Монтаж системы отопления в вашем доме или квартире – достаточно ответственная задача. Ведь приобрести котельное оборудование невозможно без четких расчетов с учетом всех нюансов жилья. Если делать все «на глаз», в результате мощности котла не хватит, поэтому он будет работать на пределе своих возможностей. Или, наоборот, стоимость и мощность котла будут такими, что часть его мощности останется невостребованной. В этой статье мы подробно расскажем о том, как рассчитать количество секций радиатора на комнату, чтобы готовая система была максимально сбалансированной.
Как правильно рассчитать отопление
Оказывается, мало взять и купить правильный котел, не в последнюю очередь это правильный подбор и расположение радиаторов отопления в помещении. При этом не желательно идти только по своему чутью или по совету друзей. Иными словами, без конкретных расчетов секций радиаторов на помещение просто не обойтись.
Естественно, лучше, если такие технологичные расчеты будут проводить специалисты в этой области, но это потребует от вас немалых финансовых затрат. В связи с этим многие задаются вопросом, как рассчитать количество радиаторов отопления на комнату самостоятельно. Вам нужно будет учесть множество важных нюансов. Вы можете быть удивлены результатом, так как готовая система отопления будет иметь достаточный уровень точности.
Несложные подходы к расчету по площади комнаты
Чтобы расчет количества секций радиаторов на площадь был проведен правильно и в холодную погоду вы чувствовали себя в своем доме комфортно, система отопления должна отвечать двум требованиям. Эти условия в какой-то мере зависят друг от друга, поэтому разделить их вряд ли получится.
Прежде всего, поддерживать необходимую температуру воздуха во всем отапливаемом помещении. Естественно, температурные показатели могут незначительно отличаться, но эти отклонения должны быть минимальными. На практике очень удобным показателем средней температуры считается 20 ˚С; именно его принимают за эталон перед расчетом количества батарей в доме.
Проще говоря, система отопления должна справляться с нагревом определенного количества воздуха.
Если говорить о точности расчетов, производимых для отдельных помещений, то существуют нормы микроклимата для жилых домов, их можно найти в ГОСТ 30494-96. Вся информация находится в соответствующих таблицах.
Для выполнения конкретных задач система отопления должна иметь определенную тепловую мощность. Поэтому он должен не только соответствовать потребностям помещения, но и иметь правильное распределение в зависимости от площади и целый перечень других не менее важных нюансов.
Чтобы рассчитать, сколько батарей вам нужно в помещении максимально эффективно, сначала рассчитайте необходимое количество тепловой энергии для всех помещений, сложите подготовленные значения и добавьте примерно 10% на запас, чтобы оборудование не работало вообще предел своих возможностей. По результатам можно будет судить, какой котел по мощности необходимо будет приобрести. И потребуются расчеты для каждой комнаты, чтобы понять, сколько секций радиаторов нужно на комнату.
Часто за норму принимают 100 Вт тепловой энергии на 1 м2 площади; это считается самым простым методом для тех, кто рассчитывает мощность обогрева по объему помещения своими руками.
Для расчетных погрешностей используйте формулу Q = S × 100, где:
Q – тепловая мощность, необходимая для помещения;
S — площадь помещения (м²);
100 — удельная мощность на единицу поверхности (Вт/м²).
Метод довольно прост. Формула условно используется, когда высота потолка не превышает 2,5-3 м. Более точный результат можно получить, рассчитав объем помещения. При этом удельная мощность приравнивается к значению 41 Вт/м3, если дом состоит из железобетонных панелей, и 34 Вт/м3 – для кирпича и других конструкций.
Более совершенная формула выглядит так: Q = S×h×41 (34), где:
h — высота потолка (м);
41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).
В результате мы получаем более точные замеры, ведь помимо линейных размеров помещения учитываются еще и параметры стен.
Определение тепловой мощности с учетом параметров помещений
Описанные выше методы расчета иногда полезны в качестве предварительных расчетов, но с полной уверенностью на них лучше не полагаться. Даже заблудившемуся новичку в теплотехнике полученные результаты могут показаться не совсем правдоподобными, так как носят усредненный характер. Это связано с тем, что, например, расчет площади обогрева помещений для Краснодарского края не такой, как для Архангельской области.
Также комнаты разные: одна расположена на углу дома, поэтому имеет две стены, выходящие на улицу, а другая будет иметь три стены, примыкающие к соседним комнатам. Также в помещении могут быть установлены различные окна, отличающиеся размерами, материалом изготовления, а также своими конструктивными особенностями. И это далеко не весь список нюансов, влияющих на результат расчетов, только те, что описаны выше, «попадают» в первую очередь.
Принципы и формула расчетов
Расчет тепловых показателей по площади помещения будет производиться из расчета 100 Вт на 1 м2. Однако формула будет дополнена различными поправочными коэффициентами.
Это будет выглядеть так: Q = (S×100)×a×b×c×d×e×f×g×h×i×j×k×l×m.
Коэффициенты в виде латинских букв просто взяты из алфавита и не являются одной из физических величин. Ниже мы опишем каждый из них отдельно.
Коэффициент «а»
Указывает количество наружных стен в конкретном помещении. Получается, что чем больше стен в помещении, тем больше теплопотерь оно несет.
Для коэффициента «а» используются следующие значения:
- 0,8 – при отсутствии наружных стен;
- 1,0 — стена;
- 1,2 — две стенки;
- 1,4 — три стены.
Коэффициент «б»
Содержит данные об ориентации стен здания по сторонам света. Это важно, поскольку солнечный свет все равно попадает в здание даже в самое холодное время года и влияет на температуру в нем. Также на солнечной стороне здания уровень теплопотерь значительно ниже.
Расчетные значения коэффициента «b» по стороне света следующие:
- 1.1 — ориентация на восток или север;
- 1,0 — наружные стены, обращенные на юг или запад.
Коэффициент «с»
Этот показатель указывает на зависимость расположения здания от «розы ветров» зимой.
Для зданий, которые расположены на закрытых территориях, этот показатель не так важен. Однако на открытых площадках сильные ветры могут существенно изменить тепловой баланс здания. Также подветренная сторона будет более защищена от потери тепла, чем наветренная; там тепло будет быстрее уходить из помещения.
Так, при расчете батарей отопления из чугуна на площадь квартиры значения коэффициента «с» можно принять равными:
- 1,0 — для подветренной стороны;
- 1.1 — стены расположены параллельно направлению ветра;
- 1,2 — наветренные стенки.
Коэффициент «д»
Этот коэффициент позволяет учитывать климатические особенности конкретного региона, в котором возводится здание. Дело в том, что уровень внешних температур будет оказывать существенное влияние на величину теплопотерь в здании. Поэтому для расчета мощности системы отопления необходимо будет узнать средние зимние минимальные температуры, которые приходятся на самое холодное время года (обычно в январе).
Исходя из температурных показателей региона, значение коэффициента «d» будет следующим:
- 1,5 — -35 ℃ и ниже;
- 1,3 — от -30℃ до -34 ℃;
- 1,2 — от -25℃ до -29 ℃;
- 1,1 — от -20 ℃ до -24 ℃;
- 1,0 — от -15 ℃ до -19 ℃;
- 0,9 — от -10℃ до -14 ℃;
- 0,7 — не ниже -10 ℃.
Коэффициент «е» для расчета отопления помещения
При расчете, сколько секций радиаторов отопления на квадратный метр необходимо установить, этот показатель указывает на уровень утепления наружной стены здания. Это важно, потому что толщина и структура внешней стены будут влиять на скорость потери тепла из здания. Поэтому, чтобы рассчитать количество батарейных секций на помещение для создания в нем приемлемого микроклимата, нужно знать, как и были ли утеплены стены здания.
Числовые показатели «е» в зависимости от уровня теплоизоляции принимают следующие:
- 1.27 — стены здания не утеплялись;
- 1,0 – средний уровень теплоизоляции, то есть толщина стен 2 кирпича или они утеплены сверху каким-либо теплоизоляционным материалом;
- 0,85 — наружные стены качественно утеплены в соответствии с нормами и проектной документацией.
О том, как узнать степень утепления стен и других конструктивных элементов здания, будет более подробно рассказано ниже.
F-фактор
Перед расчетом батарей на помещение стоит учесть коэффициент «f», корректирующий уровень теплопотерь в зависимости от высоты потолка. Так как высота потолков в разных домах, особенно частных, может существенно различаться, для их обогрева может потребоваться разная теплоотдача от радиаторов.
Разбираясь, как рассчитать батареи отопления для частного дома, значения коэффициента «f» примем следующие:
- 1,0 – для потолков высотой не более 2,7 м;
- 1,05 — при высоте этажей от 2,8 до 3,0 м;
- 1,1 — значение, применяемое для потолков высотой 3,1-3,5 м;
- 1,15 — потолок имеет высоту от 3,6 до 4,0 м;
- 1,2 – показатель для потолков высотой более 4,1 м.
Коэффициент «г»
Эта цифра используется для максимально точного расчета количества радиаторов в доме. Указывает тип пола и чернового пола или характер помещения под ним.
Так как через пол уходит значительное количество тепла, его структура оказывает существенное влияние на расчет количества утеплителей. Для этого примените этот поправочный коэффициент.
Значения коэффициента «g» будут равны:
- 1,4 — для полов, уложенных непосредственно на грунт или уложенных над холодным неотапливаемым помещением (подвалом или погребом);
- 1.2 — если настил, уложенный на грунт или на холодное помещение, был качественно утеплен;
- 1,0 — когда под потолком находится еще одно отапливаемое помещение.
Коэффициент «ч»
Указывает на характер помещения, расположенного над отапливаемым помещением. Решая, как рассчитать, сколько батарей нужно в помещении, нужно понимать, что горячий воздух всегда поднимается вверх. Если она будет просачиваться через холодный потолок, на обогрев помещения потребуется гораздо больше энергии, а значит, больше обогревателей.
Поэтому формула содержит этот коэффициент со значениями:
- 1,0 — при наличии над крышей холодного чердака;
- 0,9 – над верхним этажом располагается изолированное помещение или теплая мансарда;
- 0,8: в верхней части есть еще одна комната с кондиционером.
Коэффициент «i»
Чтобы выбрать радиатор отопления в зависимости от площади помещения, также стоит учитывать конфигурацию оконных проемов. Он учитывается этим коэффициентом.
Так как окно является одним из проходов, через которые тепло постепенно уходит из помещения, то насколько быстро оно остывает, будет зависеть от того, насколько хорошо оно утеплено. Например, деревянные оконные рамы, получившие широкое распространение не так давно, гораздо слабее препятствуют утечке тепла, чем современные пластиковые окна со стеклопакетами.
Однако даже пластиковые окна различаются по степени теплоизоляции. В частности, если установить двухкамерный (три стекла) стеклопакет, он будет надежнее однокамерного (два стекла).
Числовые значения коэффициента по типу окон будут равны:
- 1.27 — традиционные окна с деревянными рамами и двумя стеклами;
- 1,0 — окна с пластиковыми рамами и однокамерными стеклопакетами;
- 0,85 — пластиковые окна с двух- или трехкамерными стеклопакетами, в том числе с аргоновым наполнением.
Коэффициент «j»
Этот параметр позволяет регулировать мощность обогрева в зависимости от общей площади остекления.
Так как утечка тепла в той или иной степени все же происходит через остекление, при выяснении, как рассчитать, сколько радиаторов нужно на комнату, нужно учитывать количество таких каналов и их общую площадь.
В первую очередь отношение площади остекления к размеру помещения определяется по формуле:
х=∑Sст : Сп,
Где ∑Sст – общая площадь стекол в оконных проемах;
Sp – площадь комнаты.
Исходя из полученных значений, искомый коэффициент изменится следующим образом:
- 0,8 — 0-0,1;
- 0,9 — 0,11-0,2;
- 1,0 — 0,21-0,3;
- 1,1 — 0,31-0,4;
- 1,2 — 0,41-0,5.
Коэффициент «к»
Следующий фактор, влияющий на то, как вы рассчитываете, сколько секций радиаторов вам нужно, касается наличия или отсутствия входной двери.
Если помещение имеет один или несколько выходов на улицу или открытый неотапливаемый балкон, через них в помещение поступает значительное количество холода.
Учитывая наличие такого вентиля, приведем значения этого коэффициента при разных условиях:
- 1,0 — номер не имеет выхода на балкон или улицу;
- 1.3 — из комнаты есть дверь на улицу или балкон;
- 1.7 — таких дверей в комнате две.
Коэффициент «л»
Прежде чем рассчитать количество секций радиаторов на одно помещение, нужно решить, как они будут подключаться к общей системе отопления. В зависимости от того, как вставлены подводящие и отводящие патрубки, уровень теплоотдачи от радиаторов может различаться.
Значения коэффициента «l» в зависимости от вида врезки будут следующими:
- 1,0 — диагональное подключение с подающим патрубком сверху и обратным патрубком снизу;
- 1,03 — односторонняя связь с входным каналом сверху и наоборот — снизу;
- 1.13 — подключение снизу, с присоединением подающей трубы с одной стороны и обратной трубы с другой;
- 1,25 — диагональное подключение с подачей внизу и обраткой вверху;
- 1.28 — одностороннее подключение: входной патрубок внизу, обратка вверху;
- 1.28 — как впускной, так и выпускной каналы расположены в нижней части одной стороны радиатора.
Коэффициент «м»
Последний показатель, влияющий на формулу расчета секций радиаторов на комнату, – расположение батарей отопления.
В зависимости от того, где именно будут монтироваться радиаторы отопления, приведем значения поправочного коэффициента «м»:
- 0,9 – батарея просто крепится к стене, и исходящее от нее тепло не упирается в преграды в виде подоконника;
- 1,0 – над радиатором есть полка или подоконник;
- 1,07 — батарея перекрывается выступающей над ней нишей в стене;
- 1.12 — верхняя часть радиатора закрывается подоконником или нишей, а передняя часть закрывается декоративной перегородкой;
- 1.2 — батарея отопления полностью закрыта декоративным коробом.
Хотя расчет необходимой мощности обогрева радиаторов помещения на первый взгляд кажется сложным, это не совсем так. Если неуклонно и спокойно подходить к решению задачи, то разобраться в таком большом количестве цифр довольно просто.
Чтобы упростить себе задачу, прежде чем рассчитать, какая батарея вам нужна в помещение, рекомендуется начертить табличку, на которой поместятся рассчитанные значения. А окончательный расчет можно доверить встроенному на сайте калькулятору. Он учтет все тонкости и даст максимально точный результат.
Если вы не введете в калькулятор ни один из указанных параметров, он будет производить расчеты на основе худших прогнозов, то есть полученные результаты будут сделаны с определенным запасом.
Получив данные о количестве тепла, необходимом для одного помещения с помощью калькулятора, можно рассчитать общую тепловую мощность системы отопления для всего дома в целом, просто сложив их вместе. К тому же результаты будут немного завышены, так что суровой зимы можно не бояться.
Следующим шагом является расчет количества батарей отопления, которые необходимо будет установить в помещении. Для этого полученные данные придется разделить на удельную тепловую мощность батареи, чтобы узнать площадь нагрева секции алюминиевого радиатора, округлив результаты.
По желанию каждый пользователь может экспериментировать с расчетами в калькуляторе, подставляя различные исходные данные. При этом показатель того, на сколько квадратных метров одной секции радиатора будет достаточно, может меняться в ту или иную сторону.
Если рассматривать указанные формулы расчета мощности системы отопления дома, то они могут быть востребованы только по показателям теплоизоляции стен и потолков. Однако для обычных пользователей такой подход просто сильно упрощает процесс расчета. Как правило, доля погрешности из-за этого параметра невелика и существенно не влияет на результаты расчета.
Однако существует более полный и точный алгоритм расчетов; однако он слишком перегружен сложными формулами и, как правило, непонятен обычным людям, не являющимся специалистами в технических науках.
Зависимость степени термоизоляции конструкций от толщины утеплителя
Каждый конструктивный элемент здания должен иметь определенные показатели сопротивления теплопередаче. Также эти значения были разработаны специалистами и указаны в СНиП с учетом климатических условий в каждом конкретном регионе страны.
Как правило, стеновые и потолочные панели состоят из нескольких слоев, однако они могут быть и однослойными; тогда гораздо быстрее и проще будет рассчитать степень утепления. Для многослойных конструкций учитываются характеристики каждого из материалов, в результате чего получается итоговое значение.
Формула для расчета сопротивления теплопередаче для каждого из материалов выглядит следующим образом:
Rx=hx:λx, где
hx – толщина материала в метрах;
λx – установленный для материала коэффициент теплопроводности. Этот показатель можно найти в справочной литературе, он постоянен.
Зная известную структуру стены, можно рассчитать данные для каждого из материалов, входящих в состав пирога. Полученные значения суммируют и сравнивают с нормативными показателями СНиП, получая разницу значений, если таковая имеется.
Умножаем найденную разницу на коэффициент теплопроводности материала, которым было решено утеплить стеновые или потолочные конструкции. Таким образом мы определяем толщину слоя утеплителя, который необходимо уложить для достижения нормативных значений.
Обратите внимание, что в расчетах сопротивления теплопередаче не учитываются слои отделочных материалов на вентилируемых участках фасада и кровли, в частности, вагонка или любой тип кровли. Дело в том, что они практически не влияют на степень утепления конструкций дома.
В калькуляторе есть возможность выбора разных видов изоляционных материалов для сравнения толщины слоя каждого из них.
Таким образом, в результате всех расчетов можно узнать, насколько хорошо были утеплены стены или потолки. В калькулятор вводим сначала необходимые значения, а затем желаемый тип утеплителя.
Мы оцениваем результаты по следующей шкале:
- Значение толщины утеплителя, близкое к нулю (толщина менее 1 см) или даже отрицательное, свидетельствует о том, что стеновые конструкции уже достаточно утеплены.
- Если получить показатель толщины утеплителя в 75-80 мм, то степень теплоотдачи таких стен средняя.
- В тех домах, в которых расчетное значение толщины утеплителя больше 100 мм, утепление считается очень плохим. При этом процент теплопотерь будет очень большим, а значит, радиаторы отопления будут работать на полную мощность, но назвать систему отопления эффективной будет нельзя. По сути, это нагреет улицу и потребитель потратит кучу денег на оплату счетов впустую. Итак, в этом случае в первую очередь нужно обратить внимание на качество утепления стен.
Стоит отметить, что предложенная формула расчета тепловой мощности системы отопления далеко не единственная, ведь есть более сложные профессиональные техники. Однако мы считаем, что он вполне подойдет для рядовых потребителей, не желающих вдаваться в лишние подробности. Кроме того, описанная методика позволит получать результаты с приемлемым уровнем погрешности.
