Расчет отопления по площади помещения: как рассчитать количество секций на комнату, сколько секций батарей нужно на площадь

Собрать отопительную систему в своем доме или квартире – довольно ответственное мероприятие. Ведь нельзя закупать котельное оборудование без проведения четких расчетов с учетом всех нюансов жилищных помещений. Если делать все «на глаз», то в итоге мощности котла не хватит, вследствие чего он будет работать на пределе своих возможностей. Либо, наоборот, стоимость и мощность котла окажется такой, что часть его мощностей останется невостребованной. В этой статье мы подробно расскажем о том, как рассчитать количество секций радиатора на комнату, чтобы готовая система оказалась максимально сбалансированной.

Содержание:

• Как правильно рассчитать отопление
• Несложные подходы к расчету по площади комнаты
• Определение тепловой мощности с учетом параметров помещений
• Принципы и формула расчетов
• Коэффициент «е» для расчета отопления помещения
• Зависимость степени термоизоляции конструкций от толщины утеплителя

Как правильно рассчитать отопление

Как оказывается, недостаточно просто взять и приобрести нужный котел, не менее важным является правильный подбор и расположение в помещениях радиаторов обогрева. При этом отталкиваться только от своего чутья или советов знакомых не рекомендуется. Иными словами, без конкретных расчетов секций радиатора на комнату попросту не обойтись.

Естественно, лучше, если столь технологичные вычисления будут осуществляться специалистами в этой области, однако это потребует от вас немалых финансовых затрат. В этой связи многие задаются вопросом, как рассчитать количество радиаторов отопления на комнату своими силами. От вас потребуется учесть немало важных нюансов. Вы, возможно, удивитесь полученному результату, так как готовая система отопления будет обладать достаточным уровнем точности.

Несложные подходы к расчету по площади комнаты

Для того чтобы расчет количества секций радиатора по площади был произведен правильно, и в холодную погоду вы чувствовали себя комфортно в вашем доме, нужно, чтобы система отопления удовлетворяла два требования. Эти условия в какой-то степени зависят друг от друга, поэтому разделить их вряд ли получится.

Во-первых, поддержание требуемой температуры воздуха во всем отапливаемом помещении. Естественно, что температурные показатели могут слегка отличаться, однако эти отклонения должны быть минимальными. На практике весьма комфортным показателем средней температуры считается 20 ˚С – именно ее берут за эталон, перед тем, как рассчитать количество батарей в доме.

Проще говоря, отопительная система должна справляться с прогревом определенного количества воздуха.

Говоря о точности расчетов, проводимых для отдельных помещений, для жилых домов существуют стандарты микроклимата, их можно найти в ГОСТе 30494-96. Вся информация находится в соответствующих таблицах.

Для выполнения конкретных задач система отопления должна иметь заданную тепловую мощность. Поэтому она должна не только отвечать нуждам помещения, но и иметь корректное распределение, исходя из площади и целого перечня иных не менее важных нюансов.

Для того чтобы рассчитать сколько надо батарей в комнату как можно эффективнее, сначала высчитывают нужный объем тепловой энергии для всех помещений, а уже готовые значения складывают и набавляют приблизительно 10 % для запаса, чтобы оборудованию не приходилось работать на грани своих возможностей. По результатам можно будет судить, какой котел по мощности придется приобрести. А расчеты по каждой комнате потребуются для того, чтобы понять, сколько секций радиатора нужно на комнату.

Зачастую, в качестве нормы на 1 м² площади берут 100 Вт тепловой энергии – это считается самым простым методом для тех, кто делает расчет мощности отопления по объему помещения своими руками.

Для просчетов пользуются формулой Q = S×100, где:

Q – искомая тепловая мощность для комнаты;

S – площадь комнаты(м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Метод является довольно простым. Формулой пользуются условно, когда высота потолков не превышает 2,5-3 м. Более точный результат можно получить, если обсчитывать объем помещения. В этом случае удельную мощность приравнивают к значению 41 Вт/м³ – если дом состоит из железобетонных панелей, и 34 Вт/м³ – для кирпичных и других сооружений.

Более совершенная формула выглядит так Q = S×h×41 (34), где:

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

В результате мы получаем более точные измерения, потому как кроме линейных размеров помещения в расчет берутся и параметры стен.

Определение тепловой мощности с учетом параметров помещений

Описанные выше способы расчетов иногда полезны в качестве предварительных вычислений, однако рассчитывать на них с полной уверенностью лучше не стоит. Даже новичку, который теряется в теплотехнике, полученные результаты могут показаться не совсем правдоподобными, так как они носят усредненный характер. Все потому, что, например, расчет отопления по площади помещения для Краснодарского края не одно и то же, что и для архангельской области.

К тому же и комнаты бывают разными: одна располагается на углу дома, из-за чего имеет две выходящие на улицу стенки, а другая будет иметь три стены, смежные с соседними помещениями. Кроме того, в комнате может быть установлено несколько окон, различающихся по размеру, материалу изготовления, а также по своим конструкционным особенностям. И это не весь список нюансов, влияющих на результат вычислений – просто описанные выше «бросаются» в глаза в первую очередь.

Принципы и формула расчетов

Расчет регистров отопления по площади помещения будет происходить из расчета 100 Вт на 1 м². Однако формула будет дополнена несколькими корректирующими коэффициентами.

Выглядеть она будет так: Q = (S×100)×a×b×c×d×e×f×g×h×i×j×k×l×m.

Коэффициенты в виде латинских букв попросту взяты из алфавита, и не являются одними из физических величин. Ниже мы распишем каждый из них отдельно.

Коэффициент «a»

Обозначает число внешних стен в определенной комнате. Получается, что чем больше стен имеет помещение, тем больше теплопотерь оно несет.

Для коэффициента «a» используются такие величины:

• 0,8 – если внешние стены отсутствуют;
• 1,0 – одна стена;
• 1,2 – две стены;
• 1,4 – три стены.

Коэффициент «b»

Содержит данные относительно ориентированности стен постройки по сторонам света. Это важно, поскольку солнечный свет все же проникает внутрь здания даже в самое холодное время года и оказывает влияние на температуру в нем. Кроме того, на солнечной стороне постройки уровень теплопотерь существенно ниже.

Расчетные величины коэффициента «b» в зависимости от стороны света таковы:

• 1,1 – ориентированность на восток или север;
• 1,0 – внешние стены обращены к югу или западу.

Коэффициент «с»

Данный показатель указывает на зависимость размещения здания от «розы ветров» в зимнее время.

Для зданий, которые расположены на закрытых площадках, этот показатель не столь важен. Однако на открытой местности сильные ветры могут существенно сдвинуть тепловой баланс здания. Кроме того, подветренная сторона будет больше защищена от теплопотерь, чем наветренная – там тепло будет быстрее покидать помещение.

Так, при расчете чугунных батарей отопления на площадь квартиры значения коэффициента «с» можно принять равными:

• 1,0 – для подветренной стороны;
• 1,1 – стены размещены параллельно направлению ветра;
• 1,2 – наветренные стены.

Коэффициент «d»

Этот коэффициент позволяет учесть климатические особенности конкретного региона, в котором возводится здание. Дело в том, что уровень внешних температур будет оказывать существенное влияние на количество теплопотерь здания. Поэтому для расчетов мощности отопительной системы потребуется выяснить средние показатели низкой зимней температуры, которые наблюдаются в самое холодное время года (обычно в январе).

Исходя из температурных показателей региона, значение коэффициента «d» будет таковым:

• 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 расчетах, сколько секций радиаторов отопления на кв м нужно поставить, данный показатель указывает на уровень утепления внешней стены здания. Это важно, поскольку толщина и структура внешней стены будет влиять на скорость потери тепла зданием. Следовательно, чтобы рассчитать количество секций батареи на комнату для создания в ней приемлемого микроклимата, нужно знать, каким образом, и были ли вообще утеплены стены здания.

Числовые показатели «e» в зависимости от уровня теплоизоляции принимают такими:

• 1,27 – стены здания не были утеплены;
• 1,0 – средний уровень термоизоляции, то есть толщина стен составляет 2 кирпича или они сверху утеплены какими-либо изоляционными материалами;
• 0,85 – внешние стены качественно утеплены согласно нормативам и проектной документации.

О том, как выяснить степень утепления стен и прочих конструкционных элементов здания, будет более подробно рассказано несколько ниже.

Коэффициент «f»

Перед тем как рассчитать батареи на комнату, стоит учесть коэффициент «f», корректирующий уровень теплопотерь в зависимости от высоты потолка. Поскольку высота потолков в различных домах, особенно частных, может существенно разниться, для их обогрева может понадобиться разная тепловая мощность радиаторов.

Разбираясь, как рассчитать батареи отопления для частного дома, значения коэффициента «f» примем такими:

• 1,0 – для потолков с высотой не более 2,7 м;
• 1,05 – если высота перекрытий колеблется в пределах 2,8-3,0 м;
• 1,1 – значение, применяемое к потолкам высотой в 3,1-3,5 м;
• 1,15 – потолок имеет высоту от 3,6 до 4,0 м;
• 1,2 – показатель для потолков с высотой более 4,1 м.

Коэффициент «g»

Данная цифра используется, чтобы рассчитать количество радиаторов в доме как можно точнее. Она указывает на тип напольного покрытия и чернового пола или характер помещения, расположенного ниже.

Поскольку через пол уходит значительное количество тепла, его строение оказывает существенное влияние на расчет количества обогревателей. Для этого применяют данный поправочный коэффициент.

Значения коэффициента «g» будут равны:

• 1,4 – для полов, уложенных прямо на грунт или размещенных над холодным, неотапливаемым помещением (подвалом или цокольным этажом);
• 1,2 – если уложенный на грунте или над холодным помещением пол был качественно утеплен;
• 1,0 – когда под перекрытием расположено другое отапливаемое помещение.

Коэффициент «h»

Он указывает на характер помещения, расположенного сверху над отапливаемой комнатой. Определяясь, как рассчитать сколько нужно батарей в комнату, стоит понимать, что теплый воздух всегда поднимается вверх. Если он будет утекать сквозь холодный потолок, потребуется намного больше энергии, чтобы обогреть помещение, а значит, и больше отопительных приборов.

Поэтому в формуле присутствует данный коэффициент со значениями:

• 1,0 – если над потолком находится холодное чердачное помещение;
• 0,9 – над верхним перекрытием расположено утепленное помещение или теплый чердак;
• 0,8 – вверху находится другое отапливаемое помещение.

Коэффициент «i»

Чтобы подобрать радиатор отопления по площади комнаты, стоит учесть еще и конфигурацию оконных проемов. Ее учитывает данный коэффициент.

Поскольку окно является одним из ходов, по которым тепло постепенно покидает комнату, от того, насколько качественно оно будет утеплено, будет зависеть, как быстро она будет остывать. Например, оконные рамы из древесины, которые были широко распространены еще не так давно, значительно слабее предотвращают утечку тепла, чем современные пластиковые окна со стеклопакетами.

Однако даже пластиковые окна различны между собой по степени изоляции. В частности, если установить стеклопакет с двумя камерами (три стекла), он будет надежнее, чем однокамерный (два стекла).

Числовые значения коэффициента, зависимого от типа окон, будут равняться:

• 1,27 – традиционные окна с деревянными рамами и двумя стеклами;
• 1,0 – окна с пластиковыми рамами и однокамерными стеклопакетами;
• 0,85 – пластиковые окна с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, заполненным аргоном в том числе.

Коэффициент «j»

Этот параметр позволяет откорректировать мощность отопления в зависимости от общей площади остекления.

Поскольку сквозь остекление все равно происходит утечка тепла в той или иной степени, разбираясь, как рассчитать сколько нужно радиаторов на комнату, нужно учесть количество таких каналов и их общую площадь.

В первую очередь, определяют отношение площади стекол к величине комнаты, используя формулу:

x=∑S_ст : S_п,

Где ∑S_ст – общая площадь стекол в оконных проемах;

S_п – площадь комнаты.

Исходя из полученных значений, искомый коэффициент будет изменяться 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 «k»

Следующий фактор, влияющий на то, как рассчитать сколько секций радиатора нужно, касается наличия или отсутствия входной двери.

Если из комнаты есть один или несколько выходов на улицу или неотапливаемый открытый балкон, сквозь них в помещение попадает значительное количество холода.

Учитывая наличие такого дверного проема, приведем значения данного коэффициента в разных условиях:

• 1,0 – комната не имеет выхода на балкон или улицу;
• 1,3 – из помещения есть одна дверь на улицу или балкон;
• 1,7 – в комнате есть две такие двери.

Коэффициент «l»

Перед тем, как посчитать количество секций радиатора для комнаты, необходимо определиться, каким образом они будут подключаться к общей системе отопления. В зависимости от того, каким образом будет происходить врезка входного и выходного трубопроводов, уровень теплоотдачи радиаторов может варьироваться.

Значения коэффициента «l», исходя из типа врезки, будут такими:

• 1,0 – диагональное подключение с подающей трубой сверху, а обраткой – снизу;
• 1,03 – односторонняя врезка с входящим каналом сверху, а обратным – снизу;
• 1,13 – врезка снизу, причем подающая труба подключена с одной стороны, а обратка – с другой;
• 1,25 – диагональное подключение с подачей внизу, а обраткой – вверху;
• 1,28 – односторонняя врезка – входная труба внизу, а обратка – вверху;
• 1,28 – и входной и выходной канал расположены внизу с одной стороны радиатора.

Коэффициент «m»

Последний показатель, который оказывает влияние на формулу, как рассчитать секции радиатора на комнату, это расположение отопительных батарей.

В зависимости от того, где именно будут монтироваться отопительные радиаторы, приведем значения поправочного коэффициента «m»:

• 0,9 – батарея просто прикреплена к стене и тепло от нее не упирается в преграды в виде подоконника;
• 1,0 – над радиатором сверху находится полка или подоконник;
• 1,07 – батарея перекрыта расположенной над нею выступающей нишей в стенке;
• 1,12 – верхняя часть радиатора закрыта подоконником или нишей, а лицевая – декоративным заграждением;
• 1,2 – отопительная батарея полностью закрыта декоративным коробом.

Хотя расчет необходимой тепловой мощности радиаторов для помещения на первый взгляд кажется сложным, это не совсем так. Если подойти к решению задачи последовательно и спокойно, то довольно просто разобраться в таком большом количестве цифр.

Чтобы упростить себе задачу, перед тем, как рассчитать какую батарею нужно в комнату, рекомендуется составить табличку, в которую будут вписываться расчетные величины. А окончательный расчет можно будет доверить встроенному на сайте калькулятору. Он сам учтет все тонкости и выдаст наиболее точный результат.

Если в калькулятор не вводить какие-либо из указанных параметров, он сделает расчеты исходя из наиболее неблагоприятных прогнозов, то есть полученные результаты будут выполнены с определенным запасом.

Получив с помощью калькулятора данные относительно количества тепла, необходимого для одной комнаты, можно вычислить общие показатели тепловой мощности системы отопления для всего дома в целом, просто просуммировав их. Причем результаты будут несколько завышены, так что можно не бояться суровой зимы.

Следующим шагом вычисляем количество отопительных батарей, которые понадобится установить в комнате. Для этого полученные данные нужно будет разделить на удельную тепловую мощность батареи, чтобы узнать площадь обогрева одной секции алюминиевого радиатора с округлением результатов в большую сторону.

По желанию каждый пользователь может поэкспериментировать с расчетами на калькуляторе, подставляя различные исходные данные. В этом случае показатель, на сколько кв м одной секции радиатора будет достаточно, может изменяться в ту или иную сторону.

Если рассматривать указанную формулу для расчета мощности отопительной системы дома, то к ней можно предъявить претензии только в части показателей термоизоляции стен и перекрытий. Однако для обычных пользователей этот подход просто намного упрощает процесс расчетов. Как правило, доля погрешности в связи с данным параметром невелика и не оказывает существенного влияния на результаты вычислений.

Тем не менее, существует и более точный, полный алгоритм для расчетов, однако он слишком перегружен сложными формулами и, как правило, непонятен для обычных людей, не подкованных в технических науках.

Зависимость степени термоизоляции конструкций от толщины утеплителя

Каждый конструкционный элемент здания должен иметь определенные показатели сопротивления теплоотдаче. Причем эти значения были разработаны специалистами и указаны в СНиП с учетом погодных условий в каждом конкретном регионе страны.

Как правило, стеновые панели и перекрытия состоят из нескольких слоев, однако, они могут быть и однослойными – тогда рассчитать степень утепления будет значительно быстрее и легче. Для многослойных конструкций учитывают характеристики каждого из материалов, получая в результате итоговое значение.

Формула расчета сопротивления теплопередаче для каждого из материалов такова:

Rx=hx:λx, где

hx – толщина материала в метрах;

λx – установленный для материала коэффициент теплопроводности. Данный показатель можно найти в справочной литературе, он постоянный.

При известном строении стены можно вычислить данные для каждого из материалов, входящих в пирог. Полученные значения суммируют и сравнивают их с нормативными показателями из СНиПа, получив разницу в значениях, если таковая есть.

Умножаем найденную разницу на коэффициент теплопроводности для материала, которым решено утеплять стеновые или потолочные конструкции. Таким способом определяем, какой толщины слой утеплителя нужно будет уложить, чтобы достигнуть нормативных значений.

Обратите внимание, что при вычислениях сопротивляемости теплопередачи не учитывают слои отделочных материалов на вентилируемых участках фасада и крыши, в частности, сайдинг или любой тип кровли. Дело в том, что они практически не влияют на степень утепления конструкций дома.

В калькуляторе есть возможность выбрать различные типы утеплительных материалов, чтобы сравнить толщину слоя для каждого из них.

Таким образом, в результате всех расчетов можно выяснить, насколько качественно были утеплены стены или перекрытия. В калькуляторе сначала вносим требуемые значения, а затем желаемый тип утеплителя.

Оцениваем результаты по такой шкале:

• Значение толщины утеплителя, близкое к нулю (менее 1 см толщины) или даже отрицательное свидетельствует о том, что стеновые конструкции уже достаточно качественно утеплены.
• Если получится показатель толщины утеплителя в 75-80 мм, то степень теплопередачи у таких стен находится в пределах среднего.
• В тех домах, где расчетное значение толщины утеплителя будет более 100 мм, утепление считается очень плохим. При этом процент теплопотерь будет очень большим, а значит, радиаторы отопления будут работать на полную мощность, но саму систему отопления назвать эффективной будет невозможно. Фактически, она будет обогревать улицу, а потребитель потратит большое количество денег на оплату счетов впустую. Так что в данном случае в первую очередь нужно обратить внимание на качество утепления стен.

Стоит отметить, что предложенная формула расчетов тепловой мощности отопительной системы является далеко не единственной, ведь существуют более сложные, профессиональные техники. Однако считаем, что она вполне подходит простым потребителям, которые не желают вдаваться в излишние подробности. Тем более что описанная методика позволит получить результаты с допустимым уровнем погрешности.