения в среднем должна составлять 2.7 метра, допускается диапазон от 2,5 до 3 метров.
• Вторая — можно сделать поправку на регион проживания, то есть принять не жесткую норму 100 Вт/м², а «плавающую»:

Регион проиживания	Величина удельной мощности системы отопления (Вт на 1 м ²)
Южные регионы России (Северный Кавказ, Прикаспийские, Приазовские, Причерноморские области)	70 ÷ 90
Центральное Черноземье, Южное Повольжье	100 ÷ 120
Центральные области Европейской части, Приморье	120÷ 150
Северные районы Европейской части, Уральский регион, Сибирь	160 ÷ 200

То есть формула при этом примет несколько иной вид:

Q = Sобщ × Qуд / 1000

Qуд — взятое из показанной выше таблицы значение удельной тепловой мощности на квадратный метр площади.

• Третья — расчет справедлив для домов или квартир со средней степенью утепления ограждающих конструкций.

Тем не менее, несмотря на упомянутые оговорки, такой расчет никак нельзя назвать точным. Согласитесь, что он в большей мере зиждется на «геометрии» дома и его помещений. А вот теплопотери практически в расчет не принимаются, если не считать довольно-таки «размытых» диапазонов удельной тепловой мощности по регионам (которые тоже с весьма туманными границами), и ремарки, что стены должны иметь среднюю степень утепления.

Но что бы то ни было, такой метод все же пользуется популярностью, именно за свою простоту.

Понятно, что к полученному расчетному значению необходимо добавить эксплуатационный резерв мощности котла. Чрезмерно завышать его не следует – специалисты советуют останавливаться на диапазоне от 10 до 20%. Это, кстати, касается всех методов расчета мощности отопительного оборудования, о которых речь пойдет ниже.

Расчет необходимой тепловой мощности по объему помещений

По большому счету, этот способ расчета во многом повторяет предыдущей. Правда, исходной величиной здесь уже выступает не площадь, а объем – по сути, та же площадь, но умноженная еще на высоту потолков.

А нормы удельной тепловой мощности здесь принимаются такие:

• для кирпичных домов – 34 Вт/м³;
• для панельных домов – 41 Вт/м³.

Расчет, основывающийся на объеме отапливаемых помещений. Точность его тоже невысока.

Даже исходя из предлагаемых значений (из их формулировки) становится понятно, что эти нормы были установлены для многоквартирных домов, и применяются в основном для расчета потребности в тепловой энергии для помещений, подключенных к центральной системе отделения или к автономному котельному пункту.

Совершенно очевидно, что во главу угла вновь ставится «геометрия». А вся система учета тепловых потерь сводится лишь к различиям в теплопроводности кирпичных и панельных стен.

Одним словом, точностью такой подход к расчетам тепловой мощности тоже не отличается.

Алгоритм расчета с учетом особенностей дома и его отдельных помещений

Описание методики расчета

Итак, предложенные выше методы дают лишь обще представление о необходимом количестве тепловой энергии для отопления дома или квартиры. Уязвимое место у них общее – практически полное игнорирование возможных тепловых потерь, которые рекомендуется считать «среднестатистическими».

Но вполне возможно провести и более точные вычисления. В этом поможет предлагаемый алгоритм расчета, который воплощен, кроме того, в форме онлайн-калькулятора, который будет предложен ниже. Просто перед началом вычислений имеет смысл пошагово рассмотреть сам принцип их проведения.

Прежде всего – важное замечание. Предлагаемая методика предполагает оценку не всего дома или квартиры по общей площади или объему, а каждого отапливаемого помещения в отдельности. Согласитесь, что комнаты равной площади, но различающиеся, скажем, количеством внешних стен, потребуют и разное количество тепла. Нельзя поставить знак равенства между помещениями, имеющими существенную разницу в количестве и площади окон. И таких критериев оценки каждой из комнат – немало.

Так что будет правильнее рассчитать необходимую мощность для каждого из помещений по отдельности. Ну а потом простое суммирование полученных значений приведет нас к искомому показателю общей тепловой мощности для всей системы отопления. То есть, по сути, для ее «сердца» — котла.

У каждого помещения дома имеются свои особенности. Поэтому правильнее будет провести расчет необходимой тепловой мощности для каждого из них по отдельности, с последующим суммированием результатов.

Еще одно замечание. Предлагаемый алгоритм не претендует на «научность», то есть он напрямую не основывается на каких-то конкретных формулах, установленных СНиП или иными руководящими документами. Однако, он проверен практикой применения и показывает результаты с высокой степенью точности. Различия с итогами профессионально проведенных теплотехнических расчетов – минимальны, и никак не сказываются на правильном выборе оборудования по его номинальной тепловой мощности.

«Архитектура» расчета такова — берется базовое, уде упомянутое выше значение удельной тепловой мощности, равное 100 Вт/м², а затем вводится целая череда поправочных коэффициентов, в той или иной степени отражающих количество теплопотерь конкретного помещения.

Если это выразить математической формулой, то получится примерно так:

Qк = 0.1 × Sк × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7 × k8 × k9× k10 × k11

Qк — искомая тепловая мощность, необходимая для полноценного отопления конкретной комнаты

0.1 — перевод 100 Вт в 0.1 кВт, просто для удобства получения результата именно в киловаттах.

Sк — площадь помещения.

k1 ÷ k11 — поправочные коэффициенты для корректировки результата с учетом особенностей помещения.

С определением площади помещения, надо полагать, проблем быть не должно. Так что сразу перейдем к подробному рассмотрению поправочных коэффициентов.

• k1 — коэффициент, учитывающий высоту потолков в комнате.

Понятно, что высота потолков напрямую влияет на объем воздуха, который должна прогреть система отопления. Для расчета предлагается принять следующие значения поправочного коэффициента:

Высота потолка в помещении	Значение коэффициента k1
— не более 2.7 м	1
— от 2.8 до 3.0 м	1.05
— от 3.1 до 3.5 м	1.1
— от 3.6 до 4.0 м	1.15
— более 4.0 м	1.2

• k2 — коэффициент, учитывающий количество стен помещения, контактирующих с улицей.

Чем больше площадь контакта с внешней средой, тем выше уровень тепловых потерь. Каждый знает, что в угловой комнате всегда бывает значительно прохладнее, нежели в имеющей всего одну внешнюю стену. А некоторые помещения дома или квартиры и вовсе могут быть внутренними, не имеющими контакта с улицей.

По уму, конечно, следует принимать не только количество внешних стен, но и их площадь. Но у нас расчет все же упрощенный, поэтому ограничимся только введением поправочного коэффициента.

Коэффициенты для различных случаев приведены в таблице ниже:

Количество внешних стен в помещении	Значение коэффициента k2
— одна стена	1
— две стены	1.2
— три стены	1.4
— внутреннее помещение, стены которого не контактируют с улицей	0.8

Случай, когда все четыре стены внешние – не рассматриваем. Это уже не жилой дом, а просто какой-то сарай.

• k3 — коэффициент, принимающий в расчет положение внешних стен относительно сторон света.

Даже зимой не стоит сбрасывать со счетов возможное воздействие энергии солнечных лучей. В ясный день они проникают через окна в помещения, включаясь тем самым в общую подачу тепла. Кроме того, и стены получают заряд солнечной энергии, что ведет к уменьшению общего количества теплопотерь через них. Но все это справедливо только лишь для тех стен, которые «видят» Солнце. На северной и северо-восточной стороне дома такого влияния не оказывается, на что тоже можно сделать определённую поправку.

Значение может иметь положение стены помещения относительно сторон света – свои коррективы способны внести солнечные лучи

Значения корректировочного коэффициента на стороны света – в таблице ниже:

Положение стены относительно сторон света	Значение коэффициента k3
— внешняя стена смотрит на Юг или Запад	1.0
— внешняя стена смотрит на Север или Восток	1.1

• k4 — коэффициент, учитывающий направление зимних ветров.

Возможно, эта поправка и не является обязательной, но для домов, расположенных на открытой местности, имеет смысл принять в расчет и ее.

Возможно вас заинтересует информация о том, что собой представляют биметаллические батареи

Практически в любой местности наблюдается преобладание зимних ветров – это еще называется «розой ветров». Такая схема в обязательном порядке есть у местных метеорологов – она составляется по результатам многолетних наблюдений за погодой. Довольно часто и сами местные жители прекрасно осведомлены, какие ветра чаще всего их беспокоят зимой.

Для домов на открытой, продуваемой местности имеет смысл принять в расчет и преобладающие направления зимних ветров

И если стена помещения размещена с наветренной стороны, и не защищена какими-то естественными или искусственными преградами от ветра, то она будет выстуживаться значительно сильнее. То есть и тепловые потери помещения возрастают. В меньшей степени это будет выражено у стены, расположенной параллельно направлению ветра, в минимальной – находящейся с подветренной стороны.

Если нет желания «заморачиваться» с этим фактором, или же отсутствует достоверная информация о зимней розе ветров, то можно оставить коэффициент, равный единице. Или же, наоборот, приять его максимальным, на всякий случай, то есть для наиболее неблагоприятных условий.

Значения этого поправочного коэффициента – в таблице:

Положение внешней стены помещения относительно зимней розы ветров	Значение коэффициента k4
— стена на наветренной стороне	1.1
— стена параллельна преобладающему направлению ветра	1.0
— стена на подветренной стороне	0.9

• k5 — коэффициент, учитывающий уровень зимних температур в регионе проживания.

Если проводить теплотехнические расчеты по всем правилам, то оценку тепловых потерь проводят с учетом разницы температур в помещении и на улице. Понятно, что чем холоднее по климатическим условиям регион, тем больше тепла требуется подавать в системе отопления.

Безусловно, уровень зимних температур оказывает самое непосредственное влияние на потребное количество тепловой энергии для отопления помещений

В нашем алгоритме это тоже будет в определенной степени учтено, но с допустимым упрощением. В зависимости от уровня минимальных зимних температур, приходящихся на самую холодную декаду, выбирается поправочный коэффициент k5.

Уровень отрицательных температур в самую холодную декаду зимы	Значение коэффициента k5
-35 °С и ниже	1.5
— от -30 до -34 °С	1.3
— от -25 до -29 °С	1.2
— от -20 до -24 °С	1.1
— от -15 до -19 °С	1.0
— от -10 до -14 °С	0.9
— не холоднее -10 °С	0.8

Здесь будет уместным сделать одно замечание. Расчет будет корректным, если принимаются во внимание температуры, которые для данного региона считаются нормой. Нет никакой необходимости вспоминать аномальные морозы, которые случились, скажем, несколько лет назад (и оттого, кстати, и запомнились). То есть должна выбираться самая низкая, но нормальная для данной местности температура.

• k6 – коэффициент, принимающий во внимание качество термоизоляции стен.

Вполне понятно, что чем эффективнее система утепления стен, тем меньше будет уровень тепловых потерь. В идеале, к которому следует стремиться, термоизоляция вообще должна быть полноценной, проведенной на основании выполненных теплотехнических расчетов, с учетом климатический условий региона и особенностей конструкции дома.

При расчете требуемой тепловой мощности системы отопления следует учесть и имеющуюся термоизоляцию стен. Предлагается такая градация поправочных коэффициентов:

Оценка степени термоизоляции внешних стен помещения	Значение коэффициента k6
Термоизоляция выполнена по всем правилам, на основании заранее проведенных теплотехнических расчетов	0.85
Средняя степень утепления. Сюда условно можно отнести стены из натурального дерева (бревно, брус) толщиной не менее 200мм, или кирпичную кладку в два кирпича (490 мм).	1.0
Недостаточная степень утепления	1.27

Недостаточная степень термоизоляции или вообще полное ее отсутствие, по идее, вовсе не должны наблюдаться в жилом доме. В противном случае система отопления будет очень затратной, да еще и без гарантии создания действительно комфортных условий проживания.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что такое байпас в системе отопления

Если читатель желает самостоятельно оценить уровень термоизоляции своего жилья, он может воспользоваться информацией и калькулятором, которые размещены в последнем разделе настоящей публикации.

• k7 иk8– коэффициенты, учитывающие теплопотери через пол и потолок.

Следующие два коэффициента схожи – их введением в расчет принимается во внимание примерный уровень тепловых потерь через полы и потолки помещений. Подробно здесь расписывать незачем – и возможные варианты, и соответствующие им значения этих коэффициентов показаны в таблицах:

Для начала – коэффициент k7, корректирующий результат в зависимости от особенностей пола:

Особенности пола в помещении	Значение коэффициента k7
Снизу с комнатой соседствует отапливаемое помещение	1.0
Утепленный пол над неотапливаемым помещением (подвалом) или по грунту	1.2
Неутепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением	1.4

Теперь – коэффициент k8, вносящий поправку на соседство сверху:

Что находится сверху, над потолком помещения	Значение коэффициента k8
Холодный чердак или иное неотапливаемое помещение	1.0
Утепленный, но неотапливаемый и не продуваемый чердак или иное помещение.	0.9
Сверху расположено отапливаемое помещение	0.8

• k9 – коэффициент, учитывающий качество окон в помещении.

Здесь тоже все просто – чем качественнее окна, тем меньше теплопотери через них. Старые деревянные рамы, как правило, не отличаются хорошими термоизоляционными характеристиками. Лучше с этим дело обстоит у современных оконных систем, оснащенных стеклопакетами. Но и у них может быть определённая градация – по количество камер в стеклопакете и по другим особенностям конструкции.

Для нашего упрощенного расчета можно применить следующие значения коэффициента k9:

Особенности конструкции окна	Значение коэффициента k9
— обычные деревянные рамы с двойным остеклением	1.27
— современные оконные системы со стеклопакетом однокамерным	1.0
— современные оконные системы со стеклопакетом двухкамерным, либо с однокамерным, но имеющим аргоновое заполнение.	0.85
— в помещении нет окон	0.6

• k10 – коэффициент, вносящий поправку на площадь остекления комнаты.

Качество окон еще полностью не раскрывает всех объемов возможных теплопотерь через них. Очень большое значение имеет площадь остекления. Согласитесь, сложно сравнивать маленькое окошко и огромное панорамное окно чуть не во всю стену.

Чем больше площадь окон, даже при самых качественных стеклопакетах, тем выше уровень тепловых потерь

Чтобы внести корректировку и на этот параметр, для начала следует рассчитать так называемый коэффициент остекления помещения. Это несложно – просто находится отношение площади остекления к общей площади комнаты.

kw = sw / S

kw — коэффициент остекления помещения;

sw — суммарная площадь остекленных поверхностей, м²;

S — площадь помещения, м².

Измерить и просуммировать площадь окон сможет каждый. А затем несложно простым делением найти и искомый коэффициент остекления. А он, в свою очередь, дает возможность зайти в таблицу и определить значение поправочного коэффициента k10:

Значение коэффициента остекления kw	Значение коэффициента k10
— до 0.1	0.8
— от 0.11 до 0.2	0.9
— от 0.21 до 0.3	1.0
— от 0.31 до 0.4	1.1
— от 0.41 до 0.5	1.2
— свыше 0.51	1.3

• k11 – коэффициент, принимающий во внимание наличие дверей на улицу.

Последний из рассматриваемых коэффициентов. В помещении может быть дверь, ведущая непосредственно на улицу, на холодный балкон, в неотапливаемый коридор или подъезд и т.п. Мало того что дверь сама по себе часто является весьма серьезным «мостиком холода» — при ее регулярном открывании каждый раз в помещение будет проникать изрядный объем холодного воздуха. Стало быть, и на это фактор следует сделать поправку: подобные теплопотери, безусловно, требуют дополнительной компенсации.

Значения коэффициента k11 приведены в таблице:

Наличие двери на улицу или в холодное помещение	Значение коэффициента k11
— нет двери	1.0
— одна дверь	1.3
— две двери	1.7

Этот коэффициент стоит принимать во внимание, если дверями в зимнее время регулярно пользуются.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет печь камин с водяным контуром отопления

Итак, все поправочные коэффициенты рассмотрены. Как видите – ничего сверхсложного здесь нет, и можно смело переходить к расчетам.

Еще один совет перед началом вычислений. Все будет намного проще, если предварительно составить таблицу, в первом столбце которой последовательно указать все отпаиваемые помещения дома или квартиры. Далее, по столбцам, разместить данные, которые требуются для расчетов. Например, во втором столбце – площадь помещения, в третьем — высота потолков, в четвертом – ориентация по сторонам света – и так далее. Такую табличку составить несложно, имея перед собой план своих жилых владений. Понятно, что в последний столбец будут заноситься рассчитанные значения требуемой тепловой мощности по каждому помещению.

Таблицу можно составить в офисном приложении, или даже просто расчертить на листе бумаги. И не спешите с ней расставаться после проведения расчётов – полученные показатели тепловой мощности еще пригодятся, например, при приобретении радиаторов отопления или же электрических нагревательных приборов, используемых в качестве резервного источника тепла.

Чтобы предельно упростить читателю задачу проведения таких вычислений, ниже размещен специальный онлайн-калькулятор. С ним, при предварительно собранных в таблицу исходных данных, расчет займёт буквально считаные минуты.

Калькулятор расчета необходимой тепловой мощности для помещений дома или квартиры.

После проведения вычислений по каждому из отапливаемых помещений, все показатели суммируются. Это и будет величиной общей тепловой мощности, которая требуется для полноценного отопления дома или квартиры.

Как уже говорилось, к полученному итоговому значению следует прибавить запас в 10 ÷ 20 процентов. Например, рассчитанная мощность составляет 9,6 кВт. Если прибавить 10%, то это получится 10,56 кВт. При прибавлении 20% — 11,52 кВт. В идеале, номинальная тепловая мощность приобретаемого котла должна как раз и расположиться в диапазоне от 10,56 до 11.52 кВт. Если такой модели нет, то приобретается ближайшая по показателю мощности в сторону его увеличения. Например, конкретно для этого примера отлично подойдут котлы отопления с мощностью 11.6 кВт – они представлены в нескольких линейках моделей различных производителей.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет буферная емкость для твердотопливного котла

Как правильнее оценить степень термоизоляции стен помещения?

Как и обещалось выше, в этом разделе статьи поможет читателю с оценкой уровня термоизоляции стен его жилых владений. Для этого тоже придется провести один упрощенный теплотехнический расчет.

Принцип проведения расчета

Согласно требованиям СНиП, сопротивление теплопередаче (которое еще иначе называют термическим сопротивлением) строительных конструкций жилых домов должно быть не ниже нормативного показателя. А эти нормированные показатели установлены для регионов страны, в соответствии с особенностями их климатических условий.

Где найти эти значения? Во-первых, они есть в специальных таблицах-приложениях к СНиП. Во-вторых, информацию о них можно получить в любой местной строительной или проектной архитектурной компании. Но вполне можно воспользоваться и предлагаемой картой-схемой, охватывающей всю территории Российской Федерации.

Карта-схема для определения нормированного значения термического сопротивления строительных конструкций

Нас в данном случае интересуют стены, поэтому и берем со схемы значение термического сопротивления именно «для стен» — они указаны фиолетовыми цифрами.

Теперь давайте взглянем, из чего складывается это термическое сопротивление, и чему оно равно с точки зрения физики.

Итак, сопротивление теплопередаче какого-то абстрактного однородного слоя х равно:

Rх = hх / λх

Rх — сопротивление теплопередаче, измеряется в м²×°К/Вт;

hх — толщина слоя, выраженная в метрах;

λх — коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлен этот слой, Вт/м×°К. Это – табличная величина, и для любого из строительных или термоизоляционных материалов ее несложно отыскать на справочных ресурсах интернета.

Обычные строительные материалы, применяемые для возведения стен, чаще всего даже при их большой (в пределах разумного, конечно) толщине не дотягивают до нормативных показателей сопротивления теплопередаче. Иными словами, стену нельзя назвать полноценно термоизолированной. Вот для этого как раз и применяется утеплитель – создается дополнительный слой, который «восполняет дефицит», необходимый для достижения нормированных показателей. А за счет того, что коэффициенты теплопроводности у качественных утеплительных материалов низкие, можно избежать необходимости возводить очень большие по толщине конструкции.

Взглянем на упрощённую схему утепленной стены:

Схема стены со слоем утепления и отделкой

1 — собственно, сама стена, имеющая определенную толщину и возведённая из того или иного материала. В большинстве случаев «по умолчанию» она сама не в состоянии обеспечить нормированное термическое сопротивление.

2 — слой утеплительного материала, коэффициент теплопроводности и толщина которого должны обеспечить «покрытие недостачи» до нормированного показателя R. Сразу оговоримся – расположение термоизоляции показано снаружи, но она может размещаться и с внутренней стороны стены, и даже располагаться между двумя слоями несущей конструкции (например, выложенной из кирпича по принципу «колодезной кладки»).

3 — внешняя фасадная отделка.

4 — внутренняя отделка.

Слои отделки часто не оказывают сколь-нибудь значимого влияния на общий показатель термического сопротивления. Хотя, при выполнении профессиональных расчетов их тоже берут во внимание. Кроме того, и отделка может быть разной – например, теплая штукатурка или пробковые плиты очень даже способны усилить общую термоизоляцию стен. Так что для «чистоты эксперимента» вполне можно учесть и оба этих слоя.

Но есть и важное замечание – никогда не принимается в расчет слой фасадной отделки, если между ним и стеной или утеплителем располагается вентилируемый зазор. А это часто практикуется в системах вентилируемого фасада. В такой конструкции внешняя отделка никакого влияния на общий уровень термоизоляции не окажет.

Итак, если нам известны материал и толщина самой капитальной стены, материал и толщина слоев утеплителя и отделки, то по указанной выше формуле несложно посчитать их суммарное термическое сопротивление и сопоставить его с нормированным показателем. Если оно не меньше – нет вопросов, стена имеет полноценную термоизоляцию. Если недостаточно – можно просчитать, какой слой и какого утеплительного материала эту недостачу способен восполнить.

А чтобы сделать задачу еще проще – ниже размещен онлайн-калькулятор, который выполнит этот расчет быстро и точно.

Сразу несколько пояснений по работе с ним:

• Для начала по карте схеме находят нормированное значение сопротивления теплопередаче. В данном случае, как уже говорилось, нас интересуют стены.

(Впрочем, калькулятор обладает универсальностью. И, позволяет оценивать термоизоляцию и перекрытий, и кровельных покрытий. Так что, при необходимости можно воспользоваться – добавьте страницу в закладки).

• В следующей группе полей указывается толщина и материал основной несущей конструкции – стены. Толщина стены, если она обустроена по принципу «колодезной кладки» с утеплением внутри, указывается суммарная.
• Если стена имеет термоизоляционный слой (независимо от места его расположения), то указывается тип утеплительного материала и толщина. Если утепления нет, то оставляется толщина по умолчанию равная «0» — переходят к следующей группе полей.
• А следующая группа «посвящена» наружной отделке стены – также указывается материал и толщина слоя. Если отделки нет, или отсутствует необходимость ее принимать в расчет – все оставляется по умолчанию и переходят дальше.
• Аналогичным образом поступают и со внутренней отделкой стены.
• Наконец, останется только выбрать утеплительный материал, который планируется использовать для дополнительной термоизоляции. Возможные варианты указаны в выпадающем списке.

После нажатия на кнопку «РАССЧИТАТЬ НЕДОСТАЮЩУЮ ТОЛЩИНУ УТЕПЛЕНИЯ» будет показан результат в миллиметрах. Здесь возможны варианты:

— Нулевое или отрицательное значение сразу говорит о том, что термоизоляция стен соответствует нормативам, и дополнительного утепления попросту не требуется.

— Близкое к нулю положительное значение, скажем, до 10÷15 мм, тоже не дает особых поводов беспокоиться, и степень термоизоляции можно считать высокой.

— Недостаточность до 70÷80 мм уже должна заставить хозяев задуматься. Хотя такой утепление можно отнести к средней эффективности, и учесть его при расчетах тепловой мощности котла, лучше все же спланировать проведение работ по усилению термоизоляции. Какая нужна толщина дополнительного слоя – уже показано. А выполнение этих работ сразу даст ощутимый эффект – и повышением комфортности микроклимата в помещениях, и меньшим потреблением энергоресурсов.

— Ну а если расчет показывает недостачу выше 80÷100 мм, утепления практически нет или оно чрезвычайно неэффективное. Тут двух мнений и быть не может – перспектива проведения утеплительных работ выходит на первый план. И это будет намного выгоднее, чем приобретать котел повышенной мощности, часть из которой будет попросту расходоваться буквально на «прогрев улицы». Естественно, в сопровождении разорительных счетов за зря потраченные энергоносители.

Калькулятор для оценки эффективности термоизоляции стен

Завершим публикацию видеосюжетом, также посвященным учету тепловых потерь при расчете мощности системы отопления. Обжимные фитинги для металлопластиковых труб вы найдете ответ по ссылке.

Видео: Факторы, влияющие на необходимую мощность котельного оборудования системы отопления

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 12.09.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!